建筑實訓館在土木工程材料教學中的應用研究

王 鑫 高 云（濰坊科技學院 建筑工程學院，山東 濰坊 262700）

《土木工程材料》是土木工程專業一門基礎課，讓學生掌握土木工程材料的品種、性質、用途和使用方法，為土木工程設計、施工提供合理選擇、正確使用提供基本知識[1,2]；也為后續《土木工程施工技術》、《混凝土結構》、《鋼結構》、《工程概預算》等課程的教學服務[3,4]。因此，《土木工程材料》課程在土木工程課程體系中扮演重要的作用。

土木工程材料課程知識點眾多內容零碎，構建知識體系困難[5]，傳統教學方法難以緊跟土木工程專業以及土木工程材料課程發展的需要[6]：

1）書本上的文字與圖片在知識傳授過程中具有一定的局限性與抽象性，不能更好地激發學生學習的主動性，課堂效果不理想。

2）單調的課堂講解枯燥，學生容易走神、打瞌睡，學習效率低下。

3）多媒體的引進雖然具有一定的新鮮感，但不能從根本解決傳統課堂缺乏立體體驗的不足，其它多途徑的輔助教學（布置作業、網絡搜索、群共享等）也不能根治教學效果不理想的教學通病。

因此，有必要對土木工程材料課程結合實訓館進行有立體感體驗的教學嘗試。

1 實訓館概述

針對土木工程專業課教學過程中的實際問題，濰坊科技學院在2014年進行了建筑實訓館建設的調研和討論，2014年年底立項，2014年上半年完成設計，2015年9月底竣工驗收，同時投入使用。建筑實訓館總投資近200萬元，建筑面積約850平方米，結合建筑工程工地現場布置情況，以“毛坯房”的形式，“裸露展示”常見的建筑材料、建筑及結構構造、施工工藝、質量檢測等內容，為教學提供最直觀的服務，該“校中廠”架起了一座課堂教學與現場（或準現場）教學相結合的橋梁。

2 體驗式教學

2.1 體驗與互動

1）氛圍的突變。傳統的教學場所都在教室，學生們難免產生厭倦情緒；將課堂移至實訓館后，學生們每節課都有新鮮感，注意力集中，聽講效率明顯提升。

2）材料質感的體驗。傳統的教學形式是只能通過書本、多媒體等方式進行講解，難以擺脫文字和口語教學的表達形式，難有質感的體驗；在實訓館通過對各種材料的近距離接觸（用眼看、用手摸），學生產生真切的材料質感，能很快地固化概念，將抽象的概念占為己有，消化并吸收知識。這種身臨其境的三維教學模式起到了事半功倍的教學效果。

3）互動效應。傳統教學形式單調沉寂，學生少有及時能夠提出疑難問題的機會。在實訓館中教學時，學生既能夠相互討論，又可直接向老師提問，從而形成互動場所，保證了學生自由提問和知識升華的機會，且一人提問，全班受益。

2.2 教學實例

2.2.1 結構材料

混凝土。混凝土的教學內容是本課程的重點之一，知識點多，概念和公式也多，圖片少，學習枯燥，結合實訓館，如圖1所示，學生能夠更好理解新拌混凝土可塑性的工程應用，即混凝土可以澆筑成各種形狀的結構形式：梁（圖a））、柱（圖b））、墻（圖c））、板（圖d））、基礎（圖e））、樓梯（f））、土釘墻（圖g））；在實訓館中，還有混凝土施工缺陷概念的展示，例如蜂窩（圖h））、麻面（圖i））。

圖1 混凝土照片

建筑鋼材。建筑鋼材也是本課程的教學主要內容，知識點多，教材中偏重文字描述，不直觀，結合實訓館，如圖2所示，帶肋鋼筋的月牙肋（圖a））；鋼筋連接方式教材沒有提及，實訓館對綁扎連接作了展示，如圖b）；鋼筋與混凝土的配合關系，鋼筋工程是隱蔽工程，日常在成品中看不見，為方便教學實訓館把鋼筋外露，例如：柱鋼筋（圖c））、梁鋼筋（圖d））、板鋼筋（圖e））、剪力墻鋼筋（圖f））、各種基礎鋼筋（圖g）、h）、i））、后澆帶鋼筋（圖j））、拉結筋（圖k））、陽臺鋼筋（圖l））、樓梯鋼筋（圖m））、土釘墻鋼筋（圖n））；同時，鋼結構用鋼（工字鋼（圖o））、鋼管（圖o）））及連接方式（螺栓連接（圖p）））也有展示。

圖2 建筑鋼材照片

墻體材料。墻體材料在教材中內容少，在實訓館中如圖3所示，依次有燒結頁巖磚（圖a））、燒結煤矸石磚（圖b））、加氣混凝土砌塊（圖c））、金屬復合墻板（圖d））。

圖3 墻體材料照片

圖4 建筑砂漿照片

建筑砂漿。教材中只有相關的文字描述，沒有圖片輔助，教學效果不好，借助于實訓館如圖4所示，直觀明了，把建筑砂漿的作用依次做了詳細的展示，如砌筑（圖a））、抹面（圖a））、鑲貼（圖c）、d））。

2.2.2 裝飾裝修材料

教材中只用文字介紹了大量的裝飾裝修材料，在實訓館如圖5所示，依次為各種飾面材料（圖a）、b）、c）、d）、e）、f））、吊頂（圖g）、h））、窗（圖i）、j）、k）、l））。

圖5 裝飾裝修材料照片

2.2.3 其它功能的材料

防水、保溫等功能的材料，在實訓館中也有展示內容（圖6），依次為室內地面防水材料（圖a））、屋面防水材料（圖b）、c）、d）、e））和墻體保溫材料（圖f）、g）、h））。

圖6 部分功能材料照片

3 教學反饋

土木工程材料課程與實訓館的結合，使課堂變得豐富多彩，學生變得興趣濃厚，教學方法得到創新，直觀立體，且能夠觸摸體驗，課堂互動一片，氣氛空前。

1）學生對本課程產生了興趣，對實訓館上課有特殊的愛好，以往在教室中上課出現的一些不好現象，例如走神、打瞌睡、交頭接耳等，失去了條件。有的學生主動要求課余時間再到實訓館參觀學習；在實訓館拍成照片、錄成視頻，以便課后對照教材繼續體會成為普遍現象；有的學生把相關照片及在實訓館的學習場面和過程發到自己朋友圈里，一起分享、交流及永久保存；學生們更積極問問題，連試驗操作也比以往主動了。

2）作業質量有明顯提高。對布置的作業，學生不是像以前一樣去應付、抄襲，而是主動思考，主動作出自己的答案。本屆與上屆作業情況對比如表1所示。

表1 兩屆作業對比

3）考試成績出現了明顯的提升。把該課程的上屆及本屆期末成績分別取四組樣本來進行統計對比，如表2所示。（A為前10名平均成績；B為中間10名平均成績；C為后10名平均成績；D為所有同學平均成績。）

表2 兩屆成績對比

從該統計結果看到，本屆成績明顯比上屆好，每項平均分都有一定幅度提升。此項統計再次說明土木工程材料課程結合建筑實訓館的體驗式教學收到了成效。

4 反思及不足

實訓館還是靜態的，土木工程材料行業是動態變化的，市場材料的價格也是動態的，如果定期更換、補充則會更好；如果實訓館變成全天候開放且配有自動解說，學生就可隨時來學習和復習，從而提高實訓館的利用率，更好地為培養人才服務。

[1]李庚英,趙曉華,熊光晶. “土木工程材料”CDIO模式的設計與實現[J]. 高等工程教育研究,2009,(05):41-43+51

[2]鐘靜,李燕燕,張鵬. 高職建筑材料課程教學改革[J]. 教育與職業,2009,(05):142-143

[3]張澤平,李珠,董彥莉. 建筑保溫節能墻體的發展現狀與展望[J]. 工程力學,2007,(S2):121-128

[4]傅偉永. 開放式實驗模式在建筑材料教學中的應用與效果[J]. 中國職業技術教育,2007,(06):30-31+45

[5]張長清,金康寧.“土木工程材料”創新實驗探索[J]. 高等工程教育研究,2004,(01):80-82

[6]張淑琴. 建筑材料實驗教學改革與實驗室管理實踐[J]. 交通高教研究,2001,(02):52-53