孙 倩,艾 军
(1南京航空航天大学 金城学院,江苏 南京 211156;2南京航空航天大学 土木工程系,江苏 南京 210016)
混凝土结构从19世纪中期开始应用,至今已有160年左右的历史。由于其具有就地取材、耐久性和耐火性好、变形小、可塑性强、工程造价低等优点[1],混凝土结构已成为国内外建筑中普遍采用的一种结构形式。因此《混凝土结构》课程是土木工程专业的一门重要主干专业课程。
三本院校各专业课程的教学,需要借鉴传统本科(一、二本)理论教学和研究扎实以及专科院校注重专业技能和实践能力培养的优点,根据自身特点,找到适合其办学定位的教学办法,在注重培养学生一定的理论知识同时,还要注重专业技能和实践能力的培养。
因此,三本院校混凝土结构的教学,首先学习传统本科和专科院校的经验,在教学实践中探索适合其特点的教学方法。对于如何激发学生的学习兴趣和热情,如何让学生扎实掌握基本理论和设计方法,如何提高学生的工程应用能力,是进行教学改革的根本出发点。
1.混凝土结构的课程特点
混凝土结构课程主要由两大部分组成,基本理论和结构设计。基本理论主要包括钢筋混凝土基本构件(弯、剪、压、拉、扭)承载力的分析和计算,挠度、裂缝宽度验算及延性和耐久性分析,以及预应力混凝土构件[2]等内容;结构设计是在第一部分的基础上,阐述常见结构的设计和布置方法。因此它是一门理论性和应用性都很强的课程,并具有以下特点:
(1)经验性和理论性公式共存。混凝土结构课程主要研究的是混凝土和钢筋组成的复合结构构件,因此比单一结构构件复杂,除了理论公式外,还有许多半经验半理论公式,以及由试验结果统计得出的经验公式。经验公式相比理论公式更加难以理解和记忆。
(2)内容繁多。混凝土结构课程的教学内容多,概念多、公式多、简化假定多、公式多、符号多、构造要求多,因此学习难度较大。
(3)涉及学科多,综合性强。混凝土结构课程涉及到许多前续课程的知识,如材料力学、理论力学、结构力学、建筑材料等;又与许多后续课程密切相关,如土木工程施工、砌体结构、高层建筑结构等,还是毕业设计中的重要应用内容。
(4)实践性强。混凝土结构与工程应用紧密联系,与现行国家规范、标准等紧密联系,因此具有很强的工程性和实践性。
2.三本院校的学生特点
三本院校按第三批本科录取,平均分数与第一、二批本科的录取分数相比有一定差距,又比专科层次高,介于两者之间。三本院校的学生中,家庭条件优越者较多,思维活跃,学习主动性较差;对理论知识有兴趣的较少,对动手和创造性问题感兴趣的较多,且现在学生基本为个性多样的90后。因此,把握教学对象的特点,克服不同年代群体交流的障碍,研究适用的教学方法[3],可以有效提高学生的学习热情,取得良好的教学效果。
针对混凝土结构课程和三本院校学生的特点,通过长期的教学实践,具体改革如下:
1.精炼教学内容,由浅入深打好理论基础教学
因混凝土结构课程内容繁多,首先要对教学内容进行优化,从两个角度精选:一是基本理论和概念,二是实际应用。抓住课程的主要内容,讲透基本理论和基本概念,避免面面俱到却又讲不透彻,抓质保量是教学的首要目标。如果学生在某个环节学不明白的话,就会失去继续学下去的欲望,因此基本理论必须要细致讲解,由浅入深,打好理论基础教学。比如课程开始阶段,讲完材料物理力学性能后,紧接着讲授受弯构件承载力的计算,这部分内容是课程的一个重点,也是后续内容的基础,因此讲授时要适当放慢速度,安排实验课、习题课等,在课程一开始就打好学生的理论基础,让学生掌握这门课的学习思路,有利于后续课程的教学;切忌在课程一开始加快讲课速度,容易让学生产生畏难心理,影响后续学习。
2.关注学生学习进度,不以教师自我为中心
因三本学生学习能力参差不齐,课后自主学习热情不高,因此在授课过程中,老师要随时观察学生的学习进展,不要一味的追求授课进度。若老师以自我为中心,按自己节奏按部就班地讲课,很容易造成某些内容讲授拖沓而导致学生听课无聊,某些内容讲授过快而导致学生理解脱节的情况发生。因此在课堂上,老师要按照学生情况,以学生为中心,做到因材施教。
3.传统与多媒体教学方法有效结合
传统的教学手段就是黑白和粉笔,和近年来迅速发展的多媒体教学,各有优势。对于理论分析和计算的部分,比如截面承载力计算,传统的板书推导方式更能够引导学生思考,紧跟老师思路,参与推导计算,加强理解。多媒体教学的优势在于传递内容更加直观和多样化,图、文、声、像并茂,可以丰富教学内容,但是如果过多采用容易导致教学节奏过快,并造成学生思维懒惰。因此,理论部分讲解时,仍建议采取板书为主,多媒体为辅的方式。但是多媒体在教学中也必不可少,可以对教学产生锦上添花的效果。比如,对于由试验得到的经验公式,可以通过多媒体播放实验录像,帮助学生理解;结合所教内容,通过图片或者影像的形式列举一些工程中的实际案例,增强感性认识,提高学生兴趣。
因此传统和多媒体教学要有效结合起来,在板书枯燥的理论推导过程中,加入丰富的多媒体手段,可以激发学生学习兴趣,避免思维疲劳。
4.重视与课程相关基础课的联系
前文提到过,混凝土结构这门课程与许多前续课程密切相关。因此在教学时,有不少知识点需要运用到其它课程的知识,比如钢筋和混凝土的材料性能需要建筑材料的相关知识;计算钢筋混凝土的受力分析时,需用到材料力学和结构力学的知识等等,这部分内容不容忽视,不能因为不在本课程教学任务内就置之不理。
三本院校学生中有部分学生学习态度不够认真,很多基础课程并没有掌握透彻,这势必影响到这门课程的学习。因此,在授课过程中遇到与其它课程相交叉的内容时,可以快速重复一下相关知识点,若相关知识较复杂,可以引导学生课后巩固复习相应内容,并通过随堂测验方式督促其学习。通过这些方式,可以让学生对各门课程融会贯通,并培养他们综合应用多门课程的知识解决工程问题的能力。
5.重视实践,培养学生工程应用能力
混凝土结构课程实践性强的特点,及三本院校的人才培养目标都要求重视实践,以培养学生工程应用能力。可以采取以下措施:
(1)加强实践教学。这是培养工程实践能力的重要渠道。在课程计划里安排实践教学环节,有目的地带领学生到施工现场参观学习,使学生了解建筑中的常见结构及其布置情况;与现场技术人员交流工程中最常使用的理论方法;了解混凝土结构现场施工的方法等等。通过实践教学,可以巩固加深课堂所教的理论知识,增强解决实际工程问题的信心和能力。
(2)介绍典型工程事故实例。根据授课内容,适当介绍典型的工程事故案例,并分析事故发生原因,启发学生思考,让学生认识到所学课程的重要性,同时活跃课堂气氛,增强学生的责任心。
(3)课堂教学要紧密结合规范。混凝土结构与现行国家规范紧密联系,尤其《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)是课程的重要参考,也是从事设计的工程人员必须熟练掌握的内容。因此在讲授到相关课程时,要对相应规范进行讲解,比如7.1正截面承载力计算的一般规定[4]等等。
(4)加强课程设计的工程应用性。课程设计是学生对这门课程的全面总结和学以致用的过程,促进学生对相应知识的进一步学习和加深。设计选题时应尽量接近工程实际,培养学生工程设计的思维方式和能力。命题时可以采取分组的形式,每组一个工程类型,但同组学生在结构跨度、荷载等参数选择时要有所区别,做到一人一题,尽量避免抄袭现象的发生。鼓励学生独立查阅手册和资料,培养工程分析、方案设计、工程运算、经济和环境意识等能力。在设计结束后,举行成果交流会,首先同组学生讨论分析相同工程类型不同设计方案之间的优劣,互相学习取长补短;然后不同组学生之间互相交流学习,掌握更多工程类型的设计思路和方法。
6.多样化教学提高学生自主学习兴趣
针对三本院校学生思维活跃,但学习自主性差的缺点,要采取多样化的教学手段,改变传统教学中老师在课堂中一教到底的模式,激发学生兴趣,促进他们的自主学习。
(1)以小组为单位安排学生上台讲课。课程中的重点和难点部分由老师详细讲授,对于课程中的非重点和描述性部分,可以从中选择几个学生以往容易忽视的部分,将学生分成几个小组,每组安排一个内容,布置讲课任务,每个小组通过讨论合作的方式完成备课,并推荐其中一人上台讲授。这种方式可以将课堂从传统的以教师为主体改变为以学生为主体,教师转为主导,从而变教为诱,变学为思。学生通过备课,可以激发强烈的求知欲,变被动为主动;学生通过小组讨论,对课程的掌握也会更加深入。此外改变老师一人授课的枯燥模式,还会提高学生的学习兴趣,起到事半功倍的效果。
(2)增加课堂学习检验环节。就如同对弹簧施加的压力越大则弹力越大一样,适当的增加学生的学习压力可以有效提高学习动力。混凝土结构课程的知识点较多,重点难点也较多,学生在学习时很容易对一些知识点产生遗忘。在每个重点内容学习过后,适当的安排一些课堂测验环节,通过习题巩固,可以加强学生对相应知识的掌握。
(3)组织课堂讨论。在课程教学后期,针对学生做题过程中出现的问题进行归纳总结,并在课堂上组织学生讨论,不光可以活跃课堂气氛,还能够激发学生自主思维,从而培养学生分析问题、独立思考的能力。
本文通过教学实践中的体会,分析混凝土结构课程和三本院校学生的特点,以培养应用性人才为目标,进行了一些改革探索。在理论学习上重视学生个性,因材施教,由浅入深稳扎稳打;在结构设计上重视实践,以工程应用为导向,并通过多样化教学提高学生兴趣,培养学生自主学习能力。
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[1]王秋萍,李宏伟.混凝土结构课程的教学方法初探[J].高等建筑教育,2005,14(1):59.
[2]东南大学,同济大学,天津大学合编.混凝土结构(上册)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.1.
[3]张国磊,杨龙滨,李晓明.教育心理研究在高等教育课程教学中的应用[J].教育与职业,2011,(12):78.
[4]GB50010-2001.混凝土结构设计规范[S].