多樣化教學在“水工鋼筋混凝土結構”中的應用

高麗+王勇+何明勝

摘 要：文章通過對“水工鋼筋混凝土結構”課程的特點、學生學情分析，指出目前課堂教學中出現的問題，并列舉問題法、實例法、對比法、討論法、項目法等多樣化教學方法在水工鋼筋混凝土結構課程中的應用效果。實踐表明，采用多樣化的、靈活的教學方法，可以激發學生的學習興趣和動力，調動其積極性，取得較好的教學效果，可以為其他結構類課程的教學改革提供參考和借鑒。

關鍵詞：水利水電工程；教學方法；水工鋼筋混凝土結構

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）11-0030-02

鋼筋混凝土結構是水利水電工程中最基本的結構形式，“水工鋼筋混凝土結構”也是水利類農業水利工程和水利水電工程等專業最為重要的的專業基礎課，主要內容有鋼筋與混凝土的物理力學性能，設計計算原理，受彎構件、受壓構件、受拉構件與受扭構件的承載力計算，構件的抗裂與裂縫寬度驗算，受彎構件的撓度驗算等。通過本課程的學習，學生掌握水工鋼筋混凝土結構構件計算的基本理論和構造知識，正確理解和使用相關規范標準，為學習有關專業課程和順利從事鋼筋混凝土建筑物的結構設計打下牢固的基礎[1]。

一、“水工鋼筋混凝土結構”課程的特點

水工混凝土結構設計的基本理論相當于鋼筋混凝土及預應力混凝土的材料力學，它以實驗為基礎并建立符合實際的理論計算公式，但在實際工程設計時不能盲目生搬硬套，應在滿足其適用范圍和條件的基礎上正確運用，同時必須滿足構造要求，設計必須以國家現行的規范和標準為依據。該課程具有內容多、公式多、符號多、構造規定多、涉及面廣、經驗強、實踐性強的特點。既有理論推導，又有試驗研究，同時還與規范、工程實際聯系密切，且設計結果不唯一，因此給教師的“教”和學生的“學”都帶來了困難。

二、學生學情分析

通過筆者近5年講授水工鋼筋混凝土結構課程的經歷，學生都認為這門課程比較重要，想要學好這門課，但普遍反映該課程內容多且零散、系統性和邏輯性差，概念抽象難理解，公式繁雜難記憶，學習過程中沒有興趣和動力，也很吃力，部分學生覺得是迫于學業上對學分的要求，不得不學，少部分學生認為這門課晦澀難懂，枯燥乏味，不知所云，故而失去興趣放棄學習。作業和課程設計中的抄襲現象屢見不鮮，學習效果可想而知。從老師的角度來說，學生沒有實際工程經驗，理解和掌握該課程確實難度較大[2]。

三、“水工鋼筋混凝土結構”課堂教學現狀

目前，石河子大學農業水利工程和水利水電工程專業開設水工鋼筋混凝土結構課程，56學時（48理論+8實驗），課程結束后開設1.5周課程設計的實踐環節。

課堂教學存在問題有：課程內容多，學時數量少；教師滿堂灌，“課堂”成“講堂”；教師只管“教”，不管學生“學”；教學方法單一，缺少啟發和引導等。教師按照教學設計思路和進度授課，較少關注學生的感受和需求，沒有做到“以學生為本”。雖然上課天天講“承載力計算”，但學生卻看不見摸不著，沒有感性認識，有問題不好意思問教師，嚴重影響教學質量和效果。針對以上問題，采用多樣化的教學方法，激發學生的學習興趣，提高學習效率。

四、多樣化教學方法在“水工鋼筋混凝土結構”中的應用

（一）問題法提興趣

興趣是最好的老師。當一個學生對某一學科發生興趣時，他總是積極主動、心情愉悅地進行學習，而不會覺得學習是一種沉重的負擔；否則，學生就只能勉強進行表面化學習。問題法就是一個啟發和引導學生對課程產生興趣的的好方法。例如緒論課中采用問題法教學。緒論是第一節課，是“啟動”和“激發”學生興趣的最好時機，良好的開始，是成功的一半。緒論內容以“引人入勝”為主，圍繞以下三個問題展開：what—什么是鋼筋混凝土結構？why—為什么要學習鋼筋混凝土結構設計？how—怎樣學好這門課？然后通過講解鋼筋混凝土結構的定義、分類、優缺點回答“是什么”的問題，通過講解混凝土結構發展歷程（材料、計算理論、結構設計、施工技術）、應用范圍、專業教育及就業前景回答“為什么”的問題，通過講解課程特點和學習方法回答“怎么做”的問題，學生的興趣隨即被調動起來，主動思考和回答問題，收到了良好的教學效果。

（二）實例法記概念

在學習混凝土結構設計過程中會接觸的大量的概念、公式、符號、單位轉換。學生往往只會照搬教材上的例題做法，感覺是一些冰冷的數字、符號的堆砌，枯燥泛味。想要改變這種情況，可以把學生身邊的事情和見聞融入到概念中來，起到良好的效果。例如：（1）荷載、荷載效應和結構抗力。荷載效應就是你坐在沙發上，你身體的重量就是荷載，沙發受壓會向下變形，變形就是荷載效應，結構抗力就是沙發抵抗變形的能力，因此結構抗力和沙發本身質量（材質、大小等）有關，而與荷載無關。（2）單位。學生對生活中經常接觸的單位kg比較熟悉，而對N，kN，等沒有具體概念。舉例說明，教學樓樓面均布活載標準值為2.5，這個活載有多重？1平方米2.5kN，即250kg，相當于1平方米范圍內站滿了4—5個成年人，接近于大家中午在食堂排隊打飯時的人流密度。（3）對于“混凝土保護層厚度”的概念，可以形象的比喻為人們穿衣服，應該根據外界環境溫度的變化、自身身體素質的不同，相應的增減衣物。因此，混凝土保護層厚度主要與結構構件的種類、所處的環境條件因素有關。以上對概念的解釋既淺顯易懂又形象生動，學生立刻“豁然開朗”，印象深刻。

（三）對比法找差異

對比教學法是把彼此之間具有某種聯系的教學內容放在一起加以對比分析，以分析其異同，幫助學生認識其本質差異。教學中恰當采用比較教學法，一方面可以幫助學生分析同類問題的共性，便于學生抓住教學內容的實質；另一方面通過比較可以發現同類問題中單一問題的特殊性，有助于學生對相似教學內容的區分，并理解教學內容，從而應用這些理論知識解決實際工程問題。例如，（1）在講解“梁的截面形式配筋構造”時，對于單筋截面的架立筋和雙筋截面的受壓鋼筋的區別，可以從直徑、根數、位置幾方面對比說明。單筋截面中的架立鋼筋是根據構造要求設置，直徑較細、根數較少，而雙筋截面中的受壓鋼筋是根據受力要求按計算設置、通常直徑較粗、根數較多。梁的受壓區配有架立鋼筋的截面，不屬于雙筋截面。（2）在學習大偏心受壓構件時，其破壞形態、應力圖形、基本公式、適用條件以及設計計算步驟，均與雙筋受彎構件類似，講解時注意對比其共同點和差異，從而對這兩種構件的設計理念有進一步的掌握。endprint

（四）討論法尋本質

討論法是根據教學的需要，學生在教師的指導下為解決某個問題而進行探討、辨明是非真偽以獲取知識的方法。討論法是一種研究性教學方法。學生既掌握了單雙向板劃分的依據，又理解了其在受力上的區別。例如，在學完受彎構件承載力計算之后，可以引導學生討論這個問題，四個受彎構件單筋截面，僅形式不同：（a）矩型（b）倒T形（c）T形 （d）I形。它們的b和h相等。當彎矩設計值（包括自重）M相同，所用的混凝土強度等級、鋼筋級別及其他一切條件均相同時，配筋量是否一樣？為什么？通過討論，引導學生揭示問題的本質，只要受壓區混凝土截面面積相等，受拉鋼筋的截面面積就相同，因為受彎構件正截面承載力計算是不考慮受拉區混凝土工作的。

（五）項目法比能力

“項目教學法”是指通過一個完整工程項目而實施的教學活動，使學生關注并完成指定實際工程項目，掌握并靈活應用所學過的專業知識和技能。項目任務舉例：在學習完受彎構件正截面和斜截面承載力計算之后，教師根據每個學生的特點，把學生分為小組，每組5—6人，完成“鋼筋混凝土伸臂梁設計”，每組的跨度和荷載不同，讓學生完成受力計算，確定縱向受力鋼筋、腹筋的用量，繪出構件施工圖。項目完成后，學生掌握了構件設計的全過程，明白受力筋、架立筋、彎起筋、箍筋、構造筋等的位置關系和構造要求。同時也反映出計算和構造中出現的問題，最后，教師組織學生自評和互評，吸取經驗，取長補短，再由教師做出客觀公正的評價，指出出現的問題、師生共同討論處理問題的方法。學生對項目設計的不合理之處進行完善和修改，提出項目的最佳設計方案。

除此之外，在“板書+多媒體”傳統教學方法的基礎上，還可以在課堂引入試驗錄像，混凝土施工工藝流程，工程案例分析及處理方法，注冊結構工程師真題練習等豐富的教學內容。鼓勵學生到工地現場參觀，課程實驗中自己動手綁扎鋼筋等，增強感性認識。另外，老師在課堂上也要做到微笑面對學生，語言盡量風趣幽默。課間休息時播放一些輕松歡快的音樂、講個笑話或故事等方式創造輕松愉悅的課堂氣氛。

想要學生學好“水工鋼筋混凝土結構”這門理論和實踐性都很強的課程，教師的“教”和學生的“學”都很重要。教師必須結合課程特點，多動腦筋，在每節課的教學設計上多下功夫，采用多樣化、靈活的教學方法，掌握學生的學習興趣和愛好，調動其積極性，把抽象的概念變形象具體，復雜的問題變淺顯易懂，變成學生易于接受和理解的內容，最大限度地活躍課堂氣氛，發揮最好的授課效果。教師快樂地教，學生輕松地學，相信能夠做到教師教得好，學生學得好。

參考文獻：

[1]河海大學，武漢大學，大連理工大學等.水工鋼筋混凝土結構學[M].北京：中國水利水電出版社，2016.

[2]張曉燕，李鳳蘭，曲福來等.凝土結構設計原理課程教學方法探討[J].高等建筑教育，2011，（1）.

[3]朱秀清.基于行業需求為導向的《水工鋼筋混凝土結構學》課程教學改革嘗試[J].天津農學院學報，2013，（4）.endprint