培養(yǎng)創(chuàng)新和應(yīng)用能力的土木工程材料教學(xué)改革探討

郭鐘群 朱易春 秦艷華

摘要：針對(duì)土木工程材料課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，選擇培養(yǎng)創(chuàng)新和應(yīng)用能力的角度，從優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐背景和案例教學(xué)，開設(shè)探索性、開放性實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，在理論學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：土木工程材料；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）28-0088-02

一、引言

近年來，國家大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革及實(shí)施，要求本科教育注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。土木工程材料課程是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課，開設(shè)時(shí)間大部分設(shè)置在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期或下學(xué)期，為學(xué)生學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)原理、鋼結(jié)構(gòu)、土木工程施工等后續(xù)課程提供基本知識(shí)，也為學(xué)生在以后工作實(shí)踐中合理選用、改進(jìn)創(chuàng)新工程材料提供理論基礎(chǔ)。因此，土木工程材料的教學(xué)必須適應(yīng)新的人才培養(yǎng)需求，探索培養(yǎng)創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的教學(xué)改革。

二、現(xiàn)狀分析

1.學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的工程背景了解不夠，缺乏認(rèn)識(shí)。土木工程材料的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握有關(guān)土木工程材料的性質(zhì)和應(yīng)用的基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論，了解工程材料性質(zhì)和適用范圍，以及改善性能的途徑和方法，并熟悉土木工程材料的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的工程背景不了解，缺乏基本的感性認(rèn)識(shí)和工程實(shí)踐，學(xué)生對(duì)該課程與后續(xù)專業(yè)課程之間的關(guān)系不了解，更不清楚該課程今后所從事的工作的重要性和意義，學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確，缺乏學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

2.教學(xué)內(nèi)容繁雜且關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，敘述性知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。土木工程材料課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)和信息量非常大，課程設(shè)置有十四章，包括基本性質(zhì)、石材、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料、墻體材料、瀝青及瀝青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、裝飾材料、絕熱材料和吸聲材料等。各個(gè)章節(jié)相對(duì)獨(dú)立、關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，理論性和敘述性知識(shí)點(diǎn)多，依靠傳統(tǒng)的授課方式無法將課程所有內(nèi)容講深講活，學(xué)生總是被動(dòng)地去接受知識(shí)，很少有機(jī)會(huì)進(jìn)行思考與互動(dòng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，獲得的知識(shí)往往僅停留在表面，下課即忘記，更談不上創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)學(xué)生動(dòng)手少，創(chuàng)新型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺失。傳統(tǒng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括材料的基本物理性質(zhì)試驗(yàn)、水泥細(xì)度測(cè)定、水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)、骨料的篩分、混凝土拌和物制備、抗壓強(qiáng)度檢測(cè)等，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要教學(xué)內(nèi)容，基本上是以課堂老師講解、演示和示范，學(xué)生模仿、操作的形式來組織教學(xué)，學(xué)生參與度不高，難以達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此，有必要探索一種有利于培養(yǎng)學(xué)生科研能力、創(chuàng)新意識(shí)及工程素養(yǎng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

4.教學(xué)方式落后，考核方式單一，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。土木工程材料課程一直是典型的試卷類考試課程。由于該課程的知識(shí)點(diǎn)十分繁多，以選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題為主，命題非常方便。但是，這種考核辦法也有一個(gè)顯著的缺陷，那就是容易使學(xué)生養(yǎng)成一味依靠強(qiáng)力臨時(shí)記憶的習(xí)慣，學(xué)習(xí)成績(jī)有時(shí)雖然高，但是未能掌握好土木工程材料的應(yīng)用，這會(huì)影響到教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考查，同時(shí)也會(huì)影響到教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

三、改革內(nèi)容

1.優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)內(nèi)容。在土木工程材料教學(xué)過程中，每教授完某一種土木工程材料后，帶領(lǐng)學(xué)生去相應(yīng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)參觀，使得學(xué)生得到感性認(rèn)識(shí)。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(xué)生去商品混凝土公司現(xiàn)場(chǎng)參觀混凝土的生產(chǎn)過程。這樣不僅可以理論結(jié)合實(shí)際，讓學(xué)生更好地消化課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，加深印象，同時(shí)還可以及時(shí)地讓學(xué)生了解到水泥混凝土材料的新技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。通過在商品混凝土公司的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生接觸實(shí)際生產(chǎn)，學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。不僅如此，通過去現(xiàn)場(chǎng)參觀，還可以提高教師自身的專業(yè)水平，保持理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用接軌，不斷更新自身的專業(yè)知識(shí)，針對(duì)教科書中一些陳舊的內(nèi)容進(jìn)行改革。學(xué)生通過在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)遇到的各種問題，激發(fā)學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)習(xí)的積極性。

2.強(qiáng)化實(shí)踐背景和案例教學(xué)，提升學(xué)生工程應(yīng)用能力。教師在授課時(shí)，以工程實(shí)例作為切入點(diǎn)，圍繞教學(xué)要點(diǎn)，將工程問題導(dǎo)入正常的課堂教學(xué)過程，最后再回到工程實(shí)踐。如，在講授混凝土收縮變形這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，多媒體課件上展示某實(shí)際工程案例：某現(xiàn)澆混凝土梁下表面出現(xiàn)裂縫，提問學(xué)生思考該梁出現(xiàn)裂縫的原因可能有哪些。帶著這個(gè)問題開始教學(xué)內(nèi)容講授，在講授過程中針對(duì)塑形收縮、干縮、溫度變形、荷載變形等回顧案例，讓學(xué)生思考以上內(nèi)容是否是造成混凝土出現(xiàn)裂縫的原因，同時(shí)針對(duì)不同見解可適當(dāng)展開討論，這樣引領(lǐng)學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析與解決實(shí)際問題的工程素養(yǎng)和創(chuàng)先思維能力。課堂上結(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(huì)出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用自己所學(xué)的材料知識(shí)來分析問題，提出解決辦法。

3.結(jié)合教師科研項(xiàng)目，拓寬學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域。培養(yǎng)大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力是社會(huì)發(fā)展的需要，是未來生產(chǎn)發(fā)展的必然要求。教師可以充分利用科研成果豐富教學(xué)。高校教師除了承擔(dān)日常教學(xué)任務(wù)以外，還會(huì)承擔(dān)一些科研工作。一般擔(dān)任土木工程材料這門課程教學(xué)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(dān)或參與的科研項(xiàng)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，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在授課時(shí)，教師可以將自己的科研成果也一并介紹給學(xué)生，這樣可以讓學(xué)生及時(shí)掌握最新的科研信息，同時(shí)也可以讓學(xué)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，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

4.開設(shè)探索性、開放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。針對(duì)本學(xué)科的特點(diǎn)，市場(chǎng)和社會(huì)對(duì)人才的需求等方面，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)活書本上的理論知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，努力培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力，為學(xué)生萌發(fā)自己動(dòng)手完成一個(gè)自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。當(dāng)課程內(nèi)容進(jìn)行到水泥、混凝土章節(jié)時(shí)，便啟發(fā)學(xué)生結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，借助圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找相關(guān)的資料，擬定實(shí)驗(yàn)題目。僅有實(shí)驗(yàn)題目還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要給學(xué)生提出具體的要求。根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的闡述，教師分情況進(jìn)行引導(dǎo)，引導(dǎo)他們思考是否還有別的方法也可以完成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫成一篇綜合性實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告或科研論文。雖然每一個(gè)組的實(shí)驗(yàn)相同，但要求人人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，這樣對(duì)參與開放性實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)同學(xué)都起到了鍛煉的作用。

5.制定科學(xué)合理的考核體系，發(fā)揮考核作用。目前，對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)效果唯一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)就是考試成績(jī)，土木工程材料課程也不例外。考試本身不是目的，其意義在于檢驗(yàn)人才培養(yǎng)的效果，考試應(yīng)該成為培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才的方法?，F(xiàn)行的土木工程材料考試內(nèi)容側(cè)重于基本知識(shí)、基本理論和簡(jiǎn)單的計(jì)算，比如計(jì)算題只限于混凝土配合比的計(jì)算。在評(píng)分上注重答案的標(biāo)準(zhǔn)化，缺乏必要的創(chuàng)新意識(shí)。因此，土木工程材料的考試改革應(yīng)該把學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在考試內(nèi)容和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中，具體可體現(xiàn)在考試大綱，增加主觀題比例；知識(shí)點(diǎn)的考查多放在綜合應(yīng)用上；評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)上加重學(xué)生應(yīng)用知識(shí)能力得分點(diǎn)權(quán)重。再者就是改革考試的方式。題型除傳統(tǒng)的填空、選擇、計(jì)算等外，可增加判斷分析題、綜合計(jì)算題等；增加平時(shí)成績(jī)權(quán)重；充分利用課內(nèi)實(shí)驗(yàn)/實(shí)習(xí)，增加非筆試成績(jī)權(quán)重，可增加現(xiàn)場(chǎng)答辯、案例分析、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)展示環(huán)節(jié)等。

四、結(jié)語

土木工程材料是大學(xué)土木專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)好土木工程材料對(duì)于學(xué)生日后從事設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理等方面的工作有非常重要的意義。本文著重于加強(qiáng)和豐富實(shí)踐內(nèi)容，增加課程與生產(chǎn)實(shí)踐的聯(lián)系等方面的探討，以使土木工程材料這門課走出象牙塔，培養(yǎng)學(xué)生具有更強(qiáng)的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]高俊麗.國外土木工程材料實(shí)驗(yàn)課教學(xué)特點(diǎn)及其對(duì)我國的啟示[J].高等建筑教育，2013，23（6）：50-53.

[2]田冬梅.培養(yǎng)創(chuàng)新能力與工程素養(yǎng)的土木工程材料教學(xué)改革實(shí)踐[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016，（30）：30-31.

[3]李果，姬永生，袁廣林，李慶濤.《土木工程材料》創(chuàng)新性教學(xué)應(yīng)用研究[J].高教育刊，2018，（17）：27-29.