新形勢下土木工程材料課程教學(xué)改革與建設(shè)探究

摘要：針對工程界對具有實際工程能力的高素質(zhì)專業(yè)人才的迫切需求，以強化學(xué)生工程意識、責(zé)任意識，培養(yǎng)其實際工程能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，從土木工程材料課程教學(xué)入手，圍繞課程教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)方式及教材建設(shè)等進行改革探討與實踐。

關(guān)鍵詞：教學(xué)理念；教學(xué)改革；教學(xué)內(nèi)容；工程意識；創(chuàng)新意識

12高等建筑教育2012年第21卷第6期12JOURNALOFARCHITECTURALEDUCATIONININSTITUTIONSOFHIGHERLEARNINGVol21No.62012

中圖分類號：G642文獻標(biāo)志碼：A文章編號：10052909（2012）06007003土木工程材料是土木工程、港口工程、地下工程等專業(yè)必修的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程。課程系統(tǒng)講授土木工程材料的基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用，包括土木工程所用各種材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備、性質(zhì)等。課程為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，如房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、土木工程施工、工程造價，以及畢業(yè)后從事土木工程設(shè)計、施工、管理和科學(xué)研究等提供了必備的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識，起到了承上啟下的作用，其學(xué)習(xí)效果直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，乃至工作。

國家工程建設(shè)的日新月異推動了材料科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新材料、新工藝的需求持續(xù)增長，急迫需要大量掌握專業(yè)最新知識的高素質(zhì)人才。新形勢下，如何上好土木工程材料課程，達到理想的教學(xué)效果是課程教師一直思索并不斷努力的方向。近年來筆者致力于培養(yǎng)具有時代特點的專業(yè)技術(shù)人才，通過潛心研究、探討課程教學(xué)改革，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、方法及教材建設(shè)等方面進行了有益探索與實踐。

一、更新教學(xué)理念

教學(xué)理念是教學(xué)改革的靈魂。以培養(yǎng)適應(yīng)新形勢下建筑工程需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人員為課程改革的基本思路，以著力培養(yǎng)學(xué)生實際工程能力，強化學(xué)生工程意識和責(zé)任意識，注重激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為教學(xué)理念，以期獲得最佳的教學(xué)效果。

二、改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及教學(xué)方法

（一）改革教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是衡量教學(xué)質(zhì)量高低的關(guān)鍵性指標(biāo)。在教學(xué)中為順應(yīng)土木工程材料學(xué)科的快速發(fā)展，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱要求，對教學(xué)內(nèi)容進行了精選和優(yōu)化。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。一是，根據(jù)專業(yè)及專業(yè)方向的不同，適度調(diào)整教學(xué)內(nèi)容組合和深度，制定不同的教學(xué)大綱。如：土木工程專業(yè)對有關(guān)結(jié)構(gòu)材料性能的知識要求較高，授課必須達到規(guī)定深度。工程管理專業(yè)在深度上可適當(dāng)降低，但要有一定廣度，因此應(yīng)適當(dāng)補充功能材料、裝飾材料等內(nèi)容。又如：有關(guān)瀝青材料的內(nèi)容多且難理解，對土木工程專業(yè)建筑工程方向的學(xué)生，僅介紹瀝青的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及在防水工程中的應(yīng)用即可；對道橋工程方向的學(xué)生則應(yīng)重點講授瀝青及瀝青混合料的路用性能，且要達到規(guī)定的深度。港口工程專業(yè)對材料的防腐、耐久等性能要求更高，這方面應(yīng)作深入講解。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

吳東云，等新形勢下土木工程材料課程教學(xué)改革與建設(shè)探究

二是，對已較少應(yīng)用或逐漸淡出的材料少講或不講；對工程實際中應(yīng)用量大、重要的結(jié)構(gòu)性材料著重講解，以突出重點。如：對木材作為結(jié)構(gòu)性材料的有關(guān)內(nèi)容進行了削減，將其合并到裝飾材料中；而高分子材料發(fā)展極快，應(yīng)用范圍廣，應(yīng)適當(dāng)增加學(xué)時。

三是，重點分析材料的工程性能及其影響，突出工程應(yīng)用。教學(xué)中要抓住材料組成、結(jié)構(gòu)與材料性能，以及材料性能與應(yīng)用這兩條主線，保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性與概括性，并突出科學(xué)的思維方法與研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。

四是，經(jīng)過精選，新教學(xué)內(nèi)容基本理論——材料的基本理論、基本概念及基本性質(zhì)；結(jié)構(gòu)材料——膠凝材料、建筑鋼材、水泥、混凝土、砂漿、墻體材料；功能材料——瀝青、絕熱材料、吸聲隔聲材料；有機高分子材料——塑料、粘合劑等；裝飾材料——木材、石材、玻璃、陶瓷、高分子材料等。

五是，結(jié)合教師科研和工程實踐，將新材料、新工藝、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)引入課堂，確保課堂教學(xué)內(nèi)容與工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)一致，保證課堂教學(xué)的先進性和適度超前性。例如：講混凝土?xí)r，適當(dāng)介紹現(xiàn)代混凝土的發(fā)展趨勢，包括泵送混凝土、自流平混凝土、噴射混凝土、水下施工混凝土、大體積混凝土的概念及技術(shù)特點，做到理論聯(lián)系實際。講防水材料時，介紹當(dāng)前防水材料的發(fā)展方向及其新技術(shù)、有機高分子材料即化學(xué)建材在土木工程中的快速發(fā)展及應(yīng)用等。此外，對新型節(jié)能、環(huán)保、“綠色”墻體材料的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)介紹，拓展學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和廣度。

六是，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適時引入典型工程實例，強調(diào)工程的應(yīng)用性。如：汶川地震中被網(wǎng)友稱為“最牛小學(xué)”的工程實例，“911事件”對鋼結(jié)構(gòu)材料的工程啟示，鳥巢、水立方工程中新材料、新技術(shù)地運用等。這些富有時代特點的工程實例極大地吸引了學(xué)生的注意力，增強了學(xué)生的感性認(rèn)識，激發(fā)了求知的欲望和探索精神，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識和責(zé)任意識，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

（二）改革教學(xué)方式

“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、求創(chuàng)新”的教學(xué)改革目標(biāo)要求專業(yè)課程有所增加，課程學(xué)時相應(yīng)縮減，教學(xué)內(nèi)容要不斷更新、補充。教學(xué)傳統(tǒng)模式難以完成教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生感性認(rèn)識缺乏，教學(xué)效果相對較差。為此，必須改革傳統(tǒng)教學(xué)方式，開發(fā)研究以多媒體課件為主的立體化教學(xué)，使學(xué)生得到全方位信息交流。教師充分運用先進的教學(xué)手段，把形象、生動、直觀、動態(tài)的圖文聲像等綜合信息制作成多媒體課件帶入課程教學(xué)。這樣既增加了課堂教學(xué)的信息量，簡化了信息傳輸過程，增加了教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力，而且還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，提高了教學(xué)效果和效率。

與此同時，利用網(wǎng)絡(luò)資源輔助課堂教學(xué)，建立了土木工程材料課程網(wǎng)站，利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了課程學(xué)習(xí)、在線輔導(dǎo)、答疑等功能，極大地方便了學(xué)生；同時課程網(wǎng)站有大量關(guān)于新材料、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的信息資源，并與各專業(yè)網(wǎng)站建立了鏈接，開闊了學(xué)生眼界，拓展了學(xué)習(xí)空間，優(yōu)化了教學(xué)環(huán)境，對學(xué)生鞏固和延伸課堂知識都起到了極好的促進作用。

（三）改革教學(xué)方法

教學(xué)方法的改革是教學(xué)改革的重要內(nèi)容。在教學(xué)方法上，根據(jù)不同章節(jié)的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，靈活選用課堂講授、自學(xué)、專題討論等形式，采用啟發(fā)式、討論式、研究式、課題式等教學(xué)方法，適時引入典型工程實例調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生積極思維。例如：為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，引入天津奧體中心工程或中央電視臺新臺基礎(chǔ)工程大體積混凝土施工中出現(xiàn)水化熱過高的實例，引導(dǎo)學(xué)生從水泥的特性入手，對工程中出現(xiàn)的問題從材料的角度提出解決問題的思路和方法，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和對專業(yè)的熱情，強化其工程意識和責(zé)任意識。又如：在介紹有機高分子塑料管材在工程中的應(yīng)用時，可給出工程實例讓學(xué)生展開討論，分析工程特點、材料性質(zhì)，找出問題所在，提出解決工程問題的方法。再如：介紹裝飾材料時，可以命題的方式給學(xué)生布置大作業(yè)，要求學(xué)生寫調(diào)研報告，讓學(xué)生走出去，到裝飾城、施工現(xiàn)場展開調(diào)研，了解最新的材料及其應(yīng)用情況，以擴大學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生多方面獲取知識的能力。

對于實驗教學(xué)，實驗課注重學(xué)生實驗技能及動手能力的培養(yǎng)。在完成教學(xué)基本要求的前提下，對學(xué)有余力的學(xué)生開放實驗室，布置相應(yīng)的創(chuàng)新性命題，引導(dǎo)學(xué)生探索、完成創(chuàng)新性實驗。如混凝土強度實驗，可指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計成多組不同配合比，相同組分不同量、不同組分摻入，考慮外加劑、摻合料等多種情況，使學(xué)生在不同的實驗條件下得出不同的結(jié)論，以此加深對課堂知識的理解，并使之延伸，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究作風(fēng)以及探索與創(chuàng)新精神。

針對不同內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析問題、解決實際問題的能力。同時，注重講課內(nèi)容的邏輯性、條理性、形象性、生動性和趣味性，提高講課藝術(shù)和教學(xué)效果。通過這些教學(xué)方法的運用，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)能力大大提高，科研積極性空前高漲，考試成績顯著提高，達到了提高課程教學(xué)質(zhì)量的目的。

三、課程教材建設(shè)

教材建設(shè)是衡量教學(xué)團隊業(yè)務(wù)水平高低的重要標(biāo)志之一，教材質(zhì)量的好壞直接影響教師教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（一）精選教材、參考書，為課程教學(xué)奠定基礎(chǔ)

根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案及教學(xué)目標(biāo)要求，結(jié)合學(xué)生特點、學(xué)科方向及畢業(yè)生去向，綜合考慮教材的科學(xué)性、權(quán)威性及適用性選用教材。隨著新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的大量更新，學(xué)校選用高等教育精品教材《土木工程材料》作為課本，教材引入了新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，章節(jié)編排合理，并附有大量習(xí)題，適于學(xué)生課后復(fù)習(xí)、鞏固、提高。另外，還指定了其他版本的《土木工程材料》《土木工程材料典型題解析及自測試題》等輔導(dǎo)教材，《建筑工程材料手冊》《新型墻體材料標(biāo)準(zhǔn)手冊》等工具書，還為學(xué)有余力的學(xué)生推薦了如《混凝土》《高強混凝土及其應(yīng)用》《建筑功能材料》《建筑工程質(zhì)量事故分析》《建筑設(shè)計的材料表達》等參考書。這些參考資料既有一定的深度，也具有一定的廣度，為學(xué)生拓展課程知識奠定了基礎(chǔ)，學(xué)生反映良好。

（二）自編特色講義，豐富教學(xué)

追蹤材料科學(xué)發(fā)展趨勢，適時將新材料、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)引進課堂，編寫教師易用、學(xué)生易學(xué)的課程講義，通過大量工程實例豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，擴大學(xué)生視野，促進課堂教學(xué)

將課程教學(xué)相關(guān)信息（大綱、教案、習(xí)題與測試、常見問題分析等）及時上網(wǎng)鏈接，方便學(xué)生查閱，開展師生互動，充分發(fā)揮其輔助教學(xué)的作用。網(wǎng)站還與有關(guān)期刊、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)站、報紙等重要優(yōu)秀專業(yè)網(wǎng)站鏈接，最大限度地方便學(xué)生獲取新知識，了解材料的最新發(fā)展動態(tài)，補充教學(xué)內(nèi)容，使課堂教學(xué)內(nèi)容具有先進性和適度超前性。

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