土木工程材料課程教學(xué)改革探討

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摘要:針對《土木工程材料》課程建設(shè)和教學(xué)中存在的主要問題，從教學(xué)方案優(yōu)化、內(nèi)容組織、師資建設(shè)、教學(xué)模式改革等方面進(jìn)行探索，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到增強(qiáng)，教學(xué)效果有了明顯改善。

關(guān)鍵詞:土木工程材料課程建設(shè);教學(xué)法研究

1課程建設(shè)的背景和存在的主要問題

材料科學(xué)和技術(shù)發(fā)展日新月異，新材料、新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮，對《土木工程材料》課程的教學(xué)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(chǔ)課，學(xué)生通過對該課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握主要土木工程材料的基本組成、生產(chǎn)技術(shù)、材料性能、質(zhì)量控制、檢驗(yàn)及應(yīng)用方法，了解材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系以及土木工程材料的新技術(shù)、新發(fā)展，為后續(xù)的《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》《土木工程施工》《土木工程管理》等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。但是，在課程實(shí)際教學(xué)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(jī)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(gòu)、性能、檢測方法、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用各具特色，大量概念與規(guī)律比較抽象，相當(dāng)多的知識點(diǎn)需要記憶。②章節(jié)之間相對獨(dú)立，自成體系，經(jīng)驗(yàn)性的東西多，邏輯推理性內(nèi)容少，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中抓不住重點(diǎn)，沒有頭緒。③學(xué)生的材料學(xué)基礎(chǔ)知識欠缺，大部分材料學(xué)基礎(chǔ)知識和基本概念幾乎都是學(xué)生第一次接觸。課改前學(xué)生普遍感覺課程結(jié)構(gòu)凌亂，枯燥無味、晦澀難懂，產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。為提高《土木工程材料》課程的教學(xué)效果，課程組經(jīng)過調(diào)研學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)分析，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，嘗試從師資、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核模式等4個方面對《土木工程材料》課程進(jìn)行教學(xué)改革探討與實(shí)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(xué)知識系統(tǒng)和條理地傳授給學(xué)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(xué)?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程教學(xué)任務(wù)原來由一名教師獨(dú)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(xué)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(diǎn)討論，論證講評案例，一起設(shè)計(jì)教學(xué)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(gòu)與性能，又能以材料學(xué)理論為基礎(chǔ)幫助學(xué)生理解材料在土木工程中的應(yīng)用。

3及時更新教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化教學(xué)方案

針對土木工程材料品種門類眾多、結(jié)構(gòu)千差萬別、性能各不相同、發(fā)展日新月異的特點(diǎn)，課程組經(jīng)多次調(diào)研和研討論證，充分利用學(xué)科交叉優(yōu)勢，以組成與結(jié)構(gòu)決定性能、性能決定應(yīng)用為主線，重新對授課內(nèi)容進(jìn)行抽絲剝繭式優(yōu)化編排，分門別類，力求做到重點(diǎn)突出，聯(lián)系實(shí)際。調(diào)整后的課程內(nèi)容兼顧基礎(chǔ)知識和現(xiàn)代技術(shù)，突出理論方法的同時強(qiáng)化工程應(yīng)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(diǎn)內(nèi)容放在性質(zhì)、檢測、質(zhì)量控制、應(yīng)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(xué)生到施工現(xiàn)場考察、實(shí)習(xí)，將所學(xué)知識融入工程實(shí)踐中，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。為保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性與先進(jìn)性，課程組及時關(guān)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(yīng)用，不斷將新技術(shù)新應(yīng)用融入課堂，及時補(bǔ)充了“碳纖維增強(qiáng)混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“材料無損檢測技術(shù)應(yīng)用”等教學(xué)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(xué)生自學(xué)和討論報(bào)告形式完成。

4引入適量音像資料豐富課堂教學(xué)

《土木工程材料》是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，文字語言的表述代替不了直接的感官認(rèn)識。如果學(xué)生接觸不到真實(shí)的材料，看不到這些建筑材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用，那么，即使教師專業(yè)知識學(xué)養(yǎng)深厚，課堂講授口若懸河，也會顯得蒼白無力，教學(xué)效果平平。因此，課程組集思廣益，充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)視頻資源輔助課堂教學(xué)。結(jié)果表明，適時適量適當(dāng)引入視頻教材，能夠活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解鞏固理論知識，還具有強(qiáng)化記憶、指導(dǎo)實(shí)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(xué)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(dú)運(yùn)，聲情并茂地引用明代政治家于謙的托物言志詩“石灰吟”，強(qiáng)烈吸引了學(xué)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(xué)生對石灰的前世今生有了大致清晰的認(rèn)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(yīng)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(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)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(xué)，呈現(xiàn)使用碳纖維布來提高鋼筋混凝土構(gòu)件承載力的補(bǔ)強(qiáng)加固方法。視頻不僅讓學(xué)生了解了碳纖維作為結(jié)構(gòu)材料具有高強(qiáng)高模的優(yōu)良力學(xué)性能，對碳纖維快速補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用印象深刻，更對“環(huán)境保護(hù)”的理念提高了認(rèn)識。課程組還利用音像教學(xué)介紹大型工程，如大劇院、體育場館、跨海大橋、高鐵等建設(shè)工程中涉及的各類主要材料，體現(xiàn)理論知識與工程應(yīng)用的緊密聯(lián)系，使學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《土木工程材料》課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，將現(xiàn)場教學(xué)與視頻教學(xué)有機(jī)結(jié)合，可以使課程從抽象變形象，從枯燥變生動，幫助學(xué)生掌握復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對學(xué)生技能的提高和基礎(chǔ)理論的形成具有十分重要的作用。在混凝土的相關(guān)試驗(yàn)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(qiáng)度試驗(yàn)，首先進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)學(xué)校正在施工的建筑工地，通過施工技術(shù)人員的講解，近距離觀察工人師傅現(xiàn)場拌合水泥，并進(jìn)行其他試驗(yàn)。讓學(xué)生在實(shí)踐中了解各種工程實(shí)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(jìn)度的關(guān)系，現(xiàn)場教學(xué)有其局限性。為彌補(bǔ)不足，課程組補(bǔ)充利用視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生坐在寬敞明亮的教室里，對整個試驗(yàn)過程一目了然，不但牢固掌握了試驗(yàn)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(rèn)識，理解了水泥標(biāo)號和混凝土配合比的工程意義、工藝要求及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，同時加深了對專業(yè)的認(rèn)同。

6改革課程考核和評價(jià)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(xué)生理論知識掌握的程度，還利用平時口試、學(xué)生自主命題和分組討論、工地施工報(bào)告、小論文等多種方式相結(jié)合的形式。比如，學(xué)生通過撰寫碳纖維增強(qiáng)混凝土材料發(fā)展現(xiàn)狀報(bào)告，對國家重大工程項(xiàng)目上的進(jìn)行分析，不但測評學(xué)生運(yùn)用知識的綜合能力、創(chuàng)新能力，而且通過教師點(diǎn)評，讓原本“碎片化”的課程知識形成系統(tǒng)，強(qiáng)化了課堂效果。

7結(jié)語

經(jīng)過兩年的教學(xué)改革實(shí)踐，《土木工程材料》課程教學(xué)通過從更新教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化教學(xué)方案、交叉授課課程組建設(shè)、適量音像教學(xué)豐富課堂教學(xué)、改革考核和評價(jià)方式等，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到增強(qiáng)，教學(xué)效果有了明顯改善。

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