混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教學(xué)探討

蔡張杰

鹽城工學(xué)院，江蘇 鹽城 224000

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教學(xué)探討

蔡張杰**

鹽城工學(xué)院，江蘇 鹽城 224000

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是土木工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，結(jié)合其理論性與實(shí)踐性緊密結(jié)合的特點(diǎn)，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；課程特點(diǎn)；教學(xué)；方法；考核

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是土木工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)與現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程等密切相關(guān)，綜合性強(qiáng)，教學(xué)難度大的課程。其先修課程有理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料等，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和計(jì)算方法，同時(shí)也為學(xué)生今后參與工程實(shí)踐或者進(jìn)一步深造打好良好基礎(chǔ)。課程主要講授鋼筋與混凝土的材料性能，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，鋼筋混凝土受彎、受壓、受扭構(gòu)件的承載能力計(jì)算，鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用狀態(tài)下的裂縫、變形及耐久性的驗(yàn)算，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基本原理等。

然而該課程與先修課程相比具有多方面的差異性：混凝土和鋼筋彈塑性材料本構(gòu)關(guān)系多；計(jì)算公式參數(shù)多、假定多，解答結(jié)果種類多；構(gòu)造措施多；規(guī)范要求多等。對學(xué)生的學(xué)習(xí)，教師的教學(xué)帶來了一定的難度。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式三方面做出了一定的探討。

一、教學(xué)內(nèi)容

(一)課程綜合性強(qiáng)，與基礎(chǔ)課程聯(lián)系緊密

本課程主要講授鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理與計(jì)算方法。課程由混凝土和鋼筋這兩種具有特殊物理力學(xué)性能的材料入手，然后逐章介紹基本構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)-基本假定-應(yīng)變應(yīng)力圖形-計(jì)算公式-構(gòu)造要求。

要深入掌握這些核心知識(shí)點(diǎn)，首先應(yīng)使學(xué)生透徹理解混凝土的強(qiáng)度與變形、鋼筋的強(qiáng)度與變形，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析提供理論依據(jù)。構(gòu)件從實(shí)驗(yàn)加載開始到構(gòu)件破壞結(jié)束整個(gè)過程中，緊密結(jié)合力學(xué)知識(shí)和基本假定詳細(xì)推導(dǎo)應(yīng)力圖形。運(yùn)用材料力學(xué)和數(shù)學(xué)進(jìn)行計(jì)算公式推導(dǎo)、簡化過程中，貫徹混凝土和鋼筋這兩種特殊材料對構(gòu)件受力平衡分析計(jì)算公式的復(fù)雜影響，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果具有一定可變空間，轉(zhuǎn)變學(xué)生思維模式。計(jì)算公式中引入的一些計(jì)算參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，例如相對受壓區(qū)高度、受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)等，結(jié)合《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和工程經(jīng)驗(yàn)幫助學(xué)生理解。對于現(xiàn)行規(guī)范提出的不同類型構(gòu)件的不同構(gòu)造措施，例如鋼筋直徑、間距、保護(hù)層厚度、合理配筋率范圍等，從材料各自的力學(xué)特性、非力學(xué)特性，以及這兩種材料的組合使用出發(fā)，結(jié)合工程應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助學(xué)生理解和記憶。

(二)對比講解，加深重難點(diǎn)知識(shí)的理解

在講授過程中，幫助學(xué)生整理各章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行對比講解，使學(xué)生對重難點(diǎn)知識(shí)的掌握更加牢固。例如第一類T型截面與單筋矩形截面對比；第二類T型截面與雙筋矩形截面對比；大偏心受壓構(gòu)件與受彎構(gòu)件對比等。在合理安排教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)先修課程來幫助重難點(diǎn)知識(shí)的理解。同時(shí)對課程中出現(xiàn)的不同構(gòu)件的不同構(gòu)造要求，適時(shí)歸納與分類，使其條理化和簡單化。

二、教學(xué)方法

(一)預(yù)習(xí)引導(dǎo)、重點(diǎn)突破

在講解前進(jìn)行預(yù)習(xí)引導(dǎo)，提出幾個(gè)下次課學(xué)生需要回答的問題，使得課程的預(yù)習(xí)有目的性和針對性。在講授過程中，對重難點(diǎn)部分放慢節(jié)奏，觀察學(xué)生課堂反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整和隨堂復(fù)習(xí)。課后復(fù)習(xí)要求學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的對比和總結(jié)。做到每章內(nèi)容有提要，重難點(diǎn)知識(shí)有歸納和總結(jié)。

(二)傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體有效結(jié)合

對于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理這門理論性和實(shí)踐性結(jié)合緊密的課程而言，一方面需要傳統(tǒng)板書教學(xué)，例如受彎構(gòu)件正截面承載能力平衡方程的建立及其試用條件，通過板書的形式推導(dǎo)，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)分析問題、思考問題，加深理解和記憶；另一方面需要多媒體的現(xiàn)代教學(xué)方法，例如受彎構(gòu)件正截面破壞全過程，可以通過圖片及視頻資料重現(xiàn)，結(jié)合力學(xué)知識(shí)，對破壞特征歸納總結(jié)，使得學(xué)生對知識(shí)的理解全面化、立體化，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

(三)理論與實(shí)踐相結(jié)合

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理很多計(jì)算公式由實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸而成并且計(jì)算結(jié)果不唯一，理解起來存在一定的困難。通過工程案列教學(xué)，使學(xué)生參與資料的收集、方案的選取、計(jì)算結(jié)果的分析，加深工程概念，培養(yǎng)工程素質(zhì)。組織學(xué)生進(jìn)行工程現(xiàn)場觀摩，加深基本構(gòu)件的配筋方法、構(gòu)造措施以及混凝土結(jié)構(gòu)施工的理解。

三、考核方式

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，既有系統(tǒng)的科學(xué)理論，又有很強(qiáng)的工程概念。課程要求學(xué)生掌握拉、壓、彎、扭、剪五大基本構(gòu)件的受力性能、計(jì)算方法和構(gòu)造措施，具有運(yùn)用《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》解決實(shí)際工程問題。但本課程中計(jì)算公式復(fù)雜，參數(shù)取值多，構(gòu)造要求多，采用完全閉卷考試的形式對學(xué)生記憶工作量增加太多，而且會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的復(fù)習(xí)只側(cè)重于公式的死記硬背，知識(shí)掌握不夠全面。筆者認(rèn)為，可以嘗試將側(cè)重理論基礎(chǔ)的閉卷考試和側(cè)重工程實(shí)際的開卷問答相結(jié)合的考核方式，同時(shí)考核成績中還應(yīng)囊括作業(yè)成績、平時(shí)考核成績、實(shí)驗(yàn)成績等方面，具體考核方法為：作業(yè)成績占總成績10%，平時(shí)考核成績占總成績10%，實(shí)驗(yàn)成績占總成績10%，開卷問答占總成績20%，期末考試占總成績50%。采用多元化的考核方式，可以多方面的檢查學(xué)生對課程的掌握情況，有效避免學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真，考前突擊的不良現(xiàn)象。

四、結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主要講述基本構(gòu)件設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法，課程內(nèi)容多，知識(shí)廣，與基礎(chǔ)課程聯(lián)系緊密，工程應(yīng)用型強(qiáng)。根據(jù)課程特點(diǎn)，不斷探索和實(shí)踐多樣化的教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生課本知識(shí)聯(lián)系工程實(shí)踐的能力，并且在教學(xué)過程中應(yīng)重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，為今后從事土木工程相關(guān)工作打好基礎(chǔ)。

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TU37-4；G

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** 作者簡介：蔡張杰(1989-)，男，漢族，江蘇鹽城人，長安大學(xué)建筑與土木工程，工程碩士，鹽城工學(xué)院，助教。