土木工程材料課程教學(xué)

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一、課堂教學(xué)

（一）突出重點(diǎn)

“土木工程材料”較多的課程內(nèi)容，在有限的學(xué)時內(nèi)不可能全部講解，應(yīng)根據(jù)專業(yè)性質(zhì)，分清主次，突出重點(diǎn)。以程云虹等主編的《土木工程材料》[1]為例，課堂重點(diǎn)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(jī)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(xué)習(xí)，學(xué)生對土木工程材料有一個梗概的認(rèn)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(xué)生了解土木工程材料基本性質(zhì)，包括物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及耐久性能等，同時了解材料科學(xué)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(yīng)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(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，但教師應(yīng)適時引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中積極思考并勇于提出問題。課堂教學(xué)中，把重點(diǎn)講解的內(nèi)容講深講透，讓學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)地掌握，做到學(xué)有所獲；避免面面俱到，不求甚解。而且，有了重點(diǎn)講解的內(nèi)容作為基礎(chǔ)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)其他章節(jié)才不會感到困難。突出重點(diǎn)的課堂講解與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，既有利于學(xué)生掌握系統(tǒng)的理論知識，又給予了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，有益于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和解決實(shí)際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的想象力和探索意識。

（二）科學(xué)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(xué)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(fù)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(xué)生學(xué)起來會感到重復(fù)、堆砌、凌亂，甚至不知所云。因此，對于這部分內(nèi)容要進(jìn)行科學(xué)整合，重點(diǎn)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(yīng)，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(luò)清楚了，學(xué)生掌握起來也就輕松了。了解了技術(shù)性質(zhì)的異同點(diǎn)，進(jìn)一步掌握各種水泥的工程應(yīng)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(xiàn)）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(yīng)作適當(dāng)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(xué)生對相關(guān)課程內(nèi)容的理解和記憶?？傊茖W(xué)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(xué)起到事半功倍的作用。

（三）理論聯(lián)系實(shí)際

首先，從最熟悉的生活實(shí)際出發(fā)。土木工程材料與實(shí)際生活密切相關(guān)，其實(shí)，每個人在實(shí)際生活中都積累了很多相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，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(bǔ)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(xué)生一定會恍然大悟，原來這就是養(yǎng)護(hù)，并及時讓學(xué)生了解養(yǎng)護(hù)需要一定的溫度、濕度及時間。這樣，把學(xué)生來自于生活的直接經(jīng)驗(yàn)與書本上的理論知識結(jié)合起來，消除學(xué)生對課程的陌生感，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，大量列舉工程實(shí)例。典型的工程實(shí)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(yīng)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(shí)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(rèn)為主要原因是發(fā)生了堿-骨料反應(yīng)；實(shí)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(yán)重破壞等。另外，還可以用數(shù)字來說明，“在工業(yè)發(fā)達(dá)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(hù)，60%以下用于新的設(shè)施”。通過大量實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)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(qiáng)度不足，而是由于耐久性不足。最后，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)課是“土木工程材料”課程的一個十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的一個很好的補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生對從書本上學(xué)到的材料有了直觀的認(rèn)識，對材料的性能進(jìn)一步了解，在自己動手做實(shí)驗(yàn)過程中，提高應(yīng)用材料的能力。同時，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基本理論，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)科學(xué)研究的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（四）關(guān)注學(xué)科新進(jìn)展

教材是教學(xué)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(xué)過程中，應(yīng)密切關(guān)注土木工程材料研究和工程應(yīng)用的最新進(jìn)展，并適時補(bǔ)充到教學(xué)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(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)設(shè)計(jì)和施工的規(guī)范也會隨之更新，亦應(yīng)將這部分內(nèi)容及時補(bǔ)充到教學(xué)中。這樣，有利于學(xué)生及時了解學(xué)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(xué)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(xué)起到很好的鞏固和補(bǔ)充作用。通過課后作業(yè)，學(xué)生能夠更好地消化和理解課堂上學(xué)到的內(nèi)容，并能對所學(xué)內(nèi)容活學(xué)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(fù)習(xí)思考題，需要教師緊扣課堂教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，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(jì)等。教師要對作業(yè)認(rèn)真批改，并總結(jié)，使學(xué)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(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生做一些探索性的工作。即讓學(xué)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(xiàn)，深度思考，自由討論。拓寬了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究的意識。

三、結(jié)束語

通過學(xué)習(xí)“土木工程材料”課程，應(yīng)該使學(xué)生既學(xué)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(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。因此，搞好“土木工程材料”的教學(xué)，意義十分重大。

作者：程云虹 單位：東北大學(xué)