打造“土木工程材料”金课的探索与研究

冯琼 乔宏霞 薛翠真 李琼 曹辉

摘要：本文在总结分析土木工程材料课程特点的基础上，以全国高等学校本科教育工作会议精神为导向，提出了该课程目前在教学过程中存在的问题。探讨了土木工程材料课程教学改革的方法与措施，主要从教学手段、教学内容创新、教学过程评价三方面进行。相关改革思路可为全国高校土木工程人才培养提供一定参考。

关键词：土木工程材料，金课，教学改革

由于土木工程材料品种多，知识点多，内容分散，授课方式单一，实验教学设置存在缺陷，教学内容与实际工程及实际生活脱节等原因，目前土木工程材料课程的讲授内容、讲授形式及教学效果与成为一门名副其实的“金课”还存在较大差距，因此，迫切需要针对现存弊端开展土木工程材料课程的教学改革。

一、土木工程材料课程存在的主要问题

第一，知识点多、内容分散、授课方式单一

土木工程材料课程内容丰富，主要涉及土木工程建设中所用到的多种材料与制品，从无机类到有机类，从非金属类到金属类，种类繁多，另外还介绍了常用土木工程材料技术性能指标检测的试验方法。因此，在学习土木工程材料课程过程中普遍感觉知识点多、信息量大，难以掌握。同时，课程各章节之间看似相互独立，各种材料在保持各自独立的组成、结构、性能及应用范围等特性。在这种教学模式下，学生尽管可以学到材料的基础知识，却难以学会一些常用的分析问题、解决问题的方法，故学习积极性不高。

第二，实验课程设置有所欠缺，教学内容架空

土木工程材料是一门实践性强的课程，实验课程的安排与设置尤为重要。目前，土木工程材料课程包括的主要实验内容为水泥实验、混凝土配合比设计实验、混凝土用粗细骨料实验、沥青实验、钢材实验及砂浆实验，按照实验课程设置类型可划分为设计性实验、验证性实验、综合性实验和演示性实验。尽管实验内容包含了土木工程建设中常用的几种材料，但由于实验课时设置较少，各项实验仅进行最基本性能指标的测试与评定，缺乏灵活性，学生无法深入全面地了解常用土木工程材料的所有性能指标，在实际工程中的应用更是无从谈起。实验教学内容单一，对其他材料的性能学生了解太少，更是难以通过实验教学加深理解。另外，目前多数任课教师长期处于学校教学环境之中，缺少参与实际工程项目的机会，缺乏相关实际经验，导致自身知识结构局限，在教学过程中难以将教学内容同工程实际应用相联系。

二、土木工程材料课程课题教学改革措施

第一，丰富教学手段，以教为主向学为主转变

“教学之道，互动为本”，没有互动的课堂不能称之为真正的大学课堂，教师一味地灌输式教学导致课程枯燥乏味，难以激发学生的学习热情，甚至出现课堂静悄悄的“水课”现象，教学效果不尽人意。土木工程材料課程教学过程中可以采用翻转课堂的教学方式[1]，如在重要知识点部分抛出问题，引入工程实际案例，引导学生思考回答，鼓励学生上讲台讲述自己观点与分析，提升学生的参与感。也可在课堂中增加讨论的部分，包括集体讨论、分组讨论、抢答等环节，培养学生独立思考问题、研究和解决问题的积极性及能力。

例如，在讲述混凝土耐久性这一章节的过程中，设置讨论课，讨论题目为：“混凝土暴露环境相当严酷，可以采用哪些措施来改善耐久性？”，讨论课程过程如下：首先，将班级学生分为几个小组进行讨论，课程在会议教室进行，以营造轻松愉悦的气氛。其次，确定每个小组的讨论主题，如（1）防波堤处于潮差区与浪溅区混凝土耐久性问题；（2）西部盐渍土地区混凝土耐久性问题；（3）东部沿海地区混凝土耐久性问题；（4）南方湿热地区混凝土耐久性问题。然后，明确讨论课程的相关规定，划定学生讨论的主要方面为：（1）该区域内混凝土耐久性能破坏的主要影响因素；（2）混凝土耐久性主要破坏类型；（3）该区域内混凝土耐久性能提升措施；（4）区域内混凝土设计时应注意哪几方面的问题。学生可通过手机、手提电脑查阅相关资料，课后提交总结报告。最后，教师进行总结与评析，总结不同环境下混凝土耐久性破坏以及提高混凝土耐久性能措施的异同，通过加分制度进一步调动学生参与讨论过程的积极主动性。最后，总结分析这次讨论课程的优缺点，为下一次讨论课程的改进奠定基础。

第二，以结果评价为主向结果与过程相结合转变

以往土木工程材料课程的考核主要以结果评价为主，导致学生学习以考试分数为目的，完全按照考试重点学习与复习，严重缺乏自我思考与创新的积极性，思维能力欠缺。因此，教师在教学过程中应该注意到过程比结果更重要的问题。建立多元的考核评价体系，而不是“一考定音”。如应加大平时成绩所占比例，提高至60%甚至以上，最终考核成绩只占35%甚至更低。平时成绩中应降低出勤所占比例，提高课堂表现、作业完成情况、讨论课程中表现以及网络学习所占比例，以此弱化单一期末测试评价标准，有效提高学生在学习过程中的热情，大幅度提升学生学习的主动性。缓解当代大学生普遍存在的平时不学习，期末强冲刺的现象。

第三，拓展课程教学内容，培养学生创新思维

教学过程中，教师应跟进行业步伐，时刻关注行业新动态，将一些行业发展前沿信息及时传输给学生，在潜移默化中培养学生的创新意识。可以邀请业内专家或行业内优秀校友通过线上、线下方式，举办专业相关的最新发展动向共享报告，让学生了解土木工程材料方面最新的研究成果、技术应用情况，达到拓展教学内容的目的。同时，还应增加相应的科创实验和开放性实验，给学生提供参与科研实验的机会，进而提升课程的灵活性和参与度[2]。例如，在开展科创实验的过程中，可以根据某一科研课题，针对某种混凝土，给定混凝土面临的耐久性挑战，让学生自己通过查阅文献、规范标准，设计耐久性实验，发挥学生的主观能动性，培养其科学研究兴趣。最后，教师应鼓励和指导学生参与各类科创竞赛活动，比如全国混凝土设计大赛、全国大学生混凝土材料设计大赛等，通过比赛过程将土木工程材料课程的相关知识点与实际问题相结合，既可锻炼学生的实操能力与创新思维，又可有效拓展教学内容。

结语

土木工程材料是一门专业基础课，学好这门课程可以在土木工程的基本理论学习和专业课程学习之间架起一座了解土木工程材料科学知识的桥梁，对学生后续进行其他相关专业课程的学习及从事设计、施工等工作有着密不可分的联系。通过改革，旨在带领学生了解其源远流长的发展历史以及智能化的发展方向，培养热爱土木工程材料的情怀。为今后从事相关专业技术工作时，工程应用建筑材料提供必要的基本知识，为能够合理选择和使用建筑材料打下良好的理论基础和试验技术基础。

参考文献：

[1] 钱红萍，李书进. 土木工程材料课程教学改革整体优化探讨[J].高等建筑教育，2009，18（5）：70-73.

[2] 钱红萍，李书进，蒋晓曙. 基于工程素质与创新能力培养的“土木工程材料”教学改革实践[J].常州工学院学报，2011，24（6）：85-88.

研究项目：2020年兰州理工大学高教研究项目：“打造《土木工程材料》金课的探索研究”（GJ2020C-34）；2019年甘肃省高等学校创新创业教育教学改革研究项目（甘教高[2019]7号）；2019年甘肃省本科教学质量与教学改革工程-教学成果培育项目（甘教高[2019]7号）。

（作者简介： 冯 琼，讲师，博士，研究方向：土木工程材料）