摘 要 工程結構是工程管理專業的一門專業基礎課。本文根據筆者近幾年的教學實踐,結合工程管理的專業特點以及學院的辦學特色,對如何改善工程結構的教學效果進行了探討。提出了圍繞專業需求,安排教學內容;改革教學方法,貫徹啟發引導式教學;利用多媒體教學優勢,提高學習興趣;結合學院個性化辦學特色,因人施教四點建議,以供教學參考。
關鍵詞 工程結構 教學內容 個性化培養 啟發引導式教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
0 引言
工程管理專業是一個技術性和綜合性很強的管理類專業,畢業生獲得的是管理學學士學位,要求具有土木工程技術基本知識和管理、經濟、金融、房地產市場等方面的專業知識,能夠在建設單位、施工單位、房地產企業、投資與金融領域等從事工程管理及相關工作。①所以工程結構這門以土木工程專業結構方面知識為主要內容的課程成為工程管理專業的一門專業基礎課,為工程管理專業培養學生在土木工程方面的基本技能。
1 圍繞專業需求,安排教學內容
1.1 弄清專業需求
工程管理專業在土木工程技術方面的能力需求主要是施工能力,以及在建筑施工技術與管理工作中分析和解決一般結構問題的能力,而不是結構設計能力。②因此,從專業能力需求的角度出發,工程結構的教學目的主要表現在以下三個方面:第一,使學生能熟練識讀結構施工圖,③如混凝土結構中的梁、板、柱的配筋圖等等,以滿足施工能力的需求。工程管理畢業生在建筑工程領域,不管是從事現場施工管理,還是與之相關的工程經營造價等工作都需能看懂施工圖,識讀結構施工圖是學生應掌握的土木工程技術方面最基本知識。第二,使學生熟練掌握結構方面的基本常識,以滿足其在工作中分析和解決一般結構問題的能力。這些基本常識包括結構方面的基本概念、常見工程結構材料特點、工程中基本結構構件的受力特點、破壞特征、以及進行簡單的計算等等。基本概念是推理判斷的前提,是分析解決問題的依據;④構件的材料特點、受力特點、破壞特征既是實際工程問題的體現又為問題解決提供方法;簡單計算是對問題的解決。以在支座附近產生斜向裂縫的鋼筋混凝土梁為例。為解決這一問題,首先學生應清楚“作用”、“作用效應”、“抗力”等基本概念;然后應明白梁的受力特點:主要承受彎矩和剪力;接著根據斜向裂縫這一破壞特征判斷問題出現的原因——斜截面抗剪承載力不足;再考慮抗剪承載力可由斜截面混凝土、能提供豎向力的鋼筋(箍筋、彎起鋼筋)來提供,所以解決方法之一可以在支座附近設置一定數量的箍筋;最后通過簡單計算得出箍筋具體配置,解決問題。除此之外,通過這一系列分析,學生還可以明白為什么構件當中各種鋼筋必須處在一定位置而不可以隨意移動。這樣,在施工管理過程中能及時發現并糾正工人的一些錯誤。第三,使學生掌握基本的結構構造知識。構造知識是從長期的工程實踐經驗中總結而來的,在結構的安全性中起著重要的作用。構造知識不僅與施工能力相關,與分析解決基本結構問題也有很大的關聯。有研究者對施工管理一線人員所需知識分析表明,結構構造知識在很大程度上比結構設計理論知識更加重要與實用。
1.2 以“必需、夠用”為度,合理安排教學內容
上述分析了專業需求和教學目的,再結合引言部分所述工程結構的課程特點,需對課程內容進行合理的安排。即以滿足專業需求為根本,以“必須、夠用、適度”為原則,對課程內容進行精講、簡化、刪除、增加。
精講,就是為滿足專業能力需求中“必須”的部分課程內容開展重點教學,講清、講透、講明白。具體到課程內容主要包括:基本概念、結構材料的力學性能、基本構件的試驗特征、各種構造。
簡化,就是以“適度”為原則,在對一些內容進行教學時采用從總體把握,歸納總結,簡而化之。具體到課程內容可包括:結構設計理論、基本構件受力各階段的應力應變分析、復雜公式建立時具體的推導過程等。例如在講受彎構件斜截面受剪承載力公式建立時,只需讓同學明白斜截面上的剪力設計值,分別有破壞截面的混凝土、箍筋和彎起鋼筋(當配置了彎起鋼筋時)所提供的豎向抗力來承受,然后給出各部分所提供豎向抗力大小的計算公式即可,這樣基本公式就建立起來了。至于為什么裂縫是斜向發展的,公式中的各項系數為什么要這樣取值,依據是什么等等大可簡單帶過。因為結構設計中很多結論和方法是根據試驗分析得來的,再加上這些內容涉及很多力學知識,如材料力學、結構力學等等,對工程管理的學生來說,力學背景有限,就沒有詳細推導,深入分析的必要了。
刪除,就是以“夠用”為原則,去掉專業不需求的內容。如多層框架結構內力分析、抗震計算、基礎設計等內容建議去掉。
增加,增加一些專業必需的而教材上出現較少的結構知識,以及建筑結構方面的一些新信息。例如,前面提到識讀結構施工圖的能力很重要,而結構施工圖在教材中出現較少,所以教師可以收集一些結構施工圖紙、圖集、鋼筋混凝土平法表達方法規定等資料,為同學們詳細講解。
通過以上對課程內容的合理安排,既能使課時要求得到滿足,又能使學生工作后深刻體會到學以致用。
2 改革教學方法,貫徹啟發引導式教學
2.1 開篇先點燃學生的學習熱情
工程管理專業大多數學生對該專業認識不全,偏向于管理,忽略了應掌握一定土木技術知識,所以部分學生認為該課程不重要。上課時抱著可學可不學,學好學壞對今后工作影響不大的想法,他們來上課僅僅是為了應付考試,修得學分。在此情況下,教學效果很難理想。所以,教師可利用“開篇課”即“緒論”課,糾正學生的錯誤觀念,激發學生對本課程的熱情,讓學生產生強烈的求知欲望。
另外,利用緒論課,向學生介紹課程的內容安排以及為什么要這么安排,使學生對今后的學習有心理準備。否則,在后面的教學中當教師簡化或刪去某部分內容時,學生會不知所以然,久而久之,學生會不知到底要學什么,從而逐漸喪失學習興趣。
2.2 教學過程中采用啟發引導式教學法
啟發引導式教學,能加強學生的思考能力和創新能力的培養,并使學生在學習過程中一直保持較高的學習興趣。工程結構中很多知識點之間具有相關性,教師可以根據這些相關性,通過已講授的知識和一些啟發性的信息,提出一些疑問,引導學生自己去解決這些問題。例如在受彎構件正截面承載力計算中,教師先講解單筋矩形截面承載力公式的建立,然后提問:同樣的矩形截面,如果現在在受壓區也配置了縱向受力鋼筋,試驗破壞特征一樣(提示學生受壓鋼筋也屈服)、公式建立方法一樣,那么此時公式中會出現什么變化?然后要求學生根據變化自己建立基本公式,如此一步一步誘導學生思考。這樣學生在不知不覺中就學會了雙筋矩形截面正截面受彎承載力設計,而且印象深刻。
2.3 實踐環節仍可采用啟發引導式指導法⑤
課程設計是工程結構課程的重要實踐環節,是全面檢驗和鞏固學習效果的一個有效方式。在課程設計指導過程中,教師應改變傳統的有問立馬答的指導方式,而應采用啟發引導式指導方式。對于學生的提問不要馬上直接給出答案,而是采用引導的方式給出思路和提示,讓學生自己去查找資料解決問題,最后和學生一起對結果進行分析討論。對于考核方式從專業需求的角度出發,應重視結構施工圖的繪制,并以施工圖的質量作為課程設計成績的重要判斷標準,而不再僅以計算書來判斷成績。
3 利用多媒體教學優勢,提高學習興趣
教室裝有多媒體設備已較常見,教師應充分利用這些有利資源。將教學內容制作成精美的多媒體課件,一方面可以節約板書的時間,增加單位時間的信息量;另一方面可以利用計算機的圖片、聲音、色彩、動畫等效果,使教學更加形象生動,吸引學生的注意力;最后利用多媒體可以很好地滿足簡化內容部分的教學效果要求,使得既能簡化又能表述清楚。例如,現在網絡資源非常豐富,教師可以在網上尋找一些構件試驗的視頻和一些工程圖片,如鋼筋混凝土受彎構件的試驗視頻,少筋梁、適筋梁、超筋梁破壞時的狀態照片。通過這些視頻的播放和照片的展示,與枯燥的語言表述相比更能讓學生明白三者之間的差異。
4 結合學院個性化辦學特色,因人施教
如同世界上沒有兩片完全一樣的樹葉,每個學生都有著自己的特點。學院推行個性化辦學特色,就是為了針對每個學生的個性、優勢以及具有的潛能制定其相對應的培養方式,以實現創新型人才的培養。在工程結構教學中,同樣可以因人施教。如有的學生本科畢業后可能報考碩士研究生,有的學生畢業后想要參加國家相關執業注冊師考試,這些同學可能不滿足于課堂上針對一般學生的教學,需要相對深入和全面地學習,那么教師可以利用課余時間對這些同學進行輔導。
5 結語
通過對工程結構教學研究探索,總結了圍繞專業需求,安排教學內容;改革教學方法,貫徹啟發引導式教學;利用多媒體教學優勢,提高學習興趣;結合學院個性化辦學特色,因人施教四點建議,這些建議已在筆者的教學過程中顯出成效。所謂教學有法,但無定法,工程結構課程的教學改革是一個系統、復雜的工程,更好,更有效,更符合當今社會發展需要的教學方法尚在進一步探索之中。
注釋
① 劉成波.工程管理專業人才知識結構與必備實踐技能研究[J].山西建筑,2011(23).
②③黃麗娟,高蘭芳,陳凡.工程管理專業建筑結構課程教學改革研究與實踐[J].福建建材,2012:125-126.
④ 黎生南.工程管理專業“工程結構”課程的教學探討[J].甘肅科技,2009.25(2):164.
⑤ 曾慶響,顏少榮.工程結構課程的教學研究與實踐[J].東南大學學報(哲學社會科學版),2012.14(增刊):232-234.