混凝土结构设计原理课程教学改革研究与实践

李　喆



混凝土结构设计原理课程教学改革研究与实践

李喆

（湖南科技学院 土木与环境工程学院，湖南 永州 425199）

基于应用型土木工程人才的培养要求，从改革教学内容与教学方法，加强实验与实践教学，改革课程设计与毕业设计以及改革教学评价机制等四个方面出发，对《混凝土结构设计原理》课程的教学改革进行研究，旨在调动学生对于课程学习的积极性和培养学生理论结合实际的实践能力，探讨结果可供类似课程教学改革参考。

混凝土结构设计原理；教学改革；实践性

《混凝土结构设计原理》是各高校土木工程专业的必修课程，是后续课程《混凝土结构设计》的基础，其知识体系、理论和方法既有很强的工程性，又有其自身的科学性，而实际工程应用的综合性又使得本课程的涉及面和内容十分丰富，体现在《混凝土结构设计原理》课程教学内容多，重难点突出，课程涉及面广，教材中涉及到的公式多，难记忆等特点，从教学实践的现状来看，容易出现教学过程中老师难教，学生难学的“两难”局面。由于混凝土结构是我国目前工业和民用建筑中采用得最为广泛的结构类型，也是所有土木工程专业的毕业生，不论将来从事设计、科研或施工工作，还是在工程管理部门工作，都将时刻与之接触的技术领域，因此，科学的掌握这门课程对于土木工程专业的学生是十分必要的。

教学改革涉及到教学内容，教学方法，教学管理等多诸多方面，为适应应用型人才培养要求，这就要求改革教学方法，突出实践性教学，对课程教学进行改革。以下从教学内容与教学方法、现场实践性教学、课程设计与毕业设计、教学评价和教学管理等几个方面，提出对混凝土结构课程教学改革的思路，探讨课程教学改革的措施。

1　改革教学内容与教学方法

1.1整合教学内容，体现教学内容的科学性、先进性和系统性

1.1.1构筑合理的知识结构体系

1998年国家教育部调整专业目录后，将建筑工程、交通土建等八个专业合并为一个土木工程专业。根据这种情况，按土木工程专业宽口径的新要求，将混凝土学科知识、建筑结构混凝土、桥梁工程混凝土等不同方面的知识，采用介绍基本原理、基本知识后，将各种不同混凝土规范作为应用的技术路线，不断整合课程内容，构建土木工程专业的混凝土结构设计原理的知识体系，满足宽口径专业设置及应用型人才培养的新要求。

1.1.2及时更新教学内容

学校采用的教材必须不断吸收国内外最新的科研成果，全面采用国家新标准《混凝土结构设计规范》（GB500010-2010）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2012）教学。同时，考虑到国际上混凝土规范正从模式规范向性能规范转变，性能规范是建筑技术法规层面的一场深刻革命。教学中老师应充分考虑这场革命的影响，在教学内容中，将以教学改革的思想贯穿于教材、教学中，不断增添新的工程案例，并反映最新的科研成果。

1.1.3重视工程应用能力的培养

《混凝土结构设计原理》课程属土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，与国家规范、规程等有关的专业基础课。在学习的过程中老师不仅要重视学生对于课程基本理论知识的掌握，而且要注重学生对于工程实际应用层面问题的理解与运用。这就要求老师在课程教学的各个环节中将教学重心放在培养学生的实际应用能力，注重学生应用课程理论知识解决工程问题的能力，构建促进学生工程结构意识建立的学习环境，将基础理论、工程概念和科学问题三者紧密结合，令学生对基础理论知识理解透彻，对工程问题有深刻认识，并掌握工程实际问题的研究方法和形成实际设计方法，真正掌握运用科学理论知识处理工程问题的方法。

1.2采用多样化、多维度的教学手段

1.2.1传统的教学手段

对于教学内容中的重点和难点问题，如混凝土截面设计的基本公式推导等，采用传统的黑板板书方式，由老师引导学生对公式进行推导，让学生参与到公式推导过程中来，可以加深学生对于推导过程的认识与理解，有助于学生从理解层面掌握教材中繁多的公式，从而加深印象。

1.2.2多媒体教学

《混凝土结构设计原理》课程的课程讲授大部分高校还是采用的传统板书教学，很多时候是老师讲授，学生被动接受，学生对于复杂的公式推导学习积极性不高，而且工科知识的学习枯燥乏味，提高学生学习的积极性就显得十分必要了。因此，在课程教学中对于教学内容中的基本概念、计算方法和计算步骤等内容的讲解，以及一些复杂图形的模拟，可以采用多媒体课件进行演示，引导学生进行形象思维及感性认识，加深对基本概念的理解。混凝土结构的荷载传递路线、混凝土构件的受力和破坏过程等内容，用传统的教学手段都难以表述清楚，随着现在科技的发展，电子教学技术越来越普及，用动态模拟表达教学内容，生动、直观、易于理解，可以获得意想不到的效果以及较好的调动学生学习的积极性。

1.2.3现场实物讲解

《混凝土结构设计原理》课程是一门对于实践性很强的土木工程专业课，学生在课堂上学习的局限性就是不能对于实体结构有一个直观的认识，只能依靠学生的想象。这样并不利于学生真正的理解结构的本质与结构设计方法。因此，在课程的安排上可以有一定量的课时用于学生参观实际工程，如课程中涉及到的混凝土楼盖结构、单层工业厂房、多高层建筑结构的结构组成和结构布置等内容，可以通过老师组织学生去工地参观并进行讲解，可以使学生更直接的掌握课程内容，形成结构整体概念。

1.2.4自学和讨论

对于课程教学中非重难点和描述性等内容，要求学生通过阅读教材、做思考题和习题来完成。自学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查。这样不仅可以提高学生的自主学习能力，而且可以大大节约课时，从而将课时重点安排在那些课程中重难点的讲解学习中。

1.3加强网络课堂资源的建设

计算机的普及以及网络技术日新月异的发展，使得网络教学变得可行。高校教师可以通过制作《混凝土结构设计原理》课程教学课件，充分利用多媒体、投影、录像以及网络技术等现代化教学手段进行课堂教学。同时将教学大纲、教学安排、授课教案、网络课件、教学录像、课后习题、模拟试题、实验指导、参考文献目录等教学资源整合后传到网上供学生自行下载学习，这样学生可以随时随地在有网络的情况下对课程进行学习，而不仅仅局限于课堂的对于知识的学习。网络课堂的实行，不但为学生的学习提供便利，老师也可以有更多的时间和精力投身自己的科研事业。

1.4强化教学管理和教学质量监控

各项教学工作规章制度的建立不可能一蹴而就，而是应该在教学实践中不断的发现问题和解决问题，从而对管理规章制度进行完善，保证学院教学管理的规范化。成立专门的教学督导小组，定期对教学情况和反馈进行检查，完善教学质量学生信息网、学生网上评教制度。加强教师备课、授课、作业批改、答疑和考试考核等五大基本环节的质量评价和质量监控。

2　改革实验和实践教学

为了适应社会对于应用型人才的需求，在高校课程教学中必须以培养学生应用能力为主线，突出针对性、实用性、实践性，注重实践、实训环节的教学，强调教学过程的实践性，强化学生应用理论知识结合实践的能力的培养。

2.1完善课程实验体系

主要加强钢筋混凝土结构、砌体结构等实验课，增设施工技术实验课，增加计算机结构仿真试验，采用计算机模拟模型结构试验。开展“四新”试验，即新材料、新工艺、新技术，新方法的探索试验。对实验课程的教学方法进行改革；重点强调教师积极参与，对实验室的管理办法进行改革。根据土木工程专业的特点，合理设置实验课程体系。实验基础课强调学生对于土木工程结构实验的实验方法和实验技术的掌握，专业实验课则重在培养学生的创新能力和研究能力。与校外企业合作，建立校企实验基地，注重实验与工程实际的结合，大量增设实验内容，突出土木工程专业的实践性，培养复合型的人才。

2.2构建自主型实践教学体系

自主型实践教学，是指在教师提出实验目标后，由实验室提供场地、实验设备、材料等条件，在教师的指导下，由学生独立自主完成构件设计，材料配合比设计，钢筋绑扎、混凝土浇筑等构件加工，材料强度测定，试件加载实验，数据处理分析和完成实验报告的全过程，使学生深入理解和掌握混凝土结构课程中的知识。如在《钢筋混凝土简支梁正截面受弯性能实验》中，让学生自主完成试件设计及承载力计算、钢筋下料、混凝土配合比设计、绑扎钢筋、混凝土浇筑、实验准备、实验加载、试验报告等工作，而指导教师则在实验过程中担当导师的作用，对于学生的疑问进行解答而不实际参与到实验过程中。通过自主型实践教学，可以使学生对课程知识有系统地、直接地感性认识，加强其工程性思维习惯，加深《混凝土结构设计原理》课程中的基本概念的整体性理解。同时使得学生的主观能动性得到发挥，学习兴趣得到激发，动手能力得到锻炼，科学研究能力和团队协作能力得到提高，充分体会到混凝土结构的实践性特点。

3　改革课程设计与毕业设计

3.1重视课程设计对专业素质形成的作用

课程设计涵盖面尽可能广泛，涵盖民用与工业、竖向受力构件与水平受力构件、地上结构与地下结构等几个方面。课程设计应重视“质”与“量”的合理统一，既让学生在几周的时间内获得比课堂上更直观的现场锻炼，又成为及时巩固本课程教学成果的一种有效方式。课程设计题目需教师精心选题，使其内容涵盖楼盖、基础、楼梯、单层工业厂房的设计。教学实践证明：精心设计选题的课程设计可以为今后的毕业设计打下扎实基础。

3.2注重毕业设计教学环节对工程素质的培养

毕业设计是学生完成四年本科教学计划规定的全部课程之后所进行的最后一个重要的实践教学环节。为学生从书本理论知识迈向工程实践之间搭起的一座联系的桥梁，是培养土木工程专业学生工程素质的重要途径，也是培养学生综合素质和各种能力的一个重要过程。通过这个阶段的工程设计、施工或专题研究，培养学生具有综合应用所学基础理论和专业知识，独立分析和解决一般土木工程技术问题的能力，使学生受到土木工程师的基本训练、达到培养目标的要求。

对毕业设计，可由学生根据兴趣自主选题。要求完成建筑方案、结构方案、荷载和结构分析、内力组合、构件设计、施工图绘制等比较完整的工程结构设计训练，增强对学生的分析能力、综合能力和解决实际问题能力的培养。通过提出工程问题，采用讨论式教学方法，激发学生的创新意识。让部分学生参与教师承担科研课题和工程课题，使学生有机会得到很多的感性认识和对学科发展前沿的了解。在具体实施过程中，为避免学生相互抄袭，可以通过毕业设计题目采用不同的参数，同时学生能够了解参数变化后对结构的影响。针对不同的学生题目不同，如学习好的学生，结构形式比较复杂和有一定的新技术，一般的学生采用普通规则结构。为了改进学生在毕业设计时主动性不强的情况，可采取将设计分成若干题目，由每个学生讲解，然后教师针对学生没有讲清楚的问题进行提问和讲解，同学也可提问，大家共同将一个一个问题弄清楚，这样增加了学生的主动性，大大提高了毕业设计的质量。

4　改革教学评价机制

4.1实行课程教学与考试分离

由任课教师建立试题库，试题库中的试卷重复率不应过高，统一编号、分级。考试时由非任课教师从试题库中抽取不同难度的试卷，分级越标准，抽题越随机，考试也就越客观，从而提高指标完整性，优化评价体系。考试并不作为学校最终成绩的唯一标准，学生平时课堂的学习以及实践动手能力也将纳入最终成绩的评价标准中。

4.2改革考试内容和考试方法

在考试内容上体现人才培养模式的要求，以掌握的基本概念和基本技能为中心，有一定量的综合应用和提高类的题目，真正反映出学生理解、掌握和灵活运用所学知识的能力。在考试方式上根据土木工程专业的特点，采取开卷和闭卷相结合，即基本理论知识采取闭卷、综合应用考试采用开卷。

4.3通过学生对老师评教，引入竞争机制，提高教学质量

通过制定《学生评价教师实施细则》确保学生评教评价的合理性、公开性和公正性。对教师的教学态度、教学方法、教学效果等方面进行量化，让学生为任课教师打分，每学期进行一次。这样就可以把教师之间的良性竞赛机制引入课程教学的全过程，充分体现“规范优化每堂课”的思想，推动混凝土结构课程教学质量稳步提升。

5　结　语

《混凝土结构设计原理》理论课程作为土木工程专业主干课程和基础课程之一，对该课程教学改革进行探索和总结既是对于应用型人才培养的需要，也是学科发展的需要。如何加强课程教学中实践性环节的建设和管理是保证培养目标能否实现的关键，从教学计划的制订、教学课程体系的设置、实践教学的优化和教学管理各方面入手，加大实践性环节改革的力度，使培养的人才是社会上需求的真正意义上的应用型人才。

[1]蔡健,陈庆军,黄炎生.混凝土结构理论课程教学改革探索[J]高等建筑教育,2008,(17):65-68.

[2]刘勇健,李友群,刘广静.加强实践性教学培养土木工程专业学生的创新能力[J].高等建筑教育,2008,(5):107-109.

[3]张淑云,唐丽云,吝红育.土木工程专业混凝土结构课程教学改革与实践[J].陕西教育(高教),2009,(11):58.

[4]邹昀.《混凝土与砌体结构》的教学改革与实践[J].理工高教研究,2006,(2):117-118.

[5]王秋萍,李宏伟.混凝土结构课程的教学方法初探[J].高等建筑教育, 2005,(1):59-61.

[6]王磊,刘小燕,张建仁.土木工程专业实验教学改革探索与实践[J].中国电力教育,2009,(17).

（责任编校：何俊华）

2016－02－25

李喆（1986－），男，黑龙江哈尔滨人，博士，助教，工程师，一级建造师，研究方向为钢—混凝土组合结构、预应力混凝土结构、高层建筑结构设计。

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1673-2219（2016）10-0104-03