产出导向的“土木工程材料”课程实验教学改革研究

权娟娟 傅少君 罗滔 杨莎莎 陆婷婷

[摘 要] 针对土木工程材料实验教学“脱离工程、验证为主、学生被动、时空受限”等问题，以培养解决复杂工程问题和创新实践能力为目标，基于OBE导向，以学生为中心，按照立德树人、项目驱动、能力导向的理念，从实验教学目标、教学内容、教学方式、考核评价及可持续改进机制，重构“三位一体”实践教学体系。重构后的实践教学体系体现了“知行合一”的教学思想，实现了课程产教融合，解决了知识向能力转化的教学问题，为其他课程建设提供借鉴。

[关键词] 产出导向;土木工程材料;实践教学体系;课程重构

[基金项目] 2019年度陕西省高等教育教学改革研究重点项目“土木工程+智能复合应用型人才培养实践教学体系研究”（19ZZ006）;2018年度陕西省教育科学“十三五”规划课题“基于专业认证的应用型本科土木工程专业凸显特色课程体系构建研究”（SGH18H576）;2019年度西京学院重点课程建设项目“土木工程材料”（ZDKC201902）

[作者简介] 权娟娟（1980—），女，陕西澄城人，硕士，西京学院土木工程学院副教授，主要从事混凝土耐久性研究与土木工程材料研究;傅少君（1968—），男，湖北武汉人，博士，武汉大学土木建筑工程学院教授，主要从事大体积混凝土虚拟仿真技术研究;罗 滔（1987—），男，湖北建始人，博士，西京学院土木工程学院副教授，主要从事混凝土虚拟仿真技术研究。

[中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）23-0041-04    [收稿日期] 2021-01-13

一、问题的提出

基于产出导向理念进行教学研究和改革是我国目前高等教育发展的趋势之一，在培养方案制定等宏观层面的研究与改革开展得如火如荼，并取得了可喜的成果[1]。但OBE理念在课程微观层面的研究和探索成果还不是很多，实践中还存在许多亟待解决的问题。“土木工程材料”课程是土木工程等相关专业的专业基础课，理论性和实践性强、知识面广。材料的选择与使用对于工程设计、施工、运维尤为重要。因此，该课程的学习效果直接关系到人才培养目标的实现。

近年来，一些学者针对“土木工程材料”实验教学在CDIO教学模式[2]、多尺度教学法[3]、问题教学方法[4]、实验内容优化[5]、实验课程体系[6]、教学考核[7]等进行了研究和实践，并取得了较好的效果。总体来看，在实验教学还存在一些问题值得深入研究，譬如实验教学如何真正体现“以学生为中心”，如何做好在人才培养的大目标下，制定强支撑的课程实验教学目标及根据课程实验教学目标设计教学内容、教学实施、教学评价等。因此，本文针对课程实验教学的问题，以实践能力为导向，基于产出导向开展课程实验教学改革研究，探讨产出导向的实验教学模式。

二、“土木工程材料”实验教学存在问题

（一）实验教学目标及内容设计缺乏合理性

实验教学目标及内容[8]结合土木、水利、交通行业中的实际工程紧密程度不够，教学目标设计宽泛、模糊，对塑造学生严密的思维方法不够明确。教学内容设计与数理化、力学等前导课和混凝土结构原理、路基路面结构、土木工程施工等后续课程缺乏系统考虑，致使学生缺乏学习动力、不能将知识转换成能力、更不能塑造学生人生价值。

（二）实验教学模式及实验条件缺乏针对性和指向性

考虑土木工程材料检测性能指标复杂、选材与用材受工程影响较大，部分指标检测时间较长及实验课时受限等诸多问题，加上我国各高校生源差异性很大，而传统的“讲授—实验—报告”的“2学时”教学模式，忽视学生的能动性和个性化发展，指导方法的针对性不强。再则实验条件限制导致“不”实验、“听”实验、“看”实验现象较突出[9]，教与学两张皮，难以实现“知行合一”。

（三）实验教学评价缺乏针对性及持续改进性

传统考核以个人实验报告为主。评价方式单一，重个人轻团体，重结果轻过程，持续改进机制不健全，缺乏动手能力、创新意识、团队合作能力的针对考核，教师不能及时发现共性和個性问题，致使教师指导及教学方法调整不及时，持续提高教学质量成为空谈。

三、产出导向“土木工程材料”实验教学改革

产出导向的教学是一种通过教学活动支撑学习结果的教学模式[ 10 ]，其核心是PDCA，是OBE理念的一种体现，并贯穿于我国工程教育认证标准[ 11-14 ]。“土木工程材料”实验教学围绕OBE的核心“定义、实现、评估、使用”预期实验产出[ 11 ]，以实践能力为导向，通过课程大纲的持续改进，逐步创建和完善了实践教学体系（见图1）。

（一）教学目标设计

针对“能够针对土木工程复杂工程问题、应用土木工程科学基本原理并采用科学方法设计实验方案、正确操作和使用实验装置，完成实验并采集可靠的实验数据（4.1）、能够对采集的试验数据进行处理、分析与解释，通过信息综合得到规律性的认识和结论，并指导工程实践（4.2）、能够将生态、绿色环保、可持续发展理念引入到土木工程项目实践活动中，实践中能使用绿色环保的新材料、新工艺、新技术、新设备（7.2）”3个指标点，在布鲁姆教育目标分类[ 15 ]指导下，在企业的协同下，重构知识、技能、情感相融合“三位一体”实验教学目标。目标1，掌握材料性能基本知识，能使用检测仪器设备检测材料性能，并评定材料质量等级（支撑4.1）;目标2，能分析不同材料以及不同组成材料的混凝土性能规律，试图运用机理解释原因并立足绿色建造提出改善材料性能的方法;能进行高性能混凝土配合比设计，并指导工程设计与施工（支撑4.2）;目标3，具备运用混凝土等材料知识分析混凝土结构工程质量事故的初步能力，并能针对工程问题进行初步工程科学研究（支撑7.2）。