混凝土結構設計課程教學改革

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混凝土結構設計課程教學改革

摘要:本文針對混凝土結構設計課程的主要特點及本門課程教學中存在的問題,提出了在課程教學過程中制定合理的教學目標,優化教學內容,采用多樣化的授課方式,增加案例分析及實踐教學環節等措施,使教學內容形象化、提高學生的學習積極性,達到了良好的教學目的。

關鍵詞:混凝土;結構設計;教學方法

一、混凝土結構設計課程的主要內容和特點

《混凝土結構設計》是《混凝土結構設計原理》的后續課程,是土木工程專業主修建筑工程方向學生的主干專業課程。本門課程針對不同的建筑結構體系,闡述混凝土結構設計的基本理論和設計方法,主要包括以下內容[1][2]:混凝土梁板結構、單層廠房結構、混凝土框架結構等,具有很強的工程背景。學習混凝土結構設計基本理論和方法的目的是為了更好的進行混凝土結構設計?;炷两Y構設計是學生綜合運用所學到的結構力學的基本理論、結構設計的基本知識和方法,結合實際的工程項目,通過建立合理的力學模型并進行詳細準確的力學計算,完成建筑結構體系和構件的設計并通過圖紙表現出來的過程。因此,它具有以下鮮明的特點:(1)結構設計是一項綜合性很強的工作,有利于培養學生設計工作的能力。(2)結構設計有較強的實踐性,有利于學生培養工程實踐能力。(3)結構設計是一項創造性的工作,有利于培養學生創新精神。學好本門課程,將為學生成為一名優秀的土木工程師打下良好的基礎。

二、《混凝土結構設計》教學中存在的主要問題

在多年的混凝土結構設計教學過程中,筆者發現了一些亟待解決的問題。

(一)授課方法單一、乏味

在傳統的教學方法中,大部分任課教師都是按照每章的章節順序,先講解每章每一結構構件的設計理論與方法,然后輔助相應的例題按部就班地進行課堂授課。大部分的學生覺得課堂內容枯燥,抽象,他們只能通過例題的講解,來掌握解題的方法;通過對概念、例題的死記硬背,來應付考試獲得高分。而對于該門課程的體系和知識點,卻沒有真正理解和掌握。基礎較差的學生,則完全就是聽“天書”,從而興趣索然。

(二)重理論,輕實踐

本門課程是一門實踐性很強的課程,一方面要求學生通過課堂的學習掌握混凝土結構設計的基本理論和方法,另一方面也要通過到現場參觀,理解實際工程的結構布置、配筋構造、施工技術等,積累感性認識,增強對基礎理論知識的理解。而根據目前的教學大綱,該門課程只安排理論學時,缺少相應的實驗或實踐學時。許多教師根據大綱要求,一味要求學生通過課堂的講解掌握混凝土結構設計的基本理論和方法,極少安排課后實踐或實驗,造成學生對課程內容感覺很枯燥、抽象、難以理解。另外混凝土結構工程實際與理論的差別導致了該門課程不能僅依靠理論的計算方法進行,還需要在大量的實驗基礎上做出假定,再根據經驗進行設計計算。課程內容中存在大量的公式及符號,而任課老師授課過程中大篇幅的對公式進行推導,眾多的符號,大量的推導過程讓學生望而生畏。

(三)課時少,內容多

根據人才培養方案的要求,課時被壓縮[3],造成課時少,內容多的矛盾,進一步增加了學生學習的難度。許多老師都感到既要講解大綱的內容,又要兼顧課程學時,導致課程的重點內容不易講透,學生也無法吃透。(四)學生理論功底薄弱,存在畏難情緒很多學生對專業基礎知識的掌握相對薄弱。而在傳統的教學方法中,都是以教師為主體,教師在課堂以單向的信息傳輸方式,向學生灌輸知識。過多或長期使用這種方法容易使學生養成被動的思維習慣,學生難以主動消化這些知識。為了應付考試,學生在學習過程中只重視課本中公式的運用和計算,而忽略了對基本原理和概念的理解與掌握,一味死記硬背。不但達不到教學的目的,而且還使學生喪失了學習的興趣和積極性。

三、教學方法的改革探討

基于上述的課程特點和存在的問題,為了讓學生能更好地理解和掌握這門課程的知識,筆者認為,在教學的過程中,應該從以下幾個方面對課程的教學方法及內容進行調整。

(一)制定合理的教學目標,優化教學內容

應根據各高校人才培養的目標,制定相應的教學目標,比如以培養優秀結構設計師為主的應注重理論知識的灌輸。目前大多數院校土木工程專業的畢業生主要從事的是建筑施工技術的工作。以桂林理工大學博文管理學院土木工程專業為例,通過數據統計,該校土木工程專業工民建方向近百分之八十的學生畢業之后,從事的是建筑施工一線的技術與管理工作,只有不到百分之十的學生從事結構設計。根據學生就業趨勢,學生在學習過程中應該具備建筑施工技術與管理工作中分析和解決問題的一般結構問題的能力[4]。根據這一要求,可減少理論公式的推導,弱化非重點章節難點的講解,側重掌握結構設計的基本概念,基本理論和基本方法。將教學內容進行優化為2個部分:一部分是結構的綜合設計,培養學生基本的結構設計方法;另一部分是構造要求,培養學生對構造及工程圖紙的識讀能力。

(二)采用多樣化的授課方式,提高學生的學習積極性

《混凝土結構設計》課程的特點是綜合性很強,教學難度較大,學生很難掌握規律。特別是三本的學生,力學知識比較薄弱,空間想象力較差,學這門課程會感覺比較乏味,難度很大,積極性低。因此可以采用多樣化的教學方法。可利用多媒體與板書相結合的方法。在多媒體課件中運用大量的工程圖片、錄像、動畫、模型等,將抽象的內容具體化,讓學生有個直觀的認識。例如框架結構,可以將結構的受力變形及破壞過程進行動畫演示,也可采用軟件建框架結構的模型,并對其進行模擬加載,了解框架結構的整體破壞特點,對其破壞進行分析。

(三)精心做好課堂設計,增加案例設計及實踐教學環節,使教學內容形象化

1.筆者經過多年的《混凝土結構設計》課程教學發現,土木工程專業的學生對設計計算部分內容產生較為濃厚的興趣,且掌握得較為扎實。因此可以對課堂內容進行合理的設計,對課程內容進行整合,盡可能每個知識點都以相關的計算例題來講解,其中穿插相關的構造要求,將設計方法講透。例如單層工業廠房這章[5],可以按照廠房的設計順序進行講解:廠房的認識,廠房可能受到的荷載的作用,每種荷載作用下廠房結構的內力計算(包括計算簡圖及計算過程),構件截面配筋設計,構件構造設計。2.《混凝土結構設計》教學的最終目的是傳授給學生實際工程設計的能力,因此課堂上需要結合具體工程實例進行講授。一方面可增進學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,加強師生間的交流;另一方面可加深學生對所講知識點的理解。通過引入工程設計實例,啟發學生思考,培養學生綜合分析和解決實際問題的能力,從而避免傳統教學中公式推導講的多,構造分析講得少,脫離實際工程等不良傾向。3.在教學過程中,可根據講授的內容,定期組織學生參觀施工現場,使學生了解梁、板、柱鋼筋的布置及應該注意的問題,了解鋼筋的錨固、搭接、延伸等構造要求,這樣既可以調動學生的積極性,使學生從復雜的公式中脫離出來,又可以通過現場的講解使得學生對課堂的學習內容,特別是構造措施有更加深入的理解。

四、結語

《混凝土結構設計》是土木工程專業的重要核心課程,本門課程掌握的好壞關系到畢業設計的質量,教師在教學該過程中應基于學生及課程自身的特點,運用多種教學的方法,增加工程實踐的內容,從而調動學生學習的主動性和積極性,使學生真正掌握混凝土結構設計的方法,為將來的畢業設計及就業打下良好的基礎。

參考文獻:

[1]混凝土結構設計(第2版)下冊[M].北京:清華大學出版社,2005.

[2]混凝土結構(第5版)中冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2013.

[3]于旭.《混凝土結構設計》教學探討與體會[J].教育教學論壇,2016,(11):197-198.

作者:藍麗江 張戰祥 單位:桂林理工大學博文管理學院 桂林國奧城投資開發有限公司

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