卓越工程師目標下瀝青及瀝青混合料課程教學改革

王宏暢+許濤+李強+高敏杰+馬翔+胡亞風

摘要：為全面提高工程教育人才培養質量，在“卓越工程師教育培養計劃”指導下，針對目前瀝青及瀝青混合料課程教學中存在的問題，從其課程特點出發分析了教學執行困難的根本所在，在轉換教學觀念、提高教學手段、改進教學方法等方面論述了瀝青及瀝青混合料課程教學實踐，旨在提高瀝青及瀝青混合料課程教學質量和培養學生綜合能力，達到培養卓越工程師的目的。

關鍵詞：卓越工程師；瀝青及瀝青混合料；教學；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）43-0101-03

教育部“卓越工程師教育培養計劃”的目的在于培養造就出一大批具有較強的創新能力、快速適應經濟社會發展需求的高質量工程技術人才，服務于國家的新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略計劃。土木工程專業本科學生畢業后成為一名具有創新精神的卓越工程師，是中國工程教育的終極目標，也是中國進行現代化建設的迫切需要。土木工程專業是一門傳統的和基礎的工科專業，其內容涵蓋橋梁、隧道、建筑、道路、港口等方向，構成了基礎設施建設中極其重要的行業。響應高等教育中工科發展需求和國際發展趨勢，成功實施土木工程專業的“卓越工程師”培養計劃，造就大批高質量高水平的土木工程技術人才，已是當前土木工程專業教育緊迫需要解決的事情[1-2]。作為一種高級路面形式，目前超過90%的高速公路采用了瀝青路面，截止2012年底瀝青混凝土路面總里程也達到了64.19萬公里，由于瀝青路面有著無可比擬的優勢：表面平整無接縫，行車振動小，噪音低，開放交通快，養護簡便，后期瀝青路面建設規模還將繼續增加。因此瀝青及瀝青混合料課程作為道路工程的專業特色課重要性不言而喻，其教學目的和任務是通過理論教學和實驗教學，使學生能較深入地和更廣泛地掌握道路工程中廣泛使用瀝青及瀝青混合料的基本知識，熟悉主要檢測項目的試驗方法，為今后學習道路工程方面的專業課程和從事道路工程的設計、施工和科學研究打下良好的基礎。該課程在高年級時開設，促進了大學生創造性思維和動手能力，為培養創新型工程技術人才發揮著關鍵作用[3-4]。該課程實踐性強、實驗課時占總課時30%以上，在多年教學過程中已形成了與卓越工程師的培養目標一致的，以培養學生工程意識、提高學生動手能力為主線的教學特色。但在道路工程實際建設過程中應用新技術、新材料、新工藝的發展很快，所以本課程教學改革必須適應新的形勢，本文就近年來瀝青及瀝青混合料課程教學實踐過程中的改革方案，對結合專業特色，推進高素質人才的培養進程進行探討，為卓越工程師培養實施提供可借鑒的措施[5-6]。

一、課程特點

1.綜合性強，前期基礎要求高。瀝青及瀝青混合料課程是土木工程專業道路工程方向的專業必修課，主要研究瀝青及瀝青混合料的原材料性能、配合比設計方法和路用性能，其包含的內容龐雜，不僅要講授有關材料的知識，如瀝青、集料等方面的內容，還需講授瀝青路面的材料組成設計、路用性能評價等知識。課程橫向跨度大，與道路材料、路基路面工程等課程聯系緊密，學該門課程前首先要掌握道路建筑材料、材料力學等多門專業基礎課，并需結合我國最新出版的有關工程技術標準、規范來掌握。因此，本課程具有相當的綜合性。

2.瀝青及瀝青混合料理論性強且知識更新快。學生在課堂學習中一般是單向地接受老師的講解，此外瀝青及瀝青混合料作為彈粘塑性材料比較抽象，所以學習熱情普遍不高，主動學習的積極性也不強。瀝青及瀝青混合料包涵的主要內容，學生課前并沒有接觸過，材料組成設計過程繁雜以及試驗操作、性能檢測、質量評定的過程復雜等，學生不易掌握理解。隨著我國公路建設的快速發展，瀝青路面新材料、施工技術及養護工藝層出不窮，并隨著技術的進步、試驗手段的革新，瀝青混合料設計理論也不斷更新，這些新情況給該課程的教學增加了難度。

3.試驗量大、內容多。根據我校土木工程專業教學大綱安排，瀝青及瀝青混合料試驗的主要內容，包括軟化點試驗、針入度試驗、延度試驗、馬歇爾試驗、瀝青含量抽提試驗。該課程在08版教學大綱中列為道路工程專業學生的選修課，最近四年的選課學生人數分別為127人、133人、138人、154人，呈逐年上升的趨勢，實驗組織安排量大。

瀝青及瀝青混合料包含的內容多、覆蓋面廣，并且因瀝青材料科學迅速發展，帶來該學科內容更新速度很快，所以尋求使學生在很有限的教學課時內即能有效地掌握基礎知識，獲得必要的動手能力培養，又能開拓思維，必然成為當前“瀝青及瀝青混合料”以及相關課程授課教師需要解決的主要矛盾。因此瀝青及瀝青混合料課程改革應立足于其課程特點，側重于轉變教學觀念，改進教學方法、改善教學手段和改革考核手段等方面。

二、方法措施

1.突出教學重點，優化教學內容。“瀝青及瀝青混合料”課程教學主要內容包括有瀝青、石料與集料、瀝青混合料的組成結構、技術性質、檢測方法和技術標準，改性瀝青的種類和技術性質，瀝青混合料的配合比設計方法，瀝青混合料的路用性能和常用的新型瀝青與瀝青混合料的評價方法和設計方法等。由多年的課堂教學經歷可知，需對這么多的教學內容進行適度優化組合。一般選擇以瀝青材料的性能、瀝青混合料組成設計及性能等內容為教學重點，優化知識結構，并突出教學內容的寬廣性特點。

2.教學內容及時更新。瀝青及瀝青混合料課程主要講授瀝青類材料的基礎知識，但隨著交通技術的發展，新型瀝青混合料和相關技術不斷發展出現，以至當前教材中的內容不能及時反映目前工程實踐中瀝青材料的應用特點和發展趨勢[7]。這些新技術和新材料以其優良的性能和良好的節能環保等特點，如澆注瀝青混合料、溫拌瀝青混凝土、瀝青再生等技術正被廣泛地用在新建、改、擴建的工程當中，掌握這些新型瀝青材料及技術性質，有利于將來土木工程專業畢業生很快適應工作需求。所以課堂教學內容的及時更新是非常必要的。具體的操作方法可以增設專題講座，及時了解瀝青混合料的最新研究成果和國際發展動向；或在講述瀝青混合料的時候補充有關目前正越來越多地應用到實際工程中的新型瀝青類材料的相關內容。endprint

3.注重工程實際，學以致用。瀝青混合料課程與工程實踐緊密相聯，與基礎學科如數學、物理等不同的是，它必須將課堂教學與實際工程緊密結合才更有意義。教學中需要突顯瀝青混合料的構造組成、性能及指標和工程使用性能之間的相對關系，將國內外典型工程及當地重點工程中瀝青混合料的應用實例納入課堂內容，如澆注瀝青技術在南京長江第四大橋、環氧瀝青技術在南京長江第二、三大橋等工程中的應用，瀝青混合料組成與結構對路面早期損害等，以此體現理論與實踐的緊密結合。另外還需注意本課程與其他課程之間的關聯，注重講授內容上的配合與銜接，更進一步展現出該課程的工程應用特色。

4.改進教學方法，改善教學效果。本課程是一門理論與實踐并重、工程性較強的課程，并且本課程具有內容多、更新快、實踐性強等特點，所以僅用傳統的教師純粹口頭講授的教學模式是根本不能全面反映出瀝青混合料的特色，如其外觀形貌、工程應用狀況，因此非常有必要使用多媒體教學，充分利用它的文字、圖片、音像等多種途徑進行多方面講解，另外在課堂講授之外，還可利用一些新的方法和手段，如相互討論、實際工程參觀、新技術講座等形式增加學生對本課程知識的了解。成功教學的目標就是要把學生由“被動學習”轉變為“主動學習”，提高學生學習的興趣，啟發學生的思維，而不是教師上課時的一言堂。

5.優化教學實驗，培養動手能力。教學試驗是學生在教師有目的、有計劃地指導下自主學習的一個過程[8]。瀝青與瀝青混合料基本試驗項目內容包括瀝青的性能試驗，瀝青混合料組成設計及最佳瀝青用量確定的馬歇爾穩定度試驗、瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、動態特性及疲勞性能、瀝青混合料的老化性能等試驗。教師一般先進行試驗的理論介紹，再對試驗儀器設備進行演示操作，學生在深刻理解的基礎上，再實地操作，所以應在重視教師主導作用的同時，必須確立學生試驗教學中的主體地位，以培養他們的實際動手、整理測試資料和分析測試數據的能力。轉變過去學生被動模仿的試驗教學方法，將試驗過程設計成為自主的再發現過程，通過試驗教學，在理解、深化、拓展理論知識的同時，并逐步提高學生動手能力，進而培養其創新能力。

6.通過課外科技活動深化學習效果，培養學生的創造能力和創新意識。為進一步提升學生理論分析和動手操作能力，強化瀝青與瀝青混合料課程學習效果，可以開展一些課外科技活動，拓展延伸實驗教學空間與時間，如我校每年都積極鼓勵教師指導學生進行國家級、省級及校級大學生實踐創新項目和實驗室創新項目的申報與實施等，組織感興趣的學生提前參與相關老師的瀝青混合料研究項目的試驗過程中，使學生在相關試驗當中，就可以體驗科研的樂趣、分享成果取得突破的喜悅。實踐證明瀝青與瀝青混合料這種課內外結合的實踐教學是融理論傳授、素質教育、能力培養于一體的高效的教學模式。

總而言之，教學過程是一個比較復雜的過程，各門課程的特點也不盡相同，根據課程的特點來設計教學方法，通過優化理論課程、實驗課程的教學內容，結合課外科技活動的參與，能極大提高學生學習瀝青與瀝青混合料課程的積極性，與教師形成了良好互動，及時反饋學習的心得。同時也增強了學生解決實際問題的能力，并具備一定的創新能力。這些措施應用于瀝青及瀝青混合料課程的教學實踐，已取得良好的效果，但仍需要今后不斷地改進、完善和提高。

參考文獻：

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[7]葉群山.建筑材料課程的教學優化實踐與探討[J].科技創新導報，2012，（21）：191-192.

[8]黃寶濤，袁鑫，王麗艷.“瀝青與瀝青混合料”課程的教學改革探討[J].中國電力教育，2012，（20）：83-85.

基金項目：南京林業大學高等教育研究課題（2011B09）；2012年校教學質量工程建設項目（教育教學改革研究項目）；南京林業大學研究生教育教學改革研究與實踐課題（YB201311）

作者簡介：王宏暢，南京林業大學，博士，副教授/系副主任。endprint