建筑材料学课程教学体会

龙志强

摘 要：在系统总结《建筑材料学》课程特点的基础上，结合多年的课程教学实践，从激发学生学习动机和调动学习积极性入手，对教学内容、方式、方法进行探讨，提出了提高教学效果和质量的途径。

关键词：建筑材料学 教学方法 案例教学

中图分类号：TU50-4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0111-02

《建筑材料学》课程是目前广大高校中土木工程专业、交通（道路与铁道）工程专业、工程管理专业以及材料科学与工程等专业的必修专业基础课程，也是本校材料科学与工程专业无机非金属材料方向的专业必修课程。本课程的目的是让学生获得建筑材料的性质与应用的基本理论知识，掌握主要建筑材料试验的基本技能训练，为今后从事专业技术工作能够合理选择和使用建筑材料打下基础。然而由于专业课程自身的特点，加上一些同学也不太重视，学习过程中往往不得要领。为了提高教学质量，让同学们更好的学习本门课程，以下是本人的一些教学体会。

1 建筑材料学课程特点

1.1 内容庞杂，系统性差，课时短

建筑材料学课程教学内容繁多，包括石灰、石膏、水泥、混凝土、砂浆、钢材、沥青、墙体材料、防水材料、建筑陶瓷等十几个门类上百种材料，且各类材料相对独立，各个章节连贯性较差[1]。学习过程中极易感觉到杂、乱、理不出头绪，容易感到枯燥乏味，并产生厌学情绪。另外授课时数有限仅为32个学时，倘若照本宣科，采用“填鸭”式教学方式，一方面每节课的学习任务繁重，学生只会越学越乏味，难以调动学习兴趣；另一方面，教师也疲于赶进度，导致教学效果不佳。

1.2 概念多，叙述性内容多，实践性强

建筑材料学课程中材料种类繁多，相关章节内容同样有三多：概念多、专业术语多、需要理解记忆的内容多，易使学生感到枯燥乏味，失去学习兴趣。课程中大多数是叙述性内容，主要是各类材料和工程密切相关的试验资料和实践经验的总结，且多数是定性，半定量的分析，缺乏逻辑性和理论计算分析。比如按照混凝土强度进行配合比设计中，水灰比的采用，单位用水量的选用等等，很多数据都是大量经验性的总结，没有一定实践经验为基础只能靠死记硬背。这些特点使得很多习惯于数学、物理等逻辑性强课程的同学在学习过程中不得要领，甚至丧失学习自信心。

基于建筑材料学课程以上特点，如何在有限的课时里面上好这门专业课，适应无机非金属专业人才培养要求，是一个值得探讨的问题。

2 强调本课程的重要性，激发学习动机，调动学习积极性

学习动机能够激发学生产生自主的学习活动，表现出强烈的求知欲望，也能使学生在学习中表现出高涨的学习热情、认真的学习态度、专心致志的学习毅力。“叶可斯—多德森定律”指出：在课题难度性质在一定范围特别是在学习力所能及的课题时，学习动机强度的增强有利于学习效率的提高，而学习动机密切相关的主要是学生的精神需要[2]。

进入大三的学习阶段，很多同学开始对就业问题表现出莫大的兴趣，希望学有所用，在专业课程的学习上出现差别对待：课程对就业有用我就学，对就业没有用我就不学。从这个角度出发，笔者也常列举往届一个同学的真实例子，这个同学就职于商品混凝土行业并担任主管，他亲口说，就业后还经常把这门课的教科书拿出来翻，上课时没觉得有多重要，上班了就知道多重要了。通过这样实实在在的例子让同学们知道这门课很重要，而且的确是有用的，从而激发学生渴望成功成才的内驱力，投入到扎实掌握专业知识的学习中去。

另外一定要明确强调学习这门课的目的：是为了让同学们在今后的工作生活中，合理选择与使用建筑材料。材料的选择与使用是否恰当，会对工程的造价、质量、工期、功能等各方面产生直接的影响[3-4]。通过介绍一些由于建材选择使用不当造成的工程事故实例：如1999年重庆綦江彩虹桥整体坍塌造事件成严重经济损失和人员伤亡；2008年5·12四川汶川大地震中，大部分的教学楼因材料使用不当而夺取了大量中小学生的生命；学生们在听了这样一些内容之后，往往感受震动很大，印象很深，加深了对这门课的重要性的认识。再如，世界各国的混凝土所面临的耐久性问题已相当严重，例如北京西直门旧立交因钢筋锈蚀导致部位不同程度开裂，维修耗时耗力。混凝土的耐久性问题已经引起了学术界的广泛重视，若全部进行修复所需费用非常巨大。在此基础上，提出研究和保证建筑材料耐久性的重要意义，学生既爱听，也易理解，因此积极性极高。

3 提高教学效果的途径

3.1 适当增减教学内容

建筑材料学课程内容繁杂而教学课时偏少，教学内容想做到面面俱到是不太可能的，在组织教学内容时就应有所侧重。考虑到本专业就业后主要是面向工程施工，对现场施工中应用较多的材料做重点介绍，不能眉毛胡子一把抓，应有主次之分。该课程的讲授重点是基本性质、水泥、混凝土、沥青四章，其他如石灰、石膏、墙体材料可以做一般性介绍，砂浆章节可以看做细集料混凝土进行对比学习，木材及其他防水、绝热等建筑功能材料可以采取自学讨论的方式。在重点章节中也要突出主次，比如水泥一章中应把硅酸盐水泥、通用硅酸盐水泥作为重点，详细讲授硅酸盐水泥的熟料矿物组成、水化反应、硬化机理、水泥技术性质和标准要求、腐蚀及水泥品种的选用等。

3.2 教学内容要有条理性

学生在学习建筑材料学课程时，往往被课程中繁多的内容，大量的专业术语搞得一头雾水，无章可循。作为教师更应当特别注意归纳总结，加强授课的系统性和教学内容的条理性，帮助同学们理清思路[5]。以下2点经验可以供大家参考：

（1）建筑材料虽然种类繁多，但都有其共性。第一章材料的基本性质正是研究这个共性问题，也是后继各章的基础知识。因此，应较详细的把材料性质的各个概念结合它们在工程中的应用介绍清楚，要求同学们牢固掌握。比如：材料的“三度”（密度、表观密度、堆积密度）和“三率”（空隙率、孔隙率和填充率）。endprint

（2）在各类材料的讲授中，可以遵循材料科学工程研究中四要素法则：材料的化学成分→合成加工→组织结构→材料的性能及应用。材料的性能及应用是材料的出发点和落脚点，要求重点掌握。材料的化学成分、组织结构是影响其各种性质的直接因素，加工工艺则通过改变材料的组织结构而影响其性质。改变化学成分又会改变材料的组织结构，从而影响其性质。同学们在学习过程中有条理可依，逻辑清晰，学习内容明确，也培养了遵循科学研究四要素的严谨思路。

3.3 多种教学方法相结合提高教学质量

“教师讲，学生听；教师写，学生抄”这种传统的教学方法越来越受广大师生所诟病。在教学过程中应该围绕教学内容丰富教学方法的多样性，避免“单向灌入式”的方式进行授课，增加与学生的教学互动，提高教学效果。以下是笔者采用一些教学方法供大家参考：

（1）精心制作课件，合理运用多媒体教学

通过多媒体教学手段可以节省板书的时间，缓解学时少、内容多的矛盾，让讲课内容更加直观。除了简单扼要地在课件中显现本堂课的主要知识点外，可以把教材中的大量表格、图形、工艺流程以及一些工程实例以图像、动画、照片、或者视频录像的形式进行展示。比如：建筑材料的主要物理力学性质和国家技术标准以表格形式一目了然；材料的孔隙结构图中开口孔与闭口孔的差别、减水剂作用机理、水泥熟料矿物强度发展规律等讲解比较费劲，制作成图形就非常直观，通过对比讲授学生也很容易掌握；水泥的水化硬化过程非常复杂也不好理解，制作成动画后不仅形象生动更易于理解；另外还有具体的操作施工如塌落度测定、喷射混凝土工艺，以及一些特种混凝土（如能浮在水面上的超轻混凝土）用视频录像的方式展示，同学们更是表现出极大的兴趣。通过合理运用多媒体手段，学生们普遍反映良好，看得懂、记得牢，也提高了教学效果与质量。

（2）大量引用工程案例，增强亲临感

建筑材料学课程是一门实践性强的课程，大量引用工程案例不仅可以调动同学的学习兴趣，更能弥补纯粹理论教学缺乏实践经验的弊端。在案例教学中教师要掌握好三个关键环节，即是：选编好案例；组织好讨论；做好评论[6]。教师应预先对工程实践所用材料进行组织、分析和设计，编制具有实用性的工程案例。在案例分析过程中让学生分组参与讨论，继而开展教学活动。学生通过对所给的案例材料进行比较、分析与讨论，就会从现象中找到本质。比如在北京西直门立交桥钢筋锈蚀开裂案例中，预先准备好展示用的钢筋锈蚀、混凝土部位开裂等现场图片，有关科研部门对旧桥东南引桥桥面和桥基钻芯作K2O、Na2O、Cl-含量测试数据，以及北京80年代利用除冰盐对长安街和城市立交进行除冰等背景资料。让同学们阅读和观看，再分组进行讨论，分析产生钢筋锈蚀开裂原因，并且组织同学相互提问回答，引导同学们用理论知识进行分析和解决问题。又比如在讲石灰的性质时，可例举抹灰墙面出现爆裂点，通过对产生爆裂原因的分析，可使学生加深对过火石灰危害和石灰熟化时体积膨胀的了解，也进一步认识石灰陈伏的必要性。另外还可以科技小论文的形式让同学们去观察生活中常会看到一些路面或建筑出现裂缝，家里贴的地砖出现开裂等等，辅以力所能及的试验去证实，然后在课堂上加以讨论交流，这样学习积极性一下子就调动起来了。在建筑材料课教学中采用案例教学法可以使学生如同亲临现场，提高了学生的分析和解决实际问题的能力，使其对知识点能够活学活用，也得到了实践经验。

（3）活跃课堂气氛，将课堂内容生动化

建筑材料课程内容多为叙述式，枯燥而平淡，学生也反映有很多知识点难以记忆，甚至会张冠李戴，混淆弄错。这就要求我们教师应开动脑筋，充分利用形象思维能力，将死板的内容讲鲜活，活跃课堂气氛，达到学生过耳不忘的效果。比如同学们经常会把硅酸盐水泥熟料的四种矿物：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙相互混淆。讲解的时候笔者就经常将它们比喻为性格迥异的四兄弟：江湖老大哥（硅酸三钙C3S）名望响当当，能力强、效率高，做事大刀阔斧热火朝天，是个铁血男儿真汉子（对应的矿物特性是：在水泥中含量最高，水化早晚期强度都高，凝结硬化快，水化速度快，水化热大）；老二（硅酸二钙C2S）性格沉稳是个潜力股，工作起来慢条斯理，有道是慢工出细活，后期工作成效大（凝结硬化慢，水化热小，早期强度低，后期强度最高）；老三（铝酸三钙C3A）性情急躁，好大喜功，能力最差（凝结硬化最快，水化热最大，强度最低）；四弟（铁铝酸四钙C4AF）排行最小，其各项能力均不突出但有点个性（凝结硬化适中，水化热适中，强度较低，抗硫酸盐侵蚀性能好）。通过拟人化的讲解，学生自然觉得非常生动，仿佛能在水泥熟料矿物身上看到自己的影子，有同学谈笑道做人要做C2S，课堂气氛很活跃。又如介绍水泥的安定性可以说：水泥的安定性不良好比一个人不安分好动，这里磕磕那边碰碰，结果就会出问题，没什么作为（水泥硬化后体积变化不稳定，出现翘曲、裂缝等降低工程质量，当废品处理不能使用）。讲解混凝土的抗渗性良好可以比喻成苍蝇不叮无缝的蛋，自身问题少自然没烦恼（混凝土密实度越高，孔隙越少，防腐抗渗能力越强，耐久性越好）。通过这样的鲜活化处理，同学们的印象自然深刻，知识点也记得牢了。

4 结语

建筑材料学课程内容多而杂，为达到良好的教学效果，可以从以下入手：依据课程特点，讲授时注意充分调动同学们学习的积极性，激发其学习动机；授课老师应该钻研课程内容，抓住内容重点，将繁杂的知识点用科学研究四要素这条主线串联起来，帮助学生理清思路；根据教材的不同的章节灵活选用合适的教学方法，精心准备上课用多媒体课件，通过大量工程实例的讨论和生动化的语言表达，活跃课堂气氛，切实提高教学效果与质量。

参考文献

[1] 王立久.建筑材料学[M].2版.北京：中国水利水电出版社，2008.

[2] 冯维.高等教育心理学[M].重庆：重庆出版社，2006.

[3] 贾福根.《建筑材料》课的教学体会[J].太原理工大学学报（社会科学版）， 2001，19（1）：68-70.

[4] 刘宝举，杨元.在《土木工程材料》课程教学中激发学生学习积极性的探讨[J].长沙铁道学院学报（社会科学版）， 2006，7（2）：81-82.

[5] 何娟.土木工程材料课程教学方法探讨[J].中山大学学报论丛，2004，24（3）：150-152.

[6] 杨晓萍.高等教育学[M].重庆：重庆出版社，2006.endprint