地方院校建筑结构类课程教学研究
2013-08-23
(重庆三峡学院土木工程学院,重庆万州 404100)
建筑结构类课程主要包括《混凝土结构》、《砌体结构》及《钢结构》三门课程.根据三门课的内容,《混凝土结构》和《钢结构》需要掌握的知识较多,都有原理和设计两部分,《砌体结构》内容较少,只有一本教材,早期这三门课都是分开来教授,或并行或分先后,课时安排足够.现在随着教学改革引起的课时缩减及扩招引起的学生质量下降,导致学生感觉结构类课程有一定的难度.现在的本科院校主要培养应用型人才,那么如何能培养出满足企业需求、适应企业发展,实用型高素质人才已成为教学研究的重要课题.通过多年对建筑结构类课程的教学与研究,笔者认为应该从目前建筑结构类课程存在的问题进行研究.
1 课程设置及教材方面的问题
目前对大多院校将《混凝土结构》、《砌体结构》及《钢结构》三门课程分开来讲解,教材也是独立的,《混凝土结构》和《钢结构》有的还要分上下册,由于这三类结构同属建筑结构,设计方法相同,均为“概率极限状态设计法”,因此,这三门课程的教材都会有部分内容的重复.那么如果把这三门课程很好地融合在一起,就会利用有限的课时让学生掌握更多的知识.融合就是把这三门课程变成两门,即《结构设计原理》和《结构设计》,分两学期上.这种方法在某些院校已经实施,笔者也已采用.采用这种方式,既节约课时,学生的学习能力和兴趣也有所提高.比如设计原理部分,先仔细全面讲解“混凝土原理”,后面讲到“砌体结构原理”时,设计方法就简单提一下,仅对某些参数的不同取值进行说明,而砌体材料及力学性能和承载力计算需重点讲解;讲承载力计算时像受压、受拉、受弯、受剪,就可以和混凝土的进行比较,这样既加深理解又便于记忆;在讲“钢结构设计原理”时,由于材料的特殊性,重点讲材料及连接,到后面教材的轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件时,学生会感觉公式很复杂、内容也比较多,那么教师首先要说明钢结构变复杂的原因,同时要把知识体系理顺,然后把知识网建立起来,即每门课的各章节形成了纵向的线,三门课之间形成了横向的线,把各纵向和横向联系起来分析,这样对结构设计原理就有了深入的理解,并有机地融为一个整体.
对设计部分,可分开讲,也可融合.《砌体结构》设计部分内容较少,主要是墙体承载力计算和构件设计,这部分与混凝土结合较紧密,可在混凝土之后讲解.教材选择方面,鉴于目前大多数教材都是分开的,可以选择选理论上较深,内容较全面的教材,这样便于学生自学和课后提高.
2 教学方法和手段
传统的教学法注重理论知识传授,多以讲授法为主,普遍采用单向灌入式的教学方法,学生只能被动地接受.这种以课堂、教师和教材为中心,注入灌输的教学方式,忽视了学生思维方法和能力的培养,很难培养学生的兴趣,学生学起来费劲,知识掌握不透彻.所以,重点应抓两个:一是夯实专业基础;二是理论与实践相结合,在校重点抓理论.
2.1 夯实专业基础
“学习专业知识无用论”是目前在社会上比较流行的一个说法,之所以有这样的说法,原因很多.但从学生学习知识、掌握专业技能这一方面来说是不成立的,尤其对土木工程专业更不成立.应该让学生认识到理论课的重要性,这就需要对有些看似理论性强的东西与实际的东西结合起来讲,而且要把在实际工程中的处理方式介绍给学生,让他们知道怎样做是正确的.例如,规定混凝土的保护层厚度必须有足够的厚度且给出了下限值.但实际设计中,保护层厚度与设计要求相比变化较大,有时只有设计值的几分之一.对这一点我们就要给学生说明,这种做法钢筋的保护和锚固都极为不利,会直接影响到结构的可靠性和耐久性.还有对主次梁节点附加吊筋的布置,由于施工人员不熟悉吊筋的作用,施工中经常出现吊筋错位、斜置造成吊筋的作用减弱、主次梁节点混凝土浇注质量的下降,并挤占通长负弯矩钢筋或下部纵向钢筋,影响了其他受力钢筋作用的发挥.
图1说明了箍筋的正确位置及做法,图2说明了箍筋与其它钢筋的相互位置关系,其中的⑩筋即为吊筋,即此钢筋必须设置在主次梁交接处,并与主梁底面垂直.没有专业知识或专业知识不扎实,不管以后从事设计还是施工,都会存在许多问题.
如1999年1月4日晚6时50分,重庆市綦江县城区一座步行桥(彩虹桥)突然整体垮塌,数十名过桥者随大桥坠入桥下的綦河,造成了严重伤亡事故.这次因工程质量导致的重大责任事故,共造成40人死亡.此次事故的主要直接原因有:
(1)吊杆锁锚问题.主拱钢绞线锁锚方法错误,不能保证钢绞线有效锁定及均匀受力,锚头部位的钢绞线出现部分或全部滑出,使吊杆钢绞线锚固失效.
(2)主拱钢管焊接问题.主拱钢管在工厂加工中,对接焊缝普遍存在裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等严重缺陷,质量达不到施工及验收规范规定的二级焊缝验收标准.
(3)钢管混凝土问题.主钢管内混凝土强度未达设计要求,局部有漏灌现象,在主拱肋板处甚至出现1米多长的空洞,吊杆的灌浆防护也存在严重质量问题.
(4)设计问题.设计粗糙,随意更改.施工中对主拱钢结构的材质、焊接质量、接头位置及锁锚质量均无明确要求.在成桥增设花台等荷载后,主拱承载力不能满足相应规范的要求.
这个实例充分说明,凡严重违反强制性标准而造成恶性事故的都是无法挽回的.通过案例教学让学生认识到,只有掌握专业基础知识,严格贯彻执行规范,才能保证建筑的使用寿命.
2.2 理论与实践相结合,在校重点抓理论
对于学生来讲,应该以理论为主、实践为辅,实践是用来检验并提高理论的,在校重点做好理论准备,工作后再把理论拿出来去运用以提高个人的专业水平.
教学方法上,首先要注意绪论的重要性,使学生对结构类课程有充分的认识并产生兴趣;其次前面内容要慢讲、精讲,不要使学生有压力并产生恐惧感,后面内容可快讲、粗讲,使学生学会自学,前后教学内容也可呼应起来;最后教学手段上应板书与多媒体结合、观看录像、现场实习和动手实验几种方式灵活运用.
3 土木行业所需要的综合素质
在教学过程中,教师应该培养工程建设所需要的认知(对“科技能否、法规可否、环保应否、经济值否”的认知)、情感(对工程建设的事业心、责任感)、意识(质量、安全、协作等工程意识)、行为(获取信息、沟通交流以及提出、分析、解决、判断问题等能力),即“知、情、意、行”四方面的全面素质.
教学实践证明:面向生产实践教学,以应用为主旨的教学方法是正确的,这种教学方式不仅增强了学生学习的主动性,而且提高了学生的自学能力、应用分析能力.我们要在此基础上进一步进行改革探索与实践,努力将学生培养成具有适度的基础理论知识、知识面宽、技术应用能力强的高等应用性人才.
对建筑结构类课程还有一些问题需要我们去不断研究和解决:
(1)学生掌握某些前期课程的情况,如力学、工程制图、房屋建筑学和建筑材料等课程的掌握程度都会影响结构类课程的学习效果.
(2)依据课本知识和独立见解的关系,它涉及理论与实际、科学性与创造性之间的矛盾与统一.
(3)这类课程的课本内容普遍滞后于工程实际,与工程技术、工程建设飞速发展的大形势缺乏联系,教师、学生对工程技术的发展情况也都不甚了解.
(4)要针对所在院校和学生的特点及用人单位的需求,制定课程教学的体系、内容和方法,突出个性和特色.
图1 吊筋的位置及做法
图2 主梁配筋图
[1]罗福午.建筑结构的任务和建筑结构教学内容的改革[J].中国建设教育,2009(1、2):49-51.
[2]罗福午.略论高等工程教育的教学改革[J].高等工程教育研究,2003(1):17-20.
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