黃 信，齊 麟，陳 宇，閆曉榮

(中國(guó)民航大學(xué) 交通科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300300)

一、研究背景

新工科建設(shè)強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，更加重視學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的創(chuàng)新應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。同時(shí)，工程專業(yè)認(rèn)證對(duì)本科教學(xué)的創(chuàng)新能力也提出了具體要求。為促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展，提高專業(yè)認(rèn)證實(shí)力，學(xué)生工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高校土木工程專業(yè)教育研究的重要方向。鐘登華等[1]闡述了新工科建設(shè)的內(nèi)涵及其特征，并提出要重點(diǎn)把握學(xué)與教、實(shí)踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國(guó)際化3個(gè)任務(wù)。王巖等[2]分析了國(guó)外4所著名高校法規(guī)類課程的建設(shè)情況，從課程基本信息、教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容和教學(xué)方法4個(gè)方面提出了課程建設(shè)的思路和方向。杜巖等[3]對(duì)土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了探討。肖桃李等[4]分析了土木工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)去向及崗位分布，對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂，并對(duì)指標(biāo)點(diǎn)和畢業(yè)達(dá)成度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。王達(dá)詮等[5]從學(xué)習(xí)者的建構(gòu)主義認(rèn)知發(fā)展規(guī)律出發(fā)，分析結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的內(nèi)容特點(diǎn)及其在人才培養(yǎng)體系中的地位，逆向設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的混合式教學(xué)模式。袁煥鑫等[6]介紹了約翰·霍普金斯大學(xué)土木工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)其專業(yè)課程設(shè)置進(jìn)行了分析，闡述了工程結(jié)構(gòu)發(fā)展演變和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩門專業(yè)必修理論課程的教學(xué)內(nèi)容和方法。占玉林等[7]以新工科建設(shè)為背景，探索國(guó)際競(jìng)賽為依托的實(shí)踐教學(xué)模式，從目標(biāo)定位、創(chuàng)新導(dǎo)向、知識(shí)拓展、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升等方面對(duì)實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行了探索。曹珊珊等[8]采用逆向設(shè)計(jì)方法對(duì)土木工程專業(yè)課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)以提高教學(xué)效果。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法通過開展項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)執(zhí)行和評(píng)估反饋，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。盧小花[9]分析了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法的特征，并對(duì)其實(shí)施過程進(jìn)行了探討。李岳等[10]對(duì)有限元課程中的懸臂梁建模知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)，指出以問題為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)可以鍛煉學(xué)生綜合研究能力。曹永紅等[11]從問題設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)策略等方面進(jìn)行了PBL教學(xué)模式改革。高等學(xué)校具有教書育人和科學(xué)研究的雙重任務(wù)，應(yīng)利用科教融合提高教學(xué)質(zhì)量，明確科教融合的切入點(diǎn)及與之相適應(yīng)的教學(xué)模式。姜義成等[12]分析了科教融合的現(xiàn)狀及其存在問題，并對(duì)高校開展科教融合提出了具體建議。東明等[13]通過高校與研究院所之間的合作，探討了科教融合在組織機(jī)構(gòu)、考核機(jī)制及課程教學(xué)改革等方面的特點(diǎn)和存在問題。劉莉君等[14]分析了目前科教融合教學(xué)的現(xiàn)狀，并分析了卓越人才培養(yǎng)和科教融合的重要意義，探索將科研融入本科課程教學(xué)和創(chuàng)新項(xiàng)目的具體路徑。羅洪光[15]針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程開展了科教融合教學(xué)探索，探討了科教融合的切入點(diǎn)及其課外科研資源的利用。

為民航強(qiáng)國(guó)培養(yǎng)行業(yè)高端技術(shù)人才，應(yīng)重視學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。大跨結(jié)構(gòu)課程是中國(guó)民航大學(xué)土木工程專業(yè)的特色課程，航站樓、飛機(jī)維修庫(kù)等大跨結(jié)構(gòu)屬于民航機(jī)場(chǎng)工程的典型結(jié)構(gòu)形式。以大跨結(jié)構(gòu)課程為依托，在工程案例分析、線上教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和科教融合教學(xué)等方面開展教學(xué)實(shí)踐，為土木工程專業(yè)認(rèn)證和新工科建設(shè)提供有力支撐。

二、基于新工科理念的創(chuàng)新能力培養(yǎng)

新工科建設(shè)是國(guó)家層面上應(yīng)對(duì)新經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)、服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，而對(duì)工程教學(xué)提出的教育改革。新工科在人才培養(yǎng)方面提出從傳統(tǒng)的理論研究型向重能力的應(yīng)用型方向轉(zhuǎn)變，更加突出人才的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

大跨結(jié)構(gòu)課程是一門面向本科生介紹大跨結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)、大跨結(jié)構(gòu)體系概念設(shè)計(jì)及施工的土木工程專業(yè)課程，是在掌握鋼結(jié)構(gòu)基本理論知識(shí)下進(jìn)一步學(xué)習(xí)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的課程。大跨結(jié)構(gòu)在民用機(jī)場(chǎng)建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用空間，尤其是大型航站樓和飛機(jī)維修庫(kù)，因此，在大跨結(jié)構(gòu)課程中突出工程實(shí)踐尤為重要。由于大跨結(jié)構(gòu)屬于空間結(jié)構(gòu)體系，大跨結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)難度較大。為促進(jìn)課程教學(xué)效果，在課程教學(xué)中結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系分析，同時(shí)結(jié)合工程案例講解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(一)課程教學(xué)突出案例教學(xué)和興趣引導(dǎo)

由于大跨結(jié)構(gòu)理論性強(qiáng)，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)體系分類的掌握和理解，需要教師在實(shí)踐教學(xué)中不斷優(yōu)化教學(xué)方案。大跨結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)受力體系，為提高學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)理論知識(shí)點(diǎn)的掌握，在教學(xué)中突出興趣引導(dǎo)，積極豐富教學(xué)案例，以實(shí)際工程為講解對(duì)象，講解理論知識(shí)，同時(shí)突出結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的實(shí)踐性和創(chuàng)新性，在課程教學(xué)中以北京大興機(jī)場(chǎng)航站樓、天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓、飛機(jī)維修庫(kù)等復(fù)雜大跨結(jié)構(gòu)建筑為工程實(shí)例，講解大跨工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的實(shí)際問題，包括建筑方案、工程造價(jià)、場(chǎng)地條件等方面，從而確定合理的結(jié)構(gòu)方案，包括大跨結(jié)構(gòu)體系及跨度選擇。例如，飛機(jī)維修庫(kù)主要采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，為便于飛機(jī)進(jìn)出機(jī)庫(kù)，應(yīng)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的周邊支撐情況進(jìn)行分析，以滿足飛機(jī)維修庫(kù)的使用功能要求；對(duì)于中小型機(jī)場(chǎng)航站樓的屋蓋可采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，而對(duì)于大型機(jī)場(chǎng)航站樓，由于建筑造型及跨度要求，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)網(wǎng)架、網(wǎng)殼或張弦組合結(jié)構(gòu)等多種大跨結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)選，通過結(jié)構(gòu)受力分析、成本對(duì)比、建筑功能實(shí)現(xiàn)等確定適用于大跨航站樓的最優(yōu)方案。在大跨結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中通過實(shí)際工程講解，突出理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生成立學(xué)習(xí)興趣小組，選擇一個(gè)典型的大跨建筑進(jìn)行探討，授課教師參與指導(dǎo)，讓學(xué)生主動(dòng)了解大跨建筑的結(jié)構(gòu)體系、桿件布置及其設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)，通過掌握大跨建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工知識(shí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(二)結(jié)合工程案例分析強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)

大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，主要是鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。在大跨結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中引入實(shí)際工程問題，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料以了解工程案例問題，并分析問題存在的原因，在課堂教學(xué)中通過討論及指導(dǎo)，提出工程問題的解決方案。結(jié)合實(shí)際工程案例開展教學(xué)和討論，針對(duì)天津機(jī)場(chǎng)某飛機(jī)維修庫(kù)大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從滿足建筑跨度要求方面，鍛煉學(xué)生對(duì)大跨結(jié)構(gòu)體系的選型能力，從滿足飛機(jī)維修庫(kù)使用功能方面，要求學(xué)生對(duì)維修庫(kù)的飛機(jī)入口進(jìn)行設(shè)計(jì)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)建筑入口設(shè)置大型門洞會(huì)影響網(wǎng)架支座布置的實(shí)際問題進(jìn)行思考，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立提出網(wǎng)架支座布置的解決方案。結(jié)合建筑功能要求，使學(xué)生掌握大跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的屋面排水、維修設(shè)備安裝預(yù)留接口等實(shí)際工程問題。為培養(yǎng)學(xué)生從事土木工程專業(yè)的責(zé)任心，針對(duì)福建欣佳酒店倒塌事件布置討論題目，讓學(xué)生自主查找相關(guān)學(xué)習(xí)資料和知識(shí)，通過圖書及網(wǎng)絡(luò)資料了解討論題目的概況，并根據(jù)自己對(duì)實(shí)際工程的理解，分析工程項(xiàng)目存在的問題及其解決措施，在課堂教學(xué)中指導(dǎo)教師通過對(duì)工程概況、設(shè)計(jì)和施工情況的講解，引導(dǎo)學(xué)生分析工程倒塌原因并開展討論，要求學(xué)生從荷載取值、設(shè)計(jì)分析、施工質(zhì)量、使用維護(hù)等方面進(jìn)行梳理，鍛煉學(xué)生利用理論知識(shí)分析和解決工程問題的能力(圖1)，在工程設(shè)計(jì)和施工中常懷敬畏之心，做一名有擔(dān)當(dāng)?shù)拿窈酵聊救恕?/p>

圖1 工程案例分析

三、利用線上教學(xué)資源提高教學(xué)效果

信息化技術(shù)的快速發(fā)展，線上教學(xué)資源十分豐富，線上教學(xué)是傳統(tǒng)線下課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充。本課程利用雨課堂、釘釘會(huì)議等軟件開展了線上教學(xué)工作，同時(shí)利用問卷星等線上程序進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和課程作業(yè)分析，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行監(jiān)管。

(一)課程教學(xué)調(diào)查分析

利用線上教學(xué)資源，設(shè)置了調(diào)查問卷，針對(duì)課程授課內(nèi)容和學(xué)生興趣開展調(diào)研。其中，授課內(nèi)容主要為計(jì)算理論、工程設(shè)計(jì)、工程施工以及大跨結(jié)構(gòu)發(fā)展等，同時(shí)對(duì)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)情況進(jìn)行了調(diào)研。

問卷調(diào)查內(nèi)容包括學(xué)生希望課程重點(diǎn)講解內(nèi)容、學(xué)生課前課后學(xué)習(xí)習(xí)慣、課堂互動(dòng)方式等，對(duì)69份有效問卷的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)(圖2)，學(xué)生希望課程教學(xué)中更多結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行講解，這和以工程案例分析為講解手段的教學(xué)初衷較為一致，也說(shuō)明培養(yǎng)具有綜合能力的應(yīng)用型人才是新工科建設(shè)的需要，也是學(xué)生的自我定位。同時(shí)，大部分學(xué)生認(rèn)可課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的重要性，但部分學(xué)生忽視課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。該問卷調(diào)查也為課程的教學(xué)管理提供了依據(jù)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)方法改革，細(xì)化授課內(nèi)容，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的指導(dǎo)和監(jiān)督，從而提升授課班級(jí)的整體教學(xué)水平。

圖2 課程教學(xué)調(diào)查

(二)課程教學(xué)效果評(píng)價(jià)

充分發(fā)揮在線資源跟蹤、分析、統(tǒng)計(jì)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的課后指導(dǎo)和督促，系統(tǒng)分析學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況并開展差異化教學(xué)指導(dǎo)。根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，制定每章節(jié)對(duì)應(yīng)的課后習(xí)題(圖3)，利用在線教學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)學(xué)生答題結(jié)果的系統(tǒng)分析，明確學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)，采取課堂強(qiáng)化講解、課后輔導(dǎo)等措施提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率；同時(shí)，利用在線教學(xué)評(píng)價(jià)信息可以及時(shí)掌握學(xué)生課后復(fù)習(xí)情況，從而有針對(duì)性地對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行督導(dǎo)。例如，通過學(xué)生對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)分析題目的答題情況，可以較準(zhǔn)確掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，78%的學(xué)生掌握了該項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)，近20%的學(xué)生并沒有理解幾何不變體系必要條件的本質(zhì)，通過課堂提問和課后指導(dǎo)了解部分學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解誤區(qū)，并在課程答疑環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化指導(dǎo)。

圖3 課后習(xí)題及分析

(三)線上教學(xué)平臺(tái)資源利用

利用中國(guó)大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線國(guó)家精品課程等平臺(tái)，授課教師可以選擇符合課程教學(xué)要求的資源讓學(xué)生作為課后學(xué)習(xí)資料，如，在學(xué)堂在線上選擇了西安建筑科技大學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三章大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的視頻教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生作為課前預(yù)習(xí)材料進(jìn)行學(xué)習(xí)。

同時(shí)結(jié)合大跨結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和理解能力，并拓寬學(xué)生的專業(yè)綜合能力。利用線上專業(yè)教學(xué)資源進(jìn)一步豐富課程的教學(xué)內(nèi)容，如，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院建研科技教育創(chuàng)新中心發(fā)起的建筑云聯(lián)盟平臺(tái)通過行業(yè)直播、在線講座等方式，整合建筑領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)資源，打造專業(yè)權(quán)威的技術(shù)學(xué)習(xí)與交流平臺(tái)。利用線上教學(xué)資源拓寬學(xué)生的知識(shí)面，如，針對(duì)北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講解，使學(xué)生從大跨結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維管理等多維度掌握大跨結(jié)構(gòu)知識(shí)。

(四)線上教學(xué)資源的選擇

線上教學(xué)方式及線上教學(xué)資源有效提高了課程教學(xué)效果，豐富了教學(xué)資源，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，但由于線上教學(xué)資源較多，質(zhì)量參差不齊。為確保線上教學(xué)的效果和質(zhì)量，授課教師有必要結(jié)合課程培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)線上教學(xué)資源進(jìn)行甄別，選擇和課程結(jié)合度較高的資源提供給學(xué)生學(xué)習(xí)，為學(xué)生選擇合適的線上教學(xué)資源提供依據(jù)和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)線上教學(xué)資源的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。

四、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)及科教融合教學(xué)實(shí)踐

土木工程專業(yè)是傳統(tǒng)工科類專業(yè)，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，為提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)效果，在課程教學(xué)過程中采用了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式開展部分知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)工作(圖4)，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

(一)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

人才培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生能運(yùn)用基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)解決復(fù)雜工程問題。傳統(tǒng)教學(xué)模式側(cè)重于基本理論知識(shí)的教學(xué)，新工科建設(shè)則更加注重學(xué)生分析和解決具體問題能力的培養(yǎng)，應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，而項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以項(xiàng)目為依托，結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

由于大跨結(jié)構(gòu)課程涉及的前期課程包括建筑材料、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，學(xué)生對(duì)大跨結(jié)構(gòu)的掌握需要綜合多門課程的知識(shí)點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的教學(xué)指導(dǎo)方法難以達(dá)到預(yù)期效果。在課程教學(xué)過程中針對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法開展學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和指導(dǎo)。根據(jù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的總體思路，結(jié)合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，開展項(xiàng)目教學(xué)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目執(zhí)行管控和項(xiàng)目實(shí)施效果評(píng)估反饋。項(xiàng)目教學(xué)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)要突出問題導(dǎo)向，在理解網(wǎng)架結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)的前提下，提升學(xué)生創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)；項(xiàng)目執(zhí)行管控中要明確學(xué)生階段性的成果要求，監(jiān)控學(xué)生的項(xiàng)目執(zhí)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并給予指導(dǎo)；項(xiàng)目實(shí)施效果評(píng)估反饋要對(duì)學(xué)生的過程性學(xué)習(xí)與最終成果進(jìn)行測(cè)評(píng)，并利用測(cè)評(píng)結(jié)果全方位評(píng)估，從而提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。

大跨結(jié)構(gòu)課程中的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容如圖5所示，首先，在課堂上講解網(wǎng)架初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要點(diǎn)，包括初步設(shè)計(jì)深度、網(wǎng)架高度確定依據(jù)、桿件尺寸確定標(biāo)準(zhǔn)及工程造價(jià)控制方法；然后，制定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)任務(wù)書，給出網(wǎng)架建筑需要滿足的跨度要求，網(wǎng)架使用環(huán)境情況及當(dāng)前市場(chǎng)上鋼材等材料的價(jià)格，并提出初步設(shè)計(jì)的任務(wù)指標(biāo)，即根據(jù)建筑跨度要求確定網(wǎng)架高度、網(wǎng)架桿件尺寸、網(wǎng)架支座布置及其形式，初步確定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的造價(jià)及項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的進(jìn)度要求。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要學(xué)生在課后獨(dú)立完成，指導(dǎo)教師為學(xué)生提供相關(guān)設(shè)計(jì)資料，并指導(dǎo)學(xué)生查找相關(guān)資料，在學(xué)生獨(dú)立完成網(wǎng)架初步設(shè)計(jì)過程中，關(guān)注學(xué)生的任務(wù)完成進(jìn)度和完成質(zhì)量。學(xué)生提交項(xiàng)目式學(xué)習(xí)成果材料，指導(dǎo)教師結(jié)合初步設(shè)計(jì)要求、時(shí)間進(jìn)度及創(chuàng)新能力等方面對(duì)成果材料進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的掌握情況和對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。通過網(wǎng)架初步設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在支座選型及結(jié)構(gòu)造價(jià)管控方面缺少系統(tǒng)性訓(xùn)練，其原因主要是課程理論教學(xué)偏重計(jì)算分析和結(jié)構(gòu)體系概念講解，而對(duì)于需要結(jié)合工程實(shí)際做出具體分析的知識(shí)內(nèi)容缺少講解或在教學(xué)中被忽視。通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)可以加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為完成初步設(shè)計(jì)的造價(jià)成本分析，需要查找相關(guān)成本控制標(biāo)準(zhǔn)，并通過項(xiàng)目成本分析對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化分析，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)讓學(xué)生真正體會(huì)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高了學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的綜合能力。

圖4 課程教學(xué)引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和科教融合方法

圖5 網(wǎng)架初步設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)

(二)科教融合教學(xué)實(shí)踐

科教融合是近年來(lái)中國(guó)高校教學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要理念，其本質(zhì)是將科研與教學(xué)相結(jié)合，通過融入教師的科研成果以豐富教學(xué)內(nèi)容。大學(xué)教師在從事教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，結(jié)合自身的研究興趣開展科學(xué)研究工作，如果能將教師科研工作的部分成果應(yīng)用到教學(xué)中，將極大促進(jìn)課程教學(xué)效果，同時(shí)為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提供動(dòng)力。

在大跨結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中堅(jiān)持科教融合理念，通過教學(xué)組織、考核機(jī)制的建設(shè)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新實(shí)踐能力、科研能力的高端人才。結(jié)合教師長(zhǎng)期從事大跨結(jié)構(gòu)抗震性能研究的經(jīng)驗(yàn)，在大跨結(jié)構(gòu)課程講授中，選擇大跨結(jié)構(gòu)多維多點(diǎn)抗震分析、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)改革。向?qū)W生講解大跨結(jié)構(gòu)多維多點(diǎn)抗震及網(wǎng)殼穩(wěn)定性分析的研究現(xiàn)狀、研究方法及其目前存在的問題，指導(dǎo)學(xué)生掌握科技文獻(xiàn)檢索方法，引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，了解并掌握大跨結(jié)構(gòu)抗震具體分析方法，明確結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的目的和方法，對(duì)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生開展結(jié)構(gòu)分析軟件的教學(xué)指導(dǎo)。同時(shí)，結(jié)合授課教師科研成果中的大跨結(jié)構(gòu)實(shí)際工程案例，有針對(duì)性地設(shè)置大跨結(jié)構(gòu)抗震和網(wǎng)殼穩(wěn)定性知識(shí)點(diǎn)，以小組為單位指導(dǎo)學(xué)生開展專題討論，從問題提出、問題分析、問題處理和總結(jié)等方面，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研能力。通過科教融合，體現(xiàn)差異化教學(xué)，根據(jù)不同學(xué)生的接受情況開展教學(xué)和指導(dǎo)，該項(xiàng)教學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn)是拓寬學(xué)生知識(shí)面并提高學(xué)生興趣，對(duì)部分有興趣的學(xué)生可以進(jìn)一步加強(qiáng)科研能力的培養(yǎng)，如文獻(xiàn)閱讀、計(jì)算軟件使用、科技論文撰寫等。

五、結(jié)語(yǔ)

新工科建設(shè)突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，結(jié)合大跨結(jié)構(gòu)課程開展學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實(shí)踐，在大跨結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中重視實(shí)際工程案例講解和分析，以提高學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程問題的分析和處理能力。利用線上教學(xué)資源優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，通過問卷調(diào)查評(píng)價(jià)課程教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)選擇線上教學(xué)資源，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，但應(yīng)重視對(duì)線上教學(xué)資源的甄別。在課程教學(xué)中開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和科教融合教學(xué)實(shí)踐，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。2020年期末考試成績(jī)90分以上的學(xué)生占比由2019年的22%增加至35%，同時(shí)，獲天津市大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，說(shuō)明大跨結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革有效提升了學(xué)生課程成績(jī)和創(chuàng)新能力。