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土木工程材料課程教學(xué)改革和效果評(píng)價(jià)論文
關(guān)鍵詞：土木工程材料；教學(xué)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)實(shí)踐；教學(xué)方法；效果評(píng)價(jià)
土木工程材料是材料科學(xué)在土木工程中應(yīng)用的產(chǎn)物，是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程材料課程是土木工程、水利水電工程、工程管理、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等多個(gè)專業(yè)的學(xué)科核心課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課，一般在大二上學(xué)期或下學(xué)期開設(shè)。土木工程材料課程內(nèi)容繁雜，且大多是記憶的內(nèi)容，而課程學(xué)時(shí)相對(duì)偏少，容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳，給土木工程材料課程教師帶來(lái)困惑。正因如此，絕大多數(shù)院校的土木工程材料課程都在或多或少地進(jìn)行教學(xué)改革探索，華南理工大學(xué)蘇達(dá)根[1]和楊醫(yī)博[2]、重慶大學(xué)吳芳[3]、北京交通大學(xué)安明喆[4]、大連理工大學(xué)艾紅梅[5]、西安建筑科技大學(xué)伍勇華[6]、北京林業(yè)科技大學(xué)冀曉東[7]等對(duì)土木工程材料課程教學(xué)改革進(jìn)行了思考和實(shí)踐，而浙江大學(xué)金南國(guó)[8]、上海交通大學(xué)陳兵[9]、華中科技大學(xué)張長(zhǎng)清[10]、深圳大學(xué)丁鑄[11]等對(duì)土木工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了探索和實(shí)踐。
為進(jìn)一步提高土木工程材料課程的教學(xué)質(zhì)量，筆者進(jìn)行了大量的調(diào)查研究和文獻(xiàn)分析，對(duì)南昌大學(xué)土木工程材料課程進(jìn)行教學(xué)改革，并獲得了省級(jí)和校級(jí)教改課題的支持。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法三個(gè)方面闡述土木工程材料課程的教學(xué)改革情況，并進(jìn)行了教學(xué)改革的效果評(píng)價(jià)。
一、教學(xué)內(nèi)容的改革
土木工程材料種類繁多，各類自成體系，教學(xué)內(nèi)容大多數(shù)是敘述性和分析性內(nèi)容；同時(shí)，土工工程材料發(fā)展迅速，新材料層出不窮，以致學(xué)生在土木工程材料課程學(xué)習(xí)中難以抓住重點(diǎn)，出現(xiàn)什么都學(xué)、什么都學(xué)不好的情況。為了進(jìn)一步提高土木工程材料課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果，筆者從教材編寫、授課內(nèi)容編排、課時(shí)分配等三個(gè)方面對(duì)土木工程材料課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。
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2013年，南昌大學(xué)與其他兄弟院校編寫出版了教材《土木工程材料》[12]。新編教材充分考慮到現(xiàn)有教材的不足，強(qiáng)化混凝土章節(jié)內(nèi)容，增加了輕質(zhì)混凝土、高性能混凝土、纖維混凝土、再生混凝土、大體積混凝土、噴射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相關(guān)知識(shí)；根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況，弱化部分章節(jié)，將石材、木材、合成高分子材料等章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)刪減；緊跟土木工程材料發(fā)展趨勢(shì)，增加建筑節(jié)能材料章節(jié)；設(shè)置案例，在各章節(jié)中多設(shè)案例，引導(dǎo)學(xué)生用理論知識(shí)分析問(wèn)題，與實(shí)踐相結(jié)合。
�。ǘ┦谡n內(nèi)容編排
根據(jù)土木工程材料課程特點(diǎn)，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行重新編排，力求做到以下幾點(diǎn)：突出重點(diǎn)內(nèi)容，授課時(shí)以水泥、混凝土、瀝青、瀝青混合料為主要重點(diǎn)，以土木工程材料基本性質(zhì)、氣硬性膠凝材料、建筑鋼材、新型墻體材料、建筑節(jié)能材料為次要重點(diǎn)，同時(shí)兼顧建筑功能材料、合成高分子材料、砂漿、石材、木材等；體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)，注意授課內(nèi)容與不同專業(yè)方向的有機(jī)融合，土木工程工民建方向?qū)I(yè)重點(diǎn)突出水泥與混凝土的內(nèi)容，土木工程道橋方向?qū)I(yè)則要求掌握瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)；水利水電工程專業(yè)則要求詳細(xì)講解大體積混凝土及其施工；緊跟土木工程材料發(fā)展趨勢(shì)，更新教學(xué)內(nèi)容，授課時(shí)將土木工程新材料（如新型混凝土、新型墻體材料）、新技術(shù)（如隧道盾構(gòu)技術(shù)、大型混凝土構(gòu)件預(yù)制技術(shù)）以及教師自身科研課題成果引入課堂教學(xué)中；結(jié)合工程應(yīng)用，將國(guó)內(nèi)外典型工程（如新型混凝土技術(shù)在三峽大壩、杭州灣跨海大橋應(yīng)用）融入課堂教學(xué)中。
�。ㄈ┱n時(shí)分配
土木工程材料課程是一門理論性、實(shí)踐性、實(shí)驗(yàn)性都非常強(qiáng)的課程，而土木工程材料課程的學(xué)時(shí)有限，在教學(xué)中合理分配課時(shí)是保證土木工程材料課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。南昌大學(xué)的土木工程材料課程共48學(xué)時(shí)，其中課堂授課32學(xué)時(shí)，實(shí)踐2學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)14學(xué)時(shí)，具體安排見表1。
二、 教學(xué)模式的構(gòu)建
目前，土木工程材料課程的教學(xué)模式一般包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。筆者在重視理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力。在土木工程材料課程中，除進(jìn)行理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革外，還適當(dāng)增加了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
（一）理論教學(xué)
土木工程材料課程需要讓學(xué)生了解并掌握土木工程材料的組成、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、工藝、性能與應(yīng)用的基本理論知識(shí)，為此，有必要將木工程材料課程的基本理論知識(shí)重組為土木工程材料的組成與結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)與工藝、性能與應(yīng)用三大塊進(jìn)行統(tǒng)一講授。同時(shí)可采用多媒體結(jié)合板書的方法進(jìn)行理論教學(xué)，以達(dá)到縮減課時(shí)、增強(qiáng)教學(xué)效果的目的。
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土木工程材料課程中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本上是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究熱情，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革時(shí)，除了開展水泥實(shí)驗(yàn)、砂石實(shí)驗(yàn)、普通混凝土實(shí)驗(yàn)、瀝青實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，還設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)是在設(shè)定原材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行不同強(qiáng)度等級(jí)、不同坍落度要求的高性能混凝土實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生自選材料和自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)前先將學(xué)生分為3～4個(gè)組并確定實(shí)驗(yàn)題目，要求小組同學(xué)查閱資料、集中討論后完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，比如減水劑與水泥相容性實(shí)驗(yàn)、緩凝劑對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間影響實(shí)驗(yàn)、不同等級(jí)礦物摻合料對(duì)混凝土強(qiáng)度影響實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)開展綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的研究熱情，提高學(xué)生的自學(xué)能力。
（三）實(shí)踐教學(xué)
在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，積極進(jìn)行土木工程材料課程實(shí)踐教學(xué)的探索與實(shí)踐。組織學(xué)生到預(yù)拌混凝土攪拌站了解混凝土的生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程，認(rèn)知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比設(shè)計(jì)，或組織學(xué)生到施工現(xiàn)場(chǎng)見識(shí)混凝土的澆注養(yǎng)護(hù)，了解建筑鋼材的性能和加工，實(shí)現(xiàn)理性認(rèn)識(shí)到感性認(rèn)識(shí)的提升，從而大大提高了教學(xué)效果。
三、教學(xué)方法的改革
在教學(xué)方法上，土木工程材料課程教師在課堂上一般采用多媒體和板書相結(jié)合的授課方式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生基本上都是被動(dòng)接受知識(shí)，很少對(duì)土木工程材料進(jìn)行更深入的思考。鑒于這一缺陷，筆者在課堂教學(xué)中，增加視頻播放與課堂討論環(huán)節(jié)，提供了網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)，完善考核方法。
（一）視頻播放與課堂討論
為讓學(xué)生對(duì)土木工程材料的研究和發(fā)展有更深入的了解，特別是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)土木工程材料進(jìn)行更深層次的思考，筆者充分利用多年從事教學(xué)和科研工作的優(yōu)勢(shì)，特別制作了一段50分鐘左右關(guān)于材料在仿生、智能領(lǐng)域研究和發(fā)展的視頻資料，要求
學(xué)生提前自行觀看，同時(shí)在課堂上也組織學(xué)生利用1個(gè)學(xué)時(shí)觀看視頻資料，之后用1個(gè)學(xué)時(shí)讓學(xué)生走上講臺(tái)發(fā)表觀后感想。
�。ǘ┚W(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)
網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)是高校數(shù)字化建設(shè)的重要體現(xiàn)，也是教師授課質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)為學(xué)生與教師之間搭建了一個(gè)很好的交流平臺(tái)。教師可將很多相關(guān)的文檔、幻燈片、視頻資料上傳到網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)上，讓學(xué)生自行下載。學(xué)生也可在網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)向教師提問(wèn)，教師可定期查看和回答學(xué)生問(wèn)題。在教學(xué)方法上，網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)是對(duì)課堂授課方式的一種補(bǔ)充。
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土木工程材料課程考核方法采用課堂考勤與課堂討論、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐（報(bào)告）、期中考試（開卷）、期末考試（閉卷）四種形式相結(jié)合的全程考核方法，其中四種形式占總成績(jī)的比例分別為15%、15%、20%和50%。四種形式相結(jié)合的全程考核方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力，全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和課程的教學(xué)效果，對(duì)改變傳統(tǒng)的一考定成績(jī)、加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程管理、分階段檢驗(yàn)教學(xué)效果、改革考試方法具有積極的意義。
四、教學(xué)改革的效果評(píng)價(jià)
土木工程材料課程經(jīng)過(guò)上述教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法的改革，可以讓學(xué)生更好地掌握土木工程材料的理論知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力，增強(qiáng)學(xué)生科研動(dòng)手能力，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，取得了良好的效果。
�。�1）授課內(nèi)容：教師講課內(nèi)容有主次之分，學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)不僅簡(jiǎn)單輕松，而且也更有針對(duì)性。對(duì)此教師可以適當(dāng)減少理論課時(shí)，讓學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。
（2）上課形式：在課堂上播放相關(guān)視頻并進(jìn)行課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并積極發(fā)言，既能提高學(xué)
生的表達(dá)能力，也能幫助學(xué)生對(duì)土木工程材料發(fā)展進(jìn)行更深層次的思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，有利于學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考問(wèn)題的習(xí)慣。
（3）實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)：除了部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之外，還增設(shè)了綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)見識(shí)到各種不同要求的混凝土，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的研究熱情。
�。�4）考核方法：采用上述四種形式相結(jié)合的全程考核方法，提高了學(xué)生上課的積極性，也有利于全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和課程學(xué)習(xí)效果。
五、 結(jié)語(yǔ)
土木工程材料課程是集理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐于一體的課程，學(xué)好土木工程材料，對(duì)于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有重要的作用。鑒于土木工程材料課程本身的特點(diǎn)和學(xué)時(shí)的限制，要提高教學(xué)效果，使學(xué)生掌握土木工程材料知識(shí)，學(xué)會(huì)合理運(yùn)用土木工程材料，必須從教材編寫、授課內(nèi)容編排、課時(shí)分配等教學(xué)內(nèi)容，理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等教學(xué)模式，以及視頻播放與課堂討論、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)、考核方法等教學(xué)方法三個(gè)方面進(jìn)行土木工程材料課程的教學(xué)改革。本文對(duì)土木工程材料課程教學(xué)改革的思考，在教學(xué)實(shí)踐中已得到了實(shí)施，同時(shí)也需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷充實(shí)和完善。
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