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土木工程材料教学模式探讨

2019-08-31 09:05 来源:土木工程论文 人参与在线咨询

摘要:土木工程材料是土木工程领域发展迅速、潜力巨大的专业方向,在土木工程领域举足轻重。学好《土木工程材料》课程,对土木工程专业学生专业理解力的培养以及未来职业发展意义重大。但是实际教学过程普遍存在的各种问题,使教学效果受到影响。本文总结分析了教学过程中存在的主要问题及其原因,并以兴趣培养为目标对如何提高《土木工程材料》教学效果进行了探讨。

关键词:土木工程材料;交互学习;主动性;兴趣培养

土木工程行业是我国国民经济的支柱产业,我国建筑企业达8万余家,从业人数十分庞大,而且每年都有大量的高校毕业生进入工作岗位。目前,我国重大超高层建筑、地下工程、海洋工程、水工工程等不断涌现,技术难度越来越大,这使得土木工程领域专业划分过细,学生知识面过窄问题日趋凸显。土木工程材料作为土木工领域的基础学科,涉及材料的组成、结构、性能、维护等各个方面,如何提高学生的学习效果,为成为复合型人材夯实基础具有重要意义。我国本科教育规模已经世界第一,但是与国际先进水平还有明显差距[1]。近年来我国对本科教学质量越来越重视,提高教学质量,关键在于有效教学[2,3]。

一土木工程材料课程教学存在的问题

(一)重视程度不够导致学习兴趣不高

兴趣是最好的老师,所有的方法都离不开兴趣的培养,从某种意义上来说,兴趣即是方法[4,5]。学习的兴趣与成绩正相关[6]。目前,相当一部分土木工程专业学生只关注力学、结构设计、设计与分析软件等课程,对《土木工程材料》没有足够的重视,很多学生学习《土木工程材料》存在“混”的现象,甚至有些成绩优秀的学生在《土木工程材料》课上做《结构力学》作业、看《混凝土结构设计》辅导书等等,笔者了解到的多数土木工程专业学生对常规土木工程材料缺少基本的了解,甚至毕业生设计不出合理的砂浆、混凝土配合比,更不用说砂浆、混凝土拌合物试配与调整。土木工程材料在很多学生眼里中只有脏、累、无技术含量。毫无疑问,知识体系的不健全会严重制约未来工作能力的发挥,也越来越难以适应工程难度越来越复杂的土木工程发展趋势。

(二)网络、手机“玩物丧志”

网络、电脑、手机技术的迅猛发展给人们带来极大便利的同时,也带来了很多不利影响,大量大学生宅在宿舍、网吧追剧、浏览网页、打游戏,甚至课堂上玩手机现象普遍存在。各种不利因素的影响导致高等教育质量正逐年下降。不可否认影视剧、网络信息、游戏在满足人们物质和文化生活需求中的积极作用,但凡事物极必反,尤其课堂玩手机现象,严重影响学习质量。解决课堂沉迷网络、手机现象依靠授课教师解决是不现实的,一是每节课有大量教学任务,频繁干预玩手机现象势必影响授课节奏;二是授课教师除了乏力的说教外,基本无技可施;三是学习是辛苦的积累过程,实难比影视剧、游戏更有娱乐性,更能吸引注意力。

(三)教学形式单调,吸引力不足

目前《土木工程材料》主流授课形式为PPT课件和教师讲解相结合的形式,教师在课堂上以讲解基本概念、基本性能为主,授课难度基本属于科普水平。这种形式的优点是授课进度有保障,但是《土木工程材料》是实践性较强的课程,如果只是在课堂上讲解各种材料的相关知识,学生难以对各种材料有深刻的印象,基本上考完试就逐渐淡忘。而且有一些知识只靠讲解是无法让没有经验基础的学生理解的,比如,水泥安定性问题,课堂讲解只能让学生对其有肤浅的了解,如果指导学生在实验室分别制备不同f-CaO、f-MgO、石膏含量的水泥,学习化学组成与矿物组成分析,通过查询相关标准规范掌握检测f-CaO、f-MgO、石膏含量是否符合安定性要求分别采用的检测方法,通过检测分析明确f-CaO、f-MgO、石膏含量分别达到多高时会出现安性不良,最后回归课堂,教师讲解为什么采用不同安定性检测方法的原因。通过完整的实验辅助会比单纯的课堂讲解更能使学生掌握相关知识。

(四)教师自身专业水平不高

给学生一杯水,教师要有一桶水。但是,严峻的“唯SCI论文论”的生存环境使相当多的高校教师成为“SCI论文”职业写手,甚至有教师把绝大部分精力投入到SCI论文写作上,实际的土木工程材料技术、工程经验一穷二白,更轻视工程经验技术的学习积累。这类没有实际专业技术的“理论家”讲授《土木工程材料》也只能照本宣科,流于表面。

二土木工程材料课程教学模式的改进思考

(一)通过专家讲座,开拓视野,全面了解土木工程专业

土木类学院可以邀请工程实践经验丰富的工程技术专家参与教学,通过专题讲座、学术沙龙等形式,让在校学生提前了解一些重大工程的结构、材料、施工、维护等各个环节的实际技术,培养学生对土木工程材料的正确认知。同时,工程技术专家可以将一些常见工程问题作为案例作业,由学生通过所学的理论知识对常见工程问题做出原因分析和解决方案,从而锻炼学生的解决实际问题的能力。

(二)打破课堂填鸭式教学,开展研究式教学

前文提到,单纯的PPT结合教师讲解的方式不能做到“因材施教”,尤其对于《土木工程材料》这类实践性较强的课程存在很多不足,不能使学生对所学知识产生深刻理解,从而影响学习兴趣。既然《土木工程材料》强调实践性,则开展研究式教学,让学生尽可能多通过科研实践学习相关知识,会有一定的积极效果。例如,在《土木工程材料》中选取重点材料,设计多个研究题目,将每班同学分为几个科研小组,每小组在教师指导下执行1~2个题目的实验研究,比如特种混凝土这一章中,可以设计“原材料对清水混凝土性能的影响研究”“脱模剂与模板对清水混凝土表面性能的影响研究”“清水混凝土施工与维护技术研究”等题目交由不同小组进行实验。教师指导学生针对所选题目确定实验内容、原材料、实验方法,并在教师监督下执行实验,并对实验过程中出现的问题及时给予解答或指导学生搜集资料自行解决,并对有畏难情绪的学生主动引导、积极鼓励,使学生在感悟、体验中获得新知[7]。各小组实验完成后,由教师指导学生完成数据分析、报告撰写,由教师根据小组成员认真态度、实验完成度、报告撰写水平等各条目分别打分并给出总评成绩。各小组将各自的实验进行班内汇报,实验报告班内共享交流。

(三)多渠道交互式学习

目前学习渠道多元化,如网络课程、手机APP、精品课程视频等等,这些学习资源具有形式多样、学习时间灵活、共享性好等特点,为学生自主学习提供了极大方便,教师授课不必局限于课堂的45分钟,可以在每节课中留下一些小问题,由学生通过各种学习渠道自动学习,在下次课开始10~20分钟内由学生汇报问题解决情况,或提交纸质作业。通过多渠道交互式学习,提高学生的自主学习能力。教师通过教学平台将课件、作业、视频等教学资料上传到网络教学平台上,供学生自主选择时间自学,并将作业完成后上传到网络平台由教师批改,对于自学过程中遇到的问题在平台上提出,教师及时给出解答,并且解答的问题对班级成员共享。

(四)虚拟仿真教学

由于时间和实验条件限制,不可能所有的教学环节都通过实际的实验提高学习效果,一些实施难度大、实验周期长的教学内容,比如海工水下不分散混凝土材料制备与耐久性实验,可以通过动画技术设计虚拟仿真视频,将整个过程分为原材料选择、海工水下不分散混凝土配合比试配与调整、混凝土构件养护、人工海水组成设计、环境因素设计(光照、温度、气体环境)等,每个环节均设计多个选项,由学生选择,并在动画界面上给学生列出指导建议,及时纠正学生做出的错误选择,最后虚似仿真课程根据学生的选择,演示不同阶段混凝土的性能变化情况、多因素对混凝土的劣化侵蚀情况。

参考文献

[1]罗启.大学教师课堂教学有效性研究[D].荆州:长江大学,2010.

[2]宋秋前.高校有效教学的实施策略[J].教育发展研究,2011,(5):74-77.

[3]姚小萍.引导学生自主学习教学策略的研究[D].福州:福建师范大学,2002.

[4]路平.“兴趣”即是“方法”—中师(五年制师范)美术专业素描教学探讨[D].济南:山东师范大学,2005.

[5]薛小丽.西方近现代兴趣教学思想研究[D].重庆:西南大学,2008.

[6]王妹妹.基于学习兴趣的教学过程优化[D].杭州:浙江师范大学,2007.

[7]张自礼.弹性教学模式下学习兴趣与学习成绩的相关性研究[D].天津:天津师范大学,2007.

作者:张鸣 李想 杜保聪 单位:扬州大学

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