《土木工程材料》课程教学方法探讨

2022-10-24

《土木工程材料》是土木工程类专业学生必修的一门专业基础课程, 该课程由理论和试验两个教学环节组成。由于土木工程材料的种类繁多、相关共性较少且内容繁复, 简单照本宣科式的课堂讲授很难提起学生的学习兴趣, 导致学生对本课程内容掌握较差。这种现象不但影响本课程的学习成绩, 同时对后续课程如建筑施工、钢筋混凝土等专业课程的学习带来不利影响。

针对这些问题, 我们采用了多种教学方法对课程内容进行充实、拓展, 较好地改善了学生的学习效果。

1 多媒体课件的正确使用

简单的照本宣科只是对书本知识的阐述, 往往缺乏课程内容的形象化。通过多媒体课件, 将原本枯燥、抽象的定理、理论用直观、具象的信息进行传授, 能最大程度丰富信息形态, 提高学生的学习兴趣。

目前多媒体课件较多, 但某些课件拘泥于书本知识的简单浓缩, 类似于课程章节的“扩充版”, 对传授信息的具体化往往予以忽视;而一部分课件则过多采用大量图片、照片、视频, 反而忽视了对课程内容的精炼化, 这两种趋势都应力求避免。

2 与工程实际相结合

本课程的特点是案例来源丰富, 工程实际中的质量事故为本课程的教学提供了充足的“案例”。如“9·11”事件引发了对钢材、混凝土防火性能的反思, 重大地质灾害中教学楼大规模倒塌凸现结构用材料偷工减料的问题讨论等, 通过案例分析加深了学生的认知感。学生结合工程实际展开讨论, 从被动接受知识变为主动探索学习, 感受到学习的乐趣。在此过程中, 学生增强了分析解决实际工程问题的能力。

枯燥的理论也可以通过丰富的案例进行引导, 如介绍抗冻性能的渗透压理论时, 由于学生对渗透压毫无概念, 课程讲授时结合日常生活中常见的用盐杀水蛭、高大树木如何输送水分等有趣的问题进行铺垫, 迅速使学生建立了感性认识。

3 板书的适当使用

公式推导、计算采用多媒体课件往往授课效果不佳, 合理板书进行推导、计算能引导学生的思路, 增强讲台上下的有效互动, 从而提高授课效果。

4 讲授内容的适当选取及信息交流平台建设

土木工程材料是建立在有关专业学科基础上的综合性学科, 就整个材料课而言, 物理、化学、数学、力学等都是它的基本理论。在教学中, 可以以材料科学的观点去充实课程的基础理论知识, 应尽可能以基本理论为纲领, 覆盖全章内容, 深入浅出地阐明问题, 使学生感到课程有内容可学, 为学生探究认识和掌握材料性质及应用的途径和方法提供必要的基础理论知识。另外不断提高教师自身的业务素质, 完善知识结构, 丰富文化底蕴, 加快知识更新, 储备丰富的有关材料研究和实用的实例, 是精选教学内容、提高学生学习兴趣、改善教学效果的必要条件。

建立网络平台, 利用新型的信息交流渠道进行知识传递。发布课程教案、将课程学习中遇到的常见问题以网络答疑的形式进行解决, 加强了师生之间的沟通效果取得较好的学习效果。

5 作业布置

本课程的作业布置应体现灵活性、多样性的特点。作业形式可以小论文、相关文献翻译、案例分析结合常规作业进行。

文献翻译原文由学生利用学校购买的外文数据库检索获取并经教师审核通过, 选择适当的与学习内容相关且能代表本学科发展前沿的英文论文, 由学生4~5人以小组形式进行合作翻译。一方面提高了学生对本学科发展前沿的认知, 拓展了学生的知识面;另一方面提高了学生信息检索、专业英语应用的水平。

学习《土木工程材料》课程的学生均要求完成一篇小论文, 其内容由学生结合自己的兴趣自选。第一类是结合课程学习, 观察自己身边的土木工程材料质量或使用上的问题而进行分析讨论。第二类是对土木工程材料的科技前沿问题进行讨论。如组织2004级同学对“凝石”问题开展分析讨论等。学生们的小论文尽管不是很完善, 但往往闪现出可贵的创新精神与表现出敢于向权威挑战的勇气。

学生完成小论文的过程也就成为自主扩充知识、创新性学习的过程。在利用已有知识、探求发现新知识的过程中, 其涉猎的范围、深度已超过了教科书。在这一个比较、筛选、裁剪、创新的过程中, 不仅把知识变活, 还增强了创新能力, 提高了综合素质。此外, 还把创新性思维的培养贯穿于各教学环节和教材、网络课程、多媒体课件编写制作中。如在木材的性能及应用的教学中, 以辩证思维的方式讨论胶合板的应用。指出胶合板可以消除木材各向异性, 避免板材翘曲, 材质更均匀, 强度更高。但另一方面, 有部分胶合板含有对人体健康有害的物质。强调对材料的选用不仅要考虑其使用功能, 还要考虑其对环境的影响;并进一步启发学生思考生态建材的问题。这样的讨论既培养学生的环保意识, 又启发学生以全面的、联系的和发展的观点分析问题, 以辩证思维的方式看待事物。

6 重视实验

理论学习作为工程实践的指导及支撑, 而试验环节则是验证基础理论, 学习检验材料的试验方法, 培养学生科学研究能力和严谨的科学态度。试验能有效的加深学生对理论学习能力、动手能力的培养。

根据土木工程专业的培养目标, 构建与理论教学相辅相成的实验教学结构体系, 并以能力培养为主线构建新的实验教学内容体系, 提高实验教学的地位, 强化实验教学, 适当增加实验教学的课时数。在实验项目选定时, 要贯彻“少而精”的原则, 加强每个实验项目的深度, 提高实验教学的质量, 安排结合实际工程的综合设计性实验, 达到提高学生实验技能和运用实验解决实际问题的能力。从而使重组的实验教学内容体系更加合理, 更能体现培养方针。具体措施:第一, 删除教学内容陈旧、过时的材料试验;第二, 合并内容重复或类似的实验内容;第三, 推行研究性教学及学习理念, 提高设计性试验和体现学科先进性实验项目的比重, 增加与工程结合的综合设计性实验项目;在实验教学中, 把验证性的实验改革为结合工程实际的综合实验。如在进行土木工程材料实验时, 让同学们结合工程实践进行设计型实验, 为某待建工程的特定强度、耐久性要求的粉煤灰混凝土设计配合比。这种结合工程应用的设计实验, 激发了同学们自主学习的热情。他们积极查阅资料和实验, 增强了分析解决实际问题的能力。

实践证明, 对土木类学生应采用多种教学方法综合施教、培养兴趣, 才能获得较好的教学效果。

摘要：本文结合目前在土木工程材料课程讲授中遇到的问题进行分析, 介绍了各种常见教学手段在本课程教学中的应用效果。实践证明, 对土木类学生应采用多种教学方法综合施教、培养兴趣, 才能获得较好的教学效果。

关键词：土木工程材料,课程教学,教学方法