土木工程材料課程與大學(xué)生可遷移能力的培養(yǎng)

張士萍 牛龍龍 趙冰華

摘 要：土木工程材料是一門土木工程專業(yè)學(xué)生必修專業(yè)基礎(chǔ)課，主要目的是幫助未來的建設(shè)工程師了解和掌握常用工程材料的基本性能與應(yīng)用方法。本文首先從該課程設(shè)置背景、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置等角度出發(fā)，分析了我校土建專業(yè)方向土木工程材料課程的特點(diǎn)，提出該課程應(yīng)側(cè)重于材料及其在工程中的應(yīng)用。同時(shí)結(jié)合可遷移能力，討論了土木工程材料教學(xué)中如何加強(qiáng)對大學(xué)生可遷移能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：土木工程材料 課程建設(shè) 工程應(yīng)用 可遷移能力

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）02（a）-0232-03

在全球化知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，工程學(xué)科對于解決人類工作及生活中的復(fù)雜問題具有重要作用。世界上各國對于工程師均寄予了厚望，因此在教育領(lǐng)域，對工程技術(shù)人才教育方法的改革尤其受到關(guān)注[1]。已有調(diào)查發(fā)現(xiàn)對于一些對專業(yè)技術(shù)要求不高的企業(yè)，其最看重的并不是員工的專業(yè)技能而是所謂的可遷移能力。

1 土木工程材料課程特點(diǎn)介紹

土木工程材料課是土建類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，是實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程。該課程不僅是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等課程的基礎(chǔ)，也是為學(xué)生畢業(yè)后從事土木工程專業(yè)工作打下基礎(chǔ)，對于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說非常重要。結(jié)合高校土木工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，土木工程材料課程自身的教學(xué)特點(diǎn)，以及筆者長期從事土木工程材料課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)安排及課程考核方式等方面的特點(diǎn)對該課程做出了一些總結(jié)，以為提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供一些理論依據(jù)。

1.1 教學(xué)內(nèi)容

普通高校的土木工程專業(yè)學(xué)科一般包括建筑工程、交通土建工程、工程管理、工程監(jiān)理以及城市地下空間等多個專業(yè)方向，涉及內(nèi)容較廣。各專業(yè)方向?qū)ν聊竟こ滩牧险n程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)基本要求總體上幾乎相同，因此采用的統(tǒng)一的教學(xué)大綱。但是，實(shí)際上，不同專業(yè)方向的學(xué)生對土木工程材料的專業(yè)知識的要求、掌握以及應(yīng)用程度、材料類別的側(cè)重點(diǎn)等方面是存在差異性的。例如，交通土建專業(yè)方向，土木工程材料領(lǐng)域中應(yīng)該側(cè)重于道面、路基材料，結(jié)構(gòu)工程專業(yè)的方向，應(yīng)該側(cè)重于結(jié)構(gòu)材料，城市地下空間專業(yè)方向則側(cè)重于地鐵、軌道類的材料，隧道工程中非常重要的支護(hù)防護(hù)材料也很難在教材中提及。而對于工程監(jiān)理等專業(yè)方向，則應(yīng)側(cè)重于材料的性能指標(biāo)[2]。鑒于各專業(yè)方向的特點(diǎn)以及側(cè)重點(diǎn)不同，可根據(jù)各專業(yè)方向自身專業(yè)特點(diǎn)，制定各自對應(yīng)的教學(xué)大綱。另一方面，土木工程材料課程內(nèi)容除了材料的基本性能外，還包括膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、金屬材料、木材、墻體材料、屋面材料、瀝青、高分子材料、新型功能材料等多類材料，每一大類材料又可劃分成若干個不同品種，而每一種材料又設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、組成、性能、影響因素、技術(shù)要求、應(yīng)用等方面內(nèi)容的介紹。因此，此門課程的內(nèi)容非常多，但目前多數(shù)高校對此門課程設(shè)定的課時(shí)是56學(xué)時(shí)，包含理論課時(shí)以及實(shí)驗(yàn)課時(shí)，扣除掉實(shí)驗(yàn)課時(shí)之后，理論授課課時(shí)相對較少，不能較系統(tǒng)地介紹完課程的內(nèi)容[3]。

1.2 實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

木土工程材料實(shí)驗(yàn)課程依附于土木工程材料理論課，所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也幾乎都是驗(yàn)證性的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法相對單一，主要是要求學(xué)生按照規(guī)定完成各個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)步驟均由指導(dǎo)教師制定好，并且也限定好了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。由于實(shí)驗(yàn)課程是定位為附屬性課程，因此實(shí)驗(yàn)課程的成績考核比例一般設(shè)置為該課程總評成績的10%～30%。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生幾乎是完全處于被動狀態(tài)，根據(jù)指導(dǎo)老師的口令行事，沒辦法發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，更加背離創(chuàng)新教育。鑒于這些現(xiàn)象，可將實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)設(shè)置，這樣有利于提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)水平，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。對于學(xué)生而言，將實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置為一門單獨(dú)的課程，要求學(xué)生必須認(rèn)真按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的要求完成相應(yīng)的內(nèi)容并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)也要求在課余投入更多的時(shí)間和精力。對于那些學(xué)習(xí)優(yōu)秀并且動手能力突出的學(xué)生，則給他們提供了良好的發(fā)揮空間，同時(shí)也有助于提升學(xué)生科研能力。獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程對于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師也是壓力與動力并存的[4]。

2 可遷移能力定義

可遷移能力，是指在某一種環(huán)境中獲得，并可以有效地移用到其他不同的環(huán)境中去的技能，也可以理解為繼續(xù)學(xué)習(xí)和交往的能力，屬于最基本的能力，它對整個人生的事業(yè)發(fā)展的影響具有可持續(xù)性和可依靠性[5-6]。對于工科大學(xué)生來說，可遷移能力主要包括六個方面，即個性品質(zhì)、管理技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流理解、解決問題、計(jì)算與信息[7]。大學(xué)生具備可遷移能力的話通過適當(dāng)培訓(xùn)很容易就能適應(yīng)職業(yè)變動。而高校教育主要關(guān)注點(diǎn)在傳授學(xué)生具體的專業(yè)知識，而這些專業(yè)知識很快會過時(shí)。隨著社會競爭的日趨激烈，一生只從事一個職業(yè)崗位的模式將被打破，跨專業(yè)的職業(yè)變動也會成為常態(tài)。因此，高校在傳授專業(yè)知識的同時(shí)也應(yīng)注重培養(yǎng)大學(xué)生的可遷移能力，從而提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量[8]。

3 課程改革與可遷移能力的培養(yǎng)

大學(xué)生的可遷移能力可分為六類，即交流理解、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、解決問題、計(jì)算與信息、管理技能和個性品質(zhì)[9]。面對課程教材越來越厚、學(xué)時(shí)越來越少的現(xiàn)狀，要想在有限的課時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地介紹土木工程材料內(nèi)容，同時(shí)還能訓(xùn)練可遷移能力，則必須在教學(xué)內(nèi)容的合理安排、教學(xué)手段與教學(xué)方法改革上進(jìn)行改進(jìn)。在這門課的教學(xué)過程中可以采取以下措施。

3.1 突出重點(diǎn)

針對土木工程材料的課程特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容的安排組織方面，注意突出重點(diǎn)章節(jié)、突出重點(diǎn)內(nèi)容、突出工程應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。對于相對不重要的內(nèi)容只做簡單介紹，要求學(xué)生自學(xué)該部分內(nèi)容并布置任務(wù)，下次課堂上可以以提問的形式檢查學(xué)生自學(xué)情況。教師要對學(xué)生在上課之前的準(zhǔn)備以及在課堂上的表現(xiàn)都有清晰的要求。要求每個學(xué)生都要提出并解答一個問題，學(xué)生可以對這個問題有若干個論點(diǎn)，同時(shí)對這些論點(diǎn)加以辯護(hù)。學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)備的過程其實(shí)就涉及到把課堂所學(xué)內(nèi)容融會貫通并使其內(nèi)化到自己的知識結(jié)構(gòu)中去的過程，學(xué)生必須仔細(xì)審查各種支持性論據(jù)，親自對論據(jù)進(jìn)行權(quán)衡取舍并善于利用論據(jù)，并真正弄清自己在思考些什么，這個過程就是可遷移技能的運(yùn)用。不僅如此，在討論和辯護(hù)的過程中，學(xué)生自己會學(xué)會妥協(xié)以及有策略地辯護(hù)，可以培養(yǎng)自身的風(fēng)度和品性[10]。目前使用的土木工程材料教材大概有十章內(nèi)容，除材料性質(zhì)這一章之外，每章介紹1～2類新材料。并且各材料基本上均按照原材料生產(chǎn)、制備工藝、結(jié)構(gòu)性能應(yīng)用的模式的編排。如果任課教師直接按照教材順序照本宣科，面面俱到，雖然最終也能完成教學(xué)計(jì)劃，但容易導(dǎo)致學(xué)生不感興趣，印象不深。筆者在授課的時(shí)候，以水泥、混凝土和鋼材這三章內(nèi)容為重點(diǎn)內(nèi)容，深入講解，其他瀝青、木材等章節(jié)簡單介紹，并給學(xué)生布置自學(xué)的任務(wù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土木工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大部分從事的工作都與工程有關(guān)，從整個工程的設(shè)計(jì)到后期施工，各個環(huán)節(jié)都要跟土木工程各種各樣材料打交道。所以在授課過程中，介紹各種材料時(shí)把重點(diǎn)放在材料性能（如技術(shù)性質(zhì)與特性）和材料應(yīng)用兩個方面。只有熟練掌握了各種材料的特性與技術(shù)性質(zhì)，才能根據(jù)工程性質(zhì)、所用部位及所處環(huán)境條件合理地選擇最佳材料，這個過程本身也是訓(xùn)練可遷移能力的過程。

3.2 強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用

土木工程材料這門課比較特殊，與工程實(shí)際緊密結(jié)合，從材料性能到實(shí)際應(yīng)用都跟工程相關(guān)，這也涉及到將某種能力遷移到另外一個情境中進(jìn)行運(yùn)用。但是目前使用的教材工程應(yīng)用方面的內(nèi)容相對較少。筆者在教學(xué)過程中，有針對性地結(jié)合三峽大壩工程等工程實(shí)例，聯(lián)系所介紹的相關(guān)材料的性能，結(jié)合理論，給學(xué)生提供感性認(rèn)識，加深學(xué)生的印象。例如，介紹水泥和混凝土的知識點(diǎn)的時(shí)候，講解三峽大壩壩體所用的混凝土材料設(shè)計(jì)的時(shí)候，怎么合理選擇配置混凝土所需的水泥、砂石材料、外加劑等原材料。介紹混凝土的耐久性的時(shí)候，筆者重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了海水對混凝土材料的腐蝕作用，講解了沿海地區(qū)與內(nèi)陸地區(qū)的混凝土建筑在耐久性上的區(qū)別以及注意事項(xiàng)[11]。另外，眾所周知，土木工程專業(yè)有三大實(shí)習(xí)，即認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，筆者作為土木工程材料的任課教師積極參與了其中的生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)工作。因?yàn)椴还苁乾F(xiàn)代化的混凝土攪拌站，還是正在施工的隧道、橋梁工地現(xiàn)場，或者是已經(jīng)竣工的建筑物等等，都是我們老師進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)的最好課堂，也是對課堂理論教學(xué)的最好強(qiáng)化。

3.3 結(jié)合前沿新型材料

當(dāng)今社會高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和資訊非常發(fā)達(dá)，不斷涌現(xiàn)出新材料、新工藝、新設(shè)備、新測試手段。因此在教學(xué)過程中，筆者除了介紹水泥、混凝土、鋼筋等傳統(tǒng)的土木工程材料以外，也適當(dāng)增加當(dāng)前比較熱門的新型土木工程材料，激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生自己自覺學(xué)習(xí)。例如，在講解混凝土章節(jié)的時(shí)候，除了介紹普通混凝土以外，額外給學(xué)生介紹了目前比較熱門的自修復(fù)類智能混凝土，地鐵、隧道施工涉及到的噴射混凝土，核工程涉及的犧牲混凝土，同時(shí)給學(xué)生展示了相關(guān)圖片，幫助學(xué)生及時(shí)了解本專業(yè)領(lǐng)域最前沿的信息。通過傳統(tǒng)材料和先進(jìn)新型材料相結(jié)合，加強(qiáng)了學(xué)生對土木工程材料的了解和掌握的主觀能動性，同時(shí)激發(fā)了他們自身的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識[12]。同時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)教材中引用的土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制和檢測標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范等，有些已經(jīng)廢棄不用，有些則做了部分修改，在教學(xué)過程中，也會及時(shí)更新，告訴學(xué)生。

3.4 同時(shí)也可以采用多種形式的教學(xué)方式

借鑒翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式，在課堂上由學(xué)生來主導(dǎo)，促使大學(xué)生自發(fā)的進(jìn)行自學(xué)，而教師可以采取相應(yīng)的辦法為學(xué)生提高自學(xué)能力提供平臺，降低自學(xué)的難度，改善學(xué)生自學(xué)能力的效率。例如，在教學(xué)過程中，設(shè)置幾次課，讓老師與學(xué)生進(jìn)行角色互換，由學(xué)生來講解知識點(diǎn)，然后向教師提問。此教學(xué)模式要求要給學(xué)生留足時(shí)間，可以刺激學(xué)生開拓思維，促使學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性的思考，從而訓(xùn)練學(xué)生的可遷移能力。

3.5 教師的素養(yǎng)

教師自身的品德修養(yǎng)、情感智力、人格魅力、學(xué)識水平、教育理念等無時(shí)無刻不在影響著學(xué)生的發(fā)展。因此，高校教師必須具備一定的素養(yǎng)，才能有效的促進(jìn)學(xué)生的品德修養(yǎng)，有利于學(xué)生形成正確的價(jià)值觀。高校教師的素養(yǎng)一般包括四個方面內(nèi)容，即：心理素養(yǎng)、思想素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)。其中對于土木工程材料課程的授課教師不僅要求具備較高的教學(xué)水平和扎實(shí)的專業(yè)知識，還要求教師具備較強(qiáng)的課堂駕馭能力以及呈現(xiàn)能力等專業(yè)技能力。因此，在土木工程材料授課過程中，任課教師可以適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用現(xiàn)代教育教學(xué)技術(shù)，針對學(xué)生的特點(diǎn)因材施教，訓(xùn)練學(xué)生薄弱的環(huán)節(jié)，從而訓(xùn)練學(xué)生的可遷移能力。

4 結(jié)語

基于土木工程材料課程自身的特點(diǎn)以及學(xué)校的實(shí)際教學(xué)情況，以培養(yǎng)綜合型人才為目標(biāo)，有必要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等多方面對土木工程材料的課程的教學(xué)制度進(jìn)行改革，在整個教學(xué)過程中融入對大學(xué)生可遷移技能的訓(xùn)練，將當(dāng)代大學(xué)生培養(yǎng)成可持續(xù)發(fā)展型的人才。

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