《土木工程材料》课程的教学方法探讨

2017-03-01舒云健

河南建材 2017年4期

关键词：土木工程材料教学内容教学方法

黄谦舒云健蔡姣文桃

长江师范学院土木建筑工程学院（408100）

《土木工程材料》课程的教学方法探讨

黄谦舒云健蔡姣文桃

长江师范学院土木建筑工程学院（408100）

《土木工程材料》课程是土建类专业一门重要的专业基础课。然而，该课程具有内容复杂，课时少且偏重叙述性等特点，学生在学这门课时往往感觉枯燥，对概念性的东西掌握不牢。对此，作者结合自己的教学经验，就该课程的教学方法进行了探讨，以求获得良好的教学效果。

土木工程材料；课程；教学方法

《土木工程材料》是目前广大高校中土木工程、交通（道路与铁道）工程、建筑学、给水排水、建筑工程管理等多个专业的一门必修专业基础课。该课程的主要目的是使学生获得土木工程材料的基础知识，掌握材料的性能、应用、制备及其试验检测技能，以便在今后实践工作中能正确与合理地使用材料，可以说它是决定学生专业面宽窄和工作适应性的关键因素。然而，《土木工程材料》课程包含的教学内容多，知识面广，且课程很多内容之间的逻辑关系不强，同时由于材料科学发展迅速，导致新材料、新技术、新工艺层出不穷。因此，如何在学时少、课程任务重的情况下激发学生的学习兴趣，提高该课程的教学质量，使学生掌握基本的材料科学知识，又能拓宽学生的视野，是当前《土木工程材料》课程授课教师必须考虑的问题。

1 《土木工程材料》课程的现状分析

1.1 教材方面

《土木工程材料》课程所涉及的材料品种繁多，包括无机胶凝材料、水泥混凝土、金属材料、有机高分子材料和沥青等10大类上百种材料，内容繁杂，且各类材料自成体系，各章之间的内在联系少[1]。

在多数情况下，《土木工程材料》课程教学主要采用叙述的方式来给学生讲述有关的教学内容，包括各类材料、工程密切相关的试验资料、施工规范和技术标准等，这些内容涉及的概念和经验性的内容非常多，理论推导及计算部分较少，又缺乏相应的逻辑性，这会让学生感觉枯燥，没有多大的乐趣，很难激发学习热情和兴趣。

近三十年来，各种新型土木工程材料和技术都有了突飞猛进的发展，新材料、新工艺推陈出新，很多都已经广泛应用于实际土木工程建设，但很多《土木工程材料》教材没有体现这些变化。此外，近年来各种材料的设计标准、试验和使用规范均有较大变动，但目前这些非常重要的变化几乎没有反映到教材中或反映较为滞后。

1.2 教学方面

首先，教师是给学生讲授知识的直接人，教师自身对本学科知识的掌握决定着学生获取知识的多少。目前，高校教育管理制度还不健全，教师队伍也良莠不齐。高校教师，尤其是青年教师，因长期身处学校教学环境之中以及自身知识结构的局限，很少参与实际工程项目，缺乏相关的经验；另一方面，很多教师迫于职称压力，其自身的科研任务往往较重，很少心思花在学生实践能力培养和综合素质提高方面。

其次，理论教学方法还较为单调。这主要是因为理论学时不够，而教学内容过多，所以教师在讲授的过程中，讲课速度过快，即采用“填鸭式”的教学方式，忽略了学生是否能听懂、能否消化吸收，甚至忽略了课堂提问与讨论，往往起到事倍功半的效果。

此外,土木工程材料课程过多地强调理论学习，而忽略了实验教学。土木工程材料是一门实践性较强的课程，实验内容仅包括一些基本的材料性能测试，属于验证性实验，学生只需按照规范和标准进行，而缺乏综合性、设计性实验及针对不同专业的选做实验，因此不利于培养学生自主实践、创新思维和分析解决问题的能力。

2 对《土木工程材料》课程教学方法改革的建议

针对《土木工程材料》课程专业特点，为更有效地培养学生的实践和创新能力，教师在授课中必须突破传统的教学观念、教学方式，对此笔者给出了以下几点建议：

2.1 正确把握教学内容，突出教学重点

《土木工程材料》是一门涉及面很广的课程，从无机到有机，从金属到非金属，从单一材料到复合材料，品种繁多，千变万化。但该课程课时很少，在有限的教学时间内较系统细致地阐述各类材料的生产、性能、应用及相关技术标准是难以做到的，也不是开设这一课程的根本目的。这就需要教师准确理清教学大纲，认真研讨教学内容，处理好教材与教学内容的关系，适当地延伸和深化教学内容。在教学过程中实时引入一些目前应用较多且成熟的新材料、新工艺、新规范，这有利于学生了解本学科发展前沿，拓宽眼界。同时删除教材中一些非重要的、陈旧的或已被替换的内容，例如一些被禁止使用或落后的材料以及被更替的标准和规范，确保教学内容的实时性和先进性，增强教学内容与实际工程、理论教学与实践教学之间的联系。

在正确把握教学内容的基础上，还应根据学生所学专业，针对其特点，做到有的放矢，在有限的时间内完成繁杂内容的教学。例如，对于建筑学专业，其教学重点应放在功能材料和装饰材料上；工民建专业的重点则应放在结构材料上；而环境工程专业的重点应放在材料和材料的一般性能方面，并结合材料生产、资源消耗和产生的环境污染等相关的知识进行授课[2]。

2.2 充分调动学生学习的积极性

学生的兴趣和学习的积极性是确保教学成效的前提，教师需要结合教学内容，立足学生基础，充分调动学生的积极性。新材料、新技术、新工艺在不断发展，教学内容需要根据领域的最新研究成果以及未来发展进行调整。在教学进程中，适时讲授土木工程材料的国际发展动向、最新研究成果以及应用状况,不仅可以适度保持教学内容的时效性、先进性和超前性，而且还可以拓宽学生的视野，激发他们的学习积极性和开拓创新意识。例如，在讲授镁质胶凝材料时，除介绍教材上的氯氧镁水泥外，还可以适当介绍目前研究较多的硫氧镁水泥和磷酸镁水泥,并对比分析各镁质水泥的性能和优缺点；在介绍粉煤灰、矿渣等外掺料时，说明其在水泥中的胶凝特性实际是碱激发过程，再提问学生“假设没有水泥，直接在粉煤灰或矿渣中加入碱液，它们会凝结硬化吗?”这样便引出碱激发胶凝材料的概念。对此学生的学习兴趣更高，印象更深，所学知识记忆更牢、更实用，同时也初步了解新型胶凝材料。

此外，在教学过程中应灵活运用多种形式的教学方式或手段，授课时适当“抛出”问题、设置疑问，引导学生积极主动地思考问题、分析问题、解决问题，同时鼓励学生随堂提问，让学生参与讨论，发表观点，这不仅活跃了课堂气氛，也激发起学生探究问题的兴趣，培养他们分析解决实际问题的能力。同时，授课教师根据不同的教学内容，布置不同的课题方向组织学生对独立或分组完成读书笔记或综述报告，这对于培养学生发现、分析、解决问题以及提高学习积极性也具有重要作用。

2.3 加强启发教学，注重各知识点的联系

由于教材内容偏重于叙述性，主要是与各类材料、工程密切相关的试验资料和实践的总结及技术标准，初学者往往感觉内容繁杂，无条理可循，找不到重点。教师可以将知识点通过对比、延伸和拓展来引发学生的思考。例如，在讲到钙矾石时，可以问学生“水泥早期水化生成的钙矾石有何作用？而硬化水泥石遭受硫酸盐侵蚀时生成的钙矾石又会带来何种影响？”再如，可以将生石灰中的过烧石灰与水泥熟料中的游离氧化钙的各自破坏机理进行对比分析。这既能提高学生的学习兴趣，又把书本中的相关知识点相联系，拓宽了知识面。

2.4 研教结合，以研促教

以研促教，是指以科研项目为依托，利用科学研究促进教学工作，将课程教学和科学研究紧密结合，形成教学和科研的双向互动，其目的是提高教学和人才培养质量[3]。从根本上说，科研是探索未知的世界，是教学的“源”；教学是继承已知的知识、技能和经验，是科研的“流”；两者相辅相成，有机结合。

科研项目为教师、学生提供了实实在在的、源源不断的实践机会，既丰富了师生的实践经验，又培养了师生的工程素养和创新能力。一方面，材料科学发展很快，新材料、新技术日新月异，教师只有积极参加科研项目、努力学习，不断更新充实知识，才能编写出具有适用性、先进性和适度超前性的讲义，正确地把握教学内容，更好把学科发展的前沿动态、国内外研究现状以及自己的研究成果适时不断地融入课堂教学，让学生感受到材料的“魅力”，从而更好地激发学生的学习热情和创造性思维，培养解决实际问题的能力。另一方面，积极鼓励并吸收学生参与教师的科研项目，能增强学生对材料学科的直观认识和对课堂教学的领会，有助于提高学生独立思考、实践动手和团队协作能力以及参与意识、竞争意识和主人翁意识，激发他们学习的热情和创新的欲望，提高学生从事科学研究的积极性和主动性。