新工科背景下混凝土结构课程实践教学改革研究

曹 海，方群莉，汪婷婷

（黄山学院 建筑工程学院，安徽 黄山245041）

中国于2016年6月在国际工程联盟大会上正式加入《华盛顿协议》，大家越来越重视工程教育模式和工程人才培养的改革研究[1-3]。在以新产业、新服务、新技术和新模式为特点的新经济蓬勃发展背景下，社会急需大量新型工科人才。新工科工程教育的概念由此诞生，它主要包括工程教育新理念、新模式、新质量、新结构和新体系。土木工程是一门典型的传统工科专业，面对以人工智能、互联网+、中国制造2025等为代表的新经济快速发展大环境下，也需要及时改革教学内容和方法，探索和实践新工科背景下的教学模式改革，以适应新经济快速发展下对土木工程专业具有创新能力人才的需求[4-7]。黄山学院作为一所地方性、应用型的本科院校，在新工科背景下土木工程专业的教学改革作了一些积极的探索，本文以混凝土结构课程实践教学为例阐述已取得的一些成果。

1 实践教学体系

根据用人单位对土木工程专业毕业生的能力需求以及毕业生对母校专业教学问题的调查，结果表明单独对某一门课进行教学改革很难达到社会对学生工程结构设计能力提高的要求。因此，结合土木工程专业培养方案和教学计划，从混凝土结构设计全过程出发，制定混凝土结构课程实践教学体系。它包括专业基础知识、课程设计、学科竞赛、综合结构设计，不仅仅是某一门课程或课程设计的教学实践，而是体现整个周期全过程教学实践体系的融合与创新，以达到新工科背景下土木工程专业混凝土结构课程实践教学目标的要求。

新工科背景下土木工程专业混凝土结构课程实践教学体系如图1所示。专业基础知识包括混凝土结构基本原理（64学时）和混凝土结构设计（32学时）；课程设计包括混凝土结构课程设计（1周）和结构抗震课程设计（1周）；积极支持和鼓励学生参加大学生结构设计竞赛和BIM设计竞赛，黄山学院在安徽省第一、二、三届大学生结构设计竞赛上均取得好成绩，连续3年代表安徽省出征全国赛；毕业设计一般为混凝土结构框架设计（8周），要求手算一榀框架，绘制整个结构施工图，与建筑设计院对毕业生的要求接轨，积极鼓励和指导学生申报大学生创新创业训练计划项目，目前已成功立项国家级和省级项目10余项。

图1 新工科土木工程专业混凝土结构实践教学体系

2 实践教学措施

以新工科土木工程专业混凝土结构实践教学课程改革为背景，对专业基础知识、课程设计、学科竞赛、综合结构设计四大体系进行调查研究分析，重点内容是将四部分体系课程衔接在一起并能使学生达到工程实践教育的要求。

2.1 改变传统的专业基础知识理论教学方法

在学校的大力支持下，建筑工程学院混凝土结构课程成功申报获批立项安徽省大规模在线开放课程（慕课）和智慧课堂课程，将教学大纲、教学计划、课件、课程试验、习题、工程项目视频等上传到省级精品课程网站，实现课程资源共享。课前利用智慧教学工具（如e会学、超星学习通等）进行任务、通知的发放，引导学生进行课前交流，同时还可以让学生利用网络教学平台学习各种课程相关资源数据。课中首先利用智慧教学工具对学生进行网络签到，对课前布置的任务学生完成情况进行大数据分析，找到学生理解掌握的薄弱点，着重讲解薄弱点，使学生能够深入地学习好本课程的内容。在正常教学活动过程中，利用智慧教学工具设置抢答、选人、测验、投票、多屏互动、讨论上墙、课堂报告等互动形式提高课堂活跃度，最终实现激活课堂，完成传统课堂教学的一次升华。课后学生利用网络教学平台、智慧教学工具等提供的课外阅读、课程作业，对学习内容进行深化知识理解、重点难点提高，教师根据学生反馈信息可以对学生进行针对性指导。

2.2 课程设计要与实践工程项目相衔接

以混凝土结构基本原理和混凝土结构设计理论知识为基础，以结构形式、结构布置、结构计算、结构优化为主线，开展全过程分段式一体化混凝土结构课程设计。课程设计的题目应与实践工程项目相对应，将抗震结构设计理论知识纳入到混凝土结构课程设计，以符合实际工程项目要求，课程设计的指导老师应为双师双能型教师或者直接聘请建筑设计院具有丰富项目设计经验的高级工程师及注册结构工程师。要求学生基本掌握混凝土框架结构楼盖结构设计与楼梯构件设计计算，并依据现行平法施工图集绘制梁板结构平面施工图及楼梯结构设计图，大大增加与实践工程项目衔接度，为毕业设计打下坚实的基础。

2.3 积极组织指导学生参加相关学科竞赛

目前，黄山学院已组织3届大学生结构设计大赛，并连续3届在安徽省大学生结构设计大赛中取得好成绩，分别获得安徽省大学生结构设计大赛特等奖、一等奖和二等奖，成为安徽省内唯一1所连续3年代表安徽省高校参加全国大学生结构设计大赛决赛的学校。同时，为适应新型建筑工业化的发展要求，积极组织学生参加全国大学生结构设计信息技术大赛（装配式混凝土结构设计）和安徽省高校建筑信息模型（BIM）应用大赛，也取得较好成绩。学科竞赛不仅能够锻炼学生的建筑结构设计与制作能力，还拓展了学生的知识面与创新能力，培养了学生的团队合作意识和语言表达能力，达到了新工科背景下对土木工程专业具有创新能力人才的需求。

2.4 努力提升学生的综合结构设计能力

毕业设计选题一般要求为实际工程项目，真题真做，设计要求也与实际工程项目的要求基本一致。校内毕业设计指导教师都为具有注册结构师等执业证书的教师或为具有丰富实际工程经验的教师，同时向建筑设计院和施工单位聘请具有高级工程师职称的一线工程项目从业者作为校外毕业设计指导教师。校内校外教师结合指导，优化毕业设计内容，增加与实际工程项目的紧密度。积极组织指导学生申报大学生创新创业训练计划项目，目前已成功立项国家级和省级大学生项目10余项，学生综合能力及拓展能力得以提高，丰富了土木工程类专业实践教学标准，深化了实践教学的内涵。

3 实践教学效果

此次教学改革自2015年我校土木工程专业被列为省级卓越工程师改革专业至今，从对学生的调查问卷结果来看，85%以上的学生都认可混凝土结构课程实践教学改革，纷纷表示改革打通了混凝土结构几门课程的联系，有利于促进学生综合应用知识能力、创新设计能力和动手制作能力的提高。改革后的实践教学更有利于熟悉、掌握、运用知识，并应用于工程实践当中。通过对学生毕业就业的施工单位和设计单位的跟踪调查，反映出实践教学改革后培养的学生解决问题能力和团队合作意识有所增强，综合能力有大幅提高。

4 结语

在新经济新技术的发展背景下，社会对培养工程人才提出了新的更高要求，新工科工程教育的改革越来越被重视。土木工程学科作为一门典型的传统工科，同样需要与信息等新技术融合发展。在确定“新工科”背景下土木工程专业混凝土结构课程人才培养目标的基础上，基于目前人才培养中存在的问题，就专业基础知识、课程设计、学科竞赛、综合结构设计四大体系提出了改革措施，目的在于培养学生的创新能力和实践能力，致力于提高学生的综合素质，培养新工科背景下社会需要的综合型人才。