基于实验模式的《土木工程材料》课程教学改革研究

基于实验模式的《土木工程材料》课程教学改革研究

雷冉

（湖北工程学院新技术学院城市建设系，湖北孝感432000）

摘要：《土木工程材料》课程对于建筑工程专业大学生来说是一门特别关键的基础课程，本文针对传统《土木工程材料》课程设置以及教学中发现的一些问题，通过课程设置方式、授课形式、考试方式等的改革，探索一条能够让学生切切实实掌握土木工程材料这门课程核心知识并且能够熟练应用到实际工作中的授课教学道路，最终为社会、为国家培养应用型人才。

关键词：土木工程材料课程；实际应用；课程改革；

一、传统《土木工程材料》课程教学存在的一些问题

1、教材内容跟不上实际新材料应用

社会不断进步，科学发展沧海桑田，建筑工程领域不同专业各种新材料、新技术应用层出不穷，例如铝合金模板技术由于其材料质量较轻、抗弯刚度大、安装与拆除灵活、拼装精度高、拼装缝隙少、节能环保等特点，正在被越来越多的建筑工地所采用，从而慢慢替代传统木模板施工技术；又例如纤维混凝土作为一种新型建筑材料，通过在水泥基体中加入不同类别纤维，达到增加混凝土抗拉、抗裂强度，提高混凝土防水性能，已经在实际工程中不断应用；而教材中对于这一些新型材料知识的介绍却少之又少，教材版本更新慢，教材内容更新不能和实际接轨，这导致了学生不能通过课堂接触到工程最前沿的新材料；

2、理论课、实验课学时分布不合理

目前国内多数高校《土木工程材料》这门课程总学时48学时，其中实验课学时普遍不足三分之一，本人所在院校建筑工程相关专科类专业理论课40学时，实验课仅仅8学时，因土木工程是一门实践性极其突出的学科，单单纸上谈兵是不能够胜任实际工作的，所以实验课学时的严重不足导致了学生的认知仅仅存在于书本，仅仅存在于理论，有些学生在一个学期的《土木工程材料》课程学习结束后，甚至连螺纹钢筋和光圆钢筋都分不清楚，不同防水材料能用于工程实体的哪些部位都不能区分，混凝土是如何搅拌成的都没弄明白，又如何能够做到理论结合实践呢？如何能够取得专业领域技能的突破？所以，理论课占了学生太多的精力学习，高校教师也把大部分精力放在理论教学上面，导致了学生实验课时的减少，缺少了动手实践的机会，这也是学生进入社会不能够理论结合实践、不能快速融入施工现场工作的原因之一；

3、教学方式的陈旧

当下《土木工程材料》课程的教学方式多为理论课+实验课，理论课由授课老师在教室通过PPT教学，实验课则是在教师的带领下和实验室老师对接，在实验室进行，学生听从实验老师的讲解，按照实验指导书，跟随实验老师安排一步一步做实验，学生对这种教学方式已经熟悉到不愿意接受的程度，或者说这类教学方式很难调动学生的学习积极性，被动地学习是阻碍学生动脑学习的根源，不能帮助学生真正了解材料的性质，更不能将所学知识应用到实际工作中；

4、师资实践技术力量有限

目前很多工程类高校教师均是硕士研究生、博士生毕业，他们毕业之后就投入到教学岗位中，在若干年的求学生涯中，可以说理论知识已经掌握的足够到位，但是老师们平时对于工程现场技术、现场经验这块积累比较少，没有将其所学的理论知识和施工现场实际相结合，所以在教授学生时也多以理论知识为主，讲不了关于施工现场的一些知识，这就导致背死书、死背书的教学方式，从源头堵住了学生学习实践经验的途径。

5、目前部分高校实验设施落后

当下部分院校，尤其是三线城市或者部分大专院校，实验室的实验设施陈旧落后，只能满足一些最基本的材料试验，例如砂的密度、水泥的用水量、钢筋拉伸试验、混凝土抗压性能试验，但是很多功能性材料和新技术采用的新材料却不涉及到，比如说没有关于防水材料的实验，而防水材料的好坏是决定房屋防水施工质量的最关键因素，而且一旦出现质量问题，会给业主带来极大的烦恼和极大的经济损失，同时也是会对开发商和施工企业的信誉产生不可估量的影响；又比如，关于混凝土外加剂这块，工地现场应用基本已经很普及了，夏天高温掺加缓凝剂，冬天低温掺加早强剂，引气剂能够改善混凝土耐久性，但是很多高校关于混凝土实验就是做一个最基本的混凝土试块进行抗压，根本未涉及到混凝土深层次的发展和应用。

二、《土木工程材料》专业课教学改革的措施

1、教材选择上面要仔细慎重

首先，最好从获奖教材和省级或者国家级精品课程里面使用的教材中选用，因为这些教材是通过一些知名院校专家编制修订的，具有一定的水准；其次，要积极审核待选定教材的内容，看其章节内容是否与当下建筑领域新材料、新技术的应用相符合，剔除一些落后于时代的陈旧老教材；

2、改变课时分布，课时分布为三阶段

第一阶段为认知阶段（4学时）：带领学生到学校内部各建筑物跟前认识各类建筑材料，例如在图书馆前活动广场，就可以带领学生认识铺装的花岗岩，适时地给学生介绍花岗岩的性质，为什么室外活动广场用啊？因为它耐酸碱，不怕雨水侵蚀，同时质地坚硬，可以在室外长期使用，而大理石，质地较软，耐腐蚀性差，故多用于室内。同时让学生观察花岗岩铺装伸缩缝的设置间距和设置方式，让学生用水印相机拍照（包括人、物、时间、地点），这样学生会很快的接收花岗岩的性质、应用，同时对比记忆了花岗岩、大理石的性质、应用。本阶段主要目的是让学生对常用建筑材料从感官上有一个直接的认知，并且伴随认知阶段了解各类建筑材料基本性质，为第二阶段理论知识学习打好基础；

第二阶段为理论阶段（24学时）：该阶段以传授学生理论知识为主，可以结合第一阶段认知阶段的水印照片讲解，增加学生上课听讲的积极性；

第三阶段为实验阶段（20学时）：大幅增加此阶段的课时，是结合本课程的特点，让老师和学生更多地走进实验室，尽可能的最大化利用实验室现有装置完成所有实验内容，加深学生对理论知识的理解，掌握材料基本性能的实验，培养学生的实践技能；

3、改变考试模式

传统考试模式，理论考试占比重大，往往理论卷面成绩占比百分之七十（70%），平时考勤纪律占比百分之二十（20%），实验课占比百分之十（10%），本人所在院校，理论考试占比百分之六十（60%），平时考勤、作业成绩占比百分之二十（20%），实验课成绩占比百分之二十（20%），可以看出，实验课考核比重偏低，这样就导致从上到下，从任课老师、实验老师、学生都不够重视实验课，提高实验课考试占比能提高实验课教师和学生学习实验课的积极性，平常对实验课也会更加重视，从而引导学生掌握实验技能，为理论知识的学习打下坚实的基础，同时积累更多的实践经验。

4、丰富理论课程教学内容

《土木工程材料》是一门实践性非常强的专业课程，文字语言的表达代替不了直接的感官知识，当下多数《土木工程材料》教师采用PPT授课，课件多以教材文字内容为主，学生看到的多媒体也只是换了个屏幕的书本，如果学生接触不到真实的材料，看不到建筑材料在实际工程中的应用，那么即使授课老师如何专业知识深厚，如何在讲台上口若悬河，也会显得苍白无力，效果平平；因此，要真真正正地充分利用多媒体教学，引入网络资源，让学生从三维层面感受土木工程材料这门课的真实含义。具体措施如下：①：收集学生在认知课时阶段拍摄的较好较有代表性的图片，作为讲解内容放入课件中，这样能激发学生的参与感和被认同感，增加师生之间的交流沟通，有利于师生共同完成这门课程的学习；②：利用多媒体给学生播放介绍大型工程，例如高铁、跨海大桥、鸟巢体育场馆等重点知名项目的建设过程中涉及到的工程材料，让学生在欣赏建筑美的同时，对土木工程材料这门课有新的认识，有更多的崇敬之意，这也能促使他们在日后的学习、工作中不断进步，不断创新。

5、加强双师型教师团队的建设

教师是决定教学质量最核心的因素，承担《土木工程材料》课程教学的老师不仅仅应具有出色的理论基础知识和专业基础知识，还应该深入工程一线，在工地现场进行实习实践锻炼，掌握工程建设中常用的工程材料和最新应用的材料、技术，向工程一线技术专家请教，从而在教学工作中实现理论和实践相结合。具体可以通过以下几个措施推进：①：鼓励专业教师在寒暑假时间进入建筑企业“实习”，就实习期间所见所闻总结经验发表论文，另学校可以适当进行奖励，另外对于专业教师深入企业实习学习并将成果应用于实践教学的，在该学年结束评教学优秀奖的时候给予适当加分；②：鼓励专业教师在取得教师资格证书从事教学工作后，多参加一级建造师、监理工程师、造价工程师等国家工程类职业资格考试，对于获取该类证书的专业教师在评职称时适当加分；总之，是要建设双证书、双能力、双素质的综合性教师队伍，这样才能在提高自我的同时提高教学质量，培养出具有实践经验的优秀专业人才。

6、增加校企联结活动

事实证明，土木工程材料这门课程的教学有非常强的实践性，课程在要求学生掌握书本理论知识的同时，也要求学生具备一定的动手实践本领，所以以往的课堂书本教学模式已经不能满足目前这个行业对这类专业人才的需求了。就算增加实验课学时，也都不如实战来的真实具体，所以利用学校资源、师资亲属资源，寻找固定的建筑企业作为高校长期联结伙伴，每年分时段安排学生去工程实地参观、学习，甚至暑期实习，让学生切切实实进入工程实际生产建设中去，感受一砖一木是怎样变成高楼大厦的，同时通过实践认识到自己在理论知识方面的不足，不断提高自己理论结合实际的能力，为日后工程建设做好准备。

7、改善学校实验室设备或者多利用校外资源

针对学校土木工程材料实验室设备陈旧落后的客观因素，想要学生更多地接触到与工程实践接近的实验和知识，可以从两个方面着手解决：第一，增加实验室设备资金投入，但不要盲目投入，要和《土木工程材料》授课老师和《混凝土结构》、《结构力学》等专业授课老师协同商议，添加能够最大程度上同时满足多个课程教学实验的设备，最大可能的节约资金，比如，添置一套混凝土梁弯曲实验机，既可以在《土木工程材料》中钢筋与混凝土协同工作的实验中使用，也可以用于混凝土结构基本原理的实验；第二，增加与外界资源的沟通、利用，比如可以和检测站提前联系，定期组织学生参加检测站对于本市在建工程送检试块、试样甚至是实体检测的参观、学习，这样不需要购买设备就可以组织学生看到关于送检钢筋抗拉强度的实验，送检钢筋直螺纹链接的抗拉强度试验，一些安全文明现场做得比较好的工地在进行主体结构验收实体检测时，组织学生进行旁站学习，看看混凝土强度是如何检测的，楼板厚度又是如何检测和控制的，钢筋保护层的检测等等，这些直接深入一线施工现场的感官触觉是在书本上和试验室里面无法获取的，而这些可能就是学生进入社会后工作后最最急需的，这对他们理解书本知识，融入现场工作是具有巨大的帮助。

8、增加综合性设计性实验环节

为了响应国家培养创新型人才的战略需求，增加综合性设计性实验环节，同时可适当采取一些物质或精神方面奖励措施，肯定他们的成果以及积极鼓励学生的创新精神，提高学生学习主动性，积极为社会培养实践创新应用型人才，更好的满足社会的需求。

结束语:

土木工程材料是建筑专业学生从大学课堂进入社会工作的最基本的专业基础知识，作为《土木工程材料》高校专任教师，本文从加强学生工程实践技能为出发点，作出对这门课程改革的探索，优化了教学方案、丰富了教学课堂，提高了学生对于工程现场的认知度，使得这门课更具现实意义。

参考文献:

[1]苏达根．土木工程材料【M】．北京：高等教育出版社,2008

[2]苏卿.土木工程材料[M].武汉:武汉理工大学出版社,2016:1-5

[3]《土木工程材料》课程教学方法创新研究与探索[J].金娇,韦慧,陈柏臻,谭彦卿.科技创新导报.2018(18)

[4]土木工程材料课程与大学生可迁移能力的培养[J].张士萍,牛龙龙,赵冰华.科技创新导报.2018(04)

[5]土木工程材料实验课程改革初探[J].刘芳,肖欢.课程教育研究.2018(16)

[6]土木工程材料课程教学内容的优化研究[J].马骁,英红.四川水泥.2016(12)