摘要:通过分析《混凝土结构》楼盖课程设计存在的问题,阐述了分阶段实施课程设计的必要性、优点以及实施方法。
关键词:混凝土结构;楼盖课程设计
《混凝土结构》是高职建筑工程技术专业(以下简称建工专业)的主干课程,是一门理论性和实践性并重,同时应用性很强的课程。楼盖课程设计是该课程的一个重要的实践性教学环节,是《混凝土结构》课程基本理论与工程实际相结合的桥梁。通过课程设计环节,使学生具有综合运用《混凝土结构》课程内容的能力,培养学生使用图集、规范以及绘制结构施工图等技能,提高学生分析问题、解决问题以及独立工作的能力。多年来的教学实践证明,这一教学环节对学生能力的培养起到了一定的作用。
课程设计虽然对学生全面理解和掌握该课程发挥了重要作用,但课程设计目前仍然存在着许多缺陷和不足,有必要深入分析和研究这些问题,并提出改进的思路和方法,以利于课程设计在该课程教学中发挥更大的作用。
楼盖课程设计中存在的主要问题
一是楼盖课程设计是高职建工专业学生进行的第一个结构方面的设计,在该阶段教学中,由于学生对结构设计还没有多少概念,普遍觉得无从下手。
二是课程设计时间短,且大多集中安排在期末。课程设计安排时间一般为一周,学生普遍反映课程时间太紧;课程设计大多集中安排在期末,学生的期末考试复习压力较大,学生容易顾此失彼,很难投入足够的精力和时间认真完成课程设计。
三是课程设计成绩评价方式不够完整、全面。成绩评价主要根据学生课程设计成果的质量来进行,虽然有时增加了课程设计答辩成绩,但课程设计考核模式普遍存在重结果不重过程的问题。
针对学生的现状和《混凝土结构》楼盖课程设计存在的问题,笔者对课程设计的各主要环节进行改革,让绝大多数学生能够在有限的时间内完成课程设计,以不断提高课程设计的质量。
分阶段进行楼盖课程设计的必要性
针对楼盖课程设计在理论教学结束后进行,容易带来时间上紧张、学生忙于期末复习精力无法集中等问题,改集中课程设计模式为分阶段课程设计指导模式。结合楼盖课程设计的步骤,将课程设计主要分解为四个阶段:单向板设计阶段、次梁设计阶段、主梁设计阶段、结构施工图阶段。同时,对各个阶段提出了不同的目标要求和阶段检查的关键点(见表1)。之所以将课程设计分阶段进行,主要出于以下几方面考虑。
根据楼盖课程设计综合性特点,采用分阶段进行课程设计,便于学生完成设计楼盖课程设计包括结构平面布置、构件截面尺寸选择、配筋计算和构造等,是一个综合性问题,设计时需要加以多方面比较,方能从中做出选择。同时,构件截面尺寸、荷载、计算简图等往往不再是给定的,而是课程设计本身的一个内容,并且解答通常也不是唯一的。所以,学生面对课程设计任务书通常一头雾水,不知从何下手。而分阶段课程设计是根据楼盖课程设计的步骤,结合课程理论教学,将整个课程设计的全过程分解成若干阶段,将每个阶段需完成的设计任务具体化、明确化,并提出各阶段的阶段目标,再通过学生自己的努力和教师的辅导、答疑,使学生能够解决各阶段的主要问题,从而保证学生能顺利完成课程设计。
分阶段检查,保证课程设计的质量我们知道,现浇钢筋混凝土楼盖的荷载传递途径是:板→次梁→主梁→柱或墙→基础。如果板的荷载计算有误,必定引起连锁反应,使次梁和主梁的计算出现错误。因此,为避免此类情况的出现,应加强过程控制,而采取分阶段检查,可以保证课程设计的质量。
理论教学与课程设计结合,保证课程设计顺利进行楼盖课程设计四阶段与课程理论教学顺序存在一致性。在楼盖课程设计中,各构件设计都有相同的计算步骤:荷载计算→计算简图→内力计算→构件配筋计算→配置构造钢筋→结构施工图。而课程理论教学顺序为:材料力学性能→结构设计原理→构件承载力计算→梁板结构。显然,楼盖课程设计四阶段计算步骤和理论教学顺序具有一致性,这样,就为课程设计与理论教学相结合提供了可能。在理论教学过程中,应当有意识地加强理论教学与课程设计的结合。例如,在讲授结构设计原理时,通过例题和习题,有意识地补充材料自重、面荷载及线荷载之间的关系,使学生的荷载计算的能力得到提高。其步骤为:构件构造厚度×材料自重=面荷载、计算宽度×面荷载=线荷载、荷载分项系数×荷载标准值=荷载设计值、荷载设计值×内力系数=内力设计值。
通过分阶段检查成绩,公正合理地确定课程设计成绩目前,楼盖课程设计的成绩主要由学生平时表现和设计成果两部分组成,有时增加设计答辩成绩。其中,学生平时成绩主要根据学生的表现,由任课教师根据印象来打分,有一定的主观性。而采用分阶段进行课程设计时,可根据阶段设计成果中的关键知识点完成情况(见表1),确定阶段成果的成绩,并将其作为课程设计的平时成绩,这样确定的课程成绩就可避免任课教师的主观性,体现
成绩评定的公正性。
分阶段进行课程设计的实施
根据理论教学进程,分阶段辅导楼盖课程设计课程设计是结合课程理论教学进行的实践活动。因此,课程理论教学是课程设计的起点。在理论教学过程中,由简单到复杂,循序渐进的把把课程设计贯穿于理论教学中,分阶段安排课程设计,这样,既给学生更多的思维时间和空间,又解决了学生课程设计开头难的问题。所以,在课程理论教学中将课程设计任务书提前布置给学生,让学生带着设计任务听课,学生上课的目的性比较明确,促使学生在学习的每个阶段都必须思考与课程设计有关的问题。同时,教师应尽可能多地提供建筑结构设计规范、图集及各种手册供学生查阅,引导学生逐步摆脱对教师的依赖,培养学生独立搜集、参阅及利用资料的能力。例如,当讲授完受弯构件正截面承载力计算,对第一设计阶段中结构平面布置进行适当辅导后,教师应要求学生根据受弯构件构造要求确定构件截面尺寸,根据荷载计算方法进行板荷载计算,根据单筋矩形截面正截面承载力计算公式确定板受力钢筋等。同理,当讲授完受弯构件斜截面承载力计算后,学生即可进行第二阶段次梁的设计。分阶段进行课程设计将理论教学与实践教学环节紧密地结合在一起,使两个教学环节成为有机整体,有利于学生专业技能的培养。
学生独立完成课程设计该课程的平时作业通常是已知荷载求构件内力,或已知构件内力确定构件配筋。而在课程设计中,构件截面尺寸、荷载大小及内力均未知,都需要学生自己确定,即使同一构件在给定荷载作用下,可以有不同的截面形式、尺寸、配筋方式、数量等多种答案,往往要进行多种方案的比较,才能做出合理的选择。因此,课程设计不同于平时作业,在课程设计中需要学生自己做出决策,由学生根据设计任务书中的要求自己查阅资料、确定方案、进行构件计算等。所以,作为培养学生独立工作能力的课程设计,应采取宽松的、开放性教学管理。在开放性课程设计过程中,根据每个阶段设计任务的多少,让学生主要利用业余时间,在规定时间内自主地完成规定的课程设计任务,通常每个阶段规定时间为两周左右。到时学生将完成的课程设计成果交给指导教师,指导教师进行这一阶段的检查,并对学生这一阶段完成情况做出成绩评定。
学生自主完成过程中的听课和答疑在学生自主完成课程设计过程中,往往会遇到难点或不懂的内容,一方面,这能促使学生注意听课,从课堂教学中找到解决问题的方法,从而大大提高学生课堂学习的自觉性和主动性,使理论教学效果提高;另一方面,学生可利用课间或课后向教师询问,对于学生出现的共性问题,任课教师可约专门的时间进行集中解答,从而保证学生顺利地完成课程设计。
阶段检查与最终设计成绩相结合宽松的、开放性课程设计,并不是指导教师对学生课程设计的放任自流,而是要发挥学生在课程设计中的主体地位,充分调动学生的主动性和创造性,让学生独立完成设计任务。同时,作为指导教师应在课程设计中发挥引导作用,及时根据课程设计的进度对学生的完成情况进行检查和督促。分阶段检查可对一些学习依赖性强、平时作业照搬照抄、学习不善于思考的少数学生产生一种制约,使他们认识到不经过努力,不通过自己动手查找资料和精心设计计算,就不可能完成设计任务。通过分阶段检查,一方面,指导教师根据学生阶段关键点的完成情况,确定学生的阶段成绩,并将其作为最终成绩的一个组成部分,这样会对学生完成设计任务起一定的激励和督促作用;另一方面,指导教师可从阶段检查中了解学生课程设计的完成情况,对出现的共性问题及时解答,便于对下一阶段进行有针对性的辅导和指导。
教师有针对性地指导教师通过阶段检查学生课程设计,可根据出现的共性问题,进行有针对性的指导(见表1)。容易出现错误的共性问题有:荷载计算中出现漏项或重复计算;选配钢筋根数较多,钢筋一排放不下,引起截面有效高度取值的错误;主梁截面高度较大时,漏配梁侧构造钢筋;平法施工图中标注与结构计算书中不符合等。学生在这些方面出现问题的几率比较高。通过对学生进行有针对性的指导和辅导,使学生最后提交的课程设计成果尽可能合理并无原则性错误。
高职建工专业强调培养应用型人才,而课程设计是将专业知识与实践有机结合的较好方式,因此,应重视课程设计,抓好课程设计的指导。实践证明,分阶段实施楼盖课程设计,能够激发学生进行课程设计的兴趣和积极性,使学生由过去的被动学习变为主动学习,从而提高课程设计的质量,达到课程设计的目的。
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作者简介:
李志杰(1965—),男,江苏南通人,南通职业大学建筑工程系讲师,注册监理工程师,研究方向为混凝土结构。