卓越工程師目標(biāo)下瀝青及瀝青混合料課程教學(xué)改革

王宏暢，許 濤，李 強(qiáng)，高敏杰，馬 翔，胡亞風(fēng)

（南京林業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210037）

卓越工程師目標(biāo)下瀝青及瀝青混合料課程教學(xué)改革

王宏暢，許 濤，李 強(qiáng)，高敏杰，馬 翔，胡亞風(fēng)

（南京林業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210037）

為全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”指導(dǎo)下，針對(duì)目前瀝青及瀝青混合料課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，從其課程特點(diǎn)出發(fā)分析了教學(xué)執(zhí)行困難的根本所在，在轉(zhuǎn)換教學(xué)觀念、提高教學(xué)手段、改進(jìn)教學(xué)方法等方面論述了瀝青及瀝青混合料課程教學(xué)實(shí)踐，旨在提高瀝青及瀝青混合料課程教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，達(dá)到培養(yǎng)卓越工程師的目的。

卓越工程師；瀝青及瀝青混合料；教學(xué)；實(shí)踐

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的目的在于培養(yǎng)造就出一大批具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、快速適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，服務(wù)于國(guó)家的新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略計(jì)劃。土木工程專業(yè)本科學(xué)生畢業(yè)后成為一名具有創(chuàng)新精神的卓越工程師，是中國(guó)工程教育的終極目標(biāo)，也是中國(guó)進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要。土木工程專業(yè)是一門(mén)傳統(tǒng)的和基礎(chǔ)的工科專業(yè)，其內(nèi)容涵蓋橋梁、隧道、建筑、道路、港口等方向，構(gòu)成了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中極其重要的行業(yè)。響應(yīng)高等教育中工科發(fā)展需求和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，成功實(shí)施土木工程專業(yè)的“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃，造就大批高質(zhì)量高水平的土木工程技術(shù)人才，已是當(dāng)前土木工程專業(yè)教育緊迫需要解決的事情[1-2]。作為一種高級(jí)路面形式，目前超過(guò)90%的高速公路采用了瀝青路面，截止2012年底瀝青混凝土路面總里程也達(dá)到了64.19萬(wàn)公里，由于瀝青路面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：表面平整無(wú)接縫，行車(chē)振動(dòng)小，噪音低，開(kāi)放交通快，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便，后期瀝青路面建設(shè)規(guī)模還將繼續(xù)增加。因此瀝青及瀝青混合料課程作為道路工程的專業(yè)特色課重要性不言而喻，其教學(xué)目的和任務(wù)是通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能較深入地和更廣泛地掌握道路工程中廣泛使用瀝青及瀝青混合料的基本知識(shí)，熟悉主要檢測(cè)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法，為今后學(xué)習(xí)道路工程方面的專業(yè)課程和從事道路工程的設(shè)計(jì)、施工和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。該課程在高年級(jí)時(shí)開(kāi)設(shè)，促進(jìn)了大學(xué)生創(chuàng)造性思維和動(dòng)手能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才發(fā)揮著關(guān)鍵作用[3-4]。該課程實(shí)踐性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)課時(shí)占總課時(shí)30%以上，在多年教學(xué)過(guò)程中已形成了與卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)一致的，以培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、提高學(xué)生動(dòng)手能力為主線的教學(xué)特色。但在道路工程實(shí)際建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展很快，所以本課程教學(xué)改革必須適應(yīng)新的形勢(shì)，本文就近年來(lái)瀝青及瀝青混合料課程教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的改革方案，對(duì)結(jié)合專業(yè)特色，推進(jìn)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)進(jìn)程進(jìn)行探討，為卓越工程師培養(yǎng)實(shí)施提供可借鑒的措施[5-6]。

一、課程特點(diǎn)

1.綜合性強(qiáng)，前期基礎(chǔ)要求高。瀝青及瀝青混合料課程是土木工程專業(yè)道路工程方向的專業(yè)必修課，主要研究瀝青及瀝青混合料的原材料性能、配合比設(shè)計(jì)方法和路用性能，其包含的內(nèi)容龐雜，不僅要講授有關(guān)材料的知識(shí)，如瀝青、集料等方面的內(nèi)容，還需講授瀝青路面的材料組成設(shè)計(jì)、路用性能評(píng)價(jià)等知識(shí)。課程橫向跨度大，與道路材料、路基路面工程等課程聯(lián)系緊密，學(xué)該門(mén)課程前首先要掌握道路建筑材料、材料力學(xué)等多門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，并需結(jié)合我國(guó)最新出版的有關(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來(lái)掌握。因此，本課程具有相當(dāng)?shù)木C合性。

2.瀝青及瀝青混合料理論性強(qiáng)且知識(shí)更新快。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中一般是單向地接受老師的講解，此外瀝青及瀝青混合料作為彈粘塑性材料比較抽象，所以學(xué)習(xí)熱情普遍不高，主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性也不強(qiáng)。瀝青及瀝青混合料包涵的主要內(nèi)容，學(xué)生課前并沒(méi)有接觸過(guò)，材料組成設(shè)計(jì)過(guò)程繁雜以及試驗(yàn)操作、性能檢測(cè)、質(zhì)量評(píng)定的過(guò)程復(fù)雜等，學(xué)生不易掌握理解。隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，瀝青路面新材料、施工技術(shù)及養(yǎng)護(hù)工藝層出不窮，并隨著技術(shù)的進(jìn)步、試驗(yàn)手段的革新，瀝青混合料設(shè)計(jì)理論也不斷更新，這些新情況給該課程的教學(xué)增加了難度。

3.試驗(yàn)量大、內(nèi)容多。根據(jù)我校土木工程專業(yè)教學(xué)大綱安排，瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)的主要內(nèi)容，包括軟化點(diǎn)試驗(yàn)、針入度試驗(yàn)、延度試驗(yàn)、馬歇爾試驗(yàn)、瀝青含量抽提試驗(yàn)。該課程在08版教學(xué)大綱中列為道路工程專業(yè)學(xué)生的選修課，最近四年的選課學(xué)生人數(shù)分別為127人、133人、138人、154人，呈逐年上升的趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)組織安排量大。

瀝青及瀝青混合料包含的內(nèi)容多、覆蓋面廣，并且因?yàn)r青材料科學(xué)迅速發(fā)展，帶來(lái)該學(xué)科內(nèi)容更新速度很快，所以尋求使學(xué)生在很有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)即能有效地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，獲得必要的動(dòng)手能力培養(yǎng)，又能開(kāi)拓思維，必然成為當(dāng)前“瀝青及瀝青混合料”以及相關(guān)課程授課教師需要解決的主要矛盾。因此瀝青及瀝青混合料課程改革應(yīng)立足于其課程特點(diǎn)，側(cè)重于轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法、改善教學(xué)手段和改革考核手段等方面。

二、方法措施

1.突出教學(xué)重點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容?！盀r青及瀝青混合料”課程教學(xué)主要內(nèi)容包括有瀝青、石料與集料、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)性質(zhì)、檢測(cè)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，改性瀝青的種類(lèi)和技術(shù)性質(zhì)，瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，瀝青混合料的路用性能和常用的新型瀝青與瀝青混合料的評(píng)價(jià)方法和設(shè)計(jì)方法等。由多年的課堂教學(xué)經(jīng)歷可知，需對(duì)這么多的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適度優(yōu)化組合。一般選擇以瀝青材料的性能、瀝青混合料組成設(shè)計(jì)及性能等內(nèi)容為教學(xué)重點(diǎn)，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，并突出教學(xué)內(nèi)容的寬廣性特點(diǎn)。

2.教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新。瀝青及瀝青混合料課程主要講授瀝青類(lèi)材料的基礎(chǔ)知識(shí)，但隨著交通技術(shù)的發(fā)展，新型瀝青混合料和相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展出現(xiàn)，以至當(dāng)前教材中的內(nèi)容不能及時(shí)反映目前工程實(shí)踐中瀝青材料的應(yīng)用特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)[7]。這些新技術(shù)和新材料以其優(yōu)良的性能和良好的節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，如澆注瀝青混合料、溫拌瀝青混凝土、瀝青再生等技術(shù)正被廣泛地用在新建、改、擴(kuò)建的工程當(dāng)中，掌握這些新型瀝青材料及技術(shù)性質(zhì)，有利于將來(lái)土木工程專業(yè)畢業(yè)生很快適應(yīng)工作需求。所以課堂教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新是非常必要的。具體的操作方法可以增設(shè)專題講座，及時(shí)了解瀝青混合料的最新研究成果和國(guó)際發(fā)展動(dòng)向；或在講述瀝青混合料的時(shí)候補(bǔ)充有關(guān)目前正越來(lái)越多地應(yīng)用到實(shí)際工程中的新型瀝青類(lèi)材料的相關(guān)內(nèi)容。

3.注重工程實(shí)際，學(xué)以致用。瀝青混合料課程與工程實(shí)踐緊密相聯(lián)，與基礎(chǔ)學(xué)科如數(shù)學(xué)、物理等不同的是，它必須將課堂教學(xué)與實(shí)際工程緊密結(jié)合才更有意義。教學(xué)中需要突顯瀝青混合料的構(gòu)造組成、性能及指標(biāo)和工程使用性能之間的相對(duì)關(guān)系，將國(guó)內(nèi)外典型工程及當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)工程中瀝青混合料的應(yīng)用實(shí)例納入課堂內(nèi)容，如澆注瀝青技術(shù)在南京長(zhǎng)江第四大橋、環(huán)氧瀝青技術(shù)在南京長(zhǎng)江第二、三大橋等工程中的應(yīng)用，瀝青混合料組成與結(jié)構(gòu)對(duì)路面早期損害等，以此體現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。另外還需注意本課程與其他課程之間的關(guān)聯(lián)，注重講授內(nèi)容上的配合與銜接，更進(jìn)一步展現(xiàn)出該課程的工程應(yīng)用特色。

4.改進(jìn)教學(xué)方法，改善教學(xué)效果。本課程是一門(mén)理論與實(shí)踐并重、工程性較強(qiáng)的課程，并且本課程具有內(nèi)容多、更新快、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以僅用傳統(tǒng)的教師純粹口頭講授的教學(xué)模式是根本不能全面反映出瀝青混合料的特色，如其外觀形貌、工程應(yīng)用狀況，因此非常有必要使用多媒體教學(xué)，充分利用它的文字、圖片、音像等多種途徑進(jìn)行多方面講解，另外在課堂講授之外，還可利用一些新的方法和手段，如相互討論、實(shí)際工程參觀、新技術(shù)講座等形式增加學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的了解。成功教學(xué)的目標(biāo)就是要把學(xué)生由“被動(dòng)學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，啟發(fā)學(xué)生的思維，而不是教師上課時(shí)的一言堂。

5.優(yōu)化教學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)動(dòng)手能力。教學(xué)試驗(yàn)是學(xué)生在教師有目的、有計(jì)劃地指導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)的一個(gè)過(guò)程[8]。瀝青與瀝青混合料基本試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括瀝青的性能試驗(yàn)，瀝青混合料組成設(shè)計(jì)及最佳瀝青用量確定的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性及疲勞性能、瀝青混合料的老化性能等試驗(yàn)。教師一般先進(jìn)行試驗(yàn)的理論介紹，再對(duì)試驗(yàn)儀器設(shè)備進(jìn)行演示操作，學(xué)生在深刻理解的基礎(chǔ)上，再實(shí)地操作，所以應(yīng)在重視教師主導(dǎo)作用的同時(shí)，必須確立學(xué)生試驗(yàn)教學(xué)中的主體地位，以培養(yǎng)他們的實(shí)際動(dòng)手、整理測(cè)試資料和分析測(cè)試數(shù)據(jù)的能力。轉(zhuǎn)變過(guò)去學(xué)生被動(dòng)模仿的試驗(yàn)教學(xué)方法，將試驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)成為自主的再發(fā)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)試驗(yàn)教學(xué)，在理解、深化、拓展理論知識(shí)的同時(shí)，并逐步提高學(xué)生動(dòng)手能力，進(jìn)而培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

6.通過(guò)課外科技活動(dòng)深化學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新意識(shí)。為進(jìn)一步提升學(xué)生理論分析和動(dòng)手操作能力，強(qiáng)化瀝青與瀝青混合料課程學(xué)習(xí)效果，可以開(kāi)展一些課外科技活動(dòng)，拓展延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間與時(shí)間，如我校每年都積極鼓勵(lì)教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行國(guó)家級(jí)、省級(jí)及校級(jí)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)與實(shí)施等，組織感興趣的學(xué)生提前參與相關(guān)老師的瀝青混合料研究項(xiàng)目的試驗(yàn)過(guò)程中，使學(xué)生在相關(guān)試驗(yàn)當(dāng)中，就可以體驗(yàn)科研的樂(lè)趣、分享成果取得突破的喜悅。實(shí)踐證明瀝青與瀝青混合料這種課內(nèi)外結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)是融理論傳授、素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)于一體的高效的教學(xué)模式。

總而言之，教學(xué)過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，各門(mén)課程的特點(diǎn)也不盡相同，根據(jù)課程的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)方法，通過(guò)優(yōu)化理論課程、實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合課外科技活動(dòng)的參與，能極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)瀝青與瀝青混合料課程的積極性，與教師形成了良好互動(dòng)，及時(shí)反饋學(xué)習(xí)的心得。同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并具備一定的創(chuàng)新能力。這些措施應(yīng)用于瀝青及瀝青混合料課程的教學(xué)實(shí)踐，已取得良好的效果，但仍需要今后不斷地改進(jìn)、完善和提高。

[1]李月光.路基路面工程教學(xué)中學(xué)生文獻(xiàn)追蹤能力的培養(yǎng)[J].科技摘報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006，（13）：203-205.

[2]張新天，吳海燕.關(guān)于路基路面工程課程教學(xué)改革的設(shè)想[J].高等建筑教育，1998，（3）：42-43.

[3]姜秀英，王春波.土木工程專業(yè)建筑施工課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高等理科教育，2001，（4）：39-41.

[4]張雪華.道路工程課程教學(xué)改革中的幾個(gè)問(wèn)題[J].蘇州城建環(huán)保學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，（12）：24-27.

[5]周建普，蔣建國(guó).《路基路面工程》多媒體教學(xué)研究與實(shí)踐[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（6）：34-35.

[6]劉西拉.從土木工程領(lǐng)域看21世紀(jì)的工程教育[J].高等工程教育研究，2006，（3）：8-14.

[7]葉群山.建筑材料課程的教學(xué)優(yōu)化實(shí)踐與探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，（21）：191-192.

[8]黃寶濤，袁鑫，王麗艷.“瀝青與瀝青混合料”課程的教學(xué)改革探討[J].中國(guó)電力教育，2012，（20）：83-85.

G642.0

A

1674-9324（2014）43-0101-03

南京林業(yè)大學(xué)高等教育研究課題（2011B09）；2012年校教學(xué)質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目（教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目）；南京林業(yè)大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐課題（YB201311）

王宏暢，南京林業(yè)大學(xué)，博士，副教授/系副主任。