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混凝土结构设计教程精品(七篇)

时间:2023-09-15 17:11:53

混凝土结构设计教程

混凝土结构设计教程篇(1)

关键词:混凝土结构;课程设计;教学改革;实践实训

1引言

混凝土结构是土木工程专业重要的学科基础课,其包括《混凝土结构基本原理》与《混凝土结构设计》两大部分的内容,其中混凝土结构课程设计是在学生掌握上述内容的基础上,为进一步加强学生们对混凝土结构知识的理解而增设的相关实践环节。学生通过课程设计的练习应能进一步掌握设计的基本原理与基本方法,为后续的课程以及毕业设计打下坚实的基础。

2目前《混凝土结构》课程设计存在的若干问题

通过近些年的实际指导以及对兄弟院校相关院系的调研发现,目前混凝土课程设计存在以下问题。

2.1选题相对单一,设计内容与实际工程存有差距

目前大部分土木相关院校的混凝土课程设计选用的是单向板肋梁楼盖课程设计这一题目,大部分土木院校为督促学生自行设计而采取的手段是通过改变跨度、混凝土强度、荷载等参数,保证学生们一人一题,最大程度避免重复和抄袭。这种做法并不能从根本上解决学生不善思考的弊病,网络上纷繁的模板可以帮助学生通过简单的数字替换就完成课程设计的内容。同时,题目要求学生对一民用或工业建筑的楼盖进行设计,建筑平面图一般给定为四周砖墙的内框架结构[1]。然而内框架结构由于种种弊端,在现今的实际设计中已经被框架结构取而代之。如果仍然在教学实践环节对老旧的结构体系进行设计,会导致学生毕业后无法将学校学到的知识转化成解决实际问题的有效手段,这将使学生感到困惑与迷茫。

2.2学生对各种构件的构造要求以及施工流程不够熟悉。

通过理论学习,大部分同学可以完成梁、板的承载力计算以及相关的配筋,但对于梁板节点,墙梁节点,梁柱节点等具置的钢筋绑扎的施工工艺流程存有疑虑,对构件一般的构造要求理解不够深入,不能够实现理论与实际的有机结合,同时目前大部分教材对于梁施工图的表达方式仍采用截面注写的方式,这种方式最大的优点在于直观,便于初学者掌握梁内具体钢筋的布置形式,但在实际工程中,平面注写的应用更为广泛,理论的教学与实际的工作应用存有一定的偏差。

2.3考核方式与评价体系尚可进一步完善

由于课程设计的灵活度较高,学生的自由度较大,因此教师想对学生设计过程进行实时监控是不现实的,目前多数院校对于《混凝土结构》课程设计的考核方式仍是以学生所提交的设计成果为主,结合课上学生的课堂表现,对学生本次课程实践给定相应的考核分数。这种以结果为导向的考核方式忽视了对设计过程的监管,会导致部分善于“搭便车”的学生通过抄袭模板或成绩较好同学的设计内容而完成自己的设计任务,极有可能出现抄袭者比自行完成设计的学生成绩还要高。因此,这种考核方式不够客观与公正,会导致学生学习倦怠,同时不能达到课程设计的预期效果。

3改革的初步探讨与实践情况

为解决上述问题,有必要对《混凝土结构》课程设计进行教学改革。

3.1优化选题内容,扩大选题范围

我们首先从题目的选题着手,摒弃了老旧的内框架结构的内容,选取往年若干的优秀毕业设计中,与实际工程相近的多层框架结构设计作为学生课程设计的设计背景。同时,不再以设计单向板肋梁楼盖作为单一要求,而是将设计内容扩展为单向板肋梁楼盖设计,双向板肋梁楼盖设计,板式楼梯设计。增加学生的选题范围,扩展学生的设计思路。

3.2以小组为单位进行模块化课程设计

本次课程设计改革,将以个人为单位的模式改变为以小组为单位的模式进行课程设计,设计前将班级学生分为6人一组,每组成员又进一步细化成3小组,其中一组内2人共同完成单向板肋梁楼盖设计,2人共同双向板梁楼盖设计,2人共同完成板式楼梯设计,分组的目的在于提高学生之间互帮互助与团队协作能力,学生之间的相互督促,可以替代教师对设计过程的监控作用,在完成课程设计的同时,更能够增进学生之间的感情。

3.3增加学生互评机制与设计成果答辩环节

为了进一步完善考核方式与评价体系,我们在现有的评价体系基础上实行了学生互评机制,共同完成某项设计任务的学生,对彼此在设计过程中的设计态度,协作能力以及完成的设计成果进行互评,教师参考学生之间的互评结果作为学生设计过程的平时成绩,同时为了防止学生之间由于情感因素而包庇他人,我们引入了答辩环节。共同设计某一题目的一组成员对设计过程进行自述,同时,教师根据设计成果对两位同学分别提问,最终根据学生互评,设计自述以及答辩情况,给定学生最终成绩。

3.4将课程设计与实践实训相结合

为解决学生对各种构件的构造要求以及施工流程不够熟悉这一难题,我们选取部分优秀的设计成果,进行二次优化,并将优化后的结果用平法表示,形成可进行实际施工操作的设计图纸,结合学校现有设施,在学校实践实训基地内,在师傅带领下,以学生为主力,按照设计图纸,对相应的设计内容进行实际施工,真正做到理论与实际相结合。实践证明,通过改革措施,我校混凝土结构课程设计的教学效果有了较大的提升,学生的主观能动性得到了一定的调动,由于我校实践实训基地仍在建设当中,下一阶段我们将把主要精力放在课程设计与实践实训相结合上面,将教学改革落到实处。

参考文献:

混凝土结构设计教程篇(2)

关键词:案例教学法;钢筋混凝土结构设计原理;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)29-0092-02

为了全面贯彻落实教育部提出的关于“卓越工程师教育培养计划“的重大项目,全面提高学生的动手实践能力和创新能力,许多高校在教学模式和教学内容上作了相应的调整,旨在培养出一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各种类型的高质量工程技术人才。

一、案例教学缘起

随着教学的不断摸索,提出了案例教学法的教学方法。案例教学以学生对案例的运用和讨论为特点,帮助学生掌握对实际问题进行分析和反思的方法,重在提高学生的认知水平和解决问题的能力,并发展学生的创新精神,是培养富有分析研究能力和解决实际问题能力及团队合作精神的高素质人才的一条重要途径。案例教学法始创于19世纪70年代哈佛大学法学院,最先运用于法学和医学教学,其后被运用于其它领域。

《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的一门重要专业基础课,是一门基于试验和理论研究来指导工程应用的课程。将案例教学法引入到钢筋混凝土结构设计原理教学中,可以使学生对该门课程具有更好的理解和认识,使得他们在今后的工作中遇到相关的问题,可以更好地运用相关的理论知识分析和解决问题。

二、案例教学原理

案例教学法是根据教学目标的需要,以案例为基本素材,把学生带入特定的事件情景中,进而识别问题、分析问题和解决问题,其最根本的内容就是案例的选取和使用,这也是案例教学区别于其它方法的关键。案例是案例教学的核心,离开了案例,案例教学就无从谈起。作为案例教学中的案例,应具有以下几个基本特征:

(1)真实性。对于一个工科课程,案例可以帮助学生认识并了解工程实际情况,加强学生对工程实践的体验和感受。因此,案例应取材于工程实际,它是真实发生的,而不是凭空想象和杜撰出来的。

(2)典型性。并不是所有的事例都可以作为案例,案例是具有一定代表性的典型事例,代表着某一类事物或现象的本质属性。案例要能够涵盖众多理论知识,使学生可以掌握有关的原理和方法,同时要考虑学生知识水平和能力,使教学内容和学生基础相适应。

(3)规范性。教学案例的选取与设计要注意将相关的行业规范贯穿其中,使案例教学成为对学生进行行业相关规范、规程的学习过程,使得学生在今后的工作中能够重视规范的重要性。

(4)启发性。案例应该能够引入深思,启迪思路,进而深化教学内容,并能留给学生必要的想象和自主发挥空间。

(5)实用性。案例教学的目的是解决问题,使学生掌握的知识有用武之地。因此,任何案例都不可信手拈来,需要经过充分的筛选、比较、论证,选取最精华的东西,使案例教学取得实效。

三、案例教学方法

1.案例研究法

这种方法是芝加哥大学首先开发使用的,所以又叫芝加哥研究法。其实施过程是:首先给学生分发案例,让他们进行阅读,然后学生和教师一起站在客观的、公正的和旁观者的角度,讨论发生这样事情的原因,深入分析,从中找出一般规律。

2.案例分析法

也被称为哈佛教学法,所使用的案例多是现实中发生的复杂问题,其主要目的在于提高学生解决问题的能力和判断力,重点放在解决问题的过程上。参与者要扮演案例中的角色,以达到身临其境进行分析和决策的效果。哈佛的案例教学有三类:①问题评审型,即给出问题和解决问题的方案,让学生去评价;②分析决策,即不给出方案,要求学生通过讨论分析提出决策方案;③发展理论型,即通过案例发现新的理论生长点,发展并不断完善理论体系。

四、钢筋混凝土结构设计原理教学中的案例教学过程

以“钢筋混凝土结构设计原理”课程中“混凝土梁的受弯破坏及影响因素”为例,讲述本课程案例教学的使用过程。

1.课前案例教学准备

案例教学的成功与否取决于教师与学生的共同努力,需要师生之间的参予和配合。学生在学习本章节之前,首先形成感性知识,激发学习兴趣。教师要熟悉案例,仔细研究案例内容以及与之相关的教科书中相关章节课程的内容,通过案例分析,使学生学习和掌握那些原理和知识。其次,要组织学生到工地现场实地观察,调查钢筋混凝土梁破坏形式,尤其对于一些已建建筑物,要调查钢筋混凝土梁在荷载作用下的弯曲变形形状、裂缝分布特点及钢筋锈蚀情况等相关内容。

该阶段教学目的:利用课间业余时间展示工程现状,这些具体、直观、形象的信息,能有效帮助学生形成感性知识,激发他们的学习兴趣,活跃课堂气氛,启发他们提出各类问题,调动他们积极主动地探求此类工程问题的解决方案。

2.课内案例教学组织与实施

课内的教学要注意以引导学生为主进行讨论,而不是由教师为主进行讲授。教师要认真倾听学生的发言,善于发现和捕捉他们发言中的闪光点,及时调动他们的积极性。学生以实际工程为载体,分析工程场地和具体工程参数对混凝土梁破坏的影响,探讨如何解决工程实际问题。教师要通过文字、公式推导等方式,引导学生去论证梁破坏的产生原因以及如何预防类似问题发生,这样可以使学生考虑不同参数对梁的影响。

该阶段的目的:以浓厚的工程氛围、严谨的工程语言,向学生传递实际工程信息和工程急需解决的问题,增强学生的工程意识、解决工程问题的责任心,集中学生的注意力。同时,让学生对一些概念有一个理性认识,这样更便于理解记忆。

3.课后案例教学的总结评析

课后案例的总结和反思是提高案例教学质量的重要措施之一。对于案例中涉及的重要知识点,可以通过课堂讲解掌握,而对于其他知识点,则指导学生通过自学去熟悉或了解。学生通过相关案例的学习,可以构建一定的理论知识体系,通过课后案例教学的反思,加深对理论知识的理解与记忆。最后,通过实验室的钢筋混凝土梁加载试验,可以验证课本的理论知识与实际发生是否一致,让学生对课本的理论知识进一步加深认识。

通过对理性知识的简单运用与加深。重新审视本章节内容能够解决的工程问题,给学生以启发和引导,通过讨论指出解决问题的思路与方向。通过这样的案例分析,可以培养学生独立思考的习惯和解决工程问题的意识与能力,培养学生的团队协作精神,增强学生的实际工程现场意识,及其对课程理论知识的再认识。

五、案例教学的应用效果

案例教学法在钢筋混凝土结构设计原理课程中的使用,可以大大提高学生主动分析并掌握问题重点的能力,强化学生独立思考问题的能力,可以通过不断的探讨,使得学生在分析问题、解决问题能力方面得到提高。另外,还可以使学生加深对现实工程情况的了解,通过互相沟通,培养和发扬团队精神。

案例教学法同样可以提高教师的综合业务能力。课程的教学改革,要求授课教师必须具备“双师资格”(教师资格和工程师资格)。授课教师应该根据专业特点,在具备扎实的理论知识的基础上,投身工程实践,通过工程实践把自己锻炼成合格的工程师,以便于更好地投入到教学工作中。

案例教学的重点就是对于案例的选取与使用,建立的案例要能覆盖足够多的知识点。同时,要具有合适的规模,这样才能恰到好处。要鼓励教师进行案例教学法,这对于绝大多数教师来说,是一种相对新颖的教学方法,一时无法让更多的教师接受,这就需要教师改变传统思想,接受新的教学理念。最后,案例教学的使用改变了传统的教学方式,可以大大提高学习效率。

参考文献:

[1]郭德红.案例教学:历史、本质和发展趋势[J].高等理科教育,2008,(1).

[2]周云等.案例教学在“计算机软件技术基础”课程中的尝试[J].高等教学研究学报,2007,30(3).

[3]黄明,郭大伟.案例教学中的案例选取与设计[J].教育探索.2006,(3).

混凝土结构设计教程篇(3)

【关键词】建筑结构 新版混凝土规范 教学改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)03-0019-02

1 引言

《建筑结构》是非土建类专业开设的专业基础课程,内容涵盖混凝土基本原理、钢筋混凝土结构设计、砌体结构、钢结构以及抗震设计,知识面广、内容全面。在"需求导向,能力为本,知行合一,重在创新"的人才培养理念指导下,《建筑结构》课程应紧密结合结构设计规范[1],以结构设计基本原理为基础,以建筑结构发展最新动向为延伸,强调学生对基本概念和设计方法的掌握,培养学生发现问题、解决问题的能力。

2010年新修订的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[2]于2011年7月1日在全国范围内开始实施。新规范在总结今年来全国科研、高校和设计单位的科研成果和工程实践经验基础上,学习借鉴国外先进规范和经验,广泛征求国内有关单位意见,经过反复修订而成,代表了混凝土结构学科在现阶段的技术水平。而《建筑结构》课程体系中最重要的混凝土基本原理和钢筋混凝土结构设计必须遵循新版混凝土规范要求。因此,在新版混凝土规范出台之际,《建筑结构》课程教学应适时进行调整和完善,以确保学生能正确完成钢筋混凝土结构的设计,了解混凝土结构学科发展趋势。

2 《建筑结构》课程特点

《建筑结构》课程授课对象是非土建类学生,这一特殊的教学群体决定了该课程的主要特点:

(1)课程内容繁多。《建筑结构》以"混凝土基本原理"为基础,以"钢筋混凝土结构"、"砌体结构"、"钢结构"为应用,以"抗震设计"为补充,基本涵盖了土建类专业的大多数专业基础课。同时在《建筑结构》的教学环节中,涉及了工程材料、材料力学以及结构力学等多门课程内容,要求学生具备扎实的基础知识。

(2)课程课时少。《建筑结构》课程通常分两学期教学,总课时不足90学时,远低于土建类专业课时数。在内容多、课时少的背景下,必然要求对建筑结构教学内容进行合理分配,结合教学对象,针对专业特点,把握全局,突出重点。

(3)学生基础薄弱。非土建类学生数学、力学基础较差,面对《建筑结构》中大量公式的推导和应用,往往存在心有余而力不足的现象。尤其对一些理论性稍强的内容,学生普遍认为内容太难,无法完全掌握。

(4)学生思想不重视。学生往往只关注本专业的核心课程,不重视《建筑结构》课程,在学习过程中只求应付考试,不求真正掌握、灵活应用,所以即使老师反复强调,教学效果仍然不佳。

因此,《建筑结构》课程只有针对课程自身特点,结合非土建类专业学生基础,因材施教,才能真正实现课程教学目的。恰逢2010版混凝土规范修订,可通过对教学内容和教学方式的改进,突出新旧混凝土规范的差异,促进学生对混凝土规范的认识和理解,提高教学效果。

3 《建筑结构》教学内容改革

(1)采用高强高性能材料

新版混凝土规范提倡高强高性能材料,要求适当提高一般结构的混凝土强度等级,钢筋混凝土强度不应低于C20,采用强度级别400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。同时废除23MPa5级钢筋,以300MPa级钢筋代替,新增500MPa级钢筋,大力推广400MPa级、500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋,并逐步限制335MPa级钢筋。

(2)统一受剪承载力计算公式

在2002版规范[3]中,均布荷载作用下的受弯构件箍筋抗剪承载力为1.25fyv(Asv/s)h0,受集中荷载作用的受弯构件箍筋抗剪承载力为1.0fyv(Asv/s)h0。新版混凝土规范统一了受弯构件抗剪承载力计算公式,均按1.0fyv(Asv/s)h0计算,修订后规范适当提高了斜截面受剪承载力的安全储备。

(3)提高最小配筋率

2002版混凝土规范规定受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率取0.6,对400MPa级钢筋可减小0.1。新版混凝土规范中根据抗震设计要求,受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率如表1所示,修订后受压构件全部纵向钢筋的最小配筋率有所提高。

表1 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中最小配筋率规定

受力类型 最小配筋率(%)

受压构件 全部纵向钢筋 0.50(500MPa级钢筋)

0.55(400MPa级钢筋)

0.60(300、335MPa级钢筋)

一侧纵向钢筋 0.2

受弯构件、偏心受拉、轴心

受拉构件一侧的受拉钢筋 0.2和45 中的较大值

表中:ft为混凝土抗拉强度设计值,MPa;fy为钢筋屈服强度设计值,MPa。

(4)调整裂缝宽度计算公式

新版混凝土规范中裂缝宽度计算公式形式保持不变,但对于三级裂缝控制等级的非预应力混凝土构件,最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算。同时对于非预应力的受弯或偏心受压构件,受力特征系数αcr减小为1.9。修订后计算得到的裂缝宽度值有所减小,解决了采用高强钢筋受裂缝宽度限制的问题。

(5)完善了各种构件的构造要求

新版混凝土规范中对板、板柱结构、混凝土墙、钢筋锚固等构造要求进行了完善修订。包括:正式提出现浇空心楼板的最小板厚200mm;修改了锚固长度的修正系数,将锚固长度的下限值减低为0.6;完善装配式结构的构造要求,增补机械连接、浆锚接头等连接方式等等。

(6)提出新的设计原则

新版混凝土规范为提高结构抵御灾害的能力,提出了结构防倒塌概念设计,介绍了结构防倒塌定量设计方法的原则。同时为完善耐久性设计,针对既有建筑改造的迫切需要,提出了既有结构延长年限、安全复核、改变用途、扩建改造、修复加固的设计原则。

4 《建筑结构》教学方式改革

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)在第六批规范课程研究的基础上,对"从截面计算到结构设计"、"增加结构防倒塌设计的原则"、"耐久性及既有结构再设计"、"提高安全度设置水平"、"采用高强-高性能材料"以及"技术进步标准协调国际接轨"六个方面进行了补充、完善、提高。新版混凝土规范的发展方向代表了混凝土结构领域的发展方向,体现了不断进步、紧密联系工程的精神。因此,作为《建筑结构》课程更应及时贯彻2010版混凝土规范精神,结合工程实践开展教学工作,具体可进行以下几方面的教学改革尝试。

(1)大量运用对比分析法

在众多《建筑结构》课程教改研究成果中,对比分析法可以通过比较,找出事物的相同点和不同点,加深学生对教学知识的理解和掌握[4]。在《建筑结构》课程教学过程中,可采用对比分析法对新旧混凝土规范内容进行举例说明,不仅要突出修订后的内容,也应介绍规范修订的背景、原则,让学生在记住专业知识的同时,也对混凝土学科发展方向有所了解。

(2)开展"现场"教学

《建筑结构》课程中的部分概念性知识,学生往往很难把握。为让学生拥有对混凝土结构的直观认识,可以带领学生参观结构试验大厅,逐一介绍钢筋、水泥、砂石、模板等基本材料;还可带领学生旁观土建类专业学生材料试验课和混凝土试验课,观察钢筋绑扎、混凝土浇筑、振捣以及适筋梁破坏试验。通过"现场"教学把抽象的事物、概念实体化,加深学生的理解,培养学生对《建筑结构》课程的学习热情。

(3)紧密结合工程实例

对于非土建专业学生,大量概念、公式、计算内容的讲授不免显得枯燥,因此需要在教学过程中不时通过生动的工程照片、实例、视频吸引学生注意、强化学生的感性认知,将有助于《建筑结构》课程教学效果的改善。

(4)教师不断自我培训

随着新技术、新工艺、新知识的不断发展,混凝土规范进行了再次修订和完善,以规范为根本的《建筑结构》课程也应紧跟发展趋势,不断自我完善。因此,任课教师必须及时更新知识结构、增长工程实践经验、及时掌握行业发展动向,积极参与课程相关的各项科研、教改研究,不断进行自我培训,提高自身素质。同时在教学环节中,以身作则给学生树立积极向上的榜样。

5 小结

本文以新版混凝土规范为背景,结合非土建类专业学生特点,初步探讨了《建筑结构》课程的教学改革。通过对教学内容和教学方法的改进和完善,以期实现课程教学目的,完成教学任务,达到教学效果,使学生在接受建筑结构设计相关理论知识的同时,了解行业发展方向,提高自身实践能力。

参考文献:

1.王文龙. 高职《建筑结构》课程的教改实践与探索[J]. 长江工程职业技术学院学报. 2006,23(1):43-45.

2.中华人民共和国住房和城乡建设部. 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[S]. 中国建筑工业出版社出版. 2010.

混凝土结构设计教程篇(4)

关键词:混凝土工程与技术;课程建设;应用型人才

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0279-02

在大连交通大学无机非金属材料专业开设《混凝土工程与技术》课程源自大连交通大学校级教改项目——《优化“无机非金属材料专业”课程体系,拓宽就业渠道》的教改探索与实践。多年来学生的就业数据表明,无机非金属材料专业就业的去向主要为各中铁局,从事混凝土材料的制备、性能及相关研究工作。例如,2010届无机非金属材料专业学生从事混凝土行业的就业率达该专业总就业率的84.6%,2011届学生从事混凝土行业的就业率达该专业总就业率的79%。由此可见,开展《混凝土工程与技术》课程的教学对于培养服务于混凝土工程的应用型人才具有关键作用。只有进一步完善和优化《混凝土工程与技术》课程体系,加强课程建设,方能适应新形势下对高水平混凝土技术人才的需求。2010年大连市混凝土行业共完成混凝土销售量1600万立方米(包括建筑、交通、市政、港口用量),实际产值48亿多元人民币(按现行市场价格计算)。同年,大连市重点项目“地铁”工程全面开工,预计2013年底竣工。这为无机非金属材料专业学生的就业提供了前所未有的机遇和挑战。研发、检测人才的大量短缺,对《混凝土工程与技术》课程建设提出了新的要求,要求培养出专业知识水平高、理论基础扎实、能够学以致用的应用型专业技术人才。因此,必须加强《混凝土工程与技术》的课程建设,一方面使学生提高认识、加强重视;另一方面需要增强课程本身的吸引力,从各个环节进行完善。

一、课程建设

《混凝土工程与技术》是一门无机非金属材料专业的专业课,是无机非金属材料专业培养计划中的核心课程之一。混凝土材料涉及面广,行业范围宽,通过《混凝土工程与技术》课程的建设,可使学生在毕业后很快熟悉业务,成为混凝土质检、研发或监理部门的工作技术骨干。在授课时系统阐述了混凝土行业最新的国家标准,例如《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)等,使学生全面掌握混凝土结构设计的关键技术内容,进一步加强和规范混凝土工程与技术的先进理念与标准。同时,课程在教学内容更新、课件制作、网络教学建设、教学方法改革和考核方式改革等方面采取了措施,以加强对学生创新能力与综合能力的培养。

1.教学内容更新。作为应用型专业课程,课程内容的设置原则为“理论够用,重在应用”,因此,对《混凝土工程与技术》课程的内容设置做了如下调整:主要介绍混凝土材料组成,混凝土结构及基本性能,混凝土生产技术,包括混凝土配合比设计、预拌混凝土生产工艺、预拌混凝土的运输,混凝土工程施工技术包括模板工程、混凝土的浇注等。预应力混凝土工程,混凝土制品生产工艺及特殊混凝土技术,混凝土结构维修与加固,混凝土的检测与测试等内容。其中,在混凝土结构及基本性能、混凝土配合比设计内容上加大理论知识的深度,特别是混凝土配合比设计是本课程的核心及重点,因此应当深入介绍公式的理论推导及例题计算演示。其他理论内容与实际应用衔接不大的,进行略讲或删减。在混凝土施工工程中需使用大量的钢筋材料,当混凝土发生劣化时,钢筋锈蚀的危害也较为严重。

2.课件制作。《混凝土工程与技术》课程涉及到大量的施工工具、混凝土制品与施工现场的内容,通过制作高质量的多媒体教学课件,合理编排课件内容及添加图片等方式尽可能把实际施工现场的情况展现在学生面前,结合一些视频资料,使学生全方位理解课程内容,并在以后真正走向工作岗位时,尽快熟悉业务,胜任相关工作。

3.网络教学建设。利用学校的网络教学平台,为学生提供网络学习课程的电子资源,如教学课件、教学进度表、教学大纲等。同时,在课程的教学博客中发表了大量与课程相关的行业知识介绍等,学生通过浏览网络课程,可大大开阔眼界,拓宽知识面,激发学习兴趣。

二、教学方法与考核方式的改革

为了督促学生深刻理解和牢固掌握专业课的知识,灵活地学以致用,发挥学生在教学活动中的主体地位,激发他们的学习热情,培养他们发现问题与解决问题的能力,进行了教学方法与考核方式的改革。

1.教学方法改革。①采用启发式教学。在教学的过程中,多激发学生思考,并鼓励学生用发散思维思考问题。实践表明,通过学生自行思考得出的正确结论,往往会使他们印象深刻而加深记忆。采取启发式教学,可有效调动学生的学习热情,使其注意力集中,大大提高了教学效果。②采用互动式教学。在混凝土配合比章节涉及大量的计算,通过计算方能确定混凝土的配合比以及抗压强度等。结合多媒体课件,在课堂上采取互动式教学,通过随机提问学生、让学生来黑板前做题等方式,使学生加深对各项公式的理解和记忆,更好地掌握较为复杂的理论知识,让每个学生都能够牢固掌握知识点。③采用案例式教学。在讲授混凝土工程建设的相关内容时,通过实际案例的讲解和剖析,加强学生对规范施工的重视。例如,在介绍混凝土结构维修与加固部分内容时,通过对某楼发生的严重混凝土质量事故进行分析,针对事故产生原因采用相应措施进行处理。这些案例都是真实发生的质量事故,有的甚至造成了大量的人员伤亡。通过案例的陈述,使学生牢固树立安全生产意识,深刻理解严格遵守施工规范的重要意义,将各孤立的知识点联系在一起,从而更好地掌握教学重点和难点内容。④鼓励学生自学。对于教材中单纯描述性的内容,鼓励学生自学,并通过提交作业的方式进行检查。学有余力的学生还可以通过网络查找相关内容最新的动态。通过自学,可锻炼学生对知识点的概括总结能力。

2.考核方式改革。为了多层次、多角度、全方位地考核学生对知识的掌握运用能力,引导学生认真复习、归纳总结课程的教学内容,促进学生创新能力的提高,本课程的考核方式加强了对知识的运用能力的考核,采用口试、课程论文、文献综述等综合考核方式,多层次、多角度、全方位地考核学生对知识的掌握运用能力,促进学生创新能力的提高。

通过课程建设与教学实践,《混凝土工程与技术》课程已形成理论与案例相结合的培养体系,结合本专业的生产实习,取得了良好的教学效果。对教学方法与考核方式进行改革后,大大激发了学生的学习兴趣,为培养优秀的混凝土技术人才奠定了扎实的基础。

参考文献:

混凝土结构设计教程篇(5)

关键词:混凝土及砌体结构;实践教学;精品课程

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)01-0001-03

混凝土及砌体结构课程是东北电力大学土木工程专业的必修基础课及专业课,硕士研究生入学考试课程,部级注册结构师考试课程。课程教学目的是使学生具有解决工程实际问题的综合素质与能力,培养学生实事求是、独立思考、勇于创造的科学精神。课程内容包括课堂教学环节及认识实习、实验教学、课程设计等实践教学环节,其中实践环节对学生学习、理解和掌握、运用混凝土课程的内容至关重要[1]。混凝土及砌体结构课程通过课程组全体教师的共同努力,在师资结构、教学条件、教学管理、教学质量方面取得了一定的进步,2011年被评为吉林省精品课程。本文结合东北电力大学混凝土及砌体结构省级精品课程的建设经验,深入分析和总结了实践教学环节存在的问题,提出以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接、相对独立的混凝土及砌体结构课程实践教学环节改革措施。

一、混凝土及砌体结构课程培养目标及实践教学环节内容

东北电力大学本科教育人才培养目标是培养“实基础、强能力、重实践、突特色”,具有“一实两创”(实践能力、创新意识、创业精神)特色的应用型、复合型人才,因此,混凝土及砌体结构课程培养目标立足于学生工程实践能力和综合能力的培养,培养学生具备运用混凝土结构基本理论知识正确进行混凝土结构设计和解决工程实际问题的能力,强调课堂教学与实验教学、设计教学紧密结合,注重建立工程概念,注重激发学生的创新意识,增强学生的创新精神。

混凝土及砌体结构课程是建立在实验基础上的理论性很强、实践性更强并与现行规范、规程密切相关的课程[2]。东北电力大学《混凝土及砌体结构》课程课堂教学环节包括“混凝土结构基本原理”(60学时)和“混凝土结构及砌体结构设计”(60学时)两部分内容,实践教学环节包括认识实习(1周)、基本构件实验(课外20学时)、课程设计(3周)。

认识实习环节包括施工现场参观、技术人员现场讲解、工程实际问题讨论等内容,教学目的是使学生对基本结构构件的截面尺寸、配筋方式及构造要求,施工主要工序、施工方法、施工机械建立感性认识,既可直接获取专业知识,又可锻炼和培养学生独立分析和解决问题的能力。实验教学环节包括钢筋混凝土简支梁正截面、斜截面承载力实验和钢筋混凝土偏心受压柱承载力实验,教学目的是使学生清楚地认识和理解混凝土构件从开始加载到最终破坏的全过程,特别是构件的受力机理和破坏特征,并培养学生的动手能力以及亲自经历科学研究的各个环节。课程设计环节包括梁板结构和单层厂房两个设计内容,包括结构布置、构件选型、荷载导算、内力分析、内力组合、配筋设计及施工图绘制,教学目的是通过两个比较完整的工程结构设计训练,培养学生综合运用所学理论知识进行简单工程结构设计的能力,使学生系统地掌握设计方法,熟悉构造要求,培养学生解决工程实际问题的能力。

混凝土及砌体结构课程实践教学环节的落实是全面实施教学计划的难点和关键,是提高专业人才创新能力、动手能力和专业素质的关键途径与手段,抓好实践教学环节的实施是深化教学改革、提高教学质量的重要内容。

二、混凝土及砌体结构课程实践教学环节存在的问题

(一)认识实习环节存在的问题

认识实习环节是培养学生专业知识水平和综合素质的重要环节,是促进理论与实践相结合的重要途径[3]。通过认识实习可培养学生对土木工程专业的兴趣,让学生充分了解土木工程中建筑、结构及施工的基本概念,建立初步的工程意识,激发学生对土木工程专业后续课程的求知欲望。

本课程组通过调研和召开大四学生座谈会,发现目前认识实习环节仍存在一些问题。多数学生和教师普遍存在“认识实习就是走一走、看一看、听一听、写一写”的想法,导致实习目的不明确,实习态度不认真,实习积极性不高;实习内容主要由专业负责人确定,由于多数教师本身缺乏实践经验,加上学生与现场技术人员交流很少,缺少技术人员的指导,导致实习内容不全面、重点不突出;实习场所一般都是临时确定,不能保证具备与实习内容一致的工程项目,同时对现场施工安全性要求很高,东北电力大学土木工程专业学生实习人数较多,联系到一个非常合适的实习地点很难。同时由于认识实习时间较短,学生无法充分体验一个完整的施工过程,再加上学生自我管理意识较差,导致实习效果不理想。

(二)课程实验教学环节存在的问题

实验教学设计的指导思想是在适应教育发展趋势的前提下,以转变教育观念为先导,注重学生的素质教育,重视培养学生的创新精神及实践能力。本课程实验教学环节有助于学生夯实专业知识,理论联系实际,提高动手能力和创新能力,培养学生具有发现问题、分析问题、解决问题的能力[4]。

目前,混凝土基本构件实验基本处于实验教师做、同学看的状态,所有钢筋混凝土构件均由实验教师制作,包括钢筋制作、绑扎、贴应变片,混凝土浇筑等,培养学生的动手能力和创新能力。试验方案由实验教师事先确定,整个实验由教师准备、操作、读数,完全变成演示实验,学生只是观看、抄录,按照规定模式填写实验报告,根本达不到实验教学的目的。学生上实验课缺乏主动性和积极性,只是按照实验指导书上的实验方法在指导教师的指导下完成实验内容,不能真正地提出有价值的问题及深入地分析实验结果,缺少独立思考和培养创新意识的过程。实验教学模式单一,教学重点主要是验证基本理论,缺少综合性、启发性、创新性的实验项目,达不到培养学生综合运用知识解决实际问题能力的目的,达不到启发学生思维和培养学生实验研究能力的目的,体现不出实验教学中学生的主体地位,不能激发学生的创造性。

(三)课程设计教学环节存在的问题

课程设计环节可使学生从确定结构方案、荷载导算、内力分析、内力组合、构件设计、施工图绘制得到一个比较完整的工程结构设计训练,对结构设计的方法、步骤、设计要点有一个全面的掌握,还可以熟悉混凝土结构设计规范中的相关内容,增强学生的专业自豪感和成就感。但目前课程设计环节仍存在设计题目单一、重点不突出、容易出现互相抄袭等问题,主要原因有以下几点:(1)指导教师数量不足,不能保证课程设计的指导效果与质量;(2)教学场所、时间有限,不能满足实际教学的需要,严重影响教师的现场指导与答疑;(3)课程设计规范化程度不够,课程设计的质量评价标准还需要进一步完善和提高,需要进一步加大课程设计的督导与监控力度,加强课程设计的过程化管理,确保课程设计质量。

三、混凝土及砌体结构课程实践教学环节改革措施

(一)加强实习基地建设,充实实习内容

本课程内容具有较强的实践性和综合性,因此实习是必不可少的实践性教学环节,为实现专业培养目标起着重要的作用。学生通过对实习内容进行独立观察、独立思考和现场讨论,可以从总体到局部,从构造到施工,深入接触混凝土结构的工程实际,并把所学知识综合运用到实践中去,从感性认识上升到理性认识[5]。

认识实习是学生首次校外实习,学生热情很高,但面对实习出现的问题又感到很茫然,因此,必须有教师带队,帮助学生解决问题。课程组通过省级精品课程建设,充分联系相关企业,与丰满电厂培训中心、吉林松花江热电厂、国网江南热电厂建立了固定的实习基地和实训基地,定期安排相关指导教师参加工程实际经验培训,加强青年教师的工程实践能力,以便更好地指导学生实习。在实习过程中指导教师结合实习项目进行现场教学,使学生对钢筋混凝土基本构件的截面尺寸、配筋方式及构造要求建立感性认识,锻炼和培养学生独立分析和解决问题的能力,达到巩固、加深理论知识和提高实际工作能力的目的。同时,课程组充分利用校区内已建和在建建筑,通过施工现场参观并听取施工技术人员的现场讲解,观看施工工艺或建筑单体的光盘与录像等,使学生熟悉并了解混凝土结构基本构件及常用结构体系,了解设计和施工、理论和实践之间的相关关系,加深学生对结构设计理论学习重要性的理解和认识。

(二)改革实验教学模式,提高学生的动手能力

实验教学是本课程培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力的重要教学环节。实验教学改革是为了使学生清楚地认识和理解混凝土构件从开始加载到最终破坏的全过程,特别是构件的受力机理和破坏特征,并培养学生的动手能力,以及亲自经历科学研究的各个环节。课程组通过实验教学模式的改革,从2008级本科生开始,以学生为实验主体,将学生分为6―8人一组,使学生结合课堂教学内容,在实验教师的指导下,亲自进行构件设计(包括选择材料、确定混凝土配合比、确定钢筋下料长度及绘制配筋图等),亲自动手制作试件(包括制作钢筋骨架、贴应变片、支模、浇筑混凝土等),亲自制订实验方案,亲自进行实验操作和数据处理,亲自进行成果分析与整理。通过三年的改革与实践,实验教师和授课教师均反映极大地调动了学生的学习积极性和创造性,培养了学生的创新能力,同时还节省了实验费用,促进了实验室建设。学生也反映得到了较为系统的实验技能训练,加深了对课程基本理论和内容的理解及应用。

课程组2011年开始尝试开展高水平的选作试验,包括混凝土偏心受压柱和单片砌块墙受压试验,同样要求学生独立进行构件设计与制作、制订试验方案,亲自进行试验操作、数据整理及分析。2009年课程组结合学院教师正在承担的科研项目,指导学生申报创新性、综合性、设计性实验项目,聘请相关专家进行评审,申报成功后,同样由学生独立完成实验,教师仅参与指导工作,并宏观把握实验进度和实验经费预算。

(三)整合课程设计内容,培养学生的综合能力

本课程是一门实践性很强的课程,学习中必须理论联系实际,以激发学生的学习兴趣和创新能力,培养学生综合分析问题的能力[6]。课程组通过整合课程设计内容,充分利用教师参与的工程建设具体项目作为设计的原始资料,真正做到真题真做,在设计过程中还会遇到许多课堂教学中未涉及的工程问题,培养学生运用基本理论和基本方法自主解决工程设计问题的能力。采取学生自主选题,既避免了全班同学同做相同题目的问题,又富有挑战性。同时,鼓励学生利用结构设计软件进行结构内力分析并绘制施工图。

在时间安排上,课程设计计算部分放到课堂授课环节进行,课程设计周只进行施工图绘制,这样可以使学生对刚学过的知识加深理解和掌握,设计时间比较充裕。在指导方式上,课程组全部教师参加课程设计指导,学生自愿选择指导教师,但制定人数上限。这样原来只由授课教师带两个班近70人变为只带14人,提高了指导质量,便于了解每位同学的情况。在考核方式上,课程设计成绩由三部分组成,平时20分、评阅20分、答辩60分,避免了原来只根据答辩情况给成绩的情况。为了解课程设计的总体情况,采取指导教师互相评阅的方法,每位指导教师需要评阅其他所有教师的学生成果,同时评阅教师有一票否决答辩权。答辩时分两组,要求指导教师回避。在过程管理上,平时成绩由指导教师给定,要求指导教师至少集中答疑三次,每次指导教师需要指明修改意见并签字。计算书部分必须手写,平时成绩和评阅成绩在答辩前给出,统一汇总到课程组负责人处,对不允许参加答辩的同学由所有指导教师集体审议并最终确定。

(四)充实其他实践环节,提高学生的创新能力

2011年,课程组在学校相关部门及学院的大力支持下,成功举办了我校首届混凝土结构设计大赛,提高了学生的动手能力、运用计算机进行结构分析的能力和创新能力,同时评选出优秀学生代表参加了吉林省结构设计大赛,取得了两项二等奖的优异成绩。2010年课程组开始组织学生进行混凝土肋梁楼盖和单层厂房屋架结构模型制作大赛,要求学生学以致用,并亲自动手制作,既培养了学生运用知识的能力,又培养了学生的动手能力,同时,有利于学生之间及师生之间的知识交流与配合协作,提高了学生的实践与创新能力,得到了学校的好评。

混凝土及砌体结构课程实践性教学环节的落实是全面实施教学计划的难点和关键,是提高专业人才创新能力、动手能力和专业素质的关键途径与手段,抓好实践性教学环节的实施是深化教学改革的重要内容。本文详细分析了混凝土及砌体结构课程实践环节存在的问题,提出了实践教学环节的改革措施,强调课堂教学与实验教学、设计教学紧密结合,加强实习环节,注重建立工程概念,注重提炼科学问题,注重培养学生的综合能力,注重激发学生的创新意识,培养学生严肃认真的科学态度、良好的工作作风、创新精神和创新意识,提高学生综合运用所学知识的能力,以达到专业培养目标的要求,为学生尽快融入工作环境打下良好的基础。

参考文献:

[1]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2]邹昀.混凝土与砌体结构的教学改革与实践[J].理工高教研究,2006,(2).

[3]何夕平,陈燕.土木工程三大实习教学与课堂理论教学有机结合探讨[J].高等建筑教育,2008,(5).

[4]王建平,胡长明,李慧民.土木工程专业实践教学中存在的问题与对策[J].西安建筑科技大学学报:社会科学版,2007,(3).

混凝土结构设计教程篇(6)

论文关键词:混凝土结构,教学改革

《混凝土结构》分为《混凝土结构基本原理》和《混凝土结构设计》上下两册。《混凝土结构基本原理》主要从工程力学、结构力学、材料力学等的角度来讲解混凝土的相关原理知识,这些知识对我院三个方向的学生(工民建专业、交通土建专业、岩土专业)学习专业知识都起着承上启下的作用。《混凝土结构设计》是《混凝土结构基本原理》的进一步延伸,主要讲解各梁、板、柱、基础等的构造和受力特点,这一部分的学习对我院三个方向的学生来说都有一定的难度。

1 课程教学中存在的主要问题

《混凝土结构》的理论性非常强,包含各种概念、试验假定、计算公式、结构分析等等,一直以来学生就将这门课程列为难学难懂这一类。

传统的教学方式是教师课堂讲解,应用多媒体ppt和板书结合的方式来进行讲解,这样的教课方式虽然比以前单纯的板书上课更利于学生接受,但是效果并不突出,学生也仅仅能够应付考试,对于知识体系的掌握没有达到理想状态。经过长期'教'与'学'过程中的循环反馈,发现我院《混凝土结构》的教学主要存在着以下5个问题:

1.1 教学模式缺乏新意,过于呆板

教学过程中教学内容完全按照教材顺序来,一个章节一个章节地讲课,仅局限于课本上的知识,不能很好地串联知识点,教学方式单调枯燥,学生也处于被动接受状态,积极主动性不强,结果导致教学效果差强人意。

1.2 偏重于讲解公式的应用,对基本概念理解的讲解偏少

由于课程的特点,涉及到的公式和概念较多,在教学过程中,教师更多的是教学生如何应用公式计算,学生没有真正理解,只是死搬硬套,计算出最终结果,但是对过程并不理解,如果变换另一种情况,学生又不会了。而实际工程情况比书本上的例题复杂很多,要想让学生掌握并灵活应用首先就要让其对知识理解透彻。

1.3 教授学生查阅学习过的学科教材,对规范结合的较少

在教学过程中,碰到学生不会或不懂的知识点,更多的是教学生去查阅以前学习过的教材,这样做虽然能让学生弄懂知识,但是却丧失了很好地了解规范的机会。由于土木工程专业规范非常之多,而几乎所有的实际工程依据全部是规范,如果学生等到毕业后才开始接触规范,这样导致学生对规范非常陌生,而这个时候早已没有足够的时间让他们弄懂规范再接手工作,势必极大地影响工作效率。

1.4 教学过程中讲授理论知识较多,学生接触实际工程太少

教学过程中虽然采用了多媒体和板书结合的方式,在讲解梁、板、柱、基础等相关知识时也采用大量的图片和视频辅助讲授,但是讲解完后,发现学生还是懵懵懂懂,对知识还是处于抽象认知阶段,印象不深刻,过后就忘记了。说明这门课程,单纯的靠老师讲解达不到想要的效果,一定要让学生去到实际工地,去看,去动手,理论和实际相结合,才能达到更好的教学效果。军事文章

1.5 任课教师本身的工程实践经验较少,授课深度不够

授课老师大多数是刚从高校毕业的年轻老师,他们的理论知识虽然比较扎实,但是却缺乏实际工程施工经验,因此讲课过程中更多地是讲解理论知识,没有信手拈来的实例可讲,而学生恰好对工程实例的学习最感兴趣。

2 教学改革措施

2.1 改革授课方式,增强学生兴趣

《混凝土结构》课程内容繁多,课程涉及大量的计算公式和设计理论,公式的推导和理论的提出均建立在大量的工程实际经验和理论假定上,故在教学过程中不用花过多的课时讲解公式的推导,重点在于教会学生理解弄懂公式的含义,特别是基本概念一定做到举一反三。由于课时有限这就要求在授课内容上有所取舍,教师在填写授课计划时就应该对教学内容进行精简。例如:舍弃或部分舍弃那些重推理且不实用的公式、概念等,而将与实际工程联系紧密的内容作为重点难点来讲解,让学生真正弄懂弄透彻一个知识点,从而培养锻炼学生深究混凝土结构的兴趣。

2.2 加快建设实训中心、完善实验室等

一边学习理论知识一边实际操作,这样才能让学生学到的知识更加稳固。目前我院学生的校内实践还只能安排在实验室,实验室暂有工程力学实验室、建筑力学实验室和土力学实验室,只能教授小型混凝土试块的制作和简单的拉压拔等试验操作,学生普遍反映这些实验太简单、枯燥,希望能做混凝土梁、柱等的实验。因此校内实验室需要更新设备,各项器材等种类需要完善。

另一方面要加快建设土木工程实训中心的步伐,本实训中心已通过学校审批,目前正处于设计施工阶段,即将建好的实训中心包括了工民建、交通土建和岩土3个方向的实践操作项目,一些土木工程最基础的实践操作项目均可以在本实训中心完成,包括:现浇钢筋混凝土梁板柱墙;绑扎梁板柱墙的钢筋;自拌混凝土;支模板;钢筋、模板的下料;脚手架的搭设以及混凝土梁、板的抗压试验。届时教师可以根据教学内容,安排学生进行混凝土基本构件的破坏实验,使学生对各类构件的破坏形态、受力机理和构造要求等均有较好的理解,同时也培养了学生的动手能力。

2.3 鼓励课任教师课余参与生产实践

混凝土结构这门课程是一门实践性很强的课程,对授课教师的能力要求较高,不仅要求教师有较强的理论知识,而且还要有一定的实际工程经验。而我院大多数老师是刚从学校毕业的研究生,工程实际经验还有待提高。因此,我院提出了要建设校企合作,让教师在与企业合作的过程中不断成长不断充电,打造一个完善的'双师型'师资团队。

为了增强队伍的师资力量,也可以尝试先让1~2个年轻教师走到生产单位去实践半年,他们学习到了的先进的技术方法等回来可以传授在校的老师,然后这样轮换去生产单位,一步一步实行,我院土木师资队伍一定会壮大,培养的学生质量也会更好。

2.4 课程考核方式改革

我院目前混凝土结构这门课的期末考核分为两部分:一、平时成绩占40%,包括到勤率、作业完成情况、平时加分等;二、期末考试卷面成绩占60%,一般情况是闭卷考试。采用这样的考核方式,学生反映,太多的公式和表格需要记忆,稍有记不住或记不准确就会造成大量的失分,并不能很好的反映对课程真实的掌握程度,闭卷考试仅仅考核的是学生死记硬背的能力,而这样的记忆并不深刻,考完试马上就会忘记。

3 结束语

我院培养的三本学生毕业后大部分会从事与实际施工相关的职业,为了帮助学生更好地走向工作岗位,传统的教学方式急需要改革,随着每年越来越多的土木工程专业毕业生走向工作岗位,行业岗位的竞争越来越激烈,为了提升我院学生的就业竞争力,必须从教师教学方式、实训中心建设、校企合作、提升师资、课程考核等方面进行改革,只有这样才能提高教学质量和效率,为社会培养出更多应用型人才。

【参考文献】

[1]宋岩.基于卓越工程师计划的“混凝土结构设计原理”课程教学改革[J].兰州教育学院学报,2013.

混凝土结构设计教程篇(7)

土木工程专业是实践应用比较强的专业。为体现国民经济和社会发展对土木工程专业人才的现实和长远需求,必须要学以致用。独立院校作为应用型本科院校,结合土木工程专业培养目标,以CDIO能力培养为理念的《土木工程专业应用型卓越工程师培养计划》及宽口径土木工程专业培养方案,以注重提高学生综合素质和创新能力,注重加强学生专业基础知识和优化基本理论知识结构,向培养土木工程师从事设计、施工与管理等应用方向拓展。混凝土结构设计原理课程体系庞杂,需要加强其与材料力学、建筑材料等基础课的联系,综合知识结构,理清课程的脉络精髓,使学生更透彻地理解混凝土构件受力机理,并对构件整个受力过程有更全面了解,让主要知识点的掌握有如一气呵成之感。结合本课程的特点,理清“实验———基本假定———应力简图———基本公式———适用条件———应用”这一思路。对于各类受力构件,首先根据大量实验资料分析实验结果,阐明基本假定,据此推出核心应力简图,再结合力学知识,基本公式及适用条件则随之导出,计算步骤也顺应确定。实现帮助学生理清学习思路,有计划有步骤的主动学习本课程的目的。

二、合理统筹教学内容,编制工程师计划的培养体系

(一)加强对设计规范的学习

混凝土结构设计原理课程主要涉及的规范是《混凝土结构设计规范》和《砌体结构设计规范》。每一次新规范的颁布[2],都迫切要求有关的工程技术人员、教师和学生学习掌握新规范。作为教师,尤其要尽可能地将新规范融入到混凝土结构设计原理课程教学实践中,加强学生对规范条文的学习和理解,特别是修订部分的内容,增加了[3]结构整体性和防连续倒塌设计、结构耐久性设计、裂缝宽度验算调整、高强度材料的推广等,最好能让学生理解其修订内容的科研或工程背景,以便学生更好地掌握。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010———2010)和《砌体结构设计规范》(GB50003———2011)的颁布及教学思路,对每一章给出教学要求,分为基本概念、计算能力和构造要求三方面,并分三个档次:对概念,分为“深刻理解”、“理解”和“了解”;对计算能力,分为“熟练掌握”、“掌握”和“会做”;对构造,分为“熟悉”、“领会”和“识记”。全面修改和补充计算例题等。并在内容上涉及不少注册执业资格相关规范条文和算例,为培养学生毕业后获得注册执业资格做准备。

(二)优化课程内容,处理好重点和难点的关系

在与基础课程联系的基础上,结合教学大纲合理安排并优化教学内容,在此基础上重视对本课程重点与难点的处理。教师首先要明白学生在学习这些知识前需要的先导知识(包括先修基础课程)。其次结合独立学院培养应用型人才和学生力学等基础相对较差的情况,要清楚学生学习的重点和难点,然后认真备课,针对具体模块内容,精心设计问题,有目的的引领学生梳理学习思路、帮助学生渐渐主动融入课程内容角色;让学生掌握重点,理解难点。混凝土结构设计原理课程涉及许多构造措施,如混凝土的最小保护层厚度,钢筋的锚固长度、搭接长度,钢筋间的净距或间距,受力钢筋的最小配筋率等。这部分内容规定性的东西多,内容比较零散,在讲授时应进行适当归纳与分类,尽量使其条理化和简单化,并介入实体模型,便于学生理解和记忆。

(三)制订本课程基于CDIO工程教育模式的培养体系

本课程基于CDIO工程教育模式的培养体系,需在土木工程专业的工程师培养体系的基础上制订。以土木工程专业的教学规范为依据,保留专业基本的理论教学和实践教学,结合行业不同单位的工作性质和学生兴趣及未来计划的发展去向增加与工程师培养相适应的理论教学和实践教学。统筹我院土木工程专业开设课程实际,针对设计院就业方向,还可增设施工图预算、混凝土结构工业厂房设计、砌体结构设计等实践环节,由校内教师和校外工程师综合指导。针对施工企业就业方向,还可增设工程预决算实践环节,由校内教师和校外工程师综合指导。针对咨询公司就业方向,增设工程项目现场实习,包括工程招投标流程、招投标文件编制、监理规划大纲编制等,由校内教师和校外工程师综合指导。

三、构建实践教学新模式

(一)引入工程案例教学法,营造课堂工程氛围

为达到教学目的,实现教学内容,运用教学手段而进行,引进新的教学方法势在必行。本课程采用案例分析法,以教师指导下的分组讨论方式进行。教师根据课堂教学要求、内容关联性及学生兴趣选择案例,说明理论在实际中的具体运用。结合案例提供的信息,运用混凝土结构设计原理知识进行针对性地分析和论证。学生在辩论中学习,充当主角。案例教学是理解和深化理论知识的有效途径。通过教师的引导和启发,提供和评估备选方案,培养学生运用混凝土结构设计原理的知识和方法,模拟解决实际问题实现知识由抽象到具体的飞跃。

(二)将实体模型引入教学实践

为增强学生对土木工程结构的空间想象力,在原有的结构与材料实验室建立比较系统的土木工程专业系列课程,如混凝土结构设计原理、钢结构、房屋建筑学、土木工程材料、土木工程施工等课程教学实体模型。针对本专业开设方向和课程要求,需配置包括混凝土结构和道路与桥梁工程结构在内的结构教学模型。其中混凝土结构有梁(含简支梁、连续梁、悬臂梁、矩形梁、T形梁)、楼(板)盖、柱、工业厂房等模型。将实体模型引入课程教学实践,模拟“施工现场”,将“工程搬进课堂”,增强学生的感性认识,提高学生对土木工程体系概念的整体思维能力和空间想象力,从而大大提高课堂教学效率和效果,同时为后续的试验研究,制作混凝土结构构件模型做准备。

(三)组织施工现场参观,加强感性认识

结合本学院合作办学方的优势,提供与宝坻区产学研合作项目,开辟“专业实践教学基地”。如在现浇混凝土结构施工现场,学生能较深刻地了解主、次梁的立体交叉关系和钢筋布置应注意的问题,及钢筋的锚固、搭接、弯起等构造要求;学习预应力混凝土知识时,可组织学生参观预应力张拉工艺及过程,了解预应力筋的种类、锚具等,以增强学生的感性认识。通过这一系列实践教学,使学生深刻理解课堂教学的内容。除此之外,基于CDIO工程教育模式的培养体系中的工程实例讲座,与理论课程和施工现场参观等穿行。通过课堂视频和实体模型及工程案例教学、安排工程实例讲座、到施工现场参观实习等,让学生亲身接触实际工程,进一步增强感官认识,并逐步过渡到理性认识,大大提高学生分析问题、解决问题的能力。

(四)加强试验研究,制作混凝土结构构件模型

钢筋混凝土结构材料性能的不确定性、离散性,使钢筋混凝土结构基本理论须由钢筋和混凝土材料性能以及结构构件的受力性能的试验研究来验证。利用结构与材料实验室,通过试验观识结构构件从开始加荷到破坏的过程,构件内部应力、应变的变化,裂缝的发生、发展以及裂缝的分布等特征,分析构件的受力状态,以及钢筋和混凝土在受荷过程中所表现出来的特性。教师通过启发、引导学生从现象出发,主动思考找出事物本质,训练学生分析问题和解决问题的能力。利用结构与材料实验室,可模拟现场施工,实现仿真教学,制作混凝土结构构件模型。结合混凝土结构设计原理先修课程如土木工程材料、土木工程施工等,从水泥、石子、砂子、钢筋等原材料选取到配筋计算、水灰比计算、钢筋的绑扎、支模、混凝土浇筑及养护、试块制作等,模拟施工的全过程,预制钢筋混凝土梁,对其强度进行测试,并引导学生对试验结果进行分析,鼓励自主实验。可大大提高学生的学习积极性。

四、结束语