工程教育认证背景下土木工程材料课程教学改革

工程教育认证背景下土木工程材料课程教学改革

陈苗,刘雪婷,袁小玲,符一然

（沈阳城市建设学院 土木工程学院  沈阳  110167）

摘要：为满足工程教育认证的要求，以学生能力培养为宗旨，对土木工程材料课程在理论教学和实践教学两个方面实施一系列教学改革，为调动学生学习积极性和主动性，实现学生工程材料实践应用能力培养，切实提高土木工程材料课程教学质量，提出工程教育认证背景下土木工程材料课程教学改革的措施。加深对学生知识、专业能力和工程素养的培养，满足现代企业对复合型、应用型人才的要求。

关键词：工程教育认证；土木工程材料；教学改革

引言

土木工程材料是土木工程、工程造价等相关专业的专业基础课程。课程包括常用的土木工程材料的基本组成、材料性能、质量要求、检测方法、选用规则及国家标准规范。通过该课程的学习，使学生掌握土木工程材料的基本理论和基本知识，培养学生应用材料知识解决工程问题的能力。但是由于土木工程材料课程具有内容繁杂、逻辑性差、各部分缺乏联系、大多数内容需要记忆等特点，容易使学生感到枯燥乏味，导致学生学习效果不佳。

1土木工程材料课程教学中存在的问题

1.1课程内容繁多且课时不足

《土木工程材料》包括理论课程与实验课程两个部分。其中，理论课程章节主要包含金属材料、胶凝材料、通用硅酸盐水泥、混凝土、砂浆、墙体材料、合成高分子材料、沥青与沥青混合材等章节内容，涉及的材料主要有十余大类、几百个材料品种，而各章节之间缺少联系、相互独立。同时，各材料的基本性质、使用方法、选择方式等介绍以文字叙述为主。此外，本课程的学时为48学时（32理论学时+16实验学时）。学生难以在较短时间学习并掌握如此多内容，因此，学生学习积极性不高，觉得枯燥乏味，教学质量降低。

1.2教学评价方式单一

对教师的教学能力和学生的学习能力进行评价，是教学工作的主要内容，直接关系着教学质量的高低。但从土木工程材料课程的教学现状来看，大部分高校的教学评价方式都是以期末考核为主，方法和标准都比较单一。这种单一的教学评价方式，使得无论是教师或学生在日常教学中都更加注重理论知识的学习，只在乎最终的学习效果，忽略了在学习过程中实践能力的培养。并且，以考试为目的的评价方式只能对学生的能力做出片面的评价，对教学效果的衡量也不够全面，教师无法准确地掌握学生的学习情况，也不利于教学目标和教学内容实现。

1.3教学内容更新慢，知识拓展度不够

工程教育认证提出了专业素养培养和宏观视野建立的目标要求，要培养学科基础厚、拓展空间广大、服务社会广的学生，教学应适应本地经济社会与土木工程行业发展需要。随着建筑工业技术的发展，新型土木工程材料层出不穷，与新型材料相应的应用技术发展很快。教材因出版的时效性，其内容不能同步于材料的发展，教学内容往往比较滞后，与工程实践联系不足，引用案例与知识点契合度不够，不利于学生专业素养的培养。土木工程材料教材主要介绍的是基本材料和基础理论知识，但大量知识点与其他学科有交叉，教师教学时往往讲述某一知识点，忽视材料的外延知识，不能帮助学生建构材料的知识体系，会造成学生对知识的机械性记忆，不利于学生发散性思维和创新意识的培养。

2课程教学改革措施

2.1优化并整合教学内容

由于课程内容涉及繁多且课时安排较少，对此将原有教学内容做出了适当调整。例如，将专业性较强或目前使用较少的材料，如木材等章节，调整为学生自学章节。考虑到金属材料、无机胶凝材料、混凝土、沥青等为常用的基础性工程材料，故增加了相关章节的学习课时。同时，减少其他次要建筑材料章节的学时，如天建筑砂浆、墙体材料与建筑玻璃陶瓷等。这样，学生更清楚本课程的学习重点，化繁为简，以提高学习的积极性。此外，整合关联性较强的章节内容。例如，将水泥的适用范围和混凝土组成材料水泥的选用原则等内容以一个专题的形式进行融合，系统讲解水泥和混凝土的耐久性破坏机理、防护措施等，并介绍目前相关研究的进展与热点，以激发学生的学习兴趣。

2.2加强实践教学

加强实践教学，可以更好地培养学生在科学创新方面的能力，为了更好地满足社会和企业的要求，高校在培养学生时，应该朝着具有技术与创新能力的综合型人才努力。因此，在进行人才培养时，要严格遵守设计好的人才培养方案。大学生在校期间，要按照人才培养方案的要求，获取相应的创新实践学分。对于部分有剩余精力或学习能力较强的学生，可以以课程知识为基础利用学校的开放实验室在教师的指导下，开展科研活动。通过分层设计，帮助学习能力存在个体差异的学生找到适合自己的学习方法。让学生在相对轻松、愉悦的氛围中培养自身的专业能力和创新意识，因材施教更具效果。个性化的发展方式可以为学生跨学科发展和创新创业提供空间，让其拥有更加多元化且自由的学习发展机会。以土木工程材料实践环节为例，在实践环节中包含一定比例的综合型试验，学生依据材料的性质，依据专业理论知识设计并制备出满足要求的工程材料，通过实践环节，能够提升学生在土木工程材料方面的综合应用能力。在实践性教学环节的划分上，若条件许可可以分为校内综合实践和校外参观性实践。一方面，学生在校学习期间可以掌握基础土木工程材料在施工中的技术要求，掌握对土木工程材料检验、评定的能力，夯实理论知识，另一方面，土木工程材料的质量直接关系着建筑物的质量，实践性教学可以让学生更加清楚地了解到工程材料的好坏对工程结构质量的影响，能够更好地培养学生的工程观念。对一些无法在实验室进行的项目，教师可以通过组织观看视频的方式进行教学，或者通过校企结合的方式组织学生到工地进行参观。

2.3借力信息技术，实施线上线下混合式教学模式，扩展教学的时间和空间

土木工程材料课程与其他学科互相交叉，教学内容要随新材料和新技术的发展应用而及时更新完善，这对传统课堂教学提出了挑战。工程教育认证更要求学生具有宏观视野。“互联网+”时代，学生专业知识的学习也不再单纯依赖教师课堂讲授，教师可以利用雨课堂、学习通、腾讯课堂、腾讯会议等平台，开展线上教学指导，提供和引导学生利用网上优质学习资源深入学习，构建包括习题库、试验视频、课件、行业标准规范、文献资料的课程资源库，与线下教学互补，促进学生自主学习能力和信息技术应用能力的培养，扩展视野，有效提升学生学习的深度。利用网络平台，加强师生线上互动，即时答疑解惑，创造无压力的和谐教学氛围，并即时传送有价值的技术信息。教师要给予学生最大的自由学习空间，从而进一步提高学生的学习积极性、主动性。

2.4引入课程思政

在讲授土木工程材料的发展进程中，突出我国悠久的建筑发展历史和所取得的辉煌成就，以增强学生民族自豪感。在讲授天然石材时，介绍坐落于河北省赵县现存年代久远、跨度最大、保存最完整的赵州桥。在讲解胶凝材料时，引出我国南北朝时期出现并一直沿用至今的三合土。在介绍新工程材料科技发展的同时，突出我国在新材料、新工艺方面的重大技术，如鸟巢国家体育场、水立方国家游泳中心、港珠澳大桥等最具特色的工程，以激发学生的爱国情怀。通过向学生展示我国这些举世闻名的现代工程，引导学生培养求真务实的科学态度和精益求精的“工匠精神”，并让学生培养崇高爱国主义精神。

2.5坚持以工程项目为载体的课程思政教学

土木工程材料课程教学过程中，应将工程材料专业知识传授与思想政治教育有机结合，在遵循正确有效的教育与成长规律的基础上，增强学生专业综合能力与思想道德素养。在教学环节中，可以结合实际工程项目进行讲解，并融入课程思政要素，以实现课程育人的目标。如在学习土木工程材料发展史时，可以通过讲述我国古代材料发展和使用案例，增强学生的民族自豪感，培养学生的专业情感。在介绍土木工程材料发展趋势时，可以通过引入我国举世瞩目的工程项目，讲解攻克系列技术难题背后的故事，让学生理解科学求真务实之本质与精益求精之“工匠精神”，增强学生完善知识结构、提升专业综合能力的迫切感和服务社会主义现代化建设的责任感。在讲述土木工程材料选择、检验评定等内容时，可以引入工程事故案例，督促学生谨记建设工程安全责任重于泰山的理念，养成严格遵守标准规范的习惯，规范使用工程材料。同时，在土木工程材料课程思政教学环节中，可以借助多媒体展示工程项目图片、动画、视频等素材，利用工程项目现场开展“理实一体化”情景教学，让学生更为直观地感受现代化工程生产现状，强化科技是第一生产力的认识，坚定学以致用的信念。

2.6培养社会责任感，提升学生环保意识

新时代大学生的节能环保意识逐渐增强，在学习生活过程中都能够很好保持节约用水、用电、垃圾分类等环保习惯，但对于专业领域内的节能环保意识相对薄弱。建筑业作为高耗能产业，占整个社会能耗的1/3左右，降低建筑能耗，可为我国实现碳达峰、碳中和目标提供有力保障。节能环保是每个人的责任和义务，为提升学生的节能环保意识，培养其社会责任感，可将建筑行业采取的环保措施融入课堂。如在讲解混凝土与砂浆的内容时，引入透水混凝土、保温砂浆、再生混凝土等建筑材料。将节能环保的工程实例融入理论知识讲解中，一方面可以提升学生的学习兴趣，巩固其所学知识，明确所学知识的用途，同时润物无声地将相关环保知识刻进学生心中，培养学生的社会责任感。

2.7改进试验教学管理方法

开放式自主性试验如果缺乏有效的过程管理，就难以保证教学质量，能力培养指标的达成度也不可能实现。土木工程专业试验大部分需要以试验小组形式完成。小组成员之间不仅有学习能力和动手能力的差异，还有学习态度和合作意识的差异，容易出现“混试验”的学生，成为试验的旁观者。为实现人人参与、积极动手、责任共担，借鉴工程企业的项目责任制，对试验教学管理模式提出如下改进措施。（1）实施试验项目负责制。以实验小组的组长作为总负责人，将试验项目分解，小组成员分别担任每项子试验的主做人、协作人和复核人，实行试验数据和试验现象记录复核签字制，小组成员明确自己的职责和任务，各负其责。每名小组成员都有机会主持试验，既有分工，又有团队合作，有利于培养学生认真负责、勇于担当的精神和管理协调的能力。（2）实施试验申请审核制。对设计型试验，学生提交设计方案和试验申请书，指导教师对其进行科学性和创新性审核，以保证试验项目的合理可行。采用试验成果署名制和评比制。各种试验试件、成品标记组别和制作人员姓名，制作完成后进行展示评比，从而提高学生对试验的重视度、认真度，强化学生的责任意识、团队意识。

2.8实施以工程实践为载体的课程考核

传统的土木工程材料课程考核主要内容是学生对各类材料性能的掌握情况，主要是以闭卷考试的形式开展。往往学生只要强行记忆土木工程材料的各知识点，就能取得较好的成绩。这样的考核是很难达到本课程的教学目标和应用型人才培养要求。以工程实践为载体的课程考核应尽量减少以概念记忆为主的客观题，增加材料应用分析的主观题；考核学生针对不同的工程项目，选择材料、使用材料、验收材料等方面能力；考试题型中可以增加综合案例分析题，学生根据工程项目特点，分析结构功能需求，选择合适的材料，并提出材料使用要求和验收标准等内容，这样能较好地考核学生对材料的应用能力。此外，课程考核应包含学生平时出勤、参与讨论、完成作业等情况，还要兼顾学生实验操作能力考核，实行全过程考核。对于学生参与的课程拓展活动，如取得的竞赛荣誉、主持或参与的科学研究项目、发表研究成果论文或自主能解决工程实际项目的，应设置一定比例的奖励加分，以鼓励学生自主学习。

结语

随着经济的发展，我国在基础设施上的投入逐年增加，相应的，对这方面人才的能力也有了新的要求。土木工程材料是土木工程中重要的学习内容，学生对土木工程材料的掌握程度也直接影响到今后的工作能力。为了提高学生的能力培养，可以在教学设计中引入案例教学法和线上线下混合式教学的方法，对现有的教学方法进行改进，使其更具系统性和先进性。改进后的教学方法可以为学生提供个性化的学习空间，实践与理论相结合的教学方式也能够培养学生的自主学习能力和创新能力，让其在今后的工作中能够很好地被企业和社会所认可，成为全面型人才。

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基金项目：沈阳城市建设学院2020年度校级教育教学改革研究与实践项目“《土木工程材料》混合式教学模式探索及实践研究”（项目编号：JG202002）；2020年省级一流本科课程《土木工程材料》；2021年辽宁省普通高等教育本科教学改革研究一般项目“《土木工程材料》混合式教学模式探索及实践研究”。