混凝土結構設計原理課程教學改革研究與實踐

李　喆

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混凝土結構設計原理課程教學改革研究與實踐

李喆

（湖南科技學院 土木與環境工程學院，湖南 永州 425199）

基于應用型土木工程人才的培養要求，從改革教學內容與教學方法，加強實驗與實踐教學，改革課程設計與畢業設計以及改革教學評價機制等四個方面出發，對《混凝土結構設計原理》課程的教學改革進行研究，旨在調動學生對于課程學習的積極性和培養學生理論結合實際的實踐能力，探討結果可供類似課程教學改革參考。

混凝土結構設計原理；教學改革；實踐性

《混凝土結構設計原理》是各高校土木工程專業的必修課程，是后續課程《混凝土結構設計》的基礎，其知識體系、理論和方法既有很強的工程性，又有其自身的科學性，而實際工程應用的綜合性又使得本課程的涉及面和內容十分豐富，體現在《混凝土結構設計原理》課程教學內容多，重難點突出，課程涉及面廣，教材中涉及到的公式多，難記憶等特點，從教學實踐的現狀來看，容易出現教學過程中老師難教，學生難學的“兩難”局面。由于混凝土結構是我國目前工業和民用建筑中采用得最為廣泛的結構類型，也是所有土木工程專業的畢業生，不論將來從事設計、科研或施工工作，還是在工程管理部門工作，都將時刻與之接觸的技術領域，因此，科學的掌握這門課程對于土木工程專業的學生是十分必要的。

教學改革涉及到教學內容，教學方法，教學管理等多諸多方面，為適應應用型人才培養要求，這就要求改革教學方法，突出實踐性教學，對課程教學進行改革。以下從教學內容與教學方法、現場實踐性教學、課程設計與畢業設計、教學評價和教學管理等幾個方面，提出對混凝土結構課程教學改革的思路，探討課程教學改革的措施。

1　改革教學內容與教學方法

1.1整合教學內容，體現教學內容的科學性、先進性和系統性

1.1.1構筑合理的知識結構體系

1998年國家教育部調整專業目錄后，將建筑工程、交通土建等八個專業合并為一個土木工程專業。根據這種情況，按土木工程專業寬口徑的新要求，將混凝土學科知識、建筑結構混凝土、橋梁工程混凝土等不同方面的知識，采用介紹基本原理、基本知識后，將各種不同混凝土規范作為應用的技術路線，不斷整合課程內容，構建土木工程專業的混凝土結構設計原理的知識體系，滿足寬口徑專業設置及應用型人才培養的新要求。

1.1.2及時更新教學內容

學校采用的教材必須不斷吸收國內外最新的科研成果，全面采用國家新標準《混凝土結構設計規范》（GB500010-2010）和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2012）教學。同時，考慮到國際上混凝土規范正從模式規范向性能規范轉變，性能規范是建筑技術法規層面的一場深刻革命。教學中老師應充分考慮這場革命的影響，在教學內容中，將以教學改革的思想貫穿于教材、教學中，不斷增添新的工程案例，并反映最新的科研成果。

1.1.3重視工程應用能力的培養

《混凝土結構設計原理》課程屬土木工程專業必修的專業基礎課，是一門實踐性很強，與國家規范、規程等有關的專業基礎課。在學習的過程中老師不僅要重視學生對于課程基本理論知識的掌握，而且要注重學生對于工程實際應用層面問題的理解與運用。這就要求老師在課程教學的各個環節中將教學重心放在培養學生的實際應用能力，注重學生應用課程理論知識解決工程問題的能力，構建促進學生工程結構意識建立的學習環境，將基礎理論、工程概念和科學問題三者緊密結合，令學生對基礎理論知識理解透徹，對工程問題有深刻認識，并掌握工程實際問題的研究方法和形成實際設計方法，真正掌握運用科學理論知識處理工程問題的方法。

1.2采用多樣化、多維度的教學手段

1.2.1傳統的教學手段

對于教學內容中的重點和難點問題，如混凝土截面設計的基本公式推導等，采用傳統的黑板板書方式，由老師引導學生對公式進行推導，讓學生參與到公式推導過程中來，可以加深學生對于推導過程的認識與理解，有助于學生從理解層面掌握教材中繁多的公式，從而加深印象。

1.2.2多媒體教學

《混凝土結構設計原理》課程的課程講授大部分高校還是采用的傳統板書教學，很多時候是老師講授，學生被動接受，學生對于復雜的公式推導學習積極性不高，而且工科知識的學習枯燥乏味，提高學生學習的積極性就顯得十分必要了。因此，在課程教學中對于教學內容中的基本概念、計算方法和計算步驟等內容的講解，以及一些復雜圖形的模擬，可以采用多媒體課件進行演示，引導學生進行形象思維及感性認識，加深對基本概念的理解。混凝土結構的荷載傳遞路線、混凝土構件的受力和破壞過程等內容，用傳統的教學手段都難以表述清楚，隨著現在科技的發展，電子教學技術越來越普及，用動態模擬表達教學內容，生動、直觀、易于理解，可以獲得意想不到的效果以及較好的調動學生學習的積極性。

1.2.3現場實物講解

《混凝土結構設計原理》課程是一門對于實踐性很強的土木工程專業課，學生在課堂上學習的局限性就是不能對于實體結構有一個直觀的認識，只能依靠學生的想象。這樣并不利于學生真正的理解結構的本質與結構設計方法。因此，在課程的安排上可以有一定量的課時用于學生參觀實際工程，如課程中涉及到的混凝土樓蓋結構、單層工業廠房、多高層建筑結構的結構組成和結構布置等內容，可以通過老師組織學生去工地參觀并進行講解，可以使學生更直接的掌握課程內容，形成結構整體概念。

1.2.4自學和討論

對于課程教學中非重難點和描述性等內容，要求學生通過閱讀教材、做思考題和習題來完成。自學效果通過討論、提問、批改作業等方式予以檢查。這樣不僅可以提高學生的自主學習能力，而且可以大大節約課時，從而將課時重點安排在那些課程中重難點的講解學習中。

1.3加強網絡課堂資源的建設

計算機的普及以及網絡技術日新月異的發展，使得網絡教學變得可行。高校教師可以通過制作《混凝土結構設計原理》課程教學課件，充分利用多媒體、投影、錄像以及網絡技術等現代化教學手段進行課堂教學。同時將教學大綱、教學安排、授課教案、網絡課件、教學錄像、課后習題、模擬試題、實驗指導、參考文獻目錄等教學資源整合后傳到網上供學生自行下載學習，這樣學生可以隨時隨地在有網絡的情況下對課程進行學習，而不僅僅局限于課堂的對于知識的學習。網絡課堂的實行，不但為學生的學習提供便利，老師也可以有更多的時間和精力投身自己的科研事業。

1.4強化教學管理和教學質量監控

各項教學工作規章制度的建立不可能一蹴而就，而是應該在教學實踐中不斷的發現問題和解決問題，從而對管理規章制度進行完善，保證學院教學管理的規范化。成立專門的教學督導小組，定期對教學情況和反饋進行檢查，完善教學質量學生信息網、學生網上評教制度。加強教師備課、授課、作業批改、答疑和考試考核等五大基本環節的質量評價和質量監控。

2　改革實驗和實踐教學

為了適應社會對于應用型人才的需求，在高校課程教學中必須以培養學生應用能力為主線，突出針對性、實用性、實踐性，注重實踐、實訓環節的教學，強調教學過程的實踐性，強化學生應用理論知識結合實踐的能力的培養。

2.1完善課程實驗體系

主要加強鋼筋混凝土結構、砌體結構等實驗課，增設施工技術實驗課，增加計算機結構仿真試驗，采用計算機模擬模型結構試驗。開展“四新”試驗，即新材料、新工藝、新技術，新方法的探索試驗。對實驗課程的教學方法進行改革；重點強調教師積極參與，對實驗室的管理辦法進行改革。根據土木工程專業的特點，合理設置實驗課程體系。實驗基礎課強調學生對于土木工程結構實驗的實驗方法和實驗技術的掌握，專業實驗課則重在培養學生的創新能力和研究能力。與校外企業合作，建立校企實驗基地，注重實驗與工程實際的結合，大量增設實驗內容，突出土木工程專業的實踐性，培養復合型的人才。

2.2構建自主型實踐教學體系

自主型實踐教學，是指在教師提出實驗目標后，由實驗室提供場地、實驗設備、材料等條件，在教師的指導下，由學生獨立自主完成構件設計，材料配合比設計，鋼筋綁扎、混凝土澆筑等構件加工，材料強度測定，試件加載實驗，數據處理分析和完成實驗報告的全過程，使學生深入理解和掌握混凝土結構課程中的知識。如在《鋼筋混凝土簡支梁正截面受彎性能實驗》中，讓學生自主完成試件設計及承載力計算、鋼筋下料、混凝土配合比設計、綁扎鋼筋、混凝土澆筑、實驗準備、實驗加載、試驗報告等工作，而指導教師則在實驗過程中擔當導師的作用，對于學生的疑問進行解答而不實際參與到實驗過程中。通過自主型實踐教學，可以使學生對課程知識有系統地、直接地感性認識，加強其工程性思維習慣，加深《混凝土結構設計原理》課程中的基本概念的整體性理解。同時使得學生的主觀能動性得到發揮，學習興趣得到激發，動手能力得到鍛煉，科學研究能力和團隊協作能力得到提高，充分體會到混凝土結構的實踐性特點。

3　改革課程設計與畢業設計

3.1重視課程設計對專業素質形成的作用

課程設計涵蓋面盡可能廣泛，涵蓋民用與工業、豎向受力構件與水平受力構件、地上結構與地下結構等幾個方面。課程設計應重視“質”與“量”的合理統一，既讓學生在幾周的時間內獲得比課堂上更直觀的現場鍛煉，又成為及時鞏固本課程教學成果的一種有效方式。課程設計題目需教師精心選題，使其內容涵蓋樓蓋、基礎、樓梯、單層工業廠房的設計。教學實踐證明：精心設計選題的課程設計可以為今后的畢業設計打下扎實基礎。

3.2注重畢業設計教學環節對工程素質的培養

畢業設計是學生完成四年本科教學計劃規定的全部課程之后所進行的最后一個重要的實踐教學環節。為學生從書本理論知識邁向工程實踐之間搭起的一座聯系的橋梁，是培養土木工程專業學生工程素質的重要途徑，也是培養學生綜合素質和各種能力的一個重要過程。通過這個階段的工程設計、施工或專題研究，培養學生具有綜合應用所學基礎理論和專業知識，獨立分析和解決一般土木工程技術問題的能力，使學生受到土木工程師的基本訓練、達到培養目標的要求。

對畢業設計，可由學生根據興趣自主選題。要求完成建筑方案、結構方案、荷載和結構分析、內力組合、構件設計、施工圖繪制等比較完整的工程結構設計訓練，增強對學生的分析能力、綜合能力和解決實際問題能力的培養。通過提出工程問題，采用討論式教學方法，激發學生的創新意識。讓部分學生參與教師承擔科研課題和工程課題，使學生有機會得到很多的感性認識和對學科發展前沿的了解。在具體實施過程中，為避免學生相互抄襲，可以通過畢業設計題目采用不同的參數，同時學生能夠了解參數變化后對結構的影響。針對不同的學生題目不同，如學習好的學生，結構形式比較復雜和有一定的新技術，一般的學生采用普通規則結構。為了改進學生在畢業設計時主動性不強的情況，可采取將設計分成若干題目，由每個學生講解，然后教師針對學生沒有講清楚的問題進行提問和講解，同學也可提問，大家共同將一個一個問題弄清楚，這樣增加了學生的主動性，大大提高了畢業設計的質量。

4　改革教學評價機制

4.1實行課程教學與考試分離

由任課教師建立試題庫，試題庫中的試卷重復率不應過高，統一編號、分級。考試時由非任課教師從試題庫中抽取不同難度的試卷，分級越標準，抽題越隨機，考試也就越客觀，從而提高指標完整性，優化評價體系。考試并不作為學校最終成績的唯一標準，學生平時課堂的學習以及實踐動手能力也將納入最終成績的評價標準中。

4.2改革考試內容和考試方法

在考試內容上體現人才培養模式的要求，以掌握的基本概念和基本技能為中心，有一定量的綜合應用和提高類的題目，真正反映出學生理解、掌握和靈活運用所學知識的能力。在考試方式上根據土木工程專業的特點，采取開卷和閉卷相結合，即基本理論知識采取閉卷、綜合應用考試采用開卷。

4.3通過學生對老師評教，引入競爭機制，提高教學質量

通過制定《學生評價教師實施細則》確保學生評教評價的合理性、公開性和公正性。對教師的教學態度、教學方法、教學效果等方面進行量化，讓學生為任課教師打分，每學期進行一次。這樣就可以把教師之間的良性競賽機制引入課程教學的全過程，充分體現“規范優化每堂課”的思想，推動混凝土結構課程教學質量穩步提升。

5　結　語

《混凝土結構設計原理》理論課程作為土木工程專業主干課程和基礎課程之一，對該課程教學改革進行探索和總結既是對于應用型人才培養的需要，也是學科發展的需要。如何加強課程教學中實踐性環節的建設和管理是保證培養目標能否實現的關鍵，從教學計劃的制訂、教學課程體系的設置、實踐教學的優化和教學管理各方面入手，加大實踐性環節改革的力度，使培養的人才是社會上需求的真正意義上的應用型人才。

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（責任編校：何俊華）

2016－02－25

李喆（1986－），男，黑龍江哈爾濱人，博士，助教，工程師，一級建造師，研究方向為鋼—混凝土組合結構、預應力混凝土結構、高層建筑結構設計。

TB121

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1673-2219（2016）10-0104-03