“建筑材料”课程的教学改革与实践

顾亚敏 宋旭艳 郜志海

关键词 建筑材料 课程教改 实践

中图分类号：G424                                        文献标识码：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

随着我国“一带一路”倡议的稳步实施，需要匹配大量的工程建设项目人才，尤其是土木、水利、交通、管理等专业方向高层次专业人才。工科型高校根据新形势下的人才需求目标，积极采取系列教育教学改革措施来加强学生实践能力、逻辑思维能力、自主解决问题以及自主创新能力的培养，进一步满足我国当前的经济发展格局。本文借此提出新形势下传统课程“建筑材料”的教学改革与实践。

1 课程性质与特点

“建筑材料”课程是土木工程大类方向的专业必修课程，是学生拓展学习其他专业知识的基础储备，且对将来从事的土木行业有着重要的影响。涉及土木、交通、工程管理等专业方向都必须学习该门课程。通过建筑材料课程的学习，使学生具备：建立材料生产工艺—微观结构—宏观性能—工程应用之间的内在联系，为初步的材料改性设计奠定理论基础;依据材料性能参数判断其优劣特性，并根据实际的应用环境、构件部位、经济性原则正确选材，以及应用专业知识和技能技术支持建设施工中材料方面的复杂问题。

本课程教学内容不仅囊括诸多建筑材料种类，亦涉及材料的多方面性能特征，如物理性能、化学性能、力学性能、耐久性等，涉及多学科知识点，内容广泛，学科交叉性强。要求学生具有一定的知识积累，才能更好了解掌握教学内容。其次，该课程工程实践性强。材料的物化特性和经时变化规律与材料的组分及微观—亚微观结构之间的关系较为抽象，理论深度深，根据理论联系实际，在不同的外界荷载与非荷载条件下，根据特定的需求，选择合适性能的工程材料。

由于种种条件限制，实践性较强的该门课程仅设置了三次相关基础性实验，且缺乏必要的实践教学环节。[1]在实验教学环节考虑到人数较多，采取分组集中教学方法，因单组成员数多无法保证实验教学质量，学生亦无法得到全面的指导，而且部分学生丧失动手操作的机会，教学效果不尽如人意。

课程教学本身亦存在的一定问题。常用的传统平铺直叙的教学方法，[2]教学方式单调难以引起学生的学习共鸣，很难让学生有效地吸收理解建筑材料的抽象性理论知识。目前，虽然采取了多媒体教学方法，但是大多数多媒体课件侧重于理论教学且学生上课主观意志不积极，教学效果不甚如人意。

2 教学改革措施

2.1 课程体系和教学内容改革

在高校教学课时合理缩减的政策指导下，对课程教学内容进行优化重组，形成科学体系，紧跟学科前沿，涵盖新材料、新技术。既要保证原有内容的广度，又要突出重点，重视实践，培养具有过硬专业知识基础和较强实践能力的综合型人才。结合我院教学实际现状，突出教学重点，根据大土木不同专业方向的知识结构体系，分清主次，“主”为重点知识必须强化教学、提升深度，“次”为辅助性知识内容拓宽学生视野。

同时及时改革更新教材，合适的教材是良好教学得以保证的根本，目前多数教材中有关材料的技术指标以及研究进展更新速度略有延缓。因此任课教师应密切关注当前国内外建筑材料研究现状和工程应用的新技术、方法，引导学生关注材料发展动态，培养其专业前瞻性。与此同时根据我国特定国情和工程实际情况，培养学生因地制宜的材料创新意识。

2.2 教学方法改革

在教学手段上，充分发挥信息化教学优势。[3]首先力求展示有效PPT课件，将抽象理论知识通过图形、图像生动形象地演示，集中学生的注意力，深化學生的理解，同时也有助于拓展课堂的教学量，最低限度避免课时缩减的不利影响;其次建立“交互式+创新性”教学平台：利用信息化资源，稳步推进建材课程学习网站建设，辅以交流互动环节来延伸学生的自学主动性，为学生的自主性学习提供条件，加深与学生交流互动，有助于教师全面了解学生的学习动态和效果，有利于提高教学质量。

专题研讨教学法。利用专题研讨教学法激发学生的学习主观性，培养学生的实践创新能力。根据学生个体知识强度合理分配组员（4-5人），依托组员的知识结构体系选择适宜章节内容拟定讨论主题进行深入分析探讨。首先对研讨主题所涉及基本特征、技术及机理进行深入理论学习，并充分发挥信息资源的大数据效应来了解相关材料的应用领域及最新研究方向和成果，汇总形成完整的专题报告，同时准备专题报告PPT，在教学班范围内进行主题汇报交流，营造浓厚的探讨学习氛围，有利于组员团队协作能力、创新能力及领导力的培养。专题研讨教学法在教学实践过程中收获颇多，首先得到学生的肯定，在合适的教学内容中自由选择主题，学生普遍兴趣高，且积极学习利用多种有效途径查阅大量相关资料以期对主题的深入了解，学习效果较好。

紧密结合时事要闻。引导学生关注建筑材料在工程安全中的重要性以及建筑材料的运用动态，例如上海“11 15”特别重大火灾事故源于外墙保温材料采用了聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫的可燃性非常强，燃烧过程中产生剧毒氰化氢气体，要引导学生从这些事故中吸取教训，增强学生的专业责任心。港珠澳大桥——交通工程界的“珠穆朗玛峰”，集齐目前国内外最优质的材料以及最先进的施工技术，解决了包括困扰钢筋混凝土的锈蚀问题及耐海水的高性能混凝土技术，了解这些工程应用技术及要求有助于拓宽专业视野，培养创新意识，以适应时代发展的需要。

2.3 实践环节建设

工科教学中实践环节的重要性毋庸置疑，把好实践教学关既有益于工科生的正确学习和高效理解，亦可训练工科生的思维严谨性和能力的创新性。本院该课程基于种种因素并未突出实践环节。因此，仍需争取有效资源建立初步实践条件，同时充分利用现有的条件，积极开展实践教学。辅以在教学过程中利用多媒体技术结合工程案例来弥补实践教学的缺失，同时工程案例教学法代替传统的理论讲授法能获得较好的效果。

工程案例教学法[4]是利用多媒体教学技术来全方位描述工程实践中的技术难点，引导学生根据实际情况分析关键问题， 尝试提出初步解决方案，再依据实际情况进行合理方案调整，使学生对知识体系的认知从感性上升到理性，理论贯彻到实际。这一认知学习过程也符合事物的普遍认知规律，即发现问题—提炼科学问题—解决方案，因此学生容易理解和接受。例如通过多媒体展示在役输电电杆混凝土剥落现象、潮汐区桥墩的钢筋锈蚀现象， 激发学生的学习兴趣，结合材料性能特征及施工技术分析出现这些现象的原因，提高分析、解决问题的能力， 增强学生的专业责任心。在教学过程中，注重培养学生的工程素养和综合应变能力，创新实践能力和团队协作精神。

2.4 考核方式改革

闭卷考试是应试教学方式中的传统评价方法。[5]本课程的知识体系广度和深度针对工程管理专业构件，采取重点考查平时成绩（占比60%），兼顾期末考试（有限开卷，占比40%）相结合的方式。平时成绩占比幅度的提升，有助于督促学生的整体学习态度和认真程度，一定程度上刺激学生对于课堂内容的吸收、掌握程度。针对教学内容中大量技术指标及繁冗配合比公式的特性，以及现代工程实践中技术规范的便利性，采取有限开卷考试形式（部分复习资料准入考场），可以更好地衡量学生基础知识的掌握程度，以及主观分析和能动解决工程技术问题的能力。同时有限开卷亦可避免学生对于教学内容的不复习、不整理、不归纳的无所谓态度。以上三种考核方式的结合， 更能全面地考察学生的综合素质。

3 结束语

本文针对建筑材料类课程教学现状，分析传统教学模式的局限性，并结合信息化教学技术、工程案例教学法、专题研讨模式对课程进行改革和探索，帮助学生高效掌握相关建筑材料知识和技能。通过这一系列举措，充分调动学生的主动性、创新性、理论联系实践等能力，培养更符合我国发展的人才。

基金项目：江苏省土木工程品牌专业资助;苏州科技大学天平学院教育教学改革研究项目（2018TJGB-03）

参考文献

[1] 李福海，靳贺松，胡丁涵，等.国际化趋势下建筑材料实验教学改革探讨[J].实验科学与技术，2018.16（5）：118-124.

[2] 陈建清，江静华，杨东辉，等.“材料性能学”课程的教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016（43）：104-106.

[3] 陈佩圆.信息化教学在《土木工程材料》实验课中的应用探讨[J].科技创新导报，2018（22）：208-210.

[4] 孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》课程教学改革探讨[J].高教学刊，2019（2）：133-134，137.

[5] 葛继平，岳文超，梅德磊.新形势下《土木工程材料》教学改革建议[J].教育教学论坛，2018（48）：93-95.