土木工程材料課程教學(xué)改革與實踐創(chuàng)新

冉坤

（貴州師范大學(xué)材料與建筑工程學(xué)院，貴州貴陽　550000）

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土木工程材料課程教學(xué)改革與實踐創(chuàng)新

冉坤

（貴州師范大學(xué)材料與建筑工程學(xué)院，貴州貴陽550000）

摘要：簡要分析了《土木工程材料》課程教學(xué)中存在的問題，從課程內(nèi)容的選擇、試驗內(nèi)容結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、多媒體技術(shù)的利用方面，對該課程的教學(xué)體制及內(nèi)容進(jìn)行了改革，有利于教學(xué)質(zhì)量和效率的提高。

關(guān)鍵詞：土木工程材料，教學(xué)改革，課程內(nèi)容

《土木工程材料》是土木工程專業(yè)必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)理論課程，在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承前啟后的作用，為土木工程專業(yè)的后續(xù)課程奠定必要理論基礎(chǔ)，給將要從事建筑、結(jié)構(gòu)、施工等土木工程專業(yè)工作的學(xué)生儲備基本理論知識。由于土建類材料品種繁多，各材料相對獨(dú)立，每一種材料的原材料、生成工藝、技術(shù)性質(zhì)、應(yīng)用領(lǐng)域、檢驗方式及儲存運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娌槐M相同，且行業(yè)規(guī)范與國家規(guī)范不斷更新，導(dǎo)致《土木工程材料》課程內(nèi)容繁瑣，內(nèi)在聯(lián)系相對較小，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映其內(nèi)容“雜亂多，難記憶”。為解決具體問題，切實鞏固和提高教學(xué)質(zhì)量，筆者對《土木工程材料》進(jìn)行了教學(xué)與實踐的改革嘗試，著重提高教學(xué)效率，精選課程內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生積極性，引工程實例入課堂，力求培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和自主創(chuàng)新意識。

1　精選課程內(nèi)容，提高教學(xué)效率

教學(xué)改革的核心和關(guān)鍵是課堂教學(xué)，實現(xiàn)有效教學(xué)是課堂教學(xué)的樸素要求，達(dá)到高效教學(xué)是課堂教學(xué)的主要任務(wù)［1］。在建材種類繁瑣，各類材料內(nèi)容相對獨(dú)立的前提下，教學(xué)內(nèi)容的選擇是重構(gòu)課堂結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

承前啟后的《土木工程材料》課程是學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中形成良好專業(yè)知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心，其主要分為材料基本性質(zhì)、混凝土、砌筑材料、金屬材料、防水材料、高分子材料及功能材料七篇內(nèi)容。因此，需根據(jù)課程和專業(yè)特點(diǎn)，尋找專業(yè)實際情況與教學(xué)內(nèi)容的契合點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識這門課程的重要性與內(nèi)在邏輯性，為工程應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。課堂教學(xué)中，應(yīng)突出教學(xué)內(nèi)容的針對性、實用性與先進(jìn)性，側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在土建類材料內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)特性與工程技術(shù)性質(zhì)的相互聯(lián)系上，在學(xué)習(xí)材料三大聯(lián)系過程中，引導(dǎo)學(xué)生自主認(rèn)識材料的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展前景，同時，以“啟發(fā)式”教學(xué)方式，將原有的“給出知識”向“引起活動”模式轉(zhuǎn)變［2］，通過對材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本技術(shù)性質(zhì)了解，啟發(fā)學(xué)生聯(lián)系目前工程實際應(yīng)用特點(diǎn)，對材料改性途徑進(jìn)行分析，并學(xué)會針對實際工程環(huán)境選擇適宜材料種類。例如，在學(xué)習(xí)通用硅酸鹽水泥章節(jié)時，掌握各類水泥組成與特性，是對不同環(huán)境條件下混凝土工程中選用水泥的必要前提。與此同時，可根據(jù)具體種類硅酸鹽水泥的實際工程環(huán)境應(yīng)用，逆向推倒該類水泥的特性，這種可逆的學(xué)習(xí)方式本身就從一定程度上解決了土木類材料“雜亂多”難以理解的問題。

課堂應(yīng)發(fā)揮促進(jìn)作用，將學(xué)生知識構(gòu)建與志趣發(fā)展相結(jié)合，教師應(yīng)從學(xué)生實際需求出發(fā)，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探討問題，創(chuàng)造一個學(xué)術(shù)交流氛圍的新課堂，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生擺脫“理論要求”在“工程實際”環(huán)境中自主理解、思考、交流與探索。例如，在接觸混凝土外加劑章節(jié)前，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的混凝土類知識，自主思考在鋼筋混凝土工程中應(yīng)該出現(xiàn)何種特性外加劑以解決目前工程中不可避免的問題，學(xué)生于自我思考和積極交流過程中，其對水泥混凝土類知識進(jìn)行了再次認(rèn)識的同時也對新知識有了一定程度的預(yù)熱，讓學(xué)生深刻意義上理解材料的選擇應(yīng)在實際生活環(huán)境中這一主導(dǎo)思想。

2　優(yōu)化試驗內(nèi)容結(jié)構(gòu)，完善工程實際知識儲備

《土木工程材料》課程中必不可少的重要組成內(nèi)容是土木工程材料試驗，通過土木工程材料試驗可驗證課堂理論，強(qiáng)化材料認(rèn)知，鞏固知識結(jié)構(gòu)，鍛煉動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，是充實和豐富教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，同時也為從事土木類專業(yè)工作和材料類科研工作打下必要基礎(chǔ)。

在實驗課上，教師給出具體要求和必要說明后，應(yīng)鼓勵學(xué)生從材料、儀器的準(zhǔn)備，具體過程的操作，試驗數(shù)據(jù)的后期處理以及實驗報告的填寫都獨(dú)立完成。尤其應(yīng)該注重試驗過程某些實際問題的出現(xiàn)，教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并從材料實際情況中分析原因，從而完善課堂教學(xué)所不能提供的實際工程問題。例如，進(jìn)行普通混凝土試驗時，當(dāng)混凝土坍落度試驗數(shù)據(jù)多次不符合要求時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從原材料角度出發(fā)，若砂、石級配合適，是否存在含水率問題而試驗初期沒有考慮；當(dāng)混凝土標(biāo)養(yǎng)28 d實測抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)低于設(shè)計值時，啟發(fā)學(xué)生思考是否因水泥儲存不當(dāng)，部分失效，后期水化程度較低，水泥凝結(jié)硬化削弱，從而導(dǎo)致混凝土抗壓強(qiáng)度較低。

教師應(yīng)突出學(xué)生在試驗中的主導(dǎo)地位，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，將試驗主動權(quán)交給學(xué)生，即學(xué)生可以自行分組，將學(xué)院實驗室現(xiàn)有儀器、課堂理論知識與自身興趣相結(jié)合，設(shè)計具有研究性和創(chuàng)新性的開放性試驗。學(xué)生在閱讀文獻(xiàn)、設(shè)計試驗項目后提交具體試驗方案，并將教師進(jìn)行修正與完善后的試驗方案具體完成，根據(jù)試驗過程發(fā)現(xiàn)和解決問題，最后根據(jù)試驗結(jié)果完成試驗報告或論文。

3　充分利用多媒體技術(shù)，將具象形式與工程實例引入教學(xué)

《土木工程材料》是一門具有工程實際意義的綜合課程，獨(dú)立的理論知識學(xué)習(xí)不能充分發(fā)揮這門課程專業(yè)知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的核心作用，因此，運(yùn)用多媒體技術(shù)將抽象概念具體化，并在教學(xué)中引入土工工程實例，讓學(xué)生通過視覺直觀認(rèn)識不同性能材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解土木工程中材料舉足輕重的地位，各特性的材料決定了工程的經(jīng)濟(jì)、可靠、耐久和低碳等多方面因素。將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象立體可描述，并從感性角度激發(fā)學(xué)生對初期接觸專業(yè)知識的熱愛，這對該門課程的學(xué)習(xí)可以起到事半功倍的效果。

材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系是理解《土木工程材料》主要要素關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，但復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)僅依靠書本文字描述是難以理解的，因此，利用CAI課件可以將三維動畫形式引入傳統(tǒng)教學(xué)，讓學(xué)生直觀材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)；利用3DMAX制作硅酸鹽晶體模型，在學(xué)習(xí)水泥水化反應(yīng)時能具體了解其水化產(chǎn)物狀態(tài)；利用SEM圖片講解堿集料反應(yīng)，理解為何水化硫鋁酸鈣被稱為“水泥桿菌”。

《土木工程材料》基于工程實際，因此將具體實例引入教學(xué)是必要手段。在學(xué)習(xí)混凝土耐久性章節(jié)時，可提供因材料耐久性未達(dá)標(biāo)而引起的嚴(yán)重事故實例，讓學(xué)生意識到材料各項性能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需嚴(yán)格按照國標(biāo)、行標(biāo)及地標(biāo)要求。例如我國某城市連續(xù)出現(xiàn)居民住宅樓裂縫倒塌事件，造成了人員和經(jīng)濟(jì)的重大損失。同樣，專業(yè)自豪感也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效方式，將《偉大工程巡禮》《建筑師》《超級工程》等建筑工程記錄片引入教學(xué)，或推薦供學(xué)生觀看，感受每一種材料在巨大工程中的力量，極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。同時，通過多媒體向?qū)W生介紹新型材料，也將課程與材料的最新動態(tài)發(fā)展緊密聯(lián)系，開闊課程視野。

4　結(jié)語

對教學(xué)改革而言，提高課堂效率，改進(jìn)教學(xué)方式，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)是核心力量，《土木工程材料》教學(xué)活動中扎實的掌握理論知識和必要的工程實際應(yīng)用是相輔相成的有機(jī)體系，提供優(yōu)異的課堂氛圍，優(yōu)化實驗課程，充分利用多媒體將抽象化具象，將提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動性、加強(qiáng)其創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，并樹立良好的工程觀念。

參考文獻(xiàn)：

［1］趙維軍.教學(xué)改革中如何實施有效教學(xué)［J］.考試周刊，2011 （1）：30.

［2］童建華，嚴(yán)敏.注重實驗教學(xué)改革，提升創(chuàng)新能力［J］.上海工程技術(shù)大學(xué)教育研究，2005（2）：7-9.

The teaching reform and practice innovation of Civil Engineering Materials course

Ran Kun
（Materials and Architectural Engineering Institute，Guizhou Normal University，Guiyang 550000，China）

Abstract：This paper briefly analyzed the existing problems in Civil Engineering Materials course teaching，from the course content selection，test content structure optimization，multimedia technology use aspects，reformed the teaching system and content of the course，conducive to the improvement of teaching quality and efficiency.

Key words：civil engineering material，teaching reform，course content

中圖分類號：G642. 0

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0255-02

收稿日期：2015-12-21

作者簡介：冉坤（1988-），女，助教