田悅,閆密,陳苗,王飛
(沈陽城市建設學院 土木工程系,遼寧沈陽 110167)
《混凝土結構》系列課程主要包括《混凝土結構設計原理》《混凝土結構與砌體結構設計》,兩門課均為土木工程專業重要的專業課,教學內容主要包括混凝土結構基本構件、混凝土結構及砌體結構三大部分內容[1],該系列課程具有知識點繁雜、理論性較強并與多個土建行業現行規范及工程實踐關聯密切等特點,課程教學難度較大,學生在有限時間內很難深入理解知識[2-3]。本校主要培養高水平應用型人才,課程建設應與學校人才培養定位相符合,打造應用型《混凝土結構》系列課程精品課,培養學生應用能力及學會理論聯系工程實際,是本系列課程的重要任務。
本文在分析《混凝土結構》系列課程存在問題的基礎上,結合本校及專業人才培養定位對該系列課程進行改革,包括課程目標、教學內容、教學方法及手段、考評體系、教師團隊等方面。經過改革,該系列課程的教學條件和教學資源得到進一步改善,《混凝土結構設計原理》和《混凝土結構與砌體結構設計》先后被評為校級精品課,本文對《混凝土結構》系列課程改革進行了總結,以便和同行交流教學體會。
目前對于《混凝土結構》課程,很多高校仍舊采用課上“教師為主”的傳統教學方式,學生大多數時間處于被動學習狀態,主動學習積極性不高,聽課效果較差,一些學生只是機械記筆記,不能整體把握課程思路和各知識點之間的關聯[4-5]。
《混凝土結構》教學內容較多,學生學習難度較大。隨著高等教育的不斷深化改革,以及專業培養目標的調整,各門課程學時均有所減少[3],該系列課程學時減少近四分之一,在有限的理論學時內完成全部教學內容難度較大。
《混凝土結構》系列課程內容與現行規范密切相關,計算公式繁瑣復雜,原理推導難度較大,構造要求繁多,部分學生只會根據計算步驟計算一些簡單習題,對知識的應用不能理解,偏離工程實際[6]。
《混凝土結構》是理論與應用并重的課程,對教師要求較高,普通高校教師主要包括兩類,一類“從校門到校門”,另一類從工程一線來高校任教,前者工程實踐經驗缺乏,后者對理論教學不熟悉,兩類教師理論與實踐相結合均有欠缺,對學生應用能力的培養造成一定影響。
以OBE 教育理念構建課程目標,即以學生應學到的知識及掌握的能力為出發點設計課程。《混凝土結構》系列課程旨在引領學生認識混凝土結構基本構件及結構,掌握混凝土結構設計基本原理和方法。學生通過學習能進行一般民用與工業建筑結構的計算,構造設計及繪制施工圖紙,處理混凝土結構復雜工程問題,能夠正確理解和運用結構設計規范及結構施工圖設計,積累工程經驗,培養職業崗位工作中所必需的結構分析能力和工程技術能力、團結合作能力等。
在課程學時減少的情況下優化課程內容,將課程理論與實際工程施工工藝、前沿科學知識等有機融合,將《混凝土結構》系列課程分為三大模塊14 個項目,如圖1所示。

圖1 《混凝土結構》系列課程三大模塊
(1)基礎理論模塊。
《混凝土結構》系列課程中基礎理論模塊教學內容采用項目教學法,分為混凝土結構材料、計算原則與方法、鋼筋混凝土各種構件設計、預應力混凝土構件設計、梁板結構、單層工業廠房、砌體結構等,在教學過程中結合各項目授課內容,引入工程事故案例及典型工程案例,分析工程事故原因及成功案例經驗[7],讓學生學會材料的選用、數據的選取、基本構件及結構設計的計算、施工圖的繪制與識圖、工程安全的防控等,學生可以系統掌握《混凝土結構》系列課程材料-構件-結構的理論知識框架體系。
(2)課內實踐模塊。
教學過程中增加課內實踐環節,可以讓學生在學習理論知識的同時通過課內實踐了解更多課程相關的知識,主要包括四個項目:混凝土結構新材料新技術、受彎構件設計構造與識圖、單層工業廠房模型制作、砌體結構設計構造與識圖,項目教學中融入了資料查詢、軟件模擬、施工現場觀摩、模型制作、創新訓練等教學環節,促進學生主動學習,提高其理論聯系工程實際及分析、解決問題的能力。
(3)課程設計模塊。
課程設計模塊包括鋼筋混凝土肋梁樓蓋設計及單層工業廠房設計,主要培養學生綜合運用理論知識解決實際工程設計問題的能力,設計過程以具體工程項目為依托,學生根據不同的建筑功能需求和結構條件,獨立完成設計說明書和施工圖繪制任務,保證每生一題,力求實現課程設計項目多樣化。
(1)多媒體與板書相結合。
根據課程的特點,對試驗原理、詳細構造、施工工藝等知識點綜合利用圖片、動畫、視頻等形式進行直觀展示,學生更加容易理解;利用板書演示公式推導、解題思路等,給予學生充分思考理解時間,對不同知識點采用板書與多媒體相結合的方式,使講解更充分。
(2)加快課程數字化資源建設并充分利用網絡資源。
數字化資源建設得到學校大力支持,同時利用中國慕課、超星等網絡教學平臺等課程資源,開展各類在線活動,課后實行在線統計,師生采用互動式、協同式教學,教師在課前安排學習任務,要求學生自主學習,線下授課加強重難點知識講解,通過對線上學習給予平時分等激勵機制讓學生主動學習。
(3)采用翻轉課堂,讓學生動起來。
針對課程學時減少、知識點多、理論與實踐相結合的特點,采用翻轉課堂教學,讓學生對混凝土結構設計過程進行更深入的學習,學會解決復雜工程問題??梢宰寣W生不局限于課本,進行創新發展及個性發展,但教師必須控制課堂不偏離主題,翻轉課堂可以采取專題探討、工程案例、小組協作、虛擬模擬、引入校企合作專家等多種教學模式。
(4)與學生相關專業競賽及專業社團活動相結合。
鼓勵并支持學生參加各類相關專業競賽及社團活動,如力學競賽、混凝土材料設計大賽、結構設計大賽、繪圖識圖大賽、CAD 社團等,讓學生學會將所學知識運用到實際中,培養學生創新能力和團隊合作能力。
積極推行教考分離,組建命題小組,建立試題庫,試題庫題目符合教學大綱及畢業要求,以掌握《混凝土結構》課程基本概念、基本原理及計算方法為中心,并含有一定數量的綜合應用類題,減少偏題難題數量,適應應用型人才培養要求,根據易(60%):中:(30%-25%):難(10%-15%)的比例,每一章按要求出題,題庫量要有10 套試卷,試卷之間重復率不超過20%,考試試卷由非任課教師按比例在試題庫中抽題組卷,期末考試成績僅作為總成績的一部分,加大平時考核力度,包括出勤、測試、作業、表現、筆記、線上考核等,對學生進行全方位考核[8]。
《混凝土結構》系列課程任課教師應具有扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗,推行“雙師型”教師授課在本系列課程中尤為重要,加快產業學院建設及深度校企合作,鼓勵教師進修學歷和去相關企業掛職鍛煉,加強對青年教師的培養,定期開展教科研學術交流,聘請行業專家舉辦講座,促進年輕教師及時合理地將理論教學與施工經驗相融合。
多年來的教學改革與實踐證明,《混凝土結構》系列課程改革措施已取得顯著成效,惠及土木工程專業多年級學生。
(1)將大量工程案例、施工現場工程圖片、施工試驗視頻等引入課堂教學,使課堂教學更加生動形象,改變傳統課堂教師為主的枯燥理論講解及公式推導方式,有效激發學生的學習興趣及熱情。
(2)將線上線下混合教學、翻轉課堂、學生專業學科競賽及專業社團活動等用于課程教學中,貫徹實施OBE 教學理念,學生學習從被動到主動,提高了對混凝土結構復雜問題的理解和處理能力。
(3)改革后的教學內容及教學方法得到了大多數學生的認可,學校學生評教系統顯示,本系列課程多年來評教分數逐年提高,通過問卷調查,95.4%以上的學生認為該課程的教學方法與教學效果較好。近年來學生的期末總成績大幅度提高,及格率及優秀率明顯提高。
(4)通過改革,教師團隊結構更加合理,團隊協力合作完成多項課題,發表多篇論文,獲得遼寧省本科教學成果二等獎。
沈陽城市建設學院的建設目標為特色鮮明的高水平應用型大學,課程建設、課堂教學對專業建設及學校建設至關重要,《混凝土結構》系列課程作為土木工程專業重要專業課程,該系列課程的改革對其他課程建設有借鑒意義,也為學生后續課程學習、專業實習及畢業設計提供知識儲備,為學生畢業后成為一名優秀的結構工程師夯實基礎。