張秀英,牛全林,楊贊中
(山東理工大學 材料科學與工程學院,山東 淄博 255049)
建筑工程中墻體材料約占總材料的70%[1]。隨著我國建筑行業的迅猛發展,新型墻體材料在建筑行業中的地位逐步提高。新型墻體材料的應用,為我國節能環保,減少土地流失,具有十分重大的現實意義[2]。
建筑物是人們生產和生活的基礎,人們的生產環境和居住條件都是由建筑所提供的,社會經濟日新月異,人們希望研發出更安全、更環保、更節能的建筑材料來滿足自己的需求和使用,所以,進行建筑物建設時墻體材料的選擇已經顯得尤為重要[3]。
我國的“十三五”發展規劃給新型建筑材料帶來了新的發展機遇,城鎮化建設的規模和質量將不斷增加與提升,新農村現代化建設的步伐不斷加快。《國家新型城鎮化規劃》的實施,新農村建設房屋材料的需求增加,加快發展綠色建材的生產與使用、改造傳統建材產業向高端發展、促進現代化、智能化、綠色化,成為新的經濟增長點的主要支撐。建筑材料行業的目標是將建材新興產業的產值比重達到建材總量的16%左右;綠色建材的生產、使用比例占到建材總量的30%左右。發展高強、輕質、綠色、保溫、節能、防火、隔音、抗震、防水等功能融合的新型墻體材料和綠色建筑裝飾裝修材料是建材行業未來五年的重點。
科技發展,人才先行。為了推進我國墻體材料的革新事業,提高建筑物質量水平,提供優質墻體材料,必須培養行業需要的高等工程專門人才[4]。
《新型墻體材料》學時有限,在課堂上很難向學生系統地講授不斷涌現的性能優異的新型墻體材料的性能及選用原則[5]。因此,需要對該課程進行課程標準的研究,包括該課程的教學目標、課堂教學方法與手段以及實驗課的教學方法。
《新型墻體材料》是一門實踐性特別強的綜合性課程,是材料科學與工程本科專業的專業方向課。是在學生已經具備了化學、物理化學等基礎課及材料科學基礎、礦物原料基礎、材料工程基礎等專業基礎知識以后所學習的專業方向課程。該課程主要介紹了主要墻體材料磚、砌塊、板材等及墻體裝飾材料的制備方法、性能特點及選用原則;講授墻體保溫材料的種類、制備工藝及使用方法;同時將新型墻體材料的研究開發思路傳授給學生,培養學生對新型墻體材料的鑒別能力及一定的研制開發能力。通過本課程的學習,要求學生掌握新型墻體材料的基本知識;了解新型墻體材料的種類以及新型墻體材料的新進展。通過實驗課的配合,使學生將理論知識與實際應用相結合,提高學生在墻體材料生產過程中處理具體問題的能力,為今后從事建筑材料行業的科研與生產工作打下良好的基礎。
通過本課程的學習使學生掌握不同尺寸的新型墻體材料(小尺寸磚、大尺寸砌塊、板材)的制備、應用范圍及質量評價的基本知識;掌握材料制備方面的技術方法和生產工藝過程,能夠分析和解決新型墻體材料的工程技術問題;運用所學知識進行墻體材料設計及合理選擇和正確使用新型墻體材料。使學生對種類繁多的新型墻體材料的應用和發展趨勢有一定的認識。
培養學生對墻體材料的初步興趣,具有積極的學習態度;利用圖書館、網絡等媒體手段來獲取科學知識,能正確、合理地選擇原料,并應用于材料的設計與制備,具備解決原料配比與材料性能之間對應關系的能力;培養學生的創新意識和創新能力,具有新型墻體材料產品研發與設計的初步能力;培養學生節約能源與資源的觀念,增強學生的環保意識。
工程建筑,百年大計,質量為本。通過本課程的學習,培養學生細心、嚴謹、規范的工作作風;培養學生實事求是的科學態度和良好的職業道德;樹立作為工程技術和管理人員應有的職業道德、敬業精神。通過場地實習及參觀培養學生良好的工程素養及安全意識。
根據課程特點,結合課程已形成的授課經驗,建議采取從以下教學方法:
(1)以教師講授為主,穿插任務驅動法、課堂討論法、反轉課堂等教學方法;同時借助多媒體輔助教學以及網絡教學平臺等教學手段,將課程內容與認識實習過程中參觀過的生產工藝結合起來,提高學生的學習興趣,培養學生理論聯系實際的能力以及自主學習的能力。適當布置課堂作業,列舉實際案例進行分析,檢查學生對所講授知識的掌握情況,同時檢查學生分析實際問題的能力;
(2)到附近的施工現場參觀施工過程,了解不同的工程類型對墻體材料種類及性能的要求,學會協調墻體材料的性能與建筑成本之間的關系,培養學生實際應用的能力;鍛煉學生的工程意識;
(3)可以考察附近的墻體材料及墻體裝飾材料市場,了解市場上墻體材料特別是墻體裝飾材料更新換代的情況、性能及價格,讓學生對當今比較熱門的墻體材料類型及新型墻體材料的發展趨勢有初步認識,使學生具有發現新材料、研發新材料的敏銳性。
將過程考核與期末考核相結合,適當提高過程考核的權重。過程考核包括課堂提問、討論發言、隨堂小測驗、平時作業及出勤率等多個方面,全面檢查學生對所學知識的掌握情況及學習積極性,以便及時調整教學速度并采取相應的補救措施。期末考核主要考察學生對本門課程的基本知識、基本理論及基本技能的掌握情況及對所學知識綜合運用的情況,作為以后教學改進的依據。
一個教學班以40人為宜,教室配備多媒體設備;教學資源主要有:《新型墻體材料》課程網站、圖書館館藏參考書、圖書館網絡資源;《新型墻體材料》課程的網絡化教學平臺包括:“課程介紹”、“師資隊伍”、“教學大綱”、“考核大綱”、“授課教案”、“教學課件”、“思考與練習”、“實踐(實驗、實訓、實習)指導”、“參考文獻目錄”等欄目。全部課程資料皆可網上瀏覽或下載,以課堂教學為主,討論、自學等多種形式的教學方式,可實現教與學雙方的互動。實驗室的條件滿足實驗要求。
要求主講教師的研究方向為建筑材料方向、墻體材料方向或混凝土方向;系統學習過化學、物理化學、礦物原料基礎、材料科學基礎、熱工基礎與設備、新型建筑材料等相關課程;年齡搭配合理,具有一定的工程實踐經歷,具備從事新型墻體材料的制備、研發及應用能力的教學團隊。課程負責人要有豐富的科研和實際工作經驗,了解本門課程的應用情況和最新的科技動態情況;了解本校畢業生在就業崗位上的工作情況,及時反饋相關意見。
參考教材可以采用曹德光,陳益蘭主編.《新型墻體材料教程》.化學工業出版社,2015;參考書目:(1)鄭立、姚通穩編.《新型墻體材料技術讀本》.化學工業出版社,2005;(2)姜繼圣、孫利、張云蓮編.《新型墻體材料實用手冊》,化學工業出版社,2006;(3)吳自強主編.《新型墻體材料》.武漢理工大學出版社,2002。
通過實驗課的學習,使學生將課堂理論與實踐相結合,進一步理解課堂所學知識;掌握新型墻體材料的制備方法,準確的選擇原料類型、用量,盡可能選擇工業副產物,做到新型墻體材料的生產既節約資源又環保;能夠準確處理實驗數據,提高學生的動手能力;培養學生科學、嚴謹的工作態度。
在實驗前做好實驗的預習工作,包括實驗目的、實驗原理及實驗方法;了解原料的來源、性能特點,做到心中有數;實驗過程中必須持有嚴謹、科學的態度,嚴格按照操作規程進行實驗操作;實事求是的記錄實驗數據,對待實驗結果進行科學、合理的分析;獨立完成實驗報告,要求報告完整,書寫認真;嚴格遵守實驗室的規章制度。
(1)培養學生理論聯系實際的能力;(2)培養學生之間團結協作的精神;(3)培養學生實事求是的工作態度;(4)培養學生分析問題及解決問題的能力。
教學實踐證明,通過制定《新型墻體材料》課程標準,教學目標明確,采用合理的教學方法及科學評價機制,配合科學的實驗手段,明顯提高了該課程的教學效果。