混凝土结构教学过程中学生综合能力培养的探索

2012-03-29牛建刚

东南大学学报(哲学社会科学版) 2012年2期

牛建刚，薛刚

（内蒙古科技大学建筑与土木工程学院，内蒙古包头 014010）

普通高校土木工程专业的培养目标是：按照“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的培养模式，培养德、智、体、美全面发展，掌握土木工程学科基本理论和基本知识，获得土木工程师的基本训练，具有创新意识和创新能力的工程型、应用型高级土木工程技术与管理人才[1]147。为了实现这个培养目标，培养出具有创新精神和实践能力的应用型高级技术人才，土木工程的专业课程教学中引入大量的工程知识，通过进一步的工程实践来提升学生的应用能力[2]107。

混凝土结构课程是普通高校土木工程专业主干课程，分两学期讲授。前一学期的混凝土结构设计原理以理论讲授为主，与实践结合的内容较少；后一学期的混凝土结构设计主要体现为专业实践能力的培养，课程之后还有两项课程设计内容。在大土木宽口径[3]18要求下，通过混凝土结构教学过程，既让学生掌握足够的理论知识，又能全面提高学生的创新能力[4]58，是很值得探讨的一个命题。

一、目前教学过程中存在的问题

（一）理论教学满堂灌

通过调查问卷的形式向用人单位和已毕业的学生收集意见，以及对平时生产实习、毕业设计等重要实践环节的总结，发现学生在课程学习阶段，很难获得清晰的工程认知，通常都是针对课程内容生硬地学习，缺乏理解。各门课程知识点之间也未形成一个系统，相互之间脱节。不能把理论学习内容与工程应用对应起来，这样就导致部分学生在走向工作岗位后一时难以适应，不能迅速开展工作。

（二）缺乏学生自学能力的引导

理论课程内容涉及两本教材，如果完全通过课上时间，依靠老师传授是达不到本科学习要求的。目前，学生在学习过程中，基本都是围绕课本做习题、复习、考试的，而对于本门课程相关的知识很少涉猎，没有达到活学活用，触类旁通。

（三）课程设计缺乏整体结构设计理解

混凝土课程之后开设了两个课程设计实践，为时三周。课程设计任务一般都是针对本门课程的设计训练，但土木工程培养方案中的几门课程设计之间缺少紧密联系，学生无法产生结构整体设计的概念。混凝土肋梁楼盖设计与混凝土单层工业厂房的设计基本停留在水平承力构件——楼盖、竖向承力构件——柱的设计，没有将工程设计的理解融会贯通。如果换成常见的框架结构，那么水平承力构件与竖向承力构件之间的联系，以及两者如何结合形成结构，从结构整体的角度去审视，仍感觉很生涩。

（四）教学中对专业词汇的积累少

本科阶段单独设有“专业外语”一门课，在学习该门课程之前，学生对专业词汇的积累，几乎为零。国际化进程，使得土木工程的毕业生更容易走出国门，去从事国外项目或国际大工程。而在校学生倘若没有足够的专业外语积累，毕业后也很难胜任此类工作。因此，应该在每门专业课学习的时候就去积累该门课程应该掌握的专业词汇，而不是仅仅在“专业外语”课中去弥补。

（五）课程设计计算强而图纸弱

学生通过两个学期混凝土课程的学习，在课程设计时，都能掌握基本的计算过程，计算结果也很正确，但是学生除了将计算内容整理成完整的设计计算书之外，还需要绘制施工图。施工图的绘制是一个重要的专业能力训练环节，学生在课程设计中，常出现诸如：节点连接不清楚、细节构造不明白、手工绘图与尺寸标注不规范、图纸说明没针对性等实际问题[5]56。

另外，通常课程设计之后，教师对学生缺乏反馈，不能将学生的错误及时的传达给学生，以至于学生在做毕业设计的时候，类似的错误依旧存在。

由上可见，培养工程应用型人才不能简单的理解为“知识的讲授”加“传统的课程实践”，还应该有更广义的学生实践能力培养。为此在土木工程专业课程的教学过程中应不断更新教学内容，改进教学方法与教学手段，通过完善课程实践、专业实习、技能训练、工程实训等一整套实践教学体系来全面提升学生的综合应用能力。

二、学生综合能力培养方式

在“大土木”人才培养的背景下，不断研究课程体系与工程实践效果，历经十多年的改革与尝试，已经在学生综合能力培养方面取得了一定收效。

（一）优化教学内容，有效利用学时

混凝土结构设计原理课程内容涉及结构设计方法和基本受力构件的计算与构造，对该课程的掌握程度会直接影响到后续专业课程的学习效果和专业素养的培养。所以在该课程课堂教学时，任课教师应认真研究教案，合理安排教学；应阐明构件破坏规律，善于总结要点；应授课条理清晰，富有逻辑性；应符合学生的思维方式，具有启发性。

鉴于混凝土结构课程内容丰富而学时少的现状，需优化教学内容。如混凝土肋梁楼盖课程设计中要用到“保证斜截面受弯承载力的构造措施”一节，在理论讲授的时候学生理解起来有些吃力，好不容易明白了但又没有实际练习，到课程设计的时候几乎全忘掉了，学习的效果并不是特别好。因此，可增加学生大作业，通过大作业的完成使得学生进一步理解和掌握此部分内容。

再如：型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、混凝土耐久性等内容是土木工程学科混凝土方向的科学研究热门，从教学课时中去掉，换之以讲座的形式来传授效果会更好，也更能激发学生的学习热情。

（二）加强对学生自学能力的培养

土木工程的课程基本上都有相关的设计规范相对应，由于学时要求，教师不可能把这些规范中的相应内容都给学生介绍，所以就要求学生应有课下自学的内容。如：结构设计基本原则的内容在混凝土结构、砌体结构等课程中均有介绍，可以将此部分仅在一门课程中做讲解，然后由学生自己去查阅《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）和《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），通过学生研读这两本规范中的内容，并形成相关的笔记，收到的效果也很好。

或者在学生做完教材上的习题之后，提问学生习题中的荷载设计值都是如何计算出来的，这样也可以激发学生的求知欲望，让学生主动的去学习一些内容。

混凝土结构设计过程还有很多的构造要求，学生学习过程中习惯重视理论学习，而忽略构造。在实际讲授过程中构造部分也是教师比较难讲、学生不爱听的部分。因此，对于构造的学习，也可以大量的采用学生自学的方法，教师布置任务，而让学生去自己查阅构造手册、图集，自己动手把构造图抄写一遍。在混凝土结构设计课本上也会有很多的构造图，同样可以留作业给学生，让学生去绘制这些构造，加深理解。

（三）丰富教学手段，多途径提高学生能力

混凝土结构有大量的计算公式和结论来源于试验，在课程教学中仅对实验内容进行理论阐述，往往事倍功半。所以，在课堂教学进程中辅以模拟试验、现场录像、动画演示等丰富的教学手段，可加强学生的感性认识，激发其学习兴趣，从而达到提高学生综合素质的目的。

1.提前布置课程设计任务，使学生有更多的时间，不仅能完成手绘图纸，还能完成CAD电脑制图，两种制图能力均得到很好锻炼。

2.在混凝土与砌体结构设计讲授过程中，增加模型制作环节，以班级为单位制作完成各类楼盖形式和一个完整的单层厂房，这样既可丰富学生文化生活，达到为全国结构模型设计大赛练兵的目的，又能增加学生对空间整体构造以及构件连接的认识，可谓一举多得。

3.毕业设计环节中，增加对比分析环节，让部分学生从前几届题目相近的毕业设计中，选定一些参数，研究PKPM电算结果，以期得到一定规律，为今后的工作积累经验。

4.以大学生科技创新活动为契机，引导学生走进结构实验室，参与纵向课题研究，参加具体实验项目，通过动手来培养学生以试验现象、基本理论为基础进行科学研究的能力，进而培养学生的创新能力。我院结合大学生结构模型竞赛活动，有效利用结构试验室，取得了全国大学生结构模型竞赛一等奖的好成绩。

5.为使学生毕业后能够迅速进入角色，在毕业设计前，增加了“PKPM”软件实习周。在专业软件实习之前，学生会经历几组AutoCAD制图训练，这样就使学生在学习“PKPM”软件建模时相对轻松一些，也为后期的内力计算、数据提取与分析留下了足够的学习时间。软件实习周设立之后对学生的毕业设计帮助很大。

（四）提高学生的结构整体分析能力

注册结构工程师专业考试内容与设计规范紧密结合，均有相应的工程背景。将此类考题作为教学案例，放在“混凝土结构”课程及后续的“建筑结构抗震设计”与“高层建筑结构设计”等专业课程教学中，让学生真实感受工程问题的解决方法，这样不仅能培养学生的工程意识，还有助于培养学生解决工程问题的能力。

在《混凝土与砌体结构设计》考核环节，我们尝试着增加了计算内容，与注册结构师考试接轨，设置了大量知识点的选择题，这些题目均含有简单计算，学生答题时也必须写出计算过程，否则不能得分。通过考试改革与引导，学生对知识点的掌握程度普遍提高。

（五）在理论教学中加强外文专业词汇的积累

土木过程专业的毕业生在工作之后，有可能会参与一些涉外工程，因此，在平时的专业课程学习中应该不断的积累外文专业词汇。

首先，在教学内容上可以引入学生感兴趣的内容，如节选一些国外规范进行学习，让学生在与国内规范相比较的学习过程中，产生很好的专业学习兴趣[6]143。另外，注意授课时多提及本门课程涉及的主要专业词汇，如现浇混凝土楼盖是cast-in-situ concrete floor，混凝土结构原理中的“C”代表的是concrete，ρ代表配筋率（reinforcement ratio），fy 中的y表示钢筋的屈服强度（yield）等。

通过每门课程的专业词汇积累，“专业外语”授课时相对就能容易些，而且专业外语的学时，或者是教学方法，也可以进行改革。比如由土木工程专业教师每人带5个本科生，给他们布置英译汉学习任务，通过多次的辅导之后，最终达到5人的学生小组，可以共同完成一篇中文文献的翻译。

（六）加强课程设计指导，公开评图

精心指导、注重过程检查是做好课程设计的关键。如果全身心的投入到课程设计指导过程中，那么指导学生课程设计也是一项繁重的工作，不亚于课程讲授。这除了要求教师有较强的敬业精神外，还要求他们讲究指导方法。遇到课程设计中较难的点，指导教师要单独拿出来，讲授一遍；针对每届学生容易出错的地方，指导教师也需要提前说明。如混凝土肋梁楼盖设计中的主梁钢筋的锚固与截断、单层厂房柱设计的内力组合问题。

在课程设计的成果验收阶段，加强教师与学生的互动，教师以几个同学为一组，面对面的与学生交流。先问学生一些设计中的问题，然后对施工图中表达有问题的点给予指导，这样在全组几个人设计作业批改过程中，就可及时纠正学生设计中存在的错误，使学生真正从课程实践中获益。经过实施主要几门课程设计的公开评图后，学生在毕业设计图面上出现的问题相对减少。

（七）提高指导教师的实践能力

指导教师实践和创新能力的高低，直接影响学生创新能力的培养与提高。因此，要培养工程应用型人才，指导教师必须首先成为实践能力强的工程师及富有创造性的践行者。由于高校教师很多都是研究生毕业进学校，没有工程实践积累，所以在卓越工程师培养和全日制专业学位硕士培养过程中存在很大困难。为此，我院在岗位职责修订中加入了讲师、助教的实践锻炼环节，要求他们在岗期间每年都要有一定的实践锻炼时间，年底考核中实践锻炼不合格直接影响业绩。