新工科背景下“混凝土結構基本原理”課程教學改革研究

路 丹

（南寧理工學院 廣西 桂林 541006）

新工科強調對傳統工科專業的改造升級，以培養出具備創新精神和實踐能力的復合型人才。作為土木工程專業的核心課程，“混凝土結構基本原理”對于培養學生的專業素養和實踐能力具有重要意義。然而，傳統的課程教學模式存在諸多問題，嚴重制約著課程的教學效果和學生的專業發展[1]。因此，在新工科背景下，對“混凝土結構基本原理”課程進行教學改革勢在必行。

1 新工科背景下課程改革的必要性

1.1 傳統課程教學模式存在不足

傳統的“混凝土結構基本原理”課程教學內容主要基于教材，而教材的更新往往跟不上科研和工程實踐的發展，從而導致學生所學的知識與實際應用存在一定程度的脫節。另外，大部分教師都是采用講授式教學向學生灌輸知識，學生在課堂上只能被動接受。這種方式限制了學生的主動思考和參與，也不利于培養學生的創新思維和解決問題的能力。此外，實驗課程次數較少，且實驗內容比較固定，學生動手操作的機會有限，所以學生很難真正理解和掌握混凝土結構的基本原理[2]。

1.2 課程改革對于提高學生創新和實踐能力的意義

在新工科背景下，“混凝土結構基本原理”課程在改革的過程中，通過引入最新的科研成果和工程實踐，能夠使教學內容更加豐富，激發學生濃厚的學習興趣，使學生在校內就能掌握本專業領域的前沿知識。另外，課程改革還能增加實踐教學在“混凝土結構基本原理”課堂教學中的占比，通過增加實驗課程、工程實踐項目等方式提供更多的實踐機會和資源，提高學生的實踐能力和解決問題的能力。

2 “混凝土結構基本原理”課程的教學特征和改革困境

2.1 課程特征

2.1.1 理論與實踐結合

混凝土結構基本原理課程不僅涉及理論知識的傳授，還需要大量的實踐應用知識。學生在課堂上需要通過實驗、實踐等方式，才能理解和掌握混凝土結構的基本原理和應用。

2.1.2 課程內容繁多

該課程內容既涵蓋了材料的基本性能、結構設計方法以及拉壓彎剪扭等五種基本受力變形下構件承載力的計算，又探討了構件的裂縫計算和撓度計算等問題。再加上設計計算與構造規定并重，學生在學習過程中需要掌握的知識點較多。

2.1.3 前沿性和創新性要求高

新工科背景下的混凝土結構基本原理課程需要關注最新的科研成果和工程實踐，將最新的混凝土結構技術、材料和工藝引入課堂，培養學生的創新思維和實踐能力。

2.2 改革困境

2.2.1 傳統教學觀念的制約

傳統的教學觀念注重知識的傳授和記憶，而忽視了學生主動思考能力和創新能力的培養。在新工科背景下，教師需要轉變教學觀念，課堂教學要以學生為中心，才能增強學生的思維能力和應用能力[3]。

2.2.2 教學資源不足

混凝土結構基本原理課程需要大量的教學資源支持，如實驗設備、實踐基地等。然而，部分學校可能面臨教學資源不足的問題，自然也就對課程改革造成一定的制約[4]。

2.2.3 評價體系改革難度大

傳統的評價體系主要以考試成績為主，難以全面反映學生的綜合素質和實踐能力。在新工科背景下建立科學、合理的評價體系是課程改革中需要解決的一個重要問題，這需要相關學科的教育工作者積極探索多元化的評價方式和方法，如實踐項目評價、團隊合作評價等，才能對學生做出客觀的評價。

3 新工科背景下“混凝土結構基本原理”課程改革的具體措施

3.1 教學內容的調整與更新

在新工科背景下，教學內容的調整與更新是“混凝土結構基本原理”課程改革的首要任務。對于繁多的課程內容，可以通過導入實際的混凝土結構工程案例，引導學生分析該結構的材料種類、結構受荷方式、荷載傳遞路徑及結構使用過程中的狀態，以此作為本課程教學的切入點，將課程內容進行模塊化重構，根據模塊內容調整授課順序：緒論→混凝土結構材料性能→混凝土結構設計方法→梁板受彎承載力計算→梁板受剪承載力計算→梁受扭承載力計算→正常使用極限狀態驗算→梁板截面構造→柱軸心受力承載力計算→柱偏心受力承載力計算→柱截面構造→預應力構件設計。通過案例的引入和分析，以及課程內容的模塊化重構，不僅使學生獲得清晰的混凝土結構設計思路及整體學習思路，還進一步揭示了教材的各種知識點可以用于解決何種工程實際問題。同時將BIM 技術和裝配式混凝土結構施工技術引入混凝土結構基本原理課程教學中，強化新技術和傳統知識點的融合。教師利用BIM技術建立建筑物模型，利用三維模型使學生更直觀地了解建筑結構中梁、板、柱各種結構構件中鋼筋的布置位置、布置數量、構造要求等知識點。另外，為了讓學生接觸到該領域較先進的知識和技術，教師在選擇教材時除了注重內容的前沿性之外，也要考慮到教材理論與實踐的緊密結合，同時還可為學生推薦一些國內外比較權威的參考資料，這樣才能讓學生掌握該領域較新的研究成果和工程實踐經驗。此外，教師還應不定期地對課堂教學內容和學習參考資料進行調整和更新，保證學術材料的時效性和適用性。教學初期階段，“混凝土結構基本原理”課程的教學內容應以混凝土結構的基本原理、材料特性和設計方法等內容為主，通過系統性地學習幫助學生建立扎實的知識結構體系，從而為學生后續的學習和實踐提供有力的支撐。

3.2 教學方法創新

在新工科背景下，教學方法的改進對于提高“混凝土結構基本原理”課程的教學效果也非常重要。教師可以在課堂上引入啟發式教學，通過問題引導和小組討論的方式，鼓勵學生自主思考。教師可以提出一些關于混凝土結構強度的問題讓學生自行查閱資料、設計實驗，學生通過自己的努力得出結論。課堂上，教師可組織學生對案例工程進行小組討論，鼓勵他們從多個角度提出解決方案。通過小組討論的方式不僅能夠培養學生的團隊合作精神，還能鍛煉他們解決實際工程問題的能力。案例分析也能引導學生自主將理論知識與工程具體問題結合在一起。此外，為了使教學內容和教學方法更加豐富，教師還要在課堂上積極運用現代教育技術，通過多媒體網絡教學平臺等技術手段為學生提供更為豐富的學習資源和靈活的學習方式。例如，教師可以利用虛擬仿真技術讓學生在計算機上模擬混凝土結構的施工過程、受力分析等，學生通過虛擬仿真實驗就能更加直觀地了解混凝土結構的工作原理和特性。此外，網絡教學平臺可以為學生提供在線學習資源和學習支持，方便學生進行自主學習和交流[5]。

3.3 實踐教學強化

“混凝土結構基本原理”課程是一門實踐性較強的課程，學生在課堂上掌握的知識點都是為后期的應用做好準備，所以課程改革過程中必須增加實踐教學的比重。首先，在課程安排上可以適當增加實驗課程，如：針對混凝土結構的特性，設置混凝土配合比設計、混凝土抗壓強度測試、梁板柱的模型制作與加載實驗等方面的試驗項目，促使學生通過實驗了解混凝土結構的性能和設計過程。為了增強實驗效果，學校還要增加購買實驗設備和儀器方面的投資，加強對設備的維護和管理，確保設備的正常運行和使用效果。其次，積極開展工程實踐項目。學校可以與建筑企業或者施工單位建立合作關系，為學生提供項目實習機會，鍛煉學生的實踐能力。教師也要組織學生構建實踐隊伍，充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵學生在實踐過程中利用課堂上學習的知識解決問題。最后，學校與企業共同搭建校企合作平臺[6]。一方面學校安排學生到合作企業實習，鼓勵學生積極參與工程項目設計、施工和管理，另一方面則要從合作企業中邀請行業專家或者工程師到學校擔任兼職導師，從實踐和技術層面對學生進行指導，為學生提供更多的實踐經驗和職業發展建議。

3.4 評價機制改革

在新工科背景下，傳統的評價機制已經無法滿足“混凝土結構基本原理”課程的評價要求，所以在“混凝土結構基本原理”課程改革過程中，也要對評價機制進行改革，這樣才能更好地反映出學生的真實情況。建立多元化的評價體系是評價機制改革的第一步，在對學生的學習成果進行評價時，既要注重其對理論知識的掌握也要強調其實踐能力的體現。除了傳統的期末考試評價之外，教師還要增加對學生平時成績評價的比重，重點對學生在課堂、實驗操作、小組討論中的表現進行評價，通過觀察學生在課堂上的表現，如提問、回答問題、小組討論等，評價他們的學習態度和課堂參與度。在對學生實驗操作中的表現進行評價時，除了關注實驗結果之外，也要對學生的實驗操作過程、實驗報告的撰寫等方面進行評價，確保學生真正掌握實驗技能和實驗方法[7]。教師在對學生的實踐能力進行評價時，可以要求學生自主完成一個完整的工程項目報告，報告的內容要同時覆蓋項目背景、方案設計、實施過程、結果分析等。然后還可以針對混凝土結構的相關問題組織學生進行小組討論，評價學生的溝通能力、團隊協作能力和創新思維能力。

4 結語

總而言之，在新工科背景下，“混凝土結構基本原理”課程開展教學改革的過程中，本文深入探討了改革的必要性和重要性，并提出具體的改革措施，希望能夠通過課程改革使學生更好地滿足新工科背景下的教育要求和社會需求。然而，“混凝土結構基本原理”課程改革并非一蹴而就，而是需要持續的努力和探索。未來的教學實踐中，相關領域的教育工作者需要進一步深化改革，不斷完善和優化教學體系，才能更好地滿足學生的學習需求和行業發展需要。