
摘" 要:“工程結構”課程是工程管理類專業工程技術體系的核心課程之一,理論性強,涉及內容繁多、理解困難,如何提高課業興趣度,激發學生主動性,進一步培養學生的研究與創新能力正是課程建設的核心目標。文章通過深入研究課程目標和現存的教學問題,圍繞課程教學內容調整與改革、課堂教學模式創新、多途徑創造學生自主學習平臺以及多樣化課程考評體系的建立等開展了一系列課程建設與教學改革。
關鍵詞:工程結構;教學改革;課程建設;考評體系
中圖分類號:G642.3" " 文獻標識碼:A" " 文章編號:1673-7164(2024)23-0031-04
2019年10月教育部頒布了《關于一流本科課程建設的實施意見》(以下簡稱《意見》),《意見》中提出經過三年左右時間,建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程,即一流本科課程“雙萬計劃”。[1]在《意見》引領下,各高校開始積極尋求新型教學方法和教學模式,加大了本科課程建設力度,爭創“雙萬”一流本科課程。[2]
“工程結構”課程作為內蒙古科技大學工程管理和工程造價專業最重要的學科方向專業課之一,其理論性與實踐性并重,具有很強的工程性,隨著實際工程中新問題、新技術和新方法的不斷出現,課程內容需要及時更新,以跟蹤和適應學科發展。[3]在課程教學中迫切需要解決的重點問題是如何提高課業興趣度、激發學生主動性,以及進一步培養學生的創新能力。近年來,基于“工程結構”課程特點,課程團隊進行了大量關于課程建設和教學改革方面的工作,成效顯著。
一、工程結構課程教學現狀調研
“工程結構”作為工程管理類專業工程技術體系的核心課程,在專業教育中占有重要的地位,能直接影響學生后續專業課程的學習。課程組采用問卷的方式,調查所有工程管理和工程造價專業學生對工程結構課程的看法及對當前教學的意見。學生調查問卷共設置10題,共發放和回收2020級學生調查問卷223份,調查問卷主要涉及學生對工程結構課程的學習態度、理解吸收程度、是否需要增加實踐課時等,最后就自己在課程學習時存在的問題提出具體建議,問卷結論可為課程的持續改進奠定基礎,如表1所示。調查發現“工程結構”課程教學普遍存在以下問題。
首先,本門課程內容繁多,理論性強,加之受到現行規范的約束、很多公式都具有經驗性等特點,導致很多學生覺得本門課程學習難度大,在學習過程中會逐漸產生挫敗感,從而喪失主動學習的興趣。[4]
其次,本門課程安排的教學課時太少也是突出問題之一。教材的更新趕不上專業發展速度,缺乏對工程技術領域研究動態的追蹤,偏離了應用型人才培養的初衷。問卷的第10題是關于學生在“工程結構”課程學習中存在的問題和給出的部分建議,學生也普遍反映“工程結構”課程內容多而抽象,理解難,不好消化和吸收,理論與實際工程聯系需要加強,需增加更多的實踐認知環節等。
二、工程結構課程建設路徑
通過調查“工程結構”課程的教學現狀,課程團隊一致認為調整和改革課程內容、創新教學模式、創造學生自主學習平臺、建設多樣化考評體系是課程建設的關鍵。近年來,課程團隊本著邊教學、邊研究、邊改革的教學與實踐相結合的教學方法,開展了大量的教學改革與教學研究。基于此給出以下幾點建議。
(一)調整與優化課程教學內容
1. 優化重組課程教學內容體系,提高專業教學效率
在優化重組課程教學內容之前,首先明確課程教學目標,即培養學生掌握工程結構的基本理論、分析方法及常見結構類型的構造特點,同時培養學生的結構安全意識、創新思維和解決實際工程問題的能力。其次考慮到本課程與專業其他課程(如項目管理、工程造價、施工技術等)的融合和緊密聯系,促進學生形成跨學科的綜合知識體系。
課程團隊為適應最新的人才培養目標以及調整后的專業設置情況,以“必須、夠用”為度,調整了原培養計劃中的課程內容和知識結構。即統籌考慮和選取課程教學內容,在傳授基本理論知識的基礎上,摒棄部分過程繁雜冗長和復雜的公式推導,革除部分偏、難理論介紹,加大了實踐應用的比重,保證了學生畢業后能立即進入角色。最終確立了課程總體知識模塊(共56學時,不包括8學時課內實踐)順序為:工程結構設計方法(6學時)、工程結構材料物理力學性能(6學時)、鋼筋混凝土構件設計(30 學時)、梁板結構(6學時)、砌體結構(4學時)、預應力混凝土結構(4學時),理論課程內容在整合后改變了其原有傳統的內容體系,應用功能得到了增強,針對性和先進性更為凸出,在專業課程體系中的功能也更加明確。[5]
2. 增加課內實踐,打通理論教學過程中實踐能力培養的通道
在新版培養計劃中增加四項課內實踐(8課時),將課程未包含的空間結構、結構抗震等課程相關度較大的重要內容引入課程教學。包括:(1)現場參觀單層工業廠房,加強學生直觀體驗,使學生了解單層工業廠房結構的組成和結構布置,了解廠房的荷載及其傳遞路線;(2)設計制作框架結構模型并在模擬振動臺加載,通過改變地震波輸入、裁剪桿件等步驟,讓學生身臨其境地感受地震發生時結構的受力表現;(3)利用分散的壓桿和連續的拉繩設計出張拉集成“索穹頂”結構,以拉繩施加預應力使體系成型。通過設計制作“索穹頂”等空間大跨結構模型,學生可以在了解空間結構的構成方法與施工控制要點的基礎上提高創新能力;(4)通過裝配式結構仿真實訓,學生通過AR操作臺練習全方位體驗裝配式建筑實現過程,掌握裝配式建筑全周期建設要點,并利用自建的裝配式建筑虛擬仿真實驗項目使實踐效果得到鞏固。模型制作和體驗式互動教學使學生融入有意義的任務完成過程,提高了課業的興趣度,也最大限度調動了學生的學習主動性、參與性和探索精神。學生在查資料、設計方案、實踐操作中感受到通過運用自主學習知識來解決問題的樂趣,體會到知識的力量,激發了求知欲望,同時也達到了培養創造思維的目的。
3. 適當工程結構相關構造的學習
鑒于工程結構課程是一門理論與工程實踐緊密聯系的課程,其應用性很強,因此建立工程概念是課程教學的前提。教學中針對每個問題都從工程應用目的出發,通過實例進行講解,使學生充分理解其工程背景和目標,為理論方法講解打好基礎。工程結構課程中涉及很多國家現行設計規范,課堂教學中有一些比較抽象的條文,學生難以聯系具體工程實際,沒有結構整體性的概念,對此適當加強案例教學。而工程結構設計過程有很多構造要求,學生學習過程中習慣重視理論學習,而忽略構造。在實際講授過程中構造部分也是教師比較難講、學生不愛聽的部分。因此,對于構造的學習可以先讓學生自己查閱構造手冊、圖集,通過繪制部分構造圖來加深印象與理解。
4. 基于課程視角科學設計課程思政
專業課程思政是將思想政治教育融入專業課程教學的各環節、各方面,以“隱性思政”的功用,與“顯性思政”——思想政治理論課一道,共同構建全課程育人格局。[6]“工程結構”課程視角下的部分課程思政規劃與設計應遵循以下標準:在介紹混凝土結構的發展時,通過國家超級工程的部分視頻,闡述土木工程專業在國家建設中的重要性,增強學生對本專業的興趣與愛好,激發學生的愛國情感及報效祖國的情懷。在講授工程結構材料時,引入孫偉院士的故事以及孫偉院士的至理名言:“我的一生只做了一件事,就是用混凝土更好地‘詮釋’建筑之生命。這件看似枯燥的事,我琢磨了一輩子,可還是覺得意猶未盡。”[7]在講到耐久性極限狀態時,引入目前典型的由于耐久性問題導致工程結構失效的案例以及圖片,還可引入吳中偉院士的故事。通過土木工程領域著名前輩的故事,培養學生熱愛專業、不斷探索的工匠精神。
(二)多途徑、多手段地建設學生自主學習平臺,為學生提供一個開放式學習環境
借助多媒體、網絡教學等現代教育技術條件,建設課程教學網站。除了更新基本教學資源諸如電子教案、電子課件、課程大綱等外,將課堂上無法實施的試驗內容制作成視頻、動畫、三維圖形、實物模型、實物照片等課外自主學習內容,上傳到課程教學網站上。另外利用網絡收集課程資料,通過微信等現代交流工具介紹學科動態以及國內外最新的工程進展,學生的專業興趣會越發濃厚。總體來講,構建學生自主學習平臺,很好地解決了壓縮課時與學生投入學習精力不夠的矛盾,也真正意義上減輕了教師的工作負擔。學生不但可以開展網上自主學習,還可共享豐富的網絡教學資源。
(三)實行教學過程精細化管理,建立多樣化課程考評體系
實行教學過程精細化管理的內涵是更加關注學生在課程學習期間的綜合表現,全面考核學生的學業付出與收獲,目前課程團隊具體做法如下。
課前引導學生進入“工程結構”情境。在開課前的假期就提前布置學生留意身邊的工程結構,用手機或相機記錄下來。開課時經過教師對結構分類與優缺點知識講解后,學生可以提前進入課程情境,也拉近了學生與課程的距離。
為培養學生對知識模塊的總結能力,讓學生自擬考卷。具體做法:在課程重點內容混凝土結構構件設計計算學習結束之后,給學生布置自擬考卷的作業。為了完成此項作業,學生必須對所學知識作全面復習,找出重點、難點,擬定試卷并做出正確答案。此項工作可以使學生達到階段性復習和總結的目的。
在最新修訂的培養計劃中,過程考核在總成績中的占比達到40%,其中出勤和課堂表現情況占8%,該部分成績按照等級成績綜合評價,并對應教學目標進行折算;作業情況占8%;專題討論等占9%;模型制作成績占15%。其中,作業情況、專題討論和模型制作根據學生完成情況按照百分制評閱,按對應的教學目標進行折算。過程考核評價標準、模型制作考核與評價標準已列入培養計劃。
(四)加強師資隊伍建設
師資隊伍建設是提升教學質量、推動學科發展的重要環節。加強師資隊伍建設包括提升教師隊伍的整體素質、優化教師結構、增強教師的教育教學能力和科研創新能力等,這些目標應與學科規劃及課程需求緊密結合。根據課程需求和教學特點,積極引進具有豐富工程實踐經驗的教師,同時加強對現有教師的培訓,提升教師的教學水平和科研能力;明確課程團隊成員的職責分工和合作機制,確保團隊高效運轉;組織團隊教師分享教學經驗和研究成果,促進學術交流和思想碰撞。并加強與其他高校的合作關系,共同開展教學研究和學術活動;鼓勵教師參加國內外學術會議、訪學研修等活動,拓寬學術視野和交流渠道。
三、結語
“工程結構”課程作為工程管理、工程造價專業重要的主干課程,對該課程進行建設和教學改革探索既是人才培養的需要,也是學科發展的需要。在深入剖析了“工程結構”課程教學存在的問題之后,從教學內容的調整與優化、教學模式創新、學生自主學習平臺建設、多樣化考評體系建立等方面,具體闡述了“工程結構”課程建設和課程教學改革的實踐策略,對提高課業興趣度、激發學生主動性效果顯著。
參考文獻:
[1] 張泓,田輝. 雙一流建設高校本科教學滿意度實證研究:以南京理工大學為例[J]. 南京理工大學學報(社會科學版),2021,34(01):72-80.
[2] 許海霞,周維. 工程教育專業認證中持續改進的研究與實踐[J]. 高等理科教育,2022(04):102-108.
[3] 曹健,劉靚芳. 后疫情時期混凝土結構課程混合式教學模式的構建與實踐[J]. 高等建筑教育,2023,32(02):124-131.
[4] 何棟梁,成彥惠. “混凝土結構”課程的教學改革研究[J]. 科教文匯:上旬刊,2016(11):52-53.
[5] 薛剛,王宏,王英浩. 土木工程專業畢業設計教學目標達成評價方法構建與應用[J]. 中國冶金教育,2022(03):75-79.
[6] 宮維明. “課程思政”的內在意涵與建設路徑探析[J]. 思想政治課研究,2018(06):66-69+91.
[7] 李依環. 孫偉院士 專注用混凝土“詮釋”建筑生命[J]. 科學大觀園,2019(06):52-55.
(責任編輯:敖利)