《土木工程材料》課程教學策略

劉俊霞　海　然

中原工學院建筑工程學院（450000）

《土木工程材料》課程教學策略

劉俊霞海然

中原工學院建筑工程學院（450000）

在系統分析《土木工程材料》課程特點的基礎上，提出了加強緒論教學的引導作用、有針對性地講解土木工程材料的性質特點、專題性地講解新材料研究與應用前沿、多途徑進行實踐課程教學等教學策略，為《土木工程材料》課程的教學改革和創新作了有價值的探討。

土木工程材料；課堂教學；教學策略

《土木工程材料》作為高等工科院校土木工程類專業的一門專業基礎課程，主要介紹各類土木工程材料的組成、生產過程、技術性能、質量檢驗和控制等基本知識［1］。其教學目的是讓學生熟悉土木工程材料的性能（力學性能、變形性能、保溫隔熱性能以及加工性能等），為學習建筑、結構、施工技術、施工管理與工程概預算等后續課程提供必要的基本知識，還要培養學生的基本實驗操作技能［2］。《土木工程材料》課程理論性、實踐性比較強，只有課堂講授和實驗緊密結合才能取得良好的教學效果。

隨著建筑業的快速發展及與國際接軌，市場對工程規劃、設計、研究、施工、管理、監理等方面專業技術人才的知識結構與基本素質提出了新的要求。土木工程材料作為承載建筑物穩定性、功能性、經濟性和耐久性的主要物質載體，對工程的質量、造價、建筑技術進步以及建筑業的發展等都有著重要的影響。因此，從事建筑工程的技術人員都應該掌握土木工程材料的相關知識，熟悉各類土木工程材料的性能特點和質量檢驗與控制方法。

1　《土木工程材料》課程特點

《土木工程材料》課程的各知識點內容相對瑣碎，涉及知識面廣，各類材料自成體系，邏輯性較差，公式推導少，經驗表格及規范多，且以敘述為主，既不像專業課那樣具體而生動，也不像基礎課那樣經典而系統，學生在學習時往往會感到枯燥乏味，對課程學習缺乏足夠的興趣［3］。隨著經濟的發展，土木工程材料的環境適應性引起了越來越多人的重視，綠色建材成為科研工作者的研究熱點，新材料和新技術相繼應用于工程實踐中，本課程的信息量也隨之擴大。由于新一輪教學改革的展開，理論課程的課時被進一步壓縮，教學任務重和教學課時少的矛盾更加突出，這就要求《土木工程材料》課程根據學科方向的側重點不同選擇相應的教學內容，讓不同專業的學生通過有限課時的學習獲取相關的知識信息。

2　《土木工程材料》課程教學規劃

2.1加強緒論教學的引導作用

緒論在整個課程的教學中具有舉足輕重的作用，通過講授不同歷史時期經典建筑的特點，討論建筑風格的變遷和材料發展與應用推廣的內在聯系，探討土木工程材料的發展歷程和前沿動態，激發學生對本課程的學習興趣。緒論教學中引入經典工程施工和質量事故案例，闡述土木工程材料的種類參數選擇和外在因素控制對建筑結構力學性能的影響，讓學生認識到土木工程材料在建筑工程中的地位與作用，認識到建筑材料的選擇對建筑物的功能性、穩定性和經濟性的關系，增加學生的工程意識、質量意識和經濟意識。

緒論教學應圍繞《土木工程材料》的教學主線：一是材料組成、結構與性能的關系，二是外在因素與材料結構性能的關系，根據授課對象所關注的重點內容，讓學生獲取相關信息。緒論課教學應結合《土木工程材料》課程的特點，給學生提供明晰的學習方法，使學生在學習上有一個良好的開端，以培養學生獨立思考、獨立分析和獨立解決問題的能力，讓學生在本課程的學習中收到事半功倍的效果。

2.2有針對性地講解土木工程材料的性質特點

《土木工程材料》的教學內容應該根據專業及專業方向的不同，適度調整教學內容的組合和深度，制定不同的教學大綱［4］。例如，土木工程專業對有關結構材料性能的知識要求較高，授課必須達到規定深度；建筑學專業對建筑材料的加工性能及施工工藝、通用材料及新材料的性能、材料的功能性（聲學、光學、熱工學）方面的知識要求較高；工程管理專業在深度上可適當降低，但要有一定廣度，應適當補充功能材料、裝飾材料等內容；港口工程專業對材料的防腐、耐久等性能要求更高，在這方面應作深入講解。又例如，有關瀝青材料的內容多且難理解，對土木工程專業建筑工程方向的學生僅介紹瀝青的組成、結構、性質以及在防水工程中的應用即可，對道橋工程方向的學生則應重點講授瀝青及瀝青混合料的路用性能，且要達到規定的深度［5］。

《土木工程材料》課程的教學采用分專業授課的形式，根據不同的專業規劃教學內容。土木工程專業注重結構材料組成和結構的力學性能、耐久性方面知識，并適當拓展該領域的研究深度，讓學生通過課堂學習了解并掌握結構設計過程中如何選擇結構材料，確保建筑結構在服役期內的使用安全性。建筑學專業著重介紹傳統材料的力學性能、施工工藝及其可裝飾性，使建筑結構具備建筑美感、舒適性和經濟性，具有適宜的耐久性，以減少建筑物后期維護費用。工程項目管理專業著重拓寬各類型土木工程材料知識點的范圍，增加功能材料、新材料性能和應用范圍方面的內容，介紹材料性能對建筑結構工程質量的影響，使學生了解如何通過建筑材料的質量控制，在確保建筑結構功能性、使用性和工程質量的同時具有一定的經濟效益。

2.3專題性地講解新材料研究與應用前沿

土木工程材料領域新材料、新工藝不斷涌現，并應用在摩天大樓、海底隧道工程、高鐵建設和大型場館建設等領域。世界各地的一些地標性建筑如迪拜阿里法塔（阿聯酋）、上海中心大廈、麥加皇家鐘塔飯店（沙特）、紐約世界貿易大廈1號樓自由大廈（美國）和北京國家體育場等，都向我們展示了新材料的應用與推廣所帶來的累累碩果。

隨著可持續發展和低碳經濟深入人心，發展綠色土木工程材料成為建材業發展的研究焦點，綠色建材領域的研究主要集中在固體廢棄物的利用和傳統材料性能優化方面。比如，針對農村城鎮化建設對綠色墻材的要求，生土材料和生土建筑重新引起人們的關注；將赤泥、建筑垃圾、污染土、河道淤積土等固體廢棄物制備成水泥、混凝土和生土砌塊應用于建筑行業。

新材料與新工藝不僅能夠改變建筑物結構和建筑物的功能，還能夠降低建筑物在建造過程中的能量消耗以及服役結束后的對環境的負面影響。是否掌握和應用新材料、新工藝已成為評價工程技術人員綜合實力的重要指標。因此，有必要向學生介紹新材料領域的最新研究成果，并提出亟待解決的問題，激發學生探索未知領域的研究熱情。針對教學課時緊張這一現狀，可以通過組織新材料發展前沿專題講座的形式完成教學任務，也就是組織土木工程材料及其相關專業的在職教師，結合土木工程教學工作，介紹建筑材料的發展前沿以及其研究課題的最新動態，讓學生了解新材料的性能特點、應用前景和施工工藝。

2.4多途徑進行實踐課程教學

《土木工程材料》課程的實踐教學內容主要分為四部分：一是材料基本性質實驗，讓學生掌握測定固體、散粒材料基本物理性質的實驗方法。二是水泥實驗，主要完成水泥細度、標準稠度用水量、安定性實驗試件的制作、膠砂強度試件的制作。三是混凝土實驗，主要完成混凝土拌合物和易性實驗和混凝土立方體抗壓強度實驗。四是鋼筋、瀝青以及瀝青混合料實驗為選做實驗，學生可以結合自己的專業方向進行選擇。

由于實驗學時有限、實驗時間長和操作難等情況，一方面，部分實驗可以采取多媒體直觀教學，通過實驗視頻讓學生充分了解實驗過程和操作方法，滿足本科實驗教學的基本要求，比如水泥的標準稠度用水量、安定性實驗。另一方面，搜集工程施工的實況剪輯進行豐富網絡教學，讓學生利用課余時間看施工視頻，對工程實際的施工過程有直觀的認識，比如課堂觀看泵送混凝土、噴射混凝土施工視頻，讓學生了解混凝土拌合物工作性能和影響因素。此外，為學生開放部分實驗室，鼓勵學生充分利用開放性實驗室進行設計性、綜合性實驗，砂漿、水泥凝結時間測定等，教師利用課余時間給予指導，以便提高學生的動手能力。

3　結語

針對《土木工程材料》課程的特點和教學中存在的問題，從理論教學和實踐教學兩方面，對課程的教學內容和教學方法的改革進行了初步探討。首先，《土木工程材料》課程教學應注重闡述土木工程材料的性能與建筑結構、建筑質量、結構穩定性和經濟性之間的關系，讓學生在結構設計、成本核算和施工管理中充分重視建筑材料的物質載體作用。其次，《土木工程材料》課程教學應緊跟材料科學的不斷創新與發展，對課程的教學內容不斷更新，對教學方法不斷改進，讓學生了解建筑材料的發展前沿和應用前景。再次，《土木工程材料》課程教學應注重培養學生的動手能力，充分利用現有的實驗資源，提高學生的綜合運用能力。

［1］謝振國.土木工程材料課程課堂教學方法探討［J］.高等建筑教育，2009，（18）3：78-80.

［2］楊醫博，梁松.《土木工程材料》課程教學改革的設想與實踐［J］.北京大學學報（哲學社會科學版），2007，5：104-105.

［3］杜紅偉.激發學習積極性、提高土木工程材料的教學效果［J］.科技創新導報，2009，（27）：208-210.

［4］吳芳，楊長輝.土木工程材料課程教學改革研究［J］.高等建筑教育，2006，（15）4：79-81.

［5］吳東云，張建新.新形勢下土木工程材料課程教學改革與建設探究［J］.高等建筑教育，2012，（21）6：70-72.