鋼筋混凝土梁正截面強度實驗“虛、實”結合的教學方法初探

張 彤，田 帥，高華國，李吉人，高 松，孫 暢

（遼寧科技大學土木工程學院，遼寧鞍山 114051）

0 前言

傳統的鋼筋混凝土梁正截面強度實驗是《混凝土結構基本原理》課程中的一個教學環節，該項實驗旨在學生掌握鋼筋混凝土梁的破壞全過程，并觀察其破壞現象及破壞特征（見圖1），使學生能對鋼筋混凝土受力構件有直觀的感性認識，是土木專業學生入門級的一個特別重要的實驗，但由于此類設備非常昂貴，而土木工程專業教育認證要求是每個學生都參與實驗，目前現有實驗廠地及設備數量不能滿足要求，另外現有學生層次不齊，現有的教學方式不能夠因材施教，不利于學生成長，也不利于學生向應用型人才方向成長。

圖1 鋼筋混凝土梁正截面破壞形態

隨著計算機技術及網絡技術的發展及普及，00 后被稱為新生代和網生代，因為他們是在互聯網的環境里面長大，他們每天面對的是手機屏、電腦屏、iPad 屏等多屏生活。他們獲取知識渠道的也是多樣化的，因此，他們已不滿足于線下被動接受老師傳授，更加喜愛線上主動搜尋自己感興趣的知識。在這樣的時代背景下，傳統教學方面能不能滿足學生的求知欲，不利于學生綜合實踐能力的培養與提高。

因此將現有的信息技術引入到教學領域內將改變傳統的教學模式，使學生根據自己的興趣和自己學習程度及需求進行學習，且不受時間限制隨時隨地可以學習，并可以選擇更多地參數進行訓練，先行線上熟悉鋼筋混凝土梁實驗的全部過程，通過多次反復觀看，會在頭腦中形成三種梁型的破壞特征，為線下實驗室實驗打下基礎。這樣線上線下同步實驗更有利于學生對理論知識的消化與理解。

1 “虛、實”結合實驗教學方法實現的條件

（1）建立線上資源，即建立鋼筋混凝土梁正截面強度實驗平臺系統（包括鋼筋混凝土梁三種梁型的正截面強度實驗的視頻），該系統中分為學生系統（見圖2）與教師系統（見圖3）兩部分。

圖2 實驗平臺學生系統界面

（2）設計、構建實現鋼筋混凝土梁正截面強度實驗虛擬仿真軟件實驗平臺系統（見圖4）的建立。

2 “虛、實”結合實驗教學的具體內容

2.1 “虛”：線上

（1）在建好的鋼筋混凝土梁正截面強度實驗平臺，將鋼筋混凝土梁實驗全部內容（實驗報告的全部內容）以任務的形式展現，學生注冊自己的賬號，登錄到平臺上，學生可以通過點擊對應菜單了解實驗目的、實驗原理、實驗設備、加載裝置、實驗步驟、實驗數據整理的內容、實驗結果內容，為線下實驗室實驗做好知識儲備。

圖3 實驗平臺教師系統界面

圖4 鋼筋混凝土梁正截面強度實驗虛擬仿真軟件界面

（2）利用鋼筋混凝土梁虛擬仿真實驗軟件，學生根據自己的興趣和自己學習程度及需求遠程線上進行學習，且不受時間限制隨時隨地可以學習，并可以選擇更多地參數進行訓練，了解和掌握不同情況下三種梁的破壞特點，為線下實驗室實驗做好了充分準備。

2.2 “實”：線下

（1）學生在實驗室進行實驗時，學生按實驗要求整治數據，圖表、實驗結論等，以電子文件的形式存檔。

（2）學生在圖2 實驗平臺學生系統進行線上提交實驗報告，教師登錄教師系統，根據學生提交的報告給出成績。提交后學生可以在學生系統中查看實驗成績。

3 “虛、實”結合教學方法的實施方案

首先，學生需要先完成“虛擬仿真軟件實驗平臺系統”中的線上內容，達到要求的學習百分比。

其次將線上學習達到要求的進行學生分組，按照分組到實驗室進行實驗。

4 實驗成績考核

實驗成績考核由“虛、實”兩部分構成，占課程總成績的30%。

（1）“虛”部分考核，借助超星平臺系統可以準確確定學生的學習百分比率，根據學生的學習百分比給出線上學習成績。

（2）“實”部分考核，根據實驗過程中學生的表現及實驗報告中的實驗內容和實驗方案、實驗數據分析、實驗結論和思考題及實驗課時學生簽到（對未能參加實驗課的學生本次實驗項目記零）最終給出線下成績。

5 “虛、實”結合的實驗教學方法的特色與亮點

（1）避免了單一的考核標準。

（2）改變了單一的考核方式。

（3）激勵了學生自主性、個性化學習相結合的興趣。

（4）實現了線上與線下即“虛、實”相結合的深度與廣度。

6 結束語

通過“虛、實”結合的教學方法，學生實驗成績的評定方法更加合理，這種方法更加傾向于培養學生動手能力、實踐能力，使學生比以前更加重視實驗環節。改革后的實驗教學方法提高了學生實驗的積極性及綜合實踐能力。