摘要：本文研究了《土木工程材料》教学模块构建及选择、模块适切性、教学方法和评价体系建构。结果表明，模块化教学法提高了学生学习热情和学习效率，有利于因材施教，但要充分发挥其优势则需要在教学过程中根据知识模块和授课对象的具体情况灵活运用专题教学、案例教学、体验式教学、实验项目化教学等教学手段和方法。
关键词：模块化教学；土木工程材料；建筑材料
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0090-02
《土木工程材料》是土木工程专业（大土木）的一门必修专业基础课，是学生后续专业课程的学习及毕业后从事设计、施工、监理等技术工作的重要基础。土木工程材料品种繁多，性质各异，评价参数众多，新材料、新技术不断涌现，规范和标准不断推陈出新，学时不断压缩，学生差异较大，这些因素使得《土木工程材料》的教和学有了相当的难度。目前，主要存在的问题有：①教学内容按教材章节进行，零散，缺乏综合性；②教学内容滞后于行业发展，缺乏对新技术、新工艺的追踪，学生毕业后在岗位上适应性差；③对不同授课对象的需求分析不明确，授课内容和方法千篇一律，缺乏针对性；④缺乏可供选择的应用性、创新性的教学和实践内容，不利于学生个性的发展和创新实践能力的培养；⑤指令性、计划性教学的教育思想占主导，学生缺乏竞争观念、商品观念、市场观念，且知识视野狭窄。模块化教学法（MES）是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式。该教学模式以因人而异、因材施教为原则，有利于保持学习热情，有助于提高学习效率，具有开放性和适应性，具有评估反馈系统，缩短了学习与就业的距离[1，2]。本文通过研究模块化教学法在《土木工程材料》课程教学中的应用，探索破解该课程教学缺乏综合性、针对性、新颖性、选择性，学生适应能力差、实践能力差和创新能力差的难题。
一、教学模块的构建及选择
1.教学模块构建。实施模块化教学的首要条件是构建科学合理的教学模块。土木工程材料常用的大宗材料主要有无机胶凝材料、水泥混凝土及砂浆，沥青及沥青混合料，钢材，砌体材料，其他工程材料（包括建筑功能材料及新材料）[3，4]。前面三类材料技术较成熟，技术指标明确，在短期内不会有太大变化；后两类材料种类繁多，更新换代较快。根据知识的相关性和独立性，将土木工程材料的教学内容建立七个知识模块：01材料的基本性质；02水泥、水泥混凝土及砂浆；03沥青及沥青混合料；04钢材；05砌体材料；06建筑功能材料及新材料；07实验模块。其中，01模块是基础；02～06模块基本上是相互独立的，教学可不分先后顺序，其中06模块中的子模块之间也是相互独立的，每一个子模块都可以用一个独立的讲座进行教学或讨论课进行教学；07模块可在相应理论课后由学生以项目的形式选择实施。创新能力培养模块供学有余力的学生选择学习和训练。
2.土木工程材料教学模块的选择。根据以上适切性的分析，结合不同专业方向和不同能力学生的要求，选择土木工程材料教学模块组成适切性较好的模块群，并在实际教学中进行调整。如我校土木工程专业房屋建筑工程方向02模块有14学时，而工程管理专业投资与造价管理方向只有8学时，相差较大，这是由于工程管理专业投资与造价管理方向学生只要求了解混凝土的技术指标及简单质量评价，而土木工程专业房建方向学生不仅要求了解混凝土技术指标及质量评价，还要求调整和改善混凝土相关技术性质以及质量评价后如何处理等。即虽然都选择了02模块，但要求差距较大，故学时、教学方法等也相应不同。
二、教学方法及考核方式改革
模块化教学在实施过程中，对教学方法和考核方式提出了新的要求。笔者在传统的教学方法的基础上，进行了理论教学专题化、探究式、体验式、案例式、互动式等教学方法和实验教学项目化的探索，以下列出效果较好的方法或措施。
1.专题化教学。模块化教学最大的特点就是把教学内容划分为若干有机联系而又相对独立的专题进行教学。它有利于培养学生的思维能力，解决课时量较少和教学内容较多的矛盾。专题化教学中有两个关键性的问题，一是要求教师在每个专题具有较丰富的知识，二是注意专题内部线索及专题间的内在联系问题。对于第一个问题，我们采取扬长避短及外请工程技术人员的方式，我校《土木工程材料》学生每年分三个教学班上课，由三位老师任课，但在实施时各个老师并不是独立讲授自己班的课，而是各尽所长，如甲老师对“沥青及沥青混合料”专题精通些，那么三个班的“沥青及沥青混合料”专题都由甲老师讲授；乙老师对“水泥、水泥混凝土及砂浆”专题精通些，那么三个班的“水泥、水泥混凝土及砂浆”专题都由乙老师讲授。如果某个专题现有三个老师都不精通或都有欠缺，则采取走出去学习或将相关工程师请进来的方式进行解决。如“保温隔热材料”是近几年的热门材料，但现有老师都只是看资料没有工程经验，很难讲好这个专题，我们采取从节能材料公司请工程技术人员讲授或派老师到节能材料公司进行短期学习后再进行授课。对于第二个问题，专题内部采取以“问题”为线索，贯穿专题讲授。如“水泥、水泥混凝土及砂浆”，先提出某工程需要某种要求的混凝土，然后根据这种需求进行选原材料、配合比设计、实施调整及验收评价。专题间的联系问题，各个专题其实都是在土木工程材料的范畴本身就是一种联系，但每种材料、专题又有独立性，它们之间通常为基础与应用关系、局部与整体关系、对比关系，如“01模块”与其它模块是基础与应用关系，“02模块”与“03模块”是对比关系。有了线索，才能揭示知识的内在联系，进而使学生融会贯通，防止脑袋里一盘散沙，为了上课而上课。
2.案例式教学。《土木工程材料》是一门与工程联系密切的实践性很强的课程，传统教学是按教材一板一眼地讲述每种材料的技术性质，极其枯燥，教学效果差。如果结合具体的工程需求或假设的工程环境特点学习材料，即带着具体问题进行教学，学生学习兴趣就会得到提高，学习的目的明确，学习结束后学生对相关材料的技术性质就自然而然掌握了，并且能灵活运用，这就是通常所说的案例式教学。如在讲授“06建筑功能材料及新材料”中的“防水材料”模块时，以正在上课的教学楼为例，提出该教学楼哪些地方有防水要求，让学生回答进而老师系统提出有防水要求的工程部位，然后根据具体的有防水要求的部位讲述通常采用的防水材料及工艺，进而讲述具体的防水材料。这样一来，提高了学生学习的兴趣和积极性，使得学生感觉学的东西有用，且就是身边熟悉的东西，在不知不觉的学习中掌握了防水结构部位、防水途径、防水材料种类及技术指标。
3.体验式教学。传统教学是老师讲学生听，实行模块化教学后，部分专题可采取体验式和讨论式教学，即调换角色，学生讲老师听。如“砂浆”模块教学时，因它与之前已经学习的“混凝土”模块的形式和内容相关性较大，可考虑让学生课前准备，课堂上由学生自发上讲台进行讲述，然后进行学生互评和老师评述，这样既激发了学生学习的主观能动性，又克服了其眼高手低的毛病。体验式教学还有一层意思，就是让学生到工程中去体验材料，获得对材料的感性认识，且把问题带回到课堂上。如“05砌体材料”模块，由于砌体材料种类繁多且随着建筑技术进步和要求提高层出不穷，每种砌体材料技术指标差异较大，如果直接按教材讲授，一方面教学内容会滞后于工程实际，另一方面，众多砌体材料无法一一讲授。可以提前布置任务，让学生到附近工程中对砌体材料进行调研学习，针对“目前工程中主要用哪些砌体材料、如何选择评价和验收、使用过程中常见问题及处理方法”等问题在工程中进行主动学习，然后把学到的东西和遇到的问题带回课堂进行讨论学习，老师选一两种进行详细讲解并回答学生遇到的问题，侧重遇到问题解决问题的方法。这样一来，学生不仅学到了较多的砌体材料，又学到了学习的方法。
4.实验项目化教学。项目化教学法在实验教学中的运用，是指以学生的自主性、探索性学习为基础，从课程学习和工程实际中选择和确定项目任务进行研究，如目前建筑节能保温隔热提到了相当的高度，在学习“保温砂浆”模块时，可采取项目化教学，首先根据工程需要提出项目任务，即工程设计时对保温砂浆的相关技术要求，接着由学生自主通过在实际工程中调研和查阅资料的方式制定出实验方案，然后进行实验并测试相关性能指标，如果不达标则重新调整实验方案重新实验，直到满足要求为止。
5.考核方式多元化。考核方式对学生的学习方式和效果有很大的导向作用，以前评价学生的指标只停留在期末的卷面考试分数，只注重考核记忆，以致“高分低能”的学生层出不穷。实行模块化教学后，除了期末卷面考试外，还将实验模块内容、创新模块内容、课堂回答问题及主动参入专题讲解和讨论内容等纳入考核范围，即对知识的灵活应用能力、动手能力、发现、分析、解决问题的能力计入总分。通过考核方式的多元化，让学生形成一个活跃、积极、不拘一格的学习氛围。
通过在我校土木工程专业2008级、2009级，工程管理专业2009级、2010级共10个教学班约900学生中进行《土木工程材料》课程模块化教学实践，结果表明：学生学习热情高、教学效果好，有利于因材施教和分层教学；但要充分发挥模块化教学法优势则需要在教学过程中根据知识模块和授课对象的具体情况灵活运用专题教学、案例教学、体验式教学、实验项目化教学等教学手段和方法。
参考文献：
[1]张琚，彭小珈.管理信息系统课程中“模块化教学法”的探讨[J].中国管理信息化，2010，（8）：101-102.
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[4]陈志源，李启令.土木工程材料（第2版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011.
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[6]David G.Armsgong.当代课程论（陈晓端译）[M].北京：中国轻工业出版社，2007.
基金项目：重庆科技学院教改项目资助（项目编号：201034；项目名称：土建类专业基础课模块化研究）
作者简介：刘先锋（1975－），男，博士生，讲师，主要从事土木工程和建筑材料教学与科研、实验室建设与管理工作。现工作单位：重庆科技学院建筑工程学院。