本科土木工程材料課程的教學改革探討

王 宇 輝

(上海師范大學建筑工程學院，上海 201418)

本科土木工程材料課程的教學改革探討

王 宇 輝

(上海師范大學建筑工程學院，上海 201418)

為了響應國家“卓越工程師教育培養計劃”，對土木工程專業的土木工程材料課程做了教學改革，在理論教學、課后作業、實踐教學和課程考核等方面做了探索，收到了較好的教學效果。

卓越工程師，土木工程材料，教學改革

2010年6月國家教育部提出“卓越工程師教育培養計劃”，該計劃旨在全面提高我國工程教育人才培養質量，希望培養具有工程實踐能力和創新能力的工程人才。這給高等工程教育改革發展指明了方向。各類工科院校以此為目標，在課程教育體系上做了創新和改革。筆者作為土木工程專業的專業課教師，對所代課程土木工程材料也做了一定的教改嘗試。

1 教學中存在的問題

土木工程材料是土木工程專業的專業基礎課。其教學目的是使學生掌握主要土木工程材料的性質、用途、制備、使用方法以及質量檢測與控制方法，并了解工程材料性質與材料結構的關系以及性能改善的途徑。通過學習，學生應能針對不同工程合理選用材料，并能與后續課程密切結合，了解材料與設計參數及施工措施選擇的相互關系[1]。

本課程內容龐雜，各章節相對獨立，邏輯性弱，多為文字陳述的理論知識，甚少計算，所以導致學生聽起課來一聽就懂，但實則要真正掌握這些知識并不容易；而教師講起課來不斷地闡述理論知識，容易讓學生產生聽覺疲勞。另外教材課后習題，多數能在教材上直接找到答案，緊密結合工程實際的問題較少，學生處理工程問題的能力訓練不夠。這種教與學的方式沒有達到應有的教學目標，急需改善。

2 教改主要內容

主要從課堂教學、課后作業、實踐教學和課程考核這幾個方面做了教改嘗試。

2.1課堂教學

2.1.1梳理教學重點，授課主次分明

現在土木工程材料的課時基本在42課時左右，其中還有12課時的實驗課，屬于理論課的教學課時只有30課時左右。為了能在有限課時內完成教學內容，就需要教師梳理教學內容，明確教學重點，做到授課主次分明。

本課程中，土木工程材料的基本性質這一章是課程的基礎，而鋼材、水泥、混凝土、砂漿、木材和瀝青等材料是工程中應用廣泛的建筑材料，這些章節在課堂上要重點講解。

而對氣硬性膠凝材料，墻體材料，合成樹脂，其他功能材料則屬非重點內容，可采用翻轉課堂的方式，讓學生先在課后自學教材和教師給出的課件等補充材料，然后教師在課堂上集中解決學生提出的共性問題，最后再通過做章節練習的形式對學生自學效果進行檢查。

這樣主次有別的授課方式，不僅節約了課時，也鍛煉了學生的自我學習能力。

2.1.2針對不同教學內容，靈活應用教學方法

現在常被使用的教學方法和教學模式有很多。例如：對比法，案例法，任務驅動法、CDIO工程教育模式(Conceive，Design，Implement and Operate)等。但具體到某個知識點，教師應根據多年的經驗和嘗試，選擇適合這個知識點的教學方法。

例如：1)工程實例導入知識：在新章節內容講解前，用工程實例引導學生進入學習狀態，形成學習期待，激發學習自覺性，讓學生有學以致用的體現，效果很好。2)問題啟發貫穿課堂：對于以敘述性為主的課程，在授課過程中不斷地創設問題情境把理論知識串起來，采用一系列的設疑，激疑的方式完成教學，課堂不再單調，有利于吸引學生注意力，驅動學生不斷思考，這樣的講課方式更為有效。3)相似知識應用對比法：在講六大通用硅酸鹽水泥的特性和應用時，可以先進行分類，分為摻混后材料少的(硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥)和摻混后材料多的(礦渣水泥，粉煤灰、火山灰和復合硅酸鹽水泥)兩大類，進行分類講解，再用對比法進行列表對比，同類的性質相似，不同類的性質基本相反，另外在指出水泥共性之外的個性(礦渣抗滲性差，火山灰抗滲性好，粉煤灰抗裂性好)，這樣六大通用硅酸鹽水泥的性質一目了然，很好記憶。相應的根據六大通用水泥的特性去推斷其適用范圍就迎刃而解了。

總之，在教學中，教師應不斷摸索，不斷嘗試，為每一個教學內容選擇一種最適合學生接受的教學方法來完成教學任務。

2.1.3充分利用新媒體，充實教學資源

教育從來都是與時俱進的，教育與技術的結合呈現了各種新型的教學模式，例如：慕課MOOC(Massive Open Online Course)，SPOC(Small Private Online Course小規模限制性在線課程)，翻轉課堂(Flipped Classroom)等。我們應充分利用現代網絡資源，充實積累教學資源，在課堂上結合使用板書，ppt課件，視頻，動畫等讓課堂變得生動起來，加大課堂信息量，激發學生聽課興趣，讓學生多感官感知知識，提高教學效果。

當然這些課件，動畫、視頻的制作和甄別，需要教師花費較大的精力去完成。

2.2課后作業

教師擔負的教學任務不僅僅停留在課堂上，更多的體現在課后與學生的互動中。顯然，作業是師生的主要互動形式和載體。作業既是學生課堂知識的鞏固和檢驗，更是一次課堂知識更深層次的拓展和延伸。通過教師布置的作業，學生可領會學習的方向，通過學生上交的作業，教師可了解學生對知識的掌握程度和教學效果。所以，作業的設置就顯得尤為重要。

2.2.1作業問題的設置

現在不管是教材上，還是網絡上見到的多數習題可從教材上直接找到答案，學生抄一遍即能完成作業，這樣的作業對學生能力的提高作用不大，所以這種作業應該控制在一定的量下，教師應對每章節設置一些沒有標準答案的開放式題目。

例如：在學生學習第一章材料的基本性質后，筆者設置作業題如下：

1)研究身邊某幢樓不同部位使用的建筑材料。同學之間做交流，對不同建筑同一部位采用不同建筑材料的，做統計對比分析，理解建筑結構，建筑功能與建筑材料之間的相互關系。

2)國內外古建筑所用建材的資料查閱。

3)貝聿銘先生在其建筑作品中慣用的建筑材料有哪些。

4)綠色建材的使用，建材對環境的影響。

完成這樣的作業，學生不僅要動手查閱資料，動腳實地調研，而且要動腦自己分析總結。這樣才能真正鍛煉學生獨立解決問題的能力，同時也培養了學生的社會協作素養，為日后工作打下良好基礎。

2.2.2作業形式的設置

作業既要有筆頭作業，也要有一定量的口頭作業，學生可組內口頭交流，并選擇組內代表在課堂上上臺匯報，善于表達的同學非常樂意展示自己，對于不善于表達的同學給予鼓勵和一定的鍛煉機會。這樣，既訓練學生的工程實踐能力，也鍛煉學生的表達能力。

2.3實踐教學

實驗課是本課程的重要教學環節，其任務是驗證基本理論，學習試驗方法，培養科學研究能力和嚴謹縝密的科學態度[2]。但實踐教學不應該局限于實驗課，筆者對實踐教學做了拓展，把它分為：基本實驗，綜合性實驗，現場參觀調研三種類別。

基本實驗包括了水泥實驗，粗細骨料表觀密度、堆積密度和篩分實驗，鋼材試驗和砌體試驗等驗證性試驗；綜合性實驗包括混凝土配合比設計；砂漿的配合比設計等試驗；現場參觀包括帶學生參觀混凝土攪拌站，鋼筋、鋼構件加工廠等。

另外，實踐教學的開展不能虎頭蛇尾，實驗完成，除了要有基本的實驗報告外，同時也要求學生在綜合性試驗和現場參觀完后，寫心得，心得不要求篇幅很長，但要記錄和思考試驗和參觀過程中出現的問題及其解決方法。這個過程既避免了部分學生混熱鬧的現象，也讓學生養成不斷總結，積累專業知識的好習慣。

2.4課程考核

課程考核方式原來為平時成績30%和期末70%的模式，這種模式，平時成績籠統，沒有細化，期末考試占比較大且偏重知識記憶性考核。

現改為平時作業、課堂表現15%，期中考核15%，實驗考核20%和期末考核50%的形式。平時作業課堂表現和期中考試，是教與學的過程性考核，可讓師生及時發現問題，及時采用措施解決問題。實驗考核是對學生實踐能力的一次檢驗。期末考核控制了記憶性考題的量，加大了綜合分析題，更注重了知識應用能力、實踐能力和創新能力的考核。

經實踐證明，這種考核方式是兼顧理論和實踐，結果與過程并重，不失為是一種較為全面合理的考核方式。

3 教改效果

土木工程材料課程是集理論、實驗、實踐于一體的課程，筆者從課堂理論教學，課后作業，實踐教學和課程考核等方面進行了教學改革，在過去兩年中，六個班級共150人的教學實踐中做了嘗試，學生學習積極性有了明顯的提高，學生作業質量有了改善，學習成績有了較大幅度的提升，分析工程問題能力得到了鍛煉，綜合素養有所提高，教學效果良好。

[1] 高等學校土木工程專業指導委員會.高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.

[2] 陳忠購,付傳清.土木工程材料[M].北京:中國水利水電出版社，2013.

Teachingreformofundergraduatecivilengineeringmaterialscourse

WangYuhui

(ArchitectureEngineeringCollege,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai201418,China)

In response to the national “Plan for Educating and Training Outstanding Engineers(PETOE)”, the author made teaching reform in the civil engineering materials course of civil engineering specialty, the reform are explored in theory teaching, homework, practice teaching and curriculum assessment methods, which

the good teaching effect.

outstanding engineers, civil engineering materials, educational reform

G642.0

A

1009-6825(2017)27-0235-02

2017-07-13

王宇輝(1974- )，女，碩士，講師