李躍輝　高笑娟

摘要：土木工程材料課程是土木類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。文章以土木工程材料課程為例，針對(duì)當(dāng)前學(xué)生實(shí)踐能力弱的現(xiàn)狀，從教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)識(shí)等方面探討了問題存在的原因，并提出了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生實(shí)踐能力的方法。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐能力；土木工程材料；教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G642.0；TU375 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2016）05-0071-04

隨著土木工程建設(shè)的發(fā)展，企事業(yè)單位對(duì)土木工程專業(yè)畢業(yè)生的要求也越來越高，不僅要求畢業(yè)生有扎實(shí)的理論知識(shí)，更要求有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[1]。但是，當(dāng)前高校對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求仍然有不小的差距。例如，在人才培養(yǎng)上，類型單一，與現(xiàn)實(shí)需求存在脫節(jié)現(xiàn)象；在培養(yǎng)方案上則僅注重知識(shí)灌輸，忽略能力和素質(zhì)的培養(yǎng)等。因此，用人單位覺得學(xué)生的現(xiàn)實(shí)水平與自己的期望值差距較大，學(xué)生的工作適應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)，有的甚至感覺本科生不如?？粕蚋呗毶芰?qiáng)[2]。土木工程本科專業(yè)是培養(yǎng)具有寬厚的基礎(chǔ)理論、廣泛的專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐能力的高層次專門人才。因此，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)必須貫穿于各門課程教學(xué)的始終。木工程材料課程是土木工程專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握每一種材料的特點(diǎn)、性質(zhì)、用途等，并能夠根據(jù)工程特點(diǎn)和需要選擇合適的材料，達(dá)到“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的目的。本文以土木工程材料課程為例，就如何在課程教學(xué)過程中提高學(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行探討。

一、土木工程材料課程的特點(diǎn)

土木工程材料課程的主要特點(diǎn)是材料的種類多，所包含的知識(shí)內(nèi)容較瑣碎。該課程包括了建筑中常用的結(jié)構(gòu)材料和其他的一些功能性材料，例如：鋼材、水泥、混凝土、木材、塑料、石材、膠凝材料、高分子材料等等，每一部分內(nèi)容自成一體，沒有必然的聯(lián)系，邏輯性較差。雖然內(nèi)容在字面上不難理解，但是對(duì)于缺乏工程經(jīng)驗(yàn)的本科生來說，繁多的知識(shí)點(diǎn)如全靠死記硬背效果肯定不好。部分學(xué)生對(duì)這種機(jī)械的記憶不感興趣，也不愿多花費(fèi)時(shí)間和精力；部分考研的學(xué)生則無(wú)暇顧及該課程的學(xué)習(xí)；少部分比較用功的學(xué)生花費(fèi)了大量的時(shí)間

記了一些條文，由于沒有深刻理解和切身體會(huì)，這種記憶保持的時(shí)間短，僅僅用于應(yīng)付考試，考試過后可能已經(jīng)忘記。因此，該課程看似簡(jiǎn)單，但是講課的過程中如果不與工程實(shí)際相結(jié)合，難免平鋪直敘，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和思考探索的積極性。教師也反映上課過程中學(xué)生的參與意識(shí)淡薄，課堂上幾乎沒有互動(dòng)，考試及格率較低。

二、土木工程材料課程教學(xué)存在的問題

（一）課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)

土木工程材料課程的教學(xué)內(nèi)容文字性較強(qiáng)，沒有較強(qiáng)的邏輯推理公式和難理解的理論知識(shí)。由于學(xué)時(shí)的限制，教師在教學(xué)過程中一般還是“滿堂灌”，教師和學(xué)生的交流少，課堂內(nèi)容枯燥、不生動(dòng)。盡管有的教師采用多媒體教學(xué)方式，但是也僅僅是展示一些圖片，對(duì)于圖片內(nèi)容學(xué)生難有深刻的體會(huì)。學(xué)生工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，不僅不能理解各種材料的用途，更不能靈活運(yùn)用。另外，該課程實(shí)驗(yàn)一般都是驗(yàn)證性的而非創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)嚴(yán)重不足，限制了參與操作的學(xué)生數(shù)。通常是根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的臺(tái)套數(shù)將學(xué)生分批分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在教師的協(xié)助下，學(xué)生按照規(guī)定完成驗(yàn)證，以求得理想的實(shí)驗(yàn)效果。例如，混凝土的塌落度實(shí)驗(yàn)僅安排一個(gè)學(xué)時(shí)，因此，實(shí)驗(yàn)課上教師不能讓學(xué)生嘗試不同的配合比，也就無(wú)從觀察配合比中各參數(shù)的改變對(duì)塌落度和混凝土強(qiáng)度的影響。一般是課堂，教師告訴學(xué)生各種材料的配合比例，學(xué)生只要按照配合比的要求進(jìn)行稱量，就能得到比較合適的塌落度值。做完塌落度實(shí)驗(yàn)之后的混凝土還要做成試塊，養(yǎng)護(hù)28天再進(jìn)行混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。這樣看似節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的成本，但是學(xué)生卻失去了嘗試和探索的機(jī)會(huì)，更不可能有思考和創(chuàng)新。

（二）學(xué)生缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

土木工程材料課程教學(xué)最終是為工程應(yīng)用服務(wù)的，與工程聯(lián)系非常緊密[3]，但這種聯(lián)系在課堂教學(xué)中很難體現(xiàn)出來。當(dāng)前學(xué)生普遍缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一方面是因?yàn)槭谡n教師也缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[4]，難以將書本知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合進(jìn)行講解；另一方面也是因?yàn)榘踩珕栴}限制了學(xué)生參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)；還有就是當(dāng)前只強(qiáng)調(diào)學(xué)分績(jī)點(diǎn)的成績(jī)考評(píng)體系壓制了學(xué)生參與實(shí)踐的積極性。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)僅僅停留在書面上，無(wú)法用來指導(dǎo)工程實(shí)踐。例如上課時(shí)講到氣硬性膠凝材料——石灰時(shí)，會(huì)講到石灰密度小、重量輕的特性，但是學(xué)生卻不能感受到石灰“輕”的程度。做水泥的安定性試驗(yàn)時(shí)，由于缺少“不合格”的水泥樣本，通常做法是在合格的水泥樣本里添加一定量的石灰，做成水泥試餅，煮沸之后會(huì)出現(xiàn)裂紋，然后進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，讓學(xué)生了解安定性不良的水泥狀態(tài)。但是讓學(xué)生去搜集石灰時(shí)，學(xué)生拿回來的卻是被挑出來的混在石灰里沒有燒透的石塊。因?yàn)楸砻嫔嫌幸粚影咨氖?，學(xué)生誤認(rèn)為是石灰塊。實(shí)驗(yàn)時(shí)澆水后發(fā)現(xiàn)并沒有出現(xiàn)生石灰熟化過程中應(yīng)有的放熱和體積膨脹的現(xiàn)象，才發(fā)覺找到的并不是石灰。而實(shí)際上有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人通過其重量就能判斷石灰塊和石塊，而不需要后續(xù)的檢驗(yàn)工作。

（三）學(xué)生在思想上不夠重視

隨著就業(yè)形勢(shì)的日漸嚴(yán)峻，許多學(xué)生選擇參加研究生考試，以求進(jìn)一步深造增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。土木工程材料是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一般安排在第三學(xué)期，土木工程專業(yè)學(xué)生認(rèn)為其不是“主干課”而不被重視。學(xué)校土木工程專業(yè)學(xué)生考研的專業(yè)方向一般為結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、道路橋梁等與結(jié)構(gòu)相關(guān)的專業(yè)，考研的專業(yè)課程為結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等偏重于理論計(jì)算的課程，土木工程材料課程不包含在內(nèi)。因此，學(xué)生普遍認(rèn)為該課程與自己考研和就業(yè)關(guān)系不夠密切，因而重視程度不夠。通過對(duì)土木工程專業(yè)四個(gè)班學(xué)生座談會(huì)和課下單獨(dú)詢問的結(jié)果來看，在當(dāng)前的就業(yè)形勢(shì)下，學(xué)生更重視與就業(yè)密切相關(guān)的課程，對(duì)其他課程則要求不高，只求“不掛科”就行。學(xué)生不重視課程學(xué)習(xí)，也就更沒有參與實(shí)踐的積極性了。

三、 教學(xué)改革措施

（一）在教學(xué)中融入實(shí)踐

與其他學(xué)科研究的所謂“高精尖”的材料不同，土木工程所需材料就在我們的周圍，不管是學(xué)生居住的宿舍，還是上課的教室、就餐的食堂，各種土木工程材料隨處可見?；炷敛牧侠喂棠陀?、鋼材堅(jiān)韌持久、陶瓷材料清新亮麗、玻璃材料干凈整潔，這些材料不僅滿足了功能要求，而且美化了環(huán)境，對(duì)人的心態(tài)也有調(diào)整作用。在課程教學(xué)過程中教師完全可以以周圍環(huán)境的各種材料為樣本進(jìn)行介紹，讓學(xué)生仔細(xì)觀察各種材料的存在形態(tài)、所起到的工程作用，介紹各類材料的應(yīng)用價(jià)值，并引導(dǎo)學(xué)生提出自己的見解。如如果自己選擇工程材料，會(huì)根據(jù)哪些指標(biāo)去進(jìn)行選擇？材料如何選擇才能更加適合工程的需要？等等。讓學(xué)生參與到工程中來，激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣和發(fā)現(xiàn)問題的能力。

在課程教學(xué)過程中，利用學(xué)校距離周圍幾個(gè)大型建材市場(chǎng)較近的有利條件，筆者要求學(xué)生深入到建材市場(chǎng)，結(jié)合有關(guān)知識(shí)了解同一種材料相關(guān)產(chǎn)品的相關(guān)性能、用途和不同狀態(tài)下的表現(xiàn)形式，以及使用過程中應(yīng)注意的問題。學(xué)生將收集到的相關(guān)材料信息，作好記錄，不懂的問題可以向?qū)I(yè)人士咨詢，可以上網(wǎng)查找，也可以帶到課堂上討論。學(xué)生思維活躍，往往會(huì)提出自己的新想法、新見解，還會(huì)出現(xiàn)一些異想天開的想法，這時(shí)候需要教師多鼓勵(lì)學(xué)生用試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。每次調(diào)查之后學(xué)生往往有許多體會(huì)和收獲：沒想到塑料制成的壁紙竟然五彩斑斕，根本看不出塑料的痕跡；有些看似金屬的材料實(shí)際上只是塑料制品，其強(qiáng)度不低，而且質(zhì)量更輕；一些仿制木材的金屬構(gòu)件古樸自然，讓人產(chǎn)生回歸自然的平和心態(tài)。每次調(diào)查結(jié)束后，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，并作為課程考查成績(jī)的一部分。

（二）在實(shí)踐中教學(xué)

為了讓學(xué)生深刻理解材料在工程中的多種性能，結(jié)合校園內(nèi)正在建設(shè)的工程，帶領(lǐng)學(xué)生到工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐，在實(shí)踐過程中講解各種材料的性質(zhì)。例如，講解混凝土材料時(shí)，涉及混凝土材料的組成，各種組成材料的配合比，建筑不同部位所用混凝土材料的坍落度等。當(dāng)學(xué)生進(jìn)入工地時(shí)，發(fā)現(xiàn)工地的施工道路所用的混凝土，坍落度較小，顯得比較干燥；高層建筑所采用的泵送混凝土，其坍落度往往很大，呈流動(dòng)狀態(tài)。如何保證混凝土在澆筑的過程中不出現(xiàn)離析現(xiàn)象？如何在滿足坍落度時(shí)還能夠保證混凝土的強(qiáng)度？引導(dǎo)學(xué)生思考的過程中自然而然地引入添加劑的作用?；炷恋呐浜媳群蜏囟鹊年P(guān)系，可讓學(xué)生們?nèi)ニ伎迹憾鞚仓幕炷梁拖奶鞚仓幕炷猎谔涠壬嫌泻螀^(qū)別？如何實(shí)現(xiàn)？只有掌握了材料的本質(zhì)特性，才能夠掌握其用途，并在此基礎(chǔ)上想辦法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。關(guān)于混凝土材料的放熱問題，可帶學(xué)生去工地參觀，直觀感受超高層建筑地下室的超大體積筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑。引導(dǎo)學(xué)生自己多思考。如大體積混凝土澆筑過程中應(yīng)該注意的問題，包括外界溫度條件、內(nèi)部降溫措施等等，不清楚的問題可以上網(wǎng)查詢結(jié)果。實(shí)際上學(xué)生除了在網(wǎng)上查到一些常規(guī)的做法之外，還能大膽加入自己的設(shè)想，雖然有些方法不盡合理，但是能大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于課堂教學(xué)。

（三）加強(qiáng)各門課程之間的聯(lián)系

當(dāng)講到無(wú)機(jī)膠凝材料時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生觀察教室頂棚的石膏線和教室墻體的抹灰的特征和其區(qū)別。石膏線的表面光滑細(xì)膩，而墻面上的石灰抹面上有細(xì)小裂紋，這時(shí)讓學(xué)生思考解決的辦法，隨后引入“加筋”的概念。在石灰漿中摻入“紙筋灰”或者“麻刀灰”，以起到防止開裂的作用，由此和其他課程知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系。例如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和混凝土之間的關(guān)系；地基處理時(shí)所用的“土工合成材料”與土層的關(guān)系；氣勢(shì)磅薄的萬(wàn)里長(zhǎng)城修筑時(shí)所加入的柳條、蘆葦；以前農(nóng)村修筑房屋所用土坯墻體中加入的秸稈等，都是起的“加筋”作用。教室后面墻體為石膏墻隔板，而其他三面墻為砌體，讓學(xué)生用手敲擊不同的墻體，感受其聲音和彈性，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)石膏板用途的了解，掌握石膏板應(yīng)用的靈活性。由此還可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想基礎(chǔ)工程課程中減小建筑物基礎(chǔ)對(duì)地基土體壓力的措施，地基處理課程中減小地基處理費(fèi)用的措施，以及建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中減小建筑結(jié)構(gòu)所受的地震作用的措施，幫助學(xué)生真正理解減輕建筑物自身重量能夠降低基底壓力、減小建筑物上的地震作用，這些效果也可以通過選用合適的建筑材料來實(shí)現(xiàn)。

（四）以工程實(shí)例為基礎(chǔ)

講到建筑鋼材的時(shí)候，學(xué)生在材料力學(xué)課程已經(jīng)學(xué)過低碳鋼的拉伸曲線，相應(yīng)的有“屈強(qiáng)比”的概念，但是學(xué)生可能還不了解此曲線在鋼材品種和級(jí)別選擇中的作用。為了使學(xué)生能深入理解“屈強(qiáng)比”的含義和用途，將一座大跨度單層鋼結(jié)構(gòu)廠房和一座典型的鋼框架—混凝土核心筒結(jié)構(gòu)超高層建筑設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)部分，向?qū)W生展示并講解，引導(dǎo)學(xué)生自己思考其中承重和非承重鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的“強(qiáng)屈比”的要求值，分析出現(xiàn)這種差異的原因，以及與鋼材本身性能之間的關(guān)系，了解各種不同性質(zhì)的鋼材用在結(jié)構(gòu)的不同位置，與結(jié)構(gòu)本身的受力狀況之間的關(guān)系等等，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。帶領(lǐng)學(xué)生參觀高新區(qū)一座兩層的鋼結(jié)構(gòu)房屋拆除現(xiàn)場(chǎng)，觀察鋼結(jié)構(gòu)拆除時(shí)承重的梁和柱子等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形形式，與自己所知的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)的變形形狀進(jìn)行對(duì)比，了解鋼結(jié)構(gòu)在承重和變形方面的優(yōu)越性。鼓勵(lì)學(xué)生與設(shè)計(jì)、施工等方面的技術(shù)人員進(jìn)行交流，以積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（五）以科研創(chuàng)新為導(dǎo)向

目前，本科生所用的土木工程材料課程教材，一般還是多年前編寫的教材，所包含的內(nèi)容只是一些傳統(tǒng)的工程材料。當(dāng)代建筑技術(shù)越來越大型化、復(fù)雜化和多樣化，所采用的新材料、新設(shè)備和新的結(jié)構(gòu)技術(shù)日新月異，超高層建筑、超大跨度建筑、特大橋梁、超長(zhǎng)超深隧道等大承重結(jié)構(gòu)對(duì)土木工程材料的要求越來越高，面臨的挑戰(zhàn)也越來越大，傳統(tǒng)課程教材介紹的材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的要求。要想與工程發(fā)展相適應(yīng)，教學(xué)中必須引入新材料、再生材料、復(fù)合材料等的講解與介紹，并且鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手去探討新材料的性能，拓展其用途。例如當(dāng)前所用建筑垃圾再生骨料所生產(chǎn)的砌墻磚、廣場(chǎng)磚和人行道磚等，利用建筑垃圾和灰土混合壓實(shí)后作為道路的路基填料，利用瀝青橡膠混凝土鋪路面等各種有利于環(huán)保的做法。此外，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的課題研究，也可以通過申報(bào)大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（SRTP項(xiàng)目），讓學(xué)生自己動(dòng)手，采用合適的方法探求材料的性能。另外，借助每年一度舉行的建筑結(jié)構(gòu)模型大賽的形式，舉行學(xué)院的設(shè)計(jì)競(jìng)賽，引導(dǎo)學(xué)生自己選擇合適的材料，設(shè)計(jì)出具有特色的建筑結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行一些具有創(chuàng)造性的活動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生的思維，增加其興趣，加深對(duì)材料性能的理解。學(xué)生參與科研、實(shí)踐競(jìng)賽的情況和取得的成績(jī)將作為評(píng)優(yōu)評(píng)先的參考依據(jù)之一，以此來激發(fā)學(xué)生參與實(shí)踐的積極性。

四、結(jié)語(yǔ)

高素質(zhì)人才的培養(yǎng)是高等院校面臨的現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)生的素質(zhì)不僅包括理論知識(shí)水平，還包括實(shí)踐能力和獨(dú)立分析解決問題的能力。為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，本文以土木工程材料課程為例，分析了當(dāng)前課程教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了相應(yīng)的對(duì)策。將教學(xué)和實(shí)踐相融合：在教學(xué)過程中插入實(shí)踐環(huán)節(jié)，在實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)，以工程實(shí)例為基礎(chǔ)、以科研創(chuàng)新為導(dǎo)向，促進(jìn)各課程之間的聯(lián)系，取得了良好教學(xué)效果。然而提高學(xué)生的實(shí)踐能力需要建立長(zhǎng)效機(jī)制，應(yīng)充分利用校外實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生定期參與實(shí)習(xí)，在實(shí)踐中不斷強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)，最終達(dá)到真正掌握知識(shí)并加以應(yīng)用的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]何俊，陶高梁，莊心善.土木工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)——以土的滲透特性綜合性試驗(yàn)教學(xué)為例[J].湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)：人文社會(huì)科學(xué)版，2015，12（4）：194-195.

[2]劉漢龍，李英民，陰可，等.重慶大學(xué)土木工程學(xué)科特色及人才培養(yǎng)實(shí)踐[J].高等建筑教育，2015，24（4）：9-12.

[3]陳德鵬，劉純林，武萍，等.土建類專業(yè)土木工程材料課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011，28（5）：112-114.

[4]王志偉，劉剛.地方院校工科專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)探析——以哈爾濱學(xué)院土木工程專業(yè)為例[J].哈爾濱學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，36（3）：137-139.