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【摘要】本文从沥青与沥青混合料试验课的特点、现存问题和教学方法等方面,探索了这门试验课的教学方法,提高了学生分析问题、解决问题的能力,为将来的技术应用与创新打下良好的基础。
【关键词】沥青 沥青混合料 试验 方法
【中图分类号】U416.7 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)08-0-02
沥青与沥青混合料是土木工程路桥专业的一门专业技术基础课程,具有很强的试验性。学生除应具备坚实的理论知识外,还应具备较强的试验操作技能。试验教学是培养学生动手能力、技术应用能力、分析问题与解决问题能力的关键,锻炼学生感性认识知识是理论指导实践、实践中提升理论的规律,为将来的技术应用与创新打下良好的基础[1,2]。
1 沥青与瀝青混合料试验内容特点
1.1 项目多
本课程是一门实践性很强的课程,现行部颁的《沥青与沥青混合料》试验规程中涉及的试验项目多达四十多项,试验课占理论课时的50%,试验所占比重很大。
1.2 规范性强
本课程的试验着重训练学生的操作技能,每一项试验,从试验目的、仪器与设备、操作步骤、操作方法到数据处理、注意事项等,交通部部颁《沥青与沥青混合料》试验规程中均进行严格控制。
1.3 实用性强
在公路建设中,无论是施工单位、监理单位或相关试验检测中心在对沥青材料进行检验、测试过程中均遵循交通部颁布的试验规程及相关技术标准。学生通过系统学习可以获得有关材料性能检测和质量评定方面的操作技能,并能在参加工作后直接应用。
1.4 耗时长
本课程的许多试验从取样、准备工作到试验结束全过程耗时从几小时到十几小时甚至几天时间。有些试验过程无法全部在试验课上一次性完成,学生需要隔天再继续试验;或有些试验无法进行规模试验课,由教师讲解。
2 沥青与沥青混合料试验教学现状及存在问题
2,1 教学观念较落后
教师一般侧重理论教学,轻视试验教学。试验教学是与理论教学相互促进的教学手段,有着同等重要的地位。一般学校试验教师配备不足,主要由任理论课教师代上试验课,这样精力有限,试验水平有限,使得试验课收不到应有的试验效果。
2.2 教学内容单一
试验课作为理论课的“附属物”,其教学内容以常规性、验证性试验为主。学生按照既定的程序,验证已知的结果,试验内容枯燥乏味,缺乏趣味性和挑战性,学生动手操作和参与的程度较低,不能充分调动学生的积极性、主动性和创造性。
2.3 教学方法单一
以教师为主实施灌输式的教学方法,过分强调教师的主导作用,使学生处于“按部就班、照方抓药”的被动学习状态,限制了学生的独立思考能力、好奇心、求知欲和创造性思维的发展。
2.4 试验教学硬件薄弱
学生的扩增,部分试验设备由于价格昂贵,台、套数量严重不足,大部分试验设备陈旧、性能落后等,导致一些试验课无法开展,影响着学生的学习效果和技能的提高。
3 试验教学方法探索
随着公路交通建设事业的快速发展,对路桥学生的实际动手能力提出了越来越高的要求,如何在教学过程中面向全体学生,在有限的时间内,全面系统正确的传授知识,训练和提高学生实际技能、动手能力、判断及处理实际问题的能力、运用已有知识的能力等,针对本课程的特点,笔者在试验教学过程中进行了有益的探索。
3.1 拓展试验教学资源,增加试验准确性
试验教学除了课本、试验指导书外,利用现代化手段进行辅助教学[3]。
(1)试验录像应用。在每一节试验课前让学生观看标准的相关试验录像,形象直观,规范了全部的操作过程。为了让学生有目的而不是消极被动观看录像,在观看录像前初步介绍相关内容,并提出相关问题,让学生带着问题进行观看,并在观看途中对涉及问题内容暂停观看,进行讲解和强调重要内容。
(2)试验操作图片应用。在每一次试验过程中,我会对学生操作不规范或容易出问题的地方制作照片,在每次试验课进行前,让学生讨论照片中存在的问题,这样加深学生印象,不至于犯同样的错误。在观看录像和图片结束后组织学生进行讨论与总结。
3.2 开设综合设计性试验,发挥学生主体性
试验教学是学生在教师有目的、有计划的指导下自主学习的过程,在重视教师主导作用的同时,应确立学生在试验中的主体地位,改变以往教学试验指导书太过详细、太完善,没有给学生留下自我发挥空间,学生完全处于被动模仿的学习状态。在这里探索将试验过程设计成为自主的再发现过程[4,5],引导学生主动学习,激发他们的探索愿望和学习热情。通过教学活动,在理解、深化、拓展理论知识,提高动手能力的同时,训练学生敏锐的观察力、丰富的想象力,并形成创新能力。
(1)设计性试验。给出充分的试验原材料,希望学生通过不同的配合比例得到给定指标的的混合材料。如给定不同标号类型的沥青,要求学生得出70#标号的沥青,且各项性能满足规范要求。又如给出不同级配的集料,让学生将集料筛分后,设计出符合规范级配范围的级配。
(2)综合性试验。将几个有关的试验与习题内容结合起来,成为一套完整的、有连贯性的综合性试验。如沥青混合料配合比设计验证性试验,给定了一个沥青混合料配合比,则要进行原材料(沥青、集料)的性能试验、沥青混合料试件制作、沥青混合料性能检测等一系列试验,对所设计的沥青混合料进行性能评价。
3.3 精选验证性试验,合理分配有效时间
由于试验项目繁多,且大部分为验证性试验,为了发挥学生的主体性,又设计了一些新型试验内容,如何将有效的试验时间合理化分配,必须将原有验证性试验进行精心筛选,保留部分材料性能测定、质量评定方面的验证试验项目,以加强学生基本试验技能训练。在这类教学中进行提问式试验教学[4]。在学生试验操作过程中,提出一些问题让学生思考讨论。如沥青三大指标试验、集料筛分试验等。问题如沥青路面集料筛分中为什么用方孔筛不用圆孔筛?沥青针入度指标测试温度为什么定为25℃等。
由于我院专业课试验教学在不断的发展之中,很多配套的试验设备跟不上,试验设备数量少,破碎率高,开试验课教为困难。但为了上好试验课,特别是《沥青与沥青混合料》试验课,设备台数少,且损坏较大,真正能使用的不足3台套,为了能让每位同学都动手做试验,我将分组人数控制在6人,根据几个试验的耗时不同,有机轮流做相关试验。
3.4 实行开发性试验教学
学生可利用课余时间到试验室做试验,即可验证书本上的基本理论、基本观点和自己的一些设想,又能提高学生学习兴趣,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。当教学班级较少时,采用以学生自主的开放式试验教学方式为主;当教学班级较多,以集体教学方式为主,开放式试验教学方式为辅。为了要搞清一个问题或获得一个比较圆满的结果,许多学生常常花去了比以前更多的时间,但这样试验教师付出时间也相对较多,需试验教师具备较强责任心和奉献精神。
3.5 改革考核方法
为严格控制试验课的效果与成绩,必须加强试验课成绩的评定。原来我校沥青与沥青混合料试验课不单独给成绩,作为理论课程的一部分,根据老师情况进行分配,一般试验成绩只占到总成绩的10%～20%,很多学生不重视,有的学生甚至不去上课。后经改革,将试验课程单独给学分和成绩,这样大大提高了学生试验的积极性。试验课程成绩的评定不能光看操作能力,应从出勤率、操作能力、创新思维能力(通过试验设计、提问与分析)、试验报告等几方面进行综合考核,这样才能全面考核学生的创新试验能力,为今后的技术创新打下良好的基础。
自2005年开始,对我院道桥专业学生的沥青与沥青混合料试验课进行改革教学方法以来,学生作试验的积极性非常高,而且动手动脑能力得到锻炼,对专业学习兴趣提高较大,普遍反映良好。本课程的教学改革方法也对我们后续课程教学方法探索提供了良好的参考价值。对毕业的学生跟踪调查表明,分配到试验室进行工作的学生上手比较快,而且能独立思考和研究相关问题,获得了较好的起点。
4 结论与建议
试验教学是通过实施一个完整的试验项目而进行的教学活动,在教学中把理论与实践有机的结合起来,充分培养学生的动手能力和技术应用能力,发掘学生的创新潜能,提高学生分析问题、解决实际问题的综合能力。同时可以培养学生良好的职业道德和社会责任感,对培养学生较强的組织纪律,团队协作、吃苦耐劳的精神,确立良好的职业道德具有重要作用。
文中对沥青与沥青混合料试验课教学方法进行了有益的探索,并取得了一定的效果。为了取得更多实质性效果,根据以往试验中存在的问题提出几点建议:
重视试验课教师的培训。试验课效果的好坏,很大程度在于试验教师的理论与试验操作水平,对于专业的试验课教师,应定期进行培训。
加强试验设备与仪器维修养护。试验设备使用后,得不到及时的维修与养护,寿命会大大缩短,浪费资金,而且增加后续的维修养护费用,影响试验课的正常开设。
增加试验设备与仪器的投资。如果试验设备和仪器相对较少,学生的增加使得试验课的正常开设带来一定的困难,而且很多试验设备的陈旧,维修不当,对试验课的效果影响较大,有条件的情况下,应优先考虑教学试验设备的改善。
参考文献
[1] 王正君,刘春花.加强道路建筑材料实践教学环节的研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2007,9:55-56
[2] 陈素珍,张学玲,蔡海生.高校实践教学与素质教育[J].江西农业大学学报(社会科学版),2002,1(4):170-172
[3] 郑宏.土木工程专业教学内容优化与课程建设[J].高等建筑教育,2002,11(2):50-52
[4] 王建林,何苏勤,孙洪程.构建试验教学平台,培养学生的创新精神和实践能力[J].实验技术与管理,2005,22(4):9-12
[5] 叶向燕.实验室建设与创新人才培养[J].实验室研究与探索,2000,19(2):5-7
[6] 丁鸣.关于高校实验室建设的几点思考[J].南京工程学院学报,2002,2(3):67-70.
作者简介
聂忆华,女,出生于1979年6月,中南大学道路与铁道专业博士毕业,湖南科技大学土木工程学院讲师,研究方向为路面结构与材料,以第一作者公开发表核心期刊及以上论文十多篇。
【关键词】沥青 沥青混合料 试验 方法
【中图分类号】U416.7 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)08-0-02
沥青与沥青混合料是土木工程路桥专业的一门专业技术基础课程,具有很强的试验性。学生除应具备坚实的理论知识外,还应具备较强的试验操作技能。试验教学是培养学生动手能力、技术应用能力、分析问题与解决问题能力的关键,锻炼学生感性认识知识是理论指导实践、实践中提升理论的规律,为将来的技术应用与创新打下良好的基础[1,2]。
1 沥青与瀝青混合料试验内容特点
1.1 项目多
本课程是一门实践性很强的课程,现行部颁的《沥青与沥青混合料》试验规程中涉及的试验项目多达四十多项,试验课占理论课时的50%,试验所占比重很大。
1.2 规范性强
本课程的试验着重训练学生的操作技能,每一项试验,从试验目的、仪器与设备、操作步骤、操作方法到数据处理、注意事项等,交通部部颁《沥青与沥青混合料》试验规程中均进行严格控制。
1.3 实用性强
在公路建设中,无论是施工单位、监理单位或相关试验检测中心在对沥青材料进行检验、测试过程中均遵循交通部颁布的试验规程及相关技术标准。学生通过系统学习可以获得有关材料性能检测和质量评定方面的操作技能,并能在参加工作后直接应用。
1.4 耗时长
本课程的许多试验从取样、准备工作到试验结束全过程耗时从几小时到十几小时甚至几天时间。有些试验过程无法全部在试验课上一次性完成,学生需要隔天再继续试验;或有些试验无法进行规模试验课,由教师讲解。
2 沥青与沥青混合料试验教学现状及存在问题
2,1 教学观念较落后
教师一般侧重理论教学,轻视试验教学。试验教学是与理论教学相互促进的教学手段,有着同等重要的地位。一般学校试验教师配备不足,主要由任理论课教师代上试验课,这样精力有限,试验水平有限,使得试验课收不到应有的试验效果。
2.2 教学内容单一
试验课作为理论课的“附属物”,其教学内容以常规性、验证性试验为主。学生按照既定的程序,验证已知的结果,试验内容枯燥乏味,缺乏趣味性和挑战性,学生动手操作和参与的程度较低,不能充分调动学生的积极性、主动性和创造性。
2.3 教学方法单一
以教师为主实施灌输式的教学方法,过分强调教师的主导作用,使学生处于“按部就班、照方抓药”的被动学习状态,限制了学生的独立思考能力、好奇心、求知欲和创造性思维的发展。
2.4 试验教学硬件薄弱
学生的扩增,部分试验设备由于价格昂贵,台、套数量严重不足,大部分试验设备陈旧、性能落后等,导致一些试验课无法开展,影响着学生的学习效果和技能的提高。
3 试验教学方法探索
随着公路交通建设事业的快速发展,对路桥学生的实际动手能力提出了越来越高的要求,如何在教学过程中面向全体学生,在有限的时间内,全面系统正确的传授知识,训练和提高学生实际技能、动手能力、判断及处理实际问题的能力、运用已有知识的能力等,针对本课程的特点,笔者在试验教学过程中进行了有益的探索。
3.1 拓展试验教学资源,增加试验准确性
试验教学除了课本、试验指导书外,利用现代化手段进行辅助教学[3]。
(1)试验录像应用。在每一节试验课前让学生观看标准的相关试验录像,形象直观,规范了全部的操作过程。为了让学生有目的而不是消极被动观看录像,在观看录像前初步介绍相关内容,并提出相关问题,让学生带着问题进行观看,并在观看途中对涉及问题内容暂停观看,进行讲解和强调重要内容。
(2)试验操作图片应用。在每一次试验过程中,我会对学生操作不规范或容易出问题的地方制作照片,在每次试验课进行前,让学生讨论照片中存在的问题,这样加深学生印象,不至于犯同样的错误。在观看录像和图片结束后组织学生进行讨论与总结。
3.2 开设综合设计性试验,发挥学生主体性
试验教学是学生在教师有目的、有计划的指导下自主学习的过程,在重视教师主导作用的同时,应确立学生在试验中的主体地位,改变以往教学试验指导书太过详细、太完善,没有给学生留下自我发挥空间,学生完全处于被动模仿的学习状态。在这里探索将试验过程设计成为自主的再发现过程[4,5],引导学生主动学习,激发他们的探索愿望和学习热情。通过教学活动,在理解、深化、拓展理论知识,提高动手能力的同时,训练学生敏锐的观察力、丰富的想象力,并形成创新能力。
(1)设计性试验。给出充分的试验原材料,希望学生通过不同的配合比例得到给定指标的的混合材料。如给定不同标号类型的沥青,要求学生得出70#标号的沥青,且各项性能满足规范要求。又如给出不同级配的集料,让学生将集料筛分后,设计出符合规范级配范围的级配。
(2)综合性试验。将几个有关的试验与习题内容结合起来,成为一套完整的、有连贯性的综合性试验。如沥青混合料配合比设计验证性试验,给定了一个沥青混合料配合比,则要进行原材料(沥青、集料)的性能试验、沥青混合料试件制作、沥青混合料性能检测等一系列试验,对所设计的沥青混合料进行性能评价。
3.3 精选验证性试验,合理分配有效时间
由于试验项目繁多,且大部分为验证性试验,为了发挥学生的主体性,又设计了一些新型试验内容,如何将有效的试验时间合理化分配,必须将原有验证性试验进行精心筛选,保留部分材料性能测定、质量评定方面的验证试验项目,以加强学生基本试验技能训练。在这类教学中进行提问式试验教学[4]。在学生试验操作过程中,提出一些问题让学生思考讨论。如沥青三大指标试验、集料筛分试验等。问题如沥青路面集料筛分中为什么用方孔筛不用圆孔筛?沥青针入度指标测试温度为什么定为25℃等。
由于我院专业课试验教学在不断的发展之中,很多配套的试验设备跟不上,试验设备数量少,破碎率高,开试验课教为困难。但为了上好试验课,特别是《沥青与沥青混合料》试验课,设备台数少,且损坏较大,真正能使用的不足3台套,为了能让每位同学都动手做试验,我将分组人数控制在6人,根据几个试验的耗时不同,有机轮流做相关试验。
3.4 实行开发性试验教学
学生可利用课余时间到试验室做试验,即可验证书本上的基本理论、基本观点和自己的一些设想,又能提高学生学习兴趣,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。当教学班级较少时,采用以学生自主的开放式试验教学方式为主;当教学班级较多,以集体教学方式为主,开放式试验教学方式为辅。为了要搞清一个问题或获得一个比较圆满的结果,许多学生常常花去了比以前更多的时间,但这样试验教师付出时间也相对较多,需试验教师具备较强责任心和奉献精神。
3.5 改革考核方法
为严格控制试验课的效果与成绩,必须加强试验课成绩的评定。原来我校沥青与沥青混合料试验课不单独给成绩,作为理论课程的一部分,根据老师情况进行分配,一般试验成绩只占到总成绩的10%～20%,很多学生不重视,有的学生甚至不去上课。后经改革,将试验课程单独给学分和成绩,这样大大提高了学生试验的积极性。试验课程成绩的评定不能光看操作能力,应从出勤率、操作能力、创新思维能力(通过试验设计、提问与分析)、试验报告等几方面进行综合考核,这样才能全面考核学生的创新试验能力,为今后的技术创新打下良好的基础。
自2005年开始,对我院道桥专业学生的沥青与沥青混合料试验课进行改革教学方法以来,学生作试验的积极性非常高,而且动手动脑能力得到锻炼,对专业学习兴趣提高较大,普遍反映良好。本课程的教学改革方法也对我们后续课程教学方法探索提供了良好的参考价值。对毕业的学生跟踪调查表明,分配到试验室进行工作的学生上手比较快,而且能独立思考和研究相关问题,获得了较好的起点。
4 结论与建议
试验教学是通过实施一个完整的试验项目而进行的教学活动,在教学中把理论与实践有机的结合起来,充分培养学生的动手能力和技术应用能力,发掘学生的创新潜能,提高学生分析问题、解决实际问题的综合能力。同时可以培养学生良好的职业道德和社会责任感,对培养学生较强的組织纪律,团队协作、吃苦耐劳的精神,确立良好的职业道德具有重要作用。
文中对沥青与沥青混合料试验课教学方法进行了有益的探索,并取得了一定的效果。为了取得更多实质性效果,根据以往试验中存在的问题提出几点建议:
重视试验课教师的培训。试验课效果的好坏,很大程度在于试验教师的理论与试验操作水平,对于专业的试验课教师,应定期进行培训。
加强试验设备与仪器维修养护。试验设备使用后,得不到及时的维修与养护,寿命会大大缩短,浪费资金,而且增加后续的维修养护费用,影响试验课的正常开设。
增加试验设备与仪器的投资。如果试验设备和仪器相对较少,学生的增加使得试验课的正常开设带来一定的困难,而且很多试验设备的陈旧,维修不当,对试验课的效果影响较大,有条件的情况下,应优先考虑教学试验设备的改善。
参考文献
[1] 王正君,刘春花.加强道路建筑材料实践教学环节的研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2007,9:55-56
[2] 陈素珍,张学玲,蔡海生.高校实践教学与素质教育[J].江西农业大学学报(社会科学版),2002,1(4):170-172
[3] 郑宏.土木工程专业教学内容优化与课程建设[J].高等建筑教育,2002,11(2):50-52
[4] 王建林,何苏勤,孙洪程.构建试验教学平台,培养学生的创新精神和实践能力[J].实验技术与管理,2005,22(4):9-12
[5] 叶向燕.实验室建设与创新人才培养[J].实验室研究与探索,2000,19(2):5-7
[6] 丁鸣.关于高校实验室建设的几点思考[J].南京工程学院学报,2002,2(3):67-70.
作者简介
聂忆华,女,出生于1979年6月,中南大学道路与铁道专业博士毕业,湖南科技大学土木工程学院讲师,研究方向为路面结构与材料,以第一作者公开发表核心期刊及以上论文十多篇。