浅谈土木工程材料课程教学改革和效果评价
浅谈土木工程材料课程教学改革和效果评价 土木工程材料是材料科学在土木工程中应用的产物，是土木工程的物 质基础。南昌大学建筑工程学院土木工程材料课程是土木工程、水利水电工程、 工程管理、建筑环境与能源应用工程等多个专业的学科核心课或专业基础课，一 般在大二上学期或下学期开设。土木工程材料课程内容繁杂，且大多是记忆的内 容，而课程学时相对偏少，容易导致学生学习效果不佳，给土木工程材料课程教 师带来困惑。正因如此，绝大多数院校的土木工程材料课程都在或多或少地进行 教学改革探索，华南理工大学苏达根[1]和杨医博[2]、重庆大学吴芳[3]、北京交 通大学安明喆[4]、大连理工大学艾红梅[5]、西安建筑科技大学伍勇华[6]、北京 林业科技大学冀晓东[7]等对土木工程材料课程教学改革进行了思考和实践，而 浙江大学金南国[8]、上海交通大学陈兵[9]、华中科技大学张长清[10]、深圳大学 丁铸[11]等对土木工程材料课程实验教学改革进行了探索和实践。为进一步提高土木工程材料课程的教学质量，笔者进行了大量的调查 研究和文献分析，对南昌大学土木工程材料课程进行教学改革，并获得了省级和 校级教改课题的支持。本文从教学内容、教学模式、教学方法三个方面阐述土木 工程材料课程的教学改革情况，并进行了教学改革的效果评价。
一、教学内容的改革 土木工程材料种类繁多，各类自成体系，教学内容大多数是叙述性和 分析性内容;同时，土工工程材料发展迅速，新材料层出不穷，以致学生在土木 工程材料课程学习中难以抓住重点，出现什么都学、什么都学不好的情况。为了 进一步提高土木工程材料课程的教学质量，增强学生课程学习效果，笔者从教材 编写、授课内容编排、课时分配等三个方面对土木工程材料课程的教学内容进行 改革。
(一)教材编写 2013年，南昌大学与其他兄弟院校编写出版了教材《土木工程材料》 [12]。新编教材充分考虑到现有教材的不足，强化混凝土章节内容，增加了轻质 混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土、再生混凝土、大体积混凝土、喷射混凝土、 活性粉末混凝土等新型混凝土的相关知识;根据实际教学情况，弱化部分章节， 将石材、木材、合成高分子材料等章节内容进行相应删减;紧跟土木工程材料发 展趋势，增加建筑节能材料章节;设置案例，在各章节中多设案例，引导学生用理论知识分析问题，与实践相结合。
(二)授课内容编排 根据土木工程材料课程特点，对授课内容进行重新编排，力求做到以 下几点：突出重点内容，授课时以水泥、混凝土、沥青、沥青混合料为主要重点， 以土木工程材料基本性质、气硬性胶凝材料、建筑钢材、新型墙体材料、建筑节 能材料为次要重点，同时兼顾建筑功能材料、合成高分子材料、砂浆、石材、木 材等;体现专业特点，注意授课内容与不同专业方向的有机融合，土木工程工民 建方向专业重点突出水泥与混凝土的内容，土木工程道桥方向专业则要求掌握沥 青混合料的配合比设计;水利水电工程专业则要求详细讲解大体积混凝土及其施 工;紧跟土木工程材料发展趋势，更新教学内容，授课时将土木工程新材料(如新 型混凝土、新型墙体材料)、新技术(如隧道盾构技术、大型混凝土构件预制技术) 以及教师自身科研课题成果引入课堂教学中;结合工程应用，将国内外典型工程 (如新型混凝土技术在三峡大坝、杭州湾跨海大桥应用)融入课堂教学中。
(三)课时分配 土木工程材料课程是一门理论性、实践性、实验性都非常强的课程， 而土木工程材料课程的学时有限，在教学中合理分配课时是保证土木工程材料课 程教学质量的关键。南昌大学的土木工程材料课程共48学时，其中课堂授课32 学时，实践2学时，实验14学时，具体安排见表1。
二、 教学模式的构建 目前，土木工程材料课程的教学模式一般包括理论教学和实验教学两 部分。笔者在重视理论教学的基础上，强调提高学生的实验实践能力。在土木工 程材料课程中，除进行理论教学和实验教学改革外，还适当增加了实践教学环节。
(一)理论教学 土木工程材料课程需要让学生了解并掌握土木工程材料的组成、结构、 生产、工艺、性能与应用的基本理论知识，为此，有必要将木工程材料课程的基 本理论知识重组为土木工程材料的组成与结构、生产与工艺、性能与应用三大块 进行统一讲授。同时可采用多媒体结合板书的方法进行理论教学，以达到缩减课 时、增强教学效果的目的。(二)实验教学 土木工程材料课程中现有的实验项目基本上是验证性实验，难以激发 学生的学习兴趣和研究热情，因此在实验教学改革时，除了开展水泥实验、砂石 实验、普通混凝土实验、沥青实验等验证性实验外，还设计了综合性实验和创新 性实验。综合性实验是在设定原材料的基础上，进行不同强度等级、不同坍落度 要求的高性能混凝土实验。创新性实验是让学生自选材料和自行设计实验。创新 性实验前先将学生分为3～4个组并确定实验题目，要求小组同学查阅资料、集中 讨论后完成创新性实验，比如减水剂与水泥相容性实验、缓凝剂对混凝土凝结时 间影响实验、不同等级矿物掺合料对混凝土强度影响实验等。通过开展综合性实 验和创新性实验，激发学生的研究热情，提高学生的自学能力。
(三)实践教学 在理论教学和实验教学的基础上，积极进行土木工程材料课程实践教 学的探索与实践。组织学生到预拌混凝土搅拌站了解混凝土的生产运输过程，认 知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比设计，或组织学生到施工现场见识混 凝土的浇注养护，了解建筑钢材的性能和加工，实现理性认识到感性认识的提升， 从而大大提高了教学效果。
三、教学方法的改革 在教学方法上，土木工程材料课程教师在课堂上一般采用多媒体和板 书相结合的授课方式进行教学，学生基本上都是被动接受知识，很少对土木工程 材料进行更深入的思考。鉴于这一缺陷，笔者在课堂教学中，增加视频播放与课 堂讨论环节，提供了网络辅助教学，完善考核方法。
(一)视频播放与课堂讨论 为让学生对土木工程材料的研究和发展有更深入的了解，特别是引导 学生对土木工程材料进行更深层次的思考，笔者充分利用多年从事教学和科研工 作的优势，特别制作了一段50分钟左右关于材料在仿生、智能领域研究和发展的 视频资料，要求 学生提前自行观看，同时在课堂上也组织学生利用1个学时观看视频 资料，之后用1个学时让学生走上讲台发表观后感想。(二)网络辅助教学 (三)考核方法 土木工程材料课程考核方法采用课堂考勤与课堂讨论、实验实践(报 告)、期中考试(开卷)、期末考试(闭卷)四种形式相结合的全程考核方法，其中四 种形式占总成绩的比例分别为15%、15%、20%和50%。四种形式相结合的全程 考核方法，注重培养学生的自主学习能力和独立思考能力，全面评价学生的学习 水平和课程的教学效果，对改变传统的一考定成绩、加强教学过程管理、分阶段 检验教学效果、改革考试方法具有积极的意义。
四、教学改革的效果评价 土木工程材料课程经过上述教学内容、教学模式、教学方法的改革， 可以让学生更好地掌握土木工程材料的理论知识，强化学生的自学能力，增强学 生科研动手能力，提高学生创新能力，取得了良好的效果。
(1)授课内容：教师讲课内容有主次之分，学生学习理论知识不仅简 单轻松，而且也更有针对性。对此教师可以适当减少理论课时，让学生有更多的 时间进行实验实践。
(2)上课形式：在课堂上播放相关视频并进行课堂讨论，引导学生自 主学习并积极发言，既能提高学生的表达能力，也能帮助学生对土木工程材料发 展进行更深层次的思考，激发学生的创新思维，有利于学生养成独立思考问题的 习惯。
(3)实验实践环节：除了部分验证性实验项目之外，还增设了综合性 实验和创新性实验。综合性实验可以让学生在最短的时间内见识到各种不同要求 的混凝土，创新性实验可以激发学生的研究热情。
(4)考核方法：采用上述四种形式相结合的全程考核方法，提高了学 生上课的积极性，也有利于全面评价学生的学习水平和课程学习效果。
五、 结语