“土木工程材料”教学与试验方法探讨

“土木工程材料”教学与试验方法探讨

【摘要】针对“土木工程材料”教学中,如何培养学生的学习动力、学生的思维能力及创新试验能力,提高教学质量等方面,介绍在教学中的一些经验和体会。

【关键词】土木工程材料 教学 试验设计

【中图分类号】C45 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)01(a)-0163-02

土木工程材料课程是土建类专业的一门重要技术基础课,该课程正处于由基础向专业转变的时期,理论性、实践性、综合性很强。“土木工程材料”教学中如何在减少课时、保证教学质量的前提下加强学生的智能培养,这是当前教学改革中大家共同关心的问题。本文仅就在“土木工程材料”教学中,如何培养学生的学习动力、学生的思维能力及创新试验能力,提高教学质量等方面,谈一些认识和体会,与业内同行共同探讨。

1 培养学生的学习动力和思维能力

1.1 精心组织课堂教学,激发学生对材料的兴趣 (1)针对“土木工程材料”课程的特点,在教学内容的组织

上,做到突出重点章节、突出重点内容、突出工程应用。现行“土木工程材料”教材大多有13-14章之多,除材料性质这一章之外,每章介绍一类材料。各章基本上按照原材料生产或制备工艺组成、结构性能应用的模式顺序编排,这种模式往往给人千篇一律、看得懂、吃不透的感觉。教师如果照本宣科,面面俱到,不仅无法完成教学计划,学生反而提不起兴趣,摸不着头绪。

“土木工程材料”的重点章节就是水泥、混凝土和钢材,应将这三章内容讲深讲透,其他章节可以少讲,有的由学生自学。土木工程专业的学生今后多数是材料的使用者,从设计到施工各个环节都要同材料打交道,因此各章的重点内容应放在材料性能(包括技术性质与特性)和材料应用两个方面。只有掌握了各种材料的特性与技术性质,才能根据工程性质、所用部位及所处环境条件合理地选择材料。教师在课堂教学中要有针对性地结合工程实例进行讲解,会使理论的、抽象的概念变得具体、实际,使学生的印象深刻。

(2)由于新材料、新技术、新产品层出不穷、日新月异,教师必须掌握各种材料的最新研发动态,并能结合自己的科研课题,及时地介绍给学生。这样做可以进一步激发学生的学习兴趣与求知欲,同时也能增强学生对教师的敬佩感。例如:笔者结合自己的科研课题“再生骨料混凝土试验研究”给学生介绍混凝土发展的一个新方向。并联系课题指导毕业设计,

对学生初步科研能力的培养,团队精神的培养起了很好的作用。

(3)追踪前沿。土木工程材料历史悠久,但它既古老又年青。在教学中,对当前大量使用的传统材料,要介绍其用于生产的、成熟的理论和经验;为了适应未来的要求,对不断涌现的新材料、新技术、新的研究成果也要有选择地及时向学生介绍。如:21世纪的混凝土材料――高性能混凝土;节能建筑使用的保温隔热材料;高等级公路使用的新型路面材料等,以使学生对国内外的材料发展动态有个基本了解,对国家国民经济建设与发展规模大致心中有数,保证教学始终追踪科技发展前沿。

1.2 善于诱导、启发思考

采取启发式教学,启发学生去积极主动地进行正确的思维,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

(1)带着问题上课。为了培养学生的思维能力,教师要善于鼓励学生思考各种问题。授课时可先提出几个思考问题,让学生带着问题听课,做到有的放矢。

(2)组织课堂讨论。为提高学生分析问题和解决问题的能力,开展课堂讨论是方法之一。如要改善混凝土和易性可采用哪些办法？要提高混凝土耐久性有什么措施？都由学生独立思考后进行热烈讨论,,最后由老师总结。这也可以活跃课堂气氛和提高学习的积极性。

(3)布置课外思考题。实践证明,课外思考题是一种简单实用、行之有效的辅助教学手段。课外思考题可启发学生明确学习动机,激发学习兴趣;任何新知识只有通过被接受者的思考才能被理解,而只有理解了的知识才能记得住,也才能应用。课外思考题可启发学生积极思维,加深对课堂知识的理解;课程进行到一定阶段时,应该使已讲授的知识在学生头脑中条理化、系统化,让学生通过课外思考题自己去归纳、去总结,这样效果更好。课外思考题又可启发学生将所学知识系统化,从而巩固课堂知识;学习知识的最终目的是要能用所学知识解决实际问题,课外思考题还可启发学生理论联系实际,学以致用。

1.3 采取多种形式的教学方法

(1)案例教学法。在《土木工程材料》课程的教学活动中,采用案例教学能改变传统的灌输式的教学方法,充分调动学生的学习积极性,使学生的思维空间得到开拓,提高了学习兴趣;同时还可以培养学生的观察能力,学生可以针对案例中所反映的情况,结合所学过的知识,提出解决问题的方法,提高学生的各方面能力。

(2)现场教学法。有的理论教学内容可在实验室或现场进行。如混凝土和易性的测定、表示方法以及影响因素,在实验室经过学生实际操作后把结果拿到课堂上讨论,最后由教师进行总结,学生的印象深刻,可加强理解和记忆。也可带学生

去现场参观,如当地有施工质量较好、材料使用恰当或施工质量较差、材料使用不当、已出现了部分质量事故的,通过深入现场的直观教育,可以提高学生对材料的重视和学习自觉性,也培养学生分析和解决问题的能力。

(3)多媒体教学法。在科技迅猛发展的当代社会,土木工程材料无论是种类还是数量的增长,都已今非昔比。面对教学内容增多而学时不断减少的压力,仅靠已沿袭多年的板书作为单一教学手段,显然不能适应新的形势。因此,改革传统教学手段,采用多媒体教学势在必行。多媒体教学为学生提供了视听并用的条件,把静止的、抽象的、书本的、理化的知识赋予了动态的、具体的、现实的背景,因此能有效地提高学生的学习兴趣和学习效率,扩大信息量,提高讲授质量,特别适合以叙述性内容为主而实践性环节又很强的“土木工程材料”的课堂教学。当然,教师也不能完全依赖于多媒体,适当的板书还是有必要的。笔者从学生方面了解到,学生们认为多媒体教学节奏太快,已讲过的内容保留时间太短,不利于记忆。有鉴于此,笔者在教学过程中注意多媒体与板书两种教学手段的相互结合,以前者为主,后者为辅,对于每堂课的要点、重点、难点及有关公式推导仍然采用板书形式。现代与传统教学手段有机结合,相辅相成,有效地提高了课堂教学质量,扩大了学生的视野。

2 培养创新试验能力 2.1 加强实践性教学环节

在实验教学中,应以加强基本训练、严格要求、独立工作为原则,使学生较扎实地掌握基本操作技能,尤其是常用的仪器设备,更应熟练地掌握。对试验记录、编写试验报告、试验数据分析等基本功的训练也应加强。

具体指导方法是:属于材料检验部分的实验,尽量让学生参加全过程,两头严格,中间放手。严格要求试验预习和试验报告,从试验方法步骤的预习、试验的设计,到试验结果分析和结论的报告,都由学生在课外完成,试验报告亦由学生自己设计记录格式和报告的方式,在预习时,可开放实验室为学生提供了解仪器设备的条件。众所周知,试验报告是学生完成一项试验工作的简明小结,应予充分重视,并作为实验课成绩评定的重要依据之一;而具体试验操作则放手让学生独立完成,尽量参加检验步骤的全过程。这样可使学生更好地完成指导书的要求,在实验中发挥各自的积极性和创造性。 2.2 选择课程的重点章节、重点内容,结合教学大纲,设计了几个多方案实验

(1)水泥性质多方案实验。实验要求学生掌握水泥强度、细度、标准稠度需水量、凝结时间、体积安定性等性质指标。其中水泥胶砂强度是评定水泥强度等级的重要指标。水泥强度受水泥细度、养护条件、混合材品种和掺量、水泥矿物组

成等因素影响,单纯选择一种水泥检验,不能兼顾各种因素影响,难以综合分析。为此,将每个班分成8组,每组测一个龄期强度。不同班级掺加不同混合材料,班级之间数据共享。学生进行此项实验分析时,可由龄期强度得出水泥强度等级,还可分析水泥中矿物成分量,掺入混合材的火山灰效应及形态和减水效应,加深了对相关重要知识的理解。

(2)混凝土性质多方案设计。普通混凝土性质是教学重点,为此,我们设计了多因素、综合实验的方法。学生先进行第一单元砂石骨料性质实验,而在第二单元混凝土混合料的配合比设计和性能检验实验中,则将每个班分成8组,就8个因素重点讨论骨料性质对混凝土混合料性质的影响,实验数据共享,每个学生均可对数据进行分析,结合理论教学,,查阅有关资料,写出综合实验论文。 3 结语

我们的探讨在教学实践中已取得了一定的效果,但仍存在着一些不足之处。如缺少安排必要的实地参观教学,学生的感性知识较少;新产品、新材料、新工艺和新技术的课堂“嫁接”偏少,学生所学内容与国内外建材市场的发展状况有一定的滞后性;教学实践中如何开展一些适当的科研活动,提高学生的综合能力;建材教学应如何主动适应社会的新要求,培养学生的开拓创新能力等等。这些问题都有待于我们在今后的

教学实践中继续进行研究和探讨。

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