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)，針對其在教學(xué)過程中存在的問題，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)生覺得枯燥無味，沒有積極性?；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,同時為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)用能力,應(yīng)對現(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

通過對國內(nèi)現(xiàn)有的土木工程材料教材的對比，發(fā)現(xiàn)教材還是存在一些問題：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，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)，則會使學(xué)生覺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)、施工和使用過程中可能會出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用自己所學(xué)的材料知識來分析問題，提出解決辦法。同時，及時掌握土木工程材料領(lǐng)域的前沿和發(fā)展趨勢，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，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。

2 實(shí)驗(yàn)課程的開展方式

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)部分是對檢驗(yàn)學(xué)生理論知識掌握程度非常有效的手段之一。針對現(xiàn)有高校對于這門課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時量的設(shè)定相對較少的現(xiàn)象，可以適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課時比例，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、無機(jī)結(jié)合料、化學(xué)外加劑、瀝青混合料等材料性能檢測的內(nèi)容，同時擴(kuò)充水泥、砂、石、混凝土、砂漿等材料的性能檢測的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[3]。注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性，對于實(shí)驗(yàn)課，不能從頭至尾手把手教導(dǎo)學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)過程中對學(xué)生的引導(dǎo)才是最重要的。例如可以將實(shí)驗(yàn)過程分為三個階段：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，在整個實(shí)驗(yàn)過程中，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。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，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)生及時掌握最新的科研信息，同時也可以讓學(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)容在整個課程中是篇幅較多的，同時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)場設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面的課程實(shí)踐課時。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。全國城市商品混凝土的占有率越來越高，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)，相對于施工現(xiàn)場攪拌的傳統(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)量相對比較穩(wěn)定，波動不大。因此，可以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)場去參觀，使得學(xué)生得到感性認(rèn)識。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接受的理論知識，加深印象，同時還可以及時的讓學(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)方法并沒有考慮到實(shí)際施工現(xiàn)場條件等外部因素的影響,而且配合比設(shè)計(jì)過程中只考慮水泥、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。同時還要考慮商品混凝土在運(yùn)輸過程中可能會出現(xiàn)的問題，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)的過程中必須要考慮的問題。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)場參觀，還可以提高教師自身的專業(yè)水平，保持理論知識與實(shí)際應(yīng)用接軌，不斷更新自身的專業(yè)知識，針對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)場遇到的各種問題，激發(fā)學(xué)習(xí)意識，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)新能力是中國國情的需要，是未來社會持續(xù)發(fā)展的必然要求。

科研能力的培養(yǎng)離不開科研實(shí)踐，通過系統(tǒng)的實(shí)踐活動，讓學(xué)生應(yīng)用并驗(yàn)證自己所學(xué)的理論知識，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用掌握的知識來分析和解決問題，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)和知識范圍，擬定一個主題，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇一個具體方向?qū)懸黄墨I(xiàn)綜述。在此過程中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生怎么通過圖書館的電子數(shù)據(jù)庫以及互聯(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，最后針對現(xiàn)有的問題提出自己的觀點(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。學(xué)生參與的科研項(xiàng)目課題必須與學(xué)生掌握的知識水平和能力相匹配，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。首先對于基礎(chǔ)課和專業(yè)課要區(qū)別對待。對于基礎(chǔ)課，它是其他學(xué)科的基礎(chǔ),要求扎實(shí)掌握，可以通過試卷庫或試題庫,實(shí)行教考分離,促進(jìn)教與學(xué)協(xié)同提高。對于專業(yè)課，它是本專業(yè)的根基,要求全面掌握知識架構(gòu),同時因?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)、報告、文獻(xiàn)綜述、開卷等多種考核方式，達(dá)到鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力[7]。

6 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活的劇烈變化，社會對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)今世界對土建專業(yè)方向人才培養(yǎng)的要求。

[1] 王 沖，萬朝均，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].臺州學(xué)院學(xué)報,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(哲學(xué)社會科學(xué)版)，2007(5)：104-105.

[4] 高俊麗.國外土木工程材料實(shí)驗(yàn)課教學(xué)特點(diǎn)及其對我國的啟示[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(社會科學(xué)版),2009,9(4):25-28.

[6] 孫家瑛.將科研活動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，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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