土木工程材料課程教學改革與實踐創新

冉坤

（貴州師范大學材料與建筑工程學院，貴州貴陽　550000）

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土木工程材料課程教學改革與實踐創新

冉坤

（貴州師范大學材料與建筑工程學院，貴州貴陽550000）

摘要：簡要分析了《土木工程材料》課程教學中存在的問題，從課程內容的選擇、試驗內容結構的優化、多媒體技術的利用方面，對該課程的教學體制及內容進行了改革，有利于教學質量和效率的提高。

關鍵詞：土木工程材料，教學改革，課程內容

《土木工程材料》是土木工程專業必修的一門重要專業基礎理論課程，在基礎課與專業課之間起著承前啟后的作用，為土木工程專業的后續課程奠定必要理論基礎，給將要從事建筑、結構、施工等土木工程專業工作的學生儲備基本理論知識。由于土建類材料品種繁多，各材料相對獨立，每一種材料的原材料、生成工藝、技術性質、應用領域、檢驗方式及儲存運輸等各方面不盡相同，且行業規范與國家規范不斷更新，導致《土木工程材料》課程內容繁瑣，內在聯系相對較小，學生在學習過程中普遍反映其內容“雜亂多，難記憶”。為解決具體問題，切實鞏固和提高教學質量，筆者對《土木工程材料》進行了教學與實踐的改革嘗試，著重提高教學效率，精選課程內容，激發學生積極性，引工程實例入課堂，力求培養學生的工程觀念和自主創新意識。

1　精選課程內容，提高教學效率

教學改革的核心和關鍵是課堂教學，實現有效教學是課堂教學的樸素要求，達到高效教學是課堂教學的主要任務［1］。在建材種類繁瑣，各類材料內容相對獨立的前提下，教學內容的選擇是重構課堂結構的基礎。

承前啟后的《土木工程材料》課程是學生在今后學習中形成良好專業知識網絡結構的核心，其主要分為材料基本性質、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容。因此，需根據課程和專業特點，尋找專業實際情況與教學內容的契合點，引導學生正確認識這門課程的重要性與內在邏輯性，為工程應用奠定堅實基礎。課堂教學中，應突出教學內容的針對性、實用性與先進性，側重點應放在土建類材料內部組成、結構特性與工程技術性質的相互聯系上，在學習材料三大聯系過程中，引導學生自主認識材料的應用領域與發展前景，同時，以“啟發式”教學方式，將原有的“給出知識”向“引起活動”模式轉變［2］，通過對材料內部結構及基本技術性質了解，啟發學生聯系目前工程實際應用特點，對材料改性途徑進行分析，并學會針對實際工程環境選擇適宜材料種類。例如，在學習通用硅酸鹽水泥章節時，掌握各類水泥組成與特性，是對不同環境條件下混凝土工程中選用水泥的必要前提。與此同時，可根據具體種類硅酸鹽水泥的實際工程環境應用，逆向推倒該類水泥的特性，這種可逆的學習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。

課堂應發揮促進作用，將學生知識構建與志趣發展相結合，教師應從學生實際需求出發，鼓勵學生發現問題、探討問題，創造一個學術交流氛圍的新課堂，注重培養學生的工程觀念和自主學習能力，讓學生擺脫“理論要求”在“工程實際”環境中自主理解、思考、交流與探索。例如，在接觸混凝土外加劑章節前，教師應鼓勵學生根據已經掌握的混凝土類知識，自主思考在鋼筋混凝土工程中應該出現何種特性外加劑以解決目前工程中不可避免的問題，學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行了再次認識的同時也對新知識有了一定程度的預熱，讓學生深刻意義上理解材料的選擇應在實際生活環境中這一主導思想。

2　優化試驗內容結構，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，強化材料認知，鞏固知識結構，鍛煉動手能力，培養創新思維，是充實和豐富教學內容的重要環節，同時也為從事土木類專業工作和材料類科研工作打下必要基礎。

在實驗課上，教師給出具體要求和必要說明后，應鼓勵學生從材料、儀器的準備，具體過程的操作，試驗數據的后期處理以及實驗報告的填寫都獨立完成。尤其應該注重試驗過程某些實際問題的出現，教師要引導學生發現問題，并從材料實際情況中分析原因，從而完善課堂教學所不能提供的實際工程問題。例如，進行普通混凝土試驗時，當混凝土坍落度試驗數據多次不符合要求時，教師應引導學生從原材料角度出發，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；當混凝土標養28 d實測抗壓強度遠低于設計值時，啟發學生思考是否因水泥儲存不當，部分失效，后期水化程度較低，水泥凝結硬化削弱，從而導致混凝土抗壓強度較低。

教師應突出學生在試驗中的主導地位，充分發揮學生的自主能力，培養學生的創新意識，將試驗主動權交給學生，即學生可以自行分組，將學院實驗室現有儀器、課堂理論知識與自身興趣相結合，設計具有研究性和創新性的開放性試驗。學生在閱讀文獻、設計試驗項目后提交具體試驗方案，并將教師進行修正與完善后的試驗方案具體完成，根據試驗過程發現和解決問題，最后根據試驗結果完成試驗報告或論文。

3　充分利用多媒體技術，將具象形式與工程實例引入教學

《土木工程材料》是一門具有工程實際意義的綜合課程，獨立的理論知識學習不能充分發揮這門課程專業知識網絡結構形成的核心作用，因此，運用多媒體技術將抽象概念具體化，并在教學中引入土工工程實例，讓學生通過視覺直觀認識不同性能材料的內部結構，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濟、可靠、耐久和低碳等多方面因素。將抽象的概念轉化為形象立體可描述，并從感性角度激發學生對初期接觸專業知識的熱愛，這對該門課程的學習可以起到事半功倍的效果。

材料的組成、結構與性能的關系是理解《土木工程材料》主要要素關聯的基礎，但復雜的空間結構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教學，讓學生直觀材料內部結構；利用3DMAX制作硅酸鹽晶體模型，在學習水泥水化反應時能具體了解其水化產物狀態；利用SEM圖片講解堿集料反應，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是必要手段。在學習混凝土耐久性章節時，可提供因材料耐久性未達標而引起的嚴重事故實例，讓學生意識到材料各項性能技術標準需嚴格按照國標、行標及地標要求。例如我國某城市連續出現居民住宅樓裂縫倒塌事件，造成了人員和經濟的重大損失。同樣，專業自豪感也是激發學生學習興趣的有效方式，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，或推薦供學生觀看，感受每一種材料在巨大工程中的力量，極大的激發學生的學習激情。同時，通過多媒體向學生介紹新型材料，也將課程與材料的最新動態發展緊密聯系，開闊課程視野。

4　結語

對教學改革而言，提高課堂效率，改進教學方式，加強實踐環節是核心力量，《土木工程材料》教學活動中扎實的掌握理論知識和必要的工程實際應用是相輔相成的有機體系，提供優異的課堂氛圍，優化實驗課程，充分利用多媒體將抽象化具象，將提高學生學習的自主能動性、加強其創新意識的培養，并樹立良好的工程觀念。

參考文獻：

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

［2］童建華，嚴敏.注重實驗教學改革，提升創新能力［J］.上海工程技術大學教育研究，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

文獻標識碼：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