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工程管理專(zhuān)業(yè)工程結構課程設計論文
摘要:工程結構課程及其設計是工程管理專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎課，該課程內容多、課時(shí)少。工程管理專(zhuān)業(yè)往往班級人數多、學(xué)生力學(xué)基礎薄弱，對此文章提出了課程設計與課程學(xué)習緊密結合的過(guò)程化教學(xué)理念，既能使學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)知識，又培養了學(xué)生解決問(wèn)題的能力，同時(shí)突破了一般結構設計小班化指導的局限性，降低了學(xué)習難度。這一教學(xué)方法適用于力學(xué)基礎較薄弱的工程管理專(zhuān)業(yè)本科生。
關(guān)鍵詞:工程結構;課程設計;過(guò)程化教學(xué)
工程結構課程是工程管理專(zhuān)業(yè)本科生的學(xué)位課程，內容包括鋼筋混凝土結構的基本設計原理、鋼筋混凝土結構的設計、鋼結構、砌體結構和工程抗震等［1］，相當于一般高等院校土木工程專(zhuān)業(yè)工業(yè)與民用建筑方向核心課程的合成。因內容多、任務(wù)重，又僅有5個(gè)學(xué)分的課時(shí)，因此，該課程教學(xué)必須與其課程設計相輔相成共同進(jìn)行，才可能使學(xué)生較好地掌握專(zhuān)業(yè)基本知識和設計能力。該課程設計只有1個(gè)學(xué)分的課時(shí)，通常在鋼筋混凝土結構基本設計原理及樓蓋結構講授之后，才安排相關(guān)的樓蓋設計［2］。而這時(shí)往往已是學(xué)期的中后期了，學(xué)生進(jìn)行課程設計的時(shí)間非常緊張，加之臨近期末考試，學(xué)生無(wú)法投入更多的精力在課程設計上。這必然影響課程設計的質(zhì)量，從而進(jìn)一步影響整個(gè)課程教學(xué)質(zhì)量。此外，工程管理專(zhuān)業(yè)往往班級人數多、學(xué)生力學(xué)基礎薄弱，使得這一問(wèn)題更加突出。對此，筆者認為采取課程設計與課程學(xué)習緊密結合的過(guò)程化教學(xué)來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，培養學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，不失為一種有效的方法。
一、過(guò)程化教學(xué)
過(guò)程化教學(xué)是國外高水平大學(xué)慣行的一種教學(xué)方法，近年來(lái)在國內也有了一些初步應用［3－5］。即在教學(xué)過(guò)程中，要努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，引導學(xué)生主動(dòng)學(xué)習，及時(shí)鞏固所學(xué)知識，注重能力的培養，并保證師生間的溝通及時(shí)有效。教師可以根據學(xué)生的學(xué)習態(tài)度和知識掌握情況及時(shí)調整課堂節奏和教學(xué)方法，因材施教，以取得較好的教學(xué)效果。工程結構課程設計是對課程知識的綜合應用，對學(xué)生而言可鍛煉分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，并及時(shí)鞏固所學(xué)知識;就教師而言可考察學(xué)生的學(xué)習狀態(tài)，及時(shí)調整教學(xué)方法。
二、傳統教學(xué)的弊端
該課程傳統教學(xué)通常是在鋼筋混凝土樓蓋結構講授結束之后，才安排樓蓋結構的設計。而此時(shí)已是學(xué)期的中后期，學(xué)生可用于設計的時(shí)間較為緊張。為了保證學(xué)生能夠在學(xué)期結束前順利完成樓蓋結構的設計，教師布置的樓蓋結構課題往往與教科書(shū)上的結構相類(lèi)似，這樣一來(lái)學(xué)生就只會(huì )按照教科書(shū)案例的步驟進(jìn)行計算，失去了發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題的機會(huì )，這對培養學(xué)生自我學(xué)習、自我解決問(wèn)題的能力是非常不利的。工程管理專(zhuān)業(yè)部分學(xué)生力學(xué)基礎薄弱，很難在期末考試前交出高質(zhì)量的課程設計，從而影響學(xué)生的學(xué)習積極性和自信心。筆者曾教授的班級學(xué)生人數達90多人，學(xué)生的力學(xué)基礎及學(xué)習能力差別較大，上述問(wèn)題更為突出，因此，探索更加科學(xué)有效的教學(xué)方法已勢在必行。
三、課程設計的過(guò)程化教學(xué)
針對傳統教學(xué)的弊端，安排課程設計需注意，一方面要給學(xué)生提供發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的機會(huì )，鍛煉他們的自學(xué)能力;另一方面針對工程管理專(zhuān)業(yè)學(xué)生力學(xué)基礎薄弱的特點(diǎn)，降低樓蓋結構設計的難度，使絕大部分學(xué)生能夠在課程設計中鞏固所學(xué)知識，及時(shí)完成課程設計。為此，筆者設計了兩個(gè)課程設計題目，在合理的時(shí)間布置下去，并與課程內容的講授結合起來(lái)，較好地達到了課程教學(xué)的預期目的。
(一)鋼筋混凝土五跨連續梁的設計
第一個(gè)設計為鋼筋混凝土五跨連續梁的設計，截面的幾何形狀為T(mén)型。在完成鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能、鋼筋混凝土結構的基本計算原理、鋼筋混凝土受彎構件正截面受彎承載力和受剪承載力計算等內容的講授后即安排此設計任務(wù)。在為期4周的設計中，因為還未講解塑性?xún)攘χ胤植嫉膬热�，連續梁的跨內最大彎矩、支座彎矩、支座剪力等用彈性理論方法，可以查相關(guān)內力系數表確定［6］。由于學(xué)生僅學(xué)習過(guò)單個(gè)截面的受彎承載力和受剪承載力計算，要進(jìn)行五跨連續梁的設計，是有一定挑戰性的。很多學(xué)生不知道該如何下手設計，這需要學(xué)生自己思考，網(wǎng)上查找學(xué)習資料，或與同學(xué)進(jìn)行討論等。當然，教師應適當進(jìn)行引導，給學(xué)生一些提示性小問(wèn)題:
其一，在連續梁的計算簡(jiǎn)圖中，荷載是設計值還是標準值?為什么?
其二，進(jìn)行正截面抗彎承載力計算時(shí)，哪些是控制截面?跨中和支座處截面分別按什么形式的梁進(jìn)行計算?
其三，進(jìn)行斜截面抗剪承載力計算時(shí)，哪些是控制截面?
其四，以上設計采用什么極限狀態(tài)設計方法?荷載用設計值還是標準值?要求畫(huà)出設計流程圖，寫(xiě)出一個(gè)代表性截面的計算全過(guò)程，包括截面計算簡(jiǎn)圖的建立、平衡方程的建立和方程的求解等。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的設計，卻包含了設計的基本思想和原理。教師應適時(shí)地鼓勵和引導，一方面盡量讓學(xué)生自己去解決問(wèn)題;另一方面適當控制設計的難度和進(jìn)度。通過(guò)設計，使學(xué)生能及時(shí)鞏固所學(xué)知識，鍛煉自我學(xué)習、自我解決問(wèn)題的能力。在安排設計的同時(shí)，仍進(jìn)行鋼筋混凝土受壓構件、受拉構件和樓蓋結構等內容的正常教學(xué)。第10周學(xué)生全部上交連續梁的設計，教師對此進(jìn)行評改，收集學(xué)生遇到的問(wèn)題。第11周講解樓蓋結構中次梁的設計，而這時(shí)學(xué)生會(huì )發(fā)現五跨連續梁的設計與次梁設計的聯(lián)系，由此會(huì )認識到混凝土結構中每根鋼筋配置的合理性。這一方面提高了學(xué)生學(xué)習的效率;另一方面也節約了教師講解課程設計的時(shí)間。
(二)樓蓋結構的設計
第二個(gè)設計是樓蓋結構的設計，涉及到計算簡(jiǎn)圖的建立，板、次梁、主梁的設計，荷載的最不利組合和內力包絡(luò )圖等。此設計比第一個(gè)設計更加全面而復雜，繪制的工程圖紙也更多。前面已經(jīng)完成次梁部分的設計，而板和主梁的計算簡(jiǎn)圖也是多跨連續梁，因此對大部分學(xué)生而言，此次設計的復雜程度已經(jīng)大大降低，幾乎所有學(xué)生都能在規定的一個(gè)月內完成。
四、結語(yǔ)
工程結構課程設計前，專(zhuān)業(yè)教師應先調研了解學(xué)生的知識結構和學(xué)習能力，然后針對工程管理專(zhuān)業(yè)學(xué)生力學(xué)基礎普遍薄弱的情況，對工程結構課程設計的教學(xué)進(jìn)度和方法進(jìn)行調整，即比傳統設計安排時(shí)間更早進(jìn)入設計環(huán)節，延長(cháng)設計時(shí)間，從而降低設計的強度和難度。同時(shí)，通過(guò)收集設計過(guò)程中學(xué)生反饋的信息及時(shí)調整教學(xué)方法。具體實(shí)施時(shí)，安排兩個(gè)課程設計，第一個(gè)設計在必要知識講解后進(jìn)行，旨在鍛煉學(xué)生自我學(xué)習、自我解決問(wèn)題的能力;第二個(gè)設計雖然復雜，但因為有了第一個(gè)設計作為基礎而使難度降低了許多，使得學(xué)生在學(xué)習中更有自信。課程設計與課程學(xué)習緊密結合的過(guò)程化教學(xué)，能使學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)知識，培養其解決實(shí)際問(wèn)題的能力�？偟膩�(lái)看，將一個(gè)復雜的樓蓋結構設計分解為二個(gè)設計，并貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，降低了學(xué)習難度。實(shí)踐證明，此教學(xué)方法適用于力學(xué)基礎較為薄弱的工程管理專(zhuān)業(yè)本科生的工程結構課程及設計教學(xué)。
參考文獻:
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