探讨一以贯之的工程思维在混凝土结构设计原理课程的应用

【摘要】文章分析在教学过程中由于忽略学生对“教与学”情景的感知，对学生的学习体验没能正确理解而存在的教学方法问题，提出用一以贯之的工程思维对教学方法的改进，并运用现代信息技术作为教学手段，辅助学生对工程思维培养，最终达到学生自主学习的教学效果。

【关键词】混凝土结构设计原理课程; 教学方法; 一以贯之工程思维

【中国分类号】G642.0【文献标志码】A

今年年初的《混凝土结构设计原理》课程，正常教学班级是2018级本科建筑工程的学生，却见到2016级的学生，这让人吃惊。于是在线上授课时，通过QQ对话：“这门课不难啊，就是考不过”“受弯构件承载能力计算没问题，都快毕业了，还能不会计算”“受压构件吧，没掌握好”“还是多做题吧，定期复习基本概念”“考试前，背背公式，翻翻作业本”。从他的描述中，可以看出这属于典型的“表层法”的学习方法。把学习看作是来自外界的一种强制性任务，因而试图去应付这些要求，学习的动机只想花尽量少的功夫以求达到及格，结果却是屡次败下阵来，这引起对教与学的思考和反思。

1 教与学的矛盾

大众对“称职老师”的感性评价：教学内容正确，并赋有向学生展示这些内容的技能。这此技能通常包含对教学内容是否熟悉，语速快慢、语言组织能力是否流畅，逻辑性强与否、与学生的互动情况等，因此对教学工作很容易形成定向思维模式：一旦掌握这些通识的教学技能，与教学内容的熟悉与更新，就是一位称职老师了。

可现实中，学生不想学，老师教无力，教与学的矛盾日益突出，却没找到好的方法来解决。

现在分析起来，从一开始就没充分认识到学生学习新课程时就带有先有的经验，在授课时对他们的先有经验漠不关心、不理解或根本无意识，也没作出任何努力来帮助学生认识《混凝土结构设计原理》课程和他们先前学过的《建筑材料》《材料力学》等课程之间的关系，对学生原有知识构架也没能努力调动起来，更多关注通过作业、考勤、上课的互动等可量化的方法来衡量他们的学习情况，老师只负责教，学生只负责学，教与学成为单向问题，这就是教学方法出现问题的症结所在。

2 一以贯之的工程思维

“一以贯之”出自《论语·里仁》。贯：贯穿之意，用一个根本性的事理贯通事情的始末或全部的道理。工程思维一般不针对具体构件计算，而是依据力学关系、材料的本构关系、破坏机理、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体角度来确定建筑结构的总体布置和细部措施，是一种筹划性的思维，是运用各种知识解决工程实践问题的核心，具体就是以工程力学为基础，着远于整体、全局观念对结构安全、适用与耐久的认识。而贯穿工程思维的“一”就是荷载效应Sd不大于结构抗力Rd，即公式表达式γ0Sd≤Rd，它将整个建筑工程专业的专业基础课与专业课、实践环节有机串连起来，见图1。通过“一以贯之的工程思维”让学生着眼于整体概念，而不是局部，片面对单一学课内容的学习。

在诸论讲解时，结合2020年3月7日在福建泉州宾馆倒塌事故，学生分组扮演责任五方角色进行自由讨论，明白结构倒塌是因为荷载效应大于构件抗力，以及工程事故对他们的启示，树立对结构安全的职业道德，对结构设计心怀敬畏。

当讲解近似概率理论的极限状态设计方法时，可靠指标在教学大纲中属于难点知识。通过构架已学的概率理论的知识：获取概率密度函數，正态分布曲线，95 %的保证率，均值，标准差等基本定义后，推导功能函数Z=R-S对应的可靠指标β，并论证失效概率pf与可靠指标β一一对应关系，这样将已有的知识重新梳理、重组、拓宽，从而获得新的结构概念，实现知识灵活应用。

当讲解钢筋混凝土材料为弹塑性材料时，将建筑材料、结构力学、材料力学进行多学课横向对比学习，见图2。各学课差异与联系也就一目了然，论证公式γ0Sd≤Rd在学课设置的合理性，从而获得结构设计的整体概念。

3 改进措施

由于忽略学生对“教与学”情景的感知，通过角色互换，将教学方法存在问题与改进措施，对比列在表1中，从而切身体会学生的学习体验。

4 线上教学的实践

在超星平台建设混凝土结构设计原理课程的线上教学资料，并通过QQ建群，QQ视频线上直播等手段开展教学工作，从实践的教学效果来看，学生线上签到、对知识点的讨论，上传的作业情况来看，都反映学生向上而学的态度是端正的，每次线上课结束后都能通过超星平台及时反馈学生对知识点的掌握程度，在下一次线上上课时插漏补缺，重新讲解或习题等形式来加深学生对知识点的认知。同时，也借鉴中国大学COOM、智慧树等平台辅助学生拓展并巩固知识，帮助学生对工程思维培养，最终达到以学生为中心的教学效果。

5 结论

（1）加强学生的整体结构思维，以工程思维的“一”就是荷载效应Sd不大于结构抗力Rd贯穿整个土木工程课程教学中，有利于学生建立整体结构概念，而不是局部，片面对单一学课内容的学习，从而明白老师的教学目的，实现自我学习为主。表1 教学方法存在问题及改进措施

（2）在新形势下，教学手段也应与时俱进，采用现代信息技术手段，通过中国大学COOM、智慧树、超星平台辅助学生拓展并巩固知识，帮助学生对工程思维培养，最终达到以学生为中心的教学效果。

参考文献

[1] 迈克尔. 普洛瑟著理解教与学-高校教学策[M].北京：北京大学出版社，2007.

[2] 土木工程学科专业指导委员会编制.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] 杨虹.混凝土结构设计原理[M].北京：机械工业出版社，2018.

[4] 杨虹.探讨混凝土结构基本原理精品课程建设[J]. 四川建筑，2011（2）：75-77.