水保工程材料與施工課程創建

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一、水土保持與荒漠化防治專業培養目標

北京林業大學水土保持學院建于1952年，現有11個學科，分屬理學、工學、農學3大門類，其中水土保持與荒漠化防治為國家級重點學科，具有水土保持與荒漠化防治和生態環境工程2個博士后科研流動站、水土保持與荒漠化防治等6個博士點、11個碩士點和3個本科專業。水土保持與荒漠化防治專業是介于農業、環境科學與工程技術學科之間的交叉學科［3］，其培養目標是具備生物學、生態學、森林及草場培育學、環境學等方面的基本理論、基本知識和基本技能，掌握生態環境建設規劃、水土保持與水利工程技術、信息管理技術等方面的理論知識和技能，能在國土資源、水利、農業、林業、環境保護等部門從事水土保持與荒漠化防治、生態環境工程建設的規劃、設計、施工及預防、監測的高級工程技術與管理人才。“水保工程材料與施工”是水土保持與荒漠化防治專業的一門主干必修專業課，課程本身涉及到工程材料與工程施工2部分內容，目前純粹的《水保工程材料與施工》方面的專業教材相對較少，而與工程材料與施工類似的教材和書目又相對較多，因此要想使“工程材料與施工”課程適合水土保持與荒漠化防治專業的需要，使學生在缺乏工程相關課程學習的條件下能夠對課程內容充分掌握和理解，就必須對課程體系進行優化和重構。

二、“水保工程材料與施工”的課程特點

（一）內容多、知識面廣

“水保工程材料與施工”課程，是水土保持工程、工程材料和工程施工3方面內容的有機融合。水土保持專業的學生通過對“水土保持工程”課程的系統學習，已經初步掌握了工程設計的原理方法等，而“水保工程材料與施工”是要學習如何進行和實施工程設計，雖然只是看起來簡單的一門課程，卻包含工程材料和工程施工2大方面的內容。對于工程材料來說，其種類繁多，而且每種材料的內容龐雜，包括原料、生產、材料組成與結構、性質應用、檢驗、運輸、驗收、儲存等各個方面，這足以體現該門課程內容的多與廣。同時，工程材料在水土保持工程中的用量很大，經濟性很強，直接影響工程的造價，不合理的使用工程材料會為國家帶來不必要的損失，要想避免類似事情的發生，拓展學習者的知識面是必然的選擇。對于工程施工，它是一門綜合性很強的技術，它與工程測量、工程材料、工程機械、工程力學、工程結構、工程預算等方面的知識都有著密切的關系。它們既相互聯系，又相互影響。該部分課程內容涉及的理論面廣、實踐性和政策性強，而且技術發展迅速，在學習中學生必須堅持理論聯系實際的學習方法，才能起到事半功倍的效果。這就要求學習者不但要對基本理論、基本知識加以理解和掌握，還需要時刻關注政府頒發的有關水土保持工程方面的方針政策，隨時了解國內外的最新發展動向，所有這些方面都體現了該課程本身的內容多、知識廣的特點。

（二）實踐性強

“水保工程材料與施工”課程是進行水土保持工程規劃設計的基礎課程之一，學生們不僅需要掌握水土保持工程的基本理論，還需要具有實際的實踐工作經驗，這樣學生才能真正的學好這門課程，從而真正實現教學目標。在教學過程中，不同材料的性能及施工工藝，不是簡單通過課堂講授就能夠完成的，這就像做飯，僅僅知道用什么做和怎么做是不行的，不同的人即使使用相同的材料和工藝，做出來的成果也是有差異的。從另一方面來說，不親自動手，就不能發現實際操作中可能存在的問題，發現不了問題就談不上解決實際問題，也就不能真正的掌握這門知識。尤其是對于水泥、混凝土、鋼筋等常用的水土保持工程材料來說，在實踐中掌握其應用與施工工藝的知識是十分必要的，這些知識也是本門課程的基礎。因此，筆者認為沒有實踐教學，“水保工程材料與施工”這門課程就缺少了靈魂。水土保持工程需要的工程材料、施工工藝、施工組織流程等都是該門課程學習的重點，這些方面的知識都需要實踐教學的配合與支撐。目前我國水土保持與荒漠化防治專業的畢業生雖然學習了部分與工程相關的課程，但與工科類專業的學生相比較其工程類課程的基礎較弱，所以教師應高度重視實踐教學內容，并將教學與實踐緊密結合起來，培養學生分析問題和解決問題的能力，使學生能夠通過學習這門課程而真正勝任相關工作。

三、“水保工程材料與施工”課程教學內容的構建

“水保工程材料與施工”是水土保持與荒漠化防治專業的一門主干必修專業課，筆者在考慮學生已經學習了“水土保持工程”這門課程的基礎之上，對水土保持工程材料、水土保持工程施工和課程實踐教學3方面教學內容進行了構建。

（一）水土保持工程材料

任何一個工程的順利實施都離不開相對應的工程材料，水土保持工程也不例外，有工程設計，沒有工程材料，項目就不可能完成。筆者在充分考慮了水土保持工程特點的基礎上，主要對各類材料的性質與應用進行系統闡述，并指明本學科的新成就及其發展方向，使學生掌握材料的組成、性質及技術要求，并讓學生面對工程的具體問題時，能夠結合有關的國家標準或行業標準合理地選用材料，具體的課程內容和學時分配情況見表1。從表1看，該部分課程主要學習以下幾方面內容：材料的基本性質、石材、水泥、混凝土與砂漿、金屬材料、瀝青、砌體材料、玻璃與木材和新型建筑材料等。教師以水泥、混凝土、金屬材料和瀝青等工程材料的基本性質為重點，希望使學生通過對工程材料的學習和認識，掌握主要的水土保持工程材料基本性質、常用材料及其制品的主要技術要求、性能、基本用途、常見規格；了解常用材料檢測的取樣方法、試驗原理、數據處理及試驗結果分析處理方法；了解材料的生產、儲運、驗收、保管及綠色環保性能。

（二）水土保持工程施工

說到工程施工，人們往往想到高樓大廈，溝、橋、水壩等工程項目，這些項目都屬于大概念下的工程施工的范疇［4］，在這個大的范疇下，又有很多分類，譬如建筑施工，水利工程施工等等。近年來隨著我國水土流失的日益嚴重，加之國家對水土保持工作的重視，水土保持工程的投資與應用范圍正逐漸增加，水土保持工程施工已經成為大概念下工程施工的重要組成部分。“水土保持工程施工”課程具有綜合性以及較強的實踐性，主要講授水土保持工程專業領域的施工技術，通過該課程的學習，使學生掌握有關材料及施工方法的選用和組織管理的基本知識，并讓學生具有解決工程施工技術和施工組織計劃問題的初步能力，為學生畢業后從事本專業的設計、施工、管理與科研工作打下基礎。具體的課程內容和學時分配見。該部分課程講述水土保持工程的施工技術、質量標準及驗收方法，具體內容包括：土方工程、基礎工程、砌筑工程、混凝土結構工程、結構安裝工程、腳手架工程、防水工程、施工組織設計與管理等。在課堂教學階段，筆者通過對水土保持工程的施工方法等內容的講述，使學生能夠對施工方案及方法進行正確的選擇和制定；對施工中的重點、難點有初步了解；對施工中所需材料能進行選擇和檢驗，并讓學生掌握“單位工程”施工的質量和安全等方面的基礎知識。

（三）課程實踐教學

實踐教學環節是培養學生應用所學的理論知識服務于實際工作的必然步驟和環節，是學生了解社會的啟蒙和過渡階段［5］。“水保工程材料與施工”課程的實踐教學要在充分把握課程實踐性的前提下，使學生將工程材料性質的理論知識與實際工程施工相結合，只有這樣才能讓學生切實的深入到實際工程中，從而在工程實踐中充實和鞏固課堂學習的理論知識，最終達到掌握此門課程的目的。首先，安排學生進行課外調查。教師將學習該門課程的學生分為5～7人一組，指定附近的工程材料市場為研究對象，讓學生們通過調研撰寫出工程材料調查報告。報告內容要包括基本工程材料的生產廠家、規格、品種、價格等。這樣的實踐內容，不僅能增強學生對工程材料的感性認識，同時也鍛煉了學生們的交際能力，可以使學生們的專業素養得到提高。其次，開展課程實驗活動。圖1中列出了該課程中相對經典且實踐性較強的3個實驗內容，這3個實驗主要在室內實驗室進行。在這個環節中，筆者充分利用學院實驗室的儀器設備和人才優勢，讓學生在指導教師和施工單位技術人員的指導下，進行諸如工程結構和材料性能的檢測、工程的質量控制、工程質量的評定等方面的工作，讓學生掌握相應的檢測方法和實用技術［6］。最后，開展課程實習活動。該課程中的施工工藝和施工管理2個實習內容。施工工藝實習，主要以鋼筋混凝土工程施工工藝為主，包括模板制造和安裝、鋼筋加工和架立、混凝土拌制、澆搗和養護等［7］；施工管理實習，主要是讓學生以工程技術人員的身份，跟隨施工現場的技術管理人員進行學習，主要學習施工的組織和管理等方面的知識。

四、“水保工程材料與施工”課程教學內容的實施效果

筆者對該研究中的教學內容構建的實踐效果進行網上問卷調查，對43名學生進行調查。雖然學生對新教學內容的構建態度不同，但從調查結果來說，它仍然能夠在學生學習興趣、學生對課程的理解能力和解決問題能力方面起到很好的實踐效果。

（一）提高了學生的學習興趣

新的課程體系可以增加學生們的學習興趣。新課程體系能夠把原本繁瑣的知識簡單化，能夠讓學生們明白每部分的課程內容和相互之間的關系，使學生們更加明確學習目標，找到思維的大方向，并自覺地建立起新舊知識之間的聯系，從心理和知識上更快的進入到聽課的良好準備狀態，進而迸發出認真學習好這門課程的動力，為課程教學的順利進行創造有利的條件。學生們認為新的課程體系的構建，更多地體現了該課程的實踐性特點，把未來實際工作中應用頻率比較多的知識和技術突出出來。學生在課程學習中可以更加扎實的掌握相關的知識，為未來從事相關工作打下堅實的基礎。

（二）提高了學生的理解能力

新的課程體系可以增加學生的理解能力。在課程教學過程中，筆者鼓勵學生對工程材料的種類和施工工藝提出質疑，讓學生按照自己的方法進行實踐，并讓學生將結果與傳統材料和工藝進行對比，在對比過程中了解工程材料的應用范圍和工藝，這可以很好地提高學生的理解能力。課程內容調整后，教師在基本知識的講解上會更加全面，這有利于學生在未來的工作中做到有的放矢，同時隨著課程實踐教學內容的增加，可以將書本上枯燥的難于理解的知識形象化，這都潛移默化地影響著學生們對該門課程知識的理解。

（三）提高了學生解決問題的能力

新的課程體系可以增加學生解決問題的能力。課程內容調整后，教師更加注重教學實踐，這也提高了學生的理解能力，而對課程的充分理解是學生們應用所學知識解決實際問題的基礎。學生們通過對該課程基本知識的學習和實踐活動的參加，能夠在學習過程中充分思考，提出質疑，并最終解決心中的疑惑，從而達到對所學知識融會貫通的效果。另外，學生參加施工工藝和施工管理實習能夠發現實際應用中可能產生的現實問題，同時技術指導人員的現場解答和解決問題的方式方法，都是學生們未來解決實際問題的寶貴經驗，為學生們未來走向工作崗位打下堅實的基礎。“水保工程材料與施工”是水土保持與荒漠化防治專業中開設歷史較長的一門專業基礎課程。隨著當代水土保持與荒漠化防治專業學科的發展與社會需求，在考慮到專業自身特點與應用領域的基礎上，“水保工程材料與施工”的內容設置也應與水土保持與荒漠化防治專業相適應。因此，該門課程內容設置應不斷深化，以滿足和適應社會需求。在課程內容上吸收相關學科和行業的最新發展成果，加快新材料、新工藝和新技術的應用，這就要求教師本身要時刻關注學科發展的前沿，不斷更新自己的知識結構，只有這樣才能真正的保證教學質量。