“建筑材料”混合式教学模式改革探索与实践

［摘 要］ 按照“以学生为本”的理念，使学生由“被动接受”转变为“主动学习”，针对“双碳”目标下的“建筑材料”课程进行教学改革和实践。打破传统教学模式，从教学方法与考核方式改革两方面开展探讨，根据各级权重明确课程内容、改革教学方式、改革考核方式。创新提出课程教学改革后评价制度，形成课程目标达成度的课程改进升级。通过“建筑材料”课程的教学改革，提高课程教学效果，培养学生将基础知识与实践相结合的分析能力，进一步推进“双碳”目标政策的实践。

［关键词］ “双碳”目标；“建筑材料”课程；教学改革

［基金项目］ 2021年度教育部高等教育司土木工程国家级一流专业建设项目“土木工程一流专业”（802261234402）

［作者简介］ 李友彬（1979—），男，贵州贵阳人，硕士，贵州大学土木工程学院讲师（通信作者），主要从事数字孪生、建筑材料研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）52-0064-05 ［收稿日期］ 2024-07-26

引言

“双碳”目标即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。土木水利等基础建设工程领域减碳已成为实现“双碳”目标的关键所在［1］。在水利水电专业教学中，由于教学培养手段创新不足，学生的学习活动主要来自课堂，“教师教—学生学”“传递—接受”的传统模式没有得到根本改善，学生自主性、实践性、研究性学习的能力完全得不到提高等问题突出存在。按照“以学生为本”的理念，遵循理论联系实际，以发挥教师引导作用，激发学生学习积极性、能动性，实现学生由“被动学习”向“自主学习”转变为目标，围绕“怎么教、怎么学”等问题，对“建筑材料”课程进行改革。

“建筑材料”课程主要培养学生掌握有关建筑材料的性质，学会常用建筑材料的检验方法，了解建筑材料的基本知识，从而合理选择与使用、存贮与运输建筑材料。课程具有理论性和实践性较强的特点，其内容不仅包含相关的理论知识，还包含与工程实践相结合的内容。在教学内容、教学目标和教学方法上与其他课程有较大区别［2］。课程教学应遵循建立“需求—分析—设计—试验—检验—修正—总结”的过程，实现理论教学与实践教学程序系统化。通过丰富多彩的课程内容设计提高学生的学习积极性，促进理论课程和实践课程的紧密结合，高效实现教学目标。以“双碳”目标为导向，将绿色建筑、装配式建筑、可再生能源建筑应用、磷石膏综合利用等相关政策和技术知识融入“建筑材料”课程的教学改革和实践中。

一、“双碳”目标下“建筑材料”课程目标

（一）统计调研分析

课程包括理论知识学时（24）和试验学时（8）共计32学时。课程教学改革应了解学生的状况，采用匿名方式发出调研问卷，问卷内容包含已掌握的学科知识、对“建筑材料”课程的了解情况和“双碳”目标涉及的问题等。

统计调研问卷结果，进行大班课堂讨论和学生分组访谈，分析学生的基础知识、专业认知、学习需求等方面的情况与特征，强化“以学生为本”的课程教学目标，确保课程教学改革过程中的明确性、针对性和交叉性。

（二）明确课程目标

课程目标1：知识能力。使学生充分掌握常用建筑材料技术相关软件的基本知识，掌握常用建筑材料的参数、指标、性质及检验方法的基本知识，使学生具备简化问题和分析问题的能力。

课程目标2：工程分析与设计能力。具备建筑材料应用基本知识和必要基础理论的能力。

课程目标3：工程与社会。学生应具备工程意识，为从事工程实践及科学研究打下必要的基础，使自身在后续的学习中能结合实际工程问题制订相应的实验方案。掌握水利水电工程专业建筑材料基础知识和专业知识，能厘清复杂工程涉及的各子问题间的关系，解决水利水电工程专业中的复杂工程问题。

（三）明确课程内容

根据专业培养方案结合问卷调查结果在原有教学大纲的基础上明确“建筑材料”课程的教学内容。

1.理论知识。课程教学课时16学时，占课程权重50%，应按重难点区分课程讲授内容和拓展学习内容，并合理安排课堂讨论和小组随堂作业时间。

2.规范规程。课程教学课时4学时，占课程权重12.5%，重视理论知识的同时，应介绍规范规程，引导学生建立工程思维，主要进行相关规范、标准的介绍，与课程知识点的衔接，以及实际应用场景等，使理论知识和工程实践有机结合。

3.工程案例。课程教学课时4学时，占课程权重12.5%，课程应提供必要的实践途径，通过工程案例和真实项目让学生直观感受理论知识与实际工程的关系，充分发挥企业导师的优势，将建设项目和技术工程师引入课程课堂里，为实践教学提供可行的便利条件。

4.试验操作。课程教学课时8学时，占课程权重25%，课程应合理安排时间让学生进行试验操作，通过与已有的试验数据对比并分析试验结果得出关于建筑材料相关性能的第一手资料。结合绿色建筑、装配式建筑、可再生能源建筑应用、磷石膏综合利用等实际工程提出施工过程中的注意事项，在保证质量的同时节能减排，避免由于建筑材料的问题引发环境恶化。通过试验直观引导学生了解混凝土与受力的关系，研究混凝土受力分布情况及其产生原因，分析混凝土应力分布情况，建立对材料破坏的感官概念（见图1）。

5.思政创新。课程教学课时近4学时，占课程权重8.3%，作为“建筑材料”课程的拓展内容贯穿课程教学全过程。基于“双碳”目标下培养实践型工程人才的课程总目标，使学生在学习专业知识的过程中树立正确的世界观、人生观和价值观。通过融合思政教育的专业课程学习，使学生更加坚定爱国情怀和政治信仰，让爱国主义精神和社会责任感牢牢扎根于学生心中。目的在于提升学生的创新创业能力，启发学生的科研兴趣，开阔学生视野和激发学生学习热情。

二、“双碳”目标下“建筑材料”课程目标与培养要求的关系

“建筑材料”课程以理论与实践相结合的方式进行联合培养，通过互动、自主学习、小组合作等方式培养学生的辩证唯物主义世界观，提高学生的综合素质。将以下三点作为思政元素融入课堂的探索与实践：一是在课本授课与实验室实操两个重要环节，以身作则，言传身教；二是深入挖掘恰到好处的切入点，正向引导，立德树人；三是扩充专业以外的认知，学科交叉充实自我。以课程为单位，积极探索并深入推进“建筑材料”课程思政的改革与建设，全方位构建课堂教学的育人主渠道（见表1）。

三、“双碳”目标下“建筑材料”课程目标的评价

（一）多种课程改革方式

课程教学方式是课程教学改革的重点，此次主要采取以下四种改革方法，不仅让成绩评定能更全面地体现学生的学习成效，而且能激发学生在课程学习过程中的实践积极性。

1.理论授课。分组教学+小班授课。随堂选人组建小组，每组不超过8人。各小组成员集中讨论、统一推荐小组代表回答问题，共同完成随堂作业。各小组之间人员可随机组合，多次轮换，充分交流。同时以小班为单位安排课时，使任课教师尽可能兼顾每个学生，在课堂上提问、交流、回答问题，提高教学质量及学生的整体学习能力。

2.实践试验。实践分为工程应用能力和碳排放政策及相关技术两方面，主要考核学生将理论知识应用于工程问题的能力、掌握碳排放相关政策和技术的程度以及积极探索科学问题的能力。利用真实工程案例分析理论性强且抽象的内容。实践试验是学生在学校能接触建筑材料最有效的方式，必须加强学生的动手操作能力。

3.翻转课堂。合理规划翻转课堂时间，课前提前布置学习内容，通过课堂师生互动，考查学生的学习效果，包括答疑解惑、知识的运用等［3］，以此达到更好的教学效果。翻转课堂时间教师应重点关注学生发现问题和引导学生如何运用知识解决问题两个方面。

4.线上线下混合教学。建立线上班级教学QQ群，可及时通知学生学习信息以及进行沟通讨论，分享关于“建筑材料”的前沿知识等。线下与学生面对面交流、互动，更加深刻地沟通并解决学习过程中遇到的问题。

综上所述，受打破现有满堂灌的教学模式，寻求更合理的教学方法，培养并提升学生的科研试验水平以及创新意识，激发学生的自主学习能力和创新能力，最终使其具备独自发现并解决工程问题的科技创新能力。

（二）多种课程考核方式

现有课程学时较少，应充分将理论与实践相结合，严把“建筑材料”的质量关和出口关，确保学生获得知识和技能。“建筑材料”课程要经常开展阶段性随堂测验和考核，给学生布置大量的课后任务并及时有效地检查，督促并引导学生充分利用时间有效学习，确保学生将主要精力用在学习上。打破一考定结果的单一考核模式，可进行随堂提问、测试等，学生以小组的形式回答提问、接受考核，小组的成绩作为小组成员每个人的成绩。测试题目由授课教师课前准备，除了对授课内容进行检查以外，还要考查学生对日常生活中所见所闻的思考、发散和创新的能力。把工匠精神融入课程考核中［4］。

（三）课程考核方式与课程目标的关系

教学中课程考核方式与课程目标的关系比较密切。考核方式与课程目标的关系见表2，课程目标达成度后评价计算见表3。

计算方法：总成绩=平时成绩（占总评成绩的30%）+期末成绩（占总评成绩的40%）+试验成绩（占总评成绩的30%）。

课程目标达成度=（Σ考核环节统计平均分×考核环节成绩比例）÷（Σ考核环节总分×考核环节成绩比例）。

四、课程教学改革后评价制度

课程教学改革后评价制度是有效的信息反馈制度，通过建立循环持续的课程评价制度，以学期作为评价周期，对已完成的“建筑材料”课程教学改革全过程进行综合评价，包含预期目标、学时分配、过程管理、学生参与度、考核方式等，教师通过后评价阶段的总结、学习过程提出持续改进措施，完善并修正课程教学方案，从而进一步提高教师教学改革的信心、责任心和教学能力。

以“建筑材料”课程为探索与改革的蓝本为例，实践性教学中存在的许多问题，实质上就是学生理论学习与动手实践的问题。作为一门实际应用性很强的课程，授课的时候应注重理论联系实际的讲授。

第一，建立教学“需求—分析—设计—试验—检验—修正—总结”的过程，实现理论教学与实践教学的程序系统化。

第二，制订学生动手实践和参与实际工程的执行方案，协调教师、学生、实验室、第一线施工单位之间的协作关系。

第三，通过丰富多彩的课程类型，在课程学时减少的情况下，提高学生的学习积极性，促进理论课程和实践课程的紧密结合，高效化地实现教学目标。

后评价分为预测、问卷调查、统计分析三个阶段。课程结束后预测本学期课程教学效果，尽快完成学生问卷调查，调查内容包括学生对教学模式、考核方式、实践和创新能力培养的满意度等；课程成绩统计完成后进行相应的成绩分析，梳理包含掌握完备的专业知识体系、具备工程实际应用能力、了解碳排放政策和技术在内的各项考核的得分情况；在问卷调查和统计分析的基础上，形成“建筑材料”课程目标达成度赋分模型，对效果不明显和失分情况明显的环节进行原因分析，据此进行教学方案改进和调整。

结语

“建筑材料”课程的教学改革是将“双碳”目标相关政策、技术和规范等与课程的特点相结合，“以学生为本”培养学生的学习主动性。

重点改革教学方法与教学模式，理论联系实际融合思政元素，使学生具备运用基础知识与实践结合分析和解决实际问题的能力，具备工匠精神。

参考文献

［1］彭晓彤，林晨.土木工程专业建筑材料课程改革探索［J］.高等建筑教育，2008（4）：86-89．

［2］孔德文，王玲玲.《土木建筑材料》课程教学改革探讨［J］.高教学刊，2019（2）：133-134+137.