《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程創(chuàng)新教學(xué)研究

摘要：《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》是土木工程專業(yè)的一門重要課程，其教學(xué)質(zhì)量直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)與專業(yè)人才培養(yǎng)水平。本文從根據(jù)課程內(nèi)容分析課程規(guī)律，借助現(xiàn)代化教學(xué)手段提高教學(xué)效率，采用實例講解激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，注重新知識的傳授、擴充學(xué)生視野、縮短工作階段適應(yīng)期四個方面對《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程的創(chuàng)新教學(xué)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；創(chuàng)新；教學(xué)手段

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》是土木工程專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程，具有承上啟下的作用，涉及建筑材料、建筑制圖、高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等先修課程，并與以其為核心的其他專業(yè)課程，如砌體結(jié)構(gòu)、建筑抗震、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)等形成課程體系，在土木專業(yè)的主干課程中占有很大的比重，這一課程體系的教學(xué)效果直接影響整個專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和所培養(yǎng)人才的知識結(jié)構(gòu)。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，建筑制圖中的“結(jié)構(gòu)識讀圖”部分是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個薄弱環(huán)節(jié)，尤其是與《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》緊密相關(guān)的三門力學(xué)課程，由于解題思路靈活、內(nèi)容抽象，在學(xué)習(xí)過程中，不少學(xué)生具有畏懼心理，再加上《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)內(nèi)容多、實驗現(xiàn)象多、概念多、公式多、系數(shù)多、符號多、簡化假定多、構(gòu)造要求多而課時數(shù)較少等因素，給學(xué)習(xí)這門課帶來了一定的困難，教師感到難教，學(xué)生普遍厭學(xué)，直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。

分析教材內(nèi)容，把握內(nèi)在規(guī)律

根據(jù)教材內(nèi)容，可以把全書劃分為兩個部分：第一部分是基本理論，主要討論鋼筋和混凝土兩種材料的力學(xué)性能、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、構(gòu)件的受力分析方法，核心是基本構(gòu)件(拉、壓、彎、剪、扭)的設(shè)計校核計算和配筋構(gòu)造。這部分內(nèi)容在性質(zhì)上相當(dāng)于鋼筋混凝土的“材料力學(xué)”，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)部分的基礎(chǔ)；第二部分是結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要討論樓蓋結(jié)構(gòu)、單層廠房結(jié)構(gòu)及多層框架結(jié)構(gòu)房屋的計算原理和計算方法、內(nèi)力計算、內(nèi)力組合及截面配筋、構(gòu)造要求等內(nèi)容，這部分內(nèi)容在性質(zhì)上相當(dāng)于鋼筋混凝土的“結(jié)構(gòu)力學(xué)”。

鋼筋混凝土基本構(gòu)件部分應(yīng)用性很強，研究的是鋼筋和混凝土組合材料。它不像材料力學(xué)研究的對象可以假定為彈性，它是彈塑性材料，力學(xué)性能影響因素多，離散性大，不能完全采用純理論的方法進(jìn)行研究。這決定了其研究方法必然是在實驗的基礎(chǔ)上作出基本假定，并在此基礎(chǔ)上，借助力學(xué)知識推導(dǎo)或采用回歸分析等方法得出半理論、半經(jīng)驗公式，得到的公式將應(yīng)用于工程設(shè)計。因此，基本理論部分的教學(xué)一定要抓住“實驗——基本假定——應(yīng)力圖形——基本公式——設(shè)計”這一主線。實驗和基本假定是基礎(chǔ)，應(yīng)力圖形是中心，基本公式是結(jié)論，應(yīng)用于工程設(shè)計是目的。無論講哪一類型受力構(gòu)件，都要分析實驗結(jié)論、闡明基本假定、畫出應(yīng)力圖形、推導(dǎo)基本公式、歸納設(shè)計計算步驟。

結(jié)構(gòu)設(shè)計部分重點培養(yǎng)學(xué)生把握整體空間結(jié)構(gòu)、將整體結(jié)構(gòu)化整為零的能力；要使學(xué)生掌握樓蓋結(jié)構(gòu)、單層廠房結(jié)構(gòu)及多層框架結(jié)構(gòu)房屋的內(nèi)力計算原理和方法。圍繞各自的特點，根據(jù)建筑設(shè)計方案，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和布置，并能熟練地依據(jù)有關(guān)構(gòu)造要求和經(jīng)驗，確定出各類構(gòu)件的截面尺寸和所用材料強度等級。由于目前結(jié)構(gòu)分析計算軟件的普及，對荷載統(tǒng)計、結(jié)構(gòu)剛度計算、內(nèi)力分析及組合等計算過程，學(xué)生清楚即可，已不再是其掌握的重點。

上述兩部分內(nèi)容都包含構(gòu)造要求，而構(gòu)造要求由于規(guī)定性的東西多，內(nèi)容比較零散，系統(tǒng)性、邏輯性差，在講課時，需要教師對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸惡臀淖稚系臍w整，使其以條理化和簡單化的形式出現(xiàn)，以便于學(xué)生理解和記憶。如鋼筋混凝土構(gòu)件受壓柱構(gòu)造，可分為截面構(gòu)造、縱筋構(gòu)造及箍筋構(gòu)造三部分來講述。

1.截面構(gòu)造：(1)長細(xì)比限制：l0/b≤30；(2)截面尺寸要求；≥25×25cm；(3)尺寸模數(shù)要求：25，30，35，……，80，90，100，…單位cm。

2.縱筋構(gòu)造：(1)直徑12～32mm；(2)根數(shù)≥4；(3)保護層厚度≥2.5cm。

3.箍筋構(gòu)造：(1)等級：一般采用HPB235級鋼筋；(2)直徑≥6mm；(3)間距≤min{15d，b，40cm}，為縱筋直徑，b為矩形截面短邊長度。

這樣分層剖析，既簡潔，又重點突出，便于學(xué)生抓住關(guān)鍵，強化記憶。

創(chuàng)新教學(xué)手段，提高教學(xué)效率

由于《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程需要借助實驗結(jié)論，且具有內(nèi)容抽象、與實際工程聯(lián)系緊密、課時數(shù)少等特點，而多媒體教學(xué)方式恰好便于學(xué)生吸收和靈活運用所學(xué)的理論知識，將抽象的內(nèi)容具體化、微觀的內(nèi)容宏觀化、復(fù)雜的內(nèi)容簡單化，如果將其運用在《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》教學(xué)中，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時增加課堂教學(xué)的信息量。因此，在教學(xué)中，教師必須打破傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的單一課堂教學(xué)模式，應(yīng)盡可能地借助現(xiàn)代化教學(xué)手段，使課堂內(nèi)容直觀生動起來。

應(yīng)用多媒體課件代替?zhèn)鹘y(tǒng)書本教材中比較難理解的部分，憑借其圖文聲像并茂的優(yōu)勢，充分調(diào)動學(xué)生的各種感官功能，可使學(xué)生對結(jié)構(gòu)的理論和設(shè)計過程等抽象化的內(nèi)容有一個形象的認(rèn)識。教學(xué)中，可將試驗過程仿真模擬動畫，用實際圖片的形式做形象直觀的介紹，并結(jié)合基于實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)分析圖表，順其自然地引導(dǎo)出各種影響因素及其影響程度，從而使教學(xué)流程順暢，教學(xué)內(nèi)容銜接自然。

應(yīng)用多媒體課件教學(xué)容易使課堂內(nèi)容緊密結(jié)合工程實際，將工程融入到教學(xué)過程，將工地“搬入”課堂，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的實際用處有深刻的理解。如構(gòu)造要求部分，可插入工程現(xiàn)場技術(shù)人員局部驗筋的圖像，提高構(gòu)造要求的適用性。

此外，采用多媒體教學(xué)可以解決教學(xué)中內(nèi)容多、學(xué)時少的問題。當(dāng)然，采用多媒體教學(xué)不僅僅是表面上教學(xué)手段的改變，更重要的是教學(xué)模式的改變。它要求教師除了將所教課程內(nèi)容融會貫通外，還應(yīng)準(zhǔn)備相關(guān)的大量素材，并能機動靈活地組織和運用素材。在具體組織教學(xué)過程中，教師的課堂講授應(yīng)是主體，多媒體內(nèi)容是對講授內(nèi)容的補充。在進(jìn)行課堂教學(xué)時，教師對問題的交代和講述應(yīng)有引導(dǎo)和啟發(fā)過程，使學(xué)生對講述內(nèi)容能及時理解和消化，避免一味地使用幻燈片灌輸。需要特別注意的是，采用多媒體教學(xué)要充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性。長期以來，學(xué)生習(xí)慣于作為教學(xué)活動的旁觀者和被動接受者，教師如果不調(diào)動起學(xué)生的主動性和積極性，由于在多媒體方式教學(xué)過程中教學(xué)速度會明顯加快，在大信息量的教學(xué)過程中學(xué)生會感到難以適應(yīng)。因此，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生將被動接受的學(xué)習(xí)觀念轉(zhuǎn)變成主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)觀念，引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。

應(yīng)用實例教學(xué)，調(diào)動學(xué)習(xí)激情

在《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》開課之前，教師應(yīng)安排學(xué)生到建筑工地去參觀正在施工中的混凝土結(jié)構(gòu)工程，使學(xué)生對框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等常見的混凝土結(jié)構(gòu)形式和梁、板、柱等混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件有一個初步的感性認(rèn)識，并借以引發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的興趣，了解開設(shè)本課程的目的和意義。

平時，教師要注重收集和選擇典型工程設(shè)計實例，將其作為教學(xué)案例，并擬定一些知識測試題目，用以啟發(fā)學(xué)生思考，活躍課堂氣氛，加強師生間的雙向交流，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。如在鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計的教學(xué)中，教師可對不同結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行細(xì)致的比較；分析單向板肋形樓蓋中單向板、次梁及主梁簡化為連續(xù)梁的條件等；在單層工業(yè)廠房的教學(xué)中，結(jié)合圖片，教師可講授各個構(gòu)件的合理布置、選型等，培養(yǎng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)方案的分析和應(yīng)用能力。

此外，結(jié)合典型工程設(shè)計實例，能更好地將理論知識與工程實踐相結(jié)合，避免講計算多，講構(gòu)造分析少，說理性差，脫離實際工程的傾向。如在講授基本理論和原理后，教師可以精選幾個由于配筋構(gòu)造錯誤造成工程事故的實例進(jìn)行講解，一方面，可以引起學(xué)生重視，增強學(xué)生的事業(yè)心、責(zé)任心；另一方面，還可以鼓勵學(xué)生發(fā)表不同的見解，引導(dǎo)學(xué)生得出一些有益的結(jié)論：沒有可靠的配筋構(gòu)造措施，也就沒有鋼筋混凝土的共同工作；配筋構(gòu)造問題也屬于承載能力計算極限狀態(tài)之一，構(gòu)造措施是構(gòu)件計算公式成立的前提條件等。

注重知識更新，適應(yīng)時代需求

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》既是一門課程，也是一門學(xué)科。由于課程的發(fā)展存在有限性、相對穩(wěn)定性及滯后性的特點，這也是課程與科學(xué)發(fā)展之間的矛盾。因此，在教學(xué)過程中，不能只局限于書本上的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)跟蹤土木工程學(xué)科的先進(jìn)成果，把新理論、新方法、新材料、新技術(shù)、新工藝及時地融入課程之中。如增設(shè)新型混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計原理與應(yīng)用方面的內(nèi)容；介紹諸如高強混凝土結(jié)構(gòu)、新型樓蓋結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，以此來擴大學(xué)生的視野，激發(fā)其上進(jìn)心和求知欲，同時，也有助于他們對本學(xué)科產(chǎn)生新的認(rèn)識。

此外，隨著計算機分析軟件、繪圖軟件的普及和大量使用，傳統(tǒng)手算、手工繪圖的方法已逐步被計算機分析和繪圖所取代。因此，在《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)過程中，亟須適度增加計算機設(shè)計與繪圖方面的內(nèi)容，適時且有側(cè)重地講一些目前設(shè)計部門廣泛使用的計算機結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計軟件。如，在教材“構(gòu)件設(shè)計”部分講完后，教師可用1～2個課時講述PKPMCAD軟件中鋼筋混凝土基本構(gòu)件模塊的使用方法，然后，通過學(xué)生以前做過的題目來驗證手算的結(jié)果。在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，在學(xué)生用手算的方法完成設(shè)計題目后，再有針對性地為學(xué)生講解PKPMCAD軟件中PM、PK模塊的原理和使用方法，讓學(xué)生自己動手使用軟件建模進(jìn)行內(nèi)力計算并繪圖。這樣，不僅可以鍛煉學(xué)生熟練使用結(jié)構(gòu)計算軟件的能力，而且使學(xué)生體會現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的計算方法和在校學(xué)習(xí)階段需要重點把握的內(nèi)容，消除以往學(xué)生普遍認(rèn)為的“在校學(xué)習(xí)的理論與實際相差大、學(xué)無所用”的錯誤想法。

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》在土木工程專業(yè)中占有很重要的地位，它是一門發(fā)展快、應(yīng)用廣的學(xué)科。由于存在教材內(nèi)容多、學(xué)時數(shù)少、難理解、實踐性強等特點，要求教師必須在透徹分析教材的基礎(chǔ)上，采用行之有效的教學(xué)方法，選講、精講教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合實際需要，適當(dāng)補充新知識、新理論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，獲取較好的教學(xué)效果，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻萍，羅志堅.混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)方法初探[J].昆明大學(xué)學(xué)報，2004，(1).

[2]王付全，李柯.高職鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革探討[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006，(2).

[3]李永梅，趙均.混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革[J].高等建筑教育，2006，(6).

[4]王萱，等.混凝土結(jié)構(gòu)課程多媒體教學(xué)的實踐[J].山東農(nóng)業(yè)教育，2005，(4).

作者簡介：

高?；?1974—)，男，河南輝縣人，鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事土木工程專業(yè)教學(xué)與研究。