土木工程材料課程教學改革探討

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摘要:針對《土木工程材料》課程建設和教學中存在的主要問題，從教學方案優(yōu)化、內(nèi)容組織、師資建設、教學模式改革等方面進行探索，學生的學習積極性得到增強，教學效果有了明顯改善。

關鍵詞:土木工程材料課程建設;教學法研究

1課程建設的背景和存在的主要問題

材料科學和技術發(fā)展日新月異，新材料、新技術、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮，對《土木工程材料》課程的教學不斷賦予新的內(nèi)容和要求?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程是土木工程專業(yè)和工程管理專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，學生通過對該課程的學習，能夠掌握主要土木工程材料的基本組成、生產(chǎn)技術、材料性能、質(zhì)量控制、檢驗及應用方法，了解材料結(jié)構與性質(zhì)的關系以及土木工程材料的新技術、新發(fā)展，為后續(xù)的《結(jié)構設計原理》《土木工程施工》《土木工程管理》等專業(yè)課程的學習打下基礎。但是，在課程實際教學中存在以下主要問題:①《土木工程材料》課程內(nèi)容過多，可以說是紛亂龐雜，包羅萬象，涵蓋氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、瀝青、金屬材料、墻體材料、有機高分子建筑材料等十幾大類材料，每一大類材料又分為多個不同品種，每種材料的制備、組成、結(jié)構、性能、檢測方法、標準及應用各具特色，大量概念與規(guī)律比較抽象，相當多的知識點需要記憶。②章節(jié)之間相對獨立，自成體系，經(jīng)驗性的東西多，邏輯推理性內(nèi)容少，使學生在學習過程中抓不住重點，沒有頭緒。③學生的材料學基礎知識欠缺，大部分材料學基礎知識和基本概念幾乎都是學生第一次接觸。課改前學生普遍感覺課程結(jié)構凌亂，枯燥無味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏難情緒，學習效果自然大打折扣。為提高《土木工程材料》課程的教學效果，課程組經(jīng)過調(diào)研學習和文獻分析，結(jié)合教學實際，嘗試從師資、教學內(nèi)容、教學方法和考核模式等4個方面對《土木工程材料》課程進行教學改革探討與實踐。

2跨專業(yè)交叉授課形成課程組

為了把《土木工程材料》課程中材料學知識系統(tǒng)和條理地傳授給學生，課程組打破由單一專業(yè)教師授課的傳統(tǒng)模式，聘用跨專業(yè)教師交叉授課形成課程組教學。《土木工程材料》課程教學任務原來由一名教師獨立授課，現(xiàn)在課程組由土木工程專業(yè)教師2人和材料學專業(yè)教師1人組成，課程組教師共同參與課堂講授知識點討論，論證講評案例，一起設計教學內(nèi)容。課程組既能從土木工程專業(yè)角度向?qū)W生介紹材料的結(jié)構與性能，又能以材料學理論為基礎幫助學生理解材料在土木工程中的應用。

3及時更新教學內(nèi)容和優(yōu)化教學方案

針對土木工程材料品種門類眾多、結(jié)構千差萬別、性能各不相同、發(fā)展日新月異的特點，課程組經(jīng)多次調(diào)研和研討論證，充分利用學科交叉優(yōu)勢，以組成與結(jié)構決定性能、性能決定應用為主線，重新對授課內(nèi)容進行抽絲剝繭式優(yōu)化編排，分門別類，力求做到重點突出，聯(lián)系實際。調(diào)整后的課程內(nèi)容兼顧基礎知識和現(xiàn)代技術，突出理論方法的同時強化工程應用。在講授氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、瀝青等傳統(tǒng)材料時，重點內(nèi)容放在性質(zhì)、檢測、質(zhì)量控制、應用以及施工過程中材料可能出現(xiàn)的問題和對策等方面，帶學生到施工現(xiàn)場考察、實習，將所學知識融入工程實踐中，提高分析和解決實際問題的能力。為保持教學內(nèi)容的新穎性與先進性，課程組及時關注土木工程材料研究和發(fā)展動態(tài)，緊跟發(fā)展趨勢，結(jié)合典型工程應用，不斷將新技術新應用融入課堂，及時補充了“碳纖維增強混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“材料無損檢測技術應用”等教學內(nèi)容。其他該簡則簡，對建筑鋼材、墻體材料、合成高分子材料等材料的講授，安排學生自學和討論報告形式完成。

4引入適量音像資料豐富課堂教學

《土木工程材料》是一門實踐性非常強的課程，文字語言的表述代替不了直接的感官認識。如果學生接觸不到真實的材料，看不到這些建筑材料在實際工程中的應用，那么，即使教師專業(yè)知識學養(yǎng)深厚，課堂講授口若懸河，也會顯得蒼白無力，教學效果平平。因此，課程組集思廣益，充分利用豐富的網(wǎng)絡視頻資源輔助課堂教學。結(jié)果表明，適時適量適當引入視頻教材，能夠活躍課堂氣氛，激發(fā)學生學習興趣，幫助學生理解鞏固理論知識，還具有強化記憶、指導實踐、延伸課堂、開拓思維的效果。在講授氣硬性材料石灰的概念時，給學生播放“石灰”和“石灰石的利用”等視頻教材。視頻一開始就匠心獨運，聲情并茂地引用明代政治家于謙的托物言志詩“石灰吟”，強烈吸引了學生的注意力，隨之動態(tài)展示了石灰石、生石灰、欠火石灰、過火石灰、熟石灰的成分和形貌，對容易混淆的石灰概念作了簡單明了的比較闡述，使學生對石灰的前世今生有了大致清晰的認識，然后依次介紹“石灰焙燒”“石灰熟化”“石灰陳伏”“石灰硬化”等現(xiàn)象和理論，輔以反應方程式，自然引向石灰的氣硬性膠凝材料性能。在講授碳纖維在建筑補強的應用中，通過碳纖維布加固施工工藝流程、施工方案3D視頻教學，呈現(xiàn)使用碳纖維布來提高鋼筋混凝土構件承載力的補強加固方法。視頻不僅讓學生了解了碳纖維作為結(jié)構材料具有高強高模的優(yōu)良力學性能，對碳纖維快速補強的應用印象深刻，更對“環(huán)境保護”的理念提高了認識。課程組還利用音像教學介紹大型工程，如大劇院、體育場館、跨海大橋、高鐵等建設工程中涉及的各類主要材料，體現(xiàn)理論知識與工程應用的緊密聯(lián)系，使學生在欣賞建筑美的同時，對土木工程材料的神奇作用贊嘆不已。

5發(fā)揮輔助實驗教學手段

實驗教學是《土木工程材料》課程重要的教學環(huán)節(jié)，將現(xiàn)場教學與視頻教學有機結(jié)合，可以使課程從抽象變形象，從枯燥變生動，幫助學生掌握復雜的實驗技術，對學生技能的提高和基礎理論的形成具有十分重要的作用。在混凝土的相關試驗中，如混凝土拌合物的配合比、和易性、混凝土的立方體抗壓強度試驗，首先進行現(xiàn)場教學，帶領學生走進學校正在施工的建筑工地，通過施工技術人員的講解，近距離觀察工人師傅現(xiàn)場拌合水泥，并進行其他試驗。讓學生在實踐中了解各種工程實踐技能，發(fā)現(xiàn)自己的不足，并針對性的提高自己的專業(yè)知識水平。但因時間和施工進度的關系，現(xiàn)場教學有其局限性。為彌補不足，課程組補充利用視頻實驗教學，學生坐在寬敞明亮的教室里，對整個試驗過程一目了然，不但牢固掌握了試驗方法，而且對級配變化、用水量、水灰比、砂率、水泥品種、骨料條件、時間和溫度、外加劑等因素的影響有了更直觀清晰的認識，理解了水泥標號和混凝土配合比的工程意義、工藝要求及施工技術標準等，同時加深了對專業(yè)的認同。

6改革課程考核和評價方式

課程組采取了靈活多樣的全程式考核模式，除用筆試手段測試學生理論知識掌握的程度，還利用平時口試、學生自主命題和分組討論、工地施工報告、小論文等多種方式相結(jié)合的形式。比如，學生通過撰寫碳纖維增強混凝土材料發(fā)展現(xiàn)狀報告，對國家重大工程項目上的進行分析，不但測評學生運用知識的綜合能力、創(chuàng)新能力，而且通過教師點評，讓原本“碎片化”的課程知識形成系統(tǒng)，強化了課堂效果。

7結(jié)語

經(jīng)過兩年的教學改革實踐，《土木工程材料》課程教學通過從更新教學內(nèi)容和優(yōu)化教學方案、交叉授課課程組建設、適量音像教學豐富課堂教學、改革考核和評價方式等，學生的學習積極性得到增強，教學效果有了明顯改善。

作者：王艷芝 郭正恩 單位：． 中原工學院建筑工程學院 鄭州商業(yè)技師學院