教學(xué)實(shí)踐中的土木工程材料論文

　　一、教師的工程實(shí)踐科研項目與教學(xué)實(shí)踐的有機結合

　　1.混凝土耐久性實(shí)驗方案設計

　　在土木工程材料耐久性實(shí)驗課安排中，結合授課教師的浙江省自然科學(xué)基金項目“荷載、碳化和氯鹽耦合作用下混凝土細微觀(guān)結構演變及對離子傳輸影響”，指導學(xué)生選擇目標混凝土配合比，確定混凝土強度后，還需確定混凝土加載方案。土木工程材料課程的第四章所提到的混凝土耐久性對象是無(wú)荷載作用下混凝土耐久性，因此在設計試驗方案時(shí)，授課教師講解實(shí)際土木工程混凝土構筑物在服役期間均在受荷狀態(tài)，只有考慮受荷混凝土耐久性才與實(shí)際工況相吻合。學(xué)生根據實(shí)際工況提出軸壓荷載和彎拉荷載兩種工況形式。那么為了測試受荷狀態(tài)混凝土耐久性又該如何進(jìn)行加載呢？對此，可以組織學(xué)生分組討論，得出了加載方案，在此基礎上再確定試驗混凝土加載程度，然后進(jìn)行混凝土耐久性測試。此環(huán)節增強了學(xué)生對書(shū)本知識的理解，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。

　　2.泡沫混凝土澆筑實(shí)驗設計

　　在土木工程材料成型實(shí)驗課教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)授課教師的國家星火計劃項目“農作物廢棄物新型保溫建材制備技術(shù)集成與示范”，參與現場(chǎng)施工環(huán)節可以讓學(xué)生明確泡沫混凝土澆筑、養護與普通混凝土有何不同，分別注意哪些問(wèn)題，具體涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知識。比如，在測定泡沫混凝土立方體抗壓強度的標準值時(shí)，標準試塊的制作、養護、齡期、加載方式，泡沫混凝土的導熱系數與強度之間的關(guān)系，以及減少泡沫混凝土收縮開(kāi)裂的措施等。與此同時(shí)，可要求學(xué)生查閱有關(guān)保溫材料施工技術(shù)的文獻，以拓展知識面。

　　3.鋼筋的加載實(shí)驗

　　在鋼筋教學(xué)實(shí)驗中，可以采用逐級加載方式，對鋼筋施加荷載，指導學(xué)生如何使得鋼筋強化。首先未加荷載的鋼筋進(jìn)行試驗，學(xué)生從中了解了鋼筋在拉伸過(guò)程中經(jīng)歷了彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段四個(gè)階段，然后要求學(xué)生把一根鋼筋拉伸到強化階段的任何點(diǎn)后卸載，再對此鋼筋進(jìn)行拉伸試驗，學(xué)生可以發(fā)現鋼筋的屈服點(diǎn)提高了。那么在實(shí)際工程中采用這種工藝會(huì )起到何種效果？通過(guò)現場(chǎng)實(shí)驗學(xué)生了解了鋼筋強化的過(guò)程及作用。另外，根據項目研究需要，為了提高鋼筋防銹能力，是在鋼筋強化前做防銹措施，還是在鋼筋強化后做防銹措施？把這些問(wèn)題作為課后大作業(yè)，使學(xué)生進(jìn)行充分討論。在探討的基礎上，授課教師對各種結果進(jìn)行分析總結，最后確定具體的實(shí)驗方案。

　　4.試驗結果分析

　　在進(jìn)行實(shí)驗課程教學(xué)改革后，學(xué)生研究性試驗結束，授課教師指導學(xué)生對實(shí)驗結果進(jìn)行數據處理。分析結果對比《土木工程材料》教材的課堂教學(xué)的基本理論，從而可以進(jìn)一步改革實(shí)驗教學(xué)內容，對實(shí)驗結果與實(shí)驗數據進(jìn)行不同側面深入分析，比較各自的結果。通過(guò)分析比較可以提高學(xué)生對土木工程材料理解程度。

　　二、實(shí)踐過(guò)程中必須結合土木工程材料課程實(shí)驗教學(xué)

　　將工程實(shí)踐科研活動(dòng)融入到土木工程材料實(shí)驗教學(xué)，必須做到以下幾點(diǎn)。

　�。ㄒ唬�學(xué)生參與科研項目與土木工程材料實(shí)驗課程要匹配

　　學(xué)生參與科研項目必須與土木工程材料實(shí)驗教學(xué)相匹配，二者要有機結合，只有在相應實(shí)驗課程的基礎上，融入相關(guān)的工程實(shí)踐科研活動(dòng)，才能促使學(xué)生去沉下心思考問(wèn)題。授課教師指導學(xué)生查閱相關(guān)資料，探索解決問(wèn)題的方法，通過(guò)這一系列培養，學(xué)生的科研能力、實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力會(huì )有大幅度提高。通過(guò)實(shí)踐，我們認為土木工程材料課程的培養模式，必須強調學(xué)生實(shí)踐能力的培養，而實(shí)踐能力不僅需要學(xué)生掌握土木工程材料的理論知識，而且更重要的是學(xué)生利用所學(xué)的土木工程材料理論知識在實(shí)踐過(guò)程中善于發(fā)現新的材料和新工藝。為了達到這一目標，授課教師在制訂課程培養方案時(shí)，相應縮短課程基礎理論課時(shí)，適當增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節課時(shí)，更重要的是要在實(shí)踐過(guò)程中注重授人以“漁”，注重授于學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，指導學(xué)生自我更新知識的能力。

　�。ǘ�）學(xué)生參與的科研任務(wù)要與學(xué)生的能力相匹配

　　學(xué)生參與科研項目必須與學(xué)生的知識水平和能力相匹配，所布置的科研實(shí)驗不要使學(xué)生感到難度較大，無(wú)從入手，這樣的教學(xué)效果也難以達到預定教學(xué)計劃的目的。將工程實(shí)踐科研項目融入到土木工程材料實(shí)驗課程，授課教師在課外花更多精力進(jìn)行指導，并提供試驗的場(chǎng)所和實(shí)驗條件，使學(xué)生從中受益。反之，如果授課教師所布置的科研實(shí)驗難度不大，就會(huì )使學(xué)生錯誤地認為科研實(shí)驗并不復雜，從而失去對科研實(shí)驗的興趣。因此，授課教師在制定土木工程材料實(shí)驗課的教學(xué)計劃時(shí)，必須注意科研實(shí)驗難度的合理安排。土木工程材料課程的教學(xué)計劃改革主要是強調學(xué)生實(shí)踐能力的培養，但并不是弱化基本概念的學(xué)習。目標是強化學(xué)生實(shí)踐能力的培養，在增加實(shí)踐環(huán)節的同時(shí)適當地壓縮了課堂教學(xué)時(shí)間，但基本概念教學(xué)內容不減少。在土木工程材料課程教學(xué)計劃制定的同時(shí)，兼顧基礎理論課時(shí)和實(shí)踐訓練的教學(xué)課時(shí)，將理論教學(xué)與科研實(shí)驗互相融合、互相補充。為了達到這一目標，項目組將實(shí)踐教學(xué)課時(shí)從原先的30%提高到50%，課程考核實(shí)驗實(shí)踐占50%，期末考試50%。

　�。ㄈ�）學(xué)生參與的科研活動(dòng)要合理組織

　　教學(xué)與科研的性質(zhì)畢竟不同，有時(shí)二者之間會(huì )有沖突，授課教師就要根據教學(xué)內容，合理地安排相應的科研實(shí)驗，使教學(xué)內容與工程實(shí)踐科研活動(dòng)相協(xié)調，使學(xué)生參與到教師的科研實(shí)驗中來(lái)，以促進(jìn)學(xué)生掌握課堂知識，并形成學(xué)生在掌握課堂知識的同時(shí)又提出新的科研實(shí)驗的良性循環(huán)。土木工程材料課程所培養的學(xué)生是面向各類(lèi)設計院、施工企業(yè)、監理企業(yè)、建筑材料制造企業(yè)、造價(jià)咨詢(xún)企業(yè)，其必須具備解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。本專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后在從事道路、橋梁及建筑工程的設計、施工、監理及檢測過(guò)程中，必須具備土木工程材料基礎知識及工程實(shí)踐能力，因此，制定土木工程材料課程教學(xué)計劃時(shí)，應著(zhù)重從培養學(xué)生運用理論知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力出發(fā)，使學(xué)生畢業(yè)后能盡快地適應企業(yè)的生產(chǎn)和施工節奏。為了達到這一目標，授課教師在講解基本概念時(shí)結合工程實(shí)例，并輔以教師的科研成果，如有一年輕教師應用“鋼筋在環(huán)境———應力耦合作用下的銹蝕特征及演化規律（51008276）”國家自然科學(xué)基金項目把鋼筋與混凝土二個(gè)實(shí)驗合一起，指導學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中了解鋼筋在銹蝕過(guò)程中對鋼筋混凝土性能的影響，鋼筋在銹蝕后受力截面減小、混凝土銹漲開(kāi)裂，導致鋼筋和混凝土力學(xué)性能下降，從而把混凝土和鋼筋二種材料串在一起，讓學(xué)生能更深入地理解課堂理論與概念，而在教學(xué)過(guò)程中，年輕教師也由此積累教學(xué)經(jīng)驗。

　　三、結語(yǔ)

　　筆者敘述了如何將工程實(shí)踐科研項目融入土木工程材料課程實(shí)驗教學(xué)改革實(shí)踐中，教學(xué)效果表明，在土木工程材料教學(xué)過(guò)程中，將授課教師工程實(shí)踐科研內容與實(shí)驗教學(xué)有機結合，指導學(xué)生參與授課教師工程實(shí)踐科研活動(dòng)，學(xué)生不僅對課堂教學(xué)內容有了更深的理解，而且激發(fā)了學(xué)生對學(xué)習的興趣，提高了學(xué)生創(chuàng )新的欲望，達到了土木工程材料教學(xué)計劃的教學(xué)目標。

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