□李文娟(华北水利水电职业学院)
□张喜彦(黄委会水文局)
《混凝土结构》是建筑工程技术和工民建专业课程之一,教学目标主要是掌握混凝土结构的基本概念、基本理论及构造要求,能进行一般工业与民用建筑结构的设计,并具有绘制和制图的能力,为将来从事设计、施工及管理岗位的技术工作打下牢固的基础。
《混凝土结构》是一门结构设计课,做好结构设计,不仅要有扎实的理论基础,还需要考虑结构选型、截面尺寸、材料选择、构造要求、经济合理、施工可行和结构方案等综合性问题。同一个问题,往往有多种解决办法,因此学习本课程还要培养对各种错综复杂因素的综合分析能力。本文针对教学过程中凸显的教学问题进行深入剖析,并提出了应对措施。
根据培养目标合理确定教学重点,高职土建类工程管理专业人才的培养要面向基层,教学内容要符合学生将来实际工作的需要,突出实用、实效。根据这一思路,《混凝土结构》课程确定了以下教学内容为重点:钢筋混凝土材料的力学性能、混凝土结构的设计方法、受弯构件正截面与斜截面承载力的计算、受压构件承载力的计算、受拉构件承载力的计算、受扭构件承载力的计算、构件变形和裂缝宽度的验算、梁板结构、预应力混凝土结构、工业厂房、多层框架。由此可看出本课程内容繁多,覆盖面较广,信息量大。虽然教学计划有80个学时,仍然存在内容多与每项内容分配到的课时少之间的突出矛盾,使得学生在学习中出现跟踪疲惫、思维掉队的现象。
解决办法:由于高等职业教育是培养社会应用型人才,用人单位接受学生后,直接可以上岗,特别是在建筑行业,要从事建筑施工管理和设计监理等方面的工作,所以要求建筑专业的学生熟悉混凝土结构和施工技术,具有较好的知识结构和应用能力,因此在教学中把握教学内容是影响教学效果的关键。这就要求任课教师在课前要对整本教材有一个学习对象分析,根据不同单元的教学内容进行简析,结合技能培训取舍教材内容,这样才能在有限的课时内授完该课程。例如在受弯构件正截面承载能力计算时,详细讲解工程中常用的单筋矩形截面的配筋过程,而对双筋截面要让学生重点掌握梁内构造要求;在受弯构件斜截面计算时,详细讲解目前工程中常采用的仅配置箍筋抗剪的承载力计算方法,而对弯起筋的抗剪让学生知道只有在集中力较大的个别的构件中才使用,做一般性讲解;在受压构件中重点讲解偏心受压中的受力分析以及大偏心受压的承载能力计算过程,对于小偏心受压构件的计算因为公式较为复杂,而学生毕业后大都不从事设计工作,所以做一般性讲解;对于最后一章的框架结构,由于职业学院学生不具备较深的力学基础,所以重点讲解梁柱的构造要求,尤其是节点构造要求。
《混凝土结构》是与实践结合紧密的一门学科,它有着抽象的结构计算理论,繁琐的构造要求。所以除了掌握基本的理论知识以外,还须考虑材料、施工、经济、构造细节等因素。如果这些内容不与工程实际相联系,学生就无法获得感观认知及深入理解,也就很难对结构构造进行融会贯通。
解决办法:对建筑工程技术专业的学生,在课程安排上要注重实践性教学计划的安排。在课堂上除了讲解教材内容外,教师最好用一个完整的工程录像和图片给学生播放,还要常带学生去实训基地参观认识、现场讲解或生产实习等实践活动,使学生充分认知各构件的受力情况及构件内部钢筋的布置、锚固长度及作用,认知各构件的连接和结构的整体性,这就有机地结合了理论与实践,提升了学生对构造要求的认识,很好的提高了教学质量。也可以在教学手段上采用如下几点对策:
以工程中构件设计实例进行教学,从而增强学生对结构的真实感。
对于结构和构造部分,以录相、图片等影像资料展示,利用建筑技术实训中心实物进行教学,从而增强学生对结构的现场感。
以工程中图纸会审(基础部分)为题,图纸会审是在建设方的主持下,由施工方代表提问题,设计方代表作答,解决工程施工中的难题。在教学中,用学生与老师分别扮设计方代表、施工方代表,分别提问、回答,以增强学生作为结构设计人员处理技术问题的临场感。《混凝土结构》课程设计是主要实训环节,是必不可少的。既然是实训,就应该紧密结合实际工程来选题。如“整体式单向板肋梁楼盖”课程设计时,可选用已建成的或在建建筑的实际设计条件,要求学生独立完成从计算书到结构施工图绘制的全过程。当学生完成设计后,可将学生的结构施工图与设计单位的结构施工图相对比,让学生自己去找到差距,相互讨论,提出问题,并加以完善。这样,学生在实践中学会了处理问题的方法,其交流与协作能力也得到了锻炼。经过计算、绘图、比较、完善这一系列过程后,学生得到的是实际工程施工图,在获得成就感的同时,学生的实践能力也得到了锻炼与提高。但是整体式肋形楼盖属于受弯构件,没有涉及到其它基本构件,课程训练有局限性,所以也可以采用悬臂刚架或单层框架这些小题目作为课程设计任务,这样不但提高了受弯构件的知识点,同时也掌握了受压构件的知识点。通过课程设计的训练使学生对教学内容条文的认识更为具体化、直观化,使教学内容变成工程实际内容,不仅可以提高学生的学习兴趣,同时还可以使学生学到分析问题、解决问题的思路和方法,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
建筑结构是建筑力学的后续课程,在“建筑力学”部分,教师用了很多的学时讲授梁的内力图,可这些内容要在一个学期后才能在“建筑结构”部分的构件设计计算中得以应用,这么长的时间间隔会使学生产生生疏感,而且在工程力学中主要是以计算简图的形式出现在教材中,与结构图本身联系不紧密,学生对结构图及其构造要求认识模糊。教师也只能在讲授构件设计计算方法前再次领学生复习、回顾,这样既造成了学时的浪费,也不利于学生学习能力的提高,极大地削弱了学生的学习兴趣。
解决办法:为了紧密联系“建筑力学”与“建筑结构”,将建筑力学知识融合在建筑结构知识中,就要很好地把结构图和计算简图联系起来,在教学上要注重节点构造的掌握,这就需要教师引导学生认识计算简图的来源,以及计算简图与结构图的区别,系统地让学生掌握如何从实体图转化为计算简图。方法可以采用多媒体图片教学,也可以采用直接在黑板上边绘制边讲解,让学生充分认识到力学和结构是不可分割的整体。目前虽有把力学和结构搓揉在一起的教材,但也只是简单的把两门课程相叠加,没有明显打破了学科的界限,所以仍需要教师认真梳理和补充教材内容。
一般教材大都把混凝土结构分,钢筋混凝土材料的力学性能、混凝土结构的设计方法、受弯构件正截面与斜截面承载力的计算、受压构件承载力的计算、受拉构件承载力的计算、受扭构件承载力的计算、构件变形和裂缝宽度的验算、梁板结构、预应力混凝土结构、工业厂房、多层框架等章节。因为各章节内容划分详细,所以缺少结构整体识图部分,不能把各构件之间很好地连接起来,学生对结构施工图的掌握不够。因此,在教学中应及时补充最先进、最前沿的知识,保证教学内容始终紧跟建筑业发展的步伐,不脱节,不滞后。
解决办法:在教学内容上除了讲授传统教材上的基本构件设计外,还应增设以下内容。一是增加钢筋混凝土结构平面整体表达法系列图集相关内容。结构施工图钢筋混凝土部分的主要表达方法以钢筋混凝土结构平面整体表达法系列图集为主。建筑结构施工图平面整体表示方法(简称平法),对我国目前混凝土结构施工图的设计表示方法作了重大改革。平法的表达形式,是把结构构件的尺寸和配筋等,按照平面整体表示方法制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与标准构造详图相配合,即构成一套新型完整的结构设计。改变了传统的将构件从结构平面布置图中索引出来,再逐个绘制配筋详图的繁琐方法。其图集的制图规则,既是设计者完成柱、墙、梁平法施工图的依据,也是施工、监理人员准确理解和实施平法施工图的依据,因此学生应该学习“平法”;二是增加基础设计知识。基础与上部结构密不可分,基础由上部结构和工程地质条件决定。以前学生在学习基础之前没有学习混凝土结构相关内容,更不可能接触上部结构的结构体系及柱底或墙底作用力。在学习上部结构的结构体系时,不了解基础。本来基础和上部结构是一个整体,放在一起便于学生对基础的理解,有一个完整的结构概念;三是紧贴规范和国家标准。2001年以来建筑结构设计规范及相应的图集已逐渐配套。对学生而言,必须让其认识规范,熟悉并使用国家标准图集。
[1]李克彬,高职工民建《建筑结构》课程的教学改革,高教论坛,2004(12).
[2]陶桦铭,《建筑结构》课程教学体系的改革初探[J].
[3]胡兴福.建筑结构课程教学内容改革的探索与实践[J].中国职业技术教育,2006,(8).