《土木工程材料》创新性教学应用研究

李果 姬永生 袁广林 李庆涛

摘 要：结合土木工程类课程的特点，分析了传统教学方法中存在的问题，提出了在课堂教学、课后教学和实验课教学中应用一些创新性教学的方法和思路，比如“好的教学方法+好的保障制度”，并通过对比应用创新性教学方法前后两届学生的综合成绩，表明创新性的教学方法可以有效地提高教学质量，起到培养创新型土木工程人才的目的。

关键词：智慧课堂；土木工程；课程；教学；保障制度

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）17-0027-03

Abstract： Combined with the characteristics of the course of "Civil Engineering Materials"， this paper analyzes the problems existing in the traditional teaching method. Then， some innovative teaching methods and ideas were put forward in the teaching process during the class， after the class and in the experimental class， such as "good teaching methods plus good guarantee system". Through the comparison of two grades of students' final scores before and after the application of innovative teaching methods， it shows that the utilization of innovative teaching methods can effectively improve the quality of teaching， and realize the goal for cultivating innovative civil engineering talents.

Keywords： wisdom class； civil engineering materials； course； teaching； guarantee system

土木工程材料是建造土木工程的物質基础，任何土木工程，无论是房屋建筑、道路、桥梁，还是港口、码头、隧道，再到海洋钻井平台、地下石油储仓、核电站反应壳等，都离不开各种各样的土木工程材料。因此，《土木工程材料》课程是土木专业学生的专业必修基础课，熟悉和掌握常见土木工程材料的基本性质、特点和应用的知识，对于学生下一步专业课程的学习以及将来从事的具体土木工程工作奠定基础。但是，众所周知土木工程材料所涉及的种类很多。不同的材料，不仅生产方法、制备工艺存在不同，其各自的产品特性、用途也都存在着巨大的差异，具有极强的实践性。加之，随着土木工程科技的发展，新型的土木工程材料仍在不断涌现。这些均导致了《土木工程材料》课程的复杂性和学习的困难性，而传统的授课方法总是无法充分调动学生的学习积极性，不利于《土木工程材料》课程学习质量的提高，不利于土木工程创新型人才的培养[1-2]。因此，探讨《土木工程材料》课程创新性的教学方法，努力提高本课程的教学质量是一件非常有意义的事情。

一、传统教学方法存在的问题

（一）课程的信息量大，而授课课时较少

如前所述，《土木工程材料》课程所涉及的知识点和信息量非常大，但是由于当前大学对专业课程总体学时设置的要求，总学时被限制为40学时，其中还有8学时的实验课时。因此，课堂授课学时仅为32学时。本课程有十三章（65小节）内容，如果全部讲授平均每小节不足0.5学时。依靠传统的授课方式单凭课堂时间根本无法将课程教学大纲所要求的内容讲完。如果仅仅讲授一些所谓的重点内容，则学生获得的信息量、知识量偏少，导致专业认识较为片面，不利于学生开拓视野。

（二）教师单方面地讲，而学生的参与度不高

在当前大学课堂的教学中，绝大多数还是单向灌输的教学方式[3-4]。授课教师在课堂上滔滔不绝地讲，而课堂下学生似听非听。由于课堂学时的紧张，教师总想尽可能多地向学生传授知识，而学生总是被动地去接受知识，很少有机会进行思考与提问。被动获得的知识往往仅停留在学生信息层的表面，很难让学生获得深刻的印象，更谈不上创新型、研究型人才的培养。

二、本课程创新性教学实践探索

传统的“填鸭式”教学方法历来遭人诟病，许多新的教学方式诸如“启发式”、“导入式”、“讨论式”、“互动式”和“质疑式”等被许多教师尝试[5-6]。然而，时至今日国内的大学教学质量并没有得到根本的好转[7]。笔者认为，并非上述方法不好或者没有效果，其根本原因在于人生来即存在着惰性，再好的“启发式”教学也要学生有学习的积极性和主动性相配合才能完成。如何才能让学生从“被动学习”向“主动学习”转变呢？笔者认为唯有“好的教学方法+好的保障制度”才能完成。好的方法是前提，而好的制度是方法有效实施的保障。

（一）课堂教学方法的改革

课堂是学生学习的主要场所，也是学习效果最好的地方，这就要求教师在有限的时间里使学生达到最高的学习效率。有别于传统的“满堂灌式”教学，本课程的教学方法根据不同的章节采用了“问答式”和“问题式”两种方法，与之对应的保障制度则是课堂出勤和课堂表现与平时成绩挂钩。对理论性较强且学习难度较大的章节主要采用“问答式”教学方法，对信息量较大而学习难度相对较小的章节主要采用“问题式”教学方法。

1. 所谓“问答式”教学方法，是以教师授课为主导，在授课过程中不断凝练关键问题，对学生进行提问，让学生思考并回答，然后根据回答情况记入平时成绩。课堂提问是保证课堂交互性的重要手段，能够直观体现学生对课程的理解程度和课堂参与度。

2. 所谓“问题式”教学方法，是以学生回答问题为主导，教师补充、总结为辅。该种教学方法需事前将下一次课授课内容的提问问题公布，并安排下去。学生需要做课前的预习，上课后即按照问题的顺序逐个回答，每2～3名同学作为一个小组回答同一个问题。教师根据学生回答的情况打分记入平时成绩，同时对学生的回答予以补充和评价。整堂课以学生的回答问题为主，问题全部解答，本章节所要学习的知识点也全部学习了一遍。

3. 所谓保障制度，这里体现在对课堂出勤和课堂回答问题表现的记入平时成绩。虽然许多大学生对成绩是良好还是中等或者及格等不甚关心，但对是否及格还是比较重视的。按照我校对学生出勤的管理规定，课堂缺席（无论请假与否）超过本门课程学时的1/3，即自动失去参加考试的机会。但很多时候，由于教师缺乏对学生的认真考勤，从而无法认定学生的缺勤时间。常规考勤的方法有很多，包括点名、签到等，但这些方法在课堂上执行比较费时且会出现代签的现象。目前较好的办法是授课前、后利用指纹机进行指纹打卡签到，保证效率且精度较高。同时，一旦规矩制定了，就要严格执行，要保证成绩的公平和公正。

（二）课后教学方法的改革

1. 课堂外休闲时间的有效利用。由于《土木工程材料》课程内容庞杂、信息量大，而课堂时间非常有限。在有限的课堂时间上想要完全掌握本课程的知识点是很难做到的，而大学生的课外空闲时间往往很多。从而可以充分利用课后环节来弥补和补充课堂学习时间的不足，这也是对学生自学能力和解决问题能力培养和提高的重要手段。学生的课外学习不是盲目的、自发的，而是有目的、有计划和有考核的。比如，在前述的“问答式”和“问题式”教学方法中，均需要学生课前预习并根据提前布置的问题查找资料进行准备。除此之外，还有课后作业。课后作业是学生根据教师的要求，在上课以外的时间进行学习的活动，是课内学习的延伸，其作用是加深学生对课程的理解和巩固，进一步分析掌握相关技能。通过对学生课后作业的批改和总结，有助于了解学生学习的效果，从而促使教师对讲授的重点、难点有侧重和调整，提高课堂上的教学效率。

2. 计算机网络通讯技术在课后答疑中的应用。课后答疑是课堂授课的重要补充，是体现学生自主学习和主动学习的关键所在。随着计算机和通讯技术的高速发展，大学生对即时通讯软件诸如微信或QQ等的使用已经非常普及。针对本门课程，笔者建立了一个QQ课程群，本课程的授课课件、资料、课后作业等均通过课程群及时发布给学生。授课学生均可以申请入群，从而实现在线的留言和答疑。即时通讯软件可以轻松实现教师一对多（集体）指导或一对一（单独）指导，不受时间、空间的限制，双方可以实时沟通和在线答疑。比起传统交流不受时间地点的限制，即使其中一方暂时不便回答，也可利用留言来进行回复，加强了教学工作的交互性。除了师生之间的答疑、交流，学生之间也可以针对课程的学习互相交流和讨论，从而极大程度地实现了信息和知识的共享。

（三）实验教学方法的改革

实验教学作为课堂理论教学的补充，对培养学生动手能力、分析解决问题能力、创新能力和科学严谨的思维方式等有着十分重要的作用[8-9]。《土木工程材料》课程有4次（8学时）实验课，分别为水泥实验、骨料实验、新拌混凝土实验和水泥胶砂强度实验。传统的实验教学限于实验室接待能力的限制，往往采取演示性实验，不利于学生动手能力的提高。本门课程实验采取的是分组独立实验，每组6～8名学生。首先由教师布置每次实验的任务，然后小组内的同学通过分工和协作独立完成全部的实验内容。小组同学对本组实验数据、结果共享，但是实验报告要求每名同学独立完成，不允许雷同。与此同时，实验的出勤也是实验成绩的重要组成部分。

三、创新性教学实践效果的检验

本课程的考核由平时成绩（20%）、实验成绩（20%）和考试成绩（60%）共同组成，其中平时成绩又包括课堂出勤、课堂表现和课后作业等内容，能够较为全面、真实地反映学生的学习水平和状态；实验成绩则主要包括实验出勤和实验报告两部分，反映学生参与实验以及撰写实验报告的质量。课程考试为闭卷笔试，试题类型多样，既有填空、选择、判断，也有简答、计算和综合题，涵盖了课程绝大多数的知识点。应该来说，是对学生综合学习质量和课程掌握程度的一个很好的评价。

为了检验在应用创新性教学方法之后的教学效果，对我校土木工程2015级（应用前）和2016級（应用后）两届学生本门课程的综合成绩进行了分析和统计，并绘制出两届学生成绩分布的频率直方图如图1所示。

总体来讲，两届学生两次试卷出题的范围、试题的形式、数量和难度等是基本一致的。从图1可以看出，两届学生的综合成绩分布均近似呈正态分布，说明考核的方式还是比较恰当的，学生的成绩分布符合正态概率分布。同时也可以看出，二者的分布也还存在一些区别。具体体现在在应用创新性教学方法之后，正态曲线整体右移。即，平均成绩有所提高。在80～89分段及90～99分段，应用后的学生人数均高于应用前，而60～69分段和70～79分段应用后的学生人数均少于应用前。虽然在应用创新性教学方法之后，学生的成绩并没有得到全部提高，仍然也有分数低的，甚至不及格的现象，但相对应用之前还是有所提高，表现在班级的平均分数还有高分人数，说明应用创新性的教学方法对提高本门课程的教学质量是有效果的。

创新性教学方法特别重视平时成绩，而平时成绩与学生的最终综合成绩呈现什么关系是一个值得研究的问题。将本门课程2016级学生的平时成绩和综合成绩进行统计，绘制出平时成绩与综合成绩的散点图如图2所示。

从图2可以看出，学生的平时成绩同最后的综合成绩之间存在着一定的离散性，即对应同一个平时成绩可能有多个综合成绩，但也存在着较为明显的线性相关关系，相关系数R2超过了0.5。即学生的平时成绩越高，最终的综合成绩越好，这也符合人们的预期常识。因此，尽管平时成绩并不能完全代表学生的学习水平和学习效果，但是，平时成绩还是能够较好地体现最终的综合成绩。故要想提高教学质量，重视平时成绩还是很有必要的。教师是学生成才的培养者，而不是单纯的考核者。本门课程的创新性教学方法虽然也建立了一些针对学生平时成绩的考核和评价的方法，但还很不全面，仍然需要进一步不断的完善。同时，考核的出发点是培养学生，而不是单纯以考核为目的。发现有问题的学生，要及时关心、督促，努力使其不掉队。

四、结束语

通过对《土木工程材料》课程创新性教学方法的探索实践与效果检验，可以看出“好的教学方法+好的保障制度”对改善和提高本课程的授课质量是大有裨益的。与此同时，也可以看出创新性的教学方法对教师的要求更高，需要教师投入更多的时间和精力来改革教学方法和完善保障制度，从而真正实现创新型、研究型土木工程人才的培养目标。

参考文献：

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