新工科背景下“土木工程材料”课程考核改革探索
作者: 褚洪岩 黄凯健[摘 要] 为满足新工科建设要求,各高校积极推进专业课程考核改革,将课程考核融入人才培养的全过程。鉴于目前南京林业大学“土木工程材料”课程考核评价中存在的问题,对该课程的考核方式进行了优化设计、对考核量化指标进行了科学设计,使考核和评价贯穿教学的全过程。改革目的在于提出以章节考核、平时表现(课堂提问、讨论)、课程综合性作业(理论联系实际)、课程创新性考核(课堂汇报)等相结合的新型考核方式,能够更加全面、准确地评价教师的教与学生的学。
[关键词] 新工科;土木工程材料;过程考核;考核改革
[基金项目] 2022年度南京林业大学高等教育研究课题“新工科背景下‘土木工程材料’课程考核改革探索”(2022C14);2022年度南京林业大学教学质量提升工程项目“‘碳中和’课程建设”(2022-9)
[作者简介] 褚洪岩(1987—),男,河南商丘人,工学博士,南京林业大学土木工程学院副教授,主要从事高性能土木工程材料研究;黄凯健(1981—),男,江苏启东人,工学博士,南京林业大学土木工程学院教授,主要从事绿色土木工程材料研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2024)03-0053-04 [收稿日期] 2023-05-15
“土木工程材料”是南京林业大学土木工程专业、交通运输工程专业的必修专业基础课程。该课程在上述两个专业体系中的位置十分重要,每年修读“土木工程材料”课程的学生大约600人,包括土木工程专业17个班级和交通运输工程专业3个班级。“土木工程材料”是一门基础课程,重点介绍土木工程材料的基本组成、技术性质、技术标准和质量要求、检测方法及选用原则等。在介绍土木工程材料基本知识的同时,它力求反映土木工程材料的新产品、新技术、新工艺及新标准。通过实验,教师介绍水泥、混凝土、钢材及沥青等材料的实验方法。
“土木工程材料”课程具有大量知识点,学生只有在准确记忆的基础上才能将它们应用在实际工程中,因此传统的考核方式多为对答案单一知识点的考查,限制了学生创新性思维的发展。通过考核方式改革,建立新的“土木工程材料”课程考核评价体系,可将考核融入课程学习的全过程;建立适应课程教学和过程化考核的题库,试题的内容和覆盖面满足“土木工程材料”课程的基本要求,并融入新的相关研究成果;建立过程化考核成绩评定方法,确定总成绩组成内容及其权重,从而能够更加全面、准确地评价教师的教与学生的学。
一、“土木工程材料”课程考核存在的问题
(一)考核内容传统
现有“土木工程材料”课程的考试题型有选择题、填空题、名词解释题、简答题和综合计算题等,其中选择题、填空题、名词解释题为答案固定、死记硬背的题目,注重对基本概念和基本公式的考查,缺少对创新能力及对专业知识理解程度的总体把握。“土木工程材料”课程的实验多为验证性实验,首先由教师介绍实验原理、实验方法及注意事项,其次是学生根据指导进行实验,最后完成实验报告。该过程循规蹈矩,实验报告的重复率很高,抄袭现象严重,很难激发学生对土木工程材料科学研究的兴趣,教师也没有办法通过实验报告对学生进行准确的评价。
(二)考核评价体系不够完善
目前的考核方式:期末考试以闭卷的方式进行,卷面成绩占综合成绩的60%,考勤、课堂提问及课后作业占综合成绩的20%,相关实验占综合成绩的20%。期末考试的比重过大,这会导致学生重考不重学,平时不用功,考前抱佛脚,过程性考核不足,平时学生即使不用功,期末记住知识点便可应对考试。然而,学生仅仅记住知识点,忽略对专业知识的理解与运用,长此以往,会失去学习兴趣,阻碍学生创新性思维的发展。
(三)重知识轻能力
传统的考核内容和考核方式主要是对记忆性的基础专业知识进行考查,考试的答案大多是唯一的,无法考查学生对所学知识的理解和应用,这会导致学生缺乏创新意识和在实际工程中将所学知识付诸实践的能力。
二、国内高校考核改革研究现状
南京工程学院基于新工科要求的培养目标,对“基础力学”课程进行过程化考核方式改革,将平时成绩的比重提高至50%,包括期中测试、实验、讨论、课程创新设计、阶段测试、出勤及作业等[1]。这样不仅提高了学生的学习主观能动性,还提高了他们的实践能力和创新能力,让他们在平时的学习过程中勤加思考,在课程创新设计中能够运用所学知识。
为了提高学生的学习热情与教学效果,宁波工程学院采取了过程考核的方法[2],将课程的学习重点按模块化进行设计,增加平时成绩的比重。通过多元化的评价方式,如现场实践、小设计及答辩等,教师激发学生自主学习的动力,让学生在平时也能自主复习。教师在第一时间掌握教学成果及学生的学习进度,并及时调整教学方法。
为了培养应用型人才,提高学生的实践创新能力,哈尔滨学院进行了工科课程过程化考核改革[3]。在这种考核方式下,学生的学习成绩不会再出现“一考定乾坤”的现象,平时成绩提高至50%~100%的比例,可提高课堂上学生的学习状态,增加教师与学生间的互动,也让教师更好地了解学生的学习进度,以及学生对知识的掌握情况。
随着国家重大战略规划的实施,产业模式在不断发展改变,社会对人才的知识结构有了更高的要求。贵州大学在新工科背景下,明确了要着重培养学生实践能力的教学目标[4],即从优化课程体系、提升学生工程实践能力、转变课堂教学观念、改革考核方式及提升教师教学能力水平等方面入手,培养具备实践能力和创新意识的人才。
冯辉荣等[5]提出要改革大学考试一直“重期末、轻平时”的考核方式,推进过程化改革,注重对学习过程及学习能力的考查,提高学生的课堂积极性,培养创新实践能力。在教、学、考过程中,提高平时成绩的比重,在课堂上调动学生学习的积极性,将教、学、考相融合,促进和谐发展。
陈金平等[6]认为,当前“土木工程材料”课程考核存在一些弊端:考核内容单一、考核方法呆板及存在学生重考不重学等问题。这些都不能反映教和学的真实水平。课程考核不仅要重视学生对知识的理解,还要强调对知识的分析与运用。通过考核改革可提高学生学习的积极性,增强学生间团队协作、语言表达及随机应变的能力。
“土木工程材料”不仅知识点繁杂,而且也是一门与时俱进的课程。随着土木工程材料的迅猛发展,课程内容也在发生日新月异的变化,因此,出现了学生在学习时抓不到重点,什么都学却什么也都学不好的困境。南昌大学在考核方法方面进行了如下改革:将期末考试的比重降低到50%,重视课堂考勤与课堂讨论,引导学生在课堂上积极发言,激发学生的求知欲与独立思考的能力,通过实验环节提高学生的科研动手能力,培养他们的创新思维[7]。
针对传统评价体系中存在的问题,湖南理工学院初步探讨过程评价与结果评价相结合的方式[8],降低期末考试的比重,在平时成绩中减少了出勤和作业的比例,提高了课前预习和课后复习的比重,特别是重视课堂讨论环节。这些举措不仅提高了学生学习的积极性,还可更好地检验教师的教和学生的学。
太原科技学院教师认为学生受传统应试教育模式的影响,在学习“高等数学”课程时,主观能动性不高,教学达不到预期效果[9]。为了提高学生的主观能动性和教师的教学能动性,提出了改革考核制度,在“高等数学”课程增加过程性考核,以满足社会对复合型人才的需求,让“高等数学”课程教学焕发新的活力。
针对“物理化学B”课程教学过程考核中存在的问题,石河子大学提出了多元化的考核方式[10]。推进过程性考核改革,不仅可对教学情况进行检测、督促及构建合理的评价体系,还可发挥正确的导向作用,为学生营造一个“全程紧张的教学过程”,提高学生的学习热情。
三、课程考核改革方案
(一)课程考试内容改革
1.基础知识考核。“土木工程材料”课程在理论和实践教学环节,使学生掌握土木工程材料方面的基础知识,具有合理选择和使用材料的基本能力,为后续专业课程学习打下良好的基础。“土木工程材料”课程的知识点繁杂且与工程实际联系较大,只有在掌握基本概念的基础上才能进一步实践创新。在平时的课堂教学中可通过配合中国大学MOOC发布章节考核,通过配套的测验和作业,将零乱的知识点串联起来,形成一个体系,有助于学生快速高效地掌握知识,作为总成绩的一部分。
2.综合能力考核。在介绍一些专业性很强的内容时,在课堂上可增设视频播放环节,弥补板书教学的缺陷,让学生更好地理解;还可增加课堂讨论的环节,有助于更好地发现学生在学习过程中的盲区。通过讨论,不仅让学生对知识有更加透彻的掌握,还能让教师在第一时间了解学生对知识点的掌握情况。此外,还可采用撰写课程论文的方法,让学生自发地查阅资料和规范,让学生对专业知识有更深入的了解和思考,提升创新思维能力。
“土木工程材料”实验多为验证性实验,一般是教师教一遍,学生跟着做一遍,这很难激发学生的探索精神。因此,可结合工程实际或研究前沿提出实验主题,让学生自主设计实验,最后教师对实验结果进行分析总结。这不仅可以提高学生的实验兴趣,还可以锻炼学生的创新能力,让学生对土木工程材料科学研究萌发兴趣。本课程可选取普通混凝土的配合比设计、热拌沥青混合料配合比设计两大主题,让学生根据原材料情况和混凝土、沥青混合料的技术要求进行设计,激发学生自主学习的兴趣。
3.创新能力考核。课前预习和课后复习可采用以小组为单位进行专题PPT汇报的形式,在教授新章节前让学生自己搜集相关土木工程材料在材料组成、性能应用等方面的信息,有助于激发学生自主学习的意识;在教授完一个章节后,如果教学效果不是很理想,让学生对刚学完的章节进行概括总结,在搜集信息的过程中查漏补缺,巩固学习成果。PPT汇报以小组为单位,不仅能锻炼学生个体的学习能力,还能让学生学会团队合作。同时,鼓励学生担当不同任务角色,提高自身的综合能力,以小组为单位促进相互交流学习,提高集体的创新能力。
4.改革期末考试的考题形式,减少客观题的比重,增加分析题、综合论述题等需要学生创新的题目,着重考查学生对基础知识的灵活运用水平。判断题、选择题、填空题等客观题,因为答案的唯一性,教师很难对学生的知识掌握情况进行精准的把控,学生只要考前突击,就可在考试时轻松取得相关分数,这不利于推进平时课堂的学习。分析题、综合论述题则不同,不仅在基本概念和理论方面对学生进行考查,还可对学生灵活应用相关知识的能力进行评价,使教师更好掌握学生对知识的理解程度。这类题型还有利于培养学生的创新思维能力和探索能力。
(二)课程考试题库的建立
考试需要考有所依,因此根据课程考试改革需要,建立课程章节考试题库、课程综合性考试题库及课程创新性考试题库等是十分有必要的。课程章节考试题库一般在平时教学中的应用比较多,与课程内容相对应,以选择题、判断题、填空题等客观性的题目为主,帮助学生掌握课程学习重点,加深对基础知识的印象。课程综合性考试题库以分析题、综合题为主,培养学生举一反三的能力。课程创新性考试题库是为了让学有余力的学生对“土木工程材料”这门课程有更加全面且深入的认识。对于优秀的学生,教师应该让他们得到更充分的发展,跑在高速路上。“土木工程材料”这门课程实践性很强。随着土木工程行业的飞速发展,新型材料不断出现。因此,需要不断联系实际,紧跟时代步伐,培养与当前环境相适应的人才。在创新性考试题库里加入新材料的介绍,还可增加课程的趣味性和学术性,激发学生自主学习的意识。
(三)考核方式
课程考核改革将考核方式分为过程考核和期末考核两部分。过程考核注重平时的积累,可更快地反映教学成果。其中,过程考核分为:章节考核,一般以“章节考试题”等习题方式考核;课堂表现,包括课堂讨论、教师提问等;课后作业,形式多元化,以PPT汇报、答辩题等形式出现;综合考核,采用撰写论文、设计实验等方式。期末考核采用闭卷的形式,题型以分析题、综合论述题等分析题为主,考查学生对知识的理解和灵活运用情况。