建筑材料实验室开放实验教学模式的探索与实践

摘要：我国教育事业飞速发展,为培养创新性人才的需要,传统教学实验模式逐渐向研究型、开放式教学模式转变,建立建筑材料开放实验教学势在必行，提出了将开放实验教学与教师科研活动相结合的思想,讨论比较了传统建筑材料实验教学和开放实验教学的不同，对建材实验室的开放试验教学模式进行了探索和实践。

关键词:建筑材料实验室 开放式 实验教学 探索

中图分类号：G421文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)06(b)-0000-00

随着我国高等教育事业的飞速发展，高等学校教育也从原来的教学型向教学研究型大学转变，社会对高校培养的大学生的要求也越来越高，仅掌握书本知识的优秀大学生已经不能满足各单位用人的需要，用人单位越来越看重学生的创新、实践能力[1]。高校实验室作为素质教育的重要手段，在培养启迪学生创新型思维，开发学生创新潜能，提高学生利用现代科学技术解决工程实际问题的能力方面起到其他教学方法无法替代的作用。对于建筑材料学科而言，原有的实验教学方法、实验教学内容、实验教学观念已经不能满足当前高校实验教学对培养学生创新能力的要求。笔者依托2010教育教学改革基金重点课题“土木水利类实验教学体系改革与实践”对土木工程类专业的建筑材料实验课程的开放性实验教学进行了探索和实践。

1 建筑材料实验室开放实验教学的重要意义

1.1 培养高水平、创新型人才的需要

教学实验是培养高水平、创新型人才培养的一个重要组成部分。对理工科学生而言，一般教学实验环节占整个教学计划的近一半学时。在以前的实验教学中，由于实验条件和实验设备的限制，作为本科实践教学的实验基本为基本性与验证性实验，这些实验一般都几年甚至几十年都没有变化，有清楚的实验教科书，有详细的实验步骤及注意事项是试验结论。使学生形成了思维定势，只要按照实验步骤做，仔细一点，就能得到实验教科书中的结论。虽然这些实验项目在培养学生观察能力、实践动手能力等方面具有重要作用，但是这样的实验教学方式对学生创新性思维培养和综合运用所学专业知识进行创新性工作能力培养和训练方面的作用非常有限，甚至把学生的创新兴趣抹杀，这点已经引起越来越多的教育专家和学者的注意[2]。所以，为了培养学生创新能力，教育部在教学实验中心评估中，对实践教学内容中综合性、设计性实验所占比例提出了要求。开放性的实验教学模式具有综合性、设计性、探索性的明显特点，符合教育部对本科实践教学提出的新要求 。将传统的单一实验教学模式转变为为开放性实验教学实验室，在一定范围内可使本科生进入这类实验室，进行一些探索性、前沿性比较强的实验研究，锻炼他们运用所学专业知识解决具体科学问题的能力和培养他们的创新意识。现在高校的科研模式，基本上是项目负责人带领自己的博士、硕士来完成项目研究，本科生参与很少。开放式的实验室教学模式可以使教师的科研课题中多出现一些本科学生，让他们在课题中从事一些简单的基础性实验工作和一些启发性、前瞻性实验，可以开阔学生的视野，同时也可以受到科研工作的严谨和实践创新的精神的感染和启迪，使他们获得独立获取知识和信息的能力、观察及分析比较的能力、逻辑推理和归纳总结的能力等创新能力的培养，这些都不是一般传统实验教学过程所能培养和获得的。

开放实验教学模式的建立，可以给本科学生一个接触科技前沿和开展相应科技活动提供了平台，可以提前接触设计实验，为将来毕业论文积累经验，并打好实验基础，在毕业论文的选题上就会更有针对性，所作的毕业论文也会更有内容和创新性，实实在在的反应学生大学所学专业知识综合运用的能力。

1.2 实现高校专业实验室资源共享、节约办学成本的需要[3]

随着我国高等教育从精英教育向大众化教育的转变，招生规模迅速膨胀，虽然国家每年都增加教育投入，现今的教学资源还是相当紧张。这种状况单靠加大投入还是很难彻底解决。为了缓解这种状况，我们必须转变设备的使用模式，挖掘所有潜力，充分利用所有可利用的资源为本科教学服务。以往的实验教学实验室一般都是专门为本科学生实验教学之用，每学年只在有实验课的时候开放，其中很多实验设备的利用率很低，而对广大本科生而言，这种优越的实验条件如果得不到利用也是一种资源浪费。所以，进行开放实验教学模式，开放教学实验室，使整个学校的实验资源作为一个整体来进行综合利用，提高各个实验室的设备利用率，降低各专业实验室之间的设备重复购买，实现办学效益最大化。同时在实验过程中，不同专业、本科生与研究生一起实验交流，也可以在另一方面提高本科实践教学质量。

2建筑材料实验室开放实验教学的实践

2.1 建筑材料试验室传统实验教学体系及存在的问题

首先，长期以来，由于各方面的原因，在制定教学实践计划中，仅仅将建筑材料实验作为辅助的教学环节。在原有的建筑材料课程教学计划中，实验课时数不合理。实验教学处于课堂理论教学的从属地位，实验课时只有课程课时的1／4甚至更少。实验课主要依附于理论课，只注重对理论知识的复习巩固和试验操作技能的训练，所做试验以经典试验为主，实验教材模式单调，试验时间受到限制，不能调动学生自主学习的积极性，试验的操作步骤非常详细，学生不用动脑，循规蹈矩，严重束缚了学生创新性思维的培养。

其次，实验内容设置较多，实际试验较少。由于学时有限，实验教学中基本只安排基本型和验证性的实验，综合设计性试验作为学生自选，学生积极性不高，设计性试验成了只存在于教学大纲里的实验项目。另外试验教师的专业水平有限和学生理论基础不扎实，缺乏适当的科研试验能力训练，难以真正完成综合性实验和设计性实验，导致将综合性实验与设计性实验 “降为”基础性实验。

另外，实验室设备陈旧，数量不够，现代化大型仪器缺乏，导致一些好的前瞻性实验项目因为没有设备或者设备不齐备而无法开展。还有原有的课程评价机制过于陈旧，只是以实验报告成绩为主，不能客观和全面地评价学生的实际操作能力和实验技能等问题。

2.2 建筑材料实验室开放运行机制

与传统的建材教学型实验室相比，开放型建材教学实验室除了要有完成常规实验教学的设备外，还学要增加一些研究型实验室仪器，尽量能够满足学生实验的需要。实验室在试验内容、试验时间、试验场地全方位向本校学生开放，在试验室设置的实验项目内，同学可以以小组为单位在实验室开放时间内申请使用实验室，有专门的老师做指导。不在实验室设置的实验项目内的的创新性试验，同学可以以组为单位向实验室管理老师直接提出实验申请，在实验设备满足的条件下，实验室配备专门的实验室老师为同学指导试验。

建材实验室采取实验场地的全面开放，再加上灵活安排实验时间，学生在设置的项目范围内自主选择实验项目和实验内容。从而不仅优先保证本科实验教学，减少设备紧缺发生的冲突，而且最大限度地根据学生实验需求，使实验室工作有序顺利进行。

在实验室全面开放的前提下，建筑材料试验设置的设计型创新性试验项目“混凝土配合比设计”已经变为学院常规性的竞赛活动，并推荐大赛中的优胜者参加省级甚至国家级等更高级别的比赛，这样以竞赛为切入点和原动力[4, 5]，学生创新性学习的积极性空前高涨。为了在这些科技竞赛活动中技能有出色的表现，也能真正起到巩固知识锻炼能力的目的，学校各部门积极为学生科技创新活动创造条件，2010年全国第一届“混凝土配合比设计大赛”由我校主办，在学院竞赛中脱颖而出的两组选手与来自全国30几所高校的同学进行“预期强度混凝土配合比设计大赛”，获得大赛一等奖和二等奖。

2.3我校建筑材料实验室开放运行中的经验和存在的问题

1）开放性实验教学与建材科研相结合，我校建材实验室现承担十一五国家科技支撑重大项目两项和多项校企合作横向课题，已经有多名同学加入到了“十一五”研究团队中来，做一些基础性的研究工作，锻炼他们的同时，也能给项目的完成做一些工作，达到了双赢的目的。 另外在我校建材实验室是国家实验室认可和国家计量认证单位，经常参加会有一些工程检测的课题，也有一些本科生积极的参加了工程检测的活动，使他们有机会到工程现场，了解工程施工现场的一些相关情况，并且通过对的工程质量以及工程材料的检测，加深他们在课堂中所学的专业知识，对他们以后参加工作和进一步学习都有很大的好处。

建立开放性实验室，学校应该加强学术研究的制度建设，把教师、学生的学术活动纳入教学计划，保证学生参与参加教师科研活动的时间，使科研和实验教学有机结合，使教学内容紧跟学科的最新动态，使教学具有先进性、代表性和方向性。开放性实验教学与科研相结合，将丰富和更新教学内容，不仅对提高教学质量，加强教学效果有重要意义。同时，对活跃学生思维，扩大视野，培养探索精神和创新人才具有十分重要的意义。

实验室的开放给了同学一个更好的学习平台，同时也给实验室管理和实验教学带来了新的问题，增加了实验室技术人员和指导教师的工作量，仪器设备的使用率的提高，势必也提高了仪器设备的损坏率和耗损率，加强仪器设备的维修保养，保证开放性实验室教学和科研工作的正常开展。成立一只业务能力强的技术骨干队伍，对各实验室不能维修的仪器进行全面维修，保障仪器设备正常运行。

3结语

建立开放性建筑材料实验教学体系是建筑材料实验教学改革的趋势。构建层次化、多平台的立体化实验教学体系，转变传统的实验教学模式，使实验教学在实验内容上层次化，试验性质上层次化，实验课程上开放式运行，提高试验教学效果，把学生培养成高水平、创新性、符合社会发展的要求的人才。

参考文献

[1]陈忠荫. 建立开放性实验室 培养创新人才[J]. 琼州大学学报, 2007(2):75-77.

[2]曹明莉. 培养和提高大学生创新意识及能力的途径探索[Z]. 201031-33.

[3]张东平, 黄建军, 范平, 等. 教学研究型实验室的运行机制研究[J]. 实验技术与管理, 2009(1):143-145.

[4]冯伟, 王华. 利用开放性实验室培养创新人才的探索与实践[J]. 实验室科学, 2009(3):179-181.

[5]汤兆平. 依托实验室加强大学生科技竞赛人才的培养[J]. 华东交通大学学报, 2007(S1):172-174.

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