土木工程材料教學(xué)改革探索3篇

土木工程材料教學(xué)改革探索3篇土木工程材料教學(xué)改革篇1

摘要:土木工程材料課程是高等院校土建專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，學(xué)好該課程對于同學(xué)把握相關(guān)材料特性以及正確合理選用材料具有重要作用。文章從課程內(nèi)容、教學(xué)方法與課程思政等方面分析了本課程教學(xué)中存在的問題，并針對性地提出了本課程的改革與創(chuàng)新方案。

關(guān)鍵詞:土木工程材料;教學(xué)方法;改革;創(chuàng)新

土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是其重要的質(zhì)量基礎(chǔ)。材料的基本性能、選擇、存儲、使用方法以及后期維護(hù)等，均顯著影響著土木工程結(jié)構(gòu)的正常使用性和平安性，任何一環(huán)節(jié)的失誤都可能造成其質(zhì)量缺陷。因此，土木工程材料課程是高等院校土建專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，其教學(xué)目標(biāo)是讓同學(xué)把握常用土木工程材料的基本性能、應(yīng)用方法，獲得土木工程材料的一些試驗(yàn)檢驗(yàn)技能，能正確選擇與合理使用土木工程材料。然而，土木工程材料涉及的內(nèi)容比較廣泛，規(guī)律性不強(qiáng)等，加大了同學(xué)的學(xué)習(xí)難度，使得同學(xué)學(xué)習(xí)樂觀性不高。因此，如何提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)同學(xué)達(dá)到學(xué)習(xí)效果，是授課老師在教學(xué)過程需要考慮的關(guān)鍵問題。

1土木工程材料課程教學(xué)中存在的問題

1.1課程內(nèi)容繁多且課時不足

以長江師范學(xué)院為例，本課程選用的教材為焦寶祥主編的《土木工程材料》（其次版），該教材共有12章的理論課程與1章的試驗(yàn)課程。其中，課論章節(jié)主要包含金屬材料、自然?石材、無機(jī)膠凝材料、混凝土、建筑玻璃與陶瓷、合成高分子材料、瀝青與瀝青混合材等內(nèi)容，涉及的材料主要有十余大類、幾百個材料品種，而各章節(jié)之間缺少聯(lián)系、相互獨(dú)立。同時，各材料的基本性質(zhì)、使用方法、選擇方式等介紹以文字?jǐn)⑹鰹橹?。此外，本課程的學(xué)時為48學(xué)時（32理論學(xué)時+16試驗(yàn)學(xué)時）。同學(xué)難以在較短時間學(xué)習(xí)并把握如此多內(nèi)容，因此，同學(xué)學(xué)習(xí)樂觀性不高，覺得枯燥乏味，教學(xué)質(zhì)量降低。

1.2教學(xué)內(nèi)容更新滯緩且授課方式缺乏創(chuàng)新

目前，本課程的教學(xué)主要是講解傳統(tǒng)土木工程材料，這對于同學(xué)了解材料的基本性能等方面是必要的。但教材涉及的傳統(tǒng)土木工程材料多是幾十年前的討論成果，部分材料可能已被取消或者禁止生產(chǎn)，部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也已被更新。然而，近年新材料不斷消失，新工藝不斷誕生。新材料越來越多地應(yīng)用于土木工程建設(shè)中，其不僅性能優(yōu)異，還能降低生產(chǎn)成本、達(dá)到節(jié)能減排的目的，而這些新材料并未在教材中涉及或準(zhǔn)時更新。同時，老師的授課方式仍較為落后，還是以講解傳統(tǒng)材料為主，而極少介紹新材料。這樣，同學(xué)覺得課程枯燥、愛好不高。同時，在今后工作中遇到新材料時，也會顯得手足無措。

1.3課程思政融入教學(xué)過程較為滯后

如前所述，土木工程材料對工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量起著打算性作用。因此，如何將思政教育融入土木工程材料課程教學(xué)中，也是授課老師必需進(jìn)行的重點(diǎn)教學(xué)工作。這要求同學(xué)在具備專業(yè)綜合力量的同時，更應(yīng)當(dāng)樹立高尚的工程素養(yǎng)和愛國情懷。然而，目前老師在教學(xué)過程中仍主要是講授教材中的學(xué)問點(diǎn)，而忽視了引導(dǎo)同學(xué)培育良好的思想道德素養(yǎng)。

2針對存在的問題提出的改革與創(chuàng)新方案

2.1優(yōu)化并整合教學(xué)內(nèi)容

由于課程內(nèi)容涉及繁多且課時支配較少，對此將原有教學(xué)內(nèi)容做出了適當(dāng)調(diào)整。例如，將專業(yè)性較強(qiáng)或目前使用較少的材料，如合成高分子材料與木材等，調(diào)整為同學(xué)自學(xué)章節(jié)?？紤]到金屬材料、無機(jī)膠凝材料、混凝土、瀝青等為常用的基礎(chǔ)性工程材料，故增加了相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)課時。同時，削減其他次要建筑材料章節(jié)的學(xué)時，如自然?石材、建筑砂漿、墻體材料與建筑玻璃陶瓷等。這樣，同學(xué)更清晰本課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，化繁為簡，以提高學(xué)習(xí)的樂觀性。此外，整合關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的章節(jié)內(nèi)容。例如，將材料的耐久性、水泥石的腐蝕與防護(hù)、混凝土的耐久性等內(nèi)容以一個專題的形式進(jìn)行融合，系統(tǒng)講解水泥和混凝土的耐久性破壞機(jī)理、防護(hù)措施等，并介紹目前相關(guān)討論的進(jìn)展與熱點(diǎn)，以激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好。

2.2改進(jìn)教學(xué)方法

由于土木工程材料種類眾多，且教材多以文字?jǐn)⑹鰹橹?，假如老師仍采納傳統(tǒng)講授的方式，則無法調(diào)動同學(xué)的樂觀性。因此，在授課時可以借助多媒體媒介，以多元化的方式（短視頻、圖片動畫）把專業(yè)學(xué)問融入其中。同時，利用“雨課堂”等新興網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，同學(xué)可以在線提問，并設(shè)有互動爭論區(qū)。在課堂利用學(xué)習(xí)平臺發(fā)布“問題”，同學(xué)在線回答，并準(zhǔn)時查看結(jié)果，增加了師生互動，進(jìn)而提高了同學(xué)的學(xué)習(xí)熱忱。此外，在教學(xué)過程中增加新材料和新工藝的介紹，以激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好。例如，在講授建筑砂漿章節(jié)時，引出“建筑3D打印技術(shù)”，介紹該技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)程、材料特性、技術(shù)特點(diǎn)以及其應(yīng)用前景等。在講授混凝土與墻體材料時，提出“廢棄的混凝土或磚塊能否破裂后，作為骨料用于成型新的混凝土？”的問題，這樣便引出“再生骨料混凝土”的概念，并介紹其相關(guān)的學(xué)問點(diǎn)以及討論和應(yīng)用現(xiàn)狀等；在石膏章節(jié)，講解到“生產(chǎn)建筑石膏的原材料除了自然?二水石膏外，還可以利用工業(yè)副產(chǎn)品石膏”時，重點(diǎn)引出本地區(qū)存在的大量“磷石膏”，并介紹“磷石膏”的來源、生產(chǎn)建筑石膏的現(xiàn)狀及存在的技術(shù)難點(diǎn)，這樣不僅引導(dǎo)同學(xué)培育節(jié)能減排的意識，還能激發(fā)他們的科研愛好。

2.3課程思政融入教學(xué)過程

在講授土木工程材料的進(jìn)展進(jìn)程中，突出我國悠久的建筑進(jìn)展歷史和所取得的輝煌成就，以增加同學(xué)民族驕傲感。在講授自然?石材時，介紹坐落于河北省趙縣的趙州橋，其是世界上現(xiàn)存年月久遠(yuǎn)、跨度最大、保存最完整、世界橋梁史上首創(chuàng)“敞肩拱”結(jié)構(gòu)的石拱橋。在講授無機(jī)膠凝材料章節(jié)時，引出我國南北朝時期消失的“三合土”建筑材料，是由黃土、石灰和細(xì)砂組成，可加糯米、蛋清、紅糖以及動物血等添加劑，并且明朝《天工開物》和清朝《宮式石橋做法》等史料已記載了“三合土”的制備工藝。在介紹新工程材料科技進(jìn)展的同時，突出我國在新材料、新工藝方面的重大技術(shù)，以激發(fā)同學(xué)的愛國情懷。例如，在講解金屬材料時，引出我國國家體育場——鳥巢，它將中國傳統(tǒng)文化中的鏤空技術(shù)、陶瓷的紋路以及現(xiàn)代最先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計完善地融合在一起。在講解混凝土?xí)r介紹“港珠澳大橋”，運(yùn)用了多項混凝土新技術(shù)，以達(dá)到超高力學(xué)性能和耐久性能，破解了多項世界技術(shù)難題。通過向同學(xué)展現(xiàn)我國這些舉世著名的現(xiàn)代工程，引導(dǎo)同學(xué)培育求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和精益求精的“工匠精神”，并讓同學(xué)培育崇高愛國主義精神。強(qiáng)調(diào)土木工程材料對工程質(zhì)量的重要作用，引導(dǎo)同學(xué)培育工程責(zé)任意識和職業(yè)操守。在課程上，向同學(xué)展現(xiàn)由于材料質(zhì)量缺陷引發(fā)的重大工程事故。如2022年武夷山公館大橋發(fā)生坍塌事故、2022年長沙某住宅商住混凝土重大質(zhì)量事故等，以強(qiáng)調(diào)材料的選擇、生產(chǎn)、使用、檢驗(yàn)評定、儲運(yùn)、保管等環(huán)節(jié)的絲毫失誤都可能造成工程質(zhì)量缺陷，甚至造成重大工程質(zhì)量事故。同時，在講解土木工程材料相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范的重要性，并且要求同學(xué)嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范執(zhí)行。例如，在混凝土協(xié)作比試驗(yàn)中，要求同學(xué)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)操作，同時與未按標(biāo)準(zhǔn)的狀況（如隨便加拌合水、振搗不充分等）進(jìn)行對比，分析各組試件力學(xué)性能的差異性，讓同學(xué)直觀地熟悉到嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的重要性。使同學(xué)在將來建設(shè)工作中謹(jǐn)記工程平安重于泰山，培育良好的工程素養(yǎng)以及遵紀(jì)守法的意識。

3結(jié)語

土木工程材料作為土建專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)好本課程對于同學(xué)把握相關(guān)材料特性以及正確合理選用材料具有重要作用。由于本課程涉及內(nèi)容眾多、課時支配較少，同時新材料不斷涌現(xiàn)等，這就要求授課老師需緊密貼合新時代進(jìn)展并綜合專業(yè)需求，通過不斷的教學(xué)改革與創(chuàng)新，改善土木工程材料授課背景，提高教學(xué)質(zhì)量，培育能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)展的土建類高水平人才。

:黃謙單位:長江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院

土木工程材料教學(xué)改革篇2

人才培育、科學(xué)討論、社會服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新、國際溝通與合作是國家和社會給予高校的主要職能。立德樹人是中國特色社會主義教育事業(yè)的根本任務(wù),也是高校的時代使命。教學(xué)和科研是高等院校的永恒話題,對高校老師而言,教學(xué)是立身之本、科研是進(jìn)展之道。對于人才培育而言,教學(xué)和科研關(guān)系親密,二者相輔相成[1]。從根本上說,科研是探究未知的世界,是教學(xué)的“源”;教學(xué)是繼承已知的學(xué)問、技能和閱歷,是科研的“流”。柏林高校創(chuàng)始人威廉·馮·洪堡指出,高?？蒲惺侵苯臃?wù)于教學(xué)和人才培育,并把科研和教學(xué)相結(jié)合的理念作為柏林高校的教學(xué)基本準(zhǔn)則。錢偉長先生的“拆圍墻”理論指出,高校必需拆除教學(xué)與科研之間的高墻,教學(xué)沒有科研做底蘊(yùn)就是沒有觀點(diǎn)的教育、沒有靈魂的教育。高等教育以力量和素養(yǎng)培育為核心。湖北文理學(xué)院土木工程專業(yè)人才培育方案中培育目標(biāo)包括具備較扎實(shí)的專業(yè)理論學(xué)問、較強(qiáng)的工程實(shí)踐創(chuàng)新力量和肯定的科研素養(yǎng)。理論學(xué)問、創(chuàng)新力量和科研素養(yǎng)三方面的要求是相互關(guān)聯(lián)的,如圖1所示。在課堂教學(xué)過程中應(yīng)充分發(fā)揮科研的育人功能,促進(jìn)科研與教育相結(jié)合,著重培育同學(xué)的科學(xué)精神、制造性思維和科研力量[2]?？平倘诤鲜窍冗M(jìn)的教學(xué)理念,是高校人才培育的戰(zhàn)略選擇[3-4]。吳愛華等[5]認(rèn)為實(shí)施科教結(jié)合協(xié)同育人行動方案對于推動人才培育水平和創(chuàng)新力量提升有樂觀成效。因此,開展科教協(xié)同理念應(yīng)用于專業(yè)人才培育的探究和實(shí)踐是一件特別有意義的工作?？平倘诤蠀f(xié)同育人還存在將學(xué)科特色、科研成果與育人情懷有機(jī)融入教學(xué)、教材、課堂的路徑不暢通,最新的科研成果并沒有完全融入課堂教學(xué)中,導(dǎo)致所培育的畢業(yè)生工程實(shí)踐創(chuàng)新力量欠缺[6-7]等問題。

高校老師不僅要讓同學(xué)把握課程基本理論,更應(yīng)當(dāng)培育同學(xué)的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新力量。文章以土建類專業(yè)必修課土木工程材料課程為例,針對科教協(xié)同理念用于課程教學(xué)改革實(shí)踐進(jìn)行了探討。將科研項目、科研活動引入課堂教學(xué)和同學(xué)學(xué)習(xí)過程中,以提升同學(xué)學(xué)習(xí)愛好,開闊同學(xué)學(xué)術(shù)視野為目的,提出“理論學(xué)問、創(chuàng)新力量、科研素養(yǎng)”三位一體教學(xué)目標(biāo),以培育有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、良好創(chuàng)新力量及較好科學(xué)素養(yǎng)為育人目標(biāo)。通過在教學(xué)中不斷融入科學(xué)討論的思維、方法和成果,探究實(shí)踐出一套緊跟時代進(jìn)展,培育優(yōu)秀土建類專業(yè)人才的教學(xué)模式。結(jié)合任課老師所擔(dān)當(dāng)?shù)墓こ谭?wù)及科研項目,將工程實(shí)際融入土木工程材料課程實(shí)踐中,在講好教材基本理論的同時,延長學(xué)科進(jìn)展前沿和工程熱點(diǎn)問題,開闊同學(xué)的眼界和視野,提升同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好和動力。在課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)職業(yè)道德、刻苦鉆研、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纫庾R,培育同學(xué)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣;樂觀引導(dǎo)和指導(dǎo)同學(xué)參與老師的各種課題,強(qiáng)化同學(xué)發(fā)覺問題、分析問題和運(yùn)用所學(xué)解決工程實(shí)際問題的力量,培育同學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐動手力量。

一、土木工程材料課程性質(zhì)及教學(xué)逆境

(一)土木工程材料課程定位

土木工程材料是一門主要討論各種建筑材料的組成、構(gòu)造、生產(chǎn)與加工方法、技術(shù)性能、質(zhì)量檢驗(yàn)及如何選用的學(xué)科[8]。課程教學(xué)內(nèi)容涉及材料的基本性質(zhì)、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土與砂漿、墻體材料、建筑鋼材、木材、石材、瀝青與防水材料、合成高分子材料、絕熱材料與吸聲材料,以及建筑裝飾材料等[9]。通過該課程的學(xué)習(xí)使同學(xué)把握常用土木工程材料的基本性質(zhì)、技術(shù)性能、質(zhì)量掌握要求及檢測方法,了解材料的制備、性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,以及性能改善的途徑,能針對不同工程要求正確合理地選用材料,為畢業(yè)后在材料的選擇、優(yōu)化設(shè)計、施工和管理打下基礎(chǔ)[10]。課程教學(xué)目標(biāo)是讓同學(xué)把握基礎(chǔ)理論、專業(yè)學(xué)問、專業(yè)技能和綜合力量所需的相關(guān)學(xué)問,達(dá)到學(xué)問、力量和素養(yǎng)的全面培育,教學(xué)目標(biāo)詳細(xì)如圖2所示。

(二)土木工程材料課程特點(diǎn)

土木工程材料種類繁多,課程內(nèi)容相對龐雜,概念術(shù)語多[11]。如無機(jī)膠凝材料中的氣硬性膠凝材料有石膏、石灰、水玻璃和菱苦土四種,而有機(jī)膠凝材料包括瀝青、樹脂、橡膠等。通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。定性的文字性描述或閱歷規(guī)律的結(jié)論較多[12]。猶如一種材料的孔隙率越大,其密實(shí)度越低,材料的表觀密度越小,強(qiáng)度越小。材料的開口孔隙率越高,其耐水性、抗?jié)B性、抗腐蝕性能越差。實(shí)踐性與綜合性強(qiáng)[12]。土木工程材料是指工程建設(shè)中所使用的各種材料及其制品的總稱,是打算建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計形式和施工方法的重要因素,課程所涉及的各種材料與實(shí)際工程聯(lián)系極為緊密。

(三)土木工程材料課程教學(xué)逆境

目前,土木工程材料課程在教學(xué)中存在教學(xué)內(nèi)容跟不上新材料、新工藝、新技術(shù)和新規(guī)范的更新速度,教材內(nèi)容滯后于實(shí)際;理論教學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié);教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味,同學(xué)學(xué)習(xí)愛好不濃,學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)等問題[13]。對于教材和教學(xué)內(nèi)容滯后于實(shí)際的問題通過引入老師的科研項目和科研成果可有效緩解;通過介紹老師主持或參與的社會服務(wù)及生產(chǎn)實(shí)踐性項目可以實(shí)現(xiàn)理論學(xué)問和工程實(shí)踐應(yīng)用的有效連接;在教學(xué)過程中通過采納問題為導(dǎo)向、啟發(fā)性和討論性教學(xué)方法可提高同學(xué)的學(xué)習(xí)愛好和學(xué)習(xí)主動性。

二、科教協(xié)同理念下的土木工程材料課程教學(xué)改革

依據(jù)土木工程材料課程定位、課程特點(diǎn)及教學(xué)逆境,在深化科研工作促進(jìn)教學(xué)改革的指引下,從科研工作凝練轉(zhuǎn)化為育人素材和資源的連接點(diǎn)、課程教學(xué)中挖掘科研工作與專業(yè)學(xué)問的切入點(diǎn)、科教協(xié)同理念的實(shí)施路徑、科教協(xié)同理念實(shí)踐效果等方面分別闡述,深化探討科教協(xié)同教學(xué)理念在土木工程材料課程教學(xué)中的應(yīng)用和實(shí)踐。

(一)科研工作轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材的連接點(diǎn)

土木工程材料課程一般包括理論教學(xué)和試驗(yàn)教學(xué)兩部分。理論教學(xué)中關(guān)于科研活動或科研成果轉(zhuǎn)化為育人資源的連接點(diǎn)有:講解學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)問、討論現(xiàn)狀和前沿動態(tài)進(jìn)展趨勢,用科學(xué)的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、嚴(yán)密的規(guī)律講解學(xué)問點(diǎn),熏陶感染同學(xué),吸納同學(xué)參加老師的縱向橫向等各級各類討論課題,指導(dǎo)同學(xué)參與學(xué)科競賽活動,申報高校生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,指導(dǎo)同學(xué)撰寫學(xué)術(shù)論文,面對面溝通學(xué)習(xí)成果和成效。試驗(yàn)教學(xué)過程中的連接點(diǎn)有:組織同學(xué)參觀試驗(yàn)室等科研場所,指導(dǎo)同學(xué)設(shè)計試驗(yàn)方案,在完成驗(yàn)證性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展探究性試驗(yàn),組織同學(xué)到建材市場、混凝土攪拌站、構(gòu)件制作廠、施工場地等地開呈現(xiàn)場調(diào)研。這些都可以考慮深化挖掘并凝練轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材和育人資源。

(二)課堂教學(xué)理論學(xué)問與科研成果切入點(diǎn)

引入教學(xué)大綱之外的教學(xué)內(nèi)容需謹(jǐn)慎,要妥當(dāng)選擇好教學(xué)切入點(diǎn),掌握好專業(yè)進(jìn)展新成果引入的深度和廣度[14]。假如科研成果引入得太專業(yè)太淺顯可能適得其反,不利于提升課堂教學(xué)質(zhì)量。一方面,假如忽視了本科生的基本學(xué)情,學(xué)問點(diǎn)太深太難會占用較多課時,甚至?xí)雇瑢W(xué)有退怯畏懼心理,從而失去學(xué)習(xí)信念;另一方面學(xué)術(shù)性太強(qiáng)使授課成了學(xué)術(shù)報告,使得部分同學(xué)對課程的學(xué)習(xí)愛好降低?？平虆f(xié)同理念和課堂教學(xué)的切入點(diǎn),不僅要將土木工程材料學(xué)科最新討論成果和進(jìn)展方向傳授給同學(xué),激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)愛好和自我成才的動力,而且要讓同學(xué)對教學(xué)內(nèi)容感愛好、情愿聽并且聽得懂。因此,在教學(xué)方法選擇、教學(xué)方案設(shè)計時要深化思索,在教學(xué)過程實(shí)施中要適時依據(jù)同學(xué)課堂參加度、同學(xué)的學(xué)習(xí)熱忱等作相應(yīng)調(diào)整。

(三)科教協(xié)同的教學(xué)實(shí)施方式

在講解土木工程材料重要性時,采納問題式教學(xué)方式引入Astructuralengineerwhoisignorantaboutthe“insandouts”ofthecivilengineeringmaterialscanneverbeacompetentdesigner這句話的翻譯。中文的意思是不知道土木工程材料的來龍去脈,就只能是一位不稱職的土木工程師。進(jìn)一步讓同學(xué)思索為什么說不懂土木工程材料的土木工程技術(shù)人員是不稱職的。材料是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ),材料費(fèi)一般占工程造價的50%~60%,選擇物優(yōu)價廉的材料對降低工程造價、節(jié)約建設(shè)投資意義重大。材料也是建筑物的質(zhì)量基礎(chǔ),是打算其結(jié)構(gòu)設(shè)計形式和施工方法的重要因素,進(jìn)一步加深同學(xué)對課程的重視。因此,學(xué)好土木工程材料課程對于一個合格的土木工程職業(yè)人員是特別重要的。土木工程材料的進(jìn)展歷史是人類文明進(jìn)步和生產(chǎn)力水平不斷提高的見證,是人類在生產(chǎn)活動中不斷探究實(shí)踐中的選擇。采納啟發(fā)式教學(xué)介紹土木工程材料的進(jìn)展史,歷經(jīng)古代、近代和現(xiàn)代三個階段,表明白事物進(jìn)展是前進(jìn)性與曲折性的統(tǒng)一,要用進(jìn)展的眼光來看待問題,鼓舞同學(xué)要敢于創(chuàng)新,勇攀高峰。正確看待挫折和失敗,對同學(xué)正確熟悉事物進(jìn)展的曲折性和前進(jìn)性有重要意義。可擴(kuò)展延長到中國共產(chǎn)黨是歷史和人民的選擇,引導(dǎo)同學(xué)樹立遠(yuǎn)大抱負(fù)和愛國主義情懷,激發(fā)同學(xué)英勇地肩負(fù)起時代給予的光榮使命。

講解土木工程材料進(jìn)展方向時,給同學(xué)布置開放性作業(yè),即以小組為單位查閱文獻(xiàn)和相關(guān)資料論述土木工程材料將來進(jìn)展前景和趨勢。每個小組依據(jù)完成的調(diào)查報告綻開互動溝通,老師作點(diǎn)評總結(jié)。通過資料搜集、文獻(xiàn)總結(jié)、小組合作、互動溝通的方式提高同學(xué)課堂參加度和學(xué)習(xí)熱忱。講解鋼筋混凝土的起源時,通過故事引入其創(chuàng)造者既不是工程師,也不是建筑材料專家,而是一位園藝師。他從打碎的花盆里花木根系縱橫交叉將松軟的泥土牢牢連在一起的發(fā)覺中得到啟發(fā),將鐵絲仿照花木根系編成網(wǎng)狀,然后與水泥、砂石攪拌砌花壇,有效避開了花壇被游客踏碎。通過這個案例引導(dǎo)同學(xué)要主動思索探究,養(yǎng)成觀看自然現(xiàn)象的習(xí)慣,培育觀看事物的愛好和力量,熬煉創(chuàng)新力量,主動去調(diào)查、去體驗(yàn)、去探究分析,這樣才能全面、細(xì)致、深化地了解事物,才能透過事物的表面抓住事物的本質(zhì)。講解土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)時,采納案例教學(xué)法引入偷工減料豆腐渣工程致使發(fā)生工程事故,強(qiáng)化同學(xué)對標(biāo)準(zhǔn)重要性的理解。進(jìn)一步介紹標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)問點(diǎn),土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是對材料產(chǎn)品統(tǒng)一制定的技術(shù)要求和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),其內(nèi)容主要包括:產(chǎn)品規(guī)格、分類、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、驗(yàn)收規(guī)章、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲存留意事項等。它一方面可促進(jìn)企業(yè)加強(qiáng)管理,提高生產(chǎn)率,保證產(chǎn)品質(zhì)量;另一方面,使用部門應(yīng)當(dāng)按標(biāo)準(zhǔn)選用材料,使設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)化,從而加快施工進(jìn)度,降低工程造價。同時,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是生產(chǎn)和使用單位對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收、確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的依據(jù)。工程從業(yè)人員在設(shè)計、研發(fā)或施工時必需養(yǎng)成嚴(yán)格遵守國家、行業(yè)或地方各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的習(xí)慣,強(qiáng)化同學(xué)遵紀(jì)守法意識,牢記土木工程師的社會責(zé)任感和使命擔(dān)當(dāng)。

結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容和老師所擔(dān)當(dāng)?shù)母黝愓n題項目,查找讓同學(xué)參加各課題的切入點(diǎn),將科研工作滲透到課堂教學(xué)和同學(xué)學(xué)習(xí)過程中,通過理論與實(shí)踐結(jié)合,一方面讓同學(xué)將理論學(xué)問運(yùn)用到實(shí)際工程問題中;另一方面熬煉同學(xué)發(fā)覺問題、思索問題和解決問題的力量,培育同學(xué)的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新力量。在老師主持的磷石膏改性及其資源化利用項目中,帶領(lǐng)同學(xué)去磷化工廠磷石膏堆場實(shí)地調(diào)研,在了解到作為大宗固體廢棄物的磷石膏的快速減量消納是工廠復(fù)工復(fù)產(chǎn)的前提時,同學(xué)愛好得到激發(fā),對磷化工廠的生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)工藝和生產(chǎn)流程產(chǎn)生了肯定的愛好。講解了磷石膏的性能與技術(shù)要求,介紹了項目的討論目標(biāo)、討論內(nèi)容及討論方案,同學(xué)在參與磷石膏改性固化劑研發(fā)時,把握了固化劑的組成材料及配方、作用原理。在道路建筑材料和墻體材料中實(shí)現(xiàn)資源的合理化利用是磷石膏快速減量消納的主要方式。磷石膏在道路工程中作為墊層能有效解決磷石膏遇水軟化導(dǎo)致耐久性、耐候性差的問題,而磷石膏改性制免燒磚應(yīng)用于墻體材料中,同學(xué)需要把握原料配比、攪拌成型、養(yǎng)護(hù)、力學(xué)性能測試等全部流程和留意事項。通過參加科研項目,同學(xué)對課堂所學(xué)的磷石膏生產(chǎn)工藝與品種、水化與硬化、基本性能、技術(shù)要求及應(yīng)用有了更深刻的理解,科研素養(yǎng)和創(chuàng)新力量得到同步提升。試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)主要訓(xùn)練同學(xué)材料性能檢測常用試驗(yàn)儀器設(shè)備的操作,培育同學(xué)的實(shí)踐動手力量、團(tuán)隊合作意識及愛惜公共財物的良好習(xí)慣。對于成果優(yōu)異的同學(xué)在完成驗(yàn)證性項目后可進(jìn)一步開展綜合探究性項目,理論聯(lián)系實(shí)際,更好地鞏固課堂所學(xué),強(qiáng)化同學(xué)利用試驗(yàn)手段解決工程技術(shù)問題的力量,提高其綜合素養(yǎng)。講解通用硅酸鹽水泥時以生態(tài)文明為切入點(diǎn),引導(dǎo)同學(xué)樹立正確的生態(tài)環(huán)境觀。硅酸鹽水泥摻加不同比例的粉煤灰、爐渣等大宗固體廢棄物材料,不僅可以增加固廢材料的消納方式和出路,還可以改善水泥的性能,既變廢為寶,又可為創(chuàng)建“資源節(jié)省,環(huán)境友好”社會作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。日愈嚴(yán)峻的全球十大環(huán)境問題對社會提出了巨大挑戰(zhàn),作為環(huán)境愛護(hù)的主力軍,青年同學(xué)要堅信綠水青山就是金山銀山,努力學(xué)習(xí),樂觀探究,勇于擔(dān)起重任,找尋合理可行的解決方法,為建設(shè)漂亮中國而奮斗。

三、科教協(xié)同理念下土木工程材料課程教學(xué)實(shí)踐與改革成效

圍繞“理論學(xué)問、創(chuàng)新力量、科研素養(yǎng)”三位一體的教學(xué)目標(biāo),在課堂教學(xué)中突出了科研工作在人才培育中的重要作用,實(shí)現(xiàn)了科研與教學(xué)協(xié)同育人的融通。通過科教協(xié)同理念的探究與實(shí)踐使同學(xué)在理論學(xué)問、創(chuàng)新力量、科研素養(yǎng)等方面得到了較大進(jìn)步,學(xué)習(xí)愛好提高,課堂參加度提升,互動氛圍更濃,學(xué)習(xí)主動性和自主學(xué)習(xí)力量更強(qiáng),學(xué)習(xí)的目的性更加明確,從被動接受學(xué)問的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成自主學(xué)習(xí),對于課堂教學(xué)內(nèi)容的理解顯著增加,鞏固并夯實(shí)了專業(yè)理論學(xué)問,理論聯(lián)系實(shí)際、理論應(yīng)用于實(shí)際做得更好。同學(xué)參與科技創(chuàng)新活動樂觀性更高,創(chuàng)新意識增加,且更加喜愛創(chuàng)新,實(shí)踐動手力量及創(chuàng)新力量有明顯提高?；诳平虆f(xié)同理念,在老師的帶動和引領(lǐng)下,同學(xué)從事科學(xué)討論的愛好有所提高,學(xué)術(shù)視野有所開闊,激發(fā)了做科研的愛好和潛力。同學(xué)在老師的鼓舞、支持和指導(dǎo)下更早接觸科研活動,在文獻(xiàn)資料檢索、項目背景調(diào)研、試驗(yàn)方案設(shè)計、項目申報、學(xué)術(shù)論文撰寫等方面有了全方位針對性訓(xùn)練和培育,同學(xué)發(fā)覺問題、解決問題的力量得以提升,不斷養(yǎng)成了良好的科學(xué)思維習(xí)慣,以及求真務(wù)實(shí)、踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠懻?同學(xué)身心得到全面進(jìn)展。同學(xué)的科研實(shí)踐水平和力量逐步提高,科研素養(yǎng)等綜合素養(yǎng)更強(qiáng),參與專業(yè)相關(guān)學(xué)科競賽,公開發(fā)表論文、申請專利、申請軟件著作權(quán)、申請高校生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的人明顯增多。依據(jù)對教學(xué)試點(diǎn)班級科教協(xié)同理念實(shí)施效果的信息收集和跟蹤調(diào)查。試點(diǎn)班級同學(xué)共47人,土木工程材料課程及格率為100%,與上一屆教學(xué)班級考試結(jié)果對比,最高分及平均成果均有所提高,同學(xué)參與各類學(xué)科競賽人數(shù)占全班總?cè)藬?shù)的70%,同學(xué)申請高校生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目7項,獲批立項高校生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目5項,其中國家級高校生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目2項,公開發(fā)表論文10篇次,申請國家有用新型專利3件,試點(diǎn)班榮獲校級“優(yōu)良學(xué)風(fēng)班”榮譽(yù)稱號。統(tǒng)計結(jié)果表明,科教協(xié)同理念在試點(diǎn)班級土木工程材料課程教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果,可啟迪同學(xué)的科研思維,強(qiáng)化學(xué)問應(yīng)用和創(chuàng)新力量培育。

四、結(jié)語

湖北文理學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院土木工程材料課程教學(xué)團(tuán)隊,把握科教協(xié)同理念的深刻內(nèi)涵,對于科研工作凝練轉(zhuǎn)化為育人資源的連接點(diǎn)、討論成果與專業(yè)學(xué)問的切入點(diǎn)以及科教協(xié)同理念的實(shí)施路徑等進(jìn)行了探究,提出的“理論學(xué)問、創(chuàng)新力量、科研素養(yǎng)”三位一體的教學(xué)模式收效顯著。教育者先受教育,讓老師更好擔(dān)當(dāng)起同學(xué)健康成長指導(dǎo)者和引路人的責(zé)任。高校老師要不斷提升育人水平,讓同學(xué)把握課程的基本理論學(xué)問,更應(yīng)當(dāng)通過教學(xué)培育同學(xué)的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新力量。在教學(xué)中不斷融入科研思維、方法和成果,培育同學(xué)運(yùn)用課堂所學(xué)學(xué)問解決工程實(shí)際問題,強(qiáng)化同學(xué)發(fā)覺問題、分析問題、解決問題的力量,培育同學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐動手力量。科教協(xié)同理念不僅增加了教學(xué)團(tuán)隊老師教學(xué)水平和科研力量,而且提升了同學(xué)專業(yè)技能和綜合力量。基于科教協(xié)同育人理念,通過科研工程實(shí)踐和教學(xué)的相互結(jié)合,相互促進(jìn),達(dá)到了教學(xué)與科學(xué)討論的和諧統(tǒng)一,增加了同學(xué)學(xué)習(xí)的主動性和課堂參加度,強(qiáng)化了對同學(xué)學(xué)問應(yīng)用、創(chuàng)新力量和科研素養(yǎng)的培育,為同學(xué)畢業(yè)后較快成為適應(yīng)新時代新形勢下土建類專業(yè)人才打下了基礎(chǔ)。

:曾剛李崢王元元徐福衛(wèi)單位:湖北文理學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院

土木工程材料教學(xué)改革篇3

為主動應(yīng)對人工智能、云計算、智能化等現(xiàn)代科技進(jìn)展帶來的產(chǎn)業(yè)變革與技術(shù)革新，教育部提出了“新工科”建設(shè)理念，其宗旨在于不斷適應(yīng)社會進(jìn)展，培育具有創(chuàng)新力量的復(fù)合應(yīng)用型人才，為我國高等工程教育的改革帶來了新機(jī)遇并指明白新方向[1]。在新工科建設(shè)背景下，土木工程學(xué)科向著工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的方向進(jìn)展。圍繞國家戰(zhàn)略需求，順應(yīng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級趨勢，智能建筑專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。目前，各大高校對智能建筑專業(yè)的建設(shè)非常重視，但大多數(shù)局限于理論教學(xué)的改革和體系構(gòu)建，忽視了實(shí)踐教學(xué)的完善。事實(shí)上，實(shí)踐教學(xué)作為強(qiáng)化同學(xué)實(shí)踐力量的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，是培育創(chuàng)新意識，重塑創(chuàng)新思維的重要推手[2-3]?！巴聊竟こ滩牧显囼?yàn)”是智能建筑專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專業(yè)必修課，重點(diǎn)針對土木工程材料制備及其性能測試，以及原材料性質(zhì)檢測等開展實(shí)踐教學(xué)設(shè)計，已成為提高同學(xué)工程創(chuàng)新力量的重要課程。該課程的學(xué)習(xí)可關(guān)心同學(xué)熟識土木工程材料試驗(yàn)的基本原理，把握材料各項性能的檢測方法，培育設(shè)計試驗(yàn)、收集、處理、分析與解釋數(shù)據(jù)的力量，以及培育主動發(fā)覺問題、思索問題、創(chuàng)新性解決問題的力量。本文以福建工程學(xué)院智能建筑專業(yè)為例，探討新工科理念下土木工程材料試驗(yàn)教學(xué)的改革舉措，以期為相關(guān)實(shí)踐教學(xué)改革供應(yīng)借鑒與參考。

1土木工程材料試驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題

1.1教學(xué)模式老化

很多高校在開展土木工程材料試驗(yàn)教學(xué)的過程中仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。課前，同學(xué)通過預(yù)習(xí)了解試驗(yàn)內(nèi)容并完成預(yù)習(xí)報告；課中，針對試驗(yàn)基本原理、操作流程與留意事項，通過老師先講解、同學(xué)后操作的形式，完成試驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄；課后，同學(xué)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)與規(guī)律并撰寫試驗(yàn)報告。傳統(tǒng)教學(xué)模式仍以老師灌輸學(xué)問為主導(dǎo)，同學(xué)被動接受學(xué)問，而后機(jī)械性地重復(fù)試驗(yàn)操作，這種教學(xué)氛圍較為枯燥乏味，簡單使同學(xué)失去愛好與動力[4]。在此過程中，同學(xué)缺乏對學(xué)問應(yīng)用的主動性與制造性，導(dǎo)致無法形成基本的創(chuàng)新意識，同學(xué)分析和解決問題力量得不到較好的熬煉，難以達(dá)成培育同學(xué)創(chuàng)新力量的目的。

1.2試驗(yàn)內(nèi)容固化

大部分高校的土木工程材料試驗(yàn)均是成熟的驗(yàn)證性試驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計性試驗(yàn)[5]。試驗(yàn)主要包括：水泥細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度、強(qiáng)度等級；骨料表觀密度、積累密度與顆粒級配；混凝土制備及其和易性和強(qiáng)度等級測定。這類傳統(tǒng)的驗(yàn)證性試驗(yàn)無法保證教學(xué)內(nèi)容的實(shí)效性和前沿性，也激發(fā)不了同學(xué)的樂觀性與探究欲，難以培育同學(xué)自主學(xué)習(xí)與自主解決問題的力量，更無法拓展同學(xué)的開放性思維，不符合新工科建設(shè)背景下創(chuàng)新型人才培育的核心思想。

1.3考核評價單一

試驗(yàn)課程的考核指標(biāo)多以預(yù)習(xí)狀況和試驗(yàn)報告為主，而這種考核評價模式過于片面、單一[6]。由于試驗(yàn)內(nèi)容基本相同，同學(xué)的預(yù)習(xí)報告和試驗(yàn)報告的相像度高，常常消失抄襲的現(xiàn)象且難以甄別，無法全面客觀地反映同學(xué)的學(xué)習(xí)成果和把握程度，也不易精確?????評價同學(xué)的動手力量，更難以評估同學(xué)的創(chuàng)新思維及自主解決問題的力量。同時，這類評價方法也消磨了同學(xué)自主創(chuàng)新試驗(yàn)的熱忱與愛好，不利于同學(xué)分析力量和創(chuàng)新思索力量的培育。

1.4試驗(yàn)室管理制度陳舊

大部分高校的本科教學(xué)試驗(yàn)室僅對本科生課程試驗(yàn)開放，本科生只能完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，難以利用試驗(yàn)室資源自主開展探究性試驗(yàn)。這無法滿意本科生創(chuàng)新實(shí)踐力量培育的基礎(chǔ)硬件條件，極大限制了教學(xué)模式的改革和試驗(yàn)內(nèi)容的更新，同時也極大鋪張了試驗(yàn)室的儀器設(shè)備資源[7]。

2基于新工科理念的土木工程材料試驗(yàn)教學(xué)改革舉措

2.1以同學(xué)自主創(chuàng)新試驗(yàn)為主的試驗(yàn)教學(xué)模式

隨著信息技術(shù)的快速進(jìn)展，可利用慕課等網(wǎng)絡(luò)資源引導(dǎo)同學(xué)在課前完成試驗(yàn)內(nèi)容基礎(chǔ)學(xué)問的識記與理解，并通過“雨課堂”等APP供應(yīng)的課前小測，保障同學(xué)的預(yù)習(xí)質(zhì)量。課程內(nèi)容主要以開放性的問題為主，如：以增加混凝土強(qiáng)度，提升水泥基材料耐久性等為導(dǎo)向，組織同學(xué)分組收集資料與自主學(xué)習(xí)研討，提出解決問題的設(shè)想（依據(jù)）與試驗(yàn)方案，并由專任老師點(diǎn)評講解，分析設(shè)想依據(jù)的科學(xué)性與討論方案的可行性，同時加深同學(xué)對學(xué)問點(diǎn)的理解與把握。而后同學(xué)運(yùn)用所學(xué)學(xué)問開頭自主試驗(yàn)，最終同學(xué)通過分析試驗(yàn)結(jié)果與規(guī)律，提出學(xué)問點(diǎn)的創(chuàng)新應(yīng)用。這種以同學(xué)自主創(chuàng)新試驗(yàn)為主的教學(xué)模式，不僅能激發(fā)同學(xué)主動學(xué)習(xí)新學(xué)問的熱忱與愛好，而且有助于培育同學(xué)自行設(shè)計試驗(yàn)、自主解決問題、開展探究性討論的力量。

2.2試驗(yàn)內(nèi)容多樣化

新工科背景下“土木工程材料試驗(yàn)”課程設(shè)