胡春紅 趙宇 秦本東 李艷 孟海平

河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000

新工科建設(shè)是高等工程教育為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)而采取的積極行動(dòng)，是以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)對(duì)高等工程教育改革的強(qiáng)烈需求。新工科的“新”不僅僅是建設(shè)全新的工程學(xué)科和專(zhuān)業(yè)，更是要求對(duì)傳統(tǒng)工程學(xué)科和專(zhuān)業(yè)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，以使工程學(xué)科、專(zhuān)業(yè)和人才培養(yǎng)始終處于“新”的狀態(tài)。為了貫徹落實(shí)新工科的教育教學(xué)理念，新工科專(zhuān)業(yè)必須及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)、修訂培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)方案、創(chuàng)新培養(yǎng)模式、改革課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容等，并使這些工作成為新常態(tài)。只有這樣，才能使得新工科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的人才始終滿足當(dāng)前和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

自新工科概念提出以來(lái)，各高校已開(kāi)始從不同層面和不同方面進(jìn)行改革與實(shí)踐。對(duì)廣大一線教師來(lái)說(shuō)，當(dāng)前急需改革的是具體課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，這是達(dá)到新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段與必經(jīng)之路。對(duì)于實(shí)踐性強(qiáng)、與工程實(shí)際聯(lián)系密切的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理課程來(lái)說(shuō)，如果僅注重理論教學(xué)內(nèi)容與方法的改革，就難以從根本上解決課程學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，更無(wú)法使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。本文結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理教學(xué)中存在的具體問(wèn)題，對(duì)“理論+實(shí)踐”課程體系改革進(jìn)行初步探討。

一、課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)提高，但課程學(xué)時(shí)縮減

近幾年來(lái)，人才培養(yǎng)方案的修訂對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生畢業(yè)要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，但畢業(yè)總學(xué)分卻在持續(xù)降低，使得專(zhuān)業(yè)課學(xué)時(shí)必須縮減?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理課程的學(xué)時(shí)由之前的64 個(gè)學(xué)時(shí)下降為56 個(gè)學(xué)時(shí)，如果除去實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，理論課學(xué)時(shí)會(huì)更少。想要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，在不刪減教學(xué)內(nèi)容的前提下，使學(xué)生的學(xué)習(xí)達(dá)成度更高，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難實(shí)現(xiàn)。

（二）課程與工程實(shí)際聯(lián)系密切，但學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)幾乎為零

該課程安排在第五學(xué)期，課程教學(xué)開(kāi)始前學(xué)生參與過(guò)的實(shí)踐活動(dòng)僅有為期兩周的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，可以說(shuō)是幾乎沒(méi)有什么實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，會(huì)頻繁用到構(gòu)造要求，如樓板厚度取值100 mm 或120 mm，混凝土級(jí)別選用C25 或C30 等，這些數(shù)據(jù)或材料的選用是根據(jù)工程施工情況來(lái)確定的，但是很多學(xué)生常常是一頭霧水，有些愛(ài)較真的學(xué)生還會(huì)一再詢問(wèn)怎樣計(jì)算出這些數(shù)值。

（三）課程知識(shí)點(diǎn)繁雜，但學(xué)生對(duì)基本概念的學(xué)習(xí)不夠重視

該課程的主要內(nèi)容涉及材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、受彎構(gòu)件正截面與斜截面設(shè)計(jì)、受壓構(gòu)件正截面與斜截面設(shè)計(jì)、構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)等，其中的專(zhuān)業(yè)名詞、不同構(gòu)件的受力特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、原理分析等知識(shí)點(diǎn)繁雜，且相互間的邏輯性不強(qiáng)，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，很難一下理清頭緒。而部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，常常不重視基本概念，淺嘗輒止，不愿深入挖掘其內(nèi)在含義，這給后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)埋下了隱患。

（四）公式的建立以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，但教學(xué)中實(shí)驗(yàn)與理論的銜接效果較差

該課程所學(xué)習(xí)的公式均是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的半理論半經(jīng)驗(yàn)公式，且公式的應(yīng)用還有相應(yīng)的條件，學(xué)生想要把這些內(nèi)容搞清楚，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)規(guī)律有充分的認(rèn)識(shí)。但在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，任課教師通常只負(fù)責(zé)理論講授，實(shí)驗(yàn)則由實(shí)驗(yàn)室教師負(fù)責(zé)，二者講解的側(cè)重點(diǎn)不同，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法將課堂上所學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)有效銜接，更無(wú)法認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)對(duì)該課程的支撐作用。另外，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，是對(duì)已制作好的成品構(gòu)件直接進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，對(duì)構(gòu)件的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程完全不清楚，從而失去了理論與實(shí)際相結(jié)合的鍛煉機(jī)會(huì)。

（五）想建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，但學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足

多年來(lái)，很多高校都在對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革，如“激勵(lì)式”輔助教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法、混合式教學(xué)法、微課等。本課題組教師也多次嘗試過(guò)不同的教學(xué)手段，其目的都是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式向“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化。這些改革成果的取得，需要學(xué)生有足夠的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，自覺(jué)通過(guò)線上和線下的學(xué)習(xí)以及加強(qiáng)與教師的互動(dòng)來(lái)掌握知識(shí)點(diǎn)。從現(xiàn)狀來(lái)看，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性還是有很大的欠缺，在課時(shí)縮減的情形下，想讓學(xué)生利用較多的課余時(shí)間進(jìn)行線上學(xué)習(xí)或與教師進(jìn)行互動(dòng)還是有較大難度的。

二、具體改革措施

根據(jù)多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，本課程的教學(xué)改革不應(yīng)該是獨(dú)立進(jìn)行的，而要根據(jù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，結(jié)合該課程知識(shí)點(diǎn)繁雜、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、與工程實(shí)際聯(lián)系密切等特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面綜合考慮。

（一）從人才培養(yǎng)方案入手，制訂“理論+實(shí)踐”的新型課程體系

在人才培養(yǎng)方案修訂過(guò)程中，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理課程的學(xué)時(shí)由之前的64 個(gè)學(xué)時(shí)降為56 個(gè)學(xué)時(shí)，考慮到本課程的重要性以及高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，課題組嘗試配套加入了實(shí)踐環(huán)節(jié)“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)綜合訓(xùn)練與實(shí)踐1+1”，為期2 周，與本課程安排在同一學(xué)期。實(shí)踐內(nèi)容包括構(gòu)件設(shè)計(jì)、材料用量計(jì)算、構(gòu)件制作與實(shí)驗(yàn)4 個(gè)方面，要求學(xué)生8～10 人一組，合作完成以下工作：1.設(shè)計(jì)一根單筋矩形截面適筋梁，并繪制配筋圖；2.進(jìn)行鋼筋下料長(zhǎng)度計(jì)算、混凝土配合比及各組分的材料用量計(jì)算；3.綁扎鋼筋骨架、支模板、澆筑混凝土及構(gòu)件拆模與養(yǎng)護(hù)等；4.測(cè)試受力鋼筋的屈服強(qiáng)度和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、對(duì)適筋梁進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。本實(shí)踐環(huán)節(jié)要求學(xué)生全程參與、指導(dǎo)教師跟蹤輔導(dǎo)。通過(guò)實(shí)際操作，學(xué)生可以了解工程設(shè)計(jì)、施工操作和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與分析的全過(guò)程，理解本課程所學(xué)知識(shí)在其中所發(fā)揮的作用。這樣的全過(guò)程參與，不僅激發(fā)了學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣，使他們學(xué)會(huì)如何將理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際，深刻體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)理論的支撐作用，也增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

首次嘗試讓我們感受到“理論+實(shí)踐”的新型課程體系的優(yōu)勢(shì)，但在具體實(shí)施過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，因相關(guān)課程沒(méi)有跟上，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)儀器的使用過(guò)程中存在較大困難，因此在新版人才培養(yǎng)方案中，我們將建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程加至本學(xué)期，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)方面的不足，進(jìn)一步完善“理論+實(shí)踐”的新型課程體系。這樣的改革能夠使相關(guān)課程與實(shí)踐相輔相成，所有課程內(nèi)容均在正常的教學(xué)時(shí)段內(nèi)完成，不會(huì)占用學(xué)生的課余時(shí)間，保證了學(xué)生的參與度，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)達(dá)成度。

（二）合理安排各教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)內(nèi)容，使理論與實(shí)踐高效銜接

課程體系有了保障之后，最重要的就是要合理安排教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)內(nèi)容，保證實(shí)踐與理論的高效銜接，具體程序如下。1.兩門(mén)理論課程同時(shí)開(kāi)課，建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程有實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，可以用來(lái)安排鋼筋應(yīng)變片的粘貼任務(wù)。2.當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理教師介紹完單筋矩形截面的承載力設(shè)計(jì)后，開(kāi)始完成實(shí)踐環(huán)節(jié)的第一周任務(wù)，即構(gòu)件設(shè)計(jì)、材料用量計(jì)算與構(gòu)件制作。3.繼續(xù)進(jìn)行理論課的講授。當(dāng)構(gòu)件養(yǎng)護(hù)實(shí)驗(yàn)滿28天后，理論課已將受彎構(gòu)件的變形與裂縫計(jì)算講完，建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)也已先期結(jié)束。此時(shí)可安排實(shí)踐環(huán)節(jié)的第二周任務(wù)，先測(cè)試鋼筋與混凝土的實(shí)際強(qiáng)度，然后進(jìn)行適筋梁的加載實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與報(bào)告撰寫(xiě)工作。4.完成最后的理論課內(nèi)容，進(jìn)入復(fù)習(xí)階段，將實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論知識(shí)之間的相互聯(lián)系進(jìn)行串講與總結(jié)，幫助學(xué)生梳理所有過(guò)程；通過(guò)回顧與情景再現(xiàn)，使學(xué)生充分理解所學(xué)知識(shí)對(duì)工程實(shí)際的支撐作用，深刻體驗(yàn)對(duì)知識(shí)的獲得感，從而激發(fā)他們對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)積極性。

（三）配備足夠多的教師對(duì)實(shí)踐進(jìn)行全程指導(dǎo)，讓教學(xué)改革工作精準(zhǔn)落地

從前面兩項(xiàng)措施可以看到，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，所有工作都需要學(xué)生自主完成，他們不僅要用到混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理和建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的知識(shí)，還會(huì)用到前期課程土木工程材料和后續(xù)課程土木工程施工的部分知識(shí)，同時(shí)還要查閱《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》等行業(yè)規(guī)范。學(xué)生第一次進(jìn)行如此大信息量的綜合訓(xùn)練，會(huì)有大量的理論問(wèn)題和實(shí)際操作問(wèn)題需要指導(dǎo)教師及時(shí)提供幫助，因而教師的指導(dǎo)工作量是非常大的。在目前高校普遍大班授課的情形下，如果不能把細(xì)節(jié)工作做到位，那么教學(xué)改革只能是“紙上談兵”，而學(xué)生想要有真正的收獲，必須配備足夠的教師對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)全程指導(dǎo)。

一般的大班授課，通常是3～4 個(gè)班，每個(gè)小組8～10人，也就是每班3組。在實(shí)踐環(huán)節(jié)的第一周，每班至少配備一位指導(dǎo)教師，協(xié)助學(xué)生完成構(gòu)件設(shè)計(jì)與材料用量計(jì)算；進(jìn)行構(gòu)件制作時(shí)，則還需再安排一名實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)專(zhuān)門(mén)人員共同輔導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)；進(jìn)行構(gòu)件拆模后，由小組成員輪流養(yǎng)護(hù)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)的第二周，對(duì)所有的實(shí)驗(yàn)，每組均安排一位指導(dǎo)教師，跟蹤指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原理，引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與所學(xué)理論知識(shí)相結(jié)合；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與報(bào)告撰寫(xiě)時(shí)，每班安排一位教師指導(dǎo)即可；答辯匯報(bào)時(shí)則由所有指導(dǎo)教師參與評(píng)審。

完成這項(xiàng)改革是不易的，它需要多名教師的共同努力，但只有這樣才能讓教學(xué)改革工作精準(zhǔn)落地，才能讓學(xué)生真正地從中受益。

（四）精心設(shè)計(jì)理論課教學(xué)內(nèi)容與手段，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

傳統(tǒng)課堂講授是學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的過(guò)程，想要提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，必須讓學(xué)生參與到課堂中來(lái)。本次改革將微課、討論與翻轉(zhuǎn)課堂引入理論課的正常教學(xué)環(huán)節(jié)中，保證每個(gè)學(xué)生都能參與進(jìn)來(lái)，以發(fā)掘、提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力?？紤]到混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，所涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)繁雜，需要具有一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)之后才能進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)，所以必須精心設(shè)計(jì)理論教學(xué)內(nèi)容及采用合適的教學(xué)手段，這樣才能獲得最佳的教學(xué)效果。建議將基礎(chǔ)類(lèi)內(nèi)容，如受彎構(gòu)件正截面承載力分析等安排為課堂講授；對(duì)提升類(lèi)內(nèi)容，如偏心受力構(gòu)件斜截面受剪承載力等可采用微課方式；對(duì)與實(shí)踐環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)性較大的內(nèi)容，如受彎構(gòu)件受剪性能試驗(yàn)研究等可采用分組討論的方式；對(duì)學(xué)生在已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)自學(xué)能夠掌握的內(nèi)容，如T 形截面受彎承載力計(jì)算例題等，可采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式。

（五）科學(xué)制訂各環(huán)節(jié)考核方式，引導(dǎo)學(xué)生重視學(xué)習(xí)過(guò)程

考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的有效手段。單一的結(jié)課考核方式會(huì)使學(xué)生只重結(jié)果不重過(guò)程，過(guò)于復(fù)雜的考核方式會(huì)使教師的工作量大幅增加而難以落實(shí)。在此次改革中，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理課程的考核方式由“期末考試（占60%）+平時(shí)成績(jī)（占20%）+過(guò)程考核（占20%）”三部分構(gòu)成，其中平時(shí)成績(jī)包括出勤與作業(yè)，過(guò)程考核包括微課學(xué)習(xí)、討論與翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)情況。建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的考核由“期末考試（占50%）+平時(shí)成績(jī)（占20%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占30%）”三部分構(gòu)成。實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核由“實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)（占40%）+實(shí)訓(xùn)報(bào)告（占40%）+答辯（占20%）”三部分構(gòu)成。這樣的綜合考核方式，不僅讓學(xué)生重視結(jié)課時(shí)對(duì)知識(shí)的回顧、鞏固和總結(jié)，也讓學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)或參與過(guò)程，從而加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，提高學(xué)習(xí)達(dá)成度。

三、結(jié)論

對(duì)于實(shí)踐性強(qiáng)、與工程實(shí)際聯(lián)系密切的課程，單一的課程改革難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，而“理論+實(shí)踐”的新型課程體系改革是一個(gè)新的思路，打破了傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽(tīng)的“單向培養(yǎng)”教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生走出教室，實(shí)實(shí)在在地經(jīng)歷工程設(shè)計(jì)、施工操作和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與分析的全過(guò)程，在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中深入理解、掌握理論知識(shí)。當(dāng)然，改革不是一蹴而就的，也不是一路平坦的，但是看到學(xué)生對(duì)實(shí)操過(guò)程的極大興趣、學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的明顯提高、學(xué)生通過(guò)實(shí)操激發(fā)出的潛在能力，我們受到了莫大的鼓舞。我們甘愿在逐步解決困難、完善“學(xué)、導(dǎo)、教”的過(guò)程中將改革進(jìn)行到底。