基于學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”教學(xué)思考

孫國軍，吳金志，白正仙

（北京工業(yè)大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)部，北京 100124）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的需求越來越多，同時(shí)對人才培養(yǎng)提出了更高的要求。我國也針對此提出了新工科理念，旨在培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型工程人才［1］。這對土木工程專業(yè)也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的土木工程教學(xué)存在著重理論、輕實(shí)踐并且教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際嚴(yán)重脫軌等問題，因此如何培養(yǎng)新工科背景下的創(chuàng)新型人才是本專業(yè)迫切需要解決的問題。

此外，為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，將思政教育貫徹到課堂教學(xué)中，推動(dòng)兩者的協(xié)同前行、相得益彰，是新時(shí)代高校面臨的重要任務(wù)之一［2］。2020年5月28日，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，就是要寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀［3］。目前已有的思政建設(shè)與專業(yè)課程結(jié)合在土木工程各個(gè)專業(yè)課程都有應(yīng)用，如“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理”“土木工程施工技術(shù)”“土木工程材料”［4-6］。“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”同樣作為土木工程專業(yè)一門非常重要的核心課程，課程內(nèi)容比較抽象和枯燥，教學(xué)效果不是很理想，且課程內(nèi)容更新較慢落后于新的規(guī)范，這就造成了課程教學(xué)與現(xiàn)實(shí)的脫節(jié)。

北京工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我校”）土木工程專業(yè)是國家“一流專業(yè)”建設(shè)學(xué)科。高校課程思政理念的應(yīng)用及我校“一流專業(yè)”建設(shè)的需要，均對“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程的本科教學(xué)提出了全新的挑戰(zhàn)。課程的教學(xué)也需要與時(shí)俱進(jìn)，以適應(yīng)課程思政理念的應(yīng)用與“一流專業(yè)”建設(shè)的目標(biāo)。

本文針對傳統(tǒng)的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)存在的不足，結(jié)合新工科理念的內(nèi)涵和特征，密切聯(lián)系我國高等教育實(shí)際，充分考慮當(dāng)前工科教育的優(yōu)勢與不足，進(jìn)行“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程改革和實(shí)踐。包括“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)體系的設(shè)計(jì)和“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”教學(xué)體系的建設(shè)，以期為我國高校新工科專業(yè)課程教學(xué)體系改革建設(shè)提供借鑒和參考。

一、教學(xué)體系設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)體系的核心理念

《中國教育現(xiàn)代化2035》是引領(lǐng)未來中國教育現(xiàn)代化的綱領(lǐng)性文件，其在基本理念上更加注重以德為先，以立德樹人為目標(biāo)，在思想上、行動(dòng)上解決“為誰培養(yǎng)人”這一根本問題；同時(shí)新工科理念對人才同樣提出了更高的要求，工科大學(xué)生在具備專業(yè)知識的同時(shí)，更需要成為有創(chuàng)新性、有擔(dān)當(dāng)、有引領(lǐng)精神的、綜合素質(zhì)高的新型人才。高校教育需要把立德樹人作為人才培養(yǎng)的根本任務(wù)，高校要努力培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，形成更高水平的人才培養(yǎng)體系，把立德樹人的思想理念貫徹于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

因此新工科專業(yè)課程教學(xué)體系首要強(qiáng)調(diào)的核心是堅(jiān)持立德樹人理念和綜合素質(zhì)發(fā)展教育理念。課程體系核心理念的實(shí)現(xiàn)要貫穿到新工科課程體系設(shè)計(jì)和建設(shè)的整個(gè)過程。這也就是說新工科專業(yè)課程教學(xué)要滿足新工科對專業(yè)人才能力的需求，要使學(xué)生能夠系統(tǒng)并全面地掌握新工科專業(yè)領(lǐng)域的知識和精髓，培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的未來多元化、創(chuàng)新型工程人才。同時(shí)要引領(lǐng)新工科大學(xué)生提升自己的人格修養(yǎng)、價(jià)值引領(lǐng)、道德倫理，自覺從自身思想、行為和實(shí)踐角度立德樹人，積極將家國情懷、民族精神、社會(huì)主義核心價(jià)值觀內(nèi)化于心，外化于行。

（二）模塊化的課程教學(xué)

模塊化是現(xiàn)代課程體系建設(shè)的基本要求，模塊化課程教學(xué)體系是指整個(gè)課程教學(xué)是由若干個(gè)完整的教學(xué)模塊構(gòu)成，其具有很強(qiáng)的適應(yīng)性、開放性和實(shí)用性，還可以滿足學(xué)生的全面發(fā)展和個(gè)性發(fā)展需要。

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”介紹的是常用的結(jié)構(gòu)，學(xué)生大多對此沒有概念，往往難以理解相關(guān)的知識，同時(shí)理論知識太多也容易導(dǎo)致課堂教學(xué)較為枯燥。因此，圍繞“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程的不足之處，將“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)分成思政教育模塊、專業(yè)知識模塊和實(shí)踐應(yīng)用模塊。其中思政教育模塊貫穿教學(xué)的始終，以價(jià)值塑造為教學(xué)首要任務(wù)，通過“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生的愛國敬業(yè)精神、創(chuàng)新精神、工匠精神；專業(yè)知識模塊則結(jié)合行業(yè)前沿和發(fā)展趨勢調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，深入調(diào)整教學(xué)方式，同時(shí)結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)效果適時(shí)調(diào)整教學(xué)形式及進(jìn)度，形成以學(xué)生為中心、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣并提高教學(xué)效果的教學(xué)方式；實(shí)踐應(yīng)用模塊旨在拓寬學(xué)生的綜合素質(zhì)，增加學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的知識和能力，在教學(xué)和考核中增加學(xué)生動(dòng)手能力的相關(guān)指標(biāo)。

（三）培養(yǎng)目標(biāo)的分解落實(shí)

新工科專業(yè)人才培養(yǎng)理念的實(shí)現(xiàn)必須通過培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)來完成，而培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要課程教學(xué)體系的有效支撐和每一個(gè)模塊的具體貢獻(xiàn)。在課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)時(shí)需要通過自上而下、層層分解的模式將培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，從而將其落實(shí)到每個(gè)具體的模塊之上，并通過可量化的數(shù)據(jù)對每個(gè)學(xué)生進(jìn)行打分獲得課程教學(xué)的培養(yǎng)情況。

步驟1：確定整個(gè)專業(yè)課程教學(xué)的目標(biāo)，并按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將其分解成一個(gè)個(gè)平行的目標(biāo)，使其可以作為各個(gè)模塊的目標(biāo)，從而確立出構(gòu)成專業(yè)課程教學(xué)的各個(gè)模塊部分。

步驟2：將各個(gè)專業(yè)模塊課程教學(xué)的目標(biāo)落實(shí)，并按照其在整個(gè)專業(yè)課程教學(xué)中所占的比重，確立每個(gè)專業(yè)模塊課程教學(xué)的課時(shí)，并確定其在考核標(biāo)準(zhǔn)中所占的分?jǐn)?shù)比重。

步驟3：將各個(gè)專業(yè)模塊課程教學(xué)的目標(biāo)進(jìn)一步分解，使其作為能量化的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，并根據(jù)各個(gè)模塊的課時(shí)與分?jǐn)?shù)比重合理地分配每個(gè)課程模塊的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，隨后確定對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和考核方式。

（四）課程教學(xué)體系的形成

在確立了新工科專業(yè)課程的教學(xué)構(gòu)成要素之后，按照培養(yǎng)目標(biāo)的分解確立課程教學(xué)模塊，并通過培養(yǎng)目標(biāo)的層層分解，最終確立每個(gè)課程教學(xué)的培養(yǎng)內(nèi)容，并形成對應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)。

1.思政教育模塊。在課程教學(xué)過程中，深入挖掘?qū)I(yè)的思政元素，以課程自帶的自然科學(xué)理念為例，突出前人的楷模精神，潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)正確的價(jià)值觀。在此過程中，不僅授予學(xué)生專業(yè)知識技能，同時(shí)關(guān)注學(xué)生的思想政治教育動(dòng)態(tài)。在教學(xué)實(shí)踐中，通過問題的引申將思政話題引入課堂，提高學(xué)生的思政水平。如從鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)的不斷發(fā)展，引出國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，轉(zhuǎn)化為思政教學(xué)關(guān)于中國夢的深刻理解；通過具體的工程案例和工程設(shè)計(jì)，使學(xué)生深刻體會(huì)工匠精神；通過在建典型鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的職業(yè)責(zé)任心和價(jià)值觀。

2.專業(yè)知識模塊。在專業(yè)知識教學(xué)模塊，為了緊跟學(xué)科前沿，追蹤學(xué)科發(fā)展趨勢，需要在課程內(nèi)容上進(jìn)行調(diào)整和改革。結(jié)合新的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合最新的鋼結(jié)構(gòu)形式，簡化過時(shí)的課程內(nèi)容，增加應(yīng)用廣泛的課程知識，使課程內(nèi)容緊跟前沿課題，并符合工程實(shí)際，培養(yǎng)出合格的專業(yè)人才。根據(jù)課程教學(xué)的進(jìn)度要求，調(diào)整各個(gè)課程內(nèi)容的課時(shí)分配，重點(diǎn)難點(diǎn)更加突出，并打通各類結(jié)構(gòu)的壁壘，將每個(gè)結(jié)構(gòu)相同的部分進(jìn)行統(tǒng)一講解，不同的地方在分開詳解并進(jìn)行對比。如針對結(jié)構(gòu)形式分析和內(nèi)力計(jì)算便可以采取合并教學(xué)，各類結(jié)構(gòu)采取的方法大同小異，但單獨(dú)針對節(jié)點(diǎn)及各類構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)便需進(jìn)行單獨(dú)教學(xué)。

3.實(shí)踐應(yīng)用模塊。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的一個(gè)必備技能。在教學(xué)中，增加專業(yè)設(shè)計(jì)軟件PKPM、3D3S等的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用軟件進(jìn)行電算的能力，同時(shí)增加課程實(shí)踐的比重。在課程作業(yè)中增加結(jié)構(gòu)模型制作、軟件設(shè)計(jì)等內(nèi)容，通過實(shí)際的操作使學(xué)生掌握至少一門專業(yè)分析軟件，同時(shí)在模型制作中達(dá)到工程實(shí)踐的目的，使得學(xué)生能夠運(yùn)用理論知識解決實(shí)際的工程問題。并將實(shí)踐應(yīng)用作為課程考核和評價(jià)的一部分，選擇合適的課程設(shè)計(jì)題目，培養(yǎng)學(xué)生軟件應(yīng)用和工程實(shí)踐的能力，達(dá)到專業(yè)人才培養(yǎng)的目的。

二、課程教學(xué)體系的建設(shè)

專業(yè)課程體系教學(xué)的建設(shè)主要依據(jù)上述小節(jié)的論述進(jìn)行建設(shè)，然而在其建設(shè)過程中可能遇到思政教育與專業(yè)教育融合、理論課程與實(shí)踐課程的結(jié)合以及將創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)課程教學(xué)體系等問題，這也是建設(shè)的重難點(diǎn)。

（一）思想政治教育與專業(yè)教育融合

思政教育與專業(yè)教育存在“兩張皮”現(xiàn)象。一方面，專業(yè)教育改革的參與者往往是一些專業(yè)水平扎實(shí)，在專業(yè)方面深耕多年的教師，鮮見專門從事思政教育的教師參與；另一方面，從事思政教育的教師在時(shí)間和主觀上沒能投入更多的時(shí)間精力研究各專業(yè)的性質(zhì)和要求，對專業(yè)知識了解甚少。然而，在新工科專業(yè)課程教學(xué)體系的建設(shè)中，應(yīng)該針對思政教育和專業(yè)教育不同的教學(xué)理念，注重二者的有機(jī)融合，以支持新工科專業(yè)課程教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和考核標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。

這就要求高校教育者同時(shí)具備扎實(shí)的專業(yè)知識和思政理念，消化、理解和認(rèn)同新工科、新思政的學(xué)理背景和文化視野，并在教學(xué)實(shí)踐中滲透、傳播新理念，重點(diǎn)加強(qiáng)和培養(yǎng)新工科大學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀，為大學(xué)生的發(fā)展建立穩(wěn)固的價(jià)值觀和倫理道德根基，能夠引導(dǎo)大學(xué)生增強(qiáng)倫理道德修養(yǎng)、提升人格境界、培養(yǎng)責(zé)任意識、滋養(yǎng)人文底蘊(yùn)。同時(shí)強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識能力的培養(yǎng)，在思政教育的基礎(chǔ)上，提高新工科學(xué)生的綜合素養(yǎng)以及全面發(fā)展的能力，為新工科背景下大學(xué)生的內(nèi)涵式成長和全面發(fā)展提供可行路徑，包括知行合一、躬行實(shí)踐、反身而誠、學(xué)行不二。

（二）理論課程與實(shí)踐課程的結(jié)合

我國高校目前在工科教育領(lǐng)域普遍存在的一個(gè)問題便是重理論輕實(shí)踐，現(xiàn)在的工科課程教學(xué)中依然是理論部分為主，實(shí)踐部分為輔。因此在新工科專業(yè)課程教學(xué)的建設(shè)中，需要注重理論課程與實(shí)踐課程的有機(jī)結(jié)合，使得學(xué)生不僅理論課程學(xué)得好，而且實(shí)踐動(dòng)手能力同樣不遜于人。

借助現(xiàn)代信息化多媒體設(shè)備，優(yōu)化教學(xué)方式，提高學(xué)生理論課程學(xué)習(xí)的興趣，在減少理論課時(shí)的同時(shí)保證理論課程學(xué)習(xí)的效果。在實(shí)際課程教學(xué)設(shè)計(jì)中加大實(shí)踐課程的比重，提高實(shí)踐課程的課時(shí)與投入，增加社會(huì)實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、學(xué)科競賽等項(xiàng)目。在每個(gè)課程模塊教學(xué)完成后，應(yīng)有綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目或綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生對各專業(yè)知識融會(huì)貫通。同時(shí)還應(yīng)該增加實(shí)踐教學(xué)的平臺，開放各種校內(nèi)外科研資源，增加科研基地、科研實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新平臺，從而滿足學(xué)生日常的自主實(shí)踐和科研需求。

（三）將創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)課程教學(xué)體系

新工科專業(yè)課程教學(xué)體系建設(shè)不同于傳統(tǒng)工科建設(shè)，更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，不論是思政教育還是專業(yè)教育，都離不開創(chuàng)新能力的發(fā)展。

思政教育應(yīng)該在學(xué)生的知識視野、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維上發(fā)揮重要作用。首先，從選擇案例來說，應(yīng)盡可能地從多角度、多學(xué)科挑選素材來進(jìn)行思政教育，豐富學(xué)生的視野，提升其知識儲配，并從科學(xué)發(fā)展的角度培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。其次，從培養(yǎng)和形成學(xué)生創(chuàng)新意識的角度，將中華民族的大力發(fā)展與個(gè)人的理想結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的價(jià)值追求、興趣愛好、求知欲望和好奇心態(tài)，從認(rèn)識、思想上形成不斷追求創(chuàng)新的精神態(tài)勢。

專業(yè)教育則應(yīng)該在思政教育基礎(chǔ)上，在學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能和創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)上發(fā)揮重要作用。首先，需要結(jié)合工程實(shí)際問題進(jìn)行教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，多角度解決問題。從多方面進(jìn)行綜合考查，在考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性等因素的基礎(chǔ)上，提出解決問題的新思路、途徑和方法。其次，需要培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代化技術(shù)的能力，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的信息獲取、知識更新和終身學(xué)習(xí)能力，并可以借助現(xiàn)代化手段解決實(shí)際工程問題。

結(jié)語

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程質(zhì)量直接影響土木工程畢業(yè)生的綜合素養(yǎng)，在對人才要求越來越高的背景下，只有改革課程教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整課程教學(xué)方式并革新課程考核方法，才能培養(yǎng)出未來多元化的創(chuàng)新型人才。本項(xiàng)目組采取的模塊化教學(xué)方式可以全面地培養(yǎng)學(xué)生，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)專業(yè)知識，還可以進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用并樹立正確的價(jià)值觀。通過對“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程的改革，提高畢業(yè)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)，形成以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向的基本理念。