應用型本科院校土木工程材料課程主動學習模式研究

張淵　張穎　宗榮

[摘 要] 土木工程材料課程是應用型本科院校土木工程專業學生的一門重要專業基礎課。在教育新常態指導思想下，基于課堂教學和工程實踐，針對教學過程中存在的學習主體性不突出、教學內容與工程實踐相脫節等主要問題，對教學模式進行調研、分析和改革。通過對土木工程材料課程自身的特點進行分析，確定教學重點內容，根據本二學生的個性特點和學習習慣，結合學院實驗教學平臺資源和固廢物重點實驗室的研究項目，引入PBL（project based learning）的教學思想和主動學習模式，探索適合于應用型本科院校土木工程專業學生特點的教學方法。取得了良好的教學效果。

[關鍵詞] 土木工程材料；應用型本科；PBL；主動學習

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2016） 10-0110-03

目前，土木工程材料課程的學習以課堂教學為主，輔之以實驗教學，主要教學內容包括土木工程材料的組成、生產過程、技術性能、質量檢驗以及應用等基本知識。以實踐性強，內容龐雜為課程的主要特點，但在教學活動實施過程中，傳統的理論+實驗式教學，學生只能掌握淺顯的基本概念，對于系統性、前沿的知識則難以理解。而且各部分內容自成體系，系統性不顯著，致使學生感到枯燥乏味，缺乏學習興趣。而地方應用型本科高校的學生既有明顯的區域性特點，但不同學習者又有鮮明的學習風格，致使教師在教學過程中所采取的教學方法常常不能達到預期目的。因此要想真正有效地組織教學，提高學生的學習效率，我們需在教學過程中要貫穿應用性、區域性特色[1]，并著重對學習主體的主動認知方面進行研究和實踐[2]：首先，學生個人差異，如：性別、語言潛能、動機、認知風格、性格和地域因素等；其次，學習過程研究，如：原有知識的作用和學習策略研究等[3]。建立以學生特點為基礎，尊重個性，靈活多樣的教學新模式。

為了提高教學質量、培養學生自學能力，使學生能更好地學習本課程，本文對學習主體的學習模式（如圖1）如何影響土木工程材料學習效果與教學效果進行研究和探討。并在課堂理論教學和實踐性環節中，利用淮陰工學院省實驗教學示范中心、市固體廢棄物可再生利用重點實驗室等實踐教學平臺資源，嘗試采用靈活多樣的教學形式、積極多變的主動學習策略，激發學生主動性和自發性，并貫穿 PBL思想、啟發式方法引導學生主動學習。通過工程實例、項目研究與教學實驗相結合培養學生實驗操作技能和動手能力，以及主動思考的能力[ 4]。

一 問題式教學法

在平時的教學活動中，老師根據學生性格和學習習慣及課程內容，設置課程教學的主要內容和情景。發動學生搜集相關科學和工程信息，提出問題；老師選擇有價值的問題，通過分組討論、交流辯論、達到認知和解決問題。學生解決不了的問題，再由老師進行有針對性的答疑解惑。在教學活動過程中，致力于營造一個“問—答”環境，讓學生知道問什么，怎么問，如何做？同時讓學生知道回答什么，怎么回答，怎么做。這是非常重要的一環。一方面，讓學生積極思考，主動提出問題；另一方面，引導學生相互討論，交流解疑，學生討論時要鼓勵學生發展、驗證他們自己的猜想和結論，培養學生獨立思考、尋找答案和解決問題的能力，體現學生自主探究的過程，也給學生展示個性的機會。

在設置學習內容和情景時，有意識的考慮和利用學院所具備的教學平臺資源和固體廢棄物可再生利用重點實驗室的研究資源，做到項目可設置，目標能實現，成果有創新。在項目研究中，充分提升學生的創新意識和動手能力。從而激發學生的學習積極性和主體參與度。

二 教學方法及思路

針對課程和學生特點，本人提出：在傳統教學和實踐環節的基礎上，適度采用靈活多樣的教學形式[5]、主動學習策略，激發學生認知的主動性和學習自發性，教學過程中貫穿 PBL教學思想和啟發式教學方式；同時在課堂理論教學和實踐教學環節中，根據教學大綱和學生興趣，相應的調整教學內容，突出各部分章節中的相關性和繼承性；并積極在工程和項目實踐中提出問題，讓興趣學生主動參與其中，從多方面激發被動學生興趣，主動解決問題，力求將部分教學內容從課堂搬到實際工程項目中，并鼓勵學生提出具有實際性、地方性、可操作性的特色問題，啟發學生思考，積極討論，培養學生解決實際問題的能力和嚴謹、實事求是的學風。

1 明確重點

學習土木工程材料課程目的重在工程應用。本課程教學活動中結合本校定位和本專業特點和地方社會需求，明確了土木工程材料課程的主要內容和重點內容，把混凝土、水泥、鋼材、防水材料作為教學主要內容，并在教學過程中重點突出各種材料在建筑工程中的應用及其關系。講授時突出內容設置上的內在聯系，并貫穿啟發式思維，突出各部分內容之間的并列、因果和依賴關系，給學生理清教學思路的同時，把握好各部分內容的主次關系。

2 調整內容

由于土木工程材料種類繁雜，各章節自成體系，缺乏有機聯系，傳統的“滿堂灌”的教學模式使得學生在一個學期結束后，難以對土木工程材料有個較為清晰的理解和掌握，因此把握好教學內容的主次關系和相關性極為重要。在具體的教學活動中要對教材中的內容進行適度深化擴展和刪減。

把當前的新材料、新技術、新標準、新觀念和本學科發展動態及時充實到教學中來，使教學內容具有鮮明的時代性和先進性。并及時引入當前國內外發生的重大工程案例，從土木工程材料的應用角度，引導學生進行思考。如把2008年汶川地震引起的當地房屋倒塌，引申到建筑材料的選用和建筑結構、設計的確定，從而促進學生自主學習和獨立思考問題的能力，提高學生的綜合素質和教學質量，培養學生對土木工程材料的學習興趣。

3 激發興趣

興趣是人們積極探究某種事物的認知傾向，是學習和研究的驅動力，保持獨立、持續的探究興趣，是一個人在學生時代乃至長大成人后發現問題、解決問題、有所創新和成就的重要心理品質[6]；針對應用型本科院校學生的特點，改變傳統的教學思想和模式，注重學生在學習活動中的主動性、積極性，在課堂上，鼓勵學生大膽提問和討論，將學生被動的灌輸，變化為學生的自主性學習。通過積極的學習和思考獲得基本知識，起到良好的教學效果。通過教師啟發、引導學生內在的教育需求，培養學生自主的、能動的、創造性地進行認知和實踐活動。教學過程中樹立學生主體性教學的思想，讓學生思考并主動學習。

因此在課堂講授過程中，適當就課本知識內容結合工程實際情況，穿插提問、設疑，啟發學生主動地、積極地進行正確思維，同時鼓勵學生隨堂提問，讓學生參與討論，發表觀點，這樣一來，既活躍了課堂氣氛，又激發了學生的學習興趣，培養他們分析解決實際問題的能力。比如：高強混凝土的一般用途，燒結磚和蒸壓磚使用的未來政策背景？結合學院的可再生資源利用重點實驗室，請同學們列舉哪些建筑廢料可再生利用？以及其使用方法？通過設疑、討論方式加強學生的學習積極性，活躍課堂氣氛。又如在講水泥標準稠度和標準稠度用水量的概念時，由于這個概念比較抽象，學生理解起來比較難，那么就要求學生通過自己結合課內實驗理解這個概念，這樣也激發了學生動手做實驗的興趣。

4 增強自信

自信是指相信自己有能力實現一定目的和愿望的心理狀態。它是人們成長與成才過程中不可缺少的一種重要心理品質，也是自我意識中的核心成分。自信是挖掘內在潛力的最佳法寶。21世紀對人才的要求不但只限于其學識與能力的高素質，更要求其具備有較好的心理素質，主動參與競爭。

而對于應用型地方高校本科學生，最常見的普遍心理卻是消極與膽怯，這是因為他們對自己的實力沒有正確的認識，不相信自己的能力，導致出現退縮或回避的消極行為。針對這一現象，我們在教學活動中，大膽設計課題，鼓勵參與實踐。如鼓勵學生積極申報，2011、2012級同學分別承擔了江蘇省大學生科技實踐創新計劃項目，就堿渣的可再生利用技術進行系統而全面的研究。在研究過程中，學生們正確的認識了自身實力，敢于挑戰，積極學習，在項目研究中提出問題并解決問題，勇于實現自我價值，成功發表2篇學術論文，充分體驗了成功的快樂。

5 理論聯系實際、結合工程實例講述

土木工程材料是一門實踐性相當強的學科。在課堂教學中準備大量工程視頻和圖片，發揮多媒體教學直觀生動的優勢，在教學中充分利用[7]。以實際案例作為媒介，把現實的土木工程中的相關問題帶進課堂，讓學生直觀地認識到實際工程中存在的問題，激發學生思考，讓大家對一些實際生活中必須面對的棘手問題進行討論。從提出問題入手，鼓勵學生進行理論分析，再將所學理論知識應用于案例分析和討論，能幫助學生很快地理解理論知識，縮短理論與實際的距離，培養學生對具體問題的分析能力。例如，在講授混凝土耐久性一節內容時，我們以本校學生宿舍、辦公樓存在的建筑物滲漏為例，首先介紹建筑物裂縫出現的工程背景，然后讓學生分析討論工程中裂縫發生的原因、處理及預防手段，而最后案例討論的總結由教師和學生共同來完成，首先由學生對討論部分的內容進行整理和總結。最后，教師在案例討論的總結中指出學生存在的不足，然后對學生進行補充、歸納與提高性的講授，使教師成為課堂教學的組織者、指導者，而不僅僅是知識的灌輸者和課堂的主宰，形成了既發揮教師指導作用，又充分體現學生學習主體作用的新型教學結構。

6 主動提問式學習

在每部分教學內容講授之前，教師請學生進行資料調研，對將要介紹的教學內容進行準備。將學生分為兩部分，各自準備若干個與教學內容和工程實際相關的問題，由教師和同學進行分類和整理。在課堂和實驗教學過程中，請學生將所準備的問題進行提問，并請另一部分的同學進行討論分析，予以解答。教師組織學生進行思考和討論，比如：在講授水泥這一章內容時，學生提出：水泥的凝結硬化如何形成？怎么體現強度？在水泥的凝結硬化過程中，各礦物的主要作用體現在什么地方等問題。在課堂教學過程的“提問—回答”環節中，由于角色轉變，同學們變為課堂教學的組織者，因此各組同學認真思考、積極回答問題，并充分利用準備材料、課本、課外書籍、網絡等手段和資源，進行課堂討論和補充。最后，由教師就“問—答”環節的過程和內容，以及存在的問題進行分析、歸納整理。由此，沉悶枯燥的教師主導型課堂教學已演變為積極熱烈的人人參與型的專題討論會。充分激發了學生積極思考，主動研究和學習，推動學生的主動學習的興趣，從而構成學生主動學習的環境和氛圍。

三 教學效果評價

在課堂上，同學們基本都能做到積極參與討論，主動開口提問題，并在教學活動實施過程中，由最初的提出淺顯簡單的問題到提出思考性的問題。自己不能解決的問題，小組內的同學間都能做到自覺合作交流、討論提高；找出最佳解決方案的同時提高了學生的綜合語言表達能力、互助交流能力、動手操作能力，達成了同學間的互助合作學習。通過建立以學生為中心的教學模式，形成以自主式、合作式、研究式為主的學習方式，重視理論與實踐的結合，強調團隊合作，通過組織學生參加各級各類科學研究項目、大學生科技創新計劃等形式，讓更多學生熱愛土木工程材料課程，致力于土木工程材料領域學習和研究，不斷提高大學生創新設計能力、動手實踐能力與合作交流能力，促進學生知識、能力和素質的協調發展。

總之，基于學校辦學定位和學生特點，對土木工程成材料課程的教學方式和方法進行了適當的調整和改革，在課堂教學和實驗教學過程中采用了靈活多樣的教學形式、充分激發學生主動性和自發性，期間貫穿 PBL思想，并通過誘導式、啟發式、問題式方法引導學生主動學習。采取理論與實踐并重，師生交流互動，課堂教學與項目研究相結合的方法，以達成提高學生的學習興趣和綜合素質的目標。

從最后的教學效果客觀評價來看：實施主動學習模式后，11、12、13級的學生學習成績較未實施主動學習模式的09、10級學生成績有了明顯提升；而且在主動申報大學生科技創新計劃、參與教師工程實踐等科技研發類項目上，11、12、13級的學生也都呈現出明顯的積極性。因此，通過問題設置、課堂討論、項目研究、問題解答等綜合教學環節，可以看出學生的學習能力有明顯的提高，且在工程實踐環節中，選用材料的能力以及處理不確定性問題的能力有明顯提高。當然也有少數同學覺得學起來較為困難，造成這種情況有各種原因，如惰性、自學能力不足等。針對這種情況，可以用分層次教學，能部分解決該問題，這也是以后努力的目標之一。

參考文獻

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[7]徐方.“土木工程材料”課程互動式多媒體教學改革探索[J].教育教學論壇，2013（35）.