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摘要：科技的迅猛發展對土木工程專業學生的綜合能力提出了更高的要求。該文通過分析土木工程材料課程在傳統教學模式中存在的問題，提出面向新工科建設的教學改革探索方案。該文提出基于多元化教學、模塊式教學、探索性實驗教學與課程思政教學等方法，結合組內組外考核評價體系來激發學生的自主學習熱情、完善學生的知識體系、培養學生的自主創新能力、提高學生的職業道德素質，從而培養出面向未來的新工科人才。

關鍵詞：土木工程材料；新工科；教學改革；人才培養

1引言

為了迎接21世紀的科技革新，響應我國教育改革的戰略規劃，我國高等院校都進行了工程教育改革，以培養面向未來、面向世界的應用型、創新型高素質工程人才[1-3]。新工科建設作為一項涉及面廣、影響力大且具備行業特色的教學改革工程，對我國高等教育的發展具有重大的引領作用。新工科是指工程學科的革新與新生，新工科的建設主要包括：本學科人才團隊的搭建、學術研究的開展及專業人才的培養[4-5]。本著以人為核心的理念，人才的培養應是本學科建設面向行業未來發展、推動產業革新的關鍵[6]。基于用人單位對人才需求的分析，土木工程領域的學生應具備“活學活用”與“技術革新”的能力，如解決工程疑難問題、統籌協調和與時俱進的能力[7]。近年來，隨著我國城鄉建設政策的推進，該領域不僅對人才的需求量與日俱增，而且對人才的要求也不斷提高，主要體現在從單一的技術型、管理型、研究型人才逐步轉向應用型、復合型和創新型高素質人才。土木工程材料作為土木工程專業中最重要的基礎課程之一，課程內容偏理論化，尤其體現在材料組成、結構、制備方法與性能的關系上。因此，該課程主要以講授的形式為主，較少培養學生關于材料應用與材料創新等方面的能力[8]。由此可知，開展土木工程材料的教學改革是土木工程專業革新的重要組成部分，也是適應新工科建設要求的必然選擇[8-10]。

2土木工程材料課程教學存在的問題

2.1教學內容陳舊，知識拓展不夠

傳統的土木工程材料教學內容往往缺乏對土木工程材料課程的前瞻性與系統性的考慮[4]，沒有結合新型建材和新型建筑等發展動態，沒有闡述材料與施工、結構之間的關系以及土木工程材料的創新性研究熱點等。而新工科建設的要點之一是“面向未來發展”。因此，我國高等學校需充分發揮科學研究的引領作用，將土木工程材料方面的前沿內容帶入課題。同時，高等學校還需將最新的國家政策與行業發展趨勢融入課堂，如“十四五”規劃對建筑行業在低碳環保方面提出了更高的要求，提出“加快推動綠色低碳發展”；建筑行業針對我國最新的發展規劃，將降低碳排放量、生態保護及智能建造等作為近五年的發展重點[11]。通過讓學生了解行業的未來發展方向，從而引領學生探索、啟發學生思考，培養具有推動行業發展的綜合性卓越人才。

2.2教學模式老化，知識系統性不強

土木工程材料課程具有理論性強、應用性強、課時少而內容繁多等特點，課堂上教師一般側重于講授課本中的內容，因受制于教學任務、教學活動而難以與新工科人才培養目標相契合[12]。一方面，傳統教學中土木工程材料課程各章節的內容繁多但關聯性不強，該課程包括石材、石膏、水泥、砂漿、混凝土、裝飾材料等多達幾十種材料。另一方面，該課程與其他相關課程之間的關聯性較弱，學生較難形成系統記憶，如材料力學、混凝土結構、土木工程施工等課程中也包含了土木工程材料的基礎知識。但是，在實際工程中，從規劃、設計到施工，各個環節都需要知識的系統性，因此，有必要加強土木工程材料課程中各章節及其與其他課程之間的聯系，從而幫助學生形成系統記憶。

2.3缺乏創新能力培養要求

土木工程材料的教學主要包括課堂授課與實驗授課[13-14]。目前，大部分高校的人才培養“重理論，輕實踐”。因此，該課程采用理論與實驗分開教學的模式，沒有達到理論與實驗現場示范教學的目標。在實踐操作部分，通常以教師為中心進行理論講授式教學，學生被動地執行教師的指令，忽略了培養學生自行設計實驗、自主解決問題、開展探索性研究的能力，難以激發學生的求知探索欲。該特點也會使得學生難以“活學活用”與“自主創新”。但是創新才是推動行業向前躍進的主要驅動力，新工科人才培養的主要目標之一就是培養具有創新創業能力的新型工程科技人才[15-17]。因此，有必要培養學生的自主思考能力與自主執行能力，啟發學生從本質上思考問題，使其成為一名“懂機理、會創新”的人才。

2.4考核方式單一

目前，土木工程材料以理論教學為主、以實踐性教學為輔。因此，在評定成績時，實驗部分成績所占的比重比理論部分成績低。再者，實驗部分的成績評定一般是基于實驗報告和出勤情況，差異化小。一般來說，實驗課程教學時會采用分組形式，由于是多人一起完成實驗，因此，同組組員的實驗報告一般較為相似，難以在成績上體現差異性，易導致學生對實驗不重視[15]。對實驗的不重視會使得學生的動手能力得不到充分的鍛煉，不利于土木工程專業學生的就業及職業發展。因此，如何調動學生的積極性值得我們深入思考。

2.5缺乏思政教育

傳統的課程教學方式包括土木工程材料的教學方式，僅講授課堂知識，缺乏傳統文化與社會主義核心價值觀的融入，致使少數建筑工程從業人員職業素質較低，為了縮短工期、降低成本，采用了不當方式，導致工程事故的發生，嚴重的工程事故還會造成多人傷亡[18]。例如：2007年8月，由于鳳凰堤溪沱江大橋的主拱圈砌筑材料未滿足規范和設計要求，致使發生坍塌事故，造成44人死亡；2016年11月，宜春豐城電廠三期在建項目因混凝土強度未達標，導致冷卻塔坍塌，造成74人死亡。由此可見，工程事故的發生嚴重威脅到人們的生命與財產安全，有必要加強土木工程專業學生的思政教育，強化學生的愛國意識與職業責任心。一方面，土木工程專業的學生是支撐我國基礎設施建設的中堅力量，是保障基礎設施質量安全的核心，是服務經濟發展、提高人們生活水平的基石。另一方面，土木工程材料是決定工程質量及其服役壽命的重要前提。因此，在向土木工程專業學生講授土木工程材料課程時，應同時傳遞專業知識中所蘊含的社會主義核心價值觀，激發學生的愛國情懷，提高學生的職業道德素質，從而保障工程的質量與安全。

3新工科背景下土木工程材料課程的改革措施

針對土木工程材料課程現狀中存在的問題，結合新工科背景下土木工程領域的人才培養要求，提出以下五點改革措施：

3.1提高教師的綜合素質，推行多元信息化教學，增加知識儲備

教師可以通過以下三個方面的教學調整來提高學生的綜合性素質，以培養具有推動行業發展的綜合性卓越人才。第一，教師要積極開展科學研究，如建筑工程病害種類與防治方法、固體廢棄物建材資源化利用、新型建筑材料等方面的課題，將學術科研上取得的成果融入本科教學。第二，教師應充分利用飛速發展的互聯網、計算機技術[19]為課程的教授提供更多的可能性與便利，及時掌握全球的研究動態與熱點，將新政策、新材料和新技術的發展融入理論教學、案例教學與實驗教學，豐富課程的內容與形式，提高學生的積極性，同時讓學生掌握建筑行業的發展方向。第三，該課程的教授還要注重學生對理論知識的掌握程度，通過講授實際工程案例，讓學生分析出存在的問題以及解決問題的方法，而不僅僅是書面及課堂上的教學。

3.2采用模塊式教學，幫助學生建立完整的知識體系

土木工程材料課程需教授的內容較多，但課時有限，建議采用模塊式教學[20]。根據難易與重要程度，將課程內容分為若干部分。對于基礎理論部分，可通過“線上線下結教改教法合”的形式開展。線上通過慕課自主學習基礎理論課程，由此實現第一模塊知識學習。線下教師講解重點難點、知識的應用及關聯實踐性，并通過討論、考核、答辯等形式對學生進行考查，幫助學生更深入地掌握土木工程材料課程的知識要點，并建立屬于自己的知識體系。3.2.1以人為本，開展探索性實驗課程，培養學生的創新能力打破土木工程材料課程僅開展驗證性實驗的傳統教育模式，將實驗課程分為驗證性與探索性實驗。學生先通過驗證性基礎試驗的學習，掌握測試方法、測試原理等基礎技能。而后，“以學生為主，以教師為輔”，開展探索性創新實驗，引發學生的好奇心進而增強他們的自主學習動力。根據創新實驗內容，指導學生在知網、萬方等數據庫中查閱文獻資料，了解課題的國內外研究現狀，并基于研究現狀設計實驗，鼓勵學生獨立完成所設計的實驗方案、分析所獲得的實驗結果，從而培養學生獨立思考、自主創新的能力。3.2.2實施“組內組外”評價考核體系針對目前土木工程材料課程的實驗成績難以體現差異化的問題，可實施“過程”與“結果”的雙重考核制度。基于學生的貢獻程度開展組內評分與組分評分，將該評分計入“過程”環節的成績，將最終的實驗報告計入“結果”環節的成績，而后匯總形成最終的實驗成績，以此來建立實驗成績差異化的考核機制。通過差異化考核機制的建立，可激發學生對實驗課的積極性，進而提高學生的動手能力。同時，提高學生的動手積極性，還有利于強化學生對實驗操作與實驗內容的思考，有助于學生建立所學理論知識與實踐之間的聯系。3.2.3提高學生的職業道德素質土木工程學科是一門服務于社會經濟發展、提供人類生活所需場所或通道的重要學科[21]。工程質量的把控直接關系到人類的生命財產安全。因此，教師要將思政融于課堂，強化學生的愛國意識與責任意識，讓學生清楚地認識到自己須對自己的設計、工程及使用人的安全負責，立志成為一名高素質的新時代工程師。

4結語

根據以上研究內容可知，為了適應經濟發展與科技進步，開展土木工程材料課程的教學改革是培養新工科背景下土木工程專業高素質人才的重要組成部分。因此，探索教學改革機制，進而提高學生“活學活用”與“自主創新”的能力是高校須關注的核心問題。本文通過分析土木工程材料課程傳統教學模式中存在的不足，提出通過提高教師的綜合素質、推行多元信息化與模塊式教學、開展探索性實驗課程、實施“組內組外”評價考核體系與課程思政等方式，幫助學生建立完整的知識體系，從而培養出具有較高職業素養與創新意識的復合型新工科人才。

作者：李靜 兀婷 陳正 余波 黃瑩 單位：廣西大學土木建筑工程學院