土木工程材料课程教学改革与实践创新

冉坤

（贵州师范大学材料与建筑工程学院，贵州贵阳　550000）



土木工程材料课程教学改革与实践创新

冉坤

（贵州师范大学材料与建筑工程学院，贵州贵阳550000）

摘要：简要分析了《土木工程材料》课程教学中存在的问题，从课程内容的选择、试验内容结构的优化、多媒体技术的利用方面，对该课程的教学体制及内容进行了改革，有利于教学质量和效率的提高。

关键词：土木工程材料，教学改革，课程内容

《土木工程材料》是土木工程专业必修的一门重要专业基础理论课程，在基础课与专业课之间起着承前启后的作用，为土木工程专业的后续课程奠定必要理论基础，给将要从事建筑、结构、施工等土木工程专业工作的学生储备基本理论知识。由于土建类材料品种繁多，各材料相对独立，每一种材料的原材料、生成工艺、技术性质、应用领域、检验方式及储存运输等各方面不尽相同，且行业规范与国家规范不断更新，导致《土木工程材料》课程内容繁琐，内在联系相对较小，学生在学习过程中普遍反映其内容“杂乱多，难记忆”。为解决具体问题，切实巩固和提高教学质量，笔者对《土木工程材料》进行了教学与实践的改革尝试，着重提高教学效率，精选课程内容，激发学生积极性，引工程实例入课堂，力求培养学生的工程观念和自主创新意识。

1　精选课程内容，提高教学效率

教学改革的核心和关键是课堂教学，实现有效教学是课堂教学的朴素要求，达到高效教学是课堂教学的主要任务［1］。在建材种类繁琐，各类材料内容相对独立的前提下，教学内容的选择是重构课堂结构的基础。

承前启后的《土木工程材料》课程是学生在今后学习中形成良好专业知识网络结构的核心，其主要分为材料基本性质、混凝土、砌筑材料、金属材料、防水材料、高分子材料及功能材料七篇内容。因此，需根据课程和专业特点，寻找专业实际情况与教学内容的契合点，引导学生正确认识这门课程的重要性与内在逻辑性，为工程应用奠定坚实基础。课堂教学中，应突出教学内容的针对性、实用性与先进性，侧重点应放在土建类材料内部组成、结构特性与工程技术性质的相互联系上，在学习材料三大联系过程中，引导学生自主认识材料的应用领域与发展前景，同时，以“启发式”教学方式，将原有的“给出知识”向“引起活动”模式转变［2］，通过对材料内部结构及基本技术性质了解，启发学生联系目前工程实际应用特点，对材料改性途径进行分析，并学会针对实际工程环境选择适宜材料种类。例如，在学习通用硅酸盐水泥章节时，掌握各类水泥组成与特性，是对不同环境条件下混凝土工程中选用水泥的必要前提。与此同时，可根据具体种类硅酸盐水泥的实际工程环境应用，逆向推倒该类水泥的特性，这种可逆的学习方式本身就从一定程度上解决了土木类材料“杂乱多”难以理解的问题。

课堂应发挥促进作用，将学生知识构建与志趣发展相结合，教师应从学生实际需求出发，鼓励学生发现问题、探讨问题，创造一个学术交流氛围的新课堂，注重培养学生的工程观念和自主学习能力，让学生摆脱“理论要求”在“工程实际”环境中自主理解、思考、交流与探索。例如，在接触混凝土外加剂章节前，教师应鼓励学生根据已经掌握的混凝土类知识，自主思考在钢筋混凝土工程中应该出现何种特性外加剂以解决目前工程中不可避免的问题，学生于自我思考和积极交流过程中，其对水泥混凝土类知识进行了再次认识的同时也对新知识有了一定程度的预热，让学生深刻意义上理解材料的选择应在实际生活环境中这一主导思想。

2　优化试验内容结构，完善工程实际知识储备

《土木工程材料》课程中必不可少的重要组成内容是土木工程材料试验，通过土木工程材料试验可验证课堂理论，强化材料认知，巩固知识结构，锻炼动手能力，培养创新思维，是充实和丰富教学内容的重要环节，同时也为从事土木类专业工作和材料类科研工作打下必要基础。

在实验课上，教师给出具体要求和必要说明后，应鼓励学生从材料、仪器的准备，具体过程的操作，试验数据的后期处理以及实验报告的填写都独立完成。尤其应该注重试验过程某些实际问题的出现，教师要引导学生发现问题，并从材料实际情况中分析原因，从而完善课堂教学所不能提供的实际工程问题。例如，进行普通混凝土试验时，当混凝土坍落度试验数据多次不符合要求时，教师应引导学生从原材料角度出发，若砂、石级配合适，是否存在含水率问题而试验初期没有考虑；当混凝土标养28 d实测抗压强度远低于设计值时，启发学生思考是否因水泥储存不当，部分失效，后期水化程度较低，水泥凝结硬化削弱，从而导致混凝土抗压强度较低。

教师应突出学生在试验中的主导地位，充分发挥学生的自主能力，培养学生的创新意识，将试验主动权交给学生，即学生可以自行分组，将学院实验室现有仪器、课堂理论知识与自身兴趣相结合，设计具有研究性和创新性的开放性试验。学生在阅读文献、设计试验项目后提交具体试验方案，并将教师进行修正与完善后的试验方案具体完成，根据试验过程发现和解决问题，最后根据试验结果完成试验报告或论文。

3　充分利用多媒体技术，将具象形式与工程实例引入教学

《土木工程材料》是一门具有工程实际意义的综合课程，独立的理论知识学习不能充分发挥这门课程专业知识网络结构形成的核心作用，因此，运用多媒体技术将抽象概念具体化，并在教学中引入土工工程实例，让学生通过视觉直观认识不同性能材料的内部结构，了解土木工程中材料举足轻重的地位，各特性的材料决定了工程的经济、可靠、耐久和低碳等多方面因素。将抽象的概念转化为形象立体可描述，并从感性角度激发学生对初期接触专业知识的热爱，这对该门课程的学习可以起到事半功倍的效果。

材料的组成、结构与性能的关系是理解《土木工程材料》主要要素关联的基础，但复杂的空间结构仅依靠书本文字描述是难以理解的，因此，利用CAI课件可以将三维动画形式引入传统教学，让学生直观材料内部结构；利用3DMAX制作硅酸盐晶体模型，在学习水泥水化反应时能具体了解其水化产物状态；利用SEM图片讲解碱集料反应，理解为何水化硫铝酸钙被称为“水泥杆菌”。

《土木工程材料》基于工程实际，因此将具体实例引入教学是必要手段。在学习混凝土耐久性章节时，可提供因材料耐久性未达标而引起的严重事故实例，让学生意识到材料各项性能技术标准需严格按照国标、行标及地标要求。例如我国某城市连续出现居民住宅楼裂缝倒塌事件，造成了人员和经济的重大损失。同样，专业自豪感也是激发学生学习兴趣的有效方式，将《伟大工程巡礼》《建筑师》《超级工程》等建筑工程记录片引入教学，或推荐供学生观看，感受每一种材料在巨大工程中的力量，极大的激发学生的学习激情。同时，通过多媒体向学生介绍新型材料，也将课程与材料的最新动态发展紧密联系，开阔课程视野。

4　结语

对教学改革而言，提高课堂效率，改进教学方式，加强实践环节是核心力量，《土木工程材料》教学活动中扎实的掌握理论知识和必要的工程实际应用是相辅相成的有机体系，提供优异的课堂氛围，优化实验课程，充分利用多媒体将抽象化具象，将提高学生学习的自主能动性、加强其创新意识的培养，并树立良好的工程观念。

参考文献：

［1］赵维军.教学改革中如何实施有效教学［J］.考试周刊，2011 （1）：30.

［2］童建华，严敏.注重实验教学改革，提升创新能力［J］.上海工程技术大学教育研究，2005（2）：7-9.

The teaching reform and practice innovation of Civil Engineering Materials course

Ran Kun
（Materials and Architectural Engineering Institute，Guizhou Normal University，Guiyang 550000，China）

Abstract：This paper briefly analyzed the existing problems in Civil Engineering Materials course teaching，from the course content selection，test content structure optimization，multimedia technology use aspects，reformed the teaching system and content of the course，conducive to the improvement of teaching quality and efficiency.

Key words：civil engineering material，teaching reform，course content

中图分类号：G642. 0

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0255-02

收稿日期：2015-12-21

作者简介：冉坤（1988-），女，助教