1实验内容的调整
长江师范大学是一所地方应用型本科大学,土木工程材料实验课程应注重创新能力和实践能力的培养。在此基础上,对原实验内容进行了适当调整,减少了烧结多孔砖和石油沥青试验,应用面窄,专业属性强,增加了混凝土基本性能和混凝土配合比设计的空间,重点增加了混凝土性能试验的内容。由于土木工程材料的不断更新和发展,试验标准、规范和操作方法也发生了很大变化,需要及时更新实验内容。例如,在金属拉伸试验中,钢筋的抗拉强度为200~1000MPa之间,从原来的应修订到5MPa,再到现在的1MPa[3];自2018年起,GB175-2007《通用硅酸盐水泥》取消了32.5强度水泥,相应实验中使用的水泥应采用42.5强度及以上[4]。对于验证试验,如水泥砂强度试验,可以将一年前预留的样品与新制备的样品进行比较,使学生更直观地感受到年龄对水泥水化强度的影响。通过对试验内容的优化和调整,土木工程材料实验课程的知识体系更加完整,重点更加突出,符合土木工程学科发展对专业实践能力的要求。
2.培养学生创新能力
学生创新能力的培养不仅可以通过提高创新实验的比例来实现,还可以体现在验证实验中。例如,在混凝土配合比设计中,骨料的表观密度、含水率、粒径等指标通常直接给出,学生可以通过相关要求和参数进行计算。现在,作为“助手”,教师只能提供原材料,而不能告诉学生指标,让学生自己测试。通过干燥前后的质量差计算含水量,通过筛分试验得到骨料的粒径,通过李氏瓶和电子天平测量骨料的表观密度。与直接给出参数相比,更能激发学生的思维。土木工程材料试验课程一般安排在大二第一学期,大二是学生科技创新的黄金时间,因为大一需要适应学习环境,学习基础课程,大三开始专业课程的难度增加,需要花时间准备研究生入学考试。因为“挑战杯”、“创新创业”、“互联网+”等科技创新实践项目通常为学生提供较少的项目资金,土木工程实践创新相对难以实现,而土木工程材料创新研究是一个更好的切入点。可选的研究内容包括高性能混凝土的制备、与建筑材料相关的工程病害防治措施、提高建筑材料耐久性的研究、建筑废物的回收利用等。以建筑垃圾回收利用为例,可在周边废弃建筑或建筑垃圾填埋场收集实心砖、空心砖、混凝土块、砌体砂浆、瓷砖、瓷砖等建筑垃圾,通过破碎筛分获得再生骨料,然后用这些再生骨料部分替代混凝土或水泥砂浆骨料[5]。此外,以往试验后的废料通常是堆积的,然后作为垃圾进行集中处理。但结合建筑垃圾资源化利用的方向,还可以收集破碎检测抗折强度和抗压强度的混凝土样品,作为混凝土再生骨料。通过创新项目的锻炼,学生的动手能力和科研能力将得到显著提高。
3.优化考核方法
过去,在开始测试之前,测试老师讲述了测试指导书的详细内容,并演示了具体的操作过程。在测试过程中,如果学生只是重复测试指导书中的操作步骤,很容易导致实验结果相同,也不能避免测试报告数据的相似现象。现在,是让学生提前预览实验指导书,随机提问,评估通常的结果,以促进学生在测试前的预览,并通过自己对指导书的理解进行测试,帮助学生独立思考。测试结果必须实事求是。如果结果不符合要求,需要重点分析原因,总结测试过程中的问题,不得随意篡改测试结果。此外,还应评估测试过程,包括操作是否标准化和严肃性、学生之间的合作、数据记录是否详细、测试原材料是否浪费、是否注意测试安全、是否爱护测试设备、测试后的实验室卫生保持等。
4结语
随着土木工程学科的发展,如何在“新工程”背景下培养土木工程专业的高素质复合型人才,提高学生的实践和创新能力,是各工程院校需要考虑的重点。土木工程材料实验课程的改革创新研究也要结合土木工程学科的发展,不断补充实验内容的最新研究进展,注重培养学生的实践能力,提高学生解决实际工程问题的能力,最终为社会输送更多具有较强专业实践能力、创新能力和国际竞争力的优秀技术人才。