混凝土结构设计原理的教学研究

李云云，杨包生

（内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院，内蒙古 包头 014010）

混凝土结构设计原理是本科院校土木工程专业学生必修的专业基础课，本课程的研究内容涉及钢筋混凝土结构构件的基本力学性能及设计计算理论，其在整个专业教学中具有承上启下的作用，先修课程涉及土木工程材料、建筑制图、材料力学、结构力学等，并对混凝土结构设计、结构抗震设计、高层建筑结构设计等后续专业课程的学习有着不可替代的作用。另外，该课程又是学生进行课程设计、毕业设计等实践性教学环节以及毕业后从事专业工作的必备基础。因此，怎么能够在教学过程中充分调动学生的学习积极性、主动性？让学生深刻理解混凝土结构的计算理论、掌握其设计方法，并能够学以致用，是该课程教学的重心所在。

一、课程特点

作为专业基础课，混凝土结构的学习要以材料力学、结构力学，以及土木工程材料等为基础，综合性强；而且其计算方法要以试验研究为基础，建立起半理论半经验的计算公式，计算时要符合一定的基本假定，还要满足一定的适用条件，教学讲起来枯燥，学生学起来无味，且抽象难懂，由此造成学生的学习积极性不高[1]。另外，该课程的最大特点是概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多、与相关规范紧密结合，并且内容比较零散、系统性、逻辑性差，因而学生学习时会感到没有规律可循，从而形成学生难学、教师难教的现状。

二、教学模式研究

现在大学中普遍存在一种现象：有部分学生在学习上失去了主动性，上课对他们来说可能已经成为负担。目前本科院校从事实际教学的教师均为硕士以上学历，在工作中他们所缺少的不是知识和责任心，而是正确有效的教学理念与策略。学生最终的学习效果如何，更多地取决于其本人对待学习的态度，所以教师在平常教学工作中，应该首先考虑如何引导学生积极主动地去学习，要充分激发学生的学习热情，变被动学习为主动学习。

（一）“问题式”教学

混凝土结构设计原理课程在学习中既要涉及到许多基础知识，又有大量的计算理论，而课程教学的目的是使学生具有扎实的理论知识，并提高其分析和解决工程实际问题的能力。如果教师在授课初始就大篇幅地介绍计算理论，势必会使学生产生厌烦心理，影响其学习兴趣。从教育心理学角度讲，学习兴趣与学习效果是成正比的[2]。那么，如何去教才能激发起学生的学习兴趣、增进学习动力呢？这就需要改善传统的、满堂灌的“注入式”教学方法，而是在课堂教学中加入“学生提问”的教学环节。具体做法是每次授课给学生预留10～20min时间，让学生充分消化所授内容，可以相互交流，要求每位学生下课前将存疑的问题写到一张纸上以班级为单位上交教师，或者发邮件给老师，教师课后工作量较大，要把学生所提问题进行分类总结，在下次上课时先简答学生所提问题之后再讲新内容，如此循环直至结课。这一作法可以激发学生的自主学习兴趣，是我在几年来的教学中一直思考的结果，我们准备在2010级土木工程专业的混凝土结构设计原理教学中采用此法。

（二）合适的教学手段

该课程的特点就是基本理论和经验公式较多，而且与现行规范、实践应用联系紧密，因而，必须选择合理的教学方法。板书教学具有特定的优势，但是，如果整个课程均单纯的采用板书教学，只讲解基本原理、公式推导及结构配筋计算，学生既感枯燥，又不易理解，从而渐失学习兴趣，最终导致教学效果欠佳。这就要求寻求一种新的教学方法。近几年，随着计算机技术的发展和应用，在教学界兴起了一种新型的教学方法—多媒体教学，此法是把教学内容通过图文、动画、录像资料等通过硬件设备表现出来的一种教学方法[3]。这种教学手段形象、生动、直观、信息量大，可以从感官上吸引学生，从而更好地调动学生的学习兴趣，加深其对教学内容的理解，所以被大多数学校采用，如果把板书教学和多媒体教学二者有效结合起来，可以把教学内容从学生的感性认识上升到理性认识，充分调动学生学习的积极性、主动性，从而提高教学质量。

（三）注重学生的综合能力培养

作为土木工程专业的学生，毕业后从事的工作主要是结构设计、施工以及相关建筑企业管理等方面的工作，实践性较强，因此，在日常教学中加强学生理论与工程实践相结合的培养是非常必要的。学生只有掌握扎实的理论知识，才可以为工程应用提供必要指导；工程实践能力则是教学的目的，只有具备实际工作技能，才能更好地服务社会[4]。而混凝土结构设计原理作为土木工程专业的敲门砖，不仅要讲授混凝土结构的基本知识，更要通过教学过程各环节建立学生的结构系统概念和工程意识以及培养学生结构设计的综合能力。

1.实践性教学环节强化

在教学中，根据具体内容选择适当时间安排现场实践教学。比如，在讲完受弯构件正截面和斜截面承载力计算的相关内容后，安排学生到工地参观梁、板的钢筋布置以及钢筋的锚固、搭结、弯起和延伸等构造；在讲授预应力混凝土构件时，若能够与预制厂联系，则可安排学生参观预应力混凝土构件的制作过程，从而了解常用的预应力钢筋的种类以及张拉设备、锚具等。除此之外，还可以安排一些典型的工程实例讲座，讲座中穿插混凝土结构构件计算方法的实际应用。另外也可通过课堂视频教学让学生接触更多的实际工程，切实在教学中做到做到理论联系实际，大大提高学生分析问题、解决问题的能力。另一方面，可以对已经毕业的学生定期回访，通过他们在工作上经常遇到的问题，了解和听取他们的意见，这样在授课时，教师就会有的放矢，缩短专业课课堂和实践的距离。

2.重视构造要求

土木工程专业的学生在课程设计和毕业设计中存在的一个突出性问题是计算理论和计算方法往往均是正确的，但构造要求不符相关规定。这也是我们教学中应注意的问题。

进行钢筋混凝土结构构件设计时，构造要求与理论计算一样，都是不容忽视的重要方面。《混凝土结构设计规范》对于各类构件的相关构造规定是通过长期的工程实践经验总结得来的。它对于结构计算是必不可少的补充，同时还要照顾施工的便利。因此，在课堂教学中要引导学生对构造要求的学习，让他们在平时就避免存在重计算轻构造的倾向，教师在讲授具体的构造规定时，要把重心放在构造原理的讲解上，让学生充分理解构造要求的作用和实质，而不是去死记硬背，这样才能达到教学的目的。

（四）考核方式改革

我校对于混凝土结构设计原理的考核方式一直采用闭卷考试，相信大多数学校也是采用此法。但是这种课程考核方法过于单一，而且内容死板，除了简答就是计算，仅仅从考试分数上评价学生的优劣过于主观，在一定程度上束缚了学生的创新意识，很难满足当今的社会需求，所以考核方式迫切需要改革。

根据混凝土结构设计原理的课程特点和应用型人才培养的目标，我们应参考全国注册结构师的考核体系，尝试在该课程考试中采用“有限开卷”的考核方式。即只允许带混凝土结构设计规范、荷载规范等，不可带教材和笔记。对于考核方式的改革，在一定程度上就是为了让学生留较多的时间去总结所学内容，而不是花大量的时间去背公式、记表格。另外，在考核内容上应力求体现大土木人才培养的目标要求，尽可能从学生理解、掌握和灵活运用所学知识的能力考核着手。所以试卷内容对于填空、简答、名词解释等死记硬背的传统题目应逐步减少，而对基本知识灵活运用的题目要增加，同时结构构件的相关构造要求在考试内容中要有所体现。

我们今年准备在土木10级学生的混凝土结构设计原理的课程考核进行改革，将考核内容分理论知识考核和综合应用考核两部分，理论知识考核占总分的30%；综合应用的考核占总分的70%，要求学生从案例着手，通过分析受力原理、带公式计算、构造处理等方式解决问题。该考核方式所用试卷只有两类题目，第一类是填空题，30个空共30分，主要考核零散的理论知识点；第二题为综合应用题，包括2—3个小题，每个小题又包含几个问题，有分析题、计算题和建筑构造题，主要考核学生对问题的综合理解和应用，凡是在计算时涉及到复杂的计算公式和各种表格都不需要学生去死记（可带规范），但要求学生能对知识点灵活运用。

三、结 语

土木工程专业的应用型人才培养是一个悠长而连续的过程，那么，专业教学就要紧紧围绕其培养目标，并且通过合适的教学手段、加入适时的实例教学、重视构造要求和实践性教学环节，最终使学生不仅要掌握混凝土结构设计的基本原理、计算方法、设计要求及构造措施；而且要把课程设计、毕业设计及相关实习等实践性环节放在一个整体平台上，为日后成为基础理论扎实、工程实践能力强、具有创新性的应用型人才奠定基础。

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[1]李云云，杨包生.混凝土结构设计原理教学方法探讨[J].兰州理工大学学报，vol.35.2009：357-359.

[2]徐辉，季诚钧.大学教学概论[M].杭州：浙江大学出版社 ，2004：118-139.

[3]许成祥，王天华.《混凝土结构学》多媒体CAI课件设计与实现[J].江汉石油学院学报，2002，4（2）：66-67.

[4]宗兰.改革混凝土结构课教学方法，培养学生工程素质[J].广州大学学报（自然科学版），2006（5）.