“建筑材料”課程的教學改革與實踐

顧亞敏 宋旭艷 郜志海

關鍵詞 建筑材料 課程教改 實踐

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：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”倡議的穩步實施，需要匹配大量的工程建設項目人才，尤其是土木、水利、交通、管理等專業方向高層次專業人才。工科型高校根據新形勢下的人才需求目標，積極采取系列教育教學改革措施來加強學生實踐能力、邏輯思維能力、自主解決問題以及自主創新能力的培養，進一步滿足我國當前的經濟發展格局。本文借此提出新形勢下傳統課程“建筑材料”的教學改革與實踐。

1 課程性質與特點

“建筑材料”課程是土木工程大類方向的專業必修課程，是學生拓展學習其他專業知識的基礎儲備，且對將來從事的土木行業有著重要的影響。涉及土木、交通、工程管理等專業方向都必須學習該門課程。通過建筑材料課程的學習，使學生具備：建立材料生產工藝—微觀結構—宏觀性能—工程應用之間的內在聯系，為初步的材料改性設計奠定理論基礎;依據材料性能參數判斷其優劣特性，并根據實際的應用環境、構件部位、經濟性原則正確選材，以及應用專業知識和技能技術支持建設施工中材料方面的復雜問題。

本課程教學內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、化學性能、力學性能、耐久性等，涉及多學科知識點，內容廣泛，學科交叉性強。要求學生具有一定的知識積累，才能更好了解掌握教學內容。其次，該課程工程實踐性強。材料的物化特性和經時變化規律與材料的組分及微觀—亞微觀結構之間的關系較為抽象，理論深度深，根據理論聯系實際，在不同的外界荷載與非荷載條件下，根據特定的需求，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置了三次相關基礎性實驗，且缺乏必要的實踐教學環節。[1]在實驗教學環節考慮到人數較多，采取分組集中教學方法，因單組成員數多無法保證實驗教學質量，學生亦無法得到全面的指導，而且部分學生喪失動手操作的機會，教學效果不盡如人意。

課程教學本身亦存在的一定問題。常用的傳統平鋪直敘的教學方法，[2]教學方式單調難以引起學生的學習共鳴，很難讓學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方法，但是大多數多媒體課件側重于理論教學且學生上課主觀意志不積極，教學效果不甚如人意。

2 教學改革措施

2.1 課程體系和教學內容改革

在高校教學課時合理縮減的政策指導下，對課程教學內容進行優化重組，形成科學體系，緊跟學科前沿，涵蓋新材料、新技術。既要保證原有內容的廣度，又要突出重點，重視實踐，培養具有過硬專業知識基礎和較強實踐能力的綜合型人才。結合我院教學實際現狀，突出教學重點，根據大土木不同專業方向的知識結構體系，分清主次，“主”為重點知識必須強化教學、提升深度，“次”為輔助性知識內容拓寬學生視野。

同時及時改革更新教材，合適的教材是良好教學得以保證的根本，目前多數教材中有關材料的技術指標以及研究進展更新速度略有延緩。因此任課教師應密切關注當前國內外建筑材料研究現狀和工程應用的新技術、方法，引導學生關注材料發展動態，培養其專業前瞻性。與此同時根據我國特定國情和工程實際情況，培養學生因地制宜的材料創新意識。

2.2 教學方法改革

在教學手段上，充分發揮信息化教學優勢。[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，集中學生的注意力，深化學生的理解，同時也有助于拓展課堂的教學量，最低限度避免課時縮減的不利影響;其次建立“交互式+創新性”教學平臺：利用信息化資源，穩步推進建材課程學習網站建設，輔以交流互動環節來延伸學生的自學主動性，為學生的自主性學習提供條件，加深與學生交流互動，有助于教師全面了解學生的學習動態和效果，有利于提高教學質量。

專題研討教學法。利用專題研討教學法激發學生的學習主觀性，培養學生的實踐創新能力。根據學生個體知識強度合理分配組員（4-5人），依托組員的知識結構體系選擇適宜章節內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、技術及機理進行深入理論學習，并充分發揮信息資源的大數據效應來了解相關材料的應用領域及最新研究方向和成果，匯總形成完整的專題報告，同時準備專題報告PPT，在教學班范圍內進行主題匯報交流，營造濃厚的探討學習氛圍，有利于組員團隊協作能力、創新能力及領導力的培養。專題研討教學法在教學實踐過程中收獲頗多，首先得到學生的肯定，在合適的教學內容中自由選擇主題，學生普遍興趣高，且積極學習利用多種有效途徑查閱大量相關資料以期對主題的深入了解，學習效果較好。

緊密結合時事要聞。引導學生關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，例如上海“11 15”特別重大火災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，燃燒過程中產生劇毒氰化氫氣體，要引導學生從這些事故中吸取教訓，增強學生的專業責任心。港珠澳大橋——交通工程界的“珠穆朗瑪峰”，集齊目前國內外最優質的材料以及最先進的施工技術，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，了解這些工程應用技術及要求有助于拓寬專業視野，培養創新意識，以適應時代發展的需要。

2.3 實踐環節建設

工科教學中實踐環節的重要性毋庸置疑，把好實踐教學關既有益于工科生的正確學習和高效理解，亦可訓練工科生的思維嚴謹性和能力的創新性。本院該課程基于種種因素并未突出實踐環節。因此，仍需爭取有效資源建立初步實踐條件，同時充分利用現有的條件，積極開展實踐教學。輔以在教學過程中利用多媒體技術結合工程案例來彌補實踐教學的缺失，同時工程案例教學法代替傳統的理論講授法能獲得較好的效果。

工程案例教學法[4]是利用多媒體教學技術來全方位描述工程實踐中的技術難點，引導學生根據實際情況分析關鍵問題， 嘗試提出初步解決方案，再依據實際情況進行合理方案調整，使學生對知識體系的認知從感性上升到理性，理論貫徹到實際。這一認知學習過程也符合事物的普遍認知規律，即發現問題—提煉科學問題—解決方案，因此學生容易理解和接受。例如通過多媒體展示在役輸電電桿混凝土剝落現象、潮汐區橋墩的鋼筋銹蝕現象， 激發學生的學習興趣，結合材料性能特征及施工技術分析出現這些現象的原因，提高分析、解決問題的能力， 增強學生的專業責任心。在教學過程中，注重培養學生的工程素養和綜合應變能力，創新實踐能力和團隊協作精神。

2.4 考核方式改革

閉卷考試是應試教學方式中的傳統評價方法。[5]本課程的知識體系廣度和深度針對工程管理專業構件，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%）相結合的方式。平時成績占比幅度的提升，有助于督促學生的整體學習態度和認真程度，一定程度上刺激學生對于課堂內容的吸收、掌握程度。針對教學內容中大量技術指標及繁冗配合比公式的特性，以及現代工程實踐中技術規范的便利性，采取有限開卷考試形式（部分復習資料準入考場），可以更好地衡量學生基礎知識的掌握程度，以及主觀分析和能動解決工程技術問題的能力。同時有限開卷亦可避免學生對于教學內容的不復習、不整理、不歸納的無所謂態度。以上三種考核方式的結合， 更能全面地考察學生的綜合素質。

3 結束語

本文針對建筑材料類課程教學現狀，分析傳統教學模式的局限性，并結合信息化教學技術、工程案例教學法、專題研討模式對課程進行改革和探索，幫助學生高效掌握相關建筑材料知識和技能。通過這一系列舉措，充分調動學生的主動性、創新性、理論聯系實踐等能力，培養更符合我國發展的人才。

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

參考文獻

[1] 李福海，靳賀松，胡丁涵，等.國際化趨勢下建筑材料實驗教學改革探討[J].實驗科學與技術，2018.16（5）：118-124.

[2] 陳建清，江靜華，楊東輝，等.“材料性能學”課程的教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2016（43）：104-106.

[3] 陳佩圓.信息化教學在《土木工程材料》實驗課中的應用探討[J].科技創新導報，2018（22）：208-210.

[4] 孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》課程教學改革探討[J].高教學刊，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》教學改革建議[J].教育教學論壇，2018（48）：93-95.