基于學習效果調研的工科專業(yè)課教學探索

徐杰

摘要：大學專業(yè)課教學既是傳授專業(yè)知識的過程，也是陪伴學生邁向優(yōu)秀工程師的重要環(huán)節(jié)。工科院校專業(yè)課教學的最終落腳點是學生的學習效果，立足一線教學實踐，從教學效果入手，分析專業(yè)教學中存在的問題，通過課堂教學內容、工程實踐能力和科學研究素養(yǎng)等多方面改革，激發(fā)學生學習專業(yè)知識的興趣，完善知識結構，提升人才培養(yǎng)質量，努力培養(yǎng)適應新時期社會需求的高級工程技術人員。

關鍵詞：教學效果;教學調研;教學方法;實踐能力

中圖分類號：G6423;TU391 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2019）05-0091-05

一、概述

山東建筑大學土木工程專業(yè)于2009年成為國家級特色專業(yè)建設點，始終堅持“兼顧知識、能力、素質并具有特色的應用型創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)目標，突出學生工程實踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)具有較高實踐能力的土木工程高級應用型創(chuàng)新人才[1]。土木工程專業(yè)課眾多，是實踐能力培養(yǎng)的重點領域，熟練掌握專業(yè)課知識既是人才培養(yǎng)目標的要求，更是學生成為高級工程技術人員的迫切需要。

學校鋼結構課程是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課，主要包含鋼結構原理必修課（48學時）、鋼結構設計限定選修課（32學時）和工業(yè)廠房課程設計三個主要部分，內容涵蓋鋼結構基本構件受力性能及設計方法、鋼結構連接計算及節(jié)點構造、各類鋼結構體系工作性能及設計方法和工業(yè)廠房鋼屋架設計實踐等內容。鋼結構課程內容繁雜，教學時間卻不斷壓縮，教師為按時完成教學內容，常以多媒體方式授課，講課速度加快，部分內容難以詳盡展開，增加了學生熟練掌握課程內容的難度。

鋼結構具有造型優(yōu)美、輕質高強、抗震性能優(yōu)良、工業(yè)化程度高和綠色環(huán)保等優(yōu)點，工程應用日益廣泛，新型結構不斷涌現，因此，對鋼結構教學也提出了更高的要求。國內鋼結構院校一線教師結合日常教學實踐，從課堂基本原理和基本方法的講解技巧[2-7]、實驗教學[8]、工程有限元軟件模擬示例[8-12]、工程案例教學[12-13]、視頻公開課建設[14]和教學評價體系等方面進行了大量研究，為豐富鋼結構課程教學手段和提高教學質量提供了有益的參考。

通過歷屆學生學習鋼結構課程效果調研，以學生反饋信息為基礎，分析鋼結構教學中存在的問題，激發(fā)學生學習興趣，不斷改善教學效果，努力探索工科專業(yè)課教學改革新模式。

二、教學效果調研

工科專業(yè)課教學內容完成后，學生學習效果是衡量專業(yè)課教學質量的基本依據，也是課程教學改革的基本出發(fā)點。2011—2017年在即將升入大四的學生中隨機抽取了二百多名學生，進行鋼結構課程學習情況調研，內容涉及課堂教學、工程實踐能力培養(yǎng)和科研興趣等方面。

如圖1（a）和（b）所示，34%和31%的學生分別感覺鋼結構原理和鋼結構設計教學內容太難，只有2%和4%的學生感覺上述兩門課較簡單。鋼結構課程涉及內容繁雜，鋼結構穩(wěn)定、鋼結構連接和新型鋼結構形式等難點較多，教材也未完全展開，而教學時間有限，課堂更難對其進行充分講解，對于學生而言，完全掌握鋼結構基本原理和基本知識存在較多挑戰(zhàn)。

如圖1（c）所示，教學內容方面，48%的學生反映鋼結構原理和設計重基礎，課程內容扎實，但也有45%的學生認為應適當添加新的教學內容。如圖1（d）和（e）所示，39%的學生提議在課堂添加工程實例教學內容， 49%的學生選擇添加形式為工程圖紙，20%的學生選擇圖片，17%的學生選擇計算方法。學生一方面對專業(yè)課基礎知識保持濃厚的學習興趣，但也希望能將所學應用于實際工程，在課堂中添加工程實例尤其是工程圖紙等相關內容，增強其處理實際問題的方法，提升其工程實踐能力。

焊縫連接是鋼結構連接的重要內容，教材中對其計算方法進行了詳盡的闡述，但有關焊縫施工圖表達的介紹則較為簡要，從后期工業(yè)廠房課程設計情況來看，學生對焊縫施工圖掌握情況欠佳。24%的學生熟悉鋼結構焊縫，34%的學生呼吁在課堂教學中對施工圖表達進行更詳盡的講解，如圖1（f）和（g）所示。

若鋼結構成為選修課，95%的學生仍會選擇參加課堂教學，但也有51%的學生不想參加考試，如圖1（h）所示。學生一方面認可鋼結構是十分重要的專業(yè)課，但對鋼結構考試存在較大抵觸情緒。

通過上述調研，學生認可鋼結構課程是土木專業(yè)一門重要的專業(yè)課，也有較濃厚的學習興趣，但希望適當添加工程實例的計算方法、圖片和工程圖紙等內容，增加提升工程實踐能力的訓練。同時，學生對鋼結構考試存有抵觸情緒，而考試內容實際上為鋼結構課程的基本知識和基本方法，難度適中，說明部分學生對鋼結構基本知識和基本方法掌握情況不甚理想。

學校鋼結構課程設計為一帶吊車的工業(yè)廠房，內容涵蓋了獨立基礎、混凝土排架結構、鋼結構屋蓋和吊車梁等設計內容，具有較強的工程實踐綜合性。

如圖2（a）所示，由于課程設計設定內容為排架結構廠房，58%的學生認可該結構作為課程的訓練內容，但也有42%的學生希望選擇其他結構作為課程設計內容，其中20%的學生選擇了應用廣泛的門式剛架，12%的學生選擇網架網殼和索結構等空間結構。

鋼結構課程設計在結構力學、混凝土結構、地基基礎和鋼結構等課程完成后開始，但只有18%和27%的學生分別對鋼屋蓋和排架結構計算及施工圖較熟悉，如圖2（b）和（c）所示。表明學生學習完相關課程基本內容后，對基本知識和基本方法的工程應用缺乏實踐，在工程實踐中綜合運用能力亟待提高。

如圖2（d）所示，86%的學生會多留意身邊鋼結構建筑，其中，22%的學生會詳細查看，表明學生對生活中既有鋼結構建筑有濃厚的求知興趣。

網絡時代相關資料獲取變得更加簡單，土木類相關網站上鋼結構相關規(guī)范、圖集和施工圖紙等資料較多，為學生學習鋼結構知識和提升工程實踐能力提供了重要的參考資料。如圖2（e）和（f）所示，鋼結構規(guī)范和圖集方面僅有9%的學生經常查看，37%的學生表示無資料或不看;鋼結構建筑施工圖方面，僅有7%的學生表示經常查看，34%的學生表示無資料或不（愿）看。學生主動查看網上相關資料的積極性并不高，教師應適當引導。

盡管學生缺乏工程設計經驗，對軟件應用不熟悉，但如果學生能熟悉和運用至少一種常見的設計軟件對工程實際問題進行分析，則是激發(fā)學習興趣的有效手段，而興趣是學習的最大動力。如圖2（g）所示，78%的學生很想學習工程軟件，其中，44%的學生自行學習過一種或多種工程軟件，表明學生有較強的工程實踐需求。

通過上述調研可知，在課堂學習后，課程設計過程是鍛煉、提升學生綜合運用基本原理和方法的有效手段。學生對身邊鋼結構和工程軟件都存在濃厚的學習興趣，應充分加以引導。學生對網絡規(guī)范圖集及施工圖紙等缺乏主動學習的動力，在平時教學中應多引入，激發(fā)學生學習興趣，以使學生更好理解和掌握專業(yè)課的基本知識和基本方法。

如圖3所示，學生研究生階段傾向于鋼結構方面的選擇為34%，僅次于混凝土結構（39%），說明學生對鋼結構方面的科研存在濃厚興趣。課外閱讀方面暫未考慮科技文獻查閱方面的調查，而是通過課外鋼結構方面著作的調查來體現，學生課外閱讀五本以上著作的占14%，37%的學生沒讀過或不感興趣。

三、教學方法探索

（一）課堂基本知識和基本原理

鋼結構課程內容眾多，體系嚴謹，從而相關知識點繁多，既有理論推導，又有實驗研究和數值模擬，考慮到土木工程專業(yè)相關課時限制，教材對內容講解較為簡略。

教學中因材施教，課堂上簡要介紹知識點的基本內容和相關公式推導過程中的基本原理、基本方法、注意事項，滿足基本教學要求，并給出相關課外參考書目，增加科技文獻和著作的閱讀，引導學生課外自行學習，拓展學生視野，加深其對內容的理解。針對重點難點內容，詳盡闡述其實驗研究、理論分析和數值模擬的相關內容，弄清公式理論來源，使學生掌握扎實的專業(yè)基礎知識和實踐應用的基本方法。

（二）工程實踐能力

教學中添加工程實例資料，消除學生對鋼結構的陌生感，引導學生對既有鋼結構建筑加強觀察，思考其結構布置、傳力路徑等，充分利用網絡資源，成立工程結構興趣小組，鼓勵學生學習通用鋼結構設計軟件，勇于動手、敢于嘗試，通過對身邊鋼結構的觀察、試算和優(yōu)化，提升學習興趣，增強學習動力，加深對教學內容的理解和掌握，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

課程設計是學生實踐能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，結合學生學習興趣應設置多種可選的結構形式。

（三）職業(yè)自信

教學中滲透責任心和擔當精神培養(yǎng)的內容，作為“科班”土木專業(yè)人員應相信自己有能力、有辦法完成工作，遇到工程問題不是用“沒做過”，甚至“我不會”來逃避問題，而是敢于嘗試和創(chuàng)新，勇于承擔責任。通過查閱資料、請教前輩，不斷尋求答案并最終解決問題，在工程實踐過程中完善自己的知識結構，逐漸樹立職業(yè)責任心和自信心。

（四）考核方法

改革考試方法，兼顧過程評價和期終評價。通過加入過程性考核，激發(fā)學生學習興趣和主動性，拓展學生學習方式，變被動學習為主動學習，加深對課堂教學內容的理解，提高其綜合素質。

四、結語

專業(yè)課教學是培養(yǎng)學生專業(yè)知識的過程，也是伴隨學生成為優(yōu)秀工程技術人員的成長過程。教學相長，鋼結構課程教學是實踐的過程，需要依據教學效果反饋不斷調整教學方式、方法，是一個不斷發(fā)展完善的過程。

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Abstract： The teaching of college professional courses is not only a process of imparting professional knowledge， but also an important part of accompanying students towards excellent engineers. The ultimate goal of teaching of engineering professional courses is the learning effect of students. Based on the teaching practice of specialized courses， the existing problems in teaching are analyzed by investigating teaching effect. Through the reform of classroom teaching content， engineering practical ability and scientific research literacy training， the interest of students in learning professional knowledge is stimulated， their knowledge structure is improved， the talent training quality is enhanced， and efforts are made to train senior engineers and technicians meeting the social needs of the new era.

Key words： learning effect; teaching survey; teaching method; practical ability

（責任編輯 周 沫）