新形勢(shì)下《土木工程材料》教學(xué)改革建議

葛繼平 岳文超

摘要：從地方應(yīng)用型本科專業(yè)的角度出發(fā)，筆者結(jié)合十年《土木工程材料》教學(xué)的體會(huì)，對(duì)《土木工程材料》教學(xué)中存在的不足進(jìn)行了總結(jié)和反思，提出了教學(xué)改革建議；結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新的需要，從土木工程材料的角度對(duì)可能的課題進(jìn)行了挖掘和歸納總結(jié)；在建筑工業(yè)化的新形勢(shì)下，提出了加強(qiáng)鋼筋連接技術(shù)的理論和試驗(yàn)教學(xué)的建議。

關(guān)鍵詞：土木工程材料；建筑工業(yè)化；應(yīng)用型本科；教學(xué)體會(huì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）48-0093-03

一、引言

隨著國(guó)內(nèi)整體辦學(xué)能力的提升，各種新型教學(xué)方法層出不窮，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代優(yōu)秀的公開(kāi)的教學(xué)資源易于獲取，對(duì)每個(gè)教師的教學(xué)觀念形成了沖擊。教師如果還習(xí)慣于采用單一的講授法進(jìn)行灌輸式教學(xué)，會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。高等學(xué)校教師很多人沒(méi)有經(jīng)過(guò)師范大學(xué)教師的專業(yè)培訓(xùn)，有時(shí)候會(huì)顯得無(wú)所適從。所以教師必須要有自我學(xué)習(xí)、自我改革的意識(shí)，才能與時(shí)俱進(jìn)。傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)教師的基本要求是知識(shí)點(diǎn)都講授到，現(xiàn)在的教學(xué)要求是要在這個(gè)基礎(chǔ)上運(yùn)用多種手段激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和提高教學(xué)效果。教學(xué)要適應(yīng)學(xué)校的發(fā)展定位和學(xué)生未來(lái)的工作需求，筆者所在的學(xué)校屬于地方應(yīng)用型本科高校，歷屆畢業(yè)生的去向表明，大部分同學(xué)是去一線施工企業(yè)，極少去設(shè)計(jì)院和管理單位，這種現(xiàn)狀對(duì)土木工程材料的要求是要模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的各種環(huán)節(jié)，重視學(xué)生對(duì)材料的檢測(cè)驗(yàn)收能力，關(guān)注材料的安全耐久性能[1，2]。建筑工業(yè)化的趨勢(shì)，也對(duì)土木工程材料的教學(xué)提出了新的要求。下面先介紹本校土木工程材料教學(xué)的情況，接著對(duì)教學(xué)中存在的不足進(jìn)行了總結(jié)，最后提出了改進(jìn)的建議。

二、課程介紹

土木工程材料課程是土木工程相關(guān)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，本校教學(xué)傳統(tǒng)與高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范一致，即安排48學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)36學(xué)時(shí)，試驗(yàn)教學(xué)12學(xué)時(shí)[3]。本課程是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與公共基礎(chǔ)課及專業(yè)課緊密銜接，起著承上啟下的作用。本課程的教學(xué)目的在于使學(xué)生掌握主要土木工程材料的性質(zhì)、用途、制備和使用方法以及檢測(cè)和質(zhì)量控制方法，并了解工程材料性質(zhì)與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及性能改善的途徑。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能針對(duì)不同工程合理選用材料，并能與后續(xù)課程密切配合，了解材料與設(shè)計(jì)參數(shù)及施工措施選擇的相互關(guān)系。同時(shí)要使本科生掌握土木工程基本材料的性能，對(duì)土木工程材料有一定的感性認(rèn)識(shí)；了解土木工程材料相關(guān)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基本常識(shí)；在實(shí)驗(yàn)中積累相當(dāng)?shù)膶?shí)踐動(dòng)手能力；應(yīng)掌握混凝土配合比的基本設(shè)計(jì)方法，并能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握一定的科學(xué)研究方法。試驗(yàn)教學(xué)開(kāi)設(shè)6項(xiàng)試驗(yàn)，包括材料基本性能試驗(yàn)、鋼筋試驗(yàn)、水泥綜合實(shí)驗(yàn)、混凝土骨料實(shí)驗(yàn)、混凝土配合比實(shí)驗(yàn)、瀝青綜合實(shí)驗(yàn)。基于學(xué)校發(fā)展的定位，土木工程系納入應(yīng)用型本科建設(shè)。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的學(xué)歷背景是橋梁工程和建筑工程的博士，從經(jīng)歷來(lái)看對(duì)工程應(yīng)用部分比較熟悉，但是對(duì)材料微觀、減水劑的使用、材料耐久性等方面了解不深入。

三、教學(xué)體會(huì)

筆者從事土木工程材料教學(xué)10年，下面從一線教學(xué)的角度談?wù)劷虒W(xué)體會(huì)。

1.教師如果習(xí)慣于采用單一的講授法進(jìn)行灌輸式教學(xué)，則會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。要加強(qiáng)材料科學(xué)方面知識(shí)和技能的專門(mén)培訓(xùn)，教學(xué)過(guò)程中不應(yīng)過(guò)度強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，或者僅為了考試而死記硬背。在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生對(duì)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的理解，提高學(xué)生創(chuàng)新能力等方面應(yīng)加大努力。

2.加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)，克服試驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不夠、場(chǎng)地狹小、教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限的不利條件，盡最大可能保證每個(gè)同學(xué)參與到每一個(gè)環(huán)節(jié)，避免學(xué)生只能參與部分環(huán)節(jié)，或者只能演示教學(xué)。試驗(yàn)內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)，比如混凝土配合比試驗(yàn)中，同學(xué)們不能僅僅滿足于配置普通低強(qiáng)度混凝土，對(duì)工程中大量應(yīng)用的減水劑、粉煤灰、硅灰、鋼纖維等混凝土的配合比也要涉及，應(yīng)該通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)的方法引入試驗(yàn)教學(xué)，加深對(duì)材料性能的了解，激發(fā)學(xué)生探究的熱情。

3.教學(xué)管理要改革為教研室制度，而不是各自為政，教授同樣課程的教師加強(qiáng)交流。比如本校開(kāi)設(shè)《土木工程材料》這門(mén)課的專業(yè)有建筑工程、橋梁工程、工程管理、建筑學(xué)、軌道工程、材料科學(xué)與工程學(xué)院等專業(yè)和學(xué)院，不同方向的教師不一定能夠針對(duì)性地教學(xué)。如何合理選擇教學(xué)內(nèi)容，適用不同學(xué)科的特點(diǎn)，是需要努力的方向。比如瀝青混凝土及其混合料對(duì)于道路橋梁方向需要重點(diǎn)講授，對(duì)屋面和墻體材料對(duì)于建筑工程方向的學(xué)生需要重點(diǎn)講授。

4.加強(qiáng)師生交流。受到遠(yuǎn)郊辦學(xué)不利因素的影響，學(xué)校提出了白天坐班答疑，晚上自習(xí)輔導(dǎo)的制度，保證了教師的在校時(shí)間。通過(guò)QQ學(xué)習(xí)群等方式，搭建學(xué)生交流的平臺(tái)，保證學(xué)生的任何問(wèn)題可以第一時(shí)間得到解答。但是除了少數(shù)成績(jī)好的學(xué)生外，大部分學(xué)生都沒(méi)有答疑的需求，究其原因是學(xué)生主動(dòng)性不強(qiáng)，只求通過(guò)考試。而學(xué)校的管理制度設(shè)定了考試最低通過(guò)率。另外，學(xué)生要給教師評(píng)分，教師要進(jìn)行學(xué)生打分的排名，很多課程出現(xiàn)了全部一次性通過(guò)的學(xué)習(xí)好的假象，但是背后帶來(lái)的教學(xué)質(zhì)量的下降卻是越來(lái)越明顯的事實(shí)。

5.如何客觀地評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教學(xué)評(píng)分難以精準(zhǔn)。本課程涉及試驗(yàn)報(bào)告、試驗(yàn)表現(xiàn)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、過(guò)程考核、期末考試成績(jī)等方面。比如課堂和試驗(yàn)表現(xiàn)難以精準(zhǔn)，不同部分的比例，每個(gè)部分的打分主觀性強(qiáng)。比如試驗(yàn)過(guò)程中，一個(gè)組中的每個(gè)同學(xué)只能參與試驗(yàn)的部分環(huán)節(jié)，試驗(yàn)做完了會(huì)造成學(xué)生“只見(jiàn)局部，不見(jiàn)整體”的遺憾。試驗(yàn)部分打分只能根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告，有時(shí)試驗(yàn)報(bào)告是一人完成，其余人借鑒，教師評(píng)分時(shí)只能根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告的字體、版面、試驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行打分，不能考察試驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)人的表現(xiàn)情況。

6.建筑工業(yè)化的新形勢(shì)下，學(xué)生工作后面對(duì)的可能不再是傳統(tǒng)的整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，而可能是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的施工。而裝配式的重點(diǎn)內(nèi)容是鋼筋的連接技術(shù)和構(gòu)件的連接技術(shù)。在試驗(yàn)教學(xué)中只進(jìn)行鋼筋的拉伸試驗(yàn)顯得不足，可以進(jìn)行機(jī)械連接鋼筋試驗(yàn)、灌漿套筒鋼筋連接件的拉伸試驗(yàn)，在成本增加不多的情況下，進(jìn)行連接件的破壞現(xiàn)象和檢驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)建議

1.培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。土木工程材料是學(xué)生接觸的第一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，一般安排在大學(xué)二年級(jí)下學(xué)期。從時(shí)間點(diǎn)來(lái)說(shuō)，大二是進(jìn)行大學(xué)生科技創(chuàng)新的理想時(shí)間，因?yàn)榇笕笳n程難度加重，學(xué)生面臨考研的備考。所以大二剛學(xué)完土木工程材料，基于土木工程材料的專業(yè)知識(shí)可以進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的準(zhǔn)備[4]。大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目給學(xué)生的創(chuàng)新提供了較好的可能，但是該課題經(jīng)費(fèi)較少，如何選擇合適的課題是一個(gè)難題。從土木工程材料這門(mén)課入手是比較好的選擇之一。可供選擇的方向有下面幾個(gè)方面：鋼筋的連接技術(shù)；高性能混凝土的制備[5]；目前工程實(shí)踐中出現(xiàn)的與材料相關(guān)的工程病害；材料的安全耐久性；參加學(xué)科競(jìng)賽[4]等。

2.教學(xué)方法。隨著教育的深入發(fā)展，越來(lái)越多的國(guó)外先進(jìn)教學(xué)方法逐漸在各個(gè)高校進(jìn)行試點(diǎn)，比如翻轉(zhuǎn)課堂[6]、CDIO工程教育模式[7]、雙語(yǔ)教學(xué)等。結(jié)合本校發(fā)展的定位，可以在以下幾個(gè)方面進(jìn)行運(yùn)用：樣品教學(xué)法，在講授具體材料時(shí)，準(zhǔn)備合適的樣品讓學(xué)生傳閱，增加感性認(rèn)識(shí)；現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法，利用生產(chǎn)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，帶學(xué)生到預(yù)制廠或者建材市場(chǎng)去調(diào)研；安全意識(shí)教學(xué)，結(jié)合材料的破壞特點(diǎn)、耐久性等工程病害，增加憂患意識(shí)，不同的環(huán)境應(yīng)該選擇合適的材料；主線教學(xué)，圍繞材料的原料—生產(chǎn)工藝—材料組成—材料性質(zhì)—材料應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)也要求學(xué)生按照這個(gè)主線掌握各種材料的性能；比較教學(xué)，教學(xué)中經(jīng)常對(duì)已學(xué)的各個(gè)材料進(jìn)行比較強(qiáng)化。

3.加強(qiáng)試驗(yàn)教學(xué)。面對(duì)不斷出現(xiàn)的新材料、新技術(shù)，也要有引入到試驗(yàn)教學(xué)中的觀念。比如試驗(yàn)教學(xué)中鋼筋拉伸部分的教學(xué)時(shí)間比較充裕，傳統(tǒng)教學(xué)一個(gè)班只進(jìn)行4根鋼筋的拉伸試驗(yàn)和冷彎試驗(yàn)，在完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的情況下，時(shí)間還是富余。這時(shí)候結(jié)合建筑工業(yè)化施工的需求，可以引入機(jī)械套筒拉伸試件、灌漿套筒拉伸試件的教學(xué)（見(jiàn)圖1），既可以極大地豐富試驗(yàn)內(nèi)容，又能增加學(xué)生的知識(shí)面，確定連接部位很可能是結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)。

建立完整的試驗(yàn)室開(kāi)放制度，不僅是土木工程的傳統(tǒng)試驗(yàn)室，還有無(wú)機(jī)材料方向的實(shí)驗(yàn)室。試驗(yàn)設(shè)備也要更新，滿足大學(xué)生科技創(chuàng)新的需要，培養(yǎng)未來(lái)一線工程師的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

五、總結(jié)

教學(xué)活動(dòng)只有不斷改革才能緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐。教材上的知識(shí)更新的周期很長(zhǎng)，不能滿足日新月異的社會(huì)需求。本文在土木工程材料教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，得出如下建議：建立各個(gè)學(xué)科的土木工程材料教師的交流學(xué)習(xí)培訓(xùn)制度；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的人員配置和培訓(xùn)；激發(fā)教師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新的積極性；加大一線教師課程建設(shè)資助的力度和頻率。

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Abstract：From the perspective of Local Application-oriented undergraduate，combined with ten years of experience in "Materials of civil engineering" teaching，the shortages of civil engineering materials in teaching were summarized and rethought profoundly，and the teaching reform suggestions and countermeasures were put forwarded. According to the need of undergraduate innovation training program，the possible subject from the view of civil engineering materials were mined and summarized. Under the new situation of industrialization of the construction industry，advices on strengthening reinforced connection technology in the theoretical and experimental teaching were put forwarded.

Key words：materials of civil engineering；industrialization of construction industry；application-oriented undergraduate；teaching experience