应用型本科院校混凝土结构设计原理课程教学方法创新与实践

赵兰英，杨 彬

（商丘工学院 土木工程学院，河南 商丘 476000）

混凝土结构是现阶段土木工程行业最为常用的结构形式。混凝土结构设计原理是土木工程专业的核心专业基础课程，是使学生理解力学与专业课程之间联系的纽带，也是学生进行后续专业课程学习的基础，本课程对培养学生的执业素养及解决工程复杂问题能力具有重要意义。但混凝土结构设计原理课程内容多，知识面较广；半理论半经验的计算公式；具有较强的综合性和实践性以及依照原理解题答案不唯一等特点，要求学生有较好的数学及力学基础，使得本门课程具有教学两难的现状。

随着社会和经济科技的高速发展，智能手机和网络已经普遍渗入到人们的生活中，手机不离身已成为人们的习惯，课堂玩手机现象也不可避免。对于商丘工学院三本院校的学生，本身自控力有限，数学力学知识掌握能力有限，加之混凝土结构设计原理、公式多、符号多、内容枯燥难度系数高。传统的教学课堂中，学生听课抬头率不高，学习兴趣低，作业千篇一律的应付，授课效果不佳，严重影响了学生的培养质量。探索适用于应用型本科院校混凝土结构设计原理课程的教学方法势在必行。笔者通过在商丘工学院土木工程专业混凝土结构设计原理多元化教学方法的探索与实践，取得了较好的效果，为本门课程教学方法改革提供了参考。

1 多元化教学方法的探索与实践

1.1 多元化教学思路

传统的老师讲学生学的教学思路及方法以不能满足培养学生质量的要求，为了提高教师的授课及学生听课的质量， 首先，把课堂“禁手机”变为课堂“用手机”；其次，把课堂交给学生，“学生为主体”的课堂教学；再次，现在的课堂学生步入“00后时代”，他们思维活跃，有较强的接受力及创新思想，改变课堂设计，激发学生的学习主动性；最后，结合虚拟仿真试验加强实践教学完成本门课程实验教学不具备但必须理解的破坏性试验。为改变基础差、自控能力差、学习兴趣低，上课不抬头等现象，作者基于以上思想进行了多元化教学实践，并取得了一定成效。

图1 课程困难原因分析

1.2 教学实践

为更好地达到教学效果，作者对商丘工学院2017级土木工程专业66名学生做了问卷调查，调查汇总结果如图1。多数学生认为该课程综合性强、实践性强，再加上课程本身概念多、实验背景多、公式多等特点，传统的课堂讲解、课下作业让学生觉得枯燥无味，没有学习兴趣，无法激发学生学习的积极性和主动性。基于多元化教学思路结合课程特点，作者提出了新的教学方式并实践。

1.2.1 手机APP“学习通”软件课堂应用

为解决学生玩手机现象，改善课堂授课效果，在“互联网+”背景下，作者通过学习通学习软件，通过创建课程，课前把课堂需要的教学资源上传至客户端，并设置问答、抢答、思考、红包奖励等环节，丰富自己的课堂教学，把枯燥的理论内容学习融入娱乐成分，激发学生的参与性及主动学习的兴趣。另外，学习通软件还可以评阅作业及根据课堂表现进行打分，自动生成综合成绩。对于学习通软件不得不提的是，软件提供了很广的教学及学习资源，专题、图书、期刊等免费资源，学生还可以根据自己的兴趣多方面阅读学习从而提高自己的人文及专业素养。

在APP主导的课堂中，课前设计课程内容整体框架是基础，课堂中讨论、课后反思及知识拓展是核心。以钢筋混凝土受弯构件正截面设计章节为例：作者在课前预习环节把高校适筋梁受弯试验录像放至预习资料中，通过观看试验过程让学习在一定程度上理解其破坏特征及材料发挥作用的全过程；并把理论需要的材料力学的知识点也以微课的形式放至预习区资料，以动画形式对预习进行提问，设置讨论区。上课前，仔细了解学生的预习情况，根据学生预习的具体内容设置相应的教学策略，设计不同的教学活动。

1.2.2 学生授课及小组讨论

单一的学习通线上线下授课，学生也会有倦怠期，针对不同的教学章节特点，为增加课堂的活跃气氛并在一定程度上培养学生的自主学习及研究能力采用小组讨论+学生授课的方式。

针对有一定基础可以采用类比方法学习的内容及开放性的内容进行讨论，例如，偏心受压柱的破坏形态可能有哪些？这些与受弯构件有什么不同？建立承载力计算公式的力学模型和受弯构件有什么区别和联系？本课程内容受弯、受剪、受压、受拉、受扭各构件承载力计算方法相同，详细介绍受弯构件承载力计算的基础上，其他手里类型的构件设计具有相似性，所以小组讨论的方法非常适合本课程。同样，由于上述课程特点，小组讨论后，把课程内容制作成PPT进行讲解，这样不断锻炼了学生办公软件的操作能力，也充分调动了小组成员学习的主动性，达到了非常好的授课效果。

1.2.3 结构模型设计竞赛+虚拟仿真实验教学

应用型人才的培养不仅要求学生具有掌握基础知识的能力，还要求学生有一定的动手能力及科研能力。这些综合素质的培养必须靠第二课堂实现。由于土木工程专业综合性和实践性很强的特点，作者在授课过程中鼓励学生参加专业竞赛或加入教师的科研学术团队中来。根据学生学习能力的不同，作者所教授的班级多数参加全国结构模型设计大赛，还有一部分参与了作者的研究课题，培养了学生一定的查阅文献、实验方案设计等能力，为学生继续深造打下了基础。

《混凝土结构设计规范》是钢筋混凝土结构设计的依据之一，也是混凝土结构设计原理的主要内容。该内容绝大多数是以实验背景得到的实验结果的总结，而多数实验均为破坏性实验，实验成本高，设备复杂，危险系数高等特点，教学实验开出条件有限，所以借助虚拟仿真实验很好的解决了本课程中内容的学习。

2 教学效果

学习通软件的应用，在很大程度上减少了学生上课“不抬头”“玩手机”等现象，提高了课堂授课效率。另外，通过学习通软件，教师根据访问资源的情况也能多方面了解学生的学习情况，从而可以优化课程设计完善教学内容。

虚拟仿真实验教学资源目前比较有限，需要进一步建设。作者所在高校通过校企合作、产学研相结合，已经建设“等强度梁多点静态应变虚拟仿真实验（http：//sqgxy.walkclass.com/projectView/vfd/71）”，推广使用。并在此基础上，立项省虚拟仿真实验室建设并获得资助。虚拟仿真实验教学体系的建设是实验教学发展的必然方向，使之受益于更多的学生。

作者采用上述教学方法后，学生的期中、期末平均分数均大幅度提高。期末考试不及格率也降至15%以下。学生对教师的评教结果也显示，学生对本门课程的满意度达到了98.5%。可见，课堂教学方式的改革对提高课堂质量起了很大的作用。

3 结语

作者结合混凝土结构设计原理课程特点及学生基础，提出“学习通手机软件”、分组讨论及学生讲课、结构模型设计竞赛及虚拟仿真实验等多元化的教学方式，并通过实践，证实了该多元化的教学方法很大程度上提高了课堂质量，取得了显著成果：

第一，适应信息与科技的发展需要，合理利用手机，提高学生主动学习及参与课堂的积极性。

第二，通过手机资源共享及与学生的沟通，更明确课堂授课重难点；随时完善网络教学资源，同时学习通平台记录，可以随时掌握学生的学习情况，有效激发学生学习的积极性。

第三，分组讨论及学生讲课，变学生为课堂主体，而非单一的理论知识点的单一思维的传授，培养其思考和解决问题的能力。

第四，机构模型设计竞赛及虚拟仿真实验，拓展了学生专业知识的运用及创新能力。通过虚拟仿真实验除增加学习的学习兴趣外，还能培养学生“知其然，知其所以然”的工程探究能力及解决工程实际问题的你能力。