胡春红 赵宇 秦本东 李艳 孟海平
河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454000
新工科建设是高等工程教育为了应对新一轮科技革命与产业变革的挑战而采取的积极行动，是以新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济对高等工程教育改革的强烈需求。新工科的“新”不仅仅是建设全新的工程学科和专业，更是要求对传统工程学科和专业进行持续改进，以使工程学科、专业和人才培养始终处于“新”的状态。为了贯彻落实新工科的教育教学理念，新工科专业必须及时调整培养目标、修订培养标准和培养方案、创新培养模式、改革课程体系、更新教学内容等，并使这些工作成为新常态。只有这样，才能使得新工科专业培养的人才始终满足当前和未来产业发展的需要。
自新工科概念提出以来，各高校已开始从不同层面和不同方面进行改革与实践。对广大一线教师来说，当前急需改革的是具体课程的教学内容与教学方法，这是达到新工科人才培养目标的重要手段与必经之路。对于实践性强、与工程实际联系密切的混凝土结构设计基本原理课程来说，如果仅注重理论教学内容与方法的改革，就难以从根本上解决课程学习中存在的问题，更无法使学生的学习效果达到预期目标。本文结合自身教学实践，针对混凝土结构设计基本原理教学中存在的具体问题，对“理论+实践”课程体系改革进行初步探讨。
（一）人才培养标准提高，但课程学时缩减
近几年来，人才培养方案的修订对人才培养目标和学生毕业要求提出了更高的标准，但毕业总学分却在持续降低，使得专业课学时必须缩减。混凝土结构设计基本原理课程的学时由之前的64 个学时下降为56 个学时，如果除去实验学时，理论课学时会更少。想要在有限的学时内，在不删减教学内容的前提下，使学生的学习达成度更高，采用传统的教学方法很难实现。
（二）课程与工程实际联系密切，但学生实践经验几乎为零
该课程安排在第五学期，课程教学开始前学生参与过的实践活动仅有为期两周的认识实习，可以说是几乎没有什么实践经验。在课程的学习过程中，会频繁用到构造要求，如楼板厚度取值100 mm 或120 mm，混凝土级别选用C25 或C30 等，这些数据或材料的选用是根据工程施工情况来确定的，但是很多学生常常是一头雾水，有些爱较真的学生还会一再询问怎样计算出这些数值。
（三）课程知识点繁杂，但学生对基本概念的学习不够重视
该课程的主要内容涉及材料性能、结构设计原理、受弯构件正截面与斜截面设计、受压构件正截面与斜截面设计、构件的正常使用极限状态设计、预应力混凝土构件的设计等，其中的专业名词、不同构件的受力特点、实验现象、原理分析等知识点繁杂，且相互间的逻辑性不强，对初学者来说，很难一下理清头绪。而部分学生在学习过程中，常常不重视基本概念，浅尝辄止，不愿深入挖掘其内在含义，这给后续内容的学习埋下了隐患。
（四）公式的建立以实验为基础，但教学中实验与理论的衔接效果较差
该课程所学习的公式均是建立在实验基础上的半理论半经验公式，且公式的应用还有相应的条件，学生想要把这些内容搞清楚，必须对实验现象和实验规律有充分的认识。但在课程的学习过程中，任课教师通常只负责理论讲授，实验则由实验室教师负责，二者讲解的侧重点不同，导致学生无法将课堂上所学内容与现场实验有效衔接，更无法认识到实验对该课程的支撑作用。另外，学生在进行实验时，是对已制作好的成品构件直接进行加载实验，对构件的设计与制作过程完全不清楚，从而失去了理论与实际相结合的锻炼机会。
（五）想建立以学生为中心的教学模式，但学生学习主动性不足
多年来，很多高校都在对该课程进行教学改革，如“激励式”辅助教学法、翻转课堂教学法、混合式教学法、微课等。本课题组教师也多次尝试过不同的教学手段，其目的都是提高学生的学习兴趣，将传统的“以教师为中心”的教学模式向“以学生为中心”的教学模式转化。这些改革成果的取得，需要学生有足够的学习主动性，自觉通过线上和线下的学习以及加强与教师的互动来掌握知识点。从现状来看，学生的学习主动性还是有很大的欠缺，在课时缩减的情形下，想让学生利用较多的课余时间进行线上学习或与教师进行互动还是有较大难度的。
根据多年来的教学经验，笔者认为，本课程的教学改革不应该是独立进行的，而要根据专业人才培养目标和毕业要求，结合该课程知识点繁杂、以实验为基础、与工程实际联系密切等特点，从以下几个方面综合考虑。
（一）从人才培养方案入手，制订“理论+实践”的新型课程体系
在人才培养方案修订过程中，混凝土结构设计基本原理课程的学时由之前的64 个学时降为56 个学时，考虑到本课程的重要性以及高素质应用型人才的培养目标，课题组尝试配套加入了实践环节“钢筋混凝土结构综合训练与实践1+1”，为期2 周，与本课程安排在同一学期。实践内容包括构件设计、材料用量计算、构件制作与实验4 个方面，要求学生8～10 人一组，合作完成以下工作：1.设计一根单筋矩形截面适筋梁，并绘制配筋图；
2.进行钢筋下料长度计算、混凝土配合比及各组分的材料用量计算；
3.绑扎钢筋骨架、支模板、浇筑混凝土及构件拆模与养护等；
4.测试受力钢筋的屈服强度和混凝土立方体抗压强度、对适筋梁进行加载实验、分析实验数据并撰写实验报告。本实践环节要求学生全程参与、指导教师跟踪辅导。通过实际操作，学生可以了解工程设计、施工操作和实验检测与分析的全过程，理解本课程所学知识在其中所发挥的作用。这样的全过程参与，不仅激发了学生极大的学习兴趣，使他们学会如何将理论知识应用于工程实际，深刻体验了实验结果对理论的支撑作用，也增强了团队协作能力。
首次尝试让我们感受到“理论+实践”的新型课程体系的优势，但在具体实施过程中也发现了一些问题。在实验环节，因相关课程没有跟上，学生在进行实验方案设计和实验仪器的使用过程中存在较大困难，因此在新版人才培养方案中，我们将建筑结构试验课程加至本学期，以弥补实验方面的不足，进一步完善“理论+实践”的新型课程体系。这样的改革能够使相关课程与实践相辅相成，所有课程内容均在正常的教学时段内完成，不会占用学生的课余时间，保证了学生的参与度，从而有效提高学生的学习达成度。
（二）合理安排各教学环节与教学内容，使理论与实践高效衔接
课程体系有了保障之后，最重要的就是要合理安排教学环节与教学内容，保证实践与理论的高效衔接，具体程序如下。1.两门理论课程同时开课，建筑结构试验课程有实验学时，可以用来安排钢筋应变片的粘贴任务。2.当混凝土结构设计基本原理教师介绍完单筋矩形截面的承载力设计后，开始完成实践环节的第一周任务，即构件设计、材料用量计算与构件制作。3.继续进行理论课的讲授。当构件养护实验满28天后，理论课已将受弯构件的变形与裂缝计算讲完，建筑结构试验也已先期结束。此时可安排实践环节的第二周任务，先测试钢筋与混凝土的实际强度，然后进行适筋梁的加载实验，最后进行数据处理与报告撰写工作。4.完成最后的理论课内容，进入复习阶段，将实践环节与理论知识之间的相互联系进行串讲与总结，帮助学生梳理所有过程；
通过回顾与情景再现，使学生充分理解所学知识对工程实际的支撑作用，深刻体验对知识的获得感，从而激发他们对后续课程的学习积极性。
（三）配备足够多的教师对实践进行全程指导，让教学改革工作精准落地
从前面两项措施可以看到，在实践环节中，所有工作都需要学生自主完成，他们不仅要用到混凝土结构设计基本原理和建筑结构试验的知识，还会用到前期课程土木工程材料和后续课程土木工程施工的部分知识，同时还要查阅《混凝土结构设计规范》《混凝土结构工程施工规范》等行业规范。学生第一次进行如此大信息量的综合训练，会有大量的理论问题和实际操作问题需要指导教师及时提供帮助，因而教师的指导工作量是非常大的。在目前高校普遍大班授课的情形下，如果不能把细节工作做到位，那么教学改革只能是“纸上谈兵”，而学生想要有真正的收获，必须配备足够的教师对实践环节全程指导。
一般的大班授课，通常是3～4 个班，每个小组8～10人，也就是每班3组。在实践环节的第一周，每班至少配备一位指导教师，协助学生完成构件设计与材料用量计算；
进行构件制作时，则还需再安排一名实验室或企业专门人员共同辅导学生完成任务；
进行构件拆模后，由小组成员轮流养护。在实践环节的第二周，对所有的实验，每组均安排一位指导教师，跟踪指导实验全过程，详细讲解实验操作、实验现象及原理，引导学生将实验结果与所学理论知识相结合；
进行数据处理与报告撰写时，每班安排一位教师指导即可；
答辩汇报时则由所有指导教师参与评审。
完成这项改革是不易的，它需要多名教师的共同努力，但只有这样才能让教学改革工作精准落地，才能让学生真正地从中受益。
（四）精心设计理论课教学内容与手段，提升学生自主学习能力
传统课堂讲授是学生被动接受知识的过程，想要提升学生的自主学习能力，必须让学生参与到课堂中来。本次改革将微课、讨论与翻转课堂引入理论课的正常教学环节中，保证每个学生都能参与进来，以发掘、提升学生的自主学习能力。考虑到混凝土结构设计基本原理是一门重要的专业基础课，所涉及的专业知识繁杂，需要具有一定的专业基础之后才能进行相应内容的自主学习，所以必须精心设计理论教学内容及采用合适的教学手段，这样才能获得最佳的教学效果。建议将基础类内容，如受弯构件正截面承载力分析等安排为课堂讲授；
对提升类内容，如偏心受力构件斜截面受剪承载力等可采用微课方式；
对与实践环节关联性较大的内容，如受弯构件受剪性能试验研究等可采用分组讨论的方式；
对学生在已学知识的基础上，通过自学能够掌握的内容，如T 形截面受弯承载力计算例题等，可采用翻转课堂的教学方式。
（五）科学制订各环节考核方式，引导学生重视学习过程
考核是检验学生学习成效的有效手段。单一的结课考核方式会使学生只重结果不重过程，过于复杂的考核方式会使教师的工作量大幅增加而难以落实。在此次改革中，混凝土结构设计基本原理课程的考核方式由“期末考试（占60%）+平时成绩（占20%）+过程考核（占20%）”三部分构成，其中平时成绩包括出勤与作业，过程考核包括微课学习、讨论与翻转课堂学习情况。建筑结构试验课程的考核由“期末考试（占50%）+平时成绩（占20%）+实验成绩（占30%）”三部分构成。实践环节的考核由“实训表现（占40%）+实训报告（占40%）+答辩（占20%）”三部分构成。这样的综合考核方式，不仅让学生重视结课时对知识的回顾、巩固和总结，也让学生重视平时的学习或参与过程，从而加深对所学知识的理解，提高学习达成度。
对于实践性强、与工程实际联系密切的课程，单一的课程改革难以达到预期目标，而“理论+实践”的新型课程体系改革是一个新的思路，打破了传统的教师讲、学生听的“单向培养”教学过程，让学生走出教室，实实在在地经历工程设计、施工操作和实验检测与分析的全过程，在不断发现问题、解决问题的过程中深入理解、掌握理论知识。当然，改革不是一蹴而就的，也不是一路平坦的，但是看到学生对实操过程的极大兴趣、学生学习主动性的明显提高、学生通过实操激发出的潜在能力，我们受到了莫大的鼓舞。我们甘愿在逐步解决困难、完善“学、导、教”的过程中将改革进行到底。
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