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混凝土结构设计原理教学改革分析

2021/01/15 阅读:

摘要:该文根据土木工程专业应用型人才的培养目标要求,分析混凝土结构设计原理课程教学存在的问题,从课程思政育人、执业资格、教学方法、实践教学环节、考核方式等方面进行改革实践,从而培养德才兼备、实践能力强、创新能力强的复合应用型人才。

关键词:应用型;混凝土结构设计原理;教学改革

混凝土结构设计原理是土木工程专业一门重要的专业基础课程,在人才培养方案中起着承上启下的核心作用,是后续专业核心课程学习的基础。该课程主要介绍混凝土结构构件的设计理论、设计方法和构造要求,课程内容繁杂,符号多、计算多、构造多,实验性和实践性强,与现行行业规范结合紧密,学生学习课程难度较大。教师应分析课程教学存在的问题,并进行教学改革与实践,提高学生的学习兴趣,帮助学生真正掌握混凝土结构设计原理的基本知识,提高学生运用知识分析问题、解决问题的能力。

1课程教学存在的问题

传统的教学方法是以教师讲授为主,采取灌输式教学,学生被动地接受知识,学习的主动性和积极性不高,影响了教学效果。传统教学主要有以下几个方面的问题:学生主体地位欠缺、自主学习动力不足;教学与实践应用脱节;教学方法和教学手段落后;教学考核方式单一。

2混凝土结构设计原理教学改革

2.1发挥教师的主导作用,将课程思政融入教育教学全过程

《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出,高等学校人才培养是育人和育才相统一的过程。抓好课程思政建设,要解决好专业教育和思政教育“两张皮”的问题,要求教师切实增强课程思政意识,坚持价值塑造、知识传授和能力培养融为一体的育人理念。教师要深刻认识到每一门课程都须具有育人功能,充分利用课堂教学主渠道,把课程思政有机融入课程的教学和改革,做到言传与身教相结合、立德树人、为人师表,以深厚的理论知识、社会阅历和人格魅力滋养学生,帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观[1]。混凝土结构设计原理课程蕴含着丰富的思政元素,需要教师主动去发掘、加工和利用。例如,在讲授绪论部分时,通过介绍我国混凝土结构的发展概况以及混凝土结构在工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础等工程中的广泛应用,激发学生对就业方向与未来发展的信心;可通过我国在混凝土基本理论与设计方法、结构可靠度与荷载分析、工业化建筑体系、结构抗震与有限元分析方法和现代化测试技术等方面取得的研究新成果,激发学生的求知欲望和爱国情怀[2];通过混凝土结构应用范围的扩大和预应力混凝土的出现,激发学生的探索和创新精神;通过混凝土材料的物理力学性能分析和实验教学,激发学生一丝不苟的求学精神;在讲解混凝土与钢筋两种材料协同工作时,培养学生的团队协作能力;在讲解构件承载力计算内容时,通过分析设计计算错误造成的结构安全性问题,因结构构件变形、裂缝及耐久性不满足造成的适用性和耐久性问题,引导学生树立强烈的社会责任感和安全责任感。总之,课堂教学要以学生为主体,以教师为主导,在教学设计与实施过程中,始终将思想政治中丰富的教育内涵融入课程教学,关注学生综合素质的培养,激发学生学习的兴趣和热情。

2.2与执业资格考试相融合

自1997年我国实行土木工程执业资格考试,以来每年都有大量的土木工程从业人员参加考试,我国的土木工程发展正在朝着规范化的目标前进。为了加强学生的应用实践能力,根据土木工程专业执业资格考试要求,改革课程标准,修改课程教学目标;《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)积累了半个多世纪以来丰富的工程实践经验和科研成果,在工程设计中发挥着指导作用;混凝土结构设计原理与工程实践具有密切的联系,课程中的计算公式大部分基于实验研究,通过归纳总结或回归分析得到,具有经验总结或实验回归性质,并且进行了系数修订,有些无法通过理论分析进行解释,课程中包含了许多基于工程经验的构造规定,但设计规范是国家颁布的结构设计的技术规定和标准,规范条文尤其是强制性条文是设计必须遵守的法律性文件,学生在学习过程中只有正确理解规范条文,才能正确地应用规范条文与公式分析和解决工程问题。

2.3合理运用多种教学方法

2.3.1案例分析法案例分析法是指教师采用引发社会关注的工程案例来进行课堂实例教学,组织学生研究分析、讨论,培养学生的分析能力、判断能力、解决问题及执业能力的教学方法。在讲授混凝土结构设计原理构件承载力计算时,教材通常是按照受力构件“试验结果→计算模型→基本公式→适用条件”来编排的,学生虽然掌握了各种受力构件承载力计算,但理论与实践脱节,难以与工程实际相衔接。教师通过运用案例分析法,精选工程案例,以图片、视频或模型等形式展示给学生,结合授课内容,通过课堂讨论找出所要讲解的受力构件,按照教材“试验结果→计算模型→基本公式→适用条件”完成讲解,教师总结,然后让学生利用所学知识完成新的案例构件计算,形成“工程案例引入→课堂讨论→实验结果→计算模型→基本公式→适用条件→教师总结→工程应用”的主线进行教学,激发学生的学习兴趣,培养学生独立思考问题、独立解决问题、创新思维的能力及工程应用、实践的能力。2.3.2模型教学法学生在学习过程中通常对实体结构构件缺乏直观认识,虽然工程现场能得到很好的感性认识,但条件受限,借助教学模型可以帮助学生很好地理解所讲授的知识内容。例如,在讲授梁板柱构造要求时,学生对于构件中钢筋位置、形状、要求等难以理解,为了解决这些问题,制作相关结构构件模型的建筑工法,讲到相应的知识点时,可以将学生带到教学模型示教室,将结构构件的工法展示给学生,现场讲解结构构件和构造规定。2.3.3线上线下混合教学法互联网时代改变了教育环境、改变了学习形式、改变了师生关系。线上线下混合教学法是在教育教学过程中,将传统教学和网络教学相结合,优势互补,激发学生的学习兴趣。教师充分利用网络教学资源建立线上课程,按照“课前线上预习→课堂讨论→教师重点难点分析→学生提问→课后巩固→网络答疑”的主线进行教学设计,可以极大地满足不同基础学生的学习需求。对于基础一般的学生,其听课质量不高,借助线上资源可以很好地帮助其理解知识点,实现随时随地反复学习。对于基础好的学生,可以拓宽知识面,提高学习效率。线上线下混合教学法将部分授课内容移到课外(线上),明确了学生在教学活动中的主体地位,提升了学生的自主学习能力、协作沟通能力和创新能力,极大地增强了教学效果。

2.4加强实践教学环节

涉及混凝土结构设计原理的实践环节主要有课程设计、结构实验:课程设计的内容设置要抓住课程的重难点,以小组方式布置,学生通过完成设计任务,再次巩固课堂所学知识,增加小组答辩环节,按照“学生PPT课件自述设计心得→教师点评→修改完善设计”的主线完成课程设计。增加答辩环节,既锻炼了学生的团队协作能力,又让学生获得了工程实践应用的锻炼。结构实验方面,改变教师操作实验、学生在旁边观看的模式,将受弯构件、受压构件等验证性实验改为综合设计性实验。分小组进行,由教师统一指导,学生按照“混凝土梁、柱设计(材料、尺寸等)→构件制作(钢筋加工、混凝土浇筑、养护)→构件承载能力测试→研究构件破坏机理和受力性能→建立物理数学模型→对比半理论半经验公式”的主线完成实验,加深了学生对知识的理解,培养了学生的应用能力[3]。2.5改革考核方式创新考核方式,注重过程考核,注重培养学生的实践能力、创新能力、应用能力。(1)实行课程教考分离。建立试题库,期末考试随机抽取试题。(2)根据混凝土结构设计原理的课程特点,借鉴执业资格考试方式,分理论知识考试和综合应用考试两部分,采用“半开卷”方式[4]。复杂的计算公式和各种表格不需要学生记忆,但要求学生灵活运用,避免学生花大量的时间去死背公式,给学生留较多的时间运用知识解决问题。(3)课程总成绩由“平时成绩+期末考试成绩”构成,各占50%,平时成绩=出勤10%+课堂讨论10%+线上学习20%+作业10%,多方位考核的方式更加合理。

3结语

针对土木工程专业应用型人才的培养目标,混凝土结构设计原理以学生为中心、以成果为导向(OBE)、持续改进,参照认证标准进行课程建设和教学改革,坚持“注重基础知识掌握、强化教学实践训练、突出创新能力培养、提高实践应用能力”的教学理念,将课程思政融入教育教学全过程,重点解决学生主体地位欠缺、自主性学习不足、课程教学与执业实际相脱节等问题,解决重理论、轻实践,重课内、轻课外,重个体、轻合作的问题,解决重结果、轻过程的问题,从而培养德才兼备、实践能力强、创新能力强的复合应用型人才。

参考文献

[1]刘建平,史萍.高校《混凝土结构设计原理》课程思政教育改革与实践[J].教育现代化,2019(56):100-101,109.

[2]焦楚杰,张季超,等.讲授绪论有学问[J].广州大学学报,2006,6(1).

[3]李喆.混凝土结构设计原理课程教学改革研究与实践[J].湖南科技学院学报,2016,37(10):104-106.

[4]蔡丽朋.谈应用型本科院校的混凝土结构设计原理课程建设[J].教书育人,2011(30):88-89.

作者:梁利生 单位:山西工程技术学院

混凝土结构设计原理教学改革分析

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