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建筑材料实验课程体系研究

摘要:在建筑材料开放实验教学中,通过开设不同研究课题,以解决问题为导向激发学生兴趣,引导学生学习自理,融合不同学科知识,着重培养学生迁移和创新能力,以公正、全面和灵活加分的考核机制全面评价学生,取得满意的效果。

关键词:开放实验室;建筑材料实验课;教学改革

建筑材料作为一门专业基础课,涉及常用建筑材料的原料、生产、组成、性质和应用等各个方面的知识。该课程主要由理论教学和实验教学两部分组成,通过该课程的学习,使学生学习基本的理论知识同时掌握实验操作技能,以培养学生分析问题和解决问题的能力。[1]然而,目前建筑材料实验课多是针对固定大纲、固定时间和固定对象,在教师给定的原材料、给定的实验目的及实验过程与方法下开展的。这教学方式开设课时有限、资源有限、学生自主能力偏弱,与我们在“新时代”大发展、大调整、大变革时代背景下急切培养创新性、创造性人才的殷切希望格格不入。[2]开放实验室则具有实现资源开放、时间自由、对象自主等特点,能够与自主教学相结合,给学生更广阔的自主学习空间。[3]因此,论文希望将开放实验室作为建筑材料实验课的补充,通过搭建开放实验平台实现建筑材料实验课的教学改革,以达到以学生为中心,充分发挥学生自主性,培养创新性青年人才的目的。

1开放实验室教学的重要性

(1)是传统课堂讲授加固定式实验的延伸。开放实验室教学不同于传统式教学,是对传统是课堂讲授及固定式实验课堂的补充。该开放教学主要是为学生提供一个开放平台,采用启发式的开放教学,引导学生学习实验规程,整合已学基础理论知识,开动学术思维,自主学习创新,完成试验项目。在开放实验室教学中,指导老师发生角色变化,既是整个实验的引导者,又是各个实验环节的控制者,确保整个实验项目的安全、顺利完成,确保教学效果。[4](2)有利于学生自主性选择。开放实验室开放的项目不是单一的,面向的对象也不是固定的,而是学生根据自己的兴趣爱好自主选择。在自主性选择的前提下,学生选择的空间更大,学生的自主选择性得以彰显,更有利于学生主体学习积极性的提高。[5](3)有利于学科间交融,使知识在实践中强化。开放实验室是在指导教师的引领下,学生根据自己的知识储备,开动自己的思维,在已有的基础知识上,将不同学科知识进行整合,设计开发出自己的实验方案。该过程是学生将课堂知识经过凝练用于实践的过程,而这些课堂知识多数需要来自不同学科。学生能在开放教学中融合学科间的知识,强化对知识的理解,建立网络化知识结构,以便很好地掌握、应用理论知识。(4)有利于学习自理,创新意识及创新能力的锤炼。开放实验室需要学生根据老师安排的实验项目,自觉查阅文献,交流探讨,发现问题,寻找解决方案。这个过程得益于学生的学习自理。通过学习自理培养学生主动学习、主动探索、主动竞争和敢于冒险的精神,锻炼学生的观察能力、动手能力、想象能力和实验能力,已达到锤炼其创新意识和创新能力的目的。

2开放教学在建筑材料实验课中的应用

(1)以解决问题为导向激发学生学习兴趣。首先,开发教学在观念上就与传统实验课有着本质的区别,传统实验课是为了帮助学生拿取学分,其忽略了学生自身的倾向性和内驱力,不能引发学生兴趣,易造成学生消极、倦怠甚至是抵触情绪。因此,在建筑材料开放实验课中,我们设置了多种备选课题,这些课题与生活息息相关,如漂浮于水面的混凝土设计、海绵城市建设之大空隙透水铺装建材设计等等。但这些课题并没有固定的实验方案和操作流程,需要学生结合自己的兴趣爱好、基础知识自主选择,学生始终带着问题进行学习和实验。这种开放教学方式始终以解决问题为导向,增强学习源动力,让学生学会自主学习。(2)老师引导下不同学科知识的深入融合。当今时代,任何专业都不可能游离于其它行业而独立存在。专业自身需要实时调整、发展和创新,行业之间更是需要不断借鉴、融合。以建筑材料为例,在开放课题沥青混合料半圆弯曲开裂性能实验设计与开发中,曾有学生提出应用计算机视觉中数字图像处理技术分析开裂问题,实现混合料开裂裂缝的实时定量评价。由此可见,开放式教学为学生提供开放平台,不局限于特定知识背景和操作模式,在教师的正确指导下,他山之石,可以攻玉。利用这个平台,学生可以建立基础理论知识同专业课间的联系,学以致用;同时,能够充分挖掘不同学科的知识,经过加工融合,以实现课题问题的解决。(3)着重培养学生的迁移和创新能力。文献中[6]将知识的掌握情况分为三个水平,即经验水平、迁移水平和创新水平。所谓的经验水平仅限于对知识的知道和理解;迁移和创新水平则是能够应用所学知识解决新问题,不同之处在于创新是解决真正的新问题,是前人都没有解决的问题;而迁移中新问题仅限于迁移对象,不管他人是否解决。很明显,创新水平最高,其次是迁移,而迁移又是创新的前提。建筑材料放开教学的主体更偏重于学生,学生可以充分发挥才能,将课堂知识加以灵活应用。因此,应当充分利用开放实验平台,重点锻炼学生的科学思维能力,培养学生的迁移和创新能力,以弥补传统实验教学的不足。(4)完善考核机制,全面评价学生。有效考核机制是保障教学效果的关键。首先应当建立公正的评判标准,只有公正、客观地评价学生的表现,才不至于打击学生学习热情和积极性。其次,还应该设置更多的加分项,如:文献调研情况、想法新颖性、实验努力程度等等,以刺激学生动机,发挥学生自我效能感。此外,在最终考核中,不能只认定报告成绩,应该综合权衡学生的参与状况,方案设计、知识应用等能力,以实现全面评价学生知识掌握能力和实践水平。

3结语

总之,开放实验教学是对传统课程的补充和延续。开放教学有助于学生进行自主性选择,有助于学科间知识的交融和锤炼学生的创新意识和创新能力。在建筑材料开放实验教学中,以课题问题的解决为导向激发学生兴趣,着重培养学生的迁移和创新能力。同时逐步完善考核机制,以全面客观地评价学生知识掌握能力和实践水平。通过在建筑材料课程体系中开展开放实验教学,让学生自主学习,充分利用所学知识开展探究式学习,以培养学生的迁移和创新能力,取得满意的效果。

参考文献

[1]赵跃萍,万俊.基于“互联网+”理念的建筑材料课程教学改革[J].科教导刊,2015(19):131-132.

[2]王梁燕,洪奇华,曾卫东.实验教学模式与实验能力培养[J].教育教学论坛,2013(14):281-282.

[3]卜宁,赵新刚,陶思源,等.搭建开放研究平台深化实验教改研究——微生物学设计性实验教学的实践探索[J].辽宁教育行政学院学报,2013.30(2):45-48.

[4]杨建朝,韩亚飞,王生力.开放实验室平台下ERP课程自主学习教学模式改革[J].实验室研究与探索,2017.36(5):204-209.

[5]韩清林.自主学习教改实验的若干基本问题[J].教育研究,2000(5):55-59.

[6]张夏雨.从PME视角看数学运算素养及其培养[J].教育研究与评论:中学教育教学版,2017(2):25-29.

作者:王元元 郭诗言 杨一帆 唐 喜 单位:重庆交通大学材料科学与工程学院

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