土木工程材料课程自主学习的教学思考

温 勇

土木工程材料是土木工程专业的一门重要专业基础课,对于土木专业的学生,掌握必要的土木工程材料知识是学生的基本专业要求,同时也是学习后续相关专业课的基础[1]。土木工程材料课程的特点主要体现为实践性和综合性强,即课程内容与工程实际联系非常紧密,材料的选择往往需要综合考虑工程要求、所处环境以及工程造价成本等问题。而在课堂教学过程中,很难准确描述这样一种因时因境而异的不确定性,因此,对于习惯了严密逻辑推理的工科学生而言,学习时难以把握要点,也就易于丧失学习兴趣,从而导致教学活动中教学效果不尽如人意。因此,如何激发学生的学习兴趣,培养学生在有限的学时内掌握教学内容,具备基本的研究思维和创新性能力,已成为土木工程材料课程任课教师的主要问题。

1 优化教学内容,突出教学重难点

教学内容是评价教学质量的重要指标,正确把握教学内容是提高教学质量和教学效率的关键[2]。当前,材料科学的发展极其迅猛,新材料、新品种层出不穷,并广泛应用于实际工程建设中。由于这些材料的技术含量高,可持续发展性强,是今后工程应用的必然发展趋势,因此,有必要让学生在学习过程中有所了解与掌握。但在有限的学时内,如何将课程中所涉及的上百种建筑材料和土木工程材料学科的新进展讲解透彻,对于任课教师无疑是一个挑战。对此,我们认为土木工程材料课程教学过程中不能再逐章逐节介绍,而只能有所侧重,引导学生初步建立材料科学的思维和处理材料的选用、质量控制和改性的方法。因此,这就要求教师必须钻研教材,处理好教材与教学内容、教学内容与教学大纲、教材与土木工程材料新发展之间的关系,对教学内容进行适当的删减,将当前应用较多的新材料、新技术和本学科发展前沿及时充实到教学中,同时把教材中一些次要的、陈旧的内容删除,确保教学内容的时代性和先进性。

在优化教学内容的基础上,还应根据教学大纲的要求,在课程讲授过程中,有针对性地突出教学重点、难点和热点问题,引导学生逐步建立对土木工程材料的正确思维和认知,努力达到为工程应用服务的教学目的。土木工程材料课程涉及建筑材料上百种,内容繁杂,并且各类材料自成体系,因此单靠死记硬背,学习难度很大。但无论材料如何千变万化,材料的组成、结构和构造决定了材料的性能,而材料的性能则决定了材料的应用范围。因此,教学的重难点就是给学生梳理出各种材料的组成、结构和性能的关系,通过对其组成和结构进行认真的分析,推理出材料的性能和应用范围,并能进一步延伸至材料改性的途径,从而针对不同工程的实际需要,科学合理选用材料,从而建立学生对于土木工程材料的科学和创新思维。

2 采取灵活多样的教学形式,充分调动学生学习积极性

兴趣是学习最好的老师[1]。由于土木工程材料课程教学内容偏重于叙述性,概念多,因此在传统的教学过程中,单靠教师讲,学生被动接受,难以调动学生在学习活动中的主动性和积极性。因此,通过采取一些灵活多样的教学形式,活跃课堂气氛,使学生成为真正的学习主体,以提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。

2.1 开展启发互动式教学

为了培养学生的主动思维能力,授课时可先提出几个问题,让学生带着问题听课。通过组织课堂讨论可以有效地提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的积极思考和创造精神。例如,在讲解建筑砂浆的技术性质时,先提出生活中的抹面砂浆表面开裂这一常见问题,让学生独立思考后进行讨论,讨论中通过点评引导学生从材料的组成和结构来推理砂浆的变形性质特点;再通过与混凝土组成材料差异性的比较,使学生加深理解混凝土和砂浆的技术性质。

2.2 充分利用先进的教学手段

土木工程材料的发展日新月异,新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷,因此,好的课堂讲授应具有很强的适应性、先进性和适度的超前性。此外,土木工程材料课程内容中牵涉到各种工程材料及制品,大部分无法搬到课堂中来,学生又是初次接触本课程专业知识,感性认知较少,即使教师授课十分认真,有时也很难调动学生的兴趣。因此利用先进的教学手段,采用多媒体授课方式,通过录像、图片、动画,比较直观地提供给学生大量信息,创设情境,可以大大提高学时效率,调动学生学习的兴趣和积极性。

2.3 加强实践教学

学生对工程实际接触较少,缺乏对各种材料的感性认识,单纯从理论上讲解,学生会感到很抽象和枯燥,不好理解。将理论、实验、实践有机地结合起来,增加感性认识,以加深对理论的理解[2]。例如在讲述石膏和石灰的特点时,可以准备好这两种材料及两个烧杯和一根捣棒,告诉大家这两种白色粉末分别是石膏和石灰,如何用一种简易的办法区分。然后请两位同学分别向烧杯内加水,大家就会看到其中一个烧杯内反应剧烈,同时请另一位同学在另一个烧杯内用捣棒快速搅拌,大家就会看到开始可以快速搅动,逐渐就慢了下来直至停止,且整个过程在数分钟内完成,这样不用多讲,同学们对于石灰的剧烈水化反应及石膏的快速凝结特性就会一清二楚且印象深刻。在讲解混凝土内容时,先讲解混凝土性质和配合比的理论,再带学生参观现场混凝土的配制、搅拌、运输、浇筑、捣实等过程,对混凝土的性质、配合比设计等理论有了进一步的理解,再布置题目让学生自己完成一个配合比的设计过程。通过理论与实践相结合,提高了学生的实践能力,充分挖掘学生潜能,培养学生学习兴趣。

3 采取多种考核形式,促使学生自主学习

作为最终的教学检验,采用何种考核形式对学生具有极为重要的意义,在某种程度上也指导着他们的学习方式[4]。教师如能利用好考核这种手段,也可以达到相应的教学目的。土木工程材料是一门发展迅速的学科,材料的规范在不断更新,新材料、新技术更是层出不穷,而教材却具有明显的滞后性,并不能反映学科的最新进展。教学的目的不仅是让学生掌握基本理论知识,更重要的是让学生知道如何去获取最新和有用的信息。单纯的一张试卷定终生的考核方式并不足以反映这种目的,而采用多种考核形式综合评定成绩的方法更为有效。例如最终成绩可由考试成绩、实验成绩、小论文成绩按比例构成,其中小论文的撰写训练尤为必要。当学生独立地完成了选题、查找资料及撰写论文全过程后,那么他们对于如何利用网络、图书等资源获取信息、更新知识的方法将有一个初步认识,而这种方法的掌握必将使之受益终生。

总之,只要我们在教学过程中勤于思考,积极引导,不断改进教学方法,就能使我们的教学质量不断提升,使学生不仅掌握课本知识,更重要的是锻炼实践能力,培养创新精神,掌握自我学习的方法,真正达到“授之以鱼”,更要“授之以渔”的教学目的。

[1] 郭振亚.激发探究兴趣 让历史课活起来[J].中学文科:教研论坛,2006(9):29-30.

[2] 刘宝举,杨元霞.在《土木工程材料》课程教学中激发学生学习积极性的探讨[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2006(2):81-82.

[3] 朱劲松.关于高职建筑材料教学改革的几点思考[J].山西建筑,2008,34(36):199-200.

[4] 苏达根.多种形式相结合的课程考试改革[J].华南理工大学学报(社会科学版),2003(S1):36-38.