土木工程材料課程教學(xué)改革
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摘要:以大學(xué)生工程意識(shí)培養(yǎng)和能力提升為目標(biāo)，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科技活動(dòng)三方面進(jìn)行改革。提出以工程意識(shí)培養(yǎng)為主的理論教學(xué)手段、以工程能力提升為主的實(shí)踐教學(xué)手段和以創(chuàng)新能力提升為主的科技活動(dòng)組織，為國內(nèi)同類院校的土木工程材料課程教學(xué)提供參考。
關(guān)鍵詞:土木工程材料;工程意識(shí);工程能力;創(chuàng)新能力
土木工程材料課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，一般開設(shè)在大學(xué)二年級(jí)，由于大多數(shù)學(xué)生缺乏基本的感性認(rèn)識(shí)和工程實(shí)踐，對(duì)該課程與后續(xù)專業(yè)課程之間的關(guān)系不了解，更不清楚該課程對(duì)日后所從事工作的重要性和意義。西南林業(yè)大學(xué)森林工程專業(yè)分別于2012年、2013年獲批成為云南省教育廳及國家教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)。“土木工程材料”課程的教學(xué)以此為契機(jī)，及時(shí)更新教育理念，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科技活動(dòng)三個(gè)方面進(jìn)行改革，積極探索培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)及提升學(xué)生工程能力、創(chuàng)新能力的教學(xué)方法和模式。
一、以工程意識(shí)培養(yǎng)為主的理論教學(xué)手段
1.充分利用認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)
專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)的第一課，是開啟學(xué)生專業(yè)興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。為使學(xué)生提早對(duì)專業(yè)有所認(rèn)識(shí)，了解各專業(yè)課之間的聯(lián)系與作用，許多高校都設(shè)置了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。土木工程材料作為土建類專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)充分利用好這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生了解土木工程材料的種類、應(yīng)用及工程技術(shù)要求等。為此，課程改革小組建議合理搭配認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的人員組成，承擔(dān)建筑材料方面的主講教師應(yīng)積極參與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)過程中:一方面，帶領(lǐng)學(xué)生參觀工程現(xiàn)場，聽取現(xiàn)場技術(shù)人員講解，并與學(xué)生針對(duì)工程所選品種、施工工藝等進(jìn)行廣泛討論，使學(xué)生從感官上實(shí)際認(rèn)識(shí)土木工程材料;另一方面，通過觀看《超級(jí)工程》《偉大工程巡禮》中關(guān)于土木工程材料講解的部分科學(xué)紀(jì)錄片，使學(xué)生能夠?qū)こ探ㄔO(shè)的全過程以及材料如何選擇、應(yīng)用有較為全面的認(rèn)識(shí)。通過改革后的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)，學(xué)生對(duì)土木工程材料課程的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容更加明確。
2.合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
目前，土木工程材料教材為滿足“大土木”的培養(yǎng)目標(biāo)，內(nèi)容上雖具有較大的包容性，但仍未能將原有知識(shí)體系有機(jī)地融合在一起。加之學(xué)時(shí)限制，無法面面俱到，如果不能合理安排，將會(huì)導(dǎo)致無法有效支撐后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。為此，按使用領(lǐng)域?qū)⑼聊竟こ滩牧戏譃橥聊竟こ掏ㄓ貌牧虾蛯Ｓ貌牧线M(jìn)行講解。其中，將石料、無機(jī)結(jié)合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑鋼材、防水材料等列為土木工程通用材料，瀝青與瀝青混合料、墻體與屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列為專用材料，以滿足各專業(yè)的學(xué)習(xí)需求。對(duì)于通用材料的講解，在材料基本性質(zhì)方面主要以材料自身性質(zhì)與組成特點(diǎn)講解為主，不需要刻意結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，而在工程技術(shù)指標(biāo)及工程應(yīng)用方面則結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)來安排教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于專用材料的講解，主要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及后續(xù)課程的需要而選擇或增加，該部分內(nèi)容主要包括:(1)建筑工程專用材料:墻體與屋面材料、建筑裝飾材料、給排水管材等;(2)道路工程專用材料:瀝青與瀝青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程專用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外，適時(shí)引入材料應(yīng)用實(shí)例，實(shí)例最好結(jié)合授課專業(yè)，以此強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。
3.注重作業(yè)的有效性
除了課堂教學(xué)環(huán)節(jié)外，教師還應(yīng)注重布置課后作業(yè)這一教學(xué)環(huán)節(jié)。作業(yè)不但是鞏固學(xué)生課堂所學(xué)知識(shí)的重要手段，還是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)與創(chuàng)新思維的有效途徑。授課教師通過布置課外作業(yè)，建立討論、交流制度，促進(jìn)創(chuàng)新思維和工程意識(shí)培養(yǎng)氛圍的形成。土木工程材料課程與其他課程，如力學(xué)、數(shù)學(xué)等課程要有所差別，作業(yè)內(nèi)容不能僅僅是課后習(xí)題或整理課堂筆記，應(yīng)通過大量做題來鞏固理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。應(yīng)定期要求學(xué)生查閱文獻(xiàn)，或進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，通過閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)，學(xué)生才能及時(shí)了解土木工程材料發(fā)展的新動(dòng)態(tài)和工程中存在的問題;而實(shí)地調(diào)查又能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好地理解理論知識(shí)，也能夠利用理論知識(shí)來解釋調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題。最后，通過在課堂上進(jìn)行交流、討論，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
二、以工程能力提升為主的實(shí)踐教學(xué)手段
土木工程材料實(shí)踐教學(xué)的目的是使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果分析，明確土木工程材料的性質(zhì)與材料組成結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，掌握材料工程技術(shù)試驗(yàn)儀器操作與指標(biāo)評(píng)定方法，因此，實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)具有同等重要的地位。
1.在實(shí)驗(yàn)課中提升學(xué)生的工程能力
首先，合理安排實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的教學(xué)計(jì)劃，如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂漿的理論課程完成后，集中安排一次實(shí)驗(yàn)課，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)得到集中，學(xué)生能夠有充足的時(shí)間準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)和操作儀器等。其次，在實(shí)驗(yàn)課組織形式方面采取分組形式，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前提交試驗(yàn)方案，其中包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉牧吓c儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)與分析、問題與分析等，最后要列出參考規(guī)范，保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)全過程有基本了解，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)手忙腳亂、不知所措現(xiàn)象。最后，在實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生利用手機(jī)等形式記錄實(shí)驗(yàn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，以便實(shí)驗(yàn)完成后組織學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行討論與總結(jié)。
2.借助實(shí)習(xí)基地提升學(xué)生的工程能力
通過產(chǎn)學(xué)合作的方式建立校外實(shí)習(xí)基地，聘請(qǐng)實(shí)驗(yàn)檢測技術(shù)骨干人員作為企業(yè)兼職教師，指導(dǎo)學(xué)生依托工程項(xiàng)目，在真實(shí)的工作環(huán)境中提高實(shí)踐操作與結(jié)果分析能力，使學(xué)生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理論和材料評(píng)定的基本技能。更為主要的是學(xué)生通過對(duì)某一土木工程材料的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行完整實(shí)驗(yàn)檢測，可以增加對(duì)土木工程材料各技術(shù)指標(biāo)的工程意義，也能加深對(duì)指標(biāo)之間相互聯(lián)系的理解。在評(píng)定過程中，學(xué)生通過翻閱相關(guān)技術(shù)規(guī)范提高了土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化的工程意識(shí)。
三、以創(chuàng)新能力提升為主的科技活動(dòng)組織
創(chuàng)新能力的提升一方面要依靠理論教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)思維，通過科研實(shí)踐活動(dòng)使學(xué)生在驗(yàn)證并鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，提高分析和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在創(chuàng)新動(dòng)力，為此，課程改革小組結(jié)合土木工程材料課程的特點(diǎn)，進(jìn)行了一系列科技活動(dòng)的組織。對(duì)于有創(chuàng)新想法的學(xué)生，土木工程材料實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放制度，以小組為單位填寫申請(qǐng)表，在指導(dǎo)教師的幫助下利用課余時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新性試驗(yàn);如沒有創(chuàng)新性想法，但又有參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)愿望的學(xué)生，可采取助研的方式參與到指導(dǎo)教師的科研課題中，使創(chuàng)新能力得到鍛煉。教師在指導(dǎo)過程中發(fā)現(xiàn)可行性強(qiáng)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)行校級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目推薦，或作為畢業(yè)論文選題，通過完成科技項(xiàng)目或畢業(yè)論文的寫作，學(xué)生的創(chuàng)新思維、儀器操作、科技論文寫作等方面的能力得到較大提升。此外，通過組建科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)參加科技競賽活動(dòng)，將不同年級(jí)、專業(yè)的學(xué)生融合在一起，實(shí)現(xiàn)了激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新積極性、提高創(chuàng)新能力的目標(biāo)。近幾年，以土木工程材料課程為依托，學(xué)生申請(qǐng)西南林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目3項(xiàng)，其中，一項(xiàng)獲第八屆云南省大中專學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技節(jié)二等獎(jiǎng);獲批云南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，國家級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，學(xué)生通過參與教師的科研課題，完成畢業(yè)論文7篇。
四、結(jié)束語
通過對(duì)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科技活動(dòng)三個(gè)方面的改革，學(xué)生的工程意識(shí)有所增強(qiáng)，能夠有目的地學(xué)習(xí)，避免了以往死記硬、學(xué)而無用現(xiàn)象的發(fā)生。學(xué)生的工程能力與創(chuàng)新能力得到大幅提升，發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力也得到了提高，同時(shí)，也增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)能力。
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作者：程承 曾世東 夏冰華 王謙 西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院
