工程實例教學(xué)在“土木工程概論”課程教學(xué)中的應(yīng)用探討

摘要：“土木工程概論”課程是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)入門課程。闡述了進行工程實例教學(xué)的思路和優(yōu)點，指出在具體教學(xué)過程中可根據(jù)教學(xué)需要， 通過教學(xué)設(shè)計將典型的工程案例、媒體熱點和身邊的工程項目補充到課程教學(xué)中去， 將工程實例所涉及的知識點進行有針對性的分析講解，做到課堂教學(xué)和工程實踐教學(xué)有機結(jié)合。實踐表明，在課堂教學(xué)中進行工程實例教學(xué)可有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：土木工程概論；工程實例教學(xué)；課程教學(xué)

作者簡介：卓德兵（1985-），男，湖南張家界人，吉首大學(xué)城鄉(xiāng)資源與規(guī)劃學(xué)院，助教。（湖南 張家界 427000）

基金項目：本文系2011年吉首大學(xué)教學(xué)改革基金項目（項目編號：2011JSUJGB06）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0117-02

土木工程是建筑、巖土、地下建筑、橋梁、隧道、道路、鐵路、礦山建筑、港口等工程的統(tǒng)稱，其內(nèi)涵為用各種建筑材料修建上述工程時的生產(chǎn)活動和相關(guān)工程技術(shù)，包括勘測、設(shè)計、施工、維修、管理等。[1]

對于剛剛經(jīng)歷高考，跨入大學(xué)校門的大多數(shù)土木工程專業(yè)新生來說，“土木工程”是一個比較陌生的概念。對于土木工程究竟是什么，土木工程專業(yè)大學(xué)四年到底學(xué)什么，學(xué)生畢業(yè)以后能夠干什么似乎知之甚少。而作為土木工程專業(yè)重要的專業(yè)入門基礎(chǔ)課程——“土木工程概論”的開設(shè)，旨在以較少的課時和通俗易懂的方式將土木工程豐富的內(nèi)容展示給剛?cè)胄５耐聊竟こ虒I(yè)新生，讓學(xué)生能夠在較短的時間內(nèi)熟悉土木工程專業(yè)的歷史進程、土木工程的基本屬性、主要內(nèi)容、大學(xué)本科的課程設(shè)置、就業(yè)前景以及職業(yè)規(guī)劃等內(nèi)容，以便學(xué)生盡快了解并熱愛這個行業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，樹立學(xué)習(xí)的目標(biāo)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

由于“土木工程概論”是一門相對較新且內(nèi)容十分寬泛的課程，各高校在開設(shè)這門課程的時候，由于各自的辦學(xué)歷史、專業(yè)設(shè)置和發(fā)展定位不一樣，在教學(xué)內(nèi)容取舍、學(xué)期安排、課時設(shè)置、教學(xué)方法與教學(xué)手段的選擇等方面都會不盡相同，目前也無成熟的參照模式，雖然有關(guān)學(xué)者已對此做了大量改革探索，但目前仍然不算成熟。[2]吉首大學(xué)根據(jù)自身特色結(jié)合新頒布的《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》，將課時設(shè)置為16，具體是安排到大一第一學(xué)期進行授課。本文結(jié)合筆者在吉首大學(xué)土木工程系多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，對如何在“土木工程概論”課堂教學(xué)中運用工程實例教學(xué)法輔助教學(xué)進行了有益的探索。

一、傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

相對于土木工程專業(yè)其他已經(jīng)講授多年的課程而言，“土木工程概論”是一門較新的課程，在拓寬專業(yè)范圍的特定背景下，這門課程教學(xué)存在的主要問題有：課程內(nèi)容特別多，而學(xué)時安排相對比較少，教師在較少的課時里將豐富的專業(yè)知識傳授給大一新生存在一定的難度；傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段比較單一，通常是以教師課堂全講授為主，學(xué)生往往處于被動接受狀態(tài)，上課積極性不高；教學(xué)過程中無實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，純理論的授課方式難以提起學(xué)生的興趣，教學(xué)效果難以保證；教材更新速度不能適應(yīng)教學(xué)實際。土木工程行業(yè)發(fā)展非常迅速，但是學(xué)生所使用教材因為各種原因無法跟上行業(yè)的發(fā)展，課程的教材建設(shè)存在滯后問題。[3]

二、工程實例教學(xué)法

1.工程實例教學(xué)的思路

工程實例教學(xué)是指根據(jù)教學(xué)需要，通過教學(xué)設(shè)計，挖掘教材內(nèi)涵，將新聞中和身邊的有關(guān)土木工程的新鮮事物、前沿知識、工程案例（成功的、失敗的、令人鼓舞的、令人震撼的）補充到課程教學(xué)中去，充分發(fā)揮任課老師的主觀能動性，將工程實例所涉及的課本相關(guān)章節(jié)的專業(yè)知識點進行有針對性的分析講解，使學(xué)生在聽工程實例講解的同時，深刻理解該案例所涉及的專業(yè)知識點。

2.工程實例教學(xué)的優(yōu)點

工程實例教學(xué)法打破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，能很好地做到理論聯(lián)系實際，密切結(jié)合當(dāng)前典型的工程案例、媒體熱點和身邊的工程項目，做到課堂教學(xué)和課外實踐有機結(jié)合，有效提高課堂教學(xué)效率，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時還能克服課堂內(nèi)容多而學(xué)時少、教學(xué)方法和教學(xué)手段單一、教材建設(shè)滯后、更新速度慢、信息量不足等缺點。生動形象地對學(xué)生進行系統(tǒng)的工程實例教育，使學(xué)生從心靈深處接受現(xiàn)代工程的熏陶，開拓學(xué)習(xí)視野，活躍工程思維，激活學(xué)習(xí)動力，確定人生奮斗方向。[4]

三、工程實例教學(xué)的具體應(yīng)用

1.列舉典型工程案例

（1）超高層建筑。在講解超高層建筑的時候，可列舉2010年建成的當(dāng)前世界第一高樓——迪拜哈利法塔，說明高層建筑在設(shè)計和施工過程中需要注意的事項。比如設(shè)計上著重解決側(cè)向受力和豎向受力問題，側(cè)向重點在于抗側(cè)力體系的選擇，抗風(fēng)設(shè)計和抗震設(shè)計，而豎向重點解決豎向壓縮、徐變收縮等豎向變形問題。另外在施工中要考慮將高強混凝土一次泵送到600多米高的問題等等。

（2）鋼結(jié)構(gòu)。在講解鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點時，可結(jié)合美國的世界貿(mào)易大廈案例來進行說明，先重點介紹其所采用的材料和結(jié)構(gòu)形式，說明鋼結(jié)構(gòu)適用于建造高層建筑結(jié)構(gòu)，然后播放一段世貿(mào)大廈在911恐怖襲擊中轟然倒塌的視頻，并分析其倒塌的原因來說明鋼結(jié)構(gòu)的致命缺點是其抗火性能差。

（3）橋梁。在講解橋梁抗風(fēng)設(shè)計的時，可給學(xué)生介紹橋梁典型的風(fēng)載破壞案例，例如最具代表性是位于美國華盛頓州塔科馬海峽大橋，該橋于1940年7月1日通車，而就在四個月后戲劇性地被微風(fēng)摧毀。通過給學(xué)生播放該橋被微風(fēng)摧毀的視頻，復(fù)原當(dāng)時的場景，讓學(xué)生深刻體會到橋梁抗風(fēng)設(shè)計的重要性。

2.結(jié)合身邊工程項目

在進行“土木工程概論”授課的時候，可充分利用身邊的教學(xué)資源及工程項目對學(xué)生進行現(xiàn)場教學(xué)，利用課余時間組織學(xué)生參觀校內(nèi)和當(dāng)?shù)乇容^具有代表性的項目，來加深學(xué)生對書本知識的理解和掌握。例如，在講解混凝土結(jié)構(gòu)建筑時，筆者引導(dǎo)學(xué)生到學(xué)校主教學(xué)樓、圖書館、食堂以及附近的高層住宅等參觀，讓學(xué)生加深對框架、框架剪力墻和剪力墻等建筑結(jié)構(gòu)形式的認(rèn)識，并現(xiàn)場觀察梁、柱、板、墻等重要受力構(gòu)件，熟悉每一類構(gòu)件的作用、形狀、尺寸、布置以及受力變形特點，并理解力在構(gòu)件中的傳遞過程。而在講解不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁的時候，筆者組織學(xué)生到附近的矮寨特大懸索橋、鸕鶿灣剛架橋、大庸橋、觀音橋等典型的懸索、斜拉、拱橋、剛架橋等進行現(xiàn)場參觀教學(xué)，讓學(xué)生理解不同結(jié)構(gòu)形式橋梁的組成、受力特點以及相互間的區(qū)別。通過現(xiàn)場教學(xué)拉近了土木工程與學(xué)生之間的距離，使學(xué)生認(rèn)識到每天的生活都與土木工程息息相關(guān)，也會讓學(xué)生在以后的生活和學(xué)習(xí)當(dāng)中更加留意身邊的工程案例。

3.聯(lián)系當(dāng)前媒體熱點

（1）上海樓脆脆。在介紹基礎(chǔ)工程這一章節(jié)樁基特點時，筆者給學(xué)生重點介紹了當(dāng)前媒體特別關(guān)注的“上海樓脆脆”。2009年6月27日，上海一棟剛竣工還未交付使用的高樓，由于不正確的兩次堆土施工導(dǎo)致房屋樁基礎(chǔ)在側(cè)向擠壓力作用下斷裂，從而導(dǎo)致樓房整體倒覆。通過此案例說明樁基主要用來承受軸向壓力作用，而在側(cè)向力作用下，樁基極容易破壞。

（2）蘆山樓堅強。在講到防災(zāi)減災(zāi)這一章節(jié)內(nèi)容時，筆者給學(xué)生介紹了被媒體譽為“樓堅強”的蘆山縣人民醫(yī)院。2013年4月20日四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震。距離震中10余公里的蘆山縣城，當(dāng)時地震烈度等級介于八九度之間，設(shè)計烈度為七度的蘆山縣人民醫(yī)院新門診綜合樓卻幾乎毫發(fā)未傷。究其原因，是大樓地基與地面建筑之間采用了83根橡膠支座，形成良好的隔震，從而阻止地震作用向上傳遞。此案例說明了隔震能有效減弱結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)，從而達到減小地震對房屋結(jié)構(gòu)破壞作用的目的。

（3）三亞樓歪歪。在講解地基不均勻沉降的時候，則可以以三亞市中級人民法院為例。該法院辦公樓建于1996年，主樓共12層，在投入使用13年后，三亞中院啟動了裝修、改造計劃。而在辦公樓改造、裝飾過程中，由于加裝了過重的鋼結(jié)構(gòu)和使用了過多的大理石等裝飾材料，大樓樓體嚴(yán)重超負(fù)荷，使得大樓原有的地基無法承受新增的壓力，導(dǎo)致大樓主體出現(xiàn)傾斜，成為危房。

（4）武漢橋堅強。在介紹橋梁施工時，筆者列舉了武漢長江大橋，該橋竣工于1957年10月，大橋修起后經(jīng)歷了70多次撞擊仍無恙，最大一次撞擊發(fā)生在2011年6月6日，一艘萬噸級油輪撞上7號橋墩，撞擊后，大橋橋墩除有擦痕外，沒有其他問題。該橋之所以如此堅固，是因為在修建過程中采用了當(dāng)時世界領(lǐng)先的“栽牙齒”工藝。通過這個案例，有效地說明了施工工藝對橋梁的安全和可靠是否能達到設(shè)計要求起到至關(guān)重要的作用。

四、結(jié)論

“土木工程概論”是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)入門課程，通過這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在較短時間內(nèi)熟悉土木工程所涉及領(lǐng)域的內(nèi)容和發(fā)展情況，以便學(xué)生盡快了解并熱愛這個專業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，樹立學(xué)習(xí)的目標(biāo)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。工程實例教學(xué)是指根據(jù)教學(xué)需要，通過教學(xué)設(shè)計將典型的工程案例、媒體熱點和身邊的工程項目補充到課程教學(xué)中去，充分發(fā)揮任課老師的主觀能動性，將工程實例所涉及的課本相關(guān)知識點進行有針對性的分析講解，使學(xué)生在聽工程實例講解的同時深刻理解該案例所涉及的專業(yè)知識點。它打破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，有效克服傳統(tǒng)教學(xué)的不足，做到課堂教學(xué)和工程實踐教學(xué)有機結(jié)合。實踐表明，在課堂教學(xué)中進行工程實例教學(xué)可有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提高課堂教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]高等學(xué)校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會.高校學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]鄭元勛，蔡迎春.土木工程概論教學(xué)改革探索[J].高等建筑教育，2012，21（1）：62-65.

[3]王清標(biāo)，初明祥， 胡永強，等.大土木背景下《土木工程概論》教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2012，4（4）：75-77.

[4]羅福午，于太吉.以現(xiàn)代工程為背景進行生動有效的工程教育[J].高等工程教育研究，2004，（2）：51-54.

（責(zé)任編輯：王意琴）