木结构工程保护学课程教学改革的探索

2021-01-08曹金珍马尔妮

绿色科技 2020年21期

彭尧，王望，曹金珍，马尔妮

(北京林业大学材料科学与技术学院，北京 100083)

1 引言

随着我国经济的高速发展，人民生活水平不断提高，现代木结构建筑也得到了飞速发展。然而，木材是一种天然生物材料，本身存在一些固有的缺陷，如容易受到微生物、水分、光照等环境因素的影响，发生腐朽、霉变、变形开裂、老化、变色等劣化现象。因此，需要对木结构材料进行保护，以更好地服务大众。

基于以上目的，北京林业大学于2018年针对木材科学与工程(木结构材料与工程方向)专业的本科生学科中新增开设了木结构工程保护学必修课程。在一年的教学实践中，笔者发现，该课程存在着教学内容繁杂、课程体系不健全，实验课程学时少、教学形式不丰富，考核指标单一、考核评价体系不完善等问题，导致教学效果不理想。针对以上问题，对木结构工程保护学课程的教学内容、实验教学形式、考核方式等进行了改革与探索，以期改善教学效果，培养优秀的木结构材料与工程方向的专业人才。

2 木结构工程保护学课程教学存在的问题

2.1 教学内容繁杂，知识点分散，难以形成系统的课程体系

木结构工程保护学课程体系由理论教学和实验教学两个部分组成，两部分的分配学时分别为28学时和4学时。目前，该课程的理论教学内容包括10个章节，各章节之间独立性较强，知识点较为分散。因此，为了提高课程的条理性，必须对该课程的教学内容重新进行整合与归纳，不断完善和健全课程体系。

2.2 实验教学课时少，教学形式单一，对学生实践能力的培养不足

作为一门实践性较强的专业课程，木结构工程保护学课程实验课时占总课时的比例仅为12.5%，实验学时严重不足，不利于培养学生的动手操作能力和解决实际工程问题的能力[1]。然而，由于实验中腐朽菌的培养过程和木材腐朽过程实验周期很长(2个月左右)，加上课时有限，实验教学仍以教师讲解示范为主，学生动手操作的时间较少。甚至有部分学生认为实验课是走过场，遇到问题不主动思考，限制了学生科研思维的发展。因此，实验教学很难达到预期的效果。

2.3 考核形式单一，考核评价体系不完善，学生学习的主动性和积极性不高

课程考核是教学过程的重要组成部分，考核的结果一方面可以作为衡量学生成绩好坏的标准，另一方面也能作为评价教学质量的重要参数[2]。目前，该课程的考核成绩主要由闭卷考试成绩(占70%)、实验成绩(占20%)和平时成绩(占10%)3个部分组成。由于实验学时受限，学生实验成绩的评分主要以实验报告为标准。然而实验报告的格式相同，实验结果相似，很难区分学生的成绩。平时成绩主要由考勤和作业构成，所占比例较小。因此，学生最终的考核成绩主要由闭卷考试成绩决定。为了更好地实现人才培养的目标，必须对当前的考核形式进行改革，建立多维的评价体系，使课程考核更加全面。

3 木结构工程保护学课程教学改革措施

3.1 整合教学内容，完善教学大纲，建立系统的课程体系

在现有课程内容基础上，笔者对木结构工程保护学教学大纲和教学顺序进行了调整，共分为3大部分，10个章节(图1)。课程以木材劣化为理论基础(第1～3章)，将木结构工程的保护分为前期保护(第4～7章)和后期维护(第9～10章)。其中，前期保护主要针对木材自身缺陷和劣化原因，在木结构工程建设前和建设中，从材料处理和结构设计两个角度实现保护的目的，分为防腐、阻燃防火、防水防潮这几个部分。后期维护主要包括木结构工程的室内环境检测与评估、木构件残损与无损检测,以及木结构古建筑的保护这3个章节。

图1 木结构工程保护学理论教学内容结构体系

此外，在理论教学方面，为了避免采取“灌输式”教学法，让课程内容与日常生活更加紧密，课程还引入了案例教学模式。在讲授知识的同时，将典型案例引入到教学内容中，使其与课程知识点融合，便于学生理解和加深印象[3,4]。

3.2 改革实验教学，丰富教学形式，提高学生的动手能力

针对实验课程学生操作时间严重不足的问题，参照翻转课堂的教学组织形式，将实验教学过程扩展为课前、课中和课后3个阶段(图2)，变相延长了实验课的教学时间[5]。

实验课前一周，教师将预习材料发送给学生，内容涵盖对实验任务、实验原理、实验步骤及注意事项等部分的讲解。学生利用课余时间，通过自主预习掌握实验课程的主要教学内容，从而节约了课堂时间。实验课上，教师只需强调关键步骤的操作规范及注意事项，从而留给学生大量的操作时间。教师在实验过程中主要起监督和引导作用。同时，在学生操作过程中，教师应记录学生的操作错误类型和错误次数，作为实验成绩考核的参照依据。实验课后，学生需对实验数据进行处理并完成实验报告。对于实验周期较长的部分，学生可以以小组为单位，在课后轮流前往实验室跟踪监测并记录实验对象的情况。教师则根据学生在课前、课中和课后的表现进行考核评价，同时收集学生的反馈意见，对实验课程不断进行调整和完善，以达到更好的教学效果，使学生有所收获[6]。

图2 木结构工程保护学实验课程教学实施流程

3.3 完善考核方式，注重过程考核，建立科学的课程考核体系

科学合理的课程考核体系有助于客观衡量学生的学习能力，促进教学目的实现，对提高课程教学质量有着十分重要的意义[7]。目前木结构工程保护学课程的评价方式还过多依赖终结性评价，过于注重最终的考试成绩。为此，笔者对该课程的考核体系进行了改革(表1)，引入过程考核模式，降低期末考试成绩的比重，使学生在整个教学过程都能对平时的课程学习加以重视[8]。

表1 木结构工程保护学课程成绩考核体系

改革后，木结构工程保护学课程的考核体系为3个大项和5个小项，同时量化评价标准，具体评价标准如表1所示。学生的总成绩由平时成绩(35%)、实验成绩(15%)和考试成绩(50%)构成。其中，平时成绩(满分35分)包括课堂考勤、随堂测验和课程作业3个考核小项，实验成绩(满分15分)包括实验报告完成情况和实验过程操作2个考核小项。

4 木结构工程保护学课程教学改革的效果

为了跟踪教学改革后木结构工程保护学课程的教学效果，笔者对刚结课的2017级学生进行了问卷调查和随机访谈，同时与2016级学生的成绩进行了对比，发现以下两点提高最为明显。

4.1 学生的学习主动性与积极性增强，成绩区分度提高

在问卷调查中，学生表示，新的考核评价体系极大地激发了他们自主学习的热情。此外，贯穿整个教学过程的分段式考核能够督促他们及时进行课程的预习和复习，对知识的理解和掌握更加牢固。笔者对近2年学生的成绩情况进行了对比分析，结果如表2所示。

表2 改革前后学生平均考核成绩情况对比

改革后，学生的平时成绩和实验成绩均有所提高。在试卷难度相近的前提下，2017级学生的考试成绩从81.3分提高到88.8分，折合后的平均总成绩从84.1分提高到89.2分，提升效果显著。

4.2 实验时间延长，学生实操能力提高

通过对实验课程的改革，课堂效率得到明显提升。改革后，由于增加了课前预习，课堂上教师的讲解演示时间大幅缩短，从原来的2 h减少到了0.5 h。同时学生的实验操作时间从原来的2 h延长到了3.5 h，实操时间增加75%，使学生的动手实践操作能力得到了充分的锻炼。此外，超过90%的学生表示，他们在没有老师帮助下的情况下也能够独立完成实验任务。

与此同时，改革后的实验教学模式对教师提出了更高的要求，需要教师更加注重课前预习资料的准备，以及课后学生反馈信息的收集和完善。