摘要：为了培养高水平建材行业从业人员，文章首先简述了“建筑功能材料”课程，然后分析了“建筑功能材料”课程教学现状，最后提出了“建筑功能材料”课程教学改进策略。

　　关键词：“建筑功能材料”课程教学；教学团队；实验项目

　　新形势下，全球新一轮科技革命和产业变革正深刻地影响着包括建材制造业在内的中国制造业[1]，尤其是装配式建筑、智能建造等新的建筑方式对包括建筑功能材料在内的建筑材料提出了新的要求，而传统的建材行业从业者的知识水平和技能已经跟不上时代变化的脚步。因此，我国作为目前世界最大的建筑材料生产国和消费国，面对新的产业变革带来的挑战，亟须培养大量与中国制造业发展相适应的高水平建材行业从业人员。人才培养是高校的根本任务，也是第一职能。建设高水平人才培养体系是高校提高人才培养质量的重要保障，也是高校一项复杂的系统工程。其中，课程设置和教学内容是人才培养体系的核心要素[2-5]。“建筑功能材料”课程是建筑材料相关专业的核心课程之一，唯有紧跟学科前沿和行业产业发展步伐，淘汰过时、陈旧的教学内容，把最新的科研成果和前沿技术引入教学，重构全新的课程体系，实现课程体系的与时俱进，才能满足新形势下建材行业发展对高水平人才的需求。

　　一、“建筑功能材料”课程简述

　　“建筑功能材料”课程主要介绍各类建筑功能材料的基本概念，制备原理，组成、结构与性能，常见品种类型，选用原则及施工要点等知识[6]。通过“建筑功能材料”课程教学，学生要掌握建筑功能材料的理论知识，加深对建筑功能材料组成、结构与性能的认识，同时要培养学生设计、制备、研究、检验建筑功能材料及制品的基本技能，使其初步具备分析、解决与建筑功能材料有关的工程技术问题的能力，从而为今后的科学研究、生产实践打下良好的基础。

　　“建筑功能材料”课程在建筑材料专业人才培养体系中具有重要地位。众所周知，土木工程泛指各类建筑工程、道路桥梁工程、水利工程等建设性工程。而土木工程的物质基础是建筑材料，在人类生产和生活中占有极为重要的地位。建筑材料的种类繁多，根据使用功能，可将建筑材料分为建筑结构材料和建筑功能材料。建筑结构材料主要是指能够在建筑中承重的材料，如梁、板、柱等用到的材料，常见的有木材、石材、混凝土、钢材等。建筑功能材料主要是指具有某些特殊功能（如防火、防水、保温、隔热、隔声等）的非承重用的材料，决定着建筑物的使用功能和品质。随着生活水平的提高与现代工业技术的发展，人们对建筑物使用功能提出各种各样的新要求，由于全面改善及扩大人类工作与生存空间势在必行，未来的建筑结构材料将在各种苛刻的环境条件下使用，需要满足越来越高的安全、舒适、美观、耐久及节能的需求。建筑物的各种功能在很大程度上要靠建筑功能材料实现。因此，“建筑功能材料”课程教学对建筑材料专业方向学生的培养也承担着越来越重要的使命[7-8]。目前，“建筑功能材料”课程在国内多所高校（包括同济大学、东南大学、西安建筑科技大学、重庆大学、湖南大学、哈尔滨工业大学、青岛理工大学、安徽建筑大学、天津城建大学等）土木工程学院的土木工程材料专业及材料科学与工程学院的建筑材料专业、无机非金属材料专业等均有开设，是高年级本科生的一门专业必修课程。

　　二、“建筑功能材料”课程教学现状

　　以重庆大学（以下简称“我校”）为例，“建筑功能材料”课程是材料科学与工程学院建筑材料专业高年级本科生的一门专业必修课程，是一流专业核心课程群的重要组成部分。“建筑功能材料”课程是在已经开设了20多年的“化学建材”课程基础上发展而来的，具有悠久的开课历史。“建筑功能材料”课程教学内容也在不断更新与改革，之前的“化学建材”课程主要介绍建筑塑料、建筑涂料和建筑防水材料的性能特点、原材料组成与配方技术、生产加工工艺、规格品种和施工方法等方面的基本知识，现在的“建筑功能材料”课程则是在“化学建材”课程涵盖的建筑塑料、建筑涂料和建筑防水材料的基础上，增加了建筑保温隔热材料、建筑窗用节能材料、建筑声学材料和建筑防火材料等章节内容，课程内容与之前相比更加丰富。然而“建筑功能材料”课程教学过程中仍存在一些问题，具体如下。

　　（一）章节知识体系跨度大，且学时有限，使学生难以学通透

　　目前，“建筑功能材料”课程主要包括绪论、建筑塑料、建筑涂料、建筑防水材料、建筑保温隔热材料、建筑窗用节能材料、建筑声学材料和建筑防火材料八个章节。除了绪论，各个章节讲述的内容都是不同功能的建筑材料，涉及有机化学、高分子材料、无机非金属材料、材料加工、声学、热学、光学、火灾等领域[9]，知识面比较广，因此章节与章节之间过渡时跨越比较大，如上一章建筑声学材料还在介绍声音是如何产生、传播和接收，声音与材料之间如何作用以实现吸声和隔声的声学问题，而下一章建筑防火材料则主要介绍材料的燃烧、阻燃与防火的热学和燃烧学问题，两章的内容相对比较独立。概言之，该课程存在每个章节都可以单独成一门课的问题，但总学时是有限制的，因此无论是教师教起来还是学生学起来都无法深入，且大部分教学内容仅停留在一些基本概念和基本原理的介绍上。

　　（二）课程名称新颖，但内容较陈旧

　　“建筑功能材料”课程的主要内容是针对不同材料的功能作介绍，但缺乏一些最新的、前沿的建筑功能材料内容的介绍环节，虽然从课程名称上来看这门课程显得比较新，比较有吸引力，但是每种类型的建筑功能材料包含的内容都是一些比较传统、陈旧的知识。例如，建筑防火涂料主要还是在介绍传统的卤素阻燃或典型的“酸源—碳源—气源”膨胀型阻燃体系，而对一些新型的微纳梯度结构防火涂层、气凝胶防火涂层、仿生阻燃涂层等缺乏介绍。又如，建筑保温隔热材料还在大篇幅地介绍聚苯乙烯（PS）泡沫保温材料、硬质聚氨酯（PU）泡沫、水泥膨胀珍珠岩/膨胀蛭石制品、聚苯颗粒保温砂浆等传统的有机或无机外墙保温材料，但新出的政策已经发生了很大的变化，像有的地方已经禁止采用薄抹灰外墙外保温系统和仅通过粘结锚固方式固定的外墙保温装饰一体化系统，而“非承重墙体切块自保温[10]、结构与保温一体化[11]、预制保温外墙板[12]”等墙体自保温技术已成为当前提倡的建筑保温模式。对于聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等传统的外墙保温材料，若在某些地方政策规定中已经限制使用，那其在课程内容中所占的篇幅就应该进行相应的缩减。由此可见，该课程存在现有课程内容与日新月异的新材料发展、新政策变化等脱节的问题，因此应该根据最新发展要求增加新的知识内容的篇幅，缩减一些陈旧的知识内容的课时。

　　（三）教学形式单一，学生积极性不高

　　目前，“建筑功能材料”课程的理论教学共有48学时，由两位教师分别承担24学时的教学工作，主要采取的教学形式为教师在讲台上以PPT形式进行讲解，并不时进行提问的传统单向授课模式，学生参与讨论的积极性不高。两位教师讲课风格也有所差异，加之课程章节之间的知识内容跨度较大且各章节的学时有限，给学生造成“不停地在换章节”“不停地在换教师”的顿挫感。虽然在前期的教学过程中引入了学生分组查资料后选代表在课堂上进行PPT汇报的环节，这种模式学生也反馈效果较好，但比较耗时，课程整体缺乏系统的教学设计。另外，在大三、大四阶段，很多学生忙于准备考研、找工作等，往往难以全程投入课程内容的学习，一些学生可能在复习其他考试的内容等，因此如果教学仅采用单一授课形式，很难提高学生的积极性和参与度，学生的抬头率和真正的听课率都不高。如果教学形式设计得比较合理，让多数学生参与课堂教学过程，将提高学生对该课程内容的学习效果。

　　（四）实验教学项目分布不均衡，亟须改造升级和更新

　　目前，“建筑功能材料”实验项目包括建筑涂料涂膜的制备、建筑涂料涂膜的耐洗刷性测试、建筑涂料涂膜的耐粘污性测试、防水材料力学性能测试。四个实验涉及的理论知识包含在建筑涂料、建筑防水材料两个章节中，且主要集中在建筑涂料一章。而与建筑塑料、建筑保温隔热材料、建筑窗用节能材料、建筑声学材料和建筑防火材料等章节匹配的实验项目较为欠缺，不能有效地加深学生对该部分章节知识内容的直观理解和掌握。因此，“建筑功能材料”实验教学项目亟须改造升级与更新。

　　（五）教学内容主要以PPT为主，缺乏匹配的教材

　　以我校材料科学与工程学院为例，目前没有针对“建筑功能材料”课程所讲章节的对应教材，学生主要的学习资料是教师的PPT。与教材相比，PPT主要是将课程章节内容的知识进行图文并茂的展示，不能系统地描述所有的知识内容。另外，虽然有参考教材，但还是缺乏与“建筑功能材料”课程大纲一致的教材。因此，编写一本与本专业培养目标相适应的“建筑功能材料”课程教材是非常有必要的。经过调研，目前市面上关于建筑功能材料的教材共有7本，包括1998年姜继圣等主编的《建筑功能材料及应用技术》（章节包括绪论、建筑绝热、吸声材料、建筑防水材料、建筑嵌缝密封材料、建筑防火材料、建筑防腐蚀材料）；2000年张雄主编的《建筑功能材料》（章节包括绪论、建筑防火材料、建筑防水材料、建筑保温隔热材料、建筑声学材料、建筑光学材料、建筑加固修复材料、功能混凝土）；2004年马保国等主编的《建筑功能材料》（章节包括绪论、建筑保温隔热材料、建筑防水材料、建筑防火材料、建筑光学材料、建筑声学材料和功能混凝土）；2009年张雄等主编的《现代建筑功能材料》（章节包括绪论、建筑防火材料、建筑防水材料、建筑声学材料、建筑光学材料、建筑保温隔热材料、建筑加固修复材料、功能混凝土、建筑功能砂浆、建筑节能材料）；2012年张松榆等主编的《建筑功能材料》（章节包括绪论、建筑功能材料的基本参数、建筑纳米功能材料、建筑智能材料、建筑嵌缝密封材料、建筑防火材料、建筑防腐蚀材料、建筑耐磨材料、建筑光学材料、建筑声学材料）；2013年马一平等主编的《建筑功能材料》（章节包括防水材料、绝热材料、防腐材料、防火材料、吸声材料和隔声材料、装饰材料、绿色建材）；2017年万小梅等主编的《建筑功能材料》（章节包括绪论、保温隔热材料、防水材料、建筑光学材料、防火材料、吸声隔声材料、建筑加固修复材料）。从各教材中各章节出现的频次来看，出现3次以上且由多到少的顺序依次为绪论（7次）、建筑防火材料（7次）、建筑防水材料（6次）、建筑声学材料（6次）、建筑保温隔热材料（6次）、建筑光学材料（5次）、建筑防腐蚀材料（3次）、建筑加固修复材料（3次）和功能混凝土（3次）。这也从侧面反映了各类建筑功能材料的重要程度。

　　三、“建筑功能材料”课程教学改进策略

　　针对“建筑功能材料”课程教学的现状，以及新形势下全球新一轮科技革命和产业变革对能够适应和引领未来的建材类高素质创新型人才的需求，以我校为例，“建筑功能材料”课程教学团队经过广泛调研，提出以下教学改进策略。

　　（一）教学团队层面

　　“建筑功能材料”课程涉及的教学内容体系涵盖的范围比较广，属于学科交叉课程体系，包含防火、防水、声学、绝热、光学、防腐、加固修复、混凝土等内容，涉及有机化学、高分子材料、无机非金属材料、火灾学、建筑物理、热能工程、光学、电学等学科领域。目前承担该课程教学工作的教师的学科背景主要是高分子材料和火灾学，其虽然对高分子材料和建筑防火材料等内容比较熟悉，自身也有丰富的科研经历，在讲课的时候一些相关的科研案例可以信手拈来，但对无机非金属材料、声学、电学等学科领域的知识储备还不够，因此对该部分内容的讲解就比较生硬、枯燥。由此可见，一方面现有教师需要加强对非本人研究领域知识的学习，另一方面需要建设具有防火、防水、声学、绝热、光学、防腐、加固修复、混凝土等多学科领域研究背景的课程教学团队。目前，我校材料科学与工程学院已经引进了1名在国外承担过高分子材料、阻燃材料、自修复材料、智能材料与结构等领域相关研究项目的青年教师，可承担建筑防火材料、建筑智能材料与结构相关章节的教学。未来还会继续引进从事材料表面性能如超疏水仿生涂层、建筑光学节能材料等研究领域相关工作的青年学者来承担建筑防水材料等方面的章节教学。只有组建起与本课程各功能材料相关的学科交叉的教学团队，才能够促使教师把课程知识讲得更加深入和通透。

　　（二）配套教材层面

　　随着技术的进步和社会的发展，具有特定功能的各种建筑材料层出不穷，建筑功能从以前的保温、防水、防火和隔声等，已经发展到智能化、环境净化、电磁屏蔽等，同时很多具有特定功能的材料已不只用于房屋建筑领域，在隧道、地下工程、道路与桥梁工程、市政工程、铁路工程、军事工程等领域均有应用。该领域的材料及产品具有更新速度快、种类繁多等特点。建筑功能材料涉及的新技术和新工艺日新月异，相关的标准规范也在不断发布和更新，因此，对于“建筑功能材料”课程来说，编写一本涵盖近年来土木工程领域发展得较为成熟的各种功能材料的研究和应用最新成果的与时俱进的教材十分有必要。目前，我校正在与20余所高校共同编写“建筑功能材料”课程的配套教材，且让最熟悉建筑功能材料的教师来编写，期待该教材出版之后能够更加有效地助力学生对“建筑功能材料”课程相关知识的理解和掌握。

　　（三）教学内容层面

　　之前的“建筑功能材料”课程教学大纲主要包括绪论、建筑塑料、建筑涂料、建筑防水材料、建筑保温隔热材料、建筑窗用节能材料、建筑声学材料和建筑防火材料八个章节，但从目前市面上现有的教材来看，章节内容基本上都是关于某个功能的建筑材料，没有涵盖建筑塑料和建筑涂料等基础知识。因此，结合前面对现有教材章节内容的综合分析，将教学大纲章节内容修订为绪论、建筑装饰材料、建筑防水材料、建筑防火材料、建筑声学材料、建筑热工材料、建筑光学材料、建筑电性材料和其他建筑功能材料九个章节。这样既包含了比较重要的传统建筑功能材料，也可将一些新型、前沿的建筑功能材料放在第九章“其他建筑功能材料”中进行讲解。另外，没有包含建筑加固修复材料和建筑防腐蚀材料是为了避免与本专业的另一门专业课“结构防护与修复材料及技术”内容重复。当然，其他高校的培养方案中如果没有“结构防护与修复材料及技术”这门课，也可以将建筑加固修复材料和建筑防腐蚀材料纳入“建筑功能材料”课程知识章节范围。

　　（四）教学案例层面

　　“建筑功能材料”课程教学中，建筑功能材料种类繁多，每种功能材料具体用在建筑空间的什么部位、发挥什么作用，对学生来讲容易混淆。因此，在理论课教学过程中引入一些真实的案例，可以加深学生对知识的直观理解。例如，我校材料科学与工程学院建材系委托某公司录制了一些建筑防水材料生产和应用的本科生实习教学视频，包括聚氨酯防水涂料全自动生产线、瓷砖胶全自动生产线、热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材全自动生产线、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体（SBS）改性沥青防水卷材生产线、高密度聚乙烯（HDPE）卷材预铺反粘防水系统地下标准化施工、TPO防水卷材屋顶系统施工等现场教学视频。将这些现场教学视频作为教学案例应用在新一届学生须学习的“建筑功能材料”课程中的建筑防水材料教学过程中，可以让学生更加直观地了解所学知识。概括来说，收集每种建筑功能材料的最新科学研究成果和具体工程应用案例，并将这些素材穿插引入对应的章节教学，或者作为课外学习资料让学生自行学习，可以很好地实现理论与实践的结合，使学生对该知识的掌握变得更加牢靠和全面。

　　（五）实验项目层面

　　由于建筑功能材料涉及的具体材料种类繁多，且加上实验学时的限制，“建筑功能材料”课程实验项目不可能涵盖所有的建筑功能材料，但可以在现有的以建筑涂料和建筑防水材料为主的实验项目基础上，增加建筑防火材料、建筑保温隔热材料等方面的实操或演示实验项目，如建筑材料燃烧性能实验、防火涂料性能实验、高分子材料阻燃性能实验、建筑保温材料制备实验、建筑保温材料导热性能测试实验等，其他建筑功能材料相关的实验项目也可以陆续进行建设。同时，在具体实操和演示实验项目的基础上，对于一些现有实验室条件难以满足给学生开实验课的情况，可以建设虚拟仿真实验或制作实验教学视频，让学生在线上进行实验内容的学习[13]。另外，为了提升学生的动手实践能力，在实验教学设计中，教师应该提升实验的挑战度，如在实验步骤讲解过程中，可以设计问题，先抛出一些相关的问题让学生思考，再让学生带着问题动手进行实验，而不是按部就班地参照实验指导书完成实验过程。这样虽然实验进行得会比较快，但学生在实验的过程中思考不够，可能不会留下深刻的印象，进而无法促进学生对课堂理论知识的深入理解和掌握。

　　（六）教学评价层面

　　“建筑功能材料”课程以往的教学评价主要以期末考试的试卷成绩为主，而且本门课考试方式为开卷考试，这种评价方式很容易导致学生出现“临时抱佛脚”现象，即平时不认真学习，只在考试前几天突击复习，进而使得教师无法科学准确地评判课程教学效果。对于这一情况，教师应该在系统总结“建筑功能材料”课程特点的基础上，结合课程教学实践，建立形成性评价和最终期末考试评价相结合的教学评价体系。其中，形成性评价是指教师在教学过程中为了解学生学习情况而进行的学习效果评价，这样教师可以随时了解每个学生的学习情况，及时给学生反馈或做出教学调整，以促使学生更好地学习[14]。“建筑功能材料”课程可通过平时作业、期中测验、课堂学习、自主学习、专题汇报等方式进行形成性评价。这样一方面可督促学生加强学习，另一方面也可以让一些跟不上课程进度的学生及时跟上教学进度。形成性评价能够充分体现“以学生为中心”的教育理念，教师能够根据教学效果实时进行相应的教学调整，使师生的教学行为和效果始终保持良好状态。

　　四、结语

　　作为建筑材料专业方向本科生的专业核心课程，“建筑功能材料”课程教学进行持续改进是十分必要和重要的。通过将传统的单向授课教学模式改为“以学生为中心”的多元复合型教学模式，加强教学团队建设，重构课程知识体系，加强配套教材建设，将最前沿的科学研究成果和最新的工程实际应用案例引入教学过程，升级与更新实验教学项目，加强课程形成性评价等，打造一流本科课程，以满足新一轮科技革命和产业变革催生的建材行业新生产方式、组织形态和商业模式等对建材领域高素质创新型人才的需求，是“建筑功能材料”课程教师当前的重要任务，需要持续贯彻落实。

参考文献：

　　[1]石常军.新一轮科技革命和产业变革对建材行业人才需求的影响[J].中国建材,2020(10):97-100.

　　[2]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9.

　　[3]张坚豪,谢雯瑜.“金课”的内涵理解及建设策略[J].黑龙江工程学院学报,2020,34(2):65-68.

　　[4]董立平.关于大学课程建设与改革的理论探讨:基于中国大学“金课”建设的反思[J].大学教育科学,2019(6):15-22,120.

　　[5]薄蓉蓉,冷明祥.高校“金课”建设的基本认知、现实困境与实践路径[J].黑龙江高教研究,2019,37(8):141-144.

　　[6]覃忠琼,徐文总,李真,等.基于OBE的“建筑功能材料”教学方法探索[J].安徽化工,2021,47(2):135-137,142.

　　[7]孙振平,马一平,肖飞鹏.建筑功能材料课程教学方法改革与成效[J].教育信息化论坛,2022(1):51-53.

　　[8]任启芳,谭京梅,丁益.“建筑功能材料”智慧课堂的教学设计探索[J].合肥师范学院学报,2019,37(6):114-116.

　　[9]花蕾,潘晓燕,高蕊,等.多元化教学手段在工科专业课程教学中的改革与实践:以《建筑功能材料》课程为例[J].教育教学论坛,2018(27):114-116.

　　[10]本刊讯.重庆加强墙体自保温技术体系推广应用[J].墙材革新与建筑节能,2018(10):11.

　　[11]冯晓翠.绿色环保建筑外墙结构节能保温一体化技术运用推广探析[J].科技风,2018(1):111.

　　[12]杨镇州,盛林峰,杨杰.钢结构住宅全预制保温外墙板施工技术研究[J].绿色建筑,2021,13(6):85-86,90.

　　[13]程捷,闫红强,方征平,等.虚拟仿真项目在高分子材料与工程专业实验教学中的实践[J].高分子通报,2021(8):63-68.

　　[14]孟威,斯松华,王永强,等.“金属材料学”课程教学改革创新与实践[J].西部素质教育,2018,4(6):135-136.