“水工钢筋混凝土结构学”课程教学改革

计划，主要讲授：混凝土结构材料的性能，设计原则，受力构件（受弯、受压、受拉、受扭）的破坏特征及设计方法，钢筋混凝土构件的抗裂、裂缝宽度和构件挠度验算，钢筋混凝土肋形结构及刚架结构设计，预应力混凝土基本概念（48学时的不讲）等[1]。

2010年6月，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”;2013年6月，我国成为《华盛顿协议》的预备成员，工程教育（专业）认证进入了实质性的实施阶段;近年来，相关专业注册工程师执业资格制度逐渐完善。这些制度的制定和实施更好地满足经济社会发展对高素质创新性人才的需要，作为实践性极强的《水工钢筋混凝土结构学》课程，如何适应市场对工程师的需求，构建合理的教学模式，是教学工作者需要深思的问题。根据多年的课堂理论教学和工程实践，作者对该课程的教学模式提出了几点建议。

一、课程内容总介绍

混凝土结构课程具有内容多、涉及面广、经验强、公式多、符号多、构造规定多、实践性强的特点。既有理论推导，又有试验研究，同时还与规范、工程实际联系密切，因此教学难度较大，对于没有实际工程经验的学生来说，理解和掌握该课程的难度较大[2]。为了使学生理解和掌握结构系统概念，了解本课程的主要层次关系，从全局把握学习重点，理清学习思路，本文把该课程的内容比作竞技运动会，荷载效应和结构抗力就是参赛团队间的PK，具体对比如表1所示。通过这种对比方式，同学们都能从整体上了解该课程的主要内容。

二、现实生活生动对比法

水工钢筋混凝土结构这门课程里面有很多比较抽象的概念，学生理解起来比较困难，很难记忆。针对这种现象，作者采用了现实生活生动对比法，把学生身边的事情和见闻融入到课程内容的记忆中来，起到了良好的效果。例如：（1）课程的全部内容相当于两个选手的比赛，即结构抗力和荷载效应的PK;（2）光面钢筋和变形钢筋粘结力的组成用钉入木料中的普通钉和螺丝钉的差别来理解;（3）偶然荷载用“中大彩票”来对比，只不过偶然荷载是对结构的致命打击，而中打彩票是人生的特大惊喜，它们的共同点就是发生的机会很渺小;（4）极限状态用学校的规章制度GPA=2.0来对比，两种极限状态，即正常使用极限状态和承载能力极限状态就相当于学生的学位证书和毕业证书。想要完成学业，就要好好学习，满足GPA的要求，取得学位证书和毕业证书;（5）混凝土的在长期荷载作用下的徐变相当于学生受50kg荷载时，慢慢垮下的状态;（6）钢筋的冷弯性能，好比开车的车技，转弯半径越小，转的角度越大，说明开车水平越高，冷弯性能越好;（7）荷载效应和结构抗力。荷载效应就是我打你一拳（一拳就是荷载），你感觉到疼（疼就是荷载效应）;结构抗力就是你的承受疼的能力，如果是个柔弱的学生，可能就被打倒了，而强壮的学生，就不会被打倒，这就说明结构抗力只与自身的因素有关，与外部荷载没有关系。

三、多媒体技术同传统教学有机结合起来

水工钢筋混凝土结构这门课程具有难度大、专业性强、内容多的特点，教材的编写不可能与工程实际情况同步，要想在有限的课时中完成教学任务，就要求将多媒体技术同传统的教学方式有机结合起来。教材、板书及语言等传统教学方式虽然能够加强对学生逻辑能力的培养，但无法让学生将知识应用到实际工作中[3]。作者结合精品课程建设，利用多媒体技术和网络教学资源对知识进行综合整理，将混凝土结构知识生动、立体的展示给学生，弥补了传统教学方式的不足;学生通过文字、声音、图片和动画等多种信息加深了对知识的了解和掌握。

1.引入混凝土施工工艺流程视频，了解施工工艺，讲解施工过程中容易出现的问题，提醒学生在结构设计时多多注意。结构设计不仅要满足理论要求，同时还要方便工程的施工。

2.制作flash动画，生动展现构件的破坏过程。例如受弯构件正截面与斜截面的变形、裂缝开展及最终破坏的全过程、不同柱子受压破坏过程等，同时还会安排4学时的实验课，加强学生对于实验研究的重视。因为该课程的理论公式，都是在实验研究的基础上进行合理的假定得到的。

3.网上收集实际工程中的混凝土、钢筋、梁、柱、板和节点等图片，加深学生对钢筋混凝土结构的理解。

4.板书内容精简化，把重点放在基础概念、适用条件、公式以及计算方法和步骤上，减少实验分析和破坏机理等方面烦琐内容的板书;采用多媒体讲解，多媒体和板书结合，让学生更容易理解和掌握该课程。

四、加强综合能力的培养

1.水工钢筋混凝土结构是一个整体，学习过程应该是认识整体结构→合理拆分构件→组装构件成结构的过程。而课程的教学程序则是材料→截面→构件→结构，课程教学基本都是在花大量的时间讲构件的设计，导致了学生到最后也不清楚如何整合这些构件成为结构。因此，在开课初期，作者就给学生介绍一个比较熟知的混凝土结构（如5号教学楼），从全局上介绍结构—构件—截面—材料体系，讲清结构设计程序是从结构→构件→截面，同时构件的受力性能又取决于材料。通过这样的讲授，使学生一开始就建立起结构整体系统的概念，理清了各部分的关系，为课程学习建立了一个总体框架，更重要的是使学生明白了所应解决的问题。

2.把课程设计——渡槽和刚架设计融入到课程教学中来[4]。

3.大作业——受弯构件梁的设计：正截面与斜截面设计、裂缝宽度和变形的校核，整合第2、3、4、8章的内容，通过大作业，让学生理解实际工程中设计梁的流程，避免以后实际工作中的茫然，无从下手。

4.该课程安排了4个学时的试验——受弯构件矩形梁的破坏试验。5～6个同学一组，为了加深学生的理解，从钢筋的绑扎、混凝土的搅拌与浇筑、应变片的粘贴、仪器设备的调整和最终的破坏试验，都要学生全程参与，分工合作。

5.鼓励学生到施工现场参观，观察结构形式，分析梁、板、柱的受力和传力关系，了解各种构件的配筋特点及主要的构造措施，使学生对梁、板、柱等常见的混凝土基本构件和框架结构、剪力墙结构等常见的混凝土结构形式有一些初步的感性认识。

五、加强工程安全意识和标准规范的融入

现行设计标准和规范，是具有法律效力的文件，是设计的重要依据，水工混凝土结构设计必须符合现行规范，符合国内通用图例。作者在课堂教学过程中时刻强调设计标准和规范的重要性，指导学生正确理解和运用相关的设计标准，从而使设计更加规范化，确保工程设计质量。鼓励学生定期从网上查阅近期发生的相关工程事故，分析事故原因，加深对工程安全的理解。邀请企业和设计院的相关专家给学生做讲座，使学生在较短的时间内掌握相关理论和技术在工程项目设计中所遇到的具体问题，贯彻和了解新规范内容和建筑前沿新知识[5]。

六、成绩考核

课程成绩考核依据：平时考勤和作业（20%）+课堂测验（20%）+实验课成绩（10%）+结课考试（50%）。加大了学生平时作业、测验和实验课的成绩，从多个方面给予成绩评定。

七、结语

“水工钢筋混凝土结构”是一门理论与实际紧密联系的课程，既有系统的科学理论又具有很强的工程概念。因此，作者在理论教学过程中采用现实生活生动对比法，将多媒体技术同传统教学有机结合起来，并加强工程安全意识和标准规范的融入，注重学生综合能力的培养，努力使课程教学内容适应市场对“卓越工程师”的需求。

参考文献：

[1]河海大学，武汉大学，大连理工大学，等.水工钢筋混凝土结构学[M].第4版.北京：中国水利水电出版社，2009.

[2]张晓燕，李凤兰，曲福来，等.凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育，2011，20（1）：79-82.

[3]任宜春.“水工钢筋混凝土结构”课程教学方法探讨[J].中国电力教育，2014，（14）：105-106.

[4]杜聚国.《水工钢筋混凝土结构》教学内容改革探讨[J].长江工程职业技术学院学报，2004，21（2）：8-9.

[5]朱秀清.基于行业需求为导向的《水工钢筋混凝土结构学》课程教学改革尝试[J].天津农学院学报，2013，20（4）：59-61.

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