基于学生综合素质培养的“钢结构设计”教学思考

孙国军，吴金志，白正仙

（北京工业大学 城市建设学部，北京 100124）

随着社会经济与技术的发展和人民生活水平的提高，对于大型钢结构建筑的需求越来越多，同时对人才培养提出了更高的要求。我国也针对此提出了新工科理念，旨在培养未来多元化、创新型工程人才［1］。这对土木工程专业也提出了更高的要求，传统的土木工程教学存在着重理论、轻实践并且教学内容与工程实际严重脱轨等问题，因此如何培养新工科背景下的创新型人才是本专业迫切需要解决的问题。

此外，为落实立德树人根本任务，将思政教育贯彻到课堂教学中，推动两者的协同前行、相得益彰，是新时代高校面临的重要任务之一［2］。2020年5月28日，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，全面推进课程思政建设，就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观［3］。目前已有的思政建设与专业课程结合在土木工程各个专业课程都有应用，如“混凝土结构设计与原理”“土木工程施工技术”“土木工程材料”［4-6］。“钢结构设计”同样作为土木工程专业一门非常重要的核心课程，课程内容比较抽象和枯燥，教学效果不是很理想，且课程内容更新较慢落后于新的规范，这就造成了课程教学与现实的脱节。

北京工业大学（以下简称“我校”）土木工程专业是国家“一流专业”建设学科。高校课程思政理念的应用及我校“一流专业”建设的需要，均对“钢结构设计”课程的本科教学提出了全新的挑战。课程的教学也需要与时俱进，以适应课程思政理念的应用与“一流专业”建设的目标。

本文针对传统的“钢结构设计”课程教学存在的不足，结合新工科理念的内涵和特征，密切联系我国高等教育实际，充分考虑当前工科教育的优势与不足，进行“钢结构设计”课程改革和实践。包括“钢结构设计”课程教学体系的设计和“钢结构设计”教学体系的建设，以期为我国高校新工科专业课程教学体系改革建设提供借鉴和参考。

一、教学体系设计

（一）教学体系的核心理念

《中国教育现代化2035》是引领未来中国教育现代化的纲领性文件，其在基本理念上更加注重以德为先，以立德树人为目标，在思想上、行动上解决“为谁培养人”这一根本问题；同时新工科理念对人才同样提出了更高的要求，工科大学生在具备专业知识的同时，更需要成为有创新性、有担当、有引领精神的、综合素质高的新型人才。高校教育需要把立德树人作为人才培养的根本任务，高校要努力培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，形成更高水平的人才培养体系，把立德树人的思想理念贯彻于教学的各个环节。

因此新工科专业课程教学体系首要强调的核心是坚持立德树人理念和综合素质发展教育理念。课程体系核心理念的实现要贯穿到新工科课程体系设计和建设的整个过程。这也就是说新工科专业课程教学要满足新工科对专业人才能力的需求，要使学生能够系统并全面地掌握新工科专业领域的知识和精髓，培养出适应经济社会发展的未来多元化、创新型工程人才。同时要引领新工科大学生提升自己的人格修养、价值引领、道德伦理，自觉从自身思想、行为和实践角度立德树人，积极将家国情怀、民族精神、社会主义核心价值观内化于心，外化于行。

（二）模块化的课程教学

模块化是现代课程体系建设的基本要求，模块化课程教学体系是指整个课程教学是由若干个完整的教学模块构成，其具有很强的适应性、开放性和实用性，还可以满足学生的全面发展和个性发展需要。

“钢结构设计”介绍的是常用的结构，学生大多对此没有概念，往往难以理解相关的知识，同时理论知识太多也容易导致课堂教学较为枯燥。因此，围绕“钢结构设计”课程的不足之处，将“钢结构设计”课程教学分成思政教育模块、专业知识模块和实践应用模块。其中思政教育模块贯穿教学的始终，以价值塑造为教学首要任务，通过“钢结构设计”的学习，引导学生树立正确的价值观，培养学生的爱国敬业精神、创新精神、工匠精神；专业知识模块则结合行业前沿和发展趋势调整教学内容，深入调整教学方式，同时结合学生学习效果适时调整教学形式及进度，形成以学生为中心、激发学习兴趣并提高教学效果的教学方式；实践应用模块旨在拓宽学生的综合素质，增加学生应用软件进行设计的知识和能力，在教学和考核中增加学生动手能力的相关指标。

（三）培养目标的分解落实

新工科专业人才培养理念的实现必须通过培养目标的实现来完成，而培养目标的实现需要课程教学体系的有效支撑和每一个模块的具体贡献。在课程教学模式设计时需要通过自上而下、层层分解的模式将培养目标进行细化，从而将其落实到每个具体的模块之上，并通过可量化的数据对每个学生进行打分获得课程教学的培养情况。

步骤1：确定整个专业课程教学的目标，并按照一定的标准将其分解成一个个平行的目标，使其可以作为各个模块的目标，从而确立出构成专业课程教学的各个模块部分。

步骤2：将各个专业模块课程教学的目标落实，并按照其在整个专业课程教学中所占的比重，确立每个专业模块课程教学的课时，并确定其在考核标准中所占的分数比重。

步骤3：将各个专业模块课程教学的目标进一步分解，使其作为能量化的标准点，并根据各个模块的课时与分数比重合理地分配每个课程模块的标准点，随后确定对应的教学内容和考核方式。

（四）课程教学体系的形成

在确立了新工科专业课程的教学构成要素之后，按照培养目标的分解确立课程教学模块，并通过培养目标的层层分解，最终确立每个课程教学的培养内容，并形成对应的考核标准。

1.思政教育模块。在课程教学过程中，深入挖掘专业的思政元素，以课程自带的自然科学理念为例，突出前人的楷模精神，潜移默化地引导学生培养正确的价值观。在此过程中，不仅授予学生专业知识技能，同时关注学生的思想政治教育动态。在教学实践中，通过问题的引申将思政话题引入课堂，提高学生的思政水平。如从钢结构新技术的不断发展，引出国家经济的发展，转化为思政教学关于中国梦的深刻理解；通过具体的工程案例和工程设计，使学生深刻体会工匠精神；通过在建典型钢结构工程项目为切入点，引导学生树立正确的职业责任心和价值观。

2.专业知识模块。在专业知识教学模块，为了紧跟学科前沿，追踪学科发展趋势，需要在课程内容上进行调整和改革。结合新的“钢结构设计”标准，结合最新的钢结构形式，简化过时的课程内容，增加应用广泛的课程知识，使课程内容紧跟前沿课题，并符合工程实际，培养出合格的专业人才。根据课程教学的进度要求，调整各个课程内容的课时分配，重点难点更加突出，并打通各类结构的壁垒，将每个结构相同的部分进行统一讲解，不同的地方在分开详解并进行对比。如针对结构形式分析和内力计算便可以采取合并教学，各类结构采取的方法大同小异，但单独针对节点及各类构件设计时便需进行单独教学。

3.实践应用模块。伴随着计算机技术的发展，计算机辅助设计在钢结构设计中应用广泛，是结构设计人员的一个必备技能。在教学中，增加专业设计软件PKPM、3D3S等的教学，培养学生应用软件进行电算的能力，同时增加课程实践的比重。在课程作业中增加结构模型制作、软件设计等内容，通过实际的操作使学生掌握至少一门专业分析软件，同时在模型制作中达到工程实践的目的，使得学生能够运用理论知识解决实际的工程问题。并将实践应用作为课程考核和评价的一部分，选择合适的课程设计题目，培养学生软件应用和工程实践的能力，达到专业人才培养的目的。

二、课程教学体系的建设

专业课程体系教学的建设主要依据上述小节的论述进行建设，然而在其建设过程中可能遇到思政教育与专业教育融合、理论课程与实践课程的结合以及将创新能力培养贯穿于整个课程教学体系等问题，这也是建设的重难点。

（一）思想政治教育与专业教育融合

思政教育与专业教育存在“两张皮”现象。一方面，专业教育改革的参与者往往是一些专业水平扎实，在专业方面深耕多年的教师，鲜见专门从事思政教育的教师参与；另一方面，从事思政教育的教师在时间和主观上没能投入更多的时间精力研究各专业的性质和要求，对专业知识了解甚少。然而，在新工科专业课程教学体系的建设中，应该针对思政教育和专业教育不同的教学理念，注重二者的有机融合，以支持新工科专业课程教学培养目标和考核标准的实现。

这就要求高校教育者同时具备扎实的专业知识和思政理念，消化、理解和认同新工科、新思政的学理背景和文化视野，并在教学实践中渗透、传播新理念，重点加强和培养新工科大学生的社会主义核心价值观，为大学生的发展建立稳固的价值观和伦理道德根基，能够引导大学生增强伦理道德修养、提升人格境界、培养责任意识、滋养人文底蕴。同时强调专业知识能力的培养，在思政教育的基础上，提高新工科学生的综合素养以及全面发展的能力，为新工科背景下大学生的内涵式成长和全面发展提供可行路径，包括知行合一、躬行实践、反身而诚、学行不二。

（二）理论课程与实践课程的结合

我国高校目前在工科教育领域普遍存在的一个问题便是重理论轻实践，现在的工科课程教学中依然是理论部分为主，实践部分为辅。因此在新工科专业课程教学的建设中，需要注重理论课程与实践课程的有机结合，使得学生不仅理论课程学得好，而且实践动手能力同样不逊于人。

借助现代信息化多媒体设备，优化教学方式，提高学生理论课程学习的兴趣，在减少理论课时的同时保证理论课程学习的效果。在实际课程教学设计中加大实践课程的比重，提高实践课程的课时与投入，增加社会实践、生产实习、学科竞赛等项目。在每个课程模块教学完成后，应有综合性的实践项目或综合性实验环节，使学生对各专业知识融会贯通。同时还应该增加实践教学的平台，开放各种校内外科研资源，增加科研基地、科研实验室和创新平台，从而满足学生日常的自主实践和科研需求。

（三）将创新能力培养贯穿于整个课程教学体系

新工科专业课程教学体系建设不同于传统工科建设，更加强调培养学生的创新能力，不论是思政教育还是专业教育，都离不开创新能力的发展。

思政教育应该在学生的知识视野、创新意识和创新思维上发挥重要作用。首先，从选择案例来说，应尽可能地从多角度、多学科挑选素材来进行思政教育，丰富学生的视野，提升其知识储配，并从科学发展的角度培养学生的创新意识。其次，从培养和形成学生创新意识的角度，将中华民族的大力发展与个人的理想结合起来，培养学生的价值追求、兴趣爱好、求知欲望和好奇心态，从认识、思想上形成不断追求创新的精神态势。

专业教育则应该在思政教育基础上，在学生的创新思维、创新技能和创新素质培养上发挥重要作用。首先，需要结合工程实际问题进行教学，鼓励学生进行自主学习，多角度解决问题。从多方面进行综合考查，在考虑经济性、安全性等因素的基础上，提出解决问题的新思路、途径和方法。其次，需要培养学生利用现代化技术的能力，锻炼和培养学生的信息获取、知识更新和终身学习能力，并可以借助现代化手段解决实际工程问题。

结语

“钢结构设计”课程质量直接影响土木工程毕业生的综合素养，在对人才要求越来越高的背景下，只有改革课程教学内容、调整课程教学方式并革新课程考核方法，才能培养出未来多元化的创新型人才。本项目组采取的模块化教学方式可以全面地培养学生，学生不仅可以学习专业知识，还可以进行实际的应用并树立正确的价值观。通过对“钢结构设计”课程的改革，提高毕业生的专业素质和综合素质，形成以学生为中心、以成果为导向的基本理念。