《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程建設(shè)

關(guān) 萍

(大連大學(xué)建筑工程學(xué)院,遼寧大連 116622)

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程建設(shè)

關(guān) 萍

(大連大學(xué)建筑工程學(xué)院,遼寧大連 116622)

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程是土木工程專業(yè)必修的主干課程。闡述該課程的性質(zhì)及作用,分析課程特點,重點結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),從教師作用、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方法、學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)等方面討論了課程建設(shè)過程中的一些改革做法與思考。

混凝土結(jié)構(gòu);課程特點;課程建設(shè)

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程是土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門應(yīng)用面廣、適用性強的專業(yè)主干課程。在本課程的教學(xué)中,不僅要講授混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論、基本構(gòu)件的設(shè)計方法,更重要的是通過本課程的教學(xué),培養(yǎng)和提高學(xué)生具有分析和解決工程實際問題的綜合能力,為后續(xù)的專業(yè)課程、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)及今后的工作打下扎實的基礎(chǔ),從而滿足具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

1 課程特點

1.1 課程內(nèi)容概述

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程主要講述混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的受力性能和設(shè)計計算方法,內(nèi)容包括鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、以及結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件(受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件、受拉構(gòu)件)的受力性能分析、設(shè)計計算和構(gòu)造措施、正常使用階段變形和裂縫的驗算、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的原理與設(shè)計。學(xué)生之前已修完高等數(shù)學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程。

1.2 課程特點

1.2.1 材料的不確定性

鋼筋混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)是由兩種材料組合而成,且混凝土力學(xué)性能的復(fù)雜性,目前還沒有建立起比較完整的混凝土強度理論體系,其受力性能受材料內(nèi)部組成和外部因素(荷載、環(huán)境等)影響,因此鋼筋混凝土構(gòu)件的計算理論和計算公式在很大程度上是根據(jù)試驗分析得出的半理論半經(jīng)驗公式,對初學(xué)者往往不易接受。它不像學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、力學(xué)等課程時,其計算原理和計算公式是根據(jù)較系統(tǒng)而嚴(yán)密的數(shù)學(xué)、力學(xué)邏輯運算推導(dǎo)而得。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時必須重視試驗研究及其試驗結(jié)果分析。

1.2.2 解答的多樣性

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,存在著選定混凝土和鋼筋兩種材料的不同強度等級和兩種材料所用數(shù)量多少的配比問題,而這種配比可由設(shè)計者自行確定。因此對相同荷載、同一構(gòu)件,就可以設(shè)計出多個均能滿足要求的解答,問題的解答不是唯一的,這和數(shù)學(xué)、力學(xué)習(xí)題的解答不相同。正是由于材料的配比具有選擇性,因此當(dāng)比值超過了一定的范圍就會引起構(gòu)件受力性能及破壞形態(tài)的改變。為了防止構(gòu)件出現(xiàn)非預(yù)期的破壞狀態(tài),往往對鋼筋混凝土構(gòu)件的計算公式規(guī)定出它們的適用條件,有時還規(guī)定出某些構(gòu)造措施來保證。

1.2.3 設(shè)計的綜合性

構(gòu)件或結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性問題。設(shè)計過程包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇、配筋構(gòu)造、施工方案等,同時還需要考慮安全適用和經(jīng)濟合理。設(shè)計中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇方案,最終設(shè)計結(jié)果應(yīng)經(jīng)過各種方案的比較,綜合考慮使用、材料、造價、施工等各項指標(biāo)的可行性,才能確定較為合適的設(shè)計結(jié)果。因此在教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生對多種因素進行綜合分析的能力。

1.2.4 內(nèi)容的復(fù)雜性

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程內(nèi)容多而雜,學(xué)生從數(shù)學(xué)、力學(xué)課程的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到混凝土結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí),開始普遍感到"內(nèi)容多、概念多、公式多、符號多、構(gòu)造條文多",如果完全將數(shù)學(xué)、力學(xué)課程特點及學(xué)習(xí)思路引入到本門課程的學(xué)習(xí),會造成計算公式過于復(fù)雜而抓不到問題的重點,不符合結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計的要求。因此多年的教學(xué)實踐表明,學(xué)生從先修數(shù)學(xué)、力學(xué)課程到混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的過渡過程比較重要,不然部分學(xué)生會出現(xiàn)概念不清、公式理解不透、計算步驟掌握不到位的情況。

另外,混凝土結(jié)構(gòu)是一門不斷發(fā)展的科學(xué),有許多新技術(shù)、新理論、新應(yīng)用不斷出現(xiàn),這要求教師要不斷關(guān)注本學(xué)科的新動態(tài),了解和掌握這些新技術(shù)、新理論,并將其補充到教學(xué)中去。

2 課程建設(shè)與思考

2.1 教師主導(dǎo)作用是課程建設(shè)的關(guān)鍵

2.1.1 教師的主導(dǎo)作用

要進行課程建設(shè)工作,教師的主導(dǎo)作用和責(zé)任心是關(guān)鍵。如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)本門課的興趣,與教師做好配合,主動自覺地學(xué)好本門課程,這是作為主講教師應(yīng)該經(jīng)常思考的問題。

教師要熱愛教學(xué)工作,熱愛學(xué)生。對教學(xué)內(nèi)容要有深入的研究和準(zhǔn)備,要設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容,抓住教學(xué)重點,要深入思考教學(xué)方法和手段,還要不斷充實、更新自己的知識結(jié)構(gòu),時刻關(guān)注混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的最新動向與發(fā)展。

教師要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如,在講授緒論內(nèi)容時,通過介紹混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展史,來激發(fā)學(xué)生求知好奇心;介紹混凝土結(jié)構(gòu)新成果,來激發(fā)學(xué)生的專業(yè)自豪感;介紹混凝土工程領(lǐng)域的發(fā)展前景,來激發(fā)學(xué)生對就業(yè)與未來發(fā)展的信心;介紹混凝土結(jié)構(gòu)存在的問題,來激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的欲望[1]。教學(xué)過程中,教師還介紹近年來發(fā)展起來高性能混凝土、鋼骨混凝土的基本知識與應(yīng)用,不斷結(jié)合自身的科研工作和成果來講授,目的使學(xué)生了解混凝土工程領(lǐng)域的新技術(shù)、新發(fā)展,增加專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情。

教師要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)責(zé)任感。混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載力計算是課程的主要內(nèi)容,它的計算結(jié)果直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全性、適用性、耐久性的問題。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時,要抱著強烈的社會責(zé)任感和專業(yè)責(zé)任心來學(xué)習(xí)。在教學(xué)中,我們常常結(jié)合課程內(nèi)容分析建筑物震害或某一工程事故,認(rèn)真指出學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的錯誤會給建筑結(jié)構(gòu)造成什么樣的危害后果,對學(xué)生進行責(zé)任感教育。

2.1.2 更新教學(xué)方法

教師要結(jié)合課程特點更新教學(xué)方法。啟發(fā)式、提問式的課堂教學(xué)既活躍了課堂學(xué)術(shù)氣氛,又啟發(fā)了學(xué)生的求知欲。強調(diào)教學(xué)過程中的師生互動,教師對學(xué)生進行啟發(fā)式提問,引導(dǎo)教學(xué)主線,學(xué)生遇到問題上課及時提問,通過教師的回答將難點及時化解。混凝土課教學(xué)中,在觀看試驗或撰寫專題報告時,教師先提出思考題,讓學(xué)生帶著一系列問題去學(xué)習(xí)、去思考,解決思考題中的問題,然后教師組織課程討論,做出總結(jié),這樣可使學(xué)生更好地掌握教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、歸納和分析問題的能力。在講授新的教學(xué)內(nèi)容用到之前學(xué)過的基礎(chǔ)知識時,不是直接將基礎(chǔ)知識拋出,而是啟發(fā)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的運用和掌握新知識之間的相互聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,同時又不斷復(fù)習(xí)之前學(xué)過的知識。

2.1.3 教學(xué)內(nèi)容的歸納與總結(jié)

教師要善于提煉教學(xué)內(nèi)容中的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性的東西,抓住重點,理清解決問題的思路,引導(dǎo)學(xué)生有層次、有步驟解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的各種問題,達到舉一反三的目的,逐步增強解決工程設(shè)計問題的綜合能力[2]。

該課程內(nèi)容多,在教學(xué)中,教師注重引導(dǎo)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進行歸納與總結(jié)。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程有十章內(nèi)容,其中有六章是關(guān)于各種構(gòu)件承載力計算的。對各種構(gòu)件承載力計算問題,教師啟發(fā)學(xué)生理出了試驗結(jié)果→理論分析(基本假定)→建立計算公式→設(shè)計方法→構(gòu)造要求的整體分析問題的思路,只是針對各構(gòu)件各階段有其不同內(nèi)容;在解決正截面截面設(shè)計問題時,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出求鋼筋面積As的一般方法,即αs→ξ→x→As,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)主線明確,思路清晰,便于掌握。

2.2 采用合理的教學(xué)手段

根據(jù)課程特點,合理地采用教學(xué)手段,對增加教學(xué)信息量,活躍課堂氣氛,更好地完成教學(xué)任務(wù)是必要的,特別是隨著對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案的調(diào)整,課程的教學(xué)時數(shù)有所變化,這樣完全依賴傳統(tǒng)的黑板加粉筆的方式來進行教學(xué)滿足不了教學(xué)的要求。因此借助于現(xiàn)代信息技術(shù)手段是必然趨勢,但根據(jù)幾年的教學(xué)實踐來看,本課程完全采用多媒體課件教學(xué),效果并不理想,盡管授課信息量增大,但會使學(xué)生對所學(xué)知識理解不深、掌握不牢,學(xué)生也不喜歡完全的多媒體授課方式。為此,采取了多媒體與黑板相結(jié)合的方式比較合適。

教學(xué)中,對于敘述性文字多的教學(xué)內(nèi)容以及一些必要的圖形,采用多媒體形式授課,而對于一些公式的推導(dǎo)或設(shè)計步驟、方法仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段,兩種結(jié)合比只采用其中之一的方法效果要好,也受到學(xué)生的歡迎。

前面提到,由于混凝土力學(xué)性能的復(fù)雜性和離散型,有關(guān)混凝土的設(shè)計方法和計算公式在很大程度上依賴于試驗基礎(chǔ)上的分析結(jié)果。為此,演示試驗是提高課堂教學(xué)效果的有效手段,可以彌補實驗室條件較差的遺憾。教師將混凝土構(gòu)件試驗過程與分析的錄像以及有關(guān)教學(xué)試驗軟件引進課堂教學(xué)中,讓學(xué)生對試驗的理解不是憑空想象,這樣學(xué)生加深了對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞過程的力學(xué)性能和試驗結(jié)果的理解,提高課堂教學(xué)的主動性與趣聞性,提高學(xué)習(xí)效率,為混凝土課程的深入學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.3 深化考試方法改革

針對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的特點,如何利用好考試的導(dǎo)向作用,客觀公正地考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,從注重知識掌握到注重知識應(yīng)用和能力的培養(yǎng),這是比較重要的教學(xué)環(huán)節(jié)[3]。幾年來,我們經(jīng)過閉卷、開卷、先閉后開,半開卷等方式的實踐,認(rèn)為采用半開卷方式比較好,能夠達到考試的目的。因為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程內(nèi)容多,如果采用完全閉卷考試,讓學(xué)生去背大量公式,可能會造成應(yīng)試教育,而完全開卷又達不到必要的教學(xué)效果,半開卷考試只允許學(xué)生帶學(xué)院統(tǒng)一蓋章的、寫有歸納總結(jié)材料的A4紙一張,這種考試方式培養(yǎng)了學(xué)生對所學(xué)知識的總結(jié)歸納能力,符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程特點,減少或避免了學(xué)生考試違紀(jì)作弊現(xiàn)象的出現(xiàn),同時可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,督促學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)的動力和能力。

課程的最終成績評定由平時成績與期末考試兩部分組成,平時成績包括平時作業(yè)、出勤、小測驗、期中考試、專題報告等方面,其中專題報告要求學(xué)生結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展動態(tài)、最新應(yīng)用成果等通過查閱資料獨立整理完成,目的是為了提高學(xué)生查閱資料、撰寫科技論文的能力。

2.4 注重學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)

應(yīng)用型土木工程人才要求學(xué)生必須具有工程素質(zhì)和綜合能力,這些素質(zhì)與能力的培養(yǎng)需要通過教學(xué)的各個環(huán)節(jié)加以訓(xùn)練[4]。在混凝土結(jié)構(gòu)原理課程的教學(xué)中,學(xué)生經(jīng)過老師的課上講授,掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計基本方法,學(xué)會了運用設(shè)計規(guī)范做工程設(shè)計,這是工程師專業(yè)的基本素質(zhì);采取了在課堂教學(xué)中提出問題、討論問題、回答問題的方式,鍛煉學(xué)生的語言表達能力和分析問題的能力;設(shè)計計算型作業(yè)要求學(xué)生不僅得出計算結(jié)果,還要畫出結(jié)構(gòu)的配筋圖,鍛煉學(xué)生用工程語言表現(xiàn)設(shè)計成果的能力,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),增強學(xué)生對實際工程的適應(yīng)能力;同時設(shè)計計算中啟發(fā)學(xué)生對各種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、計算結(jié)果進行比較,思考結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力;教學(xué)中通過分析建筑物震害或工程事故,培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感。實踐證明,采取以上做法有助于學(xué)生綜合能力的提高。

3 結(jié)束語

在多年的教學(xué)中,我們根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程特點和存在的問題,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等方面進行了思考與改革,教學(xué)上取得了一些效果。課程建設(shè)與改革是一項長期而系統(tǒng)的工程,它是人才培養(yǎng)的需要,也是土木工程學(xué)科發(fā)展的需要。因此我們要不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識,不斷探索,為培養(yǎng)國家建設(shè)需要的高素質(zhì)創(chuàng)新人才而努力。

[1]焦楚杰,張季超等.講授緒論有學(xué)問[J].廣州大學(xué)學(xué)報. 2006.?？?

[2]蔡健,季靜等.混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].廣州大學(xué)學(xué)報.2006.?？?

[3]宗蘭.改革混凝土結(jié)構(gòu)課教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)[J].廣州大學(xué)學(xué)報.2006.?？?

[4]郝潤霞,郭曉燕.混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)方法及考試改革探討[J].煙臺大學(xué)學(xué)報.2010.專刊.

Courses Construction and Thoughts of Concrete Structure Design Principle

GUAN Ping

(College of Civil Engineering and Architecture,Dalian University,Dalian,116622,China)

Concrete Structure Design Principle is a major course required by civil engineering.This paper expounds the properties and effects of this course,analyzes the course’s characteristics,and focuses on the combination with the training objectives of practical talents.Certain reforms and thoughts in the curriculum construction processwere discussed from the aspects of the teacher role,course content,teachingmethod,evaluation way and student engineering quality.

concrete structure,course’s characteristics,courses construction

TU37;G642

A

1008-2395(2010)06-0116-03

2010-08-26

關(guān)萍(1963-),女,教授,Email:guanping63@yahoo.com.cn