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摘 要分析土木工程材料实验教学的现状、特点及多媒体实验教学的必要性，把该课程实验分成基本技能型和拓展技能型2大模块，前者必须由学生实际操作，后者通过多媒体观看实验过程的录像并结合教师讲解，实验后写一篇实验学术论文的方式进行。最后分析多媒体实验教学的优势并对教师提出更高的要求。
关键词 多媒体；土木工程材料；实验教学
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2008）06－0061-02
1 土木工程材料实验教学现状
近年来，随着“大土木”概念的提出，设置了土木工程专业，并将过去主要面向单一工程专业的“建筑材料”“道路建筑材料”等课程改成“土木工程材料”。相应地，高等学校土木工程专业指导委员会制定了《土木工程材料》教学大纲。但是，从众多“土木工程材料”教材内容和教学大纲不难看出，仍然沿用了过去的“建筑材料”课程教学体系，甚至教学方式和实验内容的设置也没有多大的改变[1]。土木工程材料课程是一门实践性很强的学科，该课程面向土木工程专业的授课学时为56学时，其中实验课学时为8学时。由于实验项目较多，其中水泥实验项目就有水泥细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性及胶砂强度等实验，要做完水泥实验至少要一天的时间，还不包括拆、装试模，胶砂试件强度测定等过程。由于实验耗时长，要在这8学时内完成水泥、混凝土、骨料等所有实验项目是不可能的，所以很多学校都只能挑一些最基本的实验来做，实验教学内容及方法落后于实际工程使用材料和检测技术的发展。学生千篇一律按实验教材的内容和步骤进行实验，不仅材料单一，内容单一，形式单一，手段更单一[2]。
2 多媒体在土木工程材料实验教学中的必要性分析
为了解决实验课时少，实际操作时间长，教师难于表述，学生难以理解，实验内容单一等问题，应该使用多媒体技术和网络技术，使实验教学由难变易，同时至少增加2节实验课时，即由8节变为10节，拓展实验的广度。土木工程材料的实验内容要紧跟工程技术与材料检测新技术的发展，实验方式和手段要根据实验内容灵活选择，不能一成不变，一些新的材料技术和测试方法要及时充实到实验教学中，保证教学内容的先进性、时代性，同时要加强教学内容与实际工程、理论教学与实践教学之间的联系。目前预制混凝土构件、双掺技术泵送混凝土、高强混凝土强度的应用已遍及各个土建工程领域，国际上C300超高强混凝土技术已经出现[3]。在混凝土结构物施工或使用过程中，往往会造成一些缺陷和损伤而影响结构物的承载能力和耐久性，利用超声脉冲检测混凝土内部缺陷越来越广泛[4]。
不妨把土木工程材料实验分为2大类别：基本技能型实验和拓展技能型实验。各类别的实验项目、实验教学模式及学时数情况见表1。
3 多媒体在土木工程材料实验教学中的优势
土木工程材料实验教学采用多媒体技术的优势主要表现如下：
3.1 扩展实验内容，拓阔学生视野运用多媒体技术可以让实验内容得到有效的补充，让学生及时接触到无法在课堂完成而在实际工程又常用的先进实验测试技术和新型材料。例如：超声回弹综合法综合了超声法与回弹法，是目前使用较多的、检测精度较高的推断混凝土强度的方法，它是根据声速υα，回弹值Rα来确定混凝土强度[5]。
3.2 直观性强，教学相长实验教学教师每次带的学生至少也有20人，按传统实验教学手段很难保证每个学生都能看清楚实验操作，而且有些实验方法很难用书面或口头表达清楚，以致学生难以理解实验操作方法。例如：制作水泥胶砂试件震实后的“一次性沿试模长度方向以横向锯割刮平高出试模的胶砂”[5]和混凝土钻芯取出芯样的方法一直是学生难以理解的。如果采用多媒体技术把实验具体操作以图像反映出来就会让学生有茅塞顿开的感觉。
3.3 缩短实验时间，提高效率其实并非每个实验都必须由学生动手实操才能达到实验的效果。由于实验学时数、实验设备及实验场地等多种条件限制，有些实验可以通过观看实验过程录像，并写一篇实验学术论文的方式实现。这样，学生会在课后到图书馆或网上收集有关资料来完成实验论文，相信以这种实验教学方式收到的教学效果是很好的。多媒体实验教学是图像、文字与教师讲解的有机结合，将大幅度缩短实验时间并拓展实验空间。例如：混凝土强度局部破损抽芯实验整个抽芯、加工过程持续时间至少3小时，根本无法在课堂上完成。如果将预先准备好的录像用多媒体传递教学信息，把实验整体与局部巧妙结合，使冗长的实验缩短为大约20分钟的精简图像与教师讲解，将大大地缩短实验时间，提高实验效率。
4 多媒体实验教学对教师的要求
要发挥多媒体在土木工程材料实验教学中的优势，就要对教师提出更高的要求。
4.1 改变传统实验教学模式，确立现代实验教学观念多媒体集图像、声音、文字于一体，直观性强，学生易于掌握正确的实验技能。对一些根本无法在课堂完成的实验，通过看录像和教师讲解也能达到拓展视野，提高实验能力的目的。
4.2 制作多媒体课件，设置合理的实验教学结构运用多媒体教学，必须预先制作课件。首先用摄像机或数码相机拍下实验关键过程的清晰图像，也可以通过网络或生产实验仪器的厂家等渠道获得一些典型的图像，然后根据实验特点对图像进行处理。处理时要注意区分哪些是关键图像，还有注意图像的清晰度和学生对图像的理解特点，再加上必要的文字表述，要求课件结构合理，条理清晰。例如：混凝土破损性抽芯实验，要抓住5个关键点的图像：抽芯过程→芯样拔出→芯样毛坯形状→芯样加工→试件强度测定。
4.3 掌握现代电教设备操作方法，注重师生互动，提高实验效果教师不仅要熟悉实验教学内容，还要掌握多媒体设备的使用，教学过程中除了对实验的重点、难点进行细致分析，还要注重与学生的互动，积极调动课堂气氛。例如：在混凝土强度非破损性实验前，可以向学生提出问题“对已有建筑的混凝土强度产生怀疑时或有争议时，如何推断混凝土的强度？”及“水泥强度实验为什么不用水泥净浆而用水泥胶砂制作强度试件呢？”……循循善诱，启迪思维，激发学生的学习热情，提高实验教学效果。
利用多媒体技术进行土木工程材料实验教学还处于探索阶段，需要教学工作者不断地努力改善，还需要实验室主管部门及教学主管部门的大力支持，相信土木工程材料实验会越来越受到学生的欢迎。
参考文献：
[1]邓德华,肖佳.试论《土木工程材料》课程教学改革[J].长沙铁道学院学报:社会科学版,2006（02）：78-80
[2]杨野.巧用多媒体进行生物实验方式改革的探索与实践[J].中国教育发展研究,2006,3(06):63－64
[3]雷颖占.高强混凝土的研究现状及发展趋势[J].工程建设与设计,2006(03):81－82
[4]朱霞.公路工程试验检测技术[M].北京:高等教育出版社,2004:467—480
[5]黄政宇.土木工程材料[M].北京:高等教育出版社,2002,12:245－270
关键词 多媒体；土木工程材料；实验教学
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2008）06－0061-02
1 土木工程材料实验教学现状
近年来，随着“大土木”概念的提出，设置了土木工程专业，并将过去主要面向单一工程专业的“建筑材料”“道路建筑材料”等课程改成“土木工程材料”。相应地，高等学校土木工程专业指导委员会制定了《土木工程材料》教学大纲。但是，从众多“土木工程材料”教材内容和教学大纲不难看出，仍然沿用了过去的“建筑材料”课程教学体系，甚至教学方式和实验内容的设置也没有多大的改变[1]。土木工程材料课程是一门实践性很强的学科，该课程面向土木工程专业的授课学时为56学时，其中实验课学时为8学时。由于实验项目较多，其中水泥实验项目就有水泥细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性及胶砂强度等实验，要做完水泥实验至少要一天的时间，还不包括拆、装试模，胶砂试件强度测定等过程。由于实验耗时长，要在这8学时内完成水泥、混凝土、骨料等所有实验项目是不可能的，所以很多学校都只能挑一些最基本的实验来做，实验教学内容及方法落后于实际工程使用材料和检测技术的发展。学生千篇一律按实验教材的内容和步骤进行实验，不仅材料单一，内容单一，形式单一，手段更单一[2]。
2 多媒体在土木工程材料实验教学中的必要性分析
为了解决实验课时少，实际操作时间长，教师难于表述，学生难以理解，实验内容单一等问题，应该使用多媒体技术和网络技术，使实验教学由难变易，同时至少增加2节实验课时，即由8节变为10节，拓展实验的广度。土木工程材料的实验内容要紧跟工程技术与材料检测新技术的发展，实验方式和手段要根据实验内容灵活选择，不能一成不变，一些新的材料技术和测试方法要及时充实到实验教学中，保证教学内容的先进性、时代性，同时要加强教学内容与实际工程、理论教学与实践教学之间的联系。目前预制混凝土构件、双掺技术泵送混凝土、高强混凝土强度的应用已遍及各个土建工程领域，国际上C300超高强混凝土技术已经出现[3]。在混凝土结构物施工或使用过程中，往往会造成一些缺陷和损伤而影响结构物的承载能力和耐久性，利用超声脉冲检测混凝土内部缺陷越来越广泛[4]。
不妨把土木工程材料实验分为2大类别：基本技能型实验和拓展技能型实验。各类别的实验项目、实验教学模式及学时数情况见表1。
3 多媒体在土木工程材料实验教学中的优势
土木工程材料实验教学采用多媒体技术的优势主要表现如下：
3.1 扩展实验内容，拓阔学生视野运用多媒体技术可以让实验内容得到有效的补充，让学生及时接触到无法在课堂完成而在实际工程又常用的先进实验测试技术和新型材料。例如：超声回弹综合法综合了超声法与回弹法，是目前使用较多的、检测精度较高的推断混凝土强度的方法，它是根据声速υα，回弹值Rα来确定混凝土强度[5]。
3.2 直观性强，教学相长实验教学教师每次带的学生至少也有20人，按传统实验教学手段很难保证每个学生都能看清楚实验操作，而且有些实验方法很难用书面或口头表达清楚，以致学生难以理解实验操作方法。例如：制作水泥胶砂试件震实后的“一次性沿试模长度方向以横向锯割刮平高出试模的胶砂”[5]和混凝土钻芯取出芯样的方法一直是学生难以理解的。如果采用多媒体技术把实验具体操作以图像反映出来就会让学生有茅塞顿开的感觉。
3.3 缩短实验时间，提高效率其实并非每个实验都必须由学生动手实操才能达到实验的效果。由于实验学时数、实验设备及实验场地等多种条件限制，有些实验可以通过观看实验过程录像，并写一篇实验学术论文的方式实现。这样，学生会在课后到图书馆或网上收集有关资料来完成实验论文，相信以这种实验教学方式收到的教学效果是很好的。多媒体实验教学是图像、文字与教师讲解的有机结合，将大幅度缩短实验时间并拓展实验空间。例如：混凝土强度局部破损抽芯实验整个抽芯、加工过程持续时间至少3小时，根本无法在课堂上完成。如果将预先准备好的录像用多媒体传递教学信息，把实验整体与局部巧妙结合，使冗长的实验缩短为大约20分钟的精简图像与教师讲解，将大大地缩短实验时间，提高实验效率。
4 多媒体实验教学对教师的要求
要发挥多媒体在土木工程材料实验教学中的优势，就要对教师提出更高的要求。
4.1 改变传统实验教学模式，确立现代实验教学观念多媒体集图像、声音、文字于一体，直观性强，学生易于掌握正确的实验技能。对一些根本无法在课堂完成的实验，通过看录像和教师讲解也能达到拓展视野，提高实验能力的目的。
4.2 制作多媒体课件，设置合理的实验教学结构运用多媒体教学，必须预先制作课件。首先用摄像机或数码相机拍下实验关键过程的清晰图像，也可以通过网络或生产实验仪器的厂家等渠道获得一些典型的图像，然后根据实验特点对图像进行处理。处理时要注意区分哪些是关键图像，还有注意图像的清晰度和学生对图像的理解特点，再加上必要的文字表述，要求课件结构合理，条理清晰。例如：混凝土破损性抽芯实验，要抓住5个关键点的图像：抽芯过程→芯样拔出→芯样毛坯形状→芯样加工→试件强度测定。
4.3 掌握现代电教设备操作方法，注重师生互动，提高实验效果教师不仅要熟悉实验教学内容，还要掌握多媒体设备的使用，教学过程中除了对实验的重点、难点进行细致分析，还要注重与学生的互动，积极调动课堂气氛。例如：在混凝土强度非破损性实验前，可以向学生提出问题“对已有建筑的混凝土强度产生怀疑时或有争议时，如何推断混凝土的强度？”及“水泥强度实验为什么不用水泥净浆而用水泥胶砂制作强度试件呢？”……循循善诱，启迪思维，激发学生的学习热情，提高实验教学效果。
利用多媒体技术进行土木工程材料实验教学还处于探索阶段，需要教学工作者不断地努力改善，还需要实验室主管部门及教学主管部门的大力支持，相信土木工程材料实验会越来越受到学生的欢迎。
参考文献：
[1]邓德华,肖佳.试论《土木工程材料》课程教学改革[J].长沙铁道学院学报:社会科学版,2006（02）：78-80
[2]杨野.巧用多媒体进行生物实验方式改革的探索与实践[J].中国教育发展研究,2006,3(06):63－64
[3]雷颖占.高强混凝土的研究现状及发展趋势[J].工程建设与设计,2006(03):81－82
[4]朱霞.公路工程试验检测技术[M].北京:高等教育出版社,2004:467—480
[5]黄政宇.土木工程材料[M].北京:高等教育出版社,2002,12:245－270