新工科背景下“土建工程基础”课程教学改革初探

吴浩 谭英华

摘要 新工科建设是地方高校转型发展的重大機遇，新工科背景下加强教学模式改革是工程教育的新方向和新要求。“土建工程基础”是一门为环境工程专业学生开设的专业课，在当前教学中存在教学内容繁多、教学方法和考核方式单一、实践教学不受重视、课程思政的导入不充分等问题，文章从教学内容、教学方法、实践教学、考核形式、课程思政等五个方面，初步探讨了一些改进方法，为新工科背景下其他应用型本科高校的专业课程教学改革提供参考。

关键词 新工科；环境工程；土建工程基础；教学改革

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.7.041

为把握新工业革命带来的时代机遇，教育部于2017年2月发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，要求全力推进新工科建设[1]。新工科建设是地方高校转型发展的重大机遇，在此背景下，加强教学模式改革是工程教育的新方向和新要求。

本文以山东建筑大学“土建工程基础”课程为例，深入剖析了该课程在当前教学中存在的问题，为适应新工科建设对人才培养模式的要求，初步探讨了一些改进方法，旨在为实现新工科建设提供可行性方案，也为其他应用型本科高校对专业课程的改革提供参考[2-3]。

1教学中存在的问题

“土建工程基础”是一门为环境工程专业学生开设的专业课，在当前教学中存在不少问题，主要表现在以下五个方面：

课程内容多，学时少。本课程由土木工程材料学、房屋建筑学、结构工程学、土力学及地基基础等学科的内容组成，每个组成部分都有一个完整的内容体系，各部分内容之间相对独立。对于土木工程专业的学生而言，每部分内容的学习需要至少32个学时，并配套实验、实习和课程设计等实践教学环节。但面向环境工程专业学生开设的这门专业课，只有40个授课学时，无实践教学学时。这就导致教师不得不利用较少的学时讲授大量的知识，学生学起来吃力，教学效果差。

先修课程的知识储备不足。在对混凝土构件进行配筋计算时，需要具备对梁、柱、板等构件进行受力分析（拉压弯剪）的能力，同时应能理解多跨连续梁板的内力图。在对基底压力进行简化计算时，需要理解弹性力学中的圣维南原理。因此，这部分内容的学习离不开扎实的力学功底，如理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学等，而环境工程的学生只学习过工程力学，力学知识储备不足，学习效果无法保证，这也是其他非土木工程专业的学生在学习土木类课程时遇到的共性问题[4-6]。

授课方式传统。现阶段的授课以口头讲解、多媒体课件（PPT）展示为主，板书为辅。相比于教材，课件上的内容更直观，容易吸引学生们的注意力。使用板书的授课效果较好，但考虑到授课进度，仅局限于讲解个别公式的推演。实际授课时，由于内容多，课件切换的速度较快，学生们来不及做笔记，无法在短时间内接受太多的新知识，听课效果差，久而久之，就会滋生对课程的抵触情绪，逐渐失去学习本课程的兴趣。

考核方式单一。本课程的考核评价仍然采用平时作业成绩（占30%）和期末开卷考试成绩（占70%）的单一方式。由于期末考试是开卷，且成绩所占比重大，部分学生不重视平时作业，抄袭现象严重，滋生考前突击应试的想法，造成对许多知识点只是停留在机械记忆，无法真正掌握。这种考核方式已经不能满足新工科建设背景下对应用型课程的需求。

教师的专业能力和课程思政的导入水平有限。本课程的讲授由土木工程学院的教师担任，对土建工程的讲解具有较高的专业水准，但是欠缺给排水厂房等环境工程的土建知识，不能有效调动环境工程专业学生的学习积极性。此外，在讲授过程中，从教学内容导入课程思政元素的做法略显突兀，不能激发学生对环保事业和对本课程的学习热情。

2教学改革初探

为适应地方高校对应用型课程的需求，针对教学上存在的问题，本文从以下五个方面初步探讨了一些教学改革的方法。

2.1教学内容的调整

作为土木工程学院的教师，通过努力提升自身对环境工程的认识水平，将过去以建筑结构工程为重心转变为以环境工程的土建设施（如污水处理厂）为重心，让学生意识到这门课程的内容与自己专业的密切联系，激发学生的学习兴趣。针对学生力学功底弱的特点，在讲解混凝土梁的设计时，首先介绍相关的力学基础知识，消除学生对力学知识的畏难心理。在课程讲解过程中，注意引入学生身边的实例，如以教室内的某根梁为受力分析对象，引导学生观察和估算梁的截面尺寸，思考如何应用力学知识求取该梁的最大弯矩。在讲解板的可变荷载最不利布置时，以学生在不同时段转移到不同教室上课为例，思考可变荷载的移动对板内力的影响等，从而调动学生自主思考的主观能动性。

2.2教学方法的改进

线上教学平台的许多功能，包括签到、随机点名、投票、自动阅卷、作业分析等，为线上授课提供了极大的便利，而且，线上授课能充分调动学生的课堂参与度，提高课堂的学习效率。因此，这一授课方式逐渐被教师认可，形成了线上线下混合式这一新的教学方法。除翻转课堂外，教师可以录制自己的教学视频上传至线上教学平台，也可以引入其他精品在线课程（如中国大学慕课或智慧树在线共享课）的视频，供学生在课前或课后观看。与线下教学相比，线上线下混合式教学能为学生提供丰富和优质的教学资源，提高学生的学习兴趣。

2.3实践教学的改革

新工科背景下人才的培养应重视实践能力。针对本课程没有设置实验实习等实践教学环节的问题，尝试以其他替代方案进行弥补。以混凝土强度的测试、新拌混凝土和易性的判断和适筋梁的正截面破坏过程等内容的学习为例，通过播放从网络上搜索到的相关实验视频，加强学生对实验的感性认识，弥补没有实验环节的缺憾。与单纯依靠课件上的文字和图片进行学习相比，观看试验视频能显著提高学生的“抬头率”，学习效果好。另外，通过布置调查实践类作业，同样可以锻炼学生的实践能力。例如，在学习完建筑与构筑物的构造这一章后，将学生分成若干组，要求每组完成一项实践任务，即调查校内某一栋建筑物的构造，调查内容包括楼顶排水方式、内外墙和楼地面的装修类型、窗口有无滴水处理等，以及踢脚、勒脚、散水和变形缝等的位置，并调查楼梯的踏步数、踏步尺寸、梯段宽度、首层平台板净高和门窗尺寸等。通过将从课堂上学到的知识与实际调查的结果作对比，思考哪些部分是一致的，哪些是不一致的，理由是什么，有效调动学生自主思考的能力。通过小组协作的方式完成这项实践任务，还能锻炼学生团队合作的能力。

2.4考核方式的改革

傳统的考核方式侧重期末考试成绩，存在“一考定所有”的弊端，导致部分学生不重视平时作业的完成。因此，对平时作业所占比重进行调整，由30%提高到40%或50%，以此强化过程性考核，引导学生将功夫用在平时。同时，采用随堂测试、调查报告、课堂讨论等作业形式，增加过程考核的多样性。其中，随堂测试利用智慧树平台发布，设置题目顺序和选项顺序为随机，可以防止学生间互相抄袭，确保测试的成绩能够真实反映学生对该课程知识点的掌握程度；随堂测试的“作业分析”功能，有助于教师了解每道题的得分率，便于教师加大对难度大、得分低题目的讲解力度。引入课堂讨论的考核形式，有利于学生积极参与课堂，改变学生被动学习的习惯。

2.5课程思政的融入

立德树人是新时代高等教育的根本任务，新工科背景下，在教学过程中融入思政元素是实现立德树人的重要渠道。2020年5月教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中明确提出，课程思政建设要在全国所有高校、所有学科专业全面推进。大学生正处于世界观、人生观、价值观的形成阶段，在本课程的教学过程中，有必要融入爱国主义、社会主义核心价值观等思政元素，培养实事求是、严谨踏实的工作作风，符合知识、能力和素质全方位育人的教育教学要求[7-8]。

为了将思政元素“润物细无声”地融入课堂而不显生硬，课程组在以下几方面做了初步探索。在绪论中，学习习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的理念，介绍党的二十大报告和“十四五”规划中涉及环境污染防治和生态环境保护部分的阐述，增强学生今后从事环境工程相关工作的责任感和荣誉感。在土木工程材料这一章中，将传统材料和新材料作对比，强调未来对具备轻质高强、绿色、节能、环保等特性材料的追求，培养学生开拓创新、精益求精的工匠精神。在建筑与构筑物的构造这一章中，介绍雷神山医院污水处理的生产工艺和构造组成，挖掘人生价值、社会责任等要素，塑造学生勇担大任的意识，激发爱国情怀，传承报国情怀。在混凝土结构设计这一章中，介绍在我国诞生的享有国际盛名的建筑物，培养学生勇于创新的时代追求，引导学生立志、修身、博学、报国。同时，介绍近年出现的工程事故，挖掘法治思维、遵守规则、依法从业、工程伦理等要素，培养学生遵纪守法，强化职业道德。在地基基础这一章中，以上海中心大厦为例，讨论其地基处理方法，挖掘人文情怀和科学素养，培养学生不畏困难、锐意进取的拼搏精神。通过对课程思政建设的不断思考和探索，构建符合时代发展和行业需求的育人体系，将新工科建设所需的立德树人和工程教育相结合，努力把学生培养成合格的社会主义建设者和接班人。

3结语

为满足新工科建设对人才培养模式的要求，本文针对“土建工程基础”这门课在教学中存在的问题，探讨了其教学改革的方法。教学内容上，将讲解的对象从以建筑结构的土建工程为重心调整到以环境的土建工程为重心，并适时增加力学基础知识的讲解，消除了学生的畏难心理，激发了学习兴趣；教学方法上，通过线上线下混合式教学，让更多的学生参与课堂，调动了学生学习的积极性；实践教学上，通过播放实验视频和布置调查实践类作业的形式进行替代；考核评价上，提高平时成绩所占比重，增加随堂测试、调查报告等考核形式；为实现立德树人的根本任务，在教学过程中有机融入思政元素。

参考文献

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）： 1-6.

[2]刘浩，滕洪辉，任百祥.“新工科”背景下环境工程专业“土建概论”课程教学新模式的探索[J].广东化工，2020（23）：225，230.

[3]王薇，杨磊.环境工程专业“土建工程基础”课程教学改革探索[J].教育教学论坛，2020（24）：124-126.

[4]贠彗星.非土木工程专业钢筋砼结构课程教学探讨[J].山西农业大学学报（社会科学版），2005（5）：18-19.

[5]陈飞昕.工程管理专业《建筑力学》教学实践探索[J].时代教育（教育教学版），2008（3）：220，218.

[6]侯俊锋，李金华，马由苏夫.地质工程专业混凝土结构设计原理课程教学研究[J].科技创新导报，2017，14（12）：212-213.

[7]王博，秦松岩，梁雄伟，等.工程教育背景下“环境工程土建基础”课程思政的探索与研究[J].砖瓦，2022（10）：176-178.

[8]赵欣，董丽华.“建筑给水排水工程”课程思政建设与实践[J].科教导刊，2022，496（28）：98-100.