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1、本文档相关内容参见 视频 1-44,土木工程材料课程与教学苏达根 钟明峰(华南理工大学),主要内容,1.土木工程材料课程概况 课程性质特点、教学目标、教学设计思路和学时分配。2. 教学方法的综合运用及其教学设计 实例介绍讨论式、启发式和课题研究教学法 。3. 课程建设与教材教案讨论课程建设，简介精品教材及其电子教案。4. 课程重难点剖析及示范课教学 5. 教书育人与教师素养,电子邮箱： ,模块一 1.土木工程材料课程概况 2. 教学方法的综合运用及其教学设计,1.土木工程材料课程概况,1.1土木工程材料课程的性质和特点1998年国家教育部颁布新专业目录，以土木工程专业涵盖了原有建筑工程和交通
2、土建工程等专业，成为了“大土木工程”。建筑材料课程也相应拓宽为土木工程材料课程，作为土木工程专业的一门专业基础课。,通过本课程学习，使学生掌握常用土木工程材料的技术性能和应用基础知识，以便正确选择和合理使用土木工程材料，也为学习其它有关的专业课打下基础。另外，材料科学与工程、建筑学、城市规划等专业也会根据需要开设土木工程材料课程。,土木工程材料课程特点,特点之一：品种多，标准规范多，知识点多。土木工程材料品种繁多，故土木工程材料课程的知识点也比较多。如仅无机胶凝材料一章，包括了气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料又包括石灰、石膏、水玻璃和菱苦土等；而水泥品种就更多。这样一来，其概念性
3、的内容及其涉及的标准规范也就比较多。,特点之二：与工程实际联系紧密该课程所涉及的材料与工程实际联系紧密，大多数是学生或多或少有所了解的，个别学生甚至还认为自己已经掌握。如果照本宣科平铺直述讲解书本知识，学生往往会感到枯燥无味。而土木工程材料与工程实际联系紧密，特别需要理论联系实际，而且还需掌握一定的实验技能。,1.2土木工程材料课程的教学目标,包括知识目标和素质能力目标。 （1）熟悉常用土木工程材料的基本组成、技术性能、质量要求及检验方法，了解土木工程材料的发展方向。能与后续课程紧密配合，理解材料与土木工程设计、施工相互关系。 （2）在了解主要土木工程材料的制备、结构与性能关系的基础上，掌握其
4、特性及应用，初步具备根据工程条件对其正确选择、合理使用及解决在实际工作中出现问题的能力。,（3）掌握主要土木工程材料试验的基本技能，具备一定的对有关材料进行测试和技术评定的能力。 （4）培养自学能力、创新能力、分析解决问题的能力，提高综合素质。,1.3教学设计思路,（1）教学总体思路是理论联系实际，紧密结合工程实际，实现知识、能力与素质培养的有机统一。整个教学过程，包括考核方式均需体现此思路。 （2）综合运用先进教学方法和模式。如采用启发式教学法、讨论式教学法、课题研究教学法、综合设计试验，以及CDIO （Conceive构思，Design设计，Implement实现，Operate运作）工程
5、教学模式等，避免满堂灌。,（3）点面结合，突出重点。土木工程材料品种繁多，课时有限，故教学宜点面结合，让学生举一反三。并针对不同专业方向及不同学生的教学重点可有所侧重。 （4）把握材料组成、结构、性能与应用的教学主线，重点于性能与应用。一般易于理解的概念宜自学，重点讲解讨论常见疑难；鼓励探索土木工程材料前沿问题，开展试验研究。,1.4学时分配（建议）,教 学 章 节 理论学时 试验学时 合计 绪论 1 1 第1章 土木工程材料基本性能 2 2 第2章 建筑金属材料 4 2 6 第3章 无机胶凝材料 5 4 9 第4章 混凝土与砂浆 10 4 14 第5章 砌体材料 2 2 第6章 沥青和沥青混
6、合料 4 2 6 第7章 合成高分子材料 1.5 1.5 第8章 木材 0.5 0.5 第9章 建筑功能材料 2 2 自选探索试验研究 4 4 合计 32 16 48,关于学时的几个问题对于土木工程材料课程的 性质特点、教学目标和教学设计思路一般易于达成共识，但对于学时问题往往会有较多不同看法。为此，对土木工程材料课程的学时问题谈谈几点意见。,（1）关于学时数少与教学内容多的问题有的老师反映土木工程材料教学内容多而课时少，要求增加课时或减少教学内容，否则为赶进度完成教学任务,只能基本上由教师在课堂讲授，没时间让学生思考、讨论。实际上，课时是足够的，关键是如何用好。其前提是须以先进的教学设计思路
7、作保障。特别需强调三点：一是突出重点，包括整体的重点与各章的重点；二是注重提倡和引导学生自学；三是把握好教学主线。,（2）如何处理非重点章的学时问题如合成高分子材料一章属于非重点章，仅安排1.5课时，有的甚至1课时。该章两节：合成高分子材料的分子特性及性能特点0.5课时；合成高分子材料在土木工程中的应用1课时。有的老师认为课时所限，直接只讲应用。事实上，孤立讨论应用，学生靠死记硬背，难以真正掌握。尽管相对来说应用是重点，但也不应割断教学主线。只有正确理解材料的组成、结构、性能，才可能正确应用材料。,（3）自学与教学的关系,无论是否重点章节，都应对学生有自学的要求。自学能力是人一生中一个很重要的
8、能力。木材一章是非重点，常有两种处理方式：一是宣布自学，不考核；二是学生自学为主，教师以半节或一节讲解，作为非重点要求。的确，几乎所有学生都会对木材多少都有所了解，但往往了解的深度有所欠缺。自学不等同于不教，恰恰相反，是为了更好的教和学。故宜以学生自学为主，教师以较少的课时讲解重点难点。另外，越强调自学，越应该提供更有利于自学的条件，如另提供一些电子教案等让其更有兴趣地自学等。,（4）课时分配宜根据实际情况调整课时分配仅供参考。其中混凝土与砂浆、无机胶凝材料及建筑金属材料为较重要的土木工程材料，故安排较多的学时，另外，沥青和沥青混合料也不可忽视。除突出重点外，对不同专业学生可适当调整，如建筑学
9、专业可适当增加建筑功能材料的课时。,（5）自选探索研究试验自选探索研究试验由学生自选。既可以与原某安排相应的课时结合，还可以不受此限制自选。如可作其它新型建材的试验研究。总之，宜给予学生一定的机动权，培养个性和创造性。探索试验研究试验不仅学习知识和技能，还培养综合能力和素质。,（6）关于试验教学安排,试验教学可作如下参考安排：建筑钢材试验2节（拉伸、弯曲）；水泥技术性能试验4节（标准稠度、凝结时间、水泥胶砂强度）；建筑砂石试验2节；混凝土试验2节；沥青试验2节（软化点、延度、针入度）；选择试验研究4节。需强调的是，尽量开展综合设计实验和研究型试验，如根据特定工程条件的混凝土配合比设计等。,2.
10、 教学方法的综合运用及其教学设计,2.1土木工程材料课程教学方法的选择教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。在授课过程中, 作为一个教师不可能也没必要把所有的教学方法全部应用到其教学过程中，只能结合实际选用，但需强调的是，应丢弃填鸭式、灌输式的陈旧教学方法。,不同的教学方法各有特色，选择需切合实际：一是课程内容；二是学生情况；三是教师本身。结合几方面的实际情况，发挥相应各教学法的特色，才能实现好的教学效果。在此着重介绍土木工程材料课程教学中常用三种教学方法：讨论式教学法、启发式教学法和课题研究式教学法。三种方法的共同点是发挥学生学习
11、的主观能动性，在学习知识的同时培养能力、创新精神和提高素质。予以综合运用效果更好。,几种教学法的特点,启发式教学法:在学生学习的关键环节或遇到问题时不直接告诉他们答案，而是予以点拨和诱导。讨论式教学法:围绕问题展开讨论，鼓励学生发表自己的见解，通过师生和学生之间的交流讨论实现教学目标。课题研究式教学法:学生在一定的情景下或结合工程实际，在教师指导下，进行某专题研究，在研究过程中主动地获取知识，应用知识，解决问题。,2.2讨论式教学法在课程教学中的应用,讨论式教学的关键是围绕问题展开讨论。问题既有老师设计的，也有一些是由学生提出的。通过师生和学生间的交流讨论，实现教学目标。 土木工程材料课程的讨
12、论可以有多种形式：结合某知识点的工程实例而开展的讨论；联系前后多个知识点的综合性讨论；课前布置的专题案例讨论。另外，还有分组讨论，以及网络讨论与课堂讨论相结合等多种形式。具体视教学需要而定，关键是要有好的教学效果。,【例2-1】结合某知识点的工程实例分析教学设计某海港码头钢筋混凝土生锈开裂分析在学习混凝土耐久性时，可结合具体工程条件讨论。南方某海港码头建成使用3年后发现部分纵梁底部钢筋混凝土生锈开裂，钢筋外露，而型板面基本完好，见图。请讨论原因。,【讨论1】为何该码头纵梁锈蚀，而型板面基本完好？【教学设计说明1】先强调位置的差异，如果没有学生举手回答，可再作适当的提示。,【讨论1分析】经实地考
13、察证实，该码头纵梁处于浪溅区，而型板面则处于浪溅区之上。纵梁经常被海水冲刷，氯盐易于入侵混凝土，使钢筋周围氯离子含量超过钢筋致锈的临界值，引起钢筋锈蚀。而锈蚀使混凝土膨胀开裂，以致脱落，又进一步加剧了钢筋的锈蚀。该码头型板面接触海水机会较少，故仍基本完好。,【讨论2】请再仔细观察图片，该钢筋混凝土开裂还有什么问题？并考虑需要进一步了解哪些情况？【教学设计说明2】鼓励学生仔细观察，并从多角度思考问题。,【讨论2分析】 （1）现场图片可见，混凝土保护层厚度不足，氯盐易于入侵混凝土，腐蚀钢筋。 （2）考虑需要进一步了解的情况：了解混凝土水灰比（较大，0.50）；其它如施工等。,【例2-2】综合多知识
14、点的工程实例分析,【教学说明】针对土木工程材料种类繁多，需相互对比贯通的特点，适当安排一些综合性的讨论。如在学习完第2章金属材料 、第3章无机胶凝材料和第4章混凝土与砂浆后，设计难易适中的问题,逐层深入地展开讨论。这样，既能复习几章内容，使学生把这些知识有机地联系起来，又可加强能力培养。【注】为实现更好的效果，斜拉桥断索事故分析模拟讲课，并加以教学设计说明。,例2-2 斜拉桥断索事故分析,广东某斜拉桥使用6年后，其中一条拉索于一天清晨突然坠落。检查发现断拉索钢丝锈蚀严重，且拉索内上部为糊状未结硬的水泥浆体。为此，需及时分析事故原因。,讨论2-1 取样的方案及方法,（1）如何对拉索分段取样？ （2）需使用金刚砂轮切割对拉索分段取样，为何宁愿金刚砂轮损坏亦不允许加水冷却？教学设计意图1：不宜把取样的方案及方法以叙述性语言直接向学生宣讲，可通过讨论的方式与学生开展讨论。学生在讨论中不仅能以更深刻的印象获得知识，而且培养了分析解决工程实际问题的能力和创新能力。,
