土木工程材料課程建設研究

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近幾十年來,隨著我國城鄉基礎建設的大規模開展，建設人才市場持續升溫，建筑人才的培養模式也適應市場和崗位的需求有了較大調整。現在的土木工程專業涵蓋了建筑工程、基礎工程、道路工程、橋梁工程、隧道及地下工程、給排水工程、港口工程和水利水電工程等多個專業[1]。高等學校按照統一的人才標準進行培養，已不能夠完全適應社會和不同用人單位對不同專業、不同崗位人才的需求。基于此，2011年9月，新的《高等學校土木工程本科指導性專業規范》（以下簡稱新規范）頒布實施。新規范以土木工程專業教育為基礎，以核心知識為載體，以推動教學內容和課程體系改革為切入點，提出本科教學質量的最低要求，為土木工程專業教育和辦學基本條件提供了指導意見。新規范執行以后，教學的設計和組織變得更加重要，各高校應該根據具體的生源、師資和畢業生就業方向等情況進行相應的教學改革和教學管理。

1課程定位與特點

1.1課程定位

《土木工程材料》是在第3學期開設的一門專業基礎課，新規范規定總學時為48，其中包括36個理論學時、12個實驗學時。該課堂的先修課程為《大學物理學》、《理論力學》、《普通化學》,后續課程有《鋼筋混凝土結構設計原理》、《建筑施工》等。該課程的教學目的是使學生掌握主要工程材料的性質、用途、使用方法、檢測和質量控制方法，并獲得主要土木工程材料試驗方法的基本技能，為工程設計、施工和管理等工作提供合理選擇正確的使用材料的基本知識,為后續課程的學習及課程設計、畢業設計等實踐環節提供必要的土木工程材料基本知識。

1.2課程特點

《土木工程材料》的特點是:涉及面廣、內容龐雜，各章基本沒有聯系，缺乏系統性；工程應用性強，經驗性內容多，概念多，專業術語多，邏輯性較差,看似簡單易懂,實則不宜把握[2]。上述特點使學生普遍感到該課程枯燥，學習興趣和積極性差，學生對課程往往理解不深，應用不靈活，分析和解決實際工程問題的能力欠缺，影響了教學效果。該課程是一門實踐性較強的專業基礎課，如何在傳統教學內容的基礎上改善教學方法，合理設置教學環節，充分調動學生學習的積極性，以提高教學效果，培養出高能力、高素質的工程技術人才，是我們應該在教學實踐中不斷探索的問題。1.3教學目標與內容根據新規范的要求，該課程的教學目標體現在以下三個方面:

1）掌握主要土木工程材料的基本知識和基本理論。新規范規定了該課程必修的土木工程材料基本性質、無機膠凝材料、水泥混凝土與砂漿、鋼材、砌筑材料、木材、瀝青及瀝青混合材料、合成高分子材料和其他工程材料共9個核心知識單元,每個知識單元又包括若干個知識點，并規定了需要“掌握”、“熟悉”和“了解”的知識點的具體內容。

2）掌握主要土木工程材料試驗方法的基本技能。強化實踐是新規范要求的重點，新規范明確規定了6個必須掌握的實驗知識點和技能點。

3）具備一定的創新能力。新規范對創新提出了明確的原則要求，強調對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養，使學生具備科學研究的初步能力。

2課程建設

2.1師資建設

較強的師資力量是提高課程教學質量的關鍵。理想的課程師資隊伍應該在職稱、學歷方面滿足合理的比例，深厚的專業理論知識、豐富教學經驗和工程實踐經驗是土木工程材料課程教學對教師素質的基本要求，因此合理的梯隊建設對保證教學質量至關重要。在土木工程材料課程教學方面，我校構建了合理的教學團隊，11人均具有該課程的教學經歷和經驗,其中包括教授5人（其中1人為黃河學者），副教授2人，講師2人，實驗師2人。學歷結構:博士5人，碩士6人。我校還積極對青年教師進行專業和工程實踐培訓，提供國內外交流學習的機會，不斷創造條件提升教師素質，逐步形成了一支以主講教師負責、結構合理、人員穩定、學術及教學水平都比較高的優秀的師資隊伍。

2.2教學資源建設

2.2.1教學文件的修訂與完善新規范頒布后，相應的教學文件，例如教學大綱、實驗大綱、授課教案、實驗指導、習題庫及試卷庫等均應根據專業特點和就業方向等作相應調整。應該根據新規范修訂教學大綱，明確課程的教學目的、要求，教學內容的深度與廣度，有科學的學時分配和進度安排,有明確的能力培養要求及培養措施。教案編寫要依據大綱要求，遵守教學基本規范和程序。課堂教學內容要系統、完整、不斷更新，及時反映本學科的學術進展，并注重理論教學和實踐教學的緊密聯系，注重學生自學能力的培養。根據新規范中規定的核心知識單元和核心實踐單元建立配套習題庫和試卷庫，實現教考分離機制，以形成教學質量的可持續提高。

2.2.2教材建設教材的編排是否科學合理，是否與專業方向對口，是否符合最新相關規范，能否反映行業前沿與動態等，都會直接影響教學效果。我校一直重視教材和相關教輔材料的建設，一線教師積極積累教學素材和資料，積極參與各類統編、自編教材的編寫工作。例如，由白憲臣教授主編的《土木工程材料》、《土木工程材料實驗》已分別被列為住建部和國家“十二五”規劃教材，張承志教授編著的《商品混凝土》、《建筑混凝土》等專著也在教學中發揮了重要作用。目前，《土木工程材料》、《土木工程材料實驗》已經根據新規范完成了再版的統稿工作。

2.2.3精品課程建設精品課程資源可以成為學生課堂學習的延伸和補充。《土木工程材料》為我校校級精品課程,配有豐富和完善的課程資料，比如課程概況、教學大綱、教學課件、教學視頻、習題庫等，便于學生課下查閱，充分利用網絡平臺實現優質資源的共享，鞏固課堂教學效果。

2.2.4實驗、實習和實踐條件建設目前很多高校存在的突出問題是教學重理論，實驗、實習和實踐環節的儀器、設備和場地等硬件設施欠缺較多，不能滿足新規范對加強學生實踐能力培養的要求。依據新規范我校積極加強實驗、實習和實踐條件建設，2014年共完成總價值300余萬元的相關設備的購置工作，新增河南三建、河南省祁灣建筑公司兩個教學實踐基地，“混凝土工程生產實訓基地”也已順利投入使用。

2.3教學內容與方法改革

根據新規范規定的核心知識單元、知識點及要求學習深度和推薦學時，結合國內外工程材料的發展趨勢，對教學重點、難點進行講解，并及時調整部分教學內容，構建以知識單元為主的新的課程體系,使課程體系和教學內容進一步體現基礎性、科學性和前瞻性，既能達到培養學生分析問題和解決問題的能力,又可使學生掌握工程材料方面的基礎知識，了解新方法、新技術及其發展趨勢。

1）教學內容應貼合當前工程應用實際和需求。比如，關于混凝土配合比設計的教學內容，目前絕大多數教材僅介紹以砂、石、膠凝材料與水為組分的普通混凝土的配合比設計方法和基本理論，但在實際工程中，為了調節混凝土的性能、降低造價以及適應不同工程要求和環境等,除上述四組分之外，一般都要添加化學外加劑和礦物摻合料等其他組分。另外，工程中應用的混凝土早已實現了泵送化，因此，完全按照傳統教材教學內容講授必然導致與工程實際脫節。鑒于此，教學內容應增加反應工程實際應用的信息。比如增加泵送混凝土、高性能混凝土等內容，在進行混凝土強度設計的同時重點介紹耐久性設計的指標和方法等。

2）教學內容應能反映土木工程材料發展動態。比如，在教學中介紹目前土木工程材料的研究熱點及輕質高強材料、保溫隔熱墻體材料、儲熱材料、綠色建筑材料等。讓學生了解當前土木工程材料發展的瓶頸以及社會可持續發展對土木工程材料發展提出的新要求。

3）教學內容應涵蓋新規范規定的知識單元和知識點的基本內容，并力求覆蓋面廣、重點突出，并兼顧與不同專業其他主干課程的內容銜接。教學方法。進一步推進創新課堂建設,強化教學方法改革，倡導啟發式、討論式、情景式、問題式以及協作互動式教學方法。好的教學方法有利于培養學生科學思維能力和創新精神，特色鮮明，效果顯著，符合素質教育要求。比如，積極采用現代化教學手段，研制與新規范規定知識單元和知識點相配套的多媒體課件，使用多媒體課件、錄像等手段，引入Flash動畫講解相關試驗，將教學內容立體化，表現形式多樣化，加強學生感性認知，提高學習效率。多媒體課件的使用在加大教學信息量的同時增加了材料圖片和實驗視頻,有利于學生對理論和實驗方法、實驗內容的掌握。結合建筑材料在實際中的應用，激發學生學習興趣，以案例講解引出理論知識，易于學生理解。

2.4強化實踐教學、學科競賽與科研活動

土木工程材料是一門實踐性非常強的課程，實驗教學在教學計劃中占有相當大的比重。實踐性教學的成功與否直接關系到本課程教學效果的好壞。實踐教學體系由課內實驗、創新性實驗等環節組成，將傳統驗證性實驗與發展創新性實驗有機結合，并對實踐和實驗教學模式進行“角色”轉變，使教師的“角色”從傳統的信息提供者變為學生求知過程中的合作者和引導者，即由“教”師變為“導”師，在“教”與“學”中找到最佳的結合點，實現了個別化交互與協作學習的教學環境，充分發揮學生的認知主體作用。

1）課內基礎實驗教學方面。將傳統的教學方式改為教師指導，預習、實驗方案制訂，實驗材料和儀器準備，實驗過程完成，實驗數據和結果分析，實驗報告撰寫等全部由學生獨立完成。學生在實驗過程中發現問題，通過與教師交流，分析問題，及時解決問題，全面提升學生的動手能力和實驗技能。

2）創新性實驗方面。鼓勵學有余力的學生參與創新性實驗研究，結合本專業研究動態與教師的研究方向，選擇內容新、難度適中和可操作性強的實驗題目，指導學生參與科學研究，鼓勵學生參加各種材料競賽活動。經過積極組織和指導，2013和2014年度我校有5項創新性實驗項目獲得國家級大學生創新項目立項。

3）學科競賽方面。每年組織“混凝土材料設計大賽”，參加兩年一次的“全國大學生混凝土材料設計大賽”,為培養、提升學生創新能力搭建平臺。2012年和2014年度我校代表隊分獲第二屆和第三屆“蘇博特”杯全國大學生混凝土材料設計大賽“實踐技能獎”和“團體三等獎”。

3結論

土木工程材料是一門理論與實驗、實踐并重的課程，土木工程材料課程建設是一個全方位、多層次的系統工作。基于土木工程專業新規范的課程建設，土木工程材料教學應以轉變教育思想、更新教育觀念為先導，以優化知識結構、重視能力培養為出發點，以實施素質教育、促進學生全面發展為目標，以培養學生創新精神、實踐能力為重點，以整體優化課程結構、構建新的知識體系為主線，及時更新教學內容，加強課程建設，逐步實現課程建設的系統化、立體化、科學化和現代化，培養造就厚基礎、寬口徑、高素質和具有創新能力的綜合型人才。

作者：劉鳳利 白憲臣 劉俊華 單位：河南大學土木建筑學院 開封大學土木建筑工程學院