《土木工程材料》課程建設思考分析

◇四川師范大學工學院 王 睿 段翠娥 劉佳璇 于海瑩 王 超

本文從所授課程《土木工程材料》的教學實際出發，基于當下大學生的思維特點以及課堂基本情況，提出一系列此門課程在教學中存在的問題，同時針對發現的此類問題，就如何打破傳統授課方式，更好地與時代接軌，引領學生自主學習和思考，培養高質量工科人才進行多方面的探索與實踐，最終總結出打造優質教學團隊、重塑授課內容、改革教學秩序和方法及考試方法等教學建議和參考，旨在提升該門課程的教學質量。

1 引言

《土木工程材料》課程是土木類、水利類等工科專業的重要核心基礎課[1]。目前在我校工程造價專業、土木工程專業的人才培養計劃中占有重要的地位，前有大學物理、高等數學、工程造價概論、建筑識圖等基礎課程作為鋪墊，后有工程力學、房屋建筑學、工程結構、建筑工程計量與計價等專業課程加以運用，因而學生對該課程的掌握程度將對后續課程的學習以及課程設計、畢業設計產生重大影響。

《土木工程材料》課程原本以一些基礎材料為主要內容。通過該課程的學習，學生們可熟悉工程中常用材料，了解其生產流程、成分及結構，進而掌握其對應性質[2]，尤其土木工程材料的物理力學性能方面，并在此基礎上初步具備合理選用材料的基本能力。同時，通過該課程試驗配套的開展，掌握基本的儀器操作、試模制作以及混凝土拌制等，深刻理論教學的學習內容，對材料的性能建立更加直觀的認識。

隨著科學技術的發展，學科的交叉及多元化，該課程所涵蓋的內容也更加豐富[3]。前沿的技術、工藝越來越多的應用于土木工程材料的研制開發，使得其發展日新月異。不僅材料原有的性能，如耐久性能、力學性能等得到了提高，而且實現了土木工程材料在強度、節能、隔音、防水、美觀等方面多功能的綜合。同時，當代大學生思維活躍，社會參與意識和自我意識均在增強，如何打破傳統講授式授課方法、改進課堂教學方式以調動學生積極性、培養學生創新思維[4]等是我們需要思考的問題。

2 《土木工程材料》課程的特點及存在問題

我校《土木工程材料》課程是面向造價類、土木類學生開設的專業基礎課程。本課程涉及內容龐雜且瑣碎，是典型的理論教學與試驗教學高度融合的課程，為進一步提高人才培養質量，學院配套土木工程材料實驗室，為試驗教學的完善與發展提供了可能。在此基礎上，課程向綜合化發展，實驗課時占比為25%。但對應專業低年級的學生來說，課程涉及的材料領域廣、基本概念多，與學生們已有的知識儲備之間有較大的差距，因而對該課程會有繁雜難懂的印象，大大降低了學習興趣并影響了教學效果。作者通過五年以來對該課程的授課，總結出該門課程存在的主要問題如下所示。

（1）課程體系內容因循守舊。該問題主要包括兩個方面，教材內容與課程銜接。隨著科技的進步和社會發展，土木工程中新材料、新工藝也有很大的變化。而現有該門課程的教材主要以一些專業基礎性內容為主，反映工程用新材料和材料的新工藝新用途方面的內容占比較少。另外《土木工程材料》與授課學生的其他課程銜接不夠，教學過程并沒有充分考慮學生知識體系形成，沒有密切結合授課學生的實際，形成教學內容的融會貫通。

（2）教學方法和教學手段缺乏創新。該課程與學生之前的學習課程有明顯的不同，該門課程中會涉及到多種材料的生產、特性以及應用，而在這個年級的學生對實際材料的知識儲備極少，實踐經驗匱乏，無法有效將學習內容與實際應用結合。傳統課堂教學以灌輸知識為主，在此基礎上，很難激發學生的學習興趣。學生被動接受知識，不愿意主動思考，課堂氣氛沉悶[2]。學生通過對知識點的死記硬背只能起到短期內達到應付考試的目的，無法做到學以致用，融會貫通，不利于培養學生自主學習能力和創造性思維能力。此外，這種教學方式對任課教師具有反向作用，沉悶的課堂氣氛會降低任課教師的積極性。

（3）實驗教學環節的限制性。該課程中實驗教學環節的設置有利于增強學生對理論知識的理解與掌握。本課程的試驗主要為材料的基本性質試驗、水泥試驗、混凝土試驗、鋼筋混凝土試驗等。雖然實驗環節幫助學生有一定程度的認識，但是因為實驗條件以及實驗指導人員的限制，實驗時學生只能機械死板地按照實驗指導書的步驟進行實驗，且大多數為驗證性實驗，不具備太大的思維難度，這與《土木工程材料》課程的學習目標還有一定的距離。

（4）教學隊伍建設相對薄弱。該課程作為專業基礎課中內容涉及面廣，且與專業應用有密切的聯系。作者在入職之初便開始擔任該門課程的主講教師，并不具備課程中所囊括的各種材料在實際的應用范圍，無法滿足該門課內容特點。相比之下，一些該專業比較強的學校已形成一定規模的土木工程材料教學團隊，比如重慶大學、青島理工大學，在愛課程網上可搜索到資源共享課，在這些團隊中的教師通常每人負責探索與研究一個或兩個與自身研究相關的材料并形成教學體系，將實際應用全面完整地傳達給學生，較好完成教學任務。

3 應對措施與教學實踐

針對上述《土木工程材料》課程中存在的問題，我院特成立了《土木工程材料》課程教學團隊，從以下幾個方面進行了改進。

3.1 打造優質教學團隊

優秀的教師團隊是保證課程教學達到質量目標的必備條件。該課程確定課程負責人后，由課程負責人與院系主管人員共同商定教學團隊人員。確定主要組成成員4人，其中副教授2人，講師2人，均具有博士學位。課程負責人王睿老師從入職以來一直講授該門課程，熟悉該門課程的特點以及講授過程中需要注意的重難點。講課效果良好，根據教學評教統計，連續兩年優良率為98%。于海瑩老師為系主任，對于工程造價專業有整體的把控，具有豐富的實踐經驗。段翠娥博士以及王超博士在自己的研究領域表現優秀。三位老師參與的其他主講課程也均為《土木工程材料》的后續延伸課程，與其具有很強的相關性。通過多次的交流針對該課程重難點講解進行規劃，交流講課感受，解決實際問題。這種團隊教學的優點在于能夠實現優勢互補，及時發現并解決問題，讓大家得到共同成長。

3.2 優化授課內容和試驗教學

根據我校的定位以及學生專業特點，將一些具有代表性的最新應用材料引入課程教學，并注重知識體系的思想性、科學性和時代性，圍繞課程學習目標，集中備課、統一課件，提升團隊整體教學水平。

為了提高教學質量，充分利用實驗室資源，有效提高學生的試驗實踐能力和解決問題的能力，我們旨在進行本課程的綜合實驗改革。將實驗轉向綜合性、設計性實驗，除了必做的實驗之外，學生可結合課堂講授內容參考實驗指導書制定實驗方案，并與實驗指導教師溝通商定以確保其可行性。為保證實驗儀器的正確使用，指導教師可提前將操作視頻、注意事項發送到雨課堂平臺，并在課上統一集中講解之后，由學生自己操作，老師起輔助監督作用，其實驗成績由現場操作成績與實驗報告相結合給出。

3.3 改革教學秩序和教學方法

合理的教學秩序是保證教學順利開展的必要條件，對此進行如下改進：①建立教學計劃（P）-課程實施（D）-檢查評估（C）-總結改進（A）運行機制[5]；②教學大綱、考試大綱、實驗教學大綱一直持續修訂，并在每學期開始教學前編寫內容詳實的課程實施大綱，作為學生們預習和復習的重要輔助資料，在考試大綱中明確課程成績組成以及主要考試題型；③加強多渠道過程監控：督導+同行+領導+學生的課堂評價。

從傳統的以教為中心向以學為中心轉變，以提升教學效果為目的，因材施教，運用適當的數字化教學工具，結合雨課堂有效開展線上線下混合式教學方式[6-7]。具體如下：①強化教學環節過程管理。結合雨課堂的應用實現對教學活動實施過程管理，課前可以發布教學資料便于預習，課中可進行考勤以及知識點檢驗等，課后可布置作業并監督提交、完成作業批改等工作[8]；②課堂教學過程注重師生互動性，充分利用趣味活潑的視頻、圖片、PPT等多種自媒體技術手段展示材料制造工藝過程，吸引學生的注意力，激發學習興趣，使學生對各種材料從感性認識向理性認識發展；③實驗注重探索性和挑戰性，如在某階段學習某種材料時，將班上進行3-5人分組，讓各小組提前搜集關于該材料的特性及其應用的相關資料并進行小組討論和總結，匯總并整理出難以解決的或是不能理解的問題，將小組成果制作成PPT，在課上每位小組輪流派代表進行材料匯報和提出本組疑惑，培養學生分析和解決復雜問題能力；④課外學習注重拓展性，可結合創新創業、互聯網+等項目，為學生提供實踐平臺；⑤基于本課程的中國大學MOOC在線課程，及時引入參考資料，實現線上線下、課內課外全方位的互動式教學管理，提升學生個性化自主學習能力。

3.4 實現考試方法改革

在本人授課初期，該課程成績由兩部分按比例組成，即平時成績30分+期末卷面70分組成，其中平時成績包括出勤、課堂表現、課后作業、實驗成績等。這種方式雖然在一定程度上能夠調動課堂積極性，但根據相關的研究顯示，針對學習內容在一定時間之內進行測試會起到比較好的效果，因此原本只依賴期末進行測試的方式實際上降低了知識點的有效掌握。隨著線上線下教學開展，過程化考核的方便性以普及性，因此線上線下混合式教學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，占比10%左右）；②課后作業（含習題以及分析報告，占比10%左右）；③過程化考核（含課程實驗和教學過程中的測試和小組匯報情況，占比20%～30%）；④期末閉卷成績（含理論知識、案例分析，占比50%左右）。該模式更加注重了教學過程中的參與度與完成質量，引導學生重視平時學習，對培養學生的自主學習和解決問題能力起到了積極的導向作用，也有益于學生對知識點的掌握。

4 結束語

《土木工程材料》課程建設是一個系統工程，在教學實踐中團隊成員要勇于在教學實踐中探索與思考，不斷改革與完善現有教學模式。在“教”與“學”的過程中，加強理論教學與實踐教學的結合，讓學生意識到材料發展與社會經濟發展的緊密聯系，建立民族自豪感，充分調動學生學習的積極性、主動性，注重學生實踐能力和創新能力的培養，在具體的學習生活實踐中培養、形成和提升他們崇高的人生價值觀。