鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實驗課程混合式教學(xué)模式的探討研究

馬俐

宣化科技職業(yè)學(xué)院 河北 張家口 075100

引言

在土木工程專業(yè)課程教學(xué)過程中，一個必不可少的重要環(huán)節(jié)就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)。這一課程的教學(xué)目標旨在培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、實踐能力。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實驗課程也能夠充分展現(xiàn)院校的實驗?zāi)芰?、教學(xué)水平以及科研水平。學(xué)生通過實驗，能夠更加全面了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加載到破壞的全過程，從而不斷夯實自身理論基礎(chǔ)。而在實驗過程中，學(xué)生能夠真正做到理論聯(lián)系實踐，不斷提高自身科研水平、實踐能力。該課程極為突出的特點就是實驗操作性難，且理論性強，故而該課程始終是土木工程教學(xué)過程中的一大難點。近些年，我國高校始終致力于探究適宜該門課程的教學(xué)方式，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，為國家培養(yǎng)更多的土木工程專業(yè)技術(shù)人才。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實驗課程特點

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實驗課程一直以來都被認為是一門實踐性極強的課程。該課程著重強調(diào)突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用技術(shù)以及實踐能力。且這一課程被認為是服務(wù)于工程造價專業(yè)以及土木工程專業(yè)的結(jié)構(gòu)實驗課程。這一課程主要以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計作為基礎(chǔ)，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到其中的理論知識，提高自身的動手能力、實驗操作能力、數(shù)據(jù)分析能力，以此加深學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解程度[1]。

2 現(xiàn)階段課程存在的不足

2.1 對課程定位存在偏差

這一課程在教學(xué)過程中會涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算與設(shè)計，而學(xué)生會面臨著許多基于力學(xué)條件與實驗推導(dǎo)出來的公式。由推導(dǎo)所得到的公式及公式中所涵蓋的符號，如果僅僅依靠死記硬背，則學(xué)生只能實現(xiàn)短時間的記憶。為了保證學(xué)生對公式內(nèi)容進行掌握，則應(yīng)以原理為著手點，通過力與力矩的平衡條件引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)公式，通過這一系列過程使學(xué)生對公式的理解程度不斷加深，但這一方法在一定程度上也使得課程難度大大增加。與此同時，部分教師在課程推進過程中并未對課程內(nèi)容的側(cè)重點全面掌握，而是將整本書的全部內(nèi)容對學(xué)生進行詳盡的講解，這就使得學(xué)生需掌握的知識量極為龐大。教師若在這一階段并未引導(dǎo)學(xué)生探究各部分內(nèi)容之間的內(nèi)在關(guān)系，學(xué)生則難以對課本中的知識吸收消化。且教師在教學(xué)過程中若未合理劃分側(cè)重點，而是僅僅對結(jié)構(gòu)構(gòu)件理論公式的計算與推導(dǎo)給予高度重視，卻忽略了與理論公式同樣重要的構(gòu)件要求，這一情況的出現(xiàn)不僅會增加課程難度，同時也會使得理論與實際作業(yè)的聯(lián)系被削弱。一直以來，大部分院校對于鋼筋混凝土這一課程的定位是培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，但該課程定位與院校培養(yǎng)人才目標卻產(chǎn)生了一定的偏差。而在現(xiàn)實教學(xué)過程中往往會出現(xiàn)學(xué)生理論能力強于操作能力的現(xiàn)象，不利于學(xué)生的長遠發(fā)展。故而，廣大院校在課程推進過程中應(yīng)當(dāng)注重平衡理論與操作之間的關(guān)系，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

2.2 實驗室配套不足

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在實驗過程中是一種結(jié)構(gòu)性實驗，為了保證實驗的順利推進，則需要配備與之相對應(yīng)的大型設(shè)備，其中就包含500噸結(jié)構(gòu)疲勞實驗系統(tǒng)。而上述大型設(shè)備往往較為昂貴，所以在實驗過程中配備的數(shù)量較少，面對每個班幾十名同學(xué)設(shè)備的數(shù)量顯著不足。且在實驗過程中所需要的構(gòu)件大部分為大型構(gòu)件。大型構(gòu)件制作過程極為復(fù)雜，且在制作完成后還要經(jīng)過長期養(yǎng)護才能投入實驗當(dāng)中，而大型社構(gòu)件在引入后也需要占據(jù)大量的空間。現(xiàn)如今，我國院校大部分實驗室規(guī)模并不大，所以每次僅能進行幾種構(gòu)件的制備，大部分學(xué)生在這一過程中并不會得到直接動手操作的機會，往往只能觀看。上述現(xiàn)象的出現(xiàn)就使得學(xué)生動手操作的機會大大降低，動手操作能力難以培養(yǎng)。

2.3 實驗項目較少

現(xiàn)階段，我國大部分院校針對這一課程所開出的實驗項目均較少，而實驗項目之間彼此又是相互獨立的關(guān)系，因而往往未能激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法將結(jié)構(gòu)實驗項目、力學(xué)實驗項目、建材實驗項目相結(jié)合，實驗室之間彼此也缺乏溝通，學(xué)生在推進實驗的過程思考往往也較少。實驗教師是實驗的主導(dǎo)者，學(xué)生只是機械的參與者。學(xué)生并未能夠在實驗中實現(xiàn)真正思考、設(shè)計實驗方案，也并不會提出相應(yīng)的實驗修改方案，這對學(xué)生學(xué)習(xí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)這一課程起到了極大的阻礙作用。

2.4 實驗室規(guī)劃布局不合理

近些年，我國土木工程專業(yè)學(xué)生數(shù)量呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢。而參與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實驗課程學(xué)生的數(shù)量也不斷增多，教師對于實驗室的需求量也呈現(xiàn)出不斷擴大的趨勢。而學(xué)校購買的許多新設(shè)備仍舊安裝在以前的實驗室，小型設(shè)備與大型設(shè)備混合放置，也并未有效劃分理論教學(xué)區(qū)域與實驗區(qū)域，相關(guān)人員也并未給特種設(shè)備留有充足的空間。除此之外，許多新型設(shè)備在安裝過程中并沒有對散熱問題充分考量，而這些設(shè)備在開機時也會產(chǎn)生大量的噪音，并且在夏季時會對學(xué)生的正常聽課產(chǎn)生嚴重影響。

2.5 考核方式較為單一

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，課堂講授占據(jù)著極大的部分，教師主要通過多媒體投影聯(lián)合板書的方式實現(xiàn)知識的傳授。這一教學(xué)方法強調(diào)以平面二維的方式從聽覺、視覺兩個層面向?qū)W生們傳授理論知識。而這一教學(xué)方法也充分展現(xiàn)了在傳統(tǒng)教學(xué)過程中重理論、輕實踐的弊端。在這一教學(xué)模式下，學(xué)生僅能夠通過圖片、視頻實現(xiàn)對各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的理解，學(xué)生無法真正接觸到柱、梁、板等構(gòu)件、更無法實現(xiàn)對構(gòu)建內(nèi)部的鋼筋的觀察。長此以往，學(xué)生對課程內(nèi)容會出現(xiàn)缺乏感性認識的情況，也無法做到理論與實踐相結(jié)合，以至于許多學(xué)生在畢業(yè)后很難迅速適應(yīng)施工現(xiàn)場的工作。而在考核方面，傳統(tǒng)教學(xué)過程中更強調(diào)側(cè)重于試卷考核。教師會根據(jù)學(xué)生的卷面成績對其知識的掌握情況進行判斷，但在這一過程中卻忽略了考察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程以及實踐能力，這一情況的出現(xiàn)嚴重背離了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程的特點。學(xué)生努力學(xué)習(xí)的動機也不再是對知識技能進行掌握，而更多是為了應(yīng)對考試[2]。

3 課程改革措施

3.1 將教學(xué)模式從項目導(dǎo)向過渡至工作過程導(dǎo)向

學(xué)校將以培養(yǎng)學(xué)生混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件實驗科研能力為核心，與多家企業(yè)、研究院展開合作，以工作過程為基礎(chǔ)完成教學(xué)過程的構(gòu)建。教師在教學(xué)過程中可通過對真實工程的模擬，要求學(xué)生完成綁扎，混凝土攪拌、養(yǎng)護成型等步驟，使實驗工作與施工現(xiàn)場的實際工作任務(wù)相吻合，促使學(xué)生對相關(guān)知識、操作方法、操作技能全面掌握。在實驗過程中，教師所交給學(xué)生的實訓(xùn)項目也可能是出自于某一科研項目的其中之一板塊，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生從實驗開始到實驗制定均參與其中，為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。例如，針對一個FRP加固課題，教師可讓部分學(xué)生參與至鋼筋的綁扎、養(yǎng)護以及應(yīng)變片的加載過程當(dāng)中，而后告知學(xué)生將其與普通混凝土梁進行比較。在這一實驗過程中教師能夠使學(xué)生明確實驗的終極目的是有效解決研究或工程中亟待解決的問題，學(xué)生在日后的學(xué)習(xí)過程中也能夠帶著實際問題參與到實驗當(dāng)中，學(xué)生的積極性可大大提高。

3.2 展示實體建筑模型

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師會通過PPT、板書呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，而學(xué)生往往只能夠通過視覺對各種建筑構(gòu)件進行了解，無法通過PPT對構(gòu)建的整體樣貌全面觀察。而教師為了更好地幫助學(xué)生理解理論知識，在教學(xué)實踐中也會設(shè)置平面圖、剖面圖、立面圖。這就會使得教師在教學(xué)過程中消耗大量的時間。由此可見，在教學(xué)過程中建造實體建筑模型意義重大。教師可依據(jù)一定的比例縮小實際模型，并對實際模型進行透明化處理，進而幫助學(xué)生能夠全面觀察到各個構(gòu)件的各種形態(tài)，使學(xué)生能夠及時了解構(gòu)件內(nèi)部鋼筋的排布情況，教學(xué)也可從平面方式轉(zhuǎn)變至三維教學(xué)方式，有效促進學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合。針對鋼筋種類較多的受彎結(jié)構(gòu)，學(xué)生可通過對模型的觀察及時了解其內(nèi)部的縱筋、彎起鋼筋等多種結(jié)構(gòu)的排列方式，較之觀察平面結(jié)構(gòu)更具直觀性。通過建筑模型進行教學(xué)能夠大大減輕教學(xué)過程中的枯燥性，學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣也由此被激發(fā)，進而使其能夠更加全面的了解實體結(jié)構(gòu)，提高自身專業(yè)水平。

3.3 提升學(xué)生工程素養(yǎng)

在教師講授鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)理論知識時，許多學(xué)生認為解釋具有唯一性。故而針對較為嚴格的問題，學(xué)生能夠完成解答。但如若針對條件設(shè)置不完整的問題，學(xué)生就難以解答。針對這一現(xiàn)象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)致力于探索與設(shè)計結(jié)果相吻合的精確性答案。教師在教學(xué)實踐當(dāng)中也應(yīng)當(dāng)樹立正確的設(shè)計觀念。設(shè)計始終被認為是一種將未知轉(zhuǎn)變成已知的過程，這其中涵蓋收集資料、對比方案、計算結(jié)果、修正等多個步驟。在資料收集的過程中，應(yīng)當(dāng)明確所有資料的屬性。在制定方案過程中，應(yīng)當(dāng)全面分析最為接近的情況，并在設(shè)計時具備一定的創(chuàng)造性、綜合性。

3.4 轉(zhuǎn)變教學(xué)方式

進入21世紀以來，人類已進入信息化時代，手機在人們生活過程中發(fā)揮著不可或缺的作用。手機在教學(xué)過程中發(fā)揮著雙刃劍的作用，如若合理利用，則能夠?qū)虒W(xué)效果起到推動作用。教師可利用手機建立QQ群或微信群，并借助社交軟件在課程開始前將項目資料傳給學(xué)生，使學(xué)生在課前能夠?qū)嶒瀮?nèi)容進行掌握，為課程的有序推進奠定基礎(chǔ)。而學(xué)?？赏ㄟ^聘請專業(yè)技術(shù)人員建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，使學(xué)生能夠通過平臺對實驗過程進行了解，掌握儀器設(shè)備的使用方法，同時針對存在的疑問可實現(xiàn)相互交流。而網(wǎng)絡(luò)課堂的出現(xiàn)也使得課堂形式得到了極大的豐富。教師通過對網(wǎng)絡(luò)課堂的運用可在上課前上傳實驗過程、設(shè)備使用的注意事項等內(nèi)容，以便學(xué)生能夠加強對基礎(chǔ)知識的掌握。在實驗課上學(xué)生則可直接進行實驗步驟，大大提升了教師管理課堂的效率。大部分學(xué)校普遍是以班級為單位進行實驗教學(xué)。而由于學(xué)生數(shù)量較多，所以實驗需要分組進行，在進行實際操作的過程中，教師無法保證每一位學(xué)生均能夠?qū)崿F(xiàn)動手操作。例如，在開展疲勞實驗時，實驗室所引進的設(shè)備數(shù)量有限。通常情況下，只有表現(xiàn)較為積極的學(xué)生才能夠得到實際操作的機會，而大部分學(xué)生只能觀看。這一情況的出現(xiàn)就使得大部分學(xué)生不能熟悉掌握相關(guān)器械的操作流程。而能夠真正進行操作的學(xué)生，也會由于不當(dāng)操作，導(dǎo)致實驗設(shè)備的損壞，增加維修費用。如若在實驗過程中運用模擬軟件，則能夠?qū)ι鲜鰡栴}進行妥善解決?，F(xiàn)階段市場上仿真軟件數(shù)量不斷增多，學(xué)校通過對仿真軟件的運用，能夠使得學(xué)生對實驗過程的認知程度大大加深，學(xué)生也可在仿真軟件上實現(xiàn)進行操作、養(yǎng)護，這一方法從根本上解決了學(xué)生無法親手操作這一問題[3]。

4 結(jié)束語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)極為核心的課程，且該課程實踐性極強。在教學(xué)過程中教師應(yīng)當(dāng)樹立正確的教學(xué)觀念，優(yōu)化自身教學(xué)方法，使學(xué)生能夠?qū)ο嚓P(guān)知識全面學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的實踐操作能力，從根本上提升學(xué)生在職場中的競爭能力。