基于“卓越工程師”培養(yǎng)的土木工程材料網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建

“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”主要是為了促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，強(qiáng)化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)卓越工程師的后備人才。土木工程專業(yè)是我校公布的首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的試點(diǎn)專業(yè)，學(xué)校及學(xué)院都給予密切的關(guān)注。而《土木工程材料》課程在土木工程專業(yè)課程體系中又處于基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性的地位，既是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，更是一門專業(yè)核心課程。對(duì)各類土木工程材料種類、性能、組成及其在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用等知識(shí)的掌握，是土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后成為卓越工程師不可或缺的基礎(chǔ)知識(shí)。

1 《土木工程材料》課程特點(diǎn)

《土木工程材料》的特點(diǎn)是材料品種繁多、各材料相對(duì)獨(dú)立聯(lián)系少，且每一種土木工程材料的內(nèi)容都很龐雜，如包含原材料、生產(chǎn)、組成、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用、檢驗(yàn)及儲(chǔ)運(yùn)等各方面內(nèi)容，公式推導(dǎo)少，經(jīng)驗(yàn)表格及規(guī)范多，實(shí)用性強(qiáng)等。該課程是土木工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，開設(shè)該課程的時(shí)間較早，一般是在大二第一學(xué)期開課，所以大部分學(xué)生缺乏對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解，也缺少工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且平時(shí)可供學(xué)生實(shí)際參觀的建筑工地也有限。由于課程的這些特點(diǎn)，學(xué)生常常反映該課程學(xué)習(xí)方法難以掌握，總感覺需要掌握的內(nèi)容繁多，難以記憶和領(lǐng)會(huì)。

2 《土木工程材料》課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 理論教學(xué)內(nèi)容較狹窄和陳舊

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑材料的發(fā)展速度越來越快，相應(yīng)的各種材料的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范變動(dòng)也較大，實(shí)驗(yàn)方法也有所改變，但目前的教學(xué)內(nèi)容卻沒跟上形勢(shì)的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)面窄，對(duì)新材料、新標(biāo)準(zhǔn)的了解少，認(rèn)識(shí)膚淺，實(shí)際應(yīng)用能力差，畢業(yè)后進(jìn)入建設(shè)第一線時(shí)的盲目和不知所措狀況較突出^[1]。

2.2 較少的學(xué)時(shí)數(shù)與相對(duì)較多的講授內(nèi)容有矛盾

為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，土木工程專業(yè)的課程學(xué)時(shí)一再壓縮^[2]。我校土木工程專業(yè)該課程的理論教學(xué)時(shí)數(shù)目前只有34學(xué)時(shí)，試驗(yàn)教學(xué)14學(xué)時(shí)。但該課程涉及的材料高達(dá)10多個(gè)大類，幾百個(gè)材料品種，內(nèi)容復(fù)雜，且各類材料自成體系，各章之間幾乎沒有聯(lián)系，讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)里掌握像中藥鋪一樣繁多的土木工程材料，這對(duì)習(xí)慣于用邏輯推理來掌握知識(shí)點(diǎn)的理工科學(xué)生來說是有一定難度的。

2.3 試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容較單一，不能滿足“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的要求

我校土木工程材料課程的試驗(yàn)教學(xué)仍以驗(yàn)證性試驗(yàn)為基本授課內(nèi)容，所驗(yàn)證的材料主要包括水泥、骨料、混凝土等內(nèi)容，對(duì)木材、瀝青及一些新型材料、裝飾材料、復(fù)合材料之類在課程實(shí)驗(yàn)室較為少見。課內(nèi)14學(xué)時(shí)的試驗(yàn)內(nèi)容不能使學(xué)生對(duì)土木工程材料形成較完整的認(rèn)識(shí)，激不起學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，不能滿足現(xiàn)代“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的要求。

2.4 教學(xué)模式刻板，難以激發(fā)學(xué)生的興趣

由于土木工程材料課程教學(xué)內(nèi)容偏重于敘述性，概念較多，教師又迫于課時(shí)緊張，只能滔滔不絕地傳授知識(shí)，很少顧及學(xué)生有沒有聽懂領(lǐng)會(huì)，更少有機(jī)會(huì)留時(shí)間給學(xué)生思考提問。因此，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，單靠教師講，學(xué)生被動(dòng)接受，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主動(dòng)性和積極性^{[3]/sup>。}

這些現(xiàn)象表明現(xiàn)有的課程教育體系難以達(dá)到既強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合性、實(shí)用性，又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力、綜合分析和解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的能力。

3 《土木工程材料》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建

隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開展，網(wǎng)絡(luò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生越來越深刻的影響，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放性、資源的豐富性和易獲取性等特征使得網(wǎng)絡(luò)信息資源逐漸成為一種新型的教學(xué)資源。目前，國(guó)內(nèi)課程體系改革，課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)是主要的手段及內(nèi)容之一，也是課程教學(xué)的主要發(fā)展趨勢(shì)^[4]。從大土木工程對(duì)人才培養(yǎng)的實(shí)際需要出發(fā)，構(gòu)建有效的、適用的《土木工程材料》網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，可較大程度上解決教學(xué)資源相對(duì)靜態(tài)與專業(yè)學(xué)科快速發(fā)展之間、工程實(shí)踐交聯(lián)薄弱等矛盾。另外，網(wǎng)路教學(xué)平臺(tái)能方便學(xué)生自學(xué)，為學(xué)生提供更高效的學(xué)習(xí)環(huán)境與工程實(shí)訓(xùn)仿真體系，增強(qiáng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，為其今后成為卓越工程師奠定良好的基礎(chǔ)。所以，引入網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，是先進(jìn)教學(xué)手段在工科教學(xué)實(shí)踐中的創(chuàng)新和發(fā)展，也適應(yīng)了“卓越工程師培養(yǎng)”模式的要求。

《土木工程材料》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建中，根據(jù)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的要求，重在對(duì)學(xué)科內(nèi)容的建設(shè)。除將教材中每章節(jié)的教學(xué)大綱、多媒體課件、作業(yè)等與教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容放置于網(wǎng)站中，方便學(xué)生課后鞏固與學(xué)習(xí)外，土木工材料課程與工程結(jié)合緊密，課件涵蓋了較多的工程實(shí)景圖片資料，另外還包含一些常用材料的生產(chǎn)——加工、生產(chǎn)制備流程圖片。另外該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)還包括如下內(nèi)容。

3.1 工程案例數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用

平臺(tái)內(nèi)，在常規(guī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)每章內(nèi)容補(bǔ)充豐富的工程實(shí)例、工程案例和由于材料不符合要求導(dǎo)致的工程事故。例如重慶綦江虹橋倒塌、湖南鳳凰縣堤溪沱江大橋倒塌等實(shí)際案例。課題的實(shí)施突出實(shí)踐取向，在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上很好的突出、增強(qiáng)工程實(shí)踐內(nèi)容，提高學(xué)生的工程能力，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還可使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)開闊視野，積累相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3.2 建立實(shí)材實(shí)驗(yàn)錄像和動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)?zāi)K

制作以錄像和動(dòng)畫為主的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件（或視頻）。該課件（或視頻）不僅包括大綱規(guī)定的課內(nèi)14個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)材實(shí)驗(yàn)，還擴(kuò)充補(bǔ)充了工程中常用的鋼材拉伸、冷彎性能等常用材料的實(shí)驗(yàn)錄像，實(shí)驗(yàn)錄像或動(dòng)畫播放過程中，對(duì)關(guān)鍵性的操作步驟或重點(diǎn)地方會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的問題，回答完成問題后才能繼續(xù)觀看，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.3 材料新動(dòng)態(tài)與創(chuàng)新漫談模塊建立

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料的發(fā)展速度越來越快，對(duì)新材料、新技術(shù)，例如一些新型的建筑功能材料及裝飾材料，砌筑材料中新發(fā)展起來的砌塊、板材，混凝土的新品種如高性能混凝土、綠色混凝土、自密實(shí)混凝土及混凝土技術(shù)發(fā)展方向等這部分內(nèi)容，由于授課時(shí)間的限制，課堂上來不及展開講述，把該部分內(nèi)容充實(shí)到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中來，根據(jù)有關(guān)材料的研究動(dòng)態(tài)、發(fā)展趨勢(shì)以及應(yīng)用狀況，保持網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的超前性，拓寬學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生的開拓創(chuàng)新意識(shí)。另外在該模塊內(nèi)還設(shè)立創(chuàng)新漫談板塊，通過對(duì)一些材料在使用過程中存在的問題提出相關(guān)疑問，通過這些疑問，找出改進(jìn)材料性能的方法和措施，從而達(dá)到學(xué)生不斷探索、不斷動(dòng)手創(chuàng)新的目的，使教學(xué)內(nèi)容具有一定的先進(jìn)性。

3.4 工程實(shí)訓(xùn)仿真題庫(kù)的建設(shè)與完善

利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法建立土木工程材料實(shí)訓(xùn)仿真題庫(kù)，在一個(gè)個(gè)典型的實(shí)際工程題庫(kù)下，引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁，由易到難，循序漸進(jìn)地完成對(duì)知識(shí)的掌握，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力以及自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)、思考，尋找解決問題的方法。

3.5 檢測(cè)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)模塊

將常用土木工程材料的檢測(cè)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范收集歸類，便于學(xué)生的查找和工程應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過搭建《土木工程材料》課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可將理論教育與工程實(shí)訓(xùn)有機(jī)揉合，很好的解決目前《土木工程材料》課程教育中教學(xué)方法單調(diào)、教學(xué)內(nèi)容狹窄陳舊、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面明顯不足等現(xiàn)象。能緩解教學(xué)學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等矛盾，能真正發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，使之真正實(shí)現(xiàn)實(shí)踐和理論教學(xué)的結(jié)合，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)他們的開拓創(chuàng)新意識(shí)，為將來畢業(yè)后成為名副其實(shí)的卓越工程師打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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