孫 瑜，廖 劍，黃崇偉 SUN Yu, LIAO Jian, HUANG Chongwei

（1. 上海理工大學，上海200093；2. 上海浦興路橋建設工程有限公司，上海201210）

0 引 言

道路建筑材料課程是上海理工大學交通工程系的一門專業(yè)基礎課，也是道路橋梁、市政工程等專業(yè)實踐性較強的必修核心課程之一，為今后“路基路面工程”、“橋梁工程”等專業(yè)課的學習做鋪墊，該課程不僅要求學生掌握常用道路材料的特性、技術標準，以及各種新型建筑材料的應用情況等，還培養(yǎng)學生在實踐中能合理選擇使用各種道路建筑材料的試驗技能，為今后工作奠定堅實基礎。然而，現階段的教學設計僅僅基于課本偏于理論化，卻忽視了實際工程中的應用。對于工程項目而言，不同建筑材料的性能直接影響建筑結構的使用壽命，而不同建筑材料的選擇以及用量也直接影響著工程造價，由此看出道路建筑材料在工程應用中有著十分重要的地位，因此面向工程應用的道路建筑材料教學設計是高校培養(yǎng)實踐型人才的關鍵。

1 道路建筑材料課程教學現狀

通過對學校該課程教學現狀的調研并結合相關文獻，可以梳理總結出道路建筑材料教學設計存在以下問題。

1.1 教材內容學習效果不佳。道路建筑材料課程內容涉及面廣，理論知識共8 個章節(jié)，每章均為獨立體系，尤其砂石、瀝青、水泥、無機結合料、鋼材等原材料章節(jié)缺乏聯系[1]，且各類建筑材料本身就是一門專業(yè)學科，如此多跨學科的內容壓縮在道路建筑材料課中，形成了多學科交叉的一門課程，加大了學習的難度。且教材中大多數內容是對各類材料、試驗資料和實踐經驗的總結，采用定性、半定量的分析，缺乏邏輯性和理論計算，許多同學在學習時感到枯燥，提不起興趣，沒有引起足夠的重視。甚至有學生認為道路建筑材料是日常司空見慣的，沒有學習的必要，從而忽略了材料的生產工藝、實用性能、工程應用等方面的深入學習[2]。

1.2 學時設置較短，課程安排不合理。以上海理工大學為例，道路建筑材料課程分為理論知識課程和試驗課程，其中理論部分32 學時，試驗部分16 學時。要在現有的48 學時內完成課本34 小節(jié)理論知識和12 小節(jié)試驗內容的學習，教學時間是比較緊張的。同時，這么短的時間內還需要消化大量的概念、專業(yè)術語和試驗檢測方法，使得每堂課的知識點和信息量都非常大。然而學生在45 分鐘的課堂時間內很難保持注意力持續(xù)集中，難以記住如此多的知識點，更無法在頭腦中形成清晰的知識框架。此外，有些高校將道路建筑材料課程安排在大三上學期學習，而在此之前卻未開設工程地質、材料力學等基礎課，導致學生基礎薄弱，學習該課程比較吃力，難以真正理解掌握各種材料的性能和技術原理。

1.3 試驗教學流于形式。道路建筑材料課程涉及大量的試驗方法，多數院校的教學計劃是將理論課與試驗課分解成兩門課程分別進行教學，或是將試驗教學環(huán)節(jié)集中安排在理論課程結束后進行，這樣導致試驗內容要在理論課程結束后幾周甚至幾個月之后進行。由于試驗課和理論課的間隔時間較長，容易造成學生對所學試驗知識內容的遺忘，從而影響試驗學習效果[3]，使理論與試驗實踐脫節(jié)。此外，很多院校受到試驗設備數量的限制，往往試驗操作都是由少數對試驗方法、步驟比較熟悉的同學完成，同小組的其他人做記錄或者旁觀，這在一定程度上限制了學生的動手實踐能力。

1.4 教材內容難以契合工程現狀。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展, 實際工程應用中出現了各種新技術、新工藝、新材料、新設備。尤其在一些重點項目和大型工程中，輕質泡沫混凝土、澆筑式瀝青混合料、環(huán)氧瀝青混合料、新型防水卷材、泡沫瀝青攤鋪等新材料、新工藝已得到了廣泛的應用。然而這些新知識卻沒有及時編入教材，雖然教材也會根據行業(yè)的發(fā)展進行補充修訂，但教材的修訂速度很難跟上行業(yè)的發(fā)展，導致現有教材理論知識不夠全面，難以契合工程現狀。

1.5 理論教學與工程實際脫節(jié)。教材中對一些道路建筑材料僅介紹了物理特性和技術性質等簡單理論知識，而學生為了通過課程考核，往往死記硬背下這些內容，卻不思考工程實踐中為什么選擇這些材料，更談不上延伸課本知識，了解并掌握工程實際的材料選用和原理。比如很多學生知道，現實中交通量大、軸載重的道路基層可以選用無機結合料穩(wěn)定粒料基層，卻不知其強度高、整體性好，半剛性特征的原因。再如，教材中瀝青混合料章節(jié)的試驗，只教授了馬歇爾試驗、車轍試驗，而實際工程應用中，瀝青混合料的選用往往還要考慮施工和易性、耐久性等指標。此外，室內教學試驗與實際施工生產之間也存在一定差異。比如對無機結合料穩(wěn)定材料而言，試驗室做出的是目標配合比，而實際工程施工中，還需要在拌和站進行生產配合比設計，確定施工參數。

2 道路建筑材料模塊化教學設計

根據目前道路建筑材料課程教學現狀來看，道路建筑材料課程在教學方法、教學內容、教學設計等方面都存在著一定的偏差，這種偏差導致了道路建筑材料課程教學改革難以順利的進行。因此本文針對現有課程設計存在的問題，提出如圖1 所示的模塊化教學設計，即基于理論知識的互動式教學模塊、基于試驗操作的翻轉課堂教學模塊、基于工程案例的沉浸式教學模塊和基于項目現場的課程思政教學模塊。

圖1 道路建筑材料課程模塊化教學設計示意圖

2.1 基于理論知識的互動式教學模塊。理論知識作為本門課程的核心，是今后試驗以及工程實際應用的基礎，為了在規(guī)定課時內更加高效地將理論知識講授給學生，應對教材內容進行側重點劃分，對于工程應用中常見砂石材料理化性質及分類，瀝青技術性質及試驗，瀝青混合料類型、結構、技術性能、組成設計，水泥與混凝土技術性質、無機穩(wěn)定料技術特性等內容，作為課堂重點講解，在時間安排和教學資源上，適當地向這些內容傾斜，讓學生有足夠的時間學習掌握并吃透這些在今后工程應用中十分重要的知識點。對于其他非重點的內容可以稍作講解，對教材中已經過時的內容一帶而過即可。同時，為了提高學生的學習興趣，增強課堂上師生之間的互動，在講解一些常見材料時，可以在條件允許的情況下將材料實物帶到課堂，用實物直觀地將材料的理化性質等知識點進行解構分析，更有助于學生理解和記憶相應理論知識。另外，利用近些年興起的大學慕課平臺，將本學期教學課件提前分享到網絡，供學生上課前觀看預習即將授課內容，這樣學生不僅可以學習到因課時限制無法在課堂講授的拓展知識，而且能夠提前將不明白的地方通過線上留言的方式告知授課教師，便于后期課堂的重點分析講解。課堂上的線下互動和慕課平臺的線上互動，能更好地增進師生間的溝通交流，提高學生學習的主動性和積極性，達到學時短效率高的效果。

2.2 基于試驗操作的翻轉課堂教學模塊?，F有試驗課程主要是與理論課程分解進行教學，為了消除因理論與試驗間隔時間過長的弊端，可以將16 個學時的試驗課程與32 個學時的理論教學課程融合為一門課程進行教學，由授課教師統(tǒng)一、靈活地安排試驗課程的進度。比如上完瀝青和瀝青混合料章節(jié)的課程，直接安排瀝青針入度、軟化點、馬歇爾試驗，這樣有利于鞏固課堂知識，將理論和試驗串聯起來。在此基礎上，提出基于實驗操作的翻轉課堂教學模式，來改變以往教師講、學生聽的填鴨式教學。所謂基于試驗操作的“翻轉課堂”是指把課堂上教師講授的試驗內容“翻轉”到課下，學生在上課前通過慕課、學習視頻預先學習完成試驗內容，在試驗操作課上直接由學生來講解并進行相關試驗，把課后學習內容“翻轉”到課堂上，這樣一來老師可以在試驗過程中修正學生操作不當的地方并解答學生的疑惑[4]。教師和學生的角色發(fā)生轉變，能極大地提高學生的自主學習能力，創(chuàng)造更多師生互動討論空間和教師答疑解惑時間，鞏固并加深學生對試驗知識和具體操作的理解掌握，引導學生運用所學知識。

2.3 基于工程案例的沉浸式教學模塊。為了更好地將理論聯系實際，在理論課教學時，加入工程實例的分析講解。比如以某條市政道路的高架改建工程作為案例，當介紹到案例中的水泥穩(wěn)定粒料道路基層時，可以延伸到砂石集料、無機穩(wěn)定材料等課本內容；介紹到案例中SMA-13 上面層和AC-20C、AC-25C 中、下面層時，可以延伸到瀝青和瀝青混合料的組成、分類、技術性能等內容；介紹到案例中高架橋梁樁基立柱時，可以延伸到大體積混凝土、混凝土外加劑等內容。通過工程實例，將課程知識點串聯，同時輔助網絡圖片、視頻影像、動畫等多媒體手段來描述工程應用中的材料特性、試驗方法、施工技術[5]，將理論知識場景化，通過現代化教學手段將學生帶入到工程實例中。這種沉浸式教學使學生能夠更加直觀、深刻地學習到理論知識，明白工程實際中選擇某些材料的原因以及通過哪些性能參數來選擇材料。

2.4 基于項目現場的課程思政教學模塊。加強與校外企業(yè)的教學合作，建立校外實訓基地，組織學生到學校周邊大型項目施工現場參觀學習，讓學生了解到道路建筑材料在工程實際中的具體應用，以及新材料、新工藝、新技術的發(fā)展[6]。通過大型項目的施工觀摩，能夠給學生帶來現場實際震撼，增強學生的民族榮譽感和行業(yè)自信心，明白基建強國的道理，從而體會到道路建筑材料這門課程的重要性。融入課程思政的現場參觀教學設計，不僅能夠增加學生的學習興趣，提高學生對材料的感性認識和解決實際問題的能力，同時還能夠潛移默化地對學生進行思政教育，提升學生的政治認識和道德素養(yǎng)。

3 結束語

在深入分析道路建筑材料課程目前教學現狀及存在問題的基礎上，提出基于理論知識的互動式教學模塊、基于試驗操作的翻轉課堂教學模塊、基于工程案例的沉浸式教學模塊和基于項目現場的課程思政教學模塊，探索出更加合理、實用的教學設計，從根本上保證道路建筑材料課程的教學質量，培養(yǎng)滿足實際工程應用、適應社會需求的綜合型技術人才。