“中国式教育现代化”背景下土木工程材料课程教学改革探索

郑 召

（西南科技大学土木工程与建筑学院 四川 绵阳 621010）

党的二十大报告指出，中国式现代化是中国共产党领导下的社会主义现代化。我国当下所形成的教育现代化的探索与实践从属于中国式现代化，是人口规模巨大、全体人民共享、高质量发展的教育现代化[1]。《中国教育现代化2035》是我国第一个以教育现代化为主题的中长期战略规划，它的战略任务之一是“发展中国特色世界先进水平的优质教育”[2]。

教育现代化改革是新时代的必然要求，也与学科“四新”建设的目标相一致。进入新时代，房地产和土木工程行业仍是我国国民经济的支柱产业，土木工程材料是土建类专业的必修基础课程，土木工程材料的发展为土木工程建造技术的革新提供了有力支撑。在“中国式现代化”和“新工科”建设背景下，土木工程材料课程亟须进行改革探索，确保现代化建设过程中土木工程建造技术的高质量发展，并推动土木工程行业向“智能建造”方向转型升级。

1 土木工程材料课程教学过程中存在的典型问题

目前，土木工程材料相关教材中涉及的内容都较为宽泛，包含了从金属材料到非金属材料、无机胶凝材料到有机高分子材料、木材到石材等建筑功能材料，并且针对每一种材料都进行了从原材料组成、反应过程和机理、应用性能、耐久性提升等全方位的论述。课程内容的设计导致教师授课过程中节奏太快，很多知识点只能蜻蜓点水式地讲解，很难讲透。而学生尽管听得多、看得多，但真正能理解性掌握的知识太少，绝大部分都是靠记忆力背诵。

另外，庞大的知识点体系使得授课课时捉襟见肘，缺少典型案例的讲解，相关知识点与实际工程应用的结合还不够，学生无法深入理解土木工程材料的重要性及其与土木工程建造技术之间的相关性。大量知识点堆积式的讲解也使得课堂的生动性不够，知识点显得枯燥无味，课堂丧失了活力。目前的教学方式依旧是以教师讲授为主的“填鸭式”教学，课堂演示部分较少，课堂教学与实践教学分离，导致学生动手能力较差，缺少思考意识和创新意识。

土木工程材料的质量与施工技术直接关系到建筑结构的质量和安全性，如果在课堂上不能抓住学生的注意力并引起学生对课程的足够兴趣，那么势必会导致学生今后在实际工程中对土木工程材料的重视不够，缺少对质量把控的责任心，无疑将会给社会经济和人民财产及生命安全带来严重危害。

2 土木工程材料课程的改革措施

2.1 课程思政进课堂

根据新时代发展要求，课程中融入思政元素是“立德树人”根本宗旨的重要体现，是中国式教育现代化改革进程中构筑“思想堡垒”的首要途径。当前，在“双碳”战略、乡村振兴战略、共建“一带一路”、生态文明建设等背景下，土木工程材料课程中的思政教学迫在眉睫。而基于土木工程材料“土木-环境-材料”多维交叉的课程本质，思政元素能够充分地与课程中众多知识点自然结合，土木工程材料课程思政是实现思政进课堂的重要方式。需结合“土木工程材料”课程内容，建立思政案例库，将思政元素穿插在案例中[3]。

从国家战略、社会需求、专业认同、职业伦理、“双碳”目标等多个方面挖掘课程思政元素[4]。土木工程材料基本性质的相关章节可融入“双碳”战略，土木工程材料面临原材料的低碳化和施工工艺的升级转型；建筑金属材料相关章节可融入国家重工业发展、东北重工业基地振兴和制造大国等战略，体现重工业和制造业对国家发展和提高全球竞争力的重要性；无机胶凝材料相关章节可结合固废综合利用、绿水青山就是金山银山和生态文明建设等理念，突出土木工程材料创新研发在环保中的重要作用；混凝土砂浆和砌筑材料相关章节可结合智能建造、装配式建造、海绵城市、宜居城市等理念，凸显土木工程材料在社会高质量发展和现代化进程中的地位。

2.2 “产-科-教”融合

中国式现代化要求全社会各行各业进行转型升级，尤其是工业领域关键技术的革新和跨越式发展。土木工程领域作为传统工业领域，面临着诸多挑战和机遇。而当前阶段，土木工程结构的升级在很大程度上依赖土木工程材料的发展。

新时代，土木工程行业的发展主要集中于大型基础设施建设和宜居的功能型房屋建设。大型基础设施建设包括水电站、核电站、高铁、钻井平台、重大科研设施等相关的土木工程部分，功能型房屋建设包括装配式构件、保温隔热墙板、耐候外墙板、抗冲击抗震混凝土等。因此，土木工程材料的教学要着眼于国家重大发展战略，面向社会需求并引领社会发展。同时，要极力摆脱专业知识滞后的局面，通过科研反哺教学，实施科教融合、产教融合，以及“产-科-教”一体式发展。妥善选择教学切入点，控制好专业发展新成果引入的深度和广度[5]。

2.3 面向乡村振兴战略

“民族要复兴，乡村必振兴”，在国家乡村振兴战略的大背景下，开展服务于乡村建设的土木工程材料教学是时代的必然要求，也是土木工程相关高校的光荣使命。“要致富，先修路”“交通强国，铁路先行”，乡村振兴，特别是偏远地区乡村振兴的前提是道路的通畅，如何就地取材并制备适应当地气候环境的路面材料是土木工程材料领域的一大挑战。

现阶段，国家大力推行装配式建筑，有效提高了建筑质量和工地环境污染，装配式建筑势必成为未来建筑的重要模式。装配式建筑不仅适用于城市基础建设和房屋建设，也适用于乡村住宅，当前各地区在乡村宅基地上开展装配式建设工程的案例已有较多的示范性工程。当然，要提高乡村装配式住宅的安全性和适用性，在土木工程材料方向还存在较多的改进和提升空间，一方面是整体建造成本的降低，另一方面是装配式住宅相关材料的研发升级，特别是功能型装配式墙体材料。

2.4 体现科研特色

在保证教材中涵盖土木工程材料相关基本知识点的前提下，删减关于材料物理化学反应等相关知识点的讲解，向应用型课程转型[6]。另外，可以删减部分“冷门材料”，改为学生课下阅读和了解。课堂教学可以尝试以学院科研特色为导向的改革，结合工程项目案例，通过融入土木工程材料基本知识点进行情景式教学，提高学生知识点的“获得感”和课堂生动性。

根据学院科研团队研究方向和纵横向课题研究方向进行分门别类，归纳凝练与土木工程材料紧密联系的科研专题，并邀请与土木工程材料课程密切相关的课题负责人制作科普性PPT，按知识点相关度分章节在课堂教学中进行穿插[7]。对于课程中较分散和枯燥的知识点，可以设计以科研专题为主线，逐步凸显课程中的基本知识点。对于应用性较强的知识点，在讲授完基本知识点之后，通过科研专题案例分析，提升学生在实际工程中灵活运用书本知识的能力，加深对所学专业范畴的深入认识，提高专业价值感和专业自信。

2.5 引入智能建造概念

智能建造是一种以“信息化”和“智能化”为特色的建筑业转型升级[8]，是中国式现代化进程中土木工程行业转型升级的关键。建造形式变革的相关技术是智能建造技术体系中的关键技术之一，包括建筑工业化、装配式建筑、3D 打印等。

建造形式变革相关技术在应用过程中对土木工程材料的原材料运送、混合搅拌过程、浆体工作性能和硬化体力学性能等都提出了很高的要求，以往的配比设计和制备方法很难适应当前智能建造相关构件的生产。装配式构件，如砌筑材料、混凝土部品和钢结构构件等在智能建造中发挥了重要作用，需要根据智能建造流程和工艺改进材料的性能和结构，配合智能建造的模块化、信息化和机械化，提高建造效率和质量。另外，工地土木工程材料的存量、使用量、调度和统筹相关信息都要精准和及时，满足智慧工地的需求。

土木工程材料的智能建造化是新时代土木工程领域面临的一大挑战，在土木工程材料中引入智能建造概念是服务中国式现代化教育的前瞻性举措，结合智能建造中对土木工程材料的全新要求，精准施教，有效学习，培养符合未来发展需求的创新型高科技人才具有长远意义。

2.6 培养高质量创新型人才

“创新”在新时代发展进程中具有重要意义，也是推进教育、科技、人才“三位一体”融合发展的重中之重。然而，当前土木工程材料的相关教材和现行教学方式难以满足土木工程行业创新发展的要求。提高学生的创新能力和动手能力，必须要加强课堂教学与实验实践的有机结合，统筹安排校内实验、认识实习、生产实习和毕业实习，有的放矢地开展对应实验和实习，避免程序化实习。减少“填鸭式”教学，通过问题导向教学法开展教学，增强学生的主观能动性，从“需要学习”转变为“想要学习”。

培养高质量创新型人才，须提高学生解决实际问题的能力。结合实际工程案例，从设计、选材、制备、施工、养护到最后的维护阶段，全过程渗透土木工程材料相关的知识点。借助工程中有可能遇到的实际问题，激发学生利用知识点解决问题的能力，提高学生的动手能力。尽管土木工程的工作环境相对艰苦，但“环境造就人，困难成就人”，学生在解决问题的过程中，能逐步提升自己的综合实力，成为中国式现代化科技人才。

3 结语

中国式现代化进程中要求从业人员具有更高的自主性和创造性，在“双碳”战略和智能建造的大趋势下，土木工程行业的科研人员和技术人员面临不断的技术革新和产品升级。因此，土木工程相关课程，尤其是土木工程材料必须进行教育现代化式的改革探索。面向国家重大需求，培养“大国工匠”和“科学大家”并行不悖，在结合国家战略的同时，更应因地制宜、因材施教，尊重个性，发挥学生独有的创造性，激发其个人潜力。土木工程材料具有独特的课程性质，同属材料科学和土木工程范畴，具有很大的教学创新潜质和可能性。高校教师务必积极引领，完善本课程在中国式教育现代化背景下的改革举措，求真务实的同时不乏另辟蹊径，为土木工程的创新发展摸索新路子，为现代化国家建设输送高质量人才。