建筑材料學(xué)課程教學(xué)體會(huì)

龍志強(qiáng)

摘 要：在系統(tǒng)總結(jié)《建筑材料學(xué)》課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的課程教學(xué)實(shí)踐，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性入手，對教學(xué)內(nèi)容、方式、方法進(jìn)行探討，提出了提高教學(xué)效果和質(zhì)量的途徑。

關(guān)鍵詞：建筑材料學(xué) 教學(xué)方法 案例教學(xué)

中圖分類號(hào)：TU50-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（c）-0111-02

《建筑材料學(xué)》課程是目前廣大高校中土木工程專業(yè)、交通（道路與鐵道）工程專業(yè)、工程管理專業(yè)以及材料科學(xué)與工程等專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是本校材料科學(xué)與工程專業(yè)無機(jī)非金屬材料方向的專業(yè)必修課程。本課程的目的是讓學(xué)生獲得建筑材料的性質(zhì)與應(yīng)用的基本理論知識(shí)，掌握主要建筑材料試驗(yàn)的基本技能訓(xùn)練，為今后從事專業(yè)技術(shù)工作能夠合理選擇和使用建筑材料打下基礎(chǔ)。然而由于專業(yè)課程自身的特點(diǎn)，加上一些同學(xué)也不太重視，學(xué)習(xí)過程中往往不得要領(lǐng)。為了提高教學(xué)質(zhì)量，讓同學(xué)們更好的學(xué)習(xí)本門課程，以下是本人的一些教學(xué)體會(huì)。

1 建筑材料學(xué)課程特點(diǎn)

1.1 內(nèi)容龐雜，系統(tǒng)性差，課時(shí)短

建筑材料學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容繁多，包括石灰、石膏、水泥、混凝土、砂漿、鋼材、瀝青、墻體材料、防水材料、建筑陶瓷等十幾個(gè)門類上百種材料，且各類材料相對獨(dú)立，各個(gè)章節(jié)連貫性較差[1]。學(xué)習(xí)過程中極易感覺到雜、亂、理不出頭緒，容易感到枯燥乏味，并產(chǎn)生厭學(xué)情緒。另外授課時(shí)數(shù)有限僅為32個(gè)學(xué)時(shí)，倘若照本宣科，采用“填鴨”式教學(xué)方式，一方面每節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，學(xué)生只會(huì)越學(xué)越乏味，難以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣；另一方面，教師也疲于趕進(jìn)度，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。

1.2 概念多，敘述性內(nèi)容多，實(shí)踐性強(qiáng)

建筑材料學(xué)課程中材料種類繁多，相關(guān)章節(jié)內(nèi)容同樣有三多：概念多、專業(yè)術(shù)語多、需要理解記憶的內(nèi)容多，易使學(xué)生感到枯燥乏味，失去學(xué)習(xí)興趣。課程中大多數(shù)是敘述性內(nèi)容，主要是各類材料和工程密切相關(guān)的試驗(yàn)資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，且多數(shù)是定性，半定量的分析，缺乏邏輯性和理論計(jì)算分析。比如按照混凝土強(qiáng)度進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)中，水灰比的采用，單位用水量的選用等等，很多數(shù)據(jù)都是大量經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)，沒有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)只能靠死記硬背。這些特點(diǎn)使得很多習(xí)慣于數(shù)學(xué)、物理等邏輯性強(qiáng)課程的同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中不得要領(lǐng)，甚至喪失學(xué)習(xí)自信心。

基于建筑材料學(xué)課程以上特點(diǎn)，如何在有限的課時(shí)里面上好這門專業(yè)課，適應(yīng)無機(jī)非金屬專業(yè)人才培養(yǎng)要求，是一個(gè)值得探討的問題。

2 強(qiáng)調(diào)本課程的重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性

學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)能夠激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生自主的學(xué)習(xí)活動(dòng)，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的求知欲望，也能使學(xué)生在學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出高漲的學(xué)習(xí)熱情、認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度、專心致志的學(xué)習(xí)毅力?！叭~可斯—多德森定律”指出：在課題難度性質(zhì)在一定范圍特別是在學(xué)習(xí)力所能及的課題時(shí)，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度的增強(qiáng)有利于學(xué)習(xí)效率的提高，而學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)密切相關(guān)的主要是學(xué)生的精神需要[2]。

進(jìn)入大三的學(xué)習(xí)階段，很多同學(xué)開始對就業(yè)問題表現(xiàn)出莫大的興趣，希望學(xué)有所用，在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)上出現(xiàn)差別對待：課程對就業(yè)有用我就學(xué)，對就業(yè)沒有用我就不學(xué)。從這個(gè)角度出發(fā)，筆者也常列舉往屆一個(gè)同學(xué)的真實(shí)例子，這個(gè)同學(xué)就職于商品混凝土行業(yè)并擔(dān)任主管，他親口說，就業(yè)后還經(jīng)常把這門課的教科書拿出來翻，上課時(shí)沒覺得有多重要，上班了就知道多重要了。通過這樣實(shí)實(shí)在在的例子讓同學(xué)們知道這門課很重要，而且的確是有用的，從而激發(fā)學(xué)生渴望成功成才的內(nèi)驅(qū)力，投入到扎實(shí)掌握專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)中去。

另外一定要明確強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)這門課的目的：是為了讓同學(xué)們在今后的工作生活中，合理選擇與使用建筑材料。材料的選擇與使用是否恰當(dāng)，會(huì)對工程的造價(jià)、質(zhì)量、工期、功能等各方面產(chǎn)生直接的影響[3-4]。通過介紹一些由于建材選擇使用不當(dāng)造成的工程事故實(shí)例：如1999年重慶綦江彩虹橋整體坍塌造事件成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡；2008年5·12四川汶川大地震中，大部分的教學(xué)樓因材料使用不當(dāng)而奪取了大量中小學(xué)生的生命；學(xué)生們在聽了這樣一些內(nèi)容之后，往往感受震動(dòng)很大，印象很深，加深了對這門課的重要性的認(rèn)識(shí)。再如，世界各國的混凝土所面臨的耐久性問題已相當(dāng)嚴(yán)重，例如北京西直門舊立交因鋼筋銹蝕導(dǎo)致部位不同程度開裂，維修耗時(shí)耗力?；炷恋哪途眯詥栴}已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛重視，若全部進(jìn)行修復(fù)所需費(fèi)用非常巨大。在此基礎(chǔ)上，提出研究和保證建筑材料耐久性的重要意義，學(xué)生既愛聽，也易理解，因此積極性極高。

3 提高教學(xué)效果的途徑

3.1 適當(dāng)增減教學(xué)內(nèi)容

建筑材料學(xué)課程內(nèi)容繁雜而教學(xué)課時(shí)偏少，教學(xué)內(nèi)容想做到面面俱到是不太可能的，在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)就應(yīng)有所側(cè)重。考慮到本專業(yè)就業(yè)后主要是面向工程施工，對現(xiàn)場施工中應(yīng)用較多的材料做重點(diǎn)介紹，不能眉毛胡子一把抓，應(yīng)有主次之分。該課程的講授重點(diǎn)是基本性質(zhì)、水泥、混凝土、瀝青四章，其他如石灰、石膏、墻體材料可以做一般性介紹，砂漿章節(jié)可以看做細(xì)集料混凝土進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，木材及其他防水、絕熱等建筑功能材料可以采取自學(xué)討論的方式。在重點(diǎn)章節(jié)中也要突出主次，比如水泥一章中應(yīng)把硅酸鹽水泥、通用硅酸鹽水泥作為重點(diǎn)，詳細(xì)講授硅酸鹽水泥的熟料礦物組成、水化反應(yīng)、硬化機(jī)理、水泥技術(shù)性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)要求、腐蝕及水泥品種的選用等。

3.2 教學(xué)內(nèi)容要有條理性

學(xué)生在學(xué)習(xí)建筑材料學(xué)課程時(shí)，往往被課程中繁多的內(nèi)容，大量的專業(yè)術(shù)語搞得一頭霧水，無章可循。作為教師更應(yīng)當(dāng)特別注意歸納總結(jié)，加強(qiáng)授課的系統(tǒng)性和教學(xué)內(nèi)容的條理性，幫助同學(xué)們理清思路[5]。以下2點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)可以供大家參考：

（1）建筑材料雖然種類繁多，但都有其共性。第一章材料的基本性質(zhì)正是研究這個(gè)共性問題，也是后繼各章的基礎(chǔ)知識(shí)。因此，應(yīng)較詳細(xì)的把材料性質(zhì)的各個(gè)概念結(jié)合它們在工程中的應(yīng)用介紹清楚，要求同學(xué)們牢固掌握。比如：材料的“三度”（密度、表觀密度、堆積密度）和“三率”（空隙率、孔隙率和填充率）。endprint

（2）在各類材料的講授中，可以遵循材料科學(xué)工程研究中四要素法則：材料的化學(xué)成分→合成加工→組織結(jié)構(gòu)→材料的性能及應(yīng)用。材料的性能及應(yīng)用是材料的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，要求重點(diǎn)掌握。材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)是影響其各種性質(zhì)的直接因素，加工工藝則通過改變材料的組織結(jié)構(gòu)而影響其性質(zhì)。改變化學(xué)成分又會(huì)改變材料的組織結(jié)構(gòu)，從而影響其性質(zhì)。同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中有條理可依，邏輯清晰，學(xué)習(xí)內(nèi)容明確，也培養(yǎng)了遵循科學(xué)研究四要素的嚴(yán)謹(jǐn)思路。

3.3 多種教學(xué)方法相結(jié)合提高教學(xué)質(zhì)量

“教師講，學(xué)生聽；教師寫，學(xué)生抄”這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法越來越受廣大師生所詬病。在教學(xué)過程中應(yīng)該圍繞教學(xué)內(nèi)容豐富教學(xué)方法的多樣性，避免“單向灌入式”的方式進(jìn)行授課，增加與學(xué)生的教學(xué)互動(dòng)，提高教學(xué)效果。以下是筆者采用一些教學(xué)方法供大家參考：

（1）精心制作課件，合理運(yùn)用多媒體教學(xué)

通過多媒體教學(xué)手段可以節(jié)省板書的時(shí)間，緩解學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾，讓講課內(nèi)容更加直觀。除了簡單扼要地在課件中顯現(xiàn)本堂課的主要知識(shí)點(diǎn)外，可以把教材中的大量表格、圖形、工藝流程以及一些工程實(shí)例以圖像、動(dòng)畫、照片、或者視頻錄像的形式進(jìn)行展示。比如：建筑材料的主要物理力學(xué)性質(zhì)和國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以表格形式一目了然；材料的孔隙結(jié)構(gòu)圖中開口孔與閉口孔的差別、減水劑作用機(jī)理、水泥熟料礦物強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律等講解比較費(fèi)勁，制作成圖形就非常直觀，通過對比講授學(xué)生也很容易掌握；水泥的水化硬化過程非常復(fù)雜也不好理解，制作成動(dòng)畫后不僅形象生動(dòng)更易于理解；另外還有具體的操作施工如塌落度測定、噴射混凝土工藝，以及一些特種混凝土（如能浮在水面上的超輕混凝土）用視頻錄像的方式展示，同學(xué)們更是表現(xiàn)出極大的興趣。通過合理運(yùn)用多媒體手段，學(xué)生們普遍反映良好，看得懂、記得牢，也提高了教學(xué)效果與質(zhì)量。

（2）大量引用工程案例，增強(qiáng)親臨感

建筑材料學(xué)課程是一門實(shí)踐性強(qiáng)的課程，大量引用工程案例不僅可以調(diào)動(dòng)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，更能彌補(bǔ)純粹理論教學(xué)缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的弊端。在案例教學(xué)中教師要掌握好三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即是：選編好案例；組織好討論；做好評論[6]。教師應(yīng)預(yù)先對工程實(shí)踐所用材料進(jìn)行組織、分析和設(shè)計(jì)，編制具有實(shí)用性的工程案例。在案例分析過程中讓學(xué)生分組參與討論，繼而開展教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生通過對所給的案例材料進(jìn)行比較、分析與討論，就會(huì)從現(xiàn)象中找到本質(zhì)。比如在北京西直門立交橋鋼筋銹蝕開裂案例中，預(yù)先準(zhǔn)備好展示用的鋼筋銹蝕、混凝土部位開裂等現(xiàn)場圖片，有關(guān)科研部門對舊橋東南引橋橋面和橋基鉆芯作K2O、Na2O、Cl-含量測試數(shù)據(jù)，以及北京80年代利用除冰鹽對長安街和城市立交進(jìn)行除冰等背景資料。讓同學(xué)們閱讀和觀看，再分組進(jìn)行討論，分析產(chǎn)生鋼筋銹蝕開裂原因，并且組織同學(xué)相互提問回答，引導(dǎo)同學(xué)們用理論知識(shí)進(jìn)行分析和解決問題。又比如在講石灰的性質(zhì)時(shí)，可例舉抹灰墻面出現(xiàn)爆裂點(diǎn)，通過對產(chǎn)生爆裂原因的分析，可使學(xué)生加深對過火石灰危害和石灰熟化時(shí)體積膨脹的了解，也進(jìn)一步認(rèn)識(shí)石灰陳伏的必要性。另外還可以科技小論文的形式讓同學(xué)們?nèi)ビ^察生活中常會(huì)看到一些路面或建筑出現(xiàn)裂縫，家里貼的地磚出現(xiàn)開裂等等，輔以力所能及的試驗(yàn)去證實(shí)，然后在課堂上加以討論交流，這樣學(xué)習(xí)積極性一下子就調(diào)動(dòng)起來了。在建筑材料課教學(xué)中采用案例教學(xué)法可以使學(xué)生如同親臨現(xiàn)場，提高了學(xué)生的分析和解決實(shí)際問題的能力，使其對知識(shí)點(diǎn)能夠活學(xué)活用，也得到了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（3）活躍課堂氣氛，將課堂內(nèi)容生動(dòng)化

建筑材料課程內(nèi)容多為敘述式，枯燥而平淡，學(xué)生也反映有很多知識(shí)點(diǎn)難以記憶，甚至?xí)埞诶畲?，混淆弄錯(cuò)。這就要求我們教師應(yīng)開動(dòng)腦筋，充分利用形象思維能力，將死板的內(nèi)容講鮮活，活躍課堂氣氛，達(dá)到學(xué)生過耳不忘的效果。比如同學(xué)們經(jīng)常會(huì)把硅酸鹽水泥熟料的四種礦物：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣相互混淆。講解的時(shí)候筆者就經(jīng)常將它們比喻為性格迥異的四兄弟：江湖老大哥（硅酸三鈣C3S）名望響當(dāng)當(dāng)，能力強(qiáng)、效率高，做事大刀闊斧熱火朝天，是個(gè)鐵血男兒真漢子（對應(yīng)的礦物特性是：在水泥中含量最高，水化早晚期強(qiáng)度都高，凝結(jié)硬化快，水化速度快，水化熱大）；老二（硅酸二鈣C2S）性格沉穩(wěn)是個(gè)潛力股，工作起來慢條斯理，有道是慢工出細(xì)活，后期工作成效大（凝結(jié)硬化慢，水化熱小，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度最高）；老三（鋁酸三鈣C3A）性情急躁，好大喜功，能力最差（凝結(jié)硬化最快，水化熱最大，強(qiáng)度最低）；四弟（鐵鋁酸四鈣C4AF）排行最小，其各項(xiàng)能力均不突出但有點(diǎn)個(gè)性（凝結(jié)硬化適中，水化熱適中，強(qiáng)度較低，抗硫酸鹽侵蝕性能好）。通過擬人化的講解，學(xué)生自然覺得非常生動(dòng)，仿佛能在水泥熟料礦物身上看到自己的影子，有同學(xué)談笑道做人要做C2S，課堂氣氛很活躍。又如介紹水泥的安定性可以說：水泥的安定性不良好比一個(gè)人不安分好動(dòng)，這里磕磕那邊碰碰，結(jié)果就會(huì)出問題，沒什么作為（水泥硬化后體積變化不穩(wěn)定，出現(xiàn)翹曲、裂縫等降低工程質(zhì)量，當(dāng)廢品處理不能使用）。講解混凝土的抗?jié)B性良好可以比喻成蒼蠅不叮無縫的蛋，自身問題少自然沒煩惱（混凝土密實(shí)度越高，孔隙越少，防腐抗?jié)B能力越強(qiáng)，耐久性越好）。通過這樣的鮮活化處理，同學(xué)們的印象自然深刻，知識(shí)點(diǎn)也記得牢了。

4 結(jié)語

建筑材料學(xué)課程內(nèi)容多而雜，為達(dá)到良好的教學(xué)效果，可以從以下入手：依據(jù)課程特點(diǎn)，講授時(shí)注意充分調(diào)動(dòng)同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；授課老師應(yīng)該鉆研課程內(nèi)容，抓住內(nèi)容重點(diǎn)，將繁雜的知識(shí)點(diǎn)用科學(xué)研究四要素這條主線串聯(lián)起來，幫助學(xué)生理清思路；根據(jù)教材的不同的章節(jié)靈活選用合適的教學(xué)方法，精心準(zhǔn)備上課用多媒體課件，通過大量工程實(shí)例的討論和生動(dòng)化的語言表達(dá)，活躍課堂氣氛，切實(shí)提高教學(xué)效果與質(zhì)量。

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