曾志勇

（臺(tái)州學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《土木工程材料》課程教學(xué)改革探索

曾志勇

（臺(tái)州學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

以培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)和提高科研創(chuàng)新能力為目標(biāo)，結(jié)合臺(tái)州學(xué)院土木工程材料課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出從踐行先進(jìn)教學(xué)理念、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式多樣化和綜合考核方式四個(gè)方面入手，對(duì)土木工程材料課程教學(xué)改革展開(kāi)探索。給出了水泥、混凝土、砂漿等土木工程材料具體教學(xué)建議，可為國(guó)內(nèi)同類(lèi)院校的土木工程材料課程教學(xué)提供參考。

土木工程材料；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

1 前言

土木工程材料課程是工科院校土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生不僅能夠根據(jù)不同工程要求和環(huán)境條件選用合適的土木工程材料，而且能理解材料性能與工程設(shè)計(jì)參數(shù)及施工措施的相互關(guān)系，初步具備分析和解決在實(shí)際工程中出現(xiàn)有關(guān)土木工程材料方面問(wèn)題的能力。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大多數(shù)土木院校的土木工程材料課程的教學(xué)都是以教師講授為主體，而忽略了學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)出來(lái)的大學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，無(wú)法適應(yīng)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求。因此，土木工程材料課程教學(xué)必須改革，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)方式［1］，以培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為教學(xué)導(dǎo)向和工作重點(diǎn)。

如何在減少課時(shí)保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，加強(qiáng)大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這是當(dāng)前教學(xué)改革中大家共同關(guān)心的問(wèn)題。本文將結(jié)合土木工程材料課程教學(xué)存在的問(wèn)題，在踐行先進(jìn)教學(xué)理念、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式多樣化和考核方式綜合化四個(gè)方面談一些認(rèn)識(shí)和體會(huì)，與業(yè)內(nèi)同行共同探討。

2 課程教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 理論教學(xué)存在的問(wèn)題

隨著土木類(lèi)高校課程體系的調(diào)整，土木工程材料課程的總學(xué)時(shí)被大大壓縮，例如我校土木工程材料課程教學(xué)大綱規(guī)定64學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)16學(xué)時(shí)。而土木工程材料課程內(nèi)容又很多，涉及的材料多達(dá)幾十種，每種材料的性能又千差萬(wàn)別，彼此相關(guān)性不強(qiáng)。為完成教學(xué)任務(wù)，大多數(shù)教師的教學(xué)方法主要以“滿(mǎn)堂灌”的方式為主，未能留出足夠的時(shí)間和精力來(lái)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并相互討論。因此，目前這種教學(xué)方式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力不利。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

在土木工程材料課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中同樣存在著許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

第一，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式就是先由實(shí)驗(yàn)教師講解實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后學(xué)生按教師的要求分組進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明，這種“驗(yàn)證式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前以素質(zhì)教育為核心，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為重點(diǎn)的高等教育體制。

其次，隨著土木類(lèi)高校課程體系的調(diào)整，土木工程材料課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)減少很多，學(xué)生很難進(jìn)行一些大型的綜合性、設(shè)計(jì)性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

最后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)?nèi)狈茖W(xué)、合理的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生上課缺乏主觀能動(dòng)性，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力很不利。

土木工程材料課程教學(xué)中存在的這些問(wèn)題，歸結(jié)起來(lái)為教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核評(píng)價(jià)方式四個(gè)方面的問(wèn)題。因此，為提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，土木工程材料課程教學(xué)改革也應(yīng)從這四個(gè)方面進(jìn)行。

3 踐行先進(jìn)教學(xué)理念

教育理念的創(chuàng)新，既是各時(shí)代教學(xué)理念的繼承和發(fā)展，也是教學(xué)改革取得積極效果的關(guān)鍵［2］。作者針對(duì)當(dāng)前高等教育的基礎(chǔ)實(shí)、口徑寬、重實(shí)踐、講實(shí)效的特點(diǎn)，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出土木工程材料課程教學(xué)應(yīng)踐行實(shí)踐育人、知識(shí)更新和科研創(chuàng)新等先進(jìn)教學(xué)理念，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求。

3.1 實(shí)踐育人理論

實(shí)踐育人理念就是把實(shí)踐觀應(yīng)用于教育學(xué)，通過(guò)實(shí)踐教育全面育人。在工科院校設(shè)置實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力的效果十分顯著。在具體教學(xué)當(dāng)中，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、參觀等多種實(shí)踐途徑，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。當(dāng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少時(shí)，可以通過(guò)多媒體教學(xué)的方式，將一些材料的制備過(guò)程圖片、組成和微觀結(jié)構(gòu)圖片、性能檢測(cè)試驗(yàn)視頻和材料在實(shí)際工程中應(yīng)用視頻等資料展示給學(xué)生，增加其感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)可以組織學(xué)生去混凝土攪拌站、墻材生產(chǎn)企業(yè)、建材市場(chǎng)和建筑工地等地方參觀，讓學(xué)生對(duì)這些材料的原材料、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、應(yīng)用和廢棄等全生命周期都有很好的了解，這將對(duì)學(xué)生系統(tǒng)掌握材料各方面的知識(shí)產(chǎn)生非常好的效果。對(duì)于“綜合性、設(shè)計(jì)性”的實(shí)驗(yàn)，盡可能讓每個(gè)學(xué)生都能根據(jù)自己的興趣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并親自動(dòng)手操作，引導(dǎo)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都能認(rèn)真觀察、獨(dú)立思考和分析，對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題能夠找出原因并提出應(yīng)對(duì)措施。例如在普通混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)當(dāng)中，當(dāng)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的原材料和設(shè)計(jì)要求計(jì)算出配合比，進(jìn)行試配時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土和易性不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，那么可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)，找出問(wèn)題出現(xiàn)的原因，并提出改善混凝土性能的措施，使得混凝土和易性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2 知識(shí)更新理念

教學(xué)內(nèi)容要跟上時(shí)代發(fā)展的要求，及時(shí)進(jìn)行知識(shí)更新，尤其是有關(guān)土木工程材料的新材料、新技術(shù)、新工藝和新標(biāo)準(zhǔn)方面的知識(shí)，要緊跟當(dāng)今材料的發(fā)展趨勢(shì)。在有關(guān)新材料和新技術(shù)方面重點(diǎn)突出以高效化學(xué)外加劑和礦物摻合料為特征的綠色高性能混凝土技術(shù)、節(jié)能保溫技術(shù)和固廢利用技術(shù)等。在標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂方面，一定要及時(shí)掌握修訂內(nèi)容，如JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)剛剛由中國(guó)建筑科學(xué)研究院修訂，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂考慮到當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)破壞很多并不是強(qiáng)度達(dá)不到要求，而是耐久性達(dá)不到要求，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，因此本次修訂重點(diǎn)指出：混凝土的配合比設(shè)計(jì)不再是僅僅依據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而要更加注重耐久性的設(shè)計(jì)。如果沒(méi)有及時(shí)掌握標(biāo)準(zhǔn)修訂的內(nèi)容，學(xué)生將仍然按照舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，配出來(lái)的混凝土性能，特別是耐久性往往都是達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的。同時(shí)，在選擇教材時(shí)，盡可能選最新版，以跟上材料技術(shù)性能要求的變化，并且適時(shí)講授有關(guān)材料的研究動(dòng)態(tài)、發(fā)展趨勢(shì)以及應(yīng)用狀況等知識(shí)。

3.3 科研創(chuàng)新理念

科研能力來(lái)自于科研實(shí)踐，通過(guò)系統(tǒng)性的科研實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生驗(yàn)證并鞏固所學(xué)理論知識(shí)，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在科研創(chuàng)新動(dòng)力。作者在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和課程范圍，擬定一個(gè)論文主題范圍，然后讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣寫(xiě)一篇綜述性論文。指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)學(xué)校圖書(shū)館電子數(shù)據(jù)庫(kù)或互聯(lián)網(wǎng)檢索和閱讀文獻(xiàn)，全面了解自己所關(guān)注材料的各方面性能及研究現(xiàn)狀，提出自己的觀點(diǎn)并進(jìn)行論證。論文要求嚴(yán)格按照學(xué)術(shù)論文的格式撰寫(xiě)，并嚴(yán)厲禁止抄襲別人的文章。同時(shí)，作者還挑選一些學(xué)生來(lái)參與到自己的科研項(xiàng)目當(dāng)中，讓他們了解項(xiàng)目從查閱文獻(xiàn)、編寫(xiě)申報(bào)書(shū)、編制試驗(yàn)方案、論文和專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)、結(jié)題報(bào)告的編寫(xiě)等一整套的流程，目的在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)，了解目前土木工程材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識(shí)。

4 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

4.1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革

土木工程材料種類(lèi)繁多，而且隨著材料科技的不斷發(fā)展，新型材料也在不斷涌現(xiàn)。而每一種材料都具有多方面的性能特點(diǎn)，不同的工程類(lèi)型和環(huán)境條件對(duì)材料的性能也有不同的要求，由于受到課時(shí)的限制，這些材料及其性能不可能在課堂教學(xué)中全部介紹。因此，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，在理論教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)［3-4］。對(duì)于工程常用的幾種材料（例如水泥、混凝土、砂漿、墻體材料等）可著重講解，對(duì)于其他材料則不講或通過(guò)自學(xué)的方式學(xué)習(xí)。

在具體理論教學(xué)過(guò)程中，教師可結(jié)合工程案例，介紹一些土木工程材料在生產(chǎn)、施工和使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因，嘗試著提出解決問(wèn)題的措施，這都可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，追蹤土木工程材料的研究前沿和發(fā)展趨勢(shì)，了解一些與課程相關(guān)的新材料、新工藝、新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)等知識(shí)，讓學(xué)生感覺(jué)自己所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐密切相關(guān)，從而激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的興趣。例如講解防水材料時(shí)，可介紹目前比較前沿的有機(jī)硅防水劑和水泥基滲透結(jié)晶材料，通過(guò)講解其防水機(jī)理，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)展示其防水效果，使其對(duì)新材料的性能有一個(gè)大致的了解，那么在以后的工作當(dāng)中，他們將會(huì)對(duì)這些新材料特別關(guān)注，從而更好地服務(wù)于工程建設(shè)。

4.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

為切實(shí)解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，土木工程材料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容必須進(jìn)行改革［5］。現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容多為“演示性、驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)，不能充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力。通過(guò)編寫(xiě)新型實(shí)驗(yàn)教材，強(qiáng)化“綜合性、設(shè)計(jì)性”的概念。例如在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可在實(shí)驗(yàn)教材中列出混凝土耐久性和長(zhǎng)期性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因?yàn)楝F(xiàn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程強(qiáng)調(diào)的都是新拌混凝土的和易性和硬化混凝土的力學(xué)性能，對(duì)于硬化混凝土的耐久性和長(zhǎng)期性能則重視不夠，這也是當(dāng)前許多混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)服役壽命就遭到破壞的重要原因。因此，在提出混凝土配合比設(shè)計(jì)要求時(shí)，可挑選一、兩個(gè)耐久性和體積穩(wěn)定性要求，例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)海工混凝土，那么在設(shè)計(jì)要求當(dāng)中就需要考慮混凝土抗氯離子侵蝕能力和抗凍融循環(huán)的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)與工程相結(jié)合的方式來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)和創(chuàng)新能力。

5 教學(xué)方式多樣化

如何充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生對(duì)科研創(chuàng)新的興趣，是教師在課堂教學(xué)中必須要面對(duì)的重要問(wèn)題，這就需要教師不斷改進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)方法［6］，把以“滿(mǎn)堂灌式”為主的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皢l(fā)式”教學(xué)方法上來(lái)。實(shí)行教學(xué)方式的多樣化，積極實(shí)踐案例教學(xué)法［7-8］，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識(shí)，增強(qiáng)其科研創(chuàng)新能力。目前，案例教學(xué)法在實(shí)際操作過(guò)程也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，例如將案例教學(xué)法等同于舉例教學(xué)法，沒(méi)有真正讓學(xué)生成為課堂的主題，教師的指導(dǎo)水平不高，案例選取不合適等。案例教學(xué)法對(duì)教師提出了更高的要求，教師只有通過(guò)努力探索，不斷創(chuàng)新才能適應(yīng)深化教學(xué)改革的新形勢(shì)。

6 考核方式綜合化

作為最終的教學(xué)檢驗(yàn)，科學(xué)、合理的考核形式對(duì)學(xué)生具有極為重要的意義，在某種程度上指導(dǎo)著他們的學(xué)習(xí)方式。單純的一張?jiān)嚲矶ǔ煽?jī)的考核方式并不足以反映學(xué)生掌握基本理論知識(shí)和獲取最新信息的能力，而采用多種考核形式綜合評(píng)定成績(jī)的方法更為有效。例如作者在開(kāi)學(xué)時(shí)就規(guī)定，學(xué)生最終成績(jī)由50%考試成績(jī)、20%實(shí)驗(yàn)成績(jī)和30%論文成績(jī)構(gòu)成。其中論文的撰寫(xiě)訓(xùn)練尤為重要，當(dāng)學(xué)生獨(dú)立地完成了選題、查閱資料并嚴(yán)格按照論文格式撰寫(xiě)論文一整套流程之后，那么他們對(duì)于如何利用電子數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)和圖書(shū)資料等途徑獲取有用信息，了解有關(guān)材料的研究動(dòng)態(tài)將有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)，而這種方法的掌握將對(duì)于提高其科研創(chuàng)新能力十分有益。

7 結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程。我們只有在土木工程材料課程教學(xué)過(guò)程中不斷踐行先進(jìn)的教學(xué)理念，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方法和考核方式，努力探索，勤于思考，才能讓學(xué)生不僅掌握理論知識(shí)，而且可以培養(yǎng)綜合素質(zhì)，提高其科研創(chuàng)新能力。

［1］劉堯.創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要轉(zhuǎn)變的教學(xué)觀念［J］.中國(guó)高等教育，2010，（1）：45-47.

［2］張?jiān)粕彛顔⒘?，俞春?《土木工程材料》教學(xué)的創(chuàng)新理念［J］.山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19（4）：90-92.

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［8］王秀芝.案例教學(xué)中需要研究的幾個(gè)問(wèn)題［J］.中國(guó)高等教育，2006，（12）：56-57.

The Course Teaching Reform of Civil Engineering Materials Based on Innovation Cultivating

ZENG Zhi-yong
(School of Civil Engineering and Architecture,Taizhou University,Taizhou 318000,China)

Aiming at cultivating comprehensive quality and improve innovation capacities of students,and in the light of the current problems of civil engineering materials course teaching, the reform of the theory teaching and the laboratory teaching of civil engineering materials course has been discussed from four aspects, includ

ing practicing advanced teaching concept,optimizing course teaching content,diversifying teaching methods and synthesizing evaluation methods. Some suggestions about civil engineering materials course teaching have been given,which can give some reference to the teaching of civil engineering materials course for domestic colleges of the same kink.

civil engineering materials course;innovation capacity;teaching reform

周小莉）

G642.0

A

1672-3708（2011）03-0082-05

2011-04-26；

2011-05-06

浙江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（zc2010084）。

曾志勇（1981- ），男，江西九江人，碩士，助教，主要從事先進(jìn)水泥基材料研究開(kāi)發(fā)。