打造“土木工程材料”金課的探索與研究

馮瓊 喬宏霞 薛翠真 李瓊 曹輝

摘要：本文在總結(jié)分析土木工程材料課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神為導(dǎo)向，提出了該課程目前在教學(xué)過程中存在的問題。探討了土木工程材料課程教學(xué)改革的方法與措施，主要從教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新、教學(xué)過程評(píng)價(jià)三方面進(jìn)行。相關(guān)改革思路可為全國(guó)高校土木工程人才培養(yǎng)提供一定參考。

關(guān)鍵詞：土木工程材料，金課，教學(xué)改革

由于土木工程材料品種多，知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容分散，授課方式單一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置存在缺陷，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程及實(shí)際生活脫節(jié)等原因，目前土木工程材料課程的講授內(nèi)容、講授形式及教學(xué)效果與成為一門名副其實(shí)的“金課”還存在較大差距，因此，迫切需要針對(duì)現(xiàn)存弊端開展土木工程材料課程的教學(xué)改革。

一、土木工程材料課程存在的主要問題

第一，知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容分散、授課方式單一

土木工程材料課程內(nèi)容豐富，主要涉及土木工程建設(shè)中所用到的多種材料與制品，從無機(jī)類到有機(jī)類，從非金屬類到金屬類，種類繁多，另外還介紹了常用土木工程材料技術(shù)性能指標(biāo)檢測(cè)的試驗(yàn)方法。因此，在學(xué)習(xí)土木工程材料課程過程中普遍感覺知識(shí)點(diǎn)多、信息量大，難以掌握。同時(shí)，課程各章節(jié)之間看似相互獨(dú)立，各種材料在保持各自獨(dú)立的組成、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用范圍等特性。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生盡管可以學(xué)到材料的基礎(chǔ)知識(shí)，卻難以學(xué)會(huì)一些常用的分析問題、解決問題的方法，故學(xué)習(xí)積極性不高。

第二，實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置有所欠缺，教學(xué)內(nèi)容架空

土木工程材料是一門實(shí)踐性強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)課程的安排與設(shè)置尤為重要。目前，土木工程材料課程包括的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為水泥實(shí)驗(yàn)、混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、混凝土用粗細(xì)骨料實(shí)驗(yàn)、瀝青實(shí)驗(yàn)、鋼材實(shí)驗(yàn)及砂漿實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置類型可劃分為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和演示性實(shí)驗(yàn)。盡管實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含了土木工程建設(shè)中常用的幾種材料，但由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)設(shè)置較少，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)僅進(jìn)行最基本性能指標(biāo)的測(cè)試與評(píng)定，缺乏靈活性，學(xué)生無法深入全面地了解常用土木工程材料的所有性能指標(biāo)，在實(shí)際工程中的應(yīng)用更是無從談起。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一，對(duì)其他材料的性能學(xué)生了解太少，更是難以通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深理解。另外，目前多數(shù)任課教師長(zhǎng)期處于學(xué)校教學(xué)環(huán)境之中，缺少參與實(shí)際工程項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，缺乏相關(guān)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致自身知識(shí)結(jié)構(gòu)局限，在教學(xué)過程中難以將教學(xué)內(nèi)容同工程實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系。

二、土木工程材料課程課題教學(xué)改革措施

第一，豐富教學(xué)手段，以教為主向?qū)W為主轉(zhuǎn)變

“教學(xué)之道，互動(dòng)為本”，沒有互動(dòng)的課堂不能稱之為真正的大學(xué)課堂，教師一味地灌輸式教學(xué)導(dǎo)致課程枯燥乏味，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，甚至出現(xiàn)課堂靜悄悄的“水課”現(xiàn)象，教學(xué)效果不盡人意。土木工程材料課程教學(xué)過程中可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式[1]，如在重要知識(shí)點(diǎn)部分拋出問題，引入工程實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生思考回答，鼓勵(lì)學(xué)生上講臺(tái)講述自己觀點(diǎn)與分析，提升學(xué)生的參與感。也可在課堂中增加討論的部分，包括集體討論、分組討論、搶答等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、研究和解決問題的積極性及能力。

例如，在講述混凝土耐久性這一章節(jié)的過程中，設(shè)置討論課，討論題目為：“混凝土暴露環(huán)境相當(dāng)嚴(yán)酷，可以采用哪些措施來改善耐久性？”，討論課程過程如下：首先，將班級(jí)學(xué)生分為幾個(gè)小組進(jìn)行討論，課程在會(huì)議教室進(jìn)行，以營(yíng)造輕松愉悅的氣氛。其次，確定每個(gè)小組的討論主題，如（1）防波堤處于潮差區(qū)與浪濺區(qū)混凝土耐久性問題；（2）西部鹽漬土地區(qū)混凝土耐久性問題；（3）東部沿海地區(qū)混凝土耐久性問題；（4）南方濕熱地區(qū)混凝土耐久性問題。然后，明確討論課程的相關(guān)規(guī)定，劃定學(xué)生討論的主要方面為：（1）該區(qū)域內(nèi)混凝土耐久性能破壞的主要影響因素；（2）混凝土耐久性主要破壞類型；（3）該區(qū)域內(nèi)混凝土耐久性能提升措施；（4）區(qū)域內(nèi)混凝土設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意哪幾方面的問題。學(xué)生可通過手機(jī)、手提電腦查閱相關(guān)資料，課后提交總結(jié)報(bào)告。最后，教師進(jìn)行總結(jié)與評(píng)析，總結(jié)不同環(huán)境下混凝土耐久性破壞以及提高混凝土耐久性能措施的異同，通過加分制度進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生參與討論過程的積極主動(dòng)性。最后，總結(jié)分析這次討論課程的優(yōu)缺點(diǎn)，為下一次討論課程的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

第二，以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果與過程相結(jié)合轉(zhuǎn)變

以往土木工程材料課程的考核主要以結(jié)果評(píng)價(jià)為主，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)以考試分?jǐn)?shù)為目的，完全按照考試重點(diǎn)學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)，嚴(yán)重缺乏自我思考與創(chuàng)新的積極性，思維能力欠缺。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)該注意到過程比結(jié)果更重要的問題。建立多元的考核評(píng)價(jià)體系，而不是“一考定音”。如應(yīng)加大平時(shí)成績(jī)所占比例，提高至60%甚至以上，最終考核成績(jī)只占35%甚至更低。平時(shí)成績(jī)中應(yīng)降低出勤所占比例，提高課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、討論課程中表現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)所占比例，以此弱化單一期末測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有效提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的熱情，大幅度提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。緩解當(dāng)代大學(xué)生普遍存在的平時(shí)不學(xué)習(xí)，期末強(qiáng)沖刺的現(xiàn)象。

第三，拓展課程教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

教學(xué)過程中，教師應(yīng)跟進(jìn)行業(yè)步伐，時(shí)刻關(guān)注行業(yè)新動(dòng)態(tài)，將一些行業(yè)發(fā)展前沿信息及時(shí)傳輸給學(xué)生，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)?？梢匝?qǐng)業(yè)內(nèi)專家或行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀校友通過線上、線下方式，舉辦專業(yè)相關(guān)的最新發(fā)展動(dòng)向共享報(bào)告，讓學(xué)生了解土木工程材料方面最新的研究成果、技術(shù)應(yīng)用情況，達(dá)到拓展教學(xué)內(nèi)容的目的。同時(shí)，還應(yīng)增加相應(yīng)的科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供參與科研實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，進(jìn)而提升課程的靈活性和參與度[2]。例如，在開展科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)的過程中，可以根據(jù)某一科研課題，針對(duì)某種混凝土，給定混凝土面臨的耐久性挑戰(zhàn)，讓學(xué)生自己通過查閱文獻(xiàn)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)耐久性實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)其科學(xué)研究興趣。最后，教師應(yīng)鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參與各類科創(chuàng)競(jìng)賽活動(dòng)，比如全國(guó)混凝土設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生混凝土材料設(shè)計(jì)大賽等，通過比賽過程將土木工程材料課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際問題相結(jié)合，既可鍛煉學(xué)生的實(shí)操能力與創(chuàng)新思維，又可有效拓展教學(xué)內(nèi)容。

結(jié)語

土木工程材料是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)好這門課程可以在土木工程的基本理論學(xué)習(xí)和專業(yè)課程學(xué)習(xí)之間架起一座了解土木工程材料科學(xué)知識(shí)的橋梁，對(duì)學(xué)生后續(xù)進(jìn)行其他相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及從事設(shè)計(jì)、施工等工作有著密不可分的聯(lián)系。通過改革，旨在帶領(lǐng)學(xué)生了解其源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的發(fā)展歷史以及智能化的發(fā)展方向，培養(yǎng)熱愛土木工程材料的情懷。為今后從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作時(shí)，工程應(yīng)用建筑材料提供必要的基本知識(shí)，為能夠合理選擇和使用建筑材料打下良好的理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 錢紅萍，李書進(jìn). 土木工程材料課程教學(xué)改革整體優(yōu)化探討[J].高等建筑教育，2009，18（5）：70-73.

[2] 錢紅萍，李書進(jìn)，蔣曉曙. 基于工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“土木工程材料”教學(xué)改革實(shí)踐[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，24（6）：85-88.

研究項(xiàng)目：2020年蘭州理工大學(xué)高教研究項(xiàng)目：“打造《土木工程材料》金課的探索研究”（GJ2020C-34）；2019年甘肅省高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（甘教高[2019]7號(hào)）；2019年甘肅省本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程-教學(xué)成果培育項(xiàng)目（甘教高[2019]7號(hào)）。

（作者簡(jiǎn)介： 馮 瓊，講師，博士，研究方向：土木工程材料）