浅谈土木工程材料课程教学改革范文

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摘要:简要分析了土木工程材料课程教学中存在的问题，根据土木工程材料课程具有的内容庞杂，种类繁多，教材更新滞后，新材料涉及较少，教学内容与工程相脱节，实验课时较少等特点，提出了土木工程材料课堂课程建设的内容与改革措施，调动学生的参与度和积极性，激发学生的学习热情，进而达到提高课堂教学质量的目的。

关键词:土木工程;土木工程材料;教学改革

土木工程材料是土木工程、工程管理和建筑学等专业必修的一门专业基础课，主要讲授土木工程领域常见的各种材料的组成、结构、性能和工程应用等方面的基本知识。通过本课程的学习，可以使学生能够根据不同工程条件合理选择和正确使用材料，具备基本的对因材料引起的工程质量问题进行分析及提出相应的改进措施的能力，并为后续课程的学习提供必要的材料方面的基础知识理论。土木工程材料课程中涉及的材料种类繁多，内容庞杂，并且各章节之间相互独立，逻辑性不强，同时由于材料科学的飞速发展，新材料、新技术、新工艺层出不穷。传统的教学模式越来越不能适应新型工程技术人才的培养要求。因此，如何在教学过程中激发学生的学习积极性，提高教学质量，同时教会学生如何将所学的内容与工程联系起来，学会用所学的理论知识分析和解决实际工程中遇到的问题是授课教师必须考虑的问题[1]。

1土木工程材料课程的特点及存在的问题

1.1课程内容庞杂，自成体系

土木工程材料泛指在土木工程建设过程中所涉及的各种材料，包括无机胶凝材料、混凝土、建筑钢材、沥青、高分子材料和功能材料等各种材料。课程所需要讲授的内容庞杂，种类繁多，并且每种材料都存在相对独立的组成、结构、性能及应用。其背后都涉及各自庞大的材料科学体系。材料之间的联系不够紧密，各章节之间相对独立。在教学过程中难以理清材料的共性及教学主线，学生在学习的过程中普遍感觉章节之间跳跃比较大，逻辑性弱，知识点之间无条理可循。同时，由于章节内涉及材料从生产、组成、性能指标到应用等一系列内容，造成本课程知识点多，信息量大且逻辑性弱的特点。课程教学主要利用PPT等形式采用讲授的方式来给学生教授相关的教学内容，包括各类材料的基本性能、与工程密切相关的试验方法、相应的施工规范和技术标准等。其中涉及的基本概念和经验性总结的内容非常多，理论推导及计算比较少，加之内容之间缺乏相应的逻辑性。往往整堂课讲授下来会让学生感觉枯燥乏味，没有多大的乐趣，很难激发学习热情和兴趣。

1.2教材更新滞后,新型土木工程材料涉及较少

课程教材以传统土木工程材料为主，而随着新型土木工程材料和相应施工技术的发展，新材料、新工业不断推陈出新，在工程建设中应用日趋普遍。新型土木工程材料的应用不仅推动建筑结构形式的变化，同时还增加了建筑物的功能，降低了成本与维护费用。但在课程教材中不易体现这些变化。为此需要教师在备课过程中不断补充新型土木工程材料的相关知识。此外，课程内容所涉及的各种材料标准、试验和应用规范等也会不断修订，教材难以快速跟进标准修订，这也需要教师在备课过程中查阅相关标准规范，及时更新相关内容。

1.3教学内容与工程实际脱节

土木工程材料是一门专业基础课，但由于土木工程学科的性质，课程讲授内容必须紧密联系工程实际。任课教师特别是青年教师，由于长期身处学校教学环境之中以及自身知识结构的局限，很少有参与实际工程项目的机会，缺乏相关的工程经验。在教学过程中，教学内容同工程实际相脱节，讲授知识较少涉及其在工程中的具体应用。同时由于课程涉及材料品种繁多，很少有教师能够对每种材料的工程应用都深入了解，这就造成土木工程材料这门课程在教学过程中可能会由于教师知识结构体系的不同而有所侧重，实际教学内容未覆盖或只是部分覆盖相关工程应用。

1.4实验教学课时不足

土木工程材料课程所安排的实验课时较少，实验内容在安排上既包括一些基本的材料性能的验证性试验，也包括混凝土配合比设计的综合性、设计性实验。但总体上而言，实验内容难以覆盖全部材料种类。按照实验课时安排，只能选取几种在土木工程领域具有代表性的常用材料来安排实验进行操作。对其他材料的性能，学生难以通过实验教学加深理解，缺乏直观印象。实验课时结构安排上，虽然包括一部分综合性、设计性实验，但仍以材料的基本性能验证性实验为主，实验安排缺乏灵活性。由于课程性质和实验内容，综合性、设计性实验在组织上以组为单位进行试验，虽然一定程度上锻炼了学生的团队协作能力，但不可避免会出现以某几位同学为主，其余同学参与程度较低的问题。

2课程建设的内容与改革措施

2.1改进教学方法，充分调动学生学习的积极性

由于土木工程材料种类繁多，课程内容涉及知识面广，叙述性内容多。教师采用讲述的教学方式，特别是对于材料性能的讲述，往往枯燥乏味，无法激发学生的学习热情，教学效果比较差。因此，需要在教学过程中借助多媒体方式，以视频、图片、动画等方式，将工程图片、案例、事故和实验视频等恰当地插入到课堂教学中，缓解平铺直叙的教学方式带给学生的疲惫感，激发学生的学习热情。同时，可以采用翻转课堂、抛锚式教学引导[2]等形式，提升学生的参与感，在课堂中增加讨论的部分，充分调动学生，培养学生独立思考问题和激发学生参与热情的目的。土木工程材料的教学需要同工程实例[3]紧密联系，材料的性能直接影响到结构的工作性能、安全性能和耐久性能，在讲授材料性质时结合工程实例可以提高课堂的生动性，有利于学生对材料性能的理解。这就要求教师精心设计和组织教学，将工程案例穿插到教学中，通过课堂讨论或课程小论文等形式，调动学生的主动能动性，培养学生独立发现、研究和解决问题的能力。

2.2及时更新教学内容

在教学过程中，教师需要时刻关注土木工程材料相关内容的最新动态，更新教学内容，弥补教材更新不及时的缺陷。要拿出相应的课时，增加土木工程材料领域的发展动向和最新研究成果专题，重点介绍最新的研究成果。通过专题讲座、专题讨论等形式帮助学生了解新材料、新技术和新方法的发展概况，培养学生科学研究的兴趣。

2.3增加多种考核形式

课程考核包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩等部分。在教学考核中增加了课程报告环节，内容要求学生做文献综述或制作小制品、小发明等。具体要求学生或针对课程所涉及的相关材料就某一专题撰写课程小论文；或运用学到的材料方面的知识来分析生活中碰到的一些破坏现象；或针对某一专题查阅文献，撰写文献综述，培养学生归纳总结分析的能力；或运用土木工程材料进行一些小制作、小发明，增加课程的趣味性，培养学生的动手能力。课程报告环节锻炼了学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，丰富了课程考核的内容。

2.4增加研究性、开放性实验的灵活性

土木工程材料课程的实验教学中，除开展常规验证性实验外，还增加研究性、创新性和开放性实验的灵活性[4]。例如，混凝土的配合比设计试验，在开展开放性实验的过程中，可以根据某一科研课题，针对某种特殊混凝土，给定学生设计任务，分组设计，发挥学生的主观能动性，让学生通过查阅文献、规范标准，按照要求完成配合比设计任务。然后根据所得到的配合比进行拌和成型，调整和易性，最终完成试验。也可以以班级为单位进行实验任务设计，班级各组完成的实验任务组成几个对比组，这样既完成了教学任务，同时协助教师完成科研课题，最终得到的实验报告作为课题项目报告的一部分，提升学生的科研参与度。在此过程中培养学生的协作能力和团队精神。实验教学可以帮助学生了解材料的试验方法和评定方法，对材料性能有直观的印象。学生以常规性试验和研究性、设计性实验为基础，熟悉材料性能，为在课程考核环节进行的开放性试验打基础，在开放性试验环节，学生根据前期试验对材料性能的理解，制作同课程相关的小创意、小发明。根据材料的性能进行成型、养护和测试等内容。在课程的考核中，要求学生以组为单位介绍所制作的小创意作品，提升了课程的灵活性和参与度，取得良好的教学效果。

2.5结合竞赛和创新项目，拓展课程教学

利用学生参与课外科研活动的机会，拓展相关教学内容。选拔和指导学生参与各类竞赛活动，比如说大学生混凝土配合比设计大赛、混凝土材料性能测试竞赛等，以学生为中心，以竞赛为手段，锻炼学生对相关材料性能的理解和实际操作技能。指导学生申报大学生创新创业项目，指导学生对相关项目进行查阅文献、设计实验内容、分析试验结果并撰写项目报告，帮助学生初步认识科研，参与科研。通过竞赛和创新项目等形式，将土木工程材料的课程教学同实际运用相结合，既传授了知识又培养了学生的能力。

3结语

土木工程材料是一门专业基础课，学好这门课程对学生日后从事设计、施工等工作有重要作用。但由于课程本身的特点和课时的限制，如何在有限的课时内完成教学内容，并提高学生对课程内容的理解，必须在教学方式上进行不断的改革和尝试。土木工程材料的发展日新月异，相应的施工工艺也不断进步，新材料、新技术更新换代周期越来越短，这就要求我们必须紧密贴近材料发展的前沿，贴近工程实践，不断更新教学内容。只有通过不断的教学改革，因材施教，提升学生的参与度和积极性，才能提高土木工程材料的教学质量，培养和造就更多更好的人才。

参考文献

[1]苏达根,张志杰,张慧珍,等.《土木工程材料》课程改革刍议[J].理工高教研究,2004,23(3):86-87.

[2]钱红萍,李书进.土木工程材料课程教学改革整体优化探讨[J].高等建筑教育,2009,18(5):70-73.

[3]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.

[4]钱红萍,李书进,蒋晓曙.基于工程素质与创新能力培养的“土木工程材料”教学改革实践[J].常州工学院学报,2011,24(6):85-88.

作者：宋鲁光 单位：常州工学院土木建筑工程学院