應用型人才培養模式下的土木工程材料課程教學改革與實踐

一 土木工程材料課程的任務和特點

1 課程任務

本課程的任務是使學生獲得土木工程材料的基本知識，掌握土木工程材料的技術性質、應用及檢測方法，具有在工程實踐中正確評價、選擇和使用各種常用土木工程材料的能力。

2 課程特點

(1)內容繁雜，系統性差。本課程涉及材料品種多，包括水泥、石灰、混凝土、砂漿、鋼材、木材、防水材料、高分子材料、建筑裝飾材料及新型建筑材料等，內容龐雜，且各類材料自成體系，各章之間缺乏必要的橫向聯系。

(2)實踐性強，邏輯性差。本課程主要是各類材料和工程密切相關的試驗資料和實踐經驗的總結，大多數是敘述性內容，概念多、專業術語多、需要理解記憶的內容多，邏輯性差，使得學生在學習中普遍感到枯燥，提不起學習興趣。

(3)教學內容多，授課時數少。課程本身內容多，再加上近年來新材料新技術的飛速發展并廣泛應用在實際工程中，也需要學生有所了解，而且試驗內容也較多，但是授課時數卻不斷壓縮，在教學中要做到面面俱到是不現實的，因此，只有改進教學方法，培養學生的學習興趣和自學能力，才能取得良好的教學效果。

二 更新教學理念，培養學生綜合素質

土木工程材料課程的傳統教學模式是分門別類地講授各種土木工程材料的性質和用法，整個課程的系統性不強，缺乏貫穿整個課程的主線。因此，在充分認識到原有教學模式缺點的基礎上，更新教學理念，在課程的教學過程中，對傳統的內容架構進行了大改革，以材料科學理論為基礎，以材料的基本性質為主線，使學生掌握一些材料科學的基本知識，并能靈活應用，解決在后續課程中，以及工作實踐中所遇見的各種工程問題。

采用新的教學方式，注重使學生掌握基礎知識，靈活掌握整體論和分解論的思維方法，提高綜合分析的能力，使學生的學習方法從基礎理論課程“注重邏輯推理”向專業課程“注重綜合分析”轉變，教給學生處理和解決實際工程問題的科學方法，培養學生的綜合素質。土木工程材料課程教學方法如圖1

三 改進理論課的教學方法，提高學生學習興趣

1 推行多媒體教學，增加感性認識

土木工程材料涉及面較廣，課程教學內容較多，而學時又較少，采用傳統教學模式很難達到既定的教學目標，推行多媒體教學就可以很好地解決這一問題。采用多媒體教學手段，制作以文字、圖片、影片、聲音形式表達的多媒體教學課件，比如將材料的孔隙結構、減水劑作用機理等制作成圖片，既增加了學生的感性認識，調動了學生的積極性，也開拓了視野，擴大了知識面。同時，教師通過這種手段也會感到教學不再枯燥，明顯提高了教學效果。

2 采用啟發式教學，提高學習主動性

啟發式教學法不是簡單地提問，而是在上課開始讓學生帶著問題探究，在課堂結束時留給學生一些懸念和問題讓其討論或實踐，以幫助他們發現問題、分析問題、解決問題。比如講水泥、混凝土、鋼材等，可以讓學生自己去觀察身邊的建筑物都是由哪些材料構成的，通過觀察，學生對教材上講的很多材料就會有個感性的認識，教師可以進一步提出為什么要把混凝土中加入鋼筋，這樣做有什么目的，讓學生去思考，再對學生的回答進行評析，讓學生清楚知道混凝土的抗壓強度高，但抗拉強度低，而鋼筋的抗拉強度高，這兩種材料共同使用，可以克服單一材料的缺點，發揮它們的優點，滿足工程的要求，也讓學生對復合材料的特點有了更直接、深入的認識。通過這種啟發式教學，使學生對課程產生了興趣，提高了學習主動性。

3 進行演示性教學，加深理解記憶

土木工程材料是各種有形有色的實體，教師可以把一些便于攜帶的土木工程材料帶到課堂上，這樣做有利于提高學生的學習興趣，加深對所學知識的理解和記憶，可以獲得較好的教學效果。比如在講材料的親水性和憎水性時，教師可以拿一塊磚和一塊瀝青，分別在這兩種材料表面倒上水，學生可以觀察到磚上的水很快就滲進去了，而瀝青表面的水卻沒有滲入，再讓學生思考為什么這兩種材料會有這么大的區別，有的材料可以用來做防水材料，而有的就不行，這時教師再講材料的親水性和憎水性，學生就能加深對這個問題的認識和理解，很容易區別不同的材料，加深記憶。

4 引用詩歌或典故，活躍課堂氣氛

在講課的過程中，引用一些詩歌或者典故，日讓學生在輕松自在的環境中進行學習，會收到意想不到的效果。比如，在講述石灰時，可以引用明代愛國將領于謙寫的千古名篇《石灰吟》：“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑；粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間。”學生在中學學習這首詩的時候，老師主要從文學角度進行講解，現在講材料課時，教師就可以從材料方面進行分析，讓學生對于石灰的來源是什么，石灰是怎樣生產出來的，它的顏色和形狀特征是什么，它的功用是什么，就會有個大致的了解，既引導學生掌握了新知識，又豐富了學生的想象力，活躍了課堂氣氛，提高了學生學習的主動性。

5 以科研促進教學，培養創新意識

我們利用平頂山的資源優勢，已經在粉煤灰、煤矸石等固體廢物的綜合利用方面開展了大量科學研究，比如高摻量粉煤灰混凝士性能的研究等，取得了一定的研究成果，并得到了推廣應用，促進了當地的資源節約和經濟發展。結合任課教師的科研工作，將取得的研究成果及時地反映在課程的教學中，并吸收有興趣的本科生參加任課教師的科研工作，以科研促教學，提高了教學水平，取得了良好的教學效果。

6 聯系工程實際開展現場教學，提高解決問題能力

土木工程材料是實踐性很強的課程，在理論課教學中，要密切聯系工程實際，引導學生結合工程實際思考問題，并適時開展現場教學，通過現場教學活動，變原本抽象的理論為直觀生動的現場運用，增強學生的感性認識，便于學生理解。現場教學是將課堂搬到生產現場的一種教學方法，具有親驗性、互動性、多元化、個性化的特點，作為課堂教學的一種有效輔助形式，能彌補課堂教學中缺乏直觀性感知的不足。比如講到泵送混凝土時，我們帶學生到工地現場，了解泵送混凝土的生產、施工等過程，讓學生有直觀的認識，加深理解，收到良好的效果。

四 加強試驗課的教學，培養學生動手能力和創新能力

土木工程材料課程是一門實踐性較強的課程，實驗是本課程教學的重要環節，也是學習和研究土木工程材料的重要方法。我們將實驗體系進行改進，取得了良好的效果。

我們將實驗分幾個層次：基本操作技能訓練、實驗方法和技術訓練、綜合性實驗、設計性實驗、創新性實驗，其原則是“把握基本，強調綜合，提倡研究，鼓勵創新”，把最新科研成果滲透到實驗教學中，培養學生的綜合能力、動手能力，激發學生的創新能力。例如各小組分別進行的內容和材料組成有所區別的“土木工程材料基本性質”和“混凝土骨料”實驗，通過全班共用實驗結果并分析規律，使學生了解材料組成與性能的關系，驗證理論課所學習的材料科學理論，了解實際工程中材料使用狀況。自主設計材料組成和性能的“混凝土配合比”實驗，使學生接觸到科學研究的程序和內涵。專題小論文的寫作，使學生能夠利用所學到的理論知識，獨立地思考問題并尋求解決途徑。

五 引導學生課外學習，增強學生自學能力

當前互聯網日益深入我們的生活，人們越來越多地從互聯網上獲取大量的信息，互聯網已成為現代人學習、生活、工作中不可缺少的工具。在土木工程材料課教學的過程中，教師也可以鼓勵學生利用課外時間從互聯網上獲取相關資料，增加學生的知識面。比如討論奧運場館建設、裝修污染、豆腐渣工程等社會上的熱點問題，口]這樣可以使學生加深對所學知識的理解，調動學習的積極性，增強自學能力，而且教師在教學中也能獲得較好的教學效果。教師也可以在互聯網上開設公開電子信箱，將教學參考資料、思考題、討論的問題等放入電子信箱，讓學生及時地了解老師的教學要求；同時學生也可以將作業、學習體會以及對教學的建議、意見通過電子信箱與任課教師進行交流，便于老師及時地答疑，進一步提高教學效果。

另外，可以鼓勵學生到施工現場參觀學習，讓學生了解材料在工程實際中的應用情況，以及出現異常現象的解決措施，達到提高學生對土木工程材料的感性認識，提高解決實際問題的能力。也可以讓學生通過實際調查及網上查找資料等方法，了解土木工程材料的市場情況、材料的發展方向等，撰寫相關的調查報告。這樣，既讓學生對合理選擇和使用土木工程材料有了直接的認識，也開拓了視野，鍛煉了實踐能力。