高职院校“建筑材料”课程教学改革研究

2024-01-08李晓龙

教育教学论坛 2023年50期

李晓龙

（江苏开放大学建筑工程学院，江苏南京 210036）

建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、海洋工程等基础设施建设的质量对于社会高速、稳定和持续发展至关重要。综观基础设施建设的各个环节，建筑材料是基石。正确选择并合理使用建筑材料，对提升建筑物和构筑物的经济性、安全性及耐久性具有十分重要的意义。建筑材料对基础设施建设的重要影响也决定了“建筑材料”课程在我国土建相关专业高等教育中的基础性地位。

“建筑材料”作为土建类学生培养过程中的专业核心课程，系统地介绍了各类主要工程材料的基本组成、技术要求、技术标准、检测方法及选用规则，具有知识体系庞大、基础性要求高、涉及工程问题复杂、应用范围广、实践性强等特点，重在培养学生合理选用、正确检测、客观评价常用建筑材料的能力，是启发和培育学生科研逻辑及工程建设思维的重要教学环节［1］。

高职教育通过技术知识的生产、传播、应用和创新来培养高素质技术技能型人才。高职院校是高职教育高质量发展的行动主体［2］。面对建筑工程领域新材料、新技术、新理论的迭代更新，如何及时、准确地调整“建筑材料”课程教学计划，改革教学内容和方法，培养高质量的土建行业专业人才已成为拥有相关专业高职院校所面临的共同课题。

一、国内教学改革研究现状

目前，已有部分学者对“建筑材料”课程教学改革方法进行了探讨。闻玉辉［3］指出，高职院校应积极探索职业教育服务供给新方式，构建基于“互联网+”的高职“建筑材料”课程教学新模式。李志鹏等［4］基于新工科发展背景，提出将新型土木工程材料和实验技术与教学内容有机结合、将专业设计大赛和大学生创新创业项目融入实验课程中，以及将虚拟现实等信息化技术应用到实验课程之中等改革创新举措。周理等［5］提出要优化“建筑材料”课程教学内容，形成一套与专业培养目标匹配的课程内容，并建议采用讲授、演示与讨论三者相结合的教学方法。李双喜［6］通过虚拟仿真实践教学模式解决了传统教学模式下“难理解”“难实现”的问题，提升了学生的创新和空间思维能力。卜静武等［7］结合“00后”大学生的学习特点以及“建筑材料”课程存在的教学问题，初步探索了教学改革方法，并期望通过合理安排教学内容以及使用多种教学手段，加强“建筑材料”课程各章节内容之间的联系。赵红艳等［8］从“建筑材料”课程融入思想政治教育的必要性入手，探索了思想政治教育在工科专业基础课程中的具体实施路径，创新了课堂教学方法，形成了协同育人机制。

在前述研究的基础上，本文从高职院校“建筑材料”课程教学改革角度出发，总结了现有高职院校“建筑材料”课程教学过程中存在的主要问题，并针对这些问题，对高职院校“建筑材料”课程教学改革措施进行点对点的探讨。

二、高职“建筑材料”课程教学过程中存在的问题

高职“建筑材料”课程的设置旨在为相关专业学生后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。但“建筑材料”课程知识点多而散，无论是对于教师想教懂、教透，还是学生想学懂、学透而言，都存在较大难度。高职“建筑材料”课程在教学过程中存在的主要问题如下。

（一）教学内容涉及多专业课程，学生基础薄弱

“建筑材料”课程主要包括《胶凝材料》《混凝土》《建筑砂浆》《建筑钢材》《墙体材料》《建筑功能材料》等章节，涉及“无机与分析化学”“物理化学”“有机化学”“工程力学”“混凝土结构设计原理”等多专业核心课程知识。例如，水泥的水化涉及“物理化学”；水泥石的腐蚀与防护涉及“无机与分析化学”；防水材料的改性涉及“有机化学”；水泥胶砂强度、混凝土抗压强度、砂浆立方体抗压强度等均涉及“工程力学”。

对于四年制本科而言，“建筑材料”课程通常安排在大二下学期开设。此时，学生已完成了“普通化学”“土木工程概论”“理论力学”“材料力学”等课程的学习，具备了一定的专业基础知识，学习“建筑材料”难度适中。但对于三年制高职而言，“建筑材料”课程通常安排在第一学年开设，前置课程的铺垫偏少。更为严峻的是，工程造价、建设工程管理专业存在大量文科背景学生，学生理工科基础薄弱。“建筑材料”课程教学内容涵盖土木、材料、化学、力学等多专业的独特性，不仅对授课教师的知识储备提出了较高要求，对基础相对薄弱的高职学生而言，学好这门课程具有巨大挑战。

（二）课程知识点多而散，学生难以把握重点

“建筑材料”课程每一章均包含大量需要理解和记忆的零散知识点。以《胶凝材料》章节中的水泥讲授为例，学生不仅需要深入理解通用硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程，掌握通用硅酸盐水泥的技术要求和技术标准，还需要熟悉不同种类通用硅酸盐水泥的特性和工程适用性。若学时安排充足，则课堂节奏可以适当放缓，每节课需要学生消化的知识点也会随之减少，然而实际情况恰恰相反。

“建筑材料”课程涉及建筑工程技术、工程造价、建设工程管理等专业知识点。针对不同专业来说，“建筑材料”课程学时安排存在一定差异，但一般设置为45～60个总学时。扣除约占三分之一的实践学时，实际的理论学时仅为30～40个。面对如此有限的理论学时，任课教师往往只能借助多媒体设备，将备课时准备好的所有内容叙述式地、快速地读给学生听，以便在规定学时内讲完所有内容。但这种“灌输式”的教学方式使原本应该师生互动的课堂变成了教师“唱独角戏”，而学生在把握不住教学重点后也极易失去听课的耐心。

（三）实验内容教学资源少，学生动手能力不强

高职“建筑材料”课程更加重视学生的实测能力，因此安排了水泥性能测试、普通混凝土基本性能测试等大量实验实训环节。但由于缺少可以供学生自学的实验操作视频等教学资源，学生在实验前往往没有任何准备。实验课开始后，学生只顾模仿教师的操作，依葫芦画瓢得到合理范围内的实验数据，却无法用学到的理论知识解释实验操作原理以及解决实验过程中可能遇到的问题。

部分较为完善的教材配套了相应的三维动画演示实验操作过程的微视频，但动画演示过于理想化，与实际实验室环境、仪器设备等存在较大差异，且无法将实物中的细节完全表现出来。这导致学生即便认真观看完动画演示视频，在到达实验实训场地后，仍然表现得手足无措。

（四）教学安排忽视新材料介绍，学生思维受到局限

随着经济社会的发展，现代工程结构逐渐提出了轻质高强、绿色环保、耐候性优异、电磁屏蔽、预制装配式等传统建筑结构材料难以满足的重要功能需求，使得新型建筑材料成为土木工程领域的研究热点。实际工程与时俱进，往往与新材料、新技术紧密结合。在此背景下，高职“建筑材料”课程在教学安排中应重视新材料的介绍。

然而，新材料相关研究信息更新速度快，在教材中加入新材料则需要定期更新，这无疑增加了教材编写的难度。因此，现有“建筑材料”课程教材编写的框架基本围绕水泥、混凝土、钢材等传统建筑材料，较少涉及新型建筑材料。这也直接导致任课教师在进行教学安排时，忽视了新材料的介绍，造成学生的思维局限在传统建筑材料框架内无法得到启发与拓展。

三、高职“建筑材料”课程教学改革措施

为了推动专业人才培养质量不断提升，促进高职教育高质量发展，高职院校应适时更新人才培养方案并制订新的教学方案，建立长期、有效的质量监控和持续改进机制。针对高职“建筑材料”课程教学过程中存在的问题，建议从以下四个方面进行改革。

（一）建设高质量师资队伍，夯实学生知识基础

对于任何一门课程的改革，组建一支专业知识过硬、结构组成合理的优秀教学队伍始终是关键。“建筑材料”课程具有综合性强、涵盖专业范围广等特点，其教学队伍组建首先可以通过整合既有师资来实现。针对既有师资中具有材料、化学相关研究背景教师偏少的情况，可以通过加强教学队伍内部研讨学习、鼓励教师参加继续教育培训等途径，拓宽任课教师的知识面，促进教师的专业成长。此外，为了适应高职教育高质量发展需求，高职院校人才引进要求不断提升，越来越多的高职院校开始引进具有博士学位的高层次人才。在此背景下，可以通过引进从事工程材料相关研究且具有交叉学科研究背景的青年博士教师，进一步提升“建筑材料”课程师资队伍质量，优化师资队伍结构，增强师资队伍的创新性与活力。

针对高职学生专业基础知识薄弱的问题，一方面，任课教师要合理调整授课计划，在不影响“建筑材料”课程整体教学安排的前提下，适当给学生“补课”；另一方面，任课教师要因材施教，针对土建大类下不同专业方向的学生调整、优化教学方案。对于主要由理科学生组成的建筑工程技术等专业，类似水泥腐蚀中的各种化学反应、试件的基本受力原理等知识点学生并不感到陌生，此时任课教师“补课”的重点应是带领学生巩固、强化已有知识基础。而对于主要由文科生组成的建设工程管理等专业，任课教师“补课”的重点则应偏向于填补学生现有知识储备中的空白。

（二）加强师生课堂互动，坚持以学生为中心

任课教师应注重课堂教学内容设计的层次性和起伏性，通过重点内容板书、幻灯片切换时插入声音等方式，每隔一段时间突出授课重点。在进行教学内容设计时，可以适当穿插反映教学重点的不同类型习题。例如，在讲解完水泥安定性后，立即抛出与其相关的案例分析，让学生学会从安定性角度解释引起工程质量问题的原因。采用这种方式，既能帮助学生把握并巩固知识重点，又能调动学生学习的积极性，提升学生的课堂参与度。

“建筑材料”课程教材中的很大一部分内容源自国家或行业技术规范和技术标准。任课教师在课堂上读一遍标准给学生听，并不能让学生对标准涉及的知识点留下深刻印象。但若任课教师有意识地培养学生查阅标准的能力，则能充分发挥学生的主观能动性，逐步学会利用标准解决问题。同时，任课教师可以采用分组完成作业的方式，让学生以小组为单位，在课后搜集“建筑材料”每一章节涉及的所有标准，并由每一组的学生代表在课堂上对小组搜集的标准进行简单介绍，最后由任课教师做出点评。这种方式既能增强师生间的课堂互动，又能培养学生借助标准解决问题的能力，还能督促学生做好课后复习以及课前预习工作。

（三）融入开放教育模式，建立多样课程资源

开放教育是成人高等教育的一种方式，学生主要依托计算机网络学习平台和多种媒体课件进行学习，以学生自主学习为主，教师导学导考为辅。在高职“建筑材料”课程中融入开放教育模式，需要任课教师在完成规定学时的线下授课之外，为学生提供优质线上教学资源。采用这种线下授课与线上开放教育相结合的模式，将打破“建筑材料”课程内容多但学时少的局面。任课教师可以摆脱学时的束缚，将课堂时间更多地分配在重点及难点知识的讲解上。对于部分较为浅显但偏叙述性的教学内容，教师可以通过引导学生自学线上教学资源，由此放缓课堂节奏、突出教学重点，学生则可以根据自身实际情况，随时随地利用线上教学资源进行自学，查漏补缺，巩固已学知识。

在“建筑材料”课程中融入开放教育模式的关键在于优质教学资源的整合与建设。教师应基于“建筑材料”课程知识体系特点以及行业技术发展的实际需求，及时更新线上教学资源。针对缺少实验演示视频的情况，任课教师可根据学校实际情况，委托学校资源建设中心或校外视频制作公司，对“建筑材料”课程涉及的所有基础性实验操作进行录制，建立相应的教学资源库。在视频录制过程中，可以对学校现有的实验场地、实验设备进行详细介绍，对实验中的注意事项进行详细说明。由于演示视频中的场地和设备是学生可以实际接触到的，因此学生在自学后，无须实验室教师再次进行现场演示，便能直接上手操作。由此节省下来的时间，则可用于教师指导学生进行探索性试验。

（四）重视前沿成果介绍，开拓学生创新思维

具有工程材料研究背景的教师应充分发挥所长，在讲解到与自己课题研究方向相关的内容时，可以进一步拓宽学生的知识面，为学生介绍相关领域的最新学术动态，激发学生对新型建筑材料的研究兴趣。例如，讲解到徐变时，可以拓展介绍纤维增强复合材料的蠕变。通过让学生观看复合材料蠕变试验过程中拍摄的试件蠕变破坏视频，或在条件允许的情况下带领学生参观蠕变试验室等途径，加深学生对建筑材料长期力学性能的认识。

教师在进行前沿成果介绍时，应紧紧围绕实际工程需求，只有将二者紧密结合，才能让学生认识到科研工作的现实意义。在每一章内容讲解完之后，可以让学生总结传统建筑材料在基础设施领域应用的局限性，并在此基础上，引导学生进行头脑风暴，大胆预测建筑材料未来的发展趋势。例如，可以围绕“绿色建材”主题，让学生构思、设计自己心中的绿色建材，并通过课后查阅文献，明确自己的想法是否已有学者实现，由此提升学生的科研素质，开拓学生的创新思维。