《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》教學(xué)方法淺析

引言

《混凝土結(jié)構(gòu)》課程一直是土木工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，從本科生的“鋼筋混凝土基本構(gòu)件”與“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”到研究生的“高等混凝土結(jié)構(gòu)”，乃至碩士和博士論文的研究課題，貫穿土木工程結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的所有教學(xué)環(huán)節(jié)。以混凝土結(jié)構(gòu)為核心，后續(xù)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程如結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、多層及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、橋梁結(jié)構(gòu)、隧道工程、基礎(chǔ)工程、現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等與其形成了一個(gè)大課程體系，在土木工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程中占有很大的比重。因此，混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果如何將直接影響著整個(gè)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)質(zhì)量。而目前土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生存在重基本知識(shí)、基本理論的學(xué)習(xí)，而輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，學(xué)生觀察分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力較差。因此，改革試驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)各個(gè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，已作為提高學(xué)生實(shí)踐及創(chuàng)新技能的主要手段越來(lái)越受到教育者的重視。為了提高本課程學(xué)生的接受效果，結(jié)合幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，作者對(duì)該課程教學(xué)進(jìn)行了深入的思考與研究，提出了一些提高教學(xué)質(zhì)量、改善教學(xué)效果的方法。

混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

·內(nèi)容多，涉及面廣

混凝土結(jié)構(gòu)課程包括結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原則；材料的物理力學(xué)性能；受彎、受壓、受拉和受扭等四種基本受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)與計(jì)算；樓蓋、單層廠房、多層框架結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。課程的內(nèi)容既有計(jì)算理論，又有設(shè)計(jì)方法及構(gòu)造規(guī)定；既有理論推導(dǎo)，又有經(jīng)驗(yàn)公式；既有設(shè)計(jì)理論的通用性，又有各行業(yè)規(guī)范的不同要求。

·實(shí)踐性、經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論是在大量工程實(shí)踐和科學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)實(shí)用性極強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，許多混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的受力性能不能完全由理論來(lái)描述往往要借助于試驗(yàn)研究分析，因此，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算公式中引用了大量基于試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)公式、修正系數(shù)和構(gòu)造規(guī)定。此外，該課程內(nèi)容的研究對(duì)象，都直接來(lái)源于土木工程結(jié)構(gòu)中的實(shí)際受力結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。

·綜合性強(qiáng)

混凝土結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的綜合性很強(qiáng)，與前續(xù)課程理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)及建筑材料等課程內(nèi)容緊密相關(guān)，同時(shí)又是后續(xù)課程高層建筑結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、橋梁工程、特種結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)也是畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要綜合應(yīng)用的內(nèi)容。

·具有一定的受限性

建筑是一種特殊商品，具有實(shí)用性和可靠性，為了保證其使用價(jià)值，國(guó)家頒布了成套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建筑法規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容必須符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

合理安排教學(xué)內(nèi)容

·建立與基礎(chǔ)課程的聯(lián)系，尋找設(shè)計(jì)規(guī)律

將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的教學(xué)和材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)和建筑材料等基礎(chǔ)課的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)與力學(xué)課程的聯(lián)系使學(xué)生更透徹地理解混凝土構(gòu)件的受力機(jī)理，對(duì)構(gòu)件整個(gè)受力過(guò)程有更全面的了解，增強(qiáng)授課的邏輯性。

·精選內(nèi)容，適當(dāng)刪減

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)比較重。在將授的過(guò)程中以重點(diǎn)內(nèi)容為主線，重點(diǎn)講解概念、講思路、講動(dòng)向，不講和少講與建筑材料、力學(xué)等課程重復(fù)的內(nèi)容。

減少公式的推導(dǎo)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的公式推導(dǎo)很多，有時(shí)不可避免，對(duì)不影響公式理解的一些純力學(xué)推導(dǎo)，只講思路、主要的推導(dǎo)步驟，講解公式符合的含義、應(yīng)用范圍和物理意義。

對(duì)構(gòu)造要求少而精的進(jìn)行講解。不過(guò)多的羅列，以學(xué)生剪力構(gòu)造概念為主，明確構(gòu)造也是設(shè)計(jì)的一部分，一些不能詳細(xì)介紹的計(jì)算，或不滿(mǎn)足施工要求的，要通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)彌補(bǔ)。

·打亂章節(jié)，根據(jù)內(nèi)容來(lái)講解

在講基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件和受拉構(gòu)件四大基本構(gòu)件時(shí)，將正截面的公式全部列出，讓學(xué)生找出其中的異同點(diǎn)。在講設(shè)計(jì)步驟時(shí)，只講受彎構(gòu)件正截面的設(shè)計(jì)步驟，其他的設(shè)計(jì)步驟由學(xué)生自己來(lái)總結(jié)，并要求學(xué)生來(lái)畫(huà)出設(shè)計(jì)的框圖，使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)加深記憶。在講解斜截面承載力的設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)講解受彎構(gòu)件的斜截面設(shè)計(jì)，其他的由學(xué)生來(lái)自己總結(jié)。提高學(xué)生自學(xué)的能力。

教學(xué)方法改善

·理清教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)授課方式

要講授好本門(mén)課程，首先要講清楚本課程的主要內(nèi)容以及各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系，本門(mén)課內(nèi)容雖然多，但理清了還是很好理解的，鋼筋混凝土基本原理主要內(nèi)容有材料的力學(xué)性能，這是要首先講授的，因?yàn)殇摻罨炷琳n是鋼筋和混凝土兩種材料組成的，當(dāng)然要把材料的力學(xué)性能講清楚；然后是承載力極限狀態(tài)的計(jì)算部分：主要講解構(gòu)件的幾種基本受力狀態(tài)，如受彎構(gòu)件、受剪構(gòu)件、受壓構(gòu)件、壓彎構(gòu)件、受拉構(gòu)件、受扭構(gòu)件的計(jì)算，這部分內(nèi)容是本課程的主要內(nèi)容，要求同學(xué)們重點(diǎn)掌握；接著是正常使用極限狀態(tài)，主要指裂縫寬度和撓度計(jì)算；最后一部分內(nèi)容是預(yù)應(yīng)力混凝土部分。這樣講解的話(huà)，學(xué)生們就會(huì)很好的理順?biāo)悸?，把各章?nèi)容聯(lián)系起來(lái)，就不會(huì)覺(jué)得亂而無(wú)序了。

·利用課堂小試驗(yàn)，讓學(xué)生理解結(jié)構(gòu)

針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的上述特點(diǎn)和難點(diǎn)，在課堂教學(xué)中采用一些簡(jiǎn)單直觀的制作和試驗(yàn)，讓學(xué)生親自感受混凝土結(jié)構(gòu)的理論和概念，感覺(jué)和學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，增加感性知識(shí)，將課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)的融為一體，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和觀察結(jié)構(gòu)的概念與理論，獲得直觀的感性認(rèn)識(shí)。即提高了教學(xué)效果，又開(kāi)發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，為將來(lái)在實(shí)際工作中取得新進(jìn)展與新突破打下了一定的基礎(chǔ)。

·注重工程軟件的使用

熟練使用結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件是土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的基本能力。除了開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，工程制圖，工程CAD設(shè)計(jì)課程等基礎(chǔ)課程之外，還開(kāi)設(shè)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件橋梁博士和MIDAS civil，讓學(xué)生了解軟件的一般性能和使用方法，并且在設(shè)計(jì)課程中專(zhuān)門(mén)安排實(shí)際工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容，讓學(xué)生基本掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟和相關(guān)內(nèi)容。

·模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行仿真教學(xué)

組織學(xué)生動(dòng)手制作鋼筋混凝土，一切按施工中的實(shí)際情況進(jìn)行，模擬施工的全過(guò)程。借助儀器對(duì)預(yù)制的鋼筋混凝土梁的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，并要求學(xué)生對(duì)試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。寓教于樂(lè)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高。

·通過(guò)工地參觀，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)

盡量組織學(xué)生對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，使學(xué)生對(duì)梁的立體交叉關(guān)系，鋼筋的布置，鋼筋的連接，預(yù)應(yīng)力的張拉工藝及過(guò)程，預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類(lèi)、錨具等較深入的了解。并請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員介紹混凝土結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新工藝，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生深刻理解課堂教學(xué)的內(nèi)容，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的原理和施工理解更加透徹。

·利用課程設(shè)計(jì)，理論和實(shí)踐相結(jié)合

課程設(shè)計(jì)是對(duì)課程的又一次復(fù)習(xí)，是將學(xué)習(xí)內(nèi)容有機(jī)聯(lián)系起來(lái)的橋梁，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，可以提高學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力；課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的先導(dǎo)，指導(dǎo)好課程設(shè)計(jì)，可以間接地提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。通常，我們將實(shí)際工程面對(duì)的具體問(wèn)題加以簡(jiǎn)化，從中取出部分內(nèi)容作為課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，又保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)課程的內(nèi)容有一個(gè)全面的了解，更好的提高教學(xué)質(zhì)量。

（作者單位：陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院）