新规范的土木工程材料课程建设研究

刘凤利 白宪臣 刘俊华

1 河南大学土木建筑学院（475004）2 开封大学土木建筑工程学院（475004）

新规范的土木工程材料课程建设研究

刘凤利1白宪臣1刘俊华2

1 河南大学土木建筑学院（475004）2 开封大学土木建筑工程学院（475004）

根据土木工程专业新规范，结合《土木工程材料》的课程特点，进行了课程建设研究与实践，以培养造就厚基础、宽口径、高素质和具有创新能力的综合型人才。

土木工程；专业规范；课程建设

近几十年来,随着我国城乡基础建设的大规模开展，建设人才市场持续升温，建筑人才的培养模式也适应市场和岗位的需求有了较大调整。现在的土木工程专业涵盖了建筑工程、基础工程、道路工程、桥梁工程、隧道及地下工程、给排水工程、港口工程和水利水电工程等多个专业[1]。高等学校按照统一的人才标准进行培养，已不能够完全适应社会和不同用人单位对不同专业、不同岗位人才的需求。基于此，2011年9月，新的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》（以下简称新规范）颁布实施。新规范以土木工程专业教育为基础，以核心知识为载体，以推动教学内容和课程体系改革为切入点，提出本科教学质量的最低要求，为土木工程专业教育和办学基本条件提供了指导意见。新规范执行以后，教学的设计和组织变得更加重要，各高校应该根据具体的生源、师资和毕业生就业方向等情况进行相应的教学改革和教学管理。

1 课程定位与特点

1.1 课程定位

《土木工程材料》是在第3学期开设的一门专业基础课，新规范规定总学时为48，其中包括36个理论学时、12个实验学时。该课堂的先修课程为《大学物理学》、《理论力学》、《普通化学》,后续课程有《钢筋混凝土结构设计原理》、《建筑施工》等。该课程的教学目的是使学生掌握主要工程材料的性质、用途、使用方法、检测和质量控制方法，并获得主要土木工程材料试验方法的基本技能，为工程设计、施工和管理等工作提供合理选择正确的使用材料的基本知识,为后续课程的学习及课程设计、毕业设计等实践环节提供必要的土木工程材料基本知识。

1.2 课程特点

《土木工程材料》的特点是:涉及面广、内容庞杂，各章基本没有联系，缺乏系统性；工程应用性强，经验性内容多，概念多，专业术语多，逻辑性较差,看似简单易懂,实则不宜把握[2]。上述特点使学生普遍感到该课程枯燥，学习兴趣和积极性差，学生对课程往往理解不深，应用不灵活，分析和解决实际工程问题的能力欠缺，影响了教学效果。该课程是一门实践性较强的专业基础课，如何在传统教学内容的基础上改善教学方法，合理设置教学环节，充分调动学生学习的积极性，以提高教学效果，培养出高能力、高素质的工程技术人才，是我们应该在教学实践中不断探索的问题。

1.3 教学目标与内容

根据新规范的要求，该课程的教学目标体现在以下三个方面:

1）掌握主要土木工程材料的基本知识和基本理论。新规范规定了该课程必修的土木工程材料基本性质、无机胶凝材料、水泥混凝土与砂浆、钢材、砌筑材料、木材、沥青及沥青混合材料、合成高分子材料和其他工程材料共9个核心知识单元,每个知识单元又包括若干个知识点，并规定了需要“掌握”、“熟悉”和“了解”的知识点的具体内容。

2）掌握主要土木工程材料试验方法的基本技能。强化实践是新规范要求的重点，新规范明确规定了6个必须掌握的实验知识点和技能点。

3）具备一定的创新能力。新规范对创新提出了明确的原则要求，强调对学生创新思维、创新方法和创新能力的培养，使学生具备科学研究的初步能力。

2 课程建设

2.1 师资建设

较强的师资力量是提高课程教学质量的关键。理想的课程师资队伍应该在职称、学历方面满足合理的比例，深厚的专业理论知识、丰富教学经验和工程实践经验是土木工程材料课程教学对教师素质的基本要求，因此合理的梯队建设对保证教学质量至关重要。在土木工程材料课程教学方面，我校构建了合理的教学团队，11人均具有该课程的教学经历和经验,其中包括教授5人（其中1人为黄河学者），副教授2人，讲师2人，实验师2人。学历结构:博士5人，硕士6人。我校还积极对青年教师进行专业和工程实践培训，提供国内外交流学习的机会，不断创造条件提升教师素质，逐步形成了一支以主讲教师负责、结构合理、人员稳定、学术及教学水平都比较高的优秀的师资队伍。

2.2 教学资源建设

2.2.1 教学文件的修订与完善

新规范颁布后，相应的教学文件，例如教学大纲、实验大纲、授课教案、实验指导、习题库及试卷库等均应根据专业特点和就业方向等作相应调整。应该根据新规范修订教学大纲，明确课程的教学目的、要求，教学内容的深度与广度，有科学的学时分配和进度安排,有明确的能力培养要求及培养措施。教案编写要依据大纲要求，遵守教学基本规范和程序。课堂教学内容要系统、完整、不断更新，及时反映本学科的学术进展，并注重理论教学和实践教学的紧密联系，注重学生自学能力的培养。根据新规范中规定的核心知识单元和核心实践单元建立配套习题库和试卷库，实现教考分离机制，以形成教学质量的可持续提高。

2.2.2 教材建设

教材的编排是否科学合理，是否与专业方向对口，是否符合最新相关规范，能否反映行业前沿与动态等，都会直接影响教学效果。我校一直重视教材和相关教辅材料的建设，一线教师积极积累教学素材和资料，积极参与各类统编、自编教材的编写工作。例如，由白宪臣教授主编的《土木工程材料》、《土木工程材料实验》已分别被列为住建部和国家“十二五”规划教材，张承志教授编著的《商品混凝土》、《建筑混凝土》等专著也在教学中发挥了重要作用。目前，《土木工程材料》、《土木工程材料实验》已经根据新规范完成了再版的统稿工作。

2.2.3 精品课程建设

精品课程资源可以成为学生课堂学习的延伸和补充。《土木工程材料》为我校校级精品课程,配有丰富和完善的课程资料，比如课程概况、教学大纲、教学课件、教学视频、习题库等，便于学生课下查阅，充分利用网络平台实现优质资源的共享，巩固课堂教学效果。

2.2.4 实验、实习和实践条件建设

目前很多高校存在的突出问题是教学重理论，实验、实习和实践环节的仪器、设备和场地等硬件设施欠缺较多，不能满足新规范对加强学生实践能力培养的要求。依据新规范我校积极加强实验、实习和实践条件建设，2014年共完成总价值300余万元的相关设备的购置工作，新增河南三建、河南省祁湾建筑公司两个教学实践基地，“混凝土工程生产实训基地”也已顺利投入使用。

2.3 教学内容与方法改革

根据新规范规定的核心知识单元、知识点及要求学习深度和推荐学时，结合国内外工程材料的发展趋势，对教学重点、难点进行讲解，并及时调整部分教学内容，构建以知识单元为主的新的课程体系,使课程体系和教学内容进一步体现基础性、科学性和前瞻性，既能达到培养学生分析问题和解决问题的能力,又可使学生掌握工程材料方面的基础知识，了解新方法、新技术及其发展趋势。

1）教学内容应贴合当前工程应用实际和需求。比如，关于混凝土配合比设计的教学内容，目前绝大多数教材仅介绍以砂、石、胶凝材料与水为组分的普通混凝土的配合比设计方法和基本理论，但在实际工程中，为了调节混凝土的性能、降低造价以及适应不同工程要求和环境等,除上述四组分之外，一般都要添加化学外加剂和矿物掺合料等其他组分。另外，工程中应用的混凝土早已实现了泵送化，因此，完全按照传统教材教学内容讲授必然导致与工程实际脱节。鉴于此，教学内容应增加反应工程实际应用的信息。比如增加泵送混凝土、高性能混凝土等内容，在进行混凝土强度设计的同时重点介绍耐久性设计的指标和方法等。

2）教学内容应能反映土木工程材料发展动态。比如，在教学中介绍目前土木工程材料的研究热点及轻质高强材料、保温隔热墙体材料、储热材料、绿色建筑材料等。让学生了解当前土木工程材料发展的瓶颈以及社会可持续发展对土木工程材料发展提出的新要求。

3）教学内容应涵盖新规范规定的知识单元和知识点的基本内容，并力求覆盖面广、重点突出，并兼顾与不同专业其他主干课程的内容衔接。

教学方法。进一步推进创新课堂建设,强化教学方法改革，倡导启发式、讨论式、情景式、问题式以及协作互动式教学方法。好的教学方法有利于培养学生科学思维能力和创新精神，特色鲜明，效果显著，符合素质教育要求。比如，积极采用现代化教学手段，研制与新规范规定知识单元和知识点相配套的多媒体课件，使用多媒体课件、录像等手段，引入Flash动画讲解相关试验，将教学内容立体化，表现形式多样化，加强学生感性认知，提高学习效率[3]。多媒体课件的使用在加大教学信息量的同时增加了材料图片和实验视频,有利于学生对理论和实验方法、实验内容的掌握。结合建筑材料在实际中的应用，激发学生学习兴趣，以案例讲解引出理论知识，易于学生理解[4]。

2.4 强化实践教学、学科竞赛与科研活动

土木工程材料是一门实践性非常强的课程，实验教学在教学计划中占有相当大的比重[5]。实践性教学的成功与否直接关系到本课程教学效果的好坏。实践教学体系由课内实验、创新性实验等环节组成，将传统验证性实验与发展创新性实验有机结合，并对实践和实验教学模式进行“角色”转变，使教师的“角色”从传统的信息提供者变为学生求知过程中的合作者和引导者，即由“教”师变为“导”师，在“教”与“学”中找到最佳的结合点，实现了个别化交互与协作学习的教学环境，充分发挥学生的认知主体作用。

1）课内基础实验教学方面。将传统的教学方式改为教师指导，预习、实验方案制订，实验材料和仪器准备，实验过程完成，实验数据和结果分析，实验报告撰写等全部由学生独立完成。学生在实验过程中发现问题，通过与教师交流，分析问题，及时解决问题，全面提升学生的动手能力和实验技能。

2）创新性实验方面。鼓励学有余力的学生参与创新性实验研究，结合本专业研究动态与教师的研究方向，选择内容新、难度适中和可操作性强的实验题目，指导学生参与科学研究，鼓励学生参加各种材料竞赛活动。经过积极组织和指导，2013和2014年度我校有5项创新性实验项目获得国家级大学生创新项目立项。

3）学科竞赛方面。每年组织“混凝土材料设计大赛”，参加两年一次的“全国大学生混凝土材料设计大赛”,为培养、提升学生创新能力搭建平台。2012年和2014年度我校代表队分获第二届和第三届“苏博特”杯全国大学生混凝土材料设计大赛“实践技能奖”和“团体三等奖”。

3 结论

土木工程材料是一门理论与实验、实践并重的课程，土木工程材料课程建设是一个全方位、多层次的系统工作。基于土木工程专业新规范的课程建设，土木工程材料教学应以转变教育思想、更新教育观念为先导，以优化知识结构、重视能力培养为出发点，以实施素质教育、促进学生全面发展为目标，以培养学生创新精神、实践能力为重点，以整体优化课程结构、构建新的知识体系为主线，及时更新教学内容，加强课程建设，逐步实现课程建设的系统化、立体化、科学化和现代化，培养造就厚基础、宽口径、高素质和具有创新能力的综合型人才。

[1]王冲,万朝均,刘芳,等.侧重于工程应用的土木工程材料课程建设构想[J].高等建筑教育,2010,19(2):72-74.

[2]徐静伟.《土木工程材料》课程教学方法的分析与探索[J].科技创新导报,2011,18:152.

[3]刘东,李晨洋,刘嫄春.基于AHP的建筑材料精品资源共享课程教学改革模式探讨[J].高等建筑教育,2014,23(3): 100-103.

[4]钟静,李燕燕,张鹏.高职建筑材料课程教学改革[J].教育与职业,2009,(5):142-143.

[5]祝伟,陆荣庆.结合建筑工程质量检测,促进实验教学[J].实验技术与管理,2002,19(6):97-98.

河南大学校级教学改革重点项目（HDXJJG2013-21）