土木工程材料課程教學

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一、課堂教學

（一）突出重點

“土木工程材料”較多的課程內(nèi)容，在有限的學時內(nèi)不可能全部講解，應根據(jù)專業(yè)性質(zhì)，分清主次，突出重點。以程云虹等主編的《土木工程材料》[1]為例，課堂重點講解的內(nèi)容是：緒論，第一章（土木工程材料的基本性質(zhì)），第二章（無機膠凝材料），第三章（水泥混凝土），第四章（砂漿），第六章（土木工程用鋼），第七章（瀝青及瀝青混合料）。通過緒論的學習，學生對土木工程材料有一個梗概的認識，對“土木工程材料”這門課程有一個大致的了解；第一章讓學生了解土木工程材料基本性質(zhì)，包括物理性質(zhì)、力學性質(zhì)及耐久性能等，同時了解材料科學的基本理論，即材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及其與材料性質(zhì)之間的關(guān)系；第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分別講解工程中最常用的幾種土木工程材料的性質(zhì)及應用。而第五章（砌筑材料）、第八章（木材）、第九章（合成高分子材料）及第十章（建筑功能材料）作為學生自主學習的內(nèi)容，但教師應適時引導和鼓勵學生在自主學習過程中積極思考并勇于提出問題。課堂教學中，把重點講解的內(nèi)容講深講透，讓學生扎扎實實地掌握，做到學有所獲；避免面面俱到，不求甚解。而且，有了重點講解的內(nèi)容作為基礎(chǔ)，學生自主學習其他章節(jié)才不會感到困難。突出重點的課堂講解與學生的自主學習有機結(jié)合，既有利于學生掌握系統(tǒng)的理論知識，又給予了學生自主學習的空間，有益于培養(yǎng)學生的質(zhì)疑精神和解決實際問題的能力，發(fā)展學生的想象力和探索意識。

（二）科學講解

“土木工程材料”課程的內(nèi)容比較松散，講解時容易產(chǎn)生平鋪直敘的感覺，甚至索然無味；如能精心安排、科學講解，效果會大不一樣。比如，通用硅酸鹽水泥包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥及復合硅酸鹽水泥，如果按照教材一種水泥接著一種水泥地講，學生學起來會感到重復、堆砌、凌亂，甚至不知所云。因此，對于這部分內(nèi)容要進行科學整合，重點把硅酸鹽水泥的礦物組成、水化及凝結(jié)硬化過程、技術(shù)性質(zhì)等等講解透徹；而在介紹摻混合材料的硅酸鹽水泥時，抓住活性混合材料的潛在活性及摻活性混合材料水泥的二次水化反應，然后用對比的方法給出各種水泥的共性和個性，這樣內(nèi)容緊湊了，脈絡清楚了，學生掌握起來也就輕松了。了解了技術(shù)性質(zhì)的異同點，進一步掌握各種水泥的工程應用就會很容易。再比如，在現(xiàn)代水泥混凝土技術(shù)中，外加劑已經(jīng)成為水泥混凝土的一個重要組成成分，因此，為了內(nèi)容的系統(tǒng)和完整，一般教材（如文獻）都將“外加劑”放在“普通混凝土的組成材料”中來介紹。但外加劑是用來改善混凝土性能的，如果不了解混凝土的性能，很難深入理解外加劑的作用，因此，在講授時，應作適當調(diào)整，把“外加劑”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面來講，這樣會更加方便學生對相關(guān)課程內(nèi)容的理解和記憶。總之，科學地組織和講解課程內(nèi)容，對于做好“土木工程材料”課堂教學起到事半功倍的作用。

（三）理論聯(lián)系實際

首先，從最熟悉的生活實際出發(fā)。土木工程材料與實際生活密切相關(guān)，其實，每個人在實際生活中都積累了很多相關(guān)經(jīng)驗，只是由于不具備專業(yè)知識，而不知道其中的道理。比如，某一水泥砂漿地面破損了，用水泥砂漿修補以后，需要澆水覆蓋一段時間。相信很多人都見過這種做法，但不一定每個人都知道這是為什么。在講解水泥的水化、凝結(jié)及硬化過程時，提到這一現(xiàn)象，學生一定會恍然大悟，原來這就是養(yǎng)護，并及時讓學生了解養(yǎng)護需要一定的溫度、濕度及時間。這樣，把學生來自于生活的直接經(jīng)驗與書本上的理論知識結(jié)合起來，消除學生對課程的陌生感，激發(fā)了學生的學習興趣。其次，大量列舉工程實例。典型的工程實例是理解和消化理論知識的最有效方法，注重材料的工程應用背景，避免脫離工程孤立地講解材料。比如，在講到混凝土耐久性問題時，實例之一：北京三元立交橋橋墩，建成后不到兩年，個別地方發(fā)生“人字形”裂紋，經(jīng)分析認為主要原因是發(fā)生了堿-骨料反應；實例之二：烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的泄漏，造成大面積放射性污染，生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞等。另外，還可以用數(shù)字來說明，“在工業(yè)發(fā)達國家，建筑工業(yè)總投資的40%以上用于現(xiàn)存結(jié)構(gòu)的修理和維護，60%以下用于新的設(shè)施”。通過大量實例，使學生認識到混凝土耐久性的重要性，了解到很多混凝土結(jié)構(gòu)的過早破壞不是由于強度不足，而是由于耐久性不足。最后，重視實驗教學。實驗課是“土木工程材料”課程的一個十分重要的教學環(huán)節(jié)，實驗教學是課堂教學的一個很好的補充。實驗課上，學生對從書本上學到的材料有了直觀的認識，對材料的性能進一步了解，在自己動手做實驗過程中，提高應用材料的能力。同時，通過實驗驗證基本理論，學習實驗方法，培養(yǎng)科學研究的能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

（四）關(guān)注學科新進展

教材是教學的依據(jù)和根本，但教材的更新需要時間，而土木工程材料的發(fā)展非常迅速，因此，在教學過程中，應密切關(guān)注土木工程材料研究和工程應用的最新進展，并適時補充到教學中。同時，隨著新材料及新技術(shù)的不斷問世，有關(guān)材料的質(zhì)量標準及相關(guān)設(shè)計和施工的規(guī)范也會隨之更新，亦應將這部分內(nèi)容及時補充到教學中。這樣，有利于學生及時了解學科發(fā)展動態(tài)，拓寬專業(yè)視野，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，激發(fā)探索精神，提高學生的工程素質(zhì)及工程意識

二、課后作業(yè)

課后作業(yè)對課堂教學起到很好的鞏固和補充作用。通過課后作業(yè)，學生能夠更好地消化和理解課堂上學到的內(nèi)容，并能對所學內(nèi)容活學活用。本課程中，一部分課后作業(yè)來自于教材每章后面的復習思考題，需要教師緊扣課堂教學的重點和難點，從中精選，比如，混凝土骨料顆粒級配，普通混凝土配合比設(shè)計等。教師要對作業(yè)認真批改，并總結(jié)，使學生不是為了做作業(yè)而做作業(yè)，而是做到真正掌握。另一部分課后作業(yè)是綜合性、討論性的。比如，程云虹等主編的《土木工程材料》中的“開放討論”部分，這部分內(nèi)容具有一定的前瞻性，可以引導和啟發(fā)學生做一些探索性的工作。即讓學生從中選擇自己感興趣的內(nèi)容，并圍繞這一內(nèi)容查閱文獻，深度思考，自由討論。拓寬了學生的視野，培養(yǎng)了學生科學研究的意識。

三、結(jié)束語

通過學習“土木工程材料”課程，應該使學生既學到了知識，又鍛煉了能力、開闊了視野；既掌握了本課程的知識，又為其他專業(yè)課的學習打下了良好的基礎(chǔ)。因此，搞好“土木工程材料”的教學，意義十分重大。

作者：程云虹 單位：東北大學