《土木工程材料》課程的教學方法探討

黃 謙 舒云健 蔡 姣 文 桃

長江師范學院土木建筑工程學院（408100）

《土木工程材料》課程的教學方法探討

黃 謙 舒云健 蔡 姣 文 桃

長江師范學院土木建筑工程學院（408100）

《土木工程材料》課程是土建類專業一門重要的專業基礎課。然而，該課程具有內容復雜，課時少且偏重敘述性等特點，學生在學這門課時往往感覺枯燥，對概念性的東西掌握不牢。對此，作者結合自己的教學經驗，就該課程的教學方法進行了探討，以求獲得良好的教學效果。

土木工程材料；課程；教學方法

《土木工程材料》是目前廣大高校中土木工程、交通（道路與鐵道）工程、建筑學、給水排水、建筑工程管理等多個專業的一門必修專業基礎課。該課程的主要目的是使學生獲得土木工程材料的基礎知識，掌握材料的性能、應用、制備及其試驗檢測技能，以便在今后實踐工作中能正確與合理地使用材料，可以說它是決定學生專業面寬窄和工作適應性的關鍵因素。然而，《土木工程材料》課程包含的教學內容多，知識面廣，且課程很多內容之間的邏輯關系不強，同時由于材料科學發展迅速，導致新材料、新技術、新工藝層出不窮。因此，如何在學時少、課程任務重的情況下激發學生的學習興趣，提高該課程的教學質量，使學生掌握基本的材料科學知識，又能拓寬學生的視野，是當前《土木工程材料》課程授課教師必須考慮的問題。

1 《土木工程材料》課程的現狀分析

1.1 教材方面

《土木工程材料》課程所涉及的材料品種繁多，包括無機膠凝材料、水泥混凝土、金屬材料、有機高分子材料和瀝青等10大類上百種材料，內容繁雜，且各類材料自成體系，各章之間的內在聯系少[1]。

在多數情況下，《土木工程材料》課程教學主要采用敘述的方式來給學生講述有關的教學內容，包括各類材料、工程密切相關的試驗資料、施工規范和技術標準等，這些內容涉及的概念和經驗性的內容非常多，理論推導及計算部分較少，又缺乏相應的邏輯性，這會讓學生感覺枯燥，沒有多大的樂趣，很難激發學習熱情和興趣。

近三十年來，各種新型土木工程材料和技術都有了突飛猛進的發展，新材料、新工藝推陳出新，很多都已經廣泛應用于實際土木工程建設，但很多《土木工程材料》教材沒有體現這些變化。此外，近年來各種材料的設計標準、試驗和使用規范均有較大變動，但目前這些非常重要的變化幾乎沒有反映到教材中或反映較為滯后。

1.2 教學方面

首先，教師是給學生講授知識的直接人，教師自身對本學科知識的掌握決定著學生獲取知識的多少。目前，高校教育管理制度還不健全，教師隊伍也良莠不齊。高校教師，尤其是青年教師，因長期身處學校教學環境之中以及自身知識結構的局限，很少參與實際工程項目，缺乏相關的經驗；另一方面，很多教師迫于職稱壓力，其自身的科研任務往往較重，很少心思花在學生實踐能力培養和綜合素質提高方面。

其次，理論教學方法還較為單調。這主要是因為理論學時不夠，而教學內容過多，所以教師在講授的過程中，講課速度過快，即采用“填鴨式”的教學方式，忽略了學生是否能聽懂、能否消化吸收，甚至忽略了課堂提問與討論，往往起到事倍功半的效果。

此外,土木工程材料課程過多地強調理論學習，而忽略了實驗教學。土木工程材料是一門實踐性較強的課程，實驗內容僅包括一些基本的材料性能測試，屬于驗證性實驗，學生只需按照規范和標準進行，而缺乏綜合性、設計性實驗及針對不同專業的選做實驗，因此不利于培養學生自主實踐、創新思維和分析解決問題的能力。

2 對《土木工程材料》課程教學方法改革的建議

針對《土木工程材料》課程專業特點，為更有效地培養學生的實踐和創新能力，教師在授課中必須突破傳統的教學觀念、教學方式，對此筆者給出了以下幾點建議：

2.1 正確把握教學內容，突出教學重點

《土木工程材料》是一門涉及面很廣的課程，從無機到有機，從金屬到非金屬，從單一材料到復合材料，品種繁多，千變萬化。但該課程課時很少，在有限的教學時間內較系統細致地闡述各類材料的生產、性能、應用及相關技術標準是難以做到的，也不是開設這一課程的根本目的。這就需要教師準確理清教學大綱，認真研討教學內容，處理好教材與教學內容的關系，適當地延伸和深化教學內容。在教學過程中實時引入一些目前應用較多且成熟的新材料、新工藝、新規范，這有利于學生了解本學科發展前沿，拓寬眼界。同時刪除教材中一些非重要的、陳舊的或已被替換的內容，例如一些被禁止使用或落后的材料以及被更替的標準和規范，確保教學內容的實時性和先進性，增強教學內容與實際工程、理論教學與實踐教學之間的聯系。

在正確把握教學內容的基礎上，還應根據學生所學專業，針對其特點，做到有的放矢，在有限的時間內完成繁雜內容的教學。例如，對于建筑學專業，其教學重點應放在功能材料和裝飾材料上；工民建專業的重點則應放在結構材料上；而環境工程專業的重點應放在材料和材料的一般性能方面，并結合材料生產、資源消耗和產生的環境污染等相關的知識進行授課[2]。

2.2 充分調動學生學習的積極性

學生的興趣和學習的積極性是確保教學成效的前提，教師需要結合教學內容，立足學生基礎，充分調動學生的積極性。新材料、新技術、新工藝在不斷發展，教學內容需要根據領域的最新研究成果以及未來發展進行調整。在教學進程中，適時講授土木工程材料的國際發展動向、最新研究成果以及應用狀況,不僅可以適度保持教學內容的時效性、先進性和超前性，而且還可以拓寬學生的視野，激發他們的學習積極性和開拓創新意識。例如，在講授鎂質膠凝材料時，除介紹教材上的氯氧鎂水泥外，還可以適當介紹目前研究較多的硫氧鎂水泥和磷酸鎂水泥,并對比分析各鎂質水泥的性能和優缺點；在介紹粉煤灰、礦渣等外摻料時，說明其在水泥中的膠凝特性實際是堿激發過程，再提問學生“假設沒有水泥，直接在粉煤灰或礦渣中加入堿液，它們會凝結硬化嗎?”這樣便引出堿激發膠凝材料的概念。對此學生的學習興趣更高，印象更深，所學知識記憶更牢、更實用，同時也初步了解新型膠凝材料。

此外，在教學過程中應靈活運用多種形式的教學方式或手段，授課時適當“拋出”問題、設置疑問，引導學生積極主動地思考問題、分析問題、解決問題，同時鼓勵學生隨堂提問，讓學生參與討論，發表觀點，這不僅活躍了課堂氣氛，也激發起學生探究問題的興趣，培養他們分析解決實際問題的能力。同時，授課教師根據不同的教學內容，布置不同的課題方向組織學生對獨立或分組完成讀書筆記或綜述報告，這對于培養學生發現、分析、解決問題以及提高學習積極性也具有重要作用。

2.3 加強啟發教學，注重各知識點的聯系

由于教材內容偏重于敘述性，主要是與各類材料、工程密切相關的試驗資料和實踐的總結及技術標準，初學者往往感覺內容繁雜，無條理可循，找不到重點。教師可以將知識點通過對比、延伸和拓展來引發學生的思考。例如，在講到鈣礬石時，可以問學生“水泥早期水化生成的鈣礬石有何作用？而硬化水泥石遭受硫酸鹽侵蝕時生成的鈣礬石又會帶來何種影響？”再如，可以將生石灰中的過燒石灰與水泥熟料中的游離氧化鈣的各自破壞機理進行對比分析。這既能提高學生的學習興趣，又把書本中的相關知識點相聯系，拓寬了知識面。

2.4 研教結合，以研促教

以研促教，是指以科研項目為依托，利用科學研究促進教學工作，將課程教學和科學研究緊密結合，形成教學和科研的雙向互動，其目的是提高教學和人才培養質量[3]。從根本上說，科研是探索未知的世界，是教學的“源”；教學是繼承已知的知識、技能和經驗，是科研的“流”；兩者相輔相成，有機結合。

科研項目為教師、學生提供了實實在在的、源源不斷的實踐機會，既豐富了師生的實踐經驗，又培養了師生的工程素養和創新能力。一方面，材料科學發展很快，新材料、新技術日新月異，教師只有積極參加科研項目、努力學習，不斷更新充實知識，才能編寫出具有適用性、先進性和適度超前性的講義，正確地把握教學內容，更好把學科發展的前沿動態、國內外研究現狀以及自己的研究成果適時不斷地融入課堂教學，讓學生感受到材料的“魅力”，從而更好地激發學生的學習熱情和創造性思維，培養解決實際問題的能力。另一方面，積極鼓勵并吸收學生參與教師的科研項目，能增強學生對材料學科的直觀認識和對課堂教學的領會，有助于提高學生獨立思考、實踐動手和團隊協作能力以及參與意識、競爭意識和主人翁意識，激發他們學習的熱情和創新的欲望，提高學生從事科學研究的積極性和主動性。

3 結語

為滿足課程改革和人才培養的新形勢需求，土木工程課程的教學方式方法也需要進行相應改革。只有在教學過程中教師不斷努力學習，總結教學經驗，改革教學方法，才能讓學生學到更為豐富的知識，有效提高教學質量和教學效率，培養和造就實用型的技能人才。

[1]何娟.土木工程材料課程教學方法探討[J].中山大學學報論叢,2004,24(3)：150-152.

[2]吳芳,楊長輝.建筑類院校非材料專業建筑材料課程教學改革探討[J].高等建筑教育,1996,29(增刊)：46-47.

[3]陳昌禮.“以研促教”在土木工程材料課程教學中的應用[J].高等建筑教育,2015,24(2)：64-67.

基金來源：長江師范學院教改項目（No.JG16330，No. JG16328）