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土木工程材料課程教學(xué)改革探討

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土木工程材料課程教學(xué)改革探討

摘要:針對(duì)《土木工程材料課程建設(shè)和教學(xué)中存在的主要問(wèn)題,從教學(xué)方案優(yōu)化、內(nèi)容組織、師資建設(shè)、教學(xué)模式改革等方面進(jìn)行探索,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到增強(qiáng),教學(xué)效果有了明顯改善。

關(guān)鍵詞:土木工程材料課程建設(shè);教學(xué)法研究

1課程建設(shè)的背景和存在的主要問(wèn)題

材料科學(xué)和技術(shù)發(fā)展日新月異,新材料、新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮,對(duì)《土木工程材料》課程的教學(xué)不斷賦予新的內(nèi)容和要求?!锻聊竟こ滩牧稀氛n程是土木工程專業(yè)和工程管理專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)生通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí),能夠掌握主要土木工程材料的基本組成、生產(chǎn)技術(shù)、材料性能、質(zhì)量控制、檢驗(yàn)及應(yīng)用方法,了解材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系以及土木工程材料的新技術(shù)、新發(fā)展,為后續(xù)的《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》《土木工程施工》《土木工程管理》等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。但是,在課程實(shí)際教學(xué)中存在以下主要問(wèn)題:①《土木工程材料》課程內(nèi)容過(guò)多,可以說(shuō)是紛亂龐雜,包羅萬(wàn)象,涵蓋氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、瀝青、金屬材料、墻體材料、有機(jī)高分子建筑材料等十幾大類材料,每一大類材料又分為多個(gè)不同品種,每種材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性能、檢測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用各具特色,大量概念與規(guī)律比較抽象,相當(dāng)多的知識(shí)點(diǎn)需要記憶。②章節(jié)之間相對(duì)獨(dú)立,自成體系,經(jīng)驗(yàn)性的東西多,邏輯推理性內(nèi)容少,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中抓不住重點(diǎn),沒有頭緒。③學(xué)生的材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)欠缺,大部分材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念幾乎都是學(xué)生第一次接觸。課改前學(xué)生普遍感覺課程結(jié)構(gòu)凌亂,枯燥無(wú)味、晦澀難懂,產(chǎn)生畏難情緒,學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。為提高《土木工程材料》課程的教學(xué)效果,課程組經(jīng)過(guò)調(diào)研學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)分析,結(jié)合教學(xué)實(shí)際,嘗試從師資、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核模式等4個(gè)方面對(duì)《土木工程材料》課程進(jìn)行教學(xué)改革探討與實(shí)踐。

2跨專業(yè)交叉授課形成課程組

為了把《土木工程材料》課程中材料學(xué)知識(shí)系統(tǒng)和條理地傳授給學(xué)生,課程組打破由單一專業(yè)教師授課的傳統(tǒng)模式,聘用跨專業(yè)教師交叉授課形成課程組教學(xué)。《土木工程材料》課程教學(xué)任務(wù)原來(lái)由一名教師獨(dú)立授課,現(xiàn)在課程組由土木工程專業(yè)教師2人和材料學(xué)專業(yè)教師1人組成,課程組教師共同參與課堂講授知識(shí)點(diǎn)討論,論證講評(píng)案例,一起設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。課程組既能從土木工程專業(yè)角度向?qū)W生介紹材料的結(jié)構(gòu)與性能,又能以材料學(xué)理論為基礎(chǔ)幫助學(xué)生理解材料在土木工程中的應(yīng)用。

3及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化教學(xué)方案

針對(duì)土木工程材料品種門類眾多、結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別、性能各不相同、發(fā)展日新月異的特點(diǎn),課程組經(jīng)多次調(diào)研和研討論證,充分利用學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì),以組成與結(jié)構(gòu)決定性能、性能決定應(yīng)用為主線,重新對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行抽絲剝繭式優(yōu)化編排,分門別類,力求做到重點(diǎn)突出,聯(lián)系實(shí)際。調(diào)整后的課程內(nèi)容兼顧基礎(chǔ)知識(shí)和現(xiàn)代技術(shù),突出理論方法的同時(shí)強(qiáng)化工程應(yīng)用。在講授氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、瀝青等傳統(tǒng)材料時(shí),重點(diǎn)內(nèi)容放在性質(zhì)、檢測(cè)、質(zhì)量控制、應(yīng)用以及施工過(guò)程中材料可能出現(xiàn)的問(wèn)題和對(duì)策等方面,帶學(xué)生到施工現(xiàn)場(chǎng)考察、實(shí)習(xí),將所學(xué)知識(shí)融入工程實(shí)踐中,提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性與先進(jìn)性,課程組及時(shí)關(guān)注土木工程材料研究和發(fā)展動(dòng)態(tài),緊跟發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合典型工程應(yīng)用,不斷將新技術(shù)新應(yīng)用融入課堂,及時(shí)補(bǔ)充了“碳纖維增強(qiáng)混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“材料無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用”等教學(xué)內(nèi)容。其他該簡(jiǎn)則簡(jiǎn),對(duì)建筑鋼材、墻體材料、合成高分子材料等材料的講授,安排學(xué)生自學(xué)和討論報(bào)告形式完成。

4引入適量音像資料豐富課堂教學(xué)

《土木工程材料》是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,文字語(yǔ)言的表述代替不了直接的感官認(rèn)識(shí)。如果學(xué)生接觸不到真實(shí)的材料,看不到這些建筑材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用,那么,即使教師專業(yè)知識(shí)學(xué)養(yǎng)深厚,課堂講授口若懸河,也會(huì)顯得蒼白無(wú)力,教學(xué)效果平平。因此,課程組集思廣益,充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)視頻資源輔助課堂教學(xué)。結(jié)果表明,適時(shí)適量適當(dāng)引入視頻教材,能夠活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生理解鞏固理論知識(shí),還具有強(qiáng)化記憶、指導(dǎo)實(shí)踐、延伸課堂、開拓思維的效果。在講授氣硬性材料石灰的概念時(shí),給學(xué)生播放“石灰”和“石灰石的利用”等視頻教材。視頻一開始就匠心獨(dú)運(yùn),聲情并茂地引用明代政治家于謙的托物言志詩(shī)“石灰吟”,強(qiáng)烈吸引了學(xué)生的注意力,隨之動(dòng)態(tài)展示了石灰石、生石灰、欠火石灰、過(guò)火石灰、熟石灰的成分和形貌,對(duì)容易混淆的石灰概念作了簡(jiǎn)單明了的比較闡述,使學(xué)生對(duì)石灰的前世今生有了大致清晰的認(rèn)識(shí),然后依次介紹“石灰焙燒”“石灰熟化”“石灰陳伏”“石灰硬化”等現(xiàn)象和理論,輔以反應(yīng)方程式,自然引向石灰的氣硬性膠凝材料性能。在講授碳纖維在建筑補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用中,通過(guò)碳纖維布加固施工工藝流程、施工方案3D視頻教學(xué),呈現(xiàn)使用碳纖維布來(lái)提高鋼筋混凝土構(gòu)件承載力的補(bǔ)強(qiáng)加固方法。視頻不僅讓學(xué)生了解了碳纖維作為結(jié)構(gòu)材料具有高強(qiáng)高模的優(yōu)良力學(xué)性能,對(duì)碳纖維快速補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用印象深刻,更對(duì)“環(huán)境保護(hù)”的理念提高了認(rèn)識(shí)。課程組還利用音像教學(xué)介紹大型工程,如大劇院、體育場(chǎng)館、跨海大橋、高鐵等建設(shè)工程中涉及的各類主要材料,體現(xiàn)理論知識(shí)與工程應(yīng)用的緊密聯(lián)系,使學(xué)生在欣賞建筑美的同時(shí),對(duì)土木工程材料的神奇作用贊嘆不已。

5發(fā)揮輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《土木工程材料》課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié),將現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)與視頻教學(xué)有機(jī)結(jié)合,可以使課程從抽象變形象,從枯燥變生動(dòng),幫助學(xué)生掌握復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)技術(shù),對(duì)學(xué)生技能的提高和基礎(chǔ)理論的形成具有十分重要的作用。在混凝土的相關(guān)試驗(yàn)中,如混凝土拌合物的配合比、和易性、混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)學(xué)校正在施工的建筑工地,通過(guò)施工技術(shù)人員的講解,近距離觀察工人師傅現(xiàn)場(chǎng)拌合水泥,并進(jìn)行其他試驗(yàn)。讓學(xué)生在實(shí)踐中了解各種工程實(shí)踐技能,發(fā)現(xiàn)自己的不足,并針對(duì)性的提高自己的專業(yè)知識(shí)水平。但因時(shí)間和施工進(jìn)度的關(guān)系,現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)有其局限性。為彌補(bǔ)不足,課程組補(bǔ)充利用視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生坐在寬敞明亮的教室里,對(duì)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程一目了然,不但牢固掌握了試驗(yàn)方法,而且對(duì)級(jí)配變化、用水量、水灰比、砂率、水泥品種、骨料條件、時(shí)間和溫度、外加劑等因素的影響有了更直觀清晰的認(rèn)識(shí),理解了水泥標(biāo)號(hào)和混凝土配合比的工程意義、工藝要求及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等,同時(shí)加深了對(duì)專業(yè)的認(rèn)同。

6改革課程考核和評(píng)價(jià)方式

課程組采取了靈活多樣的全程式考核模式,除用筆試手段測(cè)試學(xué)生理論知識(shí)掌握的程度,還利用平時(shí)口試、學(xué)生自主命題和分組討論、工地施工報(bào)告、小論文等多種方式相結(jié)合的形式。比如,學(xué)生通過(guò)撰寫碳纖維增強(qiáng)混凝土材料發(fā)展現(xiàn)狀報(bào)告,對(duì)國(guó)家重大工程項(xiàng)目上的進(jìn)行分析,不但測(cè)評(píng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的綜合能力、創(chuàng)新能力,而且通過(guò)教師點(diǎn)評(píng),讓原本“碎片化”的課程知識(shí)形成系統(tǒng),強(qiáng)化了課堂效果。

7結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)改革實(shí)踐,《土木工程材料》課程教學(xué)通過(guò)從更新教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化教學(xué)方案、交叉授課課程組建設(shè)、適量音像教學(xué)豐富課堂教學(xué)、改革考核和評(píng)價(jià)方式等,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到增強(qiáng),教學(xué)效果有了明顯改善。

作者:王艷芝 郭正恩 單位:. 中原工學(xué)院建筑工程學(xué)院 鄭州商業(yè)技師學(xué)院