1. 实验教学定位
根据学校人才培养的总体目标,结合学校在土木工程、建筑学等学科的优势及其对教学工作的促进作用,秉承“加强基础、拓宽知识、培养能力、激励个性、提高素质”的教学理念,以培养学生实践能力和创新能力为核心,建立分层次、相互衔接、科学系统的创新实验教学体系和符合学生认知规律的教学思路。城市地下空间工程实验教学示范中心确定了实验教学的定位如下:
(1)依托土木工程学科和建筑学学科,充分利用学科优势与成果,建设高起点、高水平的实验教学基地。
(2)注重在实验教学中全面培养学生的独立思维能力和综合解决问题的能力,为学生今后的学习与成长打造坚实的土木工程学科专业基础。
(3)不断促进课堂教学与实验教学改革的融会与贯通,推出高水平的教学与科研成果,在城市地下空间工程实验教学与改革领域中起示范作用。
(4)实验室实行多方位开放以提供学生实际动手的机会,增强学生创新能力的培养;根据教学要求适当增加综合性、设计性实验项目以提高学生综合能力的锻炼;实验内容的选择注重与课程教学大纲的协调;积极开拓各种渠道力争为实验教学的开展提供有力的支持。
2. 实验教学规划
根据学校人才培养的总体目标,结合我校多学科交叉的特点,为促进城市地下空间工程实验教学中心科学发展,中心始终坚持“一个核心、两个面向、三个层次、四个结合”的指导思想,制定了实验教学整体规划:
(1)按照城市地下空间工程课程内在知识点的联系和人才培养规律,结合社会和城市发展对人才的需求和学科的发展现状,整合实验教学内容,建立分层次模块化实验教学体系,按模块组建分层次的实验平台。实验平台包括:基础实验模块、综合规划和设计实验模块、创新创业实验模块。
1)基础实验模块
通过大量基础性实验教学,使学生加深理解城市地下空间工程的基本理论知识,掌握调工程地质、土力学和岩石力学等基础学科测试和参数获取的基本方法和技能,逐步培养学生分析问题,解决问题的能力。
通过大量的经典性基础实验模块的学习,让学生对传统的技能实践内容有初步了解;认识仪器,普及基本的专业实践基础,并加深对理论课程相关知识的理解,激发学生学习兴趣和爱好。
中心开设的基础验证型实验课程如下:岩石与矿物标本鉴别、土的密度测定实验、界限含水量实验、颗粒大小分析实验、相对密度测定实验、土抗剪强度实验等。
2)综合规划和设计实验模块
按照构思-设计-实现-运行CDIO教育理念,打破课程规划和建造间的壁垒,将规划、勘察、设计、施工和运维等相关专业课程的实验内容相互融合,培养学生综合应用的能力和工程实践的能力。
综合规划和设计实验模块安排在理论学习一段时间和基础实验模块之后,在学完一定的基础理论后,根据专业差别,开展不同的专项实验教学,教学内容涉及学科内、外的相关知识。通过这类实验,提高学生理论和实践相结合的能力和培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,是理论教学的进一步深化。
中心开设的典型的综合设计型实验课程如下:土的击实实验、黄土浸水压缩实验、岩石直接剪切实验、无侧限抗压强度实验、岩石循环荷载试验、固结系数测定实验、岩石三轴压缩实验、渗透系数测定实验、土的三轴剪切实验、隧道施工模型实验。
- 创新创业实验模块
引入建筑和规划学科领域的新思想,环境学科、材料、机械和信息技术领域的新技术、新产品,结合不同的专业特色、科研平台,使学生接触行业的前沿,了解行业科技发展的趋势,提高学生的创新创业能力。
该部分实验以选修课和开放性实验的形式出现,对部分学有余力的学生,由科研骨干担任指导教师,在实验选题、方案设计、数据处理及报告撰写等方面均有较大的自主性,从而达到训练学生初步具备从事科学研究能力和一定的创新能力。
中心开设的部分开放创新型实验课程如下:地震荷载下地下工程围岩稳定性模型实验、探地雷达超前地质预报实验、地铁施工及运营期地面沉降模型实验、能源地下储存库三维地质模型实验、温度—应力—渗流多场耦合下岩石力学特性实验、地下工程围岩长期强度实验、整体式连拱隧道渗漏水模型实验、考虑黄土湿陷作用的桩侧负摩阻力实验、深基坑支护模拟仿真实验、地铁车站设计仿真实验。
(2)实施分层次、适应学生个性发展需要和不同学科专业需求的实验教学计划。创造条件实施以学生自主学习为主导、适应个性发展的创新教育模式。
针对不同专业采用不同教学模式:对于交通运输、土木工程类非城市地下空间专业的学生,以规划、管理和专业介绍为主体内容;对于城市地下空间专业,以设计和施工为主要内用,建设专门的专用教材。
(3)依托学科,加强教师队伍建设,发挥教师学科优势,建立实验教学课程
小组,统筹课程模块,制定实验教学大纲,更新实验教学内容、方法和手段,组织编写实验教材与多媒体课件,设计和开发实验装置、创新实验项目。
(4)探索大学生创新学习机制,设立创新“学分”,建立以学生自主学习为主导的开放式创新训练基地,将大学生科研创新实践、课程设计和各类学习及设计制作竞赛活动有机结合,推进以学生自主学习为主导的创新教育,实现能力和素质的综合培养。
(5)建立学校投入、社会投入和实验研发相结合的实验室建设机制,不断革新实验内容、手段和方法,确保实验教学与科学技术进步相一致。创造条件、多渠道地推进实验教学与科学研究、社会实践和工程训练相结合,营造真实的工程训练氛围,提高学生工程素质。
(6)全面、系统地加强实验教学信息化建设,促进实验教学和管理的网络化、科学化。开发、购买适应现代网络化信息平台的实验教学软件,充分发掘、合理配置实验中心的教学资源,逐步建立起功能齐全、实用性强、信息量广的实验教学信息化平台。
(7)强化中心管理的独立考核机制,实现包括教师工作态度、敬业精神、业务能力、实验教学改革和研究成果情况、规章制度遵守与执行情况和仪器设备管理规范情况等的综合考核,保障实验教学人、财、物投入和实验教学改革的顺利进行。
3 .人才培养模式
根据学校人才培养总体目标,秉承“面向城市地下空间工程领域,突出专业特色,强化实践能力”的教学理念,以培养学生实践能力和创新能力为核心,建立分层次、相互衔接、科学系统的创新实验教学体系和符合学生认知规律的教学思路,城市地下空间工程实验教学中心确定了中心人才培养模式,主要包括:
①依托岩土工程陕西省重点学科,充分利用学科优势与成果,建设高起点、高水平的实验教学基地。
②注重在实验教学中全面培养学生的独立思维能力和综合解决问题的能力,为学生今后学习与成长打造坚实的学科专业基础。③实验教学内容注重传统知识和现代知识的有机融合,推出高水平的教学科研成果,在城市地下空间工程实验教学与改革领域中起到示范作用。
④实验室实行多方位开放以提供学生实际动手的机会,不断更新实验教材(指导书),增强学生创新能力的培养;根据教学要求适当增加综合性、设计性实验项目以提高学生综合能力的锻炼,教学安排适宜学生自主选择。
4 .实验教学质量标准
实验教学是提高学生动手能力和理论联系实际的能力,培养创新思维和科学精神的重要环节。城市地下空间工程实验教学中心为了确保高质量的完成中心所承担的实验教学工作,制定了严格教学质量标准。
(1)教学文件
有符合课程基本要求和新发展的实验教学大纲、教学计划,体系设计科学合理;具有适用的、高质量的实验指导教材或参考书、译著或讲义;有学生实验考核(成绩评定)办法、实验注意事项、实验结果要求、仪器设备使用注意事项等。
(2)实验准备标准
1)指导教师应提前做好实验准备工作,规范摆放仪器,保证实验课的顺利进行及实验室干净、整洁。
2)实验指导教师、实验室人员应提前进入实验室,检查实验器材并试做,要做到精通实验内容,熟练掌握实验过程及步骤的要求,确保实验效果。
3)提前通知学生按照实验教材(指导书)进行实验预习。
(3)实验过程标准
1)实验操作开始前,检查预习报告;指导教师要讲清实验目的、原理、操作及实验中易出现的问题。
2)演示实验动作规范,对实验内容的讲解重点突出,论据充分。
3)指导教师在讲课过程中要精讲多练,条理清楚,逻辑性强,讲解实验操作用词准确、规范。板书规范,字迹工整,所画图表及实验装置图清晰准确。
4)实验过程中,指导教师加强现场巡视指导,解答学生提出的问题时要注意启发诱导,发现问题及时解决、及时纠正。
5)指导教师在实验教学过程中要加强学生基本操作、基本技能、基本实验方法的训练;注重学生实践能力和创造性的培养。
6)学生应能够基本独立完成实验。通过实验,提高对实验现象进行分析判断、逻辑推理、做出结论的能力,并具有正确记录、处理数据和表达实验结果的能力。
(4)实验结果评价标准
1)实验成绩考核可采用日常考核、操作技能考核、卷面考核、提交实验结果等多种方式进行。对于数据偏差较大,弄虚作假和抄袭者,一律作不及格处理。
2)学生及时完成实验报告,实验报告文理通顺、图表规范、讨论深刻、实事求是。
3)实验报告批改认真、仔细无误,实验成绩真实有效。