土木工程专业项目建设论文

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一、传统实验项目开展过程中存在的主要问题

1.传统的实验教学内容陈旧，实验仪器落后

传统的土木工程实验教学属于理论教学的一部分，并按其分类，每个实验项目相互独立，缺乏目标性、整体性、层次性、系统性、创新性及综合性，导致实验教学内容更新滞后。实验的基础理论知识决定了实验仪器种类和型号，由于实验内容更新滞后，导致实验仪器也未能得到及时更新。

2.重视理论教学，轻视实验教学

受多种因素的制约，目前国内很多高校重视土木工程的理论教学，轻视实验教学环节。有的将实验课程的成绩计入到理论教学的成绩当中，有的甚至不统计实验课程的成绩。多数学生认为实验课程不重要，只是走一个程序而已，只要“照猫画虎”完成操作步骤即可，并没有真正将实验与工程实际相结合，所学知识也难以致用。

3.传统教学方式单一，使学生丧失实验操作的主动性

土木工程在实际教学过程中，通常是先进行理论教学，然后再安排具体的实验操作，学生在课堂上学到的知识不能及时体现在实验课程的教学中。教师在实验教学开展之前，就设计好试验加载方案，编写出非常详细、具体的实验指导书，调试好试验仪器，规定好实验步骤、测试方法，并设计出实验数据记录表格等。而学生只需要按教师规定好的步骤进行加载并读取数据，就可以得出早已预知的结论。这种实验教学方法使学生丧失了主观能动性。

4.传统考核方式单一，不能体现学生对实验知识的掌握程度

大多数实验课程的成绩仅凭一份实验报告来决定。同组成员所得到的实验结果是相同的，所以，实验报告也是大致相同，组内成员的成绩也都差不多。实验报告不能客观考察每一个学生对实验内容掌握的程度。

二、“模拟地震环境下结构模型加载

实验”项目介绍实验项目开设的初衷是为了加强素质教育，培养学生的实际动手能力和创新能力，要求学生在学习理论力学、结构力学、材料力学、结构抗震课程之后，自行设计一个结构受力体系，并进行加载，以提高学生学习的积极性，发挥学生的创造力和想象力，加深对结构抗震课程的理解，加强对动手能力的培养，达到学以致用的目的。在整个课程的实施过程中，还要求学生们集思广益，发扬集体智慧和团结协作精神。2008年汶川地震后，社会对抗震知识的需求大为增强，对相关人才的需求更甚。因此，土木工程系依据教学大纲自创了模拟地震环境下结构模型加载实验项目。2009年，依托该实验项目，学校成功举办了“山东省第三届结构设计竞赛”，学校的参赛队获得一等奖1项，二等奖2项。2010年，该项目被确定为学校实验教学改革的一般项目。2012年10月，该实验教改项目顺利通过验收。2011年，依托该实验项目选拔的参赛队伍在“山东省第四届结构设计竞赛”中获得二等奖和三等奖各1项，验证了模拟地震环境下结构模型加载实验台应对不同结构模型的适应性。

三、实验项目总体设计方案

1.实验仪器设备、材料

实验采用土木工程系自主研发的“结构抗震模型加载实验台”。该试验台主要由控制系统、动力系统、实验台面以及防护架等组成。

2.实验教学方法

采用了研究式、讨论式和互动式的教学方式。研究式教学：学生通过查阅教材、期刊文献，收集与实验内容相关的文献，进行结构模型设计。有利于启发学生的科学思维和自主创新意识。讨论式教学：采取以学生为中心，研讨结构模型设计方案，锻炼学生自主设计、自主搭建和自主完成实验的能力，深受学生欢迎。互动式教学：课程开始首先由任课教师给学生们讲解，发放实验任务书、材料和工具。在讲解中，着重讲清实验的目的、意义、任务和要求，制作过程中要注意的问题和加载方法。之后，各小组讨论方案，进行结构模型的设计和制作。在这个阶段，每天都安排教师答疑。由于实验活动是分组、分散进行的，而且每组又基本上是以寝室为单位，学生们的制作活动基本是在寝室内进行，因此，教师有时到寝室走访，帮助学生解决制作中的问题。

3.实验组织形式

以小组为单位，每小组4人～5人。每个小组的成员要求动手能力强、组织能力强、创新能力强的学生各1名，这样可以达到能力互补、相互学习的目的。

4.实验成绩评定

建立了一套科学、规范的实验考核方法，兼顾实验过程和实验结果，合理运用了多种考核评价方式。结构最大承载力与所耗材料重量之比(比强)以大为佳，占50%；实验结果与理论计算结果的相似程度，占10%；结构造型美观，占20%；实验报告完成情况，占20%。

5.实验激励机制

实验项目采用“金字塔”模式的激励机制。首先面向全校学生开放本实验项目，同时为校级结构设计竞赛选拔人才。每年约有50个小组参加校级结构设计竞赛。校级竞赛中选出2个～3个小组参加省级结构设计竞赛。省级结构设计竞赛获得一等奖的小组参加国家级结构设计竞赛。该激励机制已经显现出良好的实践教学效果：中国石油大学（华东）通过该实验项目选拔培养的学生在历届山东省大学生结构设计竞赛中获得一等奖1项、二等奖3项、三等奖3项，并有一支参赛队伍于2010年代表中国石油大学（华东）参加第四届全国大学生结构设计竞赛。

四、锻炼实践能力，培养创新意识，启发探究性思维

实践能力的锻炼包括两个方面：一是亲自动手制作模型，这是大学生进入大学后首次制作的模型，需要相互配合，集体完成一件作品。二是理论知识与实践相结合，是一个知识活化的过程。在实验过程中，教师鼓励学生创新，重视创新意识的培养。制作开始时，学生们知道结构形式大致有三角形、梯形、拱形等几种，但对于杆件如何搭建成结构并没有概念。通过方案讨论才形成了结构的形象，再把结构制作出来，这个过程本身就是一种创新行为。其次，鼓励学生进行结构形式的创新，不要受之前几种结构形式的禁锢。第三方面是计算工作的创新，这是较高层面上的创新活动。虽然计算理论和方法是学过的，但是在计算模型的建立，以及已知条件的选取，近似和简化方面，仍然需要创新思维。《实验项目指导书》提供了探究性内容的引导和要求。

五、调动学生积极性，增强实验效果

本实验项目为综合性实验，是集设计、制作与试验于一体的实验项目。较为充分和全面地用到了课堂上学习的理论知识，又是一次实践能力的锻炼和学生综合素质的考验，学生参加实验的热情很高。为了把结构模型做得更好，有的小组做了两个模型，一个作为演练，一个是正式加载用的，而且把演练的那个模型自己先试着振动，看看承载能力是多少。试验气氛团结、热烈。土木工程专业学生参与本实验的热情很高，参与程度达到了100%。最初，这项实验只面向土木工程专业，但有些未开设该实验项目专业的学生也积极要求参与这项实验。该实验项目的效果良好，主要体现在以下几个方面：(1)运用了材料力学、结构力学以及结构抗震课程中的大部分知识。这不仅是对所学课程的复习，也促进了学生将理论知识活学活用。(2)培养了学生把一个工程实际问题转化为力学模型，并进行分析的能力，初步懂得了对于一个工程结构问题应该分析哪些方面。(3)对学生素质进行了锻炼和考验。在团队精神方面，小组成员以及组长都学会了沟通、理解、协调和必要的让步。此外，加深了对工程和自然的认识，对于周围人与事的认识，激发了事业心、成就感。“模拟地震环境下结构模型加载实验”精品实验项目，摒弃了传统实验教学项目存在的多种弊端，开创性地融合了多种实验教学方法和理念，将课堂上的理论知识与生活中的实际工程问题相结合，激发了学生对实验课程的浓厚兴趣，培养了学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。

作者：李春宝黄保程旭东肖光辉单位：中国石油大学