教學(xué)實踐中的土木工程材料論文

　　一、教師的工程實踐科研項目與教學(xué)實踐的有機結(jié)合

　　1.混凝土耐久性實驗方案設(shè)計

　　在土木工程材料耐久性實驗課安排中，結(jié)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(xì)微觀結(jié)構(gòu)演變及對離子傳輸影響”，指導(dǎo)學(xué)生選擇目標(biāo)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荷載作用下混凝土耐久性，因此在設(shè)計試驗方案時，授課教師講解實際土木工程混凝土構(gòu)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際工況相吻合。學(xué)生根據(jù)實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(chǔ)上再確定試驗混凝土加載程度，然后進行混凝土耐久性測試。此環(huán)節(jié)增強了學(xué)生對書本知識的理解，鍛煉了學(xué)生的動手能力。

　　2.泡沫混凝土澆筑實驗設(shè)計

　　在土木工程材料成型實驗課教學(xué)過程中，通過授課教師的國家星火計劃項目“農(nóng)作物廢棄物新型保溫建材制備技術(shù)集成與示范”，參與現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生明確泡沫混凝土澆筑、養(yǎng)護與普通混凝土有何不同，分別注意哪些問題，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(biāo)準(zhǔn)值時，標(biāo)準(zhǔn)試塊的制作、養(yǎng)護、齡期、加載方式，泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)與強度之間的關(guān)系，以及減少泡沫混凝土收縮開裂的措施等。與此同時，可要求學(xué)生查閱有關(guān)保溫材料施工技術(shù)的文獻(xiàn)，以拓展知識面。

　　3.鋼筋的加載實驗

　　在鋼筋教學(xué)實驗中，可以采用逐級加載方式，對鋼筋施加荷載，指導(dǎo)學(xué)生如何使得鋼筋強化。首先未加荷載的鋼筋進行試驗，學(xué)生從中了解了鋼筋在拉伸過程中經(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后卸載，再對此鋼筋進行拉伸試驗，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)鋼筋的屈服點提高了。那么在實際工程中采用這種工藝會起到何種效果？通過現(xiàn)場實驗學(xué)生了解了鋼筋強化的過程及作用。另外，根據(jù)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？把這些問題作為課后大作業(yè)，使學(xué)生進行充分討論。在探討的基礎(chǔ)上，授課教師對各種結(jié)果進行分析總結(jié)，最后確定具體的實驗方案。

　　4.試驗結(jié)果分析

　　在進行實驗課程教學(xué)改革后，學(xué)生研究性試驗結(jié)束，授課教師指導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理。分析結(jié)果對比《土木工程材料》教材的課堂教學(xué)的基本理論，從而可以進一步改革實驗教學(xué)內(nèi)容，對實驗結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行不同側(cè)面深入分析，比較各自的結(jié)果。通過分析比較可以提高學(xué)生對土木工程材料理解程度。

　　二、實踐過程中必須結(jié)合土木工程材料課程實驗教學(xué)

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

　�。ㄒ唬�學(xué)生參與科研項目與土木工程材料實驗課程要匹配

　　學(xué)生參與科研項目必須與土木工程材料實驗教學(xué)相匹配，二者要有機結(jié)合，只有在相應(yīng)實驗課程的基礎(chǔ)上，融入相關(guān)的工程實踐科研活動，才能促使學(xué)生去沉下心思考問題。授課教師指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，探索解決問題的方法，通過這一系列培養(yǎng)，學(xué)生的科研能力、實踐能力和創(chuàng)新能力會有大幅度提高。通過實踐，我們認(rèn)為土木工程材料課程的培養(yǎng)模式，必須強調(diào)學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，而實踐能力不僅需要學(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踐過程中善于發(fā)現(xiàn)新的材料和新工藝。為了達(dá)到這一目標(biāo)，授課教師在制訂課程培養(yǎng)方案時，相應(yīng)縮短課程基礎(chǔ)理論課時，適當(dāng)增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時，更重要的是要在實踐過程中注重授人以“漁”，注重授于學(xué)生解決工程實際問題的能力，指導(dǎo)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，所布置的科研實驗不要使學(xué)生感到難度較大，無從入手，這樣的教學(xué)效果也難以達(dá)到預(yù)定教學(xué)計劃的目的。將工程實踐科研項目融入到土木工程材料實驗課程，授課教師在課外花更多精力進行指導(dǎo)，并提供試驗的場所和實驗條件，使學(xué)生從中受益。反之，如果授課教師所布置的科研實驗難度不大，就會使學(xué)生錯誤地認(rèn)為科研實驗并不復(fù)雜，從而失去對科研實驗的興趣。因此，授課教師在制定土木工程材料實驗課的教學(xué)計劃時，必須注意科研實驗難度的合理安排。土木工程材料課程的教學(xué)計劃改革主要是強調(diào)學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，但并不是弱化基本概念的學(xué)習(xí)。目標(biāo)是強化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，在增加實踐環(huán)節(jié)的同時適當(dāng)?shù)貕嚎s了課堂教學(xué)時間，但基本概念教學(xué)內(nèi)容不減少。在土木工程材料課程教學(xué)計劃制定的同時，兼顧基礎(chǔ)理論課時和實踐訓(xùn)練的教學(xué)課時，將理論教學(xué)與科研實驗互相融合、互相補充。為了達(dá)到這一目標(biāo)，項目組將實踐教學(xué)課時從原先的30%提高到50%，課程考核實驗實踐占50%，期末考試50%。

　　（三）學(xué)生參與的科研活動要合理組織

　　教學(xué)與科研的性質(zhì)畢竟不同，有時二者之間會有沖突，授課教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，合理地安排相應(yīng)的科研實驗，使教學(xué)內(nèi)容與工程實踐科研活動相協(xié)調(diào)，使學(xué)生參與到教師的科研實驗中來，以促進學(xué)生掌握課堂知識，并形成學(xué)生在掌握課堂知識的同時又提出新的科研實驗的良性循環(huán)。土木工程材料課程所培養(yǎng)的學(xué)生是面向各類設(shè)計院、施工企業(yè)、監(jiān)理企業(yè)、建筑材料制造企業(yè)、造價咨詢企業(yè)，其必須具備解決工程實際問題的能力。本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后在從事道路、橋梁及建筑工程的設(shè)計、施工、監(jiān)理及檢測過程中，必須具備土木工程材料基礎(chǔ)知識及工程實踐能力，因此，制定土木工程材料課程教學(xué)計劃時，應(yīng)著重從培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力出發(fā)，使學(xué)生畢業(yè)后能盡快地適應(yīng)企業(yè)的生產(chǎn)和施工節(jié)奏。為了達(dá)到這一目標(biāo)，授課教師在講解基本概念時結(jié)合工程實例，并輔以教師的科研成果，如有一年輕教師應(yīng)用“鋼筋在環(huán)境———應(yīng)力耦合作用下的銹蝕特征及演化規(guī)律（51008276）”國家自然科學(xué)基金項目把鋼筋與混凝土二個實驗合一起，指導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中了解鋼筋在銹蝕過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、混凝土銹漲開裂，導(dǎo)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)過程中，年輕教師也由此積累教學(xué)經(jīng)驗。

　　三、結(jié)語

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

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