郑玉今

【摘 要】混凝土结构设计原理是土木工程专业核心课程之一。此门课程的教学效果甚至影响整个土木工程专业的教学质量。根据课程特点,在教学上坚持了整体到局部的教学、坚持了贯通概念与基本理论的教学、坚持了复杂公式简单化的教学、坚持了重视计算的教学。考核方式上坚持了从平时抓起的思想。经过几年教学取得了良好的教学效果。

【关键词】教学效果;整体到局部;重视计算;考核方式。

0 引言

混凝土设计原理是土木工程专业一门重要的专业基础课程,是混凝土结构设计课程的基础课程。此门课程的教学效果甚至影响整个土木工程专业的教学质量。它是理论与实践相结合而且综合性很强的一门课程。要考虑的因素多、未知量多,甚至需要先假设一些未知量,答案又不是唯一。在学习上,相对于传统的数学、力学等过去习惯的唯一答案,学生一时难以接受混凝土结构设计原理的有多个近似答案,在一定程度上增加了学生学习的难度,导致自信心不足。实现以学生为主体、以教师为主导的教学,便成为教授此门课程过程中值得探讨与思考的问题。

1 联系力学认识什幺是混凝土原理

混凝土原理涉及的前期课程是材料力学,它与材料力学既有密切的相关性又有一些区别。相关性在于,材料力学中的内力、外力、应力、应变、强度、刚度等概念始终贯穿于混凝土结构设计原理课程之中,而混凝土结构设计原理课程的有关计算也可以经过简化后由材料力学课程中的力学平衡、物理及几何关系解决。区别在于,材料力学研究的是以单一、均质、连续的理想弹性材料的拉、压、弯、剪、扭构件,而混凝土结构设计原理研究的是钢筋与混凝土两种力学性质截然不同的材料组成的非弹性材料的拉、压、弯、剪、扭构件。在性质上来说,组成钢筋混凝土结构的钢筋是匀质、弹性的材料,而混凝土却是非匀质、非弹性、不连续的材料。使钢筋与混凝土这两种力学性质截然不同的材料能够在一起共同工作的原因是混凝土结硬并达到一定的强度后,钢筋与混凝土之间建立起的粘结强度足够承担由于相对变形在他们界面上产生的作用力;但相应的,两者在强度和数量上的匹配会引起构件破坏性质和承载力计算方法的改变,使得构件具有相当的复杂性和离散性[1]。

2 对于教学上的几点建议

2.1 坚持整体到局部的教学

要重视在学一门课及每一章节之前,对所要学的内容做总体介绍的教学。以便学生了解全部内容都有哪些,在心里有个尺度。可以凭借多媒体图文声像并茂的优势介绍,这样使学生对抽象化的结构理论有一个形象地认识。相当于做一次学前认识实习,不花费时间去看工地能够把“工地”搬入教室,使学生感性认识到开设此门课或此章节在工程实践中的作用,从而引起和提高学生学习的兴趣,有目的性地进入学习。要求学生在学习中做到从整体到局部:如果把章看成整体,节是它的局部;如果把节看成整体,分节目是它的局部;如果把分节目看成整体,其内容是它的局部。若没有按照整体到局部的思想学习,课程内容千头万绪杂乱无章,怎幺学也理不顺。而按照整体到局部的学习,就可以实现将本课程越学越薄,最后达到一章节一张纸,甚至一门课一张纸的效果。

2.2 坚持使学生贯通概念与基本理论的教学

混凝土结构设计原理的课程是按照以下顺序安排的:混凝土结构用材料的性能、设计方法、轴心受力构件正截面承载力计算、受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、受扭构件承载力计算、偏心受力构件承载力计算、裂缝、变形和耐久性、预应力混凝土构件设计。这其中属于概念与基本理论的是前两章钢筋与混凝土两种材料的本构关系、力学性能、强度的取法、变形的相互协调与制约,以及拉、压、弯、剪、扭构件的承载力计算之前的构件的破坏机理,还有裂缝、变形及预应力构件设计的一些规定等。而钢筋与混凝土结构的本构关系与构件的破坏机理是混凝土结构设计原理的基本理论。即使是概念与基本理论,我们也不能盲目地死记硬背。越是基础越需要理解与剖析它的来龙去脉,真正理解了本质才能有兴趣学它,召唤探索知识的渴望。要求学生联系构件的破坏机理,建立各种构件的承载力基本计算公式,进一步做到推导简单公式与灵活运用,以便解决工程实际问题。

2.3 坚持复杂公式简单化的教学

构件的承载力计算是本课程的重点,同时也是学生学习的难点。构件承载力计算种类多、计算公式多而复杂、每种构件计算类型又多,对新学本课程的学生来说无疑有很大难度。如果教师讲授时能够明确各种计算思路,明确计算步骤地系统地分类型讲解,能帮助学生掌握各种承载力计算。几年的教学经验中总结到,教承载力计算要重视整理公式、重视分类型分步骤讲解,大大改善了教学效果。如受弯构件的斜截面承载力计算,经过整理分析后,将计算分如下四步走。

(1)截面符合,也就是上限值——最小截面尺寸(就是所选截面能够承受的最大的剪力值)。

(2)是否按构造配箍

当V≤αcvftbh0时,可以按构造配箍。

(3)按计算配箍

(4)构造要求,也就是下限值——最小配箍率和箍筋最大间距。

受弯构件的斜截面承载力计算类型——这是比较简单的,只要理解好计算步骤3计算配箍中,V是混凝土与箍筋作用产生的斜截面承载力,V是弯起钢筋作用产生的斜截面承载力,无论是已知斜截面承载力,配箍筋问题,还是已知箍筋、弯起筋,复合斜截面承载力问题,都是如实的有什幺项加什幺项的原则即可。

其它各类型构件及各类型计算都通过系统的归拢使学生能够更清晰的认识到第一步骤应做什幺,下一步应做什幺,使学生能够实现立目标计算得良好做题习惯,进一步的实现对任意构件的计算,提高学生的学习兴趣。

2.4 坚持重视计算的教学

随着结构专用软件的普及应用,在混凝土原理教学中,有人主张打破花费大量的时间做计算的传统教学观念,把较多的课时花费在对一体化计算机结构设计程序的讲解上。对这一观点,我不甚赞同。事实上现有的结构设计专用软件还不成熟,本身存在一定缺陷或应用的局限性。即使结构设计专用软件再发达,对某些特别不规则结构的计算也很难做到分析正确无误,如果学生只知其然而不知其所以然,在使用软件的过程中,特别是对不规则构件计算中,会出现软件对某个条件理解错而得出错误结论却不自知。因此,即使使用软件计算也要求我们结构专业人员要具备一定的计算能力与分析能力。还有,目前普及的注册考试制度要求我们熟练掌握计算技巧和丰富的专业知识,其中计算是重中之重。熟练掌握计算技能,才能够通过注册考试取得资格证书;熟练掌握计算技能,才能够发现软件受力分析中的错误判断。因此在教学中还是不能忽视计算。而对于软件的应用个人认为只用几学时达到可以掌握使用就足以了。

为了在有限的课时内做到熟练掌握计算,教学应重视课后作业与它的安排,课后作业对教学质量有着不可低估的作用[2]。作业题要具有代表性、趣味性、灵活性、全面性、适当性。答疑和检查作业的方式能及时了解学生对所学内容的理解程度。对作业题的解说多采用多媒体。目前的教学计划要求对高校学生宽知识面浅知识的教学,在课时少内容多的形势下,采用多媒体教学能提高学习效率,节约教学课时。留课后作业时一定要留大多数同学都能够做的作业,不会做的作业会使学生失去信心,打消学生学习的积极性。这要求老师在讲题和留作业时的精心安排。经过这几年的教学实践发现,通过对注册考试的动员非常有效,很多学生为自己将来的注册考试做准备而勤奋做题。教师可以借用网络平台给学生提供大量的专业资料和习题。通过几方面的努力,使学生对计算产生浓厚的兴趣。

3 对于考核方式上的建议

我建议将平时成绩的比例调整为40%,期末调整为60%,或者可以将平时成绩的比例再大一些。因为钢筋混凝土结构设计原理这一课程的知识面广、涉及到的问题多、内容多,它的学习需要一定的精力与过程,只是通过期末的突击是学不好这一课程的。根据课程的特点,要求学生从平时开始认真学习。考核方式坚持平时作业成绩、平时考试成绩、期末考试成绩一样重要的原则。

4 结语

对于混凝土结构设计原理课程教学不断地改善,不仅为混凝土结构设计、课程设计、毕业设计奠定了基础,为学生将来的注册考试打下了基础。培养工程意识与上岗工作的能力,锻炼综合分析能力,提高已有知识解决实际问题能力,具有一定的意义。

【参考文献】

[1]曾晓泉.《混凝土结构及砌体结构》课程重点难点教学探讨[J].广西广播电视大学学报,2001,12(4).

[2]金菊顺,李文华,刘文霞.混凝土结构系列课程教学创新与改革探索[J].建筑结构,2008(38).

[3]王付全,李柯.高职钢筋混凝土结构课程教学改革探讨[J].黄河水利职业技术学院学报,2006(2).

[责任编辑:薛俊歌]