新工科背景下“混凝土结构基本原理”课程教学改革研究

路 丹

（南宁理工学院 广西 桂林 541006）

新工科强调对传统工科专业的改造升级，以培养出具备创新精神和实践能力的复合型人才。作为土木工程专业的核心课程，“混凝土结构基本原理”对于培养学生的专业素养和实践能力具有重要意义。然而，传统的课程教学模式存在诸多问题，严重制约着课程的教学效果和学生的专业发展[1]。因此，在新工科背景下，对“混凝土结构基本原理”课程进行教学改革势在必行。

1 新工科背景下课程改革的必要性

1.1 传统课程教学模式存在不足

传统的“混凝土结构基本原理”课程教学内容主要基于教材，而教材的更新往往跟不上科研和工程实践的发展，从而导致学生所学的知识与实际应用存在一定程度的脱节。另外，大部分教师都是采用讲授式教学向学生灌输知识，学生在课堂上只能被动接受。这种方式限制了学生的主动思考和参与，也不利于培养学生的创新思维和解决问题的能力。此外，实验课程次数较少，且实验内容比较固定，学生动手操作的机会有限，所以学生很难真正理解和掌握混凝土结构的基本原理[2]。

1.2 课程改革对于提高学生创新和实践能力的意义

在新工科背景下，“混凝土结构基本原理”课程在改革的过程中，通过引入最新的科研成果和工程实践，能够使教学内容更加丰富，激发学生浓厚的学习兴趣，使学生在校内就能掌握本专业领域的前沿知识。另外，课程改革还能增加实践教学在“混凝土结构基本原理”课堂教学中的占比，通过增加实验课程、工程实践项目等方式提供更多的实践机会和资源，提高学生的实践能力和解决问题的能力。

2 “混凝土结构基本原理”课程的教学特征和改革困境

2.1 课程特征

2.1.1 理论与实践结合

混凝土结构基本原理课程不仅涉及理论知识的传授，还需要大量的实践应用知识。学生在课堂上需要通过实验、实践等方式，才能理解和掌握混凝土结构的基本原理和应用。

2.1.2 课程内容繁多

该课程内容既涵盖了材料的基本性能、结构设计方法以及拉压弯剪扭等五种基本受力变形下构件承载力的计算，又探讨了构件的裂缝计算和挠度计算等问题。再加上设计计算与构造规定并重，学生在学习过程中需要掌握的知识点较多。

2.1.3 前沿性和创新性要求高

新工科背景下的混凝土结构基本原理课程需要关注最新的科研成果和工程实践，将最新的混凝土结构技术、材料和工艺引入课堂，培养学生的创新思维和实践能力。

2.2 改革困境

2.2.1 传统教学观念的制约

传统的教学观念注重知识的传授和记忆，而忽视了学生主动思考能力和创新能力的培养。在新工科背景下，教师需要转变教学观念，课堂教学要以学生为中心，才能增强学生的思维能力和应用能力[3]。

2.2.2 教学资源不足

混凝土结构基本原理课程需要大量的教学资源支持，如实验设备、实践基地等。然而，部分学校可能面临教学资源不足的问题，自然也就对课程改革造成一定的制约[4]。

2.2.3 评价体系改革难度大

传统的评价体系主要以考试成绩为主，难以全面反映学生的综合素质和实践能力。在新工科背景下建立科学、合理的评价体系是课程改革中需要解决的一个重要问题，这需要相关学科的教育工作者积极探索多元化的评价方式和方法，如实践项目评价、团队合作评价等，才能对学生做出客观的评价。

3 新工科背景下“混凝土结构基本原理”课程改革的具体措施

3.1 教学内容的调整与更新

在新工科背景下，教学内容的调整与更新是“混凝土结构基本原理”课程改革的首要任务。对于繁多的课程内容，可以通过导入实际的混凝土结构工程案例，引导学生分析该结构的材料种类、结构受荷方式、荷载传递路径及结构使用过程中的状态，以此作为本课程教学的切入点，将课程内容进行模块化重构，根据模块内容调整授课顺序：绪论→混凝土结构材料性能→混凝土结构设计方法→梁板受弯承载力计算→梁板受剪承载力计算→梁受扭承载力计算→正常使用极限状态验算→梁板截面构造→柱轴心受力承载力计算→柱偏心受力承载力计算→柱截面构造→预应力构件设计。通过案例的引入和分析，以及课程内容的模块化重构，不仅使学生获得清晰的混凝土结构设计思路及整体学习思路，还进一步揭示了教材的各种知识点可以用于解决何种工程实际问题。同时将BIM 技术和装配式混凝土结构施工技术引入混凝土结构基本原理课程教学中，强化新技术和传统知识点的融合。教师利用BIM技术建立建筑物模型，利用三维模型使学生更直观地了解建筑结构中梁、板、柱各种结构构件中钢筋的布置位置、布置数量、构造要求等知识点。另外，为了让学生接触到该领域较先进的知识和技术，教师在选择教材时除了注重内容的前沿性之外，也要考虑到教材理论与实践的紧密结合，同时还可为学生推荐一些国内外比较权威的参考资料，这样才能让学生掌握该领域较新的研究成果和工程实践经验。此外，教师还应不定期地对课堂教学内容和学习参考资料进行调整和更新，保证学术材料的时效性和适用性。教学初期阶段，“混凝土结构基本原理”课程的教学内容应以混凝土结构的基本原理、材料特性和设计方法等内容为主，通过系统性地学习帮助学生建立扎实的知识结构体系，从而为学生后续的学习和实践提供有力的支撑。

3.2 教学方法创新

在新工科背景下，教学方法的改进对于提高“混凝土结构基本原理”课程的教学效果也非常重要。教师可以在课堂上引入启发式教学，通过问题引导和小组讨论的方式，鼓励学生自主思考。教师可以提出一些关于混凝土结构强度的问题让学生自行查阅资料、设计实验，学生通过自己的努力得出结论。课堂上，教师可组织学生对案例工程进行小组讨论，鼓励他们从多个角度提出解决方案。通过小组讨论的方式不仅能够培养学生的团队合作精神，还能锻炼他们解决实际工程问题的能力。案例分析也能引导学生自主将理论知识与工程具体问题结合在一起。此外，为了使教学内容和教学方法更加丰富，教师还要在课堂上积极运用现代教育技术，通过多媒体网络教学平台等技术手段为学生提供更为丰富的学习资源和灵活的学习方式。例如，教师可以利用虚拟仿真技术让学生在计算机上模拟混凝土结构的施工过程、受力分析等，学生通过虚拟仿真实验就能更加直观地了解混凝土结构的工作原理和特性。此外，网络教学平台可以为学生提供在线学习资源和学习支持，方便学生进行自主学习和交流[5]。

3.3 实践教学强化

“混凝土结构基本原理”课程是一门实践性较强的课程，学生在课堂上掌握的知识点都是为后期的应用做好准备，所以课程改革过程中必须增加实践教学的比重。首先，在课程安排上可以适当增加实验课程，如：针对混凝土结构的特性，设置混凝土配合比设计、混凝土抗压强度测试、梁板柱的模型制作与加载实验等方面的试验项目，促使学生通过实验了解混凝土结构的性能和设计过程。为了增强实验效果，学校还要增加购买实验设备和仪器方面的投资，加强对设备的维护和管理，确保设备的正常运行和使用效果。其次，积极开展工程实践项目。学校可以与建筑企业或者施工单位建立合作关系，为学生提供项目实习机会，锻炼学生的实践能力。教师也要组织学生构建实践队伍，充分发挥学生的主观能动性，鼓励学生在实践过程中利用课堂上学习的知识解决问题。最后，学校与企业共同搭建校企合作平台[6]。一方面学校安排学生到合作企业实习，鼓励学生积极参与工程项目设计、施工和管理，另一方面则要从合作企业中邀请行业专家或者工程师到学校担任兼职导师，从实践和技术层面对学生进行指导，为学生提供更多的实践经验和职业发展建议。

3.4 评价机制改革

在新工科背景下，传统的评价机制已经无法满足“混凝土结构基本原理”课程的评价要求，所以在“混凝土结构基本原理”课程改革过程中，也要对评价机制进行改革，这样才能更好地反映出学生的真实情况。建立多元化的评价体系是评价机制改革的第一步，在对学生的学习成果进行评价时，既要注重其对理论知识的掌握也要强调其实践能力的体现。除了传统的期末考试评价之外，教师还要增加对学生平时成绩评价的比重，重点对学生在课堂、实验操作、小组讨论中的表现进行评价，通过观察学生在课堂上的表现，如提问、回答问题、小组讨论等，评价他们的学习态度和课堂参与度。在对学生实验操作中的表现进行评价时，除了关注实验结果之外，也要对学生的实验操作过程、实验报告的撰写等方面进行评价，确保学生真正掌握实验技能和实验方法[7]。教师在对学生的实践能力进行评价时，可以要求学生自主完成一个完整的工程项目报告，报告的内容要同时覆盖项目背景、方案设计、实施过程、结果分析等。然后还可以针对混凝土结构的相关问题组织学生进行小组讨论，评价学生的沟通能力、团队协作能力和创新思维能力。

4 结语

总而言之，在新工科背景下，“混凝土结构基本原理”课程开展教学改革的过程中，本文深入探讨了改革的必要性和重要性，并提出具体的改革措施，希望能够通过课程改革使学生更好地满足新工科背景下的教育要求和社会需求。然而，“混凝土结构基本原理”课程改革并非一蹴而就，而是需要持续的努力和探索。未来的教学实践中，相关领域的教育工作者需要进一步深化改革，不断完善和优化教学体系，才能更好地满足学生的学习需求和行业发展需要。