土木工程材料课程教学改革

摘要:以大学生工程意识培养和能力提升为目标，从理论教学、实践教学和科技活动三方面进行改革。提出以工程意识培养为主的理论教学手段、以工程能力提升为主的实践教学手段和以创新能力提升为主的科技活动组织，为国内同类院校的土木工程材料课程教学提供参考。

关键词:土木工程材料;工程意识;工程能力;创新能力

土木工程材料课程属于专业基础课，一般开设在大学二年级，由于大多数学生缺乏基本的感性认识和工程实践，对该课程与后续专业课程之间的关系不了解，更不清楚该课程对日后所从事工作的重要性和意义。西南林业大学森林工程专业分别于2012年、2013年获批成为云南省教育厅及国家教育部“卓越工程师教育培养计划”专业。“土木工程材料”课程的教学以此为契机，及时更新教育理念，从理论教学、实践教学和科技活动三个方面进行改革，积极探索培养学生工程意识及提升学生工程能力、创新能力的教学方法和模式。

一、以工程意识培养为主的理论教学手段

1.充分利用认识实习

专业认识实习是学生专业课程学习的第一课，是开启学生专业兴趣的重要教学环节。为使学生提早对专业有所认识，了解各专业课之间的联系与作用，许多高校都设置了认识实习环节。土木工程材料作为土建类专业基础课，应充分利用好这一环节，使学生了解土木工程材料的种类、应用及工程技术要求等。为此，课程改革小组建议合理搭配认识实习指导教师的人员组成，承担建筑材料方面的主讲教师应积极参与认识实习。在认识实习过程中:一方面，带领学生参观工程现场，听取现场技术人员讲解，并与学生针对工程所选品种、施工工艺等进行广泛讨论，使学生从感官上实际认识土木工程材料;另一方面，通过观看《超级工程》《伟大工程巡礼》中关于土木工程材料讲解的部分科学纪录片，使学生能够对工程建设的全过程以及材料如何选择、应用有较为全面的认识。通过改革后的认识实习教学，学生对土木工程材料课程的理论学习内容更加明确。

2.合理优化教学内容

目前，土木工程材料教材为满足“大土木”的培养目标，内容上虽具有较大的包容性，但仍未能将原有知识体系有机地融合在一起。加之学时限制，无法面面俱到，如果不能合理安排，将会导致无法有效支撑后续课程的学习。为此，按使用领域将土木工程材料分为土木工程通用材料和专用材料进行讲解。其中，将石料、无机结合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑钢材、防水材料等列为土木工程通用材料，沥青与沥青混合料、墙体与屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列为专用材料，以满足各专业的学习需求。对于通用材料的讲解，在材料基本性质方面主要以材料自身性质与组成特点讲解为主，不需要刻意结合专业特点，而在工程技术指标及工程应用方面则结合专业特点来安排教学内容。对于专用材料的讲解，主要结合专业特点及后续课程的需要而选择或增加，该部分内容主要包括:(1)建筑工程专用材料:墙体与屋面材料、建筑装饰材料、给排水管材等;(2)道路工程专用材料:沥青与沥青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程专用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外，适时引入材料应用实例，实例最好结合授课专业，以此强化学生的工程意识，培养学生的工程素质。

3.注重作业的有效性

除了课堂教学环节外，教师还应注重布置课后作业这一教学环节。作业不但是巩固学生课堂所学知识的重要手段，还是培养学生工程意识与创新思维的有效途径。授课教师通过布置课外作业，建立讨论、交流制度，促进创新思维和工程意识培养氛围的形成。土木工程材料课程与其他课程，如力学、数学等课程要有所差别，作业内容不能仅仅是课后习题或整理课堂笔记，应通过大量做题来巩固理论知识的学习。应定期要求学生查阅文献，或进行实地调查，通过阅读相关科技文献，学生才能及时了解土木工程材料发展的新动态和工程中存在的问题;而实地调查又能促进学生理论与实践相结合，更好地理解理论知识，也能够利用理论知识来解释调查中发现的问题。最后，通过在课堂上进行交流、讨论，还可以培养学生的创新思维。

二、以工程能力提升为主的实践教学手段

土木工程材料实践教学的目的是使学生通过实验操作和结果分析，明确土木工程材料的性质与材料组成结构之间的关系，掌握材料工程技术试验仪器操作与指标评定方法，因此，实践教学与理论教学具有同等重要的地位。

1.在实验课中提升学生的工程能力

首先，合理安排实验课程与理论课程的教学计划，如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂浆的理论课程完成后，集中安排一次实验课，使实验内容与学时得到集中，学生能够有充足的时间准备实验和操作仪器等。其次，在实验课组织形式方面采取分组形式，要求学生在实验课前提交试验方案，其中包括实验目的、材料与仪器、实验步骤、数据与分析、问题与分析等，最后要列出参考规范，保证学生在实验前对试验全过程有基本了解，避免学生在实验过程中出现手忙脚乱、不知所措现象。最后，在实验过程中要求学生利用手机等形式记录实验过程中的各个环节，以便实验完成后组织学生对整个实验情况进行讨论与总结。

2.借助实习基地提升学生的工程能力

通过产学合作的方式建立校外实习基地，聘请实验检测技术骨干人员作为企业兼职教师，指导学生依托工程项目，在真实的工作环境中提高实践操作与结果分析能力，使学生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理论和材料评定的基本技能。更为主要的是学生通过对某一土木工程材料的技术指标进行完整实验检测，可以增加对土木工程材料各技术指标的工程意义，也能加深对指标之间相互联系的理解。在评定过程中，学生通过翻阅相关技术规范提高了土木工程材料标准化的工程意识。

三、以创新能力提升为主的科技活动组织

创新能力的提升一方面要依靠理论教学环节培养思维，通过科研实践活动使学生在验证并巩固理论知识的同时，提高分析和解决问题的能力，激发学生的内在创新动力，为此，课程改革小组结合土木工程材料课程的特点，进行了一系列科技活动的组织。对于有创新想法的学生，土木工程材料实验室实行开放制度，以小组为单位填写申请表，在指导教师的帮助下利用课余时间进行创新性试验;如没有创新性想法，但又有参与创新性实验愿望的学生，可采取助研的方式参与到指导教师的科研课题中，使创新能力得到锻炼。教师在指导过程中发现可行性强的创新性实验，可进行校级科技创新项目推荐，或作为毕业论文选题，通过完成科技项目或毕业论文的写作，学生的创新思维、仪器操作、科技论文写作等方面的能力得到较大提升。此外，通过组建科技创新团队参加科技竞赛活动，将不同年级、专业的学生融合在一起，实现了激发学生创新积极性、提高创新能力的目标。近几年，以土木工程材料课程为依托，学生申请西南林业大学科技创新基金项目3项，其中，一项获第八届云南省大中专学生课外学术科技节二等奖;获批云南省大学生创新创业训练计划项目1项，国家级创新创业训练计划项目1项，学生通过参与教师的科研课题，完成毕业论文7篇。

四、结束语

通过对理论教学、实践教学和科技活动三个方面的改革，学生的工程意识有所增强，能够有目的地学习，避免了以往死记硬、学而无用现象的发生。学生的工程能力与创新能力得到大幅提升，发现和解决问题的能力也得到了提高，同时，也增强了学生的就业能力。

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作者：程承 曾世东 夏冰华 王谦 西南林业大学土木工程学院