高等混凝土結(jié)構(gòu)理論課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李其廉 劉衛(wèi)然 于海豐 蔣錄珍 張學(xué)輝

（河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院，河北 石家莊 050018）

0 引言

“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”是土木工程專業(yè)碩士研究生的一門核心專業(yè)課程，同時也是集理論與實(shí)踐為一體的課程，是對本科階段“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”及“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計”兩門課程知識的拓展與深化，是對國內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范理論內(nèi)涵更深入的詮釋[1]。該課程旨在培養(yǎng)研究生對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論分析的能力，要求更加深入理解混凝土材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、工作性能和破壞機(jī)理，為后期的科學(xué)研究以及工程實(shí)踐提供專業(yè)理論知識。因此，采用何種適合本校研究生的教學(xué)模式是每一位“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”主講教師需要解決的問題[2-4]。本文就“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”課程教學(xué)改革與實(shí)踐作分析探討。

1 現(xiàn)有研究生教學(xué)及學(xué)習(xí)過程中存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)符合教學(xué)大綱和教學(xué)規(guī)律，反映學(xué)科的主要知識、方法論以及時代發(fā)展的要求與前沿。研究生教學(xué)與本科教學(xué)不同，在較長的一段時間內(nèi)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，部分高校存在因教師設(shè)置課程的現(xiàn)象。作為土木學(xué)科核心課之一的“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”雖然不至于因人設(shè)課，但之前由于沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，部分授課教師制定的教學(xué)內(nèi)容，具有隨意性，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容碎片化。

1.2 教學(xué)模式單一，教學(xué)效果一般

“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”課程教學(xué)目前普遍采用的是板書+ppt結(jié)合的方式，主要以教師主動講授、學(xué)生被動接受，偏重知識灌輸，是典型的傳統(tǒng)授課方式。本課程具有知識點(diǎn)多、概念抽象、理論性和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)授課過程中，學(xué)生常常一知半解，很難完全消化，不能養(yǎng)成深度思考的習(xí)慣，無法調(diào)動學(xué)生的積極性，教學(xué)效果不佳。

1.3 強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)

本專業(yè)研究生在本科階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過混凝土相關(guān)課程，經(jīng)歷了本科階段的認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐環(huán)節(jié)，因此大多數(shù)高校開設(shè)研究生課程“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”時，忽視了課程的實(shí)踐教學(xué)。課程教學(xué)過程中，教師過分關(guān)注理論知識的講解，忽視了實(shí)踐教學(xué)，使得部分知識點(diǎn)更難于理解，學(xué)生很難利用所學(xué)混凝土相關(guān)知識開展后續(xù)的科學(xué)研究，造成實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的脫節(jié)，影響了教學(xué)效果。

1.4 重視專業(yè)課程，忽略課程思政

國家和高校對課程思政越來越重視，陸續(xù)出臺相應(yīng)的指導(dǎo)性文件和鼓勵措施，大多數(shù)高校教師在給本科生授課時均加入思政元素，取得了較好的效果。目前研究生授課過程中很少引入思政元素，暫未見“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”研究生課程加入思政元素的報道。原因其一是高校目前針對研究生課程加入思政元素的推進(jìn)較慢，二是部分高校教師認(rèn)為研究生的人生觀和世界觀已經(jīng)基本形成，思政教育對研究生影響有限，三是作為核心專業(yè)課，內(nèi)容多，難度大，時間緊，教師在授課過程沒有時間加入思政元素。

2 課程教學(xué)模式改革的探索與實(shí)踐

2.1 加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，提升教學(xué)水平

河北科技大學(xué)自2008年在土木工程學(xué)科研究生開設(shè)“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”課程以來，已經(jīng)形成了較強(qiáng)科研實(shí)力和豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。目前該團(tuán)擁有5名骨干成員，其中教授1人，副教授4人，3人獲得博士學(xué)位，2人獲得碩士學(xué)位，4名碩士研究生指導(dǎo)教師，80后3人，70后1人，60后1人，年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)取得了一定成績，團(tuán)隊(duì)教師共主持國家級和省部級課題10多項(xiàng)，其他縱向課題和橫向課題30多項(xiàng)，獲得省級研究生示范課程3項(xiàng)，省級研究生課程思政示范課1項(xiàng)，校級研究生案例（庫）1項(xiàng)。

團(tuán)隊(duì)注重提升教師的專業(yè)能力和教學(xué)水平。團(tuán)隊(duì)成員定期在教研室開展教學(xué)科研活動，促進(jìn)教師相互學(xué)習(xí)和交流；鼓勵團(tuán)隊(duì)教師參加各類線上線下教學(xué)培訓(xùn)，不斷提升教師教學(xué)水平和提高教師課程思政教學(xué)能力，安排教師赴企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)，提升教師實(shí)踐能力。

2.2 根據(jù)《指南》要求，凝練教學(xué)內(nèi)容

為加強(qiáng)研究生課程建設(shè)，提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量，2020年9月，國務(wù)院學(xué)位委員會辦公室組織出版了《研究生核心課程指南》，為研究生課程設(shè)置、講授和學(xué)習(xí)提供了依據(jù)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)《指南》要求，重新修訂了“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”的教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容包含以下《指南》必選內(nèi)容：緒論、混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能和本構(gòu)關(guān)系、鋼筋混凝土構(gòu)件正截面性能和承載力、鋼筋混凝土構(gòu)件受剪性能和承載力、鋼筋混凝土構(gòu)件受扭性能和承載力、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫和變形的控制。根據(jù)《指南》可選部分以及本校特色，教學(xué)內(nèi)容還包含以下內(nèi)容：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜應(yīng)力區(qū)的設(shè)計、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能及混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能等。

通過對上述內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生將深刻理解混凝土材料及結(jié)構(gòu)性能，建立高等混凝土結(jié)構(gòu)知識體系，能夠創(chuàng)造性的運(yùn)用混凝土的基本理論、基本方法分析工程及科研中遇到的問題。

1.3 采用研討模式，改革課堂教學(xué)

河北科技大學(xué)土木工程學(xué)科研究生本科階段全部學(xué)習(xí)過“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程，且研究生入學(xué)復(fù)試時專業(yè)課筆試課程為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”，具有較好的鋼筋混凝土基礎(chǔ)知識，如果還按照本科階段的以知識講授為主的灌輸式教學(xué)模式不利于培養(yǎng)研究生的自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新能力。由于本專業(yè)研究生人數(shù)較少且具有較好的混凝土基礎(chǔ)知識，比較適合采用研討式教學(xué)模式。研討式教學(xué)模式最早源自德國大學(xué)，主要是指在教學(xué)過程中，教師精講重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容布置相應(yīng)研討題目，學(xué)生課前查找相關(guān)資料并自主學(xué)習(xí)，深入思考并形成研究報告，課上對指定內(nèi)容開展深入討論，教師最后做歸納并小結(jié)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的一種小班研討教學(xué)組織形式。

研討式教學(xué)模式的核心理念是基于“問題導(dǎo)向”的教學(xué)，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱要求，結(jié)合學(xué)科前沿、教學(xué)實(shí)踐以及課程思政等內(nèi)容，經(jīng)過整理與凝練，提出適合的研討問題。以下是本課程所選部分研討問題，例如：“鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗倒塌擬靜力試驗(yàn)研究”“高性能混凝土現(xiàn)狀和發(fā)展方向”“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究”和“江西豐城電廠施工平臺倒塌事故原因和教訓(xùn)”等。研討前，教師需要利用一定量的課時講解相關(guān)知識點(diǎn)，重點(diǎn)講解關(guān)鍵和較難的知識點(diǎn)，然后公布相應(yīng)研討題目，簡單題目給學(xué)生1周時間進(jìn)行準(zhǔn)備，復(fù)雜或者難一些的研討題目給學(xué)生2-3周時間進(jìn)行準(zhǔn)備。

研究生授課為小班授課，進(jìn)行分組教學(xué)，以3～4人為一組，每組設(shè)置一名小組長，組長采取小組成員輪流擔(dān)任。研討問題每次每組均相同，主要目的是保證所有學(xué)生能夠參與討論。教師在布置研討課題時，需要給學(xué)生提供一定量的參考資料，學(xué)生利用課外時間查找資料并學(xué)習(xí)，小組組長課下組織本組成員討論并形成研討問題的報告和PPT，并做好學(xué)習(xí)筆記。

研討式教學(xué)實(shí)施過程中，教師是整個研討過程的組織者和引導(dǎo)者。要求每組選派一名同學(xué)進(jìn)行匯報，每組匯報時間為5～10分鐘左右，并提出1～2個問題進(jìn)行討論，然后要求同學(xué)積極發(fā)言，可以詳細(xì)表述、簡單質(zhì)疑、互相討論不受限制。在討論過程中，教師應(yīng)該適時地糾正學(xué)生討論過程中的錯誤，引導(dǎo)研討朝著正確的方向進(jìn)行，逐步推動學(xué)生進(jìn)行深入思考，學(xué)生遇到關(guān)鍵問題時，進(jìn)行答疑解惑。在研討過程中，需要激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這對教師的課堂駕馭能力提出了更高的要求，也是教學(xué)相長的一種非常好的教學(xué)方法。

1.4 依托社會資源，開展多種實(shí)踐

充分利用本校所處河北省省會石家莊地域特點(diǎn)，與河北省建筑科學(xué)研究院、北方工程設(shè)計研究院有限公司、河北建工集團(tuán)有限責(zé)任公司等多家企業(yè)建立研究生工作站，教師帶隊(duì)或者學(xué)生自己利用課余時間去研究生工作站進(jìn)行實(shí)踐。

本校教師在結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研試驗(yàn)研究時，帶領(lǐng)學(xué)生參與到科研試驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生利用混凝土結(jié)構(gòu)理論知識解釋各種試驗(yàn)現(xiàn)象的能力。

利用教育部高等教育司推薦虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程進(jìn)行線上實(shí)踐教學(xué)，要求學(xué)生注冊并登錄www.ilab-x.com進(jìn)行線上實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由教師指定，例如：湖南大學(xué)易偉建教授研發(fā)的“鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗倒塌擬靜力仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”、西安建筑科技大學(xué)史慶軒教授研發(fā)的“屈曲約束支撐混凝土框架結(jié)構(gòu)擬靜力抗震虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)仿真課程。

1.5 結(jié)合課程特色，引入課程思政

“高等混凝土結(jié)構(gòu)理論”教學(xué)內(nèi)容與我國建設(shè)成就、社會發(fā)展、科技進(jìn)步等緊密相連，課程的專業(yè)教育與思政元素具有較好的融合性。教學(xué)過程加入思政元素，包含中國基建成就、院士簡介、經(jīng)典理論發(fā)展、工程事故四方面作為課程思政資源。在國內(nèi)基建成就方面，通過介紹我國工程建設(shè)領(lǐng)域取得的輝煌業(yè)績，顯示了社會主義制度的優(yōu)越性，更加堅信道路自信，制度自信，增強(qiáng)民族自豪感。在院士簡介方面，通過介紹土木工程行業(yè)相關(guān)院士的先進(jìn)事跡活動以及主要學(xué)術(shù)成就，培養(yǎng)學(xué)生愛國奉獻(xiàn)、愛崗敬業(yè)，銳意進(jìn)取的實(shí)干精神。在經(jīng)典理論發(fā)展方面，介紹各種混凝土理論的發(fā)展歷史，引導(dǎo)學(xué)生在科研的道路上精益求精、追求真理。在工程事故方面，介紹典型工程事故案例，分析事故原因，了解混凝土破壞機(jī)理，培養(yǎng)學(xué)生樹立法制觀念，遵守職業(yè)道德。

2 結(jié)語

研究生課上參與程度大大提高，課下小組成員間增加了溝通交流次數(shù)，調(diào)動了學(xué)生的積極性、主動性，培養(yǎng)了研究生的自學(xué)能力和溝通能力。教師凝練并提出問題，學(xué)生課下查找資料解決問題，課上師生共同討論問題，每一專題知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程變成課題研究與攻關(guān)過程，培養(yǎng)了研究生獨(dú)立思考與創(chuàng)新的能力，提高了研究生解決問題的能力。課程思政元素的引入，培養(yǎng)了學(xué)生的社會責(zé)任感和專業(yè)自豪感，樹立了建筑行業(yè)的職業(yè)道德規(guī)范意識，學(xué)生自主的學(xué)習(xí)利用相關(guān)行業(yè)規(guī)范解決專業(yè)問題。實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的結(jié)合，提升了學(xué)生的思考能力、創(chuàng)新能力、和分析解決復(fù)雜工程問題的能力。