土木工程材料教学改革探析

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摘要：针对土木工程材料课程传统教学中存在的问题，选择培养创新和应用能力的角度，从优化教学设计，增设现场教学内容，强化实践背景和案例教学，开设探索性、开放性实验等方面进行教学改革与实践，在理论学习中培养学生的创新能力和应用能力，从而提高教学质量。

关键词：土木工程材料；教学改革；创新能力

一、引言

近年来，国家大力推进高等学校创新创业教育改革及实施，要求本科教育注重培养学生的创新能力和实践能力。土木工程材料课程是土木工程专业学生必修的一门基础课，开设时间大部分设置在大学二年级上学期或下学期，为学生学习混凝土结构原理、钢结构、土木工程施工等后续课程提供基本知识，也为学生在以后工作实践中合理选用、改进创新工程材料提供理论基础。因此，土木工程材料的教学必须适应新的人才培养需求，探索培养创新能力和应用能力的教学改革。

二、现状分析

1.学生对教学内容的工程背景了解不够，缺乏认识。土木工程材料的教学目的是使学生掌握有关土木工程材料的性质和应用的基本知识和基础理论，了解工程材料性质和适用范围，以及改善性能的途径和方法，并熟悉土木工程材料的实验方法和实验设备。传统教学模式下，学生对教学内容的工程背景不了解，缺乏基本的感性认识和工程实践，学生对该课程与后续专业课程之间的关系不了解，更不清楚该课程今后所从事的工作的重要性和意义，学生学习目的不明确，缺乏学习兴趣和主动性。2.教学内容繁杂且关联性不强，叙述性知识点多，学生学习积极性不高。土木工程材料课程所涉及的知识点和信息量非常大，课程设置有十四章，包括基本性质、石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料、墙体材料、沥青及沥青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、装饰材料、绝热材料和吸声材料等。各个章节相对独立、关联性不强，理论性和叙述性知识点多，依靠传统的授课方式无法将课程所有内容讲深讲活，学生总是被动地去接受知识，很少有机会进行思考与互动。学生的学习积极性不高，获得的知识往往仅停留在表面，下课即忘记，更谈不上创新型和应用型人才的培养。3.实验教学时学生动手少，创新型设计性实验项目缺失。传统的土木工程材料实验教学包括材料的基本物理性质试验、水泥细度测定、水泥胶砂强度检测、骨料的筛分、混凝土拌和物制备、抗压强度检测等，以验证性实验为主要教学内容，基本上是以课堂老师讲解、演示和示范，学生模仿、操作的形式来组织教学，学生参与度不高，难以达到预期的实验教学效果。因此，有必要探索一种有利于培养学生科研能力、创新意识及工程素养的土木工程材料实验教学模式。4.教学方式落后，考核方式单一，不利于培养学生的创新能力和应用能力。土木工程材料课程一直是典型的试卷类考试课程。由于该课程的知识点十分繁多，以选择题、填空题、简答题、计算题为主，命题非常方便。但是，这种考核办法也有一个显著的缺陷，那就是容易使学生养成一味依靠强力临时记忆的习惯，学习成绩有时虽然高，但是未能掌握好土木工程材料的应用，这会影响到教师对学生学习效果的考查，同时也会影响到教学目标的实现。

三、改革内容

1.优化教学设计，增设现场教学内容。在土木工程材料教学过程中，每教授完某一种土木工程材料后，带领学生去相应的生产现场参观，使得学生得到感性认识。例如，课堂上介绍完水泥以及混凝土材料这部分内容之后，带领学生去商品混凝土公司现场参观混凝土的生产过程。这样不仅可以理论结合实际，让学生更好地消化课堂上学到的理论知识，加深印象，同时还可以及时地让学生了解到水泥混凝土材料的新技术和生产经验。通过在商品混凝土公司的学习，可以让学生接触实际生产，学习实践经验。不仅如此，通过去现场参观，还可以提高教师自身的专业水平，保持理论知识与实际应用接轨，不断更新自身的专业知识，针对教科书中一些陈旧的内容进行改革。学生通过在生产现场遇到的各种问题，激发学习意识，提高学习的积极性。2.强化实践背景和案例教学，提升学生工程应用能力。教师在授课时，以工程实例作为切入点，围绕教学要点，将工程问题导入正常的课堂教学过程，最后再回到工程实践。如，在讲授混凝土收缩变形这一节内容时，多媒体课件上展示某实际工程案例：某现浇混凝土梁下表面出现裂缝，提问学生思考该梁出现裂缝的原因可能有哪些。带着这个问题开始教学内容讲授，在讲授过程中针对塑形收缩、干缩、温度变形、荷载变形等回顾案例，让学生思考以上内容是否是造成混凝土出现裂缝的原因，同时针对不同见解可适当展开讨论，这样引领学生带着问题学习理论知识，培养学生应用所学知识分析与解决实际问题的工程素养和创先思维能力。课堂上结合一些相关的工程案例，介绍土木工程材料在生产、施工和使用过程中可能会出现的问题，引导学生利用自己所学的材料知识来分析问题，提出解决办法。3.结合教师科研项目，拓宽学生知识领域。培养大学生的科研创新能力是社会发展的需要，是未来生产发展的必然要求。教师可以充分利用科研成果丰富教学。高校教师除了承担日常教学任务以外，还会承担一些科研工作。一般担任土木工程材料这门课程教学任务的教师的研究方向都是与此专业相关的，其承担或参与的科研项目一般也都是相关的，并且有些研究成果可能已经成功应用于工程中，取得了良好的经济效益。因此，在授课时，教师可以将自己的科研成果也一并介绍给学生，这样可以让学生及时掌握最新的科研信息，同时也可以让学生切身感受到土木工程材料在工程建设中所发挥的重大作用，从而激发学生对这门课的学习兴趣和热情。4.开设探索性、开放性实验，培养学生创新能力。针对本学科的特点，市场和社会对人才的需求等方面，对学生进行启发式引导，鼓励学生学活书本上的理论知识，理论联系实际，努力培养自己发现问题、提出问题、解决问题的能力，为学生萌发自己动手完成一个自行设计的实验打下基础。当课程内容进行到水泥、混凝土章节时，便启发学生结合所学内容，借助图书馆、互联网查找相关的资料，拟定实验题目。仅有实验题目还远远不够，还要给学生提出具体的要求。根据学生对实验方案的阐述，教师分情况进行引导，引导他们思考是否还有别的方法也可以完成。根据实验内容、实验结果写成一篇综合性实验研究报告或科研论文。虽然每一个组的实验相同，但要求人人对实验结果进行分析，这样对参与开放性实验的每一个同学都起到了锻炼的作用。5.制定科学合理的考核体系，发挥考核作用。目前，对大学生学习效果唯一的评判标准就是考试成绩，土木工程材料课程也不例外。考试本身不是目的，其意义在于检验人才培养的效果，考试应该成为培养创新型和应用型人才的方法。现行的土木工程材料考试内容侧重于基本知识、基本理论和简单的计算，比如计算题只限于混凝土配合比的计算。在评分上注重答案的标准化，缺乏必要的创新意识。因此，土木工程材料的考试改革应该把学生创新能力的培养体现在考试内容和评分标准中，具体可体现在考试大纲，增加主观题比例；知识点的考查多放在综合应用上；评分标准上加重学生应用知识能力得分点权重。再者就是改革考试的方式。题型除传统的填空、选择、计算等外，可增加判断分析题、综合计算题等；增加平时成绩权重；充分利用课内实验/实习，增加非笔试成绩权重，可增加现场答辩、案例分析、实验现场展示环节等。

四、结语

土木工程材料是大学土木专业学生的一门专业基础课，学好土木工程材料对于学生日后从事设计、施工和监理等方面的工作有非常重要的意义。本文着重于加强和丰富实践内容，增加课程与生产实践的联系等方面的探讨，以使土木工程材料这门课走出象牙塔，培养学生具有更强的创新能力和应用能力。

参考文献：

[1]高俊丽.国外土木工程材料实验课教学特点及其对我国的启示[J].高等建筑教育,2013,23(6):50-53.

[2]田冬梅.培养创新能力与工程素养的土木工程材料教学改革实践[J].现代职业教育,2016,(30):30-31.

[3]李果,姬永生,袁广林,李庆涛.《土木工程材料》创新性教学应用研究[J].高教育刊,2018,(17):27-29.

作者：郭钟群 朱易春 秦艳华 单位：江西理工大学建筑与测绘工程学院

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