張 士 萍

(南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)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(xué)改革研究★

張 士 萍

(南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京 211167)

總結(jié)了土木工程材料課程的特點(diǎn)，針對(duì)其在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從課程內(nèi)容、教學(xué)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(xué)改進(jìn)措施，有利于提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

土木工程材料，實(shí)驗(yàn)教學(xué)，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(wú)機(jī)結(jié)合料、功能材料等土木工程材料，重點(diǎn)介紹各類土木工程材料的性能指標(biāo)及其實(shí)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(xué)模式容易讓學(xué)生覺(jué)得枯燥無(wú)味，沒(méi)有積極性?；谕聊竟こ滩牧险n程自身特點(diǎn)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(shì),同時(shí)為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)用能力,應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的這種傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)。

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的土木工程材料教材的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)教材還是存在一些問(wèn)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(hù)防護(hù)材料等一類新型土木工程材料幾乎沒(méi)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(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能根據(jù)不同條件的工程合理選用材料，與土建專業(yè)學(xué)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(lái)，從而了解材料、工程設(shè)計(jì)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(huì)使學(xué)生覺(jué)得土木工程材料的實(shí)際作用并不大，從而影響學(xué)生自身學(xué)習(xí)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(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生利用自己所學(xué)的材料知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，提出解決辦法。同時(shí)，及時(shí)掌握土木工程材料領(lǐng)域的前沿和發(fā)展趨勢(shì)，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(biāo)準(zhǔn)等知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。

2 實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)展方式

土木工程材料是一門實(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，該課程的實(shí)驗(yàn)部分是對(duì)檢驗(yàn)學(xué)生理論知識(shí)掌握程度非常有效的手段之一。針對(duì)現(xiàn)有高校對(duì)于這門課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)量的設(shè)定相對(duì)較少的現(xiàn)象，可以適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)比例，從實(shí)際工程應(yīng)用廣泛性角度出發(fā)，適當(dāng)增設(shè)礦物摻合料、無(wú)機(jī)結(jié)合料、化學(xué)外加劑、瀝青混合料等材料性能檢測(cè)的內(nèi)容，同時(shí)擴(kuò)充水泥、砂、石、混凝土、砂漿等材料的性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[3]。注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性，對(duì)于實(shí)驗(yàn)課，不能從頭至尾手把手教導(dǎo)學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)才是最重要的。例如可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為三個(gè)階段：1)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)即將要用到的相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器，使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能；2)通過(guò)教師的引導(dǎo)和啟發(fā)作用，引導(dǎo)學(xué)生利用已掌握的基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn)方案；3)學(xué)生自己根據(jù)自己制定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師只充當(dāng)指點(diǎn)作用，讓學(xué)生自己參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法可以讓學(xué)生自己獨(dú)立思考并主動(dòng)實(shí)踐[4]。

其次，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，并取得了良好的經(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，從而刺激學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣和熱情[3]。

3 實(shí)際工程應(yīng)用

土木工程材料課程的實(shí)用性較強(qiáng)，其中水泥及混凝土材料這一章節(jié)內(nèi)容在整個(gè)課程中是篇幅較多的，同時(shí)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(dāng)?shù)脑黾雨P(guān)于實(shí)際工程混凝土的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面的課程實(shí)踐課時(shí)。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(guó)城市商品混凝土的占有率越來(lái)越高，在2010年達(dá)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(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)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(duì)比較穩(wěn)定，波動(dòng)不大。因此，可以在土木工程材料教學(xué)過(guò)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)去參觀，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(guò)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接受的理論知識(shí)，加深印象，同時(shí)還可以及時(shí)的讓學(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)?；炷敛牧险鹿?jié)中最重要的知識(shí)點(diǎn)就是混凝土的配合比設(shè)計(jì)，一般要求學(xué)生掌握的普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法并沒(méi)有考慮到實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)條件等外部因素的影響,而且配合比設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)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(shí)還要考慮商品混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，如強(qiáng)度和坍落度發(fā)生損失，這些都是在配合比設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要考慮的問(wèn)題。通過(guò)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(guò)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(guò)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)遇到的各種問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

4 科研創(chuàng)新理念

培養(yǎng)大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力是中國(guó)國(guó)情的需要，是未來(lái)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的必然要求。

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

5 課程考核方法

培養(yǎng)工科學(xué)生的創(chuàng)新能力是高校工科教學(xué)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(duì)于基礎(chǔ)課和專業(yè)課要區(qū)別對(duì)待。對(duì)于基礎(chǔ)課，它是其他學(xué)科的基礎(chǔ),要求扎實(shí)掌握，可以通過(guò)試卷庫(kù)或試題庫(kù),實(shí)行教考分離,促進(jìn)教與學(xué)協(xié)同提高。對(duì)于專業(yè)課，它是本專業(yè)的根基,要求全面掌握知識(shí)架構(gòu),同時(shí)因?yàn)榧婢呋A(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(shí)考核和能力考核兩者相結(jié)合，既加強(qiáng)綜合性又緊貼工程性，實(shí)用才是關(guān)鍵所在。可以采用課程設(shè)計(jì)、報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、開(kāi)卷等多種考核方式，達(dá)到鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力[7]。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活的劇烈變化，社會(huì)對(duì)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(xué)生自身的學(xué)習(xí)能力，還要關(guān)注大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的土木工程材料的教學(xué)方式急需進(jìn)一步改進(jìn)，以符合當(dāng)今世界對(duì)土建專業(yè)方向人才培養(yǎng)的要求。

[1] 王 沖，萬(wàn)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(xué)改革探索[J].臺(tái)州學(xué)院學(xué)報(bào),2011,33(3):82-85.

[3] 楊醫(yī)博，梁 松.《土木工程材料》課程教學(xué)改革的設(shè)想與實(shí)踐[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版)，2007(5)：104-105.

[4] 高俊麗.國(guó)外土木工程材料實(shí)驗(yàn)課教學(xué)特點(diǎn)及其對(duì)我國(guó)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(shí)踐教學(xué)探討[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009,9(4):25-28.

[6] 孫家瑛.將科研活動(dòng)融入土木工程材料課程教學(xué)實(shí)踐探討[J].教育教學(xué)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(shí)踐與分析[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)，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(lán)工程”，南京工程學(xué)院“學(xué)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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