開放教學納入建筑材料實驗課程體系的思考與探索

王元元　郭詩言　楊一帆　唐喜

摘 要 在建筑材料開放實驗教學中，通過開設不同研究課題，以解決問題為導向激發學生興趣，引導學生學習自理，融合不同學科知識，著重培養學生遷移和創新能力，以公正、全面和靈活加分的考核機制全面評價學生， 取得滿意的效果。

關鍵詞 開放實驗室 建筑材料實驗課 教學改革

建筑材料作為一門專業基礎課，涉及常用建筑材料的原料、生產、組成、性質和應用等各個方面的知識。該課程主要由理論教學和實驗教學兩部分組成，通過該課程的學習，使學生學習基本的理論知識同時掌握實驗操作技能，以培養學生分析問題和解決問題的能力。[1]

然而，目前建筑材料實驗課多是針對固定大綱、固定時間和固定對象，在教師給定的原材料、給定的實驗目的及實驗過程與方法下開展的。這教學方式開設課時有限、資源有限、學生自主能力偏弱，與我們在“新時代”大發展、大調整、大變革時代背景下急切培養創新性、創造性人才的殷切希望格格不入。[2]開放實驗室則具有實現資源開放、時間自由、對象自主等特點，能夠與自主教學相結合，給學生更廣闊的自主學習空間。[3]因此，論文希望將開放實驗室作為建筑材料實驗課的補充，通過搭建開放實驗平臺實現建筑材料實驗課的教學改革，以達到以學生為中心，充分發揮學生自主性，培養創新性青年人才的目的。

1 開放實驗室教學的重要性

（1）是傳統課堂講授加固定式實驗的延伸。開放實驗室教學不同于傳統式教學，是對傳統是課堂講授及固定式實驗課堂的補充。該開放教學主要是為學生提供一個開放平臺，采用啟發式的開放教學，引導學生學習實驗規程，整合已學基礎理論知識，開動學術思維，自主學習創新，完成試驗項目。在開放實驗室教學中，指導老師發生角色變化，既是整個實驗的引導者，又是各個實驗環節的控制者，確保整個實驗項目的安全、順利完成，確保教學效果。[4]

（2）有利于學生自主性選擇。開放實驗室開放的項目不是單一的，面向的對象也不是固定的，而是學生根據自己的興趣愛好自主選擇。在自主性選擇的前提下，學生選擇的空間更大，學生的自主選擇性得以彰顯，更有利于學生主體學習積極性的提高。[5]

（3）有利于學科間交融，使知識在實踐中強化。開放實驗室是在指導教師的引領下，學生根據自己的知識儲備，開動自己的思維，在已有的基礎知識上，將不同學科知識進行整合，設計開發出自己的實驗方案。該過程是學生將課堂知識經過凝練用于實踐的過程，而這些課堂知識多數需要來自不同學科。學生能在開放教學中融合學科間的知識，強化對知識的理解，建立網絡化知識結構，以便很好地掌握、應用理論知識。

（4）有利于學習自理，創新意識及創新能力的錘煉。開放實驗室需要學生根據老師安排的實驗項目，自覺查閱文獻，交流探討，發現問題，尋找解決方案。這個過程得益于學生的學習自理。通過學習自理培養學生主動學習、主動探索、主動競爭和敢于冒險的精神，鍛煉學生的觀察能力、動手能力、想象能力和實驗能力，已達到錘煉其創新意識和創新能力的目的。

2 開放教學在建筑材料實驗課中的應用

（1）以解決問題為導向激發學生學習興趣。首先，開發教學在觀念上就與傳統實驗課有著本質的區別，傳統實驗課是為了幫助學生拿取學分，其忽略了學生自身的傾向性和內驅力，不能引發學生興趣，易造成學生消極、倦怠甚至是抵觸情緒。因此，在建筑材料開放實驗課中，我們設置了多種備選課題，這些課題與生活息息相關，如漂浮于水面的混凝土設計、海綿城市建設之大空隙透水鋪裝建材設計等等。但這些課題并沒有固定的實驗方案和操作流程，需要學生結合自己的興趣愛好、基礎知識自主選擇，學生始終帶著問題進行學習和實驗。這種開放教學方式始終以解決問題為導向，增強學習源動力，讓學生學會自主學習。

（2）老師引導下不同學科知識的深入融合。當今時代，任何專業都不可能游離于其它行業而獨立存在。專業自身需要實時調整、發展和創新，行業之間更是需要不斷借鑒、融合。以建筑材料為例，在開放課題瀝青混合料半圓彎曲開裂性能實驗設計與開發中，曾有學生提出應用計算機視覺中數字圖像處理技術分析開裂問題，實現混合料開裂裂縫的實時定量評價。由此可見，開放式教學為學生提供開放平臺，不局限于特定知識背景和操作模式，在教師的正確指導下，他山之石，可以攻玉。利用這個平臺，學生可以建立基礎理論知識同專業課間的聯系，學以致用；同時，能夠充分挖掘不同學科的知識，經過加工融合，以實現課題問題的解決。

（3）著重培養學生的遷移和創新能力。文獻中[6]將知識的掌握情況分為三個水平，即經驗水平、遷移水平和創新水平。所謂的經驗水平僅限于對知識的知道和理解；遷移和創新水平則是能夠應用所學知識解決新問題，不同之處在于創新是解決真正的新問題，是前人都沒有解決的問題；而遷移中新問題僅限于遷移對象，不管他人是否解決。很明顯，創新水平最高，其次是遷移，而遷移又是創新的前提。建筑材料放開教學的主體更偏重于學生，學生可以充分發揮才能，將課堂知識加以靈活應用。因此，應當充分利用開放實驗平臺，重點鍛煉學生的科學思維能力，培養學生的遷移和創新能力，以彌補傳統實驗教學的不足。

（4）完善考核機制，全面評價學生。有效考核機制是保障教學效果的關鍵。首先應當建立公正的評判標準，只有公正、客觀地評價學生的表現，才不至于打擊學生學習熱情和積極性。其次，還應該設置更多的加分項，如：文獻調研情況、想法新穎性、實驗努力程度等等，以刺激學生動機，發揮學生自我效能感。此外，在最終考核中，不能只認定報告成績，應該綜合權衡學生的參與狀況，方案設計、知識應用等能力，以實現全面評價學生知識掌握能力和實踐水平。

3 結語

總之，開放實驗教學是對傳統課程的補充和延續。開放教學有助于學生進行自主性選擇，有助于學科間知識的交融和錘煉學生的創新意識和創新能力。在建筑材料開放實驗教學中，以課題問題的解決為導向激發學生興趣，著重培養學生的遷移和創新能力。同時逐步完善考核機制，以全面客觀地評價學生知識掌握能力和實踐水平。通過在建筑材料課程體系中開展開放實驗教學，讓學生自主學習，充分利用所學知識開展探究式學習，以培養學生的遷移和創新能力，取得滿意的效果。

參考文獻

[1] 趙躍萍，萬俊.基于“互聯網+”理念的建筑材料課程教學改革[J].科教導刊，2015（19）：131-132.

[2] 王梁燕，洪奇華，曾衛東.實驗教學模式與實驗能力培養[J].教育教學論壇，2013（14）：281-282.

[3] 卜寧，趙新剛，陶思源，等.搭建開放研究平臺深化實驗教改研究——微生物學設計性實驗教學的實踐探索[J].遼寧教育行政學院學報，2013.30（2）：45-48.

[4] 楊建朝，韓亞飛，王生力.開放實驗室平臺下ERP課程自主學習教學模式改革[J].實驗室研究與探索，2017.36（5）：204-209.

[5] 韓清林.自主學習教改實驗的若干基本問題[J].教育研究，2000（5）：55-59.

[6] 張夏雨.從PME視角看數學運算素養及其培養[J].教育研究與評論：中學教育教學版，2017（2）：25-29.