建筑材料實驗課教學改革探索

商興艷 周中冠 陳娟

摘要實驗課是建筑材料課程中非常重要的一部分，課時占總課程的1/4。本文分析了建筑材料實驗課教學中存在的問題，提出新時代的實驗教學改革方法，并結合智慧樹等線上教學平臺，探索線上線下混合模式教學。使實驗課能更好地將理論知識與實踐教學融合到一起，用理論知識武裝實踐教學，用實踐教學加深學生對理論知識的理解，為學生以后從事科學研究或者其他工作打下一定科研和實踐基礎。嘗試將思政教育融入課堂，培養(yǎng)學生愛國敬業(yè)、團結友愛的品質。

關鍵詞 建筑材料 實驗課 教學改革 智慧樹

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.035

Research on Experiment Teaching Reform of Building Materials

SHANG Xingyan， ZHOU Zhongguan， CHEN Juan

（Department of Civil Engineering， Shandong Jianzhu University， Jinan， Shandong 250101）

AbstractExperiment， the period of which is 1/4 of all， is a very important part of building materials course. This paper analyzes the problems existing in the building material experiment class and proposes the experimental teaching reform inthe newtime byadoptingonlineteaching platform，i.e.，zhihuishu， andexploringthe online andofflinehybrid teaching mode. Thus， the theoretical knowledge can be combined better with practical course. The practical course is armed with theoretical knowledge and deepens students’ understanding of theoretical knowledge， and then lay a certain foundation for future scientific research or other work. The authors try to integrate political education into the course and cultivate students’ quality of patriotism and dedication， solidarity and friendship.

Keywordsbuilding materials； experiment course； teaching reform； zhihuishu

建筑材料課程知識點很多，容易混淆，因此學生不能通過死記硬背的方式學習這門課程，而是應該從原理上理解，在實踐中認知，通過理論與實踐相結合的方式學習。本文以山東建筑大學開設的建筑材料實驗課為例，剖析本單位建筑材料實驗課教學中遇到的一些問題，并探索實驗教學改革方法。建筑材料課程的實踐內容，即實驗課，目前包括水泥、砂石、混凝土和力學性能等內容，實驗內容并不完善且以驗證性實驗為主，很難發(fā)揮學生的自主創(chuàng)造性，該問題也是多數實驗課程共同出現的問題。[1][2]隨著智慧樹、雨課堂等線上教學平臺[3] [4]的出現，以及2020年新冠疫情的影響，實驗課的教學方法也需要進一步改革發(fā)展，一些教師積極探索線上教學或者線上線下混合的教學模式。[5][6][7]教師除了教授學生科學知識之外，還應將思政教育融入課堂，[8][9]為國家培養(yǎng)愛國敬業(yè)、團結友愛、有社會責任感和職業(yè)道德的建設者和接班人。

1實驗教學中存在的問題

隨著學校的發(fā)展，學院的實驗教學條件有了很大進步，但是目前仍然存在不少問題，主要表現在以下一些方面：

課程安排集中。學校土木工程學院13個班級和管理學院12個班級共約800名學生的材料課程全部安排在秋季學期，只有造價專業(yè)的3個班級共120多名學生安排在春季學期。而且實驗課只能等學生上完一半理論課才可以開課。同時，為了提高學生的參與程度，培養(yǎng)學生的責任意識，實驗實行小組制，每3-5個學生組成一個小組，3個小組為一批進行試驗。盡管小組制的初衷是對學生有益的，但是兩個學期不平衡的課程安排和小組制的課程設置導致的一個突出問題就是實驗課異常集中。不計土木工程學院學生的設計性實驗，僅驗證性實驗就有水泥、混凝土、砂石和力學四大部分。這對實驗教師和實驗設備均造成很大壓力和考驗，最終會嚴重影響教學效果。

實驗教師隊伍不足，考核制度不完善。建筑材料實驗室僅有4名實驗教師，且大多已快到退休年齡，只能讓部分理論課教師帶學生實驗課。理論課教師實踐經驗不足且沒有經過嚴格的實驗培訓，教學效果也會受到影響。實驗設備的管理和維修缺少專門的管理人員，導致當實驗設備遇到故障時，不能及時有效的解決問題。沒有對實驗教師建立完善的考核制度和獎勵制度。實驗教師沒有工作量的要求，也沒有績效考核和獎勵機制，這很大程度上會降低教師的積極性。

授課方法、考核方式傳統(tǒng)單一。試驗授課大多都是常規(guī)的演示性方法，即教師先講解試驗過程，然后學生按照教師的講解進行實驗。傳統(tǒng)的授課方式很難提高學生的積極性，教師也很難把控學生的參與程度?？己朔绞捷^單一，教師基本上是按照簽名表和實驗報告給出成績，對于一些學生照抄他人試驗報告的行為很難被發(fā)現，學生在試驗中的真實表現也很難被評定。實驗課時占總課時的1/4，且對學生能力的培養(yǎng)非常重要，而實驗課成績僅占總成績的20%，占比偏低，這降低了學生對實驗課程的重視程度。

實驗內容缺乏創(chuàng)新。實驗內容以常規(guī)的較簡單的驗證性實驗為主，試驗內容較少且缺少更能提高學生創(chuàng)新能力的設計性試驗。比如混凝土的力學性能試驗，僅測試其抗壓強度，而忽視了同樣重要的彈性模量、劈拉強度以及耐久性能的測試；測試的也僅僅是普通強度混凝土的力學性能，而沒有高強高性能混凝土、受腐蝕混凝土等的力學性能測試。鋼材的力學性能試驗僅測試其抗拉強度，忽視其硬度和疲勞強度。常規(guī)的試驗內容很難發(fā)揮學生的自主設計能力和創(chuàng)新能力。

2實驗教學改革探索

針對目前實驗教學中存在的問題，本文探索一些實驗教學改革的方法。

在課程設置上，課程安排盡量均衡，避免實驗課過于集中。土木工程學院和管理工程學院的建筑材料課程安排要協調，盡量安排在不同的學期。尤其對于管理學院來說，建筑材料是一門專業(yè)任選課，課程安排更加靈活，應避免扎堆。

在師資上，建議引入專職實驗人員和設備維修人員，加強實驗教師的技能培訓。當然，實驗教師除帶學生實驗外，也可以承擔起設備的保養(yǎng)維護任務。同時，也應配套合理的績效考核制度和獎勵制度。比如合理制定實驗教師的工作量，包括實驗課時和設備保養(yǎng)維護。教師完成工作量或者超額完成工作量就會有合理的獎勵。

豐富實驗內容，增加設計性實驗的比重。學生可以在幾種實驗組合中自由選擇，比如混凝土的力學性能和耐久性能實驗中，混凝土的抗壓強度測試可以和劈拉強度測試或彈性模量測試組成一組，耐久性實驗可以選擇混凝土碳化實驗或者氯離子侵蝕實驗或凍融循環(huán)實驗等。鋼筋的力學性能和工藝性能實驗中學生可以在不同牌號的鋼筋中自由選擇，還可以自由選擇是做鋼筋的直接拉伸實驗還是鋼筋的疲勞強度實驗或者鋼筋的冷彎實驗。學生還可以自由設計不同的實驗方案，比如設計不同混凝土的配合比、配制高強高性能混凝土等。當然，這將對實驗教師的數量和技能提出更高的要求。

完善實驗考核指標，重視學生在實驗課中的表現。重視學生在實驗課，包括線上課程中的表現，比如學生觀看實驗課視頻的累計時間、次數，完成線上課后思考題的情況，線下實驗設計情況、實驗課回答問題的情況、實際操作的情況、實驗過程中和結束后是否維護機器等方面。實驗課的最終成績可以分為三部分，考勤占20%，實驗課表現占30%，實驗報告占30%。同時針對實驗課時占總課時的比重以及實驗課的重要性，有必要提高實驗課成績占建筑材料課程總成績的比重。

智慧樹線上課程與線下實驗課混合式教學。疫情期間，學校引入了智慧樹線上課程平臺。疫情結束后，雖然已經開始線下教學，但是學校打算繼續(xù)發(fā)揮智慧樹的作用，研究線上線下混合式的教學方法，并據此積極申報一流課程。教師可以通過錄課的方式將實驗課的所有內容提前錄制并上傳到智慧樹平臺，學生可以課下預習所有的實驗內容，并選擇自己感興趣的實驗去實驗室操作。這種方式一方面可以讓學生學習更多的實驗內容，擴大學生的知識面；另一方面，可以增加學生的選擇權，讓學生發(fā)掘自己的愛好，為學生以后繼續(xù)從事相關研究打下基礎。學生的考勤情況、觀看課程視頻的情況也會在智慧樹上體現并保存下來，教師可以隨時下載相關報告。

引入智慧樹教學平臺的另一個好處是學生可以隨時復習相關教學內容。即使學生在線下實驗課中沒有記住教師講授的一些內容，也可以通過線上平臺復習。而且線下實驗課的時間較緊張，有很多實驗相關的理論知識教師很難在線下實驗課中全部講到，有了線上教學平臺，沒有講課時間限制，教師就可以錄制盡可能完善的線上教學視頻并上傳。而且教師自己可以反復觀看或請學院教學經驗豐富的老教師觀看自己錄制的視頻，檢查是否有不小心講錯或原本就理解不準確的地方，發(fā)現錯誤改正編輯視頻即可。引入智慧樹教學平臺，實現線上線下混合教學的模式，可以更好地實現理論知識與實踐內容的結合，增加學生學習的機會。

3思政教學融入課堂

實驗教學不但要教授學生理論知識和實踐知識，還要幫助學生樹立正確的價值導向，培養(yǎng)學生實事求是、尊重科學、尊重實際的精神。實驗數據必須如實地記錄，任何時候都不能肆意篡改實驗數據，即使個別實驗數據與平均值差別較大，最后實驗結果無效。當遇到個別實驗數據偏離較大的問題，應該反思實驗的操作過程和試件的制作過程是否有失誤，思考如何避免這些問題，如何不會再犯相同或類似的錯誤。以混凝土強度為例，混凝土本身就是一種非常復雜的多相復合材料，強度的離散性非常大，因此，混凝土試塊的強度只要在中間值的±15%以內就是合理的。當然，混凝土的配合比設計、新拌混凝土的流動性、振搗時間、澆筑過程、加載過程等很多因素都將影響混凝土的強度值。因此，如果強度值離散性太大或者強度代表值不符合預期值，應該從這些強度影響因素中查找原因。學生以后無論是從事科學研究還是其他工程相關的工作，都應本著實事求是的精神，不能弄虛作假。從事科研工作要注重自己的科研信譽，從事其他工程相關的工作，也要有職業(yè)道德，不能為了私利做出欺騙他人、危害大眾的事情。尤其是一些工程相關的工作，大都關系著人民群眾的生命財產安全，更是需要認真嚴肅對待。教師需要培養(yǎng)學生熱愛國家、熱愛集體、熱愛人民的情懷以及重視國家集體利益的價值導向。

實驗課還會幫助學生培養(yǎng)基本的科學素養(yǎng)，比如試件的安裝要居中對稱、加載的面要平整光滑、加載之前荷載和位移清零、實驗結束后設備要回荷歸位、實驗數據修正處理等。實驗的完成需要學生之間相互幫助，相互協調，共同探索分析，培養(yǎng)了學生團結友愛的意識。實驗中遇到問題要求學生首先自己思考解決辦法，探討解決方案，然后再和老師商討確定，這樣既能培養(yǎng)學生獨立分析解決問題的能力，激發(fā)學生思考的主動性，又能保證實驗安全。實驗課的目標不是為了培養(yǎng)試驗設備的操作工，而是為了培養(yǎng)具有好奇心、創(chuàng)新精神、較強分析能力和動手能力的研究型人才。

4結語

教學應該是不斷改善、不斷進步的一個過程，教學的發(fā)展離不開教學改革，無論是對實驗課還是理論課都是如此。本文針對建筑材料實驗課教學中遇到的一些問題，結合學校自身的情況，提出了一些教學改革的方法，包括課程設置、師資配置、實驗內容、線上線下混合式教學和考核指標等內容，并嘗試將思政教育融入課堂，培養(yǎng)合格的接班人。當然，這些教學改革內容的合理性還需要更多的教師共同探討，改革內容能否實現也需要學校和教師的共同努力。

參考文獻

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