土木工程材料课程研究性教学模式改革与实践

解国梁，王福成，刘金云，李彦阳

研究性教学能有效突出学生的主体地位,促使学生成为知识的自主建构者,培养学生实践能力和创新精神,目前我国各高校对研究性教学进行了大量的探索和实践,已取得了许多有益成果[1-3]。土木工程材料是黑龙江八一农垦大学土木工程专业的核心课程,随着研究性教学计划在我校的开展和实施,该课程于2016年初被确立为研究性教学试点课程。本文结合多年教学经验拟通过对土木工程材料课程教学内容、教学方法、实验教学、教学实训、成绩考核等方面的改革和实践,进一步推进黑龙江八一农垦大学工程学院研究性教学的开展[4]。

1 开展研究性教学的必要性

土木工程材料是土木工程专业的重要组成部分,为进一步学习专业课程提供相关基础知识,并为今后从事土木类相关工作合理的选择和正确的使用材料奠定基础[5]。黑龙江八一农垦大学工程学院土木工程材料课程的教学包括理论课和实验课。理论教学24学时,主要讲授基本概念和基本理论；实验教学16学时,主要为学生提供必要的实践锻炼机会,培养学生的实验思维和实验技能。由于该课程理论课与实验课各自独立,课程本身内容丰富,知识点繁杂,加之各实验项目零散安排,缺乏逻辑性和关联性。学生被动听课时总感到枯燥,分不清主次,很难构建系统的知识体系。另外,实验教学的成绩考核评定也主要依附于理论课,没有设定与之相对应的独立评价指标和考核体系,仅以学生出勤和实验报告的撰写情况确定成绩,没有注重过程考核和实验操作,导致学生考前临时突击,对实验应付了事[6-7]。传统的教学模式不能适应研究性人才培养的需要,为了更好地提高土木工程材料课程教学质量,引导学生主动探究、独立思考,有必要对现有教学模式进行改革。

2 研究性教学模式构建

2.1 加强实践环节，设计实训项目

土木工程材料课程涉及的材料多达几十种,每种材料的性能又千差万别,通过课堂讲授、多媒体展示远不能满足教学要求,学生很难建立抽象的理论概念与实际材料的直接联系。为了让学生对建筑材料市场有更加直观、感性的认识,初步了解建材市场的基本情况,对各种建筑材料的性能、规格、种类、施工方法、适用范围、价格、客户人群、生产商和市场价位等有更具体的把握,同时培养学生的市场认识、信息搜集、撰写调查报告的能力。教学中设计增加建筑材料市场调查的实训项目,并根据研究性教学培养目标制订相应任务要求和评分标准。要求学生利用节假日或空课时间,在规定期限内对土木工程材料课程中涉及的材料或个人感兴趣的建筑新材料、新产品进行调研,以材料采购员的身份自行设计调查方案和调查内容等。安排学生自由组合成立调查小组,以小组为单位开展具体工作,完成调研后,每组提交一份调查报告,并共同完成一项PPT形式的总结报告进行汇报。

在任务解决过程中,每个调研小组就是一个小团队,组内成员之间既相互独立也相互合作。要取得良好的成绩,每位同学都必须深入建材市场,各尽其责并相互配合。这一过程中既培养了学生的团队协作精神,又提高了实践及沟通能力。

2.2 整合实验项目，建立综合性、设计性试验

针对实验教学中存在的问题,将水泥实验,混凝土用骨料实验及普通混凝土实验这些原本零散、分散安排的项目进行整合,形成混凝土配合比设计综合性试验。同时竭力为学生营造真实的实验背景,使其有身临其境的感觉,主动进入角色。比如,以实际工程中混凝土结构构件所用混凝土为设计题目,编制混凝土配合比设计任务书。

实验前下发任务书,明确任务具体要求,考核标准和课时限制。针对试验任务涉及的基本理论和试验操作提前进行讲解、说明,同时按教学或任务进度分阶段提供各项基本实验的视频资料,并带领学生参观实验室,使学生初步了解实验条件,为学生独立完成实验任务,解决工程实际问题做好准备。同时要求学生以小组为单位按照任务书的要求,通过讨论方式共同敲定实验方案。方案设计完成后由指导教师审核,通过后再进入实验室着手实验。实验组按照自己所定方案进行材料材性检测、混凝土配合比试算、混凝土和易性及强度调整等具体实验内容,最后每组学生个人独立完成实验报告的撰写。在方案设计、实验操作、实验报告撰写及相互讨论等过程中,学生以解决实际问题为线,逐步将零散的概念、理论和工程实践,构建形成系统的知识体系。这样的实验安排更有利于激发学生的兴趣和好奇心,提高学生间的相互协调、沟通能力,学生不仅学到了知识,更学会了获取知识的方法[8]。

实验室采用类似超市的开放式管理,便于学生实验的设计、调整及设备、仪器的使用,也有利于创新思维的培养。实验过程中为每个实验小组配备相应指导教师,指导教师全程跟踪,考察学生的实验操作是否规范,实验方法、步骤是否符合相应标准,并及时进行指导纠正。这一运作,也顺利地完成了教师的角色转变,使教师从传统的教学核心脱离出来,而作为学生学习的促进者和教学顾问,即教师只是提出任务和问题,或在恰当的时候提供援助,而学生自然成为了解决具体问题的主体,从根本上改变了教师教学的行为和学生的学习方式。

2.3 注重引导，构建完善的研究性教学评价体系

科学的成绩考核评价体系在研究性教学模式中起着至关重要的作用,是学生主动学习的风向标。为了进一步推进研究性教学模式的顺利实施,应建立健全科学的研究性教学考核体系,对传统模式下的课程考核体系进行改革,把课程学习过程的考核与课程总体考核、知识的考核与能力的测试、基本技能的掌握与创新等有机结合起来,使其适应学科和行业的发展需要,构建出与研究性教学理念相匹配的全新课程考核体系。

2.3.1 建立综合化考评机制以适应研究性教学需要

为全面考核研究性教学的成果,并突出学生的主体地位,引导学生主动探究,自主构建知识体系,应对土木工程材料课程成绩考核指标进行重新调整,建立适合研究性教学模式的考核评价机制。为此,设计了全过程考核和能力测试的综合评价指标,即采用市场实训调查、综合实验、期末考试、考勤、作业、课堂表现、参与大学生创新课题情况等相结合的综合考核方式。总评成绩考核项目确定为基本项成绩、平时成绩和附加成绩,并适当考虑不同部分所占的比例合成为课程的总成绩。其中,基本项成绩由实训调查成绩、综合试验成绩和期末考试成绩构成；平时成绩包括考勤、作业、课堂表现等；附加成绩涉及学生参与大学生创新课题、参与教师科研项目、撰写科技小论文情况等。在总评成绩中引入附加成绩一项,旨在鼓励部分学有余力的学生主动参加科研项目,进行探索性学习,提升创新意识和实践能力。这样设计考核项目和评价指标,既全面、客观地考核了研究性教学的成果,又充分调动了学生学习的主动性[9-10]。对提高学生实践动手能力、团队协作意识和创新精神,以及师生之间的互动交流有极大的推动作用。

2.3.2 制定过程考核和分阶段验收制度

为了消除 “一考定终身”的弊端,加强过程学习,应建立过程考核和分阶段验收制度。过程考核和分阶段考核验收,即通过任务式教学方式将“土木工程材料”实训调查、综合试验和期末考试等按教学进度顺次执行。各阶段任务执行中进行同步考核,即指导教师一边指导,一边考核,使考核贯穿教学始终。每项任务结束后即考核验收,该项成绩不合格不得参加下一项任务及考核。这样安排教学,就可根据学生学习效果及时调整教学和考核内容,达到动态调整避免问题积压。过程考核和分阶段验收能更有效地提高了学生和教师的积极性,是一种有效的激励约束机制,对研究性教学的深入开展有积极的促进作用。

3 结束语

研究性教学模式能有效引导学生主动学习、主动探究,使学生不仅能够掌握该课程的基本知识和试验方法,而且开拓了学生的视野,锻炼了学生分析和解决问题的能力,为培养实践动手能力和创新精神奠定了基础[11-12]。本文结合当前黑龙江八一农垦大学工程学院土木工程材料课程教学中存在的问题和研究性人才培养要求,从教学内容、教学方法、实验教学、教学实训、成绩考核等方面,对土木工程材料课程开展了研究性教学的改革和实践。教学实践结果表明,研究性教学模式能极大地激发学生进行科研实验的兴趣,有效地突出了学生的主体地位和教师的主导作用,有利于学生综合能力的提高。

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[4]解国梁,薛辉,解恒燕.研究性实践教学在 《土木工程材料》课程实验教学中的应用——以混凝土配合比设计实验为例[J].大庆师范学院学报,2016,36(5)：49-52.

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