建筑材料实验课教学改革探索

商兴艳 周中冠 陈娟

摘要实验课是建筑材料课程中非常重要的一部分，课时占总课程的1/4。本文分析了建筑材料实验课教学中存在的问题，提出新时代的实验教学改革方法，并结合智慧树等线上教学平台，探索线上线下混合模式教学。使实验课能更好地将理论知识与实践教学融合到一起，用理论知识武装实践教学，用实践教学加深学生对理论知识的理解，为学生以后从事科学研究或者其他工作打下一定科研和实践基础。尝试将思政教育融入课堂，培养学生爱国敬业、团结友爱的品质。

关键词 建筑材料 实验课 教学改革 智慧树

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.035

Research on Experiment Teaching Reform of Building Materials

SHANG Xingyan， ZHOU Zhongguan， CHEN Juan

（Department of Civil Engineering， Shandong Jianzhu University， Jinan， Shandong 250101）

AbstractExperiment， the period of which is 1/4 of all， is a very important part of building materials course. This paper analyzes the problems existing in the building material experiment class and proposes the experimental teaching reform inthe newtime byadoptingonlineteaching platform，i.e.，zhihuishu， andexploringthe online andofflinehybrid teaching mode. Thus， the theoretical knowledge can be combined better with practical course. The practical course is armed with theoretical knowledge and deepens students’ understanding of theoretical knowledge， and then lay a certain foundation for future scientific research or other work. The authors try to integrate political education into the course and cultivate students’ quality of patriotism and dedication， solidarity and friendship.

Keywordsbuilding materials； experiment course； teaching reform； zhihuishu

建筑材料課程知识点很多，容易混淆，因此学生不能通过死记硬背的方式学习这门课程，而是应该从原理上理解，在实践中认知，通过理论与实践相结合的方式学习。本文以山东建筑大学开设的建筑材料实验课为例，剖析本单位建筑材料实验课教学中遇到的一些问题，并探索实验教学改革方法。建筑材料课程的实践内容，即实验课，目前包括水泥、砂石、混凝土和力学性能等内容，实验内容并不完善且以验证性实验为主，很难发挥学生的自主创造性，该问题也是多数实验课程共同出现的问题。[1][2]随着智慧树、雨课堂等线上教学平台[3] [4]的出现，以及2020年新冠疫情的影响，实验课的教学方法也需要进一步改革发展，一些教师积极探索线上教学或者线上线下混合的教学模式。[5][6][7]教师除了教授学生科学知识之外，还应将思政教育融入课堂，[8][9]为国家培养爱国敬业、团结友爱、有社会责任感和职业道德的建设者和接班人。

1实验教学中存在的问题

随着学校的发展，学院的实验教学条件有了很大进步，但是目前仍然存在不少问题，主要表现在以下一些方面：

课程安排集中。学校土木工程学院13个班级和管理学院12个班级共约800名学生的材料课程全部安排在秋季学期，只有造价专业的3个班级共120多名学生安排在春季学期。而且实验课只能等学生上完一半理论课才可以开课。同时，为了提高学生的参与程度，培养学生的责任意识，实验实行小组制，每3-5个学生组成一个小组，3个小组为一批进行试验。尽管小组制的初衷是对学生有益的，但是两个学期不平衡的课程安排和小组制的课程设置导致的一个突出问题就是实验课异常集中。不计土木工程学院学生的设计性实验，仅验证性实验就有水泥、混凝土、砂石和力学四大部分。这对实验教师和实验设备均造成很大压力和考验，最终会严重影响教学效果。

实验教师队伍不足，考核制度不完善。建筑材料实验室仅有4名实验教师，且大多已快到退休年龄，只能让部分理论课教师带学生实验课。理论课教师实践经验不足且没有经过严格的实验培训，教学效果也会受到影响。实验设备的管理和维修缺少专门的管理人员，导致当实验设备遇到故障时，不能及时有效的解决问题。没有对实验教师建立完善的考核制度和奖励制度。实验教师没有工作量的要求，也没有绩效考核和奖励机制，这很大程度上会降低教师的积极性。

授课方法、考核方式传统单一。试验授课大多都是常规的演示性方法，即教师先讲解试验过程，然后学生按照教师的讲解进行实验。传统的授课方式很难提高学生的积极性，教师也很难把控学生的参与程度。考核方式较单一，教师基本上是按照签名表和实验报告给出成绩，对于一些学生照抄他人试验报告的行为很难被发现，学生在试验中的真实表现也很难被评定。实验课时占总课时的1/4，且对学生能力的培养非常重要，而实验课成绩仅占总成绩的20%，占比偏低，这降低了学生对实验课程的重视程度。

实验内容缺乏创新。实验内容以常规的较简单的验证性实验为主，试验内容较少且缺少更能提高学生创新能力的设计性试验。比如混凝土的力学性能试验，仅测试其抗压强度，而忽视了同样重要的弹性模量、劈拉强度以及耐久性能的测试；测试的也仅仅是普通强度混凝土的力学性能，而没有高强高性能混凝土、受腐蚀混凝土等的力学性能测试。钢材的力学性能试验仅测试其抗拉强度，忽视其硬度和疲劳强度。常规的试验内容很难发挥学生的自主设计能力和创新能力。

2实验教学改革探索

针对目前实验教学中存在的问题，本文探索一些实验教学改革的方法。

在课程设置上，课程安排尽量均衡，避免实验课过于集中。土木工程学院和管理工程学院的建筑材料课程安排要协调，尽量安排在不同的学期。尤其对于管理学院来说，建筑材料是一门专业任选课，课程安排更加灵活，应避免扎堆。

在师资上，建议引入专职实验人员和设备维修人员，加强实验教师的技能培训。当然，实验教师除带学生实验外，也可以承担起设备的保养维护任务。同时，也应配套合理的绩效考核制度和奖励制度。比如合理制定实验教师的工作量，包括实验课时和设备保养维护。教师完成工作量或者超额完成工作量就会有合理的奖励。

丰富实验内容，增加设计性实验的比重。学生可以在几种实验组合中自由选择，比如混凝土的力学性能和耐久性能实验中，混凝土的抗压强度测试可以和劈拉强度测试或弹性模量测试组成一组，耐久性实验可以选择混凝土碳化实验或者氯离子侵蚀实验或冻融循环实验等。钢筋的力学性能和工艺性能实验中学生可以在不同牌号的钢筋中自由选择，还可以自由选择是做钢筋的直接拉伸实验还是钢筋的疲劳强度实验或者钢筋的冷弯实验。学生还可以自由设计不同的实验方案，比如设计不同混凝土的配合比、配制高强高性能混凝土等。当然，这将对实验教师的数量和技能提出更高的要求。

完善实验考核指标，重视学生在实验课中的表现。重视学生在实验课，包括线上课程中的表现，比如学生观看实验课视频的累计时间、次数，完成线上课后思考题的情况，线下实验设计情况、实验课回答问题的情况、实际操作的情况、实验过程中和结束后是否维护机器等方面。实验课的最终成绩可以分为三部分，考勤占20%，实验课表现占30%，实验报告占30%。同时针对实验课时占总课时的比重以及实验课的重要性，有必要提高实验课成绩占建筑材料课程总成绩的比重。

智慧树线上课程与线下实验课混合式教学。疫情期间，学校引入了智慧树线上课程平台。疫情结束后，虽然已经开始线下教学，但是学校打算继续发挥智慧树的作用，研究线上线下混合式的教学方法，并据此积极申报一流课程。教师可以通过录课的方式将实验课的所有内容提前录制并上传到智慧树平台，学生可以课下预习所有的实验内容，并选择自己感兴趣的实验去实验室操作。这种方式一方面可以让学生学习更多的实验内容，扩大学生的知识面；另一方面，可以增加学生的选择权，让学生发掘自己的爱好，为学生以后继续从事相关研究打下基础。学生的考勤情况、观看课程视频的情况也会在智慧树上体现并保存下来，教师可以随时下载相关报告。

引入智慧树教学平台的另一个好处是学生可以随时复习相关教学内容。即使学生在线下实验课中没有记住教师讲授的一些内容，也可以通过线上平台复习。而且线下实验课的时间较紧张，有很多实验相关的理论知识教师很难在线下实验课中全部讲到，有了线上教学平台，没有讲课时间限制，教师就可以录制尽可能完善的线上教学视频并上传。而且教师自己可以反复观看或请学院教学经验丰富的老教师观看自己录制的视频，检查是否有不小心讲错或原本就理解不准确的地方，发现错误改正编辑视频即可。引入智慧树教学平台，实现线上线下混合教学的模式，可以更好地实现理论知识与实践内容的结合，增加学生学习的机会。

3思政教学融入课堂

实验教学不但要教授学生理论知识和实践知识，还要帮助学生树立正确的价值导向，培养学生实事求是、尊重科学、尊重实际的精神。实验数据必须如实地记录，任何时候都不能肆意篡改实验数据，即使个别实验数据与平均值差别较大，最后实验结果无效。当遇到个别实验数据偏离较大的问题，应该反思实验的操作过程和试件的制作过程是否有失误，思考如何避免这些问题，如何不会再犯相同或类似的错误。以混凝土强度为例，混凝土本身就是一种非常复杂的多相复合材料，强度的离散性非常大，因此，混凝土试块的强度只要在中间值的±15%以内就是合理的。当然，混凝土的配合比设计、新拌混凝土的流动性、振捣时间、浇筑过程、加载过程等很多因素都将影响混凝土的强度值。因此，如果强度值离散性太大或者强度代表值不符合预期值，应该从这些强度影响因素中查找原因。学生以后无论是从事科学研究还是其他工程相关的工作，都应本着实事求是的精神，不能弄虚作假。从事科研工作要注重自己的科研信誉，从事其他工程相关的工作，也要有职业道德，不能为了私利做出欺骗他人、危害大众的事情。尤其是一些工程相关的工作，大都关系着人民群众的生命财产安全，更是需要认真严肃对待。教师需要培养学生热爱国家、热爱集体、热爱人民的情怀以及重视国家集体利益的价值导向。

实验课还会帮助学生培养基本的科学素养，比如试件的安装要居中对称、加载的面要平整光滑、加载之前荷载和位移清零、实验结束后设备要回荷归位、实验数据修正处理等。实验的完成需要学生之间相互帮助，相互协调，共同探索分析，培养了学生团结友爱的意识。实验中遇到问题要求学生首先自己思考解决办法，探讨解决方案，然后再和老师商讨确定，这样既能培养学生独立分析解决问题的能力，激发学生思考的主动性，又能保证实验安全。实验课的目标不是为了培养试验设备的操作工，而是为了培养具有好奇心、创新精神、较强分析能力和动手能力的研究型人才。

4结语

教学应该是不断改善、不断进步的一个过程，教学的发展离不开教学改革，无论是对实验课还是理论课都是如此。本文针对建筑材料实验课教学中遇到的一些问题，结合学校自身的情况，提出了一些教学改革的方法，包括课程设置、师资配置、实验内容、线上线下混合式教学和考核指标等内容，并尝试将思政教育融入课堂，培养合格的接班人。当然，这些教学改革内容的合理性还需要更多的教师共同探讨，改革内容能否实现也需要学校和教师的共同努力。

参考文献

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