新工科背景下“土建工程基礎”課程教學改革初探

吳浩 譚英華

摘要 新工科建設是地方高校轉型發展的重大機遇，新工科背景下加強教學模式改革是工程教育的新方向和新要求。“土建工程基礎”是一門為環境工程專業學生開設的專業課，在當前教學中存在教學內容繁多、教學方法和考核方式單一、實踐教學不受重視、課程思政的導入不充分等問題，文章從教學內容、教學方法、實踐教學、考核形式、課程思政等五個方面，初步探討了一些改進方法，為新工科背景下其他應用型本科高校的專業課程教學改革提供參考。

關鍵詞 新工科；環境工程；土建工程基礎；教學改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.7.041

為把握新工業革命帶來的時代機遇，教育部于2017年2月發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》，要求全力推進新工科建設[1]。新工科建設是地方高校轉型發展的重大機遇，在此背景下，加強教學模式改革是工程教育的新方向和新要求。

本文以山東建筑大學“土建工程基礎”課程為例，深入剖析了該課程在當前教學中存在的問題，為適應新工科建設對人才培養模式的要求，初步探討了一些改進方法，旨在為實現新工科建設提供可行性方案，也為其他應用型本科高校對專業課程的改革提供參考[2-3]。

1教學中存在的問題

“土建工程基礎”是一門為環境工程專業學生開設的專業課，在當前教學中存在不少問題，主要表現在以下五個方面：

課程內容多，學時少。本課程由土木工程材料學、房屋建筑學、結構工程學、土力學及地基基礎等學科的內容組成，每個組成部分都有一個完整的內容體系，各部分內容之間相對獨立。對于土木工程專業的學生而言，每部分內容的學習需要至少32個學時，并配套實驗、實習和課程設計等實踐教學環節。但面向環境工程專業學生開設的這門專業課，只有40個授課學時，無實踐教學學時。這就導致教師不得不利用較少的學時講授大量的知識，學生學起來吃力，教學效果差。

先修課程的知識儲備不足。在對混凝土構件進行配筋計算時，需要具備對梁、柱、板等構件進行受力分析（拉壓彎剪）的能力，同時應能理解多跨連續梁板的內力圖。在對基底壓力進行簡化計算時，需要理解彈性力學中的圣維南原理。因此，這部分內容的學習離不開扎實的力學功底，如理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學等，而環境工程的學生只學習過工程力學，力學知識儲備不足，學習效果無法保證，這也是其他非土木工程專業的學生在學習土木類課程時遇到的共性問題[4-6]。

授課方式傳統。現階段的授課以口頭講解、多媒體課件（PPT）展示為主，板書為輔。相比于教材，課件上的內容更直觀，容易吸引學生們的注意力。使用板書的授課效果較好，但考慮到授課進度，僅局限于講解個別公式的推演。實際授課時，由于內容多，課件切換的速度較快，學生們來不及做筆記，無法在短時間內接受太多的新知識，聽課效果差，久而久之，就會滋生對課程的抵觸情緒，逐漸失去學習本課程的興趣。

考核方式單一。本課程的考核評價仍然采用平時作業成績（占30%）和期末開卷考試成績（占70%）的單一方式。由于期末考試是開卷，且成績所占比重大，部分學生不重視平時作業，抄襲現象嚴重，滋生考前突擊應試的想法，造成對許多知識點只是停留在機械記憶，無法真正掌握。這種考核方式已經不能滿足新工科建設背景下對應用型課程的需求。

教師的專業能力和課程思政的導入水平有限。本課程的講授由土木工程學院的教師擔任，對土建工程的講解具有較高的專業水準，但是欠缺給排水廠房等環境工程的土建知識，不能有效調動環境工程專業學生的學習積極性。此外，在講授過程中，從教學內容導入課程思政元素的做法略顯突兀，不能激發學生對環保事業和對本課程的學習熱情。

2教學改革初探

為適應地方高校對應用型課程的需求，針對教學上存在的問題，本文從以下五個方面初步探討了一些教學改革的方法。

2.1教學內容的調整

作為土木工程學院的教師，通過努力提升自身對環境工程的認識水平，將過去以建筑結構工程為重心轉變為以環境工程的土建設施（如污水處理廠）為重心，讓學生意識到這門課程的內容與自己專業的密切聯系，激發學生的學習興趣。針對學生力學功底弱的特點，在講解混凝土梁的設計時，首先介紹相關的力學基礎知識，消除學生對力學知識的畏難心理。在課程講解過程中，注意引入學生身邊的實例，如以教室內的某根梁為受力分析對象，引導學生觀察和估算梁的截面尺寸，思考如何應用力學知識求取該梁的最大彎矩。在講解板的可變荷載最不利布置時，以學生在不同時段轉移到不同教室上課為例，思考可變荷載的移動對板內力的影響等，從而調動學生自主思考的主觀能動性。

2.2教學方法的改進

線上教學平臺的許多功能，包括簽到、隨機點名、投票、自動閱卷、作業分析等，為線上授課提供了極大的便利，而且，線上授課能充分調動學生的課堂參與度，提高課堂的學習效率。因此，這一授課方式逐漸被教師認可，形成了線上線下混合式這一新的教學方法。除翻轉課堂外，教師可以錄制自己的教學視頻上傳至線上教學平臺，也可以引入其他精品在線課程（如中國大學慕課或智慧樹在線共享課）的視頻，供學生在課前或課后觀看。與線下教學相比，線上線下混合式教學能為學生提供豐富和優質的教學資源，提高學生的學習興趣。

2.3實踐教學的改革

新工科背景下人才的培養應重視實踐能力。針對本課程沒有設置實驗實習等實踐教學環節的問題，嘗試以其他替代方案進行彌補。以混凝土強度的測試、新拌混凝土和易性的判斷和適筋梁的正截面破壞過程等內容的學習為例，通過播放從網絡上搜索到的相關實驗視頻，加強學生對實驗的感性認識，彌補沒有實驗環節的缺憾。與單純依靠課件上的文字和圖片進行學習相比，觀看試驗視頻能顯著提高學生的“抬頭率”，學習效果好。另外，通過布置調查實踐類作業，同樣可以鍛煉學生的實踐能力。例如，在學習完建筑與構筑物的構造這一章后，將學生分成若干組，要求每組完成一項實踐任務，即調查校內某一棟建筑物的構造，調查內容包括樓頂排水方式、內外墻和樓地面的裝修類型、窗口有無滴水處理等，以及踢腳、勒腳、散水和變形縫等的位置，并調查樓梯的踏步數、踏步尺寸、梯段寬度、首層平臺板凈高和門窗尺寸等。通過將從課堂上學到的知識與實際調查的結果作對比，思考哪些部分是一致的，哪些是不一致的，理由是什么，有效調動學生自主思考的能力。通過小組協作的方式完成這項實踐任務，還能鍛煉學生團隊合作的能力。

2.4考核方式的改革

傳統的考核方式側重期末考試成績，存在“一考定所有”的弊端，導致部分學生不重視平時作業的完成。因此，對平時作業所占比重進行調整，由30%提高到40%或50%，以此強化過程性考核，引導學生將功夫用在平時。同時，采用隨堂測試、調查報告、課堂討論等作業形式，增加過程考核的多樣性。其中，隨堂測試利用智慧樹平臺發布，設置題目順序和選項順序為隨機，可以防止學生間互相抄襲，確保測試的成績能夠真實反映學生對該課程知識點的掌握程度；隨堂測試的“作業分析”功能，有助于教師了解每道題的得分率，便于教師加大對難度大、得分低題目的講解力度。引入課堂討論的考核形式，有利于學生積極參與課堂，改變學生被動學習的習慣。

2.5課程思政的融入

立德樹人是新時代高等教育的根本任務，新工科背景下，在教學過程中融入思政元素是實現立德樹人的重要渠道。2020年5月教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確提出，課程思政建設要在全國所有高校、所有學科專業全面推進。大學生正處于世界觀、人生觀、價值觀的形成階段，在本課程的教學過程中，有必要融入愛國主義、社會主義核心價值觀等思政元素，培養實事求是、嚴謹踏實的工作作風，符合知識、能力和素質全方位育人的教育教學要求[7-8]。

為了將思政元素“潤物細無聲”地融入課堂而不顯生硬，課程組在以下幾方面做了初步探索。在緒論中，學習習近平總書記“綠水青山就是金山銀山”的理念，介紹黨的二十大報告和“十四五”規劃中涉及環境污染防治和生態環境保護部分的闡述，增強學生今后從事環境工程相關工作的責任感和榮譽感。在土木工程材料這一章中，將傳統材料和新材料作對比，強調未來對具備輕質高強、綠色、節能、環保等特性材料的追求，培養學生開拓創新、精益求精的工匠精神。在建筑與構筑物的構造這一章中，介紹雷神山醫院污水處理的生產工藝和構造組成，挖掘人生價值、社會責任等要素，塑造學生勇擔大任的意識，激發愛國情懷，傳承報國情懷。在混凝土結構設計這一章中，介紹在我國誕生的享有國際盛名的建筑物，培養學生勇于創新的時代追求，引導學生立志、修身、博學、報國。同時，介紹近年出現的工程事故，挖掘法治思維、遵守規則、依法從業、工程倫理等要素，培養學生遵紀守法，強化職業道德。在地基基礎這一章中，以上海中心大廈為例，討論其地基處理方法，挖掘人文情懷和科學素養，培養學生不畏困難、銳意進取的拼搏精神。通過對課程思政建設的不斷思考和探索，構建符合時代發展和行業需求的育人體系，將新工科建設所需的立德樹人和工程教育相結合，努力把學生培養成合格的社會主義建設者和接班人。

3結語

為滿足新工科建設對人才培養模式的要求，本文針對“土建工程基礎”這門課在教學中存在的問題，探討了其教學改革的方法。教學內容上，將講解的對象從以建筑結構的土建工程為重心調整到以環境的土建工程為重心，并適時增加力學基礎知識的講解，消除了學生的畏難心理，激發了學習興趣；教學方法上，通過線上線下混合式教學，讓更多的學生參與課堂，調動了學生學習的積極性；實踐教學上，通過播放實驗視頻和布置調查實踐類作業的形式進行替代；考核評價上，提高平時成績所占比重，增加隨堂測試、調查報告等考核形式；為實現立德樹人的根本任務，在教學過程中有機融入思政元素。

參考文獻

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