《土木工程材料》课程建设思考分析

◇四川师范大学工学院 王 睿 段翠娥 刘佳璇 于海莹 王 超

本文从所授课程《土木工程材料》的教学实际出发，基于当下大学生的思维特点以及课堂基本情况，提出一系列此门课程在教学中存在的问题，同时针对发现的此类问题，就如何打破传统授课方式，更好地与时代接轨，引领学生自主学习和思考，培养高质量工科人才进行多方面的探索与实践，最终总结出打造优质教学团队、重塑授课内容、改革教学秩序和方法及考试方法等教学建议和参考，旨在提升该门课程的教学质量。

1 引言

《土木工程材料》课程是土木类、水利类等工科专业的重要核心基础课[1]。目前在我校工程造价专业、土木工程专业的人才培养计划中占有重要的地位，前有大学物理、高等数学、工程造价概论、建筑识图等基础课程作为铺垫，后有工程力学、房屋建筑学、工程结构、建筑工程计量与计价等专业课程加以运用，因而学生对该课程的掌握程度将对后续课程的学习以及课程设计、毕业设计产生重大影响。

《土木工程材料》课程原本以一些基础材料为主要内容。通过该课程的学习，学生们可熟悉工程中常用材料，了解其生产流程、成分及结构，进而掌握其对应性质[2]，尤其土木工程材料的物理力学性能方面，并在此基础上初步具备合理选用材料的基本能力。同时，通过该课程试验配套的开展，掌握基本的仪器操作、试模制作以及混凝土拌制等，深刻理论教学的学习内容，对材料的性能建立更加直观的认识。

随着科学技术的发展，学科的交叉及多元化，该课程所涵盖的内容也更加丰富[3]。前沿的技术、工艺越来越多的应用于土木工程材料的研制开发，使得其发展日新月异。不仅材料原有的性能，如耐久性能、力学性能等得到了提高，而且实现了土木工程材料在强度、节能、隔音、防水、美观等方面多功能的综合。同时，当代大学生思维活跃，社会参与意识和自我意识均在增强，如何打破传统讲授式授课方法、改进课堂教学方式以调动学生积极性、培养学生创新思维[4]等是我们需要思考的问题。

2 《土木工程材料》课程的特点及存在问题

我校《土木工程材料》课程是面向造价类、土木类学生开设的专业基础课程。本课程涉及内容庞杂且琐碎，是典型的理论教学与试验教学高度融合的课程，为进一步提高人才培养质量，学院配套土木工程材料实验室，为试验教学的完善与发展提供了可能。在此基础上，课程向综合化发展，实验课时占比为25%。但对应专业低年级的学生来说，课程涉及的材料领域广、基本概念多，与学生们已有的知识储备之间有较大的差距，因而对该课程会有繁杂难懂的印象，大大降低了学习兴趣并影响了教学效果。作者通过五年以来对该课程的授课，总结出该门课程存在的主要问题如下所示。

（1）课程体系内容因循守旧。该问题主要包括两个方面，教材内容与课程衔接。随着科技的进步和社会发展，土木工程中新材料、新工艺也有很大的变化。而现有该门课程的教材主要以一些专业基础性内容为主，反映工程用新材料和材料的新工艺新用途方面的内容占比较少。另外《土木工程材料》与授课学生的其他课程衔接不够，教学过程并没有充分考虑学生知识体系形成，没有密切结合授课学生的实际，形成教学内容的融会贯通。

（2）教学方法和教学手段缺乏创新。该课程与学生之前的学习课程有明显的不同，该门课程中会涉及到多种材料的生产、特性以及应用，而在这个年级的学生对实际材料的知识储备极少，实践经验匮乏，无法有效将学习内容与实际应用结合。传统课堂教学以灌输知识为主，在此基础上，很难激发学生的学习兴趣。学生被动接受知识，不愿意主动思考，课堂气氛沉闷[2]。学生通过对知识点的死记硬背只能起到短期内达到应付考试的目的，无法做到学以致用，融会贯通，不利于培养学生自主学习能力和创造性思维能力。此外，这种教学方式对任课教师具有反向作用，沉闷的课堂气氛会降低任课教师的积极性。

（3）实验教学环节的限制性。该课程中实验教学环节的设置有利于增强学生对理论知识的理解与掌握。本课程的试验主要为材料的基本性质试验、水泥试验、混凝土试验、钢筋混凝土试验等。虽然实验环节帮助学生有一定程度的认识，但是因为实验条件以及实验指导人员的限制，实验时学生只能机械死板地按照实验指导书的步骤进行实验，且大多数为验证性实验，不具备太大的思维难度，这与《土木工程材料》课程的学习目标还有一定的距离。

（4）教学队伍建设相对薄弱。该课程作为专业基础课中内容涉及面广，且与专业应用有密切的联系。作者在入职之初便开始担任该门课程的主讲教师，并不具备课程中所囊括的各种材料在实际的应用范围，无法满足该门课内容特点。相比之下，一些该专业比较强的学校已形成一定规模的土木工程材料教学团队，比如重庆大学、青岛理工大学，在爱课程网上可搜索到资源共享课，在这些团队中的教师通常每人负责探索与研究一个或两个与自身研究相关的材料并形成教学体系，将实际应用全面完整地传达给学生，较好完成教学任务。

3 应对措施与教学实践

针对上述《土木工程材料》课程中存在的问题，我院特成立了《土木工程材料》课程教学团队，从以下几个方面进行了改进。

3.1 打造优质教学团队

优秀的教师团队是保证课程教学达到质量目标的必备条件。该课程确定课程负责人后，由课程负责人与院系主管人员共同商定教学团队人员。确定主要组成成员4人，其中副教授2人，讲师2人，均具有博士学位。课程负责人王睿老师从入职以来一直讲授该门课程，熟悉该门课程的特点以及讲授过程中需要注意的重难点。讲课效果良好，根据教学评教统计，连续两年优良率为98%。于海莹老师为系主任，对于工程造价专业有整体的把控，具有丰富的实践经验。段翠娥博士以及王超博士在自己的研究领域表现优秀。三位老师参与的其他主讲课程也均为《土木工程材料》的后续延伸课程，与其具有很强的相关性。通过多次的交流针对该课程重难点讲解进行规划，交流讲课感受，解决实际问题。这种团队教学的优点在于能够实现优势互补，及时发现并解决问题，让大家得到共同成长。

3.2 优化授课内容和试验教学

根据我校的定位以及学生专业特点，将一些具有代表性的最新应用材料引入课程教学，并注重知识体系的思想性、科学性和时代性，围绕课程学习目标，集中备课、统一课件，提升团队整体教学水平。

为了提高教学质量，充分利用实验室资源，有效提高学生的试验实践能力和解决问题的能力，我们旨在进行本课程的综合实验改革。将实验转向综合性、设计性实验，除了必做的实验之外，学生可结合课堂讲授内容参考实验指导书制定实验方案，并与实验指导教师沟通商定以确保其可行性。为保证实验仪器的正确使用，指导教师可提前将操作视频、注意事项发送到雨课堂平台，并在课上统一集中讲解之后，由学生自己操作，老师起辅助监督作用，其实验成绩由现场操作成绩与实验报告相结合给出。

3.3 改革教学秩序和教学方法

合理的教学秩序是保证教学顺利开展的必要条件，对此进行如下改进：①建立教学计划（P）-课程实施（D）-检查评估（C）-总结改进（A）运行机制[5]；②教学大纲、考试大纲、实验教学大纲一直持续修订，并在每学期开始教学前编写内容详实的课程实施大纲，作为学生们预习和复习的重要辅助资料，在考试大纲中明确课程成绩组成以及主要考试题型；③加强多渠道过程监控：督导+同行+领导+学生的课堂评价。

从传统的以教为中心向以学为中心转变，以提升教学效果为目的，因材施教，运用适当的数字化教学工具，结合雨课堂有效开展线上线下混合式教学方式[6-7]。具体如下：①强化教学环节过程管理。结合雨课堂的应用实现对教学活动实施过程管理，课前可以发布教学资料便于预习，课中可进行考勤以及知识点检验等，课后可布置作业并监督提交、完成作业批改等工作[8]；②课堂教学过程注重师生互动性，充分利用趣味活泼的视频、图片、PPT等多种自媒体技术手段展示材料制造工艺过程，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，使学生对各种材料从感性认识向理性认识发展；③实验注重探索性和挑战性，如在某阶段学习某种材料时，将班上进行3-5人分组，让各小组提前搜集关于该材料的特性及其应用的相关资料并进行小组讨论和总结，汇总并整理出难以解决的或是不能理解的问题，将小组成果制作成PPT，在课上每位小组轮流派代表进行材料汇报和提出本组疑惑，培养学生分析和解决复杂问题能力；④课外学习注重拓展性，可结合创新创业、互联网+等项目，为学生提供实践平台；⑤基于本课程的中国大学MOOC在线课程，及时引入参考资料，实现线上线下、课内课外全方位的互动式教学管理，提升学生个性化自主学习能力。

3.4 实现考试方法改革

在本人授课初期，该课程成绩由两部分按比例组成，即平时成绩30分+期末卷面70分组成，其中平时成绩包括出勤、课堂表现、课后作业、实验成绩等。这种方式虽然在一定程度上能够调动课堂积极性，但根据相关的研究显示，针对学习内容在一定时间之内进行测试会起到比较好的效果，因此原本只依赖期末进行测试的方式实际上降低了知识点的有效掌握。随着线上线下教学开展，过程化考核的方便性以普及性，因此线上线下混合式教学采取了与其匹配度更高的多元化考核模式：①课堂讨论（含考勤和课堂互动，占比10%左右）；②课后作业（含习题以及分析报告，占比10%左右）；③过程化考核（含课程实验和教学过程中的测试和小组汇报情况，占比20%～30%）；④期末闭卷成绩（含理论知识、案例分析，占比50%左右）。该模式更加注重了教学过程中的参与度与完成质量，引导学生重视平时学习，对培养学生的自主学习和解决问题能力起到了积极的导向作用，也有益于学生对知识点的掌握。

4 结束语

《土木工程材料》课程建设是一个系统工程，在教学实践中团队成员要勇于在教学实践中探索与思考，不断改革与完善现有教学模式。在“教”与“学”的过程中，加强理论教学与实践教学的结合，让学生意识到材料发展与社会经济发展的紧密联系，建立民族自豪感，充分调动学生学习的积极性、主动性，注重学生实践能力和创新能力的培养，在具体的学习生活实践中培养、形成和提升他们崇高的人生价值观。