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深化实践教学改革培养学生创新精神和实践能力——以《道路建筑材料》课程为例

更新时间:2009-03-28

道路桥梁与渡河工程专业是工科院校的一个重要专业,作为一个应用性比较强的专业,在教学过程中必须将培养和提高学生的创新能力、应用能力作为重要目标,以培养更多的优秀道桥设计、施工和管理人才。现在,很多应用型本科院校虽然在道路桥梁与渡河工程专业当中适当加大了实践课程的比重,但是现有的教学方式在培养学生创新精神与实践能力上依然存在不足,在一定程度上影响到人才培养能力与水平。因此,在今后的道路桥梁与渡河工程专业教学当中必须重视和加强学生创新能力的培养。其中,《道路建设材料》是一门重要的专业基础课程,本文以这门课程教学为例,针对学生创新精神与实践能力培养展开研究。

预警指标是监测预警的依据,在建立的煤与瓦斯突出综合预警指标体系中,有些指标可以直接获取并用于判定突出危险等级,如日常预测指标中的钻粉量S,钻屑瓦斯解吸指标K1、Δh2等;有些指标需要建立一定的预测模型通过计算才能获取,如瓦斯压力或瓦斯含量、突出危险区划分范围;有些指标需要经过专业的计算才能得到,如地质构造影响范围、煤层厚度变化率、瓦斯涌出动态指标等;有些指标属于定性类指标,需要通过一定的模型定量化处理才能使用,如喷孔、顶钻等预兆、突出煤层破坏类型、防突措施空白带等。因此,需要构建一系列专业化分析模型,对预警指标进行预先计算和处理才能实现指标的获取和预警。

一、优化和整合课程教学内容

《道路建筑材料》是道路桥梁与渡河工程专业的一门专业基础课程,主要涉及道路建设施工的一些基础性知识,包括砂石料、石灰和水泥、稳定土类材料、水泥混凝土、砂浆、沥青及沥青混合料、建筑钢材等。目前,《道路建筑材料》课程教学内容比较丰富,从教学的角度来讲,要想熟练的掌握这些教学内容,对于教学提出了比较高的要求。为了满足教学的需要,培养创新精神与实践能力,需要对教学内容进行合理的调整和优化。

(一)明确重点教学内容

所谓重点教学内容,是指与道路桥梁施工密切相关的内容,主要包括常见道路建筑施工材料的物理和化学性质、水泥技术性能、混凝土的粗、细集料的技术指标、普通混凝土的物理和化学性能指标、钢筋拉伸试验、沥青技术性质及试验、沥青混合料技术性能等,这些在教学当中必须作为重点教学内容。在教学内容和时间安排上,必须将其作为优先选择的对象,并且在时间等教学资源上,适当的向这些方面倾斜,让学生有足够的时间学习和掌握这些知识。当然,这些重点教学内容在教学设计上,也应该考虑到应用性和实践性,比如说在设计问题的时候可以以具体的工程项目或者科研项目为例,分析不同工程背景对施工材料、水泥等的不同要求。比如说在桥梁工程当中,不同部位的构件对建筑材料的物理和化学性质、水泥技术性能、混凝土的粗细集料的技术指标要求的差异等,根据具体的工程建设目标,确定具体的数据指标,并在教学中加以说明。当然,在教学设计当中,可以将知识点的学习与施工技术、质量检测、性能指标实验等结合起来,这样才能达到从理论到实践的知识迁移与应用的目的。

(二)对教学内容进行层次划分

知识的学习是一个从简单到复杂、从易到难的过程,而这也是学生学习的规律,在教学的过程中,教师必须考虑到这一学习规律,在此基础上对教学的内容进行层次划分。实验教学是《道路建筑材料》课程学生创新精神与实践能力培养的一种重要形式,也是教学的重要内容,实验课程在《道路建筑材料》课程当中所占的比重比较大。在教学的过程中,可以根据实验课的内容对实验教学内容进行层次划分。第一层次,各种材料的技术指标检测实验,这类实验是道路建筑工程当中基础性的实验内容,在教学的过程中需要根据道路建筑材料课程教学标准的要求组织教学过程,结合课程的内容将其分为28个实验,其目的就是掌握这些基本实验相关的知识,常见道路建筑工程材料的基本性能和检测要求,这些实验要求学生必须自己独立完成,这样学生才能掌握常见建筑材料的技能性能、检测方法和要求,让学生将所学的知识能力应用到实践当中。第二层次,工程应用性实验,这类实验主要在道路建筑工程施工建设的过程中常用到的实验,比如说水泥混凝土配合比设计实验和沥青混合料配合比设计实验,这类实验综合性比较强,与实际工程联系比较紧密,可以要求学生独立或者分组合作完成,锻炼学生处理工程实际问题的能力。第一层次的实验主要让学生掌握实验的基础知识,第二层次的实验主要让学生将所学的知识应用到实践当中,这样才能逐渐的提高学生的实践能力。

二、在设计性实验中培养学生的创新能力

总之,在应用型本科教育中要培养学生创新精神和实践能力,就必须深化课程改革,将创新精神融入到课程设计当中,以增强教学的实效性,培养更多卓越道路桥梁工程师。

(一)构建多性能指标实验方式

唐朝廷依赖东南租赋维系的情况要到安史之乱后。安史之乱持续约八年,北方广大地区饱经战乱,“东至郑、汴,达于徐方,北自覃怀,经于相土,人烟断绝,千里萧条。”[注]刘昫:《旧唐书》卷120《郭子仪传》,北京:中华书局,1975年,第3457页。 此外,唐代中后期,一些割据藩镇俨然独立王国,朝廷对其的控制权名存实亡。在这种情况下,唐王朝稳定的财赋收入只能仰仗江淮地区。早在肃宗至德元年(756),第五琦指出:“赋之所出,江淮居多”。[注]刘昫:《旧唐书》卷123《第五琦传》,北京:中华书局,1975年,第3517页。这一情况在元和之后更趋明显。《唐会要》卷84“杂录”条云:

(二)掌握和运用建筑材料性能试验的全过程

对于一个道路桥梁工程施工技术人员来说,掌握和运用施工材料性能试验的全过程是必须具备的一种能力,这样才能达到从事这一工作的标准和要求。一个完整的道路建筑材料性能试验包括收集工程资料、选择原材料、确定原材料技术性能指标标准及测定方式,制定试验方案、进行材料性能试验、试验数据测试与处理、试验结果分析。在实验的过程中,要求学生在每一个实验之前,都应该根据给定的实验条件,制定详细的实验方案。对于学生来说,自己制定实验方案对他们的来说在初期难度比较高,但是从应用实践的角度来讲,这一点是学生必须具备的一种能力,很多学生走上工作岗位以后都会面临着独立制定实验方案的问题,在现代道路建筑工程管理中,配合比实验之前都需要制定详细的实验计划,分析实验的可行性和实验过程中可能出现的问题,这也是进行检验配合比、质量检查和控制的重要依据。在教学的过程中,制定实验方案的过程中可以先从比较简单的实验开始,比如说可以从一两种材料的性能实验方案制定开始,逐渐过渡到配合比实验、施工质量检测实验方案制定,让学生能够逐渐的掌握《道路建筑材料》实验课程中的实验方案制定方法和要求,具备复杂施工材料实验方案的制定和优化的能力。

苗圃无论在种植过程中还是种苗培育过程中能够,都是非常常用的一种技术。通常情况下,苗圃氛围临时性苗圃和固定性苗圃两个类型。临时性苗圃的面积会相对较小,通常用于单一品种的培育。而固定苗圃的建立过程中,对于面积和土壤质地都有着严格的要求,可以适应各种林木种苗培育的工作,但相对对管理人员的管理能力也有着更高的要求。

三、创新课程教学开展方式

(一)建立开放性实验室

实训教学与实验教学是培养和提高学生创新精神与实践能力的两个基本途径,在实训教学当中应用型本科院校除了在校内建立实训基地外,还应该与校外企业的工地实验室结合起来,建立校外实训实验基地。同时,实验教学与教师的横向、纵向科研课题结合起来。通过真实的道路建筑工程施工环境和科研项目来组织实训课程教学。一方面,要加大实训基地的建设投入,加大校企结合的深度。在实训基地建设的过程中可以采用真实建设项目类似的环境,比如说在实训过程中以项目组织过程作为实训教学的过程,先购置、选择砂石料、水泥等建筑材料,按照课程的实训要求分析、检测砂石料当中的含泥量、含水量等,检测水泥混凝土拌合物的坍落度等性能,从中选择出最佳的施工材料,然后根据实训课程的安排,进行施工配合比实验设计,包括如何配比使用施工材料,如何进行不同配合比下的实验检验等,然后仿照道路或者建筑工程,在规定的区域内进行组织施工,比如说现场进行路面铺设,混凝土浇筑施工等。另一方面,要根据实训教学的需要购置所需的设备、设施,比如说施工当中所需的砂石料含泥量检测设备、含水量检测设备等,为学生的学习创造良好的条件。

(二)改进实训教学的方式

在《道路建筑材料》实验课程中,课程的实验课为32学时,看上去实验课程比较多,但是每次实验只有两节课的时间,但材料性能实验时间普遍比较长,现在的实验课时间依然不能满足课程教学的需要,比如说水泥安定性实验的所需的时间需要24h以上,显然两节课的时间并不能满足实验教学的需要。在这种情况下,可以借鉴西方国家的一些高校实验课的开设经验,建立开放性实验室。但是需要考虑到我国高等院校的特点,不可能建立完全开放的实验室,而是针对某些实验时间比较长的特殊时间要求,进行开放式实验教学,在规定的时间之内完成实验项目。具体来说就是先根据实验的要求,成立实验小组,小组成员可以教师制定、也可以由学生自己组合,以小组为单位制定实验方案,实验方案先交给老师审核,审核通过以后小组可以预约实验时间,实验室老师根据实验的要求准备实验材料,或者由学生自己准备实验材料,在预约的时间内进入实验室完成实验。这种实验课程教学方式打破了传统实验教学时间上的限制,能够更好的培养学生的实验课程学习的积极性和主动性。

创新是道路桥梁工程施工当中必须具备的一种精神,因为施工环境、施工材料性质等方面的差异,不同的道路桥梁工程在施工材料选择、配合比等方面有比较大的差异,这种情况下就必须对施工材料的选择及应用,施工配合比等进行创新。这对《道路建筑材料》试验教学提出了更高的要求,在实验教学当中将培养学生的设计思维、创新能力、工程素养和动手能力作为主要目标。

在传统的道路建筑材料实验当中,主要是以单一的材料性能指标检测性实验为主,这种实验方式比较简单,实验过程中对学生的要求并不高,在实验的过程中只需要根据教材中的要求、程序等就可以完成实验,这是一种机械的实验方式,不利于学生的实验能力、创新能力培养。这就要求在实验中,必须改变单一的材料性能指标实验方式,构建材料多性能检验实验的方式,通过实验检测多种材料性能,这样对于学生掌握综合实验能力具有重要意义,又能让学生在实验当中学会知识、理论联系实际并做到综合运用,创新的将所学的知识应用到实验教学当中;同时,考虑到建筑材料实验目的是为了满足不同工程的施工建设需要,在实验当中可以给予一定的引导性的思考和启示,让学生通过实验能够主动的发现材料性能问题,并通过实验解决这些问题。比如说实验中,将粗集料、砂、水泥、混凝土等相对独立的技术指标检测整合为混凝土配合比实验,要求学生根据工程建设标准和要求,通过配合比实验和给定的施工材料,确定最佳的配合比,在实验当中学生不仅要独立的完成实验过程,还要通过计算、实验检验和性能评定等步骤确定不同配合比下的混凝土各种性能指标的差异,从中选择出最佳的配合比,这是一个混凝土施工技术人员应该具备的一种能力。

[4]李琼,穆文伦.谈道路建筑材料课程建设[J].现代职业教育.2016(21)

[3]罗惠萍,徐忠卫.关于《道路建筑材料》课程的改革[J].青海交通科技.2007(04)

[2]杨素霞.浅谈《道路建筑材料》课程建设[J].内蒙古教育(职教版).2012(01)

[1]贺宏亮.《道路建筑材料》课程教学改革刍议[J].江西建材.2014(01)

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[6]李耀翔;董希斌;;《道路工程》课程试题库的建设研究[J];森林工程;2012年03期

验证标准偏差相对稳定,具有统计意义。2004年QSAR国际会议正式形成经济合作与发展组织(英文简称OECD)规则,明确必须使用外部验证集(即测试集)来评价模型的预测能力。如果样本量足够大,也可以从105个样本中随机取8个样本作为测试集,97个样本作为训练集。本案例执行该规范。

竖炉长期高温大风量生产,对炉体结构稳定性和耐火材料寿命影响极大。熔化过程中,受原设计影响,加料时铜板等原料落点偏前,砸至砖块上部,炉墙及耐火材料长期受到撞击、冲刷及侵蚀,耐火砖仅用2个月即会脱落,炉墙内衬砖因磨损变薄,炉墙因冲刷形成凹坑,被迫多次停炉修补。竖炉内部铜板烧得太低时,会导致加料口正对面的锁砖部位掉砖多,严重影响生产的顺行及炉龄,一旦炉墙严重破损或烧穿时,易引起竖炉坍塌等重大事故,后果相当严重。

 
黄春水
《河北能源职业技术学院学报》2018年第01期文献

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