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一、傳統砂漿實驗教學方法

傳統砂漿實驗教學中，實驗設置為2個學時。在教學形式上，教師按實驗指導書進行講解，并提供砂漿配合比及實驗操作方法及步驟，學生按照教師的講解機械地模仿實驗過程。在實驗設置上，所有的實驗都是驗證性實驗。學生的動手能力及分析問題、解決問題的能力得不到體現。這種教學的結果造成了學生實驗目的不夠明確，準備不充分，單純為做實驗而實驗。也很難將課堂上所學到的理論知識與實驗結合起來。缺乏對學生創新能力的培養，使學生技術化，而不是科研型、創新型。因此，必須改變傳統的“實驗員準備實驗，教師講解，學生照做”的灌輸式實驗課教學模式，建立以學生為主體的教學模式，充分調動學生的主動性與積極性。傳統砂漿成分相對單一，但隨著科技的發展及環保節能的要求，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，新的砂漿品種也應運而生。砂漿性能朝高性能方向發展，傳統的測試方法已經不能滿足如今砂漿發展的要求，相關標準在近幾年均進行了修訂。如《砌筑砂漿配合比設計規程》(JGJ/T98—2010)中取消了分層度指標，增加了砂漿保水率的要求;《建筑砂漿基本性能實驗方法》(JGJ70—2009)中增加了砂漿保水性實驗、拉伸粘結強度實驗，立方體抗壓強度實驗中每組試塊數量由6塊變成3塊，實驗用底模材質也由磚底模變為鋼底模或塑料底模等;《抹灰砂漿技術規程》(JGJ/T220—2010)中也對各種抹灰砂漿的保水性、拉伸粘結強度等作了新的規定。因此，針對以前實驗教學中存在的各種不足及砂漿品種和性能檢測的發展，在綜合分析的基礎上，對砂漿設計性實驗教學方法進行了改革。

二、砂漿設計性實驗教學方法

設計性實驗的定義是指實驗室給定實驗目的、要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現。一個完整的實驗過程，應能形成與該實驗相關的知識體系，包含文獻綜述、熟悉和了解與實驗內容相關的材料性能、整個實驗設計原理和方法、實驗過程的影響因素、實驗可能的結果、實驗過程的操作、結果計算，以及對實驗過程出現的現象進行分析總結等。因此，對于砂漿設計性實驗，在以下方面進行了建設。首先，在實驗學時和實驗硬件方面做足功課。在總學時不變的基礎上，對各部分實驗的學時進行了調整，適當壓縮了水泥、砂、石實驗內容，將砂漿實驗擴充為3個學時，保證學生有足夠時間進行設計性實驗。按照3～4個學生為一組，將各個班的學生分成若干小組，共同完成實驗，培養學生的團隊協作精神，并根據學生的分組情況補足所用的各種儀器設備，從硬件上滿足設計性實驗的要求。其次，認真做好設計性實驗的組織和實施。在選題上以砌筑砂漿，抹灰砂漿為主，所有參數根據各種砂漿的使用要求由學生自行設計，設計完成后要求學生在課余時間自行查閱文獻和新的標準規范，結合實驗室的原材料，自行設計砂漿配合比，并通過教材及教學錄像，熟悉實驗方法及儀器操作，最大程度地發揮學生的學習主動性。在實驗內容設置上包括了砂漿配合比設計、稠度、表觀密度、保水性、抗壓強度等基本性能實驗，在設計性試驗的基礎上同時包含驗證性實驗，提高學生的動手能力。實驗中并沒有強制將舊標準中的實驗進行刪除，而是將其作為選做性實驗。如砂漿保水性實驗中，分層度實驗作為選做實驗，用于與保水率實驗進行比較;砂漿抗壓強度實驗中，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，以便學生對比研究新舊標準的異同，提高學生分析問題的能力。最后，在數據分析及實驗評價方面進行改進。實驗全部做完后，除對數據進行處理外，還要求學生對實驗結果進行分析，如強度性能是否達到設計要求，如果不能達到要求，還需分析原因，并寫入報告。改變以實驗報告冊的完成情況為評分依據的模式，對學生在實驗過程中的動手能力及團隊合作能力及時記錄，并作為一項重要組成部分，在最后實驗評價中加以體現。這樣更能考察學生的動手能力及分析和解決問題的能力。

三、實驗教學改革效果

砂漿設計性實驗從2010年開始，在2009級土木工程和水利水電工程專業試點，并根據實際教學效果進行了改進和完善，在2011年開始正式實施。通過幾年的教學改革實踐發現，學生的學習積極性和實驗教學效果明顯提高，主要表現在以下幾個方面。

(1)教師集中講授的內容比以前明顯減少，學生實驗操作步驟相對更加規范，且在實驗過程中提問的次數比以往明顯增多，表明學生在實驗課前作了較好的準備，發現問題的能力有所提高。

(2)以往學生做完實驗就認為實驗結束，基本不會對實驗過程或結果進行思考。現在，每組學生都比較看重自己設計的砂漿性能，并相互之間進行比較。在實驗教學中經常會碰到學生在規定課時內沒有達到設計目標，而要求在課余重新完成實驗的情況。

(3)針對實驗結果，學生會通過組與組之間數據進行比較，或通過組內分析的方式，找出實驗中的不足，學生分析和解決問題的能力得到了鍛煉和提高。

(4)學生在實驗設計方面的能力得到提升，對參加課外科研的興趣顯著提高，每年均有大量學生報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生中很多都在材料類專業的核心期刊中發表過科研論文，并在全國土木工程專業本科生優秀創新實踐成果獎等全國性比賽中屢屢獲獎。

四、結語

通過幾年的教學實踐，表明改革是成功的，不僅僅使學生加深了對知識的掌握，而且鍛煉了學生的綜合素質，提高了其學習的主動性和對專業的興趣。結合教學網站的建設，考慮將實驗教學資源和實驗結果上網，以方便學生學習，促使學生更認真地對待實驗，從而進一步提高實驗教學質量。

作者：王恒昌楊醫博郭文瑛單位：華南理工大學土木與交通學院亞熱帶建筑科學國家重點實驗室