北部灣區(qū)域高?；炷两Y(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革研究

徐華 陳正 余波 覃英宏

摘要：混凝土結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)的核心課程之一。文章以廣西大學(xué)為例，結(jié)合北部灣區(qū)域特色，就當(dāng)前該課程教學(xué)過(guò)程中面臨的一些問(wèn)題，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，引導(dǎo)學(xué)生深入了解混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理，切實(shí)掌握混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法。

關(guān)鍵詞：北部灣區(qū)；混凝土結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；高等教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0；TU375-4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2018）01-0045-04

隨著北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，該區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施，如大型港口、碼頭，跨海大橋，高層建筑等大規(guī)模涌現(xiàn)。這些基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)通常以混凝土結(jié)構(gòu)為主，北部灣臨海的區(qū)域特性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)在安全性和耐久性等方面提出了更高的要求。因此，為該區(qū)域基礎(chǔ)建設(shè)培養(yǎng)具有區(qū)域?qū)I(yè)特色，懂理論，有技能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工以及加固維護(hù)等方面的專業(yè)技術(shù)人才尤為重要。廣西大學(xué)作為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高等院校，以培養(yǎng)具有區(qū)域特色的專業(yè)技術(shù)人才為己任，專業(yè)課程教學(xué)更注重專業(yè)化、特色化和實(shí)踐性。在土木工程專業(yè)課程體系中，混凝土結(jié)構(gòu)課程是培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的核心主干課程，也是培養(yǎng)面向北部灣區(qū)域土木工程專業(yè)人才的關(guān)鍵專業(yè)課程[1]。為保證該課程的教學(xué)質(zhì)量，課程教學(xué)一般分為兩個(gè)學(xué)期，設(shè)置“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”和“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩個(gè)部分，兩部分的知識(shí)由淺入深，從理論到實(shí)踐，相互貫通融合。學(xué)習(xí)該課程必須具備一定的數(shù)理、力學(xué)、材料和工程結(jié)構(gòu)等方面的知識(shí)，需要事先必修一些課程，如高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和建筑材料等。

筆者結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就當(dāng)前廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)方式中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行探析，以構(gòu)建服務(wù)北部灣區(qū)域建設(shè)的特色化課程為目標(biāo)，從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)提出一些改革和創(chuàng)新思路，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入了解混凝土結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，切實(shí)掌握混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法。

一、混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)存在的問(wèn)題

混凝土結(jié)構(gòu)課程涉及的知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生數(shù)理功底要求高，若想在教學(xué)大綱規(guī)定的學(xué)時(shí)里讓學(xué)生充分掌握混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)方法具有一定的難度。因此，該課程除了講授傳統(tǒng)的課程知識(shí)以外，還需要增加具有地方特色的課程知識(shí)。筆者對(duì)北部灣區(qū)域高校土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)存在的普遍問(wèn)題進(jìn)行探析。

（1）授課內(nèi)容陳舊，教材更新跟不上有關(guān)規(guī)范的修訂。毫無(wú)疑問(wèn)，多年沉淀下來(lái)的傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)邏輯清晰，內(nèi)容系統(tǒng)全面。但是隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的發(fā)展，混凝土的設(shè)計(jì)方法必然會(huì)有所突破創(chuàng)新，該課程教材內(nèi)容往往更新不夠及時(shí)，不能反映現(xiàn)代混凝土設(shè)計(jì)方法的最新水平。

（2）工程結(jié)構(gòu)中的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題均可抽象為一些力學(xué)和數(shù)學(xué)模型，以致教材中出現(xiàn)大篇幅的理論和公式推導(dǎo)，教師在講授時(shí)又很難用形象的語(yǔ)言來(lái)表述，因而學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中面對(duì)抽象化的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，在短時(shí)間里很難理解這些數(shù)學(xué)語(yǔ)言的本質(zhì)含義，以致部分學(xué)生畏難厭學(xué)。

（3）授課內(nèi)容未能體現(xiàn)地方特色。例如北部灣地區(qū)處于氣候濕熱的海洋環(huán)境，混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分考慮其耐久性因素，而傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏重的是安全性設(shè)計(jì)，耐久性設(shè)計(jì)涉及較少，以致學(xué)生對(duì)該方面的知識(shí)一知半解。

因此，筆者認(rèn)為有必要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)課程的理論教學(xué)部分和實(shí)踐教學(xué)部分進(jìn)行全面梳理。一方面，要構(gòu)建具有地方特色的課程知識(shí)體系，以體現(xiàn)該課程的本土化特色；另一方面，采用現(xiàn)代教學(xué)理念對(duì)理論教學(xué)進(jìn)行改革，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容和時(shí)間，使理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相互融合，相互促進(jìn)，為培養(yǎng)北部灣區(qū)域人才提供保障。

二、 理論教學(xué)的新思路新方法

（一）地方特色課程知識(shí)體系的構(gòu)建

北部灣臨海的區(qū)域特性，使得混凝土結(jié)構(gòu)易受到氯鹽的侵蝕而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能的失效，因此，混凝土結(jié)構(gòu)除了滿足安全性要求外，臨?；炷两Y(jié)構(gòu)還需要滿足結(jié)構(gòu)的耐久性要求，以保證和提高建筑物的使用壽命。然而，傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容往往更多地關(guān)注安全性方面的設(shè)計(jì)，對(duì)耐久性設(shè)計(jì)并未作深入講析。因此混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)耐久性設(shè)計(jì)的重要性，要把耐久性設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題講解透徹，讓學(xué)生掌握耐久性設(shè)計(jì)特別是掌握針對(duì)氯鹽環(huán)境下耐久性的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生服務(wù)北部灣區(qū)域建設(shè)的能力。

課程組成員所在的工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣西防災(zāi)減災(zāi)與工程安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室具有從事臨?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性研究的多年經(jīng)驗(yàn)，多項(xiàng)研究成果處于國(guó)內(nèi)的前列。課程組充分利用科學(xué)研究的優(yōu)勢(shì)，將耐久性的前沿知識(shí)與傳統(tǒng)的耐久性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行重新整合，從結(jié)構(gòu)材料特性、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)體系三個(gè)層面構(gòu)建氯鹽環(huán)境下耐久性設(shè)計(jì)方法的知識(shí)體系，幫助學(xué)生充分掌握混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法。

（二）以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)方法

項(xiàng)目導(dǎo)向法[2]是開展工程學(xué)科教學(xué)的一種有效方法，其核心是采用“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、講練結(jié)合”三位一體的教學(xué)方法，將傳統(tǒng)的依照章節(jié)知識(shí)點(diǎn)安排內(nèi)容轉(zhuǎn)變成以工程實(shí)際項(xiàng)目為目標(biāo)，通過(guò)設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，按照專業(yè)崗位需要掌握的知識(shí)和能力來(lái)組織課堂內(nèi)容，學(xué)以致用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

采用混凝土結(jié)構(gòu)課程項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法要把控以下三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一要明確項(xiàng)目和任務(wù)。教師在組織教學(xué)過(guò)程中，要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)將課程內(nèi)容分為不同的項(xiàng)目和任務(wù)。例如在講解混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本知識(shí)時(shí)，可以以實(shí)際工程中的肋梁樓蓋體系為項(xiàng)目，將項(xiàng)目劃分為受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件、受剪構(gòu)件和受扭構(gòu)件等不同的任務(wù)。每個(gè)任務(wù)還可細(xì)分為多個(gè)子任務(wù)，每個(gè)任務(wù)或者子任務(wù)都有自身的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生掌握后才能勝任相關(guān)的設(shè)計(jì)工作。二要確立學(xué)生為主體的地位。項(xiàng)目導(dǎo)向法的本質(zhì)是以學(xué)生為主體，根據(jù)課時(shí)安排完成不同的任務(wù)，由此提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。對(duì)內(nèi)容繁多、工作量較大的任務(wù)，實(shí)施過(guò)程中可以采取分組學(xué)習(xí)的形式。每個(gè)組的學(xué)生合理分工，通力合作，充分發(fā)揮每個(gè)人的優(yōu)勢(shì)。三是理論學(xué)習(xí)來(lái)源于實(shí)踐并指導(dǎo)實(shí)踐。在相關(guān)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，各組學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自行選擇感興趣的項(xiàng)目進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和討論。這些項(xiàng)目來(lái)源于實(shí)踐，最終的成果也將指導(dǎo)實(shí)踐。教師要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分解，并進(jìn)行必要的實(shí)踐操行示范。學(xué)生分小組圍繞項(xiàng)目進(jìn)行討論，相互協(xié)作，最后共同完成項(xiàng)目。項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法具有傳統(tǒng)教學(xué)方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)，它可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。因此將項(xiàng)目導(dǎo)向法引入混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)，對(duì)提高北部灣區(qū)域高校土木工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和專業(yè)素養(yǎng)具有重要的意義。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法[3]是有別于傳統(tǒng)教學(xué)的新型教學(xué)模式，其將傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程的“課程講解+課后作業(yè)”改為“課前學(xué)習(xí)+課堂探究”。與項(xiàng)目導(dǎo)向法相類似，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法也以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索交流，摒棄照本宣科、灌輸式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，推廣研究式、啟發(fā)式、互動(dòng)式等教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以全面提高教學(xué)質(zhì)量。在混凝土結(jié)構(gòu)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生和教師的角色以及課堂時(shí)間分配發(fā)生了轉(zhuǎn)變。學(xué)生由“被動(dòng)接受者“變?yōu)椤爸鲃?dòng)研究者”，學(xué)生自學(xué)能力得到加強(qiáng)，在遇到問(wèn)題時(shí)能主動(dòng)查閱資料，解決問(wèn)題。課堂教學(xué)設(shè)計(jì)是以學(xué)生為中心，學(xué)生要獨(dú)立完成作業(yè)，并積極參與教師設(shè)計(jì)的課堂活動(dòng)。教師在與學(xué)生相互協(xié)作的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生深入掌握知識(shí)。在這一過(guò)程中，教師從講授者轉(zhuǎn)變成學(xué)生學(xué)習(xí)的監(jiān)督員，這對(duì)教師的能力有更高的要求。教師要根據(jù)教學(xué)任務(wù)建立完備的知識(shí)體系，準(zhǔn)備好完整的教學(xué)資源，才能為學(xué)生提供良好的自學(xué)環(huán)境。

以混凝土結(jié)構(gòu)課程的第一部分“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”為例。課程內(nèi)容主要涵蓋材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、構(gòu)件的彎剪扭計(jì)算、結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)等，各部分的知識(shí)體系有嚴(yán)密的邏輯聯(lián)系，但又不盡相同[4]。特別是在理論計(jì)算部分，教師可以采用現(xiàn)代信息化教學(xué)的方式，錄制相關(guān)的微課視頻，讓學(xué)生在自學(xué)過(guò)程中反復(fù)觀摩學(xué)習(xí)，提高翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果。

三、 實(shí)踐教學(xué)的新突破新形式

（一）強(qiáng)化工程實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)

混凝土結(jié)構(gòu)理論來(lái)源于實(shí)踐并又指導(dǎo)實(shí)踐，因此應(yīng)強(qiáng)化工程實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。讓每個(gè)學(xué)生直接參加生產(chǎn)單位工程實(shí)踐的可能性較小，因此在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)增加認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、暑期社會(huì)實(shí)踐等，以提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。開展認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)或暑期社會(huì)實(shí)踐，要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐對(duì)象的專業(yè)性和典型性，這樣學(xué)生才能在實(shí)踐過(guò)程中迅速提升感性認(rèn)識(shí)。例如在混凝土耐久性設(shè)計(jì)方面，暑期社會(huì)實(shí)踐可組織學(xué)生前往北部灣區(qū)域調(diào)查臨海建筑耐久性方面存在的問(wèn)題，以臨海區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)在氯鹽腐蝕下結(jié)構(gòu)失效、倒塌的案例，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)耐久性設(shè)計(jì)的重要性。二是強(qiáng)化認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)或?qū)嵺`中專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生在進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中要重視實(shí)踐報(bào)告的撰寫；教師要對(duì)實(shí)踐報(bào)告進(jìn)行認(rèn)真批閱，隨時(shí)了解學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)理解和掌握專業(yè)問(wèn)題的能力。

（二） 特色課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的理論知識(shí)

混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)模擬工程實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)往往過(guò)多地強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)成果的“手算”，“手算”一方面多為機(jī)械地查表和計(jì)算，并未涉及過(guò)多的理論知識(shí)；另一方面忽視了設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，因此有必要增加工程設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，這對(duì)學(xué)生今后走上工程設(shè)計(jì)崗位具有重要的作用。目前，許多高校開設(shè)了有關(guān)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程的課程，因此在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以采用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行計(jì)算。該計(jì)算方式雖然難度大，但是可以鍛煉學(xué)生的思維能力，也有利于學(xué)生掌握現(xiàn)代結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本思路和原理。例如，在對(duì)受彎構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)，可以將計(jì)算過(guò)程流程化，甚至可以將計(jì)算過(guò)程交互化與可視化。通過(guò)該手段，一方面可以提高學(xué)生的課程設(shè)計(jì)效率；另一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。課程組成員還可以充分利用自身的科研優(yōu)勢(shì)，將研發(fā)的耐久性設(shè)計(jì)軟件介紹給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生使用專業(yè)軟件對(duì)臨海區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性方面的課程設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生掌握耐久性設(shè)計(jì)的方法，提高學(xué)生服務(wù)北部灣區(qū)域建設(shè)的能力。耐久性設(shè)計(jì)的教學(xué)要以真實(shí)項(xiàng)目為導(dǎo)向，將工程實(shí)踐與理論知識(shí)緊密結(jié)合，才能切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)能力。

（三）增加實(shí)際操作環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)技能

在混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，如果過(guò)度強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)，不給學(xué)生提供足夠的實(shí)踐時(shí)間，學(xué)生不僅會(huì)失去對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，而且對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握也不到位。因此，除了增加認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)外，還可以給學(xué)生布置一些有意義的實(shí)踐任務(wù)。例如在完成受彎構(gòu)件、受剪構(gòu)件等內(nèi)容的講授后，要求學(xué)生完成一根梁的受力縱筋、箍筋、架立鋼筋的計(jì)算，并繪制梁的設(shè)計(jì)圖紙。在教學(xué)時(shí)間足夠充裕的情況下，還可以給學(xué)生布置小比例梁模型制作的作業(yè)。學(xué)生在制作模型過(guò)程中，需要積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，根據(jù)圖紙內(nèi)容使用日常生活中的材料模擬不同的鋼筋，并將各類“鋼筋”綁扎成一個(gè)完整的骨架。這一過(guò)程能夠加深學(xué)生對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)的了解，幫助學(xué)生親身體驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在實(shí)踐中的應(yīng)用，進(jìn)而牢固掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)[5]。

四、 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，在混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過(guò)程中，筆者以學(xué)生為重點(diǎn)，以課程教學(xué)服務(wù)于北部灣區(qū)域建設(shè)為目標(biāo)，對(duì)該課程理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了一些創(chuàng)新改革。實(shí)踐表明，本文提出的教學(xué)方式和方法是可行的，教學(xué)新思路也受到學(xué)生廣泛的好評(píng)，并取得了良好的教學(xué)效果。推進(jìn)教學(xué)改革是高校教師永恒的使命，特別是從事工程教育的教師，要通過(guò)不斷進(jìn)行教學(xué)方式方法的改革創(chuàng)新，提出一些有創(chuàng)造性的教學(xué)模式，才能進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)輸送優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)：

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