地质工程专业钢筋混凝土结构原理课程教学研究★

武海鹏 吴丽丽

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

《钢筋混凝土结构原理》是土木工程专业中一门重要的专业基础课，同时也是地质工程专业中一门工程类基础课。该课程具有很强的实践性和理论性，既与现行的标准规范相结合指导实际的土木工程建设，又基于以概率论为基础的力学分析计算。该课程内容主要包括混凝土构件的设计理论和设计方法，涉及的知识体系非常广泛。在土木工程专业中，一般具备较为完整的钢筋混凝土结构原理课程前导课程，例如材料力学、结构力学、建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等课程，但是在地质工程专业中，建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等课程并不会开设。因此，地质工程专业《钢筋混凝土结构原理》课程的教学内容、教学方法、教学手段应区别于土木工程专业。

1 课程开设背景

地质工程专业是研究矿产资源开发、工程建设、灾害防治与环境保护领域地质问题的工科类专业，涉及工程地质体的工程勘察、设计、施工，地质灾害防治理论等技术，与土木工程专业为相近专业。专业培养方案要求，所培养的学生除系统掌握工程地质、水文地质、岩土工程等专业知识和技能外，还需要对矿业工程、环境工程、土木工程、地下工程、经济学、管理学等有一定的了解。2018年出版的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》[1]对地质工程专业的要求中，将钢筋混凝土结构原理列为工程类的专业知识理论课程，并将其相应的课程设计列为实践教学内容。同时，2016年6月，我国正式加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议《华盛顿协议》，通过认证协会认证的工程专业，毕业生在相关国家申请工程师执业资格时，将享有与本国毕业生同等待遇，全国高校各专业积极主动的进行工程教育认证，我国《工程教育认证标准》也对地质类专业钢筋混凝土结构原理课程的开设提出了要求[2]。

2 课程教学存在的问题

1)教师教学课时少。地质工程专业中，钢筋混凝土结构原理计划课时一般为32学时，其中包含4学时的实验教学环节；在土木工程专业中，该课程的学时一般为56学时～72学时不等。显然在地质工程专业中课时相对不足，给上课内容的编排及教学质量带来了较大的影响。

2)学生知识储备不足。由于缺少必要的前导课程，特别是建筑材料和房屋建筑学课程的缺乏，学生对钢筋、混凝土材料的基本物理力学性能和混凝土材料的制备方法缺少材料层次的基本概念，同时，也对建筑结构中梁、板、柱等基本构件的受力模式缺少构件层次的基本概念。在授课过程中，往往需要花费较多的时间从概念上进行先导知识的解读，然后才能进行混凝土基本理论的介绍，这更加剧了教学课时少的矛盾。

3)授课方式单调。钢筋混凝土结构的设计方法是以概率论为基础的半经验半理论方法，教师讲授是主要的教学方法之一，灌输式教学特征较为明显，在一定程度上抑制了大学生主观能动性，不利于学生自主学习，影响了教学效果[3]。

4)前导课程不足，课程内容深浅不一。土木工程专业和地质工程专业的课程体系是不同的，对《钢筋混凝土结构原理》课程教学内容的要求也是不一致的。土木工程专业要求学生掌握钢筋混凝土结构设计基本原理、基本方法，并能够结合所学的力学知识、材料学知识，进行钢筋混凝土建筑结构的设计，相对而言，其教学体系完整。而地质工程专业，只要求学生了解基本的混凝土结构设计原理，能够进行简单的计算及概念设计，相对而言，这只是其专业领域内的次要课程。在工程教育认证的背景下，理论教学课时被压缩，对于本课程的教学内容选取及普及前导知识上，具有较大的难度。

3 教育改革方案

3.1 将课程思政融入教学

准确把握“坚定学生理想信念，教育学生爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体”的主线，结合非土木工程专业《钢筋混凝土结构基本原理》课程的特点，深入挖掘蕴含的思政教育资源，优化课程的思政内容供给。《钢筋混凝土结构原理》课程中有着丰富的思政内容。例如，在讲述第一章绪论时，通过介绍我国混凝土结构的发展历史、取得的成就，在房屋建筑工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间结构工程、边坡工程等领域内的标志性建筑物或构筑物，激发学生的民族自豪感和国家荣誉感，从而对自己的未来专业方向有些许期待。通过介绍钢筋混凝土结构设计的基本原理，从材料、构件、结构三个层次由浅入深进行分析，激发学生对专业知识的求知欲。这些内容只是本课程中的冰山一角，仍然有更多的思政内容可供开发。总之，课程要坚持以本为本，聚焦专业特点和育人要求，适应创新型复合型应用型人才培养的需要，推动专业教育与思政教育紧密融合。

3.2 推荐线上自学课程

针对非土木工程专业课程体系不能很好的适用于《钢筋混凝土结构原理》课程的问题，首先对地质工程专业已修课程进行分析，然后通过推荐线上校内公开课、国家级精品课程、中国大学慕课等课程，学生可以通过自学完成知识体系的建设。地质工程专业与土木工程专业属于相近专业，部分前导课程类似。例如地质工程专业将理论力学、材料力学、结构力学合并为工程力学，进行了部分教学内容的简化，但仍可为《钢筋混凝土结构原理》提供力学知识支撑。而对于未修的建筑制图、房屋建筑学、建筑材料课程，通过提供精选章节的线上课程，针对性补充所需的专业知识，计划课后线上课程约16学时即可使学生了解基本的概念和方法，满足本课程对于前导课程的要求。线上课程与线下课程相配合，既能够有效完成本课程的教学目标，也能够为培养复合型人才提供知识支撑。

3.3 优化教学内容

基于地质工程专业对本课程内容的需求及教学课时的实际情况，对本课程的教学内容进行优化，在最新制订的课程教学大纲中描述为：钢筋混凝土结构原理是地质工程专业的一门重要的工程基础课，具有很强的理论性和实践性；目的是使学生掌握钢筋混凝土基本构件的设计原理及相应的构造措施，具备对简单构件进行设计及综合运用基本概念分析构件受力特性的能力；主要讲授钢筋混凝土材料的力学性能、结构的基本计算原则、基本构件的设计方法，如受弯构件的正截面和斜截面承载力计算、轴心受压和偏心受压构件的承载力计算、各类构件的配筋构造等。课程共有三个目标，并对应于三个毕业指标点，介绍如下：

目标1：通过理论学习，掌握钢筋混凝土材料的物理力学性能，熟悉各种基本构件的受力特点及破坏特征，掌握各种基本构件的构造要求、设计基本原理和方法，能进行各类基本构件的设计计算。对应毕业指标点：1.2(工程知识)：掌握从事地质工程工作所需的工程基础知识。

目标2：通过课程配套的钢筋混凝土矩形截面梁正截面受弯承载力试验，掌握钢筋混凝土构件试验的一般方法，能设计并测试基本构件的力学性能。对应毕业指标点：4.1(研究)：针对复杂工程地质问题，能够利用工程地质科学原理与方法设计(进行)实验，获取各种参数。

目标3：了解钢筋混凝土的应用现状及未来的发展趋势、钢筋混凝土结构的主要类别，能针对特定的工程需求，选择合适的构件形式，如梁、板、柱、墙等。对应毕业指标点：6.1(工程与社会)：了解与本专业相关职业和行业的社会、健康、安全、法律、文化等背景知识。

通过给出明确的教学目标和教学内容，使教师在授课时可以较好的把握教学内容的深度，学生也可以较好的领会并完成对教学内容的掌握。

3.4 理论教学与实践教学相结合

在有限的32计划学时内，通过推荐课后线上课程、优化教学内容等手段后，为解决授课方式单一、学生主动性低等问题，将本课程内容分为基础理论模块(28学时)和课程实验模块(4学时)，使本课程赋予理论性和实践性。基础理论模块使学生掌握钢筋混凝结构原理课程的理论知识框架，掌握基本概念、基本原理、基本计算方法，初步具有结构设计的能力；课程实验模块是对基础理论模块教学内容的进一步巩固与加深理解，培养学生的独立思考能力和实际动手能力，在实验过程中发现问题、分析问题、解决问题。

3.5 教学改革实施效果

通过对地质工程专业2个班级一个学期的《钢筋混凝土结构原理》教学改革的实践，上述教学改革方法和实践措施取得了一定的成绩，学生学习效果和主观能动性得到了提升。但也存在一定的问题，课后线上课程的完成度与掌握程度不一，部分自律能力较强的同学完成度较高，部分同学未完成相应的课程，因此，如何对督促或激发学生学习的主动性仍有待研究，但不能简单的以增加考核的方式来实施。

4 结语

地质工程专业《钢筋混凝土结构原理》课程的教学不能够简单的按照土木工程专业的要求进行删减，应当结合课程思政、工程教育认证的要求，以人才培养为指挥棒，不断的在教学实践过程中对课程的教学目标、教学方法、教学考核进行优化改进，提高学生的学习兴趣，培养学生必要的工程应用及实践能力。