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摘 要：笔者开展《土木工程结构试验》的教学内容和教学方法的改革，充分利用多媒体等先进教学手段，紧密与生产科研实践相结合，提高大学生的实验兴趣与创新意识、创新能力，以适应社会发展的需要。
关键词：结构试验 教学改革 研究创新
中图分类号：G64 文獻标识码：A 文章编号：1673-9795（2012）12（b）-0031-02
《土木工程结构试验》是土木工程的一门专业技术课程，其主要应用有两大类：一是科学研究性试验，为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据；二是生产鉴定性试验，对建筑和桥梁等工程结构的安全评估。
实验教学的目的是培养学生观察问题和分析问题的能力，使学生系统地理解和掌握实验技术，训练其实验技能，逐步堤高学生的动手能力、组织实验能力和科研能力，使学生的素质得到全面的提高。土木工程本科生教学中不论是材料性能、力学原理还是结构构造都离不开试验技术的支持。结构设计原理中的理论和计算方法既来源于试验的观测和总结，又必须接受试验和工程实践的检验与鉴别。
该课程具有教学内容丰富、实践性和技术性强的特点[1]。结构试验的对象可能是构件、节点或模型，形状和大小千差万别，测试的目的和方法不尽相同，实验的依据没有详尽的规范。再实验实施前必须编写实验大纲，实验后要进行科学详细的分析，因此，实验人员必须具备本专业的理论知识、熟练的操作技能，还要具备较强的综合分析能力。
《土木工程结构试验》一直是土木工程及相关专业的必修或限选课程，近年来，土木结构工程学科的理论水平大大提高，实验测试技术也随着相关学科（电子技术等）的发展而发展迅速，社会经济的发展有了新的需求。《土木工程结构试验》的教学要适应新的社会形势的发展。本课程的教学质量是影响土木工程专业毕业生质量的关键因素之一。
1 当前《结构试验》实验教学中存在的主要问题
虽然实验教学在培养创造新型人才方面具有重要作用，但从我国高校的教学现状看，实验教学仍是一个较薄弱的环节[2]。
（1）科学实验是知识创新的源头，任何新的科学知识部来源于实验，没有实验就没有知识创新。新的结构理论必须由结构实验的验证，结构实验促进结构理论的发展。实验教学重心不在于基本技能、工程实践能力和工程意识的培养，而在于帮助、加深对有关理论课的理解和掌握，把实验课看成是理论课的依附，是为了辅助理论，或者验证理论的，那就本末倒置。目前的教学观念还是受到应试教育的影响，重视理论教学，以考试成绩来衡量学生的学习成果，没有重视学生的理解和感性认识。
（2）学生的学习目标不明确。目前的学生群体大多是独生子女，从幼儿园到大学几乎没有从事社会实践，即使家务也很少做。动手能力不足，又怕苦又怕累。学校的实验教学大部分是应付而已，照老师或实验指导书依样画葫芦。所以很多学生即使做了实验，收获不大，兴趣减少，造成恶性循环。
（3）传统的实验教学不仅告诉学生实验项目，还有详细的实验原理、使用仪器、测试方法、实验步骤乃至数据记录表格等。有的老师以实验数据是否相符来判断学生的实验成果正确与否。故实验做了许多，但很多学生还是既不会设计实验，也不会在实验中观察、分析问题，实验完毕，甚至连仪器、仪表的使用操作方法都没多少印象。学生处于被动学习状态，这种教学方法仅能传授知识，而不利于培养学生的创新精神和思维能力。
（4）实验教学与工程实际脱节。以往的实验项目往往局限于验证型和演示型实验，而综合型和研究型的项目较少，缺乏创新型的实验项目。验证型、演示型实验教学为了服务于理论教学，起到验证理论、深化对理论的理解的作用，在实验中进行理想化的假设，把内容和要求局限在较小的范围内，与实际情况相去甚远。学生毕业后面临复杂多变的实际工作就感到一筹莫展。实验教学不仅要帮助学生巩固所学的理论知识，同时更应培养学生分析问题、解决问题的能力和开放性、创造性思维。由此，土木工程实验教学必须开设综合型、设计型、研究创新型的实验项目。
2 实验教学内容的改革
（1）实验教学内容的改革。
教学内容的广度。随着社会的发展，土木工程专业教学向大土木方向发展，包含建筑工程、道路工程和桥梁工程，因此，土木工程结构试验课程的教学内容也应包含这些方面。建筑工程和道桥工程的测试技术有许多的共同点，例如：电阻应变计的测试技术、桩基的测试技术等等。但是道路工程中的路基的密实度、弯沉测试等项目在建筑工程是没有的。让学生全面的了解这些内容，有利于扩大学生的知识范围，增加就业面，适应社会的需求。
教学内容的深度。结构实验可以分为四大类：操作型实验、验证型实验、综合（工程应用）型实验、设计创新型实验。操作型实验以训练学生对设备的操作技能为目的，验证型实验是为了加深学生对理论知识的理解和掌握，这些对于学生打好基础、训练学生的基本操作技能是有益的。为了提高学生的自我思考能力和综合分析能力，让学生毕业后尽快适应社会的要求，能够尽快参与或独立承担工程检测等复杂多变的工作，在教学内容上应增加综合型实验项目，鼓励学生自行设计创新型实验项目，教师在这过程中起着启发、引导的作用，培养学生创新思维和独立思考能力。
（2）实验教学方法的改革。
“土木工程结构试验”讲授的内容包括大量仪器设备理论知识和丰富的视图，将多媒体技术应用于教学中，可充分利用多媒体的表现力、参与性、重视力和受控性强的特点，达到传授知识、开发智力、培养能力的教学目的，同时，这种丰富有趣、形象生动的形式，更有利于增强学生的学习积极性，提高学生的学习效果[3]。所以，利用多媒体教学是目前少课时情形下行之有效的教学手段之一。可以利用各种图片和视频，介绍仪器的使用方法，试验的案例，提高了学生的学习兴趣，例如：在讲到动力试验的内容是，放映塔科马大桥在风振作用下倒坍过程的录像。塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥，于1940年7月1日通车，四个月后戏剧性地被微风摧毁，这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来。桥梁垮坍是由于颤振的出现，使风对桥的影响越来越大，最终桥梁结构像麻花一样彻底扭曲了，风能最终战胜了钢的挠曲变形，使钢梁发生断裂。学生对于这些生动的教学视频兴趣盎然。当然，视频的内容也需要不断更新，展现当前的科技发展水平。我们也把老师的一些研究实验项目和工程检测项目的视频和照片在课堂中展示。 针对学生在课前不愿认真预习实验指导书的问题，制作一些实验过程的课件和动画，实验课件可以挂在网上，观看课件中的仪器操作部分可以作為课前预习的内容，一进实验室即可开始做实验，课后有兴趣的同学再研究，可为开放性实验教学作一些准备，实验课教师仅作指导。教师讲解时仅仅对着一台仪器讲，不一定所有的学生从各个角度都能看清楚，而通过动画课件进行实验教学会收到更好的效果，让学生在上实验课之前观看，明确实验的目的，了解实验的步骤、要测量的数据和预期的结果，这样把实验的主动权交还给学生，提高了实验课的效率。
我在第一堂课绪论中就举了一个例子：1713年法国的巴朗提出了受弯梁截面的应力分布的正确观点。直到1767年，法国的科学家容格密才首次用试验方法令人信服地证明了断面上压应力的存在，被誉为“路标试验”。所以科学实验也是是一种解决问题的重要手段。让学生学会提出问题、解决问题是本课程教学的核心任务。在做实验前提出一些有关实验原理、方法的有关问题，让学生带着这些问题去预习，在实验过程中解决问题，实验完成后让学生总结实验成果，从实验中发现科学规律。不能以实验数据的正确与否来评定实验的成败，允许鼓励他们有不同的想法和做法。
全方位因材施教、因地制宜，不局限于常规的课堂教学，对个别特殊的学生进行适合与他们的教学方法和措施。去年有学生准备要参加浙江省结构设计竟赛，除了通过理论分析进行设计外，还对他们初步设计的模型进行结构试验。通过实验结果进行改进和调整。之后在浙江省结构设计大赛获得了二等奖。极大地提高学生兴趣，加深了他们对工程结构理论知识的理解，同时对结构试验产生浓厚的兴趣。
根据结构试验本身构件大，试验周期长，耗资大的特点，我们把教师的科研项目和本科生教学结合起来，让学生尽量参与老师的实验研究项目。在教师承担的桥梁竣工试验及旧桥承载力检测的项目中，让学生从实验的规划开始，桥梁的计算复核、试验加载和测试方案的设计、实验的过程以及实验的结果分析处理全过程参与。产学研结合，不仅经济效益良好，而且学生置身于良好的工程氛围的环境中，锻炼学生的动手和思考能力，学生切身体会到他们的工作不仅是为了完成实验的任务，而且能创造经济效益和社会效益，激发了他们工作和学习的积极性，学习的效果大大增强。
3 结语
《土木工程结构试验》是一门应用较为广泛的实用技术，因此，实验教学必须紧密与生产科研实践相结合。激发学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，培养学生创新思维和独立思考能力。
参考文献
[1] 周云，张文福，等.“结构试验”课教学改革的尝试[J].实验室研究与探索，1992，1：19-20.
[2] 陈友兰，谭菊香.土木工程专业《结构试验》课实验教学探讨[J].长沙铁道学院学报：社会科学版，2006，7（2）：75-76.
[3] 李宗崎.“建筑结构试验”课程多媒体教学课件研究[J].泰州职业技术学院学报，2004，4（2）：69-71.
关键词：结构试验 教学改革 研究创新
中图分类号：G64 文獻标识码：A 文章编号：1673-9795（2012）12（b）-0031-02
《土木工程结构试验》是土木工程的一门专业技术课程，其主要应用有两大类：一是科学研究性试验，为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据；二是生产鉴定性试验，对建筑和桥梁等工程结构的安全评估。
实验教学的目的是培养学生观察问题和分析问题的能力，使学生系统地理解和掌握实验技术，训练其实验技能，逐步堤高学生的动手能力、组织实验能力和科研能力，使学生的素质得到全面的提高。土木工程本科生教学中不论是材料性能、力学原理还是结构构造都离不开试验技术的支持。结构设计原理中的理论和计算方法既来源于试验的观测和总结，又必须接受试验和工程实践的检验与鉴别。
该课程具有教学内容丰富、实践性和技术性强的特点[1]。结构试验的对象可能是构件、节点或模型，形状和大小千差万别，测试的目的和方法不尽相同，实验的依据没有详尽的规范。再实验实施前必须编写实验大纲，实验后要进行科学详细的分析，因此，实验人员必须具备本专业的理论知识、熟练的操作技能，还要具备较强的综合分析能力。
《土木工程结构试验》一直是土木工程及相关专业的必修或限选课程，近年来，土木结构工程学科的理论水平大大提高，实验测试技术也随着相关学科（电子技术等）的发展而发展迅速，社会经济的发展有了新的需求。《土木工程结构试验》的教学要适应新的社会形势的发展。本课程的教学质量是影响土木工程专业毕业生质量的关键因素之一。
1 当前《结构试验》实验教学中存在的主要问题
虽然实验教学在培养创造新型人才方面具有重要作用，但从我国高校的教学现状看，实验教学仍是一个较薄弱的环节[2]。
（1）科学实验是知识创新的源头，任何新的科学知识部来源于实验，没有实验就没有知识创新。新的结构理论必须由结构实验的验证，结构实验促进结构理论的发展。实验教学重心不在于基本技能、工程实践能力和工程意识的培养，而在于帮助、加深对有关理论课的理解和掌握，把实验课看成是理论课的依附，是为了辅助理论，或者验证理论的，那就本末倒置。目前的教学观念还是受到应试教育的影响，重视理论教学，以考试成绩来衡量学生的学习成果，没有重视学生的理解和感性认识。
（2）学生的学习目标不明确。目前的学生群体大多是独生子女，从幼儿园到大学几乎没有从事社会实践，即使家务也很少做。动手能力不足，又怕苦又怕累。学校的实验教学大部分是应付而已，照老师或实验指导书依样画葫芦。所以很多学生即使做了实验，收获不大，兴趣减少，造成恶性循环。
（3）传统的实验教学不仅告诉学生实验项目，还有详细的实验原理、使用仪器、测试方法、实验步骤乃至数据记录表格等。有的老师以实验数据是否相符来判断学生的实验成果正确与否。故实验做了许多，但很多学生还是既不会设计实验，也不会在实验中观察、分析问题，实验完毕，甚至连仪器、仪表的使用操作方法都没多少印象。学生处于被动学习状态，这种教学方法仅能传授知识，而不利于培养学生的创新精神和思维能力。
（4）实验教学与工程实际脱节。以往的实验项目往往局限于验证型和演示型实验，而综合型和研究型的项目较少，缺乏创新型的实验项目。验证型、演示型实验教学为了服务于理论教学，起到验证理论、深化对理论的理解的作用，在实验中进行理想化的假设，把内容和要求局限在较小的范围内，与实际情况相去甚远。学生毕业后面临复杂多变的实际工作就感到一筹莫展。实验教学不仅要帮助学生巩固所学的理论知识，同时更应培养学生分析问题、解决问题的能力和开放性、创造性思维。由此，土木工程实验教学必须开设综合型、设计型、研究创新型的实验项目。
2 实验教学内容的改革
（1）实验教学内容的改革。
教学内容的广度。随着社会的发展，土木工程专业教学向大土木方向发展，包含建筑工程、道路工程和桥梁工程，因此，土木工程结构试验课程的教学内容也应包含这些方面。建筑工程和道桥工程的测试技术有许多的共同点，例如：电阻应变计的测试技术、桩基的测试技术等等。但是道路工程中的路基的密实度、弯沉测试等项目在建筑工程是没有的。让学生全面的了解这些内容，有利于扩大学生的知识范围，增加就业面，适应社会的需求。
教学内容的深度。结构实验可以分为四大类：操作型实验、验证型实验、综合（工程应用）型实验、设计创新型实验。操作型实验以训练学生对设备的操作技能为目的，验证型实验是为了加深学生对理论知识的理解和掌握，这些对于学生打好基础、训练学生的基本操作技能是有益的。为了提高学生的自我思考能力和综合分析能力，让学生毕业后尽快适应社会的要求，能够尽快参与或独立承担工程检测等复杂多变的工作，在教学内容上应增加综合型实验项目，鼓励学生自行设计创新型实验项目，教师在这过程中起着启发、引导的作用，培养学生创新思维和独立思考能力。
（2）实验教学方法的改革。
“土木工程结构试验”讲授的内容包括大量仪器设备理论知识和丰富的视图，将多媒体技术应用于教学中，可充分利用多媒体的表现力、参与性、重视力和受控性强的特点，达到传授知识、开发智力、培养能力的教学目的，同时，这种丰富有趣、形象生动的形式，更有利于增强学生的学习积极性，提高学生的学习效果[3]。所以，利用多媒体教学是目前少课时情形下行之有效的教学手段之一。可以利用各种图片和视频，介绍仪器的使用方法，试验的案例，提高了学生的学习兴趣，例如：在讲到动力试验的内容是，放映塔科马大桥在风振作用下倒坍过程的录像。塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥，于1940年7月1日通车，四个月后戏剧性地被微风摧毁，这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来。桥梁垮坍是由于颤振的出现，使风对桥的影响越来越大，最终桥梁结构像麻花一样彻底扭曲了，风能最终战胜了钢的挠曲变形，使钢梁发生断裂。学生对于这些生动的教学视频兴趣盎然。当然，视频的内容也需要不断更新，展现当前的科技发展水平。我们也把老师的一些研究实验项目和工程检测项目的视频和照片在课堂中展示。 针对学生在课前不愿认真预习实验指导书的问题，制作一些实验过程的课件和动画，实验课件可以挂在网上，观看课件中的仪器操作部分可以作為课前预习的内容，一进实验室即可开始做实验，课后有兴趣的同学再研究，可为开放性实验教学作一些准备，实验课教师仅作指导。教师讲解时仅仅对着一台仪器讲，不一定所有的学生从各个角度都能看清楚，而通过动画课件进行实验教学会收到更好的效果，让学生在上实验课之前观看，明确实验的目的，了解实验的步骤、要测量的数据和预期的结果，这样把实验的主动权交还给学生，提高了实验课的效率。
我在第一堂课绪论中就举了一个例子：1713年法国的巴朗提出了受弯梁截面的应力分布的正确观点。直到1767年，法国的科学家容格密才首次用试验方法令人信服地证明了断面上压应力的存在，被誉为“路标试验”。所以科学实验也是是一种解决问题的重要手段。让学生学会提出问题、解决问题是本课程教学的核心任务。在做实验前提出一些有关实验原理、方法的有关问题，让学生带着这些问题去预习，在实验过程中解决问题，实验完成后让学生总结实验成果，从实验中发现科学规律。不能以实验数据的正确与否来评定实验的成败，允许鼓励他们有不同的想法和做法。
全方位因材施教、因地制宜，不局限于常规的课堂教学，对个别特殊的学生进行适合与他们的教学方法和措施。去年有学生准备要参加浙江省结构设计竟赛，除了通过理论分析进行设计外，还对他们初步设计的模型进行结构试验。通过实验结果进行改进和调整。之后在浙江省结构设计大赛获得了二等奖。极大地提高学生兴趣，加深了他们对工程结构理论知识的理解，同时对结构试验产生浓厚的兴趣。
根据结构试验本身构件大，试验周期长，耗资大的特点，我们把教师的科研项目和本科生教学结合起来，让学生尽量参与老师的实验研究项目。在教师承担的桥梁竣工试验及旧桥承载力检测的项目中，让学生从实验的规划开始，桥梁的计算复核、试验加载和测试方案的设计、实验的过程以及实验的结果分析处理全过程参与。产学研结合，不仅经济效益良好，而且学生置身于良好的工程氛围的环境中，锻炼学生的动手和思考能力，学生切身体会到他们的工作不仅是为了完成实验的任务，而且能创造经济效益和社会效益，激发了他们工作和学习的积极性，学习的效果大大增强。
3 结语
《土木工程结构试验》是一门应用较为广泛的实用技术，因此，实验教学必须紧密与生产科研实践相结合。激发学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，培养学生创新思维和独立思考能力。
参考文献
[1] 周云，张文福，等.“结构试验”课教学改革的尝试[J].实验室研究与探索，1992，1：19-20.
[2] 陈友兰，谭菊香.土木工程专业《结构试验》课实验教学探讨[J].长沙铁道学院学报：社会科学版，2006，7（2）：75-76.
[3] 李宗崎.“建筑结构试验”课程多媒体教学课件研究[J].泰州职业技术学院学报，2004，4（2）：69-71.