高等混凝土結構理論課程教學改革與實踐

李其廉 劉衛然 于海豐 蔣錄珍 張學輝

（河北科技大學建筑工程學院，河北 石家莊 050018）

0 引言

“高等混凝土結構理論”是土木工程專業碩士研究生的一門核心專業課程，同時也是集理論與實踐為一體的課程，是對本科階段“鋼筋混凝土結構設計原理”及“鋼筋混凝土結構設計”兩門課程知識的拓展與深化，是對國內外混凝土結構設計規范理論內涵更深入的詮釋[1]。該課程旨在培養研究生對鋼筋混凝土結構理論分析的能力，要求更加深入理解混凝土材料、構件、結構的力學性能、工作性能和破壞機理，為后期的科學研究以及工程實踐提供專業理論知識。因此，采用何種適合本校研究生的教學模式是每一位“高等混凝土結構理論”主講教師需要解決的問題[2-4]。本文就“高等混凝土結構理論”課程教學改革與實踐作分析探討。

1 現有研究生教學及學習過程中存在的問題

1.1 教學內容設置，缺乏統一標準

“高等混凝土結構理論”課程教學內容的設置應符合教學大綱和教學規律，反映學科的主要知識、方法論以及時代發展的要求與前沿。研究生教學與本科教學不同，在較長的一段時間內缺乏統一標準，部分高校存在因教師設置課程的現象。作為土木學科核心課之一的“高等混凝土結構理論”雖然不至于因人設課，但之前由于沒有統一標準，部分授課教師制定的教學內容，具有隨意性，導致教學內容碎片化。

1.2 教學模式單一，教學效果一般

“高等混凝土結構理論”課程教學目前普遍采用的是板書+ppt結合的方式，主要以教師主動講授、學生被動接受，偏重知識灌輸，是典型的傳統授課方式。本課程具有知識點多、概念抽象、理論性和實踐性強等特點，傳統授課過程中，學生常常一知半解，很難完全消化，不能養成深度思考的習慣，無法調動學生的積極性，教學效果不佳。

1.3 強調理論教學，忽視實踐教學

本專業研究生在本科階段已經學習過混凝土相關課程，經歷了本科階段的認識實習、生產實習以及畢業設計等實踐環節，因此大多數高校開設研究生課程“高等混凝土結構理論”時，忽視了課程的實踐教學。課程教學過程中，教師過分關注理論知識的講解，忽視了實踐教學，使得部分知識點更難于理解，學生很難利用所學混凝土相關知識開展后續的科學研究，造成實踐教學與理論教學的脫節，影響了教學效果。

1.4 重視專業課程，忽略課程思政

國家和高校對課程思政越來越重視，陸續出臺相應的指導性文件和鼓勵措施，大多數高校教師在給本科生授課時均加入思政元素，取得了較好的效果。目前研究生授課過程中很少引入思政元素，暫未見“高等混凝土結構理論”研究生課程加入思政元素的報道。原因其一是高校目前針對研究生課程加入思政元素的推進較慢，二是部分高校教師認為研究生的人生觀和世界觀已經基本形成，思政教育對研究生影響有限，三是作為核心專業課，內容多，難度大，時間緊，教師在授課過程沒有時間加入思政元素。

2 課程教學模式改革的探索與實踐

2.1 加強團隊建設，提升教學水平

河北科技大學自2008年在土木工程學科研究生開設“高等混凝土結構理論”課程以來，已經形成了較強科研實力和豐富教學經驗的教學團隊。目前該團擁有5名骨干成員，其中教授1人，副教授4人，3人獲得博士學位，2人獲得碩士學位，4名碩士研究生指導教師，80后3人，70后1人，60后1人，年齡結構和學緣結構合理。

教學團隊建設取得了一定成績，團隊教師共主持國家級和省部級課題10多項，其他縱向課題和橫向課題30多項，獲得省級研究生示范課程3項，省級研究生課程思政示范課1項，校級研究生案例（庫）1項。

團隊注重提升教師的專業能力和教學水平。團隊成員定期在教研室開展教學科研活動，促進教師相互學習和交流；鼓勵團隊教師參加各類線上線下教學培訓，不斷提升教師教學水平和提高教師課程思政教學能力，安排教師赴企業進行實踐學習，提升教師實踐能力。

2.2 根據《指南》要求，凝練教學內容

為加強研究生課程建設，提高研究生培養質量，2020年9月，國務院學位委員會辦公室組織出版了《研究生核心課程指南》，為研究生課程設置、講授和學習提供了依據。教學團隊根據《指南》要求，重新修訂了“高等混凝土結構理論”的教學大綱，教學內容包含以下《指南》必選內容：緒論、混凝土結構材料的性能和本構關系、鋼筋混凝土構件正截面性能和承載力、鋼筋混凝土構件受剪性能和承載力、鋼筋混凝土構件受扭性能和承載力、混凝土結構裂縫和變形的控制。根據《指南》可選部分以及本校特色，教學內容還包含以下內容：鋼筋混凝土結構復雜應力區的設計、鋼筋混凝土結構非線性分析、鋼筋混凝土結構的抗震性能及混凝土結構耐久性能等。

通過對上述內容的學習，學生將深刻理解混凝土材料及結構性能，建立高等混凝土結構知識體系，能夠創造性的運用混凝土的基本理論、基本方法分析工程及科研中遇到的問題。

1.3 采用研討模式，改革課堂教學

河北科技大學土木工程學科研究生本科階段全部學習過“鋼筋混凝土結構”課程，且研究生入學復試時專業課筆試課程為“鋼筋混凝土結構”，具有較好的鋼筋混凝土基礎知識，如果還按照本科階段的以知識講授為主的灌輸式教學模式不利于培養研究生的自主學習和科研創新能力。由于本專業研究生人數較少且具有較好的混凝土基礎知識，比較適合采用研討式教學模式。研討式教學模式最早源自德國大學，主要是指在教學過程中，教師精講重點、難點內容，并根據教學內容布置相應研討題目，學生課前查找相關資料并自主學習，深入思考并形成研究報告，課上對指定內容開展深入討論，教師最后做歸納并小結，達到教學目標的一種小班研討教學組織形式。

研討式教學模式的核心理念是基于“問題導向”的教學，教師應根據教學大綱要求，結合學科前沿、教學實踐以及課程思政等內容，經過整理與凝練，提出適合的研討問題。以下是本課程所選部分研討問題，例如：“鋼筋混凝土框架結構抗倒塌擬靜力試驗研究”“高性能混凝土現狀和發展方向”“鋼筋混凝土結構的耐久性研究”和“江西豐城電廠施工平臺倒塌事故原因和教訓”等。研討前，教師需要利用一定量的課時講解相關知識點，重點講解關鍵和較難的知識點，然后公布相應研討題目，簡單題目給學生1周時間進行準備，復雜或者難一些的研討題目給學生2-3周時間進行準備。

研究生授課為小班授課，進行分組教學，以3～4人為一組，每組設置一名小組長，組長采取小組成員輪流擔任。研討問題每次每組均相同，主要目的是保證所有學生能夠參與討論。教師在布置研討課題時，需要給學生提供一定量的參考資料，學生利用課外時間查找資料并學習，小組組長課下組織本組成員討論并形成研討問題的報告和PPT，并做好學習筆記。

研討式教學實施過程中，教師是整個研討過程的組織者和引導者。要求每組選派一名同學進行匯報，每組匯報時間為5～10分鐘左右，并提出1～2個問題進行討論，然后要求同學積極發言，可以詳細表述、簡單質疑、互相討論不受限制。在討論過程中，教師應該適時地糾正學生討論過程中的錯誤，引導研討朝著正確的方向進行，逐步推動學生進行深入思考，學生遇到關鍵問題時，進行答疑解惑。在研討過程中，需要激發學生的求知欲，提高學生的學習興趣，這對教師的課堂駕馭能力提出了更高的要求，也是教學相長的一種非常好的教學方法。

1.4 依托社會資源，開展多種實踐

充分利用本校所處河北省省會石家莊地域特點，與河北省建筑科學研究院、北方工程設計研究院有限公司、河北建工集團有限責任公司等多家企業建立研究生工作站，教師帶隊或者學生自己利用課余時間去研究生工作站進行實踐。

本校教師在結構實驗室進行科研試驗研究時，帶領學生參與到科研試驗中，培養學生利用混凝土結構理論知識解釋各種試驗現象的能力。

利用教育部高等教育司推薦虛擬仿真實驗教學課程進行線上實踐教學，要求學生注冊并登錄www.ilab-x.com進行線上實驗，具體實驗項目由教師指定，例如：湖南大學易偉建教授研發的“鋼筋混凝土框架結構抗倒塌擬靜力仿真實驗系統”、西安建筑科技大學史慶軒教授研發的“屈曲約束支撐混凝土框架結構擬靜力抗震虛擬仿真實驗”等實驗仿真課程。

1.5 結合課程特色，引入課程思政

“高等混凝土結構理論”教學內容與我國建設成就、社會發展、科技進步等緊密相連，課程的專業教育與思政元素具有較好的融合性。教學過程加入思政元素，包含中國基建成就、院士簡介、經典理論發展、工程事故四方面作為課程思政資源。在國內基建成就方面，通過介紹我國工程建設領域取得的輝煌業績，顯示了社會主義制度的優越性，更加堅信道路自信，制度自信，增強民族自豪感。在院士簡介方面，通過介紹土木工程行業相關院士的先進事跡活動以及主要學術成就，培養學生愛國奉獻、愛崗敬業，銳意進取的實干精神。在經典理論發展方面，介紹各種混凝土理論的發展歷史，引導學生在科研的道路上精益求精、追求真理。在工程事故方面，介紹典型工程事故案例，分析事故原因，了解混凝土破壞機理，培養學生樹立法制觀念，遵守職業道德。

2 結語

研究生課上參與程度大大提高，課下小組成員間增加了溝通交流次數，調動了學生的積極性、主動性，培養了研究生的自學能力和溝通能力。教師凝練并提出問題，學生課下查找資料解決問題，課上師生共同討論問題，每一專題知識點的學習過程變成課題研究與攻關過程，培養了研究生獨立思考與創新的能力，提高了研究生解決問題的能力。課程思政元素的引入，培養了學生的社會責任感和專業自豪感，樹立了建筑行業的職業道德規范意識，學生自主的學習利用相關行業規范解決專業問題。實踐教學與理論教學的結合，提升了學生的思考能力、創新能力、和分析解決復雜工程問題的能力。