“建筑材料”課程的教學(xué)改革與實踐

顧亞敏 宋旭艷 郜志海

關(guān)鍵詞 建筑材料 課程教改 實踐

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.10.073

Abstract "Building Materials" has a very important role in the course construction and is one of the major required courses for the Civil Engineering students. According to the characteristics that the curriculum is not highly valued and has poor connection between theory and practice， and requirements in higher education reform， and with the aim to develop the knowledge application flexibly and cultivate the innovation ability of the students， the instructional contents are adjusted based on the present situation and the basic development trend of higher education reform. Case-based instruction and Special topic discussion were used in the instructional reform practice successfully and obtained satisfactory results.

Keywords building Materials; instructional reform; practice

隨著我國“一帶一路”倡議的穩(wěn)步實施，需要匹配大量的工程建設(shè)項目人才，尤其是土木、水利、交通、管理等專業(yè)方向高層次專業(yè)人才。工科型高校根據(jù)新形勢下的人才需求目標(biāo)，積極采取系列教育教學(xué)改革措施來加強學(xué)生實踐能力、邏輯思維能力、自主解決問題以及自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進一步滿足我國當(dāng)前的經(jīng)濟發(fā)展格局。本文借此提出新形勢下傳統(tǒng)課程“建筑材料”的教學(xué)改革與實踐。

1 課程性質(zhì)與特點

“建筑材料”課程是土木工程大類方向的專業(yè)必修課程，是學(xué)生拓展學(xué)習(xí)其他專業(yè)知識的基礎(chǔ)儲備，且對將來從事的土木行業(yè)有著重要的影響。涉及土木、交通、工程管理等專業(yè)方向都必須學(xué)習(xí)該門課程。通過建筑材料課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備：建立材料生產(chǎn)工藝—微觀結(jié)構(gòu)—宏觀性能—工程應(yīng)用之間的內(nèi)在聯(lián)系，為初步的材料改性設(shè)計奠定理論基礎(chǔ);依據(jù)材料性能參數(shù)判斷其優(yōu)劣特性，并根據(jù)實際的應(yīng)用環(huán)境、構(gòu)件部位、經(jīng)濟性原則正確選材，以及應(yīng)用專業(yè)知識和技能技術(shù)支持建設(shè)施工中材料方面的復(fù)雜問題。

本課程教學(xué)內(nèi)容不僅囊括諸多建筑材料種類，亦涉及材料的多方面性能特征，如物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、耐久性等，涉及多學(xué)科知識點，內(nèi)容廣泛，學(xué)科交叉性強。要求學(xué)生具有一定的知識積累，才能更好了解掌握教學(xué)內(nèi)容。其次，該課程工程實踐性強。材料的物化特性和經(jīng)時變化規(guī)律與材料的組分及微觀—亞微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系較為抽象，理論深度深，根據(jù)理論聯(lián)系實際，在不同的外界荷載與非荷載條件下，根據(jù)特定的需求，選擇合適性能的工程材料。

由于種種條件限制，實踐性較強的該門課程僅設(shè)置了三次相關(guān)基礎(chǔ)性實驗，且缺乏必要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。[1]在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)考慮到人數(shù)較多，采取分組集中教學(xué)方法，因單組成員數(shù)多無法保證實驗教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生亦無法得到全面的指導(dǎo)，而且部分學(xué)生喪失動手操作的機會，教學(xué)效果不盡如人意。

課程教學(xué)本身亦存在的一定問題。常用的傳統(tǒng)平鋪直敘的教學(xué)方法，[2]教學(xué)方式單調(diào)難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)共鳴，很難讓學(xué)生有效地吸收理解建筑材料的抽象性理論知識。目前，雖然采取了多媒體教學(xué)方法，但是大多數(shù)多媒體課件側(cè)重于理論教學(xué)且學(xué)生上課主觀意志不積極，教學(xué)效果不甚如人意。

2 教學(xué)改革措施

2.1 課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革

在高校教學(xué)課時合理縮減的政策指導(dǎo)下，對課程教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化重組，形成科學(xué)體系，緊跟學(xué)科前沿，涵蓋新材料、新技術(shù)。既要保證原有內(nèi)容的廣度，又要突出重點，重視實踐，培養(yǎng)具有過硬專業(yè)知識基礎(chǔ)和較強實踐能力的綜合型人才。結(jié)合我院教學(xué)實際現(xiàn)狀，突出教學(xué)重點，根據(jù)大土木不同專業(yè)方向的知識結(jié)構(gòu)體系，分清主次，“主”為重點知識必須強化教學(xué)、提升深度，“次”為輔助性知識內(nèi)容拓寬學(xué)生視野。

同時及時改革更新教材，合適的教材是良好教學(xué)得以保證的根本，目前多數(shù)教材中有關(guān)材料的技術(shù)指標(biāo)以及研究進展更新速度略有延緩。因此任課教師應(yīng)密切關(guān)注當(dāng)前國內(nèi)外建筑材料研究現(xiàn)狀和工程應(yīng)用的新技術(shù)、方法，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注材料發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)其專業(yè)前瞻性。與此同時根據(jù)我國特定國情和工程實際情況，培養(yǎng)學(xué)生因地制宜的材料創(chuàng)新意識。

2.2 教學(xué)方法改革

在教學(xué)手段上，充分發(fā)揮信息化教學(xué)優(yōu)勢。[3]首先力求展示有效PPT課件，將抽象理論知識通過圖形、圖像生動形象地演示，集中學(xué)生的注意力，深化學(xué)生的理解，同時也有助于拓展課堂的教學(xué)量，最低限度避免課時縮減的不利影響;其次建立“交互式+創(chuàng)新性”教學(xué)平臺：利用信息化資源，穩(wěn)步推進建材課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站建設(shè)，輔以交流互動環(huán)節(jié)來延伸學(xué)生的自學(xué)主動性，為學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)提供條件，加深與學(xué)生交流互動，有助于教師全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和效果，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。

專題研討教學(xué)法。利用專題研討教學(xué)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。根據(jù)學(xué)生個體知識強度合理分配組員（4-5人），依托組員的知識結(jié)構(gòu)體系選擇適宜章節(jié)內(nèi)容擬定討論主題進行深入分析探討。首先對研討主題所涉及基本特征、技術(shù)及機理進行深入理論學(xué)習(xí)，并充分發(fā)揮信息資源的大數(shù)據(jù)效應(yīng)來了解相關(guān)材料的應(yīng)用領(lǐng)域及最新研究方向和成果，匯總形成完整的專題報告，同時準(zhǔn)備專題報告PPT，在教學(xué)班范圍內(nèi)進行主題匯報交流，營造濃厚的探討學(xué)習(xí)氛圍，有利于組員團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力及領(lǐng)導(dǎo)力的培養(yǎng)。專題研討教學(xué)法在教學(xué)實踐過程中收獲頗多，首先得到學(xué)生的肯定，在合適的教學(xué)內(nèi)容中自由選擇主題，學(xué)生普遍興趣高，且積極學(xué)習(xí)利用多種有效途徑查閱大量相關(guān)資料以期對主題的深入了解，學(xué)習(xí)效果較好。

緊密結(jié)合時事要聞。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注建筑材料在工程安全中的重要性以及建筑材料的運用動態(tài)，例如上?！?1 15”特別重大火災(zāi)事故源于外墻保溫材料采用了聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的可燃性非常強，燃燒過程中產(chǎn)生劇毒氰化氫氣體，要引導(dǎo)學(xué)生從這些事故中吸取教訓(xùn)，增強學(xué)生的專業(yè)責(zé)任心。港珠澳大橋——交通工程界的“珠穆朗瑪峰”，集齊目前國內(nèi)外最優(yōu)質(zhì)的材料以及最先進的施工技術(shù)，解決了包括困擾鋼筋混凝土的銹蝕問題及耐海水的高性能混凝土技術(shù)，了解這些工程應(yīng)用技術(shù)及要求有助于拓寬專業(yè)視野，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，以適應(yīng)時代發(fā)展的需要。

2.3 實踐環(huán)節(jié)建設(shè)

工科教學(xué)中實踐環(huán)節(jié)的重要性毋庸置疑，把好實踐教學(xué)關(guān)既有益于工科生的正確學(xué)習(xí)和高效理解，亦可訓(xùn)練工科生的思維嚴(yán)謹(jǐn)性和能力的創(chuàng)新性。本院該課程基于種種因素并未突出實踐環(huán)節(jié)。因此，仍需爭取有效資源建立初步實踐條件，同時充分利用現(xiàn)有的條件，積極開展實踐教學(xué)。輔以在教學(xué)過程中利用多媒體技術(shù)結(jié)合工程案例來彌補實踐教學(xué)的缺失，同時工程案例教學(xué)法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的理論講授法能獲得較好的效果。

工程案例教學(xué)法[4]是利用多媒體教學(xué)技術(shù)來全方位描述工程實踐中的技術(shù)難點，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實際情況分析關(guān)鍵問題， 嘗試提出初步解決方案，再依據(jù)實際情況進行合理方案調(diào)整，使學(xué)生對知識體系的認(rèn)知從感性上升到理性，理論貫徹到實際。這一認(rèn)知學(xué)習(xí)過程也符合事物的普遍認(rèn)知規(guī)律，即發(fā)現(xiàn)問題—提煉科學(xué)問題—解決方案，因此學(xué)生容易理解和接受。例如通過多媒體展示在役輸電電桿混凝土剝落現(xiàn)象、潮汐區(qū)橋墩的鋼筋銹蝕現(xiàn)象， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合材料性能特征及施工技術(shù)分析出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因，提高分析、解決問題的能力， 增強學(xué)生的專業(yè)責(zé)任心。在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和綜合應(yīng)變能力，創(chuàng)新實踐能力和團隊協(xié)作精神。

2.4 考核方式改革

閉卷考試是應(yīng)試教學(xué)方式中的傳統(tǒng)評價方法。[5]本課程的知識體系廣度和深度針對工程管理專業(yè)構(gòu)件，采取重點考查平時成績（占比60%），兼顧期末考試（有限開卷，占比40%）相結(jié)合的方式。平時成績占比幅度的提升，有助于督促學(xué)生的整體學(xué)習(xí)態(tài)度和認(rèn)真程度，一定程度上刺激學(xué)生對于課堂內(nèi)容的吸收、掌握程度。針對教學(xué)內(nèi)容中大量技術(shù)指標(biāo)及繁冗配合比公式的特性，以及現(xiàn)代工程實踐中技術(shù)規(guī)范的便利性，采取有限開卷考試形式（部分復(fù)習(xí)資料準(zhǔn)入考場），可以更好地衡量學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握程度，以及主觀分析和能動解決工程技術(shù)問題的能力。同時有限開卷亦可避免學(xué)生對于教學(xué)內(nèi)容的不復(fù)習(xí)、不整理、不歸納的無所謂態(tài)度。以上三種考核方式的結(jié)合， 更能全面地考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3 結(jié)束語

本文針對建筑材料類課程教學(xué)現(xiàn)狀，分析傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，并結(jié)合信息化教學(xué)技術(shù)、工程案例教學(xué)法、專題研討模式對課程進行改革和探索，幫助學(xué)生高效掌握相關(guān)建筑材料知識和技能。通過這一系列舉措，充分調(diào)動學(xué)生的主動性、創(chuàng)新性、理論聯(lián)系實踐等能力，培養(yǎng)更符合我國發(fā)展的人才。

基金項目：江蘇省土木工程品牌專業(yè)資助;蘇州科技大學(xué)天平學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目（2018TJGB-03）

參考文獻

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[3] 陳佩圓.信息化教學(xué)在《土木工程材料》實驗課中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018（22）：208-210.

[4] 孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》課程教學(xué)改革探討[J].高教學(xué)刊，2019（2）：133-134，137.

[5] 葛繼平，岳文超，梅德磊.新形勢下《土木工程材料》教學(xué)改革建議[J].教育教學(xué)論壇，2018（48）：93-95.