《土木工程材料》精品课程建设的探索与实践

伍勇华　何廷树　李国新　南　峰　尚建丽　宋学锋

【摘 要】《土木工程材料》课程是土木类专业的重要专业基础课程,建设《土木工程材料》精品课程对促进土木类相关专业建设有重要作用。本文从教学内容建设、师资队伍建设、教学试验建设、土木工程材料陈列室建设、精品课程网站建设等多方面讨论了建设《土木工程材料》精品课程所取得的成果,为今后精品课程建设上升到新的台阶提供了可借鉴的经验。

【关键词】精品课程 土木工程材料 课程建设 实践

精品课程建设是提高我国高等教育教学质量的重要手段,全国各高等院校都在结合提高课程教育教学质量和师资队伍建设,不断推进各级精品课程建设。我校是一所以土木工程类专业为特色的理工类院校,《土木工程材料》课程是我校土木学院土木工程专业、交通工程专业及管理学院工程管理专业的专业基础课程,也是材料科学与工程专业材料应用方向的专业课程。《土木工程材料》课程的建设对促进相关专业的建设有着重要作用。

为不断提高《土木工程材料》课程的教育教学水平,建材教研室从丰富教学内容、完善教学手段、提高师资水平、建立课程网站等方面入手进行精品课程建设,取得了良好的效果。

一、整体规划

精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。为建设好《土木工程材料》精品课程,教研室进行统一规划,明确了《土木工程材料》课程的建设目标是建立多种教学手段(课堂讲授、网络教学、实验教学、材料陈列室教学、网上答疑等)相结合的课程教学体系,注重培养学生的创造性思维和解决实际问题的能力,使学生熟悉土木工程材料的基本知识,掌握土木工程材料的性能与应用,提高学生应用材料的综合素质。力争成为西安建筑科技大学精品课程和陕西省精品课程,并为申报国家级精品课程做好准备。

根据这一目标,确定了实施方案,首先,统一讨论修改各个专业方向的教学大纲,进一步明确课程的重点和难点;其次,根据教学大纲整理、编写文字教案,在文字教案的基础上分工完成多媒体课件的制作,制作完后教研室组织讨论进行修改;第三,由实验室组织完成课程试验指导书的修改及试验仪器设备的更新,进一步改进实践教学环节;第四,结合我校“材料与矿物标本陈列馆”的建设,做好土木工程材料陈列室相关展品的整理、收集、加工和标识等工作,并对典型材料的生产和施工工艺进行摄像、剪辑和配音等制作成多媒体课件,通过实物展示、讲解及多媒体课件演示,强化课堂教学效果。第五,利用相关软件制作精品课程申报网站及课程网站,充分利用网络资源,使课堂教学与网络教学密切结合。在精品课程建设中由教研室统一协调,组织实施。

二、教学内容与教学手段建设

首先,《土木工程材料》课程内容丰富,主要介绍土木工程所用到的主要材料,如水泥、骨料、外加剂、钢材、墙体材料、砖石、防水材料、木材、高分子材料、玻璃、陶瓷等的组成、性能及应用等,涉及品种繁多,而不同专业教学侧重点不同;其次,新品种土木工程材料不断涌现,相关标准不断更新;第三,该课程实践性强,很多知识是从实践和试验中总结得出。针对《土木工程材料》课程的这些特点,必须从教学内容的组织和教学手段的丰富等方面着手,提高教学效果。

1.《土木工程材料》课程教材建设

1990年,由我校王福川教授主编的《建筑工程材料》教材由中国科技文献出版社正式出版,并为西安交通大学、原西北建筑工程学院、西安武警工程学院、包头科技大学(原包头钢铁学院)等多所院校使用。《建筑工程材料》课程于1995年被评为我校重点课程,所编教材于1996年获建设部优秀教材二等奖。

1998年,由于国家调整专业目录,实行大专业,原来的建筑工程、桥涵工程及岩土工程都被统一到土木工程专业,成为几个专业方向,《建筑工程材料》课程在土木工程专业内即被改为《土木工程材料》,但在其他专业(如工程管理)《建筑工程材料》课程名称仍然不变。为适应新专业设置及材料发展现状的需要,在原《建筑工程材料》教材体系的基础上,将混凝土材料单独成篇,并增加了沥青混合料及装饰材料等部分,编写了《土木工程材料》教材,并于2001年由中国建材工业出版社出版。

目前,教研室又与高等教育出版社合作,正在编写新一版《土木工程材料》教材,教材编写中,在保持原有特点的基础上,进一步更新最新的材料品种,并注意结合最新标准和规范对相关内容进行修订,即注重知识的理论性,又与工程实际相结合,能够使学生在学习和工作中尽快学以致用。

2.《土木工程材料》课程教案及多媒体课件建设

《土木工程材料》课程面对我校土木工程、交通工程、工程管理、材料科学与工程等多个专业授课,各专业对授课内容的重点和难点要求不同,如土木工程专业侧重于结构材料、墙体材料、防水材料等土木工程中常用材料的性能及应用知识的掌握,而交通工程专业则注重水泥混凝土、沥青混凝土及土工材料性能及应用,工程管理注重各类材料产品主要技术性能指标及质量检验与控制,而材料科学与工程专业则注重材料的生产,材料组成及结构与性能的关系等内容。因此,需要针对不同专业进一步细化讲授的主要内容,明确不同专业的重点和难点,对教学大纲进行统一修订和完善。

土木工程材料与工程实际结合紧密,传统教学模式完全不能全面反映材料的外观形貌、工程应用状况,如何把该课程内容生动、有效地传授给学生,制作以文字、图片、影片、声音形式表达的多媒体教学课件是一条非常重要的途径。多媒体教学能够充分利用文字、图片、音像等多种途径对所讲授的内容进行多方面阐述,针对《土木工程材料》课程内容多、更新快、实践性强等特点,使用多媒体授课是十分必要的。因此,在文字教案的基础上,多方面搜集资料,对所讲授的主要课程内容全部制作了PPT课件,共计七百余张,在多媒体课件中还加入了不少视频内容,丰富了教学手段。

通过上述教学大纲修订、教材建设、教案建设及多媒体课件建设,完成了《土木工程材料》精品课程建设的基础内容。

3.《土木工程材料》课程实验建设

《土木工程材料》课程的重要特点之一就是实践性强,不仅很多有关材料性质的知识源于实践,而且材料性能测试技术等实践操作也是要求学生掌握的重要内容。因此,课程实验在《土木工程材料》精品课程的建设中占有很重要的地位。《土木工程材料》课程的实验课内容有如下特点:一是不同专业的《土木工程材料》课程对试验内容的要求不同,如土木工程专业学时最多,实验学时达14学时,而材料科学与工程专业课时较少,相应实验课时也较少。因此,各专业的实验内容有较大差异;二是学生班级多、人数多,而实验指导教师有限,每年进行《土木工程材料》课程实验的班级近30个标准班;三是试验内容及仪器设备随相关标准规范的修订需要不断更新。针对这些特点,并结合学校的实际情况,建材实验室对重点实验内容的仪器设备进行了更新购置,使每个实验项目的仪器设备达到10套,可以在保证每组人数少于5人的同时,每次进一个标准班同时实验,这样有效地提高了实验课程的指导效率。此外,有些实验内容制成多媒体课件或视频,对有些无法全部安排的实验内容,也使学生有所了解。

4.土木工程材料陈列室建设

为了提高材料科学与工程专业、土木工程专业、交通工程专业、工程管理专业及矿物资源工程专业相关材料课程的本科教学水平,依据我校本科生相关材料类课程教学特点及需要,结合相关材料领域的研究、应用及发展现状,我校在原“建筑工程材料陈列室”及“矿物标本陈列室”的基础上,经过重新分类、整理、扩充,并增加彩板说明及音像课件,建立了“材料与矿物标本陈列馆”。陈列馆分为土木工程材料陈列室、矿物标本陈列室及高温陶瓷陈列室三部分。土木工程材料陈列室主要陈列水泥、矿物掺合料及化学外加剂、骨料、混凝土、砂浆、墙体材料、气硬性胶凝材料、绝热与吸声材料、建筑玻璃和陶瓷、木材、防水材料及建筑钢材等样品共600余件(套)。

在土木工程材料陈列室的建设过程中,紧密结合《土木工程材料》课程的特点,按照授课内容安排展品及展柜,在课程学习中及时安排学生进行参观,对照实物进行课堂教学,增强学生的感性认识,更好地掌握相关材料的理论知识。

除了陈列材料样品和矿物标本外,土木工程材料陈列室还制作了描述主要材料类型、性能及用途的彩色挂板,以及水泥、高效减水剂、商品混凝土、高强预应力混凝土管桩、钢材、粘土砖、陶质砖、防水卷材、墙体保温材料等主要相关材料的生产工艺或施工工艺的音像课件。

土木工程材料陈列室以实物展品、彩板说明及音像课件等多种形式,提高了学生认识、识别相关材料的能力,加深了学生对相关材料组成、性能、生产及施工工艺、工程应用等知识的理解与掌握,是《土木工程材料》精品课程建设的突出特色之一。

三、师资队伍建设

教师是精品课程建设的关键因素。《土木工程材料》课程的任课教师年龄结构、知识结构和职称结构合理,既有任教数十年的老教师,也有新留校不久的青年教师;既有材料学基础扎实的教师,也有了解土木工程的教师;既有教授、副教授为本科生授课,也有讲师、助教为课程建设做出贡献。

《土木工程材料》课程的任课教师多次获得学校教学名师奖、教学成果奖、优秀实习指导教师、优秀研究生指导教师、青年教师讲课比赛优秀奖等各类奖项。

四、精品课程网站建设

精品课程网站建设是精品课程建设的重要环节。精品课程网站的建设既为学生提供了一个课前预习、课后复习的平台,成为师生交流的重要补充,而且也是使优质教学资源进行网络共享的重要途径,可以与其他兄弟院校进行交流。精品课程网站又分为申报网站和课程网站两部分。

在《土木工程材料》精品课程网站的建设中,采用模板式软件,选择清晰明了的架构,朴实淡雅的外观,重在内容建设。按照《土木工程材料》课程体系,将全部教学内容分章节上传文字教案、PPT课件及各章练习题,并选择可以即时在线观看PPT的播放软件,不需要下载后再观看,大大提高了课程网站的易用性。

经过一年多的资料准备、拍摄录像、视频剪辑配音、PPT课件制作、网站制作上传等大量工作,《土木工程材料》精品课程网站建成后当年通过校级精品课程和省级精品课程的评审,在提高《土木工程材料》课程教学水平的工作中起到重要作用。

精品课程建设虽然取得了初步成功,但还存在许多需要进一步改进和完善之处,如与学生进行实时交流和答疑,土木工程材料陈列馆展品的网络共享建设,实验教学内容的进一步改革和完善等,这些都需要继续进行研究与建设。

参考文献:

[1]吴芳,杨长辉.土木工程材料课程教学改革研究[J].高等建筑教育,2006,(12):79-81.

[2]柳礼泉,陈宇翔.精品课程建设与一流教师队伍培养[J].高等教育研究,2007,(3):77-81.