黃 謙 舒云健 蔡 姣 文 桃

長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院（408100）

《土木工程材料》課程的教學(xué)方法探討

黃 謙 舒云健 蔡 姣 文 桃

長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院（408100）

《土木工程材料》課程是土建類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。然而，該課程具有內(nèi)容復(fù)雜，課時(shí)少且偏重?cái)⑹鲂缘忍攸c(diǎn)，學(xué)生在學(xué)這門課時(shí)往往感覺枯燥，對(duì)概念性的東西掌握不牢。對(duì)此，作者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就該課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探討，以求獲得良好的教學(xué)效果。

土木工程材料；課程；教學(xué)方法

《土木工程材料》是目前廣大高校中土木工程、交通（道路與鐵道）工程、建筑學(xué)、給水排水、建筑工程管理等多個(gè)專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的主要目的是使學(xué)生獲得土木工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握材料的性能、應(yīng)用、制備及其試驗(yàn)檢測(cè)技能，以便在今后實(shí)踐工作中能正確與合理地使用材料，可以說它是決定學(xué)生專業(yè)面寬窄和工作適應(yīng)性的關(guān)鍵因素。然而，《土木工程材料》課程包含的教學(xué)內(nèi)容多，知識(shí)面廣，且課程很多內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系不強(qiáng)，同時(shí)由于材料科學(xué)發(fā)展迅速，導(dǎo)致新材料、新技術(shù)、新工藝層出不窮。因此，如何在學(xué)時(shí)少、課程任務(wù)重的情況下激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生掌握基本的材料科學(xué)知識(shí)，又能拓寬學(xué)生的視野，是當(dāng)前《土木工程材料》課程授課教師必須考慮的問題。

1 《土木工程材料》課程的現(xiàn)狀分析

1.1 教材方面

《土木工程材料》課程所涉及的材料品種繁多，包括無機(jī)膠凝材料、水泥混凝土、金屬材料、有機(jī)高分子材料和瀝青等10大類上百種材料，內(nèi)容繁雜，且各類材料自成體系，各章之間的內(nèi)在聯(lián)系少[1]。

在多數(shù)情況下，《土木工程材料》課程教學(xué)主要采用敘述的方式來給學(xué)生講述有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，包括各類材料、工程密切相關(guān)的試驗(yàn)資料、施工規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，這些內(nèi)容涉及的概念和經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容非常多，理論推導(dǎo)及計(jì)算部分較少，又缺乏相應(yīng)的邏輯性，這會(huì)讓學(xué)生感覺枯燥，沒有多大的樂趣，很難激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。

近三十年來，各種新型土木工程材料和技術(shù)都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，新材料、新工藝推陳出新，很多都已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際土木工程建設(shè)，但很多《土木工程材料》教材沒有體現(xiàn)這些變化。此外，近年來各種材料的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)和使用規(guī)范均有較大變動(dòng)，但目前這些非常重要的變化幾乎沒有反映到教材中或反映較為滯后。

1.2 教學(xué)方面

首先，教師是給學(xué)生講授知識(shí)的直接人，教師自身對(duì)本學(xué)科知識(shí)的掌握決定著學(xué)生獲取知識(shí)的多少。目前，高校教育管理制度還不健全，教師隊(duì)伍也良莠不齊。高校教師，尤其是青年教師，因長(zhǎng)期身處學(xué)校教學(xué)環(huán)境之中以及自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的局限，很少參與實(shí)際工程項(xiàng)目，缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)；另一方面，很多教師迫于職稱壓力，其自身的科研任務(wù)往往較重，很少心思花在學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高方面。

其次，理論教學(xué)方法還較為單調(diào)。這主要是因?yàn)槔碚搶W(xué)時(shí)不夠，而教學(xué)內(nèi)容過多，所以教師在講授的過程中，講課速度過快，即采用“填鴨式”的教學(xué)方式，忽略了學(xué)生是否能聽懂、能否消化吸收，甚至忽略了課堂提問與討論，往往起到事倍功半的效果。

此外,土木工程材料課程過多地強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)，而忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。土木工程材料是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅包括一些基本的材料性能測(cè)試，屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，而缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及針對(duì)不同專業(yè)的選做實(shí)驗(yàn)，因此不利于培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)踐、創(chuàng)新思維和分析解決問題的能力。

2 對(duì)《土木工程材料》課程教學(xué)方法改革的建議

針對(duì)《土木工程材料》課程專業(yè)特點(diǎn)，為更有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，教師在授課中必須突破傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教學(xué)方式，對(duì)此筆者給出了以下幾點(diǎn)建議：

2.1 正確把握教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

《土木工程材料》是一門涉及面很廣的課程，從無機(jī)到有機(jī)，從金屬到非金屬，從單一材料到復(fù)合材料，品種繁多，千變?nèi)f化。但該課程課時(shí)很少，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)較系統(tǒng)細(xì)致地闡述各類材料的生產(chǎn)、性能、應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是難以做到的，也不是開設(shè)這一課程的根本目的。這就需要教師準(zhǔn)確理清教學(xué)大綱，認(rèn)真研討教學(xué)內(nèi)容，處理好教材與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系，適當(dāng)?shù)匮由旌蜕罨虒W(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)引入一些目前應(yīng)用較多且成熟的新材料、新工藝、新規(guī)范，這有利于學(xué)生了解本學(xué)科發(fā)展前沿，拓寬眼界。同時(shí)刪除教材中一些非重要的、陳舊的或已被替換的內(nèi)容，例如一些被禁止使用或落后的材料以及被更替的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)性和先進(jìn)性，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間的聯(lián)系。

在正確把握教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還應(yīng)根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)，針對(duì)其特點(diǎn)，做到有的放矢，在有限的時(shí)間內(nèi)完成繁雜內(nèi)容的教學(xué)。例如，對(duì)于建筑學(xué)專業(yè)，其教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在功能材料和裝飾材料上；工民建專業(yè)的重點(diǎn)則應(yīng)放在結(jié)構(gòu)材料上；而環(huán)境工程專業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)放在材料和材料的一般性能方面，并結(jié)合材料生產(chǎn)、資源消耗和產(chǎn)生的環(huán)境污染等相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行授課[2]。

2.2 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)的積極性是確保教學(xué)成效的前提，教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，立足學(xué)生基礎(chǔ)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。新材料、新技術(shù)、新工藝在不斷發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容需要根據(jù)領(lǐng)域的最新研究成果以及未來發(fā)展進(jìn)行調(diào)整。在教學(xué)進(jìn)程中，適時(shí)講授土木工程材料的國(guó)際發(fā)展動(dòng)向、最新研究成果以及應(yīng)用狀況,不僅可以適度保持教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性、先進(jìn)性和超前性，而且還可以拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和開拓創(chuàng)新意識(shí)。例如，在講授鎂質(zhì)膠凝材料時(shí)，除介紹教材上的氯氧鎂水泥外，還可以適當(dāng)介紹目前研究較多的硫氧鎂水泥和磷酸鎂水泥,并對(duì)比分析各鎂質(zhì)水泥的性能和優(yōu)缺點(diǎn)；在介紹粉煤灰、礦渣等外摻料時(shí)，說明其在水泥中的膠凝特性實(shí)際是堿激發(fā)過程，再提問學(xué)生“假設(shè)沒有水泥，直接在粉煤灰或礦渣中加入堿液，它們會(huì)凝結(jié)硬化嗎?”這樣便引出堿激發(fā)膠凝材料的概念。對(duì)此學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更高，印象更深，所學(xué)知識(shí)記憶更牢、更實(shí)用，同時(shí)也初步了解新型膠凝材料。

此外，在教學(xué)過程中應(yīng)靈活運(yùn)用多種形式的教學(xué)方式或手段，授課時(shí)適當(dāng)“拋出”問題、設(shè)置疑問，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地思考問題、分析問題、解決問題，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生隨堂提問，讓學(xué)生參與討論，發(fā)表觀點(diǎn)，這不僅活躍了課堂氣氛，也激發(fā)起學(xué)生探究問題的興趣，培養(yǎng)他們分析解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，授課教師根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，布置不同的課題方向組織學(xué)生對(duì)獨(dú)立或分組完成讀書筆記或綜述報(bào)告，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題以及提高學(xué)習(xí)積極性也具有重要作用。

2.3 加強(qiáng)啟發(fā)教學(xué)，注重各知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系

由于教材內(nèi)容偏重于敘述性，主要是與各類材料、工程密切相關(guān)的試驗(yàn)資料和實(shí)踐的總結(jié)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，初學(xué)者往往感覺內(nèi)容繁雜，無條理可循，找不到重點(diǎn)。教師可以將知識(shí)點(diǎn)通過對(duì)比、延伸和拓展來引發(fā)學(xué)生的思考。例如，在講到鈣礬石時(shí)，可以問學(xué)生“水泥早期水化生成的鈣礬石有何作用？而硬化水泥石遭受硫酸鹽侵蝕時(shí)生成的鈣礬石又會(huì)帶來何種影響？”再如，可以將生石灰中的過燒石灰與水泥熟料中的游離氧化鈣的各自破壞機(jī)理進(jìn)行對(duì)比分析。這既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又把書本中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)相聯(lián)系，拓寬了知識(shí)面。

2.4 研教結(jié)合，以研促教

以研促教，是指以科研項(xiàng)目為依托，利用科學(xué)研究促進(jìn)教學(xué)工作，將課程教學(xué)和科學(xué)研究緊密結(jié)合，形成教學(xué)和科研的雙向互動(dòng)，其目的是提高教學(xué)和人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。從根本上說，科研是探索未知的世界，是教學(xué)的“源”；教學(xué)是繼承已知的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)，是科研的“流”；兩者相輔相成，有機(jī)結(jié)合。

科研項(xiàng)目為教師、學(xué)生提供了實(shí)實(shí)在在的、源源不斷的實(shí)踐機(jī)會(huì)，既豐富了師生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又培養(yǎng)了師生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。一方面，材料科學(xué)發(fā)展很快，新材料、新技術(shù)日新月異，教師只有積極參加科研項(xiàng)目、努力學(xué)習(xí)，不斷更新充實(shí)知識(shí)，才能編寫出具有適用性、先進(jìn)性和適度超前性的講義，正確地把握教學(xué)內(nèi)容，更好把學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及自己的研究成果適時(shí)不斷地融入課堂教學(xué)，讓學(xué)生感受到材料的“魅力”，從而更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。另一方面，積極鼓勵(lì)并吸收學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)材料學(xué)科的直觀認(rèn)識(shí)和對(duì)課堂教學(xué)的領(lǐng)會(huì)，有助于提高學(xué)生獨(dú)立思考、實(shí)踐動(dòng)手和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及參與意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和主人翁意識(shí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情和創(chuàng)新的欲望，提高學(xué)生從事科學(xué)研究的積極性和主動(dòng)性。

3 結(jié)語(yǔ)

為滿足課程改革和人才培養(yǎng)的新形勢(shì)需求，土木工程課程的教學(xué)方式方法也需要進(jìn)行相應(yīng)改革。只有在教學(xué)過程中教師不斷努力學(xué)習(xí)，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改革教學(xué)方法，才能讓學(xué)生學(xué)到更為豐富的知識(shí)，有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，培養(yǎng)和造就實(shí)用型的技能人才。

[1]何娟.土木工程材料課程教學(xué)方法探討[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢,2004,24(3)：150-152.

[2]吳芳,楊長(zhǎng)輝.建筑類院校非材料專業(yè)建筑材料課程教學(xué)改革探討[J].高等建筑教育,1996,29(增刊)：46-47.

[3]陳昌禮.“以研促教”在土木工程材料課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等建筑教育,2015,24(2)：64-67.

基金來源：長(zhǎng)江師范學(xué)院教改項(xiàng)目（No.JG16330，No. JG16328）