陳 躍 姜玉鳳

(湖北理工學院化學與材料工程學院，湖北黃石435003)

0 引言

隨著我國預拌混凝土行業(yè)的迅猛發(fā)展，社會對混凝土方面的人才需求量也越來越大，近幾年材料工程技術(shù)專業(yè)及無機非金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)去向足以說明這一點。我校無機非金屬材料工程專業(yè)是在原材料工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，就“混凝土學”這門課程來說，它是材料工程技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課，也是無機非金屬材料工程專業(yè)主干專業(yè)課之一。“混凝土學”課程的知識體系具有很強的工程實踐性，同時理論知識與研究方法又具有較強的科學性，而混凝土材料本身使用的廣泛性和綜合性也使得該課程涉及的知識面相當豐富。此外，建筑工程施工技術(shù)和方法的革新，也必須在課程的教學內(nèi)容中有所體現(xiàn)。為適應(yīng)高級應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)與地方支柱型產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)要求，有必要從“混凝土學”理論教學的內(nèi)容與方法、實踐性教學的強化手段、課程的考核辦法與評價指標等方面加以改進。

1 優(yōu)化教學內(nèi)容

為充分體現(xiàn)建筑工程材料的行業(yè)特色，結(jié)合我校無機非金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)目標與混凝土行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，“混凝土學”課程的教學內(nèi)容應(yīng)以學生掌握混凝土的基本理論、基本概念和基本計算為基礎(chǔ)，體現(xiàn)教學內(nèi)容的先進性，同時注重學生實際動手能力和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓練。

1.1 教學內(nèi)容應(yīng)滲透國內(nèi)外混凝土科學的最新研究成果

教學中全面體現(xiàn)混凝土行業(yè)新標準、新規(guī)范，國際上混凝土規(guī)范正由模式規(guī)范向性能規(guī)范轉(zhuǎn)變。性能規(guī)范是建筑技術(shù)法規(guī)層面上的一場深刻革命，在教學內(nèi)容的組織中應(yīng)體現(xiàn)這場革命的深刻意義，將性能規(guī)范滲透于教學過程，同時結(jié)合典型工程案例將混凝土技術(shù)的最新科研動態(tài)與成果介紹給學生，保證教學內(nèi)容的先進性，如新的成型方法:澆注成型、原位成型、膠態(tài)成型法、碾壓成型法等;新的養(yǎng)護方法:高溫養(yǎng)護、微波養(yǎng)護、二次蒸壓養(yǎng)護等［1］，以培養(yǎng)學生研發(fā)新產(chǎn)品的能力。

1.2 經(jīng)驗知識的基礎(chǔ)上應(yīng)灌輸數(shù)值混凝土理論

近一個世紀以來，國內(nèi)外工程實踐給我們積累了豐富的關(guān)于混凝土組成材料、制備工藝和施工技術(shù)方面的知識，但混凝土在很大程度上仍然是一門經(jīng)驗科學(感性認識)，其中充斥了眾多的經(jīng)驗公式和經(jīng)驗法則，大部分內(nèi)容屬于描述性的，混凝土配合比部分雖然涉及了一些簡單的計算，但很大一部分是建立在經(jīng)驗公式基礎(chǔ)之上的。受時空的局限，混凝土性能的預見性非常有限，人們不得不經(jīng)常對公式和法則進行修正，十分被動。這種建立在純粹的現(xiàn)象學手法基礎(chǔ)之上的傳統(tǒng)混凝土研究使學生誤認為混凝土是一門純粹的經(jīng)驗學科，沒有可研究的深層規(guī)律性，從而失去對混凝土課程的學習興趣。

為了給課程教學帶來活力，激發(fā)學生的學習興趣和積極性，對于混凝土材料的理論解析知識的介紹，可通過追蹤國際上最新研究成果加以補充。比如骨料的幾何性質(zhì)(砂石的粒形、粒徑、粗細分布等)對于混凝土性能的影響，歷來只有利用級配曲線對骨料性能的優(yōu)劣進行判斷，沒有合適的方法去度量、評定，因而，定量化、數(shù)值化也就無從談起。在講授骨料性能的相關(guān)內(nèi)容時，可適當補充骨料幾何形狀的模擬，結(jié)合圖形識別技術(shù)和分形理論［2］，將用以表征粒形的研究成果呈現(xiàn)給學生。在認真研究材料組分、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，深入闡明結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系，進而逐步做到按指定性能設(shè)計和制備材料，這是混凝土科學必然要走的道路。在課程講授中，要在保證一定廣度的基礎(chǔ)上，增加知識的深度，保證學生具備應(yīng)有的現(xiàn)代混凝土領(lǐng)域理論素養(yǎng)，同時激發(fā)學生對混凝土科學進行深入研究的熱情。

1.3 教學內(nèi)容要體現(xiàn)整體論思想

分解論方法是造成混凝土技術(shù)中許多浪費的原因，這使得愈來愈多的混凝土學者意識到用整體論方法［3］進行混凝土技術(shù)研究和工程實踐的價值。例如對于堿－骨料反應(yīng)(ASR)造成的混凝土劣化問題，不能采用無風險策略，拒絕使用高堿水泥，拒絕使用許多僅在實驗室試驗時發(fā)現(xiàn)有活性的骨料礦藏。根據(jù)整體論觀點:“要侵蝕并引起損傷，所有3個要素(混凝土有足夠的含堿量、足夠數(shù)量的活性骨料、足夠的水份)必須同時存在?！辈⑶以诔睗癍h(huán)境中堿－骨料反應(yīng)生成膠體的膨脹壓，不大可能在一個設(shè)計良好的鋼筋混凝土構(gòu)件中引起龜裂。這表明，不需要在水泥制造中排除高堿原材料，或在混凝土配制中排除活性骨料，條件是混凝土結(jié)構(gòu)在其使用年限中能始終保持干燥且有適當?shù)呐浣?。可以通過工程實例進一步證明這一觀點的正確性:像丹麥、冰島這樣的小國家，當?shù)貨]有低堿水泥并富產(chǎn)活性骨料，在利用含有高堿水泥和活性骨料的混凝土中加入火山灰摻合料(即燒粘土或硅粉)，這種應(yīng)對堿骨粒反應(yīng)的低風險策略顯然是整體論的體現(xiàn)，它不僅可以就地取材，避免材料浪費，而且促進了硅粉、粉煤灰等一些工業(yè)廢渣的利用，改善了混凝土耐久性。

建立與環(huán)境友好的混凝土技術(shù)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的培養(yǎng)必須從大學開始。在實施“混凝土學”教學時，應(yīng)引導學生用整體論方法去處理混凝土耐久性和大量工業(yè)副產(chǎn)品無污染的處置問題，并貫穿混凝土課程教學的始末，這也是發(fā)展整體論混凝土技術(shù)的關(guān)鍵。

1.4 重視學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

理論教學中，應(yīng)結(jié)合學科特色和實驗室的科研新成果，介紹混凝土工程中綜合利用工業(yè)廢棄物的相關(guān)技術(shù)，針對黃石及周邊地區(qū)大量鐵尾礦堆放問題，增加鐵尾礦在制備混凝土中的技術(shù)現(xiàn)狀及前景的授課內(nèi)容。同時結(jié)合國家建筑節(jié)能的要求，介紹相關(guān)的節(jié)能墻體材料的制備技術(shù)，以增強理論聯(lián)系實際，體現(xiàn)課內(nèi)與相關(guān)課程的銜接，拓寬學生的知識視野。要以學生應(yīng)用能力的提高和有效服務(wù)社會經(jīng)濟發(fā)展為目標，注重學生實踐能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)學以致用原則，也為學生今后進行自主創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。同時，要鼓勵學生參加各種工科類技能大賽以及各類專業(yè)創(chuàng)新競賽。如全國水泥輕舟賽和混凝土設(shè)計大賽，就是以一項綜合考察學生科技制作、藝術(shù)設(shè)計、科技論文寫作與答辯、水上競賽和團隊的協(xié)作精神的競賽活動［4］，從設(shè)計水泥混凝土配比，到制作輕舟、設(shè)計船身造型都主要由學生協(xié)作完成，其中的混凝土設(shè)計環(huán)節(jié)對混凝土教學方法的探索、培養(yǎng)學生對混凝土的興趣、創(chuàng)新混凝土材料都具有十分重要的意義，通過參加此類競賽，不僅培養(yǎng)了學生的科技創(chuàng)新能力，也鍛煉了學生的社會實踐能力、對外交流能力和團隊協(xié)作精神。

2 改進教學方法

2.1 盡可能使用多媒體課件教學

傳統(tǒng)的教學手段是“一張嘴、一支粉筆、一塊黑板”，無法直觀地展示教學相關(guān)的資料，還在一定程度上限制了教學內(nèi)容的廣度。采用現(xiàn)代化的多媒體課件教學，對基本概念、復雜的圖形模擬、動態(tài)過程等內(nèi)容的講解，可利用預先制作的多媒體課件將文字、聲音、圖像等信息直觀地展現(xiàn)給學生，有利于啟發(fā)學生的形象思維，加深對基本概念的理解。例如對于混凝土結(jié)構(gòu)的荷載傳遞過程、混凝土構(gòu)件服役期的受力和破壞過程等教學內(nèi)容，用傳統(tǒng)的教學手段很難表述清楚，而多媒體CAI 課件的動態(tài)模擬卻能夠生動、直觀地表達出來，有利于學生的理解，同時起到優(yōu)化課堂教學結(jié)構(gòu)、激發(fā)學生學習興趣、提高學習效率的作用，還能大大節(jié)約授課學時;對于有關(guān)計算方法和計算步驟內(nèi)容的講解，則應(yīng)采用現(xiàn)代化教學與傳統(tǒng)教學相結(jié)合的方式，避免多媒體教學進度過快導致學生對教學內(nèi)容囫圇吞棗。

2.2 注重學生專業(yè)興趣的培養(yǎng)

混凝土是一門專業(yè)性很強的課程，但從感性認識上，學生一般會很膚淺地認為混凝土只是將幾種原材料進行混合加水攪拌得到的一種混合物，稠了可以加水，稀了可以加干料。如果不采取有效的教學方法，教學內(nèi)容很容易被學生否定，因而不能激發(fā)學生的學習興趣。教學過程中，要采取對策，重視課題的引入［5］:

1)以典型工程案例或者形象生動的語言作為引題，例如在講解混凝土耐久性內(nèi)容時以三峽大壩為案例，講解泵送混凝土內(nèi)容時以上海金茂大廈、臺北101 大廈為案例，激發(fā)學生興趣，講解做到語言凝練，突出重點。

2)課前布置任務(wù)，讓學生事先了解一些相關(guān)資料，帶著問題進入課堂，這樣既便于課堂開展討論、活躍氣氛，又能開拓學生知識面。

3)課堂授課時，要化繁為簡，內(nèi)容具體化，讓學生更好地吸收并掌握知識。

4)課后設(shè)置懸念，利用青年學生的好奇心，提高他們的專業(yè)興趣和學習主動性。

2.3 重視學生獲取新知識能力的培養(yǎng)

混凝土課程內(nèi)容較廣，知識更新速度很快，而授課學時有限，很多內(nèi)容需靠學生課后去掌握。對于非重點、描述性等內(nèi)容，可列出知識提綱、提出學習要求與任務(wù)、布置相關(guān)思考題，要求學生通過閱讀教材、查閱相關(guān)文獻、小組討論完成，通過討論、提問、批改作業(yè)等方式檢查學習效果，引導學生主動學習，培養(yǎng)學生獲取新知識的能力。

3 強化實踐教學

3.1 體現(xiàn)開放性和工程實踐性

為了讓學生進行新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)的探索，可設(shè)立開放性、設(shè)計性實驗項目，也可以讓學生根據(jù)工程實際自主確定實驗課題。學生可自由組合，設(shè)計實驗方案，獨立完成配合比設(shè)計、試件成型、性能測定、數(shù)據(jù)分析處理和實驗報告，鍛煉學生的實際動手能力和科研思維。對于受實驗室條件限制而無法開展的實驗項目可利用錄象、動態(tài)模擬演示等現(xiàn)代教學手段完成，增強學生的感性認識，也可通過與企業(yè)進行項目合作，利用企業(yè)的儀器設(shè)備讓有興趣的學生在教師指導下完成相關(guān)實驗，充分體會混凝土的實踐性特點，提高實驗效果，鍛煉學生的協(xié)作能力。還可不失時機地開展課程知識競賽或趣味模型制作等活動激發(fā)學生興趣，同時鼓勵學生參與教師的科學研究，培養(yǎng)學生的科研實踐能力。

3.2 發(fā)揮畢業(yè)實習環(huán)節(jié)的作用

畢業(yè)實習是學生接觸生產(chǎn)實際，從理論到實際，從抽象到具體，運用知識解釋現(xiàn)象和解決問題的重要環(huán)節(jié)。金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，畢業(yè)實習是安排在全部課程學習結(jié)束后在混凝土企業(yè)進行，學生具備一定的理論基礎(chǔ)，但缺乏動手能力。近些年來，由于過分強調(diào)就業(yè)的重要性，一些學生占用大量的實習時間外出聯(lián)系工作，畢業(yè)實習形同虛設(shè)，導致實習效果大打折扣，沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。事實上，認真在企業(yè)完成實習任務(wù)的學生在應(yīng)聘時，其專業(yè)認識和見解往往更讓用人單位認同。因而，學校、指導老師和家長要多方配合，妥善處理聯(lián)系工作和畢業(yè)實習的矛盾，發(fā)揮實習環(huán)節(jié)在專業(yè)教學中的重要作用，在實習過程中進行現(xiàn)場教學，將生產(chǎn)現(xiàn)場作為教室，教師邊講解、邊演示，學生邊學習、邊實踐，真正做到“做中教、做中學”，既強化學生的理論知識，又提高他們的操作技能，也培養(yǎng)了職業(yè)崗位能力，更有助于學生日后就業(yè)。

3.3 加強專業(yè)教師工程實踐經(jīng)驗的積累

不少教師是從高校畢業(yè)后直接進入學校承擔教學業(yè)務(wù)，缺乏工程實踐鍛煉，工程實踐經(jīng)驗相對不足，而“混凝土學”課程是一門工程應(yīng)用性很強的學科，要求專業(yè)教師不僅要具備扎實的理論知識和較高的學術(shù)水平，還要有豐富的工程經(jīng)驗和很強的專業(yè)實踐，能在教學中采用現(xiàn)場教學、案例教學等方法來提高學生的學習興趣，培養(yǎng)有潛質(zhì)的混凝土的工程應(yīng)用后續(xù)人才。因此學校應(yīng)定期安排專業(yè)教師進入企業(yè)第一線，提高他們的工程實踐能力。同時可利用高校的技術(shù)優(yōu)勢為企業(yè)解決實際工程問題。還可聘請理論水平高、經(jīng)驗豐富的企業(yè)專家與相關(guān)專業(yè)教師進行交流，取其長，補己短，提升教師自身的專業(yè)實踐能力，以便更好地指導學生的實踐教學。

4 改變課程考核與評價方式

“混凝土學”是一門應(yīng)用性、綜合性很強的課程，傳統(tǒng)的一次性閉卷考試決定學生成績的方式存在不少弊端，學生為了應(yīng)付考試考前拼命死記硬背的知識，不能全面反映學生對知識的綜合應(yīng)用能力。考核的目的是督促學生將所學知識進行消化、吸收。為了使考試成為既考知識又考能力的一種有效監(jiān)測手段，考核內(nèi)容與方式既要體現(xiàn)對知識的掌握，也要體現(xiàn)工程實踐性，可將考核內(nèi)容分為2 個部分:一部分以試卷的形式考查學生對基本概念及相關(guān)計算方法的掌握程度;另一部分可通過混凝土設(shè)計的方式，要求學生在期末考試結(jié)束前以報告的形式上交，考查學生的知識應(yīng)用能力。

5 結(jié)束語

“混凝土學”是無機非金屬材料工程專業(yè)主干課程之一，對該課程的教學進行有效探索與嘗試，既是迎合社會對混凝土人才的需求，也是無機非金屬材料工程專業(yè)學科建設(shè)與發(fā)展的需要。因此，應(yīng)開拓思路，大膽實踐，改進教學方法，提高“混凝土學”課程的教學質(zhì)量，提高人才培養(yǎng)層次。

［1］馮乃謙.混凝土大全［M］.北京:科學出版社，2005:634－650

［2］徐定華，徐敏.混凝土材料學概論［M］.北京:中國標準出版社，2002:244－283

［3］Pierre－Claude Aitcin.Cements of yesterday and today:Concrete of tomorrow［J］.Cement and Concrete Research.2000(30):1349－1359

［4］WHUT 水泥輕舟隊.水泥輕舟［EB/OL］.(2012－07－02)［2011－12－05］.http://baike.baidu.com/view/2413818.htm

［5］張建文.混凝土課程應(yīng)用能力的培養(yǎng)［M］.宜春學院學報，2011，33(4):166－167