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        混凝土結構設計基本原理精選(五篇)

        發布時間:2023-10-07 15:37:36

        序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇混凝土結構設計基本原理,期待它們能激發您的靈感。

        篇1

        關鍵詞:獨立任務型課程;模塊化;課程過程考核評價

        中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2015)04011204

        課程考核方法是實現人才培養目標的重要手段,是高校教學過程管理的一個重要環節。高等工程教育很多專業基礎課程和專業課程,其知識體系由相互近似獨立的工程任務組成,且設計、分析和計算的原理也不相同。這些專業知識的掌握、能力的培養是一個復雜的分段逐步實現的過程,成績評定不是一個簡單的標準考試的結果,應以人才培養目標為導向,結合不同的教育經驗,形成以多模塊、多形式、多手段的進程性的過程評價為主的考核評價體系,并在教學中不斷指導學生,創造問題情景,激勵學生自主學習、獨立思考、判斷和分析。通過課程評價督促教師糾正教學方法,調整學習的方向和方法, 進而更好地達到人才培養目標。文章基于課程與教學課程基本原理中的過程考核原則,以鋼筋混凝土結構設計原理課程為例,研究了獨立任務型課程模塊化過程考核評價的方法。

        一、課程考核評價研究概況和基本原理

        (一)研究概況

        關于中美大學在課程考核方式上的差異,南京財經大學高等教育研究所陳棣沭等對此進行了系統對比,他認為中國各大學課程評價方法多采用標準化考試,而美國

        則更注重過程性考核,并將其成績納入課程考核評價體系中[1]。美國也曾認為標準化考試是課程評價的最佳方法,但標準化考試使用了20多年后其弊端逐漸暴露[2]。為此,20世紀30年代美國教育學家泰勒經過了8年的

        教育研究,提出了課程與教學基本原理的4條原則[3],構建了當今美國及西方國家從小學到大學課程教學設計的基本準則。其中,泰勒的課程與教學基本原理中第4條給出了課程教學的過程評價方法。20世紀70年代,教育學家歐?桑迪在泰勒課程原理和教育心理學研究成果的基礎上,進一步提出了現代課程評價的7條原則[2],其核心是通過引導和刺激,調動學生內在的學習動機,激勵其自主學習,強調自我評價,同時,在考核評價手段上注重多樣化,在教學進程中采用觀察等方法,發現學生的創造力,考察其認識、感悟及應用能力

        。目前美國各大學的學生考核方式無不受泰勒和歐?桑迪等教育學家課程考核評價原理的影響。對于中國應用型工程技術學院,德國教育經驗值得學習。德國雙元制職業教育久富盛名,德國職教界明確將培養學生的綜合職業能力作為其主要目標,具體包括專業能力、方法能力和社會能力三大能力。考核標準圍繞知識、技能、素質,構建課程考核標準, 體現能力本位的職業教育理念[4]。

        (二)任務型課程過程考核評價方法

        基于泰勒課程原理,課程考核即課程評價。其主要目的是通過考核檢驗學生對知識的掌握程度,是否達到了預期的教育效果,以及反饋教學過程中存在的教學問題[5-6]。目前中國各高校傳統的課程考核方式是通過期末課程結業標準化考試來評價本學期的教學效果,存在反饋滯后的問題,對學生知識的掌握極為不利。同時,傳統的課程考核方式,題型固定、答案統一,禁錮了學生主觀能動性和創新思維能力的發揮[7]。

        課程考核實質上就是課程教學效果的評價,對于土木工程專業的學生來說,鋼筋混凝土結構設計原理課程教學主要目的是使學生具備鋼筋混凝土梁、板、柱等構件承載的力學行為的分析能力,并基于分析進行工程結構設計。工程設計問題的分析和解決是結構設計逐步選優的過程,沒有絕對統一的答案,因此需要培養學生運用不同方法和手段解決具體工程結構設計的能力。

        鋼筋混凝土結構設計原理是土木工程專業重要的工程結構設計的基本原理課程,主要包含鋼筋混凝土梁和柱構件的承載、構造和耐久性的設計基本原理,具有多個模塊工程設計任務型的知識點群。各模塊之間的知識體系前后繼承性不強,相對獨立。因此,該課程知識點具有模塊化特點,配合模塊化教學模式,其考核方式分模塊、分階段、分類別進行,其目的是使教學工作的重點真正落實到學生的工程設計能力培養之上,使學生在掌握結構設計基本原理的基礎上,增強自主獨立的工程設計和分析能力,真正實現土木工程專業人才培養目標。

        二、課程考核模塊劃分

        鋼筋混凝土結構設計原理課程教學目的是讓學生掌握結構設計基本原理,進而進行各類鋼筋混凝土結構梁、板、柱等構件的承載設計,具體包括結構材料的選擇、構件截面的尺寸設計、截面配筋設計。基于課程由不同工程設計任務組合而成的特點,按不同預定完成任務,將模塊具體劃分如下。

        (1)結構材料性能和結構設計基本原理模塊主要知識點主要包括:鋼筋和混凝土的材料性能及選用原則荷載、材料強度的取值方法和結構設計的基本原理三個方面。

        該部分知識點作為課程后續的梁、柱等設計的基礎知識,將為這些構件設計提供材料力學性能和結構設計方法,因此考核重點是鋼筋混凝土結構設計的基礎理論,以及與其相關的土木工程材料力學性能的基礎知識。

        (2)鋼筋混凝土梁構件截面抗彎、抗剪和抗扭設計原理模塊的主要知識點包括: 鋼筋混凝土梁在彎矩,或剪力,或扭矩作用下截面破壞過程;構件承載力截面設計的基本假定和設計原理;構件承載力設計和梁結構的構造要求三個方面。

        該模塊教學目的是使學生能夠運用所學的結構材料性能、結構設計的基本原理,掌握梁的構造設計方法,利用理論力學和材料力學等相關力學理論和混凝土梁試驗研究成果,分析梁截面破壞過程,構建鋼筋混凝土梁極限承載力理論計算模型,掌握梁構件的承載力計算方法,同時應用這些方法,進行鋼筋混凝土梁構件截面的配筋設計和截面承載能力驗算。該部分重點考核學生是否具備鋼筋混凝土梁承載的力學行為的分析和工程設計能力,同時,考慮到專業知識的遷移和延伸,著重考核學生的專業知識綜合應用能力,重點是將鋼筋混凝土梁設計的基本原理拓展到實際的工程結構(框架結構,連續梁,簡支梁、懸臂梁結構)應用中。

        (3) 鋼筋混凝土設計原理模塊的主要知識點包括:鋼筋混凝土柱構造設計要求(材料、截面、鋼筋);

        軸心受壓構件正截面的破壞過程和特征及承載力計算方法;

        偏心受壓構件破壞過程和特征及正截面承載力計算方法;

        偏心受拉構件正承面載力和斜截面承載力計算方法;

        對稱配筋條件下,柱的承載力設計五個部分。

        該模塊教學目的是使學生熟練掌握結構材料性能和結構設計的基本原理,進行柱的構造設計,利用理論力學、材料力學相關理論,以及混凝土柱試驗研究成果,分析柱的截面破壞過程,構建鋼筋混凝土柱極限承載力理論計算模型,掌握柱構件在軸心、偏心受壓條件下,以及對稱與非對稱條件下的承載力計算方法,同時運用這些方法進行鋼筋混凝土柱構件截面設計。重點考察學生是否具備鋼筋混凝土柱承載設計的能力和對該類工程問題的分析能力。

        (4)鋼筋混凝土梁構件正常使用階段撓度和耐久性的設計原理,以及預應力混凝土梁設計原理模塊,主要考核構件截面在長期和短期荷載作用下截面剛度和變形控制設計;構件截面裂縫寬度的驗算方法和環境侵蝕對構件承載能力的影響;預應力混凝土構件的預應力損失、預應力設計和構件承載力計算方法及構造要求。

        該模塊教學目的是使學生能夠運用所學的結構材料性能和結構設計基本原理,理解和掌握構件正常使用的設計方法,利用理論力學和材料力學相關理論,學會構建鋼筋混凝土梁正常使用階段截面剛度理論計算模型,掌握混凝土結構耐久性設計要求,通過對預應力結構施工工藝、承載設計原理的理解,掌握預應力結構設計方法。是否具備預應力梁結構的設計能力是考察的重點。

        三、考核方式和標準的設計

        基于模塊化教學改革的要求和獨立任務型課程模塊化過程考核評價的基本原理,該課程考核評價引入了分階段、按模塊、多手段的考核模式,最終目的是調動學生學習的積極性和主動性,強化學生“能力”培養,真正實現人才培養的目標。同時,解決教與學的偏差、教學信息反饋滯后問題,提高課程教學質量,最終實現進程性模塊化課程過程考核評價的設計。該評價方式和標準的設計主要包括各模塊考核評價的要點設計和課程考核成績評定方案設計兩部分。

        (一)模塊考核評價要點

        教學模塊1包括鋼筋混凝土結構設計的基礎理論和結構材料力學性能,主要為其它模塊知識點的理解和掌握提供理論支撐。該部分知識貫穿整個教學過程,因此其考核要點是專業基礎概念和基本原理。為了便于學生綜合應用相關課程(土木工程材料,材料力學等)知識,理解和掌握結構設計基本原理,考試中增加混凝土材料組成和制備、鋼筋混凝土材料力學性能的基本知識。該部分考核以書面閉卷形式為主,題型主要有名詞概念、簡答、鋼筋混凝土工程材料問題分析。

        教學模塊2、3是該課程的重點教學內容,主要培養學生工程問題綜合分析、工程設計和創新思維能力。由于該部分理論性和工程應用性強,而且每一個知識點具有明確的工程設計目的。因此該模塊考核可根據工程設計的特點,采取以靈活多樣的開卷(工程問題分析、研究、工程設計計算)考試為主,以試驗研究、工程設計大作業、結構設計大賽、結構問題研究為輔進行考核,其目的是考查學生對工程(梁、柱)設計理論方法的理解和掌握情況,以及工程實踐分析和創新解決工程問題的能力。其中工程設計作業、工程設計大賽和梁柱的試驗等輔考核,由課題組教師指導,以小組為單位共同完成。通過設計作品展示、試驗設計和鋼筋混凝土結構設計大賽、研究報告等形式,較好地激發學生對結構分析和設計的興趣,培養學生的創新能力、協作能力和團隊合作精神。

        由于教學模塊4教學知識點體系內容多,通過單一試卷考試不能全面反映學生對該部分知識點的掌握程度,因此,該模塊考核以具體工程項目中預應力梁設計為背景的大作業形式為主,全面考核學生進行新型結構研究和創新實踐的能力。

        (二)課程考核成績評定方案的設計

        基于該課程考核要點,并結合階段模塊化教學改革的要求,有針對性地進行題型設計。在考試題型設計中,工程問題分析,解決問題的方案、思路和工程設計計算作為重點題型,考核學生是否能夠善學善用,運用所學工程設計原理,進行獨立思考、解決和分析工程問題。在考核評價過程中,鼓勵學生提出具有創新性的、探討性的觀點,并在分值上給予體現,同時,工程問題論述分析題的評分標準要基于工程設計原理,允許有不同見解的答案,評卷時應著力關注試卷的分析問題和計算推導,以及不同方案的比選過程。具體題型設計和考核評定標準如表1。

        研究性試驗、構件設計作業,競賽、研究報告100小組考核100全過程

        平時平時出勤(20%)、作業(40%)、課堂筆記(20%其檢查4次)、互動問題回答(課堂活動和小組互動20%)100全過程

        總成績平時(10%)+考試(60%)+研究型(30%)100

        四、結語

        (1)課程教學過程考核和考核手段多樣化是目前國內外高等教育課程考核評價的主要方法和趨勢。

        (2)課程考核評價模式的改革要結合課程特點,以實現人才培養目標為指導思想,因地制宜進行系統設計,實現課程教學和評價一體化的改革。

        (3)對于獨立任務型課程,采用分階段、按模塊、多手段的過程考核模式符合現代課程過程評價改革的理念。參考文獻:

        [1] 陳棣沭,韓婧.大學課程考核方法之比較分析[J].教育與現代化,2009,29(2):91-96.

        [2] 韓鋒.美國評價學生的七項標準[N].山東教育,2001,19:124.

        [3] (美)勞拉夫.泰勒.課程與教學基本原理[M].施良方,譯.北京:人民教育出版社,1994:23.

        [4] 張海容.德國職業教育對我院高職教育課程考核模式的啟示[J].北京勞動保障職業學院學報,2010,4(3):41-44.

        [5] 黃亞紅,曹弋.對當前大學課程考核模式改革的思考[J].高等函授學報:哲學社會科學版,2007,20(2): 67-68.

        篇2

        關鍵詞:土木工程;混凝土結構;教學方法;教學過程;教學質量

        作者簡介:楊敬林(1978-),男,湖南武岡人,湖南農業大學工學院,講師;方亮(1981-),女,湖南岳陽人,湖南農業大學工學院,講師。(湖南 長沙 410128)

        中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0082-01

        “混凝土結構”課程是土木工程專業的一門理論性及實踐性都較強的專業基礎課程。本課程的主要任務和基本要求是:學生通過本課程的學習,掌握混凝土結構設計的基本原理及結構設計基本方法,能正確應用混凝土結構設計規范進行混凝土結構基本構件的設計,并具有初步分析和解決一般混凝土結構實際工程技術問題的能力。[1]本文以湖南農業大學土木工程專業“混凝土結構”課程的教學為研究對象,結合該課程教學中存在的問題,就如何改進教學方法,提高教學效果和教學質量進行探討。

        一、“混凝土結構”課程現狀及存在問題

        “混凝土結構”課程包括混凝土結構基本原理和混凝土結構設計兩個部分,分上下兩冊兩學期開設,上冊主要內容有緒論、混凝土結構的材料及結構設計方法、混凝土結構各種基本構件(包括受拉構件、受彎構件、受壓構件、受扭構件、預應力混凝土等)的設計原理和方法,最后就是混凝土構件的剛度(包括裂縫、撓度等)計算;[2]下冊主要內容有混凝土梁板結構、工業廠房結構和多層與高層建筑結構。課程教學大綱上下兩冊要求學生通過“混凝土結構”課程的學習,掌握基本理論、基本概念,在熟悉和了解混凝土結構設計規范的基礎上掌握混凝土結構基本構件的設計原理和計算方法,能從事土木建筑混凝土結構的設計、施工、制造和簡單的預應力混凝土結構設計等。從課程教學效果和學生反饋的信息來看,該課程在教學過程中主要存在以下一些問題:[3-6]

        課程內容多而復雜。“混凝土結構”課程的內容從基本原理到各種混凝土結構物的設計計算,涵蓋面廣,涉及到的內容比較多,學時數也較少,需要較扎實的數學力學基礎知識,也要求學生有較強的空間想象能力和繪圖能力。

        課程內容計算公式多且復雜。混凝土結構設計主要是各種房屋建筑結構物的設計計算需要配筋,包括鋼筋的級別、直徑、數量、長度等等,這些內容帶有很大的不唯一性,使得計算增大了難度,學生初次接觸這種不確定性的設計更加懵懂,接受尚需要一個過程,通過不斷的練習和講解才會明白和理解。

        課程教學方法陳舊。混凝土結構設計講授內容大多枯燥,缺乏具體的實際教學模型和例子,課堂上學生覺得乏味就不用心聽,不用心聽課就更加理解困難,日積月累,學習便惡性循環。

        課程學習方法不合理。“混凝土結構”課程的學習是要循序漸近,需要不斷積累的,學生普遍認為該課程理論簡單,公式容易,在認識上存在學習誤區,沒有找到適合自己個人學習“混凝土結構”課程的方法。

        二、“混凝土結構”課程教學體會

        針對“混凝土結構”課程學時少、基礎薄、難度大、任務重的特點,筆者結合在湖南農業大學講授該門課程教學實踐過程中的一些經驗,就如何改善和提高該門課程的教學水平和取得良好教學效果談些體會。

        1.合理安排教學計劃和教學環節

        湖南農業大學土木工程專業教學計劃中“混凝土結構”課程教學分為上、下兩冊,上冊為混凝土結構基本原理,安排在第四學期開設,下冊為混凝土結構設計,安排在第五學期開設,各為40學時。剛好安排在“建筑材料”課程結束后開設比較合理,上冊課程學時建議調整為50學時,下冊為40學時保持不變,這樣課程的安排和開設學期均比較合理。課程安排的教學計劃與課程教學環節(課程實驗、課程設計等)均有機結合了起來,既不與前續課程起沖突,也不影響后續課程的連貫性學習,很大程度上保證了課程教學計劃的科學性、適用性。

        2.學習方法與時間安排合理調節

        方法不是萬能的,但是沒有方法也是萬萬不能的。如果方法得當,學習也就事半功倍,方法笨拙,學習反倒累而無效。因此,在大學專業課程的學習過程中,既要掌握方法,也要合理安排和調整學習時間,二者能夠有機合理安排,學習一定效果極佳。課前預習:自學過程中的疑問,通過在課堂上聽老師的講解、分析,盡可能消化;咬文嚼字:看書時要一個字一個詞、一句話細嚼慢咽,逐漸加以理解和消化;理解記憶:學習記憶某些理論、公式方法,注意它們之間的聯系,理解地記憶;課后復習:課后對于課堂上某些難懂或重點的知識點應加強復習,以加深對這些知識點的理解。在學習過程中一定要注意合理安排學習時間,學習效率不是學習時間簡單的疊加,學習需要學習效率,只要學習效率高,學習時間可以減少,學習效率高,學習質量自然也就上來了。因此學習方法和學習時間結合得當,事半功倍,成績也斐然。專業教師在“混凝土結構”課程教學過程中就要對學生講解學習方法和學習時間之間的相互關系,要求每一位學生在學習過程中逐步找到適合自己學習的最好方法,以提高自身的學習效率和質量。

        3.理論計算與規范要求相互結合

        “混凝土結構”課程中講述了大量的理論計算公式,推導過程復雜而難理解,規范規定的構造要求多且細,學生開學領到教材一看,公式多,配筋圖多,規范構造要求多,感覺難學發愁,加深了學習“混凝土結構”課程的畏懼心理。其實,“混凝土結構”課程的計算公式都比較簡單,容易理解記憶,只要能將結構的相關參數代入公式就能計算,再結合混凝土結構設計的構造要求,以結構的基本參數(如截面尺寸、計算簡圖、材料特性)的計算為前提,代入混凝土結構的計算公式中設計計算。因此,筆者在教學過程中,對教材中大量的計算公式的推導循序漸進,一步一步深入,在每個公式推導過程中將結構設計規范規定的構造要求貫穿其中,幫助學生們理解記憶,對于課程里面較復雜的公式,在每周的答疑時間安排課后答疑、習題講解,進行解釋與推導,有針對性和有目的性地講解課程的重難點內容。

        4.教學形式多樣化和教學手段現代化

        教學是一個龐大的復雜系統工程,教學形式應該簡單、直觀,多樣化、科學化,切不能生搬硬套,要有針對性講授“混凝土結構”課程的重點內容,選擇性地因材施教,啟發式教學,活學活用。采用多種形式的教學方法:傳統教學與現代化教學相結合,課內教學與課外答疑相結合,理論教學與習題作業相結合,視頻與試驗相結合,等等,不斷增強“混凝土結構”課程教學的針對性、適用性和趣味性,以增強學生主動學習和理論聯系實際的學習思維。例如,在講完混凝土結構受彎構件的基本原理之后,任課教師可增加一節課內討論課,結合教學樓中受彎構件的實例,分兩三組討論,并給予每組學生合理性的分析解釋。在教學手段上,筆者應用現代化教學手段,采用多媒體電教化教學,融文字、圖片、動畫于一體,把教材抽象的理論知識與活生生的具體的工程實際例子結合起來,講解并擴充混凝土結構設計最新發展動態和最新理論成果,在課內一起探討和學習,彌補教材內容的不足,開闊學生學習視角,以促進學生學習的興趣,提高學習的積極性。

        三、結語

        專業課程教學改革是一項長期而艱巨工作,當代大學生學習知識缺乏主動性,獨立思考問題的能力欠缺,大學專業教師應以課程教學改革為契機,不斷更新教學理念,探索新的教學模式,探索出一個適合專業教師教授專業知識和當代大學生學習專業知識最佳結合點。綜合湖南農業大學這幾年的“混凝土結構”教學情況,筆者的教學方法和教學改革取得了一些進展,教學效果顯著,得到了學校和學生的一致認可。

        參考文獻:

        [1]覃麗坤,趙天雁,王振,等.混凝土結構設計原理教學法研究[J].高等建筑教育,2009,18(4):80-82.

        [2]沈蒲生,梁興文.混凝土結構設計原理[M].北京:高等教育出版社,2007.

        [3]張衛東.混凝土結構課程教學改革[J].高等建筑教育,2005,14(4):60-62.

        [4]姚力,葛明蘭,尹冶.“混凝土結構設計原理”課程建設探討[J].中國電力教育,2009,(6):133-134.

        篇3

        【關鍵詞】建筑結構 新版混凝土規范 教學改革

        【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)03-0019-02

        1 引言

        《建筑結構》是非土建類專業開設的專業基礎課程,內容涵蓋混凝土基本原理、鋼筋混凝土結構設計、砌體結構、鋼結構以及抗震設計,知識面廣、內容全面。在"需求導向,能力為本,知行合一,重在創新"的人才培養理念指導下,《建筑結構》課程應緊密結合結構設計規范[1],以結構設計基本原理為基礎,以建筑結構發展最新動向為延伸,強調學生對基本概念和設計方法的掌握,培養學生發現問題、解決問題的能力。

        2010年新修訂的《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)[2]于2011年7月1日在全國范圍內開始實施。新規范在總結今年來全國科研、高校和設計單位的科研成果和工程實踐經驗基礎上,學習借鑒國外先進規范和經驗,廣泛征求國內有關單位意見,經過反復修訂而成,代表了混凝土結構學科在現階段的技術水平。而《建筑結構》課程體系中最重要的混凝土基本原理和鋼筋混凝土結構設計必須遵循新版混凝土規范要求。因此,在新版混凝土規范出臺之際,《建筑結構》課程教學應適時進行調整和完善,以確保學生能正確完成鋼筋混凝土結構的設計,了解混凝土結構學科發展趨勢。

        2 《建筑結構》課程特點

        《建筑結構》課程授課對象是非土建類學生,這一特殊的教學群體決定了該課程的主要特點:

        (1)課程內容繁多。《建筑結構》以"混凝土基本原理"為基礎,以"鋼筋混凝土結構"、"砌體結構"、"鋼結構"為應用,以"抗震設計"為補充,基本涵蓋了土建類專業的大多數專業基礎課。同時在《建筑結構》的教學環節中,涉及了工程材料、材料力學以及結構力學等多門課程內容,要求學生具備扎實的基礎知識。

        (2)課程課時少。《建筑結構》課程通常分兩學期教學,總課時不足90學時,遠低于土建類專業課時數。在內容多、課時少的背景下,必然要求對建筑結構教學內容進行合理分配,結合教學對象,針對專業特點,把握全局,突出重點。

        (3)學生基礎薄弱。非土建類學生數學、力學基礎較差,面對《建筑結構》中大量公式的推導和應用,往往存在心有余而力不足的現象。尤其對一些理論性稍強的內容,學生普遍認為內容太難,無法完全掌握。

        (4)學生思想不重視。學生往往只關注本專業的核心課程,不重視《建筑結構》課程,在學習過程中只求應付考試,不求真正掌握、靈活應用,所以即使老師反復強調,教學效果仍然不佳。

        因此,《建筑結構》課程只有針對課程自身特點,結合非土建類專業學生基礎,因材施教,才能真正實現課程教學目的。恰逢2010版混凝土規范修訂,可通過對教學內容和教學方式的改進,突出新舊混凝土規范的差異,促進學生對混凝土規范的認識和理解,提高教學效果。

        3 《建筑結構》教學內容改革

        (1)采用高強高性能材料

        新版混凝土規范提倡高強高性能材料,要求適當提高一般結構的混凝土強度等級,鋼筋混凝土強度不應低于C20,采用強度級別400MPa及以上的鋼筋時,混凝土強度等級不應低于C25。同時廢除23MPa5級鋼筋,以300MPa級鋼筋代替,新增500MPa級鋼筋,大力推廣400MPa級、500MPa級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋,并逐步限制335MPa級鋼筋。

        (2)統一受剪承載力計算公式

        在2002版規范[3]中,均布荷載作用下的受彎構件箍筋抗剪承載力為1.25fyv(Asv/s)h0,受集中荷載作用的受彎構件箍筋抗剪承載力為1.0fyv(Asv/s)h0。新版混凝土規范統一了受彎構件抗剪承載力計算公式,均按1.0fyv(Asv/s)h0計算,修訂后規范適當提高了斜截面受剪承載力的安全儲備。

        (3)提高最小配筋率

        2002版混凝土規范規定受壓構件全部縱向鋼筋的最小配筋率取0.6,對400MPa級鋼筋可減小0.1。新版混凝土規范中根據抗震設計要求,受壓構件全部縱向鋼筋的最小配筋率如表1所示,修訂后受壓構件全部縱向鋼筋的最小配筋率有所提高。

        表1 《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)中最小配筋率規定

        受力類型 最小配筋率(%)

        受壓構件 全部縱向鋼筋 0.50(500MPa級鋼筋)

        0.55(400MPa級鋼筋)

        0.60(300、335MPa級鋼筋)

        一側縱向鋼筋 0.2

        受彎構件、偏心受拉、軸心

        受拉構件一側的受拉鋼筋 0.2和45 中的較大值

        表中:ft為混凝土抗拉強度設計值,MPa;fy為鋼筋屈服強度設計值,MPa。

        (4)調整裂縫寬度計算公式

        新版混凝土規范中裂縫寬度計算公式形式保持不變,但對于三級裂縫控制等級的非預應力混凝土構件,最大裂縫寬度可按荷載準永久組合并考慮長期作用影響的效應計算。同時對于非預應力的受彎或偏心受壓構件,受力特征系數αcr減小為1.9。修訂后計算得到的裂縫寬度值有所減小,解決了采用高強鋼筋受裂縫寬度限制的問題。

        (5)完善了各種構件的構造要求

        新版混凝土規范中對板、板柱結構、混凝土墻、鋼筋錨固等構造要求進行了完善修訂。包括:正式提出現澆空心樓板的最小板厚200mm;修改了錨固長度的修正系數,將錨固長度的下限值減低為0.6;完善裝配式結構的構造要求,增補機械連接、漿錨接頭等連接方式等等。

        (6)提出新的設計原則

        新版混凝土規范為提高結構抵御災害的能力,提出了結構防倒塌概念設計,介紹了結構防倒塌定量設計方法的原則。同時為完善耐久性設計,針對既有建筑改造的迫切需要,提出了既有結構延長年限、安全復核、改變用途、擴建改造、修復加固的設計原則。

        4 《建筑結構》教學方式改革

        《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)在第六批規范課程研究的基礎上,對"從截面計算到結構設計"、"增加結構防倒塌設計的原則"、"耐久性及既有結構再設計"、"提高安全度設置水平"、"采用高強-高性能材料"以及"技術進步標準協調國際接軌"六個方面進行了補充、完善、提高。新版混凝土規范的發展方向代表了混凝土結構領域的發展方向,體現了不斷進步、緊密聯系工程的精神。因此,作為《建筑結構》課程更應及時貫徹2010版混凝土規范精神,結合工程實踐開展教學工作,具體可進行以下幾方面的教學改革嘗試。

        (1)大量運用對比分析法

        在眾多《建筑結構》課程教改研究成果中,對比分析法可以通過比較,找出事物的相同點和不同點,加深學生對教學知識的理解和掌握[4]。在《建筑結構》課程教學過程中,可采用對比分析法對新舊混凝土規范內容進行舉例說明,不僅要突出修訂后的內容,也應介紹規范修訂的背景、原則,讓學生在記住專業知識的同時,也對混凝土學科發展方向有所了解。

        (2)開展"現場"教學

        《建筑結構》課程中的部分概念性知識,學生往往很難把握。為讓學生擁有對混凝土結構的直觀認識,可以帶領學生參觀結構試驗大廳,逐一介紹鋼筋、水泥、砂石、模板等基本材料;還可帶領學生旁觀土建類專業學生材料試驗課和混凝土試驗課,觀察鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗以及適筋梁破壞試驗。通過"現場"教學把抽象的事物、概念實體化,加深學生的理解,培養學生對《建筑結構》課程的學習熱情。

        (3)緊密結合工程實例

        對于非土建專業學生,大量概念、公式、計算內容的講授不免顯得枯燥,因此需要在教學過程中不時通過生動的工程照片、實例、視頻吸引學生注意、強化學生的感性認知,將有助于《建筑結構》課程教學效果的改善。

        (4)教師不斷自我培訓

        隨著新技術、新工藝、新知識的不斷發展,混凝土規范進行了再次修訂和完善,以規范為根本的《建筑結構》課程也應緊跟發展趨勢,不斷自我完善。因此,任課教師必須及時更新知識結構、增長工程實踐經驗、及時掌握行業發展動向,積極參與課程相關的各項科研、教改研究,不斷進行自我培訓,提高自身素質。同時在教學環節中,以身作則給學生樹立積極向上的榜樣。

        5 小結

        本文以新版混凝土規范為背景,結合非土建類專業學生特點,初步探討了《建筑結構》課程的教學改革。通過對教學內容和教學方法的改進和完善,以期實現課程教學目的,完成教學任務,達到教學效果,使學生在接受建筑結構設計相關理論知識的同時,了解行業發展方向,提高自身實踐能力。

        參考文獻:

        1.王文龍. 高職《建筑結構》課程的教改實踐與探索[J]. 長江工程職業技術學院學報. 2006,23(1):43-45.

        2.中華人民共和國住房和城鄉建設部. 《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)[S]. 中國建筑工業出版社出版. 2010.

        篇4

        【關鍵詞】混凝土結構,卓越土木工程師,教學改革

        世界經濟競爭主要是科學技術的競爭,歸根結底是人才的競爭。競爭、變革與發展是當今時代的特點。在世界綜合國力的競爭中,擁有高素質工程技術人才的多少已成為衡量一個國家科技進步、經濟實力、生產力發展水平的重要指標和依據。因此,培養大批量具有高素質工程技術人才,是我國經濟、科技國際化和時展的需要。“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》和《國家中長期人才發展規劃綱要》的重大改革項目,是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類高質量工程技術人才。為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。

        安徽建筑工業學院是國家“卓越工程師教育培養計劃”實施高校,其中“土木工程專業”是“卓越計劃”的重要實施專業,該專業于2007年通過了國家建設部全國高等教育專業評估、為國家特色專業建設點。《混凝土結構》作為土木工程程專業的核心課程,是一門理論與工程實際緊密聯系的課程,其知識體系、理論和方法既具有很強的工程性,又具有嚴密的科學性,而實際工程應用的綜合性又使得本課程的涉及面和內容十分豐富,其涉及到數學、力學、材料、實驗等多種知識與技能,對提升學生的工程素養,培養學生的工程實踐能力、設計能力和創新能力起著重要作用。本文從分析課程特點人手,提出了有關改革實踐辦法。

        1分析課程特點,優化教學內容

        1.1課程特點

        混凝土結構課程包括“混凝土結構設計原理”和“混凝土結構設計”兩部分內容。第一部分屬于專業技術基礎課范疇,主要涉及混凝土基本構件的受力性能、截面設計計算和構造要求等內容,重點在于掌握混凝土基本構件受力性能分析和計算方法。第二部分屬于專業課范疇,主要涉及梁板結構、單層工業廠房結構和多層框架結構等內容,重點培養學生綜合運用第一部分的知識和力學知識,解決實際工程問題的能力。從教學實踐看,該課程是土木工程專業學生較難掌握,同時又是教師較難教的課程,具體表現在以下幾個方面:

        (1)內容繁雜、涉及面廣。課程主要內容有材料的力學性能研究,結構計算基本原理研究,各種受力構件的實驗分析研究、基本公式的建立和計算方法的研究,構造措施的研究等。具有概念多、內容多、實驗現象多、計算公式多、符號參數多、構造要求多、教學環節多等特點。造成學生在學習過程中難以抓住重點、難點,從而產生厭學情緒。

        (2)實踐性強、知識更新快。由于混凝土結構是由鋼筋和混凝土兩種力學性能完全不同的材料組成的復合材料構件,其物理力學性能復雜,涉及的因素復雜多變,目前尚缺乏完整的理論體系,大多數公式不可能通過理論推導直接得出,而是在實驗和工程實踐基礎上,提出有關計算公式。因此,在結構設計中引用了大量基于試驗以及工程經驗的計算規定。該課程內容的研究對象,都直接來源于土木工程結構中的實際受力結構或構件,教師在講授中,一定要注意將身邊的工程實例引入課堂,抽象的紙上談兵不利于學生對該課程的理解。混凝土結構又是在大量工程實踐和科學研究基礎上發展起來的一門實用性強的應用學科,與工程實踐中的新成果息息相關,由于土木工程的發展日新月異,新的工程實踐和新的技術不斷出現,其前沿性和時代性的內容體現在每一個知識點上,因此教學內容緊隨其發展,這是工程實踐性的必然要求和結果。《混凝土結構設計規范》基本上每2年要進行一次局部修改,每10年要進行一次較大更新。

        (3)綜合性強、具有創新性。混凝土結構不僅與前續的理論力學、材料力學、結構力學及土木工程材料等課程內容緊密相關,同時又是后續的高層建筑結構、橋梁工程、抗震結構設計等專業課程學習的基礎,也是畢業設計中主要綜合應用的內容。它既要處理構件的承載力和變形計算問題,還要綜合考慮各方面的因素,確定構件選型、材料選用、結構計算簡圖和分析方法以及配筋構造和施工方案等設計內容。同一工程設計有多種方案和設計數據,設計的結構不是唯一的,應綜合考慮使用功能、材料供應、施工條件、造價等各項指標,通過對各種方案的分析比較,選擇最佳的設計方案。另外,由于混凝土結構設計理論在不斷的更新,結構設計不應完全被規范所束縛,除按《規范》進行設計外,還應在深刻理解規范設計理論的基礎上,充分發揮設計者的主動性和創造性。

        1.2熟悉卓越培養計劃,優化課程教學內容

        傳統的土木工程專業各門課程均強調本身的完整性和系統性,未能站在完善培養對象整個知識結構的高度確定教學內容,課程教學內容重復現象比較嚴重。“混凝土結構設計原理”作為專業基礎課部分,課程內容從原來單一的建筑工程拓寬到涵蓋土木工程的各個領域,因此在有限的學時內需對教學內容進行優化。教學實踐中,可將各專業方向通用的混凝土結構基本原理及基本計算方法與規范分離,突出重點,對構件在各種受力狀態下的破壞性能進行詳細講解,然后再將各種設計規范的不同要求簡要介紹給學生。“混凝土結構設計”屬于混凝土基本構件的后續專業課,在教學計劃中,它主要是為建筑工程方向開設的,主要介紹有關典型鋼筋混凝土結構(平面樓蓋、單層廠房、多層框架)的設計,主要講授:實際結構計算簡圖內力計算分析構件截面設計與構造措施等,主要訓練學生綜合分析、應用能力。

        2、改革教學方法,提升教學質量

        混凝土結構的教學模式已從傳統的以知識傳授為主發展到知識、能力、綜合素質的培養為主的模式,并進一步向創新型、研究型教育模式轉變。對不同的教學內容要采用不同的教學方法,以激發學生的學習興趣,構成以學生為主體,教師為主導的模式。對課程的基本原理、計算方法等采用系統講授法,便于較短時間內傳授較豐富的知識;對課程中的構造要求等采用現場參觀、習題練習等方法,讓學生增加感性認識、加深理解和掌握。采用討論式教學,讓學生積極參與,使掌握的知識更深刻;對一些重要的理論、現象等采用演示實驗法,并經常在教學中增加當前科技發展的新技術、新工藝、新材料等內容,以拓寬學生的知識面。

        (1)傳統教學方法和現代多媒體教學手段相結合

        混凝土結構課程不僅有大量的理論和經驗公式,同時又與工程實踐密切相關。對于推導性質、邏輯思維性質等內容,傳統授課方法更為有效,更加符合認知規律。但僅僅沿襲傳統的教學方法,單純講解混凝土結構,學生面對各種枯燥的理論公式,既不易理解,也激發不了學習興趣,教學效果不甚理想。現在,多媒體已經成為課堂上必不可少的教學手段,對于一般了解的教學內容、圖示性質的教學內容適宜于多媒體授課,在多媒體課件中,大量的圖文、聲像、動靜俱全的學習資源讓學生看到了書本上無法捕獲到的東西。同時,利用互聯網技術,將多媒體課件、相關習題等提供到校園網上,實現信息共享,方便學生預習、復習以及討論,提高了教學效率;開辟網上課程討論區,為學生提供良好的釋疑環境以及知識交流平臺。將傳統的教學方法與現代的教學手段相結合會得到事半功倍的效果。這種新的教學方式拓寬了學生的知識面,調動了學生學習的積極性,加深了學生對理論內容的理解程度,從而提高了課堂效率。

        (2)改革課堂教學方式,激發學生創新能力

        根據課程內容的不同,可以采用靈活多樣的課堂教學方式,充分發揮以學生為主體、以教師為主導的教育理念,激發學生的學習積極性和創新能力。案例法教學。針對混凝土結構原理課程實踐性強的特點,教師可在授課過程中適時采用案例教學。教師根據教學目的要求,引用研究成果和工程案例,開展課堂討論,引導學生積極參與,師生互動,讓學生通過自己的觀察、思考、分析、選擇、領悟去獲取知識,并把所學的知識運用于實踐。教給他們分析問題和解決問題的方法,進而提高分析問題和解決問題的能力,加深學生對基本原理和概念的理解。

        啟發式、互動式教學。啟發式教學關鍵的是引導學生思考,并給學生留出充分的思維空間,啟發和引導學生思考。我們要求教師按照“提出問題分析問題解決問題結論和討論”的思路,組織好課堂教學。互動式教學要求教師和學生之間要有對話和交流,同時學生對老師提出的問題要有響應。要發揮教師在課堂教學中的主導作用,教師要精心設計教學過程中不同階段能夠啟發學生思考的問題;其次是要尊重學生在教學活動中的主體地位,學生對老師提出的問題要積極地去思考和回答。

        比較法教學。在教學過程中,采用比較法教學,能提高學生的理解能力、分析問題能力。

        問題引入式教學。重視問題的引入,根據不同的課堂內容,布置課后思考題,提出與所講內容相關的工程問題讓同學思考,引起學生的好奇心,然后在后面的講解過程中解答問題,這樣學生就會在課堂上認真聽講,變被動的接受知識為主動學習,培養學生主動學習的能力。

        (3)結合教學內容,把實踐引入課堂。混凝土結構和工程實踐密切相關。如果單純學習書本知識,學生就會產生疑惑,漸漸失去學習的興趣。實踐就是打開疑惑的大門,除了教學計劃安排的實踐性環節外,結合教學內容,通過載體,教師要善于把工程實踐引入課堂。可利用的載體是設計規范、標準圖集、施工圖紙、結構模型、混凝土結構最近發展動態等。建筑工程和我們的生活息息相關,教育學生平時多到工地走走,處處留心,多多學習,拉進理論和實踐的距離,增加學生工程意識。

        (4)專業知識學習和實踐、創新能力培養相結合

        引導、鼓勵學生結合課程內容,制作結構模型、撰寫專業學術論文、自主設計大學生科研訓練計劃、參加結構設計競賽等。

        3、加強實踐性教學,培養學生工程能力

        由于混凝土結構課程具有很強的實踐性特點,因此,加強實踐環節勢在必行,主要包括課程試驗、課程設計、畢業設計等幾方面。

        (1)重視結構試驗課教學,培養學生創新能力。混凝土結構課程教學中涉及較多試驗研究內容,課堂中對試驗內容只進行理論解說,往往事倍功半,效果不佳。教學過程中,一方面可利用試驗影像資料,加強學生感性認識,激發其學習興趣;另一方面,將結構試驗室作為一個創新平臺,引導學生參與課題研究,親自參加試驗,培養學生以試驗現象、基本理論為基礎進行科學研究的能力,進而培養學生的創新能力。

        (2)強化課程設計訓練,培養學生綜合能力。課程設計是一項綜合訓練,培養規范、手冊、技術資料和工具書等使用方法,提高學生設計計算、工程制圖能力。這是由理論走向實踐,應用能力培養的關鍵性環節。要“真題真做”或“真題假做”,選擇難易程度、工作量和內容覆蓋面相近的實際工程的一部分作為課程設計題目。在設計中要把握好教師對學生引導作用的分寸,切忌采取“保姆”式的包辦指導辦法,要突出“學生為主,教師為輔”的教學指導思想,教師應“授之以漁”而非“授之以魚”,促使學生一開始就建立依靠自己動手動腦解決問題的獨立性,讓學生在設計中充分發揮主角作用,使他們通過設計實實在在積累知識經驗,熟練技術技能,全面提高業務素質。

        (3)采用“雙導師制”,提高畢業設計質量。畢業設計是學生對大學四年所學知識的綜合運用,也是學生走上工作崗位前最為重要的實戰演習。可采用“雙導師制”進行指導工作,即由教師和設計院工程技術人員共同指導學生畢業設計。此階段除注重提高學生將混凝土結構設計原理、設計方法與規范的綜合運用能力之外,還應重視培養學生的識圖、繪圖能力和軟件應用能力,如設計圖紙要求有一定比例的手繪和CAD繪圖,結構計算結果要求采用有限元程序或軟件校核,以提高學生的工程素質,縮短學生適應工作的時間。學生經過畢業設計,學會了綜合運用課程知識、查閱資料、設計計算、軟件使用等許多在工作中有用的東西,也就是分析問題和解決問題的能力得到快速提高。

        4、結語

        混凝土結構課程的學習關系到學生對后續專業課程的學習,關系到對學生學習能力的培養,提高其教學質量勢在必行。在“卓越土木工程師”培養計劃下,如何提高混凝土結構課程進行效果,更好地適應“卓越土木工程師”人才培養目標,不僅與教學內容與方法的改革有關,更與師資隊伍和企業的參與度緊密相連,有待于在今后的教學實踐中不斷加以完善。

        參考文獻:

        [1]張建文.混凝土課程應用能力的培養[J].宜春學院學報,2011,33(4):166-167.

        [2]閻石,張海風,張曰果.新形勢下混凝土結構課程教學改革初探[J],建筑結構,2008,38(增刊):93-95.

        篇5

        關鍵詞:混凝土結構基本原理;專業基礎課;教學方法

        土木工程是指基礎設施的設計、建造和維護,是一門專業性和實踐性都很強的工程學科,中國開展土木工程學科高等教育已有將近一個世紀的時間。混凝土結構基本原理是土木工程專業的核心必修課程,主要內容包括混凝土結構的發展與設計方法、混凝土結構材料的力學性能、混凝土構件的承載力設計、混凝土結構的變形和耐久性設計、預應力混凝土構件的設計[1]。目前,世界上大部分工程結構均為混凝土結構,因此,該課程與實際工程聯系緊密,主要培養土木工程專業學生對混凝土結構基本構件的設計能力,對混凝土結構基本工程問題的分析和解決能力,為后續專業課程,如混凝土與砌體結構設計、高層建筑結構設計、建筑抗震等的學習奠定堅實的理論基礎。隨著全球化進程的加快,用人單位對具有國際競爭力的工程人才需求日益增加,越來越重視對國際化人才的培養。教育部2001年印發的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》指出:要在高校公共課程和專業課程中積極推動使用英語等外語進行教學[2]。在該意見提出的十幾年來,全國各大高校在雙語教學實踐中進行了探索,并取得了一定的成績。土木工程是一門全球性學科,混凝土結構基本原理是土木工程專業最重要的專業課程之一,但各國制定的規范在混凝土結構的設計方法和思路上存在一定差別,因此,為培養學生的國際視野,開闊學生眼界,提高土木工程專業學生的國際競爭力,在土木工程學科中的重點課程開展雙語教學是非常必要的[3-5]。混凝土結構基本原理的教學工作主要分為3個部分,即理論教學、實驗教學和課程設計。如何激發學生的學習興趣,提高學生對專業知識與設計方法的理解和掌握程度,確定英語與母語的使用比例,并將原本“枯燥乏味”的規范條文講得生動有趣,是主講教師需要認真思考的問題。如何讓學生在教學過程中深刻理解基本的理論知識,掌握基本構件的設計方法,并能熟練解決工程實際問題,是主講教師在設計教學方法時的基本出發點。學生對教學內容是否感興趣,以及對相關知識的理解和掌握程度是衡量教學效果的主要標準。

        一、教學過程中出現的問題

        目前,中國幾百所高等院校平均每年向國家輸送幾萬名土木工程專業的畢業生,但據工程建設單位反映,土木工程專業的畢業生力學概念和常識較差,只知道照搬公式、照抄規范,缺乏獨立思考能力[6]。因此,專業課程的主講教師在教學過程中不能照本宣科,一味讓學生背公式、記規范,否則,“人才”將培養成只會運用工具的“工匠”。混凝土結構基本原理教學內容多,涉及的知識面廣,既有理論推導和實驗研究,又需要實際工程經驗,是一門教學難度較大的專業課程。而該課程的教學學時極為有限,住房和城鄉建設部2011年頒布的《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[7]僅建議60個學時,部分高校安排的教學學時更是低于該標準,因此,在教學過程中有很多課程內容無法詳細展開,學生難以充分理解課堂上講授的理論知識,只能依靠死記硬背,從而逐漸失去對這門課程的學習興趣。對哈爾濱工業大學(深圳)土木工程專業碩士研究生新生專業英語詞匯掌握程度的調查發現,大多數學生專業英語詞匯掌握程度較低,有的學生甚至連一些基本的專業英語詞匯都沒有掌握。出現這種情況的原因可能是:在僅有的教學學時內,連教材內容都很難全面講解,更不用說進行雙語教學;學生對新知識的吸收能力有限,很難在短時間內掌握外語表述的概念;重視程度不夠,專業英語掌握能力未列入考核內容。鑒于此,為激發學生對混凝土結構基本原理的學習興趣,提高課程的學習效率和對專業英語的掌握程度,培養學生獨立思考的能力,結合多年的教學實踐經驗,提出一系列創新的教學方法與實施建議,供廣大土木工程專業課程主講教師參考借鑒。

        二、教學方法的創新與實踐

        (一)注重培養學生的學習興趣混凝土結構基本原理是土木工程專業學生較早接觸的與實際工程緊密聯系的專業課程之一,學生在剛開始接觸這門課程時,往往抱有新鮮感和好奇感,如果能適時激發學生的學習興趣和熱情,培養學生良好的學習習慣,必將極大提高學生的學習效率,事半功倍,從而進一步增強學生學習該門課程的興趣,形成良性循環。結合多年的教學實踐經驗,總結了以下幾點方法:(1)善用多媒體技術。由于該課程包含較多的基本概念、圖和表格,采用傳統的板書形式,學生很難做到全過程集中注意力記板書、聽講解,教學效率低[8]。因此,在教學過程中需要善用多媒體技術,在每一個基本概念講解后配上相應的圖片,在教學課件中引入經典工程的施工圖片和現場視頻、經典實驗的圖片和視頻,不僅縮短了板書和講解時間,而且有利于激發學生的學習興趣和科研熱情,使學生在集中注意力聽完概念或理論的講解后,通過視頻和圖片緩解學習疲勞、增長見識、加強記憶。同時,通過介紹經典工程中的施工方法、施工技術、新材料、新工藝,以及經典實驗中采用的實驗方法、實驗技術和注意事項等,豐富教學內容,讓學生對土木工程專業未來的發展有一定程度的了解。值得注意的是,多媒體技術雖然節約時間,但對于公式推導,運用多媒體技術易造成教學進度過快,學生跟不上教學節奏的問題,此時應將傳統的教學方法與多媒體技術結合,如,在講解混凝土構件的破壞現象時,可以運用多媒體技術播放相應的實驗動畫或視頻,讓學生對不同的破壞模式有一個感性的認識,在應力分布和公式推導部分,宜采用板書形式,一步步推導和講解,加深學生對公式演變的理解。(2)巧用數值的表達方法。在教學過程中,學生對平淡的講述方式往往會感到厭煩,從而對一些基本概念沒有較為明確的認識。“混凝土的抗拉強度遠小于抗壓強度”這一基本概念,如果表述為“混凝土的抗拉強度約為抗壓強度的1/16~1/10”,則能在學生的腦海中形成清晰的印象,加強學生對混凝土抗拉強度低的認識,自然在后續的受彎構件設計中不會考慮受拉區混凝土的貢獻。(3)勤用工程實例。在講解混凝土構件的構造措施時,列舉與基本概念相對應的工程實例,有利于加深學生對這些構造措施的理解。例如,“鋼筋加密區與非加密區”“鋼筋的連接與錨固”“架立筋、腰筋、鴨筋和浮筋”等,如果只簡單介紹基本概念,學生由于沒有實際工程經驗,很難知道這些構造措施究竟是什么,起什么作用,就算在課堂上記住了這些基本概念,在實際工程中也很難分辨。

        (二)緊抓教學內容中出現的共性問題在教學過程中,應注重每個章節的共性問題。抓住共性的問題展開深入講解,學生會更容易理解,也有助于提高學習效率。針對較難理解的設計公式,要以學生能接受的方式逐步推導,并引導學生理解公式推導思路,而不是單純讓學生記憶公式。如,混凝土受彎構件和偏心受壓構件的設計公式都是基于平截面假定、力和力矩平衡條件推導出來的,且計算簡圖類似,只需要理解和掌握其中一種構件的計算簡圖和設計公式,其他相似受力構件的設計和計算自然迎刃而解。對于混凝土受彎構件承載力計算公式的推導,首先可解釋公式中各部分表示的含義,公式中的各項材料性能參數可根據《混凝土結構設計規范》[9]查表求得,然后講解各種類型題目的解題思路,求解受壓區和受拉區鋼筋的截面面積,并對截面配筋和混凝土受壓區高度進行驗算,分別判斷是否滿足承載力和適筋梁的要求。對于其他類型構件的公式推導和計算,解題思路是一致的,均按照畫出計算簡圖給出力的平衡方程和力矩的平衡方程求配筋或驗算截面的流程進行計算。引導學生理解公式推導的思路,不僅能幫助學生記憶公式,更有利于激發學生的學習興趣,達到事半功倍的學習效果。

        (三)注重理論與實際相結合的實驗教學模式實踐是檢驗真理的唯一標準。在教學過程中,不能只重視理論教學,而忽視實驗教學和課程設計。學生在實驗教學和課程設計中可以學到平時在理論教學中沒有注意到的知識點,進一步加深對書本上重要知識點的理解和掌握。學校十分重視本科生的實驗教學,每年投入大量經費用于實驗設備的采購和更新,以及實驗試件的設計和加工,為實驗教學的順利開展投入了大量的人力和物力。如,混凝土適筋梁、超筋梁和少筋梁的實驗教學,學生自主設計實驗方案和實驗試件,由主講教師審核確認,再聯系相關加工廠家制作試件,預約實驗場地。實驗過程中安排實驗員與課程助教共同指導學生安裝實驗設備,布置測量儀器,開展實驗并記錄實驗現象和實驗數據。實驗教學不僅加深了學生對不同配筋率的混凝土梁破壞模式的理解,認識了理論推導公式與實驗結果的差別,而且使學生有機會提前接觸科學實驗,提高學生的動手能力,培養學生的學習興趣和科研熱情。在課程設計的教學中,主講教師會預約專門的設計教室供學生進行課程設計,并通過布置設計任務,引導學生自行查找相關規范和參考書籍,獨立完成設計任務。在課程設計的整個過程中,主講教師和課程助教輪流在設計教室為學生答疑,確保學生在課程設計過程中遇到問題能及時解決,提高學生課程設計的質量,增強學生對結構設計的興趣。

        (四)注重課后指導學生在課堂教學中所學的知識,很難在短時間內消化、吸收,而且在此過程中,又會發現新的問題,如果不及時解決這些問題,累積的問題會越來越多,不僅影響學生對所學知識的消化和吸收,而且有可能打擊學習的積極性。此外,對于一些較難理解的內容,一個知識點沒能及時理解可能導致學生整節課都沒聽懂,而由于教學學時有限,主講教師不可能重復講解課程內容,因此,為不影響學生的學習進度,課后指導尤為重要。學校非常重視本科課程的理論教學,建立了課程助教制度,選拔優秀的研究生擔任課程助教,幫助本科生及時解決課程學習中遇到的難題,如果課程助教發現大多數學生都存在的共性問題,或對某一章節的知識點掌握程度較低,則會及時將問題反饋給主講教師,主講教師在課堂上有針對性地展開講解。此外,課程助教還利用課余時間對課后習題逐一詳細講解,幫助學生查找自身知識的缺漏和不足并及時更正。由此可見,課后指導是非常重要的教學環節,可以及時解決學生在課程學習中遇到的問題,幫助學生消化、吸收課堂教學中所學的知識,并讓主講教師及時了解學生對不同知識點的掌握程度,進而有針對性地調整教學內容,提高教學效率。

        (五)注重雙語教學在課堂上適當引進原版英文教材,采用英語教學有利于拓寬學生知識面,并為學生日后的科研、學習、工作和交流奠定語言基礎。但是,混凝土結構基本原理這門課程內容多,公式復雜,概念較難掌握,即便采用中文進行授課,也是難度較大的一門專業課。因此,需要制定一套比較合理的雙語教學方案,使學生能在學習的過程中掌握相關專業英語詞匯。哈爾濱工業大學(深圳)所使用的教材是“十二五”國家級規劃中文教材[1],因為學生英語水平參差不齊,盲目選用英文教材對英語水平不夠扎實的學生會造成很大的學習負擔,導致“上課講不深,學生學不進”的現象。在教學方法上,考慮到班內的學生英語水平不一致的情況,采用國內大學較為通用的嵌入式教學模式[10],根據學科特點,確定在課堂上第二語言與母語所占的比重。在教學過程中,確定英語和母語在每章節所占的比重尤為重要,倘若英語教學占用比重較大,得到的效果往往適得其反。在《混凝土結構設計原理》[1]中,前兩章的內容主要為基本概念,介紹混凝土結構的發展歷史與設計方法的演化、混凝土結構材料的力學性能和結構設計方法等,與前期學習的專業基礎課教學內容,如建筑材料、建筑結構荷載等有較多重疊,且內容相對于后續的理論推導課程較為簡單,因此,在這兩章中可側重于英語教學,通過逐步滲透的方式讓學生慢慢掌握相關概念。首先,引出每節課需要掌握的重點詞匯。課前,提出這節課所需要掌握的重點詞匯,并在講述到相應內容時,對重點詞匯進行講解,加強學生記憶。例如:鋼筋混凝土的英文為“reinforcedconcrete”,因為以前的混凝土構件是沒有鋼筋的,容易開裂,承載力低,延性也很差,研究發現,在混凝土受拉區預埋鋼筋可顯著提高混凝土構件的承載力和延性,將這種鋼筋混凝土稱為增強的混凝土,因此,鋼筋混凝土的英文為“reinforcedconcrete”,“reinforcement”也衍生出鋼筋的意思。此外,混凝土徐變的英文為“creep”,混凝土的徐變是一個長期而又緩慢的形變過程,而“creep”有緩慢移動的意思,因此,將徐變這一現象用“creep”表述。在課程開始前就給出這些重點詞匯的英文單詞,讓學生思考為什么要這么表述,在講到相關內容時再詳細解釋,加深學生對專業英語詞匯的掌握程度和對相關概念的理解程度。然后,反復強調。課后,帶領學生重復練習這節課所學的專業英文單詞,加強記憶。在后續的學習過程中,如果碰到所學詞匯,也應注意中英文的相互轉換。由于概念性的詞匯在混凝土結構基本原理課程中重復的概率大,學生在學習的過程中,不知不覺積累起專業英語詞匯量。最后,不定期考核。利用5~10min的課堂時間,對學生專業英語詞匯的掌握程度進行抽查,可采用課堂小測的形式,測試完畢后由助教進行批改,小測的完成情況將作為平時成績的一部分記錄在案。這種做法有利于督促學生利用課余時間復習鞏固所學的專業英語詞匯。在后續理論推導的章節,由于推導過程復雜繁瑣,經驗公式偏多,為讓學生明白公式推導的全過程,課程講解應以中文講授為主,英文講解的重心放在解題的步驟和表述方式上。由于學生將來可能進入外企工作或出國深造,了解英文的解題步驟和表述方式將為他們未來的發展奠定基礎。

        (六)重視課外活動指導在課余時間,鼓勵和支持學生參加各類相關的專業競賽,例如:混凝土設計競賽、結構設計競賽、PKPM設計競賽等,讓學生學會將所學知識運用到實際中,從競賽中學習,培養學生的創新和實踐能力。學校大力支持學生參加各類競賽活動,并為每組學生指派研究生和教師進行相關指導和培訓,幫助學生解決各種問題,激發學生的競賽興趣。學生在參與競賽的過程中,不僅開拓了眼界,積累了大量的學術知識,也增加了自身的職業素養和學科素養[11]。除此之外,學校的教師團隊承擔了多項國家級、省部級、市區級科研項目,其中不少是關于混凝土結構的研究項目,包括結構加固、結構修復以及結構耐久性方面的研究等,應充分利用此科研優勢,鼓勵學生積極參與科研項目的研究工作,通過參與科研活動,培養學生的科研興趣,鍛煉學生的動手實踐能力,強化對課本知識的理解,認識混凝土領域最新的研究成果和研究現狀。積極組織學生申請大學生創新實踐項目,通過項目立項到結題驗收的整個流程,熟悉科研項目的研究過程,把教材“學厚”“學精”,為今后從事科研工作打下堅實基礎。

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