土木工程材料课程的研究性教学探索＊

郭咏梅

(扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225127)

土木工程材料是土木工程专业必修的一门学科基础课，主要介绍土木工程中常用材料的基本组成、材料性能、质量要求和检测方法。课程的教学工作包括理论课和试验课，这两部分既相互联系，又各自独立。理论教学主要讲授基本概念和理论基础，知识点的涵盖面极广，涉及数学、工程力学、工程结构、土建施工、材料科学等多个领域的知识，近年来各学科的发展以及它们之间的交叉、渗透促使该课程的教学内容不断更新［1］;试验教学则为学生提供必要的实践锻炼机会，培养学生的试验思维和试验技能。因此，土木工程材料是一门以试验为基础的信息量很大的课程，综合性、实践性和经验性都很强。但是长期以来，由于课程的各知识点内容相对琐碎，逻辑性较差，理论教学与试验教学之间的联系也不是太紧密，使得学生在学习时往往会感到枯燥乏味，并因此对课程学习缺乏足够的兴趣。另外，随着我国科技水平的发展，越来越多的新材料和新技术应用于工程实践中，课程的信息量不断扩大，同时由于新一轮教学改革的展开，理论课程的课时又被进一步压缩，因此，教师在授课时普遍感到如果仍按面面俱到的传统教学模式，很难完成教学任务，教学效果也不好。

为了提升学生对课程学习的兴趣，培养其自主学习、独立思考和创新思维的能力，有必要对现有教学模式进行改革，提高教学质量，改善教学效果。本文结合土木工程材料课程教学改革的实践经验，对在课堂教学中如何引入研究性教学理念进行了探索，以“启发引导学生进行自主性探索式学习”的新教学模式代替传统教学模式，为高校本科教学质量的提高提供一定的参考作用。

一 研究性教学的内涵

研究性教学目前在我国的高等教育界十分流行，不同的专家对其内涵有不同的界定［2］，但综合来说主要包括:教师在教学中加重研究探讨的份量，以科研的思维来开展教学，并将这种理念传递给学生，培养学生的创新思维，教会学生在课堂教学之外进行自主性探索式学习的能力。

按照这个内涵，研究性教学的重点在于研究探讨性，这也就决定了研究性教学具有开放性的特点［3］。这种开放性主要表现在课堂教学活动不再是简单地讲授教材中的各个知识点，而是通过针对各教学内容的特点分别设定一些开放性的问题来激发学生的兴趣和好奇心，让他们带着问题去学习，这样学生就由“要我学”转变为“我要学”，学习的积极性和主动性得到了最大限度地发挥，为进一步培养其创新思维创造了条件。研究性教学的开放性还表现在教学的空间不再局限在课堂和教材内，而是向课外和可以获得相关知识的各种途径延伸，学生在教师的指导下由被动地接受教材内有限的知识，到主动地去教材外更广阔的领域进行研究性学习。在这个过程中，学生不仅学到了知识，更学会了获取知识的方法。古人说:“授之以鱼，不如授之以渔。”研究性教学实际上就是在教授学生“打鱼”的方法，学生会终身受益。

由于研究性教学的重点是采用研究探讨的方式来开展学习，那么要使研究性教学真正达到预期的效果，提高教学质量，教师的教学科研能力十分重要［4］。首先，教师的科研能力是其正确引导学生进行研究性学习的重要前提。如果教师自己都未经过科研的培训和锻炼，不能独立开展研究的话，又怎么能对学生进行正确的指导呢?其次，相比于传统教学模式，研究性教学还要求教师拥有更为丰富的专业知识［5］。因为在指导学生进行自主学习、深入研究时所涉及的专业知识的深度和广度肯定会远超教材内容，所以开展研究性教学活动的教师必须在之前做好充分的准备，提高自己的科研水平和专业知识以满足研究性教学的要求。

二 “土木工程材料”课程中的研究性教学

研究性教学以模拟科学研究探索过程为出发点，强调的是概念、原理等教学内容的形成过程，而不是简单地对教学内容进行“满堂灌”。通过逐步引导学生去探索这些概念、原理背后的产生原因、提出的问题以及研究的过程，激发学生对新知识的探究兴趣，从而进一步增强学生在学习过程中的积极性和主动性，培养学生的发散、创新思维。基于此，笔者在土木工程材料课程中进行了研究性教学的改革探索。

(一)精选教学内容

土木工程材料课程是在本科2年级第2学期开设，理论授课40学时。目前该课程的教材版本较多，教师首先需要针对本专业学生特点，经过分析与比较，精心选择既能反映学科水平、又适合研究性教学的教材。由于近年来土木工程领域技术更新很快，而教材的修订往往存在一定的滞后性，因此可以将新材料的研究应用成果适时地补充到课堂教学中，启发学生进行深入探究。从已有的教学实践可以看到，新的科研成果的适时引入对研究性教学具有重要的引领作用，特别是一些在一般教科书和文献中不易见到的解决实际问题的经验知识，如果能结合理论教学适时地介绍给学生，对学生研究性思维的形成将具有重要的引领作用［6］。

(二)提炼研究性教学的切入点

土木工程材料课程信息量很大，综合性、经验性较强，在教学中除了激发学生的兴趣，如何在众多的知识点中提炼出适合于开展研究性教学的切入点是培养学生研究性思维的重要前提。例如在“改性沥青”这一小节的研究性教学中，切入点就定在“改性”上，然后就改性的原因、改性的机理及作用、改性的工艺、改性沥青性能的改善、工程应用及后续的研究重点等多个方面进行展开。显然，选择合适的切入点可以有利于后续问题的提出，然后引导学生逐步开展探讨，从而锻炼了学生的逻辑思维能力，为进一步培养其创新思维打下基础。

(三)灵活运用教学手段

教学形式是多种多样的。传统教学模式通常是以教师为主体，以课堂讲授为主要手段，这种教学模式中学生的角色是被动的，往往会扼杀学生对学习的兴趣。而在研究性的课堂教学中，教师只是教学的引导者，学生则是整个教学过程中的主体。具体可以采用以下几种教学手段:

1.案例分析法

土木工程材料的性能要求与实际工程的力学特性密切相关，可以将实际工程或试验中的一些现象以案例形式提出，激发学生的探究兴趣，通过深入分析，对材料性能展开研讨。选择案例时，可以根据教学内容以及学生的兴趣选择有代表性和针对性的典型案例。表1为土木工程材料课程的部分典型案例和讨论主题。

表1 部分典型案例和讨论主题

2.分组讨论法

研究性的课堂教学不应只是教师的“独角戏”，而应该“以学生为中心”来组织，因此，可根据教学内容的特点在课堂教学时留出部分时间安排学生进行分组讨论甚至演讲辩论，目的在于调动学生的学习积极性，让其真正参与到课堂教学中来。通过分组讨论还有利于学生熟悉专业知识，开拓思维视野，提升辨识能力。特别针对目前发展较快、实用性强、学生比较感兴趣的内容，可以让学生组成兴趣小组通过课余时间查阅资料，或由教师提供一些必要的资料，引导学生深入思考，探析原因，并就如何解决问题进行讨论。教师在课堂讨论时应给予指导，在讨论结束后应及时做好总结，可以说，分组讨论是否成功，是否达到预期教学目的，与教师的认真指导和恰当的总结是密切相关的。

3.参与多媒体动画课件制作

土木工程材料课程中理论教学和试验教学是分开进行的，在理论课中采用口头讲述试验内容的方法往往很难把试验步骤介绍清楚，此时可以利用多媒体设备进行录像或动画演示，从而将理论教学与试验教学较好地结合起来，使学生能更深入地理解、熟悉相关试验。另外，为了配合研究性教学的开展，可以发动有兴趣的学生在教师的指导下参与到制作试验动画的工作。这样，单一的课堂知识讲授就转变为包括多媒体动画演示在内的多元化教学模式，而学生的角色也从被动接受转变为主动参与，大大提高了学生对学习的主动性。

4.网络教学平台

近年来，扬州大学构建了网络教学平台，用以辅助课堂教学，教师可以将教学大纲、课件、参考文献、习题等基本资料共享给学生。开展研究性教学也可以利用该平台提出一些拓展性问题，安排学生通过网络进行小组协作研究，并将成果通过网络平台展示。另外，师生还可以通过网络教学平台进行提问、回答、讨论、辨析等各种教学活动，真正实现教师与学生的双向交流与互动，充分体现了以学生为主体的教育思想。

(四)多种考核方式相结合

研究性教学注重的是学生学习能力和创新思维的培养，因此教师对学生学习成绩的考核不应只局限在试卷成绩，还应该对课内教学、讨论与课外自主学习环节实行全面考核。可采用理论基础、分组讨论成果、期末考试、课外自主学习和参与网络教学情况相结合的综合考核方式，并适当考虑不同部分所占的比例合成为课程的总成绩。通过这些办法，既全面考核了研究性教学的成果，又充分调动了学生学习的主动性。

(五)鼓励申报大学生创新课题

大学生创新课题是大学生在教师指导帮助下开展的科学研究活动。由于与“土木工程材料”课程相关的研究课题通常可结合试验进行，所以可以把试验教学与大学生创新课题有机地结合起来，鼓励有兴趣的学生积极申报。首先组织学生通过查阅文献资料确定研究题目，再通过小组讨论和导师指导修正选题，之后对该论题进行深入分析进一步确定研究目标和研究方案，然后展开实施。通过科研实践的锻炼，学生普遍反映不仅学会了查阅文献资料和科学研究的基本方法，还使所学知识得到巩固，更重要的是培养了创新思维。

三结语

研究性教学就是以科研的思维开展教学，培养学生的创新思维，教会学生在课堂教学之外进行自主性探索式学习的方法。通过研究性教学，探索适合土木工程材料课程教学的新模式，使学生不仅能够掌握该课程的基本知识和试验方法，而且开拓了学生的视野，锻炼了学生分析和解决问题的能力，为培养创新思维奠定了基础。

［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］李淑敏.《污染生态学》课程研究性教学模式探索［J］.边疆经济与文化，2011(8):87-88.

［3］才 华，朱延明.研究性教学在生物技术专业研究生课程中的实践［J］.东北农业大学学报(社会科学版)，2011，9(3):78-80.

［4］陈阳忠.论实践性《女性学》教学［J］.当代教育理论与实践，2012，4(8):97-99.

［5］龙晓薇，林 亚.基于问题的研究性教学在“数字电子技术”课程中的应用［J］.中国电力教育，2012(6):78-79.

［6］张丽红.“数字图像处理”课程的研究性教学探索及实践［J］.中国科教创新导刊，2011(13):109-110.