基于创新能力培养的土木工程专业结构类系列课程教学改革探索

李九阳 张利 孙维东

摘 要 基于创新能力的培养，土木工程专业结构类系列课程在专业认证的背景下进行了多方面的教学改革，包括知识体系的优化、设计了综合性的实践环节、量化了学生的考核方式，在提升结构类系列课程教学高度的同时，对专业认证的推进与落地起到了重要的支撑作用。

关键词 结构类系列课程 内容优化 创新实践 量化考核

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.03.032

Abstract Based on the cultivation of innovative ability， the structural courses of civil engineering specialty have undergone various teaching reforms under the background of professional certification， including the optimization of knowledge system， the design of comprehensive practical links and the quantification of students' assessment methods. While improving the teaching height of structural courses， they have played an important supporting role in the promotion and landing of professional certification.

Keywords structural courses； content optimization； innovation practice； quantitative assessment

1 基于创新能力培养，结构类系列课程整体优化的意义

应用型本科院校土木工程专业结构类系列课程是土木工程专业最重要的课程模块之一，包括混凝土结构原理、钢结构原理、土力学、混凝土结构设计、砌体结构设计、钢结构设计、高层建筑结构设计、建筑结构抗震、基础工程等，均是土木工程专业本科学生的专业基础或专业课程，这些课程具有以概念为基础、以力学计算为辅助、以工程应用为背景，并随着行业发展而不断出现新技术的显著特点，这些课程具有很多的相同性、相通性。同时结构类系列课程涵盖了土木工程专业结构设计所需的教学内容，教学学时占比大，课程难度大、是学生未来从事设计、施工必备的专业基础，是土木工程专业学生将来从事土建工作的基石。

然而，目前土木工程专业结构类系列各门课程之间相对独立，每个教师按照人才培养方案和教学大纲要求，仅负责各门课程的教学内容讲授，缺乏统一协调的思想，相近内容在各门课程中基本一致，但每门课程都要重复讲授，如结构计算设计准则、荷载计算等内容，因此不仅浪费学时，还给学生造成认知不便，学生虽然学习了各门课程，却不能做出对比性分析，难以对知识架构形成整体把握与理解；另外，教师仅对自己所讲授课程熟悉，对行业相关知识了解较少，对其他课程教学大纲及授课内容不关心、不熟悉；同时土木工程专业学生参与第二课堂、科技活动等较少，导致在各行各业中土木工程创新创业人才最少；其次学生理论学习方式仍然采用老师教授为主、忽略学生主体地位的模式，照本宣科、满堂灌式教学占据主导，难以激发学生的学习兴趣和自主式学习，造成了土木工程专业学生不及格率高、教学满意度低。

因此，本人根据土木工程专业结构课程多年的教学经验，结合我校土木工程专业认证的要求，和结构类其他教师进行了结构类系列课程改革的研究与探索。包括优化课程教学内容、加强实践性教学环节创新能力培养、考核方案的改革等。

2 结构类系列课程的教学研究与改革

2.1 结构类系列课程的内容优化

对结构类课程内容进行统一协调，对相似、相近的结构原理、计算公式、荷载计算等理论知识进行整合。在结构类系列课程中，混凝土结构原理、钢结构原理、基础工程等多门课程中，都需要讲授结构设计准则、计算方法、荷载等内容，重复教学，且占用了每门课程的学时，在目前专业课学时不断压缩的情况下，导致各门课的后续主要内容学时紧张。因此，在土木工程专业规范的指导中，单独设置了“荷载与结构设计方法”，上述内容作为一门必修课程单独开设/单独学分，得到了学生的重视和系统学习，取得了较好的学习效果。

按照不同结构类型建筑的设计进行了分项教学，形成明确的几条结构设计讲授路线。按照土木工程常见的结构形式，混合结构、框架结构、排架结构、框架-剪力墙结构等常见结构形式进行讲授，并按照结构形式进行相应的课程设计或毕业设计，通过设计实践，学生掌握了这几种结 构形式从建筑、结构、基础及施工的全面知识。通过知识整合，使学生的学习更加系统化，主线更加明确，对学习有成就感，从而增加学习的兴趣和积极性。

2.2 创新能力与动手能力贯穿教学全过程

对于如何提高学生的创新能力和动手能力，是所有高校教师面临的难题，我校按照专业认证要求，从培养目标、毕业要求、人才培养方案制定、课程设置进行了科学规划与设置，构建了由浅入深、由简到繁、循序渐进、螺旋式递进的实践教学培养体系，搭建了技术基础训练、专业专项训练、专业综合訓练和创新训练四个模块，率先提出了“3+1”搭接式人才培养模式。其中结构类系列课程对此起到了重要的支撑作用。

比如我们学校开设的“土木工程综合实训”实践环节，时间为2周，间隔4周，分组完成。要求学生第一周进行结构构件设计、材料选购、配合比设计、构件加工制作、养护，四周养护结束，第二周进行试验加载、材料性能测试、数据分析，完成报告。正如华东师范大学的崔允漷教授在其所著的《有效教学》一书中指出“合作学习能提高学生的合作技能、自尊和成就感，更有助于学生提高学习效率”。我们构建了小组，小组长统一安排、组织工作，每组学生都有不同优势，实现优势互补。小组成员互相合作，做到“人人有任务，人人有优势”，整个实训实现了每个学生全过程参与。每个学生要进行构件和混凝土配合比的设计，但小组要进行优化，讨论出最优方案进行构件加工制作；制作过程中要求学生亲自动手完成模板设计、加工、钢筋用量计算、下料、混凝土拌制、构件浇筑等，所以需要全组协同配合。这个实践性环节涵盖了混凝土结构原理、土木工程材料、土木工程施工、建筑结构试验等多门课程，具有较强的综合性，培养了学生的动手能力，优化过程培养了学生的创新能力。

再比如在混凝土结构原理和混凝土与砌体结构课程中开展的“OBE”教学改革。教师在每个知识单元都设计了相应的讨论课题，教师不再采用填鸭式满堂灌，学生不再是被动式听讲，必须积极参与讨论来展现自己的观点，这些都影响着学生的考核成绩，所以每个学生都必须参与，主动去思考；如在受弯构件课节要求学生提交自己制作完成的一根梁模型，材料选用、钢筋种类、剖面体现都需要学生去思考、去创新、去动手。如此等等，才能实现真正的“以学生为中心”的教育理念，达成OBE的核心内涵。

另外，结构类课程广泛的开展了案例式教学，根据不同结构形式，教师把相应的实际工程案例带进课堂，由学生去发现问题，引导学生解决问题，并且让学生及早地接触实际工程，掌握工程实际知识和前沿动态；再如我校提出的“3+1”搭接式人才培养模式，三年集中完成理论课程学习，第四年进行集中实践环节，实践时间长，学生才能深入进去，真正培养学生的工程实践能力。

通过多种方式的改革，增加学生的实践机会，锻炼学生的动手能力，调动学生学习的主动性，是我们培养学生创新能力的手段，将创新能力落到了实处。

3 结合专业认证，土木工程专业课程考核方式的改革

加大平时考核比重、量化评价是课程考核方式改革的两个主要内容。首先，明确了平时考核所占学生考核成绩的比例。根据课程教学数规定了平时成绩的具体比例。在此基础上，制定了平时成绩组成及比例，须包含出勤、作业、测验、课堂表现等，见表1。这也是量化考核的内容之一。

课程考核方式改革最重要的内容是根据专业认证的要求，对结构类系列课程进行了达成度量化分析。首先在制定教学大纲时根据每门课的知识点需对应1-4个具体的课程目标（课程目标是在人才培养方案中根据毕业要求拆分而来），然后确定课程的达成度目标，课程结束后进行各项成绩、各个课程目标的达成度分析。下面以“高层建筑结构设计”课程达成度分析过程为例，设计的表格见表2～表5。

4 结语

我校土木工程专业在2018年进行了专业认证的复评工作，在认证过程中，对专业规范确定的21门课程尤其是结构类系列课程进行了系统的数据分析，结论如下：结构类系列课程在经过近2年的教学内容、教学方式、考核方式改革后，土木工程专业结构类系列课程理论教学内容清晰、实践知识环节系统、教师对学生掌握程度评价准确，极大地推进了专业认证的落地，对学生毕业要求的达成提供了重要的理论支撑。

參考文献

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