土木工程材料課程教學(xué)論文(3篇)
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摘要:從土木工程材料的重要性入手，從強(qiáng)調(diào)課程的重要性和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣兩個(gè)方面探討了土木工程材料課程教學(xué)方法，從材料的特性及質(zhì)量控制、常用材料可能出現(xiàn)的問題及對策、新型材料的介紹三個(gè)方面介紹了土木工程材料教學(xué)內(nèi)容，以期達(dá)到良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:土木工程材料;教學(xué)方法;教學(xué)內(nèi)容
0前言
土木工程材料是土木工程專業(yè)及其他相近專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，主要講授建筑施工中用到的材料的特性、分類、制備方法、使用方法以及質(zhì)量檢測與控制等內(nèi)容。它幾乎涉及實(shí)際工程材料中的全部，包括氣硬性膠凝材料石灰、水硬性膠凝材料水泥、混凝土、鋼材、瀝青、木材、石材等。它是諸如房屋建筑學(xué)、建筑工程造價(jià)、混凝土結(jié)構(gòu)原理等其他課程的基礎(chǔ)課，課程的學(xué)習(xí)可以為從事土木工程施工的技術(shù)人員提供相關(guān)材料的理論知識(shí)，使學(xué)生在實(shí)際施工過程中達(dá)到可以合理使用建筑材料，并對其進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。事實(shí)上，在實(shí)際施工過程中材料的控制與使用對工程造價(jià)、施工進(jìn)度、質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)，乃至整個(gè)工程有重要的意義。特別作為?？圃盒；颡?dú)立本科院校的同學(xué)來說，他們中的大部分畢業(yè)后會(huì)直接走向工作崗位，從事與工程施工有關(guān)的工作。因此，對土木工程專業(yè)學(xué)生而言，土木工程材料課程內(nèi)容掌握的好壞直接影響處理實(shí)際工作崗位問題的能力。但長期以來，由于種種原因土木工程材料課程的講授遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期的效果。一方面與課程特點(diǎn)有關(guān)，比如教學(xué)內(nèi)容繁雜、邏輯性差、教材陳舊等。另一方面與授課方法與授課內(nèi)容有直接的關(guān)系。教師如何更好地講授“土木工程材料”以便讓學(xué)生切實(shí)掌握施工中涉及到的材料方面的知識(shí)是每個(gè)老師應(yīng)該思考的問題。本文就“土木工程材料”教學(xué)內(nèi)容的講授談一些自已的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，以期與各位同行共同探討。
1教學(xué)方法
1.1強(qiáng)調(diào)課程的重要性
從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，土木工程專業(yè)的學(xué)生普遍對材料課程的重視程度不足，他們將大量的時(shí)間花在材料力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)等課程上，而對材料課程僅是應(yīng)付考試的態(tài)度。前已述及，土木工程材料課程是混凝土結(jié)構(gòu)原理、房屋建筑學(xué)等很多課程的基礎(chǔ)課，如果材料基礎(chǔ)課學(xué)不好，則后面很多專業(yè)課都會(huì)遇到很大困難。因此，在第一節(jié)課緒論開始就應(yīng)該和學(xué)生強(qiáng)調(diào)土木工程材料課程的重要性。這可以從兩個(gè)方面向?qū)W生進(jìn)行解釋。①對其他課程的輔助學(xué)習(xí)作用，土木工程材料涉及了方方面面的知識(shí)點(diǎn)，它對于理解混凝土原理、房屋建筑學(xué)等課程有重要的作用。比如在工程類型、工程部位對水泥類型的要求與選擇等知識(shí)點(diǎn)，完全可以用土木工程材料課程中所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)來進(jìn)行講解，比如房屋建筑學(xué)中剛性防水材料、柔性防水材料及其施工特點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)均與土木工程材料課程有關(guān)。將土木工程材料課程與其他基礎(chǔ)專業(yè)課相關(guān)聯(lián)更容易使得學(xué)生對本課程的重視。②對未來工作的影響，本科畢業(yè)的學(xué)生將有一大部分人從事與施工有關(guān)的工作，而在施工單位工作過程中，離不開建筑材料的選擇與質(zhì)量控制。事實(shí)上，施工過程中很多需要技術(shù)員解決的問題與所用工程材料有關(guān)，比如水泥類型的選擇與質(zhì)量控制，澆筑混凝土過程中存在的種種問題。如果學(xué)好土木工程材料這門課程，則可以使學(xué)生在工作崗位上充分展示能力，體現(xiàn)個(gè)人價(jià)值，同時(shí)可以有很好的發(fā)展前景。
1.2培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
任何一門課程的講授都離不開興趣的培養(yǎng)，土木工程材料課程也不例外。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，課程的講解內(nèi)容與平時(shí)生活密切相關(guān)則可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這就要求我們平時(shí)注意觀察周圍的生活場所，一點(diǎn)一滴記錄可以在上課用到的素材。比如自己上課的教學(xué)樓或?qū)W校都用到什么不同類型的建筑材料;市內(nèi)比較繁華的商業(yè)街或著名的景點(diǎn)都用到什么新型的建筑材料，這些都可能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。另外，教師在上課過程中可以多增加一些圖片或影像資料，這樣給學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)，同樣提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.3注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
土木工程材料試驗(yàn)是與課堂理論教學(xué)互相配合的一個(gè)不可缺少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其任務(wù)是驗(yàn)證基本理論、學(xué)習(xí)試驗(yàn)方法、培養(yǎng)科學(xué)研究能力和嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)態(tài)度。通過試驗(yàn)操作，熟悉試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)操作技能，具體了解材料性質(zhì)的檢驗(yàn)方法和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范，為今后從事材料試驗(yàn)和科研工作打下必要的基礎(chǔ)［1］。而學(xué)生對試驗(yàn)課上的動(dòng)手操作興趣極大，這正是激發(fā)學(xué)生對土木工程材料課程學(xué)習(xí)熱情與積極性的絕佳機(jī)會(huì)。試驗(yàn)課上，為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、獨(dú)立思考、設(shè)計(jì)及解決問題的能力，教師只給予必要的指導(dǎo)，而試驗(yàn)的準(zhǔn)備、具體操作、數(shù)據(jù)處理及報(bào)告撰寫都由學(xué)生獨(dú)立完成。對于試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自己解決。實(shí)在無法解決的，可先組織學(xué)生進(jìn)行討論，充分調(diào)動(dòng)全班同學(xué)的積極性，最后教師給予總結(jié)和解答。如在講完瀝青的摻配合改性之后，給出不同的摻配方案和改性要求，由學(xué)生自行選擇，獨(dú)立完成延度、針入度、軟化點(diǎn)等性能指標(biāo)的測試，獨(dú)立完成報(bào)告。學(xué)生分四人一組進(jìn)行試驗(yàn)，雖然各組之間摻配比例并不相同，但達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)是一致的。利用各組之間的競爭促使他們認(rèn)真準(zhǔn)備，積極性高漲。
2教學(xué)內(nèi)容
2.1材料的特性
材料在工程中能否很好地應(yīng)用首先需要了解材料的特性，因此，首先需要對材料特性進(jìn)行詳盡地講授，包括物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)等［2］，如有必要可以講解材料的微觀結(jié)構(gòu)，這部分內(nèi)容的講解可以為學(xué)生在實(shí)際工作崗位上解決棘手的問題。實(shí)際施工過程中出現(xiàn)的問題，很多情況下可以通過探討材料的特性從根本上解決。
2.2常用材料可能出現(xiàn)的問題及對策
作為工程技術(shù)人員來講，施工現(xiàn)場可能出現(xiàn)的問題挺多。但很多問題是關(guān)于材料的問題，因此，材料可能出現(xiàn)的問題及對策應(yīng)該是土木工程材料授課的重要級(jí)成部分，這部分內(nèi)容的講解可以采用“案例分析法”，教師可以對常用材料出現(xiàn)的問題及經(jīng)典案例進(jìn)行講解。例如混凝土常見的開裂問題，教師可以從水泥、骨料、外加劑等原材料的選用、混凝土的配合比、養(yǎng)護(hù)方式等探討混凝土開裂的原因;鋼材常見的焊接缺陷，教師可以從鋼材的質(zhì)量及焊接質(zhì)量不高時(shí)出現(xiàn)的常見問題等逐一進(jìn)行講解。
2.3新型材料的介紹
目前，大多數(shù)學(xué)校所采用的土木工程材料教材均為2000年左右所編教材，此教材的特點(diǎn)是編寫內(nèi)容全面、注重基礎(chǔ)理論知識(shí)，但也存在內(nèi)容陳舊，并沒有把新開發(fā)的建筑材料編入教材中。因此，教師在授課前需要認(rèn)真?zhèn)湔n，將實(shí)際工程中使用的新材料、新標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容作為授課的一部分。這方面教師仍然需要從身邊的素材抓起，一方面介紹自已周圍可見的建筑中用到的新型材料，比如商場、影院、體育館等經(jīng)典的場所，學(xué)生經(jīng)常去的地方，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且學(xué)到了新課程中的知識(shí)。另一方面可以選取國內(nèi)著名的建筑作為素材，這是因?yàn)檫@些建筑使用了很多新型材料，而且有很多學(xué)生可能正準(zhǔn)備去旅游觀看，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如可以講解北京奧運(yùn)會(huì)時(shí)建造的體育館鳥巢，鳥巢在建設(shè)過程中就使用了大量我國自主創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)的Q460EZ235鋼材，它的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，是目前國內(nèi)市場上使用的普通鋼材的2倍;另外，鳥巢的建設(shè)還使用了新型的防火板材———聚合秸稈多功能防火板材，這種板材具有優(yōu)異的防火、防水性能，并且強(qiáng)度高、重量輕;還有，水立方在建設(shè)過程中用了幾千個(gè)透明的薄膜覆蓋，這些薄膜有優(yōu)異的透光性能;上海世博會(huì)意大利館外墻采用的混凝土為透明混凝土，這種混凝土材料，可以形成不同透明度的漸變，還能折射室外的自然光，減少室內(nèi)燈光的使用，從而節(jié)約能源等。另外，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索國外著名建筑所用的建筑材料及相關(guān)的圖片和影像資料，事實(shí)證明，學(xué)生對上課所看到的圖片和影像資料記憶深刻。
3結(jié)語
筆者從教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容兩個(gè)方面對如何講授土木工程材料課程進(jìn)行了初步探討，經(jīng)過幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的教學(xué)效果，但對于不同專業(yè)的學(xué)生，土木工程材料課程的教學(xué)需要不同的方法，所以仍然需要在各自教學(xué)中不斷地進(jìn)行方法的總結(jié)與內(nèi)容的選擇。
參考文獻(xiàn):
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作者：王淑娟 單位：吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院
第二篇：建筑節(jié)能下土木工程材料課程改革研究
摘要:以“建筑節(jié)能”為導(dǎo)向的土木工程材料的發(fā)展趨勢成為當(dāng)前土木工程材料發(fā)展的主流方向。為了適應(yīng)新的發(fā)展方向，培養(yǎng)滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的合格大學(xué)生，有必要對土木工程材料課程進(jìn)行相應(yīng)的改革，以適應(yīng)當(dāng)前建筑節(jié)能市場的需求。從課程教材的適用性，教師知識(shí)結(jié)構(gòu)水平和實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出發(fā)，探討了建筑節(jié)能材料發(fā)展對土木工程材料課程帶來了的影響和應(yīng)對措施。
關(guān)鍵詞:土木工程材料，建筑節(jié)能，課程改革
0引言
當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境保護(hù)，生態(tài)平衡等在建筑領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響，對土木工程材料的發(fā)展提出了客觀的要求。以“建筑節(jié)能”為導(dǎo)向的土木工程材料的發(fā)展趨勢成為當(dāng)前土木工程材料發(fā)展的主流方向[1]。高校應(yīng)盡早適應(yīng)當(dāng)前科技發(fā)展需求，積極促進(jìn)土木工程材料的發(fā)展，對于土木工程材料課程。它是土木工程類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的內(nèi)容龐雜，涵蓋知識(shí)較多。如何讓學(xué)生能夠在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)好土木工程材料這門課程，在實(shí)踐中加深對這門課程的認(rèn)知，獲得更多的知識(shí)，對應(yīng)用型本科院校的教師整體能力提出了較高的要求。因此有必要進(jìn)一步對該課程進(jìn)行認(rèn)識(shí)，及時(shí)解決一些在教學(xué)中存在的一些問題。
1當(dāng)前教學(xué)過程中面臨的問題
當(dāng)前，土木工程材料主要的課程體系是以材料學(xué)科為主的課程體系，主要側(cè)重點(diǎn)是在材料科學(xué)領(lǐng)域方面的研究[2]，建筑節(jié)能方面的介紹和研究相對校少，對于應(yīng)用型本科院校的學(xué)生來說，存在教材的適用性差，教師對節(jié)能材料認(rèn)識(shí)較少，以及對實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視程度低等問題。
1.1教材適用性差
土木工程材料課程的通用編排體系是講述材料的結(jié)構(gòu)與性能以及在此基礎(chǔ)上涵蓋的材料的使用性能。當(dāng)前，節(jié)能減排已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生活服務(wù)的重要組成，以建筑節(jié)能為理念的土木工程材料的研究廣泛的深入到了我們生活的周圍，如節(jié)能墻體材料[3]，外墻保溫材料，相變建筑節(jié)能材料[4]等。其生產(chǎn)所用的原料盡可能少用天然材料，而使用可回收利用的廢渣，尾礦所含的資源，另外，低能耗，少污染的生產(chǎn)技術(shù)也為土木工程材料的節(jié)能發(fā)展提供又一條發(fā)展途經(jīng)。課程中對節(jié)能材料，節(jié)能的方法，節(jié)能的應(yīng)用只占有很小的一些篇幅，滯后于當(dāng)前發(fā)展的大環(huán)境，教材的編排與建材的節(jié)能理念意識(shí)不接軌。學(xué)生從一大段的理論學(xué)習(xí)中只是知道這部分知識(shí)，但是卻不知道該怎么運(yùn)用。如何讓學(xué)生能夠盡快的適應(yīng)當(dāng)前土木工程材料的發(fā)展，做到學(xué)有所用，學(xué)以致用，對應(yīng)用型本科院校的學(xué)生顯得尤為重要。所以，對教材的修改顯得非常重要和及時(shí)。
1.2教師對節(jié)能材料的認(rèn)識(shí)少
因?yàn)橥聊竟こ滩牧鲜情T涵蓋各種材料的一門通識(shí)課程，土木工程材料研究的是在建筑領(lǐng)域中使用著的材料，通常這些材料包括有鋼筋、混凝土、水泥、磚、涂料等，而這些土木工程材料之間具有著千差萬別的性質(zhì)。對于教師來講，區(qū)別這些不同材料，而且能夠深入了解到各種材料間的性能是非常重要的，而且節(jié)能材料是綜合了各種材料的新生事物。目前存在的問題是教師的現(xiàn)有水平不能充分滿足課堂教學(xué)的需要，適應(yīng)不了當(dāng)前節(jié)能材料發(fā)展的新要求。在現(xiàn)行教學(xué)體系下，教師僅僅研究的是土木工程材料中其中一類材料，而對于其他類的材料，教師的基礎(chǔ)就顯得很薄弱，在教學(xué)過程中就很難將課本中的知識(shí)講細(xì)，講透，讓學(xué)生能夠明白這些內(nèi)容間的關(guān)聯(lián)。
1.3實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不足
土木工程材料的使用，一方面是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，另一方面是土木工程材料的組成。一個(gè)好的設(shè)計(jì)，可以節(jié)約土木工程材料的使用，另外，具有優(yōu)異性能的土木工程材料能夠滿足不同使用條件下的建筑物的需求。當(dāng)前，土木工程材料的實(shí)驗(yàn)設(shè)置多數(shù)還是沿用材料領(lǐng)域的性能測試分析，看材料的力學(xué)，熱學(xué)，耐環(huán)境性等實(shí)驗(yàn)，不能夠很好地體現(xiàn)出當(dāng)前土木工程材料的新的發(fā)展趨勢。土木工程材料課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)不能很好的體現(xiàn)建筑節(jié)能理念，對于節(jié)能材料的應(yīng)用還偏少。
2對土木工程材料課程改革的措施
上面提到的是當(dāng)前土木工程材料課程改革所面臨的一些問題，如何能夠理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，讓學(xué)生能夠了解到當(dāng)前土木工程材料的發(fā)展，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，要從三個(gè)方面做起。
2.1對課程進(jìn)行改革，發(fā)展精品課程
針對課程與教材之間問題，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，制定符合學(xué)生實(shí)際水平的教學(xué)計(jì)劃，對教材進(jìn)行重新的編排，更新內(nèi)容。以當(dāng)前土木工程材料的實(shí)際情況出發(fā)，介紹土木工程材料領(lǐng)域內(nèi)被接受了的新的理論與實(shí)際應(yīng)用。通過大量的實(shí)例展現(xiàn)建筑節(jié)能材料的發(fā)展，對知識(shí)體系進(jìn)行梳理的同時(shí)，新增節(jié)能材料章節(jié)，以介紹各類節(jié)能材料的基本原理和當(dāng)前一些新的進(jìn)展為重點(diǎn)，如砌體結(jié)構(gòu)中的透水磚[5]，高分子材料中的聚氨酯高性能保溫材料[6]；另外對現(xiàn)有知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐貙?，因?yàn)楣?jié)能材料的廣泛應(yīng)用歸根結(jié)底是與當(dāng)前的城鎮(zhèn)規(guī)劃，工業(yè)設(shè)計(jì)的需求緊密聯(lián)系在一起的。同時(shí)，在每一章結(jié)束后，將本章的重點(diǎn)與難點(diǎn)列出，便于學(xué)生加深理解本章的核心內(nèi)容。同時(shí)，積極發(fā)展精品課程的建設(shè)，將講授的知識(shí)搬到網(wǎng)絡(luò)上去，用多媒體的優(yōu)勢來促進(jìn)土木工程材料這門課程的發(fā)展建設(shè)。讓學(xué)生在課堂之后，能夠從網(wǎng)絡(luò)中獲取與自己所學(xué)知識(shí)更多的信息，也加深了學(xué)生的積極性和參與感，通過有效的信息反饋，進(jìn)一步促進(jìn)精品課程的建設(shè)。
2.2加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
要在教學(xué)環(huán)節(jié)中充分體現(xiàn)節(jié)能的理念，就需要當(dāng)前高校教師在知識(shí)體系和教學(xué)環(huán)節(jié)中不斷充實(shí)豐富自己，樹立節(jié)能發(fā)展理念，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有觀念[7]，講授相關(guān)節(jié)能的基本原理和應(yīng)用方法，同時(shí)對節(jié)能材料的研究新進(jìn)展進(jìn)行探索。在實(shí)踐中豐富教學(xué)，在教學(xué)中促進(jìn)實(shí)踐的發(fā)展。針對教師對建筑節(jié)能材料之間了解較少這一問題，一方面是要“鉆進(jìn)去”，教師應(yīng)積極擴(kuò)充自己的知識(shí)面，主動(dòng)適應(yīng)課程發(fā)展的新要求，掌握不同的材料的組織結(jié)構(gòu)與所表現(xiàn)出來的各種特性之間的關(guān)系。另一方面，要鼓勵(lì)教師“走出去”，和同事進(jìn)行交流，認(rèn)識(shí)不同建筑節(jié)能材料間的差異，了解建筑節(jié)能材料的發(fā)展，參加一些學(xué)術(shù)交流會(huì)議，掌握建筑節(jié)能材料的發(fā)展前沿，并將所學(xué)所得及時(shí)總結(jié)，傳授給學(xué)生，在精品課程的建設(shè)中進(jìn)一步優(yōu)化課程體系，促進(jìn)課程改革。
2.3注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)
在大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中要加強(qiáng)學(xué)生對節(jié)能建材的認(rèn)識(shí)，通過具體實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的參觀學(xué)習(xí)加深對建材節(jié)能的感性認(rèn)識(shí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，通過學(xué)生查閱資料，動(dòng)手試驗(yàn)，多方面掌握節(jié)能材料的制備工藝和使用[8]。在講授理論知識(shí)的同時(shí)，注重實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)中將基本理論與熟悉的生活現(xiàn)象聯(lián)系起來，讓學(xué)生能夠?qū)χR(shí)的理解更加透徹。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中增加1~2個(gè)節(jié)能建材實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠感知到建筑節(jié)能材料已經(jīng)融入到我們生活中。對于學(xué)生的課程設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生通過自己查找資料，探索不同土木工程材料間會(huì)給對建筑物帶來什么樣的影響，如何才能夠讓土木工程材料更加節(jié)能，環(huán)保，并通過一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以證明。
3結(jié)束語
土木工程材料是一門注重理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程。由于建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，新型的建筑節(jié)能材料的發(fā)展對土木工程材料帶來了巨大的變化，為了主動(dòng)適應(yīng)這種新的情況，進(jìn)行這門課的教學(xué)改革和探索是非常必要的。這些改革增強(qiáng)的教師對于新課程的認(rèn)識(shí)，拓寬了知識(shí)的學(xué)習(xí)，促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展；增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，從而有利于工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
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作者：郭勁言 胡新萍 郭陶明 單位：山西工程技術(shù)學(xué)院
第三篇：CDIO工程教育下土木工程材料課程教學(xué)改革分析
摘要:文章探討了“CDIO”工程教育模式在土木工程材料課程教學(xué)改革中的應(yīng)用，主要是從理論知識(shí)體系模塊化構(gòu)建、實(shí)踐技能項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)化構(gòu)建、課程效果多功能化構(gòu)建、課程考核互動(dòng)后構(gòu)建4個(gè)方面對土木工程材料課程教學(xué)進(jìn)行改革探索，實(shí)踐證明，“CDIO”工程教育模式教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高。
關(guān)鍵詞:CDIO;土木工程材料;課程;教學(xué)改革
“CDIO”工程教育理念起源于20世紀(jì)90年代，最早由美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工程學(xué)院等國際知名大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)立。CDIO是Conceive(構(gòu)思)、Design(設(shè)計(jì))、Implement(實(shí)施)和Operate(運(yùn)行)4個(gè)英文單詞的縮寫，該教育理念的核心是利用大學(xué)學(xué)科齊全、資源豐富等優(yōu)勢，結(jié)合工程實(shí)際，把產(chǎn)品從研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到運(yùn)行過程中涉及到的有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、企業(yè)和社會(huì)等團(tuán)隊(duì)綜合大項(xiàng)目融入專業(yè)核心課程的教學(xué)，使學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)精神和工程意識(shí)4個(gè)方面的能力得到訓(xùn)練和提升。目前，中國高等工程教育普遍缺乏創(chuàng)新性和實(shí)踐性，已成為高等工程教育改革亟待解決的難題，因此，依托“CDIO”工程教育模式結(jié)合工程教育的實(shí)際，探索培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的教育教學(xué)改革，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義［1－2］。土木工程材料是土木工程、建筑學(xué)、材料科學(xué)與工程、安全工程、工程管理等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性。當(dāng)前，突出“應(yīng)用和創(chuàng)新”是地方高校土建類專業(yè)教育的核心，也是專業(yè)定位和辦學(xué)的立足點(diǎn)。文章基于“CDIO”工程教育的理念和模式，結(jié)合近幾年參與土木工程材料課程教學(xué)的實(shí)踐，就培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，提高教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了探索。
一、土木工程材料課程教學(xué)存在的問題
土木工程材料作為土建類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生了解和掌握該領(lǐng)域相關(guān)材料的組成、性能、檢測、表征和應(yīng)用等方面的知識(shí)以及現(xiàn)代土木工程材料的新理論、新技術(shù)、新規(guī)范、新方法等［3－4］，目前，該課程在教學(xué)過程中主要存在以下問題。
第一，課程內(nèi)容繁雜。土木工程材料課程包括涉及土建領(lǐng)域的無機(jī)膠凝材料、有機(jī)高分子材料、金屬材料和復(fù)合材料四大類，上千個(gè)品種。由于教學(xué)內(nèi)容多而雜，各章之間又缺乏聯(lián)系，教學(xué)內(nèi)容整體系統(tǒng)性不強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通并在實(shí)踐中靈活運(yùn)用。
第二，教學(xué)模式單一。土木工程材料課程涉及概念或經(jīng)驗(yàn)性的內(nèi)容多，理論推導(dǎo)及計(jì)算較少，學(xué)生在學(xué)習(xí)中常感枯燥乏味，課堂氣氛不佳。此外，組織學(xué)生到施工現(xiàn)場見習(xí)實(shí)踐的機(jī)會(huì)不多，學(xué)生缺乏直觀認(rèn)識(shí)，不知道怎樣將書本知識(shí)與工程實(shí)踐結(jié)合起來，在教學(xué)過程中容易造成理論與實(shí)際脫節(jié)。
第三，知識(shí)更新較快。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的加快，對土木工程材料的質(zhì)量和品種提出了更高要求，各種新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)使土木工程材料家族不斷添加新成員。然而在教學(xué)實(shí)踐中，課程內(nèi)容常常滯后于行業(yè)發(fā)展，缺乏對新材料、新技術(shù)、新工藝的追蹤，培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后在崗位上適應(yīng)性較差。
第四，教學(xué)學(xué)時(shí)限制。教學(xué)改革后，安徽建筑大學(xué)土木工程材料課程教學(xué)僅有24學(xué)時(shí)，由于學(xué)時(shí)的限制，很難將課程涉及到的所有材料按照門類和品種一一在課堂上講授。因此，有必要借鑒“CDIO”工程教育理念對原有的教學(xué)模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新。
二、土木工程材料課程教學(xué)方法改革與創(chuàng)新
以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為培養(yǎng)目標(biāo)的“CDIO”工程教育模式實(shí)現(xiàn)了3種能力結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合:一是理論層面的知識(shí)體系;二是實(shí)踐層面的能力體系;三是人際交往技能體系?；谶@3種能力的培養(yǎng)，對土木工程材料課程進(jìn)行了以下4個(gè)方面的改革。
(一)理論體系模塊化構(gòu)建
根據(jù)土建類項(xiàng)目運(yùn)行周期內(nèi)的不同階段，將土木工程材料課程的理論知識(shí)體系分為3個(gè)層面，即土木工程材料基礎(chǔ)知識(shí)、土木工程材料技術(shù)知識(shí)和土木工程材料綜合應(yīng)用及制備、研發(fā)。根據(jù)以上3個(gè)層面的學(xué)習(xí)要點(diǎn)，將課程內(nèi)容整合為3個(gè)模塊:第一模塊為材料基本性質(zhì)與工程應(yīng)用;第二模塊為材料性能檢測與表征、質(zhì)量控制與評(píng)價(jià);第三模塊為材料制備方法與性能改善。在授課形式上，打破傳統(tǒng)課堂講授的單一模式，借助模塊管理，整合知識(shí)體系，輔以多媒體演示、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、課堂討論等教學(xué)手段，使學(xué)生充分掌握三大模塊的主要內(nèi)容。
(二)實(shí)踐體系項(xiàng)目化驅(qū)動(dòng)
土木工程材料課程實(shí)踐層面的能力體系包括工程實(shí)踐與問題解決技能、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與知識(shí)創(chuàng)新技能以及在工程實(shí)踐中構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作項(xiàng)目的能力。在實(shí)踐環(huán)節(jié)，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求，通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)將需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容有機(jī)而系統(tǒng)地結(jié)合起來。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)上，立足專業(yè)和行業(yè)發(fā)展，將相關(guān)的實(shí)際項(xiàng)目或案例整理為實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)理論體系模塊，先后共設(shè)計(jì)了三大實(shí)踐項(xiàng)目，所帶班級(jí)學(xué)生分成若干小組，以教師提出的大項(xiàng)目為藍(lán)本，自行設(shè)計(jì)子項(xiàng)目，通過調(diào)研、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、總結(jié)、成果展示等過程完成項(xiàng)目研究。
(三)教學(xué)效果功能化構(gòu)建
人際交往技能體系包括團(tuán)隊(duì)意識(shí)、合作能力與協(xié)調(diào)能力等。教書和育人是教學(xué)的兩大功能，但在實(shí)際的教學(xué)過程中，許多教師往往注重知識(shí)的傳授，而忽略了學(xué)生道德品質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。“CDIO”模式下的教學(xué)改革提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、開拓創(chuàng)新、勇于嘗試等品質(zhì)的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中，學(xué)生分成若干項(xiàng)目組，每個(gè)項(xiàng)目組由一個(gè)負(fù)責(zé)人和多個(gè)小組成員組成，工作中教師、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目組成員之間需要不斷地溝通和磨合，有些時(shí)候，學(xué)生還需要走出校園，參與相關(guān)行業(yè)、企業(yè)的項(xiàng)目。在這些環(huán)節(jié)里，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，創(chuàng)新意識(shí)、工程意識(shí)以及個(gè)體的人際交往和工程實(shí)踐能力等職業(yè)素養(yǎng)均得到了潛移默化訓(xùn)練和提升。
(四)考核方式互動(dòng)化構(gòu)建
土木工程材料課程在考核方式上做了大膽的嘗試，改變以往“學(xué)生學(xué)習(xí)、教師評(píng)價(jià)”的單一考核模式，尤其是“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”環(huán)節(jié)的考核，學(xué)生既是項(xiàng)目的參與者，也是實(shí)施效果的評(píng)價(jià)者之一，這種模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在考核過程中，要求學(xué)生按照項(xiàng)目構(gòu)思與設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施與運(yùn)行、結(jié)果反饋與修正、項(xiàng)目總結(jié)與匯報(bào)4個(gè)方面進(jìn)行。該環(huán)節(jié)的評(píng)分按3個(gè)方面綜合考評(píng):一是專家組老師給每個(gè)項(xiàng)目組打分，二是項(xiàng)目小組之間的互評(píng)打分，三是項(xiàng)目組自評(píng)打分。每個(gè)項(xiàng)目組成員的最終得分由3個(gè)方面的得分按照一定的比例加權(quán)而成。這種互動(dòng)式考核模式使學(xué)生在自評(píng)與互評(píng)的過程中不斷自我提升與相互學(xué)習(xí)，達(dá)到教學(xué)資源利用的最大化與教學(xué)效果的最優(yōu)化。
三、課程教學(xué)改革效果
基于“CDIO”教育理念的土木工程材料課程教學(xué)改革，通過理論教學(xué)模塊化設(shè)計(jì)，能夠系統(tǒng)化、高效率地幫助學(xué)生掌握土木工程材料基本理論知識(shí)，積極參與實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，有利于其工程實(shí)踐、人際交往、環(huán)境適應(yīng)能力的培養(yǎng)，教學(xué)效果良好。
(1)構(gòu)建了突出學(xué)生能力培養(yǎng)的“理論+實(shí)踐+素養(yǎng)”的課程教學(xué)體系。以模塊化、項(xiàng)目化、功能化、互動(dòng)化教學(xué)為主線，培養(yǎng)了學(xué)生作為未來土建類工程師所必備的基本職業(yè)素養(yǎng)。
(2)構(gòu)建了能夠激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性的“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”式課程教學(xué)模式。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)能夠有效整合教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生系統(tǒng)化掌握課程知識(shí)體系，對于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等具有極大地促進(jìn)作用。
(3)培養(yǎng)了學(xué)生“科學(xué)思維+經(jīng)濟(jì)頭腦”的大工程觀。在項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行過程中，學(xué)生不僅要從專業(yè)的角度保證材料的性能最優(yōu)化，還要根據(jù)工程實(shí)際考慮項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益等因素，培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀。
(4)嘗試了一種更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的“互動(dòng)式”考核模式。“互動(dòng)式”考核模式改變了學(xué)生“被學(xué)習(xí)”、“被考核”的被動(dòng)局面，使其充分享受到學(xué)習(xí)與考核的樂趣，激發(fā)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
四、結(jié)語
基于“CDIO”工程教育模式的土木工程材料課程教學(xué)改革，以理論知識(shí)體系模塊化構(gòu)建為平臺(tái)，實(shí)踐能力體系項(xiàng)目化驅(qū)動(dòng)為手段，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐、應(yīng)用創(chuàng)新以及人際交往能力為目標(biāo)，轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)模式，將理論與實(shí)踐有機(jī)融合，激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，教學(xué)效果得到明顯改善。
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作者：帥英 翟紅俠 劉瑾 單位：安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院
