《新型墻體材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

張秀英，牛全林

(山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255049)

《新型墻體材料》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的重要手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生能力，尤其是創(chuàng)新能力方面具有不可替代的重要作用[1-3]?！缎滦蛪w材料》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以將書本中抽象的墻體材料理論知識(shí)和工藝流程具體化，讓學(xué)生更容易熟悉和掌握所學(xué)知識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)與鍛煉，可以加深對(duì)理論知識(shí)的理解，實(shí)驗(yàn)過程中的具體操作可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力， 綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展可以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性[4]，為學(xué)生將來從事工程建筑方面的工作奠定基礎(chǔ)， 對(duì)于培養(yǎng)工程建筑專業(yè)人才具有重要的意義。

1 新型墻體材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.1 課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)少

由于課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少，在實(shí)驗(yàn)課上只能完成一些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，綜合型實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)因需要學(xué)時(shí)較多而無法安排，實(shí)驗(yàn)操作也相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生的綜合素質(zhì)無法得到應(yīng)有的鍛煉，很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及綜合處理問題的教學(xué)目標(biāo)。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一

原來開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，一般是由實(shí)驗(yàn)老師將實(shí)驗(yàn)原料、藥品準(zhǔn)備好，再將設(shè)備調(diào)試好，然后學(xué)生按要求進(jìn)行操作。設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目時(shí)，為了便于實(shí)驗(yàn)管理，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)步驟。學(xué)生只需要按照規(guī)范操作即可。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生只需按部就班的進(jìn)行，缺少自己的思考和分析[5]。這種相對(duì)單一的教學(xué)方式，學(xué)習(xí)好的學(xué)生遇到問題時(shí)也只會(huì)問問為什么，極少主動(dòng)去分析問題；少數(shù)學(xué)習(xí)積極性差的學(xué)生根本不考慮為什么要這樣做。最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果單一，一個(gè)班的實(shí)驗(yàn)報(bào)告只有2～3個(gè)版本，絕大多數(shù)學(xué)生沒有自己的想法。這種教學(xué)方式阻礙了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、 解決問題的能力， 學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性也受到了制約。

1.3 儀器設(shè)備不足

由于實(shí)驗(yàn)可用設(shè)備較少，無法讓每個(gè)學(xué)生親自動(dòng)手操作儀器設(shè)備；只能是小組成員分工負(fù)責(zé)，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，共同合作完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)。因此，每一個(gè)學(xué)生難以掌握實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。對(duì)此學(xué)生也有不同的想法，有的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單、儀器設(shè)備容易操作，沒必要親自動(dòng)手做；也有的學(xué)生認(rèn)為儀器設(shè)備不夠，說明這些實(shí)驗(yàn)本身不夠重要；還有一少部分學(xué)生較懶惰，儀器不夠，干脆坐著看熱鬧；到最后抄襲別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告了事。即使是對(duì)實(shí)驗(yàn)感興趣的學(xué)生也無法全程自己動(dòng)手，制約了學(xué)生動(dòng)手能力的提高。

1.4 考核方法相對(duì)簡(jiǎn)單

原來學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)一般是教師根據(jù)學(xué)生的出勤情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告來確定，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況難以衡量。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的操作步驟是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的說明來進(jìn)行的，不需要學(xué)生改進(jìn)，無法較好的體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力及動(dòng)手能力。從另一個(gè)方面來說，對(duì)于一些動(dòng)手能力較強(qiáng)的同學(xué)不太公平，影響了他們的學(xué)習(xí)積極性。

上述情況的存在嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

新型墻體材料是一門多學(xué)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(shí)、有機(jī)化學(xué)的知識(shí)；墻體材料的配方要用到材料科學(xué)基礎(chǔ)、礦物原料基礎(chǔ)的知識(shí)；對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋又利用到無機(jī)化學(xué)、結(jié)晶學(xué)的知識(shí)。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，應(yīng)該增加綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，將多門課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行整合，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。讓學(xué)生有充分的機(jī)會(huì)在實(shí)際操作中動(dòng)手，掌握實(shí)驗(yàn)室儀器的操作方法，為其今后從事本專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 充分利用工業(yè)副產(chǎn)物

在實(shí)驗(yàn)原料的選擇上，盡可能選擇工業(yè)副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)在則引導(dǎo)學(xué)生選用性能相似的脫硫石膏(火電廠煙氣脫硫的副產(chǎn)物)、磷石膏(生產(chǎn)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(chǎn)品性能的同時(shí)盡可能降低產(chǎn)品的成本。這樣既為企業(yè)解決了副產(chǎn)物堆積的占地、污染環(huán)境的問題，又提高了它們的附加值[6]，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。

2.3 補(bǔ)充儀器設(shè)備，提高學(xué)生的參與度

為了提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量，近幾年學(xué)院不斷加大對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入力度。在原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為綜合性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)及學(xué)生的廣泛參與提供了充足條件。墻體保溫材料的制備實(shí)驗(yàn)，是我們引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。首先提前一周布置題目，要求學(xué)生首先查閱資料，提出實(shí)驗(yàn)所用原料及試劑，給出初步的實(shí)驗(yàn)配方，并說明選擇的理由；通過這個(gè)過程使學(xué)生弄清楚了實(shí)驗(yàn)原理，每種原料的用量及其可能對(duì)樣品性能的影響，做到心中有數(shù)；教師通過對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況的檢查，提出修改建議，同時(shí)準(zhǔn)備足夠的實(shí)驗(yàn)原料，以便學(xué)生選用。實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們自己動(dòng)手操作，從原料的稱量到樣品性能檢測(cè)的整個(gè)過程。他們可以自行選擇樣品的養(yǎng)護(hù)方式，比較不同養(yǎng)護(hù)方式對(duì)樣品性能的影響；學(xué)生還可以選擇養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對(duì)比不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)樣品強(qiáng)度的影響。通過整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的參與，不僅使學(xué)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(jīng)歷了從原料到產(chǎn)品的完整過程。通過性能檢測(cè)，檢查樣品有沒有達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)，還可以對(duì)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(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生具有極大的成就感。

2.4 完善考核評(píng)價(jià)制度

考核是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中必不可少的環(huán)節(jié)，合理科學(xué)的考核方法不僅可以客觀、公正的評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，還可以對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行合理的評(píng)估?！缎滦蛪w材料》的實(shí)驗(yàn)成績(jī)有預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分構(gòu)成。

2.4.1 加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的抽查

預(yù)習(xí)成績(jī)通過教師課上檢查來完成，通過提問實(shí)驗(yàn)原理、重要的操作步驟、操作注意事項(xiàng)等，檢查學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，重點(diǎn)檢查學(xué)生初步實(shí)驗(yàn)配方的完成情況，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)配方的完成，需要學(xué)生查閱大量的文獻(xiàn)資料，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程心中有數(shù)。各部分的比重按照預(yù)習(xí)內(nèi)容占10%，初步的實(shí)驗(yàn)配方占20%；共計(jì)30%。這就要求學(xué)生不能只是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，必須廣泛查閱相關(guān)資料才能完成。通過預(yù)習(xí)過程，擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)了學(xué)生利用各種平臺(tái)獲取知識(shí)的能力。

2.4.2 細(xì)化實(shí)驗(yàn)操作的考核

實(shí)驗(yàn)操作包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度占10%，儀器操作熟練程度占20%，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄的完整程度占10%，共計(jì)40%。實(shí)驗(yàn)教師將實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)制成量化的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)過程中教師不斷巡回檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)記錄，并及時(shí)指出問題，加深學(xué)生的直觀印象；要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄完整，實(shí)事求是，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

2.4.3 全面考察實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考察側(cè)重學(xué)生的能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)分兩部分，一是實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否完整占10%；二是考察學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論是否深入，是考察的重點(diǎn)，占20%，共計(jì)30%。

通過對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)的考核，使學(xué)生明確了實(shí)驗(yàn)成績(jī)的構(gòu)成，了解考核項(xiàng)目及得分點(diǎn)，自己清楚應(yīng)該向哪些方面努力，提高學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)性及積極性。

3 結(jié)束語

《新型墻體材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是新型墻體材料課程教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，如何使實(shí)驗(yàn)教學(xué)最大程度的發(fā)揮銜接理論和實(shí)踐教學(xué)的橋梁作用，切實(shí)提高學(xué)生分析、解決問題的能力，是不斷深化課程改革的目標(biāo)。由于增設(shè)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)，完善了實(shí)驗(yàn)課程的考核方法，明顯地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量；對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合分析問題能力的培養(yǎng)具有一定的促進(jìn)作用。