材料实验的土木工程论文

摘要：以三峡大学土木工程材料课程的实验教学改革为例，通过引入科学研究的理念，以培养学生的综合素质和创新能力为目标，建立渐次递进的实验项目体系，改进实验内容、教学方法及考核方式，构建基于科研创新能力培养的实验教学模式。以下是小编精心整理的《材料实验的土木工程论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

材料实验的土木工程论文 篇1：

多媒体在土木工程材料实验教学中的应用探讨

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

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

作者：李友群

材料实验的土木工程论文 篇2：

基于科研能力培养的土木工程材料实验教学模式探索与实践

摘要：以三峡大学土木工程材料课程的实验教学改革为例，通过引入科学研究的理念，以培养学生的综合素质和创新能力为目标，建立渐次递进的实验项目体系，改进实验内容、教学方法及考核方式，构建基于科研创新能力培养的实验教学模式。

关键词：土木工程材料；实验教学；科研能力；层次化

一、引言

土木工程材料是土建类专业的重要基础课程，主要介绍常用土木工程材料的生产工艺、技术性质和相应的技术标准等，授课方式采取理论教学和实验教学相结合[1]。传统的土木工程材料实验是按照教学大纲的要求机械设定，实验项目之间往往相对孤立，实验内容多为演示型实验和验证型实验[2，3]，这不利于学生创新能力的培养和综合素质的提高。三峡大学土木工程材料课程在实验教学改革过程中，以培养学生的综合素质和创新能力为目标，改进实验内容、教学方法及考核方式，建立实验项目的层次化体系，注重基本技能、综合能力和创新能力的渐次递进，构建基于科研创新能力培养的实验教学模式。

二、实验教学模式的实施方案

1.建立实验项目的层次化体系。在2010年以来的实验教学改革实践中，将土木工程材料实验项目分为基础验证、设计综合、创新研究三个层次，使学生的创新素质得到渐次递进的发展[4，5]。

（1）基础验证实验。基础验证实验项目是课程学习的基本要求，如表1所示。这部分实验内容主要训练学生能够系统地掌握基本的实验原理、实验方法和操作技能。

（2）设计综合实验。设计综合实验是在基础验证实验的基础上，对内容相关联的实验项目进行合并，如表2所示。每一个设计综合实验就是一个小型的独立研究题目，需要学生查阅文献，设计实验方案，完成实验操作，分析实验数据，提交实验报告。设计综合实验培养了学生的综合实践能力，为下一步从事创新研究实验做预演训练。

（3）创新研究实验。以教师的科研项目为基础，通过系统拆分、建立创新研究实验项目。指导教师根据实验项目的特点、学生的基础和兴趣，使学生加入到项目团队中来，分阶段实验研究，完成整个系统的学习任务。自2010年以来，土木工程材料实验课程依托于教师的科研课题，设立了一系列创新研究实验项目。学生在教师的指导下，进行文献资料收集、实验方案设计、实验操作、实验数据采集处理、论文撰写等全过程的科研活动，使学生实实在在地体会到理论所学与科研实际的结合，提高了学生的学习兴趣，增强了学生的综合素质和创新能力。

2.实验教学大纲的修订。实验教学大纲是课程实验教学的指导思想和实施准则，是保证实验教学质量的基础[6]。第一层次实验即基础验证实验对应于传统的实验教学，可以按照原教学大纲进行教学组织与实施。第二层次和第三层次的实验即设计综合实验和创新研究实验，均单独制定了实验教学大纲。科研项目负责人、课程主讲教师和实验负责教师根据科研课题的相关要求和资料等实验室的硬软件条件、教师的课程安排等，制订实验教学计划，编写实验指导教案，落实实验指导教师的责任分工，安排实验教学讨论，并在每学期的期末，将下学期第二层次和第三层次的实验教学内容、所需学时、教学进度以及指导教师名单等公布在实验室网站上，便于师生互动与监督。

3.实验成绩评定方法的建立。科学、客观地评定学生的实验成绩，会引导学生知识、能力和素质的协调发展，提高学生的学习兴趣和积极性[7]。学生的实验总成绩由三个层次的实验成绩组成，其中第一层次实验成绩占50%，第二层次实验成绩占30%，第三层次实验成绩占20%；對参与创新研究实验的学生在综合测评时还应适当加分。第一层次实验成绩主要通过学生的实验预习情况和实验报告来评定，第二层次和第三层次实验成绩则综合考核学生的实验态度、实验设计、实验操作、实验进展、完成效果、实验报告及论文发表情况等。

三、实验教学模式的实践效果

经过2010年以来的实验教学改革，将科学研究的理念引入本科实验教学中，取得了良好的实践效果。

1.调动了学生的学习兴趣，培养了科研素质和创新能力。学生在2012年和2014年成功申报4项校级求索创新活动项目，2013年开展的创新实验项目“掺磷渣活性粉末混凝土的制备”获湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。学生依托创新研究实验项目在国内外学术期刊上公开发表了多篇科研论文。

2.扩充了实验教学内容，提升了课程质量。将科研课题引入实验教学，通过设置设计不同层次的实验项目，扩充了实验教学内容，提升了课程质量，土木工程材料于2014年被评为三峡大学精品课程。

四、结语

实验教学是高校教学体系的重要组成部分，对于培养学生的实践能力和综合素质具有特殊意义。三峡大学土木工程材料课程在实验教学改革过程中，将科学研究的思路引入实验教学中，通过建立渐次递进的实验项目体系，改进实验内容、教学方法及考核方式，构建了基于科研创新能力培养的实验教学模式。这对于整合教学与科研资源，促进教学与科研的同步发展，增强实验教学的实用性、多样性和先进性，培养学生理论联系实际、勇于探索和善于发现问题、分析问题、解决问题的科研意识和创新精神具有重要意义。

参考文献：

[1]徐友辉.建筑材料教与学[M].成都：西南交通大学出版社，2007.

[2]杨枫，罗才松.《土木工程材料》实验教学的思考与改革实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2010，11（3）：108-109.

[3]毕晓茜.新建省级综合训练中心土木工程材料实验教学改革与实践[J].高等建筑教育，2014，23（5）：107-109.

[4]彭艳周，刘冬梅，朱乔森，等.土木工程材料实验的层次化教学模式[J].高等建筑教育，2013，22（6）：117-121.

[5]袁晓露，彭艳周，刘冬梅，等.建筑材料课程教学与科研相融合的研究[J].西江月，2012，（21）：45.

[6]姚彤炜，胡永洲，袁弘，等.构建具有科研特色的药学实验教学新体系[J].实验室研究与探索，2010，29（5）：96-98.

[7]张以顺，黎茵，陈云凤.分子生物学实验的科研型教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：238-240.

作者：袁晓露 彭艳周 刘冬梅 朱乔森

材料实验的土木工程论文 篇3：

现代信息技术在土木工程材料实验教学中的运用

摘 要：随着综合素质教育的全面推进，现代教育技术得天独厚的优势为土木工程专业实验教学发展创新提供了新的契机和优质的教育环境，得到了广泛应用。土木工程材料实验是一门专业基础课实验，信息教育技术的运用改变了土木工程材料实验课程的教学模式，实验教学模式的创新不仅有利于激发大学生的学习兴趣和情感，提高了自主学习的效果，更有利于提高教学质量、突破教学重点难点，促进本科生专业实践综合能力的创新培养，本文结合实验课堂实例談了一点浅见。

关键词：信息技术 土木工程材料 实验教学 创新能力

随着科技的进步，信息教育技术获得快速发展，极大地渗透到教育学习生活之中。尤其在高等实验教学中显得更为突出，与传统教学模式相比，现代教学已不再是“黑板+粉笔”，它吸纳融入了多元素于实验教学课堂中，使其更加丰富多彩，更加吸引学生。集图、文、声、像于一体的现代教育技术内容十分丰富，将它恰当地运用到实验教学中，可以刺激大学生的感官系统，调动学习的积极性，激发学习兴趣，也提高了他们自主学习的能力，同时有利于教师更好地创造教学情境，不断提高大学生的实践动手和创新能力。信息技术的动态直观教学模式，对实验教学思想、内容和方法产生了深远影响。如果能够有效利用信息技术与实验教学深度融合，将多媒体教学适时适当地贯穿于实验教学之中，就会使教学过程更具直观性、趣味性、灵活性，在很大程度上改变了目前大学生厌学情趣。

1 优化教育资源，更新教育观念

虽然实践教育一直都是备受关注的话题，真正实施实践教育的过程中依然存在问题，不少教师还是习惯于“一本书和一块黑板”的传统教育模式行走于课堂上下，这种模式早已不能满足现代教育要求了。搞好信息技术与实验教学的整合和优化，应用于现代实验教学之中，教师及时变换更新自己的教育教学观，才能更好地为实验课堂教学服务，为学生享有高素质教育发展服务。

第一，在当今教育教学中，要明确认识到提高大学生的综合素质的重要性和关键点。新时代的实践教学基本理念是面向全体师生，在教学中，教师要引导大学生在探索解决问题的过程中掌握知识，培养他们独立自主学习的能力、解决问题的能力和创新能力。大学生也要及时改变学习方法、学习手段和交流方式。

第二，充分认识信息技术的优势，学习信息技术的知识，深度融合到实验教学中去，加强与实验教材有效整合，充分服务于实验教学，使教学焕发出生机活力，形成学生乐于学，教师乐于教的良性循环。

2 创新课程导入，激发学习动机

优美动听的歌曲要有前奏，感人的戏剧要用序幕，实验课堂教学亦是如此。精彩导入的设计是十分重要的，能够激发出大学生的学习动机。现代教育技术运用多维度的变换画面，把视觉、听觉、语音、情景合为一体，导入新实验，栩栩如生地向学生展示实验教学内容[1]。如《土木工程材料实验》课程中的砂石密度一课，在教学导入时对学生说：我们看一看听一听一个寓言故事《乌鸦喝水》的视频，通过讲述一只乌鸦喝水的故事，告诉大学生遇到困难要运用智慧、认真思考才能让问题迎刃而解的道理。同时也学习了一种实验方法，乌鸦很聪明用叼来的石子填满瓶子，最终喝到了水，其实质就是采用在《土木工程材料实验》中测试密度的一种置液排换法。实验课程导入创新提高了大学生学习的积极性，把学习真正融入到现实生活中，激发了大学生实验学习的动机，效果良好。

3 增设教学情境，循诱学习兴趣

我国古代教育家孔子曾说：“知之者，不如好之者，好之者，不如乐之者。”兴趣是最好的老师和学习动力。大学生的兴趣源自于具体教学情境，实验教师应结合实际情况创设有效情境，不断地激发实验学习的兴趣。现代信息技术能将图像、动画、声音、视频有机融合，并且能模拟仿真、化抽象为具体，化静为动，设置出形式多样、生动活泼的實验教学情境[2]，将实验课堂紧密地贴近生活，大学生能较快地进入角色，产生共鸣，从而使实验教学更形象、逼真，学生逐渐养成主动学习实验的好习惯，真正地发自内心的想学，是一堂享受而不是枯燥乏味的实验课。例如：教学《土木工程材料实验》的混凝土制作搅拌这一课时，传统教学模式就是老师带做、学生跟做，难免枯燥乏味，效果差。在教学中合理地利用多媒体制作动画课件，设计一个搅拌站实际场景，带领学生参观搅拌站，学生边参观边学习混凝土制作过程，即先预拌一次，即先涮膛，以免正式拌和时影响拌合物的配合比。开动搅拌机，向搅拌机内依次加入石子、水泥、砂，干拌均匀，再将水徐徐加入，全部加料时间不超过2min，水全部加入后，继续拌和2min。将拌合物自搅拌机卸出，倾倒在拌打捞上，再经人工拌和1～2min，即可做坍落度测定或试件成型，从开始加水时算起，全部操作必须在30min内完成[3]。在轻松愉快氛围中学会了混凝土的加工制作，还可以培养学生实际动手能力和创新能力。创设进入搅拌站的情境，活跃了实验课堂教学气氛，使抽象、枯燥的混凝土搅拌具体化、形象化，吸引了学生的注意力和增加参与实验课堂机会，使他们产生了强烈的学习欲望。也充分练习了《土木工程材料实验》课程的重难点，从而使学生更好地掌握了知识，增加了学习自信。

4 丰富教学形式，加强理解掌握

在实验教学上，由于多媒体的多样性特征，实验教师可以借助多种手段，丰富教学形式，充分调动大学生的眼、手、脑等器官，集中其注意力。实验教学中往往要进行操作演示，但是实验操作设计常常受到时空的限制，这种情况下可运用多媒体教学获得突破，再现实验操作时空情境，做到图文并茂、声像结合，非常适合大学生求趣、求新的年龄特征。在教学过程中将要学的实验设计操作内容融于其中，紧张呆板学习过程瞬间变得轻松愉快，对实验设备和实验步骤的理解掌握更加深刻，同时帮助了学生在动手与创新对象之间建立联系，丰富的教学形式使学生主动地进行实验操作设计活动[4]。例如在教学《土木工程材料实验》的水泥性能实验这堂课中。首先观看老师和学生做水泥凝结时间实验的录像，营造出真实的氛围，在看录像的同时对内容进行了解，录像视频结束后，学生们跃跃欲试地想动手，于是趁势指导学生模仿实验，学生很快地掌握了实验准备、实验设备操作和步骤。紧接着静音播放视频，实验老师角色让学生去做，大家都兴趣盎然、积极主动地投入到实验中，学生利用听到、学到的知识去探索。在操练学习中，利用课件设计一个贴近生活的水泥厂，让学生利用学到的知识自己去水泥厂指导生产工作，大大地提高了实际运用能力。在充分利用现代信息技术丰富教学形式，轻松地掌握了水泥性能相关知识和注意事项，以一种更积极主动的良好心态进行实验操作训练学习，学得更轻松，思维更活跃，注意力更持续稳定，效果更好。

5 改变评价方式，促进自主学习

一般来说，传统实验教学评价方式主要集中在对实验结果的评价，而忽略了整个过程性。首先，根据材料实验固有的特征属性，提高实验教师在安排实验课程的权限，实验教师可以根据实验情况、实验进度，以学生是否掌握实验相关技能和培养分析问题、解决问题能力为主。实验教师在运用信息化技术进行教学时，应改变以往仅仅以实验报告为主的单一评价实验成绩模式，要重视大学生在实验教学过程中掌握知识的程度，综合考虑实验完成时间、操作规范、实验讨论和报告撰写等多方面因素建立新的实验教学评价系统，进行实验成绩评定，积极引导学生自主学习和思考，促进对学生分析问题和创新性应用能力的培养，形成“要我学”为“我要学”的学风，把实验课堂真正当成自己学习知识的天堂。

6 结语

土木工程专业是我校特色品牌建设专业，为培养卓越土木工程师，建设高水平大学，现代化实验教学起到了重要作用。在《土木工程材料实验》课堂教学中运用现代信息化技术，就要求实验教师要不断学习、提升自己，真正领悟实验教材、了解学生、潜心探索研究，关注细节、关注实效，将信息化技术和实验教学整合优化，丰富实验课堂教学形式，使现代多媒体技术真正服务于我们的教学，而不成为摆设的工具，充分上活、上实、上鲜每节课，从而真正调动学生参与实验课堂的积极性，开发学生的创新潜能，使他们的实验学习充满兴趣。

参考文献

[1] 陈伟，李荟，王军华，等.基于综合素质提升的土木工程材料实验教学改革[J].广西教育学院学报，2018（4）：156-160.

[2] 张心平，梁亚平，张心弟.创设课堂情境，培养创新个性[J].实验技术与管理，2008，25（4）：141-143.

[3] 孔鲜宁.水泥混凝土搅拌站配料工艺的研究[D].陕西：长安大学，2015.

[4] 李建华，乔箭，陈亮亮.材料力学实验“互动式”教学模式探索[J].实验技术与管理，2013（12）：181-183.

作者：潘长春