土木工程材料課程自主學習的教學思考

溫 勇

土木工程材料是土木工程專業的一門重要專業基礎課,對于土木專業的學生,掌握必要的土木工程材料知識是學生的基本專業要求,同時也是學習后續相關專業課的基礎[1]。土木工程材料課程的特點主要體現為實踐性和綜合性強,即課程內容與工程實際聯系非常緊密,材料的選擇往往需要綜合考慮工程要求、所處環境以及工程造價成本等問題。而在課堂教學過程中,很難準確描述這樣一種因時因境而異的不確定性,因此,對于習慣了嚴密邏輯推理的工科學生而言,學習時難以把握要點,也就易于喪失學習興趣,從而導致教學活動中教學效果不盡如人意。因此,如何激發學生的學習興趣,培養學生在有限的學時內掌握教學內容,具備基本的研究思維和創新性能力,已成為土木工程材料課程任課教師的主要問題。

1 優化教學內容,突出教學重難點

教學內容是評價教學質量的重要指標,正確把握教學內容是提高教學質量和教學效率的關鍵[2]。當前,材料科學的發展極其迅猛,新材料、新品種層出不窮,并廣泛應用于實際工程建設中。由于這些材料的技術含量高,可持續發展性強,是今后工程應用的必然發展趨勢,因此,有必要讓學生在學習過程中有所了解與掌握。但在有限的學時內,如何將課程中所涉及的上百種建筑材料和土木工程材料學科的新進展講解透徹,對于任課教師無疑是一個挑戰。對此,我們認為土木工程材料課程教學過程中不能再逐章逐節介紹,而只能有所側重,引導學生初步建立材料科學的思維和處理材料的選用、質量控制和改性的方法。因此,這就要求教師必須鉆研教材,處理好教材與教學內容、教學內容與教學大綱、教材與土木工程材料新發展之間的關系,對教學內容進行適當的刪減,將當前應用較多的新材料、新技術和本學科發展前沿及時充實到教學中,同時把教材中一些次要的、陳舊的內容刪除,確保教學內容的時代性和先進性。

在優化教學內容的基礎上,還應根據教學大綱的要求,在課程講授過程中,有針對性地突出教學重點、難點和熱點問題,引導學生逐步建立對土木工程材料的正確思維和認知,努力達到為工程應用服務的教學目的。土木工程材料課程涉及建筑材料上百種,內容繁雜,并且各類材料自成體系,因此單靠死記硬背,學習難度很大。但無論材料如何千變萬化,材料的組成、結構和構造決定了材料的性能,而材料的性能則決定了材料的應用范圍。因此,教學的重難點就是給學生梳理出各種材料的組成、結構和性能的關系,通過對其組成和結構進行認真的分析,推理出材料的性能和應用范圍,并能進一步延伸至材料改性的途徑,從而針對不同工程的實際需要,科學合理選用材料,從而建立學生對于土木工程材料的科學和創新思維。

2 采取靈活多樣的教學形式,充分調動學生學習積極性

興趣是學習最好的老師[1]。由于土木工程材料課程教學內容偏重于敘述性,概念多,因此在傳統的教學過程中,單靠教師講,學生被動接受,難以調動學生在學習活動中的主動性和積極性。因此,通過采取一些靈活多樣的教學形式,活躍課堂氣氛,使學生成為真正的學習主體,以提高學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力。

2.1 開展啟發互動式教學

為了培養學生的主動思維能力,授課時可先提出幾個問題,讓學生帶著問題聽課。通過組織課堂討論可以有效地提高學生分析問題和解決問題的能力,培養學生的積極思考和創造精神。例如,在講解建筑砂漿的技術性質時,先提出生活中的抹面砂漿表面開裂這一常見問題,讓學生獨立思考后進行討論,討論中通過點評引導學生從材料的組成和結構來推理砂漿的變形性質特點;再通過與混凝土組成材料差異性的比較,使學生加深理解混凝土和砂漿的技術性質。

2.2 充分利用先進的教學手段

土木工程材料的發展日新月異,新材料、新技術、新工藝、新產品層出不窮,因此,好的課堂講授應具有很強的適應性、先進性和適度的超前性。此外,土木工程材料課程內容中牽涉到各種工程材料及制品,大部分無法搬到課堂中來,學生又是初次接觸本課程專業知識,感性認知較少,即使教師授課十分認真,有時也很難調動學生的興趣。因此利用先進的教學手段,采用多媒體授課方式,通過錄像、圖片、動畫,比較直觀地提供給學生大量信息,創設情境,可以大大提高學時效率,調動學生學習的興趣和積極性。

2.3 加強實踐教學

學生對工程實際接觸較少,缺乏對各種材料的感性認識,單純從理論上講解,學生會感到很抽象和枯燥,不好理解。將理論、實驗、實踐有機地結合起來,增加感性認識,以加深對理論的理解[2]。例如在講述石膏和石灰的特點時,可以準備好這兩種材料及兩個燒杯和一根搗棒,告訴大家這兩種白色粉末分別是石膏和石灰,如何用一種簡易的辦法區分。然后請兩位同學分別向燒杯內加水,大家就會看到其中一個燒杯內反應劇烈,同時請另一位同學在另一個燒杯內用搗棒快速攪拌,大家就會看到開始可以快速攪動,逐漸就慢了下來直至停止,且整個過程在數分鐘內完成,這樣不用多講,同學們對于石灰的劇烈水化反應及石膏的快速凝結特性就會一清二楚且印象深刻。在講解混凝土內容時,先講解混凝土性質和配合比的理論,再帶學生參觀現場混凝土的配制、攪拌、運輸、澆筑、搗實等過程,對混凝土的性質、配合比設計等理論有了進一步的理解,再布置題目讓學生自己完成一個配合比的設計過程。通過理論與實踐相結合,提高了學生的實踐能力,充分挖掘學生潛能,培養學生學習興趣。

3 采取多種考核形式,促使學生自主學習

作為最終的教學檢驗,采用何種考核形式對學生具有極為重要的意義,在某種程度上也指導著他們的學習方式[4]。教師如能利用好考核這種手段,也可以達到相應的教學目的。土木工程材料是一門發展迅速的學科,材料的規范在不斷更新,新材料、新技術更是層出不窮,而教材卻具有明顯的滯后性,并不能反映學科的最新進展。教學的目的不僅是讓學生掌握基本理論知識,更重要的是讓學生知道如何去獲取最新和有用的信息。單純的一張試卷定終生的考核方式并不足以反映這種目的,而采用多種考核形式綜合評定成績的方法更為有效。例如最終成績可由考試成績、實驗成績、小論文成績按比例構成,其中小論文的撰寫訓練尤為必要。當學生獨立地完成了選題、查找資料及撰寫論文全過程后,那么他們對于如何利用網絡、圖書等資源獲取信息、更新知識的方法將有一個初步認識,而這種方法的掌握必將使之受益終生。

總之,只要我們在教學過程中勤于思考,積極引導,不斷改進教學方法,就能使我們的教學質量不斷提升,使學生不僅掌握課本知識,更重要的是鍛煉實踐能力,培養創新精神,掌握自我學習的方法,真正達到“授之以魚”,更要“授之以漁”的教學目的。

[1] 郭振亞.激發探究興趣 讓歷史課活起來[J].中學文科:教研論壇,2006(9):29-30.

[2] 劉寶舉,楊元霞.在《土木工程材料》課程教學中激發學生學習積極性的探討[J].長沙鐵道學院學報(社會科學版),2006(2):81-82.

[3] 朱勁松.關于高職建筑材料教學改革的幾點思考[J].山西建筑,2008,34(36):199-200.

[4] 蘇達根.多種形式相結合的課程考試改革[J].華南理工大學學報(社會科學版),2003(S1):36-38.