建筑材料課程項目驅動法教學改革

陳偉　徐亦冬

摘要：針對建筑材料課程實驗項目分散，學生實際操作能力差以及實踐教學與理論教學脫節(jié)的問題，提出實踐教學分步進行的方法，單項實驗側重提高學生的基本實驗操作能力，而綜合實驗側重考察學生綜合素質。為了考察教學改革的成效，將土木工程專業(yè)2011—2013級的學生進行分組對比，結果證明，建筑材料實踐課程項目教學法改革后，學生實驗操作能力明顯提高，知識掌握能力更強，分析解決問題能力也得到了提高。

關鍵詞：建筑材料；實驗教學；教學改革；項目驅動

中圖分類號：TU502；G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2015）03-0103-03

作為土木工程的物質基礎，建筑材料的地位在工程建設中是毋庸置疑的，因此，各大專院校都將建筑材料課程作為土木建筑專業(yè)的一門技術基礎課、必修課。該課程的一個主要特點是實踐性強，知識體系分散[1]。隨著社會的進步，建筑工程技術日益發(fā)展，新型建筑材料不斷被開發(fā)，建筑物的新結構也不斷涌現(xiàn)。這些新技術的發(fā)展，以及新材料的出現(xiàn)，對建筑材料的性能實驗和工程檢測手段和方法都提出了更高的標準和要求[2-3]。土木工程專業(yè)是一個工程性、應用性很強的專業(yè)，而建筑材料實驗教學是土木工程專業(yè)教學中一個十分重要，不可或缺的教學實踐環(huán)節(jié)[4]。因此，如何針對當前的社會需求和專業(yè)現(xiàn)狀，推進應用型、工程型高素質人才培養(yǎng)的教學改革是目前實驗指導教師需要著重研究和探討的關鍵問題。

項目驅動教學法是在構建主義教學理論基礎上的一種教學方法，其基本思想是使學生的學習活動與工程實際應用相結合，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性、主動性。教師在整個實驗過程中起組織和引導作用，學生的綜合素質則在具體實驗的構思、設計、實現(xiàn)及運行過程中得到了鍛煉和提高，是當前國際上公認的較為科學的應用型本科人才培養(yǎng)方法[5]。鑒于項目驅動教學法的培養(yǎng)模式與建筑材料實踐教學的目標高度一致，因此決定對我校2011—2013級土木工程專業(yè)部分本科生進行項目驅動法教學改革，并與未進行項目驅動教學的學生進行對比分析，以便了解教學改革效果。

一、建筑材料課程現(xiàn)狀

建筑材料是目前世界上應用最廣，使用數(shù)量最多的材料，涉及領域包括無機材料、有機材料、高分子材料、復合材料等[6]。因此，建筑材料與其他學科交

叉較多，學生對很多材料的生產(chǎn)工藝、性能、應用等了解有一定困難。由于時間、資金、資源的限制，實踐教學內(nèi)容比較單一，實驗數(shù)量少，分析沒有對比性，實訓的內(nèi)容與理論課程內(nèi)容有一定程度的脫節(jié)，造成學生對教師依賴性較強，也無法激發(fā)學生的學習興趣。此外，由于實驗項目單一、固定，學生無法發(fā)揮主體作用，始終處于一種“按部就班、照方抓藥”的學習狀態(tài)，即使學生想設計一些實驗去驗證、解決學習中遇到的一些問題或者困惑，也沒有條件，沒有場地來滿足學生的實驗需求。

二、項目驅動法教學改革

（一）教學方法改革

改革前的實驗教學內(nèi)容分散，各實驗項目之間相互獨立。結合土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和目前的工程實際，依據(jù)由淺入深、由單一到綜合、循序漸進的原則設置建筑材料實驗教學課程。首先開設一些簡單的單項基礎實驗，如建筑原材料水泥、砂、石實驗等，主要目的是通過這些實驗培養(yǎng)學生的基本實驗操作技能，加深對建筑材料理論知識的理解。

在此基礎上開設一些綜合性實驗項目，以加深學生對建筑材料性能的認識。對于這類綜合性實驗，分小組完成，每組人數(shù)基本為6～7人，可以自愿組合，也可以由指導教師指定，每個小組設置組長一名，組織小組成員定期開展討論，共同解決實驗中遇到的問題。至于實驗項目確定則結合學院實驗儀器情況由教師指定或小組共同擬定實驗課題，如混凝土的配合比設計、混凝土耐久性（ 抗碳化、抗氯離子滲透性、抗凍性、硫酸鹽侵蝕等） 實驗、工業(yè)廢渣在水泥混凝土的應用等，根據(jù)擬定的題目確定初步的實驗方案。指導教師針對實驗方案進行指導、評價是否可行，確定可行后分小組進行實驗。無論是實驗材料的準備，實驗儀器的選擇還是實施方案的確定以及實驗報告的撰寫等全部由每個小組自主完成，指導教師對實驗過程進行監(jiān)督，并在重點、疑難環(huán)節(jié)上適當進行指導。當實驗基本完成時，指導教師組織全體學生集中討論和點評，總結各個小組在實驗過程中的主要優(yōu)點和出現(xiàn)的問題，當實驗結束后，針對小組成員在實驗過程中發(fā)揮的作用，結合實驗報告的撰寫和項目實驗結果給定學生實驗成績。

通過這一教學方法改革，學生的學習熱情得到了極大的調動，由于實驗項目不固定，并且部分實驗項目就是學生自己提出的，學生自然會為了達到預期實驗結果不斷思考。通過資料的查閱和小組的討論，也培養(yǎng)了學生的團隊合作精神和綜合分析素養(yǎng)，為培養(yǎng)應用型本科人才奠定了基礎。

（二）教學內(nèi)容改革

改革前的建筑材料實驗內(nèi)容絕大多數(shù)為驗證性實驗[7]，基本以一些傳統(tǒng)的無機/有機材料為主。如水泥實驗、混凝土骨料實驗、砂漿實驗等一些基礎的建筑材料的性能實驗，也包括一些墻磚、防水材料等裝飾工程材料的性能實驗。結合當前的工程實際以及土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，決定對實踐教學內(nèi)容進行優(yōu)化。將實驗課程劃分為單項項目的實訓教學與綜合實訓兩部分。

（1）對于單項項目的實訓，以加強學生的概念理解與實驗技能為主，例如：在水泥凝結時間這一實訓項目中，根據(jù)實驗規(guī)程，由加水時算起，至試針沉入凈漿底板上0.5～1.0 mm 時，所經(jīng)歷的時間為初凝時間；試針沉入凈漿中不超過1.0 mm 所經(jīng)歷的時間為終凝時間。這樣就可以簡單直接地使學生了解理論教學中水泥的“凝結”和“硬化”、“初凝”和“終凝”等一些成對出現(xiàn)的概念。

（2）對于綜合實驗，則模擬真實的工作任務，指導教師僅提供原材料，提出設計要求，指出建筑材料欲使用的施工部位，其他工作則由學生組成項目組共同完成。比如：布置一個外墻混凝土材料性能實驗，要求學生利用以前掌握的各科知識，對砂子、石子等組成材料的各項性能參數(shù)進行實驗檢測，并且在此基礎上進行混配后混凝土性能實驗。通過實訓項目，可鍛煉學生多項建筑材料實驗技能。在實驗過程中，學生分工配合，提高了合作能力，為以后走上工作崗位奠定良好的基礎。

（三）考核方式改革

教學改革前，由于實驗項目固定、單一，成績評定主要根據(jù)實驗過程中的提問和實驗報告完成質量。由于多組次實驗項目相同，因此實驗報告雷同現(xiàn)象比較突出，學生抄襲現(xiàn)象嚴重；而實驗過程中教師提問也不可能面面俱到，更不可能每個學生都提問到，因此學生成績不可避免有一定的偏差。通過教學改革，對建筑材料實驗成績考核方式進行了改革。改革后，學生成績的評定由實驗操作技能、實驗報告及文獻查閱能力和實驗討論表現(xiàn)四部分構成。實驗操作技能主要根據(jù)學生在建筑材料基本物理性能實驗中的表現(xiàn)進行評定。文獻查閱能力要求學生根據(jù)布置的實驗任務，查閱需要進行的檢測項目和檢測方法，對整個項目小組共同評定。實驗討論表現(xiàn)則是針對項目小組中的各個成員，根據(jù)他們在整個實驗過程中的合作能力、創(chuàng)新能力以及工作態(tài)度進行評定。實驗報告中的基礎技能部分要求全部學生按照操作步驟書寫，綜合實驗部分則每個項目小組各自撰寫不同的任務。學生實驗成績評價體系更具體、豐滿，減少了教師的主觀評分比重，學生為表現(xiàn)自己的能力，自然在實驗過程中付出更多的精力和更大的努力。

三、教學改革成效

為了考察教學改革的效果，對土木工程專業(yè)2011級、2012級和2013級的學生進行了分組對比研究。從實驗報告雷同率、學生基本操作能力和學生對后續(xù)課程知識的掌握情況等幾個方面考察教學改革的效果，結果見表1。

通過表1可以看出，經(jīng)過教學改革后的實驗培訓，無論是2011級還是2012級、2013級的學生，實驗技能的掌握情況都明顯優(yōu)于教學改革前，實驗報告的雷同率大幅度降低，學生實驗成績獲優(yōu)的比例明顯增加，而后續(xù)課程教師對學生能力的評價也要好于教改前。通過項目驅動實驗教學方法改革，可以顯著提高教學效果，應在今后的教學過程中持續(xù)推進，以便培養(yǎng)應用能力強、工程意識高的土木工程專業(yè)本科生。

四、結語

為培養(yǎng)工程型、應用型本科學生，對土木工程專業(yè)建筑材料實驗課程的教學內(nèi)容、教學方法和考核方式進行改革優(yōu)化。通過項目驅動實踐教學改革，激發(fā)了學生學習熱情，提高了學生的實驗技能和創(chuàng)新能力。參考文獻：

[1]尹健，李益進.《建筑材料》教學改革實踐[J].株洲工學院學報，2004，9（5）：47-49.

[2]李晨洋，劉東，趙晶.基于MIT模式的建筑材料課程教學改革[J].山西建筑，2010，36（22）：220-221.

[3]范偉麗，武桂枝.《建筑材料與檢測》的教學改革淺議[J].河南水利與南水北調，2011（4）：59-61.

[4]吳永明，施斌，何軍擁.能力培養(yǎng)與開放式建筑材料試驗教學改革[J].廣東建材，2009，32（6）：29-31.

[5]徐雅斌，周維真，施運梅，等.項目驅動教學模式的研究與實踐[J].遼寧工業(yè)大學學報：社會科學版，2011，13（3）：125-127，130.

[6]雎文靜.新課程體系下建筑材料實驗室建設過程探析[J].廣州化工，2011，39（19）：135-136.

[7]陳紅光，劉東，馬锠臣，等.建筑材料實驗課程教學改革的探討與實踐[J].科技資訊，2010（7）：175-176.

（編輯 周 沫）