“土木工程材料課程實踐”教學方法探索

何燕

[摘 要]通過分析蘇州科技大學無機非金屬材料工程專業“土木工程材料課程實踐”教學的思路和方法，即開設“土木工程材料課程實踐”課程并結合工程實際問題，將混凝土配合比設計與混凝土相關試驗進行整合與綜合設計，有助于啟發和引導學生自主性、研究性學習，可增強學生自主創新意識和團隊協作意識、提高學生在靈活運用理論知識的基礎上分析問題和解決問題的能力，使得學生專業技能得到全面鍛煉。

[關鍵詞]土木工程材料;課程實踐;教學改革

[基金項目]2018年度蘇州科技大學大學生創新創業訓練計劃項目“三維導熱網絡改性納米復合相變材料的制備及其控溫節能效率研究”（2018104280018）

[作者簡介]何 燕（1987—），女，江蘇鹽城人，工學博士，蘇州科技大學土木工程學院講師，主要從事功能材料相關理論與教學研究。

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）45-0-02[收稿日期] 2020-04-22

蘇州科技大學無機非金屬材料專業主要培養模式側重于工程應用，其開設的“土木工程材料”課程是該專業一門重要的專業基礎課程。該課程主要教學目的是向學生傳授土木工程材料組成、結構、性能、檢驗及工程應用等方面的專業基礎知識，其內容豐富，范圍廣泛，實踐性強。該課程要求學生不僅要掌握土木工程材料形成機理、性能、結構與最合理的使用方法，更要學會通過相關理論知識辯證地分析和評定材料，以獲得解決工程實際問題的方法。該課程具有實踐性強、知識體系分散、內容繁雜等特點。結合高等教育改革的基本發展趨勢，我校無機非金屬材料專業在“土木工程材料”課程中進行了大量實踐教學探索和創新，通過將混凝土配合比設計與水泥實驗、骨料實驗及混凝土實驗進行整合與綜合設計，開設“土木工程材料課程實踐”環節，將研究性教學理念引入實踐教學環節，以啟發和引導學生自主性、研究性學習。

一、開展課程實踐的必要性

傳統的“土木工程材料”課程教學大綱中理論學時較多，而實驗學時較少。比如，我校“土木工程材料”實驗課安排12課時，內容主要包括土木工程材料的基本性質實驗、水泥實驗、混凝土用集料質量指標檢測實驗、新拌混凝土和易性及強度檢測實驗、鋼筋力學與機械性能實驗、石油瀝青實驗。這些實驗教學項目按照預先分配的課時分散進行，各項實驗內容相對獨立。實驗項目主要以演示性、對比性和驗證性為主，內容單一缺乏邏輯性和關聯性，難以調動學生的主動性、積極性。

基于此，傳統的實驗教學模式不能滿足當前人才培養的需要。為了更好地激發學生學習興趣，培養其主動探究、獨立思考和科研實踐能力，有必要對現有教學模式進行改革，以提高教學質量。我校無機非金屬材料專業結合高等教育改革的基本發展趨勢，在適當減少課時保證教學質量的前提下，加強對學生綜合素質和創新能力的培養。對“土木工程材料”課程進行創新改革，建立綜合滲透的研究性課程實踐教學模式，圍繞工程混凝土配合比設計核心問題展開綜合實驗集訓，以激發學生自主學習動力并提升綜合實踐能力。

二、課程實踐的實施

課程實踐環節主要由專業教師和實驗教師共同指導。專業教師制定實施計劃和綜合實踐任務書，實驗教師負責開放實驗室并統一管理儀器設備和實驗場地等。學生在教師指導下組隊開展課程實踐任務。

（一）教師職責

在課程實踐過程中，專業教師主要負責實踐課題的制定、實踐過程中試驗方法及設計思路的指導、課程實踐成績考核評定等。

選題：課程實踐課題的制定以“土木工程材料”課程中水泥混凝土相關理論知識為基礎，以實際工程中所需混凝土為實踐題目，根據實際工程部位所用混凝土的強度等級、和易性、孔隙率、耐久性、經濟性以及其他特定功能要求，編制混凝土配合比設計任務書，為學生提供真實的實踐背景，并要求學生圍繞混凝土配合比設計這個核心問題展開水泥實驗、骨料實驗及混凝土實驗，以驗證混凝土配合比設計合理性并對設計過程進行校正。

實踐過程指導：專業教師根據實踐課題制定進度安排，針對混凝土配合比設計所涉及的基本理論知識和相應原理進行講解，指導學生進行資料搜集和整理;全程跟蹤并要求學生按進度嚴格執行實踐課題，對學生的混凝土配合比設計思路和實驗過程進行指導和檢查，考察每組學生的實驗操作是否規范，實驗方法和步驟是否符合相應標準，并對學生操作偏差和失誤進行指導和糾正。

課程實踐成績考核：綜合考量學生的混凝土配合比設計思路、分析過程、解決方案等方面，對學生在課程實踐過程中的綜合表現進行成績評定，鼓勵學生主動探究，團隊協作，提高實踐和創新能力。

（二）學生任務

在課程實踐過程中，積極發揮學生自主創新能力和團隊協作能力，將學生分成若干小組，每組5～6人，各小組成員分工明確，協作完成混凝土配合比設計任務。每組推選一名組長，負責組織小組成員開展具體工作，并協助教師完成實驗室與設計教室管理工作，進行小組之間的協調與溝通工作。

在接到課程實踐任務后，各小組成員按照實踐內容進行集體討論，在檢索查閱文獻資料及規范標準的基礎上分析工程實際問題，擬定混凝土配合比設計方案，進而開展配合比計算與試驗驗證工作，并將解決方案和設計結果進行整理匯編，撰寫混凝土配合比設計書。

三、成效與特色

結合當前工程實際中混凝土相關熱點問題，專業教師精心選擇實踐課題，考慮實際工程現狀及熱點問題，擴展實踐內容且難易程度適中，給予學生獨立思考空間，并將網絡資源的搜集學習，混凝土配合比方案設計與實驗室動手操作訓練相結合，以此拓展學生學習視野、增強學生自主創新意識和團隊協作意識、提高學生靈活運用理論知識的基礎上分析問題和解決問題的能力，使得學生專業技能得到全面鍛煉。同時，指導教師在指導學生分析和解決工程實際問題的過程中以及近距離接觸本科生的過程中吸收很多新思想，可強化自身的創新意識和能力。另外，通過對該課程實踐環節的實施和建設，還形成了以下特色。

（一）實踐選題實用性與創新性兼備

在對學生講授混凝土配合比設計基本理論的基礎上，適當拓展所設計混凝土的性能與應用范圍，比如透水混凝土、輕骨料混凝土、自密實混凝土、海工混凝土等配合比設計。鼓勵學生自主學習，通過網絡檢索與查新，拓展知識與眼界，激發創新思維，不再局限于課本以內的基礎知識，而是能做到舉一反三，觸類旁通，真正達到學以致用。

（二）課程實踐環節為全國大學生混凝土材料設計大賽奠定基礎

作為當前國內建材專業領域規模最大的一項比賽，全國大學生混凝土材料設計大賽已成為我國混凝土行業一項重要的專項技能競賽活動，在建材專業類學生中產生很大影響力。通過土木工程材料課程實踐的綜合訓練，可顯著提升學生在混凝土材料設計方面專業能力，讓學生牢固掌握綜合運用各種專業知識和技能的能力，為參加全國大學生混凝土材料設計大賽奠定堅實基礎。

四、結語

順應高等教育改革的基本發展趨勢，我校無機非金屬材料工程專業“土木工程材料”課程中進行了大量實踐教學探索和創新，所開設的“土木工程材料課程實踐”結合工程實際，通過將混凝土配合比設計與水泥實驗、骨料實驗及混凝土實驗進行整合與綜合設計，將研究性教學理念引入實踐教學，加強對學生綜合素質和創新能力的培養。實踐證明，“土木工程材料課程實踐”可提升學生實踐能力，強化專業知識與技能。

參考文獻

[1]宋旭艷，郜志海，韓靜云.《土木工程材料》課綜合型實驗教學的探索與實踐[J].科技創新導報，2011（27）：194.

[2]徐方，朱婧，顧功輝.《土木工程材料》實驗課程研究型教學方法分析與實踐[J].教育教學論壇，2018（12）：279-280.

[3]潘長春.土木工程材料實驗應用型教學改革的研究[J].教育教學論壇，2020（4）：211-213.

Exploration of Teaching Methods of "Course Practice in Civil Engineering Materials"

HE Yan

（School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215011， China）

Abstract： The teaching thought and methods of 'course practice in civil engineering materials' set for the majors of inorganic nonmetallic material engineering in our university have been introduced in this paper. Combined with the hot topics in real projects， the mix proportion design of concrete was integrated with lab experiments including cement test， aggregate test as well as concrete test. In this way， "course practice in civil engineering materials" was set and was aimed to enlighten and guide students to study and explore in an autonomous and research-based manner. The practice has proved that it helps to enhance students' consciousness of independent innovation and teamwork， and improve students' ability to analyze and solve problems based on the flexible application of theoretical knowledge， as well as fully train their professional skills.

Key words： civil engineering materials; course practice; educational reform