“中國式教育現(xiàn)代化”背景下土木工程材料課程教學(xué)改革探索

鄭 召

（西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 四川 綿陽 621010）

黨的二十大報告指出，中國式現(xiàn)代化是中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下的社會主義現(xiàn)代化。我國當(dāng)下所形成的教育現(xiàn)代化的探索與實踐從屬于中國式現(xiàn)代化，是人口規(guī)模巨大、全體人民共享、高質(zhì)量發(fā)展的教育現(xiàn)代化[1]?！吨袊逃F(xiàn)代化2035》是我國第一個以教育現(xiàn)代化為主題的中長期戰(zhàn)略規(guī)劃，它的戰(zhàn)略任務(wù)之一是“發(fā)展中國特色世界先進水平的優(yōu)質(zhì)教育”[2]。

教育現(xiàn)代化改革是新時代的必然要求，也與學(xué)科“四新”建設(shè)的目標(biāo)相一致。進入新時代，房地產(chǎn)和土木工程行業(yè)仍是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，土木工程材料是土建類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，土木工程材料的發(fā)展為土木工程建造技術(shù)的革新提供了有力支撐。在“中國式現(xiàn)代化”和“新工科”建設(shè)背景下，土木工程材料課程亟須進行改革探索，確?，F(xiàn)代化建設(shè)過程中土木工程建造技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展，并推動土木工程行業(yè)向“智能建造”方向轉(zhuǎn)型升級。

1 土木工程材料課程教學(xué)過程中存在的典型問題

目前，土木工程材料相關(guān)教材中涉及的內(nèi)容都較為寬泛，包含了從金屬材料到非金屬材料、無機膠凝材料到有機高分子材料、木材到石材等建筑功能材料，并且針對每一種材料都進行了從原材料組成、反應(yīng)過程和機理、應(yīng)用性能、耐久性提升等全方位的論述。課程內(nèi)容的設(shè)計導(dǎo)致教師授課過程中節(jié)奏太快，很多知識點只能蜻蜓點水式地講解，很難講透。而學(xué)生盡管聽得多、看得多，但真正能理解性掌握的知識太少，絕大部分都是靠記憶力背誦。

另外，龐大的知識點體系使得授課課時捉襟見肘，缺少典型案例的講解，相關(guān)知識點與實際工程應(yīng)用的結(jié)合還不夠，學(xué)生無法深入理解土木工程材料的重要性及其與土木工程建造技術(shù)之間的相關(guān)性。大量知識點堆積式的講解也使得課堂的生動性不夠，知識點顯得枯燥無味，課堂喪失了活力。目前的教學(xué)方式依舊是以教師講授為主的“填鴨式”教學(xué)，課堂演示部分較少，課堂教學(xué)與實踐教學(xué)分離，導(dǎo)致學(xué)生動手能力較差，缺少思考意識和創(chuàng)新意識。

土木工程材料的質(zhì)量與施工技術(shù)直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全性，如果在課堂上不能抓住學(xué)生的注意力并引起學(xué)生對課程的足夠興趣，那么勢必會導(dǎo)致學(xué)生今后在實際工程中對土木工程材料的重視不夠，缺少對質(zhì)量把控的責(zé)任心，無疑將會給社會經(jīng)濟和人民財產(chǎn)及生命安全帶來嚴重危害。

2 土木工程材料課程的改革措施

2.1 課程思政進課堂

根據(jù)新時代發(fā)展要求，課程中融入思政元素是“立德樹人”根本宗旨的重要體現(xiàn)，是中國式教育現(xiàn)代化改革進程中構(gòu)筑“思想堡壘”的首要途徑。當(dāng)前，在“雙碳”戰(zhàn)略、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、共建“一帶一路”、生態(tài)文明建設(shè)等背景下，土木工程材料課程中的思政教學(xué)迫在眉睫。而基于土木工程材料“土木-環(huán)境-材料”多維交叉的課程本質(zhì)，思政元素能夠充分地與課程中眾多知識點自然結(jié)合，土木工程材料課程思政是實現(xiàn)思政進課堂的重要方式。需結(jié)合“土木工程材料”課程內(nèi)容，建立思政案例庫，將思政元素穿插在案例中[3]。

從國家戰(zhàn)略、社會需求、專業(yè)認同、職業(yè)倫理、“雙碳”目標(biāo)等多個方面挖掘課程思政元素[4]。土木工程材料基本性質(zhì)的相關(guān)章節(jié)可融入“雙碳”戰(zhàn)略，土木工程材料面臨原材料的低碳化和施工工藝的升級轉(zhuǎn)型；建筑金屬材料相關(guān)章節(jié)可融入國家重工業(yè)發(fā)展、東北重工業(yè)基地振興和制造大國等戰(zhàn)略，體現(xiàn)重工業(yè)和制造業(yè)對國家發(fā)展和提高全球競爭力的重要性；無機膠凝材料相關(guān)章節(jié)可結(jié)合固廢綜合利用、綠水青山就是金山銀山和生態(tài)文明建設(shè)等理念，突出土木工程材料創(chuàng)新研發(fā)在環(huán)保中的重要作用；混凝土砂漿和砌筑材料相關(guān)章節(jié)可結(jié)合智能建造、裝配式建造、海綿城市、宜居城市等理念，凸顯土木工程材料在社會高質(zhì)量發(fā)展和現(xiàn)代化進程中的地位。

2.2 “產(chǎn)-科-教”融合

中國式現(xiàn)代化要求全社會各行各業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級，尤其是工業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的革新和跨越式發(fā)展。土木工程領(lǐng)域作為傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，面臨著諸多挑戰(zhàn)和機遇。而當(dāng)前階段，土木工程結(jié)構(gòu)的升級在很大程度上依賴土木工程材料的發(fā)展。

新時代，土木工程行業(yè)的發(fā)展主要集中于大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和宜居的功能型房屋建設(shè)。大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括水電站、核電站、高鐵、鉆井平臺、重大科研設(shè)施等相關(guān)的土木工程部分，功能型房屋建設(shè)包括裝配式構(gòu)件、保溫隔熱墻板、耐候外墻板、抗沖擊抗震混凝土等。因此，土木工程材料的教學(xué)要著眼于國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，面向社會需求并引領(lǐng)社會發(fā)展。同時，要極力擺脫專業(yè)知識滯后的局面，通過科研反哺教學(xué)，實施科教融合、產(chǎn)教融合，以及“產(chǎn)-科-教”一體式發(fā)展。妥善選擇教學(xué)切入點，控制好專業(yè)發(fā)展新成果引入的深度和廣度[5]。

2.3 面向鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略

“民族要復(fù)興，鄉(xiāng)村必振興”，在國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的大背景下，開展服務(wù)于鄉(xiāng)村建設(shè)的土木工程材料教學(xué)是時代的必然要求，也是土木工程相關(guān)高校的光榮使命?！耙赂?，先修路”“交通強國，鐵路先行”，鄉(xiāng)村振興，特別是偏遠地區(qū)鄉(xiāng)村振興的前提是道路的通暢，如何就地取材并制備適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的路面材料是土木工程材料領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)階段，國家大力推行裝配式建筑，有效提高了建筑質(zhì)量和工地環(huán)境污染，裝配式建筑勢必成為未來建筑的重要模式。裝配式建筑不僅適用于城市基礎(chǔ)建設(shè)和房屋建設(shè)，也適用于鄉(xiāng)村住宅，當(dāng)前各地區(qū)在鄉(xiāng)村宅基地上開展裝配式建設(shè)工程的案例已有較多的示范性工程。當(dāng)然，要提高鄉(xiāng)村裝配式住宅的安全性和適用性，在土木工程材料方向還存在較多的改進和提升空間，一方面是整體建造成本的降低，另一方面是裝配式住宅相關(guān)材料的研發(fā)升級，特別是功能型裝配式墻體材料。

2.4 體現(xiàn)科研特色

在保證教材中涵蓋土木工程材料相關(guān)基本知識點的前提下，刪減關(guān)于材料物理化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)知識點的講解，向應(yīng)用型課程轉(zhuǎn)型[6]。另外，可以刪減部分“冷門材料”，改為學(xué)生課下閱讀和了解。課堂教學(xué)可以嘗試以學(xué)院科研特色為導(dǎo)向的改革，結(jié)合工程項目案例，通過融入土木工程材料基本知識點進行情景式教學(xué)，提高學(xué)生知識點的“獲得感”和課堂生動性。

根據(jù)學(xué)院科研團隊研究方向和縱橫向課題研究方向進行分門別類，歸納凝練與土木工程材料緊密聯(lián)系的科研專題，并邀請與土木工程材料課程密切相關(guān)的課題負責(zé)人制作科普性PPT，按知識點相關(guān)度分章節(jié)在課堂教學(xué)中進行穿插[7]。對于課程中較分散和枯燥的知識點，可以設(shè)計以科研專題為主線，逐步凸顯課程中的基本知識點。對于應(yīng)用性較強的知識點，在講授完基本知識點之后，通過科研專題案例分析，提升學(xué)生在實際工程中靈活運用書本知識的能力，加深對所學(xué)專業(yè)范疇的深入認識，提高專業(yè)價值感和專業(yè)自信。

2.5 引入智能建造概念

智能建造是一種以“信息化”和“智能化”為特色的建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級[8]，是中國式現(xiàn)代化進程中土木工程行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。建造形式變革的相關(guān)技術(shù)是智能建造技術(shù)體系中的關(guān)鍵技術(shù)之一，包括建筑工業(yè)化、裝配式建筑、3D 打印等。

建造形式變革相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用過程中對土木工程材料的原材料運送、混合攪拌過程、漿體工作性能和硬化體力學(xué)性能等都提出了很高的要求，以往的配比設(shè)計和制備方法很難適應(yīng)當(dāng)前智能建造相關(guān)構(gòu)件的生產(chǎn)。裝配式構(gòu)件，如砌筑材料、混凝土部品和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件等在智能建造中發(fā)揮了重要作用，需要根據(jù)智能建造流程和工藝改進材料的性能和結(jié)構(gòu)，配合智能建造的模塊化、信息化和機械化，提高建造效率和質(zhì)量。另外，工地土木工程材料的存量、使用量、調(diào)度和統(tǒng)籌相關(guān)信息都要精準(zhǔn)和及時，滿足智慧工地的需求。

土木工程材料的智能建造化是新時代土木工程領(lǐng)域面臨的一大挑戰(zhàn)，在土木工程材料中引入智能建造概念是服務(wù)中國式現(xiàn)代化教育的前瞻性舉措，結(jié)合智能建造中對土木工程材料的全新要求，精準(zhǔn)施教，有效學(xué)習(xí)，培養(yǎng)符合未來發(fā)展需求的創(chuàng)新型高科技人才具有長遠意義。

2.6 培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新型人才

“創(chuàng)新”在新時代發(fā)展進程中具有重要意義，也是推進教育、科技、人才“三位一體”融合發(fā)展的重中之重。然而，當(dāng)前土木工程材料的相關(guān)教材和現(xiàn)行教學(xué)方式難以滿足土木工程行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的要求。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，必須要加強課堂教學(xué)與實驗實踐的有機結(jié)合，統(tǒng)籌安排校內(nèi)實驗、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)，有的放矢地開展對應(yīng)實驗和實習(xí)，避免程序化實習(xí)。減少“填鴨式”教學(xué)，通過問題導(dǎo)向教學(xué)法開展教學(xué)，增強學(xué)生的主觀能動性，從“需要學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋胍獙W(xué)習(xí)”。

培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新型人才，須提高學(xué)生解決實際問題的能力。結(jié)合實際工程案例，從設(shè)計、選材、制備、施工、養(yǎng)護到最后的維護階段，全過程滲透土木工程材料相關(guān)的知識點。借助工程中有可能遇到的實際問題，激發(fā)學(xué)生利用知識點解決問題的能力，提高學(xué)生的動手能力。盡管土木工程的工作環(huán)境相對艱苦，但“環(huán)境造就人，困難成就人”，學(xué)生在解決問題的過程中，能逐步提升自己的綜合實力，成為中國式現(xiàn)代化科技人才。

3 結(jié)語

中國式現(xiàn)代化進程中要求從業(yè)人員具有更高的自主性和創(chuàng)造性，在“雙碳”戰(zhàn)略和智能建造的大趨勢下，土木工程行業(yè)的科研人員和技術(shù)人員面臨不斷的技術(shù)革新和產(chǎn)品升級。因此，土木工程相關(guān)課程，尤其是土木工程材料必須進行教育現(xiàn)代化式的改革探索。面向國家重大需求，培養(yǎng)“大國工匠”和“科學(xué)大家”并行不悖，在結(jié)合國家戰(zhàn)略的同時，更應(yīng)因地制宜、因材施教，尊重個性，發(fā)揮學(xué)生獨有的創(chuàng)造性，激發(fā)其個人潛力。土木工程材料具有獨特的課程性質(zhì)，同屬材料科學(xué)和土木工程范疇，具有很大的教學(xué)創(chuàng)新潛質(zhì)和可能性。高校教師務(wù)必積極引領(lǐng)，完善本課程在中國式教育現(xiàn)代化背景下的改革舉措，求真務(wù)實的同時不乏另辟蹊徑，為土木工程的創(chuàng)新發(fā)展摸索新路子，為現(xiàn)代化國家建設(shè)輸送高質(zhì)量人才。