结合工程质量检测的土木工程材料实验教学改革研究

结合工程质量检测的土木工程材料实验教学改革研究

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，土木工程材料是土木工程、工程管理

和建筑学等专业必修的一门专业基础课，主要讲授土木工程领域常见的各种材料

的组成、结构、性能和工程应用等方面的基本知识。通过本课程的学习，可以使

学生能够根据不同工程条件合理选择和正确使用材料，具备基本的对因材料引起

的工程质量问题进行分析及提出相应的改进措施的能力，并为后续课程的学习提

供必要的材料方面的基础知识理论。土木工程材料课程中涉及的材料种类繁多，

内容庞杂，并且各章节之间相互独立，逻辑性不强，同时由于材料科学的飞速发展，新材料、新技术、新工艺层出不穷。传统的教学模式越来越不能适应新型工

程技术人才的培养要求。因此，如何在教学过程中激发学生的学习积极性，提高

教学质量，同时教会学生如何将所学的内容与工程联系起来，学会用所学的理论

知识分析和解决实际工程中遇到的问题是授课教师必须考虑的问题。

关键词土木工程；土木工程材料；教学改革

引言

土木工程材料作为土木工程专业的一门专业基础课，理论性和实践性并重，

实验教学是本课程的重要实践教学环节。尤其在开设土木工程材料课程教学过程中，学生还未掌握材料力学相关理论知识，开展实验教学有助于学生直观地了解

实验现象，掌握材料的技术性能，还能够锻炼学生的动手实践能力，为后期的工

程实践工作提供基础保障。

1土木工程材料实验的主要内容

土木工程材料指的是建筑施工现场中应用的各项建筑材料，如混凝土材料、

砖砌体材料、木质材料、沥青材料、沥青混合材料和钢材等。在现代化社会的发

展中，很多开设了土木工程材料实验课程，主要有：普通混凝土实验，如混凝土

骨料实验、混凝土配合比实验、混凝土强度实验等；水泥实验，如水泥细度、凝

结时间、水泥稳定性和水泥强度；建筑砂浆实验，如砂浆稠度、分层度和强度；

石油沥青实验，如沥青针入度、延度和软化点；沥青混合料实验，如表观密度；

钢材物理性能实验等。在土木工程材料实验教学过程中，教师应将教学重点放在

理论原理、制样方法、实验标准和结果处理分析等方面，并合理地安排实验课时，提升学生的动手实践能力，这样学生就能够有效地解决工程实践中遇到的问题。

2土木工程材料实验教学现状

2.1课程内容庞杂，自成体系

土木工程材料泛指在土木工程建设过程中所涉及的各种材料，包括无机胶凝

材料、混凝土、建筑钢材、沥青、高分子材料和功能材料等各种材料。课程所需

要讲授的内容庞杂，种类繁多，并且每种材料都存在相对独立的组成、结构、性

能及应用。其背后都涉及各自庞大的材料科学体系。材料之间的联系不够紧密，

各章节之间相对独立。在教学过程中难以理清材料的共性及教学主线，学生在学

习的过程中普遍感觉章节之间跳跃比较大，逻辑性弱，知识点之间无条理可循。

同时，由于章节内涉及材料从生产、组成、性能指标到应用等一系列内容，造成

本课程知识点多，信息量大且逻辑性弱的特点。课程教学主要利用PPT等形式采

用讲授的方式来给学生教授相关的教学内容，包括各类材料的基本性能、与工程

密切相关的试验方法、相应的施工规范和技术标准等。其中涉及的基本概念和经

验性总结的内容非常多，理论推导及计算比较少，加之内容之间缺乏相应的逻辑性。往往整堂课讲授下来会让学生感觉枯燥乏味，没有多大的乐趣，很难激发学

习热情和兴趣。

2.2实验教学方法单一

在传统的实验教学过程中，教师普遍实行“学生预习、实验演示、现场操作、

填写报告”的实验教学方法，这种教学方法比较陈旧，影响着学生的全面发展。并且，在实验准备阶段，教师应该准备好实验需要的设备和材料，减少实验问题的

发生，并详细地讲解和示范各个实验步骤，这种教学方法无法激发学生的学习积

极性。一般而言，学生的数量比较多，实验教学普遍实行分组的方式，教师缺乏

对学生主体性的重视，难以突出学生在实验课程教学中的主体位置，严重影响着

学生的积极性。除此之外，在实际的实验教学过程中，实验教学的内容依赖于教

材内容，普遍实行验证性实验，缺少综合性和创新性实验，这种实验的操作方式

比较简单，学生往往只机械地记忆教学中的相关数据，且实验的全局性比较差，

各个实验课程无法得到有效衔接，严重影响着学生对实验的探索和创新。

3课程建设的内容与改革措施

3.1改进教学方法，充分调动学生学习的积极性

由于土木工程材料种类繁多，课程内容涉及知识面广，叙述性内容多。教师

采用讲述的教学方式，特别是对于材料性能的讲述，往往枯燥乏味，无法激发学

生的学习热情，教学效果比较差。因此，需要在教学过程中借助多媒体方式，以

视频、图片、动画等方式，将工程图片、案例、事故和实验视频等恰当地插入到

课堂教学中，缓解平铺直叙的教学方式带给学生的疲惫感，激发学生的学习热情。同时，可以采用翻转课堂、抛锚式教学引导等形式，提升学生的参与感，在课堂

中增加讨论的部分，充分调动学生，培养学生独立思考问题和激发学生参与热情

的目的。土木工程材料的教学需要同工程实例紧密联系，材料的性能直接影响到

结构的工作性能、安全性能和耐久性能，在讲授材料性质时结合工程实例可以提

高课堂的生动性，有利于学生对材料性能的理解。这就要求教师精心设计和组织

教学，将工程案例穿插到教学中，通过课堂讨论或课程小论文等形式，调动学生

的主动能动性，培养学生独立发现、研究和解决问题的能力。

3.2加强对教师的培训和考核

在实验教学过程中，相关部门需要定期针对教师的实验技能和教学方法开展

培训活动。在新时期的社会发展中，土木工程材料实验方法和实验标准发生了很

大的变化，很多新型的仪器设备应运而生，这就对实验教学教师提出了更加严格

的要求，应该定期组织教师参加相应的培训活动，提高教师的综合素质和专业技能。除此之外，应该加强对教师实验技能和理论知识掌握的考核和评价，督促考

核不满足要求的教师参加相应的培训活动，确保各个教师都能够持证上岗，进而

提升实验教学的整体质量。

3.3增加多种考核形式

课程考核包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩等部分。在教学考核中增

加了课程报告环节，内容要求学生做文献综述或制作小制品、小发明等。具体要

求学生或针对课程所涉及的相关材料就某一专题撰写课程小论文；或运用学到的

材料方面的知识来分析生活中碰到的一些破坏现象；或针对某一专题查阅文献，

撰写文献综述，培养学生归纳总结分析的能力；或运用土木工程材料进行一些小

制作、小发明，增加课程的趣味性，培养学生的动手能力。课程报告环节锻炼了

学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，丰富了课程考核的内容。

结语

综上所述，在土木工程材料实验教学过程中，学生能够掌握建筑材料的技术