探討一以貫之的工程思維在混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課程的應用

【摘要】文章分析在教學過程中由于忽略學生對“教與學”情景的感知，對學生的學習體驗沒能正確理解而存在的教學方法問題，提出用一以貫之的工程思維對教學方法的改進，并運用現(xiàn)代信息技術作為教學手段，輔助學生對工程思維培養(yǎng)，最終達到學生自主學習的教學效果。

【關鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課程; 教學方法; 一以貫之工程思維

【中國分類號】G642.0【文獻標志碼】A

今年年初的《混凝土結(jié)構(gòu)設計原理》課程，正常教學班級是2018級本科建筑工程的學生，卻見到2016級的學生，這讓人吃驚。于是在線上授課時，通過QQ對話：“這門課不難啊，就是考不過”“受彎構(gòu)件承載能力計算沒問題，都快畢業(yè)了，還能不會計算”“受壓構(gòu)件吧，沒掌握好”“還是多做題吧，定期復習基本概念”“考試前，背背公式，翻翻作業(yè)本”。從他的描述中，可以看出這屬于典型的“表層法”的學習方法。把學習看作是來自外界的一種強制性任務，因而試圖去應付這些要求，學習的動機只想花盡量少的功夫以求達到及格，結(jié)果卻是屢次敗下陣來，這引起對教與學的思考和反思。

1 教與學的矛盾

大眾對“稱職老師”的感性評價：教學內(nèi)容正確，并賦有向?qū)W生展示這些內(nèi)容的技能。這此技能通常包含對教學內(nèi)容是否熟悉，語速快慢、語言組織能力是否流暢，邏輯性強與否、與學生的互動情況等，因此對教學工作很容易形成定向思維模式：一旦掌握這些通識的教學技能，與教學內(nèi)容的熟悉與更新，就是一位稱職老師了。

可現(xiàn)實中，學生不想學，老師教無力，教與學的矛盾日益突出，卻沒找到好的方法來解決。

現(xiàn)在分析起來，從一開始就沒充分認識到學生學習新課程時就帶有先有的經(jīng)驗，在授課時對他們的先有經(jīng)驗漠不關心、不理解或根本無意識，也沒作出任何努力來幫助學生認識《混凝土結(jié)構(gòu)設計原理》課程和他們先前學過的《建筑材料》《材料力學》等課程之間的關系，對學生原有知識構(gòu)架也沒能努力調(diào)動起來，更多關注通過作業(yè)、考勤、上課的互動等可量化的方法來衡量他們的學習情況，老師只負責教，學生只負責學，教與學成為單向問題，這就是教學方法出現(xiàn)問題的癥結(jié)所在。

2 一以貫之的工程思維

“一以貫之”出自《論語·里仁》。貫：貫穿之意，用一個根本性的事理貫通事情的始末或全部的道理。工程思維一般不針對具體構(gòu)件計算，而是依據(jù)力學關系、材料的本構(gòu)關系、破壞機理、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和細部措施，是一種籌劃性的思維，是運用各種知識解決工程實踐問題的核心，具體就是以工程力學為基礎，著遠于整體、全局觀念對結(jié)構(gòu)安全、適用與耐久的認識。而貫穿工程思維的“一”就是荷載效應Sd不大于結(jié)構(gòu)抗力Rd，即公式表達式γ0Sd≤Rd，它將整個建筑工程專業(yè)的專業(yè)基礎課與專業(yè)課、實踐環(huán)節(jié)有機串連起來，見圖1。通過“一以貫之的工程思維”讓學生著眼于整體概念，而不是局部，片面對單一學課內(nèi)容的學習。

在諸論講解時，結(jié)合2020年3月7日在福建泉州賓館倒塌事故，學生分組扮演責任五方角色進行自由討論，明白結(jié)構(gòu)倒塌是因為荷載效應大于構(gòu)件抗力，以及工程事故對他們的啟示，樹立對結(jié)構(gòu)安全的職業(yè)道德，對結(jié)構(gòu)設計心懷敬畏。

當講解近似概率理論的極限狀態(tài)設計方法時，可靠指標在教學大綱中屬于難點知識。通過構(gòu)架已學的概率理論的知識：獲取概率密度函數(shù)，正態(tài)分布曲線，95 %的保證率，均值，標準差等基本定義后，推導功能函數(shù)Z=R-S對應的可靠指標β，并論證失效概率pf與可靠指標β一一對應關系，這樣將已有的知識重新梳理、重組、拓寬，從而獲得新的結(jié)構(gòu)概念，實現(xiàn)知識靈活應用。

當講解鋼筋混凝土材料為彈塑性材料時，將建筑材料、結(jié)構(gòu)力學、材料力學進行多學課橫向?qū)Ρ葘W習，見圖2。各學課差異與聯(lián)系也就一目了然，論證公式γ0Sd≤Rd在學課設置的合理性，從而獲得結(jié)構(gòu)設計的整體概念。

3 改進措施

由于忽略學生對“教與學”情景的感知，通過角色互換，將教學方法存在問題與改進措施，對比列在表1中，從而切身體會學生的學習體驗。

4 線上教學的實踐

在超星平臺建設混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課程的線上教學資料，并通過QQ建群，QQ視頻線上直播等手段開展教學工作，從實踐的教學效果來看，學生線上簽到、對知識點的討論，上傳的作業(yè)情況來看，都反映學生向上而學的態(tài)度是端正的，每次線上課結(jié)束后都能通過超星平臺及時反饋學生對知識點的掌握程度，在下一次線上上課時插漏補缺，重新講解或習題等形式來加深學生對知識點的認知。同時，也借鑒中國大學COOM、智慧樹等平臺輔助學生拓展并鞏固知識，幫助學生對工程思維培養(yǎng)，最終達到以學生為中心的教學效果。

5 結(jié)論

（1）加強學生的整體結(jié)構(gòu)思維，以工程思維的“一”就是荷載效應Sd不大于結(jié)構(gòu)抗力Rd貫穿整個土木工程課程教學中，有利于學生建立整體結(jié)構(gòu)概念，而不是局部，片面對單一學課內(nèi)容的學習，從而明白老師的教學目的，實現(xiàn)自我學習為主。表1 教學方法存在問題及改進措施

（2）在新形勢下，教學手段也應與時俱進，采用現(xiàn)代信息技術手段，通過中國大學COOM、智慧樹、超星平臺輔助學生拓展并鞏固知識，幫助學生對工程思維培養(yǎng)，最終達到以學生為中心的教學效果。

參考文獻

[1] 邁克爾. 普洛瑟著理解教與學-高校教學策[M].北京：北京大學出版社，2007.

[2] 土木工程學科專業(yè)指導委員會編制.高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[3] 楊虹.混凝土結(jié)構(gòu)設計原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2018.

[4] 楊虹.探討混凝土結(jié)構(gòu)基本原理精品課程建設[J]. 四川建筑，2011（2）：75-77.