張旭賢

(塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院,新疆阿拉爾 843300)

《土木工程材料》是土木、建筑類等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,它以數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、化學(xué)等課程為基礎(chǔ),而又為學(xué)習(xí)建筑、結(jié)構(gòu)、施工、建筑經(jīng)濟(jì)等后續(xù)課程提供材料基本知識,為學(xué)生今后從事工程實(shí)踐和科學(xué)研究打下必要的基礎(chǔ)?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程教學(xué)活動一般分為兩部分：理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論教學(xué)以傳授理論知識為中心,講解教學(xué)大綱所規(guī)定的基本內(nèi)容;實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是本課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié),通過實(shí)驗(yàn),一方面可學(xué)會對各種常用材料的檢驗(yàn)方法,能對建筑材料進(jìn)行合格性判斷和驗(yàn)收,另一方面可培養(yǎng)科學(xué)研究能力和嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)態(tài)度。

由于《土木工程材料》課程內(nèi)容繁多,知識點(diǎn)之間缺乏必要的關(guān)聯(lián),導(dǎo)致《土木工程材料》課程教學(xué)有很大的難度,同時我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅是用來驗(yàn)證理論教學(xué)中的重要結(jié)論,并沒有把實(shí)驗(yàn)課作為學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁,也沒有切實(shí)地把實(shí)驗(yàn)課作為學(xué)生鍛煉與提高專業(yè)技能的重要手段。因此,如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,提高學(xué)生動手能力和實(shí)踐技能,為后續(xù)專業(yè)課程搭建堅實(shí)的平臺,作者認(rèn)為必須從理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面同時進(jìn)行改革。

1 《土木工程材料》教學(xué)中存在的問題

1.1 課堂教學(xué)存在的問題

我校的農(nóng)業(yè)水利工程、土木工程、建筑環(huán)境與能源工程和城市規(guī)劃等專業(yè)都開設(shè)了建筑材料、土木工程材料等課程,其中理論教學(xué)40學(xué)時,實(shí)驗(yàn)教學(xué)14學(xué)時,但是上述課程在教材、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面存在著許多問題,使教學(xué)效果受到了嚴(yán)重的影響。這些問題已成為土木工程材料類課程的共性和普遍問題[1,2]。具體可以概括為：

1.1.1 課程涉及的材料多達(dá)10多個大類,幾百個材料品種,內(nèi)容復(fù)雜,且各類材料自成體系,各章之間幾乎沒有聯(lián)系;

1.1.2 教材內(nèi)容偏重于敘述性,概念、經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容多,理論推導(dǎo)及計算部分少,學(xué)生在學(xué)習(xí)中常感枯燥乏味;

1.1.3 材料科學(xué)發(fā)展很快,需要補(bǔ)充許多新材料和新技術(shù),而教材內(nèi)容明顯滯后;

1.1.4 較少的學(xué)時數(shù)與相對較多的講授內(nèi)容有矛盾;

1.1.5 缺乏與教材配套的多媒體課件,造成講課內(nèi)容缺乏實(shí)際感性的認(rèn)知,教學(xué)效果不好。

由于上述問題的存在,導(dǎo)致教師主要以傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方法為主,而“灌輸式”教學(xué)方法當(dāng)然存在許多的弊端[3],主要表現(xiàn)為以教學(xué)授課為中心,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性被忽視;按教學(xué)大綱要求講授內(nèi)容較多,“課時偏少”為趕進(jìn)度完成教學(xué)任務(wù),教師無法留出足夠的時間讓學(xué)生思考、提問題并一起討論,在課堂教學(xué)中教師創(chuàng)新教育和啟發(fā)式教學(xué)效果甚微,難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維;“灌輸式”教學(xué)在一定程度上扼殺了學(xué)生的求知欲、好奇心和學(xué)習(xí)的主動性。因此老師難講,學(xué)生厭學(xué),師生的教與學(xué)都難以互動,教學(xué)效果較差。

1.2 《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

目前我?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程設(shè)置7個實(shí)驗(yàn),共14學(xué)時。實(shí)驗(yàn)課的目的主要是使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)方法、基本原理;掌握基本操作技能;獲得處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、編寫實(shí)驗(yàn)報告的初步能力;驗(yàn)證和鞏固所學(xué)的一些理論知識。因此,該門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下幾個方面的問題：

1.2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以常規(guī)性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,對學(xué)生專業(yè)技能的應(yīng)用和培養(yǎng)不夠,實(shí)驗(yàn)流于形式。

1.2.2 各章節(jié)實(shí)驗(yàn)項目相對獨(dú)立,互不關(guān)聯(lián),系統(tǒng)性不強(qiáng)。

1.2.3 在實(shí)驗(yàn)課上,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班,驗(yàn)證既定的內(nèi)容和結(jié)果,沒有達(dá)到實(shí)驗(yàn)的真正目的,使學(xué)生的學(xué)習(xí)處于被動狀態(tài),限制了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性,教學(xué)方法的單一性也難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.2.4 由于實(shí)驗(yàn)課學(xué)時數(shù)較少,大量設(shè)計性、研究性實(shí)驗(yàn)無法開展,難以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

1.2.5 缺乏針對不同專業(yè)的選做實(shí)驗(yàn),因而在培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面明顯不足。

2 《土木工程材料》教學(xué)改革的思路

2.1 改革教學(xué)手段和教學(xué)方法

2.1.1 多媒體教學(xué)法

土木工程材料種類繁多,課程內(nèi)容涉及面廣,敘述性內(nèi)容多,而且各類材料自成系統(tǒng),彼此聯(lián)系不多,所以過去教師多采用單調(diào)的平鋪直敘的教學(xué)方法,特別是對于材料性質(zhì)的講述,常常造成教學(xué)枯燥無味,無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時,在目前的土木工程材料的教學(xué)中,由于實(shí)習(xí)和實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)有限,所以無法加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。隨著當(dāng)前教學(xué)設(shè)備的更新和多樣化,可以大量采用多媒體教學(xué)、幻燈教學(xué)和電視教學(xué),將大量工程錄像、工程實(shí)景圖片資料、工程實(shí)例、工程案例、工程事故、實(shí)驗(yàn)視頻等適時地插入到課堂教學(xué)中,最大限度地緩解教學(xué)學(xué)時少與教學(xué)內(nèi)容多和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等矛盾,也可以在課堂教學(xué)中充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步拓寬專業(yè)知識面。

2.1.2 工程案例教學(xué)法

由于《土木工程材料》該門課程是在大二第一學(xué)期開課,所以大部分學(xué)生缺乏對專業(yè)知識的了解,也缺少工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而且平時可供學(xué)生實(shí)際參觀的建筑工地也有限。因此,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際,精心設(shè)計和組織教學(xué),將大量的工程設(shè)計實(shí)例穿插到教學(xué)中,通過創(chuàng)新性培養(yǎng)和課程小論文等形式,調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,挖掘他們的潛力,培養(yǎng)他們“獨(dú)立研究、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)、獨(dú)立創(chuàng)新”的能力,使學(xué)生具有舉一反三、觸類旁通的學(xué)習(xí)能力,引導(dǎo)學(xué)生由“學(xué)會”向“會學(xué)”和“自學(xué)”的方向發(fā)展。使學(xué)生明白知識是一個從實(shí)踐到認(rèn)識、再實(shí)踐到再認(rèn)識的過程。通過在課堂上分析工程實(shí)例的教學(xué)實(shí)踐,作者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對該部分內(nèi)容較感興趣,教學(xué)效果也較好。

2.1.3 討論教學(xué)法

由于使用了多媒體教學(xué)方法,就可以節(jié)約一部分板書的時間,所以在課堂就可以在教師的指導(dǎo)下,針對一些具有啟發(fā)性或爭論性的問題先讓學(xué)生展開自由討論,然后在教師統(tǒng)一指導(dǎo)下組織大家討論發(fā)言。這種方法可以采用兩種實(shí)施形式[4]：一種是在課前布置討論話題并提出方向性的問題,讓學(xué)生帶著問題去看書、查閱相關(guān)資料,上課時組織大家討論并發(fā)言;另一種是就某一綜合性問題布置思考題,把全班學(xué)生隨機(jī)分成幾組,進(jìn)行小組討論。

2.1.4 對比啟發(fā)教學(xué)法

土木工程材料類型繁多,但是每一種材料又有許多不同的類型,所以就可將具有可比性的兩個或多個不同對象進(jìn)行系統(tǒng)的比較和研究,得出研究對象的本質(zhì)、特點(diǎn)和規(guī)律。如在講授摻混合材料的硅酸鹽水泥時,在系統(tǒng)講授活性混合材性質(zhì)及二次水化反應(yīng)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生從混合材料的摻量、混合材料的特性等方面去對比硅酸鹽水泥系列的共性和個性,從而找出各種水泥的應(yīng)用規(guī)律,這樣可以大大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、使其能主動運(yùn)用已有的理論基礎(chǔ)知識,達(dá)到對新知識深化理解和強(qiáng)化記憶的目的。

2.2 開放實(shí)驗(yàn)課

我院目前實(shí)驗(yàn)室實(shí)行了開放式管理,這樣就能夠給學(xué)生提供開放實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生通過自己預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟,自己安排時間到實(shí)驗(yàn)室來做實(shí)驗(yàn)。隨著我校質(zhì)量工程的實(shí)施,通過學(xué)生的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開展,學(xué)院可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)從原有的教學(xué)體系中劃分出來,單獨(dú)設(shè)置建筑材料實(shí)驗(yàn)課或設(shè)置材料實(shí)驗(yàn)周,對于部分有興趣和能力較高的學(xué)生可開設(shè)實(shí)驗(yàn)興趣小組,并可結(jié)合教師科研參與到實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中來。通過優(yōu)化整合設(shè)課內(nèi)容,精選驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),開設(shè)設(shè)計、綜合性實(shí)驗(yàn)。如將原來的水泥、砂石、混凝土3項相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合為一項設(shè)計性綜合實(shí)驗(yàn),以完成不同要求的混凝土配合比設(shè)計為目標(biāo),以目前工程中使用的實(shí)驗(yàn)報告為樣本,模擬實(shí)際工程的實(shí)驗(yàn)程序,把常規(guī)的3項實(shí)驗(yàn)有機(jī)的貫穿在一起,從混凝土強(qiáng)度設(shè)計、和易性的選擇、材料的性能檢測到混凝土配合比的計算和試配,以及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)后的處理等都由學(xué)生自己完成,最終提出最佳配合比及理論分析報告[4]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,為了提高學(xué)生綜合分析問題的能力,可以選擇課程的重點(diǎn)章節(jié),重點(diǎn)內(nèi)容,結(jié)合教學(xué)大綱,設(shè)計幾個多方案的實(shí)驗(yàn),改變單一因素單一內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)為多因素多內(nèi)容實(shí)驗(yàn)[5]。另外,學(xué)生根據(jù)興趣和能力,還可以設(shè)計新型建筑材料任選實(shí)驗(yàn)項目等。

2.3 編寫課程和實(shí)驗(yàn)教材,更新教學(xué)內(nèi)容

通過多年的教學(xué)效果看,學(xué)生掌握的知識結(jié)構(gòu),實(shí)際應(yīng)用的能力同建筑業(yè)職業(yè)工作中所需求的知識結(jié)構(gòu)相比還有差距,主要表現(xiàn)在以下方面[6]：建筑材料類別和品種,建筑材料的材質(zhì)、規(guī)格、應(yīng)用,建材標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量、鑒別。例如教科書介紹的是最常用的建材,隨著社會的發(fā)展,建材市場上的新材料、新產(chǎn)品又增加了許多,尤其是裝飾材料更是日新月異,所以往往存在部分知識滯后的現(xiàn)象,學(xué)生實(shí)際掌握的建材類別和品種方面的知識與市場上使用的建材品種相比較存在差距。建筑材料的材質(zhì)、規(guī)格、應(yīng)用和建材標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量、鑒別等方面也存在滯后的問題。因此,教師應(yīng)該及時了解和掌握最新的材料發(fā)展和研究動態(tài),結(jié)合當(dāng)前建筑市場變化、環(huán)保建筑、節(jié)能建筑的出現(xiàn)與發(fā)展,收集一些教材上還沒涉及到的節(jié)能建材、環(huán)保建材、綠色建材等資料,及時編寫課程和實(shí)驗(yàn)教材,更新教學(xué)內(nèi)容,最大限度的滿足學(xué)生掌握新知識的要求和適應(yīng)社會對新材料應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

3 小結(jié)

近年來,土木工程材料無論在質(zhì)量上或是在品種上都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,相應(yīng)的施工技術(shù)也有了很大的變化。新技術(shù)、新品種層出不窮,新舊品種的更新?lián)Q代周期越來越短,技術(shù)含量越來越高,因此土木工程材料的教學(xué)需要不斷的改革。實(shí)踐證明,在學(xué)生中開展多種形式的教學(xué)方法改革與探索是轉(zhuǎn)變教育觀念、加強(qiáng)創(chuàng)新教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才所必需的。教學(xué)改革的途經(jīng)、方法和手段多種多樣,教學(xué)改革也是永無止境的,必須結(jié)合實(shí)際探索能夠激發(fā)學(xué)生積極性和主動性的教學(xué)方法,應(yīng)該通過理論與實(shí)踐相聯(lián)系的配套教學(xué),以提高在校生的專業(yè)知識的應(yīng)用能力,來適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的改革與發(fā)展。

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[2] 張云蓮,李啟令,俞春校.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,2004,19(4)：90-93.

[3] 尹健,周士瓊,謝友均.開放式教學(xué)在《建筑材料》試驗(yàn)課中的嘗試[J] .鐵路教育研究.1998,4：48-50.

[4] 張利,蘇勝,黃娟.素質(zhì)教育背景下的“土木工程材料”教學(xué)體系的構(gòu)建[J] .華北科技學(xué)院學(xué)報.2007,4(3)：40-41.

[5] 張長清,金康寧.土木工程材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討與實(shí)踐[J] .高等建筑教育.2003,12(4)：73-75.

[6] 談永奎,沈越貞.通過建筑材料的教學(xué)改革提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力.上海理工大學(xué)學(xué)報.(社會科學(xué)版).2002,24(4)：58-61.