《新型墻體材料》實驗教學改革

張秀英，牛全林

(山東理工大學材料科學與工程學院，山東 淄博 255049)

《新型墻體材料》是一門實踐性很強的綜合性課程，實驗教學是本課程的重要組成部分，是培養學生工程實踐能力的重要環節，是鍛煉學生解決實際問題的重要手段。實驗教學在培養學生能力，尤其是創新能力方面具有不可替代的重要作用[1-3]。《新型墻體材料》的實驗教學，可以將書本中抽象的墻體材料理論知識和工藝流程具體化，讓學生更容易熟悉和掌握所學知識。通過實驗課程的學習與鍛煉，可以加深對理論知識的理解，實驗過程中的具體操作可以提高學生的動手能力， 綜合性實驗項目的開展可以鍛煉學生的實踐能力、創新能力，充分發揮學生的能動性[4]，為學生將來從事工程建筑方面的工作奠定基礎， 對于培養工程建筑專業人才具有重要的意義。

1 新型墻體材料實驗教學存在的問題

1.1 課程實驗課時少

由于課程的實驗學時較少，在實驗課上只能完成一些驗證型實驗，綜合型實驗及創新型實驗因需要學時較多而無法安排，實驗操作也相對簡單，學生的綜合素質無法得到應有的鍛煉，很難達到培養學生創新意識及綜合處理問題的教學目標。

1.2 實驗教學方式單一

原來開設實驗課程，一般是由實驗老師將實驗原料、藥品準備好，再將設備調試好，然后學生按要求進行操作。設置實驗課程項目時，為了便于實驗管理，實驗項目基本都是驗證性實驗，并且實驗指導書中詳細介紹了實驗項目的實驗步驟。學生只需要按照規范操作即可。整個實驗過程中，學生只需按部就班的進行，缺少自己的思考和分析[5]。這種相對單一的教學方式，學習好的學生遇到問題時也只會問問為什么，極少主動去分析問題；少數學習積極性差的學生根本不考慮為什么要這樣做。最后實驗結果單一，一個班的實驗報告只有2～3個版本，絕大多數學生沒有自己的想法。這種教學方式阻礙了學生發現問題、 解決問題的能力， 學習積極性和創新性也受到了制約。

1.3 儀器設備不足

由于實驗可用設備較少，無法讓每個學生親自動手操作儀器設備；只能是小組成員分工負責，每個學生負責一個實驗環節，共同合作完成一個實驗。因此，每一個學生難以掌握實驗的整個過程。對此學生也有不同的想法，有的學生認為實驗簡單、儀器設備容易操作，沒必要親自動手做；也有的學生認為儀器設備不夠，說明這些實驗本身不夠重要；還有一少部分學生較懶惰，儀器不夠，干脆坐著看熱鬧；到最后抄襲別人的實驗報告了事。即使是對實驗感興趣的學生也無法全程自己動手，制約了學生動手能力的提高。

1.4 考核方法相對簡單

原來學生的實驗成績一般是教師根據學生的出勤情況和實驗報告來確定，學生對實驗的掌握情況難以衡量。因為實驗的操作步驟是按照實驗指導書中的說明來進行的，不需要學生改進，無法較好的體現學生的創新能力及動手能力。從另一個方面來說，對于一些動手能力較強的同學不太公平，影響了他們的學習積極性。

上述情況的存在嚴重影響了實驗教學的效果。

2 實驗教學改革

2.1 設置綜合性實驗項目

新型墻體材料是一門多學科交叉的課程，墻體材料中的添加劑涉及材料表面改性的知識、有機化學的知識；墻體材料的配方要用到材料科學基礎、礦物原料基礎的知識；對于實驗現象及實驗結果的解釋又利用到無機化學、結晶學的知識。因此在實驗教學方面，應該增加綜合性實驗的比例，將多門課程的基礎理論知識進行整合，培養學生綜合分析問題、解決問題的能力，提高學生的綜合素質。讓學生有充分的機會在實際操作中動手，掌握實驗室儀器的操作方法，為其今后從事本專業工作打下良好的基礎。

2.2 充分利用工業副產物

在實驗原料的選擇上，盡可能選擇工業副產物，實現實驗原料的“綠色化”。如石膏板的制備，原來選用天然石膏作為主要原料，現在則引導學生選用性能相似的脫硫石膏(火電廠煙氣脫硫的副產物)、磷石膏(生產磷酸過程中的固體廢渣)來代替；輔助材料選用礦渣粉(高爐煉鐵得到的以硅鋁酸鈣為主要成分的熔融物粉磨而成)、粉煤灰(燃煤電廠排出的主要固體廢物)，在保證產品性能的同時盡可能降低產品的成本。這樣既為企業解決了副產物堆積的占地、污染環境的問題，又提高了它們的附加值[6]，同時增強了學生節約資源、保護環境的意識。

2.3 補充儀器設備，提高學生的參與度

為了提高人才的培養質量，近幾年學院不斷加大對實驗設備的投入力度。在原有實驗設備的基礎上，增加了實驗設備，為綜合性實驗的開設及學生的廣泛參與提供了充足條件。墻體保溫材料的制備實驗，是我們引導學生自主設計的一個實驗項目。首先提前一周布置題目，要求學生首先查閱資料，提出實驗所用原料及試劑，給出初步的實驗配方，并說明選擇的理由；通過這個過程使學生弄清楚了實驗原理，每種原料的用量及其可能對樣品性能的影響，做到心中有數；教師通過對學生預習情況的檢查，提出修改建議，同時準備足夠的實驗原料，以便學生選用。實驗課上，同學們自己動手操作，從原料的稱量到樣品性能檢測的整個過程。他們可以自行選擇樣品的養護方式，比較不同養護方式對樣品性能的影響；學生還可以選擇養護時間，對比不同養護時間對樣品強度的影響。通過整個實驗過程的參與，不僅使學生從理論上解決了為什么這樣做、怎樣做的問題，而且親身經歷了從原料到產品的完整過程。通過性能檢測，檢查樣品有沒有達到預期的性能指標，還可以對比不同原料加工的樣品間性能的差別。通過上述過程，提高了學生參與實驗的積極性和主動性，激發了學生的學習熱情，讓學生具有極大的成就感。

2.4 完善考核評價制度

考核是實驗課程教學過程中必不可少的環節，合理科學的考核方法不僅可以客觀、公正的評價學生的學習情況，調動學生參與實驗的積極性，還可以對教學目標進行合理的評估。《新型墻體材料》的實驗成績有預習、實驗操作及實驗報告三部分構成。

2.4.1 加強預習環節的抽查

預習成績通過教師課上檢查來完成，通過提問實驗原理、重要的操作步驟、操作注意事項等，檢查學生預習的情況，重點檢查學生初步實驗配方的完成情況，因為實驗配方的完成，需要學生查閱大量的文獻資料，對整個實驗過程心中有數。各部分的比重按照預習內容占10%，初步的實驗配方占20%；共計30%。這就要求學生不能只是照抄實驗指導書，必須廣泛查閱相關資料才能完成。通過預習過程，擴大了學生的知識面，培養了學生利用各種平臺獲取知識的能力。

2.4.2 細化實驗操作的考核

實驗操作包括實驗態度占10%，儀器操作熟練程度占20%，實驗數據記錄的完整程度占10%，共計40%。實驗教師將實驗操作的關鍵點制成量化的評分標準，實驗過程中教師不斷巡回檢查，發現錯誤及時記錄，并及時指出問題，加深學生的直觀印象；要求學生將實驗數據記錄完整，實事求是，培養學生科學嚴謹的工作態度。

2.4.3 全面考察實驗報告

實驗報告的考察側重學生的能力。實驗報告成績分兩部分，一是實驗報告是否完整占10%；二是考察學生利用所學知識對實驗結果的分析與討論是否深入，是考察的重點，占20%，共計30%。

通過對每一個細節的考核，使學生明確了實驗成績的構成，了解考核項目及得分點，自己清楚應該向哪些方面努力，提高學生上實驗課的主動性及積極性。

3 結束語

《新型墻體材料》實驗教學改革是新型墻體材料課程教學改革的重要環節，如何使實驗教學最大程度的發揮銜接理論和實踐教學的橋梁作用，切實提高學生分析、解決問題的能力，是不斷深化課程改革的目標。由于增設了綜合性實驗項，完善了實驗課程的考核方法，明顯地提高了實驗教學的質量；對學生創新能力及綜合分析問題能力的培養具有一定的促進作用。