《土木工程材料》课程主动学习模式研究与实践

1、土木工程材料 课程主动学习模式研究与实践土木工程材料是土木工程一门重要的专业基础课,教学内容包括课堂教学和实验教学两部分 , 主要内容包括土木工程材料的组成、生产过程、技术性能、质量检验以及应用等基本知识。由于土建类专业及土木工程材料课程特点 , 学生在学习这门课时往往不够重视 , 通常认为只要学好几大力学及专业课就够了 ; 其学习方法也有待改进 ; 另外由于该课程描述性内容较多 , 理论推导及计算部分较少 , 一定程度上影响了学生的学习兴趣。为了提高教学质量、培养自学能力 , 使学生能更好地学习本课程 , 本文对土木工程材料课程的教学方法进行探讨。在教学和实践环节中 , 宜采用灵活多样的教学

2、形式、主动学习策略 , 激发学生主动性和自发性 , 贯穿 PBL思想、启发式方法引导学生主动学习。旨在让学生熟练掌握土木工程材料理论 , 为学习建筑、结构、施工技术、施工管理与工程预算等后续课程提供必要的基本知识 , 通过工程实例与教学试验相结合培养学生实验操作技能和动手能力 , 以及主动思考的能力 (见图 1)。一 土木工程材料课程及学生特点1. 实践性强土木工程材料接近工程实际, 与基础理论课程不同, 它是对具体的现象或结构进行简化、抽象 ; 由于很多学生没有机会到施工现场去见习实践 , 不能形成直观的印象 , 使得在教学的过程中容易造成理论与实际脱节。2. 课程内容庞杂 , 材料品种多、

3、各材料自成体系 , 各章节横向联系不显著课程逻辑运算和理论推导少 , 各章节缺少有机联系 , 而叙述性内容多 , 要求学生具有分析、论证、归纳和总结的能力 , 因而学生在学习土木工程材料课程时常常感到枯燥乏味,缺乏学习兴趣。3. 与先修和后修课程联系紧密且知识综合性强对于复杂的工程问题 , 需要广泛的知识和综合能力 , 因此对学生归纳总结和自学能力要求较高。而本课程是基础课,一般在大二上学期开设, 学生从高中升入大学后普遍不能适应大学的教育方式, 动手能力和自学能力都比较差, 传统的理论讲授式教学, 学生听不懂、不理解, 容易失去学习兴趣。二 课堂教学方法及策略针对上述课程和学生特点, 本文提

4、出在教学和实践环节中 , 采用灵活多样的教学形式、主动学习策略 , 激发学生主动性和自发性 , 贯穿 PBL教学思想和启发式教学方式 ; 同时在课堂理论教学和实践教学中 , 调整教学内容 , 突出章节中的依赖关系 ; 在实践中 , 让学生多动手激发学生兴趣 , 从课堂走向实际工程 , 提出实际问题 , 启发学生思考 , 培养学生解决实际问题的能力和严谨、实事求是的学风。1. 调整教学内容 , 明确教学重点由于土木工程材料种类繁杂 , 各章节自成体系 , 缺乏有机联系 , 传统的“满堂灌”的教学模式使得学生一个学期结束后对材料没有一个很好的掌握 , 因此把握好教学内容的衔接和互为依赖的内在联系极

5、为重要。在教学中要对教材内容进行有益的深化和适当的扩展或删减。在内容扩展上把当前的新材料、新技术、新标准、新规范、新观念、新政策法规和本学科发展动态及时充实到教学中来 , 使教学内容有一定先进性。在讲课时结合身边和国内外发生的相关重大事情, 联系到土木工程材料, 引导学生进行思考。如把地震灾害引起的房屋倒塌 , 引申到建筑结构的选用 , 进而到如何选用材料 , 以及震后的重建加固处理怎么选用材料 , 从而促进学生自主学习和独立思考问题的能力,提高综合素质和教学质量 , 培养学生对土木工程材料的兴趣 , 为建筑业的发展准备应用型人才。土木工程材料 主要研究各种材料的制造工艺、组成、物理力学性质、

6、检验方法、保管及应用等 , 而学习这门课程目的重在应用 , 材料的性能决定应用范围 , 而性能主要由材料的组成、结构和构造决定 , 且受外界因素影响。因此结合专业特点和社会需求 , 土木工程材料课程应把水泥、混凝土、钢材、防水材料作为教学重点 , 而各种材料的重点应放在材料的组成、结构与性能、性能与应用的关系上, 并考虑外界因素的影响。因此, 在讲授时应突出内容设置上的内在联系,贯穿启发式思维 , 突出内容之间的并列、因果、依赖关系 , 给学生理清教学思路 ( 见图 2) 。2. 讲好绪论课 , 唱好“开场白”(1) 整体把握课程内容。每门课程的第一堂课都是十分重要的 , 土木工程材料课程也不

7、例外, 这是老师与学生在课堂上的第一次正式见面。它关系到学生对教师的印象 , 对这门课程的学习兴趣 , 对老师能否讲好这门课程的信心 , 以及后续课程内容的教学效果。所以 , 教师应该给学生一份厚重的“见面礼”唱好“开场戏” , 讲好第一堂绪论课 ,激发学生的学习兴趣和求知欲望。为此, 第一堂课要明确课程目标 , 目标既不能太高 , 打消了学生的学习信心 , 又要完成课程设置的内容。教师要努力做到授课内容丰富、充实 , 结构严谨、合理 , 能灵活、巧妙地运用各种不同的教学方法 , 语言清晰、 简练、准确、生动。总之 , 要能够激发学生的思维活动 , 引起学生的求知欲 , 使其爱听、想学。(2)

8、 提出启发性问题 , 让学生思考。从世界上著名的建筑物、成功与失败的工程案例出发 , 增加学生感性认识 , 由浅入深 , 深入浅出 , 让学生认识到课程的重要性 , 激发学习兴趣 ,培养学生的创新能力, 以及严谨、实事求是的工作作风, 树立必须学好土木工程材料以及做一名优秀土木工程师的坚定信念。3. 提出问题、激发思考、调动积极性兴趣是人们积极探究某种事物的认知倾向, 是学习和研究的驱动力 , 保持独立、持续的探究兴趣 , 是一个人在学生时代乃至长大成人后发现问题、解决问题、有所创新和成就的重要心理品质。 1传统的教学思想比较注重教师对活动的决定作用 , 轻视学生在学习活动中的主动性、积极性

9、, 课堂上往往是“一言堂” , 学生被动的灌输 , 学生的自主性、积极性往往被抹杀 , 起不到好的教学效果。根据国内外目前倡导的主体性教学思想 , 强调教师通过启发、引导学生内在的教育需求, 培养学生自主的、能动的、创造性地进行认知和实践活动。因此, 教学过程中必须提高学生在课堂教学中的地位 , 学生是学习的主体 , 让学生思考并主动学习。因此在课堂讲授过程中 , 应适当穿插提问、设疑 , 启发学生主动地、积极地进行正确思维 , 同时鼓励学生随堂提问 , 让学生参与讨论 , 发表观点 , 这样一来 , 既活跃了课堂气氛 , 又激发了学生的学习兴趣 , 培养他们分析解决实际问题的能力。比如 :

10、为什么一楼的房间往往潮湿 ?如何处理潮湿问题 ?通过设疑、讨论方式加强学生的学习积极性, 活跃课堂气氛。又如在讲水泥标准稠度和标准稠度用水量的概念时, 由于这个概念比较抽象 , 学生理解起来比较难, 那么就要求学生通过自己结合课内实验理解这个概念, 这样也激发了学生动手做实验的兴趣。4. 理论联系实际、结合工程实例讲述(1) 发挥多媒体教学直观生动的优势。多媒体教学具有直观生动的优点 , 因此在教学中可以充分利用。在课堂教学中准备大量工程图片, 让学生直观地认识到实际工程中存在的问题 , 激发学生思考。(2) 通过图片使理论联系实际。土木工程材料是一门实践性相当强的学科 , 以实际案例作为媒介

11、 , 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讨论 , 能帮助学生很快地理解理论知识 , 缩短理论与实际的距离 , 培养学生对具体问题的分析能力。例如 , 在讲授混凝土耐久性一节内容时 , 我们以若干工程事故为例 , 首先介绍工程事故概况 ,然后让学生分析讨论工程中事故可能发生的原因、处理及预防手段 , 而最后案例讨论的总结由教师来完成 , 教师在案例讨论的总结中先指出学生存在的不足 , 然后对学生进行补充、归纳与提高性的讲授 , 使教师成为课堂教学的组织者、指导者

12、, 而不仅仅是知识的灌输者和课堂的主宰 , 形成了既发挥教师指导作用 , 又充分体现学生学习主体作用的新型教学结构。三 强化实验教学 , 学用结合课堂教学激发学生动脑( 思考 ) 、动口 ( 去讲 ), 实践课激发学生的实际动手能力。通过实验教学活动, 可以验证已学材料性质 , 加深对已学知识的理解和记忆, 培养学生动手能力以及分析解决实际问题的能力。通过课堂教学与实践相结合 , 提高学生的综合能力。1. 让学生带着问题做试验在课堂上把一些问题留下来, 让学生带着问题做实验,激发学生思考与动手的兴趣。如在混凝土粗细骨料基本性质的测定时怎样测定密度?含水率如何影响材料的性质?实际中怎样用最简单的

13、方法判定材料是干燥、饱和面干或是湿润?这样的问题在理论教学中可以预留给学生, 让其思考 , 在实验课程进行验证或解决。2. 实践中 , 让学生动手 , 激发学生兴趣 , 从课堂走向实际工程 ; 提出实际问题 , 启发学生思考为了取得更好的教学效果 , 实验课教学方法上可采用设计性选题实验、开放式实验 2 、多方案实验等。如设计性选题实验 , 老师可以给定几种不同的原材料 , 要求配制不同强度等级、不同性能的混凝土 , 老师只规定实验任务和要求 ,提供原材料和实验设备, 由学生自行拟订实验方案, 独立实验、分析处理数据、编写实验报告。同时, 在实验内容安排上也作改进 , 把几个有关的实验与习题内容结合起来, 成为一套完整的、有连贯性的综合性实验。例如 , 把砂、石实验与混凝土实验及混凝土配合比计算结合在一起。学生通过实验 , 不仅能验证已学的材料性质 , 而且还能锻炼动手能力 , 培养分析问题、解决问题的能力。 3四 结论本课程的教学采用灵活多样的教学形式、主动学习策略 , 激发学生主动性和自发性 , 贯穿 PBL思想、启发式方法引导学生主动学习。采取理论与