基于工程应用能力培养的《混凝土结构》课程教学方法改革

2012-03-29江世永陈子静

东南大学学报(哲学社会科学版) 2012年2期

飞渭，江世永，张力，陈子静

（后勤工程学院军事建筑工程系，重庆 401311）

《混凝土结构》是土木工程专业的主干专业课，是一门理论性和实践性很强的课程。该课程教学的主要目的是使学生掌握钢筋混凝土结构的基本原理、计算方法以及构造要求等，学生的学习效果直接会影响到以后在工作中对此方面问题的分析和解决能力。更重要的是，由于本门课程为该专业学生接触的第一门专业课，在整个课程体系中起着承上启下的重要作用。本课程学习的效果的好坏，除了会影响学生对混凝土结构本身的掌握程度外，还会直接影响学生整个结构知识体系的形成和结构概念的培养，直接关系到今后工作中分析问题、解决问题的能力。因此，本课程的学习绝不应仅仅局限于混凝土基本理论和基本知识的灌输，更重要的，需要通过本课程的学习，使学生建立起初步的结构概念，具有一定的工程分析能力和解决问题的能力，也为学习其他后续课程奠定基础。本课程的教学效果对该专业学生专业能力的培养起着至关重要的作用。

然而，近年来在对《混凝土结构》教学过程中，以及通过我们在日常工程实践活动中接触到的一些刚毕业参加工作的学生身上，发现在该课程的教学中存在一些问题，迫切需要解决。

一、目前混凝土结构教学中主要存在的问题

（一）学生的结构基本原理掌握不够扎实，不能灵活的将基本原理运用于解决实际问题中去：出于应试教育的学习惯性，学生在本课程学习过程中偏重于公式的理解和计算，而对一些结构的基本原理和概念重视不够，理解不深刻，不能灵活运用结构的基本概念解决实际问题，多数学生偏重于掌握“应该怎么做”，而忽视对“为什么要这么做”的探究和理解。而实际上，本门课程作为土木工程专业学生接触到的第一门专业课，其作用不应仅仅局限于混凝土结构本身的计算及构造，更重要的是应借助于本门课程，给学生灌输结构的基本概念，培养学生能利用“结构思维”去解决工程中的实际问题，这样，不但可以加深学生对本课程的理解，更在于使学生建立起初步的结构概念，既可为学习其他后续课程奠定基础。又可以培养学生在掌握结构基本原理的基础上灵活处理和解决工程问题的综合能力及创新意识。

（二）理论与实际联系不够，混凝土结构是一门实践性很强的课程，若在教学中仅局限于教材内容的讲授，一方面，学生学习时，不完全清楚自己所学的理论知识在实际工作中的用处，处于为学习而学习，为考试而学习的阶段，学习兴趣不高；同时，由于缺乏实际工程的感性认识，学生学习起来比较枯燥，且不易理解和掌握，教学效果受到影响；更重要的是，不能将学生所学的理论知识与工程实际联系起来，难以培养学生利用所学知识灵活解决工程实际问题的能力。

（三）本课程与整个课程体系联系不够，本门课是学生接触的第一门专业课，是本专业学生前期所学基础课和专业基础课的总应用，同时，又是后续专业课程的基础。实际上本课程与学生前期所学的建筑力学等基础课联系十分密切，而多数学生学习本课程时，不能综合应用前期力学等专业基础知识灵活解决问题，不能有效地把所学课程有机的融合在一起，无法形成系统的知识体系，教学效果大打折扣。另一方面，由于在我国的结构系列规范中，混凝土结构的设计方法和原则与砌体结构、钢结构、高层建筑结构等遵循同样的可靠度理论，都是在《工程结构可靠度设计统一标准》这一基本大纲的指导下制定的，故《混凝土结构》的基本理论与后期将要学习的《砌体结构》、《钢结构设计》、《高层建筑结构》等课程从原理上是一致的，本课程的学习应有意识地强调各种结构理论中共性的内容，加强学生对结构知识体系的融会贯通，进而增强学生解决问题的实际能力。

（四）课程教学与学生今后的任职需求存在一定偏差：传统的混凝土结构教学侧重于设计计算理论及方法，而目前无论军队院校还是地方院校所培养的土木工程专业学生毕业后工作范围很广，涉及施工、监理、管理等部门，真正从事设计或研究的人只占其中一小部分，教学内容与学生的实际需求存在一定差距，不能完全满足学生第一任职的需求。

综上，为适应土木工程应用型本科人才培养要求，应对目前的《混凝土结构》教学方法进行改革，使学生通过本课程的学习，不但能够熟练掌握本课程知识，能够运用本课程知识以及前期课程所学知识进行混凝土结构初步的设计、计算工作，更重要的是，应通过本课程学习，使学生建立起结构的基本概念，掌握建筑结构的原则、内容和方法，培养学生在今后的学习和工作中能够举一反三，独立的分析和解决问题，并具有一定的创新能力[1]。

二、基于工程应用能力培养的《混凝土结构》课程教学方法改革

为达到培养基础理论扎实、实践能力强，既具备多元知识结构与能力结构，又能在工作中不断创新的应用型人才，需要在教学内容、教学方法及教学手段等多方面进行改革。

（一）注重课程知识与今后任职的结合：调查发现：学习的目的不明确，不清楚学习本门课的用处，是导致学生学习积极性不高的重要原因。为此，在教学中有针对性的调整教学内容。对那些晦涩的力学模型、半经验半理论公式的来源等不太实用的内容可少讲或不讲，对学生毕业后使用的知识重点讲解，同时，注意介绍与授课内容有关的工程实际新动向、新成果、新规范内容；在授课中补充一些教材未涉及的但学生毕业后用处较大的内容，如混凝土结构房屋常见缺陷分析、混凝土结构常用维修、加固方法等。另一方面：在本课程刚开始之际，给学生适当介绍其将来可能从事的工作与本课程知识的关系，帮助学生把课程内容与今后的任职岗位相结合，使学生对课程产生浓厚的兴趣。将学生从以前的为考试而被迫学习改为今后工作主动学习。

（二）注重课本知识与工程实践的结合：本课程实践性较强，若仅局限于理论讲解，不但学生学起来枯燥，且不易理解和掌握。为此，需要将理论与实际工程结合起来，在学习理论过程中，尽可能地以实际工程为例进行讲解，一方面可以大大加深学生印象，提高学习效果；另一方面可以使学生更加明确所学的理论知识在实际工程中的应用，使学生有一种“学以致用”的快乐，提高学习的兴趣。对于工程实例的选择，争取做到每个重要的知识点都有正反两方面的例子，即：工程中正确的做法是什么，不这么做会出现什么样的问题，从而使学生对该知识点印象深刻。如：在讲到楼板的负钢筋时，除了按正常教学内容讲解负钢筋的计算方法、配筋要求等内容外，可以介绍工程中常见的因负钢筋被踩下去而造成楼板开裂，需要加固的实例，加深学生印象。

（三）注重基本概念与理论应用的结合：如前所述，由于多年学习习惯养成，学生学习时更多的是从应试的角度进行学习，注重计算公式的应用和基本概念的记忆，但难以做到在深刻理解基本概念的基础上，将一些知识点加以联系理解，灵活的运用结构基本概念解决实际问题。因此，本课程教学中应着重培养学生 “结构思维”，培养学生在掌握结构基本原理的基础上灵活处理和解决工程问题的综合能力及创新意识。对于结构的基本概念，除了要求学生能够理解这些概念的意义外，还应进一步引导学生掌握这些基本概念在工程中如何应用、如何体现，从而加深学生对结构基本原理和概念的掌握。如：在讲述“按调幅法计算连续梁、板”的内容时，除了让学生掌握工程中调幅法的计算方法，更要让学生深刻理解调幅法的理论基础：塑性铰和塑性内力重分布的原理，进一步从影响塑性内力重分布的因素，引到塑性铰的转动能力，而塑性铰的转动能力又与受压区混凝土高度密切相关，此时又可与学生一开始所学的超筋梁、适筋梁的内容联系起来，从而将学生所学的理论串联起来，加深了学生对基本概念的理解。更进一步，我们会在课堂上让学生分析一些案例来培养其对基本概念灵活运用的能力，还是以“调幅法计算连续梁、板”一节为例，在强化了学生对塑性铰和塑性内力重分布的理解之后，我们引入工程中常见的楼板因支座钢筋下沉而开裂的案列，并设置了因条件限制不能在楼板上部进行加固的条件，逐步引导学生得出在楼板发生内力重分布的前提下，可以通过在板底粘贴碳纤维的方法，增大楼板正弯矩承载力来确保楼板的安全性。通过对结构基本概念的强化理解，使本课程的学习不仅仅局限于混凝土结构本身，更重要的，需要通过本课程的学习，使学生建立起初步的结构概念，具有一定的工程分析能力和解决问题的能力，也为学习其他后续课程奠定基础。

（四）注重本门课程与课程体系的结合：如前所述，本门课是学生接触的第一门专业课，是本专业学生前期所学基础课和专业基础课的总应用，因此，混凝土结构课程教学中，本门课教学中应有意识地培养学生将本课程知识与前面所学课程知识联系起来，利用力学、建筑材料等知识分析本课程的知识点。同时，还需要特别注重课程前后知识的联系，例如：在讲述“楼盖”一章时，可以结合楼盖设计的步骤，将学生所学知识进行串联：如首先利用本章知识确定楼盖平面布置及构件力学模型，利用力学知识及本章知识进行构件内力计算，利用本课程前期所学的受弯构件正截面、斜截面承载力计算知识进行配筋计算，最后结合相关构造知识绘制施工图，这样一来，通过一个工程案例将学生已学知识有机的串联起来，强调了知识的连贯性、系统性，同时在学习中加深和巩固前述理论知识，起到举一反三的作用。总之，应通过本课程学习，使学生能够把已学课程串连成一个完整的知识体系，既提高了学习的效果，又加强了学生灵活运用所学知识解决问题的能力。

（五）注重课堂讲授与实践教学的结合：由于本课程实践性较强，在教学手段上除了传统的课堂讲授外，增加实践教学的内容。在条件许可的情况下安排1-2次工地参观，可以大大加强学生的感性认识。与《建筑结构实验》课程相结合，在讲授到受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算以及偏心受压柱承载力计算等内容时，安排参观相应实验，使学生对构件受力破坏全过程有直观了解。平时教学中充分利用学院的结构模型室、PPT演示工程案例图片，可以增强学生的学习兴趣和理解能力。充分利用课程设计[3]，培养学生综合运用知识的能力。在课程设计中，要求学生独立完成方案设计、结构布置、内力计算、构件设计等内容，并最终绘制一套完整的施工图。通过这一系统的工作，使学生完成一个完整的设计训练，更重要的是，通过课程设计，一方面使学生将前期所学课程知识加以综合运用，进一步增加了学生对所学知识的理解，另一方面，通过鼓励学生自己查资料解决课程设计中遇到的问题，培养了学生独立地分析和解决工程实际问题的能力。