三位一體教學(xué)模式在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程中的探索與實(shí)踐

劉陽冰 陳孝珍 王 爽

（南陽理工學(xué)院土木工程學(xué)院 河南·南陽 473004）

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)在我國乃至世界上均占據(jù)主導(dǎo)地位，也是土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)技術(shù)工作所面臨的主要結(jié)構(gòu)形式。如何使學(xué)生在走上工作崗位后，能盡快勝任專業(yè)工作的要求。這與學(xué)生對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)知識(shí)的掌握程度密切相關(guān)。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》是專業(yè)方向必修課，內(nèi)容涉及常見混凝土結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，是土木工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的專業(yè)知識(shí)，也是后續(xù)課程的基礎(chǔ)，同時(shí)也為學(xué)生畢業(yè)后從事工程技術(shù)工作或繼續(xù)深造提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過課程的學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)具備混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐應(yīng)用能力，并能通過工程語言正確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。本課程的實(shí)踐性強(qiáng)，是綜合應(yīng)用所學(xué)材料知識(shí)、力學(xué)知識(shí)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題的過程。

目前在混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，學(xué)生普遍認(rèn)為理論和方法難以理解和掌握，即使理解了也不能較好地解決實(shí)際工程問題；教師則認(rèn)為學(xué)生知識(shí)連貫性差造成課程難教。學(xué)生即使在考試中取得不錯(cuò)的成績，但一遇到實(shí)際的工程問題，卻不能很好地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來解決。因此，為了提高《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)課程的教學(xué)模式進(jìn)行探索和實(shí)踐。

1 教學(xué)中存在的問題

1.1 理論和實(shí)踐存在一定脫節(jié)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程是一門工程性和實(shí)踐性強(qiáng)的設(shè)計(jì)類課程，但目前該課程教學(xué)基本都是以課堂理論教學(xué)為主，側(cè)重于理論和方法的講授。習(xí)題的知識(shí)點(diǎn)單一，缺乏工程背景，不能很好地將理論知識(shí)與工程背景聯(lián)系起來，學(xué)生對(duì)具體可以解決實(shí)際工程中的什么問題不清楚，因此不能激發(fā)學(xué)生的求知欲。再加上設(shè)計(jì)方法多且不易理解，構(gòu)造要求瑣碎繁雜，施工圖復(fù)雜，很容易讓學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度大，從而失去興趣。通常都是為了應(yīng)付考試，對(duì)知識(shí)的掌握只是浮于表面，不能深入理解，更不要說學(xué)以致用。

在課程的整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，雖然安排了課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)，但是課程設(shè)計(jì)題目單一。比如設(shè)計(jì)樓蓋或者單層廠房，內(nèi)容陳舊。學(xué)生獲取的知識(shí)仍然局限于課堂，課程設(shè)計(jì)不是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系，且設(shè)計(jì)步驟程式化程度高。同學(xué)們往往都是參照類似的設(shè)計(jì)例題，照貓畫虎，很少主動(dòng)思考，基本沒有自己的設(shè)計(jì)思想。然而設(shè)計(jì)例題與實(shí)際工程存在很大的差距，這就造成學(xué)生在面對(duì)實(shí)際工程問題時(shí)，無法下手，望而卻步，無法培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的能力，與實(shí)際的期望存在差距。

1.2 教與學(xué)脫節(jié)，學(xué)習(xí)主動(dòng)意識(shí)差

教與學(xué)脫節(jié)，教師在講臺(tái)上往往是一個(gè)人的精彩，往往只能感動(dòng)了自己；學(xué)生置身事外，跟不上節(jié)奏，無精打采哈欠連天，除了歸因于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)容難懂外，生動(dòng)有趣的教學(xué)方法和良好的教學(xué)模式改革是值得我們思考和探索的重要問題。另外，課程需要有較好的荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法知識(shí)、力學(xué)知識(shí)和混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)知識(shí)的基礎(chǔ)，但是大部分學(xué)生對(duì)這些課程所涉及的知識(shí)很難做到融會(huì)貫通，學(xué)以致用，因而導(dǎo)致其不能很好地理解課程中的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，從而出現(xiàn)消極抵觸情緒，致使授課過程中師生互動(dòng)不流暢，補(bǔ)以前所學(xué)知識(shí)就需要花費(fèi)大量時(shí)間。同學(xué)們學(xué)習(xí)主動(dòng)意識(shí)差是更重要的一個(gè)原因，相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)課程采取的態(tài)度就是上課聽聽，考試前看看，考試能過就行，課后很少主動(dòng)關(guān)注需要著重理解、掌握并會(huì)應(yīng)用知識(shí)，更不會(huì)主動(dòng)查找相關(guān)資料，培養(yǎng)自己用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

2 “理論—實(shí)踐—自主研學(xué)”三位一體教學(xué)模式的探索和實(shí)踐

2.1 教學(xué)模式

理論教學(xué)環(huán)節(jié)是實(shí)踐應(yīng)用和自主研學(xué)的基礎(chǔ)。通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)，掌握必備的混凝土結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)方法；實(shí)踐環(huán)節(jié)是學(xué)生能力培養(yǎng)的重要手段，將專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通、學(xué)以致用，具備解決混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)際工程問題的能力；自主研究環(huán)節(jié)是學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和工程素質(zhì)的具體體現(xiàn)，在知識(shí)和能力的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生具有不斷學(xué)習(xí)和尋找解決問題的欲望，具有開拓進(jìn)取精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維。這三者相輔相成，互相補(bǔ)充。堅(jiān)持“以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)”，建立“理論—實(shí)踐—自主研學(xué)”三位一體的教學(xué)模式，是培養(yǎng)“懂技術(shù)、能施工、會(huì)管理”的具有一定創(chuàng)新能力和較強(qiáng)實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型人才的必經(jīng)之路。

2.2 三位一體教學(xué)模式的構(gòu)建

2.2.1 教學(xué)內(nèi)容遵循“理論—實(shí)踐—自主研學(xué)”的遞進(jìn)式規(guī)律

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的課時(shí)有限但是課程內(nèi)容多、跨度大、難度大，實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容一般只局限于梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房和框架結(jié)構(gòu)等簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，且基本上都是由教師課堂講授?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的教學(xué)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不可能一蹴而就。大體上可以劃分為三個(gè)層次，第一個(gè)層次是必備知識(shí)積累過程，這個(gè)階段是學(xué)習(xí)已有規(guī)律的過程，主要通過教師的課堂講授，學(xué)生掌握理論知識(shí)；第二個(gè)層次是實(shí)踐能力層次，這個(gè)階段主要依靠實(shí)踐鍛煉，掌握技能，培養(yǎng)實(shí)踐能力的環(huán)節(jié)；第三個(gè)層次是素質(zhì)階段，這個(gè)階段是一個(gè)自主學(xué)習(xí)過程，是學(xué)生內(nèi)在科學(xué)素質(zhì)和工程素質(zhì)逐步養(yǎng)成和提升環(huán)節(jié)。

因此，在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)中，除了按照“精簡”“面寬”和“新穎”的基本原則，增加了工程設(shè)計(jì)行業(yè)相關(guān)知識(shí)，包括國家、行業(yè)規(guī)范、實(shí)際工程案例和專業(yè)軟件應(yīng)用等；還在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中遵循“理論—實(shí)踐—自主研學(xué)”遞進(jìn)式規(guī)律從而引導(dǎo)學(xué)生按照知識(shí)、能力和素質(zhì)的自然邏輯構(gòu)建了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)能力體系。例如在梁板結(jié)構(gòu)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，單、雙向樓蓋的受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法為教師課堂講授的理論知識(shí)部分，學(xué)生通過這部分知識(shí)的課堂學(xué)習(xí)，掌握這類結(jié)構(gòu)的基本方法。基于實(shí)際工程項(xiàng)目中的單、雙向板樓蓋設(shè)計(jì)為實(shí)踐部分，學(xué)生通過實(shí)際的工程案例，在教師的指導(dǎo)下和查閱相關(guān)資料，完成設(shè)計(jì)和施工圖的繪制。樓梯的設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用相互校核部分為自主研學(xué)部分內(nèi)容，學(xué)生通過了實(shí)踐部分的鍛煉，已經(jīng)具有一定的實(shí)踐能力，可以進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的拓展和獨(dú)立解決問題。

另外，在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程結(jié)束的暑假安排學(xué)生到設(shè)計(jì)院或施工單位進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)，這樣在鞏固課程所學(xué)知識(shí)和提升課程教學(xué)效果的同時(shí)，給予學(xué)生更多與行業(yè)接觸的機(jī)會(huì)，不僅增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

2.2.2 教學(xué)方法設(shè)計(jì)體現(xiàn)“教學(xué)—實(shí)踐—自主研學(xué)”的有序交互理念

傳統(tǒng)的填鴨式的教學(xué)方法不僅使課堂教學(xué)變得死氣沉沉、學(xué)生被迫思考、上課打瞌睡看手機(jī)不專心等，還達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。教師只有采用合適的教學(xué)方法，各種教學(xué)方法相互融合，教與學(xué)達(dá)到和諧和統(tǒng)一，才能使學(xué)生更有興趣學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的效果更好。

在教學(xué)方法設(shè)計(jì)上應(yīng)充分體現(xiàn)“教學(xué)—實(shí)踐—自主研學(xué)”的交互教學(xué)理念。針對(duì)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，工程項(xiàng)目教學(xué)法貫穿始終，每個(gè)知識(shí)單元開始就給出相應(yīng)的工程分項(xiàng)項(xiàng)目任務(wù)，隨著知識(shí)點(diǎn)的課堂講授和同學(xué)們的自主學(xué)習(xí)，逐一解決工程的項(xiàng)目任務(wù)，直至完成整個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目，且在項(xiàng)目任務(wù)完成過程中，每個(gè)學(xué)生都需要通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提交各個(gè)分項(xiàng)目的結(jié)項(xiàng)報(bào)告和相應(yīng)講解說明的音視頻文件。整個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目完成后，每組選出一名代表，制作PPT，進(jìn)行報(bào)告。

除了工程項(xiàng)目教學(xué)法貫穿始終外，在理論的教學(xué)過程中，通過線上線下混合式教學(xué)，對(duì)分課堂、論法等教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，獨(dú)立分析、解決問題的能力和科學(xué)素養(yǎng)為主導(dǎo)，真正實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際，理論服務(wù)實(shí)踐，學(xué)生自律自主學(xué)習(xí)，從而有效地提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

2.2.3 考核方法改革保證三位一體教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)

基于三位一體的教學(xué)模式，并根據(jù)課程實(shí)踐性和應(yīng)用性的特點(diǎn)，探索了一條與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法相適應(yīng)的考試評(píng)價(jià)體系。壓縮期末考試所占比例，采用平時(shí)成績+期末開卷考試方式，課程常規(guī)作業(yè)、工程項(xiàng)目作業(yè)、自主學(xué)習(xí)成果以及課堂談?wù)摪l(fā)言均計(jì)入平時(shí)成績。其中課程常規(guī)作業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布，形成學(xué)生提交—教師批改并反饋意見—學(xué)生修改提交—教師批改反饋，直至無誤的時(shí)時(shí)反饋改進(jìn)的良性閉合環(huán)。工程項(xiàng)目作業(yè)，分項(xiàng)的項(xiàng)目報(bào)告、音視頻講解和小組報(bào)告單獨(dú)記分。自主學(xué)習(xí)成果包括拓展的結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計(jì)任務(wù)和對(duì)分課堂的小講師等。課程設(shè)計(jì)重在考察應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力，采用平時(shí)+答辯+設(shè)計(jì)成果方全過程的評(píng)價(jià)。最終建立形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合的評(píng)價(jià)機(jī)制和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制以保證三位一體教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)和良性發(fā)展，從而不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量。

2.3 實(shí)踐效果

通過對(duì)2016和2018級(jí)土木工程1班和2班《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程三位一體教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)了教學(xué)方法，真正將理論、實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)融為一體，收到了良好的教學(xué)效果。

（1）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和擴(kuò)充，不僅拓寬了教學(xué)資源，而且使學(xué)生對(duì)自己所學(xué)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)、清晰地認(rèn)識(shí)，知道所學(xué)專業(yè)知識(shí)可以用來解決什么實(shí)際問題，怎么用來解決實(shí)際問題。學(xué)習(xí)起來有的放矢，增加了其學(xué)習(xí)興趣和成就感。

（2）課程實(shí)踐性增強(qiáng)，學(xué)生自主能動(dòng)性提高。學(xué)生由原來課堂的被動(dòng)學(xué)習(xí)和課設(shè)的相互抄襲，向主動(dòng)思考和探索轉(zhuǎn)變，并成立課外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)興趣小組。

（3）學(xué)生不僅對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握程度加深，也能更快更好地在畢業(yè)后適應(yīng)工作崗位。通過三位一體教學(xué)模式的實(shí)踐和暑假的頂崗實(shí)習(xí)，學(xué)生得到頂崗實(shí)習(xí)單位的認(rèn)可和一致好評(píng)，大部分學(xué)生畢業(yè)后留在了實(shí)習(xí)單位；企事業(yè)單位更是希望17級(jí)的學(xué)生繼續(xù)去單位帶薪實(shí)習(xí)。

（4）學(xué)生的自主研學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)得到較大的提升。學(xué)生積極廣泛參與專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，獲得國家級(jí)和省級(jí)一等獎(jiǎng)多項(xiàng)。相當(dāng)一部分學(xué)生考取了985、211學(xué)校的研究生繼續(xù)深造。

3 結(jié)論

構(gòu)建“理論—實(shí)踐—自主研學(xué)”三位一體的教學(xué)模式，有利于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)質(zhì)量的提高，分層次逐步提高了學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)水平、實(shí)踐能力和自主研學(xué)能力；有益于培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、解決實(shí)際工程問題能力和開拓創(chuàng)新科學(xué)素養(yǎng)，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。