基于卓越工程師產(chǎn)教聯(lián)合培養(yǎng)的混凝土結構教學改革探討

邸博，秦任遠，劉良坤，龐書孟

（東莞理工學院 生態(tài)環(huán)境與建筑工程學院，廣東東莞 523808）

高校作為新時代卓越工程師培養(yǎng)的主要基地，在深化落實工程教育評價改革，完善構建產(chǎn)教協(xié)同育人長效機制，全面增強高素質應用型人才培養(yǎng)能力等方面發(fā)揮著重要作用。

為進一步深化工程教育改革，快速回應經(jīng)濟社會發(fā)展對卓越工程師及相關專業(yè)人才的迫切需求，教育部于2010 年啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”[1]，對全面提高工程教育人才培養(yǎng)質量具有十分重要的示范和引導作用。2017 年，教育部又提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”，適時增加新工科專業(yè)點，以加快培養(yǎng)適應和引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才[2-3]。為確保卓越工程師人才培養(yǎng)目標的順利實現(xiàn)，高校課程教學改革尤為重要。

混凝土結構課程屬于土木工程專業(yè)的核心課程，由混凝土結構設計原理和混凝土結構設計兩部分內(nèi)容組成，是土木工程專業(yè)學生畢業(yè)設計綜合應用的主要內(nèi)容，在土木工程人才培養(yǎng)中占有重要的地位，其內(nèi)容包括鋼筋混凝土材料的物理力學性能、基本構件的計算方法與構造要求、整體結構的設計理論和實現(xiàn)方法等[4-6]。該課程有別于前期學生所學的具有嚴密理論體系的基礎課程，其核心內(nèi)容既有理論又有實踐，并與《混凝土結構設計規(guī)范》（GB 50010—2010）[7]、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ 3—2010）[8]等相聯(lián)系，實踐性較強。該課程旨在培養(yǎng)并提高學生理論聯(lián)系實際的能力，使其掌握混凝土結構的基本原理和設計方法，為畢業(yè)后從事混凝土結構設計工作奠定良好的基礎[9-11]。因此，該課程的教學效果將直接影響學生的技術創(chuàng)新與解決工程問題的能力，進而影響新時代卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實現(xiàn)。本文在分析傳統(tǒng)混凝土結構課程教學存在不足的基礎上，基于強化學生技術創(chuàng)新能力和工程實踐能力培養(yǎng)的目的，從該課程的教學方式、育人機制、師資隊伍、評價模式四個方面對混凝土結構課程的產(chǎn)教聯(lián)合教學改革進行探索。

1 混凝土結構課程教學現(xiàn)狀

1.1 課程教學與工程實踐脫節(jié)

目前，混凝土結構課程教學缺乏與工程實踐的有效結合，這是高等院校土木工程學科普遍面臨的問題，也是高素質應用型人才教育培養(yǎng)計劃亟待解決的問題[12-13]?？陀^上，造成該問題的原因較多，但傳統(tǒng)教學方式的固化與產(chǎn)教聯(lián)合育人的缺失是主要原因。在課程教學方面，傳統(tǒng)教學方式側重于滿足學科教育培養(yǎng)的需要，一般注重傳授系統(tǒng)的理論知識，教學過程仍側重于基本概念和基本理論層面。課堂教學通常以教師為主體，學生被動學習，由于課程知識點較多，設計推理過程相對復雜，疊加缺乏合適的實驗教學與實踐教學環(huán)節(jié)，學生難以形成對混凝土結構構件力學性能與失效機制的直觀認識，對混凝土基本理論與設計方法的理解不夠準確，學習主動性和積極性不足，不能很好地將理論學習與工程實踐相結合。在產(chǎn)教聯(lián)合培養(yǎng)方面，產(chǎn)學合作協(xié)同育人機制尚未全面落實，主要體現(xiàn)在校企協(xié)同培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)方案、實踐教學方法、評價學生學習成效等全流程協(xié)同育人機制亟待完善，校企合作風險共擔、費用分擔和利益共享等制度的具體實施辦法仍待建立。由于產(chǎn)學合作協(xié)同育人機制尚不健全，導致企業(yè)方接受實習學生的意愿不強，學生進入設計院或施工現(xiàn)場的機會較少，不能通過工程實踐提升科學素養(yǎng)，這對培養(yǎng)學生的技術創(chuàng)新能力和工程實踐能力具有較大負面影響。

1.2 教師隊伍缺乏工程實踐經(jīng)歷

混凝土結構課程與工程實際聯(lián)系密切，相關問題多來源于工程實踐，而學習該課程的目的也是為了更好地服務于工程。高校教師作為新時代卓越工程師教育培養(yǎng)的主要力量，需要具備對現(xiàn)代混凝土結構工程的深入認識。然而，現(xiàn)階段的高等院校青年教師隊伍，一般都是博士研究生畢業(yè)后直接進入高校從事教學科研工作，普遍缺乏現(xiàn)代混凝土結構的工程實踐經(jīng)歷，不具備工程背景或工程經(jīng)驗，對大型復雜混凝土結構的應用現(xiàn)狀和未來發(fā)展缺乏深入認識。此外，現(xiàn)階段的高校教師考核和評價制度側重于科研成果，迫使一線教師圍繞評價體系，將主要精力放在科學研究方面，忽視了工程實踐經(jīng)歷的長期積累和解決重大工程問題能力的鍛煉提升，導致“雙師雙能型”師資隊伍缺乏，不利于卓越工程師及相關專業(yè)人才的培育。

1.3 課程考核不能反映學生實踐創(chuàng)新能力

現(xiàn)階段，混凝土結構課程考評體系比較單一，傳統(tǒng)考核方式包含平時成績和期末卷面成績，通過加權求和作為學生的期末總成績。一般都是平時成績占30%，期末卷面成績占70%。一方面，平時成績中作業(yè)成績占比較大且偏重于理論知識點，僅可作為學生掌握知識情況的初步判斷；另一方面，期末試卷一般由選擇題、判斷題、簡答題和計算題組成，考核內(nèi)容偏重理論知識，鑒于期末考核形式，學生更為重視知識點的記憶和公式的運用計算，普遍缺乏對混凝土結構本質概念和工程應用的深層次思考。實際上，以平時成績和期末卷面成績?yōu)榇淼膫鹘y(tǒng)課程考核方式，注重結果而非過程，缺乏對學生實際操作和解決問題能力的評估，難以充分反映學生的實踐創(chuàng)新能力。

2 基于產(chǎn)教聯(lián)合培養(yǎng)的混凝土結構教學改革

2.1 案例化與項目化教學模式改革

混凝土結構課程包含結構基本原理和結構設計兩個部分，前者偏重于計算理論與構件設計，后者聚焦結構體系分析與整體結構設計，理論知識與工程實踐融合度高是該課程的重要特征。采用案例化教學模式，有利于理論教學實踐化，突出課程內(nèi)容的應用性。教師通過引入真實的案例或情境，促使學生從被動的知識接受者轉變?yōu)橹鲃拥膯栴}解決者，通過與實際案例的接觸，學生可以將抽象的理論知識與實際問題相結合，更好地理解和應用知識，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和學習動力。

需要指出，案例化教學應服務于課程培養(yǎng)目標，因此，教師在選取案例時，除了結合自身研究背景和工程實踐以外，更應側重選取案例與課程相關知識點的對應關系。就案例本身而言，可以實際工程或項目應用為主體，同時也包括實驗研究、數(shù)值仿真、工程技術等契合課程內(nèi)容且有研究價值的一切其他素材。例如，筆者曾在鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力計算教學環(huán)節(jié)，引入數(shù)值仿真技術，建立了剪跨比分別為1.5、2.5、3.5 和4.5 的四點彎梁初始加載彈性階段直至斜截面受剪破壞的全過程數(shù)值仿真案例，通過數(shù)值仿真荷載—撓度曲線及應力應變云圖（見圖1），形象地展示了剪跨比對混凝土梁受剪性能和失效機制的影響，同時，有利于學生對小剪跨比混凝土深梁抗剪壓拱效應的理解，也增強了學生的學習興趣。在以上數(shù)值仿真案例介紹的基礎上，指導學生建立有限元模型并開展數(shù)值模擬實驗，提高了學生的動手能力，促進了學生對有限元基本概念和軟件操作的了解，潛在培養(yǎng)了學生的技術創(chuàng)新能力和善于解決復雜工程問題的能力。

在案例化教學中，案例一般聚焦于課程知識點，學生在教師的引導下進行研究和分析，具有一定的自主性。為進一步培養(yǎng)學生的主動學習、團隊協(xié)作和工程問題解決能力，可以結合混凝土結構課程特點，開展項目化教學設計。項目可以是一個實際的任務或情境，要求學生在跨學科的背景下進行綜合性學習和實踐操作。學生在項目中需要運用學科知識、技能和工具，解決實際問題，并產(chǎn)出可呈現(xiàn)的成果或解決方案。例如，筆者曾以東莞環(huán)球財富大廈工程項目為載體[14]，將超長地下室混凝土結構溫差效應分析引入混凝土結構課程教學，引導學生參與項目設計、計劃、執(zhí)行和評估的全過程，積極探究和構建知識。通過項目開展，學生接觸實際工程，帶著任務去學習，切身感受到超長地下室混凝土結構溫差效應分析的重要性，同時掌握了結構建模、后澆帶設置、溫差作用取值等基本方法，對知識、素質、能力的培養(yǎng)起到了良好的促進作用。

綜上所述，案例化教學和項目化教學在教學模式改革中的應用可以相互結合，提供更為綜合和實踐的學習體驗。在實際應用中，教師可以根據(jù)教學目標和學生特點選擇合適的教學方法，學生通過案例分析和項目實施，能夠更好地理解和應用所學的知識和技能，并培養(yǎng)綜合能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神。

2.2 產(chǎn)教深度融合的聯(lián)合育人機制

混凝土結構課程強調(diào)理論聯(lián)系實際，以講授為主的傳統(tǒng)課堂教學難以全面培養(yǎng)學生解決工程問題的能力，結合卓越工程師教育培養(yǎng)計劃及混凝土結構課程的特點，落實產(chǎn)學合作協(xié)同育人機制尤為重要，具體可從以下幾個關鍵方面開展：

（1）以產(chǎn)業(yè)需求為導向的課程設計。通過學校和企業(yè)合作，基于行業(yè)最新需求和發(fā)展趨勢，共同設計混凝土課程的教學內(nèi)容和目標，確保教學內(nèi)容與工程實際需求保持一致，使學生所學的知識和技能能夠直接應用于實際工作。

（2）共建聯(lián)合實驗室與產(chǎn)學研合作平臺。在明確校企雙方合作意向、目標和責任的基礎上，校企共建聯(lián)合實驗室與產(chǎn)學研合作平臺，加強高校與企業(yè)的聯(lián)系與合作，是實現(xiàn)產(chǎn)學研協(xié)同育人長效機制的重要保障。通過共建聯(lián)合實驗室與產(chǎn)學研合作平臺，一方面，有利于教師了解行業(yè)的需求和發(fā)展趨勢，調(diào)整教學內(nèi)容和方向，培養(yǎng)符合行業(yè)需求的人才；另一方面，合作平臺可為學生提供更多的實踐機會，進而在實踐中鍛煉技能，提升實踐能力，更好地理解和應用所學的知識。

（3）學生實習和項目合作。圍繞混凝土結構工程，加強實驗課程、實地考察、工程實訓等實踐教學活動，學生可以參與真實項目，通過實踐操作和解決實際問題，提高實踐能力和應用能力。此外，學校和企業(yè)可以共同開展混凝土相關的科學研究項目，解決行業(yè)面臨的難題，推動混凝土技術和工藝的創(chuàng)新，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻，實現(xiàn)產(chǎn)學研的有機結合。

通過以上產(chǎn)教深度融合的聯(lián)合育人機制，混凝土結構課程教學能夠更好地適應行業(yè)發(fā)展的需要，培養(yǎng)符合行業(yè)需求的專業(yè)人才。學生能夠在真實的工作環(huán)境中獲得實踐經(jīng)驗，與企業(yè)人員進行密切合作，提升職業(yè)素養(yǎng)和綜合能力，為將來順利就業(yè)和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎。

2.3 青年教師工程實踐教學能力提升

現(xiàn)階段，高等院校青年教師所占比例較大，土木工程專業(yè)的教師一般不具備現(xiàn)代混凝土結構的工程背景，提高青年教師的工程實踐能力，有利于新時代卓越工程師培養(yǎng)目標的順利實現(xiàn)。首先，青年教師可以尋求經(jīng)驗豐富的教師或專業(yè)人士作為導師，通過工程經(jīng)驗和教學方法分享，深入了解行業(yè)需求和發(fā)展趨勢，提升工程實踐教學能力。其次，青年教師可以參與設計單位和施工企業(yè)的相關工作，體驗和了解混凝土結構設計和施工的過程，熟悉施工工藝和施工現(xiàn)場管理，累積工程經(jīng)驗，并將這些經(jīng)驗運用于教學，幫助學生更好地理解和掌握混凝土工程實踐知識。最后，高校應注重培養(yǎng)具有工程背景或工程經(jīng)驗的專任教師，完善“雙師雙能型”教師認定、考核和聘用制度，促進青年教師工程實踐教學能力的提升。

2.4 多元化的學業(yè)評價模式改革

學業(yè)評價模式對于學生培養(yǎng)過程和培養(yǎng)結果具有雙重引導作用，為順利實現(xiàn)卓越工程師培養(yǎng)目標，需要采取更為多元化的學業(yè)評價模式。例如，構建多元化評價指標，包括學術成果、實踐項目、創(chuàng)新能力、合作能力、跨學科能力等，通過綜合評價，全面了解學生的綜合能力并激發(fā)學生的專業(yè)潛力。此外，引入項目驅動的評價方式，通過學生參與實際項目或仿真項目，評價其解決工程問題的能力，評價可以基于項目成果、項目報告、項目演示等。通過實施多元化的學業(yè)評價模式改革，更全面地評估學生的綜合能力、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新潛力，促進新時代卓越工程師的培養(yǎng)和發(fā)展。

3 結語

社會的快速發(fā)展，對卓越工程師及相關專業(yè)人才提出了迫切需求，深化工程教育改革勢在必行?；炷两Y構課程具有鮮明的理論聯(lián)系實際特點，教學效果將直接影響學生的技術創(chuàng)新與解決工程問題的能力，進而影響新時代卓越工程培養(yǎng)計劃的實現(xiàn)。當前課程教學存在理論與實踐脫節(jié)、課程考核不能全面反映學生實踐創(chuàng)新能力等問題，圍繞卓越工程師人才培養(yǎng)目標，從教學方式、育人機制、師資隊伍、評價模式四個方面開展產(chǎn)教聯(lián)合教學改革，有利于提高學生的創(chuàng)新與實踐能力，確保培養(yǎng)的人才能夠滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。