土木工程材料课程在线教学探讨

王倩楠 童芸芸

摘要：基于教育部提出的信息化、智能化教学改革，本文探讨了土木工程材料课程的在线教学过程，包括课前准备、课堂教学与互动、课后教学、课程考核等工作。重点针对课堂考勤、互动等环节，提出在线教学过程中的注意要点，以充分发挥网络教学的优势，激发学生在互联网环境下的学习热情，保证良好的在线教学效果。

关键词：互联网;土木工程材料;在线教学;课堂互动

Discussion on Online Class of Civil Engineering Materials

Wang Qiannan  Tong Yunyun

School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University of Science and Technology

ZhejiangHangzhou    310023

Abstract： Based on the educational reform of informatization and intellectualization proposed by the Ministry of Education， this paper discussed the online class of civil engineering materials， including pre-class preparation， class teaching and interaction， after-class teaching， course evaluation， and etc. Key points for methods of class attendance and interaction were pointed out. The aim of this paper is to fully take the advantages of online class， inspire the studying interest of students， and ensure the teaching effect during the epidemic.

Keywords： Internet; civil engineering materials; online class; interaction

土木工程材料課程是土木工程、工程造价等专业的专业基础课，旨在使学生掌握土木工程主要材料的组成、性能特点、工程要求和主要用途，理解土木工程可持续性发展的重要性， 并具有合理正确选用材料、设计方案和科学管理材料的能力[1]。该课程理论和实践性均较强， 并与建筑、结构、施工、环境等知识领域密切相关[2]。

随着计算机与互联网技术的不断发展，各类在线课程学习平台发展迅速。其中，以慕课为代表的公共在线学习平台，为公众提供了大量优质的教学资源，极大地降低了高等教育的学习门槛与成本，并且学习时间、地点自由度高，对重点难点知识方便反复观看学习，成为了教育行业的一次重要变革[3]。然而，需要注意的是，公共在线课程师生互动较少，对于学生的学习自主性与自觉性要求较高，对大部分学生而言，难以保证良好的学习效果。在此背景下，各院校结合自身实际情况，积极探索各类在线课程建设。本文针对网络在线教学的特点，对浙江科技学院土木工程材料课程在线教学实践经验进行探讨，以期提出一些有益的建议。

1 课前教学

1.1 在线课程平台的选择

在线课程开始前，教师需积极探索目前主流的在线课程平台，通过测试选择合适的上课平台。

平台选择需要考虑的主要因素包括：

（1）平台需具有较高的兼容性与稳定性，软件安装对系统没有过高要求，且需保证教师与学生上课过程基本顺畅，画面与声音清晰;

（2）考虑到在线课程可能存在因信号等原因导致学生错过知识点等，以及考虑到学生通过观看视频回放进一步加深理解的需要，因此生成课程视频回放并上传视频文件对于保证在线课程教学效果具有积极意义，尽量选择可以生成课程视频的在线课程平台;

（3）为了保证课堂纪律，在线课程平台需具备学生签到、统计学生学习时长的功能，并且可以保证教师与学生之间一定的课堂互动。

课程平台确定后，教师以授课班级为单位建立课程群，通过教务处公布课程平台与课程群号，引导学生及时入群。根据学生选课名单，开课前确保每个学生都已及时加入课程群。正式开课前，教师与学生均需对在线课程平台进行测试，以确保正式课堂教学的顺利进行。

1.2 在线课程教学资料准备

相比于线下课程，在线课程对多媒体课件的要求更高[4]，在一定程度上影响了学生上课的投入度，因此，在进行备课时，需要考虑到在线课程的特点，重点审视课件的逻辑性，同时，尽可能地在课件中设计一些元素，以吸引学生的注意力，包括收集相关图片或视频资料、对重点内容进行突出显示、合理设计课件动画等;另一方面，与教材相比，多媒体课件存在知识点相对零散、知识逻辑体系不够明晰的特点[5]，因此，教材仍然是在线课程学习中的重要资料，教师应尽量获取电子教材资源，同时利用好电子资源的优势，为学生提供2～3本主要电子版参考教材，4～5本辅助参考书，以及课程相关的优质国内外学术期刊信息。开课前，教师在课程群内上传相关电子教材、教学课件、拓展学习材料等课程资源，方便学生进行课前预习与课后自学。

1.3 在线课程备课

针对土木工程材料在线教学，教师根据教学目标重新梳理优化“土木工程材料”的授课内容，并将其整合成单元模块。具体而言，除绪论外，将课程内容分为胶凝材料、混凝土、钢材、沥青、木材、建筑塑料等六大单元。每个单元又以“土木工程材料的组成—结构—性能—应用”为主线，细分成各知识学习模块，这样有助于学生建立对“土木工程材料”基础知识体系的整体认识。结合在线课程的优缺点，对知识点进行梳理，突出重点难点，在此基础上，重新设计和修改课堂教学活动，以便有效地开展线上课堂教学[6]。

由于材料科学发展日新月异，现有教材的更新速度相对滞后，因此，一方面，教师应有计划地跟进土木工程材料领域最新研究进展，遴选合适内容，消化吸收后将其融入课程教学中，以开拓学生视野，培养学生创新意识;另一方面，教师应对各种建材标准的制定与更新有所了解，并在教学中根据最新标准更新更正相应知识，尽量确保学生所学知识的准确性。

2 课堂教学与互动

2.1 课堂考勤

课堂考勤与纪律维持是线上课程相较于线下课程的一个难点[7]，其中第一周首次在线课程困难尤为突出，出现问题包括学生作息原因错过闹钟，导致迟到甚至缺勤，学生网络或设备原因，错过部分或全部在线课程，以及缺乏监管，难以有效检查学生上课状态，部分学生可能存在完成课堂签到后即离开线上课堂，而后台在线时长数据难以反映这种情况。因此，进行网络在线教学时，教师课后需及时统计学生观看视频时长，与缺勤、迟到或因其他原因参与课堂时间不足的学生进行交流，对其进行提醒，就因网络原因导致的在线时长不足的同学，可以通过观看视频回放，以适当弥补平时成绩问题。

经过在线课程的探索，总结出以下考勤与课堂纪律考查方法：

（1）通过后台数据，统计学生课堂在线时长;

（2）课前设置定时投票，截止时间为开始上课时间，统计学生参与投票情况，既可以作为考勤记录，也起到知识回顾作用;

（3）课堂期间发起限时投票，考察学生对新知识的掌握情况，投票参与度也作为平时成绩的一部分;

（4）上课期间不定时指定学生连麦或在群消息中回答问题，使学生保持较高参与度。

2.2 课堂教学

课堂教学是教学过程中最重要的环节。线上课程不同于線下课程，由于学生与教师难以随时互动，且学生课堂纪律缺乏监管，因此，教师在教学过程中，需注意吸引学生注意力，并尤其注意对学生发散思维能力的培养[8]。

由于土木工程材料理论与实践性均较强，教学过程中，可以采用举例子的方式，将课本中的理论知识联系实际生活中的相关现象，引导学生思考，分析其中的关联与逻辑关系，帮助学生将所学知识内化。例如，在胶凝材料的学习过程中，通过鸡蛋液受热凝固为鸡蛋饼这一学生熟悉的生活现象，引入胶凝材料的概念，帮助学生深入理解胶凝材料的凝结硬化过程。授课过程中，充分利用在线课堂的优势，用好触摸笔，结合讲解内容在电子课件上做好标记，既可以引导学生学习，一定程度上也可以代替板书功能。此外，充分利用网络资源，学习名师名课，消化吸收后结合本门课程特点加以利用，丰富学生的学习体验。

考虑到在线学习缺少监督，学生注意力容易发散的问题，教师注意掌握好教学节奏，重要知识点以15-20分钟为时间单元进行讲解，知识点之间穿插讨论、习题、签到等活动，使学生适当放松，保证良好的学习状态。

2.3 实验环节

土木工程材料课程实践性较强，实验是本门课程的重要环节，不仅可以巩固学生所学的理论知识和丰富学习内容，更重要的是让学生熟悉试验设备、操作技术及有关的国家标准和技术规范，并获得主要土木工程材料试验方法的基本技能训练，同时培养学生严肃认真和实事求是的科学态度以及独立工作和分析问题的能力。

实验环节由于重在操作，因而一般不宜以在线上课的方式进行。然而，近年来，随着各高校虚拟仿真实验室的建设，在线实验课的教学效果与学生满意度逐渐提高。通过虚拟仿真、人机交互和网络通讯等现代高科技的应用，对水泥实验、骨料实验、商品混凝土配合比计算、商品混凝土实验的实验数据进行处理。可以将教师与学生从繁杂琐碎的体力劳动中解放出来，实现虚实结合、相互补充的目的。

2.4 课堂互动

在线课程最大的不足在于互动效果不及线下课程，一方面，教师难以通过观察学生表情状态判断学生掌握程度，另一方面，互动过程效率较低，由于平台、网络等原因，常出现一定时间的延迟，影响互动效果[9]。尽管如此，课堂互动仍然是保证良好教学效果的重要前提，因此，应尽可能克服在线课程的不足，加强互动效果。

在土木工程材料课堂互动中，教师可适时发起一些有适当难度的“主题讨论”，引导学生积极思考、巩固学习成果。例如，在混凝土耐久性的知识点学习中，教师可发布题为“碎石抗冻性差等导致混凝土骨料粉化裸露、周边泛白、浆体剥落等事故”的工程案例，并附上工程概述及事故照片，要求学生结合已学的理论知识对事故原因进行分析，再将答案提交至讨论专区，然后教师对学生的发言予以点评，拓宽学生知识面。

在线课程具体互动方法主要包括以下几种：

（1）连麦互动，上课过程中，学生可主动申请连麦，教师同意后学生可与教师直接交流，连麦亦可作为考勤方式，教师可在上课过程中随机要求一位学生进行连麦，通过这种方式给学生一定压力，上课过程中保持精力集中;

（2）消息框互动，教师提出问题或互动话题后，学生可在消息框中通过文字、语音等方式参与互动，这种方式对参与学生人数没有限制，可实现多人同时互动，可能存在的问题主要在于互动氛围，在线课程刚开始时，学生互动热情较高，但随着时间推移，网课新鲜感褪去后，学生参与互动意愿下降比较明显，消息框这类主要依赖学生自觉性的互动方式互动效果有所下降;

（3）编辑在线文档，教师可在课程群中上传word文档，群内成员均可对其进行编辑，这种方法适用于发散性讨论题或对已学知识的梳理;

（4）群投票，在教师想要了解学生对知识点掌握情况，或完成一个教学单元，对重点知识进行回顾时，可以发起群投票，以选择题或判断题的方式请学生参与互动，钉钉具备自动统计投票结果的功能，可以较为直观地了解学生的选择情况;

（5）课堂测验，教师可提前准备在线课堂测验试题，上课过程中适时发布试卷，通知学生在线答题，根据平台功能，试卷可设置为题目顺序随机、选择题选项随机排序等，并规定答题时间，以尽可能保证答题纪律。对于客观题，在线平台一般具备自动阅卷功能，教师与学生均可对学习效果与知识掌握情况进行检验，教师也可据此随时调整教学过程。

3 课后教学

课后教学中，教师可引领学生对知识进行内化吸收，完成课后作业。在线课程学习平台一般具备发布作业以及在线提交作业的功能。针对重点难点知识，学生可根据需求随时回放相应课堂内容，教师可通过后台对学生在线学习时长和观看回放时长的统计，结合课堂互动、作业完成情况等，掌握每位学生的学习动态。同时，课程群为教师随时对重点、难点知识的答疑提供了便利。此外，教师可对综合成绩合格的学生进行“点赞”，以示鼓励;对成绩不理想的学生及时进行帮辅，并在后续教学过程中及时关注这部分学生，如课堂互动环节，加强与这部分学生的交流互动，对其课堂学习起到监督促进作用。高等教育信息化环境下混合式教学的教学评价主体应具备多元化特征，需注重将评价融入教学活动实施过程。利用平台匿名投票功能还可对课程满意度进行调查，通过学生的评价与反馈，也能方便教师开展教学反思，不断提升教育教学水平。

4 课程考核

在线课程的课程考核方式应尽量灵活[10]。对土木工程材料这一专业基础课而言，为了保证学生学习效果，应优先选用传统线下考试的方式进行最终的课程考核。如因条件限制确需采用在线考试，教师需在题目设计、考试方式以及评价方式等方面格外注意，以尽量保证考试纪律与成绩的公平性。具体来说，在题目设计上，在线考试应尽量降低客观题所占的比例，提高主观题，尤其是开放式问题的比例。同时，善用网络平台的各种功能，如将试卷题目顺序打乱，要求学生打开网络摄像头等，尽量保证在线考场纪律的严格。此外，在评价方式上，适当降低在线考试成绩所占的权重，提高课堂互动、课后作业等教学环节所占的权重。

除了传统的考核方式，针对土木工程材料这门课程，可以增加课题研究环节。例如，要求学生根据某一典型工程问题，分析其出现原因，提出处理方案与避免同类问题的方法，在此基础上，通过查阅文献资料，了解相关土木工程材料的最新研究进展。通过这一方式，加深学生对课程学习目的与课程内容的理解，锻炼学生收集信息与阅读科研文献的能力，提高学习热情，保证学习效果。

5 结语

近期，教育部指出，要充分利用线上教学优势，以信息技术与教育教学深度融合的教与学改革创新，推进学习方式变革，提高教学效率、保证教学质量、完成教学任务。网络平台在土木工程材料教学中的应用，可以充分发挥网络教学和传统课堂教学的优势，激发学生在互联网环境下的学习热情，实现土木工程材料课程多种教学模式和教学方法的灵活运用，体现“教师为主导，学生为中心”的高效课堂教学理念，有效促进了教、学、用的全方位提高。

参考文献：

[1]廖灵青.混合式“金课”导向下超星学习通在“土木工程材料”课程教学中的应用[J].信息素养，2020，1：122-123.

[2]刘军，李伟文，吴凌壹，等.普通高等工科教育中强化实践环节的教学模式研究——以土木工程专业水泥基复合材料和工程测量课程为例[J].四川建材，2020，46（2）：229-230.

[3]张建庭，马静瑶.大数据时代下的大学生物化学课程教学改革探析[J].科技风，2021，2：26-27.

[4]李福海，靳贺松，王江山，等.土木工程材料课程实验创新探讨——以纤维水泥基材料抗拉综合性试验为例[J].实验室研究与探索，2020，39 （1）：185-190.

[5]刘冰宇，杨光，方放.“土木工程材料”课程教学改革策略[J].西部素质教育，2019，5（16）：186-187.

[6]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）：18-22.

[7]李盼盼，郝丽娜，钟美慧，等.以学生为中心的线上线下混合式教学课程设计——以土木工程材料为例[J].住宅与房地产，2020，8：245.

[8]奚琳，李仁军，王静平，喻全余.慕微智能教学平台在机械原理课程中的应用[J].科技风，2021，2：22-23，56.

[9]王淑娟，雒锋.“停课不停学”线上教学构建及问题分析——以高校土木工程材料课程为例[J].黑龙江科学，2020，11（10）：78-79.

[10]湯阳，刘敏，孙燕，等.以留学生为主体的线上教学探索——以伤寒论为例[J].中国中医药现代远程教育，2021，19（2）：1-3.

基金项目：浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目（jg20180216，主持人：童芸芸）。

作者简介：王倩楠（1987—  ）， 女，汉族，山东潍坊人，博士研究生，讲师，主要研究方向为纤维混凝土耐久性;童芸芸（1978—  ），女，汉族，浙江杭州人，博士研究生，副教授，主要研究方向为遗产建筑保护。