《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課內(nèi)實踐教學(xué)模式探索與實踐

孫維東，王 帥，金菊順

(1.吉林建筑科技學(xué)院，長春 130114；2.長春工程學(xué)院，長春 130012)

一、引言

應(yīng)用型院校主要是培養(yǎng)將專業(yè)知識和專業(yè)技能應(yīng)用于專業(yè)社會實踐的人才。其辦學(xué)目標是以培養(yǎng)學(xué)生能力為本位，以服務(wù)于社會對專業(yè)人才的需求為宗旨。人才的知識結(jié)構(gòu)是圍繞著生產(chǎn)實際的需要加以設(shè)計，能力體系也是以生產(chǎn)實際的需要為核心目標。在能力培養(yǎng)過程中特別突出對基本知識的熟練掌握和靈活應(yīng)用，更強調(diào)與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，通常將實踐教學(xué)貫通于專業(yè)知識和專業(yè)技能的教學(xué)活動始終[1-3]。實踐教學(xué)也是鞏固和加深理論知識的有效途徑，是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的重要手段，可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也有利于提高學(xué)生素養(yǎng)，為以后的工作奠定堅實的基礎(chǔ)[4]。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程是土木工程專業(yè)房屋建筑工程方向很重要的一門專業(yè)課，主要講授鋼筋混凝土樓蓋、單層工業(yè)廠房和多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論和方法?；炷两Y(jié)構(gòu)是目前建筑工程當中最常用的一種結(jié)構(gòu)形式，因此，該課程內(nèi)容是土木工程專業(yè)房屋建筑工程方向從業(yè)人員必須具備的專業(yè)知識，其教學(xué)質(zhì)量對該方向人才的培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計》課程也是一門綜合性、實踐性較強的課程。該課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式主要是采用課堂講授的方式，學(xué)生學(xué)起來枯燥乏味，尤其對課程內(nèi)容的實際應(yīng)用認知不足，缺乏學(xué)習(xí)的興趣和動力。為提高課程的教學(xué)效果，課程組教師在課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和教學(xué)方法、成績評價等方面進行了一系列教學(xué)改革。其中在教學(xué)形式方面增加了課內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建了課內(nèi)實踐教學(xué)模式，經(jīng)過土木2018級的教學(xué)實施，收到了良好的教學(xué)效果。

二、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課內(nèi)實踐訓(xùn)練內(nèi)容

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課內(nèi)實踐訓(xùn)練內(nèi)容，是根據(jù)課程教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容并結(jié)合與該課程直接相關(guān)的課程設(shè)計內(nèi)容擬定。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程的教學(xué)目標主要包括：1.掌握混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理，具備混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力；2.能夠?qū)?fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)問題進行識別和判斷，并結(jié)合專業(yè)理論知識進行有效分解和解決；3.能夠運用混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)專業(yè)規(guī)范和圖集，并結(jié)合課程的專業(yè)理論解決實際工程問題。

圍繞課程目標，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程主要講授鋼筋混凝土樓蓋、單層工業(yè)廠房和多層框架三種常用混凝土結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計理論和設(shè)計方法。鋼筋混凝土樓蓋部分要求學(xué)生熟悉樓蓋結(jié)構(gòu)的布置原則，樓蓋中梁、板的受力特點，掌握結(jié)構(gòu)荷載收集、內(nèi)力計算方法以及梁、板的構(gòu)造要求。單層工業(yè)廠房部分主要要求學(xué)生熟悉單廠工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成、構(gòu)件的作用及布置原則，掌握常用的排架結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計計算方法和有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。多層框架部分主要要求學(xué)生熟悉框架結(jié)構(gòu)體系的適用范圍和特點，掌握框架結(jié)構(gòu)的布置原則、荷載收集及內(nèi)力計算方法，掌握框架結(jié)構(gòu)桿件的截面設(shè)計及有關(guān)構(gòu)造要求。

與《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程直接相關(guān)的后續(xù)課程設(shè)計一般有《混合結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計、《單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計》以及《多層框架結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計，而且在一般院校的畢業(yè)設(shè)計題目當中，多數(shù)題目都包含有混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，由此可見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程的重要地位。

《混合結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計中的樓蓋設(shè)計部分即應(yīng)用到鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計知識。也有的學(xué)校是單獨開設(shè)《鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋》課程設(shè)計。鋼筋混凝土樓蓋是混凝土結(jié)構(gòu)當中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)形式，其設(shè)計理論也是學(xué)生必備的專業(yè)知識。因此，我們在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)首先設(shè)置了設(shè)計、制作鋼筋混凝土樓蓋模型的實踐訓(xùn)練內(nèi)容。具體做法是在土木2018級講授鋼筋混凝土樓蓋內(nèi)容之初，即將后續(xù)開設(shè)的《混合結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計題目布置下去，設(shè)計內(nèi)容包括混合結(jié)構(gòu)樓蓋的結(jié)構(gòu)布置、梁板尺寸確定、計算簡圖確定、內(nèi)力及配筋計算、構(gòu)造處理及施工圖繪制。在講授樓蓋內(nèi)容進程當中，學(xué)生利用課下時間開展與教學(xué)進程相應(yīng)內(nèi)容的設(shè)計工作，即伴隨教學(xué)進程，邊學(xué)邊做。樓蓋課程內(nèi)容結(jié)束之后，安排集中時間，到學(xué)校實訓(xùn)中心，將設(shè)計的樓蓋一角至少4個板塊用模型呈現(xiàn)出來。模型采用縮尺模型，用包塑鐵絲代替鋼筋，因為包塑鐵絲用剪線鉗即可切斷，也易于彎折，且成本較低。采用無色亞克力板代替模板，亞克力板便于切割加工，易于查看板內(nèi)配筋，亞克力板采用熱熔膠即可進行粘接。擬通過該課內(nèi)實踐訓(xùn)練，提高學(xué)生的專業(yè)知識水平，提升學(xué)生識別、判斷及分析問題的能力，增強學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，拓展《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程知識范疇，更好地實現(xiàn)課程的教學(xué)目標。

三、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》課內(nèi)實踐訓(xùn)練的組織形式和成績評定

實踐訓(xùn)練的組織形式采取每班分小組進行，每班分4-5組，由組長負責(zé)開展工作。我院《混合結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計題目是每人一組設(shè)計參數(shù)，因此，每組可自主選擇組員當中的一組參數(shù)進行設(shè)計。組員共同做一組設(shè)計參數(shù)，可共同學(xué)習(xí)和討論設(shè)計方案、方法及模型制作的有關(guān)問題。樓蓋模型制作的準備工作也是在課余時間進行，準備工作完成之后，安排各班在集中時間到實訓(xùn)中心進行模型制作(見圖1-2)。

實踐訓(xùn)練成績是根據(jù)每組完成情況和每位組員在其中的表現(xiàn)進行評定，實踐訓(xùn)練成績計入課程期末總成績，占期末總成績的10%。每組訓(xùn)練內(nèi)容的完成情況由指導(dǎo)教師評定，評分依據(jù)見表1。每位組員的表現(xiàn)，由小組自行評定，任課教師控制組員各等級的成績比例。在成績評定中，引入小組競爭機制，每位組員成績要乘以小組得分系數(shù)，小組得分系數(shù)等于小組模型得分除以各組模型的平均分。

表1 實訓(xùn)評分依據(jù)表

四、實踐訓(xùn)練效果

通過土木2018級的實踐訓(xùn)練，明顯收到以下幾方面效果。

(一)充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

學(xué)生學(xué)習(xí)的目標與方向更加明確，課上認真聽課學(xué)生增多，課下向教師請教問題的學(xué)生增多。在安排的模型集中制作期間，學(xué)生主動利用業(yè)余時間到實訓(xùn)中心加班加點，甚至有的小組自己買來模型制作工具，晚上在宿舍繼續(xù)加工模型，學(xué)生對這種新穎的訓(xùn)練方式樂此不疲，有的學(xué)生還利用剩余的包塑鐵絲制作了《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程的網(wǎng)架模型。在實訓(xùn)成果提交之日，全年級8個班近40個小組均按時提交了實踐成果，且完成質(zhì)量較好。學(xué)生對親自參與設(shè)計制作的作品，既興奮，又驕傲，有一種自我滿足和成就感。該實踐訓(xùn)練方式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。圖3為土木18級5班3組樓蓋配筋模型，表2為土木18級5班實訓(xùn)成績。

表2 土木18級5班實踐訓(xùn)練成績

(二)學(xué)生的課程理論知識水平和知識的運用能力得到了較大的提高

采取伴隨課程教學(xué)進程做相應(yīng)內(nèi)容的實踐訓(xùn)練方式，學(xué)生能及時鞏固課程理論知識并運用到實踐當中，更好地完成了知識的認知過程，更充分地理解了專業(yè)理論知識在實際工程當中應(yīng)用的基本思路和方法。本次實踐訓(xùn)練效果在后續(xù)的《混合結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計當中凸顯出來。與往屆相比，學(xué)生做課程設(shè)計的速度明顯提高，避免了初做設(shè)計的盲目性和畏難情緒，在原有小組實踐訓(xùn)練的基礎(chǔ)之上，對設(shè)計理論知識、規(guī)范和圖集的運用更加熟練。在設(shè)計過程中，不但能從設(shè)計的理論要求出發(fā)，還能從施工實際操作的可行性方面考量，設(shè)計成果更加合理和完善，學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力得到了較大的提升。該課內(nèi)實踐訓(xùn)練，對課程教學(xué)目標的達成起到了積極的促進作用。

(三)增強了學(xué)生之間團結(jié)協(xié)作的能力，激發(fā)了學(xué)生的競爭意識

采取以小組為單位的訓(xùn)練方式，學(xué)生之間可相互溝通、相互促進，增加了團結(jié)協(xié)作能力，培養(yǎng)了團隊合作精神，提升了集體榮譽感，對學(xué)生素質(zhì)和品質(zhì)的養(yǎng)成也起到了積極作用。

五、實踐訓(xùn)練反思

通過本課內(nèi)實踐訓(xùn)練，課程組教師充分認識到開展豐富課內(nèi)實踐訓(xùn)練的必要性。該教學(xué)模式充分體現(xiàn)了以學(xué)生為本，可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。從訓(xùn)練成本比較，模型制作相比按工程實際操作訓(xùn)練可減少訓(xùn)練的時間和成本，可操作性強。相比于BIM建模方式，該模式更具體、更直觀，模擬程度更高。通過本輪的實踐訓(xùn)練，課程組擬在下一輪實訓(xùn)當中繼續(xù)完善課內(nèi)實踐訓(xùn)練內(nèi)容和方式，如增加設(shè)計部分分值，將模板改為更環(huán)保材料等。通過持續(xù)改進，不斷豐富和完善課內(nèi)實踐訓(xùn)練內(nèi)容和方式。

六、結(jié)語

實踐教學(xué)是應(yīng)用型院校重要的教育環(huán)節(jié)，理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必然途徑。專業(yè)理論課的課內(nèi)實踐與課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及其他實踐教學(xué)環(huán)節(jié)一樣，既對專業(yè)理論知識起到鞏固、提高、拓展的作用，又對理論知識的應(yīng)用能力起到提升的作用[5-6]。課內(nèi)實踐與其他集中實踐環(huán)節(jié)相比，可使學(xué)生及早明確學(xué)習(xí)的目標與方向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，及時鞏固課程理論知識，彌補認知的不足和糾正理解的偏差，建立學(xué)以致用的意識，初步掌握實踐技能，為后期集中實踐教學(xué)奠定基礎(chǔ)，更好地提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和水平。課內(nèi)實踐與其他集中實踐環(huán)節(jié)并行不悖，優(yōu)勢互補，構(gòu)成完整的實踐體系。因此，對于實踐性較強的專業(yè)理論課程設(shè)置課內(nèi)實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)有助于提高應(yīng)用型院校人才的培養(yǎng)質(zhì)量，可以更好地滿足新時代對應(yīng)用型人才的要求。