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《土木工程材料试验》课程教学改革

张冬梅 陆冰洁 曾重驰

长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114

摘要: 近年来,经济社会的发展带动了教育体制的同步改革,各个学科教学的过程中,教师的教学不再局限于传统的教学方式,而是将更多的教学手段和工具应用到了教学活动中,教学成效显著提升。《土木工程材料试验》作为土建专业中的基础科目,教师在这一学科教学时,要实现理论教学与实践教学的高度统一,使得学生可以在试验参与时培养独立思维。基于此,本文重点探析了《土木工程材料试验》的教学改革策略,对提升教学质量和水平具有一定的指导意义。
关键词: 《土木工程材料试验》;课程教学;改革策略
DOI:10.12721/ccn.2021.157063
基金资助:长沙理工大学本科教育“金课”建设项目,《土木工程材料实验A》课程建设,2019; 长沙理工大学2019/2020(一)课程考核改革项目,《土木工程材料实验A》课程考核改革,2019
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近年来,我国的教育体制改革已进行了多年的探索和实践,不同阶段、学科的教学过程中,教学改革工作的推进不仅促进了教学质量的提升,更使得学生的综合能力得以增强,更能够符合社会对人才的需求。对于《土木工程材料试验》这一学科而言,当下的教学改革中依旧面临着一定的困境,因为土木工程行业的发展速度非常快,但课程内容和方法更新却无法与行业步伐相一致,因此,各大高校在《土木工程材料试验》的课程教学改革中,都应该充分结合行业现状来开展,通过教学理念、方法等的更新,全面提升教学水平。

1.《土木工程材料试验》课程特点

1.1知识体系较固定,覆盖面广

《土木工程材料试验》学科教学开展时,理论教学是基础,只有在充分的理论教学基础上,才可以使得试验教学顺利开展。但《土木工程材料试验》的理论知识体系相对固定,整个知识体系中的知识面覆盖范围广,市场上可选择的教材种类多,但无论是哪种教材,在开展理论教学和试验教学时都是相对固定的知识体系,重点是各种土木材料种类、性能等的学习。

1.2内容复杂,知识点多

虽然在《土木工程材料试验》学习教学的过程中,基本的教学框架已然确定,但在教学过程中同样存在着内容复杂、知识点多的教学难题,无论是教师还是学生,在参与该学科教学活动的过程中,都要注意这一学科特点的把握。事实上,《土木工程材料试验》知识体系中涉及了很多的内容,且各个部分之间各成体系,甚至与其他基础课存在一些的学科交叉,比如,水泥章节中部分内容与化学学科相关,钢材部分教学与力学方面的知识相关。因此,在学科教学时应结合内容复杂和知识点多的特征,把握好学科交叉特性。

1.3内容更新快,需要与时俱进

伴随着我国材料科学的日渐进步,土木工程市场上出现了越来越多的材料,即使是同一类型的材料,同样有多种选择。因此,在材料市场不断发展的今天,关于土木工程材料试验教学的内容更新是非常快的,为全面保障整体的教学目标实现,教师在教学时要注重这种行业变化的把握,向学生传输关于新材料、新工艺方面的知识,使得理论教学和试验教学可以与时俱进。

2.《土木工程材料试验》课程教学的现状

2.1教学目标定位不明确

在我国相应的教学标准中,对于《土木工程材料试验》课程教学提出了越来越高的要求,不仅包含了基本理论知识的讲解,更涉及了对学生能力和素养的培养。但就当下的学科教学现状来看,部分专业教师在进行《土木工程材料试验》教学过程中,对于专业培养方案、毕业要求的解读不足,没有制定清晰明确的教学目标,正是因为对教学目标定位不明确,导致教师在教学过程中更为关注学习的理论知识传授,缺乏对学生综合能力和素养的培养。

2.2教学设计简单,教学模式老化

学科教学过程中,教学设计和教学模式等都会影响到最终的教学成效,对于《土木工程材料试验》学科而言,因为其涉及的课程内容多,材料之间自成体系,章节之间的联系不够,知识系统性不足,学生在这一学科的学习上,需记忆的内容较多。针对当下的《土木工程材料试验》教学现状,教学设计相对简单,教师在开展这一学科教学时,依旧受到传统教学模式的影响,更多地依赖的是传统的教学模式,老化的教学模式下,教师的教学面临着很大的困境。因为《土木工程材料试验》为一门基础课程,是土木工程专业学生的入门课,学生在学习这门课程时的专业知识有限,对土木材料的感性认识不够,又缺乏相应的实践经历,长期的课程学习中可能出现烦躁感,学习效率低下且教学质量不高。部分教师并未结合课程特点和内容情况来进行相应的教学设计,整体的教学设计相对简单,整个教学过程中无法调动学生学习的积极性和主动性。

2.3教学内容更新慢,知识拓展度不够

现阶段的教学改革中,国家对于土木工程专业各学科课程提出了专业素养培养和宏观视野拓展的教学要求,为了在整个的教学过程中能够为社会培养复合型人才,教师应与社会对专业人才的需求出发,在教学过程中不仅要将理论教学与试验教学有效结合起来,更要注重知识拓展,不断更新教学内容。但就当下的教学现状来看,部分教师在自身的教学过程中,缺乏对行业发展态势的把控,并且在该学科教学的过程中注意教学内容的更新和知识拓展,导致在教学过程中,关于材料教学的内容并不能与行业的材料发展相一致,教学内容的滞后性导致基础理论教学与工程实践之间的关联性较差,无法在各项理论和试验教学过程中培养自我的专业能力和独立思维。

3.《土木工程材料试验》课程教学改革策略

3.1转变教学理念,修正教学目标

当前我国进入了经济社会发展的新阶段,在《土木工程材料试验》课程教学开展的过程中,要紧跟经济社会发展的总体趋势,全面促进教学改革。因此,为全面推进教学改革,各大高校在《土木工程材料试验》教学过程中,要从根本上转变教学理念,将教学的重点放在试验教学上,注重理论知识和试验教学的同步,使得学生能够在基本理论学习的同时,通过试验活动来巩固知识深度,在不断的试验参与中提升学生的问题发现、处理能力,提升学生的综合素质。在当下关于土木工程专业的教学规范中,明确提出了在各个专业学科的教学中,应该以工程实际作为研究背景,向学生传授关于工程材料、技术等方面的知识,通过试验与理论的同步开展来提高学生的综合素养和能力。各大高校都应该不断对土木毕业生的就业情况、毕业标准达成度等加以全面分析,在此基础上进行教学目标的进一步细分,在转变教学理念的基础上进行目标分解,形成知识目标和能力目标,开展有针对性的教学设计。

3.2创立层次递进的模块梯度教学法

《土木工程材料试验》课程教学开展时,教学方法的变革尤为重要,因为该课程的内容复杂,在教学工作中理论知识和试验教学内容繁多,而高校对于学科教学有着明确的学时要求,有限的学时内要完全全部的教学目标,必须要进行教学方法的变革,通过多样化的教学方法应用来保障教学进度和质量。在条件允许的情况下,各大高校在开展《土木工程材料试验》课程教学的过程中,可以积极推进层次递进的模块梯度教学法,教师在这一教学方法下,可以根据《土木工程材料试验》课程的特点,综合对比多种教学方法,将教学内容划分为若干个知识模块,并在每个知识模块中设置讲授、讨论、试验三个教学单元,构建起从易到难、由浅到深的知识梯度,彻底突破传统的教学时间安排,将90min的课堂教学时间划分为40min讲授、30min讨论、20min试验。在第一梯度的讲授单元,教师在教学中起着主导性的作用,针对教学内容,教师要开展精准讲授,针对教学内容的重难点划分,做好研究方法、知识应用与联系等加以分析,针对学生所提出的问题给予相应的讲解。第二梯度的课堂讨论单元中,应根据第一梯度讲授单元所讲解的内容,通过任务驱动教学法来对预设问题加以详细讨论,学生在参与讨论的同时,也就加深了对知识的理解和掌握,培养了学生多方面的能力。第三梯度的试验单元,重点是要组织学生开展相应的土木工程材料试验,使得学生可以在试验的过程中更深刻地了解相应的结论,能够通过灵活应用试验方法来对相应的问题加以分析和处理,使得学生能够在试验过程中形成抽象思维、发散思维。

3.2实施线上线下混合式教学模式

现阶段,随着我国进入了信息化时代,在《土木工程材料试验》课程教学的过程中,教师在教学过程中还应该加强信息技术在其中的应用,通过线上线下混合式教学模式的有效形成来促进教学变革,克服传统教学模式的限制。当下的课程教学标准中,明确提出了在土木工程专业学生的培养上,要使得学生具有宏观视野,为达到这一教学目标,在“互联网”时代下的教学工作中,学生对相应专业知识的学习并不能完全局限在传统的课堂教学中,还应该积极构建云课堂、学习通、腾讯课堂等平台,通过线上教学模式的形成来给学生提供一定的教学指导,引导教师和学生积极利用网络上的各种学习资源,经由试验视频、课件、行业标准规范等来实现线上资源和线下资源的统筹,克服传统教学考试的限制。因为线上教学模式的灵活性更高,学生可以自主参与到线上学习中,经由线上资源的科学应用来提高学生的自主学习能力,拓宽学生的视野。

3.3整合试验项目,实施三层次试验教学法

《土木工程材料试验》课程教学中,所涉及的试验教学内容多样,为提升教学有效性,试验内容与基础理论教学应保持高度的一致性,加强前后知识体系的衔接。当前的教学工作推进时,因为试验工作进行时,学生的认知能力十分有限,无法在试验教学的过程中将前后章节的知识体系完全贯通,影响了最终的教学成效,为提升教学改革成果,相关人员在教学过程中,应注重试验内容的全面整合,将土木工程材料试验划分为几个模块,积极推进三层次试验教学法,从第一层次的基础试验、第二层次的综合性试验、第三层次的生产性试验的角度出发,保障《土木工程材料试验》课程中全部试验工作的有序推进,因为这三层次的试验难度、复杂性和工作量呈现出逐步增加的趋势,由担任可操作的简单试验开始到最终的团队协作试验,使得学生在参与这些试验的过程中能够掌握更多的技能,具备更高的问题处理能力。三层次试验教学法在试验课程教学中的执行,在一定程度上尊重了学生的个体差异,使得学生在参与试验活动的过程中,能够发挥所长,全面保障教学目标的达成。

结束语:

《土木工程材料试验》作为土木工程的基础课程,在当下的教学工作推进时,常常存在着较大的教学限制,为保障教学目标的全面实现,各大高校在这一课程教学时,要积极适应当下教学改革的目标,从教学理念、方法和模式等多个角度,全面保障教学成效。

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