《混凝土結(jié)構(gòu)原理》課程教學(xué)研究

唐玉文

（巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》課程教學(xué)研究

唐玉文

（巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》是土木工程專業(yè)本科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。文章從幫助學(xué)生理解課程知識，提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣三個方面對《混凝土結(jié)構(gòu)原理》的教學(xué)進行了研究。

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》；教學(xué)效率；學(xué)習(xí)效果

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》是土木工程專業(yè)本科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的關(guān)鍵課程，同時在整個專業(yè)教學(xué)中具有承上啟下的作用，涉及建筑材料、建筑制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等先修課程，并對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、高層建筑結(jié)構(gòu)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有著重要影響。

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》課程教學(xué)內(nèi)容多、實驗現(xiàn)象多、概念多、公式多、符號多、簡化假定多、構(gòu)造要求多而課時數(shù)較少，這給學(xué)習(xí)這門課帶來了一定的困難，教師難教，學(xué)生難學(xué)。筆者從以下幾個方面對《混凝土結(jié)構(gòu)原理》課程的教學(xué)進行了研究，取得了良好的效果。

一、抓住主線，實現(xiàn)教學(xué)目標

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》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，在教學(xué)中一定要抓住“實驗分析——基本假定——應(yīng)力圖形——基本公式——工程設(shè)計”這一主線。實驗分析和基本假定是基礎(chǔ)，應(yīng)力圖形是中心，基本公式是結(jié)論，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)計計算方法。

二、對比分析，幫助理解掌握

教育心理學(xué)研究成果表明，如果知識信息處在分解、零散狀態(tài)，對知識的理解和識記將是膚淺和不牢固的。《混凝土結(jié)構(gòu)原理》在章節(jié)編排上比較細，而且每一章獨成一體，各章節(jié)之間似乎沒有太大的關(guān)聯(lián)。講授這樣的課程，就要求教師要分析課程內(nèi)容，找出各章節(jié)之間的聯(lián)系，使之關(guān)聯(lián)。只有這樣，學(xué)生才能在學(xué)習(xí)的過程中理解掌握這些知識。舉例如下：

1.由受彎構(gòu)件引入偏壓構(gòu)件

受彎構(gòu)件與偏壓構(gòu)件是兩個不同類型的的受力構(gòu)件，但它們之間存在一定的聯(lián)系。在講解矩形截面偏心受壓構(gòu)件時，先在雙筋矩形截面受彎構(gòu)件上增加軸力，引出矩形截面偏心受壓構(gòu)件的受力，再推導(dǎo)出偏心受壓構(gòu)件的計算公式。由于學(xué)生已掌握了受彎構(gòu)件的受力、計算公式和計算，所以再學(xué)習(xí)受壓構(gòu)件就不會感到新內(nèi)容的壓力。這樣，不僅學(xué)習(xí)起來比較輕松，而且容易將前后知識點聯(lián)系起來，加深印象，提高學(xué)習(xí)效果。

2.單筋和雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算公式和適用條件的對比分析

(1)從截面的內(nèi)力平衡上進行對比分析。單筋矩形截面的極限彎矩值主要由受壓區(qū)混凝土提供，受拉鋼筋拉力與受壓區(qū)混凝土壓力相等；雙筋矩形截面的極限彎矩則主要由受壓區(qū)混凝土和受壓鋼筋共同提供，受拉鋼筋拉力與受壓區(qū)混凝土壓力和受壓鋼筋壓力的和相等；(2)從基本公式的適用條件上進行對比分析。單、雙筋矩形截面計算基本公式的適用條件均要求不發(fā)生超筋破壞，即；對單筋矩形截面受彎構(gòu)件因承受彎矩大小不定，還須保證滿足最小配筋率的要求；對雙筋矩形截面構(gòu)件除要求滿足以外，由于受壓鋼筋的參與使其所能承受的彎矩較大，受拉鋼筋配置較多，一般能滿足最小配筋率要求。但為了保證充分發(fā)揮受壓鋼筋的作用，通常情況下要保證受壓鋼筋達到其抗壓強度，要求受壓鋼筋有足夠的變形，不能太靠近中和軸，即。通過如此對比分析，使學(xué)生容易理解掌握單、雙筋矩形截面受彎構(gòu)件設(shè)計的基本公式和各自的適用條件。

3.對相似、相近知識采用列表形式進行對比分析

如矩形截面受彎、軸心受壓、軸心受拉構(gòu)件正截面受彎承載力計算的基本公式和適用條件，見下表。

4.構(gòu)造要求的介紹

在混凝土結(jié)構(gòu)中，長對一些不便于計算、不必計算和滿足施工要求的內(nèi)容進行規(guī)定，稱為構(gòu)造要求。各類構(gòu)件設(shè)計都包含構(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，需要教師對其進行適當?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。如鋼筋混凝土柱和梁的構(gòu)造，均可分為截面構(gòu)造、縱筋構(gòu)造及箍筋構(gòu)造三部分。

這樣對構(gòu)造要求進行分層剖析，既簡潔，又突出重點，便于學(xué)生抓住關(guān)鍵，增強記憶。采用冒號形式，板書簡潔，又具有啟發(fā)性。

三、強化手段，提高教學(xué)效率

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》課程需要利用實驗結(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，因此，借助實驗和使用多媒體課件進行教學(xué)就顯得特別重要。

例如：混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算是以適筋梁的破壞階段為設(shè)計依據(jù)的，而破壞過程中，梁的受拉區(qū)鋼筋和混凝土的應(yīng)力如何變化，受壓區(qū)混凝土的應(yīng)變又是如何發(fā)展，整個梁的裂縫和變形又是怎樣發(fā)展，不通過實驗觀察很難有感性認識。老師僅憑兩種材料的力學(xué)性能加以闡述，學(xué)生聽起來很枯燥、乏味，這就需要借助實驗。實驗也可以是實驗過程錄像，或仿真模擬實驗，學(xué)生通過觀察實驗再結(jié)合理論分析，才容易理解并接受。

多媒體教學(xué)方式具有將抽象的內(nèi)容具體化、微觀的內(nèi)容宏觀化、復(fù)雜的內(nèi)容簡單化等優(yōu)勢，使用多媒體課件教學(xué)，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，既可使學(xué)生對結(jié)構(gòu)的理論和設(shè)計過程等抽象化的內(nèi)容有一個形象的認識，又可使課堂內(nèi)容緊密結(jié)合工程實際，將工地“搬入”課堂，使課堂內(nèi)容直觀生動起來，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的實際用處有深刻的理解。這樣容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時增加課堂教學(xué)的信息量。

雖然采用多媒體教學(xué)可以解決教學(xué)中內(nèi)容多、學(xué)時少的問題，但對《混凝土結(jié)構(gòu)原理》這門課來說，多媒體內(nèi)容只能是對講授內(nèi)容的補充。在具體組織教學(xué)過程中，教師的課堂講授應(yīng)是主體，教師對問題的交代和講述具有引導(dǎo)和啟發(fā)作用，使學(xué)生對講述內(nèi)容能及時理解和消化，特別是對于理論知識的推導(dǎo)應(yīng)進行板書演示，板書的過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

四、改革方法，提高學(xué)習(xí)效果

教育心理學(xué)認為，學(xué)習(xí)效果與學(xué)習(xí)興趣是成正比的?！痘炷两Y(jié)構(gòu)原理》不僅涉及許多基礎(chǔ)知識，如理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等，還包含大量的計算理論，而這些計算理論又需要結(jié)合很多不同的計算假定以及構(gòu)造知識來運用。這門課程的教學(xué)，如果一開始就大篇幅地介紹計算理論，會使學(xué)生產(chǎn)生畏懼與厭煩心理，影響學(xué)習(xí)興趣。這就需要教師來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。筆者認為，“問題教學(xué)法”是一種行之有效的教學(xué)方法。在每節(jié)課之前，教師可以結(jié)合所教的內(nèi)容，列舉一些實際案例，既可以是成功經(jīng)驗，也可以是教訓(xùn)總結(jié)，讓學(xué)生認識到所學(xué)內(nèi)容的重要性及其實際意義。有了學(xué)習(xí)目的就能激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。另外，教師也可以多提一些有意義的問題。比如在講解“鋼筋混凝土梁正截面破壞形態(tài)”前，可以提這樣一個問題：“梁中鋼筋是否配得越多，梁就越安全、越牢固？”按照同學(xué)們的經(jīng)驗體會，學(xué)生大多會做出肯定的回答。但教師卻給出了否定的回答。此時，對學(xué)生來講，一個很常識性的答案突然受到置疑，他們既感到費解，又充滿好奇心。接下來，教師就可以順理成章地將學(xué)生的注意力吸引到教學(xué)內(nèi)容的主題上來。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)起來了，教學(xué)效果就會好。

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》是一門實踐性很強的課程，按照“理論聯(lián)系實際”的教學(xué)原則，結(jié)合這門課自身的特點，運用“參觀教學(xué)法”，可使學(xué)生獲得對混凝土結(jié)構(gòu)的感性認識，對掌握課程內(nèi)容會起到事半功倍的效果。如第一次課就安排學(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識，并借以引發(fā)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的興趣。當然，在參觀施工現(xiàn)場時，不能放任學(xué)生走馬觀花，教師要加以引導(dǎo)、啟發(fā)，讓學(xué)生帶著問題參觀學(xué)習(xí)。諸如不同受力構(gòu)件鋼筋布置方式、鋼筋種類及形式、鋼筋混凝土保護層做法、鋼筋搭接關(guān)系、施工縫留置位置、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工程序等。這種身臨其境的學(xué)習(xí)方式，對學(xué)生準確理解書本知識將會起到很好的作用。

參觀工程現(xiàn)場時，應(yīng)進行攝像并制成教學(xué)錄像，在需要時可以通過看錄像代替現(xiàn)場參觀，這樣可以節(jié)省學(xué)時，且使教學(xué)不受施工現(xiàn)場條件的限制和季節(jié)的影響。

此外，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)不局限于書本上的內(nèi)容，跟蹤土木工程學(xué)科的先進成果，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)其求知欲。在教學(xué)過程中，適度增加計算機設(shè)計與繪圖方面的內(nèi)容，如介紹PKPMCAD軟件中鋼筋混凝土基本構(gòu)件模塊的使用方法，并驗證學(xué)生以前做過的題目的手算結(jié)果。這樣，不僅可以鍛煉學(xué)生使用結(jié)構(gòu)計算軟件的能力，而且可以消除學(xué)生普遍認為的“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，提高學(xué)習(xí)興趣。

《混凝土結(jié)構(gòu)原理》具有教材內(nèi)容多、學(xué)時數(shù)少、難理解、實踐性強等特點，且其教學(xué)效果直接影響整個專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。因此，教師必須在充分研究教材的基礎(chǔ)上，采用行之有效的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率，幫助學(xué)生理解掌握課程內(nèi)容，從而獲得好的教學(xué)效果。

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1672-0547（2010）04-0110-02

2010-06-20

唐玉文（1962-），男，安徽含山人，巢湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級講師，研究方向：混凝土結(jié)構(gòu)。