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应用型本科院校《混凝土结构》系列课程改革研究与实践

2022-08-19田悦闫密陈苗王飞

创新创业理论研究与实践 2022年14期
关键词:混凝土结构结构设计教学内容

田悦,闫密,陈苗,王飞

(沈阳城市建设学院 土木工程系,辽宁沈阳 110167)

《混凝土结构》系列课程主要包括《混凝土结构设计原理》《混凝土结构与砌体结构设计》,两门课均为土木工程专业重要的专业课,教学内容主要包括混凝土结构基本构件、混凝土结构及砌体结构三大部分内容[1],该系列课程具有知识点繁杂、理论性较强并与多个土建行业现行规范及工程实践关联密切等特点,课程教学难度较大,学生在有限时间内很难深入理解知识[2-3]。本校主要培养高水平应用型人才,课程建设应与学校人才培养定位相符合,打造应用型《混凝土结构》系列课程精品课,培养学生应用能力及学会理论联系工程实际,是本系列课程的重要任务。

本文在分析《混凝土结构》系列课程存在问题的基础上,结合本校及专业人才培养定位对该系列课程进行改革,包括课程目标、教学内容、教学方法及手段、考评体系、教师团队等方面。经过改革,该系列课程的教学条件和教学资源得到进一步改善,《混凝土结构设计原理》和《混凝土结构与砌体结构设计》先后被评为校级精品课,本文对《混凝土结构》系列课程改革进行了总结,以便和同行交流教学体会。

1 《混凝土结构》系列课程教学中存在的问题

1.1 现行的教学模式与应用型人才培养目标不匹配

目前对于《混凝土结构》课程,很多高校仍旧采用课上“教师为主”的传统教学方式,学生大多数时间处于被动学习状态,主动学习积极性不高,听课效果较差,一些学生只是机械记笔记,不能整体把握课程思路和各知识点之间的关联[4-5]。

1.2 课程学时安排不能满足教学内容要求

《混凝土结构》教学内容较多,学生学习难度较大。随着高等教育的不断深化改革,以及专业培养目标的调整,各门课程学时均有所减少[3],该系列课程学时减少近四分之一,在有限的理论学时内完成全部教学内容难度较大。

1.3 教学内容枯燥无趣,脱离工程实际

《混凝土结构》系列课程内容与现行规范密切相关,计算公式繁琐复杂,原理推导难度较大,构造要求繁多,部分学生只会根据计算步骤计算一些简单习题,对知识的应用不能理解,偏离工程实际[6]。

1.4 教师队伍建设有待加强

《混凝土结构》是理论与应用并重的课程,对教师要求较高,普通高校教师主要包括两类,一类“从校门到校门”,另一类从工程一线来高校任教,前者工程实践经验缺乏,后者对理论教学不熟悉,两类教师理论与实践相结合均有欠缺,对学生应用能力的培养造成一定影响。

2 《混凝土结构》系列课程建设与改革

2.1 构建基于OBE 的课程目标

以OBE 教育理念构建课程目标,即以学生应学到的知识及掌握的能力为出发点设计课程。《混凝土结构》系列课程旨在引领学生认识混凝土结构基本构件及结构,掌握混凝土结构设计基本原理和方法。学生通过学习能进行一般民用与工业建筑结构的计算,构造设计及绘制施工图纸,处理混凝土结构复杂工程问题,能够正确理解和运用结构设计规范及结构施工图设计,积累工程经验,培养职业岗位工作中所必需的结构分析能力和工程技术能力、团结合作能力等。

2.2 教学内容分为模块及项目,引入工程案例优化教学内容

在课程学时减少的情况下优化课程内容,将课程理论与实际工程施工工艺、前沿科学知识等有机融合,将《混凝土结构》系列课程分为三大模块14 个项目,如图1所示。

图1 《混凝土结构》系列课程三大模块

(1)基础理论模块。

《混凝土结构》系列课程中基础理论模块教学内容采用项目教学法,分为混凝土结构材料、计算原则与方法、钢筋混凝土各种构件设计、预应力混凝土构件设计、梁板结构、单层工业厂房、砌体结构等,在教学过程中结合各项目授课内容,引入工程事故案例及典型工程案例,分析工程事故原因及成功案例经验[7],让学生学会材料的选用、数据的选取、基本构件及结构设计的计算、施工图的绘制与识图、工程安全的防控等,学生可以系统掌握《混凝土结构》系列课程材料-构件-结构的理论知识框架体系。

(2)课内实践模块。

教学过程中增加课内实践环节,可以让学生在学习理论知识的同时通过课内实践了解更多课程相关的知识,主要包括四个项目:混凝土结构新材料新技术、受弯构件设计构造与识图、单层工业厂房模型制作、砌体结构设计构造与识图,项目教学中融入了资料查询、软件模拟、施工现场观摩、模型制作、创新训练等教学环节,促进学生主动学习,提高其理论联系工程实际及分析、解决问题的能力。

(3)课程设计模块。

课程设计模块包括钢筋混凝土肋梁楼盖设计及单层工业厂房设计,主要培养学生综合运用理论知识解决实际工程设计问题的能力,设计过程以具体工程项目为依托,学生根据不同的建筑功能需求和结构条件,独立完成设计说明书和施工图绘制任务,保证每生一题,力求实现课程设计项目多样化。

2.3 教学方法改革与实践

(1)多媒体与板书相结合。

根据课程的特点,对试验原理、详细构造、施工工艺等知识点综合利用图片、动画、视频等形式进行直观展示,学生更加容易理解;利用板书演示公式推导、解题思路等,给予学生充分思考理解时间,对不同知识点采用板书与多媒体相结合的方式,使讲解更充分。

(2)加快课程数字化资源建设并充分利用网络资源。

数字化资源建设得到学校大力支持,同时利用中国慕课、超星等网络教学平台等课程资源,开展各类在线活动,课后实行在线统计,师生采用互动式、协同式教学,教师在课前安排学习任务,要求学生自主学习,线下授课加强重难点知识讲解,通过对线上学习给予平时分等激励机制让学生主动学习。

(3)采用翻转课堂,让学生动起来。

针对课程学时减少、知识点多、理论与实践相结合的特点,采用翻转课堂教学,让学生对混凝土结构设计过程进行更深入的学习,学会解决复杂工程问题。可以让学生不局限于课本,进行创新发展及个性发展,但教师必须控制课堂不偏离主题,翻转课堂可以采取专题探讨、工程案例、小组协作、虚拟模拟、引入校企合作专家等多种教学模式。

(4)与学生相关专业竞赛及专业社团活动相结合。

鼓励并支持学生参加各类相关专业竞赛及社团活动,如力学竞赛、混凝土材料设计大赛、结构设计大赛、绘图识图大赛、CAD 社团等,让学生学会将所学知识运用到实际中,培养学生创新能力和团队合作能力。

2.4 采用多种科学评价方式,多角度构建课程评价体系

积极推行教考分离,组建命题小组,建立试题库,试题库题目符合教学大纲及毕业要求,以掌握《混凝土结构》课程基本概念、基本原理及计算方法为中心,并含有一定数量的综合应用类题,减少偏题难题数量,适应应用型人才培养要求,根据易(60%):中:(30%-25%):难(10%-15%)的比例,每一章按要求出题,题库量要有10 套试卷,试卷之间重复率不超过20%,考试试卷由非任课教师按比例在试题库中抽题组卷,期末考试成绩仅作为总成绩的一部分,加大平时考核力度,包括出勤、测试、作业、表现、笔记、线上考核等,对学生进行全方位考核[8]。

2.5 重视“双师型”教学团队建设,重视对青年教师的培养

《混凝土结构》系列课程任课教师应具有扎实的理论基础和丰富的实践经验,推行“双师型”教师授课在本系列课程中尤为重要,加快产业学院建设及深度校企合作,鼓励教师进修学历和去相关企业挂职锻炼,加强对青年教师的培养,定期开展教科研学术交流,聘请行业专家举办讲座,促进年轻教师及时合理地将理论教学与施工经验相融合。

3 实施成效

多年来的教学改革与实践证明,《混凝土结构》系列课程改革措施已取得显著成效,惠及土木工程专业多年级学生。

(1)将大量工程案例、施工现场工程图片、施工试验视频等引入课堂教学,使课堂教学更加生动形象,改变传统课堂教师为主的枯燥理论讲解及公式推导方式,有效激发学生的学习兴趣及热情。

(2)将线上线下混合教学、翻转课堂、学生专业学科竞赛及专业社团活动等用于课程教学中,贯彻实施OBE 教学理念,学生学习从被动到主动,提高了对混凝土结构复杂问题的理解和处理能力。

(3)改革后的教学内容及教学方法得到了大多数学生的认可,学校学生评教系统显示,本系列课程多年来评教分数逐年提高,通过问卷调查,95.4%以上的学生认为该课程的教学方法与教学效果较好。近年来学生的期末总成绩大幅度提高,及格率及优秀率明显提高。

(4)通过改革,教师团队结构更加合理,团队协力合作完成多项课题,发表多篇论文,获得辽宁省本科教学成果二等奖。

4 结语

沈阳城市建设学院的建设目标为特色鲜明的高水平应用型大学,课程建设、课堂教学对专业建设及学校建设至关重要,《混凝土结构》系列课程作为土木工程专业重要专业课程,该系列课程的改革对其他课程建设有借鉴意义,也为学生后续课程学习、专业实习及毕业设计提供知识储备,为学生毕业后成为一名优秀的结构工程师夯实基础。

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