基于卓越工程师培养的混凝土结构课程教学改革

彭亚萍，谢 群

（济南大学 土木建筑学院，山东 济南 250022）

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。“卓越计划”最大的特点是以强化学生的工程实践应用能力与创新能力为目标，来构建人才培养模式、改革课程教学内容与教学方法，提高人才培养质量。地方高校的土木工程专业也应以此为导向和契机进行培养模式改革和课程教学改革，使本校能够培养出满足社会需求的高素质创新型的卓越土木工程人才。

混凝土结构是土木工程专业的主干核心课程，包括混凝土结构基本原理和混凝土结构设计两门课程，主要讲授混凝土结构的设计方法和原理，教会学生设计一般的钢筋混凝土构件以及结构，并了解工程构造要求，了解本学科领域的最新成果及发展方向，为后续专业课程的学习及今后的工作打下扎实的基础。该课程在土木工程专业的人才培养过程中处于核心地位，其教学效果对人才培养目标的实现起着举足轻重的作用。混凝土课程的教学改革应以“卓越计划”为引导，进行合理的知识体系构建和教学内容、教学方法的改革，以期提高学生的工程应用能力和创新能力。

一、混凝土结构课程现状分析

1.课程内容特点

混凝土结构基本原理课主要讲授常见混凝土结构各类基本组成构件的受力特征、设计计算的理论方法和截面设计的构造措施等，混凝土结构设计课主要讲授钢筋混凝土梁板结构、单层厂房排架结构、框架结构的方案设计、内力分析方法、截面设计及构造连接设计等内容。由于钢筋混凝土材料的非线性（弹塑性）特点，使得课程的理论和方法有别于前续力学课程，其受力和变形特点与理想弹性或弹塑性材料做成的结构有很大区别，暂时还难以用一种简单的数学、力学模型来描述，其极限状态设计理论和计算公式多来自于试验研究和工程实践经验，这就产生了混凝土结构课程的独特性。也正是这一特点，使得力学课程所学的内力分析或计算方法用于混凝土结构时必须根据具体情况进行适当的调整或修正。由于混凝土结构是土木工程专业学生培养计划里最先开设的结构设计类课程，所以工程结构设计的一些基本概念、试验研究的一般思想和方法都随内容编排在该课程中，使得该课程显得知识点比较庞杂和零碎，难以在短时间内建立起整体清晰的框架，这一特点给学生的学习带来不少的困扰。

2.学生学习特点

土木工程专业学生通过前两年基础课程的学习容易养成逻辑、推理较为严密的“数学型”思维特点和学习方式，一进入大三开始学习混凝土结构原理课程应有个学习方法逐渐转变的过程，应对“结构设计”的综合性和复杂性有充分的认识和理解。许多结构设计概念的正确建立将有益于学生终身的学习和工作，对他们分析和解决专业问题能力的培养至关重要，这就要求学生必须花更多的精力来学习该课程，但许多学生的学习态度和认识还只停留在做完作业和考及格的被动应付层次上，难以真正实现课程的学习目标。

混凝土结构课程的实践性特别强，设计中的许多构造措施和规范规定都来自于工程实践经验，虽然有先进的多媒体教学方式可以展现许多工程图片，增加一些感性认识，但没有亲身体验的学生对这些知识点的理解缺乏感性认识上的互动，难以激发他们的共鸣和思考，听完很容易就忘掉了，学习效果不够理想。

3.教师教学特点

随着我国经济水平持续快速的发展，房地产业和公共基础设施建设规模的日益扩大，各高校土木工程专业招生数量每年持续增加，特别是许多地方院校土木工程专业每年能招生300-500人。面对如此多的学生，教学安排往往都是大班上课，特别是一些实践教学环节，有时一个老师需要同时指导2个班级的课程设计，需要带十多名学生的毕业设计。这种现状使得师生交流和互动变得较为困难，个性化的教学设计难以实施，实践教学严重缺位，原本应该进驻施工现场的实习变成了参观，这些现实问题使得教学质量和教学效果难以保证。

现在高校教师的基本门槛是博士研究生，学校更为重视的是科学研究的高度和水平，而对教师工程实践能力基本没有任何考核和要求，这给混凝土结构等专业课程的教学带来很大的影响，有些教师在教学中对一些基本概念和方法及其工程背景自己都理解不到位，教学效果可想而知。“双师型”教师的缺失严重阻碍了学生实践能力及创新能力的培养。

二、混凝土结构课程的教学改革

1.树立卓越的教学理念，培养学生的工程意识与创新能力

（1）强调安全性与经济性的关系，培养学生的工程意识

讲授混凝土结构的设计方法，必须要让学生明确结构设计的内容和目标，牢记好的设计就是力求以最经济的途径，使所建造的结构以适当的可靠度满足各项预定功能[2]。可以在课堂上联系同学们比较感兴趣的“结构设计大赛”的竞赛规则等实例来说明这一意图，在结构方案布置、各类构件的截面设计等内容的讲授时也要刻意强调这一点，不断增强学生的工程意识，让他们明白优劣不同的设计方案对工程和社会影响力的巨大差异，感受作为一名结构工程师所承担的重大责任，让他们在学校就能理解这一即将伴随自己职业生涯的基本工作原则，为树立良好的职业道德打下基础。

（2）师生互动引导思考，培养学生的创新型思维习惯

土木工程专业的创新型人才是指在土木工程领域能够提出新观念、新概念、新材料、新理论、新技术、新工艺等，并能将其付诸实施，在土木工程领域取得新成果的工程技术人员，因此简单来说创新能力就是将学到的知识和实践技能灵活合理的应用到工程中去的能力。知识要靠能力去运用，能力要靠知识来支撑，学习知识归根到底在于提高能力[3]。人才的创新能力不是一朝一夕能培养出来的，这个培养过程贯穿人才成长的全过程，混凝土结构课程的教学与学习是这一过程中的一个链扣，教师在教学中应该时刻意识到这一点，在课堂上多设问和提问，课堂内外多互动交流，鼓励学生对一些工程问题及权威观点提出自己的分析和见解，随时启发学生思考，引导学生养成创新型的思维习惯。

（3）以身作则，培养学生追求卓越的人生态度

“卓越计划”的核心是卓越人才的能力培养，教师的勤恳培养只有与学生积极向上的学习态度相结合才能实现人才的培养目标，现在许多普通本科院校的一些学生对自己的要求不高，凡是能过得去就行，只求作业能过关、考试能及格、到时能毕业就行，这部分学生是很难培养成卓越人才的。教师不但要教会学生知识，也要教会学生做人的态度，教师应以身作则，从课堂到课后，在与学生的交流与接触中，时刻体现出教师教书育人的职业魅力和凡事力求做到最好的个人魅力，严格要求学生在学习的每个环节尽自己的最大努力做到最好，时刻给学生传递正能量，培养学生追求卓越的人生态度，这样的人才在工作岗位上才能勤于思考，运用自己的知识和智慧做出创新性成果。

2.精心设计教学过程，弄懂原理学会应用

混凝土结构课程是土木工程专业的必修专业基础课，其教学内容及主要知识点的编排已经发展的比较成熟，本科指导性专业规范的出台也明确了具体的知识点，对该课程教学内容的优化主要体现在对每一章节的具体教学设计中，如何本着由浅入深的认知规律将要呈现的知识点逻辑性的串接起来，如何更好的突出教学重点，在有限的课堂时间内让学生理解和吸收较多的知识，感悟到一些专业思想，在传授知识的同时培养学生的工程应用能力。

（1）突出试验和实践的重要性，建立工程应用型的思维方式和学习方法

多年的教学实践表明，学生最难适应的是从先修力学课程到混凝土结构课的过渡关。往往数学、力学要求逻辑严密精准，如果运用这种思维方式来学习结构设计类课程，势必在多因素、多参数的影响和不断变化情况下，难以建立既适合工程应用又能凸显重点的实用化计算公式。因此本课程的内容编排是先讲混凝土结构用材料性能，使学生了解混凝土结构力学性能的复杂性。在混凝土构件的承载力设计教学中应突出对构件试验现象及破坏特征的分析，认识其受力特点，从而在尊重工程实践的基础上进行合理简化，建立起反映问题实质的实用计算模型和公式，实现理论基础学习方法与工程应用学习方法之间的顺利过渡。

（2）弄懂原理学会应用，理论和实践有机结合

混凝土结构是实践性很强的一门课程，不但其许多理论和方法来源于试验研究和工程实践的积累，而且学习它的最终目的在于能应用这些理论和方法来指导和服务于具体的工程实践。这就要求我们在教学设计上不但要重视基础理论的教学，也要强调理论知识应用方法的教学。课堂上多列举一些和所讲理论知识点相关联的工程实例，介绍规范应用公式和理论模型之间的差异及其背景和原因，重视设计方法、设计构造的的应用教学，重视典型例题的思路讲解，重视作业信息反馈。尽力让学生在第一时间将理论知识和工程应用结合起来理解课程内容。

（3）引入学科发展的最新成果，不断更新教学内容

随着土木工程学科的发展不断涌现出新的理论和技术，《规范》是国家成熟的科学技术成果的集中，因而与本课程配套的教材及课程教学的内容应随着新规范的更新而更新，新颁布的《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）于2011年7月1日开始实施，我们第一时间在教学中介绍新规范的变化，将最新的知识教给学生。同时不断深入的科学研究提出了许多新的科学思想和设计理论、方法，在课堂教学中适时介绍这些新成果并和一些当前的典型工程实例相结合进行分析，能很好的活跃课堂气氛激发学生的学习兴趣，引导学生思考和分析问题，培养他们的工程意识和分析问题解决问题的能力。

3.加强作业、试验、设计等环节，提高学生的实践能力

（1）讲解作业明辨是非，建立正确的工程概念

混凝土结构基本原理课程中的一些重点概念和各类构件的截面设计计算方法需要通过课后作业来强化和掌握，只有真正动手做题才能展开思考发现问题解决问题，从而深刻的理解课堂所学知识点。学生做完作业上交给老师，老师通过批改发现作业中容易出错的地方以及一些共性的问题，一定要给学生进行讲评，分析出错的原因强调正确的概念和方法，通过随时答疑解决学生的疑惑，要让学生从一开始学习就建立正确的概念和思想，在后面的学习和分析问题中不断丰富和深化。

（2）全程参与试验，锻炼学生的动手能力和分析问题的能力

混凝土基本构件的静力加载破坏试验是本科生的必修内容，试验应配合混凝土结构基本原理课程的讲授进度来安排。让学生自己动手做试验准备、测试材料性能、进行试验加载、观察试验现象、完成试验报告，参与试验的全过程。不但能达到深刻理解构件受力特征的教学目的，还能锻炼学生的动手能力和观察分析问题的能力。

（3）重视课程设计，强化结构设计能力

混凝土结构课设有梁板结构设计和单层厂房排架结构设计两个经典的课程设计，多层框架结构的设计多数高校是安排在毕业设计环节。课程设计是对课程所学理论知识和方法的综合应用，能够将许多零散的知识点串接在一起让学生来学会应用，并能从整体的角度来体验设计的每个环节和具体内容，做好课程设计是锻炼和提高学生工程应用能力最有效的方法。严格做到一人一题，杜绝抄袭，设计前评讲往届设计中出现的常见问题，强调结构方案设计的重要性，开展讨论式学习，加强施工图的自查与批阅反馈，真正让学生做“实战演习”，强化学生的设计能力。

三、结 语

培养土木工程卓越人才离不开先进的人才培养方案与良好的教学条件，更重要的是要在教学的每个环节渗透进追求卓越的理念，把提高学生的工程实践能力和创新能力做为最终的教学目标，以有形的知识传递来承载创新思维习惯的培养，教给学生分析和判断是非的能力，教会学生自学，授之以渔，将受益终生。

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[1]教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[R].2011.

[2]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2012.

[3]沈祖炎.土木工程专业创新型人才培养的思考[C]//第九届全国高校土木工程学院院长系主任工作研讨会论文集.北京：科学出版社，2008.

[4]初明祥，王清标，苏晓方.《混凝土结构设计原理》课程教学的改革与实践[J].当代教育理论与实践，2012，4（7）.

[5]袁康，陈燕华，何明胜.基于强化结构设计能力的混凝土结构课程实践教学体系探索[J].黑龙江教育，2011（12）.