关于混凝土结构课程教学改革的思考
中图分类号：TV331文献标识码： A
一、混凝土结构课程特点
1. 课程内容
混凝土结构设计课程为土木工程专业必修的重要专业基础课，该课程主要包括以下内容：钢筋混凝土结构基本构件（其中包括受弯构件、受剪构件、受压（拉）构件、受扭构件等）设计、预应力混凝土结构设计的基本原理、钢筋混凝土楼盖结构设计、工业厂房设计等内容。通过本课程的学习可使学生掌握工程结构的受力性能分析、设计方法、以及如何利用现有的规范对结构进行设计，为以后进一步的学习结构设计等其它专业课程打下良好的基础。
2. 课程特点
作为土木工程专业的一门重要的学科基础平台课程，混凝土结构课程与前续课程理论力学、材料力学、结构力学及建筑材料等课程密切相关，又是后续课程高层建筑结构、砌体结构、特种结构、抗震结构设计等专业课程学习的基础。它有理论基础，又包含很多经验公式，混凝土结构设计原理中受弯、受压构件承载力的计算，有较好的简化力学模型，易于理解。而抗剪承载力、变形、裂缝宽度计算多采用半经验半理论公式。抗扭承载力计算则基于试验资料的统计而给出经验公式，不易从理论上理解。解决一个问题往往需要不止一个而是一系列的经验公式，公式中含有的符号众多。另外，混凝土截面的延性、耐久性设计为概念设计。
混凝土结构课程的学习应结合相关的现行行业规范。《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）是教学的重要规范依据，其中条文较多，在学习课本的基础上与规范相结合，理解规范条文，明确构造要求。
混凝土结构课程设计实用性强，一般为：楼盖设计和单层厂房设计。课程设计是对整个教学效果的总结和应用，与工程应用技能的培养紧密相关，课程设计教学的效果决定了综合性应用技能培养的成效。
同时随着建筑科学的先进技术的发展，教学内容不断更新，以及“大土木”的宽口径教学计划的要求，课时普遍被压缩，从而造成学时减少、内容增多的矛盾，所以有必要调整目前的传统教学模式，以适应新的教学要求。
二、混凝土结构课程教学存在的主要问题
1. 教材问题
从教育教学改革的目标要求看，缺乏适用于一般院校特别是专科层次的，在体系、内容与阐述方式等方面均有所突破的教材。笔者曾主讲过工程造价、工程管理等专业的混凝土结构、建筑结构等课程，从接触的各类本专科教材看，混凝土结构教材体系编排雷同，内容没有变化，缺乏个性和特色。例如：现有教材依然按照专门化人才培养模式安排内容，由学习基本构件设计开始，然后是混凝土结构设计，两部分内容相互割裂、缺乏联系。又如，在基本构件部分过于重视破坏机理的研究和理论推导，很容易使学生陷入概念、符号、公式、系数中，对学习产生畏惧感、丧失信心、失去兴趣。又如，对结构构件只强调局部而不是整体，其结果是学生较孤立地学习了一些设计理论，却不能理解结构应具备的功能，搞不清一个具体的工程结构应承受和传递哪些荷载，以及为保证传递过程的完成而采取的各种措施，在头脑中并未建立起较清晰的整体结构概念，不利于学生综合能力的培养，即使靠课程设计、毕业设计的训练也难以弥补学生这种先天不足。因此，对讲授内容深广度的把握基本取决于教师本人，带有一定的随意性和盲目性，在学时减少的情况下，教师为保证基本构件部分的理论体系完整，常常是删减结构体系和实践性较强的内容。
2. 教学安排问题
混凝土结构是一门理论性、工程实践性均很强的应用科学，既需要力学、数学、材料学等课程作基础，又需要涉及实际工程结构物。在教学安排上，专业基础课和专业课缺乏必要的联系，未形成完整的体系，专业基础知识没有真正起到基础和支撑专业课的作用，加之混凝土结构理论内容丰富、工程实践性强，致使该课程普遍存在教师难教、学生难学的问题，学生不能将所学知识真正融会贯通，建立起较清晰的结构概念。例如，力学课程中并没有深入讲授多跨连续梁内力的计算方法以及内力包络图的概念和求法，致使混凝土结构课程中的梁板结构设计中的计算方法和理论相对于学生的知识体系来说，有一些高不可攀，很多学生在学习基本构件时还得心应手，到了梁板结构这一部分就很难领会其中的精髓，从而丧失学习兴趣。
3. 教学方法缺乏针对性
多年来我们习惯了以教为中心的教学模式，教学中主要采用的是灌输式的教学方法，教学时过分注重课程本身的完整性却忽视了课程的针对性和实用性，忽视了对学生的学习能力、创造性思维能力、综合分析问题和解决问题能力的培养，没有充分发挥学生在教学活动中的主体作用。另外，教学过程中只注重讲授书本知识，而忽略了理论与实践相结合。在教学过程中不注重规范的讲解与应用，没有使学生养成查规范的良好习惯，使学生感觉知识比较抽象，即使完成了楼盖、工业厂房的课程设计，学生对结构设计的基本思想也没有掌握，教学效果不够理想。
三、对混凝土课程教学改革的几点建议
1. 教学内容的改革
课程内容要精减、优化，突出重点，讲透难点，避免教学资源的浪费。例如，在建筑工程相关的专业中，钢筋和混凝土的材料性能在《建筑材料》、《建筑工程施工》、《混凝土结构》、《建筑构造》、《建筑力学》等多门课程中重复出现。对于类似先修课程中已将讲授过的知识可以取消，保证知识结构体系在全面无遗漏的基础上简洁明快，有利于学生接受。另外，对一些复杂的且有经验系数引入的公式的讲解过程中，应以重点内容为主线，避免大段公式的推导，只讲思路、脉络、公式符号含义、应用条件、物理意义等，如等效矩形应力图形混凝土受压区高度x、偏心距增大系数η等。
在精简教学内容的同时，要求教学目标和教学内容适应面要宽，要抓住培养学生工程综合能力这条主线，适当补充教材上没有的教学内容，缩短学生从毕业到将来参加实际工作时在知识上的差距。例如，在设计方法一章中，增加了由原始资料求荷载效应的例题和作业，有目的地训练学生结构设计中“导荷载”的能力。对于恒荷载，可以根据构件建筑构造，从荷载规范中查出相应材料重力密度，进而计算出面荷载，对于活荷载可以从荷载规范中查出。对正常使用极限状态，要让学生自己从荷载规范中查出相应荷载的组合值系数、准永久值系数和频遇值系数。另外，教学内容中还应融入建筑法规的教育和职业道德的内容，在潜移默化中培养学生良好的质量意识、责任意识等职业素质。同时，要加强理解现行规范（如混凝土结构设计规范（GB50010-2010）、建筑结构荷载规范（GB50009-2012）、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002，2011版）、建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）等），使学生知识结构与现行规范相结合，不与实际工作相脱节。
教学内容也要体现本学科的科学研究和工艺、技术改进的新信息和最新成果，充分反映学科前沿的动态，注重对学生创新意识和创新能力的培养。在教学过程中，不能只局限于书本上的内容，而应当跟踪国内外土木工程学科的先进成果，把新理论、新方法、新材料、新技术、新工艺及时融入于课程之中，如增设新型混凝土结构体系设计原理与应用方面的内容；介绍诸如高强混凝土结构、钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、纤维混凝土结构、新型楼盖结构等内容，以此扩大学生的视野，激发其上进心和求知欲。
随着计算机分析软件及绘图软件的普及和大量使用，出现了计算机分析和绘图逐步取代传统手算方法和手工绘图的趋势，特别是对大型和高层建筑结构的设计更是如此。计算机技术的飞速发展以及计算机。因此，在混凝土结构课程的教学中，也应加强对学生计算机分析和绘图能力的培养；重视训练学生的空间想象能力和创新思维能力。使理论内容的讲授和计算机设计能力的培养协调同步进行是当前教学的迫切需要。
2. 教学方法的改革
为了增强课堂教学的互动性，可以采用“讨论式”启发性的教学方法，通过写读书报告，学生上讲台，课程重点、难点专题讨论等方式激发学生的学习积极性，将教师的主导与学生的主体作用合理地结合起来，师生互动，提高教学质量。必要的时候也可以采用看录像、做试验的方式。例如，对于材料的实际性能特点和构件的实际受力行为，安排课时让学生亲自动手操作实验，若不能做实验则可以采用播放录像的方式让学生了解一些实验过程，同时把先进的应用软件运用于多媒体教学实验设计中，发挥多媒体在教学中的优势，帮助学生理解课程内容，加强学生的空间概念和感性认识，从而提高教学和学习效率。
教师在传授理论知识的同时要和实际工程联系起来，例如，开课之前带领学生进行认识实习，使学生对梁桥等常见的结构形式和梁、板、柱等常见的基本构件建立一些初步直观的认识；在讲到混凝土构件时，应结合教室内的梁、板、柱构件进行讲解；在讲到厂房结构的组成时，可以把学生带到学校的结构实验大厅（单层厂房结构）内进行现场讲解，学生很快就明白了课堂教学的内容，由此可知到工程实地讲解，通俗易懂，使学生有较深刻的感性认识，加深对所学理论知识的掌握，同时还可以培养学生对周边环境建筑的观察力，激发学生的学习兴趣。
由于学时有限，我们不可能讲解教材上的所有内容，也不能讲授的内容平均分配时间， 重点内容应该多安排课时进行精讲，比如受弯构件的正截面和斜截面承载力计算就应该是整本书的重中之重。
由于混凝土结构设计课程符号、公式的数量很多，对初学者来说，要在短时间内完全记住困难较大。考试时不妨借鉴现在的执业资格考试的形式，就是采用完全开卷的方式，既允许学生把自己认为考试时需要参考的内容写在一张备考纸上，考试时只准许带该备考纸，不得再带其他任何相关资料，在交卷时，备考纸与试卷一并交回，并且作为平时成绩的一部分。从几年的实行情况看，这种考试方法效果比较好，主要表现在：学生不必再像闭卷考试时对概念、公式进行死记硬背，可以将学习重点转向对概念、公式的理解、应用，提高了分析问题解决问题的能力，这在后续的课程设计中有所反应，学生表现出较强的综合应用知识能力和解决实际工程问题的能力。课程设计考核中，可以采用计算书、结构施工图纸的评定与课程设计答辩相结合方式进行。软件应用与课程设计紧密相关，故可以不做单独考核。
四、结束语
总之，混凝土结构课程的教学应该紧跟时代步伐，不断推出能够提高学生学习兴趣，与当前实际工作不断接轨的方式和方法。在内容上也要不断更新原来的知识体系，与当前的设计理念，设计方法相结合。另外，多媒体教学是一种教学辅助手段，它涉及到计算机技术的方方面面，它要求教师加强对计算机的学习，以适应新形势下教学的需要。
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