水保工程材料与施工课程创建

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一、水土保持与荒漠化防治专业培养目标

北京林业大学水土保持学院建于1952年，现有11个学科，分属理学、工学、农学3大门类，其中水土保持与荒漠化防治为国家级重点学科，具有水土保持与荒漠化防治和生态环境工程2个博士后科研流动站、水土保持与荒漠化防治等6个博士点、11个硕士点和3个本科专业。水土保持与荒漠化防治专业是介于农业、环境科学与工程技术学科之间的交叉学科［3］，其培养目标是具备生物学、生态学、森林及草场培育学、环境学等方面的基本理论、基本知识和基本技能，掌握生态环境建设规划、水土保持与水利工程技术、信息管理技术等方面的理论知识和技能，能在国土资源、水利、农业、林业、环境保护等部门从事水土保持与荒漠化防治、生态环境工程建设的规划、设计、施工及预防、监测的高级工程技术与管理人才。“水保工程材料与施工”是水土保持与荒漠化防治专业的一门主干必修专业课，课程本身涉及到工程材料与工程施工2部分内容，目前纯粹的《水保工程材料与施工》方面的专业教材相对较少，而与工程材料与施工类似的教材和书目又相对较多，因此要想使“工程材料与施工”课程适合水土保持与荒漠化防治专业的需要，使学生在缺乏工程相关课程学习的条件下能够对课程内容充分掌握和理解，就必须对课程体系进行优化和重构。

二、“水保工程材料与施工”的课程特点

（一）内容多、知识面广

“水保工程材料与施工”课程，是水土保持工程、工程材料和工程施工3方面内容的有机融合。水土保持专业的学生通过对“水土保持工程”课程的系统学习，已经初步掌握了工程设计的原理方法等，而“水保工程材料与施工”是要学习如何进行和实施工程设计，虽然只是看起来简单的一门课程，却包含工程材料和工程施工2大方面的内容。对于工程材料来说，其种类繁多，而且每种材料的内容庞杂，包括原料、生产、材料组成与结构、性质应用、检验、运输、验收、储存等各个方面，这足以体现该门课程内容的多与广。同时，工程材料在水土保持工程中的用量很大，经济性很强，直接影响工程的造价，不合理的使用工程材料会为国家带来不必要的损失，要想避免类似事情的发生，拓展学习者的知识面是必然的选择。对于工程施工，它是一门综合性很强的技术，它与工程测量、工程材料、工程机械、工程力学、工程结构、工程预算等方面的知识都有着密切的关系。它们既相互联系，又相互影响。该部分课程内容涉及的理论面广、实践性和政策性强，而且技术发展迅速，在学习中学生必须坚持理论联系实际的学习方法，才能起到事半功倍的效果。这就要求学习者不但要对基本理论、基本知识加以理解和掌握，还需要时刻关注政府颁发的有关水土保持工程方面的方针政策，随时了解国内外的最新发展动向，所有这些方面都体现了该课程本身的内容多、知识广的特点。

（二）实践性强

“水保工程材料与施工”课程是进行水土保持工程规划设计的基础课程之一，学生们不仅需要掌握水土保持工程的基本理论，还需要具有实际的实践工作经验，这样学生才能真正的学好这门课程，从而真正实现教学目标。在教学过程中，不同材料的性能及施工工艺，不是简单通过课堂讲授就能够完成的，这就像做饭，仅仅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艺，做出来的成果也是有差异的。从另一方面来说，不亲自动手，就不能发现实际操作中可能存在的问题，发现不了问题就谈不上解决实际问题，也就不能真正的掌握这门知识。尤其是对于水泥、混凝土、钢筋等常用的水土保持工程材料来说，在实践中掌握其应用与施工工艺的知识是十分必要的，这些知识也是本门课程的基础。因此，笔者认为没有实践教学，“水保工程材料与施工”这门课程就缺少了灵魂。水土保持工程需要的工程材料、施工工艺、施工组织流程等都是该门课程学习的重点，这些方面的知识都需要实践教学的配合与支撑。目前我国水土保持与荒漠化防治专业的毕业生虽然学习了部分与工程相关的课程，但与工科类专业的学生相比较其工程类课程的基础较弱，所以教师应高度重视实践教学内容，并将教学与实践紧密结合起来，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生能够通过学习这门课程而真正胜任相关工作。

三、“水保工程材料与施工”课程教学内容的构建

“水保工程材料与施工”是水土保持与荒漠化防治专业的一门主干必修专业课，笔者在考虑学生已经学习了“水土保持工程”这门课程的基础之上，对水土保持工程材料、水土保持工程施工和课程实践教学3方面教学内容进行了构建。

（一）水土保持工程材料

任何一个工程的顺利实施都离不开相对应的工程材料，水土保持工程也不例外，有工程设计，没有工程材料，项目就不可能完成。笔者在充分考虑了水土保持工程特点的基础上，主要对各类材料的性质与应用进行系统阐述，并指明本学科的新成就及其发展方向，使学生掌握材料的组成、性质及技术要求，并让学生面对工程的具体问题时，能够结合有关的国家标准或行业标准合理地选用材料，具体的课程内容和学时分配情况见表1。从表1看，该部分课程主要学习以下几方面内容：材料的基本性质、石材、水泥、混凝土与砂浆、金属材料、沥青、砌体材料、玻璃与木材和新型建筑材料等。教师以水泥、混凝土、金属材料和沥青等工程材料的基本性质为重点，希望使学生通过对工程材料的学习和认识，掌握主要的水土保持工程材料基本性质、常用材料及其制品的主要技术要求、性能、基本用途、常见规格；了解常用材料检测的取样方法、试验原理、数据处理及试验结果分析处理方法；了解材料的生产、储运、验收、保管及绿色环保性能。

（二）水土保持工程施工

说到工程施工，人们往往想到高楼大厦，沟、桥、水坝等工程项目，这些项目都属于大概念下的工程施工的范畴［4］，在这个大的范畴下，又有很多分类，譬如建筑施工，水利工程施工等等。近年来随着我国水土流失的日益严重，加之国家对水土保持工作的重视，水土保持工程的投资与应用范围正逐渐增加，水土保持工程施工已经成为大概念下工程施工的重要组成部分。“水土保持工程施工”课程具有综合性以及较强的实践性，主要讲授水土保持工程专业领域的施工技术，通过该课程的学习，使学生掌握有关材料及施工方法的选用和组织管理的基本知识，并让学生具有解决工程施工技术和施工组织计划问题的初步能力，为学生毕业后从事本专业的设计、施工、管理与科研工作打下基础。具体的课程内容和学时分配见。该部分课程讲述水土保持工程的施工技术、质量标准及验收方法，具体内容包括：土方工程、基础工程、砌筑工程、混凝土结构工程、结构安装工程、脚手架工程、防水工程、施工组织设计与管理等。在课堂教学阶段，笔者通过对水土保持工程的施工方法等内容的讲述，使学生能够对施工方案及方法进行正确的选择和制定；对施工中的重点、难点有初步了解；对施工中所需材料能进行选择和检验，并让学生掌握“单位工程”施工的质量和安全等方面的基础知识。

（三）课程实践教学

实践教学环节是培养学生应用所学的理论知识服务于实际工作的必然步骤和环节，是学生了解社会的启蒙和过渡阶段［5］。“水保工程材料与施工”课程的实践教学要在充分把握课程实践性的前提下，使学生将工程材料性质的理论知识与实际工程施工相结合，只有这样才能让学生切实的深入到实际工程中，从而在工程实践中充实和巩固课堂学习的理论知识，最终达到掌握此门课程的目的。首先，安排学生进行课外调查。教师将学习该门课程的学生分为5～7人一组，指定附近的工程材料市场为研究对象，让学生们通过调研撰写出工程材料调查报告。报告内容要包括基本工程材料的生产厂家、规格、品种、价格等。这样的实践内容，不仅能增强学生对工程材料的感性认识，同时也锻炼了学生们的交际能力，可以使学生们的专业素养得到提高。其次，开展课程实验活动。图1中列出了该课程中相对经典且实践性较强的3个实验内容，这3个实验主要在室内实验室进行。在这个环节中，笔者充分利用学院实验室的仪器设备和人才优势，让学生在指导教师和施工单位技术人员的指导下，进行诸如工程结构和材料性能的检测、工程的质量控制、工程质量的评定等方面的工作，让学生掌握相应的检测方法和实用技术［6］。最后，开展课程实习活动。该课程中的施工工艺和施工管理2个实习内容。施工工艺实习，主要以钢筋混凝土工程施工工艺为主，包括模板制造和安装、钢筋加工和架立、混凝土拌制、浇捣和养护等［7］；施工管理实习，主要是让学生以工程技术人员的身份，跟随施工现场的技术管理人员进行学习，主要学习施工的组织和管理等方面的知识。

四、“水保工程材料与施工”课程教学内容的实施效果

笔者对该研究中的教学内容构建的实践效果进行网上问卷调查，对43名学生进行调查。虽然学生对新教学内容的构建态度不同，但从调查结果来说，它仍然能够在学生学习兴趣、学生对课程的理解能力和解决问题能力方面起到很好的实践效果。

（一）提高了学生的学习兴趣

新的课程体系可以增加学生们的学习兴趣。新课程体系能够把原本繁琐的知识简单化，能够让学生们明白每部分的课程内容和相互之间的关系，使学生们更加明确学习目标，找到思维的大方向，并自觉地建立起新旧知识之间的联系，从心理和知识上更快的进入到听课的良好准备状态，进而迸发出认真学习好这门课程的动力，为课程教学的顺利进行创造有利的条件。学生们认为新的课程体系的构建，更多地体现了该课程的实践性特点，把未来实际工作中应用频率比较多的知识和技术突出出来。学生在课程学习中可以更加扎实的掌握相关的知识，为未来从事相关工作打下坚实的基础。

（二）提高了学生的理解能力

新的课程体系可以增加学生的理解能力。在课程教学过程中，笔者鼓励学生对工程材料的种类和施工工艺提出质疑，让学生按照自己的方法进行实践，并让学生将结果与传统材料和工艺进行对比，在对比过程中了解工程材料的应用范围和工艺，这可以很好地提高学生的理解能力。课程内容调整后，教师在基本知识的讲解上会更加全面，这有利于学生在未来的工作中做到有的放矢，同时随着课程实践教学内容的增加，可以将书本上枯燥的难于理解的知识形象化，这都潜移默化地影响着学生们对该门课程知识的理解。

（三）提高了学生解决问题的能力

新的课程体系可以增加学生解决问题的能力。课程内容调整后，教师更加注重教学实践，这也提高了学生的理解能力，而对课程的充分理解是学生们应用所学知识解决实际问题的基础。学生们通过对该课程基本知识的学习和实践活动的参加，能够在学习过程中充分思考，提出质疑，并最终解决心中的疑惑，从而达到对所学知识融会贯通的效果。另外，学生参加施工工艺和施工管理实习能够发现实际应用中可能产生的现实问题，同时技术指导人员的现场解答和解决问题的方式方法，都是学生们未来解决实际问题的宝贵经验，为学生们未来走向工作岗位打下坚实的基础。“水保工程材料与施工”是水土保持与荒漠化防治专业中开设历史较长的一门专业基础课程。随着当代水土保持与荒漠化防治专业学科的发展与社会需求，在考虑到专业自身特点与应用领域的基础上，“水保工程材料与施工”的内容设置也应与水土保持与荒漠化防治专业相适应。因此，该门课程内容设置应不断深化，以满足和适应社会需求。在课程内容上吸收相关学科和行业的最新发展成果，加快新材料、新工艺和新技术的应用，这就要求教师本身要时刻关注学科发展的前沿，不断更新自己的知识结构，只有这样才能真正的保证教学质量。