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(一)突出重點
“土木工程材料”較多的課程內容,在有限的學時內不可能全部講解,應根據專業性質,分清主次,突出重點。以程云虹等主編的《土木工程材料》[1]為例,課堂重點講解的內容是:緒論,第一章(土木工程材料的基本性質),第二章(無機膠凝材料),第三章(水泥混凝土),第四章(砂漿),第六章(土木工程用鋼),第七章(瀝青及瀝青混合料)。通過緒論的學習,學生對土木工程材料有一個梗概的認識,對“土木工程材料”這門課程有一個大致的了解;第一章讓學生了解土木工程材料基本性質,包括物理性質、力學性質及耐久性能等,同時了解材料科學的基本理論,即材料的組成、結構和構造及其與材料性質之間的關系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分別講解工程中最常用的幾種土木工程材料的性質及應用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作為學生自主學習的內容,但教師應適時引導和鼓勵學生在自主學習過程中積極思考并勇于提出問題。課堂教學中,把重點講解的內容講深講透,讓學生扎扎實實地掌握,做到學有所獲;避免面面俱到,不求甚解。而且,有了重點講解的內容作為基礎,學生自主學習其他章節才不會感到困難。突出重點的課堂講解與學生的自主學習有機結合,既有利于學生掌握系統的理論知識,又給予了學生自主學習的空間,有益于培養學生的質疑精神和解決實際問題的能力,發展學生的想象力和探索意識。
(二)科學講解
“土木工程材料”課程的內容比較松散,講解時容易產生平鋪直敘的感覺,甚至索然無味;如能精心安排、科學講解,效果會大不一樣。比如,通用硅酸鹽水泥包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥及復合硅酸鹽水泥,如果按照教材一種水泥接著一種水泥地講,學生學起來會感到重復、堆砌、凌亂,甚至不知所云。因此,對于這部分內容要進行科學整合,重點把硅酸鹽水泥的礦物組成、水化及凝結硬化過程、技術性質等等講解透徹;而在介紹摻混合材料的硅酸鹽水泥時,抓住活性混合材料的潛在活性及摻活性混合材料水泥的二次水化反應,然后用對比的方法給出各種水泥的共性和個性,這樣內容緊湊了,脈絡清楚了,學生掌握起來也就輕松了。了解了技術性質的異同點,進一步掌握各種水泥的工程應用就會很容易。再比如,在現代水泥混凝土技術中,外加劑已經成為水泥混凝土的一個重要組成成分,因此,為了內容的系統和完整,一般教材(如文獻)都將“外加劑”放在“普通混凝土的組成材料”中來介紹。但外加劑是用來改善混凝土性能的,如果不了解混凝土的性能,很難深入理解外加劑的作用,因此,在講授時,應作適當調整,把“外加劑”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面來講,這樣會更加方便學生對相關課程內容的理解和記憶??傊?,科學地組織和講解課程內容,對于做好“土木工程材料”課堂教學起到事半功倍的作用。
(三)理論聯系實際
首先,從最熟悉的生活實際出發。土木工程材料與實際生活密切相關,其實,每個人在實際生活中都積累了很多相關經驗,只是由于不具備專業知識,而不知道其中的道理。比如,某一水泥砂漿地面破損了,用水泥砂漿修補以后,需要澆水覆蓋一段時間。相信很多人都見過這種做法,但不一定每個人都知道這是為什么。在講解水泥的水化、凝結及硬化過程時,提到這一現象,學生一定會恍然大悟,原來這就是養護,并及時讓學生了解養護需要一定的溫度、濕度及時間。這樣,把學生來自于生活的直接經驗與書本上的理論知識結合起來,消除學生對課程的陌生感,激發了學生的學習興趣。其次,大量列舉工程實例。典型的工程實例是理解和消化理論知識的最有效方法,注重材料的工程應用背景,避免脫離工程孤立地講解材料。比如,在講到混凝土耐久性問題時,實例之一:北京三元立交橋橋墩,建成后不到兩年,個別地方發生“人字形”裂紋,經分析認為主要原因是發生了堿-骨料反應;實例之二:烏克蘭境內的切爾諾貝利核電站,由于鋼筋混凝土結構的泄漏,造成大面積放射性污染,生態環境遭到嚴重破壞等。另外,還可以用數字來說明,“在工業發達國家,建筑工業總投資的40%以上用于現存結構的修理和維護,60%以下用于新的設施”。通過大量實例,使學生認識到混凝土耐久性的重要性,了解到很多混凝土結構的過早破壞不是由于強度不足,而是由于耐久性不足。最后,重視實驗教學。實驗課是“土木工程材料”課程的一個十分重要的教學環節,實驗教學是課堂教學的一個很好的補充。實驗課上,學生對從書本上學到的材料有了直觀的認識,對材料的性能進一步了解,在自己動手做實驗過程中,提高應用材料的能力。同時,通過實驗驗證基本理論,學習實驗方法,培養科學研究的能力和嚴謹的科學態度。
(四)關注學科新進展
教材是教學的依據和根本,但教材的更新需要時間,而土木工程材料的發展非常迅速,因此,在教學過程中,應密切關注土木工程材料研究和工程應用的最新進展,并適時補充到教學中。同時,隨著新材料及新技術的不斷問世,有關材料的質量標準及相關設計和施工的規范也會隨之更新,亦應將這部分內容及時補充到教學中。這樣,有利于學生及時了解學科發展動態,拓寬專業視野,培養創新意識,激發探索精神,提高學生的工程素質及工程意識
二、課后作業
課后作業對課堂教學起到很好的鞏固和補充作用。通過課后作業,學生能夠更好地消化和理解課堂上學到的內容,并能對所學內容活學活用。本課程中,一部分課后作業來自于教材每章后面的復習思考題,需要教師緊扣課堂教學的重點和難點,從中精選,比如,混凝土骨料顆粒級配,普通混凝土配合比設計等。教師要對作業認真批改,并總結,使學生不是為了做作業而做作業,而是做到真正掌握。另一部分課后作業是綜合性、討論性的。比如,程云虹等主編的《土木工程材料》中的“開放討論”部分,這部分內容具有一定的前瞻性,可以引導和啟發學生做一些探索性的工作。即讓學生從中選擇自己感興趣的內容,并圍繞這一內容查閱文獻,深度思考,自由討論。拓寬了學生的視野,培養了學生科學研究的意識。
三、結束語
關鍵詞:新型;土木工程;材料
中圖分類號:TU723.3 文獻標識碼:A
土木工程材料是指在土木工程中所使用的各種材料及其制品的總稱。它是一切建筑工程的物質基礎,是組成建筑結構物的最基本構成元素。由于科學技術的發展,使得土木工程的新型材料如雨后春筍般出現,表現出節能、高效、環保等特點,并呈現種類繁多,性質各異,用途不同的特性。
1 高性能混凝土(HPC)
HPC要求具有高耐久性和高強度、優良的工作性,首先體現在較高的早期強度、高驗收強度、高彈性模量;其次是高耐久性??杀Wo鋼筋不被銹蝕,在其他惡劣條件下使用,同樣可保持混凝土堅固耐久;最后是高的和易性、可泵性、易修整性??膳渲拼筇涠鹊牧鲬B混凝土,而不發生離析;可降低泵送壓力,修整容易。冬天澆筑時,混凝土凝結時間正常,強度增長快于普通混凝土,低溫環境下不冰凍,高溫環境下澆筑混凝土保持正常的坍落度,并可控制水化熱。
1.1 低強混凝土
這種材料可用于基礎、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用,也可用于地下構造。在一些特定情況下,可用低強混凝土調整混凝土的相對密度、工作度、抗壓強度、彈性模量等性能指標,而且不易產生收縮裂縫。
1.2 輕質混凝土
利用天然輕骨料(如浮石、凝灰巖等)、工業廢料輕骨料(如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造輕骨料(頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等)制成的輕質混凝土具有密度較小、相對強度高以及保溫、抗凍性能好等優點。利用工業廢渣,如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發電站的粉煤灰等制備輕質混凝土,可降低混凝土的生產成本,并變廢為寶,減少城市或廠區的污染,減少堆積廢料占用的土地,對環境保護也是有利的。
1.3 自密實混凝土
自密實混凝土不需機械振搗,而是依靠自重使混凝土密實。該種混凝土的流動度雖然高,但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有:(1)粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%;(2)細骨料的體積為砂漿體積的40%;(3)水灰比為0.9-1.0;(4)進行流動性試驗,確定超塑化劑用量及最終的水灰比,使材料獲得最優的組成。
這種混凝土的優點有:現場施工無振動噪音,可進行夜間施工,不擾民;對工人健康無害;混凝土質量均勻、耐久;鋼筋布置較密或構件體型復雜時也易于澆筑;施工速度快,現場勞動量小。
2 高摻量粉煤灰混凝土
隨著人們對粉煤灰的顆粒形態效應、火山灰活性效應和微集料效應等內在潛能的認識日漸深入,以及混凝土外加劑技術的迅速發展,粉煤灰成為繼外加劑之后混凝土的又一必需組分的觀點正在被越來越多的人接受.粉煤灰的摻量也有不斷增大的趨勢。在混凝土技術方面較先進的美、英、加等國,自20世紀80年代中期就開始了高摻量粉煤灰混凝土(粉煤灰摻量占總膠凝材料用量的55%以上)的研究與應用。
大量使用粉煤灰的重要意義并不僅在于節約有限的工程材料費,還在于它的環境效益與社會效益.水泥是一種高能耗與高環境污染產品,盡可能地少用水泥,盡可能地多用各種工業廢渣,是使混凝土成為一種人類可持續發展材料的必然趨勢。在環保要求特別嚴格的西方工業國家,尤其重視各種工業廢料的二次開發與充分利用。隨著我國經濟的快速發展與人民生活水平的迅速提高,環境與社會效益將日益受到重視,工業廢渣的充分開發利用將成為必然的選擇。
3 新型節能墻體材料
3.1 新型砌體材料
采用砌筑結構的墻體,通常依靠選用導熱系數小、保溫隔熱性能好的砌體材料,以此來達到墻體傳熱量小的目的。這類材料主要有空心鉆土磚、加氣混凝土砌塊、普通混凝土以及粉煤灰、煤研石、浮石等混凝土空心小砌塊等砌體材料,采用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。
近年來發展應用由保溫絕熱材料與傳統的墻體材料(例如實心黏土磚、混凝土等)或新型墻體材料〔例如空心磚、空心砌塊等)復合而成的節能墻體。常用的絕熱材料有礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等材料,與之復合的有黏土實心磚、混凝土類空心磚、空心砌塊等砌體材料.復合墻體有一層導熱系數很小的絕熱保溫材料,墻體的保溫隔熱性能比單一材料砌筑的墻體更加優秀,節能效果更加顯著。但是,絕熱材料價格較高,同時需要與之相配套的建筑主體結構形式,最好采用框架結構、墻體不承重的結構形式。
3.2 新型復合墻板
新型節能復合墻板是由高效絕熱保溫材料、外墻板、內墻板復合而成,按照標準尺寸或模數在工廠實現工業化生產,包括門、窗等構件均可和墻板一體化制造,運送到施工現場安裝在結構框架上,即形成房屋建筑的護結構,這是近年來發達國家采取的主要建筑形式。用于這種建筑物的復合墻板不承受外力,厚度一般在100~150mm,質量輕,保溫性能好,尺寸精確,施工效率高。
4 FRP復合材料
土木結構主要受兩大問題困擾,過早退化和結構功能不足。近些年來,纖維增強聚合物(FRP)已經成為解決這些結構問題的一種可行途徑。工程實踐表明,FRP復合材料能適應現代工程結構向大跨、高聳、重載、高強和輕質發展以及承受惡劣條件的需要,符合現代施工技術的工業化要求,因而正被越來越廣泛地應用于橋梁、各類民用建筑、海洋和近海、地下工程等結構。應用的方式有兩種一是替換鋼筋或鋼管直接應用于新建結構中;二是用于舊有結構的維修加固,以取得良好的建筑效果。
5 智能材料
大型土木工程結構和基礎設施的使用期都長達幾十年、甚至上百年。在其使用過程中,由于環境載荷作用、疲勞效應、腐蝕效應和材料老化等不利因素的影響,結構將不可避免地產生損傷積累、抗力衰減,甚至導致突發事故.為了有效地避免突發事件故的發生,就必須加強對此類結構和設施的健康監測。一種稱為碳纖維機敏混凝土材料的智能材料,在大型土木工程健康監測中已得到應用。它是以短切或連續的碳纖維作為填充相,以水泥漿、砂漿或混凝土為基體復合而成的纖維增強水泥基復合材料。此類材料的電阻率與其應變和損傷狀況具有一定的對應關系,因此,可以通過測試其電阻率的變化來監測碳纖維混凝土的應變和損傷狀況。碳纖維混凝土還具有施工工藝簡單、力學性能優良、與混凝土結構相容性好等特性,因此,它不僅可以用于道路的交通車輛流和載重監控,而且可較好地滿足大型土木工程結構和基礎設施的健康監測技術的要求。此外,碳纖維混凝土的電熱效應和電磁屏蔽特性在混凝土結構的溫度自適應以及抗電磁干擾方面也具有重要的應用價值。
結束語
納米材料由于超微的粒徑而具有常規物體所不具有的超高強、超塑性和一些特殊的電學性能。納米材料被應用于很多領域并取得了顯著的增強、增韌及智能化等效果。混凝土作為一種傳統材料,其性能越來越不能滿足社會發展對其提出的更高要求,智能混凝土已經成為一個新的發展方向。納米材料還賦予混凝土智能特性,水泥基納米復合材料其電阻率隨應變而線性變化,并且具有很高的靈敏度和重復性。水泥基納米復合材料作為一種本征智能材料強度高,傳感性好,具有廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]張正雄.土木工程材料[M].人民交通出版社,2008.
目前,各大專院校土木工程材料課程理論教學與實踐教學共30個學時,其中理論教學內容多而繁雜,一般均超過22個學時,扣除最后2個學時的考試外,實踐教學只有6個學時。要在6個學時內讓學生盡可能的多了解土木工程材料,教師只能采取演示試驗的方法,大部分學生無法動手參與試驗,其教學方法與效果不甚理想。
2土木工程材料實踐教學改革新方法
實踐教學是能力培養的重要手段,為了加強理論和實踐教學的對接,提高學生工程實踐能力和創新能力,我們嘗試了開拓試驗教學新思路,創建實踐教學新平臺和拓寬實踐教學新渠道等方法。
2.1開拓試驗教學新思路
如何通過有限的資源提高學生的動手能力,分析問題和解決問題的能力以及創新能力,是土木工程材料試驗教學切實需要面對的問題。教師不僅要重視試驗課程教學的組織與設計,還要不斷更新教學內容,改進教學方法和手段。傳統的試驗教學方法要求一個教學班利用給定的實驗設備、固定的試驗步驟和統一的試驗參數來進行。學生所觀察到的現象、所得到的試驗結果幾乎一樣。因此,不同試驗參數對結果的影響是無法顯現出來的,學生對試驗現象的理解也很浮淺。如果能夠改變固有的教學方法,通過設置不同參數、不同條件,讓學生進行對比研究,并加以分析討論,則更有利于學生對專業知識的掌握。例如,傳統的水泥技術要求試驗中,各試驗小組選用相同生產廠家和同樣種類與型號的水泥,試驗現象與結果基本相同,學生無法觀察不同水泥在標準稠度用水量,初凝、終凝等技術性能的差異,也無法觀察安定性、力學性能和強度等級等技術要求的標準,各小組之間也無需進行經驗分享和共同協作。如果教師能通過自制水泥的方式,制備出未知技術性能的水泥,學生和老師共同通過試驗總結出水泥技術要求的影響因素,小組之間通過交流并分享試驗結果,觀察相關參數對水泥性能的影響,教學效果必將得到提升。又如,根據正交試驗原理設定混凝土配合比試驗參數,各小組分別觀察水灰比、砂率、單位用水量、粗集料用量和最大粒徑等參數對混凝土工作性能和強度的影響,并將最終的試驗數據結果統一起來,由學生對試驗數據進行分析、處理,寫出綜合試驗報告。顯然,水泥性能和混凝土配合比實驗經過試驗設計,不僅加深了學生對于一些現象的直觀印象,還增強了學生動手能力和綜合分析問題的能力,同時也激發了學生探索未知領域的研究興趣。
2.2創建實踐教學新平臺
1)開放試驗室
由于試驗學時有限,我校在本學年嘗試了課余時間為學生開放所有試驗室,鼓勵學生充分利用開放性試驗室進行砂漿、水泥凝結時間測定和混凝土配合比設計等設計性、綜合性試驗,教師利用課余時間給予指導,使學生充分了解了試驗過程和操作方法,達到滿足本學科實驗教學的基本要求。
2)增設土木工程材料試驗課程為了提高實踐教學的質量,在2013年新的教學大綱修訂的過程中,我校針對土木工程材料課程的教學現狀,增設了土木工程材料實踐教學周,利用一周的時間讓學生充分參與到實踐教學中,充分保障實踐教學的運行。
3)鼓勵學生參與教師科研項目
針對部分學生對教師的科研項目具有較強興趣的情況,我校鼓勵學生參與到研究中,指導過程中注重培養學生在原材料的選擇、成型工藝的控制和性能檢測等環節的實際技能與分析解決問題的能力,提高學生創新能力以及開展基礎研究的能力。
4)指導學生參加學科競賽
為了提高大學生的創新實踐能力和對專業知識的認知能力,我校開展了一系列以專業知識為依托的學科競賽。同學們在參加競賽的過程中,鍛煉了自身的專業技能。例如,我校針對當前建筑垃圾大量堆放所引起的環境與社會問題,舉辦了“建筑垃圾變廢為寶大行動”的學科競賽。在教師的指導下,同學們提出了各種建筑垃圾再生利用的方法。這場競賽不僅提高了學生們的動手能力和科研能力,還讓學生們意識到傳統建筑材料在其使用結束后給環境帶來的巨大壓力和負面影響,有助于學生在以后的工作和研究中確立節能與環保的思維。
2.3拓寬實踐教學新渠道
土木工程材料的實踐教學應與理論課程相結合,力求建立材料特性與實際工程的有機聯系,盡可能制造機會讓學生接觸到實際的建筑材料,讓材料抽象的性質具體化。力求建立課內基本試驗與工程實際的相互對照,盡可能創造機會讓學生深入接觸實際工程,在工程實踐中充實和鞏固課堂理論知識,零距離地開展工程實踐教學。我校在課外時間組織學生到混凝土預制構件生產企業、建材市場、商品混凝土攪拌站、建筑工地等參觀調研,邀請具有豐富施工經驗的工程師指導并講解工程實際的工藝流程。讓學生深刻認識原材料選用原則和生產施工流程,從市場中了解現有材料和新材料的發展與應用現狀。在商品混凝土生產企業,學生了解了新拌混凝土的制備流程,意識到試驗室中混凝土配比試驗與工程實際的差異,也認識到摻合料和外加劑的摻入,對拌合物和易性、力學性能和經濟效益的影響。這不僅增強了學生對土木工程材料的感性認識,也鍛煉了學生的動手能力、交際能力,提升了綜合專業素養。在普通混凝土試驗的實踐教學環節,我校組織學生到當地的建筑材料研究所進行參觀學習,讓學生觀摩混凝土配合比的試配流程。學生一方面認識到水灰比、減水劑種類與摻量、活性摻合料種類與用量對拌合物工作性能的影響;另一方面,經現場試驗技術人員的講解,學生深入了解了活性摻合料摻入對混凝土性能、結構和經濟性的影響,并且了解到大量工業固體廢棄物對環境的影響。學生通過這些內容的學習,深入認識國家發展和改革委員會、住房城鄉建設部開展“充分認識開展綠色建筑行動的重要意義”行動的深遠影響,學會因地制宜、就地取材,結合當地氣候特點和資源稟賦,大力發展安全耐久、節能環保、施工便利的綠色建材。
3結語
[關鍵詞]土木工程;土木工程材料;考試改革
[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)01-0085-02
土木工程材料是土木工程專業的必修專業基礎課程。在我校土木工程專業培養計劃中,該課程計劃學時為56(含實驗16學時),主要介紹常用的土木工程材料的基本組成、材料性能、質量要求、檢測方法等,內容包括無機氣硬性膠凝材料、水泥、砂漿、混凝土、砌筑材料和屋面材料等,是一門以試驗為基礎的信息量較大的課程,綜合性、實踐性和經驗性都較強。課程教學分為理論課和試驗課,兩者既緊密聯系,又相對獨立。
土木工程材料課程在土木工程專業課程體系中占有重要的位置。面對創辦高水平研究型大學的發展目標,2012年中國石油大學提出了“三三三”本科教育培養新體系,即本科教學辦學定位的三型、培養目標的三化、教學方式的三性 。[1]圍繞“三三三”本科人才培養體系,我校土木工程專業積極開展了一系列教育教學改革,針對學科的特點及目標,對課程的考核考試方法進行探討。
一、課程考試模式現狀分析
作為土木工程的專業基礎課程,土木工程材料課程的教學質量直接影響到高等學校培養應用型、創新型人才這一培養目標的實現。考試是對教師的“教”和學生的“學”兩個方面進行檢驗的重要手段,考試成績客觀與否,對實際情況的反映真實與否,是衡量考試合理性的標準,也是教師和學生雙方關注的問題。
根據筆者調查,土木工程材料課程的考核仍采用傳統的考核方法,即書面式閉卷期末考試, 60分合格制。不可否認,這種傳統方式具有一定的客觀性,但并不能全面、準確地反映出“教”與“學”的真實水平,其存在的具體問題如下。
(一)考核內容單一化
土木工程材料課程的特點決定了其確實存在大量的知識點需要記憶,學生只有在準確記憶的基礎上,才能保證實際工程中的正確應用和實踐。一方面,傳統考核方式內容多偏重答案唯一的記憶性題目,偏重對基本公式和基本概念的簡單直接的考查,并未重視和兼顧學生掌握該課程知識后應具備的解決實際問題的能力。另一方面,傳統的考核方式其內容普遍缺乏與最新的相關研究和社會關注熱點相結合的考核內容的設置,難以達到培養學生創新思維的教學目標。
(二)考核方法呆板
傳統考核方式一成不變,靈活性差,無法適應不斷推進的土木工程專業教學改革的步伐。多年來,傳統的考試采取標準化考試題型,題型局限于基本理論的填空、判斷、選擇、簡答、名詞解釋等,綜合性的思考題、分析論述題、應用題等主觀性題型很少。這類標準化試題的評判具有客觀公正的特點,但是答案唯一,學生無法獲得探索創新的機會,這限制了學生學習探索的積極性,不利于學生學習能力的培養。
(三)學生重“考”不重“學”
以期末考試成績為唯一或主要標準,即所謂的“一卷定乾坤”,這導致學生只重視考試而忽視了學習的過程,助長了學生“平時不用功,考前再使勁,考試忙作弊,考后全遺忘”的不良學風。 歸結原因,還是因為考試內容單一、考試方法呆板,機械記憶就可以成為考試成功的關鍵,不少學生期末考試前開始加班加點,通過各種方法舞弊,但求期末考試過關??梢?,采用傳統的期末考試的方法作為考核手段,難以全面反映出該課程的教學效果,容易對學生的學習興趣產生不良影響,阻礙了該課程教育教學的發展,亟須進行改革。
二、考試模式改革的理念及思路
課程考核無疑是高等學校教學工作的重要環節,其不僅要重視認知目標領域的前三個層次(知識、領會和運用)的考核,而且更應該突出對后三個層次(分析、綜合和評價)的評價。應基于過程性原則、激勵性原則、多元化原則和能力性原則,注重對學習過程的考查和學生能力的評價,以激發學生的學習主動性和自主性為目標,以培養學生的創新意識和實踐能力為核心,建立多樣化、高效和易操作的考核評價方式,以促進學生自主性和研究性學習。
根據社會對土木工程專業人才的培養需求,針對土木工程材料課程的具體特點,在對該專業基礎課程傳統考試存在的問題深入分析的基礎上,筆者提出了采取筆試、設計型課題考試相結合及選題報告等方式結合的新型考核方式,這有利于更加全面、準確地評價教師的教與學生的學。
三、考試模式改革方案
(一)課程考試內容改革
1.基礎知識考核。精煉明確每章的知識點,特別是每章的重點難點,結合本課程教學模式,設置《每章考試題》,《每章考試題》多為客觀題?!睹空驴荚囶}》在每章結束后下發,主要考查學生的基本概念、理論、原理等基礎知識,通過《每章考試題》可以檢查學生對所學知識點的掌握程度,讓學生及時查缺補漏,該部分成績將是最終成績的一部分。2.綜合能力考核。以土木工程材料中的普通混凝土試驗室配合比設計,熱拌瀝青混合料的配合比設計兩大設計問題為主線,結合工程實例創設問題情境,要求學生運用所學知識,找出引發工程問題的原因、解決問題所用的理論、解決問題的可行辦法、提出解決問題新思路,再結合具體的實驗課進行具體的試驗驗證等。3.改革期末考試的考題形式。減少選擇題、填空題等不利于考查學生能力的題型,盡可能增加分析題、簡答題等題型,重點考查學生運用綜合知識解決實際問題的能力。
(二)考試方法
將考核方式分為過程考核和期末考核兩部分。其中,過程考核又分為課堂考核和綜合考核兩部分。課堂考核:采用《每章考試題》、課堂表現(包括教師提問、學生課堂討論、小組討論等)、課后作業、小論文、專題PPT匯報等多元考核評價方式。綜合考核:可采用課堂回答、撰寫論文、配合比設計、調研報告等形式。期末考核:根據題目可采用閉卷、開卷、半開半閉(帶標準、規程及規范等)、撰寫論文、配合比設計等形式。
(三)成績評定
各部分成績擬定比例:最終成績=章考試題×10%+課堂表現×15%+課后作業×10%+綜合考核×15%+期末考核×50%,實際的比例可根據試點情況做適當調整。
(四)考試改革的保障
新型考核方式要求任課教師更有責任心,付出更多的勞動。為保證新的考核方式得到有效的實施,任課教師需要進行學生上課出勤情況和課堂表現情況的統計,并做到公平公正。同時,輔導員和班主任應配合考試改革,加強學生對土木工程材料課程考試改革的必要性和重要性的認識,這有助于學生端正學習態度,積極正確對待考試改革,從而使課程考核改革取得實實在在的成效。另外,也建議學校和院系制定合理的激勵政策,鼓勵任課教師全心投入到專業課程考核模式的改革和實踐中。
四、考試改革的實施情況及效果
2015-2016學年土木工程材料被列為學院考試改革試點課程,2015-2016學年第1學期,課程在土木工程2014級4個班120名學生中試點實施,參與教師3人,輔助參與教師2人。
總體實施效果:大大提高了學生日常學習的積極性和主動學習的興趣,課堂教學效果也得到很大提升?,F場答辯式的課堂控制考核鍛煉了學生主動解決問題的能力以及理論聯系實際的能力,增強了學生團隊協作、匯報組織、語言表達、隨機應變的能力,有利于學生綜合素養的提高。
教師和學生改變了生硬的教學及學習模式,學生的創新能力和解決現場實際問題的能力得到了培養,土木工程專業本科生教育教學效果得到提升。這切合了我校“三三三”制培養模式,尤其是對教學方式的三性――學習性、研究性、開放性起到了積極的助推作用,也是對本科教學辦學定位的三型――精英型、特色型、研究型的具體落實。
五、結語
考試改革是教學改革的重要組成部分,對提高教學質量、培養創新性人才、推動“以學生為中心”的教學模式具有重要意義。土木工程材料作為學生首先接觸的專業基礎課程,其教學質量不但對實現土木工程專業人才培養目標十分重要,而且其教學效果將直接影響學生對后續專業課程的學習信心和學習熱情。筆者結合我校的實際情況,對土木工程材料課程考試模式的改革進行了一些探討,以期激發學生的學習熱情,培養學生的專業榮譽感,為學生后續專業課程的學習打下良好基礎,為我國土木工程界培養更多優秀的工程技術和管理人才。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 劉華東.構建“三三三”培養體系 推進本科教育邁向更高目標[J].中國高等教育,2012(18):34-36.
[2] 蘇達根,張志杰,張慧珍,等.土木工程材料課程改革芻議[J].理工高教研究,2004(3):86-87.
關鍵詞:新型材料;使用技術;土木工程
科學技術的進步推動著土木工程材料行業的發展,各種新型的土木工程材料不斷的涌現出來,并沖擊著建筑材料市場。如果能對新型材料加以合理利用,則能夠為施工企業節約施工成本,降低工程施工中的能源消耗,并對生態環境進行保護,從而提高土木工程的性價比。
1新型節能墻體材料的使用技術
1.1新型節能復合墻板材料
新型節能復合墻板材料是由三種材料復合而成的,一種是高效的絕熱保溫材料,一種是外墻板,還有一種是內墻板。工廠在生產這種材料時,一般是采用工業化生產模式進行的,新型節能復合墻板材料有標準的尺寸和模數,這也是生產的依據。門和窗等都可通過一體化制造,在制造完成后再運輸到施工現場,將其安裝在相應的結構框架下,成為房屋建筑的護結構。新型節能復合墻板材料的厚度一般為10-15cm,不會受到外力的影響,具有良好的保溫性能。由于其尺寸的精準度很高,所以利用這種材料施工,能夠提高施工效率。
1.2新型節能砌體材料
砌筑施工是我國土木工程施工使用頻率最高的墻體施工方法,為提高墻體的保溫性能,應選擇導熱系數比較小的砌體材料,且其要具備較好的隔熱性能,所以空心磚在墻體施工中使用得比較多。隨著保溫材料生產技術水平的提升,實心黏土磚和混凝土開始應用于土木工程的墻體施工中。而在實際的墻體施工中,為提高建筑墻體的節能性,會采用常規性材料或者一些新型的復合材料。比如,將空心磚和泡沫塑料結合起來使用,能夠達到跟好的施工效果,增強墻體的保溫能力。目前,我國土木工程墻體施工中的復合墻體,其節能保溫效果明顯優于一般的單一施工材料。
2高性能新型混凝土材料的使用技術
2.1輕質混凝土材料
輕質混凝土材料主要是由三種原料組成的:首先,天然輕骨料,如浮石、凝灰巖。其次,工業廢料輕骨料,如陶??衫梅勖夯抑谱鞫桑幻喉肥衫米匀济钢谱鞫?。最后,人造輕骨料,如陶??捎貌煌牟牧现瞥?,包括頁巖、黏土等。輕質混凝土材料具有許多優點,不僅密度小,擁有較高的施工強度,還能起到很好的保溫效果,其抗凍性能也很強。此外,由于工業廢料的成本很低,所以由其制作而成的輕質混凝土材料在土木工程施工中的應用,能夠大幅度的降低企業的施工成本。最重要的是,在節約成本的同時,還能確保工程質量。
2.2自密實混凝土材料
自密實混凝土材料是利用混凝土自重實現混凝土密實的,所以不需要利用機械對其進行振搗。自密實混凝土材料具有很高的流動度,但卻能對離析現象進行有效的控制。自密實混凝土材料按照以下步驟配制:第一,原材料主要有四種,即粗骨料、固體混凝土、細骨料、砂漿。粗骨料與固體混凝土的體積比為1:2,細骨料與砂漿的體積比為2:5。第二,將混凝土的水灰比調整為0.9-1.0。第三,對自密實混凝土進行流動性試驗,合理控制超塑化劑的用量,并確定出水灰比的最終值,以確保自密實混凝土能夠達到最優的性能。自密實混凝土材料因為不需要利用機械進行振搗,所以在其施工過程中不會產生噪音,在夜間仍可施工。并且,此材料安全性很高,不會對施工人員的健康造成影響。此外,對于一些在鋼筋布置上比較密集,或者體型比較復雜的構件進行施工時,也可采用這種材料,不僅施工效率高,還能降低施工人員的工作強度。
2.3低強度混凝土材料
低強度混凝土材料在土木工程的基礎施工中紅應用得比較多,在路基施工的填筑環節、孔洞施工中的使用頻率也比較高。此外,低強度混凝土還可用于對地下工程結構進行改造,以提升結構的穩定性。這種類型的混凝土材料能夠對混凝土的施工密度進行調整,增強其抗壓能力,并對混凝土的各項參數進行調整,如彈性模數。低強度混凝土具有許多優點,在完成混凝土的施工后,基本不會出現收縮、裂縫等情況。
3其他新型土木工程材料的使用技術
3.1高摻量新型粉煤灰混凝土材料
隨著研究者對粉煤灰顆粒各種效應研究力度的加大,人們逐漸認識到其形態、火山活性、微集料等效應的潛能。再加上混凝土外加劑技術的發展速度非??欤勖夯以诮ㄖ袠I受到的關注越來越多。所以,除外加劑以外,粉煤灰也成為混凝土中必不可少的一種組分。在高摻量粉煤灰最初的研究中,粉煤灰的摻量在總膠凝材料的比例超過55%。高摻量粉煤灰在土木工程施工中的應用,不僅能夠節約原材料費用,還能改善環境,創造更好的經濟效益。西方國家向來比較重視環保問題,所以西方國家的工業廢料二次利用率很高。隨著我國經濟水平的不斷提升,土木工程施工所產生的環境效益和社會效益備受人們的關注,因此,工業廢渣在未來的利用效率也會得到大幅度的提高。
3.2RPF復合材料
過早退化、結構功能不足,是土木結構中最為常見的問題。RPF復合材料是指纖維增強聚合物,其在土木工程施工中的應用能夠有效的解決這兩類問題。根據大量的實踐研究,現代工程結構會逐漸向大跨、重載、輕質等方面發展,未來的工程結構能夠承受更加惡劣的環境條件。而RPF復合材料能夠滿足現代工程結構的發展要求,所以其逐漸被廣泛的應用于橋梁、建筑以及各地下工程結構的施工中。這類材料主要是通過兩種方式應用的,一種是取代原有的鋼筋和鋼管,直接在新建結構中使用,還有一種是對舊的結構進行維修和加固,以提高結構性能。
3.3智能材料
土木工程結構和基礎設施是使用年限一般都比較長,通常要達到幾十年,而有的結構甚至要使用百年以上。但是,在過程結構和基礎設施的使用工程中,受環境、荷載、腐蝕等因素的影響,會加快其老化的速度,使其產生疲勞效應,從而導致結構出現不同的損傷。隨著損傷的累計,其抗力會逐漸衰退,從而引發一些安全事故。因此,為避免在土木工程建筑的使用過程中出現意外事故,就需要對過程結構和基礎設施進行實時監測,智能材料的作用就在于此。智能材料是指碳纖維機敏混凝土材料,其能夠對土木工程健康狀況進行監測,與利于工程養護工作的順利開展。
4結束語
綜上所述,土木工程施工對材料的要求越來越高,新型土木工程材料的技術含量比較高,不僅能達到很好的節能效果,降低企業的施工成本,還能對環境進行保護。因此,在土木工程的實際施工中,要對新型節能墻體材料、高性能新型混凝土材料、智能材料等新型土木工程材料進行合理應用,以提高工程施工效率和質量。
參考文獻
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