淺談“混凝土結構設計原理”教學方法

鄭玉今

【摘 要】混凝土結構設計原理是土木工程專業(yè)核心課程之一。此門課程的教學效果甚至影響整個土木工程專業(yè)的教學質量。根據(jù)課程特點，在教學上堅持了整體到局部的教學、堅持了貫通概念與基本理論的教學、堅持了復雜公式簡單化的教學、堅持了重視計算的教學。考核方式上堅持了從平時抓起的思想。經過幾年教學取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】教學效果;整體到局部;重視計算;考核方式。

0 引言

混凝土設計原理是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程，是混凝土結構設計課程的基礎課程。此門課程的教學效果甚至影響整個土木工程專業(yè)的教學質量。它是理論與實踐相結合而且綜合性很強的一門課程。要考慮的因素多、未知量多，甚至需要先假設一些未知量，答案又不是唯一。在學習上，相對于傳統(tǒng)的數(shù)學、力學等過去習慣的唯一答案，學生一時難以接受混凝土結構設計原理的有多個近似答案，在一定程度上增加了學生學習的難度，導致自信心不足。實現(xiàn)以學生為主體、以教師為主導的教學，便成為教授此門課程過程中值得探討與思考的問題。

1 聯(lián)系力學認識什么是混凝土原理

混凝土原理涉及的前期課程是材料力學，它與材料力學既有密切的相關性又有一些區(qū)別。相關性在于，材料力學中的內力、外力、應力、應變、強度、剛度等概念始終貫穿于混凝土結構設計原理課程之中，而混凝土結構設計原理課程的有關計算也可以經過簡化后由材料力學課程中的力學平衡、物理及幾何關系解決。區(qū)別在于，材料力學研究的是以單一、均質、連續(xù)的理想彈性材料的拉、壓、彎、剪、扭構件，而混凝土結構設計原理研究的是鋼筋與混凝土兩種力學性質截然不同的材料組成的非彈性材料的拉、壓、彎、剪、扭構件。在性質上來說，組成鋼筋混凝土結構的鋼筋是勻質、彈性的材料，而混凝土卻是非勻質、非彈性、不連續(xù)的材料。使鋼筋與混凝土這兩種力學性質截然不同的材料能夠在一起共同工作的原因是混凝土結硬并達到一定的強度后，鋼筋與混凝土之間建立起的粘結強度足夠承擔由于相對變形在他們界面上產生的作用力;但相應的，兩者在強度和數(shù)量上的匹配會引起構件破壞性質和承載力計算方法的改變，使得構件具有相當?shù)膹碗s性和離散性[1]。

2 對于教學上的幾點建議

2.1 堅持整體到局部的教學

要重視在學一門課及每一章節(jié)之前，對所要學的內容做總體介紹的教學。以便學生了解全部內容都有哪些，在心里有個尺度?？梢詰{借多媒體圖文聲像并茂的優(yōu)勢介紹，這樣使學生對抽象化的結構理論有一個形象地認識。相當于做一次學前認識實習，不花費時間去看工地能夠把“工地”搬入教室，使學生感性認識到開設此門課或此章節(jié)在工程實踐中的作用，從而引起和提高學生學習的興趣，有目的性地進入學習。要求學生在學習中做到從整體到局部：如果把章看成整體，節(jié)是它的局部;如果把節(jié)看成整體，分節(jié)目是它的局部;如果把分節(jié)目看成整體，其內容是它的局部。若沒有按照整體到局部的思想學習，課程內容千頭萬緒雜亂無章，怎么學也理不順。而按照整體到局部的學習，就可以實現(xiàn)將本課程越學越薄，最后達到一章節(jié)一張紙，甚至一門課一張紙的效果。

2.2 堅持使學生貫通概念與基本理論的教學

混凝土結構設計原理的課程是按照以下順序安排的：混凝土結構用材料的性能、設計方法、軸心受力構件正截面承載力計算、受彎構件正截面承載力計算、受彎構件斜截面承載力計算、受扭構件承載力計算、偏心受力構件承載力計算、裂縫、變形和耐久性、預應力混凝土構件設計。這其中屬于概念與基本理論的是前兩章鋼筋與混凝土兩種材料的本構關系、力學性能、強度的取法、變形的相互協(xié)調與制約，以及拉、壓、彎、剪、扭構件的承載力計算之前的構件的破壞機理，還有裂縫、變形及預應力構件設計的一些規(guī)定等。而鋼筋與混凝土結構的本構關系與構件的破壞機理是混凝土結構設計原理的基本理論。即使是概念與基本理論，我們也不能盲目地死記硬背。越是基礎越需要理解與剖析它的來龍去脈，真正理解了本質才能有興趣學它，召喚探索知識的渴望。要求學生聯(lián)系構件的破壞機理，建立各種構件的承載力基本計算公式，進一步做到推導簡單公式與靈活運用，以便解決工程實際問題。

2.3 堅持復雜公式簡單化的教學

構件的承載力計算是本課程的重點，同時也是學生學習的難點。構件承載力計算種類多、計算公式多而復雜、每種構件計算類型又多，對新學本課程的學生來說無疑有很大難度。如果教師講授時能夠明確各種計算思路，明確計算步驟地系統(tǒng)地分類型講解，能幫助學生掌握各種承載力計算。幾年的教學經驗中總結到，教承載力計算要重視整理公式、重視分類型分步驟講解，大大改善了教學效果。如受彎構件的斜截面承載力計算，經過整理分析后，將計算分如下四步走。

（1）截面符合，也就是上限值——最小截面尺寸（就是所選截面能夠承受的最大的剪力值）。

（2）是否按構造配箍

當V≤αcvftbh0時，可以按構造配箍。

（3）按計算配箍

（4）構造要求，也就是下限值——最小配箍率和箍筋最大間距。

受彎構件的斜截面承載力計算類型——這是比較簡單的，只要理解好計算步驟3計算配箍中，V是混凝土與箍筋作用產生的斜截面承載力，V是彎起鋼筋作用產生的斜截面承載力，無論是已知斜截面承載力，配箍筋問題，還是已知箍筋、彎起筋，復合斜截面承載力問題，都是如實的有什么項加什么項的原則即可。

其它各類型構件及各類型計算都通過系統(tǒng)的歸攏使學生能夠更清晰的認識到第一步驟應做什么，下一步應做什么，使學生能夠實現(xiàn)立目標計算得良好做題習慣，進一步的實現(xiàn)對任意構件的計算，提高學生的學習興趣。

2.4 堅持重視計算的教學

隨著結構專用軟件的普及應用，在混凝土原理教學中，有人主張打破花費大量的時間做計算的傳統(tǒng)教學觀念，把較多的課時花費在對一體化計算機結構設計程序的講解上。對這一觀點，我不甚贊同。事實上現(xiàn)有的結構設計專用軟件還不成熟，本身存在一定缺陷或應用的局限性。即使結構設計專用軟件再發(fā)達，對某些特別不規(guī)則結構的計算也很難做到分析正確無誤，如果學生只知其然而不知其所以然，在使用軟件的過程中，特別是對不規(guī)則構件計算中，會出現(xiàn)軟件對某個條件理解錯而得出錯誤結論卻不自知。因此，即使使用軟件計算也要求我們結構專業(yè)人員要具備一定的計算能力與分析能力。還有，目前普及的注冊考試制度要求我們熟練掌握計算技巧和豐富的專業(yè)知識，其中計算是重中之重。熟練掌握計算技能，才能夠通過注冊考試取得資格證書;熟練掌握計算技能，才能夠發(fā)現(xiàn)軟件受力分析中的錯誤判斷。因此在教學中還是不能忽視計算。而對于軟件的應用個人認為只用幾學時達到可以掌握使用就足以了。

為了在有限的課時內做到熟練掌握計算，教學應重視課后作業(yè)與它的安排，課后作業(yè)對教學質量有著不可低估的作用[2]。作業(yè)題要具有代表性、趣味性、靈活性、全面性、適當性。答疑和檢查作業(yè)的方式能及時了解學生對所學內容的理解程度。對作業(yè)題的解說多采用多媒體。目前的教學計劃要求對高校學生寬知識面淺知識的教學，在課時少內容多的形勢下，采用多媒體教學能提高學習效率，節(jié)約教學課時。留課后作業(yè)時一定要留大多數(shù)同學都能夠做的作業(yè)，不會做的作業(yè)會使學生失去信心，打消學生學習的積極性。這要求老師在講題和留作業(yè)時的精心安排。經過這幾年的教學實踐發(fā)現(xiàn)，通過對注冊考試的動員非常有效，很多學生為自己將來的注冊考試做準備而勤奮做題。教師可以借用網絡平臺給學生提供大量的專業(yè)資料和習題。通過幾方面的努力，使學生對計算產生濃厚的興趣。

3 對于考核方式上的建議

我建議將平時成績的比例調整為40%，期末調整為60%，或者可以將平時成績的比例再大一些。因為鋼筋混凝土結構設計原理這一課程的知識面廣、涉及到的問題多、內容多，它的學習需要一定的精力與過程，只是通過期末的突擊是學不好這一課程的。根據(jù)課程的特點，要求學生從平時開始認真學習?？己朔绞綀猿制綍r作業(yè)成績、平時考試成績、期末考試成績一樣重要的原則。

4 結語

對于混凝土結構設計原理課程教學不斷地改善，不僅為混凝土結構設計、課程設計、畢業(yè)設計奠定了基礎，為學生將來的注冊考試打下了基礎。培養(yǎng)工程意識與上崗工作的能力，鍛煉綜合分析能力，提高已有知識解決實際問題能力，具有一定的意義。

【參考文獻】

[1]曾曉泉.《混凝土結構及砌體結構》課程重點難點教學探討[J].廣西廣播電視大學學報，2001，12（4）.

[2]金菊順，李文華，劉文霞.混凝土結構系列課程教學創(chuàng)新與改革探索[J].建筑結構，2008（38）.

[3]王付全，李柯.高職鋼筋混凝土結構課程教學改革探討[J].黃河水利職業(yè)技術學院學報，2006（2）.

[責任編輯：薛俊歌]