在《钢筋混凝土结构设计》的教学改革中促进卓越工程师的培养

赵羽习，申士军，姜秀英，邹道勤，金伟良，罗尧治

（浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310058）

《钢筋混凝土结构设计》是土木工程专业的必修课程之一，在学生的专业培养中有着至关重要的作用。笔者根据教育部培养卓越工程师的计划和要求，对现有的教学模式进行改革，在传统的师资的基础上引进设计院工程师，将本课程改为由教师和工程师共同执教。充分利用校内外教学资源，增强理论和实践教学的结合，多方面锻炼学生的专业素质，强化学生的工程能力和创新能力，以达到培养卓越工程师的计划要求。

一、教改背景

教育部提出的卓越计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，它具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力[1]，卓越计划的实施将有力促进我国高等工程教育水平的进一步提升。浙江大学作为第一批卓越计划实施高校之一，为贯彻教育部的要求，学校针对土木工程专业的本科生教育提出了卓越工程师培养方案，在土木工程专业设立卓越工程师班；浙江大学建筑工程学院对现有教学资源进行优化整合，努力改善课程教学效果，以全面促进卓越工程师培养目标的实现。

《钢筋混凝土结构设计》是土木工程专业的必修课之一，也是土木工程专业的学生在学校学习设计知识、初步接触设计工作的媒介，在学生的专业培养方面有着至关重要的地位。本课程主要讲述梁板结构、单层厂房结构、多层框架结构等的设计方法，它与前期所学的具有严密科学逻辑理论体系的基础科学课程不同，本课程中工程经验性的内容多，并与多个相关的国家和行业规范（规程）相联系，实践性较强。该课程旨在培养和提高学生理论联系实际的能力，通过对各种钢筋混凝土结构的设计和分析，强化学生工程能力和创新能力。所以，本课程的教学效果的好坏将直接影响学生专业素质的提高与否，进而影响卓越工程师的培养计划的实现。

实践证明，传统的《钢筋混凝土结构设计》教学内容和重心很大程度上集中在钢筋混凝土结构设计的理论层次上，而教学资源也基本限制在课本、课堂等有限的范围内；课程教学与行业企业的联系不够紧密，学生未能经历行之有效的实践锻炼，不能全面理解相关知识的工程意义。应该看到，传统的教学模式不能很好地实现培养和强化学生的工程能力和创新能力的课程教学目标，培养出的学生与社会行业企业标准不相一致，或者有较大的脱离，不能有效地培养出高水平的工程技术人才。

二、传统教学的弊端

（一）教学观念

对于传统教学观念存在的弊端，首先是一个很多课程教学的共性问题：传统的课程教学采用以教师为中心、强调理论知识传授、把学生当作灌输对象的教学模式。这种以继承为中心的教育，旨在传授已有知识，强调知识的记忆、模仿和重复练习，极大的束缚和压抑了学生的创新精神，学生的学习自主性没有被有效地激发，甚至使学生放弃了对问题的理解和探究。这样近乎填鸭式培养出来的学生很难具有“卓越工程师”所要求的“创新能力”[2]。另外，《钢筋混凝土结构设计》课程特点是工程性、实践性强，而大部分高校的教学重理论、轻实践的教学观念违背了课程本身的特点要求，因而制约了课程教学效果的提高和改善。由于本课程教学重心偏钢筋混凝土结构设计的理论教学，忽视课程实践环节，广大学生并不能拥有较好的工程实践的机会，所以，他们对于很多工程意义很强概念和知识，比如一些设计流程、设计规范和设计习惯并不能很好理解和掌握。总体来讲传统的教学观念陈旧、机械、片面，并不能很好促进卓越工程师的培养。

（二）教学资源

传统教学内容偏理论；教师本身工程经验缺乏；教学中学生获得实践机会较少。《钢筋混凝土结构设计》实际上是一门内容丰富、广泛，但是又很繁杂、琐碎，并涉及较多工程规范或规程的设计类课程。而实际上，由于课程教学内容跨度广、难度大且迫于课时限制，教学内容一般只局限在钢筋混凝土梁板结构、单层厂房等简单结构设计方面。目前，大多数大学中的工科教师都是来源于高校的硕士和博士[3]，且他们由于长期从事科研工作，较长时间脱离工程实际，对于一些行业和企业标准或者规范相对陌生。如果没有到行业定期挂职锻炼和顶岗实习等工程实践的机会的话，那么他们的工程实践经验将相对匮乏，因而直接影响《钢筋混凝土结构设计》课程的教学效果。最后一个问题，也是相对棘手的一个问题，那就是在课程学习过程中，学生获得的实践机会较少。即使在传统的课程学习中会安排一些课程设计作业，比如设计简单的钢筋混凝土楼盖、单层厂房之类的结构，但是这些设计过于教材化、模式化，而且与行业企业设计流程和手段相距甚大。总体而言，对于课程教学实践环节，学生基本没有行之有效的设计实践的机会，学生与钢混结构设计的行业企业接轨较少，因而对于主流的设计理念、设计流程以及行业企业标准相知甚少。针对传统教学资源方面的几个突出问题，有必要进行教学改革，引进一切可以利用的资源，丰富教学内容，扩大学生设计实践的机会，并给予学生更多与混凝土结构设计行业企业相关的信息和指导。

（三）教学考核

《钢筋混凝土结构设计》课程内容较多，而且相对复杂，主要体现在课程内容跨度大，各部分内容中设计、计算过程繁长，相关的计算项次和构造要求较多。另外，传统的教学考核中期末考试成绩占据绝大部分比例，而与钢筋混凝土结构设计实践相关内容所占比例基本没有或者占很少比例。再者，期末考试采用闭卷形式且考核内容大多围绕教学课本展开，这无疑造成学生花费大部分时间死记硬背课本知识，生搬乱套各种公式，而不是将时间用来理解和掌握课本知识的工程原理和意义以及拓宽结构设计知识面。综上，传统的教学考核方式显然没有起到培养学生工程意识和创新能力的教学目的。

三、教改实践

（一）优化教学理念

首先，把“以教师为主体”、“以课程为中心”的传统教育观转变为“以学生为主体”、“以能力为中心”的新的教育观[2]。发挥学生在教学活动中的主体地位，激发他们的学习兴趣，培养他们发现问题和分析问题的能力。教师在《钢筋混凝土结构设计》的课程教学中，应该充分应用互动式、研讨式、学生全程参与式[4]的教学方法，引导学生积极参与课程教学的整个过程中来，着重锻炼每个学生的主动性和创造性，培养学生的创新能力。另外，针对卓越工程师的培养要求，要把提高学生工程能力的教学目标贯彻到整个的教学理念中，树立一种新的教学观念，将学生培养面向行业企业标准，尽可能提供一些工程实践的机会。笔者认为，像《钢筋混凝土结构设计》这种设计类课程，只有按照优化的、现代的教学理念来指导课程教学的展开，才能使得课程教学的开展促进培养创新型工程人才目标的实现。

（二）调整师资配置

对于卓越工程师的培养，一个有效的方法就是在提高师资的工程素质。所以，在卓越工程师班的《钢筋混凝土结构设计》课程教学中，引进设计院中具有丰富工程设计经验的工程师做兼职教师进行授课，将授课方式由传统的教师任教调整为由高校教师和设计院工程师共同执教。这种积极的师资调整，一方面可以充分发挥高校教师设计理论知识丰富、厚实的优点，充分夯实学生结构设计的理论基本功；另一方面可以充分利用设计院工程师长期的工作经历和丰富的工程设计经验指导学生进行工程实践。这种教学模式可以充分调动学生的积极性和能动性，培养学生理论联系实践的能力，夯实设计基本理论的同时强化学生工程实践的理念和意识。

（三）教学内容安排和实施

在《钢筋混凝土结构设计》课程原有的教学大纲的基础上引入工程设计行业介绍，包括行业企业设计标准、设计流程等，另外增加PKPM电算教学内容；并利用浙江大学“卓越工程师培养与学生创新实践基地”，在设计院工程师的指导下让学生进行钢筋混凝土结构整体设计训练（见图1），从而达到在传统教学的基础上强化学生的工程能力和创新能力的目的。

教学安排也根据教学内容的调整做了重新安排。首先在开学初期，由设计院工程师进行工程设计行业的介绍，从一个工程师的角度去阐述钢筋混凝土结构设计的一些思想或理念，激发学生对课程的兴趣；接着介绍目前该行业企业设计标准，并以工程实例介绍设计工作的基本内容和流程，让学生对相关内容有个清晰和明确的认识。在学生具备设计混凝土结构设计的整体概念后，高校教师围绕课本进行基础知识的传授，学生进行设计理论学习，并通过楼盖与单厂大作业进行设计理论的巩固训练。而后，当学生掌握设计基础知识和理论后，再请设计院工程师在“卓越工程师培养与学生创新实践基地”展开PKPM教学和设计训练内容，工程师介绍讲解设计院常用软件PKPM的基础知识和操作，同时以一个工程实例进行建模分析和施工图的绘制。之后，工程师将留给学生一个实际工程的设计作业，学生将以分组合作的形式应用PKPM设计软件进行建模分析和绘制最终的施工图。这样，学生通过一个实际工程项目的电算设计训练，将本学期学习的设计概念、知识理论、规范内容等融会贯通，以达到增强工程能力和创新能力的要求，体现出卓越计划的培养特点和目标。

图1 工程师在课堂上教授PKPM的使用

由上述教学安排可以看出，课程教学的新增内容很好地穿插在了原有教学内容中，它对传统教学的内容和形式有了很好的完善和补充，并且在有限的教学时间内使得课程教学尽可能地与社会行业的对接，所以教学内容安排和实施很好地体现了课程改革的初衷。

（四）改革考核方式

针对笔者上文提到的传统考核方式的弊端，在《钢筋混凝土结构设计》课程考核中引入了课程设计实践部分的考核内容，压缩了期末考核所占的比例，同时将期末考试为开卷考试，以充分节约学生对繁琐、细碎的知识点以及冗长的计算项次和过程的记忆时间，将学生的学习的重心放在对基础知识的透彻理解以及工程实践上，这样可以将有限的时间利用得更加高效、合理。

四、教改效果

笔者对2012年土木工程卓越工程师班的《钢筋混凝土结构设计》的课程教学实施改革，调整了教学内容和教学模式，充分将学校和社会行业资源引入到课程教学中。实践表明，这种新的教学模式收到了良好的教学效果：

（一）教学资源拓宽。通过教学内容的扩充和丰富以及师资配备的调整，改善了传统《钢筋混凝土结构设计》教学资源单一的弊端。教学资源的拓宽也增加了学生学习和实践的渠道，真正使得学生在课程资源的使用中得心应手、左右逢源。

（二）实践性增强，学生能动性提高。通过教学理念的转变，同时将社会行业资源引入到课程教学资源中，并经过整体性的设计实践训练，课程教学的实践性增强。通过与往年《钢筋混凝土结构设计》的教学反馈相比，我们发现，新的教学模式和教学内容激发了学生的学习兴趣，使得学生的能动性有明显的提高，学生由原来的传统的被动灌输向主动探索和思考方向转变。

（三）学生对于知识的理解程度加深。在新的教学模式中，学生通过设计理论基本知识的学习和工程实践机会的锻炼，对课本知识的掌握有了一个循序渐进、由表及里的转变。在课程学习和实践中，学生利用一切机会尽可能得同老师以及工程师进行交流和讨论，促进了学生对于知识的全面、深层次的理解。另外，考核方式的转变也使得学生的学习的重心放在了对知识的理解层次上。

（四）锻炼了学生的工程能力和创新能力。相比传统的教学结果，我们发现学生在整个学期的学习过程中，有了更多接触工程设计行业的机会，通过有效的实践设计的参与，学生分析设计钢筋混凝土结构的能力有了较大的提高。同时由于课程参与的丰富性和实践性，学生遇到了更多发现问题、解决问题的机会，这锻炼了学生的自主性和创新能力，这对于学生未来的发展是很重要的。

五、教改启示和思考

笔者通过在《钢筋混凝土结构设计》的教学中采取的教学改革，收到了良好的教学效果。促进了卓越工程师培养计划的实现。通过对目前的教改实施过程和教改结果进行总结和思考，对于进一步推进卓越工程师的培养得出一些想法：首先，继续将卓越工程师培养理念深化到课程教学中，明确课程教学的目标在于培养学生的工程能力和创新能力，不断优化教师自身的教学观念。其次，要继续在教学中探索和行业企业合作的模式，充分利用社会现有资源，为学生创造更多工程实践的机会。第三，注重教师工程能力的培养，增加教师工程实践经验[5，6]，组建卓越工程师教学团队。因为高校教师毕竟是传授学生知识最主要的渠道，所以，提高教师的工程能力对于改善教学效果显然起到推动作用。另外在教师自身工程能力提高的同时，学校教研部门应结合校内外资源组建稳定、合理、高效的卓越工程师教学团队，这对于在长期教学过程中坚持和贯彻卓越工程师的培养计划将具有很大的积极意义。

六、结 论

《钢筋混凝土结构设计》是一门实践性很强的设计类课程，该课程在学生专业培养方面起到举足轻重的作用。为了培养学生的工程能力和创新能力，促进卓越工程师培养计划的实现，努力提高该和改善课程教学质量和效果是十分必要的。针对于传统教学中的弊端以及卓越计划的要求，笔者根据多年教学经验对卓越工程师班《钢筋混凝土结构设计》课程进行了教学改革。实践表明，教学改革产生了显著的成效，促进了卓越工程师的培养。

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[1]http：//www.jyb.cn/high/tbch/2010/zygcs/[EB/OL].卓越工程师教育培养计划.

[2]程凡，王庆生.卓越工程师背景下的软件工程课程教学改革探讨[J].电脑知识与技术，2011，34（7）：8976-8977，8980.

[3]邵永健，劳裕华.混凝土结构设计原理课程建设探讨[J]，2011，20（3）：69-71.

[4]赵羽习，吴英瑶.结合网络应用促进《钢筋混凝土结构设计》的教学改革[J].中国科教创新导刊，2012，05：194-196.

[5]王新武.基于“卓越工程师计划”的钢结构课程教学启示[J].2012，22（1）：94-96.

[6]张智钧.试析高等学校卓越工程师的培养模式[J].黑龙江高教研究，2012，12：139-141.