土木工程材料實驗課程改革初探

劉芳 肖歡

【摘要】土木工程材料是進行土木工程建設的物質基礎，《土木工程材料》課程是土木工程類學生必修的專業基礎課程，具有綜合性強、概念多、經驗性內容多、缺乏理論計算分析等特點，課程內容看似道理簡單，邏輯性卻偏差，單純的課堂理論教授模式難以讓學生得到實質性認識，因此需要加強學生對材料的接觸與實驗，將理論課程與實驗課程很好地契合起來。

【關鍵詞】實驗教學 土木工程材料 教學改革 1+N

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）16-0235-02

隨著科學技術的飛速發展，新型建筑材料不斷出現，以致學校教育盡管在教學大綱、教材、教學組織、教學手段等方面力求適應現代科學技術發展水平，但是仍然跟不上它的迅猛發展。而學生畢業后，還會遇到新的建筑材料以及新理論和新技術，就目前的土木工程材料知識而言，學生隨著課程的理論學習時間難以研究透徹。因此，不能只是教給學生一些現成的知識[1]， 需強化學生實踐能力的培養[2]，以抓好基本理論和實踐技能為重點，以能力培養為核心，學生能夠利用這些知識，解決實際技術問題，并具有解決更復雜、更重大工程技術問題的潛在能力。本著這個認識，對《土木工程材料》實驗教學進行實驗課程改革教學設計。

1.土木工程材料實驗課程目前存在的問題

1）實驗課程安排時間欠合理

對于土木工程專業學生而言，本校本門課程安排在大二上學期，同期學生所學習的課程有11門之多。此外，作為一門專業基礎課，《土木工程材料》課程內容包括幾十類上百種材料，有無機非金屬材料、金屬材料、有機材料以及復合材料等，綜合性強，概念多，經驗性內容多，在理論授課的過程中學生會感覺到難記[3]、難學。學生遇到的一些抽象、空洞的理論知識可通過實驗課程得到接觸性認識，但學生在進行實驗課程的時候與理論教學間隔時間較長，學生實驗過程中不能將學到的理論知識靈活運用，甚至會出現部分理論知識遺忘的問題，容易造成實驗過程中只知如何做，而不知為何如此做。

2）部分學生動手、動腦積極性不高

本校土木工程材料實驗教學過程中對學生進行分組，每組3-5人進行實驗。受到實驗儀器配置、實驗條件或者學生本人的原因，部分學生動手積極性不高。除此之外，雖然大多數學生能夠合作完成實驗，卻往往會出現同組學生實驗結果與實驗結果的分析、看法全部一致的現象，也就是說，有些學生雖然動手參加了實驗，卻沒有注重對實驗結果的觀察與分析，達不到實驗教學的目的。

3）實驗教學成果單一

作為一門實踐性較強的課程，開展實驗課程是必不可少的，實驗教學不單單是為理論課程服務的，而且能更好地培養學生觀察和動手能力、分析問題和解決問題的能力，培養學生的邏輯思維與創新思維。本校在進行土木工程材料實驗教學之前，編寫有相應的實驗指導書與實驗報告，老師大致講授實驗內容、實驗儀器、實驗步驟等內容，學生自己動手做實驗并完善相對應的實驗報告，最終學生實驗成果的好壞也主要是從實驗報告中體現出來，而單單白紙黑字的實驗報告造成原本生動有趣的實驗課程變得機械乏味，學生實驗積極性降低，實驗教學成果單一。

2.土木工程材料實驗課程教學改革

自開設該課程以來，我們一直力求學生握材料的基礎理論知識，具備材料的實驗操作技能，激發學生的創新能力。為此，我們對課程的內容進行相應的調整，開發實驗教學新體系，強化研究性，創建課程教學新方式；注重實踐性，拓展課程教學新途徑；激發主體性，優化課程學習新機制使課程質量不斷提高。

1）從心態上重視本門課程

多數土木工程專業的學生計算能力偏強，而本門課程教材上文字敘述內容偏多，加之對所學建筑材料的接觸性認識偏少，這就導致他們學習興趣淺，對本門課程的學習有所倦怠。因此，本門課程在授課之初，通過較多實例、圖片、數據讓學生理解本門課程與土木工程專業之間的主要聯系，建筑材料在土木工程中的作用以及地位，并讓他們了解進行實驗課程的目的，充分發揮他們的積極性與主觀能動性。

2）把施工現場搬到實驗室

土木工程材料是隨著人類社會生產力和科學技術水平的提高而逐步發展起來的，材料的質量的優劣會直接影響到工程實際中的施工工藝與工程質量。而本門課程涉及各類材料和工程密切相關的實驗資料和實踐經驗的總結，為了讓學生掌握必要的基礎理論及基本的試驗技能，本校有專門的土木工程材料實驗室，實驗室統一排課進行了材料的基本性質實驗，盡量達到理論教學與實驗教學在時間上較為同步的節奏，滿足材料基本性質試驗等各實驗的開展。

在實驗的過程中，對實驗課程進行相應的調整與設計，不贅述講解實驗原理、實驗儀器、實驗步驟，在有限的實驗教學學時內增加學生進行實驗的時間，要求學生理解實驗所依據的基礎理論知識、行業規范，并加強學生對實驗觀察與結果分析。例如在進行新拌混凝土和易性實驗過程中，可依據我們制定好的配合比進行實驗，明確新拌混凝土的和易性并進行分類。在此基礎上，要求學生對配合比進行自主設計，對配合比自主進行調整觀察新拌混凝土和易性的變化情況，可以從材料組成、材料性質、各材料所占比例等進行分析，不強制要求調整后的配合比能得到和易性較好的混凝土，但要求學生得到正確的理論知識與相對于的實驗現象。

3）借助超星等網絡教學平臺

為加強學生對實驗現象的觀察、研究，本校在超星學習通上開設了《土木工程材料》這門課程，并通過此教學平臺加強老師與學生、學生與學生之間的交流，例如在砂的篩分試驗中各組同學對砂子的粗細進行投票，在進行混凝土和易性實驗中，要求學生在超星學習通網絡教學平臺上以圖片加文字的形式將實驗過程記錄下來并進行討論交流，相對于傳統文字的實驗報告而言學生更加清晰深刻。

4）完善1+N考核中的實驗項目

考核是教學過程的一個重要環節，是教育評價的一種重要手段，其最為明顯的作用使檢測學生的學習效果，同時對學生的學習是產生反作用力。為了防止實踐教學流于形式[4]，本門課程實行1+N考核，其中1為期末成績，N為作業、實驗、成果、平時表現、實驗創新等，本校重新對考核的項目與比重進行了調整。其中，在期末試卷中適當加大了材料實驗的題目，同時將實驗成績由10%提高到20%，并增設了實驗創新一項。

由于學時的限制，實驗工作量大的控制，并不能保證充分的時間讓學生進行實驗，但其中學生可以挖掘的理論知識是很多的，這就需要開展實驗課程的過程中對學生適當的進行專業引導，加強學生的獨立思考與分析能力。

3.實驗課程努力方向

1）增設相應的實驗課程。在實訓室條件滿足的條件下，可增設相應的實驗選修課程，注重對學生動手能力的培養。與此同時，實訓過程中實施開放性實驗。實訓室如各種實驗儀器和養護室平時向學生開放學生可以利用課余時間去學習和參觀。

2）加強培養學生的動手能力與動腦思考能力，結合相應的軟件進行分析。本課程是土木工程專業的必修技術基礎課，為學生在后繼的專業課程學習打下基礎，學生在學習本門課程的過程中，能夠與其他基礎性或專業性的課程相結合，運用所學知識去解決跟材料相關的問題，并以文字、圖片或視頻的方式給同學和老師進行反饋。如果能更深層次的與實際工作相結合更優，以培養學生的創新能力與綜合素質。

結語

在分析土木工程材料實驗課程現狀的基礎上，結合本校實際教學情況進行了實驗課程的改革初探，在理論學習的過程中，培養學生的動手能力；在實驗課程的過程中，加深鞏固理論知識，加強土木工程材料實驗課程的建設，有助于更好地調動學生的主觀能動性與學習興趣，達到教學目標的要求。

參考文獻：

[1]陳紅光，劉東，馬錩臣，等.建筑材料實驗課程教學改革的探討與實踐[J].科技資訊， 2010（7）：175-176.

[2]李麗麗.轉型高校科研項目助力《建筑裝飾材料與構造》課程中的教改研究[J].四川建材，2017，43（8）：205-206.

[3]高健，田繼龍，王喜剛，等.基于應用型轉型的“道路建筑材料”課程教學改革研究[J].遼寧科技學院學報，2017，19（3）：59-60.

[4]尹萍.淺談《道路建筑材料》課程教學改革[J].科技創新導報，2009（14）：141.