基于高技能应用型人才培养的混凝土结构课程教学研究

姚 荣，吕凡任

（扬州职业大学 土木系，江苏 扬州 225009）

高职院校培养的是“懂技术、会施工、能管理”的生产一线技术人员和管理人员，混凝土结构作为建筑工程技术专业的职业基础课程，对学生职业能力培养和职业素养形成起着重要的支撑作用，如何把培养一线高技能应用型人才的职业目标转化成课程目标，提高学生职业实践能力，形成“基本素质-职业能力-岗位技能”三位一体的课程目标模式已成为混凝土结构教学的核心任务和急待解决的问题[1]。教学理念的改变必然带来教学内容和方法的变化，混凝土结构课程多元化教学已越来越受到教师的重视和认同。

一、课程内容整合

（一）力学模型、结构设计与结构识图一体化

高职院校混凝土结构课程教学内容借鉴于本科教育的“学科型”教学体系，其内容编排只是将本科混凝土结构课程的“基本构件的计算和构造”与“建筑结构体系”两部分内容进行合并和简化。课程中有大量的概念、符号、系数和公式，这些教学内容易让学生觉得难学难记，心生畏惧，从而影响教学效果。

在构件配筋计算和楼盖、单厂等结构设计中，一些基本设计理论并不是孤立的，学生必须理解结构所具备的各种功能，不能忽视整体而只强调局部。要建立荷载传递的概念，知道工程构件所能承受和传递了哪些荷载，并采取各种必要措施以保证荷载在结构中传递。首先必须建立正确的力学计算模型，计算荷载后进行内力分析，最后根据结构设计公式配筋或校核。很多高职学生在学习时一遇到力学问题感觉难度大，畏难情绪显著。教学中，可将力学中内力图的分布及变化规律、结构计算和构造要求和结构平法图的内容合并在一个教学单元里讲解。比如讲楼盖中板的设计，首先要求学生根据梁或板的力学模型掌握弯距图或剪力图分布规律，然后要求学生根据内力图考虑应配置哪些形式的钢筋来抵抗内力，再兼顾构造要求完善配筋，最后再把工程平法图拿出来和学生的配筋比较异同，要求学生找出哪些钢筋是受力筋，哪些是构造筋，根据弯距图分析板中为什么配置负筋，负筋为什么截断，而有些工程图纸为什么部分负筋是贯通的。这样建立了力学与结构的密切联系，学生设计思路清晰，感觉获益匪浅。

（二）教学内容项目化

高职学生工作岗位要求与混凝土结构教学内容和方式有较大差距，工程一线岗位对结构基本概念、结构构造、结构识图和施工工艺方面的知识要求较高，对结构构件计算要求相对较低。如何让学生参与到真实情境的工作任务中去，通过模拟工程项目的具体操作学习技能，是教师应该考虑和探索的问题。采用项目化的教学，可以使得教学理实一体化，实现零距离就业[2]。

混凝土结构课程项目化教学按教学项目可分为结构平面布置、基本构件校核、结构体系设计3个主项目，下设若干个子项目。如在结构平面布置里安排3个子项目，分别是根据建筑图选择结构构件（包括材料和尺寸）、结构平面布置、荷载计算和内力计算[3]，主要培养学生对结构体系的整体认知能力，同时建立荷载传导的概念。学生在经过项目训练后，有较清晰的结构体系布置模型，能够分析身边各种结构布置的合理性，并学会计算结构上的荷载，为结构构件的校核打下扎实的基础。又比如可将结构体系设计分为构件配筋计算、结构设计理论和构造、绘制结构施工图、平法图的识读和绘制4个子项目展开教学。

二、教学方法与手段的改革

（一）案例教学

混凝土结构案例教学是指把抽象的概念、原理设计到工程情景之中。结构教学中工程设计实例教学，如构件的校核、雨蓬、外伸梁、楼盖结构以及单层厂房排架结构等内容，应使学生在理解混凝土结构构件的基本知识和计算原理的基础上，熟悉结构构件的计算方法和过程，提高结构施工图的识图和绘图能力，并逐步积累工程经验，大大缩短了教学情景与实际工程的差距。如单筋矩形截面受弯承载力这部分内容讲授结束后，给出一个工程案例：某框架结构教学楼矩形截面梁，环境类别为一类，安全等级为二级。设计的截面宽为250mm，截面高为650mm，计算跨度为6m，梁中配有HRB400级纵向受拉钢筋622，该梁承受最大弯矩设计值 M=320kN·m，试按以下三种情况校核该梁是否安全？（1）混凝土强度等级C25；（2）由于混凝土材料配比的原因，混凝土的强度等级只达到C20；（3）混凝土强度等级仍是C25，由于施工单位偷工减料，施工时把钢筋换成了HRB335级钢筋622，请学生讨论后定性说明原因，并进一步分析配筋率和正截面受弯承载力的关系，判断提高钢筋的强度和提高混凝土的强度对提高正截面受弯承载力采取哪种措施更有效。学生在教师带领下，结合工程问题，层层深入，学习兴趣大大提高。

（二）建立“校中厂、厂中校”，加强实践教学

我校于2009年7月与江苏扬建集团签署《校企共建土木工程实验实训基地》合作协议，由扬州职业大学提供实验实训场所扬建公司提供设备和师资，开展混凝土结构实践环节，即“校中厂”工作模式。在实验室，请扬建公司技术水平高、工程经验丰富、善于教学工作的校外兼职教师和校内教师共同指导学生通过完成钢筋混凝土适筋梁、少筋梁和超筋梁的施工制作和加载试验全过程，加深了对混凝土结构职业性知识的理解，了解了工程检测的仪器设备功能、检测方法和操作过程。为了突出职业能力培养，构建工学结合教学模式，我校将混凝土结构集中实践环节由原来的一周调整为两周，一周做楼盖课程设计，设计做好后，要求学生根据自己的设计图纸按工程施工的真实工作过程分组进行梁、板结构构件的钢筋下料、绑扎安装钢筋骨架（实际操作时钢筋用粗铅丝代替）、质量验收等实训操作，校内实训基地为学生提高职业岗位能力创造了接近实际工作的环境条件，除配备有混凝土结构工程施工各工种所需的设备和器具外，还设置了各种标识、施工操作规程和构造做法图示等。

在校外实训基地，开展一系列实践环节，即“厂中校”工作模式。初期的现场教学，使学生们对剪力墙结构中的墙与连梁和框架结构中梁、柱、板等常见的基本构件建立一些初步的感性认识。随着结构知识的累积，运用“情景教学法”，读工程结构平法图，对照现场钢筋施工，学生对钢筋的形式、构造要求、平法表示方法很容易理解，而且记忆深刻。除此之外，通过“厂中校”的教学模式，使学生了解行业需求，学习企业文化，掌握工作技能，培养工程师素质，提高职业道德和职业能力。校外实训基地也为专业教师提高工程技术水平和能力提供了保障，教师在参加工程实践锻炼的同时，可帮助建筑企业解决施工过程中遇到的技术难题[4]。

（三）PBL教学法

PBL教学法在欧美国家教学中应用广泛，它是以问题为引导，学生自学讨论为主体的一种教学方法。如何在学习过程中充分调动学生的主动学习意识，提高学习结构的兴趣，是学好该门课程的前提。教师在授课过程中，要结合身边的实例，巧妙地设置一些工程情境，然后提出问题，让学生带着问题学习，继而寻求解决问题的方法。如：根据“混凝土徐变与收缩变形”区别请学生们举例说出建筑工程中，所见到过的混凝土变形，哪些是由徐变导致的，哪些是由收缩导致的，哪些是由二者共同作用导致的，减小二者产生变形的措施有哪些。提前布置学生自学教材，查找规范、手册和网上电子资源，做成几分钟的PowerPoint，并配有文字、图片或动画说明，鼓励学生在课堂上演示自己的成果，比较异同。有精力和兴趣的学生可以在老师的指导和帮助下，利用图书馆的电子资源，收集关于混凝土徐变与收缩变形的最新研究成果、应用实例等。

（四）建立虚拟课堂

在组织混凝土结构课程教学时，采用虚拟教学与真实现场教学相结合的方式，将明显增强教学效果。教学目标分解成实际的工作项目和任务在“真实工程环境”下完成，建设虚拟结构现场教学资源，实现“现场-课堂”仿真现实场景教学。在钢筋混凝土结构教学中，理论计算固然是重点，但构造要求也是不容忽视的一个重要方面。因为构造要求是工程实践经验和长期科学试验的总结，不但考虑方便施工，也是对计算必不可少的补充。在课堂教学中，为了加深学生对构造的认识和规定，在讲完梁板、板配筋计算后教师可以先讲授构造要求，剩下时间可以通过钢筋安装FLASH动画，采用人机交互模式，学生模拟工程施工现场选择钢筋安装，再完成计算配筋的选择后，只有选择符合规范构造配筋，模拟工艺才能完成，电脑评价合格。否则，虚拟钢筋安装工艺将无法顺利进行，操作过程中可以请求帮助或求教老师，否则无法提交成果。也可以对实践性很强的内容如预应力施工工艺现场技术要领拍摄下来，将图像、声音、文字同步传输入课堂，体验同步虚拟课堂，我系拟在两年时间内建成混凝土结构课程的虚拟 课 堂[3]。

三、教学体会和建议

（一）突出学生在课堂的主体地位

混凝土结构课程特点可以用“五多”来概括，即概念多、条件多、系数多、公式多、方法多，而高职学生现有的知识结构较薄弱，“认识起点”较低，结构构件计算原理中的很多公式都是半理论半经验的公式，学生学习时感觉内容繁杂。因此，教师应在上课前，不但要备教材，还要备学生。对授课内容精心组织，理论知识讲解以够用为度，做到重点、难点突出，工学结合，授课内容精辟、结构严谨，突出高职教育特点。同时，创设愉悦和谐的学习环境，调动宽松的、民主的、融洽的课堂气氛，让学生积极参与学习过程；引导学生自我探索和发现规律；从每个学生认知差异出发，创造平等的参与学习活动的机会，鼓励在课堂上大胆地发表见解持不同想法的学生，使学生积极主动地投入到学习中，让学生成为课堂学习的主体。

（二）重视职业能力的培养

“动手实操”是加强学生的感性认识、提高应用能力最有效的手段。除了课内实践外，我系建筑结构课题组指导学生利用课余时间结合不同结构型式的工程平法结构图完成了部分建筑构件的结构模型，主要有剪力墙肢（包括开洞做法）、独立基础、筏板基础（平板和梁式）、楼梯（板式、梁式）等构件，并制作了完整的二层框架结构的钢筋骨架模型，全部骨架均采用1：2缩尺模型，为了方便制作，钢筋采用的粗铅丝代替，学生做好的模型放在结构模型室并用于教学，既节省了教学投资经费，又提高了学生识图能力、钢筋的下料能力，加深了对结构构件的配筋构造的理解，同时锻炼了学生动手能力。

（三）逐步培养学生查阅规范及工具书的习惯

技术规范是国家的强制性标准，对工程项目具有很强的指导和约束作用。而混凝土结构设计规范是结构理论研究与设计的总结，它建立在大量工程实践经验的基础上，也是编制混凝土结构教材和学习的重要依据。工程中为了方便设计和施工，将一些常见的工作任务系统化，汇编成工具书，便于学习和使用，如结构设计手册等。

很多学生在混凝土结构课程学习中死记公式，没有真正理解公式所表达的含义，知识面很狭窄，学过的内容也很容易遗忘，学习时可选择学习或实践中的疑点、热点，带领学生理解规范中条文说明，理解适用条件是如何建立的，达到举一反三的效果。课后可以推荐一些规范编制组编著有关规范理解与应用系列书籍，对结构的学习很有益处。在教学过程中，应加强引导学生树立技术规范意识，培养他们利用工具书查找资料的习惯，无需强记，重在运用。逐步扩展学生的视野，构建个人的专业知识结构和看法，这也是日后工作的一项重要技能。

四、小 结

总之，培养和提高学生工程结构意识和应用能力是高职混凝土结构的教学核心目标，通过精心组织教学内容，不断地探索和改进教学方法和手段，将职业能力培养具体化、任务化，并逐步落实到课程教学的具体过程之中。除了以上所谈到的几点做法外，还有很多值得去实践与探索的方法，对“编写工学结合的教材、优化实践教学项目、建设虚拟资源”等仍是课程改革的近期工作目标。现代社会对工程一线的技术人员提出了更高要求，高职本科教育的出现和发展，必然使得高职混凝土结构教学工作面临新的挑战。

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[1]史美东.基于工程能力培养的钢筋混凝土结构教学改革[J].科技资讯，2009（8）：63-64.

[2]蒋庆斌，徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育，2005（22）：46-48.

[3]朱平华，姚荣.建筑结构（下册）[M].北京：北京理工大学出版社，2012.42-56.

[4]翟爱良，聂淑华.强化对学生工程结构意识和能力的培养——“混凝土结构”课程教学改革的探索与实践[J].黑龙江教育，2005（11）：27-29.