基于創(chuàng)新能力的土木工程材料課程教學改革研究★

張 士 萍

(南京工程學院建筑工程學院，江蘇 南京 211167)

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基于創(chuàng)新能力的土木工程材料課程教學改革研究★

張 士 萍

(南京工程學院建筑工程學院，江蘇 南京 211167)

總結(jié)了土木工程材料課程的特點，針對其在教學過程中存在的問題，從課程內(nèi)容、教學方式、創(chuàng)新能力培養(yǎng)以及考核方式等方面，論述了具體的教學改進措施，有利于提高該課程的教學質(zhì)量。

土木工程材料，實驗教學，考核方式，創(chuàng)新能力

土木工程材料課程是為土木工程專業(yè)各方向的本科生設(shè)置的一門專業(yè)必修課程，包括建筑工程、交通土建工程、工程管理等方向的本科生。該課程主要內(nèi)容是介紹現(xiàn)代土木工程中所用的鋼材、水泥混凝土材料、建筑砂漿、砌體材料、瀝青與瀝青混合料、無機結(jié)合料、功能材料等土木工程材料，重點介紹各類土木工程材料的性能指標及其實際工程應(yīng)用。該課程內(nèi)容稍微偏理論，概念性的內(nèi)容較多，傳統(tǒng)的教學模式容易讓學生覺得枯燥無味，沒有積極性?；谕聊竟こ滩牧险n程自身特點以及現(xiàn)今土木工程材料技術(shù)持續(xù)迅猛發(fā)展的形勢,同時為了更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實用能力,應(yīng)對現(xiàn)有的這種傳統(tǒng)的課程教學模式進行改進。

1 教學內(nèi)容的改革

通過對國內(nèi)現(xiàn)有的土木工程材料教材的對比，發(fā)現(xiàn)教材還是存在一些問題：1)現(xiàn)有教材內(nèi)容類別不全。例如地基材料、碾壓混凝土、水下不分散混凝土、砂漿、灌漿料以及隧道工程中很重要的支護防護材料等一類新型土木工程材料幾乎沒有涉及[1]。2)教材內(nèi)容設(shè)置與后續(xù)課程的銜接程度不夠。土木工程材料教材內(nèi)容主要介紹材料性能，旨在要求學生通過該課程的學習，能根據(jù)不同條件的工程合理選用材料，與土建專業(yè)學生后續(xù)上的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》《鋼結(jié)構(gòu)》等課程能夠緊密結(jié)合起來，從而了解材料、工程設(shè)計參數(shù)以及施工措施之間的相互關(guān)系。反之，如果教材內(nèi)容與后續(xù)課程脫節(jié)，則會使學生覺得土木工程材料的實際作用并不大，從而影響學生自身學習的積極性。

不僅如此，課堂上還可以結(jié)合一些相關(guān)的工程案例，介紹土木工程材料在生產(chǎn)、施工和使用過程中可能會出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學生利用自己所學的材料知識來分析問題，提出解決辦法。同時，及時掌握土木工程材料領(lǐng)域的前沿和發(fā)展趨勢，了解與課程相關(guān)的最新的新材料、新工藝、新技術(shù)和新標準等知識，激發(fā)學生的學習興趣[2]。

2 實驗課程的開展方式

土木工程材料是一門實踐應(yīng)用性很強的課程，該課程的實驗部分是對檢驗學生理論知識掌握程度非常有效的手段之一。針對現(xiàn)有高校對于這門課程中實驗教學課時量的設(shè)定相對較少的現(xiàn)象，可以適當增加實驗課時比例，從實際工程應(yīng)用廣泛性角度出發(fā)，適當增設(shè)礦物摻合料、無機結(jié)合料、化學外加劑、瀝青混合料等材料性能檢測的內(nèi)容，同時擴充水泥、砂、石、混凝土、砂漿等材料的性能檢測的實驗內(nèi)容[3]。注重培養(yǎng)學生的獨立性，對于實驗課，不能從頭至尾手把手教導(dǎo)學生，在實驗過程中對學生的引導(dǎo)才是最重要的。例如可以將實驗過程分為三個階段：1)指導(dǎo)學生學習實驗即將要用到的相關(guān)實驗儀器，使學生掌握基本實驗技能；2)通過教師的引導(dǎo)和啟發(fā)作用，引導(dǎo)學生利用已掌握的基本知識和實驗技能，設(shè)計最佳實驗方案；3)學生自己根據(jù)自己制定的實驗方案進行操作，在整個實驗過程中，教師只充當指點作用，讓學生自己參與到實驗中來。這種實驗教學方法可以讓學生自己獨立思考并主動實踐[4]。

其次，可以充分利用科研成果豐富教學。高校教師除了承擔日常教學任務(wù)以外，還會承擔一些科研工作。一般擔任土木工程材料這門課程教學任務(wù)的教師的研究方向都是與此專業(yè)相關(guān)的，其承擔或參與的科研項目一般也都是相關(guān)的，并且有些研究成果可能已經(jīng)成功應(yīng)用于工程中，并取得了良好的經(jīng)濟效益。因此，在授課時，教師可以將自己的科研成果也一并介紹給學生，這樣可以讓學生及時掌握最新的科研信息，同時也可以讓學生切身感受到土木工程材料在工程建設(shè)中所發(fā)揮的重大作用，從而刺激學生對這門課的學習興趣和熱情[3]。

3 實際工程應(yīng)用

土木工程材料課程的實用性較強，其中水泥及混凝土材料這一章節(jié)內(nèi)容在整個課程中是篇幅較多的，同時混凝土材料是目前全世界應(yīng)用最廣泛的土木工程材料之一，因此可以適當?shù)脑黾雨P(guān)于實際工程混凝土的現(xiàn)場設(shè)計及應(yīng)用方面的課程實踐課時。商品混凝土以集中拌制,商品化供應(yīng)為特征,是一種以半成品出廠的特殊產(chǎn)品。全國城市商品混凝土的占有率越來越高，在2010年達到40%左右[5]。由于商品混凝土攪拌站設(shè)置在城市邊緣地區(qū)，相對于施工現(xiàn)場攪拌的傳統(tǒng)工藝減少了粉塵、噪聲、污水等污染，改善了城市居民的工作和居住環(huán)境。隨商品混凝土行業(yè)的發(fā)展和壯大，在工藝廢渣和城市廢棄物處理處置及綜合利用方面逐步發(fā)揮了更大的作用，減少了環(huán)境惡化。并且，商品混凝土的質(zhì)量相對比較穩(wěn)定，波動不大。因此，可以在土木工程材料教學過程中，每教授完某一種土木工程材料后，帶領(lǐng)學生去相應(yīng)的生產(chǎn)現(xiàn)場去參觀，使得學生得到感性認識。例如，課堂上介紹完水泥以及混凝土材料這部分內(nèi)容之后，帶領(lǐng)學生去商品混凝土公司現(xiàn)場參觀混凝土的生產(chǎn)過程，這樣不僅可以理論結(jié)合實際，讓學生更好地消化課堂上接受的理論知識，加深印象，同時還可以及時的讓學生了解到水泥混凝土材料的新技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗。混凝土材料章節(jié)中最重要的知識點就是混凝土的配合比設(shè)計，一般要求學生掌握的普通混凝土配合比設(shè)計方法并沒有考慮到實際施工現(xiàn)場條件等外部因素的影響,而且配合比設(shè)計過程中只考慮水泥、碎石、砂、水四種最基本的組分，不考慮外加劑、粉煤灰等摻合料。但是，實際工程所用的混凝土原材料復(fù)雜，還要考慮天氣、施工條件等外部因素。同時還要考慮商品混凝土在運輸過程中可能會出現(xiàn)的問題，如強度和坍落度發(fā)生損失，這些都是在配合比設(shè)計的過程中必須要考慮的問題。通過在商品混凝土公司的學習，可以讓學生接觸實際生產(chǎn)，學習實踐經(jīng)驗。不僅如此，通過去現(xiàn)場參觀，還可以提高教師自身的專業(yè)水平，保持理論知識與實際應(yīng)用接軌，不斷更新自身的專業(yè)知識，針對教科書中一些陳舊的內(nèi)容進行改革。學生通過在生產(chǎn)現(xiàn)場遇到的各種問題，激發(fā)學習意識，提高學生學習的積極性。

4 科研創(chuàng)新理念

培養(yǎng)大學生的科研創(chuàng)新能力是中國國情的需要，是未來社會持續(xù)發(fā)展的必然要求。

科研能力的培養(yǎng)離不開科研實踐，通過系統(tǒng)的實踐活動，讓學生應(yīng)用并驗證自己所學的理論知識，引導(dǎo)學生應(yīng)用掌握的知識來分析和解決問題，激發(fā)學生的科研創(chuàng)新力。例如，可以結(jié)合學生特點和知識范圍，擬定一個主題，讓學生根據(jù)自己的興趣選擇一個具體方向?qū)懸黄墨I綜述。在此過程中，教師可以指導(dǎo)學生怎么通過圖書館的電子數(shù)據(jù)庫以及互聯(lián)網(wǎng)檢索查閱相關(guān)文獻，全面了解自己所關(guān)注的材料的研究現(xiàn)狀，最后針對現(xiàn)有的問題提出自己的觀點并進行論證。另外，可以讓學生挑選其他同學參與到自己的課題中，讓他們完整的了解項目從查閱文獻、撰寫文獻綜述、制定試驗方案等一整套的流程，從而培養(yǎng)科研創(chuàng)新意識。學生參與的科研項目課題必須與學生掌握的知識水平和能力相匹配，相關(guān)的科研實驗具有可行性，難度不能較大，從而將相關(guān)科研項目融入到土木工程材料課程的實驗教學中[6]。

5 課程考核方法

培養(yǎng)工科學生的創(chuàng)新能力是高校工科教學改革的主流,其中重要環(huán)節(jié)之一就是考核內(nèi)容和方法的改革。首先對于基礎(chǔ)課和專業(yè)課要區(qū)別對待。對于基礎(chǔ)課，它是其他學科的基礎(chǔ),要求扎實掌握，可以通過試卷庫或試題庫,實行教考分離,促進教與學協(xié)同提高。對于專業(yè)課，它是本專業(yè)的根基,要求全面掌握知識架構(gòu),同時因為兼具基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)雙重性質(zhì),該類課程的考核單純采用傳統(tǒng)的考試是不合適的，應(yīng)該將知識考核和能力考核兩者相結(jié)合，既加強綜合性又緊貼工程性，實用才是關(guān)鍵所在?？梢圆捎谜n程設(shè)計、報告、文獻綜述、開卷等多種考核方式，達到鍛煉和培養(yǎng)學生的知識應(yīng)用能力[7]。

6 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活的劇烈變化，社會對人才的綜合能力的培養(yǎng)提出了新的要求，不僅關(guān)注大學生自身的學習能力，還要關(guān)注大學生的科研創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的土木工程材料的教學方式急需進一步改進，以符合當今世界對土建專業(yè)方向人才培養(yǎng)的要求。

[1] 王 沖，萬朝均，劉 芳，等.側(cè)重于工程應(yīng)用的土木工程材料課程建設(shè)構(gòu)想[J].高等建筑教育，2010，19(2)：72-74.

[2] 曾志勇.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《土木工程材料》課程教學改革探索[J].臺州學院學報,2011,33(3):82-85.

[3] 楊醫(yī)博，梁 松.《土木工程材料》課程教學改革的設(shè)想與實踐[J].北京大學學報(哲學社會科學版)，2007(5)：104-105.

[4] 高俊麗.國外土木工程材料實驗課教學特點及其對我國的啟示[J].高等建筑教育,2014,23(6):50-53.

[5] 李友群,劉勇健,蘇健波,等.“土木工程材料”課程在商品混凝土攪拌站的生產(chǎn)實踐教學探討[J].廣東工業(yè)大學學報(社會科學版),2009,9(4):25-28.

[6] 孫家瑛.將科研活動融入土木工程材料課程教學實踐探討[J].教育教學論壇，2014(46):163-165.

[7] 徐曉娟，王鳳花，許蓉艷.工科專業(yè)課程考核方法改革的實踐與分析[J].紹興文理學院學報，2006,26(12)：86-87.

Research on teaching reform of civil engineering materials course based on innovation ability★

Zhang Shiping

(ArchitectureandEngineeringSchool,NanjingInstituteofTechnology,Nanjing211167,China)

This paper summarized the characteristics of civil engineering materials course, according to the existing problem in its teaching process, from the course content, teaching method, innovation ability training and assessment methods and other aspects, discussed the specific teaching improvement measures, helpful to improve the teaching quality of the course.

civil engineering material, experimental teaching, assessment method, innovation ability

1009-6825(2016)28-0233-02

2016-07-23 ★ :江蘇省“青藍工程”，南京工程學院“學術(shù)拔尖人才培養(yǎng)工程”資助

張士萍(1982- )，女，博士，副教授

G642.0

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