摘要:CDIO是一種新的教學(xué)形式,代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、完成(Implement)和運(yùn)作(Operate),本文以《建筑材料》課程為對(duì)象,構(gòu)建CDIO教學(xué)形式,把教學(xué)進(jìn)程分解為構(gòu)思-設(shè)計(jì)-完成-運(yùn)作,具體為學(xué)生自主組團(tuán),選取研究項(xiàng)目,制定項(xiàng)目的總體思路,進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)(包括教學(xué)目標(biāo)、大綱、內(nèi)容及方法設(shè)計(jì)),實(shí)施所設(shè)計(jì)的內(nèi)容,掌握規(guī)定的知識(shí),根據(jù)具體實(shí)踐結(jié)果,進(jìn)行相關(guān)調(diào)整,進(jìn)一步實(shí)施運(yùn)作過程。
關(guān)鍵詞:建筑材料;CDIO;教學(xué)改革
一、前言
《建筑材料》是土木與建筑工程類專業(yè)的一門具有重要性的必修專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,其不同于力學(xué)等課程,擁有很多計(jì)算,邏輯性強(qiáng),它涉及的內(nèi)容龐雜,材料種類繁多,另外,隨著科學(xué)技術(shù)的提高,大批新材料的涌現(xiàn),故要學(xué)習(xí)的東西非常多,又主要是敘述性及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)性的內(nèi)容,這樣老師上起來難,學(xué)生學(xué)起來枯燥,教學(xué)效果必然達(dá)不到,而本門課又是其他課程的基礎(chǔ),重要性可見一斑[1]。針對(duì)這種情況,第一,我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)現(xiàn)階段工程中那些常用的建筑材料,如混凝土、鋼材等,第二,重點(diǎn)是教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí),掌握學(xué)習(xí)方法,在以后遇到新材料可以自己獨(dú)立學(xué)習(xí)掌握。而CDIO這種新的教學(xué)模式符合此種情況下的要求,能給學(xué)生創(chuàng)造自主的、理論實(shí)際相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,使學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu),獲取扎實(shí)的工技術(shù)程能力。
二、《建筑材料》課程現(xiàn)階段教學(xué)中的不足
《建筑材料》課程教育教學(xué)過程中存在以下問題:(1)方法單調(diào):現(xiàn)階段課堂教學(xué)主要是教師上、學(xué)生聽的過程。傳統(tǒng)課堂教學(xué),教師主導(dǎo)課堂進(jìn)行灌輸?shù)囊环N注入式教學(xué),學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài),積極性不高。(2)教材滯后:教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重影響,建材種類非常多,從有機(jī)到無機(jī),從單一到復(fù)合,品種繁多;此外,隨著科技進(jìn)步,新的材料又不斷地出現(xiàn),教材更新難以跟上材料的發(fā)展進(jìn)度,學(xué)校這種情況更加嚴(yán)重。(3)試驗(yàn)欠缺:缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性試驗(yàn),傳統(tǒng)試驗(yàn)課,教師講授試驗(yàn)步驟,介紹試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)?zāi)康牡?,學(xué)生以此完成試驗(yàn),最后整理數(shù)據(jù),驗(yàn)證結(jié)果,創(chuàng)新少,這種局限,使學(xué)生很難有發(fā)明創(chuàng)造機(jī)會(huì)[2]。(4)理論枯燥:土木工程專業(yè)學(xué)生多為理科生,對(duì)定性的描述或經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的結(jié)論、概念、術(shù)語等內(nèi)容覺得平淡枯燥,使得課程學(xué)習(xí)存在一定困難。(5)課程孤立:傳統(tǒng)的教學(xué)僅關(guān)注課程自身的縱向延續(xù),忽略課程的橫向聯(lián)系,造成學(xué)生學(xué)習(xí)理論準(zhǔn)備不足,且疲于應(yīng)付考試,理論與實(shí)踐脫節(jié)。
三、《建筑材料》課程 CDIO模式的組織與實(shí)施
把教學(xué)過程分解為構(gòu)思-設(shè)計(jì)-完成-運(yùn)作,具體為學(xué)生自主組團(tuán),選取研究項(xiàng)目,制定項(xiàng)目的總體思路,進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)(包括教學(xué)目標(biāo)、大綱、內(nèi)容及方法設(shè)計(jì)),實(shí)施所設(shè)計(jì)的內(nèi)容,掌握規(guī)定的知識(shí),根據(jù)具體實(shí)踐結(jié)果,進(jìn)行相關(guān)調(diào)整,進(jìn)一步實(shí)施運(yùn)作過程。
1.總體構(gòu)思(C)
學(xué)生自主組隊(duì),四人一組,選澤一種確定的建筑材料,以混凝土為例,完成配比設(shè)計(jì)、配制、成型、養(yǎng)護(hù)和性能檢測(cè)。老師只規(guī)定試驗(yàn)任務(wù)和要求,提供原材料和試驗(yàn)設(shè)備,由學(xué)生自行擬訂試驗(yàn)方案,獨(dú)立試驗(yàn)、分析處理數(shù)據(jù)、編寫試驗(yàn)報(bào)告,為學(xué)生營(yíng)造全面的實(shí)踐環(huán)境。過去學(xué)生習(xí)慣于依賴?yán)蠋煹难菔竞椭笇?dǎo)書上的試驗(yàn)步驟來完成試驗(yàn),只是簡(jiǎn)單的重復(fù),所以造成學(xué)生不動(dòng)腦筋去考慮試驗(yàn)的步驟,試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的手段等,這不利于學(xué)生全面培養(yǎng)。此外,還可開發(fā)計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)教學(xué)軟件,用來模擬實(shí)際操作。
2.教學(xué)設(shè)計(jì)(D)
《建筑材料》課程以學(xué)生進(jìn)行自主探索為主線,構(gòu)思完成后、學(xué)生查閱一定量的文獻(xiàn)資料,進(jìn)行定期的交流,促使學(xué)生閱讀,培養(yǎng)自學(xué)的能力,然后開展設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)始:每個(gè)小組提出設(shè)想,給出總體設(shè)計(jì)規(guī)劃,階段性成果公開報(bào)告,教師組進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)中:小組進(jìn)行《建筑材料》相關(guān)的構(gòu)思,集中研討并報(bào)告階段性成果,教師組進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)末:完成《建筑材料》總體架構(gòu),小組集中討論并匯報(bào)階段性成果,教師組對(duì)小組一對(duì)一單獨(dú)進(jìn)行評(píng)價(jià)指導(dǎo)。
3.設(shè)計(jì)完成(I)
以混凝土配合比設(shè)計(jì)為例,進(jìn)行專題討論,掌握新拌混凝和易性的測(cè)定方法(如坍落度法),充分了解硬化后混凝土的強(qiáng)度和變形性能的測(cè)定方法,以及混凝土的耐久性以及影響耐久性的因素,學(xué)習(xí)掌握普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)步驟,了解混凝土技術(shù)的新進(jìn)展方向及其未來發(fā)展趨勢(shì)等作為專題研討的部分,把前期的理論學(xué)習(xí)做到充分。結(jié)合商品混凝土攪拌站實(shí)際情況,幫助學(xué)生們理清思路,從而為解決建筑材料實(shí)際面臨的問題提供更好地參考。
4.設(shè)計(jì)運(yùn)作(O)
分組嘗試開發(fā)的新的建筑材料,如新品種混凝土,根據(jù)實(shí)際工程的使用功能要求,構(gòu)思和設(shè)計(jì)混凝土組成材料的品種和質(zhì)量比。另外,在設(shè)計(jì)過程中還需考慮組成材料對(duì)環(huán)境對(duì)人的無害性、資源的節(jié)約性和可再生利用性等特點(diǎn);然后,學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn),循環(huán)進(jìn)行3次新材料設(shè)計(jì)—試驗(yàn)檢驗(yàn)—改進(jìn)提高等一系列過程;最后,學(xué)生寫出開發(fā)報(bào)告并進(jìn)行全班演示[3]。學(xué)生根據(jù)《建筑材料》方案與實(shí)際施工效果的差異,判斷方案不合理的地方,進(jìn)行調(diào)整修改,循環(huán)多次進(jìn)行完善。
四、結(jié)語
將CDIO 模式引入土木與建筑工程專業(yè)《建筑材料》課程教學(xué)是符合實(shí)際的,滿足21實(shí)際人才培養(yǎng)要求的,根據(jù)CDIO 理念的基本思路和整體架構(gòu),進(jìn)一步確立了“以學(xué)生自主探究為主體”、“以學(xué)生創(chuàng)新才能為核心”和“以學(xué)生綜合素養(yǎng)為中心”的教學(xué)培育模式,培育學(xué)生創(chuàng)新才能,達(dá)到課程教學(xué)效果和目的。
參考文獻(xiàn):
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[2]董偉,陳德鵬,鄭先友,程車智.CDIO模式下城市設(shè)計(jì)課程教學(xué)探究[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2020,37(5):64-65.
[3]李庚英,趙曉華,熊光晶.“土木工程材料”CDIO模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高等工程教育研究,2009(5):41-51.
作者簡(jiǎn)介:張瑞(1989-),男,安徽六安人,碩士,助教。專業(yè)方向:土木工程。
基金:校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目:關(guān)于《建筑材料》采用CDIO模式的教學(xué)改革研究(2019jyxm019)。