“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)方法探討

摘要：針對“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容綜合性強(qiáng)、前后知識連貫緊密、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，借助精品課程建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)，從理論教學(xué)注重先行課程與本課程關(guān)系講解、強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)研究在本課程學(xué)習(xí)中的作用，將理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合等方面對“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)方法進(jìn)行探索，取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；精品課程建設(shè)；教學(xué)方法

作者簡介：任宜春（1969-），女，山東掖縣人，長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，副教授。（湖南#8194;長沙#8194;410114）

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2014）14-0105-02

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”是長沙理工大學(xué)（以下簡稱“我校”）水利類專業(yè)港口航道與海岸工程和水利水電工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)，與現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程等有關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，比較難學(xué)。主要講授：混凝土結(jié)構(gòu)所用材料的性能，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，混凝土結(jié)構(gòu)中常見的種類受力構(gòu)件（受彎、受壓、受拉、受扭）的破壞特征及設(shè)計(jì)方法，鋼筋混凝土構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和構(gòu)件撓度計(jì)算，鋼筋混凝土肋形結(jié)構(gòu)及剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念。通過課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)的練習(xí)，使學(xué)生掌握水工鋼筋混凝土基本原理和基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，掌握結(jié)構(gòu)的基本概念，為后續(xù)專業(yè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)和從事水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和管理工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、課程教學(xué)中存在的問題

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”這門課程內(nèi)容多且抽象，公式多，難點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，前后知識連貫緊密，涉及的數(shù)學(xué)知識和力學(xué)知識廣泛，同時又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。與本課程內(nèi)容緊密相關(guān)的先行課程主要有概率論、建筑材料、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的時候具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)。我校水利類專業(yè)在學(xué)習(xí)這門課程之前，沒有開設(shè)“建筑材料”這門課程，因此學(xué)生對于混凝土和鋼筋這兩種材料的物理力學(xué)性能沒有知識儲備，特別是對混凝土這種特殊混合材料沒有任何感性和理性的認(rèn)識，這樣就給這門課程的學(xué)習(xí)帶來了困難。我?！八や摻罨炷两Y(jié)構(gòu)”這門課程沒有設(shè)置對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生對鋼筋混凝土梁受彎和受剪破壞過程沒有直觀的學(xué)習(xí)過程，造成對理論分析的理解困難。針對這些問題，采取一定教學(xué)方法，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

二、課程教學(xué)方法探索與實(shí)踐

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)在國家人才培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整的大前提下正在不斷探索、不斷改進(jìn)過程中。水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程在各個教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施過程中，注重探究性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，體現(xiàn)以學(xué)生為主體、以創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)為主旨的教學(xué)理念，根據(jù)課程的內(nèi)容，針對學(xué)生的特點(diǎn)，選用不同的教學(xué)方法。

1.注重相關(guān)課程與本課程的關(guān)系講解

在學(xué)生沒有學(xué)習(xí)“建筑材料”這門課程的情況下，講授鋼筋和混凝土力學(xué)物理性能的時候，利用多媒體播放一些混凝土施工的錄像和圖片，使得學(xué)生對混凝土產(chǎn)生一些直觀認(rèn)識，同時補(bǔ)充混凝土配合比和混凝土凝結(jié)硬化過程等方面的介紹，讓學(xué)生能夠更好地理解混凝土徐變和收縮等概念。將教師課堂引導(dǎo)學(xué)習(xí)和課后學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，要求學(xué)生課后閱讀混凝土材料特性和混凝土材料發(fā)展的相關(guān)文獻(xiàn)，如要求學(xué)生通過自學(xué)了解什么是高性能混凝土并寫出讀書報(bào)告。

水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的講解中需要大量用到概率論的原理和方法，在很大程度上，是否掌握概率論原理的這些知識決定了學(xué)生能否理解概論極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的關(guān)鍵。在講授混凝土立方體抗壓強(qiáng)度時，以一組混凝土試塊強(qiáng)度測定值為例講述數(shù)學(xué)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、分布頻率及界線分?jǐn)?shù)值的劃定，引出保證率的基本概念，給同學(xué)們復(fù)習(xí)相關(guān)概率論的理論基礎(chǔ)，為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的講解打下基礎(chǔ)。

本課程與“材料力學(xué)”具有較強(qiáng)的相關(guān)性，在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意兩者的共同點(diǎn)和不同之處。材料力學(xué)是研究單一、勻質(zhì)、連續(xù)、彈性材料，側(cè)重于構(gòu)件的應(yīng)力分析和變形計(jì)算；而本課程是研究鋼筋和混凝土兩種材料組成的非勻質(zhì)、非連續(xù)的彈塑性材料，不僅研究強(qiáng)度和變形的計(jì)算問題，更主要是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，包括方案、截面形式及材料的選擇、配筋構(gòu)造等。材料力學(xué)的三大基本公式：平衡條件、變形協(xié)調(diào)條件和物理?xiàng)l件也適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但由于材料的不同，本課程無法直接使用材料力學(xué)公式。在整個教學(xué)過程中注意分析本課程與材料力學(xué)在解決問題思路上的異同點(diǎn)，讓學(xué)生從本質(zhì)上把握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力分析的本質(zhì)特點(diǎn)。

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”作為研究桿件及結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配及變形計(jì)算為主的課程，是本課程研究和討論問題的基礎(chǔ)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本原則就是要求作用效應(yīng)的最不利組合的設(shè)計(jì)值必須小于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是解決作用效應(yīng)的計(jì)算，而本課程是解決結(jié)構(gòu)抗力的計(jì)算問題，因此只有將結(jié)構(gòu)力學(xué)與本課程內(nèi)容聯(lián)合起來才能夠解決鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)問題。

2.強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)研究在本課程學(xué)習(xí)中的作用

水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，許多公式和物理特性都是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。我校這門課程沒有開設(shè)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，只能通過課堂播放混凝土立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞和斜截面破壞試驗(yàn)錄像，加深學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解與認(rèn)識。結(jié)合試驗(yàn)錄像講解原理，例如在播放受彎構(gòu)件斜截面破壞試驗(yàn)的同時，將幾種破壞的剪跨比、配筋率等和各自的破壞現(xiàn)象在黑板板書對比，使得學(xué)生掌握發(fā)生斜截面斜拉、剪壓、斜壓破壞的條件和特征。組織學(xué)生觀看建筑工地支模、綁扎鋼筋和澆注混凝土的錄像和照片，增加學(xué)生的感性認(rèn)識。觀看試驗(yàn)錄像和工程錄像，將枯燥的教學(xué)內(nèi)容置于圖、文、聲的教學(xué)氛圍中，使教學(xué)內(nèi)容形象化、動態(tài)化，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高，有效地提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

3.理論教學(xué)與期末課程設(shè)計(jì)相結(jié)合

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”這門課程在學(xué)期末安排了一周的課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生完成一水電站樓蓋設(shè)計(jì)，通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力，為今后從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下牢固的基礎(chǔ)。

在理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)過程中，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性思維能力和工程師基本素質(zhì)訓(xùn)練。課堂教學(xué)以學(xué)生為主體，課堂講授注重師生互動，雙向交流，采用案例教學(xué)、討論啟發(fā)式教學(xué)。教師力求在講課中不斷地提出問題、分析問題，構(gòu)筑師生交流與互動的平臺，提供思考與探索的空間，使教學(xué)成為啟迪學(xué)生智慧，開發(fā)學(xué)生潛能與創(chuàng)新能力的重要途徑。在教學(xué)過程中，除了在課堂上進(jìn)行關(guān)鍵性、啟發(fā)性和興趣性的提問外，更鼓勵學(xué)生主動提問，培養(yǎng)學(xué)生提問的能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。課程設(shè)計(jì)階段，鼓勵學(xué)生采取手算和計(jì)算機(jī)電算相結(jié)合的方式，要求學(xué)生用CAD繪圖，提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。編撰了完整的水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書，并制作了指導(dǎo)學(xué)生CAD繪圖的PPT課件。在課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)過程中，重視以講課形式的集中指導(dǎo)，同時對學(xué)生設(shè)計(jì)中碰到的疑難問題個別輔導(dǎo)解決。采用以點(diǎn)帶面的形式，集中給所有同學(xué)講解一遍一個同學(xué)提出的典型問題。分階段跟蹤檢查學(xué)生的課程設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)情況，并根據(jù)平時完成情況和最后成果給出成績。大多數(shù)同學(xué)反映通過期末的課程設(shè)計(jì)，加深了學(xué)生對水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本理論、計(jì)算方法的理解，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)課程知識解決實(shí)際工程問題的能力。

在教學(xué)過程中沒有簡單地將理論教學(xué)和期末課程設(shè)計(jì)分成兩個過程，而是將理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)結(jié)合起來，在理論教學(xué)時就將課程設(shè)計(jì)題目布置給學(xué)生，使得學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)。結(jié)合課程設(shè)計(jì)題目，講解理論知識，如講解肋形樓蓋布置時，可以結(jié)合課程設(shè)計(jì)題目讓同學(xué)們思考水電站樓蓋結(jié)構(gòu)怎樣布置。在期末課程設(shè)計(jì)時，對于大多數(shù)同學(xué)沒有理解的理論問題，也會采用講課的形式集中講解。

4.結(jié)合精品課程建設(shè)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”是我校的校級精品課程，通過精品課程的建設(shè)，建立了高素質(zhì)的師資隊(duì)伍，構(gòu)建“基本原理——方法——應(yīng)用”循序漸進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的模塊化的教學(xué)體系，根據(jù)學(xué)科發(fā)展適時更新教學(xué)內(nèi)容，采用多樣化的教學(xué)方法。制作了內(nèi)容豐富詳細(xì)、版面生動美觀的多媒體課件，既節(jié)省了寫板書時間，又使基本構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)計(jì)算及各種構(gòu)造要求更加生動直觀。將精品課程建設(shè)與我校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合，完成了教學(xué)大綱、授課教案、實(shí)踐指導(dǎo)、習(xí)題練習(xí)、參考文獻(xiàn)、試驗(yàn)錄像和動畫演示等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使學(xué)生在課堂之外能夠借助于網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)。學(xué)生上課時沒有及時做筆記或理解透某些問題，可以在課后登陸校園網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)課件進(jìn)一步學(xué)習(xí)。將精品課程網(wǎng)站建設(shè)成一種評價平臺，加強(qiáng)評價體系和學(xué)習(xí)效果反饋體系的建設(shè)。通過課程網(wǎng)站進(jìn)行課程交流、教師網(wǎng)上答疑，及時搭建起相互溝通的平臺，有效促進(jìn)學(xué)生與教師之間的交流，通過教學(xué)互助互補(bǔ)，促進(jìn)教學(xué)相長，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)束語

“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”是一門理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的課程，既有系統(tǒng)的科學(xué)理論又具有很強(qiáng)的工程概念。為了使學(xué)生真正掌握這門課程的基本原理、基本方法，為后續(xù)專業(yè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)和從事水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和管理工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，教師必須在課堂理論教學(xué)、課程設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等方面，認(rèn)真探索和實(shí)踐多樣化的教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。總之，對于“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)方法應(yīng)與時俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新，這樣才能適應(yīng)新時代的教學(xué)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]河海大學(xué)，大連理工大學(xué)，西安理工大學(xué)，等.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)[M].第4版.北京:中國水利水電出版社，2009.

[2]吳海軍，陸萍.學(xué)科交叉在“水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2013，(13):116-117.

[3]朱秀清.基于行業(yè)需求為導(dǎo)向的《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》課程教學(xué)改革嘗試[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，20(4):59-61.

[4]閻奇武，劉澍，周朝陽.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》精品課程建設(shè)研究[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)，2009，10(1):46-48.

（責(zé)任編輯：王意琴）