高等混凝土结构理论课程教学改革与实践

李其廉 刘卫然 于海丰 蒋录珍 张学辉

（河北科技大学建筑工程学院，河北 石家庄 050018）

0 引言

“高等混凝土结构理论”是土木工程专业硕士研究生的一门核心专业课程，同时也是集理论与实践为一体的课程，是对本科阶段“钢筋混凝土结构设计原理”及“钢筋混凝土结构设计”两门课程知识的拓展与深化，是对国内外混凝土结构设计规范理论内涵更深入的诠释[1]。该课程旨在培养研究生对钢筋混凝土结构理论分析的能力，要求更加深入理解混凝土材料、构件、结构的力学性能、工作性能和破坏机理，为后期的科学研究以及工程实践提供专业理论知识。因此，采用何种适合本校研究生的教学模式是每一位“高等混凝土结构理论”主讲教师需要解决的问题[2-4]。本文就“高等混凝土结构理论”课程教学改革与实践作分析探讨。

1 现有研究生教学及学习过程中存在的问题

1.1 教学内容设置，缺乏统一标准

“高等混凝土结构理论”课程教学内容的设置应符合教学大纲和教学规律，反映学科的主要知识、方法论以及时代发展的要求与前沿。研究生教学与本科教学不同，在较长的一段时间内缺乏统一标准，部分高校存在因教师设置课程的现象。作为土木学科核心课之一的“高等混凝土结构理论”虽然不至于因人设课，但之前由于没有统一标准，部分授课教师制定的教学内容，具有随意性，导致教学内容碎片化。

1.2 教学模式单一，教学效果一般

“高等混凝土结构理论”课程教学目前普遍采用的是板书+ppt结合的方式，主要以教师主动讲授、学生被动接受，偏重知识灌输，是典型的传统授课方式。本课程具有知识点多、概念抽象、理论性和实践性强等特点，传统授课过程中，学生常常一知半解，很难完全消化，不能养成深度思考的习惯，无法调动学生的积极性，教学效果不佳。

1.3 强调理论教学，忽视实践教学

本专业研究生在本科阶段已经学习过混凝土相关课程，经历了本科阶段的认识实习、生产实习以及毕业设计等实践环节，因此大多数高校开设研究生课程“高等混凝土结构理论”时，忽视了课程的实践教学。课程教学过程中，教师过分关注理论知识的讲解，忽视了实践教学，使得部分知识点更难于理解，学生很难利用所学混凝土相关知识开展后续的科学研究，造成实践教学与理论教学的脱节，影响了教学效果。

1.4 重视专业课程，忽略课程思政

国家和高校对课程思政越来越重视，陆续出台相应的指导性文件和鼓励措施，大多数高校教师在给本科生授课时均加入思政元素，取得了较好的效果。目前研究生授课过程中很少引入思政元素，暂未见“高等混凝土结构理论”研究生课程加入思政元素的报道。原因其一是高校目前针对研究生课程加入思政元素的推进较慢，二是部分高校教师认为研究生的人生观和世界观已经基本形成，思政教育对研究生影响有限，三是作为核心专业课，内容多，难度大，时间紧，教师在授课过程没有时间加入思政元素。

2 课程教学模式改革的探索与实践

2.1 加强团队建设，提升教学水平

河北科技大学自2008年在土木工程学科研究生开设“高等混凝土结构理论”课程以来，已经形成了较强科研实力和丰富教学经验的教学团队。目前该团拥有5名骨干成员，其中教授1人，副教授4人，3人获得博士学位，2人获得硕士学位，4名硕士研究生指导教师，80后3人，70后1人，60后1人，年龄结构和学缘结构合理。

教学团队建设取得了一定成绩，团队教师共主持国家级和省部级课题10多项，其他纵向课题和横向课题30多项，获得省级研究生示范课程3项，省级研究生课程思政示范课1项，校级研究生案例（库）1项。

团队注重提升教师的专业能力和教学水平。团队成员定期在教研室开展教学科研活动，促进教师相互学习和交流；鼓励团队教师参加各类线上线下教学培训，不断提升教师教学水平和提高教师课程思政教学能力，安排教师赴企业进行实践学习，提升教师实践能力。

2.2 根据《指南》要求，凝练教学内容

为加强研究生课程建设，提高研究生培养质量，2020年9月，国务院学位委员会办公室组织出版了《研究生核心课程指南》，为研究生课程设置、讲授和学习提供了依据。教学团队根据《指南》要求，重新修订了“高等混凝土结构理论”的教学大纲，教学内容包含以下《指南》必选内容：绪论、混凝土结构材料的性能和本构关系、钢筋混凝土构件正截面性能和承载力、钢筋混凝土构件受剪性能和承载力、钢筋混凝土构件受扭性能和承载力、混凝土结构裂缝和变形的控制。根据《指南》可选部分以及本校特色，教学内容还包含以下内容：钢筋混凝土结构复杂应力区的设计、钢筋混凝土结构非线性分析、钢筋混凝土结构的抗震性能及混凝土结构耐久性能等。

通过对上述内容的学习，学生将深刻理解混凝土材料及结构性能，建立高等混凝土结构知识体系，能够创造性的运用混凝土的基本理论、基本方法分析工程及科研中遇到的问题。

1.3 采用研讨模式，改革课堂教学

河北科技大学土木工程学科研究生本科阶段全部学习过“钢筋混凝土结构”课程，且研究生入学复试时专业课笔试课程为“钢筋混凝土结构”，具有较好的钢筋混凝土基础知识，如果还按照本科阶段的以知识讲授为主的灌输式教学模式不利于培养研究生的自主学习和科研创新能力。由于本专业研究生人数较少且具有较好的混凝土基础知识，比较适合采用研讨式教学模式。研讨式教学模式最早源自德国大学，主要是指在教学过程中，教师精讲重点、难点内容，并根据教学内容布置相应研讨题目，学生课前查找相关资料并自主学习，深入思考并形成研究报告，课上对指定内容开展深入讨论，教师最后做归纳并小结，达到教学目标的一种小班研讨教学组织形式。

研讨式教学模式的核心理念是基于“问题导向”的教学，教师应根据教学大纲要求，结合学科前沿、教学实践以及课程思政等内容，经过整理与凝练，提出适合的研讨问题。以下是本课程所选部分研讨问题，例如：“钢筋混凝土框架结构抗倒塌拟静力试验研究”“高性能混凝土现状和发展方向”“钢筋混凝土结构的耐久性研究”和“江西丰城电厂施工平台倒塌事故原因和教训”等。研讨前，教师需要利用一定量的课时讲解相关知识点，重点讲解关键和较难的知识点，然后公布相应研讨题目，简单题目给学生1周时间进行准备，复杂或者难一些的研讨题目给学生2-3周时间进行准备。

研究生授课为小班授课，进行分组教学，以3～4人为一组，每组设置一名小组长，组长采取小组成员轮流担任。研讨问题每次每组均相同，主要目的是保证所有学生能够参与讨论。教师在布置研讨课题时，需要给学生提供一定量的参考资料，学生利用课外时间查找资料并学习，小组组长课下组织本组成员讨论并形成研讨问题的报告和PPT，并做好学习笔记。

研讨式教学实施过程中，教师是整个研讨过程的组织者和引导者。要求每组选派一名同学进行汇报，每组汇报时间为5～10分钟左右，并提出1～2个问题进行讨论，然后要求同学积极发言，可以详细表述、简单质疑、互相讨论不受限制。在讨论过程中，教师应该适时地纠正学生讨论过程中的错误，引导研讨朝着正确的方向进行，逐步推动学生进行深入思考，学生遇到关键问题时，进行答疑解惑。在研讨过程中，需要激发学生的求知欲，提高学生的学习兴趣，这对教师的课堂驾驭能力提出了更高的要求，也是教学相长的一种非常好的教学方法。

1.4 依托社会资源，开展多种实践

充分利用本校所处河北省省会石家庄地域特点，与河北省建筑科学研究院、北方工程设计研究院有限公司、河北建工集团有限责任公司等多家企业建立研究生工作站，教师带队或者学生自己利用课余时间去研究生工作站进行实践。

本校教师在结构实验室进行科研试验研究时，带领学生参与到科研试验中，培养学生利用混凝土结构理论知识解释各种试验现象的能力。

利用教育部高等教育司推荐虚拟仿真实验教学课程进行线上实践教学，要求学生注册并登录www.ilab-x.com进行线上实验，具体实验项目由教师指定，例如：湖南大学易伟建教授研发的“钢筋混凝土框架结构抗倒塌拟静力仿真实验系统”、西安建筑科技大学史庆轩教授研发的“屈曲约束支撑混凝土框架结构拟静力抗震虚拟仿真实验”等实验仿真课程。

1.5 结合课程特色，引入课程思政

“高等混凝土结构理论”教学内容与我国建设成就、社会发展、科技进步等紧密相连，课程的专业教育与思政元素具有较好的融合性。教学过程加入思政元素，包含中国基建成就、院士简介、经典理论发展、工程事故四方面作为课程思政资源。在国内基建成就方面，通过介绍我国工程建设领域取得的辉煌业绩，显示了社会主义制度的优越性，更加坚信道路自信，制度自信，增强民族自豪感。在院士简介方面，通过介绍土木工程行业相关院士的先进事迹活动以及主要学术成就，培养学生爱国奉献、爱岗敬业，锐意进取的实干精神。在经典理论发展方面，介绍各种混凝土理论的发展历史，引导学生在科研的道路上精益求精、追求真理。在工程事故方面，介绍典型工程事故案例，分析事故原因，了解混凝土破坏机理，培养学生树立法制观念，遵守职业道德。

2 结语

研究生课上参与程度大大提高，课下小组成员间增加了沟通交流次数，调动了学生的积极性、主动性，培养了研究生的自学能力和沟通能力。教师凝练并提出问题，学生课下查找资料解决问题，课上师生共同讨论问题，每一专题知识点的学习过程变成课题研究与攻关过程，培养了研究生独立思考与创新的能力，提高了研究生解决问题的能力。课程思政元素的引入，培养了学生的社会责任感和专业自豪感，树立了建筑行业的职业道德规范意识，学生自主的学习利用相关行业规范解决专业问题。实践教学与理论教学的结合，提升了学生的思考能力、创新能力、和分析解决复杂工程问题的能力。