序論：在您撰寫土木工程材料課程教學(xué)改革研究時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

0引言

土木工程材料課程是我國土木工程本/專科學(xué)生及相關(guān)專業(yè)學(xué)生大二年級必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程作為一門理論與實(shí)踐并重的課程，以混凝土、鋼材、砌體等工程結(jié)構(gòu)材料為教學(xué)重點(diǎn)，在課程的學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生熟悉各類土木工程材料概念與分類，掌握常用土木工程材料的組成與基本性能，從而在不同工程中根據(jù)實(shí)際需要選擇和設(shè)計合適的土木工程材料。與其他土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課特別是力學(xué)類課程相比，土木工程材料課程理論推導(dǎo)與計算少，專業(yè)名詞和概念多，知識點(diǎn)瑣碎且邏輯性較差，章節(jié)之間獨(dú)立性較強(qiáng)[1]。該課程可分為理論課時和實(shí)驗課時兩類，教學(xué)內(nèi)容豐富，知識點(diǎn)較多但較為瑣碎，且部分章節(jié)無明顯邏輯關(guān)系。由于課程教學(xué)過程中學(xué)時較為緊張，為保證知識點(diǎn)的覆蓋，教師的授課進(jìn)度相對較快，部分內(nèi)容必須依靠學(xué)生自學(xué)，而學(xué)生普遍反映在授課過程中對知識點(diǎn)印象不深，課后復(fù)習(xí)重點(diǎn)不明確[1-2]。并且，長期灌輸式教學(xué)致使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性較低，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果較差，缺乏明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，出現(xiàn)疲憊學(xué)習(xí)甚至厭學(xué)情緒。此外，土木工程材料授課過程中普遍存在教學(xué)重難點(diǎn)不突出、課堂效果沉悶、師生交流互動少等現(xiàn)象?？傮w來看，與其他專業(yè)基礎(chǔ)課相比，目前土木工程材料課程教學(xué)質(zhì)量相對較低且其傳統(tǒng)教學(xué)方式局限性較大，亟需開展基于新型教學(xué)模式的改革與實(shí)踐。

1教學(xué)改革思路探索

傳統(tǒng)教學(xué)方式一般以教師課堂現(xiàn)場講授為主完成知識的傳授，學(xué)生通過課后作業(yè)、練習(xí)或?qū)嵺`完成的知識的理解與內(nèi)化，而翻轉(zhuǎn)課堂則是將老師由知識傳授者與課堂管理者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)督導(dǎo)者與課堂評論者[3]。教師在課堂上通過對學(xué)生在課下自主學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的問題進(jìn)行評判和探究指導(dǎo)幫助學(xué)生完成知識的進(jìn)一步理解與內(nèi)化[4]。因此，翻轉(zhuǎn)課堂有別于傳統(tǒng)課堂的最顯著特征即為學(xué)生身份由被動學(xué)習(xí)中的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)中的知識研究者。思維導(dǎo)圖（TheMindMap）是以關(guān)鍵詞或想法為中心，采用輻射線形連接所有的代表性字詞、想法、任務(wù)或其他關(guān)聯(lián)項目構(gòu)成的圖形，其實(shí)質(zhì)為一種將思維形象化的方法，即通過圖形捕捉表達(dá)發(fā)散性思維，將人類的思考過程進(jìn)行外部表達(dá)和呈現(xiàn)[5-6]。因此，采用思維導(dǎo)圖作為可視化學(xué)習(xí)工具，可引導(dǎo)和創(chuàng)造個人在學(xué)習(xí)過程中的思考，這不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還可以提高學(xué)生的創(chuàng)造力與學(xué)習(xí)興趣。目前，已有學(xué)者開始嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂這一新的授課方式應(yīng)用于土木工程材料課程中進(jìn)行教學(xué)改革，并初步取得成效[7-8]。在初期借鑒翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行土木工程材料課程教學(xué)改革探索中發(fā)現(xiàn)，該方法仍存在一些明顯問題，如學(xué)生課前學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，知識學(xué)習(xí)缺乏邏輯性，知識點(diǎn)掌握模糊或碎片化，對概念原理理解不到位，認(rèn)知體系架構(gòu)混亂等。盡管采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)一定程度上改善了課程教學(xué)質(zhì)量，但上述問題仍阻礙了土木工程材料課程教學(xué)改革目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。將思維導(dǎo)圖和翻轉(zhuǎn)課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以期解決上述土木工程材料翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中存在的問題。

2基于思維導(dǎo)圖與翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐

2.1思維導(dǎo)圖教學(xué)指引在土木工程材料課程教學(xué)前，教師根據(jù)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和已有課件資料，首先通過MindMaster、XMind、GitMind等商業(yè)軟件繪制課程章節(jié)內(nèi)容思維導(dǎo)圖，作為學(xué)生翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)前的自主學(xué)習(xí)指引材料。該思維導(dǎo)圖在繪制過程中應(yīng)采用文字、符號、形狀、顏色、連接線等形式，著重突出課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的重點(diǎn)難點(diǎn)、前后章節(jié)邏輯關(guān)系、需要思考的問題。通過思維導(dǎo)圖讓學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)前對所學(xué)內(nèi)容有所了解并提高認(rèn)知程度，特別是通過形象思維理清所學(xué)關(guān)鍵內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，從而幫助學(xué)生加深對課程中的重難點(diǎn)印象并引起關(guān)注，激發(fā)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的興趣和好奇心，進(jìn)而讓學(xué)生在可視化思維過程中產(chǎn)生一系列待解答的問題，最終大大提高學(xué)生在下一步翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)過程中求知欲和主動性。在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師將下次課程學(xué)習(xí)中需要的紙質(zhì)或電子版思維導(dǎo)圖發(fā)給學(xué)生，從而讓學(xué)生對下次課程所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生初步印象。此外，教師在教學(xué)過程中鼓勵學(xué)生通過思維導(dǎo)圖在翻轉(zhuǎn)課堂自主學(xué)習(xí)階段中提出和記錄問題，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)階段中對思維導(dǎo)圖進(jìn)行批注，并在課后予以整理。圖1為采用MindMaster軟件制作的土木工程材料課程中水泥章節(jié)的一張典型思維導(dǎo)圖。圖1主要基于原材料的組成對不同類型通用硅酸鹽水泥進(jìn)行分類和對比，著重強(qiáng)調(diào)不同類型水泥的定義和特點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)不同類型水泥的技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用特點(diǎn)。通過圖1，可與水泥生產(chǎn)工藝及礦物組成、混合材種類和特點(diǎn)與水泥水化產(chǎn)物形成模塊化教學(xué)內(nèi)容。例如，學(xué)生可通過該思維導(dǎo)圖回顧上節(jié)課中水泥原材料的選擇及比例控制、“兩磨一燒”具體生產(chǎn)工藝、水泥熟料中硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣4種礦物組成特點(diǎn)，進(jìn)而重點(diǎn)復(fù)習(xí)水泥熟料中這4種礦物相的不同水化硬化特性，明確水泥熟料在通用硅酸鹽水泥中的主導(dǎo)作用，最終為課程中不同類型的通用硅酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用特點(diǎn)學(xué)習(xí)構(gòu)筑堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。因此，通過思維導(dǎo)圖進(jìn)行模塊化學(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度并構(gòu)建章節(jié)整體知識體系。教學(xué)實(shí)踐中一般以章節(jié)作為基本單位，通過多張思維導(dǎo)圖把各部分相對獨(dú)立的教學(xué)模塊形成具有較強(qiáng)系統(tǒng)性與邏輯性的教學(xué)整體，這不僅有利于學(xué)生在后續(xù)翻轉(zhuǎn)課堂中對課程重難點(diǎn)內(nèi)容的掌握，而且有利于教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂討論和工程案例學(xué)習(xí)。同時，在課程知識復(fù)習(xí)過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生批注后的思維導(dǎo)圖可作為原始資料，幫助學(xué)生快速整理和鞏固課程中的重難點(diǎn)，大大提高學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)與考前復(fù)習(xí)效率。

2.2翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)階段，教師首先根據(jù)所學(xué)章節(jié)內(nèi)容在課前通過慕課、學(xué)堂在線、雨課堂、超星學(xué)習(xí)通、Bilibili等在線教育教學(xué)或視頻平臺，為學(xué)生選擇剪輯或直接錄制教學(xué)視頻，讓學(xué)生對照思維導(dǎo)圖在課前通過電腦或手機(jī)進(jìn)行有目的、有邏輯的自主學(xué)習(xí)，即通過思維導(dǎo)圖和課件視頻及其他學(xué)習(xí)資料將部分課堂教學(xué)內(nèi)容提前到課前進(jìn)行。課前學(xué)習(xí)課件一般通過視頻剪輯以“微課”形式提供給學(xué)生，每段視頻課件時長應(yīng)控制在20min左右，配合制作的思維導(dǎo)圖，力求讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中初步構(gòu)建知識體系架，從而讓學(xué)生發(fā)散思維，尋找興趣點(diǎn)與問題，同時要求學(xué)生對照思維導(dǎo)圖進(jìn)行自主批注。在教學(xué)實(shí)踐中，一般每個微課視頻對應(yīng)1~2張思維導(dǎo)圖，每次翻轉(zhuǎn)課堂課程（2課時）對應(yīng)2~3個微課視頻。在課程水泥章節(jié)教學(xué)過程中，以重慶大學(xué)土木工程材料網(wǎng)絡(luò)教學(xué)公開課為范例，教師通過微課視頻可直接給學(xué)生講解通用硅酸鹽水泥抗凍、干燥收縮、耐高溫、抗碳化、耐磨、耐腐蝕等多項具體性能知識，并與思維導(dǎo)圖（見圖1）中的通用硅酸鹽水泥應(yīng)用特點(diǎn)相呼應(yīng)。學(xué)生通過觀看學(xué)習(xí)微課視頻可在掌握各類通用硅酸鹽水泥分類與組成的基礎(chǔ)上，明確通用硅酸鹽水泥的應(yīng)用特點(diǎn)，并與通用硅酸鹽水泥的各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對比，從而有效增進(jìn)知識點(diǎn)的理解與內(nèi)化。在課堂教學(xué)階段，首先鼓勵學(xué)生提出在自主學(xué)習(xí)遇到的難點(diǎn)與問題，并予以歸納與總結(jié)。然后教師基于思維導(dǎo)圖、微課視頻及課件資料利用25~30min的時間對課程內(nèi)容中的重難點(diǎn)內(nèi)容與學(xué)生的問題進(jìn)行講解及評述。最后教師進(jìn)一步提出問題，結(jié)合具體工程案例與學(xué)生展開15~20min的課堂互動討論，通過師生雙方自由討論，讓學(xué)生體會課程內(nèi)容對工程案例的指導(dǎo)作用，從而讓學(xué)生理解所學(xué)知識對未來學(xué)習(xí)和工作的重要意義和價值，并進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對土木工程材料課程的興趣。同時，布置適當(dāng)?shù)恼n后作業(yè)讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固課程重難點(diǎn)，加強(qiáng)知識的內(nèi)化，通過作業(yè)讓學(xué)生完成對課程知識點(diǎn)的梳理，并盡可能結(jié)合具體案例提高學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，增進(jìn)學(xué)生對學(xué)習(xí)目標(biāo)的認(rèn)識。此外，教師課后根據(jù)課堂教學(xué)與學(xué)生反饋情況，可進(jìn)一步為學(xué)生補(bǔ)充相關(guān)資料或鼓勵學(xué)生主動查閱相關(guān)書籍文獻(xiàn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，形成師生互動求知的良好教學(xué)氛圍。

2.3教學(xué)效果評估與分析結(jié)合學(xué)生課后作業(yè)完成情況與科目考試成績，并通過學(xué)生問卷、訪談會等形式對基于思維導(dǎo)圖與翻轉(zhuǎn)課堂土木工程材料課堂教學(xué)改革效果進(jìn)行調(diào)查與評估。根據(jù)評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用該新型教學(xué)模式后，學(xué)生完成課后作業(yè)的積極性顯著增加，課程考試卷面成績與最終加權(quán)平均分較改革前有所提高，且課程學(xué)習(xí)成績優(yōu)良人數(shù)明顯增多。約80%學(xué)生認(rèn)為，該新型混合教學(xué)模式可以讓他們較好地掌握土木工程材料課程的重點(diǎn)知識與概念原理，增進(jìn)他們對土木工程材料學(xué)習(xí)目標(biāo)的理解，較好地完成預(yù)期教學(xué)目標(biāo)；大部分學(xué)生認(rèn)為，新型教學(xué)模式大大增加他們對土木工程材料課程的興趣；部分學(xué)生還表示，在課程學(xué)習(xí)中閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)資料，讓他們對走進(jìn)實(shí)驗室參與學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目產(chǎn)生較高的熱情；甚至有學(xué)生通過學(xué)習(xí)課程，對土木工程材料科研產(chǎn)生濃厚興趣；此外，學(xué)生普遍反映在新的授課模式下語言表達(dá)能力得到鍛煉和提高。在教學(xué)改革過程中，各位老師通過備課學(xué)習(xí)也可提升和更新自身的專業(yè)知識，增強(qiáng)個人綜合教學(xué)能力，提高教學(xué)熱情和教學(xué)改革的積極性，實(shí)現(xiàn)師生雙方一舉多得的教學(xué)效果。因此，基于思維導(dǎo)圖和翻轉(zhuǎn)課堂對土木工程材料課程進(jìn)行教學(xué)改革，可有效提升整體教學(xué)質(zhì)量，較好地完成預(yù)期的課程教改目標(biāo)。值得注意的是，在教改調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)生往往對實(shí)際工程建設(shè)仍缺乏了解，這導(dǎo)致課堂中結(jié)合專業(yè)知識對具體工程案例的討論多停留于表面。同時，部分學(xué)生參與案例討論程度有限，并且由于缺少實(shí)踐，對于工程應(yīng)用直接相關(guān)的知識點(diǎn)的理解仍存在一定的不足和局限。因此，在未來基于思維導(dǎo)圖和翻轉(zhuǎn)課堂的土木工程材料課程教學(xué)改革過程中，應(yīng)著重考慮通過提供內(nèi)容豐富和細(xì)節(jié)貼切的工程實(shí)踐案例作為教學(xué)素材，通過漸進(jìn)式學(xué)習(xí)和分組討論，鼓勵學(xué)生參與課堂交流互動環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生對課程專業(yè)知識及技能實(shí)踐與應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生綜合能力和核心素養(yǎng)，從而進(jìn)一步提升課程教學(xué)改革效果。

3結(jié)語

介紹了結(jié)合思維導(dǎo)圖與翻轉(zhuǎn)課堂對土木工程材料課程教學(xué)改革的具體方法和實(shí)踐經(jīng)驗。課前利用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生建立知識點(diǎn)邏輯關(guān)系，加深學(xué)生對課程中的重難點(diǎn)印象并引起關(guān)注，進(jìn)而基于思維導(dǎo)圖結(jié)合微課視頻及課件資料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和互動交流能力，提高整體學(xué)習(xí)效率。教學(xué)實(shí)踐與調(diào)研結(jié)果表明，基于思維導(dǎo)圖與翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)改革明顯提高了學(xué)生對課程知識及技能的掌握程度，增強(qiáng)了學(xué)生把課堂理論知識應(yīng)用于工程實(shí)踐的能力，明確了課程學(xué)習(xí)目的與作用，進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生綜合能力和核心素養(yǎng)。因此，基于思維導(dǎo)圖與翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)改革有效提高了土木工程材料課程教學(xué)質(zhì)量。

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作者:吳萌 施鑫 薛維培 蔡海兵 單位:安徽理工大學(xué)