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一、傳統(tǒng)砂漿實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

傳統(tǒng)砂漿實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)置為2個(gè)學(xué)時(shí)。在教學(xué)形式上，教師按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行講解，并提供砂漿配合比及實(shí)驗(yàn)操作方法及步驟，學(xué)生按照教師的講解機(jī)械地模仿實(shí)驗(yàn)過程。在實(shí)驗(yàn)設(shè)置上，所有的實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的動(dòng)手能力及分析問題、解決問題的能力得不到體現(xiàn)。這種教學(xué)的結(jié)果造成了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟粔蛎鞔_，準(zhǔn)備不充分，單純?yōu)樽鰧?shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)。也很難將課堂上所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來。缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生技術(shù)化，而不是科研型、創(chuàng)新型。因此，必須改變傳統(tǒng)的“實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，教師講解，學(xué)生照做”的灌輸式實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，建立以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與積極性。傳統(tǒng)砂漿成分相對(duì)單一，但隨著科技的發(fā)展及環(huán)保節(jié)能的要求，越來越多的礦物摻合料、外加劑和保水增稠材料將作為功能性組分摻入到砂漿中，賦予砂漿新的性能，新的砂漿品種也應(yīng)運(yùn)而生。砂漿性能朝高性能方向發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)試方法已經(jīng)不能滿足如今砂漿發(fā)展的要求，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在近幾年均進(jìn)行了修訂。如《砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ/T98—2010)中取消了分層度指標(biāo)，增加了砂漿保水率的要求;《建筑砂漿基本性能實(shí)驗(yàn)方法》(JGJ70—2009)中增加了砂漿保水性實(shí)驗(yàn)、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中每組試塊數(shù)量由6塊變成3塊，實(shí)驗(yàn)用底模材質(zhì)也由磚底模變?yōu)殇摰啄；蛩芰系啄５?《抹灰砂漿技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T220—2010)中也對(duì)各種抹灰砂漿的保水性、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度等作了新的規(guī)定。因此，針對(duì)以前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各種不足及砂漿品種和性能檢測(cè)的發(fā)展，在綜合分析的基礎(chǔ)上，對(duì)砂漿設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行了改革。

二、砂漿設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的定義是指實(shí)驗(yàn)室給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)。一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程，應(yīng)能形成與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)體系，包含文獻(xiàn)綜述、熟悉和了解與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的材料性能、整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理和方法、實(shí)驗(yàn)過程的影響因素、實(shí)驗(yàn)可能的結(jié)果、實(shí)驗(yàn)過程的操作、結(jié)果計(jì)算，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)等。因此，對(duì)于砂漿設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在以下方面進(jìn)行了建設(shè)。首先，在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)硬件方面做足功課。在總學(xué)時(shí)不變的基礎(chǔ)上，對(duì)各部分實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，適當(dāng)壓縮了水泥、砂、石實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將砂漿實(shí)驗(yàn)擴(kuò)充為3個(gè)學(xué)時(shí)，保證學(xué)生有足夠時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。按照3～4個(gè)學(xué)生為一組，將各個(gè)班的學(xué)生分成若干小組，共同完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，并根據(jù)學(xué)生的分組情況補(bǔ)足所用的各種儀器設(shè)備，從硬件上滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求。其次，認(rèn)真做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的組織和實(shí)施。在選題上以砌筑砂漿，抹灰砂漿為主，所有參數(shù)根據(jù)各種砂漿的使用要求由學(xué)生自行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后要求學(xué)生在課余時(shí)間自行查閱文獻(xiàn)和新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的原材料，自行設(shè)計(jì)砂漿配合比，并通過教材及教學(xué)錄像，熟悉實(shí)驗(yàn)方法及儀器操作，最大程度地發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上包括了砂漿配合比設(shè)計(jì)、稠度、表觀密度、保水性、抗壓強(qiáng)度等基本性能實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上同時(shí)包含驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)中并沒有強(qiáng)制將舊標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行刪除，而是將其作為選做性實(shí)驗(yàn)。如砂漿保水性實(shí)驗(yàn)中，分層度實(shí)驗(yàn)作為選做實(shí)驗(yàn)，用于與保水率實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較;砂漿抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中，除了采用塑料模具以外，還可以選用紅磚、加氣混凝土砌塊和蒸壓灰砂磚等作為基底，以便學(xué)生對(duì)比研究新舊標(biāo)準(zhǔn)的異同，提高學(xué)生分析問題的能力。最后，在數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方面進(jìn)行改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)全部做完后，除對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理外，還要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，如強(qiáng)度性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，如果不能達(dá)到要求，還需分析原因，并寫入報(bào)告。改變以實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)的完成情況為評(píng)分依據(jù)的模式，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的動(dòng)手能力及團(tuán)隊(duì)合作能力及時(shí)記錄，并作為一項(xiàng)重要組成部分，在最后實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)中加以體現(xiàn)。這樣更能考察學(xué)生的動(dòng)手能力及分析和解決問題的能力。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果

砂漿設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)從2010年開始，在2009級(jí)土木工程和水利水電工程專業(yè)試點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際教學(xué)效果進(jìn)行了改進(jìn)和完善，在2011年開始正式實(shí)施。通過幾年的教學(xué)改革實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果明顯提高，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)教師集中講授的內(nèi)容比以前明顯減少，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作步驟相對(duì)更加規(guī)范，且在實(shí)驗(yàn)過程中提問的次數(shù)比以往明顯增多，表明學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前作了較好的準(zhǔn)備，發(fā)現(xiàn)問題的能力有所提高。

(2)以往學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)就認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)束，基本不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果進(jìn)行思考。現(xiàn)在，每組學(xué)生都比較看重自己設(shè)計(jì)的砂漿性能，并相互之間進(jìn)行比較。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)碰到學(xué)生在規(guī)定課時(shí)內(nèi)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，而要求在課余重新完成實(shí)驗(yàn)的情況。

(3)針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生會(huì)通過組與組之間數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，或通過組內(nèi)分析的方式，找出實(shí)驗(yàn)中的不足，學(xué)生分析和解決問題的能力得到了鍛煉和提高。

(4)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面的能力得到提升，對(duì)參加課外科研的興趣顯著提高，每年均有大量學(xué)生報(bào)名參加材料類的本科生課外科研課題，錄取比例大約25%，并且在參加課外科研的學(xué)生中很多都在材料類專業(yè)的核心期刊中發(fā)表過科研論文，并在全國(guó)土木工程專業(yè)本科生優(yōu)秀創(chuàng)新實(shí)踐成果獎(jiǎng)等全國(guó)性比賽中屢屢獲獎(jiǎng)。

四、結(jié)語

通過幾年的教學(xué)實(shí)踐，表明改革是成功的，不僅僅使學(xué)生加深了對(duì)知識(shí)的掌握，而且鍛煉了學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高了其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和對(duì)專業(yè)的興趣。結(jié)合教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)，考慮將實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)結(jié)果上網(wǎng)，以方便學(xué)生學(xué)習(xí)，促使學(xué)生更認(rèn)真地對(duì)待實(shí)驗(yàn)，從而進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

作者：王恒昌楊醫(yī)博郭文瑛單位：華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院亞熱帶建筑科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室