工程結構課程改革初探

范國璽　楊樹桐　杜德潤　劉曉春

摘要：本文介紹了中國海洋大學土木工程專業的發展歷程以及工程結構課程的開設背景、課程概況與培養目標。基于工程結構課程授課課時少，授課內容多，章節內容的獨立性與重復性，考核方式單一，學生積極性低等問題，提出了該課程教學改革的建議。

關鍵詞：工程結構；土木工程；交互式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）44-0112-02

一、引言

受專業覆蓋面廣及行業涉及面寬等特點的影響，土木工程對國民經濟的發展至關重要。在當前“大土木”專業背景下，培養具有較寬理論基礎、較強適應能力、較廣專業視野的土木工程專業人才是土木工程專業的最終目標[1]。作為工程管理專業的必修課程——工程結構，集理論與實踐為一體，在工程力學、建筑材料、建筑制圖等課程基礎上，圍繞建筑結構的受力體系闡述各種結構構件的受力性能、計算原理和方法以及結構構造要求等內容[2]。對培養工程管理專業學生的土木工程專業素養起著舉足輕重的作用。

二、工程結構課程簡介

1.培養目標。為提高工程管理專業學生的土木工程專業素養，工程結構課程要求學生在數學、力學的基礎上，初步掌握建筑結構的設計原理和方法，為將來從事工程管理工作提供充分的結構工程知識背景。通過本課程的學習旨在使學生具備簡單的結構構件設計能力，使其能夠解決工程管理中簡單的結構問題；同時應了解工程結構的基本原理和方法，建立正確的結構概念，保證其充分理解結構設計意圖，為其從事工程施工、造價、監理等工作提供良好的結構工程知識基礎。

2.課程概況。工程結構Ⅰ內容如下：建筑結構選型與設計方法講述建筑結構的基本特點與結構選型、建筑結構荷載與設計方法等內容；混凝土結構設計原理講述材料的力學性能、鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算、受彎構件斜截面承載力計算、軸心與偏心受壓構件承載力計算、軸心與偏心受拉構件承載力計算、受扭構件承載力計算、變形與裂縫寬度計算、預應力混凝土構件；鋼筋混凝土梁板結構講述整體現澆式單向板肋形樓蓋、鋼筋混凝土現澆雙向板肋形樓蓋、鋼筋混凝土樓梯計算；混合結構房屋設計講述剛性、彈性、剛彈性方案房屋的相關計算、混合結構房屋基本構件與構造措施、房屋的靜力計算方案等內容。

工程結構Ⅱ內容如下：鋼結構設計原理講述鋼材的力學性能、鋼結構的連接、受彎構件的計算原理、軸心受力構件、拉彎構件、壓彎構件、節點設計原理、單層廠房鋼結構、大跨鋼結構與空間結構；地基與基礎工程講述地基土的工程性質及分類、地基基礎設計的基本原理、地基處理等內容；建筑結構新技術講述新型建筑結構、計算機方法、工程結構的事故處理等。

三、工程結構課程教學存在的問題

1.授課課時少，授課內容多。工程結構包含土木工程各專業課程內容，授課內容眾多。在土木工程專業課程設置中，混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、地基與基礎、高層建筑結構設計等各專業課程授課課時均不少于32課時，而工程結構課程的授課課時僅128課時。在有限授課課時內講述眾多課程內容，不可避免地降低了學生的學習效果。

2.章節內容的重復性與獨立性。工程結構中各章節內容具有明顯的獨立性。比如，荷載作用類型方面，混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、地基與基礎等章節，主要講述靜力荷載作用下構件的受力性能與設計原理，建筑結構抗震則重點講述地震作用對建筑結構與構件受力性能和設計方法的影響。此外，工程結構中各章節內容尚存在一定的聯系性，從而造成了部分內容的重復。例如，建筑結構選型與設計方法，指出按承重結構的類型分剪力墻結構、筒體結構等，講述各種結構類型的定義與受力特點，并對其變形與受力進行了詳細分析；高層建筑結構設計同樣介紹了剪力墻結構、筒體結構等不同結構類型的定義與受力特點。再如建筑結構選型與設計方法部分，分析了混凝土結構、鋼結構、砌體結構的優缺點及所用材料的物理力學性能，而混凝土結構設計原理、砌體結構、鋼結構設計原理同樣介紹了各種結構的優缺點及所用材料的力學性能。

3.考核方式單一，學生積極性低。目前，我校工程結構課程的考核方式主要為閉卷考試，最終課程考核成績由平時成績和期末考試成績構成，平時成績與期末考試所占比例為20%和80%。平時成績根據出勤、課堂討論、課后作業、期中檢查等評定。上述考核方式在有限授課課時條件下，具有良好的效果。但實際教學過程中，存在學生積極性不高、考核方式較單一等缺陷。

四、工程結構課程教改方法

1.授課課時適當增加，授課內容適當刪減。對于土木工程專業而言，混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、地基與基礎工程等課程授課課時均在32課時及以上。在相同授課范圍的要求下，必然要對授課內容進行適當刪減。在改革的過程中要遵循把握主要內容、突出重點內容、穿插細節內容的基本原則。以鋼結構設計原理為例，所謂把握主要內容，是指將鋼結構三大連接方式及其計算、鋼結構受彎構件、軸心受力構件、拉（壓）彎構件等內容講述清楚，而有關鋼結構材料生產、節點設計、鋼結構的塑性設計及抗震設計等內容，則簡單介紹即可；所謂突出重點內容，是指重點講述計算公式的具體運用，有關計算公式的推導可適當講述；所謂穿插細節內容，是指講述主要計算公式的過程中，對一些構造措施處理進行適當講解。除此之外，在教學大綱不變的前提下，建議適當增加本門課程的授課課時，以提供充足的授課時間。

2.章節內容適當歸類，重復內容合理整合。工程結構課程各章節存在內容重復的現象，針對此類問題，需要對該課程各章節內容進行適當歸類。按照材料進行分類，可劃分為混凝土結構、鋼結構、砌體結構等內容；按照荷載條件，可分為靜力計算、抗震設計；按照受力層次，可劃分構件設計、結構設計兩部分。建筑結構選型與設計方法簡要介紹混凝土、砌體、鋼材等物理力學性能，框剪結構、剪力墻結構、筒體結構等介紹選型，而混凝土結構設計原理、砌體結構、鋼結構設計原理則介紹相應材料的力學評價指標，如沖擊韌性、伸長率、破壞形式、冷彎性能等，高層建筑結構設計則講述剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等不同類型結構的受力與變形分析。根據上述分類，在實際授課過程中，既要講授各章節的聯系，又要避免章節內容的重復講述，從而達到節約授課課時的目的。

3.考核方式多樣化，交互式教學的運用。為提高工程結構課程的教學質量，應消除傳統考核方式的弊端，積極探索靈活多樣的考核方式。為此需要豐富考核內容，采取多種手段和方式對學習效果與成績進行評價，如平時考勤、課堂問答、課堂討論、課后作業、學習心得、課程建議調查、小組試講、授課內容總結等方式，以此彌補單一、枯燥考核方式的不足，逐步形成有利于促進學生綜合素質提高和能力培養的考核評價機制。

結合多種考核方式，開展交互式教學，體現教師的引導作用，突出學生的主體地位，可有效促使教學水平的提高。根據情境和過程的不同，交互式教學以多種形式出現，相互作用以縱向或橫向的方式出現。交互式教學可分為師生交互、人機交互以及一些潛移默化的相互影響、相互啟發。傳統的交互式教學以反饋和交流為主要特征，目的是構建一個互相信任、尊重和平等的學習氛圍，通過對話和傾聽實現師生之間和學生之間的雙向溝通，進而在合作和交流中加深對學習內容的理解。隨著計算機網絡技術以及白板在教育中的廣泛應用，基于網絡及白板環境的交互式教學迅速興起，它促使了學生主體地位的真正確立，其學習的自主性、能動性、合作性得到充分發揮，有利于提高學生的學習積極性。為此，新形勢下交互式教學以問題主導、小組主導、課堂互動、多媒體輔助、網絡交流等多種形式出現，以實現以教為主（教師“滿堂灌”）向以學為主轉變、以課堂為主（過分重課堂）向課內外結合轉變、以結果評價為主（過分重分數）向結果過程結合轉變。與此同時，交互式教學需要教師靈活運用多種教學方法，注重各種教學方法的優化組合，熟練處理教材的系統性并突出講授的重點，善于用明白、易懂的語言來表達深度理論、深邃思想、深刻思路，善于應用啟發式，吸引學生同步思維，從而不斷提高講授的藝術性，調動學生的積極性與主動性。

五、結論

為提高授課效果，需要適當增加授課課時，此外，需要合理調整授課內容，堅持把握主要內容、突出重點內容、穿插細節內容的基本原則；為避免部分內容的重復講述，需要對該課程各章節內容進行合理歸類；為保證教學質量，提高學生的學習積極性，需要靈活運用多樣的考核方式，開展交互式教學。

參考文獻：

[1]方薇，李盛.“土木工程概論”課程教學改革芻議[J].中國電力教育，2014，（21）：68-69，71.

[2]楊志勇，吳輝琴.建筑結構[M].第2版.武漢理工大學出版社，2012.