土木工程材料砂浆设计性实验教学改革探究

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1、土木工程材料砂浆设计性实验教学改革探究　　doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2014.01.036收稿日期：2013-08-16基金项目：华南理工大学2010年度校级实验教学改革项目——砂浆设计性实验的改进；华南理工大学2009年度本科教育产学研合作项目——土木工程材料实践基地体系建设；华南理工大学2010年度校级教学改革项目——土木工程材料课程教学网站建设作者简介：王恒昌（1984-），男，华南理工大学土木与交通学院助理实验师，硕士，主要从事土木工程材料实验研究，（E-mail）cthcwang@scu

2、t.edu.cn。摘要：传统土木工程材料实验均为演示性和验证性实验，学生参与主动性不高，教学效果不理想。为适应教育部和学校对实验教学改革的要求，进行了土木工程材料实验教学改革，设立了砂浆设计性实验。通过几年的教学实践发现，实验教学质量明显提高，不仅使学生加深了对相关知识的掌握，而且锻炼了学生的综合素质，提高了其学习的主动性和对专业的兴趣。关键词：土木工程材料；砂浆；设计性实验；教学改革中图分类号：TU3-4；G642.423文献标志码：A10文章编号：1005-2909（2014）01-0139-03实验是科学研究的重要手段，实验

3、教学就是教育学生利用实验手段观察现象、发现问题、探索规律、还问题以本质的方法[1]，是培养学生理论联系实际及创新能力、增强动手能力、提高分析问题、解决问题能力的重要途径。因此，实验教学在本科教学中的重要性不言而喻。传统实验教学以演示性和验证性实验为主，主要是验证理论的正确性或达到理论再现性的目的[2]。学生完全处于被动局面，缺乏应用的积极性与主动性，不利于学生思维的扩展，很难激发学生的学习兴趣和创新欲望[3]。国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）中指出，“高等教育要坚持能力为重，优化知识结构，丰富社会实践，强化

4、能力培养，着力提高学生的学习能力，实践能力、创新能力、教育学生学会知识技能，学会动手动脑”。因此，为配合国家教育的改革和发展，创新教育教学观念，深化人才培养模式改革，加快教育创新，加速构建高水平研究型大学的本科教学体系，华南理工大学设立了实验教学改革项目，资助在实验教学中开展设计性实验和综合性实验建设。10土木工程材料作为土木工程等相关专业的重要基础课程，其实验教学质量的高低对学生相关知识的掌握和综合能力的培养有着重要影响。按照学校教学大纲规定，土木工程材料共48个学时，其中课堂教学38个学时，实验教学10个学时。土木工程材料实验

5、开设水泥、砂、石、混凝土、砂浆、沥青、沥青混合料、钢筋等实验内容。从内容上看，混凝土、砂浆、沥青混合料均适合开设设计性实验，但是混凝土和沥青混合料实验需要使用的原材料多，且学时要求较多，难以在课内安排实验；而砂浆实验所用材料种类和数量相对较少。当数据不理想时，砂浆实验影响因素便于分析，重新调整所用时间短，学时要求较少。综合上述考虑，在现有教学大纲学时不变的前提下，将砂浆实验改为设计性实验获得了学校的资助。混凝土和沥青混合料也开设了设计性实验，但是以土木工程材料设计性实验选修课的形式进行，供学有余力或者对土木工程材料实验有兴趣的学生

6、选修。笔者以砂浆设计性实验教学改革的方法和效果为例进行详细介绍。一、传统砂浆实验教学方法10传统砂浆实验教学中，实验设置为2个学时。在教学形式上，教师按实验指导书进行讲解，并提供砂浆配合比及实验操作方法及步骤，学生按照教师的讲解机械地模仿实验过程。在实验设置上，所有的实验都是验证性实验。学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力得不到体现。这种教学的结果造成了学生实验目的不够明确，准备不充分，单纯为做实验而实验。也很难将课堂上所学到的理论知识与实验结合起来。缺乏对学生创新能力的培养，使学生技术化，而不是科研型、创新型[4]。因此，必

7、须改变传统的“实验员准备实验，教师讲解，学生照做”的灌输式实验课教学模式，建立以学生为主体的教学模式，充分调动学生的主动性与积极性。传统砂浆成分相对单一，但随着科技的发展及环保节能的要求，越来越多的矿物掺合料、外加剂和保水增稠材料将作为功能性组分掺入到砂浆中[7]，赋予砂浆新的性能，新的砂浆品种也应运而生。砂浆性能朝高性能方向发展，传统的测试方法已经不能满足如今砂浆发展的要求，相关标准在近几年均进行了修订。如《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ/T98—2010）中取消了分层度指标，增加了砂浆保水率的要求[5]；《建筑砂浆基本性能实

8、验方法》（JGJ70—2009）中增加了砂浆保水性实验、拉伸粘结强度实验，立方体抗压强度实验中每组试块数量由6块变成3块，实验用底模材质也由砖底模变为钢底模或塑料底模等[6]；《抹灰砂浆技术规程》（JGJ/T220—2010）中也对各种抹灰砂浆的保