土木工程材料課程的研究性教學探索＊

郭詠梅

(揚州大學建筑科學與工程學院，江蘇揚州225127)

土木工程材料是土木工程專業必修的一門學科基礎課，主要介紹土木工程中常用材料的基本組成、材料性能、質量要求和檢測方法。課程的教學工作包括理論課和試驗課，這兩部分既相互聯系，又各自獨立。理論教學主要講授基本概念和理論基礎，知識點的涵蓋面極廣，涉及數學、工程力學、工程結構、土建施工、材料科學等多個領域的知識，近年來各學科的發展以及它們之間的交叉、滲透促使該課程的教學內容不斷更新［1］;試驗教學則為學生提供必要的實踐鍛煉機會，培養學生的試驗思維和試驗技能。因此，土木工程材料是一門以試驗為基礎的信息量很大的課程，綜合性、實踐性和經驗性都很強。但是長期以來，由于課程的各知識點內容相對瑣碎，邏輯性較差，理論教學與試驗教學之間的聯系也不是太緊密，使得學生在學習時往往會感到枯燥乏味，并因此對課程學習缺乏足夠的興趣。另外，隨著我國科技水平的發展，越來越多的新材料和新技術應用于工程實踐中，課程的信息量不斷擴大，同時由于新一輪教學改革的展開，理論課程的課時又被進一步壓縮，因此，教師在授課時普遍感到如果仍按面面俱到的傳統教學模式，很難完成教學任務，教學效果也不好。

為了提升學生對課程學習的興趣，培養其自主學習、獨立思考和創新思維的能力，有必要對現有教學模式進行改革，提高教學質量，改善教學效果。本文結合土木工程材料課程教學改革的實踐經驗，對在課堂教學中如何引入研究性教學理念進行了探索，以“啟發引導學生進行自主性探索式學習”的新教學模式代替傳統教學模式，為高校本科教學質量的提高提供一定的參考作用。

一 研究性教學的內涵

研究性教學目前在我國的高等教育界十分流行，不同的專家對其內涵有不同的界定［2］，但綜合來說主要包括:教師在教學中加重研究探討的份量，以科研的思維來開展教學，并將這種理念傳遞給學生，培養學生的創新思維，教會學生在課堂教學之外進行自主性探索式學習的能力。

按照這個內涵，研究性教學的重點在于研究探討性，這也就決定了研究性教學具有開放性的特點［3］。這種開放性主要表現在課堂教學活動不再是簡單地講授教材中的各個知識點，而是通過針對各教學內容的特點分別設定一些開放性的問題來激發學生的興趣和好奇心，讓他們帶著問題去學習，這樣學生就由“要我學”轉變為“我要學”，學習的積極性和主動性得到了最大限度地發揮，為進一步培養其創新思維創造了條件。研究性教學的開放性還表現在教學的空間不再局限在課堂和教材內，而是向課外和可以獲得相關知識的各種途徑延伸，學生在教師的指導下由被動地接受教材內有限的知識，到主動地去教材外更廣闊的領域進行研究性學習。在這個過程中，學生不僅學到了知識，更學會了獲取知識的方法。古人說:“授之以魚，不如授之以漁。”研究性教學實際上就是在教授學生“打魚”的方法，學生會終身受益。

由于研究性教學的重點是采用研究探討的方式來開展學習，那么要使研究性教學真正達到預期的效果，提高教學質量，教師的教學科研能力十分重要［4］。首先，教師的科研能力是其正確引導學生進行研究性學習的重要前提。如果教師自己都未經過科研的培訓和鍛煉，不能獨立開展研究的話，又怎么能對學生進行正確的指導呢?其次，相比于傳統教學模式，研究性教學還要求教師擁有更為豐富的專業知識［5］。因為在指導學生進行自主學習、深入研究時所涉及的專業知識的深度和廣度肯定會遠超教材內容，所以開展研究性教學活動的教師必須在之前做好充分的準備，提高自己的科研水平和專業知識以滿足研究性教學的要求。

二 “土木工程材料”課程中的研究性教學

研究性教學以模擬科學研究探索過程為出發點，強調的是概念、原理等教學內容的形成過程，而不是簡單地對教學內容進行“滿堂灌”。通過逐步引導學生去探索這些概念、原理背后的產生原因、提出的問題以及研究的過程，激發學生對新知識的探究興趣，從而進一步增強學生在學習過程中的積極性和主動性，培養學生的發散、創新思維。基于此，筆者在土木工程材料課程中進行了研究性教學的改革探索。

(一)精選教學內容

土木工程材料課程是在本科2年級第2學期開設，理論授課40學時。目前該課程的教材版本較多，教師首先需要針對本專業學生特點，經過分析與比較，精心選擇既能反映學科水平、又適合研究性教學的教材。由于近年來土木工程領域技術更新很快，而教材的修訂往往存在一定的滯后性，因此可以將新材料的研究應用成果適時地補充到課堂教學中，啟發學生進行深入探究。從已有的教學實踐可以看到，新的科研成果的適時引入對研究性教學具有重要的引領作用，特別是一些在一般教科書和文獻中不易見到的解決實際問題的經驗知識，如果能結合理論教學適時地介紹給學生，對學生研究性思維的形成將具有重要的引領作用［6］。

(二)提煉研究性教學的切入點

土木工程材料課程信息量很大，綜合性、經驗性較強，在教學中除了激發學生的興趣，如何在眾多的知識點中提煉出適合于開展研究性教學的切入點是培養學生研究性思維的重要前提。例如在“改性瀝青”這一小節的研究性教學中，切入點就定在“改性”上，然后就改性的原因、改性的機理及作用、改性的工藝、改性瀝青性能的改善、工程應用及后續的研究重點等多個方面進行展開。顯然，選擇合適的切入點可以有利于后續問題的提出，然后引導學生逐步開展探討，從而鍛煉了學生的邏輯思維能力，為進一步培養其創新思維打下基礎。

(三)靈活運用教學手段

教學形式是多種多樣的。傳統教學模式通常是以教師為主體，以課堂講授為主要手段，這種教學模式中學生的角色是被動的，往往會扼殺學生對學習的興趣。而在研究性的課堂教學中，教師只是教學的引導者，學生則是整個教學過程中的主體。具體可以采用以下幾種教學手段:

1.案例分析法

土木工程材料的性能要求與實際工程的力學特性密切相關，可以將實際工程或試驗中的一些現象以案例形式提出，激發學生的探究興趣，通過深入分析，對材料性能展開研討。選擇案例時，可以根據教學內容以及學生的興趣選擇有代表性和針對性的典型案例。表1為土木工程材料課程的部分典型案例和討論主題。

表1 部分典型案例和討論主題

2.分組討論法

研究性的課堂教學不應只是教師的“獨角戲”，而應該“以學生為中心”來組織，因此，可根據教學內容的特點在課堂教學時留出部分時間安排學生進行分組討論甚至演講辯論，目的在于調動學生的學習積極性，讓其真正參與到課堂教學中來。通過分組討論還有利于學生熟悉專業知識，開拓思維視野，提升辨識能力。特別針對目前發展較快、實用性強、學生比較感興趣的內容，可以讓學生組成興趣小組通過課余時間查閱資料，或由教師提供一些必要的資料，引導學生深入思考，探析原因，并就如何解決問題進行討論。教師在課堂討論時應給予指導，在討論結束后應及時做好總結，可以說，分組討論是否成功，是否達到預期教學目的，與教師的認真指導和恰當的總結是密切相關的。

3.參與多媒體動畫課件制作

土木工程材料課程中理論教學和試驗教學是分開進行的，在理論課中采用口頭講述試驗內容的方法往往很難把試驗步驟介紹清楚，此時可以利用多媒體設備進行錄像或動畫演示，從而將理論教學與試驗教學較好地結合起來，使學生能更深入地理解、熟悉相關試驗。另外，為了配合研究性教學的開展，可以發動有興趣的學生在教師的指導下參與到制作試驗動畫的工作。這樣，單一的課堂知識講授就轉變為包括多媒體動畫演示在內的多元化教學模式，而學生的角色也從被動接受轉變為主動參與，大大提高了學生對學習的主動性。

4.網絡教學平臺

近年來，揚州大學構建了網絡教學平臺，用以輔助課堂教學，教師可以將教學大綱、課件、參考文獻、習題等基本資料共享給學生。開展研究性教學也可以利用該平臺提出一些拓展性問題，安排學生通過網絡進行小組協作研究，并將成果通過網絡平臺展示。另外，師生還可以通過網絡教學平臺進行提問、回答、討論、辨析等各種教學活動，真正實現教師與學生的雙向交流與互動，充分體現了以學生為主體的教育思想。

(四)多種考核方式相結合

研究性教學注重的是學生學習能力和創新思維的培養，因此教師對學生學習成績的考核不應只局限在試卷成績，還應該對課內教學、討論與課外自主學習環節實行全面考核。可采用理論基礎、分組討論成果、期末考試、課外自主學習和參與網絡教學情況相結合的綜合考核方式，并適當考慮不同部分所占的比例合成為課程的總成績。通過這些辦法，既全面考核了研究性教學的成果，又充分調動了學生學習的主動性。

(五)鼓勵申報大學生創新課題

大學生創新課題是大學生在教師指導幫助下開展的科學研究活動。由于與“土木工程材料”課程相關的研究課題通常可結合試驗進行，所以可以把試驗教學與大學生創新課題有機地結合起來，鼓勵有興趣的學生積極申報。首先組織學生通過查閱文獻資料確定研究題目，再通過小組討論和導師指導修正選題，之后對該論題進行深入分析進一步確定研究目標和研究方案，然后展開實施。通過科研實踐的鍛煉，學生普遍反映不僅學會了查閱文獻資料和科學研究的基本方法，還使所學知識得到鞏固，更重要的是培養了創新思維。

三結語

研究性教學就是以科研的思維開展教學，培養學生的創新思維，教會學生在課堂教學之外進行自主性探索式學習的方法。通過研究性教學，探索適合土木工程材料課程教學的新模式，使學生不僅能夠掌握該課程的基本知識和試驗方法，而且開拓了學生的視野，鍛煉了學生分析和解決問題的能力，為培養創新思維奠定了基礎。

［1］王 沖，萬朝均，劉 芳，等.側重于工程應用的土木工程材料課程建設構想［J］.高等建筑教育，2010，19(2):72-74.

［2］李淑敏.《污染生態學》課程研究性教學模式探索［J］.邊疆經濟與文化，2011(8):87-88.

［3］才 華，朱延明.研究性教學在生物技術專業研究生課程中的實踐［J］.東北農業大學學報(社會科學版)，2011，9(3):78-80.

［4］陳陽忠.論實踐性《女性學》教學［J］.當代教育理論與實踐，2012，4(8):97-99.

［5］龍曉薇，林 亞.基于問題的研究性教學在“數字電子技術”課程中的應用［J］.中國電力教育，2012(6):78-79.

［6］張麗紅.“數字圖像處理”課程的研究性教學探索及實踐［J］.中國科教創新導刊，2011(13):109-110.