《土木工程材料》課程建設(shè)思考分析

◇四川師范大學(xué)工學(xué)院 王 睿 段翠娥 劉佳璇 于?，?王 超

本文從所授課程《土木工程材料》的教學(xué)實(shí)際出發(fā)，基于當(dāng)下大學(xué)生的思維特點(diǎn)以及課堂基本情況，提出一系列此門(mén)課程在教學(xué)中存在的問(wèn)題，同時(shí)針對(duì)發(fā)現(xiàn)的此類(lèi)問(wèn)題，就如何打破傳統(tǒng)授課方式，更好地與時(shí)代接軌，引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考，培養(yǎng)高質(zhì)量工科人才進(jìn)行多方面的探索與實(shí)踐，最終總結(jié)出打造優(yōu)質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、重塑授課內(nèi)容、改革教學(xué)秩序和方法及考試方法等教學(xué)建議和參考，旨在提升該門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 引言

《土木工程材料》課程是土木類(lèi)、水利類(lèi)等工科專(zhuān)業(yè)的重要核心基礎(chǔ)課[1]。目前在我校工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)、土木工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃中占有重要的地位，前有大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、工程造價(jià)概論、建筑識(shí)圖等基礎(chǔ)課程作為鋪墊，后有工程力學(xué)、房屋建筑學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)等專(zhuān)業(yè)課程加以運(yùn)用，因而學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度將對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響。

《土木工程材料》課程原本以一些基礎(chǔ)材料為主要內(nèi)容。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生們可熟悉工程中常用材料，了解其生產(chǎn)流程、成分及結(jié)構(gòu)，進(jìn)而掌握其對(duì)應(yīng)性質(zhì)[2]，尤其土木工程材料的物理力學(xué)性能方面，并在此基礎(chǔ)上初步具備合理選用材料的基本能力。同時(shí)，通過(guò)該課程試驗(yàn)配套的開(kāi)展，掌握基本的儀器操作、試模制作以及混凝土拌制等，深刻理論教學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，對(duì)材料的性能建立更加直觀的認(rèn)識(shí)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科的交叉及多元化，該課程所涵蓋的內(nèi)容也更加豐富[3]。前沿的技術(shù)、工藝越來(lái)越多的應(yīng)用于土木工程材料的研制開(kāi)發(fā)，使得其發(fā)展日新月異。不僅材料原有的性能，如耐久性能、力學(xué)性能等得到了提高，而且實(shí)現(xiàn)了土木工程材料在強(qiáng)度、節(jié)能、隔音、防水、美觀等方面多功能的綜合。同時(shí)，當(dāng)代大學(xué)生思維活躍，社會(huì)參與意識(shí)和自我意識(shí)均在增強(qiáng)，如何打破傳統(tǒng)講授式授課方法、改進(jìn)課堂教學(xué)方式以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維[4]等是我們需要思考的問(wèn)題。

2 《土木工程材料》課程的特點(diǎn)及存在問(wèn)題

我?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程是面向造價(jià)類(lèi)、土木類(lèi)學(xué)生開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程涉及內(nèi)容龐雜且瑣碎，是典型的理論教學(xué)與試驗(yàn)教學(xué)高度融合的課程，為進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)院配套土木工程材料實(shí)驗(yàn)室，為試驗(yàn)教學(xué)的完善與發(fā)展提供了可能。在此基礎(chǔ)上，課程向綜合化發(fā)展，實(shí)驗(yàn)課時(shí)占比為25%。但對(duì)應(yīng)專(zhuān)業(yè)低年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，課程涉及的材料領(lǐng)域廣、基本概念多，與學(xué)生們已有的知識(shí)儲(chǔ)備之間有較大的差距，因而對(duì)該課程會(huì)有繁雜難懂的印象，大大降低了學(xué)習(xí)興趣并影響了教學(xué)效果。作者通過(guò)五年以來(lái)對(duì)該課程的授課，總結(jié)出該門(mén)課程存在的主要問(wèn)題如下所示。

（1）課程體系內(nèi)容因循守舊。該問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面，教材內(nèi)容與課程銜接。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，土木工程中新材料、新工藝也有很大的變化。而現(xiàn)有該門(mén)課程的教材主要以一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)性內(nèi)容為主，反映工程用新材料和材料的新工藝新用途方面的內(nèi)容占比較少。另外《土木工程材料》與授課學(xué)生的其他課程銜接不夠，教學(xué)過(guò)程并沒(méi)有充分考慮學(xué)生知識(shí)體系形成，沒(méi)有密切結(jié)合授課學(xué)生的實(shí)際，形成教學(xué)內(nèi)容的融會(huì)貫通。

（2）教學(xué)方法和教學(xué)手段缺乏創(chuàng)新。該課程與學(xué)生之前的學(xué)習(xí)課程有明顯的不同，該門(mén)課程中會(huì)涉及到多種材料的生產(chǎn)、特性以及應(yīng)用，而在這個(gè)年級(jí)的學(xué)生對(duì)實(shí)際材料的知識(shí)儲(chǔ)備極少，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏，無(wú)法有效將學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合。傳統(tǒng)課堂教學(xué)以灌輸知識(shí)為主，在此基礎(chǔ)上，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，不愿意主動(dòng)思考，課堂氣氛沉悶[2]。學(xué)生通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的死記硬背只能起到短期內(nèi)達(dá)到應(yīng)付考試的目的，無(wú)法做到學(xué)以致用，融會(huì)貫通，不利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維能力。此外，這種教學(xué)方式對(duì)任課教師具有反向作用，沉悶的課堂氣氛會(huì)降低任課教師的積極性。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的限制性。該課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握。本課程的試驗(yàn)主要為材料的基本性質(zhì)試驗(yàn)、水泥試驗(yàn)、混凝土試驗(yàn)、鋼筋混凝土試驗(yàn)等。雖然實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)幫助學(xué)生有一定程度的認(rèn)識(shí)，但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員的限制，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生只能機(jī)械死板地按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且大多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不具備太大的思維難度，這與《土木工程材料》課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)還有一定的距離。

（4）教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)相對(duì)薄弱。該課程作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課中內(nèi)容涉及面廣，且與專(zhuān)業(yè)應(yīng)用有密切的聯(lián)系。作者在入職之初便開(kāi)始擔(dān)任該門(mén)課程的主講教師，并不具備課程中所囊括的各種材料在實(shí)際的應(yīng)用范圍，無(wú)法滿足該門(mén)課內(nèi)容特點(diǎn)。相比之下，一些該專(zhuān)業(yè)比較強(qiáng)的學(xué)校已形成一定規(guī)模的土木工程材料教學(xué)團(tuán)隊(duì)，比如重慶大學(xué)、青島理工大學(xué)，在愛(ài)課程網(wǎng)上可搜索到資源共享課，在這些團(tuán)隊(duì)中的教師通常每人負(fù)責(zé)探索與研究一個(gè)或兩個(gè)與自身研究相關(guān)的材料并形成教學(xué)體系，將實(shí)際應(yīng)用全面完整地傳達(dá)給學(xué)生，較好完成教學(xué)任務(wù)。

3 應(yīng)對(duì)措施與教學(xué)實(shí)踐

針對(duì)上述《土木工程材料》課程中存在的問(wèn)題，我院特成立了《土木工程材料》課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)。

3.1 打造優(yōu)質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

優(yōu)秀的教師團(tuán)隊(duì)是保證課程教學(xué)達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的必備條件。該課程確定課程負(fù)責(zé)人后，由課程負(fù)責(zé)人與院系主管人員共同商定教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員。確定主要組成成員4人，其中副教授2人，講師2人，均具有博士學(xué)位。課程負(fù)責(zé)人王睿老師從入職以來(lái)一直講授該門(mén)課程，熟悉該門(mén)課程的特點(diǎn)以及講授過(guò)程中需要注意的重難點(diǎn)。講課效果良好，根據(jù)教學(xué)評(píng)教統(tǒng)計(jì)，連續(xù)兩年優(yōu)良率為98%。于?，摾蠋煘橄抵魅危瑢?duì)于工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)有整體的把控，具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。段翠娥博士以及王超博士在自己的研究領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)秀。三位老師參與的其他主講課程也均為《土木工程材料》的后續(xù)延伸課程，與其具有很強(qiáng)的相關(guān)性。通過(guò)多次的交流針對(duì)該課程重難點(diǎn)講解進(jìn)行規(guī)劃，交流講課感受，解決實(shí)際問(wèn)題。這種團(tuán)隊(duì)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，讓大家得到共同成長(zhǎng)。

3.2 優(yōu)化授課內(nèi)容和試驗(yàn)教學(xué)

根據(jù)我校的定位以及學(xué)生專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，將一些具有代表性的最新應(yīng)用材料引入課程教學(xué)，并注重知識(shí)體系的思想性、科學(xué)性和時(shí)代性，圍繞課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，集中備課、統(tǒng)一課件，提升團(tuán)隊(duì)整體教學(xué)水平。

為了提高教學(xué)質(zhì)量，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，有效提高學(xué)生的試驗(yàn)實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力，我們旨在進(jìn)行本課程的綜合實(shí)驗(yàn)改革。將實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，除了必做的實(shí)驗(yàn)之外，學(xué)生可結(jié)合課堂講授內(nèi)容參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)制定實(shí)驗(yàn)方案，并與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師溝通商定以確保其可行性。為保證實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用，指導(dǎo)教師可提前將操作視頻、注意事項(xiàng)發(fā)送到雨課堂平臺(tái)，并在課上統(tǒng)一集中講解之后，由學(xué)生自己操作，老師起輔助監(jiān)督作用，其實(shí)驗(yàn)成績(jī)由現(xiàn)場(chǎng)操作成績(jī)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合給出。

3.3 改革教學(xué)秩序和教學(xué)方法

合理的教學(xué)秩序是保證教學(xué)順利開(kāi)展的必要條件，對(duì)此進(jìn)行如下改進(jìn)：①建立教學(xué)計(jì)劃（P）-課程實(shí)施（D）-檢查評(píng)估（C）-總結(jié)改進(jìn)（A）運(yùn)行機(jī)制[5]；②教學(xué)大綱、考試大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一直持續(xù)修訂，并在每學(xué)期開(kāi)始教學(xué)前編寫(xiě)內(nèi)容詳實(shí)的課程實(shí)施大綱，作為學(xué)生們預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的重要輔助資料，在考試大綱中明確課程成績(jī)組成以及主要考試題型；③加強(qiáng)多渠道過(guò)程監(jiān)控：督導(dǎo)+同行+領(lǐng)導(dǎo)+學(xué)生的課堂評(píng)價(jià)。

從傳統(tǒng)的以教為中心向以學(xué)為中心轉(zhuǎn)變，以提升教學(xué)效果為目的，因材施教，運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)字化教學(xué)工具，結(jié)合雨課堂有效開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)方式[6-7]。具體如下：①?gòu)?qiáng)化教學(xué)環(huán)節(jié)過(guò)程管理。結(jié)合雨課堂的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過(guò)程管理，課前可以發(fā)布教學(xué)資料便于預(yù)習(xí)，課中可進(jìn)行考勤以及知識(shí)點(diǎn)檢驗(yàn)等，課后可布置作業(yè)并監(jiān)督提交、完成作業(yè)批改等工作[8]；②課堂教學(xué)過(guò)程注重師生互動(dòng)性，充分利用趣味活潑的視頻、圖片、PPT等多種自媒體技術(shù)手段展示材料制造工藝過(guò)程，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)各種材料從感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)發(fā)展；③實(shí)驗(yàn)注重探索性和挑戰(zhàn)性，如在某階段學(xué)習(xí)某種材料時(shí)，將班上進(jìn)行3-5人分組，讓各小組提前搜集關(guān)于該材料的特性及其應(yīng)用的相關(guān)資料并進(jìn)行小組討論和總結(jié)，匯總并整理出難以解決的或是不能理解的問(wèn)題，將小組成果制作成PPT，在課上每位小組輪流派代表進(jìn)行材料匯報(bào)和提出本組疑惑，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問(wèn)題能力；④課外學(xué)習(xí)注重拓展性，可結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)+等項(xiàng)目，為學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)；⑤基于本課程的中國(guó)大學(xué)MOOC在線課程，及時(shí)引入?yún)⒖假Y料，實(shí)現(xiàn)線上線下、課內(nèi)課外全方位的互動(dòng)式教學(xué)管理，提升學(xué)生個(gè)性化自主學(xué)習(xí)能力。

3.4 實(shí)現(xiàn)考試方法改革

在本人授課初期，該課程成績(jī)由兩部分按比例組成，即平時(shí)成績(jī)30分+期末卷面70分組成，其中平時(shí)成績(jī)包括出勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)等。這種方式雖然在一定程度上能夠調(diào)動(dòng)課堂積極性，但根據(jù)相關(guān)的研究顯示，針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容在一定時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行測(cè)試會(huì)起到比較好的效果，因此原本只依賴期末進(jìn)行測(cè)試的方式實(shí)際上降低了知識(shí)點(diǎn)的有效掌握。隨著線上線下教學(xué)開(kāi)展，過(guò)程化考核的方便性以普及性，因此線上線下混合式教學(xué)采取了與其匹配度更高的多元化考核模式：①課堂討論（含考勤和課堂互動(dòng)，占比10%左右）；②課后作業(yè)（含習(xí)題以及分析報(bào)告，占比10%左右）；③過(guò)程化考核（含課程實(shí)驗(yàn)和教學(xué)過(guò)程中的測(cè)試和小組匯報(bào)情況，占比20%～30%）；④期末閉卷成績(jī)（含理論知識(shí)、案例分析，占比50%左右）。該模式更加注重了教學(xué)過(guò)程中的參與度與完成質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生重視平時(shí)學(xué)習(xí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題能力起到了積極的導(dǎo)向作用，也有益于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。

4 結(jié)束語(yǔ)

《土木工程材料》課程建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，在教學(xué)實(shí)踐中團(tuán)隊(duì)成員要勇于在教學(xué)實(shí)踐中探索與思考，不斷改革與完善現(xiàn)有教學(xué)模式。在“教”與“學(xué)”的過(guò)程中，加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合，讓學(xué)生意識(shí)到材料發(fā)展與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的緊密聯(lián)系，建立民族自豪感，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，注重學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在具體的學(xué)習(xí)生活實(shí)踐中培養(yǎng)、形成和提升他們崇高的人生價(jià)值觀。