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高职院校钢筋混凝土结构课程教学改革

2019-01-11李珺茹

吉林农业科技学院学报 2019年1期
关键词:构件钢筋考核

孙 轶,李珺茹

钢筋混凝土结构是高职高专教育中建筑相关专业的主干课程,实践性很强、与实际工程联系紧密且与现行的规范、规程直接相关,涉及的专业包括建筑工程技术,建设工程监理,工程造价等。目前建筑专业高职高专学生的就业方向主要偏向于现场施工人员以及少部分的结构设计人员,该课程作为一门理论和实践相结合的综合性学科,对于学生毕业后的去向具有十分重要的指导意义。对于从事现场施工来说,可通过该课程的学习熟练掌握相关结构构件的规范标准和构造要求,同时具备一定的识图能力,确保实际工作中按图施工。对于从事结构设计的学生,可通过该课程了解梁、板、柱等各类构件的受力特点与计算方法,从原理上掌握建筑结构的设计流程和方法,以确保设计的安全性、适用性与耐久性[1]。因此,为了更好地提高学生在以后工作中解决问题的能力,让他们更好更快地适应工作岗位,高职院校钢筋混凝土结构的教学改革与探索显得尤为重要。

1 钢筋混凝土结构课程的教学内容与目的

钢筋混凝土结构课程的内容主要分为两个部分:(1)基本构件的受力分析与设计。包括受弯构件、受扭构件及受压构件的构造要求、破坏特征和承载力计算;(2)整体结构的设计。包括钢筋混凝土肋梁楼盖、楼梯和雨蓬的相关设计流程和方法。

通过该课程的学习,学生在了解钢筋混凝土结构材料力学性能的基础上,掌握简单构件的设计方法,能够独立的进行梁、板、柱等构件的设计。在理解规范标准和一般构造要求的前提下,能够准确地对施工图进行识读,具备一定的处理施工现场一般问题的能力。将课本知识与实践更好地结合,尽快地适应工作岗位的要求,完成从学生到职业人的转变。

2 高职院校钢筋混凝土结构课程教学现状与存在问题

2.1 课程学习难度较大,高职院校对课程定位有所偏差

该课程因为涉及到结构构件的设计与计算,会有很多基于大量试验和力学平衡条件推导出来的公式。对于这些公式以及公式中包含的符号,纯粹的死记硬背只能短时间的记忆,必须从原理入手,通过力和力矩的平衡条件引导学生进行公式的推导,通过这一过程加深学生对公式的理解,并且加大了课程的难度。同时,部分教师没有把握课程内容的侧重点,将整本书的内容毫无遗漏地进行讲解,导致需要掌握的知识量过于庞大,且没有引导学生去找出各部分内容之间的逻辑联系,学生难以消化吸收。而且对于不同的专业采用相同的教学内容和方法,体现不出该课程针对不同领域的相应作用。还有部分教师对于侧重点的划分不合理,往往只重视对结构构件理论公式的推导与计算,忽略与其同等重要的构造要求,这样既增加了课程难度,也削弱了其与实际施工作业中的联系。

长期以来,大部分高职院校对于钢筋混凝土结构这门课程的定位一直是为了培养学生的结构设计能力[2],但这样的课程定位和高职院校的培养人才目标形成了错位。和本科院校不同,高职院校主要培养的是技术应用性人才,对于建筑专业来说,毕业生的就业方向很大一部分都是从事施工现场的技术与管理工作,从事结构设计的比例很少。因此,作为建筑专业的一门核心课程,钢筋混凝土结构的定位应更加倾向于施工方面,注重培养学生施工图的识读能力以及对规范标准的熟练掌握。

2.2 课程教学方式不完善,考核方式单一

2.2.1 钢筋混凝土结构教学方式存在弊端 传统教学方式多为课堂讲授,运用板书结合多媒体投影的形式。但这种方法通常只能以平面二维的形式从视觉和听觉上给学生们进行理论知识的传授,只重视课本理论讲授而忽略实践性教学,最终学生对各类结构构件的理解也只停留在某些图片和视频中,很少接触到实际的梁、板、柱等构件,更不用说观察构件内部的钢筋。对该课程内容缺乏感性认识,不能做到理论与实际相结合,这也是毕业后部分学生难以很快适应施工现场工作的原因之一。

2.2.2 考核方式单一 目前的主要考核方式依旧偏向于试卷考核,即所谓的“一考定终生”,根据卷面成绩的好坏判断学生对知识的掌握情况,忽略了对学生实践能力和学习过程的考察,与钢筋混凝土结构课程的特点相背离,使部分学生的学习动机不再是掌握知识技能,而是为了应付考试。

2.3 教学资源时效性不足

目前大部分高职院校对于钢筋混凝土结构课程,往往长时间选用同一版本的教材和相关课件,导致教学内容陈旧,一些规范要求和具体工程案例相对滞后,无法跟上建筑行业的发展,脱离实际。

3 高职院校钢筋混凝土结构课程教学改革措施

3.1 着眼高职院校教育特点,优化课程教学内容

传统钢筋混凝土结构的教学内容总体上偏向于结构设计,力求让学生具备相应的结构设计能力。但是高职院校的教育特点是以就业为导向,因此要改变该课程以结构设计为核心的现状,更加注重基本理论和方法,以及相应的构造要求和规范标准,以满足未来施工现场技术与管理岗位的相应需求。

为此可以调整课程内容,首先针对内容的实用性应有主次之分,对于混凝土和钢筋两类材料的力学性能,以及工程中常见的受弯构件、受压构件进行重点讲解,而对于受扭构件以及变形、裂缝的计算做简单介绍。其次,各类构件中着重讲解其破坏形态、配筋及构造要求,弱化对计算公式的推导,加强对公式的运用能力。最后,引导学生了解各部分内容之间的逻辑联系,由点、线、面的顺序将课程的内容串联在一起,加深学生对知识的记忆。这里的“点”表示混凝土和钢筋两类材料力学性能,由这两类材料组成“线”,即各类受力构件,这些构件的受力特点与材料的力学性能紧密联系。最后再由各类受力构件组成了“面”,即整体的建筑结构,根据受力特征的不同,讲解各类构件在整体结构中发挥的不同作用。根据以上原则理清各部分之间的逻辑关系,依据侧重点进行学时分配,使该课程更加容易理解和掌握。

3.2 教学方式多元化,注重过程性考核

3.2.1 实践教学设计 对于实践教学的设计主要采用以下几种形式。

(1)实体建筑模型的展示。传统的教学方式主要以板书为主,结合PPT进行讲授,学生只能从视觉上去了解结构构件,且在黑板和PPT中无法同时观察结构构件的全貌,导致教师分析问题时,可能需要分别绘制平面图,立面图,剖面图等,才能便于学生理解,教学过程繁琐且耗费时间。因此,实体建筑模型的展示显得尤为必要。将实际的建筑结构或构件按一定比例缩小,并做透视化处理,既可以同时观察到结构构件各表面的造型,也能了解内部各种钢筋的排布和连接方式,完成了从平面教学到三维教学的突破,学生可以将课本知识与实际结构一一对应。尤其像钢筋种类较多的受弯构件,通过实体模型的观察,就能清晰的了解内部纵筋、箍筋、弯起钢筋、梁侧构造钢筋的位置和排布,比单纯的平面图形更加直观具体。通过对实体建筑模型的观察,既可以脱离枯燥的理论知识,提高学生们的学习兴趣,也能让学生更早地接触到今后工作中的实体建筑结构[3]。

(2)现代化软件教学。为了适应时代发展,结构设计类软件应运而生,解决了传统意义上笔算带来的过程繁琐、耗时、易出错等问题。从迎合工作岗位需求来看,教师应在钢筋混凝土结构课程中加入软件课程的教学,引导学生掌握一些简单结构计算软件的运用,例如理正结构工具箱等,根据课本知识,依据规范进行合理的参数选择,就可以计算出简单构件的受力和配筋情况,是施工现场技术与管理岗位人员进行图纸核验和施工方案选择的依据之一。同时,从提高学生学习兴趣的角度出发,可以运用当下流行的VR技术进行教学,通过虚拟现实技术让学生置身虚拟的施工现场,参观工地的结构构件,并能进行简单虚拟操作,达到与实体模型展示相同的教学效果。除此之外,还可以利用近些年发展起来的BIM(Building Information Modeling)技术进行教学,它提供了一种可视化的思路,让教师将以往线条式构件形成一种三维立体实物图形展示在学生面前,更加形象具体,同时也能帮助学生了解结构构件的制作流程。

(3)施工现场认识实习。去施工现场进行认识实习是钢筋混凝土结构课程必要的教学环节,通过校企合作,组织学生进入施工场地参观学习,了解建筑材料、构件的钢筋布置和构造要求等,便于学生对相关知识的掌握,也让学生对今后的工作环境有宏观的了解,理论与实践相结合,明确学习目标。同时,授课教师也可以从中了解建筑行业的新成果、新工艺,更新教学资源,使学生掌握的知识紧跟行业发展。

3.2.2 课堂教学设计 为了避免内容枯燥导致学生学习积极性降低,教师应充分利用多媒体技术,在课件中加入结构构件的实际图片、构件加载过程的试验录像、钢筋的绑扎流程视频等。同时采用任务驱动法教学,每节课开始之前,教师以简洁的语言陈述这节课的任务,提出问题,让学生进行思考,利用对未知事物的好奇心激发学生学习的兴趣。教师通过课程的讲授,逐渐引导学生掌握解决问题的基本思路、方法,找到问题的答案。最后通过若干工程案例将知识进行串联、梳理,提高学生在实际中运用知识的能力。通过这种课堂教学设计,在教学过程中充分发挥学生的主观能动性和教师的引导作用,使教育不再局限于教师单向的传递,更是一种双向的互动。

3.2.3 丰富考核方式,注重过程性考核 为了全方面的考核学生对知识的掌握和运用能力,我们应从“一考定终生”转变为注重过程性考核,将考核标准分为三部分:(1)平时成绩,包括学生的考勤、课堂表现与作业情况;(2)期末试卷考核,开卷闭卷相结合,弱化对公式和规范的记忆,注重运用能力;(3)实践实训能力考核,包括实践实训课的表现和成果、课程相关比赛的参与和获奖情况等。形成多元化的考核方式,杜绝只为试卷成绩而学习的思想,鼓励学生发散思维,从多方面学习结构构件知识,提升知识运用能力。

3.3 教学资源建设与应用

教学的改革和探索如果没有实际的教学资源进行辅助,即为纸上谈兵。教学资源的选择直接影响学生的学习兴趣与教学效果,因此丰富教学资源的种类,注重其时效性尤为重要。

3.3.1 教学素材 采用幻灯片、试验与施工的录像视频、结构设计计算软件相结合的方式,充分利用这些资源创设形象生动的工作情境,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。

3.3.2 网络资源 充分利用信息技术和互联网络。可以利用网络平台,鼓励学生和教师在线上进行交流学习和资源共享。同时配备与钢筋混凝土结构对应的网络课程库、多媒体课件库以及论文检索网站等,帮助学生不受时间空间的限制进行自主学习,也能帮助教师拓宽信息渠道,获取该课程前沿技术与理论,与时俱进,丰富自身知识储备,不断更新教学内容和方式。

3.3.3 实训实验室建设与使用 钢筋混凝土结构课程对构件的破坏形态进行了大量的研究,以往只能通过flash动画的形式在屏幕上进行了解。因此,高职院校可以参考本科院校的模式建立实训实验室,通过对实际的梁、柱等构件进行加载,帮助学生了解构件从开始加载到最终破坏的完整过程,观察构件的变形与裂缝发展,更加清晰的掌握各类构件的破坏形态与受力特点。

综上所述,钢筋混凝土结构作为一门专业核心课程,由于自身的特点与性质,一直是教学上的难点课程之一。同时随着建筑行业的不断发展,知识内容更新换代较快,因此,对于该课程的教学改革迫在眉睫。教育工作者需要不断完善和创新该课程教学方式,实时更新教学资源,提高学生学习兴趣,降低学习难度,使他们更好地掌握本课程知识,从而具备一定的职业技能和就业竞争力,为今后走上工作岗位奠定基础。

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