基于创新能力培养的《土木工程材料》课程教学改革探索

曾志勇

（台州学院 建筑工程学院，浙江 台州 318000）

基于创新能力培养的《土木工程材料》课程教学改革探索

曾志勇

（台州学院 建筑工程学院，浙江 台州 318000）

以培养大学生的综合素质和提高科研创新能力为目标，结合台州学院土木工程材料课程教学中存在的问题，提出从践行先进教学理念、优化课程教学内容、教学方式多样化和综合考核方式四个方面入手，对土木工程材料课程教学改革展开探索。给出了水泥、混凝土、砂浆等土木工程材料具体教学建议，可为国内同类院校的土木工程材料课程教学提供参考。

土木工程材料；创新能力；教学改革

1 前言

土木工程材料课程是工科院校土建类专业的一门专业基础课，具有很强的理论性和实践性。通过本课程的学习，使学生不仅能够根据不同工程要求和环境条件选用合适的土木工程材料，而且能理解材料性能与工程设计参数及施工措施的相互关系，初步具备分析和解决在实际工程中出现有关土木工程材料方面问题的能力。长期以来，我国大多数土木院校的土木工程材料课程的教学都是以教师讲授为主体，而忽略了学生的主体地位，培养出来的大学生缺乏创新思维和创新能力，无法适应社会对创新人才的需求。因此，土木工程材料课程教学必须改革，转变人才培养方式［1］，以培养大学生的综合素质和创新能力为教学导向和工作重点。

如何在减少课时保证教学质量的前提下，加强大学生综合素质和创新能力的培养，这是当前教学改革中大家共同关心的问题。本文将结合土木工程材料课程教学存在的问题，在践行先进教学理念、优化课程教学内容、教学方式多样化和考核方式综合化四个方面谈一些认识和体会，与业内同行共同探讨。

2 课程教学存在的问题

2.1 理论教学存在的问题

随着土木类高校课程体系的调整，土木工程材料课程的总学时被大大压缩，例如我校土木工程材料课程教学大纲规定64学时，其中理论教学48学时，实验教学16学时。而土木工程材料课程内容又很多，涉及的材料多达几十种，每种材料的性能又千差万别，彼此相关性不强。为完成教学任务，大多数教师的教学方法主要以“满堂灌”的方式为主，未能留出足够的时间和精力来引导学生独立思考、发现问题并相互讨论。因此，目前这种教学方式对培养学生的创新性思维和创新能力不利。

2.2 实验教学存在的问题

在土木工程材料课程的实验教学中同样存在着许多问题，主要表现在以下三个方面：

第一，传统的实验教学模式就是先由实验教师讲解实验任务和实验过程，然后学生按教师的要求分组进行验证性实验。实践证明，这种“验证式”的实验教学模式难以激发学生自主学习的兴趣，已经不适应当前以素质教育为核心，以培养学生创新能力为重点的高等教育体制。

其次，随着土木类高校课程体系的调整，土木工程材料课程的实验课时减少很多，学生很难进行一些大型的综合性、设计性的创新型实验。

最后，学生实验课的成绩缺乏科学、合理的评价，导致学生上课缺乏主观能动性，这对培养学生的创新意识和创新能力很不利。

土木工程材料课程教学中存在的这些问题，归结起来为教学理念、教学内容、教学方式和考核评价方式四个方面的问题。因此，为提高大学生的综合素质和创新能力，土木工程材料课程教学改革也应从这四个方面进行。

3 践行先进教学理念

教育理念的创新，既是各时代教学理念的继承和发展，也是教学改革取得积极效果的关键［2］。作者针对当前高等教育的基础实、口径宽、重实践、讲实效的特点，结合多年的教学实践经验，提出土木工程材料课程教学应践行实践育人、知识更新和科研创新等先进教学理念，提高学生的创新能力，以适应社会对创新人才的需求。

3.1 实践育人理论

实践育人理念就是把实践观应用于教育学，通过实践教育全面育人。在工科院校设置实验、实习、课程设计等实践环节，对激发大学生的创新思维，提高创新能力的效果十分显著。在具体教学当中，可以通过实验、实习、参观等多种实践途径，提高学生实践能力和创新能力。当实验课时较少时，可以通过多媒体教学的方式，将一些材料的制备过程图片、组成和微观结构图片、性能检测试验视频和材料在实际工程中应用视频等资料展示给学生，增加其感性认识。同时可以组织学生去混凝土搅拌站、墙材生产企业、建材市场和建筑工地等地方参观，让学生对这些材料的原材料、生产、运输、施工、应用和废弃等全生命周期都有很好的了解，这将对学生系统掌握材料各方面的知识产生非常好的效果。对于“综合性、设计性”的实验，尽可能让每个学生都能根据自己的兴趣设计实验并亲自动手操作，引导学生在整个实验过程中都能认真观察、独立思考和分析，对试验中出现的现象和问题能够找出原因并提出应对措施。例如在普通混凝土配合比设计试验当中，当学生根据现有的原材料和设计要求计算出配合比，进行试配时发现混凝土和易性不能满足设计要求，那么可以引导学生根据所学的理论知识，找出问题出现的原因，并提出改善混凝土性能的措施，使得混凝土和易性满足设计要求。

3.2 知识更新理念

教学内容要跟上时代发展的要求，及时进行知识更新，尤其是有关土木工程材料的新材料、新技术、新工艺和新标准方面的知识，要紧跟当今材料的发展趋势。在有关新材料和新技术方面重点突出以高效化学外加剂和矿物掺合料为特征的绿色高性能混凝土技术、节能保温技术和固废利用技术等。在标准的制定和修订方面，一定要及时掌握修订内容，如JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》标准刚刚由中国建筑科学研究院修订，本次标准修订考虑到当前混凝土结构破坏很多并不是强度达不到要求，而是耐久性达不到要求，从而导致混凝土结构的破坏，因此本次修订重点指出：混凝土的配合比设计不再是仅仅依据强度进行设计，而要更加注重耐久性的设计。如果没有及时掌握标准修订的内容，学生将仍然按照旧标准进行配合比设计，配出来的混凝土性能，特别是耐久性往往都是达不到设计要求的。同时，在选择教材时，尽可能选最新版，以跟上材料技术性能要求的变化，并且适时讲授有关材料的研究动态、发展趋势以及应用状况等知识。

3.3 科研创新理念

科研能力来自于科研实践，通过系统性的科研实践活动，让学生验证并巩固所学理论知识，提高学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力，激发学生内在科研创新动力。作者在教学过程中结合学生特点和课程范围，拟定一个论文主题范围，然后让学生根据自己的兴趣写一篇综述性论文。指导学生通过学校图书馆电子数据库或互联网检索和阅读文献，全面了解自己所关注材料的各方面性能及研究现状，提出自己的观点并进行论证。论文要求严格按照学术论文的格式撰写，并严厉禁止抄袭别人的文章。同时，作者还挑选一些学生来参与到自己的科研项目当中，让他们了解项目从查阅文献、编写申报书、编制试验方案、论文和专利说明书的撰写、结题报告的编写等一整套的流程，目的在于让学生学会查阅文献，了解目前土木工程材料的研究现状和发展趋势，培养学生的科研创新意识。

4 优化课程教学内容

4.1 理论教学内容的改革

土木工程材料种类繁多，而且随着材料科技的不断发展，新型材料也在不断涌现。而每一种材料都具有多方面的性能特点，不同的工程类型和环境条件对材料的性能也有不同的要求，由于受到课时的限制，这些材料及其性能不可能在课堂教学中全部介绍。因此，为提高学生的学习兴趣和效率，在理论教学过程中，应优化课程教学内容，突出重点［3-4］。对于工程常用的几种材料（例如水泥、混凝土、砂浆、墙体材料等）可着重讲解，对于其他材料则不讲或通过自学的方式学习。

在具体理论教学过程中，教师可结合工程案例，介绍一些土木工程材料在生产、施工和使用过程中经常出现的问题，引导学生应用所学知识分析问题出现的原因，尝试着提出解决问题的措施，这都可以大大提高学生的学习兴趣。同时，追踪土木工程材料的研究前沿和发展趋势，了解一些与课程相关的新材料、新工艺、新技术和新标准等知识，让学生感觉自己所学知识与工程实践密切相关，从而激发其自主学习的兴趣。例如讲解防水材料时，可介绍目前比较前沿的有机硅防水剂和水泥基渗透结晶材料，通过讲解其防水机理，通过试验数据展示其防水效果，使其对新材料的性能有一个大致的了解，那么在以后的工作当中，他们将会对这些新材料特别关注，从而更好地服务于工程建设。

4.2 实验教学内容改革

为切实解决实验教学中存在的问题，培养学生的创新思维和创新能力，土木工程材料的实验教学内容必须进行改革［5］。现行的实验教材内容多为“演示性、验证性”实验，不能充分培养学生的创造思维和创新能力。通过编写新型实验教材，强化“综合性、设计性”的概念。例如在进行混凝土配合比设计实验时，可在实验教材中列出混凝土耐久性和长期性能检测的实验内容，因为现行混凝土配合比设计规程强调的都是新拌混凝土的和易性和硬化混凝土的力学性能，对于硬化混凝土的耐久性和长期性能则重视不够，这也是当前许多混凝土结构没有达到设计服役寿命就遭到破坏的重要原因。因此，在提出混凝土配合比设计要求时，可挑选一、两个耐久性和体积稳定性要求，例如让学生设计海工混凝土，那么在设计要求当中就需要考虑混凝土抗氯离子侵蚀能力和抗冻融循环的能力。在实验过程中，通过与工程相结合的方式来增强学生的工程实践意识和创新能力。

5 教学方式多样化

如何充分调动和激发学生对科研创新的兴趣，是教师在课堂教学中必须要面对的重要问题，这就需要教师不断改进和优化教学方法［6］，把以“满堂灌式”为主的教学方式转变为“启发式”教学方法上来。实行教学方式的多样化，积极实践案例教学法［7-8］，激发学生独立思考和创新的意识，增强其科研创新能力。目前，案例教学法在实际操作过程也出现了一些问题，例如将案例教学法等同于举例教学法，没有真正让学生成为课堂的主题，教师的指导水平不高，案例选取不合适等。案例教学法对教师提出了更高的要求，教师只有通过努力探索，不断创新才能适应深化教学改革的新形势。

6 考核方式综合化

作为最终的教学检验，科学、合理的考核形式对学生具有极为重要的意义，在某种程度上指导着他们的学习方式。单纯的一张试卷定成绩的考核方式并不足以反映学生掌握基本理论知识和获取最新信息的能力，而采用多种考核形式综合评定成绩的方法更为有效。例如作者在开学时就规定，学生最终成绩由50%考试成绩、20%实验成绩和30%论文成绩构成。其中论文的撰写训练尤为重要，当学生独立地完成了选题、查阅资料并严格按照论文格式撰写论文一整套流程之后，那么他们对于如何利用电子数据库、网络和图书资料等途径获取有用信息，了解有关材料的研究动态将有一个初步认识，而这种方法的掌握将对于提高其科研创新能力十分有益。

7 结语

创新能力的培养是一个系统工程。我们只有在土木工程材料课程教学过程中不断践行先进的教学理念，优化课程教学内容，丰富教学方法和考核方式，努力探索，勤于思考，才能让学生不仅掌握理论知识，而且可以培养综合素质，提高其科研创新能力。

［1］刘尧.创新人才培养需要转变的教学观念［J］.中国高等教育，2010，（1）：45-47.

［2］张云莲，李启令，俞春校.《土木工程材料》教学的创新理念［J］.山东建筑工程学院学报，2004，19（4）：90-92.

［3］霍曼琳.“土木工程材料”教学内容改革实践［J］.理工高教研究，2005，24（5）：59-61.

［4］龚平.《土木工程材料》课程的教学思考［J］.高教论坛，2006，（6）：112-113.

［5］张长青，金康宁.土木工程材料创新实验教学改革的探讨与实践［J］.高等建筑教育，2003，12（4）：73-75.

［6］刘宝举，杨元霞.在《土木工程材料》课程教学中激发学生学习积极性的探讨［J］.长沙铁道学院学报（社会科学版），2006，7（2）：81-82.

［7］柯昌君，刘秀伟.《土木工程材料》课程案例教学法探索［J］.贵阳学院学报（ 自然科学版） ，2006，1（2）：45-48.

［8］王秀芝.案例教学中需要研究的几个问题［J］.中国高等教育，2006，（12）：56-57.

The Course Teaching Reform of Civil Engineering Materials Based on Innovation Cultivating

ZENG Zhi-yong
(School of Civil Engineering and Architecture,Taizhou University,Taizhou 318000,China)

Aiming at cultivating comprehensive quality and improve innovation capacities of students,and in the light of the current problems of civil engineering materials course teaching, the reform of the theory teaching and the laboratory teaching of civil engineering materials course has been discussed from four aspects, includ

ing practicing advanced teaching concept,optimizing course teaching content,diversifying teaching methods and synthesizing evaluation methods. Some suggestions about civil engineering materials course teaching have been given,which can give some reference to the teaching of civil engineering materials course for domestic colleges of the same kink.

civil engineering materials course;innovation capacity;teaching reform

周小莉）

G642.0

A

1672-3708（2011）03-0082-05

2011-04-26；

2011-05-06

浙江省新世纪高等教育教学改革项目（zc2010084）。

曾志勇（1981- ），男，江西九江人，硕士，助教，主要从事先进水泥基材料研究开发。