土木工程材料课程

土木工程材料课程（精选十篇）

土木工程材料课程 篇1

关键词：土木工程材料,教学,改革

0前言

地方院校是由地方政府管理, 服务于地方的高等院校, 为地方社会经济发展培养大量的高素质专门人才, 是我国高等教育发展的主要部分。在教学过程中要贯穿应用性、区域性、延展性和战略性的特色[1], 作为应用性最强的土木工程专业, 在教学中更应突出这些特点。《土木工程材料》课程是土木工程专业的基础课程, 在开设有土木工程相关专业的院校中都必须开设本课程。《土木工程材料》课程学习的内容是叙述、分析、综合论证土木工程中各种材料的基本成分、生产工艺、基本性质, 并根据材料所具有的一般性与特殊性来确定其应用技术, 使学生具有土木工程材料的基本知识和试验技能[2], 为后续课程如钢筋混凝土结构、砌体结构、施工技术等有关课程学习打下基础。

1 土木工程材料课程的特点

1) 课程内容多、范围广, 且相互间既独立又紧密相关。工程建设过程中既有传统的砂石等材料, 又有各种外加剂、高分子、人工合成等新型材料。既有无机材料又有各类有机材料, 它们有起胶凝作用的材料如沥青、水泥和石灰, 又有构成产品的骨架材料及填充材料。还有由这些材料组成的混合材料, 以及为改善混合材料性能的辅助材料。各类型材料的基本特性在土木工程材料课程中都要体现出来, 并且这些材料之间没有必然的逻辑关系, 它们是相互独立的知识体系, 但在性能和技术指标上又存有一定的共性, 在工程应用上更是一个系统的统一体[3]。

2) 课程内容承上启下且知识综合性强。土木工程材料与课程《材料力学》及《混凝土结构设计原理》等联系紧密[1], 只要与工程学科相关的课程, 均离不开材料知识。比如:混凝土结构中梁柱等构件的性质和组成设计就是《土木工程材料》课程内容的进一步延伸和拓展, 如果学生对土木工程材料课程的知识掌握不好, 那么在学习混凝土结构设计时就会因不知材料特性而出现计算错误, 从而影响该课程的学习, 进而影响到后面其他课程的学习。另外材料是构成建筑物的质量基础, 因此合格的土木工程技术人员必须准确熟练掌握相关材料的知识[3,4]。

3) 课程教材内容滞后于工程材料的发展。工程建设从设计到施工过程中都与材料密切相关, 材料是建设的基础。近年来, 科学技术的飞速发展, 以“三新” (新材料、新技术、新方法) 技术为标志的工程建设新时代已经到来。任何一次材料的变革都将促进工程设计与施工技术的发展, 但新材料的发展总是较课本内容更新速度快, 如固体废物在建筑材料中发展应用。在国家政策鼓励支持下有大量的科研人员做了深入研究, 获得良好的效果, 并在工程中推广应用, 但大多数教学用课本的内容仍然只介绍传统材料的特性。所以在教学内容上, 要结合传统的材料理论, 同时更应注重新材料基本理论和应用技术的补充, 使学生毕业后能更好地满足工作的需要。

2 土木工程材料教学的改革

2.1 用“上讲台”方式, 变“填知识”为“学知识”

我校所在地区的矿产资源较为丰富, 建材行业已成为山区发展的支柱产业之一, 包括水泥、陶瓷、石灰岩、天然石材、木材纤维板等, 其中以水泥生产能力最大, 相关企业已成为广东省龙头企业。结合这一情况, 在《土木工程材料》课程教学过程中, 积极开展学生对各类建材生产情况调查并上讲台汇报, 使枯燥无味的理论学习成为走向社会的实践活动, 从而提高学生学习的主动性, 如在开学初期布置水泥行业专题调研活动, 将学生分成5人左右的小组分别对各县区水泥建材生产和经营情况进行调查, 内容包括水泥原材料、生产工艺、熟料分析、标号确定、水泥贮存和运输、实验检测等各环节;再根据小组整理的材料在课堂向全体同学作汇报及讨论。使学生掌握生产各种水泥的原材料, 熟料矿物组成及其特性, 通过实验掌握水泥技术性能检测方法和仪器设备等知识, 锻炼学生的社会实践能力, 为以后工作打下基础。

2.2 校企联合建立实践基地, 突出实践能力培养

地方院校不论是硬件还是软件都无法与重点院校相比, 特别经费的投入和使用方面更显不足, 所以也就存在实验设备购置不全的问题。但不能由于实验设备不到位而不开设实验教学。面对这种现状, 可通过观看录像了解实验, 或者与有条件的企业联合建立实践基地。比较两种途径可知, 看录像与教师讲差别不大, 学生没有得到实践的动手机会, 能力得不到提高, 只能作为理论教学的辅助, 不能从根本上解决问题, 这是早期特别困难时所采用的方法。更重要的是与企业联合建立实践基地, 随着当地社会经济的发展, 各类建材也得到广泛应用, 有些不能开展的实验项目可以通过与企业建立实践基地建设的方式, 由学校提供智力和技术支持, 企业出资在工厂建立实训基地, 学校教师和学生参与基地的日常管理工作。这样做的好处就是教师、学生获得实践经验, 满足了实验教学的要求, 并用新理论新方法指导企业新产品的开发, 企业不用聘请太多的工作人员, 减少了日常开支, 从而实现双赢。如我校可以与市区大型混凝土搅拌站联合建立土木工程材料实践基地, 让学生参与混凝土配合比设计、养护及原材料检测等工作。与质检中心、监理公司等建立长期实践基地合作关系, 学生利用课余时间协助单位开展施工现场建筑材料的取样和检测, 通过这些方法使学生的动手能力得到很大的提高, 进一步巩固课堂的理论知识。

2.3 结合工程实例教学, 促进知识、技能、素质有机统一

在教学过程中采用工程实例教学法代替传统的理论讲授法能获得较好的效果。因为土木工程材料中叙述性的内容较多, 如采用平铺直叙的教学方法, 很难引起学生的学习兴趣[5]。工程实例教学法就是根据授课要求让学生提前学习, 然后带学生到工地现场一起发现问题、分析问题、解决问题, 使学生的知识、技能、素质得到提高。其最大特点是直观明了, 学生易学、易掌握。但需注意的是实施过程中教师不要轻易提供答案。如带学生参观混凝土施工中出现的蜂窝、麻面等现象, 可结合各种材料特点及施工技术分析出现这些现象的原因。

2.4 设立网络课程, 开展互动学习新平台

随着网络技术的不断发展, 网络在现代社会生活, 尤其是在现代学习生活中扮演着重要的角色, 由计算机多媒体创造出图文并茂、丰富多彩的教学资源, 而且随着教育部精品课程建设的发展, 使大量优秀的教学信息出现在互联网上, 学生可以借助网络技术的优势获取和管理教学资源, 对课堂教学知识做全面的补充。土木工程材料种类多且杂, 需要学习和研究的内容范围广, 在课堂48个课时授课过程中, 不可能、也没必要把所有材料的知识作全面的讲解, 而是有重点的讲和学, 因此可以由教师提供学习信息, 借助互联网在课后由学生独立完成。

建立起课后学习的互动交流平台。如借助聊天工具等互动软件, 学生对教学过程中的意见建议、学习心得等均可以通过平台进行交流, 学生在完成作业时遇到问题及时予以解决, 通过这一平台能促进教师多开展教学研讨和改革活动, 学生也能及时发现不足, 充实自己的理论知识。如土木工程材料课本中没有介绍的客家民居材料———生土, 为什么能在客家民居建筑中大量使用并历经上百年时间, 教师以习题的形式布置下去, 发挥互联网优势让学生搜集相关素材并在平台上与老师、同学一起交流。可见通过网络学习平台的设计除了能传授知识, 更重要的是提高综合素质, 培养能力, 特别是创新能力[5]。开展互动学习平台不存应用性问题, 只需不断完善平台内容的设计和完善即可。经过对二年级学生的调查显示, 全部学生都拥有计算机, 互动学习不难实现。

2.5 教学与科研相结合, 丰富实验课程内容与形式

通过鼓励学生参与教师科研, 以研带学, 以学促研, 提高学生的学习积极性, 如固废生产建筑材料的综合应用使学生在了解当地的矿产资源情况, 认识到在开发过程中获得经济效益也会造成环境污染的同时, 学习到各种材料的特性和材料的分析方法。

3 结语

《土木工程材料》课程是土木工程一门非常重要的专业基础课程, 学好土木工程材料对学生日后从事土木工程方面相关的工作有非常重要的意义。但其特点决定了用传统填知识的教学方法, 难以达到教学要求, 如何在有限的学时内尽量提高学生对土木工程材料的掌握, 达到能合理运用土木工程材料进行工程建设的目的, 就必须从教学方式和教学内容等多个方面进行改革, 而进行改革的最好依据, 就是走出去、请进来, 与工程相结合, 吸收精华, 从工程实践中获得知识, 用专业知识解决工程问题, 在实践中培养学生的工程思维, 培养学生成为走上工作岗位后拿得起、用得上的专门人才, 以适应时代的发展和工程建设的需要。

参考文献

[1]韦巧燕.办学特色:地方院校提升核心竞争力的关键[J].黑龙江高教研究, 2008, 27 (6) :60-62.

[2]杨医博, 梁松.《土木工程材料》课程教学改革的设想与实践[J].北京大学学报:哲学社会科学版, 2007, 53 (S2) :104-105.

[3]唐旭光, 贺成斌, 王齐仁, 等.《土木工程材料》专业基础课程教学的思考[J].湘潭师范学院学报:自然科学版, 2008, 8 (2) :222-223.

[4]苏达根.土木工程材料[M].2版.北京:高等教育出版社, 2008.

土木工程材料课程教学方法 篇2

(1)在课堂讨论、辩论中，培养学生思维的宽广性和深刻性。

思维的宽广性是指思维发挥作用的广阔程度。

思维的深刻性是指思维活动的深度，它集中地表现为能够深入地思考问题，深刻地理解概念。

师生采用共同参与的引导、讨论、辩论方式，引导、启发学生利用已掌握材料知识，从多角度、多方向去思考、分析事故的原因和矛盾，达到解决问题和统一矛盾的目的。

这种“教”与“学”的互动，充分调动了学生的主体作用，从而培养了学生思维的广阔性和深刻性。

(2)在实验教学中，培养学生思维的创造性和创新能力。

土木工程材料课程是一门实践性很强的专业基础课。

必须通过一定量的基本试验，使学生掌握常用材料质量检验、等级评定的基本技能，培养学生的实践动手能力和严谨的科研作风，这是学好这门课程的重要手段。

三、结语

通过在土木工程材料课程教学过程中对教学内容不断优化和丰富教学方法，激发了学生的学习热情及创新能力，调动了学生学习的主动性，提高了学生掌握解决分析问题的能力，培养了学生严谨的科学作风和团结协作的精神。

通过该课程学习，学生逐步具备累积所需的专业素养和基本的工程素养，为后续学好其他课程奠定了基础，也增加了就业竞争力。

参考文献

[1] 梁小勇，靳静.《土木工程材料》课程教学改革研究[J]，河北企业，(9)：71.

[2] 杨欢.《土木工程材料》学方法探讨[J].知识经济，2013(16)：170.

[3] 霍曼琳.“土木工程材料”教学内容改革实践[J].理工高教研究，(5)：60-61.

工程材料课程实验改革与实践 篇3

[摘 要]开放实验室让学生提前预习实验，对实验的操作和步骤充分熟悉，清楚地知道实验的难点和重点，即做到心中有数，增加了他们做实验的信心。通过导生制让组长带动小组成员实验，增强了这部分学生的责任感，同时也降低了教师的工作量，有利于实验室的管理。让学生独立查阅资料并自主设计实验方案直至完成实验和写出实验报告，综合训练了他们的自学能力和动手能力，同时也开阔了他们的专业视野，极大地激发了他们的学习兴趣。对各个小组实验结果的展示和评比，增强了他们的竞争意识和团队合作精神，提高了学生运用所学的理论知识分析和解决实际问题的能力。

[关键词]实验教学 改革与实践 工程材料

[中图分类号] G642.423[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）07-0153-02

工程材料课程是高等学校机械类和近机类专业的一门主要的技术基础课程。该门课程的任务是从工程材料应用角度出发，阐明工程材料的基本理论;使学生了解材料的化学成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系，介绍常用工程材料及应用等基本知识，使学生通过学习，在掌握工程材料的基本理论知识基础上，具备根据机械零件的服役条件和性能要求，进行合理选材、正确制订零件加工工艺路线及工艺规范的初步能力。因此要求学生在学习理论知识的同时，需要与实际工程相结合，但是对于只进行过金工实习的他们来说有一定的难度。工程材料实验教学作为理论联系实际的纽带和桥梁，是培养学生工程意识、动手能力和实践能力不可缺少的教学环节。因此如何改进该课程的实验教学质量，一直是讲授工程材料课程的教师普遍关心的问题。[1] [2] [3] 本文针对该门课程实验教学中存在的问题，就教学内容、教学方法、实验室建设等方面进行了教学改革探讨与实践。

一、实验教学现状及存在的问题

一直以来，我校的工程材料实验课都是根据教学计划的要求开出“铁碳合金的平衡组织观察”和“碳钢热处理及力学性能的测定”两个实验。实验总学时为4学时，均为验证性实验。通常做法是：学生实验之前不预习，也不进实验室对实验设备有所了解，实验前教师提前将实验仪器、实验试样准备好，然后学生再按照实验指导书规定的内容、操作方法、实验步骤进行实验，实验完成之后学生完成实验报告即可。由于是验证性实验，实验结果都一样，导致部分学生不做实验或者抄写实验报告。再加上学生人数多学时少，实验设备老旧，台套数少，使得学校、教师、学生均对实验教学不够重视，把实验课当成理论课的附属。这种教师为主学生为辅的做法，给学生在自主学习方面的机会和空间很少，没有激发起学生创新的欲望，他们只是被动的接受老师设计好的实验过程和实验结果，难以达到良好的教学效果，不仅不能适应现代化的人才培养模式，在培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力，提高学生综合素质方面也无法起到积极的作用。因此，进行工程材料实验教学改革势在必行。

二、实验教学的改革措施

（一）实验前开放实验室。以往实验时，学生拿到实验指导书到实验室来，听老师介绍实验内容和实验步骤，再按照实验指导书上的要求进行实验，用什么设备和怎么操作设备完全由老师讲解，导致学生有依赖心理，实验前不预习，预习了也只是照实验指导书学习，甚至操作完了很快就忘了，没有激发他们的兴趣和主动性。本次改革在实验之前提前开放实验室，学生可根据自己的时间安排到实验室预习实验内容，了解与掌握实验设备的原理及构造，初步掌握设备的操作步骤，查阅资料，制订出实验方案并写出预习报告，由实验教师签字通过后方能进入实验室进行实验。

（二）导生制。工程材料实验相对集中，平常实验设备闲置，到用时往往又不够用。由于学生人数多，集中实验时教师指导不过来，导致学生动手机会少，或者对实验目的和设备的操作掌握不够。再加上实验前开放实验室，需要足够的时间让学生预习，使得教师的工作量极大地增加。针对这种情况，在实验过程中采用导生制，解决指导教师少的问题。具体做法是：在班级中，先把学生分成若干个小组，每个小组中选一个思想进步、乐于奉献的同学作为组长，实验之前教师先把教学的内容传授给这部分学生，包括实验的准备、实验的步骤和设备的操作，再由各组组长带领该小组成员进入实验室预习，制订合理可行的实验步骤完成预习报告。到做实验时各个小组分别进行实验，组长与指导教师一起指导学生做实验，使每个学生的动手能力得到充分的锻炼。

（三）实验平台的建设。目前实验室建设有金相实验室（30台金相显微镜）、热处理实验室（10台热处理炉）、金相试样制备实验室（抛光机10台）和硬度测试实验室（数显显微硬度计2台、洛氏硬度计2台、布氏硬度机2台）。为了增加学生对实验课的兴趣，扩充学生的专业视野，建立实验室网站，通过网络课件展示工程材料的发展，典型材料的制备、组织及热处理工艺，材料分析和测试仪器的原理及其使用方法等。除此之外，精心布置实验室的陈列展品，比如增加一些实际检测过硬度的齿轮、工具，不同热处理工艺的轴承，典型材料的金相组织挂图，各种失效形式的工程实物等。建立多种形式教学的实验平台，增强学生对材料的感性认识，提高学生的学习兴趣。另外，针对在显微镜上进行金相组织观察时只能一个人观察，不便于演示、讲解与分析的难题，实验室建成了数字网络显微互动实验室。教师机（配有带摄像头的显微镜）控制着教室内的20台电脑（均配备显微镜和摄像头），教师可以在教师端操作显微镜，将所观察到的组织通过大屏幕显示出来，可在学生端直接演示，使学生很容易理解实验内容，这就避免了原始的教学方法上的不利之处。通过教师机还可以监控整个教室中学生的电脑操作，或者直接操作某一个学生机。另外，教师端还具备作业分发、监控转播、学生演示、教学录音等重要功能。在学生端，学生可以将观察到的金相组织进行拍照，并保存在电脑中，还可与存放在电脑里的标准金相图片进行对比分析。在电脑上可以进行分组讨论，展示自己的金相照片，极大地提高了学生学习的积极性。

（四）实验内容的改革。通常，实验安排是按照理论讲课进度逐个进行的，实验内容是对这部分理论知识的验证，学生只能对局部内容有所理解，并没有对整门课程形成一个完整的体系。特别是工程材料强调材料—工艺—组织—性能之间的关系，单个实验时把组织、工艺和性能分开，学生在做实验时很茫然，不知道这样做的原因，实验报告中对实验结果的分析也不尽如人意。针对这种情况，我们对实验内容进行了改革和扩充，把原来的单个实验串起来形成一个综合实验，具体做法是：教师先设计一系列不同的任务，如将退火态的45钢或T12钢分别在不同的环境下使用并要求获得某一类型的组织，要求学生自己选材，进行热处理工艺、硬度检验及金相试样的制备及观察。6-8个学生为一组，拿到任务后在组长的带领下进实验室预习，熟悉实验流程、实验设备，并查阅资料，制订实验方案，完成预习报告交教师检查是否合理，若方案合理则准许这个组进入实验室开始实验。在整个实验过程中，热处理操作，硬度检测，金相试样的制备（包括磨制、抛光、浸蚀），金相组织观察与拍照均由学生自己动手完成，最后的金相结果还需与标准组织照片对比，并对组织缺陷进行分析，最后完成实验报告。接下来要求每个组把自己拍摄最好的一张金相组织照片在全班展示出来，并配以相应的图片说明，让全班同学投票进行评比，选出最佳组织照片，这类似于一场小型的金相大赛，增强了他们的竞争意识并且让他们熟悉了材料在其他热处理条件下的组织，进一步加深了工艺、组织、性能之间关系的印象。通过在少部分班级中的实施发现：学生对这个实验表现出空前高涨的热情，比平常多花几倍的时间来准备实验，实验过程中也非常认真、严谨。为了获得最佳组织照片奖，小组成员之间相互帮助，相互监督，团结一致。他们的实验报告几乎在没有要求的情况下都采用了电子版本，精心进行了书写、排版和图片处理。

三、成效与不足

这次工程材料实验教学改革的实施，在老师和同学们的共同努力下，取得了较好的成效。开放实验室让学生提前预习实验，对实验的操作和步骤充分熟悉，清楚地知道实验的难点和重点，即做到心中有数，增加了他们做实验的信心。通过导生制让组长带动小组成员实验，增强了这部分学生的责任感，同时也降低了教师的工作量，有利于实验室的管理。让学生独立查阅资料并自主设计实验方案直至完成实验并写出实验报告，综合训练了他们的自学能力和动手能力，同时也开阔了他们的专业视野，极大地激发了他们的学习兴趣。对各个小组实验结果的展示和评比，增强了他们的竞争意识和团队合作精神。在实验过程中，难免会遇到各种问题，学生学会了耐心的反复试验或者重新查阅资料来解决，与以往试验中遇到不会就找老师截然不同，独立分析问题和解决问题的能力得到很大的提升。当然，目前的实验教学改革仍存在较多的不足，比如学生学习能力及动手能力参差不齐，要完成整个实验有的小组需要教师更多指导;学生的预实验和分散综合实验，增加了实验室的管理难度，任课教师和实验室人员也需投入更多的时间和精力。学校可考虑增加研究生参与指导，或者增加教师工作量等激励措施来改善不足，以进一步提升我院的办学质量。

[ 注 释 ]

[1] 谢飞，潘建伟.“工程材料”课综合型实验教学探索[J].江苏工业学院学报，2005（2）：79-81.

[2] 徐小明，张湘伟，丁政，等.开放型实验教学管理模式与系统实现[J].实验室研究与探索，2007（8）：81-82.

[3] 林峰.《工程材料》综合设计性实验教学改革[J].广东技术师范学院学报（自然科学），2009（2）：80-82.

《土木工程材料》课程教学改革研究 篇4

一、优化教学内容

1. 基于工程能力, 突出重点内容。

学习土木工程材料的根本目的在于不仅要能够了解材料的基本性质, 更重要的是要如何来应用它, 使其能充分发挥效果。从基础做起就必须要从材料的基本性质着手。至于如何让学生能够掌握, 有两条线索:一是掌握决定材料的基本因素, 即材料的性质与材料组成、构造及结构之间的关系;二是掌握影响材料性质的外界因素, 即材料在外界因素条件下性质所发生变化的规律。通过这两条线索就不仅使学生能够容易掌握课程的基本内容, 并且还可以扩大材料性质的一些知识面。如果不按照此线索进行, 学生在学习时就会出现死记硬背的现象, 不仅学习的效率降低, 而且所学的知识很难巩固。

2. 采用启发式教学法。

启发式教学即在课堂教学中可以采用研究式、互动交流式、提问式、讨论式等多种启发式教学方式, 从而引导学生来主动、创造性地学习, 获得正确掌握知识的途径和方法。比如课堂上, 老师就某种土木工程材料提出问题, 同学们以分组形式进行讨论, 然后把答案统一整理出来进行回答, 最后没有回答出来的由老师进行补充, 这样学生不仅能巩固自己所知道的, 而且对不知道的也有更深的认识。在教学过程中教师应该多提问题, 引导学生积极思考, 而不是教师自问自答, 学生做消极的听众。当然可以采取对现在讲述的内容或者和以前所学的知识内容联系起来这两种方式来进行提问, 让学生复习、巩固并运用已学的知识。一定要在课堂上让学生参与进来, 师生共同探讨、学生相互交流, 形成热烈讨论甚至是激烈争论的课堂气氛, 从而营造出和谐的课堂气氛, 实现教师和学生互动。同时教师也要尊重学生在教学活动中的主体地位, 使学生对老师提出的问题要有响应, 要积极地去思考问题和回答问题。

3. 采用灵活多样的教学方法。

本课程以课堂讲授为主, 在教学过程中运用多媒体等教学手段, 加深课堂内容的理解与掌握, 并通过认识实习、课程实习、课程设计、试验等环节, 加强对学生操作技能、分析问题以及解决问题能力的培养。首先, 采用案例教学方法, 例如讲解钢材的特点、应用及生产时, 结合钢材的应用实例分析钢材的特点, 并讲述了钢材生产中冶炼、脱氧、铸锭、热压力加工对钢材性能的影响。以案例突出了材料特点与应用的关系及材料生产对性能的影响。其次, 将课本上难以讲解的内容, 录制成电子动画或专题录像, 以提高学生对所学内容的理解。采用多媒体进行课堂教学, 改变过去单一的课堂教学模式, 提高学生的学习兴趣。最后, 将课堂讲授与生产实践相结合, 课堂学习让学生掌握材料的基本理论和方法, 通过生产实践使同学们初步具有从事建筑工程材料利用的能力, 具有一定的分析、解决实际问题的能力, 以及积极探索、勇于创新的精神。

二、改革实验教学

1. 改革实验教学体系。

本课程通过实验教学, 能进一步加深对基本理论知识的理解, 掌握土木施工材料的性质和检测方法, 同时能培养学生的创新能力、解决问题的能力, 能培养学生的综合素质。

(1) 基础性实验。基础性实验如水泥性能实验、细/粗骨料性能实验、混凝土性能实验、钢材性能实验等, 通过这些基础性实验能让学生掌握实验操作技术、试验基本理论和方法、分析实验结果, 完成实验报告。

(2) 设计性或综合性实验。综合性实验如胶凝材料凝结时间对比、新型混凝土配合比设计实验等, 这些设计性或综合性实验学生根据老师给出的一系列实验命题, 学生自愿组合成立兴趣小组、自主选题, 然后结合自选题目, 自己拟订实验方案, 查阅资料, 熟悉实验要求和方法, 最后兴趣小组或小组组合, 以团队的形式完成实验, 进行数据处理, 写出实验报告或撰写实验论文。能培养学生的创新能力、解决问题能力, 进一步加强了素质教育和创新教育。

2. 改变传统的实验考核机制。

学生们普遍轻视实验教学, 为了从根本上改变这种状况, 充分激发学生对实验课程的兴趣, 必须严格实验考核机制。对于基础性实验这些必开实验要严格考勤, 缺勤的要求补做实验。上课前检查预习报告, 实验时抽查操作方法。批改实验报告后结合实验情况给出成绩, 实验成绩占本门课程成绩15%~20%。对于设计性或综合性实验这些选开实验根据命题难度、实验方案合理性、资料阅读情况、实验结果情况及实验报告或撰写实验论文的水平, 给出1~2分创新学分。

三、创新考试模式

打破一张试卷论“英雄”的考试方式, 尝试提供菜单式考核形式, 容许学生自由选择不同分值的考核方式。开卷考试, 即以简答题、综合应用题为主, 主要考核学生应用基本概念、基本原理分析解决实际工程问题的能力;闭卷考试, 即以教学内容的基本概念、基本原理为主;实验考核, 即以实验室为载体, 考核学生综合运用学科知识的素质、动手能力。

土木工程材料课程建设研究论文 篇5

近几十年来,随着我国城乡基础建设的大规模开展，建设人才市场持续升温，建筑人才的培养模式也适应市场和岗位的需求有了较大调整。现在的土木工程专业涵盖了建筑工程、基础工程、道路工程、桥梁工程、隧道及地下工程、给排水工程、港口工程和水利水电工程等多个专业[1]。高等学校按照统一的人才标准进行培养，已不能够完全适应社会和不同用人单位对不同专业、不同岗位人才的需求。基于此，20xx年9月，新的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》（以下简称新规范）颁布实施。新规范以土木工程专业教育为基础，以核心知识为载体，以推动教学内容和课程体系改革为切入点，提出本科教学质量的最低要求，为土木工程专业教育和办学基本条件提供了指导意见。新规范执行以后，教学的设计和组织变得更加重要，各高校应该根据具体的生源、师资和毕业生就业方向等情况进行相应的教学改革和教学管理。

1课程定位与特点

1.1课程定位

《土木工程材料》是在第3学期开设的一门专业基础课，新规范规定总学时为48，其中包括36个理论学时、12个实验学时。该课堂的先修课程为《大学物理学》、《理论力学》、《普通化学》,后续课程有《钢筋混凝土结构设计原理》、《建筑施工》等。该课程的教学目的是使学生掌握主要工程材料的性质、用途、使用方法、检测和质量控制方法，并获得主要土木工程材料试验方法的基本技能，为工程设计、施工和管理等工作提供合理选择正确的使用材料的基本知识,为后续课程的学习及课程设计、毕业设计等实践环节提供必要的土木工程材料基本知识。

1.2课程特点

《土木工程材料》的特点是:涉及面广、内容庞杂，各章基本没有联系，缺乏系统性；工程应用性强，经验性内容多，概念多，专业术语多，逻辑性较差,看似简单易懂,实则不宜把握[2]。上述特点使学生普遍感到该课程枯燥，学习兴趣和积极性差，学生对课程往往理解不深，应用不灵活，分析和解决实际工程问题的能力欠缺，影响了教学效果。该课程是一门实践性较强的专业基础课，如何在传统教学内容的基础上改善教学方法，合理设置教学环节，充分调动学生学习的积极性，以提高教学效果，培养出高能力、高素质的工程技术人才，是我们应该在教学实践中不断探索的问题。1.3教学目标与内容根据新规范的要求，该课程的教学目标体现在以下三个方面:

1）掌握主要土木工程材料的基本知识和基本理论。新规范规定了该课程必修的土木工程材料基本性质、无机胶凝材料、水泥混凝土与砂浆、钢材、砌筑材料、木材、沥青及沥青混合材料、合成高分子材料和其他工程材料共9个核心知识单元,每个知识单元又包括若干个知识点，并规定了需要“掌握”、“熟悉”和“了解”的.知识点的具体内容。

2）掌握主要土木工程材料试验方法的基本技能。强化实践是新规范要求的重点，新规范明确规定了6个必须掌握的实验知识点和技能点。

3）具备一定的创新能力。新规范对创新提出了明确的原则要求，强调对学生创新思维、创新方法和创新能力的培养，使学生具备科学研究的初步能力。

2课程建设

2.1师资建设

较强的师资力量是提高课程教学质量的关键。理想的课程师资队伍应该在职称、学历方面满足合理的比例，深厚的专业理论知识、丰富教学经验和工程实践经验是土木工程材料课程教学对教师素质的基本要求，因此合理的梯队建设对保证教学质量至关重要。在土木工程材料课程教学方面，我校构建了合理的教学团队，11人均具有该课程的教学经历和经验,其中包括教授5人（其中1人为黄河学者），副教授2人，讲师2人，实验师2人。学历结构:博士5人，硕士6人。我校还积极对青年教师进行专业和工程实践培训，提供国内外交流学习的机会，不断创造条件提升教师素质，逐步形成了一支以主讲教师负责、结构合理、人员稳定、学术及教学水平都比较高的优秀的师资队伍。

2.2教学资源建设

2.2.1教学文件的修订与完善新规范颁布后，相应的教学文件，例如教学大纲、实验大纲、授课教案、实验指导、习题库及试卷库等均应根据专业特点和就业方向等作相应调整。应该根据新规范修订教学大纲，明确课程的教学目的、要求，教学内容的深度与广度，有科学的学时分配和进度安排,有明确的能力培养要求及培养措施。教案编写要依据大纲要求，遵守教学基本规范和程序。课堂教学内容要系统、完整、不断更新，及时反映本学科的学术进展，并注重理论教学和实践教学的紧密联系，注重学生自学能力的培养。根据新规范中规定的核心知识单元和核心实践单元建立配套习题库和试卷库，实现教考分离机制，以形成教学质量的可持续提高。

2.2.2教材建设教材的编排是否科学合理，是否与专业方向对口，是否符合最新相关规范，能否反映行业前沿与动态等，都会直接影响教学效果。我校一直重视教材和相关教辅材料的建设，一线教师积极积累教学素材和资料，积极参与各类统编、自编教材的编写工作。例如，由白宪臣教授主编的《土木工程材料》、《土木工程材料实验》已分别被列为住建部和国家“十二五”规划教材，张承志教授编著的《商品混凝土》、《建筑混凝土》等专著也在教学中发挥了重要作用。目前，《土木工程材料》、《土木工程材料实验》已经根据新规范完成了再版的统稿工作。

2.2.3精品课程建设精品课程资源可以成为学生课堂学习的延伸和补充。《土木工程材料》为我校校级精品课程,配有丰富和完善的课程资料，比如课程概况、教学大纲、教学课件、教学视频、习题库等，便于学生课下查阅，充分利用网络平台实现优质资源的共享，巩固课堂教学效果。

2.2.4实验、实习和实践条件建设目前很多高校存在的突出问题是教学重理论，实验、实习和实践环节的仪器、设备和场地等硬件设施欠缺较多，不能满足新规范对加强学生实践能力培养的要求。依据新规范我校积极加强实验、实习和实践条件建设，2014年共完成总价值300余万元的相关设备的购置工作，新增河南三建、河南省祁湾建筑公司两个教学实践基地，“混凝土工程生产实训基地”也已顺利投入使用。

2.3教学内容与方法改革

根据新规范规定的核心知识单元、知识点及要求学习深度和推荐学时，结合国内外工程材料的发展趋势，对教学重点、难点进行讲解，并及时调整部分教学内容，构建以知识单元为主的新的课程体系,使课程体系和教学内容进一步体现基础性、科学性和前瞻性，既能达到培养学生分析问题和解决问题的能力,又可使学生掌握工程材料方面的基础知识，了解新方法、新技术及其发展趋势。

1）教学内容应贴合当前工程应用实际和需求。比如，关于混凝土配合比设计的教学内容，目前绝大多数教材仅介绍以砂、石、胶凝材料与水为组分的普通混凝土的配合比设计方法和基本理论，但在实际工程中，为了调节混凝土的性能、降低造价以及适应不同工程要求和环境等,除上述四组分之外，一般都要添加化学外加剂和矿物掺合料等其他组分。另外，工程中应用的混凝土早已实现了泵送化，因此，完全按照传统教材教学内容讲授必然导致与工程实际脱节。鉴于此，教学内容应增加反应工程实际应用的信息。比如增加泵送混凝土、高性能混凝土等内容，在进行混凝土强度设计的同时重点介绍耐久性设计的指标和方法等。

2）教学内容应能反映土木工程材料发展动态。比如，在教学中介绍目前土木工程材料的研究热点及轻质高强材料、保温隔热墙体材料、储热材料、绿色建筑材料等。让学生了解当前土木工程材料发展的瓶颈以及社会可持续发展对土木工程材料发展提出的新要求。

3）教学内容应涵盖新规范规定的知识单元和知识点的基本内容，并力求覆盖面广、重点突出，并兼顾与不同专业其他主干课程的内容衔接。教学方法。进一步推进创新课堂建设,强化教学方法改革，倡导启发式、讨论式、情景式、问题式以及协作互动式教学方法。好的教学方法有利于培养学生科学思维能力和创新精神，特色鲜明，效果显著，符合素质教育要求。比如，积极采用现代化教学手段，研制与新规范规定知识单元和知识点相配套的多媒体课件，使用多媒体课件、录像等手段，引入Flash动画讲解相关试验，将教学内容立体化，表现形式多样化，加强学生感性认知，提高学习效率。多媒体课件的使用在加大教学信息量的同时增加了材料图片和实验视频,有利于学生对理论和实验方法、实验内容的掌握。结合建筑材料在实际中的应用，激发学生学习兴趣，以案例讲解引出理论知识，易于学生理解。

2.4强化实践教学、学科竞赛与科研活动

土木工程材料是一门实践性非常强的课程，实验教学在教学计划中占有相当大的比重。实践性教学的成功与否直接关系到本课程教学效果的好坏。实践教学体系由课内实验、创新性实验等环节组成，将传统验证性实验与发展创新性实验有机结合，并对实践和实验教学模式进行“角色”转变，使教师的“角色”从传统的信息提供者变为学生求知过程中的合作者和引导者，即由“教”师变为“导”师，在“教”与“学”中找到最佳的结合点，实现了个别化交互与协作学习的教学环境，充分发挥学生的认知主体作用。

1）课内基础实验教学方面。将传统的教学方式改为教师指导，预习、实验方案制订，实验材料和仪器准备，实验过程完成，实验数据和结果分析，实验报告撰写等全部由学生独立完成。学生在实验过程中发现问题，通过与教师交流，分析问题，及时解决问题，全面提升学生的动手能力和实验技能。

2）创新性实验方面。鼓励学有余力的学生参与创新性实验研究，结合本专业研究动态与教师的研究方向，选择内容新、难度适中和可操作性强的实验题目，指导学生参与科学研究，鼓励学生参加各种材料竞赛活动。经过积极组织和指导，20xx年度我校有5项创新性实验项目获得国家级大学生创新项目立项。

3）学科竞赛方面。每年组织“混凝土材料设计大赛”，参加两年一次的“全国大学生混凝土材料设计大赛”,为培养、提升学生创新能力搭建平台。20xx年度我校代表队分获第二届和第三届“苏博特”杯全国大学生混凝土材料设计大赛“实践技能奖”和“团体三等奖”。

3结论

土木工程材料课程 篇6

摘 要：在素质教育背景下，为适应国情和现代社会发展的需要，结合《土木工程材料》课程特点，在人才培养模式、教学手段及教学方法等方面进行了一系列的改革尝试，提高学生工程实践能力和创新素质，有效地提高了教学质量。

关键词：素质教育 土木工程材料 课程改革

中图分类号：TU5-4

0.引言

素质教育是在我国全面建设社会主义的关键时期这一背景下提出的，目的在于促进人的全面发展，以适应社会发展的实际需要。近年来我国高校的教学改革几乎涵盖了所有的学科，其中关乎人才培养质量的问题已经成为高校最关心的改革课题。《山东省教育事业“十二五”规划》中提出要加快调整高等教育人才培养结构和培养模式，深化教学改革，围绕教学内容、课程体系、教学方法、教学手段等方面开展教育教学研究，加强学生“创新思维、创新能力、创业精神和能力”的培养。

《土木工程材料》课程是土木工程专业的一门核心专业基础课。要求学习者掌握常用土木工程材料的性质及应用的基本知识，为结构、施工等后修专业课程提供土木工程材料的相关知识，并为今后从事专业技术工作时能够正确选用、合理使用材料打下良好的基础，同时获得土木工程材料质量检测的基本技能训练[1]。该课程主要阐述石灰、石膏、水泥、砂石材料、混凝土、钢材、沥青与沥青混合料等主要土木工程材料的基本知识、基本理论和基本技能。该课程内容范围广，各知识点相互联系紧密但独立性强，大多为传统的材料，新型建筑材料介绍少，整门课程的系统性、逻辑性、连续性较差，学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，学习兴趣不高。如何响应山东省教育厅的文件，做到全面推进素质教育，根据不断发展变化的社会需求及学生成才的需要，创新课程建设，加快课程开发，建设特色课程，本文对《土木工程材料》这门课程在人才培养模式、教学手段、教学方法等方面进行了一系列的改革探索。

1.構建人才培养模式

积极推进课程改革是革除现行课程自身的弊端、全面实施素质教育的需要。深入研究面向社会就业的人才培养方案的制订、修订及优化工作，做到人才培养目标的多元化，其中教学内容的改革是通过课程体系的改革和教材建设来实现的。

以培养学生的综合素质和创新能力为突破口，通过课内试验和课外实践提高学生的实践能力。课程教学应该在保持原有特色的基础上，进行调整与优化，调整教学内容，明确教学重难点，保持教学内容的前沿性。传统的《土木工程材料》教材中，石膏、水泥、砂浆、混凝土等传统建筑材料讲得多，占用了大量的学时，而对新材料、新技术、新的研究成果学时安排的少，课堂安排基本上是了解内容，只做简单介绍或是让学生自学，效果不是很理想。土木工程专业学生学习土木工程材料课程的目的，不仅仅为了选择与使用现有的传统材料，还需要不断地开发认识新型的土木工程材料以满足新的结构需要。要精选教学内容、突出重点、适当加深理论、引入科学发展新成果的教学内容改革，使学生集中精力掌握课程最基本的知识和最基本的能力，提高学生听课的兴趣。既要保证学生学到最必需的知识，打好扎实的基础，又要让学生有一定的时间与精力去独立思考、发现问题和解决问题，利于培养学生的创造能力。

2.教学手段的改进

结合课程的目标和要求，主要以多媒体课件与板书相结合的方式，并配以土木工程材料课程网站资源供学生下载使用。

针对每章内容，研究并自行设计开发内容多样的多媒体课件。具体内容包括：每章课程的目的、上次课重点内容回顾、本次课重难点、课堂中典型例题、课后布置作业内容、综合练习题题目等。为适应未来的要求，也要有选择地及时向学生介绍，以使学生对国内外的材料发展动态有个基本了解，对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。

3.教学方法的改革

根据教学内容的不同，教师通过各种灵活的教学方法完成教学。在选择教学方法中，根据教学任务、教学内容和教学条件等方面考虑。

3.1问题式教学法

每章开篇提出问题，为什么要了解研究？有什么好处？如何研究？一步一步用问题激发学生学习的兴趣，引导学生积极思考，对于相对较大的问题，将其层层分解，变成一系列小问题，引导学生顺着这些小问题，按照课程的进度和主线，层层递进。这样，用问题抓住学生的心思，吸引学生的注意力，使教学逐步向探究式方向发展。授课时每节课留有思考题，供学生预习、思考、查阅资料，总结、讲课时穿插提问、设疑，让学生参与讨论，发表观点，让学生没有走神的机会，保持学生课上精神高度紧张，没有机会分散精力。

3.2案例式教学法

本课程所讨论的基本问题大都是在工程实践的基础上提升和抽象出来的内容，与工程结合紧密。在学习过程中，学生往往因缺乏工程实践知识，缺乏对材料的感性认识而感到学习内容枯燥，影响学习效果。教师可充分利用自己的科研项目，或是现场工程中比较有代表性的建筑材料方面的实例，将理论联系实践。例如讲解砂浆内容的过程中，利用在研的枣庄市科技局项目“环保型耐磨地坪的试验研究”项目，让学生主动查阅资料，参与课题的研究。探讨混凝土配合比设计时，结合一个工程实例，让学生自主计算混凝土配合比，激发了学生学习热情。介绍花岗岩和大理岩的区别与用途时，利用多媒体展示一个外墙装饰工程，采用两种岩石的不同后果，让学生印象深刻，教学效果显著提高。在介绍一门新的材料时，先介绍这种材料在国际国内的发展状况，分析我国在这些方面的优势和差距，激发学生的爱国热情，并增强赶超世界的信心和责任感。

3.3理论教学与实验教学相结合

注重理论教学与实验教学相结合的教学方法是学生学习好这门课程的保障。《土木工程材料》是一门实践性很强的课程，为了增强学生的实际动手能力，通过实验教学活动，采用一定的实验方法验证材料的性质，加深对已学知识的理解和记忆，培养学生的动手能力及分析解决实际问题的能力。

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3.3.1验证性实验

传统的实验方法是验证性实验为主，通过实验教材或实验指导书的要求，按照固定的程序，由指导教师带领学生完成实验的全部过程，由学生操作验证所学知识，加深对材料性质的理解，掌握材料实验的基本方法、实验技能、实验数据的处理分析方法等。验证性实验能够验证理论知识，加深对材料性质的理解记忆，但是验证性实验在实验开始前往往已有了实验结果，本身缺乏探索性和挑战性，学生的兴趣往往不高，实验过程中缺少主动性和积极性，并且在一定程度上限制了学生的主观能动性，不符合当前“培养学生创造性思维”的要求。

因此对于验证性实验教师在实验课中不再讲解，可安排学生自主预习，自主思考，到实验室自主操作，这样学生对材料的实验过程有了很深刻的熟悉过程。

3.3.2综合性实验的设计

本课程是一门实践性很强的课程，为了帮助学生更好的掌握本课程的相关知识，共配有32学时的实验，可适当安排综合性实验，教师只给出题目，由学生设计安排实验方法，实验数据，可以培养学生综合设计实验的能力及创新能力。

学生普遍具有较强的动手操作的欲望，特别是打算研究生深造的学生，对科研项目的实验研究充满强烈的好奇心及创造欲望，组织学生参与教师实际的科研项目，以研究项目的内容为基础，通过查阅资料，提出一定的研究方案及实验方法，即能培养学生的实际动手能力、创造性思维能力，又能提高学生的学习兴趣，提高师生的科学研究意识。

3.4充分发挥土木工程材料课程网络资源的作用

教师把现有的教学资源信息发布到网上，如课程介绍、教学大纲、授课PPT、课后习题答案、历年考题等，学生可随时下载使用，另外，网站还设有讨论区，方便教师辅导答疑，还可以根据学生提出的问题，及时发现和纠正教学中的不足，做出相应的调整与改进，取得更好的教学效果。

4.总结

自2011-2012学年逐步改进和实施改革以来，逐步得到了学生的广泛认可和喜爱，效果显著。在以后的教学中还要加强校內实验实习基地建设，积极寻找各种途径，主动地走出校门，寻求企业和社会的合作与支持，通过校企合作，共同建立学生的实习和社会实践基地，不仅成功解决了学生实习、实践基地的问题，积极参与到企业和社会的生产实践中去，帮助企业和社会解决问题，达到了双赢的效果。

参考文献：

[1]王春阳编.建筑材料（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2013，7

[2]冀晓东.“土木工程材料”课程教学改革研究[J].中国林业教育.2009， 27（6）：58～62

[3]陈志源，李启令.土木工程材料[M].武汉：武汉工业大学出版社，2003，3

[4]张旭贤.土木工程材料课程教学改革研究的探索[J].塔里木大学学报.2010， 22（1）：116～117

基金项目：校级教改项目（YJG12012）

作者简介：张冬梅（1977-），女（汉族），山东枣庄人，枣庄学院城市与建筑工程学院讲师、工学硕士，主要从事土木工程材料方向的研究。E-mail：27374633@qq.com。

土木工程材料课程 篇7

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。

摘要：通过分析《土木工程材料》教学过程中存在的具体问题,提出只有采用多种教学形式,积极进行教学改革,建立综合评价体系,才能取得良好的教学效果,达到培养学习自主、思维创新的实用性人才的目的。

关键词：教学效果,教学形式,教学手段

参考文献

[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.

土木工程材料课程 篇8

1 明确课程知识和技能培养规格, 细化教学标准

高职教育实践中有三个大的难题:一是何谓理论知识“适度、够用”?二是如何达到学生的职业技能满足迅速符合企业岗位要求的水平?三是如何避免因教师水平变动导致授课内容和标准出现较大衰减的危险[1]?我们的做法是:通过本课程在专业课程体系中的定位, 在职业能力分析的基础上, 与实践专家、同行学者共同开发科学、实用、适应我校学生特点的《土木工程材料课程标准》。通过教学日记检查、听课、统一考试等方式检查课程标准的执行情况。

1.1《土木工程材料》课程在专业课程体系中的定位

根据建筑工程技术专业的职业能力, 《土木工程材料》是为培养材料员或见证取样员的工程材料的试验和检测、进场材料的质量控制与验收、工程材料项目管理等能力而设置的核心职业基础课程。

1.2《土木工程材料》课程的职业能力定位

与中职生、本科生相比, 建筑工程技术专业高职生在“材料员”岗位上的职业能力包括专业能力、方法能力 (工作方法、学习方法) 和社会能力 (行为规范、价值观) , 其中, 专业能力的界限是:

(1) 熟知各种材料的技术性能、质量标准、规格、价格、产地、用途, 遵循价廉物美的原则, 合理选择符合特定土木工程项目建筑技术指标要求的材料;

(2) 熟练掌握工程材料的检测方法和标准, 对购入的工程材料实施检测, 确保购入的材料符合建筑工程要求;

(3) 负责进场材料的质量验收、记录、标识工作, 对进场的施工材料实施质量控制, 并使之处于合格状态, 确保工程顺利进行;

(4) 参与土木工程材料质量通病纠正预防措施的初步编制。参与土木工程材料质量大检查及项目质量事故处理分析, 编制整改措施。

2 改革实践教学体系, 实现课程从理论思维培养向能力训练的转变

我们教学团队通过减少验证性实验, 增加设计性和综合性实验, 通过安排创新实验, 通过加强个性化试验数据处理, 通过注重工程应用, 追踪材料新发展, 和结合课外科技活动, 延伸和深化实验教学, 改革实践教学体系, 实现课程从理论思维培养向能力训练的转变。

2.1 减少验证性实验, 增加设计性和综合性实验

传统的实验教学模式主要是一些经典的验证型实验项目, 这种实验项目只是让学生知道该怎么去操作实验设备和验证理论课上学习的知识。对学生实验技能的提高和进行创新性实验毫无裨益, 其后果必然是学生对实验缺乏神秘感和兴趣。设计性和综合性实验的思路是:教师先给定实验要达到的性能指标, 学生根据指标要求进行原材料性能检验和选择, 再进行配合比设计等工作, 并根据每一次的实验结果进行总结和实验调整。具体来说, 学生在实验过程中可按以下四个阶段进行:

(1) 实验准备阶段。根据实验任务和目的, 查阅相关文献资料, 撰写综述以明确重点和难点, 为设计实验方案莫定基础。

(2) 制定方案阶段。初步设计实验方案 (包括:实验原理、实验示意图、实验仪器及材料、实验步骤等) , 经过讨论修改, 确定最合理、可行的实验方案。

(3) 组织实施阶段。根据实验方案, 完成实验操作, 记录实验数据, 并进行数据处理, 最终得到实验结果。

(4) 总结报告阶段。主要是撰写实验报告 (包括:实验结果的可信性;实验设计实施的成败得失、经验教训、心得体会等) 。在整个实验过程中, 教师仅在其重点、疑难环节上起指导和释疑作用。对学生提出的具体实验方案进行审核, 待实验完成后, 由教师组织集中讨论, 对学生的整个实验过程进行点评, 并评定实验成绩。这种新的教学改革, 极大地调动了学生的学习热情和探索求知的愿望。在独立思考、分工合作的实验过程中, 培养了学生实事求是、团结协作、勇于探索、大胆质疑的科学作风, 更有效地激发了学生的创新精神。

2.2 安排创新实验

在完成课内的测验小任务和综合测试项目外, 鼓励学有余力的学生自我设计创新型或研究型实验, 实验本身不以简单的重现已发现的规律为目的, 而在于设计新的系统, 研究新的方法, 运用新型材料、解决实际问题。其效果是:学生的设计能力、创新能力以及分析问题、解决问题的综合应用能力得到极大提高。

2.3 加强个性化试验数据处理

传统的试验报告格式化的特点常常带来千篇一律的弊端, 也给学生互相抄袭带来便利。改革措施是:让学生在传统试验报告的基础上, 根据试验过程中出现的问题、解决问题的方法以及试验结果自行设计个性化的试验报告。如果可能, 再对试验项目的设计提出一些意见建议。改革的效果是:调动学生对试验课的学习积极性和参与程度;培养学生的创新精神;促进教师本身的进步。

2.4 注重工程应用, 追踪材料新发展

土木工程材料是工程建设的物质基础, 因此, 在课程设计中, 设置的材料工程应用案例追踪的作业任务, 要求学生收集本地区以及国内外典型工程中材料应用实例, 撰写案例或制作声像作品, 重点分析材料的组成构造、性能指标与工程应用之间的因果关系。同时, 提醒学生关注新材料、新技术、新标准、新理念的发展, 动态汇集这些信息。在可能的情况下, 让学生到企业生产一线或工程现场进行观摩。这样既体现教学内容的前瞻性和先进性, 也可培养学生的创新思维和自学能力。

2.5 结合课外科技活动, 延伸和深化实验教学

通过指导学生参加科研课题活动, 土木工程材料的实践教学的时间和空间得以延伸。2010年6月份以来, 组织、指导部分学生参与泉州市重点项目课题 (2010G7) 和福建省教育厅课题 (JA11329) 。实践证明:这是一种融知识传授、能力培养、素质教育为一体的有效的教学模式。

3 实施多元化教学方法, 提高理论知识教学环节的学习效果

课程教学团队实施工程录像教学法、实际案例教学法、分析讨论式教学法和启发对比式教学法等多元化教学方法, 理论知识教学环节的学习效果得到明显的提高。

3.1 工程录像教学法

土木工程对“六大员”的工程实践能力的要求, 是全方位的、是体现在建设全过程的。但是, 在目前的土木工程专业教学中, 有限的实践教学环节与亟待加强学生的实践能力形成一对矛盾。为此, 在现有的理论教学中发挥多媒体教学的优势, 利用多媒体课件形象生动、知识量密集的特点, 将大量工程录像、工程实景图片资料适时地插入到课堂教学中, 最大限度地缓解了教学时数少与教学内容多以及缺乏实践教学环节等矛盾。工程录像教学法能使学生不出课堂就可获得最真实、最全面的信息, 极大地拓宽了学生的知识面, 取得最优化的教学效果。

3.2 实际案例教学法

土木工程材料课程是一门实践性很强的学科, 实际工程案例是其教学活动中一项不可缺少的教学材料。以实际案例作为媒介, 把现实的土木工程中的相关问题带进课堂, 让大家对一些实际生活中必须面对的棘手问题进行讨论。从提出问题入手, 鼓励学生进行理论分析, 再将所学理论知识应用于案例分析和计算, 这样, 既能帮助学生很快地理解理论知识, 缩短理论与实际的距离, 又能培养学生对具体问题的分析能力。

3.3 分析讨论式教学法

分析讨论式教学法是在教师的指导下, 以讨论方式完成学生自学、自讲的一种教学方法。通常我们针对一些具有启发性或争论性的问题先让学生展开自由讨论, 然后在教师统一指导下组织大家讨论发言。具体采用两种实施形式:一种是在课前布置讨论话题并提出方向性的问题, 让学生带着问题去看书、查阅相关资料, 然后在上课时组织大家讨论并发言;另一种是在课堂上就某一综合性问题布置思考题, 把全班学生随机分成几组, 进行小组讨论, 由每个小组选出一个代表到台上发言。这样的“教与学”使学生真正成为学习的主人, 教师也在此过程中发现学生学习中的疑难问题, 从而使教学更有针对性。

3.4 启发对比式教学法

对比法就是将具有可比性的两个或多个不同对象进行系统的比较和研究, 得出研究对象的本质、特点和规律。这样做的结果可以大大地提高学生学习的积极性, 使学生主动运用已有的理论基础知识, 对新知识进一步深化理解、强化记忆。

4 构建多形式的课程资源开发渠道, 促进师生授课方式和学习方式的积极转变

4.1 教师开发

目前, 笔者已编著并正式出版了四大系列教材:

(1) 土木工程材料系列:《土木工程材料》、《土木工程材料检测实训》、《土木工程材料工程实践与应用》、《土木工程材料实用技术手册》和《土木工程材料学习指导·典型题解·习题·习题解答》; (2) 建筑水电工程材料系列:《建筑水电工程材料》、《建筑水电工程材料安装操作实训》和《建筑水电工程材料学习指导》; (3) 建筑装饰材料系列:《建筑装饰材料》、《建筑装饰材料安装操作实训》和《建筑装饰材料学习指导·典型题解·习题·习题解答》; (4) 市政工程材料系列:《市政工程材料》、《市政工程材料学习辅导及习题解答》等书籍。

四大系列教材适应了当前国内高等职业院校教学改革的需要, 教材体系新, 教学内容新颖、信息量大、结构合理、叙述严谨、逻辑性强, 教学方法和手段先进, 反映了我们团队近年来在课程建设与改革等方面的最新研究成果和学科最新进展, 是一套高质量、有特色的教材, 具有推广使用价值。

4.2 学生开发

积累源自学生自己的课程资源, 如具有典型意义的创新试验、个性化的试验报告、学生的调研报告、讨论教学时学生准备的讨论稿等, 用于此后的课程教学, 因贴近学生实际而产生亲切感, 也能达到激发后届学生的挑战意识。

4.3 师生互动中开发

在“互动教学”、“对话教学”的过程中也会不断涌现和生成大量课程资源[2]。这种课程资源在教师备课时往往无法预料和估计, 它具有瞬时性的、不可预料性和不可重复性。尤其重要的是学生的“错误”、学生的“差异”也是一种课程资源。因而, 在教学过程中, 即时做好记录已经成为本课程教学团队的工作习惯。这类课程资源的另一重要开发途径是:从历次学生提交的作业中筛选出具有典型意义的 (可能是好作品、也可能是坏作品) 作品, 师生共同评点, 然后整理汇编, 这些可作为经典案例用于历届教学。

5 完善教学设施设备, 为人才培养创造良好环境

5.1 现代教学手段的运用

(1) 精品课程网站的建设:本课程自校级精品课程立项以来, 课程网站已进行三次实质性修改建设, 现在的《土木工程材料》精品课程网站不仅能起到教学示范作用, 更重要的是能成为指导学生主动地、创造性学习的有效平台, 使不同层次的学生通过资源共享, 能够自我完善知识体系。

(2) 多媒体课件的制作:现有制作的《土木工程材料》多媒体课件具有系列化、技术先进、内容丰富、设计精巧、适用面广等特点。每个课件均涵盖本课程的全部教学内容, 内容丰富, 信息量大。精心制作检测实训文件, 150多张工程图片, 丰富了教学内容。将书本和传统板书难以展示的材料检测方法与技巧等内容, 形象、直观地展示出来。通过直观的演示、人机交互、实时操作, 直观、形象、生动地描述教学内容, 结合启发式等教学方法, 促进学生积极思考, 激发学生的注意力和学习兴趣。

(3) 工程录像的收集与制作:目前《土木工程材料》教学采用的工程录像题材涉及古今中外, 如《走近地中海》、《建筑中的庞然大物》、《世界遗产在中国》、《乡土建筑文化》、《中国古建筑:百集文献纪录片》、《为中国而设计:西方建筑大师与中国当代建筑》、《百姓故事:鸟巢》、《青藏铁路》、《混凝土工操作技能》等系列建筑工人操作技能VCD。同时, 课程教学团队借助我校信息传播与策划专业的技术力量, 合作拍摄以泉州市土木工程为题材的工程录像, 这既为本课程提供反映泉州市环境影响的土木工程用料素材, 也为信息传播与策划专业提供了实训机会和题材。

5.2 实验及实训条件

(1) 检测实训室的建设:检测实训作为实践环节中最基本的一环, 相对于课堂理论教学, 具有直观性、实践性、探索性、启发性等特点, 具有课堂理论教学和其它形式教学所不能替代的作用。目前, 我校已投资140万元, 建成“十大”检测实训室——工程材料性能检测实训室、建筑石料检测实训室、砌体材料检测实训室、水泥检测实训室、普通混凝土和砂浆检测实训室、钢材检测实训室、管材检测实训室、沥青检测实训室、沥青混合料检测实训室和功能材料检测实训室。“十大”检测实训室的投入使用, 使得课堂理论教学得到延续、补充和深化。通过检测实训, 不但使学生得到基本实验实训技能的训练, 还培养学生进行科学实验实训的能力, 培养学生实事求是的科学态度, 养成一丝不苟的严谨作风和敏锐的观察力。与此同时, 还可以在设备仪器的整个调试运行过程中影响到学生的思维方法和工作作风, 养成勇于探索, 不怕困难、不怕挫折的良好科学素养。

(2) 校外实训基地建设:校外实训基地是使学生岗位技能形成的必备场所。目前, 已建设的28家校外实训基地, 按双方合作紧密程度不同可分为两种类型:一是27家“协作型”基地。这种基地具有构建成本低, 实训内容多样、真实感强的优点。但稳定性相对较差, 需要专业教师长期不懈地与企业保持联系。二是1家“合作型”基地。2008年挂牌成立建筑工程学院。学院主要建设内容包括:人才培养方案、教学质量标准、双师教学团队、科研团队、校内外实训基地、毕业生就业、建设系统培训中心、技术开发和社会服务等八个方面。学生通过在校外实训基地的生产一线的工作和学习, 熟悉职业标准、行业规范, 了解企业文化, 逐步养成了团队协作能力、与人沟通能力和组织协调能力, 促进了从个体从学生——职业人——社会人的较色转换。

6 特色与创新点

通过以上五个方面的改革与实践, 本课程在以下几方面已处于国内高等职业院校同类课程的领先水平:

(1) 率先构筑了以培养学生正确选材和合理用材能力为目标的理论课程新体系、以培养岗位职业能力为中心的参与式教学新体系和检测实训与实践教学新体系;

(2) 在高职高专院校率先建立了《土木工程材料》课程网站;网站功能强大, 承载着整个课程理论教学和实践教学的各个教学环节、教学内容、立体化教材等, 教学资源丰富, 信息量大。网络课堂可以实现网上学习、网上答疑、网上自测、师生互动、信息发布等功能;

(3) 实施多元化教学方法, 提高理论知识教学环节的学习效果;

(4) 保持教学内容的鲜活性。及时将国内外上最新最前沿的内容引入到课堂教学中, 保证了课程内容的时新性;

(5) 开创了高职高专院校关于《土木工程材料》课程教材立体化的先河。《土木工程材料》特色教材、《土木工程材料》多媒体课件、《土木工程材料检测实训》实训教材、《土木工程材料检测实训》多媒体课件、《土木工程材料工程实践与应用》、《土木工程材料实用技术手册》和《土木工程材料学习指导·典型题解·习题·习题解答》学习辅导教材将陆续上网公布。

摘要：课程教学团队通过细化教学标准、改革实践教学体系、实施多元化教学方法、构建多形式的课程资源开发渠道和完善教学设施设备等方面对《土木工程材料》课程进行教学改革, 取得显著的效果。

关键词：教学标准,实践教学体系,教学方法,课程资源,教学设施

参考文献

[1]张建伟.从传统教学观到建构性教学观——兼论现代教育技术的使命[J].教育理论与实践2001 (, 9) .

土木工程材料课程 篇9

关键词：非材料类《工程材料》,教学方法

《工程材料》是机械类、油气储运、建筑等非材料类学生必修的一门专业基础课。为这些专业开设本课程的目的是:从机械工程的应用角度出法, 阐明机械工程材料的基本理论, 了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系, 介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。使学生通过学写, 在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上, 具备根据机械零件使用条件和性能要求, 对结构零件进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力。

该课程一般作为非材料类学生大学二年级必修专业基础课进行学习, 对这些非材料类学生来讲, 《工程材料》课程类似一门独立的课程, 没有材料类课程的基础也没有后续的专业课程支撑, 在学习中很难提起兴趣, 并且课程中许多知识点都进行了简化, 因此在对该课程进行授课时要注意教学的方式方法。

归纳列表法的大量使用

本课程内容庞杂、头绪多、原理规律多、概念定义多以及理论计算少, 在课堂教学中要注重教学方法多样化。教师应积极引导、循序渐进, 采取多种形式调动学生的学习兴趣。由于定义原理多, 涉及的基本概念较多, 可以采用归纳列表法将相近和相互关联的定义结合在一起为学生进行总结。例如在晶体结构部分可以将体心立方、面心立方和密排六方的主要特征用列表+图例的形式体现出来;在相图部分, 可以将三种基本的共晶相图、包晶相图和共析相图列出, 一目了然三种相图的不同, 让学生了解三种相图从反应母体到生成物上的相似点和不同点。

除去在相关联的知识环节进行归纳外, 教师还要进行章节小结和回顾。纵观本课程的整体结构, 可以由三部分组成, 第一部分为基本理论, 阐述工程材料学的基本概念和基本理论, 其内容为工程材料的结构、组织和性能以及它们之间的关系;金属材料组织与性能的影响因素和规律。在这一部分中大量采用归纳列表法能将课本中看似繁琐复杂的零星知识点汇总成一条便于学生理解记忆的知识线。

多媒体教学的关键作用

对于非材料类学生, 本课程内容繁杂枯燥, 很难引起学生的学习兴趣。因此教学内容应以应用为核心, 以实用、实际、实效为原则, 尽可能多的联系实际。充分利用学校现有的多媒体教室, 为学生用动画和录像的形式演示和说明某些过程和原理, 既能调动学生学习的积极性, 又能将课本纸面上枯燥的内容转化为有声音有图像具体的直观内容, 能加深学生的印象。

例如, 在晶体结构部分, 三种典型的晶格结构中原子排列的位置和晶格结构的特征, 就可以采用flash动画的形式给学生直观演示, 让学生明确体心立方晶格中有一个原子是在立方体的中心, 面心立方晶格中在立方体的每个面上都有一个原子, 同时晶格的名字也是由这些在特殊位置的原子带来的。同时在讲述晶格结构特征时, 涉及到四面体间隙和八面体间隙, 如果只是凭空说明, 学生可能不是非常了解这些间隙的位置, 如果采用动画的形式, 学生就可以直观明确的了解形成四面体间隙和八面体间隙顶点的几个原子是晶格构中的那几个原子。再例如后面第二章中的钢的热处理中热处理的工艺过程和方法都非常具体, 但是从课本纸面上的描述上没有一个非常直观的印象, 但是对工程应用来讲有非常多的实例, 因此在讲述这一部分的时候可以大量采用工程实例录像来给学生演示。

遵循与学生实际专业相结合的原则

学习这门课程的专业很多, 为了提高学生的学习兴趣, 在保证教学计划要求的授课内容的前提下, 应尽量与学生所学的专业相结合。坚持这样的原则多数情况以工程实例的形式出现。这样做不仅仅可以提高学生的兴趣, 还可以作到理论联系实际。

比方说油气储运专业, 他们所学大量的集输管道、站场建设, 学生们以前学到的可能是包括集输管道的铺设, 站场建设标准等等这些, 但是这些管道架设, 站场建设所用到的材料是什么, 在使用过程中可能会出现什么样的问题, 原来可能从来没有考虑过, 在讲授第三章金属材料时, 当讲到不锈钢这一部分时就可以举出大量的油气管线破损的实例, 并引入分析埋地管线和架空管线腐蚀情况的不同, 使学生不仅仅明确不锈钢耐蚀的原理, 并对他们本专业的学习有一定的促进作用。

在例如对车辆专业授课时, 专业设计汽车变速箱齿轮选材, 给定汽车齿轮变速箱使用工况, 让学生选取合适的材料, 并制定该材料的加工工艺路线, 指出该工艺路线中各个加工工艺的目的, 并说明该工艺结束后工件中的组织。

课程教学与试验教学相结合

《工程材料》属于技术基础课, 内容多, 实践性强, 试验教学在课程教学中起着非常重要的作用。试验教学体系以系统的材料科学实验技术理论为主线, 包括实验技能训练和科学方法论的教学任务。可通过开设多种形式、不同层次的实验教学, 对学生进行实践技能的训练。一是课堂演示实验。教师结合所讲授内容, 在课堂上做些简单的演示实验。二是基础实验。根据教学大纲对课程的实验要求, 可安排“金相试样的制备”、“铁碳合金平衡组织观察”、“钢热处理后的显微组织观察及硬度测定”等实验。这些基本实验对学生理解、掌握本课程的基本内容将起到很重要的作用。三是与实践结合的研究型试验。可以根据学生的兴趣不同, 设置简单的研究型试验, 提高学生动手能力, 并与实际情况进行简单的结合。

参考文献

[1]陈曦, 彭光俊, 王志海.《工程材料》课程部件的有序重构.理工高教研究.2006, 25 (6) :119-121.

[2]刘均波.《工程材料》课程教学方法的实践、探讨和思考.潍坊学院学报.2008, 8 (2) :133-135.

工程材料课程教学改革研究 篇10

关键词：工程材料,教学改革,应用型人才

机械工程材料是机械类和近机类专业的必修学科基础课。对学生而言, 课程概念抽象, 术语繁多, 内容相对分散, 学习难度大。如何使学生有效掌握课程重要知识点, 是授课教师的一个重要课题。为此, 需要调整工程材料课程的教学体系, 从教学内容、教学方法和学习评价方法等多方面加以改革。

一、教学体系调整

现有工程材料课程与其他专业课程衔接不够, 有部分教学内容重复。如工程材料的《铸铁》章节和金属工艺学部分重叠, 需从专业培养方案上沟通并合理调整。课程体系改革的原则要坚持“厚基础、宽口径、反应现代、融入前沿、综合交叉、注重实践”。保证适度的材料基础理论知识, 突出工程材料的应用和加工工艺方法, 加强实验和实训等实践性教学环节。处理好课程之间的衔接、分工和配合。避免教学内容的重复和知识点遗漏, 以达到整体优化的目的。

二、教学内容优化

工程材料课程以培养应用型人才为目标, 所以教学内容上适当进行整合和优化。以各专业培养目标为导向, 精心组织相应专业对应的工程材料课件。适当简化课程中过于深奥的理论知识点, 简化复杂的公式推导, 如晶向和晶面指数的确定和标识可简化讲解。要保证教学内容的基础性、实用性和先进性。材料的强度、硬度和塑性、韧性之间的此消彼长的关系是基础性的知识点。从实用性的角度看, 工艺部分对机械和近机类学生非常重要, 重点讲解。如何选用适合材料, 并制定符合条件的热处理工艺流程。热处理章节同样非常重要, 使学生真正理解如何在不改变材料化学成分的前提下改变材料的性能。为保证学生能接受到工程材料学科的前沿科技, 在课堂上要增加对工程材料新工艺和新材料的介绍。如生物医用材料、纳米材料等新型功能材料可简要介绍其性能和应用。同时随着科技的进步和国际化进程的推进, 很多国家标准进行了合并或修订。在教学过程中必须及时对改动部分及时更新。如金属力学性能试验标准中的拉伸试验标准、硬度试验标准有所变动;金属材料中钢分类标准、具体钢牌号的标准等都发生了变动。

三、教学方法提高

1. 理论与实践结合。

从出土的越王勾践剑能锋利到割断头发, 引出功能梯度材料;从古代的铜镜提到锡青铜;从磁悬浮列车讲到超导材料。如此结合, 学生从一个兴趣点进入学习, 对知识点掌握的就非常牢固。

2. 自然科学与人文科学结合。

人类的社会经验、生活哲理是在生活实践中体会总结出来的, 但却与自然科学有着异曲同工之处。例如, 我们在讲解材料结构中发现, 在自然界中绝对没有完美无缺的材料, 因此, 也使人类能够通过热处理、塑性变化、添加合金元素等来改变原有材料的性能。就此, 我们在课堂上引导学生, 做人不要自卑, 因为每个人生下来不可能全知也做不到完美, 我们才有可塑性。通过了解追求强度、硬度就不可能保证塑韧性, 让学生懂得人生也要学会取舍。在课堂上把人文科学与自然科学有机结合, 让学生有切身体会, 学起来不会感到陌生和枯燥。

3. 多媒体与板书结合。

现在的教学即不应该完全是传统的板书教学, 也不该是纯粹的多媒体教学。而应该是结合课程特点的两者有机结合。多媒体课件的设计和制作要参照美国当代教育学家Merrill倡导的首要教学原理的五星教学标准。在课件的设计过程中, 知识点的内容划分和设计上要注重关联性、逻辑性。页面设置避免格局和字体过于花哨。准确适当地运用flash动画、视频录像、图表等, 少量的文字注释要起到画龙点睛作用。

4. 实验环节创新。

工程材料课本身是一门实践性和应用性都极强的课程。实践教学是理论和实践联系的桥梁。本课程的实验部分为铁碳合金平衡组织的观察、硬度测定、碳钢的热处理。合金钢和铸铁有色合金组织显微观察、金相显微组织试样制备为选作实验。实验时学生被动在教师的指导下按照实验步骤完成实验过程。不能通过实验深刻理解材料的成分、组织和力学性能与热处理工艺之间的内在联系。为此, 本文提出改进工程材料实验教学内容。将实验内容设置为必做基本实验、选作综合实验和演示实验三部分。金相显微组织试样制备和硬度测定为必做实验。目的是培养学生的动手能力和实验技能, 掌握本课程的基本内容, 为综合实验打下必备的实验基础;碳钢的热处理为学生的选作实验, 学生可在一定范围内自选工程材料自主制定热处理工艺实验方案。在教师的指导下讨论确定实施方案并完成实验。综合性实验可极大地提高学生学习主观能动性, 激发其创新意识, 培养他们的创新能力。铁碳合金平衡组织、合金钢和铸铁有色合金组织显微观察为演示实验。学生通过显微镜观察金相组织, 进一步认证组织结构的表象和内部的关系。

5. 网络教学平台建设。

网络教学的教学模式可以实现人机互动, 师生互动。使学生减少学习压力, 自主安排学习时间。解除时空束缚, 拓展课堂空间, 开阔思维方式。形成课堂教学、试验、自主学习及复习的开放、灵活的教学环境。具有推动教学改革、提高教学质量的重要意义。

四、学习评价方法改进

改变以往工程材料课程考核集中在期末, 一卷定成绩的古老方法。在学习评价方法上做了如下改革。课堂提问10分、作业10分、试验30分、开卷考试30分 (主要考察学生查询金属手册获得不同工程材料牌号与性能及对应工艺的能力) 、报告20分 (通过查询文献总结出自己感兴趣的一种材料, 表达清楚其材料特性及应用前景) 。实践证明这种考核方式的改进很受学生欢迎。学生学习压力降低, 学习效果反而上升, 学习主动性极大地增强。

工程材料作为机械和近机类专业的主要学科基础课, 在工科院校课程设置中一直占有重要的地位。本文从课程体系调整出发, 分别在教学内容、教学方法和考核方式等多方面加以改进和创新。以期培养出面向实际的应用型人才。

参考文献

[1]徐建军.《机械工程材料》教学改革与实践[J].沈阳农业大学学报 (社会科学版) , 2008, 10 (3) :340-342.

[2]顾兰智, 庞思红.《工程材料》课程教学中哲学思想的体现与运用[J].职业时空, 2007, (7) :34.

[3]顾兰智, 庞思红, 肖志英.工程材料课程相关国家标准的变动及教学对策[J].机械职业教育, 2012, (1) :62-64.

[4]M.DavidMerrill, 盛群力, 马兰.首要教学原理[J].远程教育杂志, 2003, (4) :20-27.