土木工程材料教學(xué)改革探索3篇
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摘要:土木工程材料課程是高等院校土建專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，學(xué)好該課程對(duì)于學(xué)生掌握相關(guān)材料特性以及正確合理選用材料具有重要作用。文章從課程內(nèi)容、教學(xué)方法與課程思政等方面分析了本課程教學(xué)中存在的問題，并針對(duì)性地提出了本課程的改革與創(chuàng)新方案。
關(guān)鍵詞:土木工程材料;教學(xué)方法;改革;創(chuàng)新
土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是其重要的質(zhì)量基礎(chǔ)。材料的基本性能、選擇、存儲(chǔ)、使用方法以及后期維護(hù)等，均顯著影響著土木工程結(jié)構(gòu)的正常使用性和安全性，任何一環(huán)節(jié)的失誤都可能造成其質(zhì)量缺陷。因此，土木工程材料課程是高等院校土建專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，其教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握常用土木工程材料的基本性能、應(yīng)用方法，獲得土木工程材料的一些實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)技能，能正確選擇與合理使用土木工程材料。然而，土木工程材料涉及的內(nèi)容比較廣泛，邏輯性不強(qiáng)等，加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，使得學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。因此，如何提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)效果，是授課教師在教學(xué)過程需要考慮的關(guān)鍵問題。
1土木工程材料課程教學(xué)中存在的問題
1.1課程內(nèi)容繁多且課時(shí)不足
以長江師范學(xué)院為例，本課程選用的教材為焦寶祥主編的《土木工程材料》（第二版），該教材共有12章的理論課程與1章的實(shí)驗(yàn)課程。其中，課論章節(jié)主要包含金屬材料、天然石材、無機(jī)膠凝材料、混凝土、建筑玻璃與陶瓷、合成高分子材料、瀝青與瀝青混合材等內(nèi)容，涉及的材料主要有十余大類、幾百個(gè)材料品種，而各章節(jié)之間缺少聯(lián)系、相互獨(dú)立。同時(shí)，各材料的基本性質(zhì)、使用方法、選擇方式等介紹以文字?jǐn)⑹鰹橹?。此外，本課程的學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)（32理論學(xué)時(shí)+16實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)）。學(xué)生難以在較短時(shí)間學(xué)習(xí)并掌握如此多內(nèi)容，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，覺得枯燥乏味，教學(xué)質(zhì)量降低。
1.2教學(xué)內(nèi)容更新滯緩且授課方式缺乏創(chuàng)新
目前，本課程的教學(xué)主要是講解傳統(tǒng)土木工程材料，這對(duì)于學(xué)生了解材料的基本性能等方面是必要的。但教材涉及的傳統(tǒng)土木工程材料多是幾十年前的研究成果，部分材料可能已被取消或者禁止生產(chǎn)，部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也已被更新。然而，近年新材料不斷出現(xiàn)，新工藝不斷誕生。新材料越來越多地應(yīng)用于土木工程建設(shè)中，其不僅性能優(yōu)異，還能降低生產(chǎn)成本、達(dá)到節(jié)能減排的目的，而這些新材料并未在教材中涉及或及時(shí)更新。同時(shí)，教師的授課方式仍較為落后，還是以講解傳統(tǒng)材料為主，而極少介紹新材料。這樣，學(xué)生覺得課程枯燥、興趣不高。同時(shí)，在今后工作中遇到新材料時(shí)，也會(huì)顯得手足無措。
1.3課程思政融入教學(xué)過程較為滯后
如前所述，土木工程材料對(duì)工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量起著決定性作用。因此，如何將思政教育融入土木工程材料課程教學(xué)中，也是授課教師必須進(jìn)行的重點(diǎn)教學(xué)工作。這要求學(xué)生在具備專業(yè)綜合能力的同時(shí)，更應(yīng)該樹立高尚的工程素養(yǎng)和愛國情懷。然而，目前教師在教學(xué)過程中仍主要是講授教材中的知識(shí)點(diǎn)，而忽略了引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)良好的思想道德素養(yǎng)。
2針對(duì)存在的問題提出的改革與創(chuàng)新方案
2.1優(yōu)化并整合教學(xué)內(nèi)容
由于課程內(nèi)容涉及繁多且課時(shí)安排較少，對(duì)此將原有教學(xué)內(nèi)容做出了適當(dāng)調(diào)整。例如，將專業(yè)性較強(qiáng)或目前使用較少的材料，如合成高分子材料與木材等，調(diào)整為學(xué)生自學(xué)章節(jié)?？紤]到金屬材料、無機(jī)膠凝材料、混凝土、瀝青等為常用的基礎(chǔ)性工程材料，故增加了相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)課時(shí)。同時(shí)，減少其他次要建筑材料章節(jié)的學(xué)時(shí)，如天然石材、建筑砂漿、墻體材料與建筑玻璃陶瓷等。這樣，學(xué)生更清楚本課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，化繁為簡，以提高學(xué)習(xí)的積極性。此外，整合關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的章節(jié)內(nèi)容。例如，將材料的耐久性、水泥石的腐蝕與防護(hù)、混凝土的耐久性等內(nèi)容以一個(gè)專題的形式進(jìn)行融合，系統(tǒng)講解水泥和混凝土的耐久性破壞機(jī)理、防護(hù)措施等，并介紹目前相關(guān)研究的進(jìn)展與熱點(diǎn)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.2改進(jìn)教學(xué)方法
由于土木工程材料種類眾多，且教材多以文字?jǐn)⑹鰹橹?，如果教師仍采用傳統(tǒng)講授的方式，則無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。因此，在授課時(shí)可以借助多媒體媒介，以多元化的方式（短視頻、圖片動(dòng)畫）把專業(yè)知識(shí)融入其中。同時(shí)，利用“雨課堂”等新興網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以在線提問，并設(shè)有互動(dòng)討論區(qū)。在課堂利用學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布“問題”，學(xué)生在線回答，并及時(shí)查看結(jié)果，增加了師生互動(dòng)，進(jìn)而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。此外，在教學(xué)過程中增加新材料和新工藝的介紹，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在講授建筑砂漿章節(jié)時(shí)，引出“建筑3D打印技術(shù)”，介紹該技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程、材料特性、技術(shù)特點(diǎn)以及其應(yīng)用前景等。在講授混凝土與墻體材料時(shí)，提出“廢棄的混凝土或磚塊能否破碎后，作為骨料用于成型新的混凝土？”的問題，這樣便引出“再生骨料混凝土”的概念，并介紹其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)以及研究和應(yīng)用現(xiàn)狀等；在石膏章節(jié)，講解到“生產(chǎn)建筑石膏的原材料除了天然二水石膏外，還可以利用工業(yè)副產(chǎn)品石膏”時(shí)，重點(diǎn)引出本地區(qū)存在的大量“磷石膏”，并介紹“磷石膏”的來源、生產(chǎn)建筑石膏的現(xiàn)狀及存在的技術(shù)難點(diǎn)，這樣不僅引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)節(jié)能減排的意識(shí)，還能激發(fā)他們的科研興趣。
2.3課程思政融入教學(xué)過程
在講授土木工程材料的發(fā)展進(jìn)程中，突出我國悠久的建筑發(fā)展歷史和所取得的輝煌成就，以增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感。在講授天然石材時(shí)，介紹坐落于河北省趙縣的趙州橋，其是世界上現(xiàn)存年代久遠(yuǎn)、跨度最大、保存最完整、世界橋梁史上首創(chuàng)“敞肩拱”結(jié)構(gòu)的石拱橋。在講授無機(jī)膠凝材料章節(jié)時(shí)，引出我國南北朝時(shí)期出現(xiàn)的“三合土”建筑材料，是由黃土、石灰和細(xì)砂組成，可加糯米、蛋清、紅糖以及動(dòng)物血等添加劑，并且明朝《天工開物》和清朝《宮式石橋做法》等史料已記載了“三合土”的制備工藝。在介紹新工程材料科技發(fā)展的同時(shí)，突出我國在新材料、新工藝方面的重大技術(shù)，以激發(fā)學(xué)生的愛國情懷。例如，在講解金屬材料時(shí)，引出我國國家體育場——鳥巢，它將中國傳統(tǒng)文化中的鏤空技術(shù)、陶瓷的紋路以及現(xiàn)代最先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完美地融合在一起。在講解混凝土?xí)r介紹“港珠澳大橋”，運(yùn)用了多項(xiàng)混凝土新技術(shù)，以達(dá)到超高力學(xué)性能和耐久性能，破解了多項(xiàng)世界技術(shù)難題。通過向?qū)W生展示我國這些舉世聞名的現(xiàn)代工程，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和精益求精的“工匠精神”，并讓學(xué)生培養(yǎng)崇高愛國主義精神。強(qiáng)調(diào)土木工程材料對(duì)工程質(zhì)量的重要作用，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)工程責(zé)任意識(shí)和職業(yè)操守。在課程上，向?qū)W生展示由于材料質(zhì)量缺陷引發(fā)的重大工程事故。如2011年武夷山公館大橋發(fā)生坍塌事故、2019年長沙某住宅商住混凝土重大質(zhì)量事故等，以強(qiáng)調(diào)材料的選擇、生產(chǎn)、使用、檢驗(yàn)評(píng)定、儲(chǔ)運(yùn)、保管等環(huán)節(jié)的絲毫失誤都可能造成工程質(zhì)量缺陷，甚至造成重大工程質(zhì)量事故。同時(shí)，在講解土木工程材料相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范的重要性，并且要求學(xué)生嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行。例如，在混凝土配合比試驗(yàn)中，要求學(xué)生按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)操作，同時(shí)與未按標(biāo)準(zhǔn)的情況（如隨意加拌合水、振搗不充分等）進(jìn)行對(duì)比，分析各組試件力學(xué)性能的差異性，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)到嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的重要性。使學(xué)生在未來建設(shè)工作中謹(jǐn)記工程安全重于泰山，培養(yǎng)良好的工程素養(yǎng)以及遵紀(jì)守法的意識(shí)。
3結(jié)語
土木工程材料作為土建專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)好本課程對(duì)于學(xué)生掌握相關(guān)材料特性以及正確合理選用材料具有重要作用。由于本課程涉及內(nèi)容眾多、課時(shí)安排較少，同時(shí)新材料不斷涌現(xiàn)等，這就要求授課教師需緊密貼合新時(shí)代發(fā)展并綜合專業(yè)需求，通過不斷的教學(xué)改革與創(chuàng)新，改善土木工程材料授課背景，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的土建類高水平人才。
作者:黃謙 單位:長江師范學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院
土木工程材料教學(xué)改革篇2
人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新、國際交流與合作是國家和社會(huì)賦予高校的主要職能。立德樹人是中國特色社會(huì)主義教育事業(yè)的根本任務(wù),也是高校的時(shí)代使命。教學(xué)和科研是高等院校的永恒話題,對(duì)高校教師而言,教學(xué)是立身之本、科研是發(fā)展之道。對(duì)于人才培養(yǎng)而言,教學(xué)和科研關(guān)系密切,二者相輔相成[1]。從根本上說,科研是探索未知的世界,是教學(xué)的“源”;教學(xué)是繼承已知的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn),是科研的“流”。柏林大學(xué)創(chuàng)始人威廉·馮·洪堡指出,大學(xué)科研是直接服務(wù)于教學(xué)和人才培養(yǎng),并把科研和教學(xué)相結(jié)合的理念作為柏林大學(xué)的教學(xué)基本準(zhǔn)則。錢偉長先生的“拆圍墻”理論指出,大學(xué)必須拆除教學(xué)與科研之間的高墻,教學(xué)沒有科研做底蘊(yùn)就是沒有觀點(diǎn)的教育、沒有靈魂的教育。高等教育以能力和素質(zhì)培養(yǎng)為核心。湖北文理學(xué)院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中培養(yǎng)目標(biāo)包括具備較扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力和一定的科研素養(yǎng)。理論知識(shí)、創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)三方面的要求是相互關(guān)聯(lián)的,如圖1所示。在課堂教學(xué)過程中應(yīng)充分發(fā)揮科研的育人功能,促進(jìn)科研與教育相結(jié)合,著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維和科研能力[2]?？平倘诤鲜窍冗M(jìn)的教學(xué)理念,是高校人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略選擇[3-4]。吳愛華等[5]認(rèn)為實(shí)施科教結(jié)合協(xié)同育人行動(dòng)計(jì)劃對(duì)于推動(dòng)人才培養(yǎng)水平和創(chuàng)新能力提升有積極成效。因此,開展科教協(xié)同理念應(yīng)用于專業(yè)人才培養(yǎng)的探索和實(shí)踐是一件非常有意義的工作。科教融合協(xié)同育人還存在將學(xué)科特色、科研成果與育人情懷有機(jī)融入教學(xué)、教材、課堂的路徑不暢通,最新的科研成果并沒有完全融入課堂教學(xué)中,導(dǎo)致所培養(yǎng)的畢業(yè)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力欠缺[6-7]等問題。
高校教師不僅要讓學(xué)生掌握課程基本理論,更應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。文章以土建類專業(yè)必修課土木工程材料課程為例,針對(duì)科教協(xié)同理念用于課程教學(xué)改革實(shí)踐進(jìn)行了探討。將科研項(xiàng)目、科研活動(dòng)引入課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過程中,以提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,開闊學(xué)生學(xué)術(shù)視野為目的,提出“理論知識(shí)、創(chuàng)新能力、科研素養(yǎng)”三位一體教學(xué)目標(biāo),以培養(yǎng)有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、良好創(chuàng)新能力及較好科學(xué)素養(yǎng)為育人目標(biāo)。通過在教學(xué)中不斷融入科學(xué)研究的思維、方法和成果,探索實(shí)踐出一套緊跟時(shí)代發(fā)展,培養(yǎng)優(yōu)秀土建類專業(yè)人才的教學(xué)模式。結(jié)合任課教師所承擔(dān)的工程服務(wù)及科研項(xiàng)目,將工程實(shí)際融入土木工程材料課程實(shí)踐中,在講好教材基本理論的同時(shí),延伸學(xué)科發(fā)展前沿和工程熱點(diǎn)問題,開闊學(xué)生的眼界和視野,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。在課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)職業(yè)道德、刻苦鉆研、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纫庾R(shí),培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣;積極引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生參加教師的各種課題,強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和運(yùn)用所學(xué)解決工程實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐動(dòng)手能力。
一、土木工程材料課程性質(zhì)及教學(xué)困境
(一)土木工程材料課程定位
土木工程材料是一門主要研究各種建筑材料的組成、構(gòu)造、生產(chǎn)與加工方法、技術(shù)性能、質(zhì)量檢驗(yàn)及如何選用的學(xué)科[8]。課程教學(xué)內(nèi)容涉及材料的基本性質(zhì)、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土與砂漿、墻體材料、建筑鋼材、木材、石材、瀝青與防水材料、合成高分子材料、絕熱材料與吸聲材料,以及建筑裝飾材料等[9]。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握常用土木工程材料的基本性質(zhì)、技術(shù)性能、質(zhì)量控制要求及檢測方法,了解材料的制備、性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,以及性能改善的途徑,能針對(duì)不同工程要求正確合理地選用材料,為畢業(yè)后在材料的選擇、優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工和管理打下基礎(chǔ)[10]。課程教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能和綜合能力所需的相關(guān)知識(shí),達(dá)到知識(shí)、能力和素養(yǎng)的全面培養(yǎng),教學(xué)目標(biāo)具體如圖2所示。
(二)土木工程材料課程特點(diǎn)
土木工程材料種類繁多,課程內(nèi)容相對(duì)龐雜,概念術(shù)語多[11]。如無機(jī)膠凝材料中的氣硬性膠凝材料有石膏、石灰、水玻璃和菱苦土四種,而有機(jī)膠凝材料包括瀝青、樹脂、橡膠等。通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。定性的文字性描述或經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的結(jié)論較多[12]。如同一種材料的孔隙率越大,其密實(shí)度越低,材料的表觀密度越小,強(qiáng)度越小。材料的開口孔隙率越高,其耐水性、抗?jié)B性、抗腐蝕性能越差。實(shí)踐性與綜合性強(qiáng)[12]。土木工程材料是指工程建設(shè)中所使用的各種材料及其制品的總稱,是決定建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式和施工方法的重要因素,課程所涉及的各種材料與實(shí)際工程聯(lián)系極為緊密。
(三)土木工程材料課程教學(xué)困境
目前,土木工程材料課程在教學(xué)中存在教學(xué)內(nèi)容跟不上新材料、新工藝、新技術(shù)和新規(guī)范的更新速度,教材內(nèi)容滯后于實(shí)際;理論教學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié);教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃,學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)等問題[13]。對(duì)于教材和教學(xué)內(nèi)容滯后于實(shí)際的問題通過引入教師的科研項(xiàng)目和科研成果可有效緩解;通過介紹教師主持或參加的社會(huì)服務(wù)及生產(chǎn)實(shí)踐性項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和工程實(shí)踐應(yīng)用的有效銜接;在教學(xué)過程中通過采用問題為導(dǎo)向、啟發(fā)性和研究性教學(xué)方法可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
二、科教協(xié)同理念下的土木工程材料課程教學(xué)改革
根據(jù)土木工程材料課程定位、課程特點(diǎn)及教學(xué)困境,在深化科研工作促進(jìn)教學(xué)改革的指引下,從科研工作凝練轉(zhuǎn)化為育人素材和資源的銜接點(diǎn)、課程教學(xué)中挖掘科研工作與專業(yè)知識(shí)的切入點(diǎn)、科教協(xié)同理念的實(shí)施路徑、科教協(xié)同理念實(shí)踐效果等方面分別闡述,深入探討科教協(xié)同教學(xué)理念在土木工程材料課程教學(xué)中的應(yīng)用和實(shí)踐。
(一)科研工作轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材的銜接點(diǎn)
土木工程材料課程一般包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。理論教學(xué)中關(guān)于科研活動(dòng)或科研成果轉(zhuǎn)化為育人資源的銜接點(diǎn)有:講解學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)、研究現(xiàn)狀和前沿動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢,用科學(xué)的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、嚴(yán)密的邏輯講解知識(shí)點(diǎn),熏陶感染學(xué)生,吸納學(xué)生參與教師的縱向橫向等各級(jí)各類研究課題,指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽活動(dòng),申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,指導(dǎo)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文,面對(duì)面交流學(xué)習(xí)成果和成效。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的銜接點(diǎn)有:組織學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室等科研場所,指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,在完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展探索性實(shí)驗(yàn),組織學(xué)生到建材市場、混凝土攪拌站、構(gòu)件制作廠、施工場地等地開展現(xiàn)場調(diào)研。這些都可以考慮深入挖掘并凝練轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材和育人資源。
(二)課堂教學(xué)理論知識(shí)與科研成果切入點(diǎn)
引入教學(xué)大綱之外的教學(xué)內(nèi)容需謹(jǐn)慎,要妥善選擇好教學(xué)切入點(diǎn),控制好專業(yè)發(fā)展新成果引入的深度和廣度[14]。如果科研成果引入得太專業(yè)太深?yuàn)W可能適得其反,不利于提升課堂教學(xué)質(zhì)量。一方面,如果忽視了本科生的基本學(xué)情,知識(shí)點(diǎn)太深太難會(huì)占用較多課時(shí),甚至?xí)箤W(xué)生有退怯畏懼心理,從而失去學(xué)習(xí)信心;另一方面學(xué)術(shù)性太強(qiáng)使授課成了學(xué)術(shù)報(bào)告,使得部分學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣降低?？平虆f(xié)同理念和課堂教學(xué)的切入點(diǎn),不僅要將土木工程材料學(xué)科最新研究成果和發(fā)展方向傳授給學(xué)生,激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和自我成才的動(dòng)力,而且要讓學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容感興趣、愿意聽并且聽得懂。因此,在教學(xué)方法選擇、教學(xué)方案設(shè)計(jì)時(shí)要深入思考,在教學(xué)過程實(shí)施中要適時(shí)根據(jù)學(xué)生課堂參與度、學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情等作相應(yīng)調(diào)整。
(三)科教協(xié)同的教學(xué)實(shí)施方式
在講解土木工程材料重要性時(shí),采用問題式教學(xué)方式引入Astructuralengineerwhoisignorantaboutthe“insandouts”ofthecivilengineeringmaterialscanneverbeacompetentdesigner這句話的翻譯。中文的意思是不知道土木工程材料的來龍去脈,就只能是一位不稱職的土木工程師。進(jìn)一步讓學(xué)生思考為什么說不懂土木工程材料的土木工程技術(shù)人員是不稱職的。材料是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ),材料費(fèi)一般占工程造價(jià)的50%~60%,選擇物優(yōu)價(jià)廉的材料對(duì)降低工程造價(jià)、節(jié)省建設(shè)投資意義重大。材料也是建筑物的質(zhì)量基礎(chǔ),是決定其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式和施工方法的重要因素,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)課程的重視。因此,學(xué)好土木工程材料課程對(duì)于一個(gè)合格的土木工程職業(yè)人員是非常重要的。土木工程材料的發(fā)展歷史是人類文明進(jìn)步和生產(chǎn)力水平不斷提高的見證,是人類在生產(chǎn)活動(dòng)中不斷探索實(shí)踐中的選擇。采用啟發(fā)式教學(xué)介紹土木工程材料的發(fā)展史,歷經(jīng)古代、近代和現(xiàn)代三個(gè)階段,表明了事物發(fā)展是前進(jìn)性與曲折性的統(tǒng)一,要用發(fā)展的眼光來看待問題,鼓勵(lì)學(xué)生要敢于創(chuàng)新,勇攀高峰。正確看待挫折和失敗,對(duì)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)事物發(fā)展的曲折性和前進(jìn)性有重要意義?？蓴U(kuò)展延伸到中國共產(chǎn)黨是歷史和人民的選擇,引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想和愛國主義情懷,激發(fā)學(xué)生勇敢地肩負(fù)起時(shí)代賦予的光榮使命。
講解土木工程材料發(fā)展方向時(shí),給學(xué)生布置開放性作業(yè),即以小組為單位查閱文獻(xiàn)和相關(guān)資料論述土木工程材料未來發(fā)展前景和趨勢。每個(gè)小組根據(jù)完成的調(diào)查報(bào)告展開互動(dòng)交流,教師作點(diǎn)評(píng)總結(jié)。通過資料搜集、文獻(xiàn)總結(jié)、小組合作、互動(dòng)交流的方式提高學(xué)生課堂參與度和學(xué)習(xí)熱情。講解鋼筋混凝土的起源時(shí),通過故事引入其發(fā)明者既不是工程師,也不是建筑材料專家,而是一位園藝師。他從打碎的花盆里花木根系縱橫交錯(cuò)將松軟的泥土牢牢連在一起的發(fā)現(xiàn)中得到啟發(fā),將鐵絲仿照花木根系編成網(wǎng)狀,然后與水泥、砂石攪拌砌花壇,有效避免了花壇被游客踏碎。通過這個(gè)案例引導(dǎo)學(xué)生要主動(dòng)思考探索,養(yǎng)成觀察自然現(xiàn)象的習(xí)慣,培養(yǎng)觀察事物的興趣和能力,鍛煉創(chuàng)新能力,主動(dòng)去調(diào)查、去體驗(yàn)、去探索分析,這樣才能全面、細(xì)致、深入地了解事物,才能透過事物的表面抓住事物的本質(zhì)。講解土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)時(shí),采用案例教學(xué)法引入偷工減料豆腐渣工程致使發(fā)生工程事故,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)標(biāo)準(zhǔn)重要性的理解。進(jìn)一步介紹標(biāo)準(zhǔn)的知識(shí)點(diǎn),土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是對(duì)材料產(chǎn)品統(tǒng)一制定的技術(shù)要求和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),其內(nèi)容主要包括:產(chǎn)品規(guī)格、分類、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、驗(yàn)收規(guī)則、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存注意事項(xiàng)等。它一方面可促進(jìn)企業(yè)加強(qiáng)管理,提高生產(chǎn)率,保證產(chǎn)品質(zhì)量;另一方面,使用部門應(yīng)當(dāng)按標(biāo)準(zhǔn)選用材料,使設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)化,從而加快施工進(jìn)度,降低工程造價(jià)。同時(shí),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是生產(chǎn)和使用單位對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收、確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的依據(jù)。工程從業(yè)人員在設(shè)計(jì)、研發(fā)或施工時(shí)必須養(yǎng)成嚴(yán)格遵守國家、行業(yè)或地方各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的習(xí)慣,強(qiáng)化學(xué)生遵紀(jì)守法意識(shí),牢記土木工程師的社會(huì)責(zé)任感和使命擔(dān)當(dāng)。
結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容和教師所承擔(dān)的各類課題項(xiàng)目,尋找讓學(xué)生參與各課題的切入點(diǎn),將科研工作滲透到課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過程中,通過理論與實(shí)踐結(jié)合,一方面讓學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工程問題中;另一方面鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。在教師主持的磷石膏改性及其資源化利用項(xiàng)目中,帶領(lǐng)學(xué)生去磷化工廠磷石膏堆場實(shí)地調(diào)研,在了解到作為大宗固體廢棄物的磷石膏的快速減量消納是工廠復(fù)工復(fù)產(chǎn)的前提時(shí),學(xué)生興趣得到激發(fā),對(duì)磷化工廠的生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)工藝和生產(chǎn)流程產(chǎn)生了一定的興趣。講解了磷石膏的性能與技術(shù)要求,介紹了項(xiàng)目的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容及研究方案,學(xué)生在參加磷石膏改性固化劑研發(fā)時(shí),掌握了固化劑的組成材料及配方、作用原理。在道路建筑材料和墻體材料中實(shí)現(xiàn)資源的合理化利用是磷石膏快速減量消納的主要方式。磷石膏在道路工程中作為墊層能有效解決磷石膏遇水軟化導(dǎo)致耐久性、耐候性差的問題,而磷石膏改性制免燒磚應(yīng)用于墻體材料中,學(xué)生需要掌握原料配比、攪拌成型、養(yǎng)護(hù)、力學(xué)性能測試等全部流程和注意事項(xiàng)。通過參與科研項(xiàng)目,學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)的磷石膏生產(chǎn)工藝與品種、水化與硬化、基本性能、技術(shù)要求及應(yīng)用有了更深刻的理解,科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力得到同步提升。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)主要訓(xùn)練學(xué)生材料性能檢測常用試驗(yàn)儀器設(shè)備的操作,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及愛護(hù)公共財(cái)物的良好習(xí)慣。對(duì)于成績優(yōu)異的學(xué)生在完成驗(yàn)證性項(xiàng)目后可進(jìn)一步開展綜合探索性項(xiàng)目,理論聯(lián)系實(shí)際,更好地鞏固課堂所學(xué),強(qiáng)化學(xué)生利用試驗(yàn)手段解決工程技術(shù)問題的能力,提高其綜合素質(zhì)。講解通用硅酸鹽水泥時(shí)以生態(tài)文明為切入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的生態(tài)環(huán)境觀。硅酸鹽水泥摻加不同比例的粉煤灰、爐渣等大宗固體廢棄物材料,不僅可以增加固廢材料的消納方式和出路,還可以改善水泥的性能,既變廢為寶,又可為創(chuàng)建“資源節(jié)約,環(huán)境友好”社會(huì)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。日愈嚴(yán)重的全球十大環(huán)境問題對(duì)社會(huì)提出了巨大挑戰(zhàn),作為環(huán)境保護(hù)的主力軍,青年學(xué)生要堅(jiān)信綠水青山就是金山銀山,努力學(xué)習(xí),積極探索,勇于擔(dān)起重任,找尋合理可行的解決方法,為建設(shè)美麗中國而奮斗。
三、科教協(xié)同理念下土木工程材料課程教學(xué)實(shí)踐與改革成效
圍繞“理論知識(shí)、創(chuàng)新能力、科研素養(yǎng)”三位一體的教學(xué)目標(biāo),在課堂教學(xué)中突出了科研工作在人才培養(yǎng)中的重要作用,實(shí)現(xiàn)了科研與教學(xué)協(xié)同育人的融通。通過科教協(xié)同理念的探究與實(shí)踐使學(xué)生在理論知識(shí)、創(chuàng)新能力、科研素養(yǎng)等方面得到了較大進(jìn)步,學(xué)習(xí)興趣提高,課堂參與度提升,互動(dòng)氛圍更濃,學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力更強(qiáng),學(xué)習(xí)的目的性更加明確,從被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成自主學(xué)習(xí),對(duì)于課堂教學(xué)內(nèi)容的理解顯著增強(qiáng),鞏固并夯實(shí)了專業(yè)理論知識(shí),理論聯(lián)系實(shí)際、理論應(yīng)用于實(shí)際做得更好。學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動(dòng)積極性更高,創(chuàng)新意識(shí)增強(qiáng),且更加熱愛創(chuàng)新,實(shí)踐動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力有明顯提高。基于科教協(xié)同理念,在教師的帶動(dòng)和引領(lǐng)下,學(xué)生從事科學(xué)研究的興趣有所提高,學(xué)術(shù)視野有所開闊,激發(fā)了做科研的興趣和潛力。學(xué)生在教師的鼓勵(lì)、支持和指導(dǎo)下更早接觸科研活動(dòng),在文獻(xiàn)資料檢索、項(xiàng)目背景調(diào)研、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目申報(bào)、學(xué)術(shù)論文撰寫等方面有了全方位針對(duì)性訓(xùn)練和培養(yǎng),學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得以提升,不斷養(yǎng)成了良好的科學(xué)思維習(xí)慣,以及求真務(wù)實(shí)、踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯?學(xué)生身心得到全面發(fā)展。學(xué)生的科研實(shí)踐水平和能力逐步提高,科研素養(yǎng)等綜合素質(zhì)更強(qiáng),參加專業(yè)相關(guān)學(xué)科競賽,公開發(fā)表論文、申請(qǐng)專利、申請(qǐng)軟件著作權(quán)、申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的人明顯增多。根據(jù)對(duì)教學(xué)試點(diǎn)班級(jí)科教協(xié)同理念實(shí)施效果的信息收集和跟蹤調(diào)查。試點(diǎn)班級(jí)學(xué)生共47人,土木工程材料課程及格率為100%,與上一屆教學(xué)班級(jí)考試結(jié)果對(duì)比,最高分及平均成績均有所提高,學(xué)生參加各類學(xué)科競賽人數(shù)占全班總?cè)藬?shù)的70%,學(xué)生申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目7項(xiàng),獲批立項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目5項(xiàng),其中國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目2項(xiàng),公開發(fā)表論文10篇次,申請(qǐng)國家實(shí)用新型專利3件,試點(diǎn)班榮獲校級(jí)“優(yōu)良學(xué)風(fēng)班”榮譽(yù)稱號(hào)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,科教協(xié)同理念在試點(diǎn)班級(jí)土木工程材料課程教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果,可啟迪學(xué)生的科研思維,強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
四、結(jié)語
湖北文理學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院土木工程材料課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),把握科教協(xié)同理念的深刻內(nèi)涵,對(duì)于科研工作凝練轉(zhuǎn)化為育人資源的銜接點(diǎn)、研究成果與專業(yè)知識(shí)的切入點(diǎn)以及科教協(xié)同理念的實(shí)施路徑等進(jìn)行了探究,提出的“理論知識(shí)、創(chuàng)新能力、科研素養(yǎng)”三位一體的教學(xué)模式收效顯著。教育者先受教育,讓教師更好承擔(dān)起學(xué)生健康成長指導(dǎo)者和引路人的責(zé)任。高校教師要不斷提升育人水平,讓學(xué)生掌握課程的基本理論知識(shí),更應(yīng)該通過教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。在教學(xué)中不斷融入科研思維、方法和成果,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題,強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐動(dòng)手能力?？平虆f(xié)同理念不僅增強(qiáng)了教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師教學(xué)水平和科研能力,而且提升了學(xué)生專業(yè)技能和綜合能力?；诳平虆f(xié)同育人理念,通過科研工程實(shí)踐和教學(xué)的相互結(jié)合,互相促進(jìn),達(dá)到了教學(xué)與科學(xué)研究的和諧統(tǒng)一,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和課堂參與度,強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用、創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)的培養(yǎng),為學(xué)生畢業(yè)后較快成為適應(yīng)新時(shí)代新形勢下土建類專業(yè)人才打下了基礎(chǔ)。
作者:曾剛 李崢 王元元 徐福衛(wèi) 單位:湖北文理學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院
土木工程材料教學(xué)改革篇3
為主動(dòng)應(yīng)對(duì)人工智能、云計(jì)算、智能化等現(xiàn)代科技發(fā)展帶來的產(chǎn)業(yè)變革與技術(shù)革新，教育部提出了“新工科”建設(shè)理念，其宗旨在于不斷適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合應(yīng)用型人才，為我國高等工程教育的改革帶來了新機(jī)遇并指明了新方向[1]。在新工科建設(shè)背景下，土木工程學(xué)科向著工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。圍繞國家戰(zhàn)略需求，順應(yīng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)趨勢，智能建造專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。目前，各大高校對(duì)智能建造專業(yè)的建設(shè)十分重視，但大多數(shù)局限于理論教學(xué)的改革和體系構(gòu)建，忽略了實(shí)踐教學(xué)的完善。事實(shí)上，實(shí)踐教學(xué)作為強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，重塑創(chuàng)新思維的重要推手[2-3]?！巴聊竟こ滩牧蠈?shí)驗(yàn)”是智能建造專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專業(yè)必修課，重點(diǎn)針對(duì)土木工程材料制備及其性能測試，以及原材料性質(zhì)檢測等開展實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)，已成為提高學(xué)生工程創(chuàng)新能力的重要課程。該課程的學(xué)習(xí)可幫助學(xué)生熟悉土木工程材料實(shí)驗(yàn)的基本原理，掌握材料各項(xiàng)性能的檢測方法，培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集、處理、分析與解釋數(shù)據(jù)的能力，以及培養(yǎng)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、創(chuàng)新性解決問題的能力。本文以福建工程學(xué)院智能建造專業(yè)為例，探討新工科理念下土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革舉措，以期為相關(guān)實(shí)踐教學(xué)改革提供借鑒與參考。
1土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題
1.1教學(xué)模式老化
許多高校在開展土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。課前，學(xué)生通過預(yù)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并完成預(yù)習(xí)報(bào)告；課中，針對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理、操作流程與注意事項(xiàng)，通過老師先講解、學(xué)生后操作的形式，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄；課后，學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與規(guī)律并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。傳統(tǒng)教學(xué)模式仍以教師灌輸知識(shí)為主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，而后機(jī)械性地重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，這種教學(xué)氛圍較為枯燥乏味，容易使學(xué)生失去興趣與動(dòng)力[4]。在此過程中，學(xué)生缺乏對(duì)知識(shí)應(yīng)用的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，導(dǎo)致無法形成基本的創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)生分析和解決問題能力得不到較好的鍛煉，難以達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。
1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固化
大部分高校的土木工程材料實(shí)驗(yàn)均是成熟的驗(yàn)證性試驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[5]。實(shí)驗(yàn)主要包括：水泥細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度、強(qiáng)度等級(jí)；骨料表觀密度、堆積密度與顆粒級(jí)配；混凝土制備及其和易性和強(qiáng)度等級(jí)測定。這類傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)無法保證教學(xué)內(nèi)容的實(shí)效性和前沿性，也激發(fā)不了學(xué)生的積極性與探索欲，難以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與自主解決問題的能力，更無法拓展學(xué)生的開放性思維，不符合新工科建設(shè)背景下創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的核心思想。
1.3考核評(píng)價(jià)單一
實(shí)驗(yàn)課程的考核指標(biāo)多以預(yù)習(xí)情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，而這種考核評(píng)價(jià)模式過于片面、單一[6]。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本相同，學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相似度高，經(jīng)常出現(xiàn)抄襲的現(xiàn)象且難以甄別，無法全面客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和掌握程度，也不易準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生的動(dòng)手能力，更難以評(píng)估學(xué)生的創(chuàng)新思維及自主解決問題的能力。同時(shí)，這類評(píng)價(jià)方法也消磨了學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的熱情與興趣，不利于學(xué)生分析能力和創(chuàng)新思考能力的培養(yǎng)。
1.4實(shí)驗(yàn)室管理制度陳舊
大部分高校的本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室僅對(duì)本科生課程實(shí)驗(yàn)開放，本科生只能完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，難以利用實(shí)驗(yàn)室資源自主開展探索性實(shí)驗(yàn)。這無法滿足本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)硬件條件，極大限制了教學(xué)模式的改革和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新，同時(shí)也極大浪費(fèi)了實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備資源[7]。
2基于新工科理念的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革舉措
2.1以學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，可利用慕課等網(wǎng)絡(luò)資源引導(dǎo)學(xué)生在課前完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基礎(chǔ)知識(shí)的識(shí)記與理解，并通過“雨課堂”等APP提供的課前小測，保障學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量。課程內(nèi)容主要以開放性的問題為主，如：以增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，提升水泥基材料耐久性等為導(dǎo)向，組織學(xué)生分組收集資料與自主學(xué)習(xí)研討，提出解決問題的設(shè)想（依據(jù)）與實(shí)驗(yàn)方案，并由專任教師點(diǎn)評(píng)講解，分析設(shè)想依據(jù)的科學(xué)性與研究方案的可行性，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握。而后學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開始自主實(shí)驗(yàn)，最后學(xué)生通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與規(guī)律，提出知識(shí)點(diǎn)的創(chuàng)新應(yīng)用。這種以學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式，不僅能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)的熱情與興趣，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自主解決問題、開展探索性研究的能力。
2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多樣化
新工科背景下“土木工程材料實(shí)驗(yàn)”課程設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)，除了使學(xué)生獲得專業(yè)所必需的試驗(yàn)基本技能，具備解決一般土木工程材料檢驗(yàn)問題的能力外，更注重創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。除了傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，可與地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求相結(jié)合，適當(dāng)增加些開放型課題實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣與主動(dòng)性。例如：福建工程學(xué)院地處于福建沿海地區(qū)，可提供海砂海水混凝土研制、混凝土耐腐蝕性研究及透水混凝土耐磨性能提升研究等實(shí)驗(yàn)課題，供學(xué)生自主選擇，以豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并通過自主查閱資料設(shè)計(jì)方案，解決問題。這類舉措能解除學(xué)生的思維限制，提升學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的自主性，同時(shí)促進(jìn)課程實(shí)驗(yàn)與理論的協(xié)同配合，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新解決實(shí)際問題的能力與創(chuàng)新意識(shí)，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力具有現(xiàn)實(shí)意義。
2.3考核評(píng)價(jià)多元化
教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革可激發(fā)學(xué)生的興趣與學(xué)習(xí)熱情，并為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供條件，而合理的考核評(píng)價(jià)方法則是保障教學(xué)效果與學(xué)習(xí)效果的基礎(chǔ)[8]。除了預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可對(duì)學(xué)生的方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和分析總結(jié)等多環(huán)節(jié)進(jìn)行考核。最終，將各環(huán)節(jié)成績按一定比例計(jì)入總成績。其中，方案設(shè)計(jì)中側(cè)重考查設(shè)想依據(jù)來源的合理性及文獻(xiàn)收集與總結(jié)能力；實(shí)驗(yàn)操作中側(cè)重考查操作規(guī)范；分析總結(jié)側(cè)重考查規(guī)律分析和機(jī)理解釋的科學(xué)性。這種多元化考核方法可縮小單一方式對(duì)學(xué)習(xí)效果評(píng)估的偏差，從而使得考核結(jié)果更為客觀、全面，不僅有利于整體評(píng)估學(xué)生對(duì)土木工程材料知識(shí)點(diǎn)的掌握與應(yīng)用情況，而且有助于從專業(yè)視角評(píng)估學(xué)生從土木工程材料創(chuàng)新提升的角度思考問題、組織協(xié)調(diào)、收集信息的實(shí)踐能力。
2.4實(shí)驗(yàn)室開放制度的建立
實(shí)驗(yàn)室開放制度的建立是土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)。受到有限課時(shí)量的制約，在課余時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室可為本科生自主開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供硬件保障。首先，需要出臺(tái)完善的實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)、使用及維護(hù)準(zhǔn)則，這是保障實(shí)驗(yàn)室開放運(yùn)行有序、有效進(jìn)行的前提。同時(shí)，也需要建立消防安全、設(shè)備管理、耗材管理、環(huán)境衛(wèi)生管理等相關(guān)制度體系，以及學(xué)生自主使用實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)儀器設(shè)備的使用細(xì)則。此外，學(xué)生必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室管理員的安全培訓(xùn)，在完成相關(guān)考核并合格后才可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《實(shí)驗(yàn)中心安全管理制度》和《實(shí)驗(yàn)中心消防安全管理規(guī)定》的相關(guān)要求，確保實(shí)驗(yàn)時(shí)的人身安全和實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)安全。其次，可通過網(wǎng)頁建立一套實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備的申請(qǐng)、預(yù)約與管理系統(tǒng)，保障實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生的有序開放。最后，可在學(xué)生中選拔有責(zé)任心的負(fù)責(zé)人，協(xié)助指導(dǎo)教師進(jìn)行日常實(shí)驗(yàn)室的管理工作。
3結(jié)語
隨著新工科建設(shè)的不斷發(fā)展，對(duì)人才創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新應(yīng)用能力的要求也日漸提升。土木工程材料實(shí)驗(yàn)作為“新工科”智能建造專業(yè)的專業(yè)必修課，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)?；谛鹿た平ㄔO(shè)理念，探討了改革土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行路徑，創(chuàng)新了以培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槟康牡膶?shí)驗(yàn)教學(xué)模式，更新補(bǔ)充了問題解決型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提出了多元化改革考核評(píng)價(jià)方法，建立了實(shí)驗(yàn)室開放制度，為學(xué)生自主開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供硬件保障。以上舉措將為創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供借鑒。
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作者:楊宇 張?bào)阋?單位:福建工程學(xué)院 土木工程學(xué)院
