土木工程材料實驗教學改革與實踐探索

曹甫臣

(河套學院，內蒙古 巴彥淖爾 015000)

1 土木工程材料實驗教學概述

目前，我國城市基礎設施建設逐漸完善，土木工程施工規模也在逐漸擴大。通過分析研究發現，該專業層面的人才相對緊缺。而實驗教學是提升學生實踐技能、核心素養、綜合能力的重要基礎，土木工程材料對日后建筑的項目質量和安全穩定尤為重要。實驗教學就是通過對土木工程材料進行實驗操作，讓學生可以正確、精準地對材料進行科學鑒別并進行實踐操作。土木工程實驗材料教學不是單一片面的簡單流程，而是更為科學合理的系統布局，需要對實驗教學內容進行設計配置。

2 土木工程材料實驗教學面臨的主要問題

2.1 缺乏興趣調動

對部分本科院校土木工程材料實驗教學情況進行分析，發現很多本科院校的實驗教學都存在較大的應付性、過場化，不能從時效性、功能性的角度出發，明確土木工程人才的培養目的。興趣是學習的重要推動力，缺乏興趣就無法讓學生在短期內進行自主意識的樹立。而土木工程材料的實驗課程一般較為枯燥，需要通過復雜的理論知識并結合樣品材料來進行實驗操作，很多學生對該環節較為厭煩，加之教師不能從興趣方面進行積極引導，于是就造成了學生對實驗教學課程的逃避。土木工程材料的實驗課程教學形式較為單一，在教學過程中依然以教師為主導，還是通過實驗操作講解、知識點論述、動手操作、最后總結等方式來完成教學，缺乏對學生核心素養的培養。同時，土木工程材料實驗教學中缺乏對網絡媒體的應用，這對提升教學質量和效率十分不利。互動教學是教育的重要基礎核心，但土木工程材料教學因教師與學生缺乏有效互動而導致問題頻出，影響了進一步實驗教學工作的開展[1]。

圖1 影響材料教學質量提升的因素對比

2.2 缺乏系統設計與材料應用

土木工程實驗材料教學的根本核心在于系統設計、材料應用，但部分本科院校的土木工程實驗材料教學中卻恰恰不具備這些，具體如下：

第一，不能對材料進行系統設計。設計的最終目的是提高實驗教學課程的效果，但很多教師在進行材料實驗教學之前往往不會對設計進行考慮，一般都盲目進行，故而導致土木工程材料實驗教學問題頻出，如教學中止、學生溜號、實驗操作錯誤，等等，一度影響了教學質量和效率。

第二，不能對材料進行合理應用。土木工程材料實驗教學中最為重要的就是材料選擇與應用，但部分教師在課堂教學中不能對相關材料進行選擇應用，從而因材料應用不合理而造成實驗教學失敗。土木工程施工是一個較為龐大的復雜體系，需要對諸多材料進行選擇應用，實驗教學的目的就是讓學生對這些材料的屬性、類型、參數、功能、應用等進行全面掌握，并對材料在各種環境及因素影響下的動態、靜態、液態、氣態形式變化進行了解。

3 土木工程材料實驗教學改革方向與要點

3.1 以素質教育核心培養為改革方向

素質教育提升了土木工程專業人才的時效性與應用性，這也是當下土木工程材料實驗教學改革的重要方向與前提。

第一，在改革過程中必須從材料實驗教學實質出發，將人才培養與實驗教學進行結合，規避以往的形式化、過程化，必須將教學大綱與實驗環節相結合，將實驗效果與市場需求相結合，全面提升應用型土木工程人才的培養力度[2]。

第二，在實驗教學過程中，要緊跟市場需求對土木工程市場中的材料應用、選擇及變化進行掌握，對一手土木工程施工材料信息數據進行利用。在實驗過程中，必須考慮到工程實際需求及現狀，不可肆意進行、盲目開展[3]。

3.2 以生本教育興趣培養為改革核心

土木工程材料實驗教學改革一定要從興趣角度出發，從側面對學生進行生本教育。

第一，建立興趣引導體系，將原本枯燥乏味的土木工程材料實驗教學進行包裝升級。

第二，在開展土木工程材料實驗教學前，教師要樹立生本教育意識，要將學生作為實驗教學的主體，教師應從以往的主導者轉變為引導者，讓學生可以自主對材料教學產生興趣，而不是以任務的方式進行，這樣才能起到最終調動與鞏固興趣氛圍的實際目的。

3.3 以材料應用科學設計為改革手段

第一，將新材料、新工藝作為本次實驗教學改革的前提，并進行市場化和施工化的結合。

第二，對材料實驗過程進行細化、量化，從專業化人才培養角度出發，讓學生對土木工程施工材料的種類、屬性、功能、影響變化等進行全面掌握，并利用網絡媒體技術配合實驗教學構建立體化教學模式，將材料在溫度、濕度、化工等影響下的變化進行媒體效果呈現，讓學生一目了然。

第三，對實驗教學進行合理設計和系統布局，構建理論結合實踐、操作結合筆試、課上結合課下的混合式教學模式，并對實驗材料、案例、步驟、手段等進行細化設計。

第四，對土木工程材料實驗教學進行體系構建，將材料專業實驗課程作為獨立學科，提升對實驗教學的重視程度，并對課程時間進行重新設置，這樣能夠起到重要的促進作用[3]。

4 土木工程材料實驗教學的具體實踐

對土木工程材料實驗教學改革后的組織實踐進行分析研究。本次材料實驗教學采用了小組學習模式，并根據實際情況劃分了4個學習小組，每5人為一組。實驗的主要材料包括生石灰、水玻璃、混凝土，主要是通過相關實驗活動讓學生掌握三種土木工程材料的屬性、參數及功能，并配合多媒體動畫演變方法對其在高溫、潮濕及化學物質影響下的實際變化情況進行了解。在實驗教學過程中，各小組采用儀器檢驗法和介物引用法并通過顯微觀察對這三種材料的變化情況進行記錄，并進行內部小組討論。最后，教師應根據各小組的實驗結果進行總結，讓學生快速掌握這三種土木工程材料在實際施工中能夠發揮出的作用。