《土木工程材料》课程教学策略

刘俊霞　海　然

中原工学院建筑工程学院（450000）

《土木工程材料》课程教学策略

刘俊霞海然

中原工学院建筑工程学院（450000）

在系统分析《土木工程材料》课程特点的基础上，提出了加强绪论教学的引导作用、有针对性地讲解土木工程材料的性质特点、专题性地讲解新材料研究与应用前沿、多途径进行实践课程教学等教学策略，为《土木工程材料》课程的教学改革和创新作了有价值的探讨。

土木工程材料；课堂教学；教学策略

《土木工程材料》作为高等工科院校土木工程类专业的一门专业基础课程，主要介绍各类土木工程材料的组成、生产过程、技术性能、质量检验和控制等基本知识［1］。其教学目的是让学生熟悉土木工程材料的性能（力学性能、变形性能、保温隔热性能以及加工性能等），为学习建筑、结构、施工技术、施工管理与工程概预算等后续课程提供必要的基本知识，还要培养学生的基本实验操作技能［2］。《土木工程材料》课程理论性、实践性比较强，只有课堂讲授和实验紧密结合才能取得良好的教学效果。

随着建筑业的快速发展及与国际接轨，市场对工程规划、设计、研究、施工、管理、监理等方面专业技术人才的知识结构与基本素质提出了新的要求。土木工程材料作为承载建筑物稳定性、功能性、经济性和耐久性的主要物质载体，对工程的质量、造价、建筑技术进步以及建筑业的发展等都有着重要的影响。因此，从事建筑工程的技术人员都应该掌握土木工程材料的相关知识，熟悉各类土木工程材料的性能特点和质量检验与控制方法。

1　《土木工程材料》课程特点

《土木工程材料》课程的各知识点内容相对琐碎，涉及知识面广，各类材料自成体系，逻辑性较差，公式推导少，经验表格及规范多，且以叙述为主，既不像专业课那样具体而生动，也不像基础课那样经典而系统，学生在学习时往往会感到枯燥乏味，对课程学习缺乏足够的兴趣［3］。随着经济的发展，土木工程材料的环境适应性引起了越来越多人的重视，绿色建材成为科研工作者的研究热点，新材料和新技术相继应用于工程实践中，本课程的信息量也随之扩大。由于新一轮教学改革的展开，理论课程的课时被进一步压缩，教学任务重和教学课时少的矛盾更加突出，这就要求《土木工程材料》课程根据学科方向的侧重点不同选择相应的教学内容，让不同专业的学生通过有限课时的学习获取相关的知识信息。

2　《土木工程材料》课程教学规划

2.1加强绪论教学的引导作用

绪论在整个课程的教学中具有举足轻重的作用，通过讲授不同历史时期经典建筑的特点，讨论建筑风格的变迁和材料发展与应用推广的内在联系，探讨土木工程材料的发展历程和前沿动态，激发学生对本课程的学习兴趣。绪论教学中引入经典工程施工和质量事故案例，阐述土木工程材料的种类参数选择和外在因素控制对建筑结构力学性能的影响，让学生认识到土木工程材料在建筑工程中的地位与作用，认识到建筑材料的选择对建筑物的功能性、稳定性和经济性的关系，增加学生的工程意识、质量意识和经济意识。

绪论教学应围绕《土木工程材料》的教学主线：一是材料组成、结构与性能的关系，二是外在因素与材料结构性能的关系，根据授课对象所关注的重点内容，让学生获取相关信息。绪论课教学应结合《土木工程材料》课程的特点，给学生提供明晰的学习方法，使学生在学习上有一个良好的开端，以培养学生独立思考、独立分析和独立解决问题的能力，让学生在本课程的学习中收到事半功倍的效果。

2.2有针对性地讲解土木工程材料的性质特点

《土木工程材料》的教学内容应该根据专业及专业方向的不同，适度调整教学内容的组合和深度，制定不同的教学大纲［4］。例如，土木工程专业对有关结构材料性能的知识要求较高，授课必须达到规定深度；建筑学专业对建筑材料的加工性能及施工工艺、通用材料及新材料的性能、材料的功能性（声学、光学、热工学）方面的知识要求较高；工程管理专业在深度上可适当降低，但要有一定广度，应适当补充功能材料、装饰材料等内容；港口工程专业对材料的防腐、耐久等性能要求更高，在这方面应作深入讲解。又例如，有关沥青材料的内容多且难理解，对土木工程专业建筑工程方向的学生仅介绍沥青的组成、结构、性质以及在防水工程中的应用即可，对道桥工程方向的学生则应重点讲授沥青及沥青混合料的路用性能，且要达到规定的深度［5］。

《土木工程材料》课程的教学采用分专业授课的形式，根据不同的专业规划教学内容。土木工程专业注重结构材料组成和结构的力学性能、耐久性方面知识，并适当拓展该领域的研究深度，让学生通过课堂学习了解并掌握结构设计过程中如何选择结构材料，确保建筑结构在服役期内的使用安全性。建筑学专业着重介绍传统材料的力学性能、施工工艺及其可装饰性，使建筑结构具备建筑美感、舒适性和经济性，具有适宜的耐久性，以减少建筑物后期维护费用。工程项目管理专业着重拓宽各类型土木工程材料知识点的范围，增加功能材料、新材料性能和应用范围方面的内容，介绍材料性能对建筑结构工程质量的影响，使学生了解如何通过建筑材料的质量控制，在确保建筑结构功能性、使用性和工程质量的同时具有一定的经济效益。

2.3专题性地讲解新材料研究与应用前沿

土木工程材料领域新材料、新工艺不断涌现，并应用在摩天大楼、海底隧道工程、高铁建设和大型场馆建设等领域。世界各地的一些地标性建筑如迪拜阿里法塔（阿联酋）、上海中心大厦、麦加皇家钟塔饭店（沙特）、纽约世界贸易大厦1号楼自由大厦（美国）和北京国家体育场等，都向我们展示了新材料的应用与推广所带来的累累硕果。

随着可持续发展和低碳经济深入人心，发展绿色土木工程材料成为建材业发展的研究焦点，绿色建材领域的研究主要集中在固体废弃物的利用和传统材料性能优化方面。比如，针对农村城镇化建设对绿色墙材的要求，生土材料和生土建筑重新引起人们的关注；将赤泥、建筑垃圾、污染土、河道淤积土等固体废弃物制备成水泥、混凝土和生土砌块应用于建筑行业。

新材料与新工艺不仅能够改变建筑物结构和建筑物的功能，还能够降低建筑物在建造过程中的能量消耗以及服役结束后的对环境的负面影响。是否掌握和应用新材料、新工艺已成为评价工程技术人员综合实力的重要指标。因此，有必要向学生介绍新材料领域的最新研究成果，并提出亟待解决的问题，激发学生探索未知领域的研究热情。针对教学课时紧张这一现状，可以通过组织新材料发展前沿专题讲座的形式完成教学任务，也就是组织土木工程材料及其相关专业的在职教师，结合土木工程教学工作，介绍建筑材料的发展前沿以及其研究课题的最新动态，让学生了解新材料的性能特点、应用前景和施工工艺。

2.4多途径进行实践课程教学

《土木工程材料》课程的实践教学内容主要分为四部分：一是材料基本性质实验，让学生掌握测定固体、散粒材料基本物理性质的实验方法。二是水泥实验，主要完成水泥细度、标准稠度用水量、安定性实验试件的制作、胶砂强度试件的制作。三是混凝土实验，主要完成混凝土拌合物和易性实验和混凝土立方体抗压强度实验。四是钢筋、沥青以及沥青混合料实验为选做实验，学生可以结合自己的专业方向进行选择。

由于实验学时有限、实验时间长和操作难等情况，一方面，部分实验可以采取多媒体直观教学，通过实验视频让学生充分了解实验过程和操作方法，满足本科实验教学的基本要求，比如水泥的标准稠度用水量、安定性实验。另一方面，搜集工程施工的实况剪辑进行丰富网络教学，让学生利用课余时间看施工视频，对工程实际的施工过程有直观的认识，比如课堂观看泵送混凝土、喷射混凝土施工视频，让学生了解混凝土拌合物工作性能和影响因素。此外，为学生开放部分实验室，鼓励学生充分利用开放性实验室进行设计性、综合性实验，砂浆、水泥凝结时间测定等，教师利用课余时间给予指导，以便提高学生的动手能力。

3　结语

针对《土木工程材料》课程的特点和教学中存在的问题，从理论教学和实践教学两方面，对课程的教学内容和教学方法的改革进行了初步探讨。首先，《土木工程材料》课程教学应注重阐述土木工程材料的性能与建筑结构、建筑质量、结构稳定性和经济性之间的关系，让学生在结构设计、成本核算和施工管理中充分重视建筑材料的物质载体作用。其次，《土木工程材料》课程教学应紧跟材料科学的不断创新与发展，对课程的教学内容不断更新，对教学方法不断改进，让学生了解建筑材料的发展前沿和应用前景。再次，《土木工程材料》课程教学应注重培养学生的动手能力，充分利用现有的实验资源，提高学生的综合运用能力。

［1］谢振国.土木工程材料课程课堂教学方法探讨［J］.高等建筑教育，2009，（18）3：78-80.

［2］杨医博，梁松.《土木工程材料》课程教学改革的设想与实践［J］.北京大学学报（哲学社会科学版），2007，5：104-105.

［3］杜红伟.激发学习积极性、提高土木工程材料的教学效果［J］.科技创新导报，2009，（27）：208-210.

［4］吴芳，杨长辉.土木工程材料课程教学改革研究［J］.高等建筑教育，2006，（15）4：79-81.

［5］吴东云，张建新.新形势下土木工程材料课程教学改革与建设探究［J］.高等建筑教育，2012，（21）6：70-72.