基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《土木工程材料》課程教學(xué)改革探索

曾志勇

（臺州學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 臺州 318000）

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《土木工程材料》課程教學(xué)改革探索

曾志勇

（臺州學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 臺州 318000）

以培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)和提高科研創(chuàng)新能力為目標(biāo)，結(jié)合臺州學(xué)院土木工程材料課程教學(xué)中存在的問題，提出從踐行先進(jìn)教學(xué)理念、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式多樣化和綜合考核方式四個(gè)方面入手，對土木工程材料課程教學(xué)改革展開探索。給出了水泥、混凝土、砂漿等土木工程材料具體教學(xué)建議，可為國內(nèi)同類院校的土木工程材料課程教學(xué)提供參考。

土木工程材料；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

1 前言

土木工程材料課程是工科院校土建類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生不僅能夠根據(jù)不同工程要求和環(huán)境條件選用合適的土木工程材料，而且能理解材料性能與工程設(shè)計(jì)參數(shù)及施工措施的相互關(guān)系，初步具備分析和解決在實(shí)際工程中出現(xiàn)有關(guān)土木工程材料方面問題的能力。長期以來，我國大多數(shù)土木院校的土木工程材料課程的教學(xué)都是以教師講授為主體，而忽略了學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)出來的大學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，無法適應(yīng)社會對創(chuàng)新人才的需求。因此，土木工程材料課程教學(xué)必須改革，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)方式［1］，以培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為教學(xué)導(dǎo)向和工作重點(diǎn)。

如何在減少課時(shí)保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，加強(qiáng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這是當(dāng)前教學(xué)改革中大家共同關(guān)心的問題。本文將結(jié)合土木工程材料課程教學(xué)存在的問題，在踐行先進(jìn)教學(xué)理念、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式多樣化和考核方式綜合化四個(gè)方面談一些認(rèn)識和體會，與業(yè)內(nèi)同行共同探討。

2 課程教學(xué)存在的問題

2.1 理論教學(xué)存在的問題

隨著土木類高校課程體系的調(diào)整，土木工程材料課程的總學(xué)時(shí)被大大壓縮，例如我校土木工程材料課程教學(xué)大綱規(guī)定64學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)16學(xué)時(shí)。而土木工程材料課程內(nèi)容又很多，涉及的材料多達(dá)幾十種，每種材料的性能又千差萬別，彼此相關(guān)性不強(qiáng)。為完成教學(xué)任務(wù)，大多數(shù)教師的教學(xué)方法主要以“滿堂灌”的方式為主，未能留出足夠的時(shí)間和精力來引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題并相互討論。因此，目前這種教學(xué)方式對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力不利。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

在土木工程材料課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中同樣存在著許多問題，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

第一，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式就是先由實(shí)驗(yàn)教師講解實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)過程，然后學(xué)生按教師的要求分組進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明，這種“驗(yàn)證式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前以素質(zhì)教育為核心，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為重點(diǎn)的高等教育體制。

其次，隨著土木類高校課程體系的調(diào)整，土木工程材料課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)減少很多，學(xué)生很難進(jìn)行一些大型的綜合性、設(shè)計(jì)性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

最后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的成績?nèi)狈茖W(xué)、合理的評價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生上課缺乏主觀能動性，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力很不利。

土木工程材料課程教學(xué)中存在的這些問題，歸結(jié)起來為教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核評價(jià)方式四個(gè)方面的問題。因此，為提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，土木工程材料課程教學(xué)改革也應(yīng)從這四個(gè)方面進(jìn)行。

3 踐行先進(jìn)教學(xué)理念

教育理念的創(chuàng)新，既是各時(shí)代教學(xué)理念的繼承和發(fā)展，也是教學(xué)改革取得積極效果的關(guān)鍵［2］。作者針對當(dāng)前高等教育的基礎(chǔ)實(shí)、口徑寬、重實(shí)踐、講實(shí)效的特點(diǎn)，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出土木工程材料課程教學(xué)應(yīng)踐行實(shí)踐育人、知識更新和科研創(chuàng)新等先進(jìn)教學(xué)理念，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，以適應(yīng)社會對創(chuàng)新人才的需求。

3.1 實(shí)踐育人理論

實(shí)踐育人理念就是把實(shí)踐觀應(yīng)用于教育學(xué)，通過實(shí)踐教育全面育人。在工科院校設(shè)置實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，對激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力的效果十分顯著。在具體教學(xué)當(dāng)中，可以通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、參觀等多種實(shí)踐途徑，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。當(dāng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少時(shí)，可以通過多媒體教學(xué)的方式，將一些材料的制備過程圖片、組成和微觀結(jié)構(gòu)圖片、性能檢測試驗(yàn)視頻和材料在實(shí)際工程中應(yīng)用視頻等資料展示給學(xué)生，增加其感性認(rèn)識。同時(shí)可以組織學(xué)生去混凝土攪拌站、墻材生產(chǎn)企業(yè)、建材市場和建筑工地等地方參觀，讓學(xué)生對這些材料的原材料、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、應(yīng)用和廢棄等全生命周期都有很好的了解，這將對學(xué)生系統(tǒng)掌握材料各方面的知識產(chǎn)生非常好的效果。對于“綜合性、設(shè)計(jì)性”的實(shí)驗(yàn)，盡可能讓每個(gè)學(xué)生都能根據(jù)自己的興趣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并親自動手操作，引導(dǎo)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中都能認(rèn)真觀察、獨(dú)立思考和分析，對試驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題能夠找出原因并提出應(yīng)對措施。例如在普通混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)當(dāng)中，當(dāng)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的原材料和設(shè)計(jì)要求計(jì)算出配合比，進(jìn)行試配時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土和易性不能滿足設(shè)計(jì)要求，那么可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識，找出問題出現(xiàn)的原因，并提出改善混凝土性能的措施，使得混凝土和易性滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 知識更新理念

教學(xué)內(nèi)容要跟上時(shí)代發(fā)展的要求，及時(shí)進(jìn)行知識更新，尤其是有關(guān)土木工程材料的新材料、新技術(shù)、新工藝和新標(biāo)準(zhǔn)方面的知識，要緊跟當(dāng)今材料的發(fā)展趨勢。在有關(guān)新材料和新技術(shù)方面重點(diǎn)突出以高效化學(xué)外加劑和礦物摻合料為特征的綠色高性能混凝土技術(shù)、節(jié)能保溫技術(shù)和固廢利用技術(shù)等。在標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂方面，一定要及時(shí)掌握修訂內(nèi)容，如JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)剛剛由中國建筑科學(xué)研究院修訂，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂考慮到當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)破壞很多并不是強(qiáng)度達(dá)不到要求，而是耐久性達(dá)不到要求，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，因此本次修訂重點(diǎn)指出：混凝土的配合比設(shè)計(jì)不再是僅僅依據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而要更加注重耐久性的設(shè)計(jì)。如果沒有及時(shí)掌握標(biāo)準(zhǔn)修訂的內(nèi)容，學(xué)生將仍然按照舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，配出來的混凝土性能，特別是耐久性往往都是達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的。同時(shí)，在選擇教材時(shí)，盡可能選最新版，以跟上材料技術(shù)性能要求的變化，并且適時(shí)講授有關(guān)材料的研究動態(tài)、發(fā)展趨勢以及應(yīng)用狀況等知識。

3.3 科研創(chuàng)新理念

科研能力來自于科研實(shí)踐，通過系統(tǒng)性的科研實(shí)踐活動，讓學(xué)生驗(yàn)證并鞏固所學(xué)理論知識，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在科研創(chuàng)新動力。作者在教學(xué)過程中結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和課程范圍，擬定一個(gè)論文主題范圍，然后讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣寫一篇綜述性論文。指導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)校圖書館電子數(shù)據(jù)庫或互聯(lián)網(wǎng)檢索和閱讀文獻(xiàn)，全面了解自己所關(guān)注材料的各方面性能及研究現(xiàn)狀，提出自己的觀點(diǎn)并進(jìn)行論證。論文要求嚴(yán)格按照學(xué)術(shù)論文的格式撰寫，并嚴(yán)厲禁止抄襲別人的文章。同時(shí)，作者還挑選一些學(xué)生來參與到自己的科研項(xiàng)目當(dāng)中，讓他們了解項(xiàng)目從查閱文獻(xiàn)、編寫申報(bào)書、編制試驗(yàn)方案、論文和專利說明書的撰寫、結(jié)題報(bào)告的編寫等一整套的流程，目的在于讓學(xué)生學(xué)會查閱文獻(xiàn)，了解目前土木工程材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識。

4 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

4.1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革

土木工程材料種類繁多，而且隨著材料科技的不斷發(fā)展，新型材料也在不斷涌現(xiàn)。而每一種材料都具有多方面的性能特點(diǎn)，不同的工程類型和環(huán)境條件對材料的性能也有不同的要求，由于受到課時(shí)的限制，這些材料及其性能不可能在課堂教學(xué)中全部介紹。因此，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，在理論教學(xué)過程中，應(yīng)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)［3-4］。對于工程常用的幾種材料（例如水泥、混凝土、砂漿、墻體材料等）可著重講解，對于其他材料則不講或通過自學(xué)的方式學(xué)習(xí)。

在具體理論教學(xué)過程中，教師可結(jié)合工程案例，介紹一些土木工程材料在生產(chǎn)、施工和使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析問題出現(xiàn)的原因，嘗試著提出解決問題的措施，這都可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，追蹤土木工程材料的研究前沿和發(fā)展趨勢，了解一些與課程相關(guān)的新材料、新工藝、新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)等知識，讓學(xué)生感覺自己所學(xué)知識與工程實(shí)踐密切相關(guān)，從而激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的興趣。例如講解防水材料時(shí)，可介紹目前比較前沿的有機(jī)硅防水劑和水泥基滲透結(jié)晶材料，通過講解其防水機(jī)理，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)展示其防水效果，使其對新材料的性能有一個(gè)大致的了解，那么在以后的工作當(dāng)中，他們將會對這些新材料特別關(guān)注，從而更好地服務(wù)于工程建設(shè)。

4.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

為切實(shí)解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，土木工程材料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容必須進(jìn)行改革［5］。現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容多為“演示性、驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)，不能充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力。通過編寫新型實(shí)驗(yàn)教材，強(qiáng)化“綜合性、設(shè)計(jì)性”的概念。例如在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可在實(shí)驗(yàn)教材中列出混凝土耐久性和長期性能檢測的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因?yàn)楝F(xiàn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程強(qiáng)調(diào)的都是新拌混凝土的和易性和硬化混凝土的力學(xué)性能，對于硬化混凝土的耐久性和長期性能則重視不夠，這也是當(dāng)前許多混凝土結(jié)構(gòu)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)服役壽命就遭到破壞的重要原因。因此，在提出混凝土配合比設(shè)計(jì)要求時(shí)，可挑選一、兩個(gè)耐久性和體積穩(wěn)定性要求，例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)海工混凝土，那么在設(shè)計(jì)要求當(dāng)中就需要考慮混凝土抗氯離子侵蝕能力和抗凍融循環(huán)的能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過與工程相結(jié)合的方式來增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識和創(chuàng)新能力。

5 教學(xué)方式多樣化

如何充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生對科研創(chuàng)新的興趣，是教師在課堂教學(xué)中必須要面對的重要問題，這就需要教師不斷改進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)方法［6］，把以“滿堂灌式”為主的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皢l(fā)式”教學(xué)方法上來。實(shí)行教學(xué)方式的多樣化，積極實(shí)踐案例教學(xué)法［7-8］，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識，增強(qiáng)其科研創(chuàng)新能力。目前，案例教學(xué)法在實(shí)際操作過程也出現(xiàn)了一些問題，例如將案例教學(xué)法等同于舉例教學(xué)法，沒有真正讓學(xué)生成為課堂的主題，教師的指導(dǎo)水平不高，案例選取不合適等。案例教學(xué)法對教師提出了更高的要求，教師只有通過努力探索，不斷創(chuàng)新才能適應(yīng)深化教學(xué)改革的新形勢。

6 考核方式綜合化

作為最終的教學(xué)檢驗(yàn)，科學(xué)、合理的考核形式對學(xué)生具有極為重要的意義，在某種程度上指導(dǎo)著他們的學(xué)習(xí)方式。單純的一張?jiān)嚲矶ǔ煽兊目己朔绞讲⒉蛔阋苑从硨W(xué)生掌握基本理論知識和獲取最新信息的能力，而采用多種考核形式綜合評定成績的方法更為有效。例如作者在開學(xué)時(shí)就規(guī)定，學(xué)生最終成績由50%考試成績、20%實(shí)驗(yàn)成績和30%論文成績構(gòu)成。其中論文的撰寫訓(xùn)練尤為重要，當(dāng)學(xué)生獨(dú)立地完成了選題、查閱資料并嚴(yán)格按照論文格式撰寫論文一整套流程之后，那么他們對于如何利用電子數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)和圖書資料等途徑獲取有用信息，了解有關(guān)材料的研究動態(tài)將有一個(gè)初步認(rèn)識，而這種方法的掌握將對于提高其科研創(chuàng)新能力十分有益。

7 結(jié)語

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程。我們只有在土木工程材料課程教學(xué)過程中不斷踐行先進(jìn)的教學(xué)理念，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方法和考核方式，努力探索，勤于思考，才能讓學(xué)生不僅掌握理論知識，而且可以培養(yǎng)綜合素質(zhì)，提高其科研創(chuàng)新能力。

［1］劉堯.創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要轉(zhuǎn)變的教學(xué)觀念［J］.中國高等教育，2010，（1）：45-47.

［2］張?jiān)粕彛顔⒘?，俞春?《土木工程材料》教學(xué)的創(chuàng)新理念［J］.山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19（4）：90-92.

［3］霍曼琳.“土木工程材料”教學(xué)內(nèi)容改革實(shí)踐［J］.理工高教研究，2005，24（5）：59-61.

［4］龔平.《土木工程材料》課程的教學(xué)思考［J］.高教論壇，2006，（6）：112-113.

［5］張長青，金康寧.土木工程材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討與實(shí)踐［J］.高等建筑教育，2003，12（4）：73-75.

［6］劉寶舉，楊元霞.在《土木工程材料》課程教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的探討［J］.長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2006，7（2）：81-82.

［7］柯昌君，劉秀偉.《土木工程材料》課程案例教學(xué)法探索［J］.貴陽學(xué)院學(xué)報(bào)（ 自然科學(xué)版） ，2006，1（2）：45-48.

［8］王秀芝.案例教學(xué)中需要研究的幾個(gè)問題［J］.中國高等教育，2006，（12）：56-57.

The Course Teaching Reform of Civil Engineering Materials Based on Innovation Cultivating

ZENG Zhi-yong
(School of Civil Engineering and Architecture,Taizhou University,Taizhou 318000,China)

Aiming at cultivating comprehensive quality and improve innovation capacities of students,and in the light of the current problems of civil engineering materials course teaching, the reform of the theory teaching and the laboratory teaching of civil engineering materials course has been discussed from four aspects, includ

ing practicing advanced teaching concept,optimizing course teaching content,diversifying teaching methods and synthesizing evaluation methods. Some suggestions about civil engineering materials course teaching have been given,which can give some reference to the teaching of civil engineering materials course for domestic colleges of the same kink.

civil engineering materials course;innovation capacity;teaching reform

周小莉）

G642.0

A

1672-3708（2011）03-0082-05

2011-04-26；

2011-05-06

浙江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（zc2010084）。

曾志勇（1981- ），男，江西九江人，碩士，助教，主要從事先進(jìn)水泥基材料研究開發(fā)。