土木工程應用型結構類(lèi)課程教法分析
實(shí)現應用型培養目標的土木工程結構方向教學(xué)體系的改革任務(wù)對教師而言任重而道遠。以下是小編J.L為大家分享的關(guān)于土木工程應用型結構類(lèi)課程教法之論文范文。
摘要：應用型的培養目標決定了對于土木工程課程體系而言改革是當務(wù)之急。在此基礎上，以結構專(zhuān)業(yè)的結構力學(xué)、混凝土結構設計、結構軟件基礎教程為例，分析改革探索中的幾點(diǎn)具體措施。
關(guān)鍵詞：應用型;土木工程;課程教法
1概述
依據應用型的培養目標，土木工程的課程體系應以“應用”為主旨構建課程的教學(xué)內容體系[1]。如何培養能夠解決實(shí)際問(wèn)題而不是紙上談兵、具有一定創(chuàng )新意識的工程技術(shù)人員，對于應用型本科高校教育工作者來(lái)說(shuō)責無(wú)旁貸。作為土木工程三大力學(xué)中綜合性最強的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課，結構力學(xué)以高等數學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)為基礎，又為混凝土結構設計、建筑結構抗震設計、鋼結構設計等專(zhuān)業(yè)課埋下伏筆，結構力學(xué)在課程體系中無(wú)疑起著(zhù)承上啟下的作用。擁有著(zhù)諸如建筑材料、混凝土結構基本原理、施工組織和技術(shù)、房屋建筑學(xué)、土力學(xué)基礎工程、荷載與結構設計方法、建筑抗震設計等比結構力學(xué)更多的前期先修課程，決定了混凝土結構設計具有起點(diǎn)高、知識儲備多、對工程實(shí)踐有一定要求的特點(diǎn)。同時(shí)，混凝土結構設計為結構軟件(PKPM)提供結構設計方案和參數依據。結構力學(xué)、混凝土結構設計、結構軟件共同服務(wù)于土木工程畢業(yè)設計，為畢業(yè)后的職業(yè)生涯打下良好的基礎。傳統的灌輸式教學(xué)模式，早已起不到很好的引導學(xué)生的作用，如何改變這種課時(shí)少、內容多不容易教更不易學(xué)的現狀，是教師必須要解決的問(wèn)題。
2土木工程應用型課程改革
2.1加強學(xué)生的建模能力
工程中需要有抓住主要矛盾忽略次要矛盾(抓大放小)的思想，用計算簡(jiǎn)圖來(lái)代替構造極其復雜的實(shí)際工程結構。因此，建立模型是結構計算分析和施工圖繪制的先決條件。而模型建立的好壞、荷載選取、傳導是否得當直接影響結構計算分析的準確性。結構體系、桿件、結點(diǎn)、支座、荷載的簡(jiǎn)化是涉及到的幾個(gè)主要方面。結構力學(xué)的題目常常是給出現成的力學(xué)簡(jiǎn)化圖形，讓學(xué)生用學(xué)過(guò)的方法以既有的固定模式加以求解。平日的教學(xué)中應加強培養學(xué)生的空間想象能力，引導他們嘗試采用逆向思維在設計前先建立出準確、客觀(guān)、簡(jiǎn)潔的模型，再進(jìn)行內力計算，繪制內力圖。
2.2融入具體實(shí)例
為培養學(xué)生濃厚的學(xué)習興趣、提高教學(xué)質(zhì)量，近年來(lái)不少專(zhuān)家學(xué)者推崇案例教學(xué)法以期改善結構專(zhuān)業(yè)基礎課以及專(zhuān)業(yè)課枯燥難學(xué)脫離實(shí)際應用的舊局面。案例教學(xué)法從內容、方法、手段角度達到化抽象為形象的目的。舉一些簡(jiǎn)單的例子，如：在講懸臂梁的內力計算和位移計算時(shí)，可以與雨篷板的實(shí)例相結合，讓學(xué)生從分析內力分布的基礎上討論理解挑梁根部截面面積大、端部相對較小以及構造上應保證板中縱向手拉鋼筋要有足夠的受拉長(cháng)度的原因。在分析兩端固定的單跨超靜定梁求桿端剪力，桿端彎矩和桿端剪力自相平衡時(shí)，可以舉例“方向盤(pán)效應”，讓學(xué)生體會(huì )到生活中力(矩)的平衡無(wú)處不在，從而更加深對平衡的認識，感知力學(xué)可以活學(xué)活用的意義;在講解結構位移計算時(shí)，可以舉例施工階段的位移監控計算旨在消除大型屋架或橋梁因自重過(guò)大引起相應的撓度前給大型屋架或橋梁一個(gè)預拱度，以便于結構成型后處于按設計要求的水平位置上。這個(gè)預拱度的數值便是我們定量分析結構位移的目的之一;排架結構其實(shí)就是單層工業(yè)廠(chǎng)房的一種基本計算模型，多跨超靜定梁是橋梁結構的一種形式，框架結構是一般民用建筑的典型代表。
2.3強化結構力學(xué)實(shí)驗
傳統的三大力學(xué)教學(xué)中只有材料力學(xué)有相當一部分的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節，結構力學(xué)和理論力學(xué)基本上很少有實(shí)驗課。但是力學(xué)實(shí)驗技術(shù)無(wú)論是作為認識和檢驗真理的最終標準，還是作為直接解決設計工程中的力學(xué)問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)手段，仍然有著(zhù)不可替代的地位[2]。結構力學(xué)的應用型的實(shí)現離不開(kāi)實(shí)驗的推進(jìn)。比如說(shuō)，可以讓學(xué)生親自動(dòng)手組裝幾何可變體系、幾何不變體系、瞬變、常變體系模型，以便于讓學(xué)生進(jìn)一步了解桿系結構的組成和規律以及結構和機構的區別;親自動(dòng)手制作桁架零桿檢測模型，改變荷載的位置或是減少某根零桿來(lái)理解零桿既然受力為零是否可以去掉。
2.4強調引入計算機技術(shù)
�、儆嬎銠C技術(shù)對試驗數據采集和處理方面有貢獻，實(shí)驗方法和數值計算方法相結合而產(chǎn)生的實(shí)驗和分析雜交技術(shù)方面，充分體現了引入計算機技術(shù)可以提高實(shí)驗成果的效率、精度和可靠度。②作為傳統求解超靜定的結構力學(xué)方法力法和位移法，由于以手算為主，計算規模有局限性。當超靜定次數過(guò)多或遇大型復雜結構問(wèn)題的分析時(shí)，矩陣分析法便顯示出其依托計算機的矩陣運算規律性強、易于編程的優(yōu)勢。③土木工程的各門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課、專(zhuān)業(yè)課為結構軟件如PKPM等結構設計軟件提供參數依據，PKPM應用于畢業(yè)設計以及今后的設計工作。在畢業(yè)設計中運用電算對手算結果進(jìn)行對比、校核，分析內力計算的施工圖，以利于進(jìn)一步優(yōu)化結構設計，強化對土木工程專(zhuān)業(yè)各科形成的知識體系的理解。
2.5提升教師工程應用能力
混凝土結構設計及結構軟件課程的學(xué)習，不僅限于書(shū)本上現成的理論，更重要的是設計過(guò)程中針對實(shí)際工程項目時(shí)需要編制設計說(shuō)明書(shū)、制定方案、整理結構計算書(shū)、繪制施工圖、校核。為滿(mǎn)足結構的“安全性、適用性、耐久性”的功能性要求，需要老師具有較強的工程應用能力和豐富的工程檢驗，串聯(lián)起基本原理、設計、施工、監理的相關(guān)內容，給學(xué)生方向性的指導，使其少走彎路。
2.6采用問(wèn)題教學(xué)法
問(wèn)題教學(xué)法“它的最基本的含義是教師根據教學(xué)的需要，從教材入手，提出一定的問(wèn)題，引導學(xué)生對問(wèn)題進(jìn)行思考和分析，通過(guò)尋求問(wèn)題的解決來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習的積極性，從而掌握知識的一種教學(xué)方法”[3]。例如在結構軟件的教學(xué)中可以引入問(wèn)題驅動(dòng)教學(xué)：某六層鋼筋混凝土框架結構，7度(0.1g)抗震設防，抗震等級為三級，樓面恒載標準值為4.5kN/m2,活荷載標準值為2.0kN/m2，屋面恒載標準值為6.0kN/m2,活荷載標準值為0.5kN/m2。樓面梁間線(xiàn)荷載標準值為8kN/m,屋面梁間線(xiàn)荷載標準值為4kN/m。開(kāi)間：6000mm，進(jìn)深6000mm，3900mm，6000mm。在引導學(xué)生依次進(jìn)行繪制結構平面圖、進(jìn)行樓層定義(柱、梁、板的布置、本層信息修改)、荷載輸入、設計參數的輸入、樓層組裝、SATWE前處理生成各層恒載簡(jiǎn)圖(如圖3-6)時(shí)，可以?huà)伋鰡?wèn)題引發(fā)大家思考，思考圖3中1號房間第一層的恒載簡(jiǎn)圖里的13.5kN/m和27kN/m、圖4中2號房間第一層的恒載簡(jiǎn)圖里的8.8kN/m和17.5kN/m、圖5和圖6中1號房間第一層的活載簡(jiǎn)圖里的6.0kN/m和3.9kN/m的來(lái)歷。引發(fā)學(xué)生思考，分組討論，個(gè)別提問(wèn)，循循善誘，引導學(xué)生思考單向板和雙向板的區別，再讓學(xué)生仔細觀(guān)察分析1號房間和2號房間的板分別是單向板還是雙向板板，明確1號2號均為雙向板后，再將混凝土結構設計里雙向板傳給支撐梁的作用反力的方法的問(wèn)題拋出并溫習：以45°等分線(xiàn)為界，分別傳至兩相鄰支座，這樣沿短跨方向的支承梁，承受板面傳來(lái)的三角形分布荷載;沿長(cháng)跨方向的支承梁，承受板面傳來(lái)的梯形分布荷載。反算并使設問(wèn)里的數字得到驗證。運用問(wèn)題教學(xué)法可以培養學(xué)生自主探尋知識的興趣和能力，明顯區別于傳統教學(xué)里無(wú)形中使學(xué)生張嘴等待老師喂的低效教學(xué)模式。
3結語(yǔ)
實(shí)現應用型培養目標的土木工程結構方向教學(xué)體系的改革任務(wù)對教師而言任重而道遠。不僅需要老師根據土木工程各學(xué)科特點(diǎn)結合學(xué)生實(shí)際情況，理論實(shí)踐巧妙結合、因材施教，也需要改進(jìn)教學(xué)方法，不斷加強學(xué)生建模能力，將基本概念時(shí)引入具體工程實(shí)例，強化結構力學(xué)實(shí)驗，將計算機先進(jìn)的技術(shù)引入專(zhuān)業(yè)基礎課及專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)中，增長(cháng)教師自身的工程實(shí)踐經(jīng)驗以提升的工程實(shí)踐能力，采用問(wèn)題教學(xué)法以提升學(xué)生自主學(xué)習的興趣。
參考文獻
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[3]孫顯元，王章豹，李鋼.高等學(xué)校教師教學(xué)科研方法[M].合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2005.
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