地質工程專業鋼筋混凝土結構原理課程教學研究★

武海鵬 吳麗麗

(中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院，北京 100083)

《鋼筋混凝土結構原理》是土木工程專業中一門重要的專業基礎課，同時也是地質工程專業中一門工程類基礎課。該課程具有很強的實踐性和理論性，既與現行的標準規范相結合指導實際的土木工程建設，又基于以概率論為基礎的力學分析計算。該課程內容主要包括混凝土構件的設計理論和設計方法，涉及的知識體系非常廣泛。在土木工程專業中，一般具備較為完整的鋼筋混凝土結構原理課程前導課程，例如材料力學、結構力學、建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等課程，但是在地質工程專業中，建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等課程并不會開設。因此，地質工程專業《鋼筋混凝土結構原理》課程的教學內容、教學方法、教學手段應區別于土木工程專業。

1 課程開設背景

地質工程專業是研究礦產資源開發、工程建設、災害防治與環境保護領域地質問題的工科類專業，涉及工程地質體的工程勘察、設計、施工，地質災害防治理論等技術，與土木工程專業為相近專業。專業培養方案要求，所培養的學生除系統掌握工程地質、水文地質、巖土工程等專業知識和技能外，還需要對礦業工程、環境工程、土木工程、地下工程、經濟學、管理學等有一定的了解。2018年出版的《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》[1]對地質工程專業的要求中，將鋼筋混凝土結構原理列為工程類的專業知識理論課程，并將其相應的課程設計列為實踐教學內容。同時，2016年6月，我國正式加入國際上最具影響力的工程教育學位互認協議《華盛頓協議》，通過認證協會認證的工程專業，畢業生在相關國家申請工程師執業資格時，將享有與本國畢業生同等待遇，全國高校各專業積極主動的進行工程教育認證，我國《工程教育認證標準》也對地質類專業鋼筋混凝土結構原理課程的開設提出了要求[2]。

2 課程教學存在的問題

1)教師教學課時少。地質工程專業中，鋼筋混凝土結構原理計劃課時一般為32學時，其中包含4學時的實驗教學環節；在土木工程專業中，該課程的學時一般為56學時～72學時不等。顯然在地質工程專業中課時相對不足，給上課內容的編排及教學質量帶來了較大的影響。

2)學生知識儲備不足。由于缺少必要的前導課程，特別是建筑材料和房屋建筑學課程的缺乏，學生對鋼筋、混凝土材料的基本物理力學性能和混凝土材料的制備方法缺少材料層次的基本概念，同時，也對建筑結構中梁、板、柱等基本構件的受力模式缺少構件層次的基本概念。在授課過程中，往往需要花費較多的時間從概念上進行先導知識的解讀，然后才能進行混凝土基本理論的介紹，這更加劇了教學課時少的矛盾。

3)授課方式單調。鋼筋混凝土結構的設計方法是以概率論為基礎的半經驗半理論方法，教師講授是主要的教學方法之一，灌輸式教學特征較為明顯，在一定程度上抑制了大學生主觀能動性，不利于學生自主學習，影響了教學效果[3]。

4)前導課程不足，課程內容深淺不一。土木工程專業和地質工程專業的課程體系是不同的，對《鋼筋混凝土結構原理》課程教學內容的要求也是不一致的。土木工程專業要求學生掌握鋼筋混凝土結構設計基本原理、基本方法，并能夠結合所學的力學知識、材料學知識，進行鋼筋混凝土建筑結構的設計，相對而言，其教學體系完整。而地質工程專業，只要求學生了解基本的混凝土結構設計原理，能夠進行簡單的計算及概念設計，相對而言，這只是其專業領域內的次要課程。在工程教育認證的背景下，理論教學課時被壓縮，對于本課程的教學內容選取及普及前導知識上，具有較大的難度。

3 教育改革方案

3.1 將課程思政融入教學

準確把握“堅定學生理想信念，教育學生愛黨、愛國、愛社會主義、愛人民、愛集體”的主線，結合非土木工程專業《鋼筋混凝土結構基本原理》課程的特點，深入挖掘蘊含的思政教育資源，優化課程的思政內容供給。《鋼筋混凝土結構原理》課程中有著豐富的思政內容。例如，在講述第一章緒論時，通過介紹我國混凝土結構的發展歷史、取得的成就，在房屋建筑工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間結構工程、邊坡工程等領域內的標志性建筑物或構筑物，激發學生的民族自豪感和國家榮譽感，從而對自己的未來專業方向有些許期待。通過介紹鋼筋混凝土結構設計的基本原理，從材料、構件、結構三個層次由淺入深進行分析，激發學生對專業知識的求知欲。這些內容只是本課程中的冰山一角，仍然有更多的思政內容可供開發。總之，課程要堅持以本為本，聚焦專業特點和育人要求，適應創新型復合型應用型人才培養的需要，推動專業教育與思政教育緊密融合。

3.2 推薦線上自學課程

針對非土木工程專業課程體系不能很好的適用于《鋼筋混凝土結構原理》課程的問題，首先對地質工程專業已修課程進行分析，然后通過推薦線上校內公開課、國家級精品課程、中國大學慕課等課程，學生可以通過自學完成知識體系的建設。地質工程專業與土木工程專業屬于相近專業，部分前導課程類似。例如地質工程專業將理論力學、材料力學、結構力學合并為工程力學，進行了部分教學內容的簡化，但仍可為《鋼筋混凝土結構原理》提供力學知識支撐。而對于未修的建筑制圖、房屋建筑學、建筑材料課程，通過提供精選章節的線上課程，針對性補充所需的專業知識，計劃課后線上課程約16學時即可使學生了解基本的概念和方法，滿足本課程對于前導課程的要求。線上課程與線下課程相配合，既能夠有效完成本課程的教學目標，也能夠為培養復合型人才提供知識支撐。

3.3 優化教學內容

基于地質工程專業對本課程內容的需求及教學課時的實際情況，對本課程的教學內容進行優化，在最新制訂的課程教學大綱中描述為：鋼筋混凝土結構原理是地質工程專業的一門重要的工程基礎課，具有很強的理論性和實踐性；目的是使學生掌握鋼筋混凝土基本構件的設計原理及相應的構造措施，具備對簡單構件進行設計及綜合運用基本概念分析構件受力特性的能力；主要講授鋼筋混凝土材料的力學性能、結構的基本計算原則、基本構件的設計方法，如受彎構件的正截面和斜截面承載力計算、軸心受壓和偏心受壓構件的承載力計算、各類構件的配筋構造等。課程共有三個目標，并對應于三個畢業指標點，介紹如下：

目標1：通過理論學習，掌握鋼筋混凝土材料的物理力學性能，熟悉各種基本構件的受力特點及破壞特征，掌握各種基本構件的構造要求、設計基本原理和方法，能進行各類基本構件的設計計算。對應畢業指標點：1.2(工程知識)：掌握從事地質工程工作所需的工程基礎知識。

目標2：通過課程配套的鋼筋混凝土矩形截面梁正截面受彎承載力試驗，掌握鋼筋混凝土構件試驗的一般方法，能設計并測試基本構件的力學性能。對應畢業指標點：4.1(研究)：針對復雜工程地質問題，能夠利用工程地質科學原理與方法設計(進行)實驗，獲取各種參數。

目標3：了解鋼筋混凝土的應用現狀及未來的發展趨勢、鋼筋混凝土結構的主要類別，能針對特定的工程需求，選擇合適的構件形式，如梁、板、柱、墻等。對應畢業指標點：6.1(工程與社會)：了解與本專業相關職業和行業的社會、健康、安全、法律、文化等背景知識。

通過給出明確的教學目標和教學內容，使教師在授課時可以較好的把握教學內容的深度，學生也可以較好的領會并完成對教學內容的掌握。

3.4 理論教學與實踐教學相結合

在有限的32計劃學時內，通過推薦課后線上課程、優化教學內容等手段后，為解決授課方式單一、學生主動性低等問題，將本課程內容分為基礎理論模塊(28學時)和課程實驗模塊(4學時)，使本課程賦予理論性和實踐性?；A理論模塊使學生掌握鋼筋混凝結構原理課程的理論知識框架，掌握基本概念、基本原理、基本計算方法，初步具有結構設計的能力；課程實驗模塊是對基礎理論模塊教學內容的進一步鞏固與加深理解，培養學生的獨立思考能力和實際動手能力，在實驗過程中發現問題、分析問題、解決問題。

3.5 教學改革實施效果

通過對地質工程專業2個班級一個學期的《鋼筋混凝土結構原理》教學改革的實踐，上述教學改革方法和實踐措施取得了一定的成績，學生學習效果和主觀能動性得到了提升。但也存在一定的問題，課后線上課程的完成度與掌握程度不一，部分自律能力較強的同學完成度較高，部分同學未完成相應的課程，因此，如何對督促或激發學生學習的主動性仍有待研究，但不能簡單的以增加考核的方式來實施。

4 結語

地質工程專業《鋼筋混凝土結構原理》課程的教學不能夠簡單的按照土木工程專業的要求進行刪減，應當結合課程思政、工程教育認證的要求，以人才培養為指揮棒，不斷的在教學實踐過程中對課程的教學目標、教學方法、教學考核進行優化改進，提高學生的學習興趣，培養學生必要的工程應用及實踐能力。