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土木工程材料课程教学改革探讨论文
摘要:针对《土木工程材料》课程建设和教学中存在的主要问题，从教学方案优化、内容组织、师资建设、教学模式改革等方面进行探索，学生的学习积极性得到增强，教学效果有了明显改善。
关键词:土木工程材料课程建设;教学法研究
1课程建设的背景和存在的主要问题
材料科学和技术发展日新月异，新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷，对《土木工程材料》课程的教学不断赋予新的内容和要求。《土木工程材料》课程是土木工程专业和工程管理专业重要的专业基础课，学生通过对该课程的学习，能够掌握主要土木工程材料的基本组成、生产技术、材料性能、质量控制、检验及应用方法，了解材料结构与性质的关系以及土木工程材料的新技术、新发展，为后续的《结构设计原理》《土木工程施工》《土木工程管理》等专业课程的学习打下基础。但是，在课程实际教学中存在以下主要问题:①《土木工程材料》课程内容过多，可以说是纷乱庞杂，包罗万象，涵盖气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、沥青、金属材料、墙体材料、有机高分子建筑材料等十几大类材料，每一大类材料又分为多个不同品种，每种材料的制备、组成、结构、性能、检测方法、标准及应用各具特色，大量概念与规律比较抽象，相当多的知识点需要记忆。②章节之间相对独立，自成体系，经验性的东西多，逻辑推理性内容少，使学生在学习过程中抓不住重点，没有头绪。③学生的材料学基础知识欠缺，大部分材料学基础知识和基本概念几乎都是学生第一次接触。课改前学生普遍感觉课程结构凌乱，枯燥无味、晦涩难懂，产生畏难情绪，学习效果自然大打折扣。为提高《土木工程材料》课程的教学效果，课程组经过调研学习和文献分析，结合教学实际，尝试从师资、教学内容、教学方法和考核模式等4个方面对《土木工程材料》课程进行教学改革探讨与实践。
2跨专业交叉授课形成课程组
为了把《土木工程材料》课程中材料学知识系统和条理地传授给学生，课程组打破由单一专业教师授课的传统模式，聘用跨专业教师交叉授课形成课程组教学。《土木工程材料》课程教学任务原来由一名教师独立授课，现在课程组由土木工程专业教师2人和材料学专业教师1人组成，课程组教师共同参与课堂讲授知识点讨论，论证讲评案例，一起设计教学内容。课程组既能从土木工程专业角度向学生介绍材料的结构与性能，又能以材料学理论为基础帮助学生理解材料在土木工程中的应用。
3及时更新教学内容和优化教学方案
针对土木工程材料品种门类众多、结构千差万别、性能各不相同、发展日新月异的特点，课程组经多次调研和研讨论证，充分利用学科交叉优势，以组成与结构决定性能、性能决定应用为主线，重新对授课内容进行抽丝剥茧式优化编排，分门别类，力求做到重点突出，联系实际。调整后的课程内容兼顾基础知识和现代技术，突出理论方法的同时强化工程应用。在讲授气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、沥青等传统材料时，重点内容放在性质、检测、质量控制、应用以及施工过程中材料可能出现的问题和对策等方面，带学生到施工现场考察、实习，将所学知识融入工程实践中，提高分析和解决实际问题的能力。为保持教学内容的新颖性与先进性，课程组及时关注土木工程材料研究和发展动态，紧跟发展趋势，结合典型工程应用，不断将新技术新应用融入课堂，及时补充了“碳纤维增强混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“材料无损检测技术应用”等教学内容。其他该简则简，对建筑钢材、墙体材料、合成高分子材料等材料的讲授，安排学生自学和讨论报告形式完成。
4引入适量音像资料丰富课堂教学
《土木工程材料》是一门实践性非常强的课程，文字语言的表述代替不了直接的感官认识。如果学生接触不到真实的材料，看不到这些建筑材料在实际工程中的应用，那么，即使教师专业知识学养深厚，课堂讲授口若悬河，也会显得苍白无力，教学效果平平。因此，课程组集思广益，充分利用丰富的网络视频资源辅助课堂教学。结果表明，适时适量适当引入视频教材，能够活跃课堂气氛，激发学生学习兴趣，帮助学生理解巩固理论知识，还具有强化记忆、指导实践、延伸课堂、开拓思维的效果。在讲授气硬性材料石灰的概念时，给学生播放“石灰”和“石灰石的利用”等视频教材。视频一开始就匠心独运，声情并茂地引用明代政治家于谦的托物言志诗“石灰吟”，强烈吸引了学生的注意力，随之动态展示了石灰石、生石灰、欠火石灰、过火石灰、熟石灰的成分和形貌，对容易混淆的石灰概念作了简单明了的比较阐述，使学生对石灰的前世今生有了大致清晰的认识，然后依次介绍“石灰焙烧”“石灰熟化”“石灰陈伏”“石灰硬化”等现象和理论，辅以反应方程式，自然引向石灰的气硬性胶凝材料性能。在讲授碳纤维在建筑补强的应用中，通过碳纤维布加固施工工艺流程、施工方案3D视频教学，呈现使用碳纤维布来提高钢筋混凝土构件承载力的补强加固方法。视频不仅让学生了解了碳纤维作为结构材料具有高强高模的优良力学性能，对碳纤维快速补强的应用印象深刻，更对“环境保护”的理念提高了认识。课程组还利用音像教学介绍大型工程，如大剧院、体育场馆、跨海大桥、高铁等建设工程中涉及的各类主要材料，体现理论知识与工程应用的紧密联系，使学生在欣赏建筑美的同时，对土木工程材料的神奇作用赞叹不已。
5发挥辅助实验教学手段
实验教学是《土木工程材料》课程重要的教学环节，将现场教学与视频教学有机结合，可以使课程从抽象变形象，从枯燥变生动，帮助学生掌握复杂的实验技术，对学生技能的提高和基础理论的形成具有十分重要的作用。在混凝土的相关试验中，如混凝土拌合物的配合比、和易性、混凝土的立方体抗压强度试验，首先进行现场教学，带领学生走进学校正在施工的建筑工地，通过施工技术人员的讲解，近距离观察工人师傅现场拌合水泥，并进行其他试验。让学生在实践中了解各种工程实践技能，发现自己的不足，并针对性的提高自己的专业知识水平。但因时间和施工进度的关系，现场教学有其局限性。为弥补不足，课程组补充利用视频实验教学，学生坐在宽敞明亮的教室里，对整个试验过程一目了然，不但牢固掌握了试验方法，而且对级配变化、用水量、水灰比、砂率、水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等因素的影响有了更直观清晰的认识，理解了水泥标号和混凝土配合比的工程意义、工艺要求及施工技术标准等，同时加深了对专业的认同。
6改革课程考核和评价方式
课程组采取了灵活多样的全程式考核模式，除用笔试手段测试学生理论知识掌握的程度，还利用平时口试、学生自主命题和分组讨论、工地施工报告、小论文等多种方式相结合的形式。比如，学生通过撰写碳纤维增强混凝土材料发展现状报告，对国家重大工程项目上的进行分析，不但测评学生运用知识的综合能力、创新能力，而且通过教师点评，让原本“碎片化”的课程知识形成系统，强化了课堂效果。
7结语
经过两年的教学改革实践，《土木工程材料》课程教学通过从更新教学内容和优化教学方案、交叉授课课程组建设、适量音像教学丰富课堂教学、改革考核和评价方式等，学生的学习积极性得到增强，教学效果有了明显改善。
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