“土木工程材料课程实践”教学方法探索

何燕

[摘 要]通过分析苏州科技大学无机非金属材料工程专业“土木工程材料课程实践”教学的思路和方法，即开设“土木工程材料课程实践”课程并结合工程实际问题，将混凝土配合比设计与混凝土相关试验进行整合与综合设计，有助于启发和引导学生自主性、研究性学习，可增强学生自主创新意识和团队协作意识、提高学生在灵活运用理论知识的基础上分析问题和解决问题的能力，使得学生专业技能得到全面锻炼。

[关键词]土木工程材料;课程实践;教学改革

[基金项目]2018年度苏州科技大学大学生创新创业训练计划项目“三维导热网络改性纳米复合相变材料的制备及其控温节能效率研究”（2018104280018）

[作者简介]何 燕（1987—），女，江苏盐城人，工学博士，苏州科技大学土木工程学院讲师，主要从事功能材料相关理论与教学研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）45-0-02[收稿日期] 2020-04-22

苏州科技大学无机非金属材料专业主要培养模式侧重于工程应用，其开设的“土木工程材料”课程是该专业一门重要的专业基础课程。该课程主要教学目的是向学生传授土木工程材料组成、结构、性能、检验及工程应用等方面的专业基础知识，其内容丰富，范围广泛，实践性强。该课程要求学生不仅要掌握土木工程材料形成机理、性能、结构与最合理的使用方法，更要学会通过相关理论知识辩证地分析和评定材料，以获得解决工程实际问题的方法。该课程具有实践性强、知识体系分散、内容繁杂等特点。结合高等教育改革的基本发展趋势，我校无机非金属材料专业在“土木工程材料”课程中进行了大量实践教学探索和创新，通过将混凝土配合比设计与水泥实验、骨料实验及混凝土实验进行整合与综合设计，开设“土木工程材料课程实践”环节，将研究性教学理念引入实践教学环节，以启发和引导学生自主性、研究性学习。

一、开展课程实践的必要性

传统的“土木工程材料”课程教学大纲中理论学时较多，而实验学时较少。比如，我校“土木工程材料”实验课安排12课时，内容主要包括土木工程材料的基本性质实验、水泥实验、混凝土用集料质量指标检测实验、新拌混凝土和易性及强度检测实验、钢筋力学与机械性能实验、石油沥青实验。这些实验教学项目按照预先分配的课时分散进行，各项实验内容相对独立。实验项目主要以演示性、对比性和验证性为主，内容单一缺乏逻辑性和关联性，难以调动学生的主动性、积极性。

基于此，传统的实验教学模式不能满足当前人才培养的需要。为了更好地激发学生学习兴趣，培养其主动探究、独立思考和科研实践能力，有必要对现有教学模式进行改革，以提高教学质量。我校无机非金属材料专业结合高等教育改革的基本发展趋势，在适当减少课时保证教学质量的前提下，加强对学生综合素质和创新能力的培养。对“土木工程材料”课程进行创新改革，建立综合渗透的研究性课程实践教学模式，围绕工程混凝土配合比设计核心问题展开综合实验集训，以激发学生自主学习动力并提升综合实践能力。

二、课程实践的实施

课程实践环节主要由专业教师和实验教师共同指导。专业教师制定实施计划和综合实践任务书，实验教师负责开放实验室并统一管理仪器设备和实验场地等。学生在教师指导下组队开展课程实践任务。

（一）教师职责

在课程实践过程中，专业教师主要负责实践课题的制定、实践过程中试验方法及设计思路的指导、课程实践成绩考核评定等。

选题：课程实践课题的制定以“土木工程材料”课程中水泥混凝土相关理论知识为基础，以实际工程中所需混凝土为实践题目，根据实际工程部位所用混凝土的强度等级、和易性、孔隙率、耐久性、经济性以及其他特定功能要求，编制混凝土配合比设计任务书，为学生提供真实的实践背景，并要求学生围绕混凝土配合比设计这个核心问题展开水泥实验、骨料实验及混凝土实验，以验证混凝土配合比设计合理性并对设计过程进行校正。

实践过程指导：专业教师根据实践课题制定进度安排，针对混凝土配合比设计所涉及的基本理论知识和相应原理进行讲解，指导学生进行资料搜集和整理;全程跟踪并要求学生按进度严格执行实践课题，对学生的混凝土配合比设计思路和实验过程进行指导和检查，考察每组学生的实验操作是否规范，实验方法和步骤是否符合相应标准，并对学生操作偏差和失误进行指导和纠正。

课程实践成绩考核：综合考量学生的混凝土配合比设计思路、分析过程、解决方案等方面，对学生在课程实践过程中的综合表现进行成绩评定，鼓励学生主动探究，团队协作，提高实践和创新能力。

（二）学生任务

在课程实践过程中，积极发挥学生自主创新能力和团队协作能力，将学生分成若干小组，每组5～6人，各小组成员分工明确，协作完成混凝土配合比设计任务。每组推选一名组长，负责组织小组成员开展具体工作，并协助教师完成实验室与设计教室管理工作，进行小组之间的协调与沟通工作。

在接到课程实践任务后，各小组成员按照实践内容进行集体讨论，在检索查阅文献资料及规范标准的基础上分析工程实际问题，拟定混凝土配合比设计方案，进而开展配合比计算与试验验证工作，并将解决方案和设计结果进行整理汇编，撰写混凝土配合比设计书。

三、成效与特色

结合当前工程实际中混凝土相关热点问题，专业教师精心选择实践课题，考虑实际工程现状及热点问题，扩展实践内容且难易程度适中，给予学生独立思考空间，并将网络资源的搜集学习，混凝土配合比方案设计与实验室动手操作训练相结合，以此拓展学生学习视野、增强学生自主创新意识和团队协作意识、提高学生灵活运用理论知识的基础上分析问题和解决问题的能力，使得学生专业技能得到全面锻炼。同时，指导教师在指导学生分析和解决工程實际问题的过程中以及近距离接触本科生的过程中吸收很多新思想，可强化自身的创新意识和能力。另外，通过对该课程实践环节的实施和建设，还形成了以下特色。

（一）實践选题实用性与创新性兼备

在对学生讲授混凝土配合比设计基本理论的基础上，适当拓展所设计混凝土的性能与应用范围，比如透水混凝土、轻骨料混凝土、自密实混凝土、海工混凝土等配合比设计。鼓励学生自主学习，通过网络检索与查新，拓展知识与眼界，激发创新思维，不再局限于课本以内的基础知识，而是能做到举一反三，触类旁通，真正达到学以致用。

（二）课程实践环节为全国大学生混凝土材料设计大赛奠定基础

作为当前国内建材专业领域规模最大的一项比赛，全国大学生混凝土材料设计大赛已成为我国混凝土行业一项重要的专项技能竞赛活动，在建材专业类学生中产生很大影响力。通过土木工程材料课程实践的综合训练，可显著提升学生在混凝土材料设计方面专业能力，让学生牢固掌握综合运用各种专业知识和技能的能力，为参加全国大学生混凝土材料设计大赛奠定坚实基础。

四、结语

顺应高等教育改革的基本发展趋势，我校无机非金属材料工程专业“土木工程材料”课程中进行了大量实践教学探索和创新，所开设的“土木工程材料课程实践”结合工程实际，通过将混凝土配合比设计与水泥实验、骨料实验及混凝土实验进行整合与综合设计，将研究性教学理念引入实践教学，加强对学生综合素质和创新能力的培养。实践证明，“土木工程材料课程实践”可提升学生实践能力，强化专业知识与技能。

参考文献

[1]宋旭艳，郜志海，韩静云.《土木工程材料》课综合型实验教学的探索与实践[J].科技创新导报，2011（27）：194.

[2]徐方，朱婧，顾功辉.《土木工程材料》实验课程研究型教学方法分析与实践[J].教育教学论坛，2018（12）：279-280.

[3]潘长春.土木工程材料实验应用型教学改革的研究[J].教育教学论坛，2020（4）：211-213.

Exploration of Teaching Methods of "Course Practice in Civil Engineering Materials"

HE Yan

（School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215011， China）

Abstract： The teaching thought and methods of 'course practice in civil engineering materials' set for the majors of inorganic nonmetallic material engineering in our university have been introduced in this paper. Combined with the hot topics in real projects， the mix proportion design of concrete was integrated with lab experiments including cement test， aggregate test as well as concrete test. In this way， "course practice in civil engineering materials" was set and was aimed to enlighten and guide students to study and explore in an autonomous and research-based manner. The practice has proved that it helps to enhance students' consciousness of independent innovation and teamwork， and improve students' ability to analyze and solve problems based on the flexible application of theoretical knowledge， as well as fully train their professional skills.

Key words： civil engineering materials; course practice; educational reform