木結構工程保護學課程教學改革的探索

彭 堯，王 望，曹金珍，馬爾妮

(北京林業大學 材料科學與技術學院，北京 100083)

1 引言

隨著我國經濟的高速發展，人民生活水平不斷提高，現代木結構建筑也得到了飛速發展。然而，木材是一種天然生物材料，本身存在一些固有的缺陷，如容易受到微生物、水分、光照等環境因素的影響，發生腐朽、霉變、變形開裂、老化、變色等劣化現象。因此，需要對木結構材料進行保護，以更好地服務大眾。

基于以上目的，北京林業大學于2018年針對木材科學與工程(木結構材料與工程方向)專業的本科生學科中新增開設了木結構工程保護學必修課程。在一年的教學實踐中，筆者發現，該課程存在著教學內容繁雜、課程體系不健全，實驗課程學時少、教學形式不豐富，考核指標單一、考核評價體系不完善等問題，導致教學效果不理想。針對以上問題，對木結構工程保護學課程的教學內容、實驗教學形式、考核方式等進行了改革與探索，以期改善教學效果，培養優秀的木結構材料與工程方向的專業人才。

2 木結構工程保護學課程教學存在的問題

2.1 教學內容繁雜，知識點分散，難以形成系統的課程體系

木結構工程保護學課程體系由理論教學和實驗教學兩個部分組成，兩部分的分配學時分別為28學時和4學時。目前，該課程的理論教學內容包括10個章節，各章節之間獨立性較強，知識點較為分散。因此，為了提高課程的條理性，必須對該課程的教學內容重新進行整合與歸納，不斷完善和健全課程體系。

2.2 實驗教學課時少，教學形式單一，對學生實踐能力的培養不足

作為一門實踐性較強的專業課程，木結構工程保護學課程實驗課時占總課時的比例僅為12.5%，實驗學時嚴重不足，不利于培養學生的動手操作能力和解決實際工程問題的能力[1]。然而，由于實驗中腐朽菌的培養過程和木材腐朽過程實驗周期很長(2個月左右)，加上課時有限，實驗教學仍以教師講解示范為主，學生動手操作的時間較少。甚至有部分學生認為實驗課是走過場，遇到問題不主動思考，限制了學生科研思維的發展。因此，實驗教學很難達到預期的效果。

2.3 考核形式單一，考核評價體系不完善，學生學習的主動性和積極性不高

課程考核是教學過程的重要組成部分，考核的結果一方面可以作為衡量學生成績好壞的標準，另一方面也能作為評價教學質量的重要參數[2]。目前，該課程的考核成績主要由閉卷考試成績(占70%)、實驗成績(占20%)和平時成績(占10%)3個部分組成。由于實驗學時受限，學生實驗成績的評分主要以實驗報告為標準。然而實驗報告的格式相同，實驗結果相似，很難區分學生的成績。平時成績主要由考勤和作業構成，所占比例較小。因此，學生最終的考核成績主要由閉卷考試成績決定。為了更好地實現人才培養的目標，必須對當前的考核形式進行改革，建立多維的評價體系，使課程考核更加全面。

3 木結構工程保護學課程教學改革措施

3.1 整合教學內容，完善教學大綱，建立系統的課程體系

在現有課程內容基礎上，筆者對木結構工程保護學教學大綱和教學順序進行了調整，共分為3大部分，10個章節(圖1)。課程以木材劣化為理論基礎(第1～3章)，將木結構工程的保護分為前期保護(第4～7章)和后期維護(第9～10章)。其中，前期保護主要針對木材自身缺陷和劣化原因，在木結構工程建設前和建設中，從材料處理和結構設計兩個角度實現保護的目的，分為防腐、阻燃防火、防水防潮這幾個部分。后期維護主要包括木結構工程的室內環境檢測與評估、木構件殘損與無損檢測,以及木結構古建筑的保護這3個章節。

圖1 木結構工程保護學理論教學內容結構體系

此外，在理論教學方面，為了避免采取“灌輸式”教學法，讓課程內容與日常生活更加緊密，課程還引入了案例教學模式。在講授知識的同時，將典型案例引入到教學內容中，使其與課程知識點融合，便于學生理解和加深印象[3,4]。

3.2 改革實驗教學，豐富教學形式，提高學生的動手能力

針對實驗課程學生操作時間嚴重不足的問題，參照翻轉課堂的教學組織形式，將實驗教學過程擴展為課前、課中和課后3個階段(圖2)，變相延長了實驗課的教學時間[5]。

實驗課前一周，教師將預習材料發送給學生，內容涵蓋對實驗任務、實驗原理、實驗步驟及注意事項等部分的講解。學生利用課余時間，通過自主預習掌握實驗課程的主要教學內容，從而節約了課堂時間。實驗課上，教師只需強調關鍵步驟的操作規范及注意事項，從而留給學生大量的操作時間。教師在實驗過程中主要起監督和引導作用。同時，在學生操作過程中，教師應記錄學生的操作錯誤類型和錯誤次數，作為實驗成績考核的參照依據。實驗課后，學生需對實驗數據進行處理并完成實驗報告。對于實驗周期較長的部分，學生可以以小組為單位，在課后輪流前往實驗室跟蹤監測并記錄實驗對象的情況。教師則根據學生在課前、課中和課后的表現進行考核評價，同時收集學生的反饋意見，對實驗課程不斷進行調整和完善，以達到更好的教學效果，使學生有所收獲[6]。

圖2 木結構工程保護學實驗課程教學實施流程

3.3 完善考核方式，注重過程考核，建立科學的課程考核體系

科學合理的課程考核體系有助于客觀衡量學生的學習能力，促進教學目的實現，對提高課程教學質量有著十分重要的意義[7]。目前木結構工程保護學課程的評價方式還過多依賴終結性評價，過于注重最終的考試成績。為此，筆者對該課程的考核體系進行了改革(表1)，引入過程考核模式，降低期末考試成績的比重，使學生在整個教學過程都能對平時的課程學習加以重視[8]。

表1 木結構工程保護學課程成績考核體系

改革后，木結構工程保護學課程的考核體系為3個大項和5個小項，同時量化評價標準，具體評價標準如表1所示。學生的總成績由平時成績(35%)、實驗成績(15%)和考試成績(50%)構成。其中，平時成績(滿分35分)包括課堂考勤、隨堂測驗和課程作業3個考核小項，實驗成績(滿分15分)包括實驗報告完成情況和實驗過程操作2個考核小項。

4 木結構工程保護學課程教學改革的效果

為了跟蹤教學改革后木結構工程保護學課程的教學效果，筆者對剛結課的2017級學生進行了問卷調查和隨機訪談，同時與2016級學生的成績進行了對比，發現以下兩點提高最為明顯。

4.1 學生的學習主動性與積極性增強，成績區分度提高

在問卷調查中，學生表示，新的考核評價體系極大地激發了他們自主學習的熱情。此外，貫穿整個教學過程的分段式考核能夠督促他們及時進行課程的預習和復習，對知識的理解和掌握更加牢固。筆者對近2年學生的成績情況進行了對比分析，結果如表2所示。

表2 改革前后學生平均考核成績情況對比

改革后，學生的平時成績和實驗成績均有所提高。在試卷難度相近的前提下，2017級學生的考試成績從81.3分提高到88.8分，折合后的平均總成績從84.1分提高到89.2分，提升效果顯著。

4.2 實驗時間延長，學生實操能力提高

通過對實驗課程的改革，課堂效率得到明顯提升。改革后，由于增加了課前預習，課堂上教師的講解演示時間大幅縮短，從原來的2 h減少到了0.5 h。同時學生的實驗操作時間從原來的2 h延長到了3.5 h，實操時間增加75%，使學生的動手實踐操作能力得到了充分的鍛煉。此外，超過90%的學生表示，他們在沒有老師幫助下的情況下也能夠獨立完成實驗任務。

與此同時，改革后的實驗教學模式對教師提出了更高的要求，需要教師更加注重課前預習資料的準備，以及課后學生反饋信息的收集和完善。

5 結語

木結構工程保護學課程通過完善教學內容體系、改革實驗教學、改進考核方式等手段，讓課程的教學和考核體系更加健全，讓學生重新成為學習的主宰，充分激發了學生的自主學習能力，提高了教學質量。