新形勢下《土木工程材料》教學(xué)改革建議

葛繼平 岳文超

摘要：從地方應(yīng)用型本科專業(yè)的角度出發(fā)，筆者結(jié)合十年《土木工程材料》教學(xué)的體會，對《土木工程材料》教學(xué)中存在的不足進行了總結(jié)和反思，提出了教學(xué)改革建議；結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新的需要，從土木工程材料的角度對可能的課題進行了挖掘和歸納總結(jié)；在建筑工業(yè)化的新形勢下，提出了加強鋼筋連接技術(shù)的理論和試驗教學(xué)的建議。

關(guān)鍵詞：土木工程材料；建筑工業(yè)化；應(yīng)用型本科；教學(xué)體會

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）48-0093-03

一、引言

隨著國內(nèi)整體辦學(xué)能力的提升，各種新型教學(xué)方法層出不窮，網(wǎng)絡(luò)時代優(yōu)秀的公開的教學(xué)資源易于獲取，對每個教師的教學(xué)觀念形成了沖擊。教師如果還習(xí)慣于采用單一的講授法進行灌輸式教學(xué)，會導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。高等學(xué)校教師很多人沒有經(jīng)過師范大學(xué)教師的專業(yè)培訓(xùn)，有時候會顯得無所適從。所以教師必須要有自我學(xué)習(xí)、自我改革的意識，才能與時俱進。傳統(tǒng)教學(xué)對教師的基本要求是知識點都講授到，現(xiàn)在的教學(xué)要求是要在這個基礎(chǔ)上運用多種手段激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和提高教學(xué)效果。教學(xué)要適應(yīng)學(xué)校的發(fā)展定位和學(xué)生未來的工作需求，筆者所在的學(xué)校屬于地方應(yīng)用型本科高校，歷屆畢業(yè)生的去向表明，大部分同學(xué)是去一線施工企業(yè)，極少去設(shè)計院和管理單位，這種現(xiàn)狀對土木工程材料的要求是要模擬施工現(xiàn)場的各種環(huán)節(jié)，重視學(xué)生對材料的檢測驗收能力，關(guān)注材料的安全耐久性能[1，2]。建筑工業(yè)化的趨勢，也對土木工程材料的教學(xué)提出了新的要求。下面先介紹本校土木工程材料教學(xué)的情況，接著對教學(xué)中存在的不足進行了總結(jié)，最后提出了改進的建議。

二、課程介紹

土木工程材料課程是土木工程相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，本校教學(xué)傳統(tǒng)與高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范一致，即安排48學(xué)時，其中理論教學(xué)36學(xué)時，試驗教學(xué)12學(xué)時[3]。本課程是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與公共基礎(chǔ)課及專業(yè)課緊密銜接，起著承上啟下的作用。本課程的教學(xué)目的在于使學(xué)生掌握主要土木工程材料的性質(zhì)、用途、制備和使用方法以及檢測和質(zhì)量控制方法，并了解工程材料性質(zhì)與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及性能改善的途徑。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能針對不同工程合理選用材料，并能與后續(xù)課程密切配合，了解材料與設(shè)計參數(shù)及施工措施選擇的相互關(guān)系。同時要使本科生掌握土木工程基本材料的性能，對土木工程材料有一定的感性認(rèn)識；了解土木工程材料相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基本常識；在實驗中積累相當(dāng)?shù)膶嵺`動手能力；應(yīng)掌握混凝土配合比的基本設(shè)計方法，并能通過實驗驗證設(shè)計的正確性；通過實驗掌握一定的科學(xué)研究方法。試驗教學(xué)開設(shè)6項試驗，包括材料基本性能試驗、鋼筋試驗、水泥綜合實驗、混凝土骨料實驗、混凝土配合比實驗、瀝青綜合實驗?；趯W(xué)校發(fā)展的定位，土木工程系納入應(yīng)用型本科建設(shè)。本課程教學(xué)團隊成員的學(xué)歷背景是橋梁工程和建筑工程的博士，從經(jīng)歷來看對工程應(yīng)用部分比較熟悉，但是對材料微觀、減水劑的使用、材料耐久性等方面了解不深入。

三、教學(xué)體會

筆者從事土木工程材料教學(xué)10年，下面從一線教學(xué)的角度談?wù)劷虒W(xué)體會。

1.教師如果習(xí)慣于采用單一的講授法進行灌輸式教學(xué)，則會導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。要加強材料科學(xué)方面知識和技能的專門培訓(xùn)，教學(xué)過程中不應(yīng)過度強調(diào)知識點的教學(xué)，或者僅為了考試而死記硬背。在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生對材料的性質(zhì)和應(yīng)用的理解，提高學(xué)生創(chuàng)新能力等方面應(yīng)加大努力。

2.加強實踐動手環(huán)節(jié)，克服試驗設(shè)備臺套數(shù)不夠、場地狹小、教學(xué)經(jīng)費有限的不利條件，盡最大可能保證每個同學(xué)參與到每一個環(huán)節(jié)，避免學(xué)生只能參與部分環(huán)節(jié)，或者只能演示教學(xué)。試驗內(nèi)容要與時俱進，比如混凝土配合比試驗中，同學(xué)們不能僅僅滿足于配置普通低強度混凝土，對工程中大量應(yīng)用的減水劑、粉煤灰、硅灰、鋼纖維等混凝土的配合比也要涉及，應(yīng)該通過對比試驗的方法引入試驗教學(xué)，加深對材料性能的了解，激發(fā)學(xué)生探究的熱情。

3.教學(xué)管理要改革為教研室制度，而不是各自為政，教授同樣課程的教師加強交流。比如本校開設(shè)《土木工程材料》這門課的專業(yè)有建筑工程、橋梁工程、工程管理、建筑學(xué)、軌道工程、材料科學(xué)與工程學(xué)院等專業(yè)和學(xué)院，不同方向的教師不一定能夠針對性地教學(xué)。如何合理選擇教學(xué)內(nèi)容，適用不同學(xué)科的特點，是需要努力的方向。比如瀝青混凝土及其混合料對于道路橋梁方向需要重點講授，對屋面和墻體材料對于建筑工程方向的學(xué)生需要重點講授。

4.加強師生交流。受到遠郊辦學(xué)不利因素的影響，學(xué)校提出了白天坐班答疑，晚上自習(xí)輔導(dǎo)的制度，保證了教師的在校時間。通過QQ學(xué)習(xí)群等方式，搭建學(xué)生交流的平臺，保證學(xué)生的任何問題可以第一時間得到解答。但是除了少數(shù)成績好的學(xué)生外，大部分學(xué)生都沒有答疑的需求，究其原因是學(xué)生主動性不強，只求通過考試。而學(xué)校的管理制度設(shè)定了考試最低通過率。另外，學(xué)生要給教師評分，教師要進行學(xué)生打分的排名，很多課程出現(xiàn)了全部一次性通過的學(xué)習(xí)好的假象，但是背后帶來的教學(xué)質(zhì)量的下降卻是越來越明顯的事實。

5.如何客觀地評價每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教學(xué)評分難以精準(zhǔn)。本課程涉及試驗報告、試驗表現(xiàn)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、過程考核、期末考試成績等方面。比如課堂和試驗表現(xiàn)難以精準(zhǔn)，不同部分的比例，每個部分的打分主觀性強。比如試驗過程中，一個組中的每個同學(xué)只能參與試驗的部分環(huán)節(jié)，試驗做完了會造成學(xué)生“只見局部，不見整體”的遺憾。試驗部分打分只能根據(jù)試驗報告，有時試驗報告是一人完成，其余人借鑒，教師評分時只能根據(jù)試驗報告的字體、版面、試驗結(jié)果等方面進行打分，不能考察試驗過程中每個人的表現(xiàn)情況。

6.建筑工業(yè)化的新形勢下，學(xué)生工作后面對的可能不再是傳統(tǒng)的整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，而可能是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的施工。而裝配式的重點內(nèi)容是鋼筋的連接技術(shù)和構(gòu)件的連接技術(shù)。在試驗教學(xué)中只進行鋼筋的拉伸試驗顯得不足，可以進行機械連接鋼筋試驗、灌漿套筒鋼筋連接件的拉伸試驗，在成本增加不多的情況下，進行連接件的破壞現(xiàn)象和檢驗方法的學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)建議

1.培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識。土木工程材料是學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一般安排在大學(xué)二年級下學(xué)期。從時間點來說，大二是進行大學(xué)生科技創(chuàng)新的理想時間，因為大三后課程難度加重，學(xué)生面臨考研的備考。所以大二剛學(xué)完土木工程材料，基于土木工程材料的專業(yè)知識可以進行大學(xué)生創(chuàng)新項目的準(zhǔn)備[4]。大學(xué)生科技創(chuàng)新項目給學(xué)生的創(chuàng)新提供了較好的可能，但是該課題經(jīng)費較少，如何選擇合適的課題是一個難題。從土木工程材料這門課入手是比較好的選擇之一?？晒┻x擇的方向有下面幾個方面：鋼筋的連接技術(shù)；高性能混凝土的制備[5]；目前工程實踐中出現(xiàn)的與材料相關(guān)的工程病害；材料的安全耐久性；參加學(xué)科競賽[4]等。

2.教學(xué)方法。隨著教育的深入發(fā)展，越來越多的國外先進教學(xué)方法逐漸在各個高校進行試點，比如翻轉(zhuǎn)課堂[6]、CDIO工程教育模式[7]、雙語教學(xué)等。結(jié)合本校發(fā)展的定位，可以在以下幾個方面進行運用：樣品教學(xué)法，在講授具體材料時，準(zhǔn)備合適的樣品讓學(xué)生傳閱，增加感性認(rèn)識；現(xiàn)場教學(xué)法，利用生產(chǎn)實習(xí)的機會，帶學(xué)生到預(yù)制廠或者建材市場去調(diào)研；安全意識教學(xué)，結(jié)合材料的破壞特點、耐久性等工程病害，增加憂患意識，不同的環(huán)境應(yīng)該選擇合適的材料；主線教學(xué)，圍繞材料的原料—生產(chǎn)工藝—材料組成—材料性質(zhì)—材料應(yīng)用進行教學(xué)，同時也要求學(xué)生按照這個主線掌握各種材料的性能；比較教學(xué)，教學(xué)中經(jīng)常對已學(xué)的各個材料進行比較強化。

3.加強試驗教學(xué)。面對不斷出現(xiàn)的新材料、新技術(shù)，也要有引入到試驗教學(xué)中的觀念。比如試驗教學(xué)中鋼筋拉伸部分的教學(xué)時間比較充裕，傳統(tǒng)教學(xué)一個班只進行4根鋼筋的拉伸試驗和冷彎試驗，在完成試驗數(shù)據(jù)處理的情況下，時間還是富余。這時候結(jié)合建筑工業(yè)化施工的需求，可以引入機械套筒拉伸試件、灌漿套筒拉伸試件的教學(xué)（見圖1），既可以極大地豐富試驗內(nèi)容，又能增加學(xué)生的知識面，確定連接部位很可能是結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)的認(rèn)識。

建立完整的試驗室開放制度，不僅是土木工程的傳統(tǒng)試驗室，還有無機材料方向的實驗室。試驗設(shè)備也要更新，滿足大學(xué)生科技創(chuàng)新的需要，培養(yǎng)未來一線工程師的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

五、總結(jié)

教學(xué)活動只有不斷改革才能緊跟時代發(fā)展的步伐。教材上的知識更新的周期很長，不能滿足日新月異的社會需求。本文在土木工程材料教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，得出如下建議：建立各個學(xué)科的土木工程材料教師的交流學(xué)習(xí)培訓(xùn)制度；加強實驗室的人員配置和培訓(xùn)；激發(fā)教師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新的積極性；加大一線教師課程建設(shè)資助的力度和頻率。

參考文獻：

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[6]楊迎春.“翻轉(zhuǎn)課堂”在土木工程材料課程中的應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報，2016，33（11）：26-29.

[7]陳會凡，李廣慧.CDIO工程教育模式在土木工程材料中的應(yīng)用研究[J].高等建筑教育，2011，（4）：39-43.

Abstract：From the perspective of Local Application-oriented undergraduate，combined with ten years of experience in "Materials of civil engineering" teaching，the shortages of civil engineering materials in teaching were summarized and rethought profoundly，and the teaching reform suggestions and countermeasures were put forwarded. According to the need of undergraduate innovation training program，the possible subject from the view of civil engineering materials were mined and summarized. Under the new situation of industrialization of the construction industry，advices on strengthening reinforced connection technology in the theoretical and experimental teaching were put forwarded.

Key words：materials of civil engineering；industrialization of construction industry；application-oriented undergraduate；teaching experience