基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐＊

陳華

（南寧學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，廣西 南寧530200）

引導(dǎo)部分本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變是黨中央、國務(wù)院的重大決策部署。應(yīng)用型本科院校不同于研究型大學(xué)，更加注重對學(xué)生學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng)，應(yīng)用型院校重點(diǎn)關(guān)注的是學(xué)生能否將在本科教育階段所學(xué)的知識技能成功地應(yīng)用在社會實(shí)踐領(lǐng)域[1]。因此，學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)是應(yīng)用型院校課程改革的主要目標(biāo)。“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程是土木工程專業(yè)的主干課程。根據(jù)課程的特點(diǎn)、學(xué)校的定位和本校學(xué)生的特點(diǎn)，課程組教師對本課程的教學(xué)進(jìn)行了改革探索。

1 “混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程在應(yīng)用能力培養(yǎng)方面存在的主要問題

1.1 課程內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展脫節(jié)

隨著國家社會和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑業(yè)也在快速發(fā)展，裝配式建筑、建筑信息模型（BⅠM）是建筑業(yè)發(fā)展的兩大趨勢[2-3]，同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展不斷更新，但教材和教學(xué)內(nèi)容的更新遠(yuǎn)落后于行業(yè)的發(fā)展和變化，培養(yǎng)出來的學(xué)生難以在短時(shí)間內(nèi)跟上行業(yè)發(fā)展的步伐。

1.2 內(nèi)容多、綜合性強(qiáng)，應(yīng)用難度大

“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容較多，有梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每部分都涵蓋結(jié)構(gòu)選型和布置、計(jì)算簡圖選取、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、配筋計(jì)算、構(gòu)造要求等內(nèi)容，且需要用到“建筑材料”“材料力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理”“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”等課程的知識[4]，要求學(xué)生要綜合應(yīng)用上述課程的知識來解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，學(xué)生普遍感覺難度大。

1.3 傳統(tǒng)教學(xué)方式不利于學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)

以“教材為中心、教師為中心、教室為中心”的教學(xué)方法，教師用PPT 和板書等方式滿堂灌，學(xué)生聽得吃力，學(xué)得困難。同時(shí)以教師講授為主的學(xué)習(xí)方式，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和解決實(shí)際工程問題的能力。

2 教學(xué)改革措施

為了改變“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程存在的上述問題，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際工程問題的能力，課程組對課程教學(xué)進(jìn)行改革探索和實(shí)踐，具體內(nèi)容如下。

2.1 根據(jù)行業(yè)最新技術(shù)發(fā)展重構(gòu)課程內(nèi)容

“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程緊密結(jié)合裝配式建筑、建筑信息模型（BⅠM）建筑業(yè)的發(fā)展的這兩大趨勢及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行課程內(nèi)容的重構(gòu)。

本課程中三大部分內(nèi)容：混凝土梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)都與裝配式建筑相關(guān)，將裝配式建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)和設(shè)計(jì)原理補(bǔ)充到課程內(nèi)容中。由于無論是裝配式還是現(xiàn)澆式混凝土結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)都以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，因此裝配式的內(nèi)容不宜安排過多課時(shí)，以免影響基本理論的學(xué)習(xí)。本課程通過課前布置預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生查閱資料了解行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景、國家政策等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性；課堂上主要講解裝配式建筑結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的異同、技術(shù)要點(diǎn)等；具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)由學(xué)生課后完成。

結(jié)合BⅠM 技術(shù)相關(guān)課程，學(xué)生對自己設(shè)計(jì)的梁、板等典型構(gòu)件及框架結(jié)構(gòu)、廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，既是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和BⅠM 的綜合應(yīng)用，又能將二維平面圖形轉(zhuǎn)化為三維立體圖形，讓學(xué)生更直觀構(gòu)建在結(jié)構(gòu)中的空間位置、掌握鋼筋在結(jié)構(gòu)中的實(shí)際布置，解決理論與實(shí)際脫節(jié)、設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)空間不合理、鋼筋不符合工程要求的問題。

“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)除了緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢之外，還要緊密結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生學(xué)會依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開展工作。課程教學(xué)不拘泥于教材，為學(xué)生提供相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖集，并指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用這些資料。教學(xué)隨著標(biāo)準(zhǔn)變化而變化，如《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》2018 版正式實(shí)施，荷載的分項(xiàng)系數(shù)取值和荷載效應(yīng)組合變了，課程中所有例題和作業(yè)中荷載分項(xiàng)系數(shù)和荷載效應(yīng)組合都要隨之變化。

2.2 搭建內(nèi)容豐富的線上教學(xué)平臺，以應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)構(gòu)建線上線下結(jié)合教學(xué)模式

根據(jù)本課程的特點(diǎn)和本校學(xué)生的學(xué)情，依托超星平臺搭建了內(nèi)容豐富的線上教學(xué)平臺，以應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)，開展線上線下相結(jié)合的教學(xué)。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺除了有講解基本知識點(diǎn)的文檔和視頻，針對基本知識點(diǎn)的作業(yè)、測試及討論等外，還有前續(xù)課程的相關(guān)知識點(diǎn)復(fù)習(xí)資料、實(shí)際工程案例展示和討論等內(nèi)容，以及包括專業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、圖集以及工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目案例的資料庫。考慮學(xué)生的不同需求，對于部分希望進(jìn)一步深造或?qū)Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)感興趣，想更深入學(xué)習(xí)的學(xué)生，在線上教學(xué)平臺提供基本要求之外的文檔、視頻、推薦書籍等拓展學(xué)習(xí)資料。

學(xué)生在線上主要學(xué)習(xí)基本理論和計(jì)算方法；線下主要是對重點(diǎn)和難點(diǎn)問題的補(bǔ)充講解，以及工程案例研討及如何應(yīng)用理論知識解決實(shí)際工程問題的研討；學(xué)生課后完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目作業(yè)，并分小組進(jìn)行匯報(bào)。

以應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的線上線下結(jié)合課程教學(xué)模式如圖1 所示。

圖1 以應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的線上線下結(jié)合課程教學(xué)模式框架

2.3 深挖課程思政元素，將專業(yè)知識傳授與價(jià)值引領(lǐng)結(jié)合

結(jié)合本課程的內(nèi)容，挖掘課程中的思政元素，將思政教育融入課程教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)立德樹人。通過展示和討論中國作為基建大國，在建筑結(jié)構(gòu)方面取得的成就激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和愛國熱情。如在裝配式建筑的教學(xué)中，以新冠疫情期間火神山、雷神山的案例，讓學(xué)生更加堅(jiān)定中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信；通過對中國優(yōu)秀古代建筑結(jié)構(gòu)的分析，弘揚(yáng)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信。通過對設(shè)計(jì)和施工問題導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)破壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮不周影響建筑功能實(shí)現(xiàn)等工程事故案例的剖析，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成踏實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，理解并自覺實(shí)踐職業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、誠實(shí)守信等職業(yè)品格和行為習(xí)慣。

梳理課程內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，一些工程設(shè)計(jì)人員對某些問題處理不好可能會出現(xiàn)法律問題，如建設(shè)程序不合法、設(shè)計(jì)變更不合規(guī)、降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、注冊結(jié)構(gòu)工程師“掛證”等原因?qū)е碌陌讣Ｍㄟ^分析相關(guān)的工程建設(shè)案件，引導(dǎo)學(xué)生樹立法治觀念，學(xué)法、懂法、守法、用法。

2.4 建設(shè)校企合作實(shí)訓(xùn)基地，創(chuàng)造真實(shí)環(huán)境

為了加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，與多個工程設(shè)計(jì)企業(yè)合作，建設(shè)校企合作實(shí)訓(xùn)基地，引入實(shí)際工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，既培養(yǎng)了學(xué)生，又培養(yǎng)了教師。學(xué)生和校內(nèi)教師參與實(shí)際工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，企業(yè)教師進(jìn)行指導(dǎo)，創(chuàng)造的真實(shí)工作環(huán)境讓學(xué)生在實(shí)踐中鞏固理論知識、提高解決實(shí)際工程問題能力，同時(shí)將部分無實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的校內(nèi)教師培育成“雙師型教師”。另外，通過該基地，也引入了更多工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目案例，豐富了工程案例資源。

2.5 評價(jià)方式的改革

課程組根據(jù)課程目標(biāo)，制定了詳細(xì)的考核方案，包括學(xué)習(xí)過程的考核和期末考核。學(xué)習(xí)過程考核依托超星學(xué)習(xí)平臺的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)訪問數(shù)、完成任務(wù)點(diǎn)的情況、完成作業(yè)情況、參與討論的情況、測驗(yàn)成績、課堂表現(xiàn)、小組任務(wù)完成情況等計(jì)算，綜合評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

由于本學(xué)期開設(shè)有“鋼筋混凝土肋梁樓蓋設(shè)計(jì)”“單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)”兩個課程設(shè)計(jì)，涉及本課程約2/3 的內(nèi)容，對學(xué)生進(jìn)行了工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)和考核，因此本課程的期末考核采用閉卷考試。試題圍繞課程目標(biāo)的達(dá)成情況設(shè)計(jì)，題型包括選擇題、繪圖題和計(jì)算題，選擇題部分為識記和理解層次，考核學(xué)生對基本概念和設(shè)計(jì)要求的記憶和理解，部分為簡單的計(jì)算和應(yīng)用層次，也包含了個別難度較大的計(jì)算題，如廠房排架柱的內(nèi)力組合；繪圖題為簡單應(yīng)用層次，包括繪制結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖、荷載布置圖、鋼筋布置圖等，主要考核學(xué)生對設(shè)計(jì)原理、方法及構(gòu)造要求的理解和應(yīng)用；計(jì)算題主要為綜合應(yīng)用層次，包括荷載計(jì)算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算等題目，主要考核學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。考核結(jié)束后，計(jì)算課程目標(biāo)的達(dá)成情況，用于課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

3 結(jié)語

針對“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中存在的問題，課程組教師根據(jù)行業(yè)技術(shù)發(fā)展對課程內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)，構(gòu)建了以培養(yǎng)應(yīng)用能力為目標(biāo)的線上線下結(jié)合教學(xué)模式，將課程內(nèi)容中涉及的思政元素融入專業(yè)知識教學(xué)，通過校企合作實(shí)訓(xùn)基地創(chuàng)造真實(shí)工作環(huán)境，并對評價(jià)方式進(jìn)行改革。通過以上的改革實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性明顯提高，應(yīng)用能力也得到明顯提高，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。