地方高校土木工程材料实验室开放的探索与实践

　　以培养大学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育，是当前教育改革的重点。土木工程材料实验是土木工程专业的重要组成部分，是一门实践性很强的课程。传统的土木工程材料实验教学方法多表现为灌输式，偏重于所学知识的演示和验证。这种实验教学方法将学生限制在教师规定的框架里进行实验，难以激发学生的主观能动性和创新思维。因此转变教育观念，改革传统的实验教学方式势在必行。实践证明，实施开放性实验本文由论文联盟http://收集整理教学可有效地避开传统实验教学的不足，为学生提供了自主学习和独立思考的空间。让学生处于教学的中心地位，有利于调动学生的学习积极性，培养学生分析问题和解决问题的能力。
　　1 实验室开放面临的问题
　　土木工程材料实验室开放是土木工程材料课程教学改革的重点内容，也是新形势下土木工程材料实验室工作的发展方向。土木工程材料实验室的开放应包含两个方面：一是时间和空间上的开放；二是实验内容和方法的开放，即学生实验的内容和方法，只要符合实验室管理制度，经过实验中心相关负责人的审批，都是许可的。实验室的开放有利于提高学生的实践能力和综合素质；有利于提高现有设备的使用效率，发掘实验室的潜力，加速实验室的建设。
　　但是，任何事情都有两面性，实验室开放在带来上述好处的同时，也会带来很多新的问题，例如使实验室管理工作量大大增加，实验教师的数量必须增加；学生实验内容的多样性，对实验指导教师提出了更高的要求；实验室开放使实验室的消耗材料、仪器设备维修等经费的支出也快速增长，必须加大投入，以保证实验室开放的正常进行等等情况。由此可见，实现实验室的完全开放需要有充足的开放基金，较强的师资队伍，先进的教学设备和管理制度，这对我国的一些重点部属院校来说尚难于完全达到，对广大的地方高校而言，要实现实验室的完全开放更是难上加难。
　　2 土木工程材料实验室开放的形式
　　基于地方高校的办学定位和生源素质的基本判断，为培养学生创新思维和实践能力，地方高校土木工程材料实验室应实行多层次开放，根据不同的教学对象、目的和条件，采取多种形式的开放，完成各种开放实验内容。实验室层次开放主要有以下三个层次：
　　（1）基础实验型。此类开放主要是针对一些设计性、综合性实验教学内容。此类实验往往受课时限制，一般在实验规定的学时内无法完成。利用基本实验型开放模式，学生可以利用实验室开放时间，继续完成这些实验内容。
　　（2）科研助手型。此类开放是实验室根据老师科研项目，或者是各类学科竞赛活动的需要，预先公布一些开放实验项目，吸收部分优秀学生进入实验室参与教师的科研活动。指导教师引导学生学会用多种方法思考问题，用专业知识分析和解决问题，这种形式对于学生形成积极的学习态度和良好的学习策略都有重要的意义。
　　（3）自主创新型。此类开放是学生结合兴趣或自己的学生科研课题，自带项目进实验室，这种方法学生按要求独立查阅文献资料，设计实验方案，由老师审核同意后自主进行实验。学生通过对实验结果的分析得出结论，从而达到自我提高的目的。
　　3 实验室层次开放的实践及效果评价
　　基于创新人才的培养目标，笔者在管理土木工程材料实验室过程中做了一些有益的尝试，实行多层次开放模式，有效地培养了学生的创新精神和实践能力，同时也大大提高了实验室的利用效率。
　　3.1 基础实验型开放实践及效果评价
　　基础实验型开放主要是在正常实验教学计划外，专门安排一定的时间开放，为不能在课内完成的综合性或设计性实验提供平台。例如普通混凝土配合比设计实验，依据课程教学大纲的安排，该试验总共5个课时，其中混凝土的搅拌、测试并调整混凝土坍落度、测试混凝土拌合物表观密度以及试块成型只有2个课时，任务非常重。特别是混凝土坍落度的调整，对于混凝土初学者来说，由于缺乏经验和操作技术不熟练，为使混凝土坍落度符合设计要求，学生往往需要调整多次才能达标，这造成普通混凝土配合比设计实验要在课内完成，往往是无法达到的。针对此类情况，我们实验室制定了基础实验型开放模式。实验室首先将实验视频放入实验室网站，让学生结合实验教材和视频预习实验内容；然后将实验仪器和试验耗材准备好，在实验课内将学生统一召集到实验室内进行实验课的讲解；最后通过预约让学生进行分组实验。通过这种开放模式，有效的解决了实验课时不足的问题，同时还增强了学生的主体地位，提高了学习效果。

　　3.2 科研助手型开放实践及效果评价
　　科研助手型开放是安排一些有兴趣、有想法并学有余力的学生参加到老师的科研项目当中。我们学院近三年申请并立项各种纵横向项目80多项，大部分都是需要在土木工程材料实验室完成其实验部分内容的，其中一部分基础性工作吸引了大量感兴趣的学生参与。考虑到学生的理论知识水平情况，目前吸纳学生充当科研助手基本上都是让其参与项目的实验部分。在具体操作过程中，由项目负责人拿出一块实验内容，指导学生查阅文献资料，制定可行的实验方案，然后进入实验室熟悉仪器，最后通过预约让学生在老师的指导下进入实验室进行实验。在整个过程中，项目负责人都会循序渐进，逐步引导学生采用科学、合理的方式来完成各项实验任务。
　　3.3 自主创新型开放实践及效果评价
　　自主创新型开放模式是本实验室最高层次的开放，不仅实现了时间、空间上的开放，还实现了实验内容、手段和方法的开放。本层次的开放的实验内容由学生自己制定，只要通过实验中心的审批，最终都可以在土木工程材料实验室内完成其实验。笔者所在学院的学生每年都可以申请浙江省大学生科技创新项目4项，校立项目8项，开放性实验16项。例如我院2010年的一项浙江省大学生科技创新项目《混凝土管桩余浆用于制备环保型节能砌块的研究》，在指导老师的指导下，学生查阅相关文献资料，确定项目研究目标、研究内容、研究方案和技术路线，填写申报书；项目成功立项后，制定详细讲究方案，特别是包括实验设备、实验耗材和试验安排的实验方案的制定；然后进入实验室进行实验，观察实验现象、记录实验数据、分析并解决试验中出现的各种现象，整理实验报告，最终申请并授权国家专利1项。本层次的开放模拟了科学研究的基本过程，学生可以受到研究过程的全程的训练，提高了学生对知识的活学活用能力，锻炼了独立分析问题和解决问题的能力。
　　4 结语
　　地方高校土木工程材料实验室开放，是实施素质教育，培养学生创新精神和实践能力的重要途径。实验室开放是一项系统工程，涉及实验室资源的调配、师资队伍建设、实验室管理制度建设，同时必须与实验教学体系、教学方法和手段等的改革相配套，与各地方高校的实际条件相适应。实验室多层次开放，可较好地解决现阶段地方高校实验室开放与基本条件之间的矛盾，是一种比较切实可行的实验室开放模式。