“钢筋混凝土结构”课程的创新实践教学

鲁良辉，赵风华，施维成

(常州工学院土木建筑工程学院，江苏 常州 213002)

“钢筋混凝土结构”课程是土木工程专业的主干课程，其理论性和实践性都较强，是在结构基本原理的基础上，以房屋结构为对象，着眼于楼盖、单层厂房和多层框架结构设计原理和方法进行教学。对于土木工程专业本科学生而言，通过本课程的学习，能够运用理论知识正确进行房屋结构设计和综合分析，解决工程中的实际问题，且具有一定的研究开发能力。本课程内容与现行的设计规范和具体的工程实际密切相关，因此实践性教学是必不可少的。

1 理论联系实际 丰富教学手段

“钢筋混凝土结构”课程是具有较强实践性的一门课程，传统的教学方式以传授系统的理论知识为主，这些知识都是以书本的形式呈现出来，对学生来说是间接的、抽象的，不利于知识的掌握和运用。在课程教学中，如何引导学生在理论与实际的联系中理解和掌握知识，积极地运用所学的知识去解决实际问题，是非常重要的。为此，根据该课程的特点和学生实际情况，制作了“钢筋混凝土结构”多媒体课件，使计算图形直观生动，具有立体感，吸引了学生的注意力。如，在讲框架结构布置时，利用多媒体课件，引入大量的工程实例并对其进行比较，同时插入一些施工现场的图片及视频资料，为学生提供了大量的有用信息，提高了学生的学习兴趣，取得了较好的教学效果。

教师在传授理论知识的同时还要与实际工程联系起来，如，在讲到混凝土楼盖体系时，应结合教室内的梁、板、柱构件进行讲解;在讲到厂房结构和框架结构的组成时，为了让学生对其有更清楚的认识，可以带学生到现场实地参观、讲解。同时，在课堂教学中利用结构模型讲解，效果更为显著，如图1所示。

图1 建筑结构模型

“钢筋混凝土结构”课程中各类结构构件的构造问题，是该课程的重点和难点之一。尤其是钢筋的构造和形式，以及各类钢筋的位置和作用。虽然有施工实习，但是集中实习往往安排在本课程之后，达不到预期的教学效果。为让学生有直观的了解，除了组织学生到施工现场参观，还安排了课内实训，让学生利用模型材料，复制出课程中相关的构件模型，如图2所示。学生通过参与模型的制作和相关资料的查阅，加深对各类结构构件的构造问题的理解。

2 优化教学内容 加强课堂练习

“钢筋混凝土结构”课程的重要内容是结构及构件设计。它所要解决的不仅是构件的承载力和变形计算问题，还包括结构方案、构件选型、材料选择以及配筋构造等，学生不但要有较强的计算能力，还应具备一定的设计能力。

图2 构件模型

在课程内容方面，应思路清楚、重点突出。本课程主要包括混凝土楼盖、单层工业厂房、多层框架结构和砌体结构四大类结构体系的设计。不论哪种体系，都应让学生清楚了解其“结构组成—结构布置—构件选型—材料选择—计算简图—荷载计算—内力分析—内力组合—截面设计”的整个设计过程，抓住每一部分的重点和难点内容。如，单层厂房的难点在荷载计算和内力分析上;框架结构的难点在内力分析和内力组合上;砌体结构的难点在截面设计上，等等。对这些内容专门安排课堂练习与答疑时间，通过课堂练习了解学生的掌握情况，解决疑问，更好地与学生交流互动。同时，将课堂练习作为平时测验和平时成绩的考核指标，促进学生抓紧平时学习。通过课堂练习和答疑，学生的学习状况有了较大的转变。

3 增加课外实践 培养实践精神

在课程学习过程中，通过课外实践活动，培养学生的实践精神，提高学习的积极性。如，在讲授单厂或框架结构体系时，让学生在课外自行分组，观察校内或周边的各类建筑，了解其结构形式、结构布置，并进行实地考察，查阅资料，绘制出主要楼层的结构平面图，作为课堂教学的补充。学生对此产生了极大的兴趣，利用课余时间进行考查，不仅发现了很多的细节构造，提出很多问题，激发了学生探索问题和思考问题的能力，同时还培养了学生的观察力，训练他们的计算机绘图能力。图3是学生绘制的某建筑的部分平面布置图。

图3 某建筑部分平面布置图

此外，积极开辟第二课堂，聘请校外专家学者和设计院专家，举办建筑结构类的讲座，让学生更多了解结构专业的社会大环境以及学科前沿知识，激发学生的探索精神。

4 加强实践环节 解决实际问题

课程设计和毕业设计是“钢筋混凝土结构”课程教学与实际工程相结合的重要环节。通过这些实践性教学环节，培养学生运用理论知识进行结构设计，解决工程中所遇到的很多构造细节问题。

课程设计是学生将专业理论知识运用于工程实际的初始环节，而学生对此是一片茫然，因此，教师的指导非常重要，为此精心编制了一本《钢筋混凝土结构课程设计指导书》，让学生清楚地了解每一步骤。设计的题目尽量做到一人一题，或者分小组进行。在设计过程中教师指导应与学生自主学习相结合。工程设计与平时做习题解答不同，没有唯一的解，即使是截面型式相同，设计结果的截面尺寸和截面布置、钢筋配置也不是唯一的。设计过程一定要结合现行设计规范。规范是工程设计的依据，在课堂教学中，注重的是规范公式和理论的讲解，而在实际设计中，要充分发挥学生的主观能动性，引导学生自主学习规范、应用规范，为将来成为合格的工程师打下基础。如，楼面活荷载取值，平时作业中都是直接提供给学生，而在课程设计中，只规定房屋的性质和用途，让学生自己查阅《建筑结构荷载规范》确定荷载值，且每个学生的荷载取值都不同。通过这一过程，不仅使学生熟悉了规范，而且在设计过程中能够掌握和运用规范。

毕业设计是在完成所有专业课程后进行的一项综合训练，一般是完成一栋多层钢筋混凝土框架结构房屋设计，这也是对钢筋混凝土结构课程的综合实际应用。因此在毕业设计中既要求保留传统手算，同时也要求完成一定量的计算机辅助设计和绘图内容，进行两种方法设计结果的比较。手算有利于帮助学生理解知识、综合运用知识和培养基本技能，计算机设计可使学生达到与实际工程设计接轨，提高计算机及常用软件的应用能力。实践证明，这样对培养学生综合实践能力非常有益。

5 鼓励学生参加创新大赛 开发创新能力

为激发大学生的创新意识，培养大学生的动手能力，提高大学生的综合素质，每年举办建筑结构模型创新大赛，鼓励优秀的学生参加比赛。比赛以小组为单位，每组4～6人，自由组合，并安排专业老师指导。要求学生运用所学知识设计新型建筑结构模型，结构形式任选，充分发挥学生的创造力，并将优秀作品推荐参加江苏省大学生结构创新大赛。图4为选送参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛的作品《绿城》。作品提出了基于生态与人文理念的南方城市高层综合体的概念，采用“核心筒—空间组合桁架”的新型结构形式，充分利用地上和地下空间的高度集约化，创建了一种多层次的立体化开放空间，以解决城市的交通和土地资源紧张问题。

图4 大学生结构创新作品《绿城》

6 结语

“钢筋混凝土结构”课程是一门具有综合实践性的课程，必须采用课堂讲授与实践活动相结合的开放式教学方法，才能使学生更好地掌握该课程的理论知识。通过创新实践教学活动，使学生对“钢筋混凝土结构”课程产生浓厚的学习兴趣，培养学生的创新能力、实践能力和团队协作精神，激发学生专业学习的积极性和主动性，提高学生的综合素质。

［1］高等学校土木工程专业指导委员会．高等学校土木工程本科指导性专业规范［M］．北京:中国建筑工业出版社，2011．

［2］邵永建，劳裕．混凝土结构设计原理课程建设探讨［J］．高等建筑教育，2011，20(3):69 －71．

［3］周军文，刘爱华，鲁良辉．混凝土结构课程的教学实践［J］．常州工学院学报，2010(5):94－96．

［4］李永梅，赵均．混凝土结构及砌体结构课程的教学改革［J］．高等建筑教育，2006，15(2):85 －88．