道路建筑材料国家级精品课程的实验教学建设

【摘 要】“道路建筑材料”是道路专业的核心基础课程.课程建设中应根据其与公路交通发展紧密联系的特点,注重理论联系实际,注重能力培养,注重教学手段形式的与时俱进,体现新时代精品特色.长安大学的“道路建筑材料”课程,经过40余年的努力,课程建设取得突出成绩,已建设成为国家级精品课程.文章对该国家级精品课程实验教学的建设经验从实验教学队伍、实验教学条件及教学方法与改革方面作出相应总结.

【关 键 词】道路建筑材料国家级精品课程实验教学

基金项目：《道路建筑材料》国家级精品课程（2010）资助.

引言

国家精品课程建设是教育部“质量工程”的重要组成部分.教育部在《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出：精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程.精品课程建设实际是集教育理念、教师队伍、教学内容、教学方法与手段、教学管理于一身的综合性工程建设.通过精品课程建设,能带动教师队伍建设,促进教学内容和教学方法的改革,促进教学手段现代化建设,推进高效优质教育资源的共享.精品课程是高等院校教学质量建设的重要体现,是进一步更新教育理念、实现优质教学资源共享、提高人才培养水平的关键.

对于工科类精品课程而言,实验建设是其重要组成部分,要求大力改革实验教学的形式和内容,鼓励开设综合性、创新性实验和研究型课程,鼓励本科生参与科研活动.在新的历史条件下,高等学校培养的人才,要具有创新精神和很强的工作能力,其中最重要的一个环节就是学生实践能力的培养,实践教学对于提高学生综合素质,培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用[1].

高等学校作为高层次人才培养的基地,实施建设精品课程和精品专业,对教师队伍、教学内容、教学手段和方法、实验室建设和管理提出了更高的要求[2].经过多年建设,长安大学“道路建筑材料”课程于2010年被评为国家精品课程.其中,实验是该课程的一大亮点.本文详细介绍了该课程实验建设的一些经验和所取得的成果.

课程简介

“道路建筑材料”是道路桥梁与渡河工程专业传统的重要前导性专业基础课程,同时也是土木工程、交通工程等专业的专业必修课程.该课程从最初单一的课堂讲授到课堂教学、课程实验、现场实习、网络教学等环节的互相配合,现在已形成完整的教学体系,理论教学与实践教学相得益彰,具有自身独特的风格和内涵,成为一门深受学生喜爱和社会反响良好的经典课程.通过多年的教学建设,2006年本课程被评为陕西省精品课程,2010年被评为国家精品课程.相应的实验部分是为以上专业开设的一门配套实验技术课,包括石料与集料、无机结合料（水泥）、有机结合料（沥青）及相应的水泥混凝土与沥青混合料等,因此该实验课涉及的领域十分广泛,是培养学生综合运用各种实验技术能力的重要一环.

本实验教学以培养“宽口径、厚基础、重实践”的人才为目标,结合时代需要和学校实际,以学生为根本,以培养学生工程实践能力和创新能力为核心,将实验教学和理论教学放在同等重要的地位,构建满足具有创新型工程应用与研究型人才培养需要的实验教学体系,发挥学生主观能动性,使学生通过学习和实践,在知识、能力、素质各方面协调发展.

实验教学建设

1.教学队伍建设

只有依靠一支高水平的师资队伍的不断努力,才能保证精品课程在教学内容、教学条件、教学方法与手段以及教学效果等方面处于先进水平[3].以老教师为首,引入博士、硕士,提高整体实力,并鼓励教师进修,继续深造（如攻读博士学位、出国研修、进行博士后研究及访问学者交流、参加国际会议等形式）.

课程建设过程重视并扶持青年教师成长.教学团队支持青年教师申报教育部优秀青年教师奖励计划、培养学科方向带头人；通过鼓励青年教师参与全国青年骨干教师培养计划,培养学术和教学骨干；通过教学督导制、研究生副导师制,由有经验的教师指导青年教师提高其教学科研能力与水平.积极推进国际、国内学术和实验教学交流与合作,鼓励青年教师通过公派出国、人员考试、赴国外高校进行学术交流和访问,拓展其国际化视野,开展相关领域的合作科学研究和人才培养.教学队伍中,目前已有2人入选“教育部跨世纪优秀人才”计划,4人进行赴美国普渡大学、弗吉尼亚理工大学等高校研修.

教学队伍的学历结构.在21名教师中,有19名具有博士学位,学历结构高是本课程教学团队的特色,包括教授3名,副教授及高级实验师9名,讲师9名.其中,35岁以下的教师12名,35-50岁的教师6名,50岁以上的教师3名,形成了以中青年骨干为主、老中青相结合、年龄结构合理的教学梯队.

教学队伍的学缘结构有着良好的学缘交叉,教师分别毕业于长安大学、同济大学、北京大学、武汉理工大学、西安交通大学、西北工业大学等著名高校,在外单位获得学位或有过博士后研究经历的教师共9名.

2.实验教学条件建设

（1）硬件：更新、完善教学设备.借助于“交通铺面材料”教育部工程研究中心及路面结构与材料交通部重点实验室所提供的先进实验设备,根据教学需要,有计划、分批次地安排学生进行课程实验.实验室设备先进,占地面积近5000平米,待建面积3000平米.其中,拥有一批国内一流水平的实验设施,包括电液伺服闭合循环万能实验机、英国“ELE”自动马歇尔仪、日本“三荣”公司车辙仪、石料加速磨光机（意大利）、核磁共振分析仪（美国）、SHEAP全套设备等；拥有国内较完整的“磨损实验”、“腐蚀实验”、“表面涂层制备”等实验设备和手段.此外,还成立了校级材料分析及测试中心,更新了差热分析、红外光谱分析仪等仪器.这些为实施开放式教学,开设设计型和综合性实验,提高学生动手能力创造了良好的条件,为人才培养和科学研究提供了坚实的基础平台.（2）软件：提倡和要求博士进实验室.由于高校目前条件所限,实验室专职教师较少.为了保证和充实实验教学,提倡、鼓励和要求留校博士进入实验室,参与实验教学工作.一方面,可以使实验教学得到充分保证；另一方面,进一步锻炼博士的实验教学与动手能力.

3.实验教学方法与手段

（1）传统方法.主要包括演示实验及学生自己操作加教师辅导的方式,这种传统方法主要针对基础实验.针对传统的基础实验,增强学生的感性认识,着重加深学生对实验仪器设备的了解及操作规范的掌握.

（2）结合多媒体：Flash动画.实验教学中,可把已经制作好的实验动画放在课程的网页中.学生可课前或课后观看,以达到提前预习与课后加强的效果.同时,为学生提供较为完整的自学环境,教师针对每个实验给出配套的实验指导,并提供优质的网络教学资源.

（3）引入工程实际应用.教师在进行实验教学的过程中,室内实验的讲授应联系工程实际应用,以加强学生的理解以及对实验重要性的认识,并为其日后的工作奠定基础.

（4）倡导“教学需要研究”的理念.坚持对实验教学进行研究,同时把实验研究成果及时应用于教学实践.以教学引领科研、以科研促进教学,实现教学与科研的互动.及时把科研成果融入教学内容,实验教学与研究相辅相成,取得了良好的教学效果.

（5）改革考试方法,实验成绩计入期末考试总成绩.考试方法和内容是对学生学习重点和方法的导向.为了充分激发学生的学习热情,在传统的理论课期末考试成绩中,加入20%-30%的实验成绩作为总成绩.在传统的考试方法中,常常是仅对理论课的相关内容进行考核,而实验课仅仅只是完成实验报告,并未作为相关的考核依据.这使学生的注意力往往放在理论教材中,而忽视对实验的掌握,出现高分低能的现象.为此,我们改革考试方法,充分调动学生学习的主动性和对实验课的重视.

实验教学改革

1.结合本科创新型实验及全国大学生挑战杯竞赛等

在教师的指导下,学生自行设计实验方案,包括实验内容、方法、材料,独立完成实验.目的是培养学生的创新能力、科研和开发能力.从而实现实验教学与理论相结合、实验内容与科研成果相结合的实验教学模式,加强了学生科学素质、创新精神、动手能力培养.同时,学生在这些方面的获奖增加了他们对专业的兴趣与信心,也大大激发了其他同学参与实验的积极性和热情.目前,已有多个作品获得陕西省与国家级挑战杯竞赛的奖项.

2.结合本科毕业论文

本科毕业论文持续一个学期,投入时间较多,因此可较深入、全面地进行实验,取得一些初步成果.本科毕业论文结合指导教师的科研课题,开展相关实验,为学生主动学习、主动创新创造了平台,经过近几年的实践,一批学生的优秀论文脱颖而出,促进了教学质量的提高,有多名学生获得校级优秀毕业论文.同时,这也是鼓励本科生参与科研活动,是学生利用所学的理论指导实践的过程,紧密结合专业实际使其具有启发性和实用性.

3.开设现代道路建筑材料系列讲座

现代科学技术的创新都是在实验室里产生的.实验室保持对外开放并与国内外多所高校开展了多方位的学习交流,承办及参与国内外高水平学术会议.目前,已承办了中国——泛俄地区交通铺面国际学术会议、全国水泥混凝土加外剂学术会议等.

4.结合工程案例,与实践紧密联系

教师根据实验教学内容,结合工程实例讲授该实验的操作和实际应用情况,可以让学生真实体会工程中应注意的事项,为将来的工作实践作好准备.

结论

1.国家级精品课程的实验教学要有一批高质量的教师队伍.吸引学术精英骨干参与实验教学并注重对青年教师的培养,从而使教师的学术水平和教学水平不断提高.

2.从硬件和软件上同时改善实验教学条件,从设施和人员上保证了实验教学的顺利开展与提高.采用多种教学形式与方法,多样化教学以激发学生的学习兴趣,发展学生的创新思维.

3.对实验教学进行改革,开发新的教学模式,培养学生分析问题、解决问题的能力,从而提高学生的研究能力和创新能力.