打造“土木工程材料”金課的探索與研究

馮瓊 喬宏霞 薛翠真 李瓊 曹輝

摘要：本文在總結分析土木工程材料課程特點的基礎上，以全國高等學校本科教育工作會議精神為導向，提出了該課程目前在教學過程中存在的問題。探討了土木工程材料課程教學改革的方法與措施，主要從教學手段、教學內容創新、教學過程評價三方面進行。相關改革思路可為全國高校土木工程人才培養提供一定參考。

關鍵詞：土木工程材料，金課，教學改革

由于土木工程材料品種多，知識點多，內容分散，授課方式單一，實驗教學設置存在缺陷，教學內容與實際工程及實際生活脫節等原因，目前土木工程材料課程的講授內容、講授形式及教學效果與成為一門名副其實的“金課”還存在較大差距，因此，迫切需要針對現存弊端開展土木工程材料課程的教學改革。

一、土木工程材料課程存在的主要問題

第一，知識點多、內容分散、授課方式單一

土木工程材料課程內容豐富，主要涉及土木工程建設中所用到的多種材料與制品，從無機類到有機類，從非金屬類到金屬類，種類繁多，另外還介紹了常用土木工程材料技術性能指標檢測的試驗方法。因此，在學習土木工程材料課程過程中普遍感覺知識點多、信息量大，難以掌握。同時，課程各章節之間看似相互獨立，各種材料在保持各自獨立的組成、結構、性能及應用范圍等特性。在這種教學模式下，學生盡管可以學到材料的基礎知識，卻難以學會一些常用的分析問題、解決問題的方法，故學習積極性不高。

第二，實驗課程設置有所欠缺，教學內容架空

土木工程材料是一門實踐性強的課程，實驗課程的安排與設置尤為重要。目前，土木工程材料課程包括的主要實驗內容為水泥實驗、混凝土配合比設計實驗、混凝土用粗細骨料實驗、瀝青實驗、鋼材實驗及砂漿實驗，按照實驗課程設置類型可劃分為設計性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和演示性實驗。盡管實驗內容包含了土木工程建設中常用的幾種材料，但由于實驗課時設置較少，各項實驗僅進行最基本性能指標的測試與評定，缺乏靈活性，學生無法深入全面地了解常用土木工程材料的所有性能指標，在實際工程中的應用更是無從談起。實驗教學內容單一，對其他材料的性能學生了解太少，更是難以通過實驗教學加深理解。另外，目前多數任課教師長期處于學校教學環境之中，缺少參與實際工程項目的機會，缺乏相關實際經驗，導致自身知識結構局限，在教學過程中難以將教學內容同工程實際應用相聯系。

二、土木工程材料課程課題教學改革措施

第一，豐富教學手段，以教為主向學為主轉變

“教學之道，互動為本”，沒有互動的課堂不能稱之為真正的大學課堂，教師一味地灌輸式教學導致課程枯燥乏味，難以激發學生的學習熱情，甚至出現課堂靜悄悄的“水課”現象，教學效果不盡人意。土木工程材料課程教學過程中可以采用翻轉課堂的教學方式[1]，如在重要知識點部分拋出問題，引入工程實際案例，引導學生思考回答，鼓勵學生上講臺講述自己觀點與分析，提升學生的參與感。也可在課堂中增加討論的部分，包括集體討論、分組討論、搶答等環節，培養學生獨立思考問題、研究和解決問題的積極性及能力。

例如，在講述混凝土耐久性這一章節的過程中，設置討論課，討論題目為：“混凝土暴露環境相當嚴酷，可以采用哪些措施來改善耐久性？”，討論課程過程如下：首先，將班級學生分為幾個小組進行討論，課程在會議教室進行，以營造輕松愉悅的氣氛。其次，確定每個小組的討論主題，如（1）防波堤處于潮差區與浪濺區混凝土耐久性問題；（2）西部鹽漬土地區混凝土耐久性問題；（3）東部沿海地區混凝土耐久性問題；（4）南方濕熱地區混凝土耐久性問題。然后，明確討論課程的相關規定，劃定學生討論的主要方面為：（1）該區域內混凝土耐久性能破壞的主要影響因素；（2）混凝土耐久性主要破壞類型；（3）該區域內混凝土耐久性能提升措施；（4）區域內混凝土設計時應注意哪幾方面的問題。學生可通過手機、手提電腦查閱相關資料，課后提交總結報告。最后，教師進行總結與評析，總結不同環境下混凝土耐久性破壞以及提高混凝土耐久性能措施的異同，通過加分制度進一步調動學生參與討論過程的積極主動性。最后，總結分析這次討論課程的優缺點，為下一次討論課程的改進奠定基礎。

第二，以結果評價為主向結果與過程相結合轉變

以往土木工程材料課程的考核主要以結果評價為主，導致學生學習以考試分數為目的，完全按照考試重點學習與復習，嚴重缺乏自我思考與創新的積極性，思維能力欠缺。因此，教師在教學過程中應該注意到過程比結果更重要的問題。建立多元的考核評價體系，而不是“一考定音”。如應加大平時成績所占比例，提高至60%甚至以上，最終考核成績只占35%甚至更低。平時成績中應降低出勤所占比例，提高課堂表現、作業完成情況、討論課程中表現以及網絡學習所占比例，以此弱化單一期末測試評價標準，有效提高學生在學習過程中的熱情，大幅度提升學生學習的主動性。緩解當代大學生普遍存在的平時不學習，期末強沖刺的現象。

第三，拓展課程教學內容，培養學生創新思維

教學過程中，教師應跟進行業步伐，時刻關注行業新動態，將一些行業發展前沿信息及時傳輸給學生，在潛移默化中培養學生的創新意識。可以邀請業內專家或行業內優秀校友通過線上、線下方式，舉辦專業相關的最新發展動向共享報告，讓學生了解土木工程材料方面最新的研究成果、技術應用情況，達到拓展教學內容的目的。同時，還應增加相應的科創實驗和開放性實驗，給學生提供參與科研實驗的機會，進而提升課程的靈活性和參與度[2]。例如，在開展科創實驗的過程中，可以根據某一科研課題，針對某種混凝土，給定混凝土面臨的耐久性挑戰，讓學生自己通過查閱文獻、規范標準，設計耐久性實驗，發揮學生的主觀能動性，培養其科學研究興趣。最后，教師應鼓勵和指導學生參與各類科創競賽活動，比如全國混凝土設計大賽、全國大學生混凝土材料設計大賽等，通過比賽過程將土木工程材料課程的相關知識點與實際問題相結合，既可鍛煉學生的實操能力與創新思維，又可有效拓展教學內容。

結語

土木工程材料是一門專業基礎課，學好這門課程可以在土木工程的基本理論學習和專業課程學習之間架起一座了解土木工程材料科學知識的橋梁，對學生后續進行其他相關專業課程的學習及從事設計、施工等工作有著密不可分的聯系。通過改革，旨在帶領學生了解其源遠流長的發展歷史以及智能化的發展方向，培養熱愛土木工程材料的情懷。為今后從事相關專業技術工作時，工程應用建筑材料提供必要的基本知識，為能夠合理選擇和使用建筑材料打下良好的理論基礎和試驗技術基礎。

參考文獻：

[1] 錢紅萍，李書進. 土木工程材料課程教學改革整體優化探討[J].高等建筑教育，2009，18（5）：70-73.

[2] 錢紅萍，李書進，蔣曉曙. 基于工程素質與創新能力培養的“土木工程材料”教學改革實踐[J].常州工學院學報，2011，24（6）：85-88.

研究項目：2020年蘭州理工大學高教研究項目：“打造《土木工程材料》金課的探索研究”（GJ2020C-34）；2019年甘肅省高等學校創新創業教育教學改革研究項目（甘教高[2019]7號）；2019年甘肅省本科教學質量與教學改革工程-教學成果培育項目（甘教高[2019]7號）。

（作者簡介： 馮 瓊，講師，博士，研究方向：土木工程材料）