陳 正,楊 斌,余 波
(廣西大學(xué) 工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 南寧530004;廣西大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院,廣西 南寧 530004)
混凝土結(jié)構(gòu)由于其性能良好、施工方便以及造價(jià)經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為使用范圍最廣的建筑結(jié)構(gòu)形式之一[1]。目前,混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種海洋環(huán)境下[2],但暴露于海洋環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)常常由于海水組成對(duì)水泥水化產(chǎn)物的化學(xué)作用、堿—骨料反應(yīng)、混凝土內(nèi)鹽類結(jié)晶壓力、寒冷氣候下的冷凍作用以及埋入鋼筋的腐蝕和物理沖刷等復(fù)合作用的結(jié)果而破壞,已被世界各國(guó)普遍關(guān)注[3,4]。我國(guó)北部灣地區(qū)氣候濕熱,有大量以混凝土結(jié)構(gòu)為主的海洋建筑、濱海建筑和近海建筑,但這些混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題相當(dāng)突出,許多混凝土結(jié)構(gòu)由于腐蝕破壞不得不在使用一二十年后就必須停止使用,或花巨資修補(bǔ),腐蝕嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)甚至只能拆除重建,從而造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪 費(fèi)[5,6]。
隨著北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略規(guī)劃,該區(qū)域的建設(shè)規(guī)模和速度顯著加快,在建和待建工程數(shù)量巨大,對(duì)土木工程專業(yè)人才的需求增加。然而,由于土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)和課程設(shè)置缺乏專門針對(duì)海洋混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié),許多相關(guān)設(shè)計(jì)和施工單位引進(jìn)的應(yīng)屆高校畢業(yè)生常常難以滿足對(duì)北部灣混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)及加固的要求。
課程群是由既相互獨(dú)立又聯(lián)系緊密的多門課程構(gòu)成的一系列課程。課程群的基本思想是把內(nèi)容耦合緊密、存在關(guān)聯(lián)的、屬于同一教學(xué)目標(biāo)的一類課程作為一個(gè)課程群建設(shè),打破課程之間的壁壘,從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的層次把握課程內(nèi)容的分配、教學(xué)設(shè)計(jì)[7]。課程群的建設(shè)既保證了課程的個(gè)性,又強(qiáng)化了課程之間的融合、交叉和關(guān)聯(lián)。圍繞課程群的培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍,可以有效提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
在國(guó)內(nèi),郝杰[8]以實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線,構(gòu)建了包括“電廠鍋爐”、“電廠汽輪機(jī)”、“發(fā)電廠電氣設(shè)備”、“熱力發(fā)電廠”、“單元機(jī)組運(yùn)行”等課程在內(nèi)的發(fā)電廠運(yùn)行課程群體系。劉宏等人[9]在環(huán)境工程本科專業(yè)課程體系中構(gòu)建污染防治技術(shù)課程群、環(huán)境管理課程群以及專業(yè)特色課程群,促進(jìn)了教材建設(shè)和師資隊(duì)伍建設(shè),有利于教學(xué)資源的優(yōu)化配置,提高教學(xué)管理水平和教學(xué)實(shí)踐效果。王素玉等人[10]根據(jù)工科院校機(jī)械類課程建設(shè)的實(shí)際情況,基于異質(zhì)相關(guān)課程群的概念組建了機(jī)械類異質(zhì)相關(guān)課程群建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì),優(yōu)化與整合了教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)了課程綜合化,豐富了教學(xué)方法和教學(xué)手段。陳文偉等人[11]對(duì)食品工藝學(xué)課程群的教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)等進(jìn)行了教學(xué)改革,為培養(yǎng)出食品專業(yè)的創(chuàng)新性人才提供了有效途徑。胡覺(jué)亮等人[12]提出了運(yùn)籌學(xué)課程群的概念,以運(yùn)籌學(xué)基本知識(shí)和基本理論為核心來(lái)設(shè)置運(yùn)籌學(xué)課程群,優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容,并對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程群的教學(xué)手段與方法改革等進(jìn)行了積極有益的探索。齊宏偉和張瑞紅[13]對(duì)土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)工程課程群教學(xué)框架進(jìn)行了合理構(gòu)建,并提出了建立結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)概念的綜合設(shè)計(jì)性課程設(shè)計(jì)模式。
在國(guó)外,Murray等人[14]認(rèn)為教師的能力建設(shè)是推行課程群發(fā)展和有效性的關(guān)鍵,并提到教師在相關(guān)領(lǐng)域的科研能力、工程能力和教學(xué)能力在課程群的建設(shè)中應(yīng)該被給予足夠的重視。Caspi等人[15]研究發(fā)現(xiàn)在同一課程群的不同課程中,應(yīng)該針對(duì)不同性質(zhì)和內(nèi)容的課程設(shè)計(jì)教學(xué)方式和手段,比如研究生課程和實(shí)踐課程的人數(shù)應(yīng)該少于本科課程和講授課程的人數(shù),這樣教師和學(xué)生之間的交流和討論才能達(dá)到最佳的效果。
綜上所述,課程群建設(shè)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外高校教育中課程建設(shè)改革的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。因此,有必要針對(duì)北部灣環(huán)境和該區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性,進(jìn)行從本科教育到研究生教育、從課堂教學(xué)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)等一系列的北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群改革,并重視相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng),促進(jìn)北部灣混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)課程體系的建設(shè)。所以,開(kāi)展面向北部灣混凝土結(jié)構(gòu)的課程群改革與實(shí)踐符合北部灣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略規(guī)劃和建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求,也是解決北部灣混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員短缺問(wèn)題的根本辦法。
通過(guò)師資力量的整合和教學(xué)資源的優(yōu)化配置,將與北部灣混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的多門課程構(gòu)建成課程群。該課程群中除了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》、《建筑施工》等核心專業(yè)課程外,還要包括《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《建筑材料》、《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》等與混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的基礎(chǔ)性專業(yè)課程,此外,《海洋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析》、《結(jié)構(gòu)可靠度》、《混凝土結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固》等碩士研究生的課程也應(yīng)該包括在內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)能夠滿足不同層次人才需求的北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群。構(gòu)建后的北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群如圖1所示,圖中實(shí)線框圖內(nèi)為講授課程,虛線框圖內(nèi)為實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)踐課程。
圖1 北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群
本科課程群建設(shè)與教學(xué)改革包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)思路和教學(xué)手段的改革。
本科課程教學(xué)內(nèi)容的改革需要針對(duì)課堂教學(xué)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)分別開(kāi)展。在課堂教學(xué)中,應(yīng)該在教學(xué)內(nèi)容中增加北部灣混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講述,如在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》的教學(xué)中,將增加包括北部灣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度計(jì)算和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容;在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,將增加北部灣混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和檢測(cè)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,如在《建筑材料實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)過(guò)程中增加混凝土材料抗氯離子擴(kuò)散性能測(cè)定方法的實(shí)驗(yàn);在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,將在教學(xué)內(nèi)容中增加北部灣混凝土結(jié)構(gòu)施工和維護(hù)技術(shù)的相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí),如現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)北部灣混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕情況并實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)等。
本科課程教學(xué)思路與教學(xué)手段的改革主要是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn),一是通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),將傳統(tǒng)的教師主動(dòng)型教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒?dòng)型教學(xué)甚至是學(xué)生主動(dòng)提問(wèn)式教學(xué);二是通過(guò)圖片、動(dòng)畫、視頻等方式,將傳統(tǒng)的板書式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化多樣化的多媒體展示教學(xué);三是通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生到北部灣混凝土結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)并進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的講解,將傳統(tǒng)的室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ态F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)。此外,還將推行教師的能力建設(shè),提高教師的教學(xué)能力和工程能力,提升本科課程教學(xué)的有效性;控制實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐課程的每一批次的學(xué)生人數(shù),分析最佳教師學(xué)生比,也是提高教學(xué)效率的有效手段。
與本科課程教學(xué)內(nèi)容的改革不同,研究生課程教學(xué)內(nèi)容的改革更加側(cè)重于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在研究生課堂教學(xué)中,需要在教學(xué)內(nèi)容中增加北部灣混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化原理和耐久性破壞機(jī)理的相關(guān)分析,如在《海洋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析》的課程教學(xué)中,將增加氯離子在混凝土結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)散過(guò)程分析、混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕原理以及含腐蝕缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)劣化過(guò)程和破壞模式識(shí)別等內(nèi)容,便于研究生深刻理解北部灣混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞的原理和過(guò)程。在調(diào)研教學(xué)中,將增加北部灣混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化現(xiàn)狀的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)了解北部灣混凝土結(jié)構(gòu)的賦存環(huán)境特征、主要劣化形態(tài)和腐蝕規(guī)律,便于學(xué)生畢業(yè)后更好更快地從事北部灣混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)的相關(guān)高層次技術(shù)工作。
研究生課程教學(xué)思路與教學(xué)手段的改革主要應(yīng)體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是通過(guò)建立北部灣混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,提高研究生的邏輯思維能力;二是通過(guò)對(duì)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)的講解和說(shuō)明,提高研究生從工程實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;三是通過(guò)開(kāi)展北部灣混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn),提高研究生的試驗(yàn)動(dòng)手能力。同時(shí),也需要推行教師的能力建設(shè),特別是提高教師自身的科研能力和工程能力,對(duì)提升研究生的科研能力、分析能力和工程應(yīng)用能力有較大幫助。
采用講授和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合、本科課程與研究生課程相結(jié)合的教學(xué)方式將北部混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容融入相應(yīng)的課程,通過(guò)教師的定期討論實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置和教學(xué)課程的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),建立北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群,并根據(jù)教學(xué)反饋對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整和完善,形成一套針對(duì)北部灣混凝土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的土木工程專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的有效模式。
具體實(shí)施步驟如下:
(1)聯(lián)合相關(guān)課程的主講教師,組建北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群的教學(xué)團(tuán)隊(duì);
(2)討論研究并確定北部灣混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,將內(nèi)容細(xì)化、分類,由各課程主講或指導(dǎo)教師在備課時(shí)將其融入相關(guān)課程的合適章節(jié);
(3)采用講授與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合、本科課程與研究生課程相結(jié)合的形式進(jìn)行相關(guān)課程的教學(xué),定期開(kāi)展教學(xué)團(tuán)隊(duì)的討論會(huì),對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果進(jìn)行交流,實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置和教學(xué)課程的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);
(4)在課程考核中考慮加入北部灣混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容,對(duì)學(xué)生的考核情況進(jìn)行分析研究,進(jìn)而對(duì)各課程的教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估和總結(jié);
(5)根據(jù)對(duì)考核情況的反饋分析對(duì)課程群中相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行調(diào)整;
(6)按照調(diào)整后的教學(xué)計(jì)劃完善課程群的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,開(kāi)展課程群相關(guān)課程的教學(xué)并通過(guò)定期討論機(jī)制及時(shí)檢驗(yàn)教學(xué)效果;
(7)整理和總結(jié)北部灣混凝土結(jié)構(gòu)課程群的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)思路和教學(xué)手段,形成一套完整、全面、有效的針對(duì)北部灣混凝土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的土木工程專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)模式。
在國(guó)內(nèi)課程群的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革研究以及國(guó)外課程群教學(xué)思路和教學(xué)手段改革研究的基礎(chǔ)上,以培養(yǎng)北部灣混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員為核心,一方面在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)行補(bǔ)充和完善,將北部灣混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)內(nèi)容融入該課程群中;另一方面重視教學(xué)思路和教學(xué)手段的改革,針對(duì)不同階段、不同類型、不同性質(zhì)的教學(xué),設(shè)計(jì)和優(yōu)化相應(yīng)的教學(xué)模式和手段,實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率的有效提升,從而滿足北部灣混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)及加固等方面對(duì)人才培養(yǎng)的要求,從根本上解決北部灣混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的短缺問(wèn)題。
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