多样化教学在“水工钢筋混凝土结构”中的应用

高丽+王勇+何明胜

摘 要：文章通过对“水工钢筋混凝土结构”课程的特点、学生学情分析，指出目前课堂教学中出现的问题，并列举问题法、实例法、对比法、讨论法、项目法等多样化教学方法在水工钢筋混凝土结构课程中的应用效果。实践表明，采用多样化的、灵活的教学方法，可以激发学生的学习兴趣和动力，调动其积极性，取得较好的教学效果，可以为其他结构类课程的教学改革提供参考和借鉴。

关键词：水利水电工程；教学方法；水工钢筋混凝土结构

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）11-0030-02

钢筋混凝土结构是水利水电工程中最基本的结构形式，“水工钢筋混凝土结构”也是水利类农业水利工程和水利水电工程等专业最为重要的的专业基础课，主要内容有钢筋与混凝土的物理力学性能，设计计算原理，受弯构件、受压构件、受拉构件与受扭构件的承载力计算，构件的抗裂与裂缝宽度验算，受弯构件的挠度验算等。通过本课程的学习，学生掌握水工钢筋混凝土结构构件计算的基本理论和构造知识，正确理解和使用相关规范标准，为学习有关专业课程和顺利从事钢筋混凝土建筑物的结构设计打下牢固的基础[1]。

一、“水工钢筋混凝土结构”课程的特点

水工混凝土结构设计的基本理论相当于钢筋混凝土及预应力混凝土的材料力学，它以实验为基础并建立符合实际的理论计算公式，但在实际工程设计时不能盲目生搬硬套，应在满足其适用范围和条件的基础上正确运用，同时必须满足构造要求，设计必须以国家现行的规范和标准为依据。该课程具有内容多、公式多、符号多、构造规定多、涉及面广、经验强、实践性强的特点。既有理论推导，又有试验研究，同时还与规范、工程实际联系密切，且设计结果不唯一，因此给教师的“教”和学生的“学”都带来了困难。

二、学生学情分析

通过笔者近5年讲授水工钢筋混凝土结构课程的经历，学生都认为这门课程比较重要，想要学好这门课，但普遍反映该课程内容多且零散、系统性和逻辑性差，概念抽象难理解，公式繁杂难记忆，学习过程中没有兴趣和动力，也很吃力，部分学生觉得是迫于学业上对学分的要求，不得不学，少部分学生认为这门课晦涩难懂，枯燥乏味，不知所云，故而失去兴趣放弃学习。作业和课程设计中的抄襲现象屡见不鲜，学习效果可想而知。从老师的角度来说，学生没有实际工程经验，理解和掌握该课程确实难度较大[2]。

三、“水工钢筋混凝土结构”课堂教学现状

目前，石河子大学农业水利工程和水利水电工程专业开设水工钢筋混凝土结构课程，56学时（48理论+8实验），课程结束后开设1.5周课程设计的实践环节。

课堂教学存在问题有：课程内容多，学时数量少；教师满堂灌，“课堂”成“讲堂”；教师只管“教”，不管学生“学”；教学方法单一，缺少启发和引导等。教师按照教学设计思路和进度授课，较少关注学生的感受和需求，没有做到“以学生为本”。虽然上课天天讲“承载力计算”，但学生却看不见摸不着，没有感性认识，有问题不好意思问教师，严重影响教学质量和效果。针对以上问题，采用多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

四、多样化教学方法在“水工钢筋混凝土结构”中的应用

（一）问题法提兴趣

兴趣是最好的老师。当一个学生对某一学科发生兴趣时，他总是积极主动、心情愉悦地进行学习，而不会觉得学习是一种沉重的负担；否则，学生就只能勉强进行表面化学习。问题法就是一个启发和引导学生对课程产生兴趣的的好方法。例如绪论课中采用问题法教学。绪论是第一节课，是“启动”和“激发”学生兴趣的最好时机，良好的开始，是成功的一半。绪论内容以“引人入胜”为主，围绕以下三个问题展开：what—什么是钢筋混凝土结构？why—为什么要学习钢筋混凝土结构设计？how—怎样学好这门课？然后通过讲解钢筋混凝土结构的定义、分类、优缺点回答“是什么”的问题，通过讲解混凝土结构发展历程（材料、计算理论、结构设计、施工技术）、应用范围、专业教育及就业前景回答“为什么”的问题，通过讲解课程特点和学习方法回答“怎么做”的问题，学生的兴趣随即被调动起来，主动思考和回答问题，收到了良好的教学效果。

（二）实例法记概念

在学习混凝土结构设计过程中会接触的大量的概念、公式、符号、单位转换。学生往往只会照搬教材上的例题做法，感觉是一些冰冷的数字、符号的堆砌，枯燥泛味。想要改变这种情况，可以把学生身边的事情和见闻融入到概念中来，起到良好的效果。例如：（1）荷载、荷载效应和结构抗力。荷载效应就是你坐在沙发上，你身体的重量就是荷载，沙发受压会向下变形，变形就是荷载效应，结构抗力就是沙发抵抗变形的能力，因此结构抗力和沙发本身质量（材质、大小等）有关，而与荷载无关。（2）单位。学生对生活中经常接触的单位kg比较熟悉，而对N，kN，等没有具体概念。举例说明，教学楼楼面均布活载标准值为2.5，这个活载有多重？1平方米2.5kN，即250kg，相当于1平方米范围内站满了4—5个成年人，接近于大家中午在食堂排队打饭时的人流密度。（3）对于“混凝土保护层厚度”的概念，可以形象的比喻为人们穿衣服，应该根据外界环境温度的变化、自身身体素质的不同，相应的增减衣物。因此，混凝土保护层厚度主要与结构构件的种类、所处的环境条件因素有关。以上对概念的解释既浅显易懂又形象生动，学生立刻“豁然开朗”，印象深刻。

（三）对比法找差异

对比教学法是把彼此之间具有某种联系的教学内容放在一起加以对比分析，以分析其异同，帮助学生认识其本质差异。教学中恰当采用比较教学法，一方面可以帮助学生分析同类问题的共性，便于学生抓住教学内容的实质；另一方面通过比较可以发现同类问题中单一问题的特殊性，有助于学生对相似教学内容的区分，并理解教学内容，从而应用这些理论知识解决实际工程问题。例如，（1）在讲解“梁的截面形式配筋构造”时，对于单筋截面的架立筋和双筋截面的受压钢筋的区别，可以从直径、根数、位置几方面对比说明。单筋截面中的架立钢筋是根据构造要求设置，直径较细、根数较少，而双筋截面中的受压钢筋是根据受力要求按计算设置、通常直径较粗、根数较多。梁的受压区配有架立钢筋的截面，不属于双筋截面。（2）在学习大偏心受压构件时，其破坏形态、应力图形、基本公式、适用条件以及设计计算步骤，均与双筋受弯构件类似，讲解时注意对比其共同点和差异，从而对这两种构件的设计理念有进一步的掌握。endprint

（四）讨论法寻本质

讨论法是根据教学的需要，学生在教师的指导下为解决某个问题而进行探讨、辨明是非真伪以获取知识的方法。讨论法是一种研究性教学方法。学生既掌握了单双向板划分的依据，又理解了其在受力上的区别。例如，在学完受弯构件承载力计算之后，可以引导学生讨论这个问题，四个受弯构件单筋截面，仅形式不同：（a）矩型（b）倒T形（c）T形 （d）I形。它们的b和h相等。当弯矩设计值（包括自重）M相同，所用的混凝土强度等级、钢筋级别及其他一切条件均相同时，配筋量是否一样？为什么？通过讨论，引导学生揭示问题的本质，只要受压区混凝土截面面积相等，受拉钢筋的截面面积就相同，因为受弯构件正截面承载力计算是不考虑受拉区混凝土工作的。

（五）项目法比能力

“项目教学法”是指通过一个完整工程项目而实施的教学活动，使学生关注并完成指定实际工程项目，掌握并灵活应用所学过的专业知识和技能。项目任务举例：在学习完受弯构件正截面和斜截面承载力计算之后，教师根据每个学生的特点，把学生分为小组，每组5—6人，完成“钢筋混凝土伸臂梁设计”，每组的跨度和荷载不同，让学生完成受力计算，确定纵向受力钢筋、腹筋的用量，绘出构件施工图。项目完成后，学生掌握了构件设计的全过程，明白受力筋、架立筋、弯起筋、箍筋、构造筋等的位置关系和构造要求。同时也反映出计算和构造中出现的问题，最后，教师组织学生自评和互评，吸取经验，取长补短，再由教师做出客观公正的评价，指出出现的问题、师生共同讨论处理问题的方法。学生对项目设计的不合理之处进行完善和修改，提出项目的最佳设计方案。

除此之外，在“板书+多媒体”传统教学方法的基础上，还可以在课堂引入试验录像，混凝土施工工艺流程，工程案例分析及处理方法，注册结构工程师真题练习等丰富的教学内容。鼓励学生到工地现场参观，课程实验中自己动手绑扎钢筋等，增强感性认识。另外，老师在课堂上也要做到微笑面对学生，语言尽量风趣幽默。课间休息时播放一些轻松欢快的音乐、讲个笑话或故事等方式创造轻松愉悦的课堂气氛。

想要学生学好“水工钢筋混凝土结构”这门理论和实践性都很强的课程，教师的“教”和学生的“學”都很重要。教师必须结合课程特点，多动脑筋，在每节课的教学设计上多下功夫，采用多样化、灵活的教学方法，掌握学生的学习兴趣和爱好，调动其积极性，把抽象的概念变形象具体，复杂的问题变浅显易懂，变成学生易于接受和理解的内容，最大限度地活跃课堂气氛，发挥最好的授课效果。教师快乐地教，学生轻松地学，相信能够做到教师教得好，学生学得好。

参考文献：

[1]河海大学，武汉大学，大连理工大学等.水工钢筋混凝土结构学[M].北京：中国水利水电出版社，2016.

[2]张晓燕，李凤兰，曲福来等.凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，（1）.

[3]朱秀清.基于行业需求为导向的《水工钢筋混凝土结构学》课程教学改革尝试[J].天津农学院学报，2013，（4）.endprint