土木工程材料課程教學改革和效果評價

王信剛　胡明玉　丁成平??

摘要：

文章分析了土木工程材料課程教學中存在的主要問題，從教材編寫、授課內容編排、課時分配等教學內容，理論教學、實驗教學、實踐教學等教學模式，以及視頻播放與課堂討論、網絡輔助教學、考核方法等教學方法三個方面，闡述了南昌大學土木工程材料課程的教學改革，并對其教學改革效果進行評價。

關鍵詞：土木工程材料；教學內容；實驗實踐；教學方法；效果評價

中圖分類號：TV375文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2015）02006004

土木工程材料是材料科學在土木工程中應用的產物，是土木工程的物質基礎。南昌大學建筑工程學院土木工程材料課程是土木工程、水利水電工程、工程管理、建筑環境與能源應用工程等多個專業的學科核心課或專業基礎課，一般在大二上學期或下學期開設。土木工程材料課程內容繁雜，且大多是記憶的內容，而課程學時相對偏少，容易導致學生學習效果不佳，給土木工程材料課程教師帶來困惑。正因如此，絕大多數院校的土木工程材料課程都在或多或少地進行教學改革探索，華南理工大學蘇達根[1]和楊醫博[2]、重慶大學吳芳[3]、北京交通大學安明喆[4]、大連理工大學艾紅梅[5]、西安建筑科技大學伍勇華[6]、北京林業科技大學冀曉東[7]等對土木工程材料課程教學改革進行了思考和實踐，而浙江大學金南國[8]、上海交通大學陳兵[9]、華中科技大學張長清[10]、深圳大學丁鑄[11]等對土木工程材料課程實驗教學改革進行了探索和實踐。

為進一步提高土木工程材料課程的教學質量，筆者進行了大量的調查研究和文獻分析，對南昌大學土木工程材料課程進行教學改革，并獲得了省級和校級教改課題的支持。本文從教學內容、教學模式、教學方法三個方面闡述土木工程材料課程的教學改革情況，并進行了教學改革的效果評價。

一、教學內容的改革

土木工程材料種類繁多，各類自成體系，教學內容大多數是敘述性和分析性內容；同時，土工工程材料發展迅速，新材料層出不窮，以致學生在土木工程材料課程學習中難以抓住重點，出現什么都學、什么都學不好的情況。為了進一步提高土木工程材料課程的教學質量，增強學生課程學習效果，筆者從教材編寫、授課內容編排、課時分配等三個方面對土木工程材料課程的教學內容進行改革。

（一）教材編寫

2013年，南昌大學與其他兄弟院校編寫出版了教材《土木工程材料》[12]。新編教材充分考慮到現有教材的不足，強化混凝土章節內容，增加了輕質混凝土、高性能混凝土、纖維混凝土、再生混凝土、大體積混凝土、噴射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相關知識；根據實際教學情況，弱化部分章節，將石材、木材、合成高分子材料等章節內容進行相應刪減；緊跟土木工程材料發展趨勢，增加建筑節能材料章節；設置案例，在各章節中多設案例，引導學生用理論知識分析問題，與實踐相結合。

（二）授課內容編排

根據土木工程材料課程特點，對授課內容進行重新編排，力求做到以下幾點：突出重點內容，授課時以水泥、混凝土、瀝青、瀝青混合料為主要重點，以土木工程材料基本性質、氣硬性膠凝材料、建筑鋼材、新型墻體材料、建筑節能材料為次要重點，同時兼顧建筑功能材料、合成高分子材料、砂漿、石材、木材等；體現專業特點，注意授課內容與不同專業方向的有機融合，土木工程工民建方向專業重點突出水泥與混凝土的內容，土木工程道橋方向專業則要求掌握瀝青混合料的配合比設計；水利水電工程專業則要求詳細講解大體積混凝土及其施工；緊跟土木工程材料發展趨勢，更新教學內容，授課時將土木工程新材料（如新型混凝土、新型墻體材料）、新技術（如隧道盾構技術、大型混凝土構件預制技術）以及教師自身科研課題成果引入課堂教學中；結合工程應用，將國內外典型工程（如新型混凝土技術在三峽大壩、杭州灣跨海大橋應用）融入課堂教學中。

（三）課時分配

土木工程材料課程是一門理論性、實踐性、實驗性都非常強的課程，而土木工程材料課程的學時有限，在教學中合理分配課時是保證土木工程材料課程教學質量的關鍵。南昌大學的土木工程材料課程共48學時，其中課堂授課32學時，實踐2學時，實驗14學時，具體安排見表1。

二、 教學模式的構建

目前，土木工程材料課程的教學模式一般包括理論教學和實驗教學兩部分。筆者在重視理論教學的基礎上，強調提高學生的實驗實踐能力。在土木工程材料課程中，除進行理論教學和實驗教學改革外，還適當增加了實踐教學環節。

（一）理論教學

土木工程材料課程需要讓學生了解并掌握土木工程材料的組成、結構、生產、工藝、性能與應用的基本理論知識，為此，有必要將木工程材料課程的基本理論知識重組為土木工程材料的組成與結構、生產與工藝、性能與應用三大塊進行統一講授。同時可采用多媒體結合板書的方法進行理論教學，以達到縮減課時、增強教學效果的目的。

（二）實驗教學

土木工程材料課程中現有的實驗項目基本上是驗證性實驗，難以激發學生的學習興趣和研究熱情，因此在實驗教學改革時，除了開展水泥實驗、砂石實驗、普通混凝土實驗、瀝青實驗等驗證性實驗外，還設計了綜合性實驗和創新性實驗。綜合性實驗是在設定原材料的基礎上，進行不同強度等級、不同坍落度要求的高性能混凝土實驗。創新性實驗是讓學生自選材料和自行設計實驗。創新性實驗前先將學生分為3～4個組并確定實驗題目，要求小組同學查閱資料、集中討論后完成創新性實驗，比如減水劑與水泥相容性實驗、緩凝劑對混凝土凝結時間影響實驗、不同等級礦物摻合料對混凝土強度影響實驗等。通過開展綜合性實驗和創新性實驗，激發學生的研究熱情，提高學生的自學能力。

（三）實踐教學

在理論教學和實驗教學的基礎上，積極進行土木工程材料課程實踐教學的探索與實踐。組織學生到預拌混凝土攪拌站了解混凝土的生產運輸過程，認知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比設計，或組織學生到施工現場見識混凝土的澆注養護，了解建筑鋼材的性能和加工，實現理性認識到感性認識的提升，從而大大提高了教學效果。

三、教學方法的改革

在教學方法上，土木工程材料課程教師在課堂上一般采用多媒體和板書相結合的授課方式進行教學，學生基本上都是被動接受知識，很少對土木工程材料進行更深入的思考。鑒于這一缺陷，筆者在課堂教學中，增加視頻播放與課堂討論環節，提供了網絡輔助教學，完善考核方法。

（一）視頻播放與課堂討論

為讓學生對土木工程材料的研究和發展有更深入的了解，特別是引導學生對土木工程材料進行更深層次的思考，筆者充分利用多年從事教學和科研工作的優勢，特別制作了一段50分鐘左右關于材料在仿生、智能領域研究和發展的視頻資料，要求

學生提前自行觀看，同時在課堂上也組織學生利用1個學時觀看視頻資料，之后用1個學時讓學生走上講臺發表觀后感想。

（二）網絡輔助教學

網絡輔助教學是高校數字化建設的重要體現，也是教師授課質量評價的重要組成部分。網絡輔助教學為學生與教師之間搭建了一個很好的交流平臺。教師可將很多相關的文檔、幻燈片、視頻資料上傳到網絡輔助教學平臺上，讓學生自行下載。學生也可在網絡輔助教學平臺向教師提問，教師可定期查看和回答學生問題。在教學方法上，網絡輔助教學是對課堂授課方式的一種補充。

（三）考核方法

土木工程材料課程考核方法采用課堂考勤與課堂討論、實驗實踐（報告）、期中考試（開卷）、期末考試（閉卷）四種形式相結合的全程考核方法，其中四種形式占總成績的比例分別為15%、15%、20%和50%。四種形式相結合的全程考核方法，注重培養學生的自主學習能力和獨立思考能力，全面評價學生的學習水平和課程的教學效果，對改變傳統的一考定成績、加強教學過程管理、分階段檢驗教學效果、改革考試方法具有積極的意義。

四、教學改革的效果評價

土木工程材料課程經過上述教學內容、教學模式、教學方法的改革，可以讓學生更好地掌握土木工程材料的理論知識，強化學生的自學能力

，增強學生科研動手能力，提高學生創新能力，取得了良好的效果。

（1）授課內容：教師講課內容有主次之分，學生學習理論知識不僅簡單輕松，而且也更有針對性。對此教師可以適當減少理論課時，讓學生有更多的時間進行實驗實踐。

（2）上課形式：在課堂上播放相關視頻并進行課堂討論，引導學生自主學習并積極發言，既能提高學

生的表達能力，也能幫助學生對土木工程材料發展進行更深層次的思考，激發學生的創新思維，有利于學生養成獨立思考問題的習慣。

（3）實驗實踐環節：除了部分驗證性實驗項目之外，還增設了綜合性實驗和創新性實驗。綜合性實驗可以讓學生在最短的時間內見識到各種不同要求的混凝土，創新性實驗可以激發學生的研究熱情。

（4）考核方法：采用上述四種形式相結合的全程考核方法，提高了學生上課的積極性，也有利于全面評價學生的學習水平和課程學習效果。

五、 結語

土木工程材料課程是集理論、實驗、實踐于一體的課程，學好土木工程材料，對于后續課程的學習具有重要的作用。鑒于土木工程材料課程本身的特點和學時的限制，要提高教學效果，使學生掌握土木工程材料知識，學會合理運用土木工程材料，必須從教材編寫、授課內容編排、課時分配等教學內容，理論教學、實驗教學、實踐教學等教學模式，以及視頻播放與課堂討論、網絡輔助教學、考核方法等教學方法三個方面進行土木工程材料課程的教學改革。本文對土木工程材料課程教學改革的思考，在教學實踐中已得到了實施，同時也需要在教學實踐中不斷充實和完善。參考文獻：

[1] 蘇達根，張志杰，張慧珍，等.《土木工程材料》課程改革芻議[J].理工高教研究，2004，23（3）：86-87.

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[4] 安明喆，吳萱， 潘雨.土木工程材料課程教學內容改革[J].高等建筑教育，2006，15（2）：89-92.

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[12]劉娟紅，梁文泉，王信剛，等.土木工程材料[M].北京：機械工業出版社，2013.

Abstract：

The main problems existing in the civil engineering materials course teaching were analyzed. The teaching reform of civil engineering material course in Nanchang University was introduced from three aspects， which are teaching contents including textbook compilation， teaching content arrangement and class distribution， teaching modes including theory teaching， experiment teaching and practice teaching， and teaching methods including video playing and class discussion， network auxiliary teaching and examination methods. Meanwhile， the effect of the teaching reform was evaluated.

Keywords： civil engineering materials； teaching contents； experimental practice； teaching methods； effect evaluation

（編輯王宣）