“中國式教育現代化”背景下土木工程材料課程教學改革探索

鄭 召

（西南科技大學土木工程與建筑學院 四川 綿陽 621010）

黨的二十大報告指出，中國式現代化是中國共產黨領導下的社會主義現代化。我國當下所形成的教育現代化的探索與實踐從屬于中國式現代化，是人口規模巨大、全體人民共享、高質量發展的教育現代化[1]。《中國教育現代化2035》是我國第一個以教育現代化為主題的中長期戰略規劃，它的戰略任務之一是“發展中國特色世界先進水平的優質教育”[2]。

教育現代化改革是新時代的必然要求，也與學科“四新”建設的目標相一致。進入新時代，房地產和土木工程行業仍是我國國民經濟的支柱產業，土木工程材料是土建類專業的必修基礎課程，土木工程材料的發展為土木工程建造技術的革新提供了有力支撐。在“中國式現代化”和“新工科”建設背景下，土木工程材料課程亟須進行改革探索，確保現代化建設過程中土木工程建造技術的高質量發展，并推動土木工程行業向“智能建造”方向轉型升級。

1 土木工程材料課程教學過程中存在的典型問題

目前，土木工程材料相關教材中涉及的內容都較為寬泛，包含了從金屬材料到非金屬材料、無機膠凝材料到有機高分子材料、木材到石材等建筑功能材料，并且針對每一種材料都進行了從原材料組成、反應過程和機理、應用性能、耐久性提升等全方位的論述。課程內容的設計導致教師授課過程中節奏太快，很多知識點只能蜻蜓點水式地講解，很難講透。而學生盡管聽得多、看得多，但真正能理解性掌握的知識太少，絕大部分都是靠記憶力背誦。

另外，龐大的知識點體系使得授課課時捉襟見肘，缺少典型案例的講解，相關知識點與實際工程應用的結合還不夠，學生無法深入理解土木工程材料的重要性及其與土木工程建造技術之間的相關性。大量知識點堆積式的講解也使得課堂的生動性不夠，知識點顯得枯燥無味，課堂喪失了活力。目前的教學方式依舊是以教師講授為主的“填鴨式”教學，課堂演示部分較少，課堂教學與實踐教學分離，導致學生動手能力較差，缺少思考意識和創新意識。

土木工程材料的質量與施工技術直接關系到建筑結構的質量和安全性，如果在課堂上不能抓住學生的注意力并引起學生對課程的足夠興趣，那么勢必會導致學生今后在實際工程中對土木工程材料的重視不夠，缺少對質量把控的責任心，無疑將會給社會經濟和人民財產及生命安全帶來嚴重危害。

2 土木工程材料課程的改革措施

2.1 課程思政進課堂

根據新時代發展要求，課程中融入思政元素是“立德樹人”根本宗旨的重要體現，是中國式教育現代化改革進程中構筑“思想堡壘”的首要途徑。當前，在“雙碳”戰略、鄉村振興戰略、共建“一帶一路”、生態文明建設等背景下，土木工程材料課程中的思政教學迫在眉睫。而基于土木工程材料“土木-環境-材料”多維交叉的課程本質，思政元素能夠充分地與課程中眾多知識點自然結合，土木工程材料課程思政是實現思政進課堂的重要方式。需結合“土木工程材料”課程內容，建立思政案例庫，將思政元素穿插在案例中[3]。

從國家戰略、社會需求、專業認同、職業倫理、“雙碳”目標等多個方面挖掘課程思政元素[4]。土木工程材料基本性質的相關章節可融入“雙碳”戰略，土木工程材料面臨原材料的低碳化和施工工藝的升級轉型；建筑金屬材料相關章節可融入國家重工業發展、東北重工業基地振興和制造大國等戰略，體現重工業和制造業對國家發展和提高全球競爭力的重要性；無機膠凝材料相關章節可結合固廢綜合利用、綠水青山就是金山銀山和生態文明建設等理念，突出土木工程材料創新研發在環保中的重要作用；混凝土砂漿和砌筑材料相關章節可結合智能建造、裝配式建造、海綿城市、宜居城市等理念，凸顯土木工程材料在社會高質量發展和現代化進程中的地位。

2.2 “產-科-教”融合

中國式現代化要求全社會各行各業進行轉型升級，尤其是工業領域關鍵技術的革新和跨越式發展。土木工程領域作為傳統工業領域，面臨著諸多挑戰和機遇。而當前階段，土木工程結構的升級在很大程度上依賴土木工程材料的發展。

新時代，土木工程行業的發展主要集中于大型基礎設施建設和宜居的功能型房屋建設。大型基礎設施建設包括水電站、核電站、高鐵、鉆井平臺、重大科研設施等相關的土木工程部分，功能型房屋建設包括裝配式構件、保溫隔熱墻板、耐候外墻板、抗沖擊抗震混凝土等。因此，土木工程材料的教學要著眼于國家重大發展戰略，面向社會需求并引領社會發展。同時，要極力擺脫專業知識滯后的局面，通過科研反哺教學，實施科教融合、產教融合，以及“產-科-教”一體式發展。妥善選擇教學切入點，控制好專業發展新成果引入的深度和廣度[5]。

2.3 面向鄉村振興戰略

“民族要復興，鄉村必振興”，在國家鄉村振興戰略的大背景下，開展服務于鄉村建設的土木工程材料教學是時代的必然要求，也是土木工程相關高校的光榮使命。“要致富，先修路”“交通強國，鐵路先行”，鄉村振興，特別是偏遠地區鄉村振興的前提是道路的通暢，如何就地取材并制備適應當地氣候環境的路面材料是土木工程材料領域的一大挑戰。

現階段，國家大力推行裝配式建筑，有效提高了建筑質量和工地環境污染，裝配式建筑勢必成為未來建筑的重要模式。裝配式建筑不僅適用于城市基礎建設和房屋建設，也適用于鄉村住宅，當前各地區在鄉村宅基地上開展裝配式建設工程的案例已有較多的示范性工程。當然，要提高鄉村裝配式住宅的安全性和適用性，在土木工程材料方向還存在較多的改進和提升空間，一方面是整體建造成本的降低，另一方面是裝配式住宅相關材料的研發升級，特別是功能型裝配式墻體材料。

2.4 體現科研特色

在保證教材中涵蓋土木工程材料相關基本知識點的前提下，刪減關于材料物理化學反應等相關知識點的講解，向應用型課程轉型[6]。另外，可以刪減部分“冷門材料”，改為學生課下閱讀和了解。課堂教學可以嘗試以學院科研特色為導向的改革，結合工程項目案例，通過融入土木工程材料基本知識點進行情景式教學，提高學生知識點的“獲得感”和課堂生動性。

根據學院科研團隊研究方向和縱橫向課題研究方向進行分門別類，歸納凝練與土木工程材料緊密聯系的科研專題，并邀請與土木工程材料課程密切相關的課題負責人制作科普性PPT，按知識點相關度分章節在課堂教學中進行穿插[7]。對于課程中較分散和枯燥的知識點，可以設計以科研專題為主線，逐步凸顯課程中的基本知識點。對于應用性較強的知識點，在講授完基本知識點之后，通過科研專題案例分析，提升學生在實際工程中靈活運用書本知識的能力，加深對所學專業范疇的深入認識，提高專業價值感和專業自信。

2.5 引入智能建造概念

智能建造是一種以“信息化”和“智能化”為特色的建筑業轉型升級[8]，是中國式現代化進程中土木工程行業轉型升級的關鍵。建造形式變革的相關技術是智能建造技術體系中的關鍵技術之一，包括建筑工業化、裝配式建筑、3D 打印等。

建造形式變革相關技術在應用過程中對土木工程材料的原材料運送、混合攪拌過程、漿體工作性能和硬化體力學性能等都提出了很高的要求，以往的配比設計和制備方法很難適應當前智能建造相關構件的生產。裝配式構件，如砌筑材料、混凝土部品和鋼結構構件等在智能建造中發揮了重要作用，需要根據智能建造流程和工藝改進材料的性能和結構，配合智能建造的模塊化、信息化和機械化，提高建造效率和質量。另外，工地土木工程材料的存量、使用量、調度和統籌相關信息都要精準和及時，滿足智慧工地的需求。

土木工程材料的智能建造化是新時代土木工程領域面臨的一大挑戰，在土木工程材料中引入智能建造概念是服務中國式現代化教育的前瞻性舉措，結合智能建造中對土木工程材料的全新要求，精準施教，有效學習，培養符合未來發展需求的創新型高科技人才具有長遠意義。

2.6 培養高質量創新型人才

“創新”在新時代發展進程中具有重要意義，也是推進教育、科技、人才“三位一體”融合發展的重中之重。然而，當前土木工程材料的相關教材和現行教學方式難以滿足土木工程行業創新發展的要求。提高學生的創新能力和動手能力，必須要加強課堂教學與實驗實踐的有機結合，統籌安排校內實驗、認識實習、生產實習和畢業實習，有的放矢地開展對應實驗和實習，避免程序化實習。減少“填鴨式”教學，通過問題導向教學法開展教學，增強學生的主觀能動性，從“需要學習”轉變為“想要學習”。

培養高質量創新型人才，須提高學生解決實際問題的能力。結合實際工程案例，從設計、選材、制備、施工、養護到最后的維護階段，全過程滲透土木工程材料相關的知識點。借助工程中有可能遇到的實際問題，激發學生利用知識點解決問題的能力，提高學生的動手能力。盡管土木工程的工作環境相對艱苦，但“環境造就人，困難成就人”，學生在解決問題的過程中，能逐步提升自己的綜合實力，成為中國式現代化科技人才。

3 結語

中國式現代化進程中要求從業人員具有更高的自主性和創造性，在“雙碳”戰略和智能建造的大趨勢下，土木工程行業的科研人員和技術人員面臨不斷的技術革新和產品升級。因此，土木工程相關課程，尤其是土木工程材料必須進行教育現代化式的改革探索。面向國家重大需求，培養“大國工匠”和“科學大家”并行不悖，在結合國家戰略的同時，更應因地制宜、因材施教，尊重個性，發揮學生獨有的創造性，激發其個人潛力。土木工程材料具有獨特的課程性質，同屬材料科學和土木工程范疇，具有很大的教學創新潛質和可能性。高校教師務必積極引領，完善本課程在中國式教育現代化背景下的改革舉措，求真務實的同時不乏另辟蹊徑，為土木工程的創新發展摸索新路子，為現代化國家建設輸送高質量人才。