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1)涵蓋內容繁多、邏輯關系較差。本課程學習內容涵蓋了無機材料、有機材料和復合材料等研究領域,包括了各類材料組成、性能及其影響因素、技術要求以及質量檢測和控制等等;各類材料性能各異且用途不同,因此各章之間聯系較少,導致邏輯關系不強。2)內容敘述性較強。教材內容涉及到與各類材料、工程密切相關的試驗資料、實踐經驗和技術標準,偏重于敘述性,基本概念多、經驗性的內容多,因此學生極易感覺到雜、亂、枯燥乏味,甚至產生厭學心理,影響學習效果。本課程具有很強的理論性和實踐性,除了應抓住重點學好理論知識以外,還應重視實踐環節,為此,本課程開設有多個學時的實驗課,旨在通過動手實踐,加深和鞏固對理論知識的理解,培養學生對土木工程材料的檢測技能。
2土木工程材料實驗教學的傳統模式
大量調研表明,多數高校土木工程材料實驗的教學模式表現為“灌輸式”,實驗性質基本為驗證類,綜合類、設計類和研究類實驗較少,具體表現如下:1)開展形式:多以分組。高校本科學生基數較大,實驗教學多為分組進行。2)指導模式:授課教師的講解和演示。每個實驗小組的人數較多,學生通過演示實驗觀察實驗過程,了解實驗的基本操作流程。3)實驗項目:根據實驗教學大綱確定。一般只限于教材中規定的特定實驗,其中驗證類實驗所占比例過大,而設計類和啟發類實驗相對較少;且考慮到實驗學時的設置,實驗過程較復雜、耗時較長且耗資較大的實驗,實驗教學盡量不涉及。4)實驗教材:實驗教師根據實驗教學大綱編寫實驗指導書。實驗過程中,學生根據指導書的實驗目的、實驗方法、實驗要求、所用儀器設備進行相關實驗即可。5)實驗報告:近似或者雷同。不同層次的學生所做的實驗項目相同,做相同的實驗,得到近似的實驗結果,一組或一個班寫出基本相同的實驗報告,不能充分調動學生的學習興趣和積極性。
3“塔式”實驗教學模式
基于兄弟院校土木工程專業實驗教學改革的成功經驗,結合現有實驗室的條件,遵循層次化、模塊化的指導思想,對土木工程材料實驗教學模式進行改革探索,分三階段逐步提升的“塔式”方式:基礎設計階段、對比分析階段與后期處理階段。1)基礎設計階段:將一個行政班的學生分組后,要求其根據與本次實驗項目相關的多種工程材料進行實驗設計,且將設計方案在實驗之前上交給實驗教師審批,待審批合格后方可安排實驗。這一階段可以讓學生根據實驗目的,自行設計實驗,使學生由被動變為主動,培養學生自主探究的能力;2)對比分析階段:同一批次實驗結束后,實驗教師組織學生分別匯報實驗設計方案與實驗現象、結果,要求學生分析不同小組的結果并找到原因,可以增強學生分析問題和解決問題的能力;3)后期處理階段:待同一個實驗項目全部結束后,實驗教師將本年度所有批次的實驗方案與結果公布后,要求每個同學對本項目進行總結,并以此作為實驗部分的考核。下面以“膠凝材料(水泥)的基本性質”為例,詳細說明一下“塔式”教學模式。1)根據理論課進程,實驗室要及時備好不同標號的水泥。實驗教師通知學生進行實驗方案設計,學生根據實驗目的,每個小組選用不同膠凝材料設計方案。根據已經審核的實驗方案與實驗指導書,嚴格按照實驗操作逐步完成水泥細度、水泥標準稠度用水量、水泥凝結時間、水泥安定性與水泥膠砂強度等實驗內容,并做好相關數據的記錄工作。2)同一批次實驗全部結束后,各小組通報實驗材料的選擇與實驗結果,要求每小組成員做好記錄,并引導學生回顧理論課程中的相關知識,分析不同膠凝材料的性質,加強學生對理論課程敘述性知識的理解與記憶。3)所有班級本實驗項目結束后,實驗老師將所有小組的實驗情況匯總并向學生公布,要求每人采用正交實驗分析法對統計的實驗結果進行分析,并結合理論知識對本次實驗進行總結,與此同時,教師也可以對學生實驗結果的統計數據進行分析總結,做好自己科研的支撐。
4教學模式改革效果
土木工程材料課程實驗教學除了上述實驗教學方法存在問題外,還有一個突出的問題,即學生實驗學習與實驗考評成績之間并沒有必然對應關系。實驗成績主要是對實驗報告的考評,依據單一,而且往往實驗報告抄襲現象非常嚴重,以致學生做好做壞一個樣,動手操作與旁觀一個樣,預習與不預習一個樣,這實際上是對學生不主動學習、實驗不動手操作惰性的縱容。因此,要改變土木工程材料課程實驗教學現狀,關鍵在于打破這種不對應關系。學生課堂學習通過試卷考試來考評,但實驗成績不能采用試卷考試成績來考評,因為試卷考試并不能真實反映學生實驗操作情況。那么,要建立實驗學習與實驗考評成績之間的對應關系,必須做到學習中有考評,考評過程就是學習過程,兩者相互結合、相互影響,共同促使學生由被動學習變為主動學習,引導學生動手操作,積極思考,真正實現上述實驗教學的兩個目的。
二、實驗學習與考評相結合的方法
(一)實驗過程控制
為了使實驗教學順利進行,在實驗課之前,應做好以下準備:
(1)按照自愿組合原則將每個班學生分成實驗小組。
(2)詳細講解考評規則,強調實驗學習與實驗考評的結合方式,讓學生清楚考評規則。
(3)課堂理論教學可利用視頻、動漫等教學手段講解實驗,演示實驗;實驗課將不再講解實驗操作、實驗步驟、注意事項等。
(4)要求學生在實驗前做好預習報告,對預習報告格式不作限定,但其中必須包括小組如何分工合作等內容。為了讓學生有充裕的時間完成實驗,傳統實驗都安排約2個小時,其中30分鐘由教師講授實驗目的、實驗步驟、實驗注意事項等。但實際上,土木工程材料課程實驗內容并不是很復雜,實際操作時間短,但因為絕大部分學生沒有做好課前預習,對實驗不熟悉,實驗現場只好邊看書邊做,或者看別人做完后自己再依葫蘆畫瓢,學生實驗操作既沒有壓力也沒有動力。針對這種情況,在實驗安排上將實驗時間從2小時縮短至1小時,取消教師講授時間,將實驗完成時間納入考評成績,以促使學生做好課前預習以及分工合作安排,做到實驗過程中小組成員人人動手操作,而不是由個別學生包辦,并將實驗過程的分工合作情況納入考評成績。1小時實驗時間分成三部分:5分鐘由教師簡單介紹實驗用儀器和原材料;40分鐘由學生實驗操作;15~20分鐘安排實驗討論。
(二)實驗情況討論
學生基本上都是第一次接觸實驗,在實驗操作過程中難免會出現失誤。傳統實驗教學中,教師常常擔心學生出錯,一旦發現學生操作失誤,就馬上中斷學生實驗,再指導應該如何操作,甚至代替操作。這種教學方法表面上保證了學生實驗的順利完成,但實際上這種做法不僅使實驗過程變得不連續,而且打擊了學生實驗的積極性,不利于學生獨立思考。實驗過程中,教師是主導方,教師常常無意識地用自己成熟的實驗概念強制代替學生初次的實驗思考。其結果是學生完成實驗后對自己實驗操作是否規范、實驗應注意的細節、實驗有哪些知識點需要掌握、實驗操作程序是否正確都不清楚。因此,教師在實驗操作過程中最好不對學生進行任何指導,不打斷學生實驗,只在旁邊觀察,了解與掌握每個小組的實驗情況;實驗完成后再組織學生對整個實驗情況進行討論。在討論過程中教師可引導學生進行歸納和總結,尤其對操作失誤的要進行重點分析。討論分析具體步驟如下:先請一位學生將整個實驗操作過程、實驗注意事項等陳述一遍。在此基礎上,其他學生結合自己的實驗情況進行補充和討論。在討論過程中,教師根據觀察到的實驗情況以及學生討論的情況,對每個小組實驗操作過程中出現的問題進行分析,引導學生思考、總結與歸納,得出正確的結論。以下具體舉例說明。實例一:在水泥膠砂實驗討論中,有學生說他們發現膠砂攪拌后不均勻,影響了試件成型效果。針對這個問題,首先引導學生進行分析,得出引起攪拌不均勻的主要原因是攪拌葉片與攪拌鍋底距離過大,由此強調說明實驗設備對實驗精確性的影響,每次實驗前應對實驗設備運行情況進行檢驗;然后提出如何才能使膠砂攪拌均勻的問題,引導學生對實驗過程中攪拌葉片停止90秒時應該做什么這一實驗細節的討論。在討論過程中,除了強調規范中“用刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中”的內容外,還可以引出如果用刮具將鍋底膠砂攪拌起來,將有利于提高膠砂均勻效果這一實驗技巧。通過討論,加深了學生對實驗儀器、操作細節重要性的認識。實例二:粗骨料表觀密度測量實驗中包括飽和面干、開口孔隙等知識點。在實驗過程中,發現很多學生并沒有用濕抹布將粗骨料表面積水抹干就直接稱量。針對這一問題,在討論時,首先對多孔材料空隙結構和表觀密度計算公式作簡單復習,引導學生思考操作中出現的細節錯誤,突出實驗操作細節的重要性;同時對飽和面干、材料空隙結構、表觀密度等相關知識點進行全面復習。討論結束后,再由教師將正確實驗操作程序從頭至尾復述一遍,突出實驗注意事項,總結實驗目的,給學生正確的實驗知識。
(三)實驗報告內容
每個小組提交一份實驗報告,實驗報告不拘泥于形式,鼓勵學生在形式上自由發揮,但在內容上要包括實驗操作過程的描述、小組每位成員對自己所負責工作的介紹以及實驗操作的體會、實驗結果分析等。對實驗結果的分析鼓勵采用多種形式,如結合操作中出現的問題進行分析,還可以對各小組的實驗結果進行橫向對比分析等。
(四)實驗考評方法
考評內容主要包括五個部分,即實驗時間、實驗衛生、實驗操作、實驗討論和實驗報告。具體考評細則和評分標準如下:
(1)對實驗完成時間的考驗占考評成績的5%,考評對象為各小組,小組成績即為小組每位成員的成績。其中每個班級10個小組前兩名得分為100分,中間六名為90分,最后兩名為80分。對實驗完成時間的考評只作為一個鼓勵措施,考評成績不能太低。
(2)對實驗衛生情況的考評占考評成績的5%,考評對象為各小組。根據每個小組實驗操作結束后對儀器設備等的整理情況進行評分,評分標準分為100分、90分、80分、70分和60分。實驗衛生是良好實驗習慣的表現,考評成績上可拉開差距。
(3)實驗操作成績占考評成績的10%,考評對象為小組。主要考評每個小組成員合作情況和操作熟練的程度,評分標準分為100分、90分、80分、70分和60分。
(4)實驗討論考核成績占考評成績的30%,考評對象為每位學生。所有實驗完成后,討論時學生未發言的0分,有一次發言的80分,兩次發言的90分,三次及三次以上的100分。發言討論能反映學生對實驗的態度,實驗討論成績占考評成績比例應大一些,有利于提高學生動手實驗的積極性。
(5)實驗報告成績占考評成績的50%,考評對象為小組。考評內容為實驗報告內容,評分標準分為100分、90分、80分、70分和60分。在考評細則中,只有實驗討論的考核是針對小組每個成員的,旨在鼓勵學生積極思考,踴躍發言;其他四項都是對小組統一評分,鼓勵團隊合作;對實驗報告,如果要求小組成員每人一份,很多內容會重復,流于形式,因此,可調整為要求小組成員通過討論,由小組統一提交一份具有實際內容的實驗報告。
三、實驗教學方法實施要點
相對傳統實驗教學方法,本文提出的方法縮短了實驗時間,加重了對實驗操作過程的考核,在具體實施過程中,要求:
(1)教師和助教集中精力,隨時了解與掌握學生的操作情況,按照考評細則及時對每個小組的完成時間、衛生情況、實驗操作熟練程度和討論發言做好定量考評;
(2)保證實驗儀器運行穩定;
(3)討論中要調動學生積極性,引導學生參與討論。
四、結語
(1)對材料的管理方式沒有更新。為了保證工程的進度和工程的正常運行,施工企業需要時刻掌握建筑材料的情況以便及時進行補充。但是,目前大部分的企業對于建筑材料都存在著問題。現如今,大部分建筑企業都采取了傳統管理方式對建筑材料進行管理,沒有對材料進行統一管理,各個部門對于其他相關部門材料的粗存情況不了解。建筑材料名目繁多,在進出庫房的過程中都要經過都要經過一定的手續,這樣就使得辦事效率降低,增加了工作人員犯錯的幾率。一旦發生錯誤,那么就會使得庫房積壓,使得資金流動減慢。使得最后統計數據變得困難,企業難以對材料在部門之間進行調劑,導致工程的進度滯停。(2)嚴重缺乏優秀材料管理人才。現如今,在建筑材料的管理層人員,各方面水平有所欠缺,一個合格的管理人員,不僅需要豐富的管理經驗和較高的文化水平,而且還需要扎實的專業理論知識,但是在現實中,往往管理人員都會缺乏其中一部分,但是社會所需要的卻是綜合型的人才[2]。
2如何做好土木工程施工中的材料選擇及質量控制分析
對于建筑材料的一些相關工作而言,其不僅是在施工過程中有所體現,在施工結束后其也有所表現,例如回收、管理和放置材料等工作,它在土木工程施工的整個過程當中,都有所涉及。要想做好土木工程施工中的材料選擇及質量控制分析不是一件極為簡單的事,相反,它極其復雜和繁瑣。在施工企業的各部門和各個崗位中,都需要做好這項工作,并且還要做好與其長期爭斗的打算。通過與土木工程施工中出現的一些問題相結合,本文探討出以下幾項材料選擇和質量控制的方法:(1)對采購部門進行單獨劃分,將材料選擇工作做好。為讓企業材料得到集中選擇和管理,就需要在企業中成立專門的材料采購部門。在做好材料選擇及質量控制工作中,這是極為關鍵的。若材料有專業人員把關,那就不僅可以確保材料價格的合理性,還能保證其質量,這在一定程度上還能促進企業層面各項目之間的平衡。除此之外,這還能減少企業內部之間的一些暗箱操作情況和腐朽現象。(2)讓現代信息化材料管理模式建立起來。隨著社會經濟的發展,我國的科技水平得到了很大的提高,計算機在我們的日常生活中扮演著愈加重要的角色。因此,企業在管理材料時,也應該建立信息化管理,信息化管理不僅可以使這項工作變得更加簡單和易于操作,還能在一定程度上使其實現升級和共享。若建立信息化材料管理,那在施工過程中,就能及時知道其存在的問題,對資料的實時狀況有效查看,對于企業的各個工程項目而言,也能對其進行最大程度的調配,從而確保合理有效的利用資源,保證施工企業的工程進度。(3)加強材料管理制度和體系合理化。作為建設工程殊產品的原料,建筑材料質量好壞會對未來工程產品的優劣產生決定性的影響。所以,就需要嚴格控制建筑材料的質量,加強材料管理制度和體系的合理化。在土木工程項目中,材料是其實體,對于施工監理工作而言,監理材料就是其必不可少的一部分,要想確保施工質量體系,就需要嚴格控制進場材料。(4)強化對材料管理人員的培訓。企業不僅要對材料管理人員進行專業知識的理論培訓,還要注重提高材料管理人員的素質培養。在提高企業各個層面人員思想覺悟的同時,還應該提高相關人員的文化素養,在基礎上防止浪費材料現象的出現,還要杜絕各種不管不問和以次充好現象的出現。除此之外,還應該對相關材料管理人員進行技能培訓,例如對材料管理人員進行技能操作的演練和講解等。為了讓材料管理人員能在實際工作中發揮真正的作用,還要對其在實際生活中的學習情況進行檢驗,只有做到這個,我們才能培養出符合社會需求的、優秀的材料管理人才[3]。
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