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土木工程材料課程教學改革探討論文
摘要:針對《土木工程材料》課程建設和教學中存在的主要問題，從教學方案優化、內容組織、師資建設、教學模式改革等方面進行探索，學生的學習積極性得到增強，教學效果有了明顯改善。
關鍵詞:土木工程材料課程建設;教學法研究
1課程建設的背景和存在的主要問題
材料科學和技術發展日新月異，新材料、新技術、新工藝、新產品層出不窮，對《土木工程材料》課程的教學不斷賦予新的內容和要求。《土木工程材料》課程是土木工程專業和工程管理專業重要的專業基礎課，學生通過對該課程的學習，能夠掌握主要土木工程材料的基本組成、生產技術、材料性能、質量控制、檢驗及應用方法，了解材料結構與性質的關系以及土木工程材料的新技術、新發展，為后續的《結構設計原理》《土木工程施工》《土木工程管理》等專業課程的學習打下基礎。但是，在課程實際教學中存在以下主要問題:①《土木工程材料》課程內容過多，可以說是紛亂龐雜，包羅萬象，涵蓋氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、瀝青、金屬材料、墻體材料、有機高分子建筑材料等十幾大類材料，每一大類材料又分為多個不同品種，每種材料的制備、組成、結構、性能、檢測方法、標準及應用各具特色，大量概念與規律比較抽象，相當多的知識點需要記憶。②章節之間相對獨立，自成體系，經驗性的東西多，邏輯推理性內容少，使學生在學習過程中抓不住重點，沒有頭緒。③學生的材料學基礎知識欠缺，大部分材料學基礎知識和基本概念幾乎都是學生第一次接觸。課改前學生普遍感覺課程結構凌亂，枯燥無味、晦澀難懂，產生畏難情緒，學習效果自然大打折扣。為提高《土木工程材料》課程的教學效果，課程組經過調研學習和文獻分析，結合教學實際，嘗試從師資、教學內容、教學方法和考核模式等4個方面對《土木工程材料》課程進行教學改革探討與實踐。
2跨專業交叉授課形成課程組
為了把《土木工程材料》課程中材料學知識系統和條理地傳授給學生，課程組打破由單一專業教師授課的傳統模式，聘用跨專業教師交叉授課形成課程組教學。《土木工程材料》課程教學任務原來由一名教師獨立授課，現在課程組由土木工程專業教師2人和材料學專業教師1人組成，課程組教師共同參與課堂講授知識點討論，論證講評案例，一起設計教學內容。課程組既能從土木工程專業角度向學生介紹材料的結構與性能，又能以材料學理論為基礎幫助學生理解材料在土木工程中的應用。
3及時更新教學內容和優化教學方案
針對土木工程材料品種門類眾多、結構千差萬別、性能各不相同、發展日新月異的特點，課程組經多次調研和研討論證，充分利用學科交叉優勢，以組成與結構決定性能、性能決定應用為主線，重新對授課內容進行抽絲剝繭式優化編排，分門別類，力求做到重點突出，聯系實際。調整后的課程內容兼顧基礎知識和現代技術，突出理論方法的同時強化工程應用。在講授氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、瀝青等傳統材料時，重點內容放在性質、檢測、質量控制、應用以及施工過程中材料可能出現的問題和對策等方面，帶學生到施工現場考察、實習，將所學知識融入工程實踐中，提高分析和解決實際問題的能力。為保持教學內容的新穎性與先進性，課程組及時關注土木工程材料研究和發展動態，緊跟發展趨勢，結合典型工程應用，不斷將新技術新應用融入課堂，及時補充了“碳纖維增強混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“材料無損檢測技術應用”等教學內容。其他該簡則簡，對建筑鋼材、墻體材料、合成高分子材料等材料的講授，安排學生自學和討論報告形式完成。
4引入適量音像資料豐富課堂教學
《土木工程材料》是一門實踐性非常強的課程，文字語言的表述代替不了直接的感官認識。如果學生接觸不到真實的材料，看不到這些建筑材料在實際工程中的應用，那么，即使教師專業知識學養深厚，課堂講授口若懸河，也會顯得蒼白無力，教學效果平平。因此，課程組集思廣益，充分利用豐富的網絡視頻資源輔助課堂教學。結果表明，適時適量適當引入視頻教材，能夠活躍課堂氣氛，激發學生學習興趣，幫助學生理解鞏固理論知識，還具有強化記憶、指導實踐、延伸課堂、開拓思維的效果。在講授氣硬性材料石灰的概念時，給學生播放“石灰”和“石灰石的利用”等視頻教材。視頻一開始就匠心獨運，聲情并茂地引用明代政治家于謙的托物言志詩“石灰吟”，強烈吸引了學生的注意力，隨之動態展示了石灰石、生石灰、欠火石灰、過火石灰、熟石灰的成分和形貌，對容易混淆的石灰概念作了簡單明了的比較闡述，使學生對石灰的前世今生有了大致清晰的認識，然后依次介紹“石灰焙燒”“石灰熟化”“石灰陳伏”“石灰硬化”等現象和理論，輔以反應方程式，自然引向石灰的氣硬性膠凝材料性能。在講授碳纖維在建筑補強的應用中，通過碳纖維布加固施工工藝流程、施工方案3D視頻教學，呈現使用碳纖維布來提高鋼筋混凝土構件承載力的補強加固方法。視頻不僅讓學生了解了碳纖維作為結構材料具有高強高模的優良力學性能，對碳纖維快速補強的應用印象深刻，更對“環境保護”的理念提高了認識。課程組還利用音像教學介紹大型工程，如大劇院、體育場館、跨海大橋、高鐵等建設工程中涉及的各類主要材料，體現理論知識與工程應用的緊密聯系，使學生在欣賞建筑美的同時，對土木工程材料的神奇作用贊嘆不已。
5發揮輔助實驗教學手段
實驗教學是《土木工程材料》課程重要的教學環節，將現場教學與視頻教學有機結合，可以使課程從抽象變形象，從枯燥變生動，幫助學生掌握復雜的實驗技術，對學生技能的提高和基礎理論的形成具有十分重要的作用。在混凝土的相關試驗中，如混凝土拌合物的配合比、和易性、混凝土的立方體抗壓強度試驗，首先進行現場教學，帶領學生走進學校正在施工的建筑工地，通過施工技術人員的講解，近距離觀察工人師傅現場拌合水泥，并進行其他試驗。讓學生在實踐中了解各種工程實踐技能，發現自己的不足，并針對性的提高自己的專業知識水平。但因時間和施工進度的關系，現場教學有其局限性。為彌補不足，課程組補充利用視頻實驗教學，學生坐在寬敞明亮的教室里，對整個試驗過程一目了然，不但牢固掌握了試驗方法，而且對級配變化、用水量、水灰比、砂率、水泥品種、骨料條件、時間和溫度、外加劑等因素的影響有了更直觀清晰的認識，理解了水泥標號和混凝土配合比的工程意義、工藝要求及施工技術標準等，同時加深了對專業的認同。
6改革課程考核和評價方式
課程組采取了靈活多樣的全程式考核模式，除用筆試手段測試學生理論知識掌握的程度，還利用平時口試、學生自主命題和分組討論、工地施工報告、小論文等多種方式相結合的形式。比如，學生通過撰寫碳纖維增強混凝土材料發展現狀報告，對國家重大工程項目上的進行分析，不但測評學生運用知識的綜合能力、創新能力，而且通過教師點評，讓原本“碎片化”的課程知識形成系統，強化了課堂效果。
7結語
經過兩年的教學改革實踐，《土木工程材料》課程教學通過從更新教學內容和優化教學方案、交叉授課課程組建設、適量音像教學豐富課堂教學、改革考核和評價方式等，學生的學習積極性得到增強，教學效果有了明顯改善。
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