土木工程材料課程教學改革和效果評價的論文

　　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(nèi)容編排、課時分配等教學內(nèi)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(wǎng)絡(luò)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。

　　土木工程材料是材料科學在土木工程中應(yīng)用的產(chǎn)物，是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。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(huán)境與能源應(yīng)用工程等多個專業(yè)的學科核心課或?qū)�業(yè)基礎(chǔ)課，一般在大二上學期或下學期開設(shè)。土木工程材料課程內(nèi)容繁雜，且大多是記憶的內(nèi)容，而課程學時相對偏少，容易導(dǎo)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(shù)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(yī)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(yè)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(zhì)量，筆者進行了大量的調(diào)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(nèi)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(nèi)容的改革

　　土木工程材料種類繁多，各類自成體系，教學內(nèi)容大多數(shù)是敘述性和分析性內(nèi)容；同時，土工工程材料發(fā)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(xiàn)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(zhì)量，增強學生課程學習效果，筆者從教材編寫、授課內(nèi)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(nèi)容進行改革。

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　　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(xiàn)有教材的不足，強化混凝土章節(jié)內(nèi)容，增加了輕質(zhì)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(guān)知識；根據(jù)實際教學情況，弱化部分章節(jié)，將石材、木材、合成高分子材料等章節(jié)內(nèi)容進行相應(yīng)刪減；緊跟土木工程材料發(fā)展趨勢，增加建筑節(jié)能材料章節(jié)；設(shè)置案例，在各章節(jié)中多設(shè)案例，引導(dǎo)學生用理論知識分析問題，與實踐相結(jié)合。

　�。ǘ�）授課內(nèi)容編排

　　根據(jù)土木工程材料課程特點，對授課內(nèi)容進行重新編排，力求做到以下幾點：突出重點內(nèi)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(zhì)、氣硬性膠凝材料、建筑鋼材、新型墻體材料、建筑節(jié)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(xiàn)專業(yè)特點，注意授課內(nèi)容與不同專業(yè)方向的有機融合，土木工程工民建方向?qū)�業(yè)重點突出水泥與混凝土的內(nèi)容，土木工程道橋方向?qū)�業(yè)則要求掌握瀝青混合料的配合比設(shè)計；水利水電工程專業(yè)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(fā)展趨勢，更新教學內(nèi)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(shù)（如隧道盾構(gòu)技術(shù)、大型混凝土構(gòu)件預(yù)制技術(shù)）以及教師自身科研課題成果引入課堂教學中；結(jié)合工程應(yīng)用，將國內(nèi)外典型工程（如新型混凝土技術(shù)在三峽大壩、杭州灣跨海大橋應(yīng)用）融入課堂教學中。

　�。ㄈ�）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(zhì)量的關(guān)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(gòu)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(chǔ)上，強調(diào)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(huán)節(jié)。

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　　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(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、工藝、性能與應(yīng)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(jié)構(gòu)、生產(chǎn)與工藝、性能與應(yīng)用三大塊進行統(tǒng)一講授。同時可采用多媒體結(jié)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(xiàn)有的實驗項目基本上是驗證性實驗，難以激發(fā)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(shè)計了綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗。綜合性實驗是在設(shè)定原材料的基礎(chǔ)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(chuàng)新性實驗是讓學生自選材料和自行設(shè)計實驗。創(chuàng)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(chuàng)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(jié)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(chuàng)新性實驗，激發(fā)學生的研究熱情，提高學生的自學能力。

　�。ㄈ�）實踐教學

　　在理論教學和實驗教學的基礎(chǔ)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(yù)拌混凝土攪拌站了解混凝土的生產(chǎn)運輸過程，認知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比設(shè)計，或組織學生到施工現(xiàn)場見識混凝土的澆注養(yǎng)護，了解建筑鋼材的性能和加工，實現(xiàn)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(jié)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(huán)節(jié)，提供了網(wǎng)絡(luò)輔助教學，完善考核方法。

　�。ㄒ唬┮曨l播放與課堂討論

　　為讓學生對土木工程材料的研究和發(fā)展有更深入的了解，特別是引導(dǎo)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(yōu)勢，特別制作了一段50分鐘左右關(guān)于材料在仿生、智能領(lǐng)域研究和發(fā)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(fā)表觀后感想。

　�。ǘ�）網(wǎng)絡(luò)輔助教學

　　網(wǎng)絡(luò)輔助教學是高校數(shù)字化建設(shè)的重要體現(xiàn)，也是教師授課質(zhì)量評價的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)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(guān)的文檔、幻燈片、視頻資料上傳到網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺上，讓學生自行下載。學生也可在網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(jié)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(jié)合的全程考核方法，注重培養(yǎng)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(tǒng)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(jīng)過上述教學內(nèi)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(chuàng)新能力，取得了良好的效果。

　　（1）授課內(nèi)容：教師講課內(nèi)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(guān)視頻并進行課堂討論，引導(dǎo)學生自主學習并積極發(fā)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(fā)展進行更深層次的思考，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，有利于學生養(yǎng)成獨立思考問題的習慣。

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

　�。�4）考核方法：采用上述四種形式相結(jié)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(jié)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(xù)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(nèi)容編排、課時分配等教學內(nèi)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(wǎng)絡(luò)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。

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