王龍
高職《混凝土(鋼)結構檢算》課程教學改革與實踐淺議
王龍
混凝土(鋼)結構檢算課程是高職高專土木工程類學生必修的一門專業基礎課程,它主要培養學生設計、檢算的理念,并能運用所掌握的材料知識、設計方法解決工程實際中所遇到的問題。本文從教學一線實際出發,闡述新形勢下對該課程的一些改革理念和實踐經驗。
混凝土(鋼)結構 課程 改革與實踐
混凝土(鋼)結構檢算課程是陜西鐵路工程職業技術學院針對高職高專類鐵道工程技術、道路與橋梁工程技術等專業所開設的一門專業基礎課,該課程具有很強的理論性和實踐性。它不僅包含混凝土結構內容,還將實際工程中鋼結構的內容添加了進去。由于課程內容多,基本概念、經驗公式多,計算時考慮荷載、材料和設計的影響因素,在公式中用到荷載分項系、結構的重要性系數和材料的分項系數。而且在設計施工時對結構的構造要求多、基本假定多、規范條文多,答案不唯一、抽象,學起來枯燥,容易造成學生學習積極性下降。同時,根據高職類學生的知識結構和學習的主動性,該課程學習起來還是比較困難。針對這一問題,我們在教學的過程中進行了一些教學改革與探索。
混凝土(鋼)結構檢算課程教學內容的選取主要考慮以下幾個方面:
1.針對性。依據工程設計、施工、監理、管理等職業崗位能力要求,針對目前常用的鋼筋混凝土結構構件及鋼結構選取課程教學內容。以真實的工作項目和任務為基礎,設計學習情境;同時,將行業規范融入課程教學,充分體現職業教育的職業性、實踐性和開放性。
2.適用性。課程教學內容所涉及的項目和案例均來自實際工程,且在目前鋼筋混凝土結構或鋼結構中普遍使用,具有較強的適用性。
3.基于崗位工作任務和工作過程。學生就業后的工作崗位主要是工程設計、檢算、施工、監理、管理等,其職業崗位主要工作是進行鋼筋混凝土結構構件或鋼結構的設計計算、繪制與識讀結構施工圖,具體工作過程如圖1所示,故依據職業崗位工作任務和工作過程來組織本課程的教學內容。
4.崗位職業資格證書要求。鐵道工程技術專業及其專業群學生的首次就業崗位主要是設計輔助人員、制圖員、施工員、監理員、造價員等,其未來發展方向是建造師、造價工程師、監理工程師、結構工程師等,在傳授給學生理論基礎的同時,既要加強學生實踐能力的培養還要重視學生發展能力的培養。本課程教學內容的選取既要考慮學生首次就業崗位的職業資格證書要求,又要兼顧其未來發展方向職業資格證書要求,特別是要將結構工程師證書考核內容融入課程教學內容中。

圖1 結構設計典型工作過程分析圖
5.課程教學內容。針對高職學生的具體實際情況,我們重新整合了《混凝土(鋼)結構檢算》課程教材,編寫了高等職業教育專業教學資源庫建設項目規劃教材,打破傳統教材的束縛,將崗位核心能力培養、素質拓展作為教材編寫的統一邏輯主線,實現“技能”和“知識”并軌,“運用”與“學習”結合,注重實用,易用易懂,配套資源平臺,有效支撐專業項目化課堂教學。《混凝土(鋼)結構檢算》教材以工程力學應用、土木工程材料、高等數學等課程為先導,根據結構中構件的變形類型,分項目編寫,再加以鋼結構作為拓展內容,具體內容及課時如表1。

表1 混凝土(鋼)結構檢算課程內容
該課程中關于材料的基礎部分,實際上學生在先導課程中已經有所了解,為了加強學生對混凝土和鋼筋的物理力學性能進一步理解,在上課時把學生再次引入實驗室,讓學生自己動手重復試驗,做到真正掌握材料的性能。對于梁、板、柱等結構夠件的配筋,在授課之前,事先給學生施工圖紙,讓他們能夠正確讀圖和識圖,并帶領學生親臨施工現場,自己動手布置梁的配筋、板的配筋和柱的配筋,這樣不僅培養了學生讀圖識圖的能力,還使他們能在畢業后走上工作崗位直接施工。
我們教學團隊針對該課程,開發了《混凝土(鋼)結構檢算》教學資源庫,資源庫中除了有本課程的一些特色展示,還加入了許多學生在學習過程中所需要的課程資源,比如施工圖片、工程模擬、工程案例、習題庫、在線測試等,尤其是學生也可以在線進行答疑解惑,這樣大大提高了學習該課程的學習興趣和效果。
解讀《建筑結構荷載規范》、《鋼筋混凝土結構設計規范》和《鐵路橋涵混凝土結構設計規范》等規范
《混凝土(鋼)結構檢算》課程中,對于設計不同種類結構構件,結構之上的荷載、結構的安全等級、結構的重要性以及在施工中對結構的構造要求等都要參照結構設計規范,所以對于該課程中所要用到的一些規范,給學生解讀并要求他們熟悉是必要的。實際上,在對結構進行設計檢算時,答案并不是唯一的,不同的學生可能設計出不同的結果,但只要滿足要求就是可以的,因此,針對本課程結果的不唯一性,授課中將學生分組教學,如果給出一個工程案例,要求不同組別所設計的結構不能一致,這樣可以充分調動學生的學習主動性,還能培養他們發散多方位解決問題的能力。
熟練使用結構工程設計應用軟件是土木工程專業學生應該具備的基本能力。除了開設計算機基礎、工程制圖、工程CAD設計課程等基礎課程之外,還開設了結構設計軟件如橋梁博士、MIDAScivil、Anysys以及CATIA建筑模型軟件,讓學生了解軟件的一般性能和使用方法,并且在設計課程中專門安排實際工程的設計內容,讓學生基本掌握結構設計的步驟和相關內容。
在考核形式上,采用多種形式的學生成績評定方式,以加強學生對學習的主動性,對學生成績的評定可采取平時成績(包括課堂考勤及認真態度、提問回答情況、作業情況、階段性測驗、實驗成績等)占50%,期末考試成績占50%的分階段全程性考核方法。期末考試注重考核學生綜合性、創造性知識的應用,對給定的工程受力結構,讓學生為各構件選取材料及截面形狀和尺寸,并對該結構存在的問題談談自己的看法,通過完善考核方式,可以減少學生學習的功利性,也可分散學生的學習壓力,并能全方位、多角度地反映出學生的真實成績和綜合能力。
1.構建了以職業崗位能力培養為核心的行動體系課程內容。依據職業崗位能力培養目標,篩選課程內容,并按照從簡單到復雜,從構件到結構的專業技能形成過程,以典型的生產項目為載體,對課程內容進行重構,構建了包括鋼筋混凝土梁板、鋼筋混凝土柱、預應力鋼筋混凝土梁板、鋼結構四項以技能培養為核心的行動體系課程內容,使課程教學內容覆蓋設計輔助人員、施工員、監理員、結構工程師等相應職業資格要求,突出職業崗位能力培養和職業素養養成,在加強學生實際能力培養的同時更重視學生發展能力的培養。
2.實施了“項目導向、任務驅動”、“教、學、練、做”有機融合,理實一體化的課程教學模式。在教學過程中以學生為主體,教師引導、輔助,師生互動,實現“教、學、練、做”有機融合,理實一體化的課程教學。通過學中做、做中學,強化學生的職業崗位能力培養和職業素養養成。
3.建立了一支專兼結合、雙師素質為主的教師隊伍。
4.探索“任務驅動、項目導向”教學模式。實施以學生為中心的教學設計方案,探索任務驅動、項目導向等有利于增強學生實踐能力的教學模式;建成一批“管理企業化、設備生產化、環境真實化、產品工業化”、產學結合、校企互動的生產性實訓基地;加強教學資源庫建設,實現優質教學資源共享。
5.逐漸建立“半工半讀、工學交替、工學結合、產教合一”的課程培養模式和“訂單式、定向式”的人才培養方案。堅持“以服務為目的,以就業為導向”的高職教育指導思想,按照企業需求,改變原來固有的課程模式,即理論和實踐的比例,從而使理論和實踐保持同步。在教學實施過程中,把課程細化,按照分類,實行單一模塊強化學習。
總的看來,在教學過程中,通過對《混凝土(鋼)結構檢算》課程內容的重新整合、理論與實踐相結合、考核評定方式的改革以及基于工作過程的教學方法,使整個課程對高職高專學生的學習變得有趣而簡單些,不但大大提高了學生的理論水平和實踐創新能力,更有利于培養具有一定工程背景知識、寬廣的計算分析能力,以及掌握現代新材料、新技術、新工藝的復合型人才。
[1]東南大學、天津大學、同濟大學:《混凝土結構》,中國建筑工業出版社,2012。
[2]陳紹蕃、顧強:《鋼結構》,中國建筑工業出版社,2007。
[3]高光虎:《多高層輕型鋼結構住宅設計》,《建筑結構》2001年。
[4]包頭鋼鐵設計研究總院:《鋼結構設計與計算》(第2版),機械工業出版社,2006。
[5]周軍文:《應用型人才培養體系中“混凝土結構”課程的教學改革探索》,《常州工學院學報》2007年第2期,第85-87頁。
[6]張應翠:《在混凝土結構教學中加強學生能力培養》,《合肥聯合大學學報》1999年第4期,第100-102頁。
作者單位:陜西鐵路工程職業技術學院陜西渭南