新工科背景下混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)改革研究

曹 海，方群莉，汪婷婷

（黃山學(xué)院 建筑工程學(xué)院，安徽 黃山245041）

中國(guó)于2016年6月在國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上正式加入《華盛頓協(xié)議》，大家越來(lái)越重視工程教育模式和工程人才培養(yǎng)的改革研究[1-3]。在以新產(chǎn)業(yè)、新服務(wù)、新技術(shù)和新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展背景下，社會(huì)急需大量新型工科人才。新工科工程教育的概念由此誕生，它主要包括工程教育新理念、新模式、新質(zhì)量、新結(jié)構(gòu)和新體系。土木工程是一門典型的傳統(tǒng)工科專業(yè)，面對(duì)以人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+、中國(guó)制造2025等為代表的新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展大環(huán)境下，也需要及時(shí)改革教學(xué)內(nèi)容和方法，探索和實(shí)踐新工科背景下的教學(xué)模式改革，以適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下對(duì)土木工程專業(yè)具有創(chuàng)新能力人才的需求[4-7]。黃山學(xué)院作為一所地方性、應(yīng)用型的本科院校，在新工科背景下土木工程專業(yè)的教學(xué)改革作了一些積極的探索，本文以混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)為例闡述已取得的一些成果。

1 實(shí)踐教學(xué)體系

根據(jù)用人單位對(duì)土木工程專業(yè)畢業(yè)生的能力需求以及畢業(yè)生對(duì)母校專業(yè)教學(xué)問(wèn)題的調(diào)查，結(jié)果表明單獨(dú)對(duì)某一門課進(jìn)行教學(xué)改革很難達(dá)到社會(huì)對(duì)學(xué)生工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力提高的要求。因此，結(jié)合土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃，從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過(guò)程出發(fā)，制定混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)體系。它包括專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅僅是某一門課程或課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，而是體現(xiàn)整個(gè)周期全過(guò)程教學(xué)實(shí)踐體系的融合與創(chuàng)新，以達(dá)到新工科背景下土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的要求。

新工科背景下土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)體系如圖1所示。專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)包括混凝土結(jié)構(gòu)基本原理（64學(xué)時(shí)）和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（32學(xué)時(shí)）；課程設(shè)計(jì)包括混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)（1周）和結(jié)構(gòu)抗震課程設(shè)計(jì)（1周）；積極支持和鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽和BIM設(shè)計(jì)競(jìng)賽，黃山學(xué)院在安徽省第一、二、三屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽上均取得好成績(jī)，連續(xù)3年代表安徽省出征全國(guó)賽；畢業(yè)設(shè)計(jì)一般為混凝土結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)（8周），要求手算一榀框架，繪制整個(gè)結(jié)構(gòu)施工圖，與建筑設(shè)計(jì)院對(duì)畢業(yè)生的要求接軌，積極鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，目前已成功立項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省級(jí)項(xiàng)目10余項(xiàng)。

圖1 新工科土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系

2 實(shí)踐教學(xué)措施

以新工科土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)課程改革為背景，對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四大體系進(jìn)行調(diào)查研究分析，重點(diǎn)內(nèi)容是將四部分體系課程銜接在一起并能使學(xué)生達(dá)到工程實(shí)踐教育的要求。

2.1 改變傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)理論教學(xué)方法

在學(xué)校的大力支持下，建筑工程學(xué)院混凝土結(jié)構(gòu)課程成功申報(bào)獲批立項(xiàng)安徽省大規(guī)模在線開(kāi)放課程（慕課）和智慧課堂課程，將教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、課件、課程試驗(yàn)、習(xí)題、工程項(xiàng)目視頻等上傳到省級(jí)精品課程網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)課程資源共享。課前利用智慧教學(xué)工具（如e會(huì)學(xué)、超星學(xué)習(xí)通等）進(jìn)行任務(wù)、通知的發(fā)放，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前交流，同時(shí)還可以讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)各種課程相關(guān)資源數(shù)據(jù)。課中首先利用智慧教學(xué)工具對(duì)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簽到，對(duì)課前布置的任務(wù)學(xué)生完成情況進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，找到學(xué)生理解掌握的薄弱點(diǎn)，著重講解薄弱點(diǎn)，使學(xué)生能夠深入地學(xué)習(xí)好本課程的內(nèi)容。在正常教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中，利用智慧教學(xué)工具設(shè)置搶答、選人、測(cè)驗(yàn)、投票、多屏互動(dòng)、討論上墻、課堂報(bào)告等互動(dòng)形式提高課堂活躍度，最終實(shí)現(xiàn)激活課堂，完成傳統(tǒng)課堂教學(xué)的一次升華。課后學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、智慧教學(xué)工具等提供的課外閱讀、課程作業(yè)，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深化知識(shí)理解、重點(diǎn)難點(diǎn)提高，教師根據(jù)學(xué)生反饋信息可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。

2.2 課程設(shè)計(jì)要與實(shí)踐工程項(xiàng)目相銜接

以混凝土結(jié)構(gòu)基本原理和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)計(jì)算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化為主線，開(kāi)展全過(guò)程分段式一體化混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)的題目應(yīng)與實(shí)踐工程項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)，將抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論知識(shí)納入到混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)，以符合實(shí)際工程項(xiàng)目要求，課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師應(yīng)為雙師雙能型教師或者直接聘請(qǐng)建筑設(shè)計(jì)院具有豐富項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師及注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師。要求學(xué)生基本掌握混凝土框架結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與樓梯構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算，并依據(jù)現(xiàn)行平法施工圖集繪制梁板結(jié)構(gòu)平面施工圖及樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，大大增加與實(shí)踐工程項(xiàng)目銜接度，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 積極組織指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽

目前，黃山學(xué)院已組織3屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，并連續(xù)3屆在安徽省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中取得好成績(jī)，分別獲得安徽省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)，成為安徽省內(nèi)唯一1所連續(xù)3年代表安徽省高校參加全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽決賽的學(xué)校。同時(shí)，為適應(yīng)新型建筑工業(yè)化的發(fā)展要求，積極組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息技術(shù)大賽（裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）和安徽省高校建筑信息模型（BIM）應(yīng)用大賽，也取得較好成績(jī)。學(xué)科競(jìng)賽不僅能夠鍛煉學(xué)生的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作能力，還拓展了學(xué)生的知識(shí)面與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和語(yǔ)言表達(dá)能力，達(dá)到了新工科背景下對(duì)土木工程專業(yè)具有創(chuàng)新能力人才的需求。

2.4 努力提升學(xué)生的綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力

畢業(yè)設(shè)計(jì)選題一般要求為實(shí)際工程項(xiàng)目，真題真做，設(shè)計(jì)要求也與實(shí)際工程項(xiàng)目的要求基本一致。校內(nèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師都為具有注冊(cè)結(jié)構(gòu)師等執(zhí)業(yè)證書的教師或?yàn)榫哂胸S富實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的教師，同時(shí)向建筑設(shè)計(jì)院和施工單位聘請(qǐng)具有高級(jí)工程師職稱的一線工程項(xiàng)目從業(yè)者作為校外畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師。校內(nèi)校外教師結(jié)合指導(dǎo)，優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，增加與實(shí)際工程項(xiàng)目的緊密度。積極組織指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，目前已成功立項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省級(jí)大學(xué)生項(xiàng)目10余項(xiàng)，學(xué)生綜合能力及拓展能力得以提高，豐富了土木工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，深化了實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵。

3 實(shí)踐教學(xué)效果

此次教學(xué)改革自2015年我校土木工程專業(yè)被列為省級(jí)卓越工程師改革專業(yè)至今，從對(duì)學(xué)生的調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果來(lái)看，85%以上的學(xué)生都認(rèn)可混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)改革，紛紛表示改革打通了混凝土結(jié)構(gòu)幾門課程的聯(lián)系，有利于促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手制作能力的提高。改革后的實(shí)踐教學(xué)更有利于熟悉、掌握、運(yùn)用知識(shí)，并應(yīng)用于工程實(shí)踐當(dāng)中。通過(guò)對(duì)學(xué)生畢業(yè)就業(yè)的施工單位和設(shè)計(jì)單位的跟蹤調(diào)查，反映出實(shí)踐教學(xué)改革后培養(yǎng)的學(xué)生解決問(wèn)題能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)有所增強(qiáng)，綜合能力有大幅提高。

4 結(jié)語(yǔ)

在新經(jīng)濟(jì)新技術(shù)的發(fā)展背景下，社會(huì)對(duì)培養(yǎng)工程人才提出了新的更高要求，新工科工程教育的改革越來(lái)越被重視。土木工程學(xué)科作為一門典型的傳統(tǒng)工科，同樣需要與信息等新技術(shù)融合發(fā)展。在確定“新工科”背景下土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)課程人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，基于目前人才培養(yǎng)中存在的問(wèn)題，就專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四大體系提出了改革措施，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，致力于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)新工科背景下社會(huì)需要的綜合型人才。