《建筑材料》采用CDIO模式的教學(xué)改革研究

摘要：CDIO是一種新的教學(xué)形式，代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、完成（Implement）和運(yùn)作（Operate），本文以《建筑材料》課程為對(duì)象，構(gòu)建CDIO教學(xué)形式，把教學(xué)進(jìn)程分解為構(gòu)思-設(shè)計(jì)-完成-運(yùn)作，具體為學(xué)生自主組團(tuán)，選取研究項(xiàng)目，制定項(xiàng)目的總體思路，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)（包括教學(xué)目標(biāo)、大綱、內(nèi)容及方法設(shè)計(jì)），實(shí)施所設(shè)計(jì)的內(nèi)容，掌握規(guī)定的知識(shí)，根據(jù)具體實(shí)踐結(jié)果，進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，進(jìn)一步實(shí)施運(yùn)作過(guò)程。

關(guān)鍵詞：建筑材料;CDIO;教學(xué)改革

一、前言

《建筑材料》是土木與建筑工程類專業(yè)的一門(mén)具有重要性的必修專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其不同于力學(xué)等課程，擁有很多計(jì)算，邏輯性強(qiáng)，它涉及的內(nèi)容龐雜，材料種類繁多，另外，隨著科學(xué)技術(shù)的提高，大批新材料的涌現(xiàn)，故要學(xué)習(xí)的東西非常多，又主要是敘述性及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)性的內(nèi)容，這樣老師上起來(lái)難，學(xué)生學(xué)起來(lái)枯燥，教學(xué)效果必然達(dá)不到，而本門(mén)課又是其他課程的基礎(chǔ)，重要性可見(jiàn)一斑[1]。針對(duì)這種情況，第一，我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)現(xiàn)階段工程中那些常用的建筑材料，如混凝土、鋼材等，第二，重點(diǎn)是教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)方法，在以后遇到新材料可以自己獨(dú)立學(xué)習(xí)掌握。而CDIO這種新的教學(xué)模式符合此種情況下的要求，能給學(xué)生創(chuàng)造自主的、理論實(shí)際相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，獲取扎實(shí)的工技術(shù)程能力。

二、《建筑材料》課程現(xiàn)階段教學(xué)中的不足

《建筑材料》課程教育教學(xué)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：（1）方法單調(diào)：現(xiàn)階段課堂教學(xué)主要是教師上、學(xué)生聽(tīng)的過(guò)程。傳統(tǒng)課堂教學(xué)，教師主導(dǎo)課堂進(jìn)行灌輸?shù)囊环N注入式教學(xué)，學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)，積極性不高。（2）教材滯后：教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重影響，建材種類非常多，從有機(jī)到無(wú)機(jī)，從單一到復(fù)合，品種繁多;此外，隨著科技進(jìn)步，新的材料又不斷地出現(xiàn)，教材更新難以跟上材料的發(fā)展進(jìn)度，學(xué)校這種情況更加嚴(yán)重。（3）試驗(yàn)欠缺：缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，傳統(tǒng)試驗(yàn)課，教師講授試驗(yàn)步驟，介紹試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)?zāi)康牡龋瑢W(xué)生以此完成試驗(yàn)，最后整理數(shù)據(jù)，驗(yàn)證結(jié)果，創(chuàng)新少，這種局限，使學(xué)生很難有發(fā)明創(chuàng)造機(jī)會(huì)[2]。（4）理論枯燥：土木工程專業(yè)學(xué)生多為理科生，對(duì)定性的描述或經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的結(jié)論、概念、術(shù)語(yǔ)等內(nèi)容覺(jué)得平淡枯燥，使得課程學(xué)習(xí)存在一定困難。（5）課程孤立：傳統(tǒng)的教學(xué)僅關(guān)注課程自身的縱向延續(xù)，忽略課程的橫向聯(lián)系，造成學(xué)生學(xué)習(xí)理論準(zhǔn)備不足，且疲于應(yīng)付考試，理論與實(shí)踐脫節(jié)。

三、《建筑材料》課程 CDIO模式的組織與實(shí)施

把教學(xué)過(guò)程分解為構(gòu)思-設(shè)計(jì)-完成-運(yùn)作，具體為學(xué)生自主組團(tuán)，選取研究項(xiàng)目，制定項(xiàng)目的總體思路，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)（包括教學(xué)目標(biāo)、大綱、內(nèi)容及方法設(shè)計(jì)），實(shí)施所設(shè)計(jì)的內(nèi)容，掌握規(guī)定的知識(shí)，根據(jù)具體實(shí)踐結(jié)果，進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，進(jìn)一步實(shí)施運(yùn)作過(guò)程。

1.總體構(gòu)思（C）

學(xué)生自主組隊(duì)，四人一組，選澤一種確定的建筑材料，以混凝土為例，完成配比設(shè)計(jì)、配制、成型、養(yǎng)護(hù)和性能檢測(cè)。老師只規(guī)定試驗(yàn)任務(wù)和要求，提供原材料和試驗(yàn)設(shè)備，由學(xué)生自行擬訂試驗(yàn)方案，獨(dú)立試驗(yàn)、分析處理數(shù)據(jù)、編寫(xiě)試驗(yàn)報(bào)告，為學(xué)生營(yíng)造全面的實(shí)踐環(huán)境。過(guò)去學(xué)生習(xí)慣于依賴?yán)蠋煹难菔竞椭笇?dǎo)書(shū)上的試驗(yàn)步驟來(lái)完成試驗(yàn)，只是簡(jiǎn)單的重復(fù)，所以造成學(xué)生不動(dòng)腦筋去考慮試驗(yàn)的步驟，試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的手段等，這不利于學(xué)生全面培養(yǎng)。此外，還可開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)教學(xué)軟件，用來(lái)模擬實(shí)際操作。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)（D）

《建筑材料》課程以學(xué)生進(jìn)行自主探索為主線，構(gòu)思完成后、學(xué)生查閱一定量的文獻(xiàn)資料，進(jìn)行定期的交流，促使學(xué)生閱讀，培養(yǎng)自學(xué)的能力，然后開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)始：每個(gè)小組提出設(shè)想，給出總體設(shè)計(jì)規(guī)劃，階段性成果公開(kāi)報(bào)告，教師組進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)中：小組進(jìn)行《建筑材料》相關(guān)的構(gòu)思，集中研討并報(bào)告階段性成果，教師組進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)末：完成《建筑材料》總體架構(gòu)，小組集中討論并匯報(bào)階段性成果，教師組對(duì)小組一對(duì)一單獨(dú)進(jìn)行評(píng)價(jià)指導(dǎo)。

3.設(shè)計(jì)完成（I）

以混凝土配合比設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行專題討論，掌握新拌混凝和易性的測(cè)定方法（如坍落度法），充分了解硬化后混凝土的強(qiáng)度和變形性能的測(cè)定方法，以及混凝土的耐久性以及影響耐久性的因素，學(xué)習(xí)掌握普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)步驟，了解混凝土技術(shù)的新進(jìn)展方向及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等作為專題研討的部分，把前期的理論學(xué)習(xí)做到充分。結(jié)合商品混凝土攪拌站實(shí)際情況，幫助學(xué)生們理清思路，從而為解決建筑材料實(shí)際面臨的問(wèn)題提供更好地參考。

4.設(shè)計(jì)運(yùn)作（O）

分組嘗試開(kāi)發(fā)的新的建筑材料，如新品種混凝土，根據(jù)實(shí)際工程的使用功能要求，構(gòu)思和設(shè)計(jì)混凝土組成材料的品種和質(zhì)量比。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需考慮組成材料對(duì)環(huán)境對(duì)人的無(wú)害性、資源的節(jié)約性和可再生利用性等特點(diǎn);然后，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)，循環(huán)進(jìn)行3次新材料設(shè)計(jì)—試驗(yàn)檢驗(yàn)—改進(jìn)提高等一系列過(guò)程;最后，學(xué)生寫(xiě)出開(kāi)發(fā)報(bào)告并進(jìn)行全班演示[3]。學(xué)生根據(jù)《建筑材料》方案與實(shí)際施工效果的差異，判斷方案不合理的地方，進(jìn)行調(diào)整修改，循環(huán)多次進(jìn)行完善。

四、結(jié)語(yǔ)

將CDIO 模式引入土木與建筑工程專業(yè)《建筑材料》課程教學(xué)是符合實(shí)際的，滿足21實(shí)際人才培養(yǎng)要求的，根據(jù)CDIO 理念的基本思路和整體架構(gòu)，進(jìn)一步確立了“以學(xué)生自主探究為主體”、“以學(xué)生創(chuàng)新才能為核心”和“以學(xué)生綜合素養(yǎng)為中心”的教學(xué)培育模式，培育學(xué)生創(chuàng)新才能，達(dá)到課程教學(xué)效果和目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄢朝勇，葉建軍.《土木工程材料學(xué)》課程的教學(xué)方法研究[J].襄樊學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（8）：84-88.

[2]董偉，陳德鵬，鄭先友，程車智.CDIO模式下城市設(shè)計(jì)課程教學(xué)探究[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，37（5）：64-65.

[3]李庚英，趙曉華，熊光晶.“土木工程材料”CDIO模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高等工程教育研究，2009（5）：41-51.

作者簡(jiǎn)介：張瑞（1989-），男，安徽六安人，碩士，助教。專業(yè)方向：土木工程。

基金：校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目：關(guān)于《建筑材料》采用CDIO模式的教學(xué)改革研究（2019jyxm019）。