建筑材料學課程教學體會

龍志強

摘 要：在系統總結《建筑材料學》課程特點的基礎上，結合多年的課程教學實踐，從激發學生學習動機和調動學習積極性入手，對教學內容、方式、方法進行探討，提出了提高教學效果和質量的途徑。

關鍵詞：建筑材料學 教學方法 案例教學

中圖分類號：TU50-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0111-02

《建筑材料學》課程是目前廣大高校中土木工程專業、交通（道路與鐵道）工程專業、工程管理專業以及材料科學與工程等專業的必修專業基礎課程，也是本校材料科學與工程專業無機非金屬材料方向的專業必修課程。本課程的目的是讓學生獲得建筑材料的性質與應用的基本理論知識，掌握主要建筑材料試驗的基本技能訓練，為今后從事專業技術工作能夠合理選擇和使用建筑材料打下基礎。然而由于專業課程自身的特點，加上一些同學也不太重視，學習過程中往往不得要領。為了提高教學質量，讓同學們更好的學習本門課程，以下是本人的一些教學體會。

1 建筑材料學課程特點

1.1 內容龐雜，系統性差，課時短

建筑材料學課程教學內容繁多，包括石灰、石膏、水泥、混凝土、砂漿、鋼材、瀝青、墻體材料、防水材料、建筑陶瓷等十幾個門類上百種材料，且各類材料相對獨立，各個章節連貫性較差[1]。學習過程中極易感覺到雜、亂、理不出頭緒，容易感到枯燥乏味，并產生厭學情緒。另外授課時數有限僅為32個學時，倘若照本宣科，采用“填鴨”式教學方式，一方面每節課的學習任務繁重，學生只會越學越乏味，難以調動學習興趣；另一方面，教師也疲于趕進度，導致教學效果不佳。

1.2 概念多，敘述性內容多，實踐性強

建筑材料學課程中材料種類繁多，相關章節內容同樣有三多：概念多、專業術語多、需要理解記憶的內容多，易使學生感到枯燥乏味，失去學習興趣。課程中大多數是敘述性內容，主要是各類材料和工程密切相關的試驗資料和實踐經驗的總結，且多數是定性，半定量的分析，缺乏邏輯性和理論計算分析。比如按照混凝土強度進行配合比設計中，水灰比的采用，單位用水量的選用等等，很多數據都是大量經驗性的總結，沒有一定實踐經驗為基礎只能靠死記硬背。這些特點使得很多習慣于數學、物理等邏輯性強課程的同學在學習過程中不得要領，甚至喪失學習自信心。

基于建筑材料學課程以上特點，如何在有限的課時里面上好這門專業課，適應無機非金屬專業人才培養要求，是一個值得探討的問題。

2 強調本課程的重要性，激發學習動機，調動學習積極性

學習動機能夠激發學生產生自主的學習活動，表現出強烈的求知欲望，也能使學生在學習中表現出高漲的學習熱情、認真的學習態度、專心致志的學習毅力。“葉可斯—多德森定律”指出：在課題難度性質在一定范圍特別是在學習力所能及的課題時，學習動機強度的增強有利于學習效率的提高，而學習動機密切相關的主要是學生的精神需要[2]。

進入大三的學習階段，很多同學開始對就業問題表現出莫大的興趣，希望學有所用，在專業課程的學習上出現差別對待：課程對就業有用我就學，對就業沒有用我就不學。從這個角度出發，筆者也常列舉往屆一個同學的真實例子，這個同學就職于商品混凝土行業并擔任主管，他親口說，就業后還經常把這門課的教科書拿出來翻，上課時沒覺得有多重要，上班了就知道多重要了。通過這樣實實在在的例子讓同學們知道這門課很重要，而且的確是有用的，從而激發學生渴望成功成才的內驅力，投入到扎實掌握專業知識的學習中去。

另外一定要明確強調學習這門課的目的：是為了讓同學們在今后的工作生活中，合理選擇與使用建筑材料。材料的選擇與使用是否恰當，會對工程的造價、質量、工期、功能等各方面產生直接的影響[3-4]。通過介紹一些由于建材選擇使用不當造成的工程事故實例：如1999年重慶綦江彩虹橋整體坍塌造事件成嚴重經濟損失和人員傷亡；2008年5·12四川汶川大地震中，大部分的教學樓因材料使用不當而奪取了大量中小學生的生命；學生們在聽了這樣一些內容之后，往往感受震動很大，印象很深，加深了對這門課的重要性的認識。再如，世界各國的混凝土所面臨的耐久性問題已相當嚴重，例如北京西直門舊立交因鋼筋銹蝕導致部位不同程度開裂，維修耗時耗力。混凝土的耐久性問題已經引起了學術界的廣泛重視，若全部進行修復所需費用非常巨大。在此基礎上，提出研究和保證建筑材料耐久性的重要意義，學生既愛聽，也易理解，因此積極性極高。

3 提高教學效果的途徑

3.1 適當增減教學內容

建筑材料學課程內容繁雜而教學課時偏少，教學內容想做到面面俱到是不太可能的，在組織教學內容時就應有所側重。考慮到本專業就業后主要是面向工程施工，對現場施工中應用較多的材料做重點介紹，不能眉毛胡子一把抓，應有主次之分。該課程的講授重點是基本性質、水泥、混凝土、瀝青四章，其他如石灰、石膏、墻體材料可以做一般性介紹，砂漿章節可以看做細集料混凝土進行對比學習，木材及其他防水、絕熱等建筑功能材料可以采取自學討論的方式。在重點章節中也要突出主次，比如水泥一章中應把硅酸鹽水泥、通用硅酸鹽水泥作為重點，詳細講授硅酸鹽水泥的熟料礦物組成、水化反應、硬化機理、水泥技術性質和標準要求、腐蝕及水泥品種的選用等。

3.2 教學內容要有條理性

學生在學習建筑材料學課程時，往往被課程中繁多的內容，大量的專業術語搞得一頭霧水，無章可循。作為教師更應當特別注意歸納總結，加強授課的系統性和教學內容的條理性，幫助同學們理清思路[5]。以下2點經驗可以供大家參考：

（1）建筑材料雖然種類繁多，但都有其共性。第一章材料的基本性質正是研究這個共性問題，也是后繼各章的基礎知識。因此，應較詳細的把材料性質的各個概念結合它們在工程中的應用介紹清楚，要求同學們牢固掌握。比如：材料的“三度”（密度、表觀密度、堆積密度）和“三率”（空隙率、孔隙率和填充率）。endprint

（2）在各類材料的講授中，可以遵循材料科學工程研究中四要素法則：材料的化學成分→合成加工→組織結構→材料的性能及應用。材料的性能及應用是材料的出發點和落腳點，要求重點掌握。材料的化學成分、組織結構是影響其各種性質的直接因素，加工工藝則通過改變材料的組織結構而影響其性質。改變化學成分又會改變材料的組織結構，從而影響其性質。同學們在學習過程中有條理可依，邏輯清晰，學習內容明確，也培養了遵循科學研究四要素的嚴謹思路。

3.3 多種教學方法相結合提高教學質量

“教師講，學生聽；教師寫，學生抄”這種傳統的教學方法越來越受廣大師生所詬病。在教學過程中應該圍繞教學內容豐富教學方法的多樣性，避免“單向灌入式”的方式進行授課，增加與學生的教學互動，提高教學效果。以下是筆者采用一些教學方法供大家參考：

（1）精心制作課件，合理運用多媒體教學

通過多媒體教學手段可以節省板書的時間，緩解學時少、內容多的矛盾，讓講課內容更加直觀。除了簡單扼要地在課件中顯現本堂課的主要知識點外，可以把教材中的大量表格、圖形、工藝流程以及一些工程實例以圖像、動畫、照片、或者視頻錄像的形式進行展示。比如：建筑材料的主要物理力學性質和國家技術標準以表格形式一目了然；材料的孔隙結構圖中開口孔與閉口孔的差別、減水劑作用機理、水泥熟料礦物強度發展規律等講解比較費勁，制作成圖形就非常直觀，通過對比講授學生也很容易掌握；水泥的水化硬化過程非常復雜也不好理解，制作成動畫后不僅形象生動更易于理解；另外還有具體的操作施工如塌落度測定、噴射混凝土工藝，以及一些特種混凝土（如能浮在水面上的超輕混凝土）用視頻錄像的方式展示，同學們更是表現出極大的興趣。通過合理運用多媒體手段，學生們普遍反映良好，看得懂、記得牢，也提高了教學效果與質量。

（2）大量引用工程案例，增強親臨感

建筑材料學課程是一門實踐性強的課程，大量引用工程案例不僅可以調動同學的學習興趣，更能彌補純粹理論教學缺乏實踐經驗的弊端。在案例教學中教師要掌握好三個關鍵環節，即是：選編好案例；組織好討論；做好評論[6]。教師應預先對工程實踐所用材料進行組織、分析和設計，編制具有實用性的工程案例。在案例分析過程中讓學生分組參與討論，繼而開展教學活動。學生通過對所給的案例材料進行比較、分析與討論，就會從現象中找到本質。比如在北京西直門立交橋鋼筋銹蝕開裂案例中，預先準備好展示用的鋼筋銹蝕、混凝土部位開裂等現場圖片，有關科研部門對舊橋東南引橋橋面和橋基鉆芯作K2O、Na2O、Cl-含量測試數據，以及北京80年代利用除冰鹽對長安街和城市立交進行除冰等背景資料。讓同學們閱讀和觀看，再分組進行討論，分析產生鋼筋銹蝕開裂原因，并且組織同學相互提問回答，引導同學們用理論知識進行分析和解決問題。又比如在講石灰的性質時，可例舉抹灰墻面出現爆裂點，通過對產生爆裂原因的分析，可使學生加深對過火石灰危害和石灰熟化時體積膨脹的了解，也進一步認識石灰陳伏的必要性。另外還可以科技小論文的形式讓同學們去觀察生活中常會看到一些路面或建筑出現裂縫，家里貼的地磚出現開裂等等，輔以力所能及的試驗去證實，然后在課堂上加以討論交流，這樣學習積極性一下子就調動起來了。在建筑材料課教學中采用案例教學法可以使學生如同親臨現場，提高了學生的分析和解決實際問題的能力，使其對知識點能夠活學活用，也得到了實踐經驗。

（3）活躍課堂氣氛，將課堂內容生動化

建筑材料課程內容多為敘述式，枯燥而平淡，學生也反映有很多知識點難以記憶，甚至會張冠李戴，混淆弄錯。這就要求我們教師應開動腦筋，充分利用形象思維能力，將死板的內容講鮮活，活躍課堂氣氛，達到學生過耳不忘的效果。比如同學們經常會把硅酸鹽水泥熟料的四種礦物：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣相互混淆。講解的時候筆者就經常將它們比喻為性格迥異的四兄弟：江湖老大哥（硅酸三鈣C3S）名望響當當，能力強、效率高，做事大刀闊斧熱火朝天，是個鐵血男兒真漢子（對應的礦物特性是：在水泥中含量最高，水化早晚期強度都高，凝結硬化快，水化速度快，水化熱大）；老二（硅酸二鈣C2S）性格沉穩是個潛力股，工作起來慢條斯理，有道是慢工出細活，后期工作成效大（凝結硬化慢，水化熱小，早期強度低，后期強度最高）；老三（鋁酸三鈣C3A）性情急躁，好大喜功，能力最差（凝結硬化最快，水化熱最大，強度最低）；四弟（鐵鋁酸四鈣C4AF）排行最小，其各項能力均不突出但有點個性（凝結硬化適中，水化熱適中，強度較低，抗硫酸鹽侵蝕性能好）。通過擬人化的講解，學生自然覺得非常生動，仿佛能在水泥熟料礦物身上看到自己的影子，有同學談笑道做人要做C2S，課堂氣氛很活躍。又如介紹水泥的安定性可以說：水泥的安定性不良好比一個人不安分好動，這里磕磕那邊碰碰，結果就會出問題，沒什么作為（水泥硬化后體積變化不穩定，出現翹曲、裂縫等降低工程質量，當廢品處理不能使用）。講解混凝土的抗滲性良好可以比喻成蒼蠅不叮無縫的蛋，自身問題少自然沒煩惱（混凝土密實度越高，孔隙越少，防腐抗滲能力越強，耐久性越好）。通過這樣的鮮活化處理，同學們的印象自然深刻，知識點也記得牢了。

4 結語

建筑材料學課程內容多而雜，為達到良好的教學效果，可以從以下入手：依據課程特點，講授時注意充分調動同學們學習的積極性，激發其學習動機；授課老師應該鉆研課程內容，抓住內容重點，將繁雜的知識點用科學研究四要素這條主線串聯起來，幫助學生理清思路；根據教材的不同的章節靈活選用合適的教學方法，精心準備上課用多媒體課件，通過大量工程實例的討論和生動化的語言表達，活躍課堂氣氛，切實提高教學效果與質量。

參考文獻

[1] 王立久.建筑材料學[M].2版.北京：中國水利水電出版社，2008.

[2] 馮維.高等教育心理學[M].重慶：重慶出版社，2006.

[3] 賈福根.《建筑材料》課的教學體會[J].太原理工大學學報（社會科學版）， 2001，19（1）：68-70.

[4] 劉寶舉，楊元.在《土木工程材料》課程教學中激發學生學習積極性的探討[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版）， 2006，7（2）：81-82.

[5] 何娟.土木工程材料課程教學方法探討[J].中山大學學報論叢，2004，24（3）：150-152.

[6] 楊曉萍.高等教育學[M].重慶：重慶出版社，2006.endprint