工程管理專業(yè)工程結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)論文
摘要:工程結(jié)構(gòu)課程及其設(shè)計(jì)是工程管理專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程內(nèi)容多、課時少。工程管理專業(yè)往往班級人數(shù)多、學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，對此文章提出了課程設(shè)計(jì)與課程學(xué)習(xí)緊密結(jié)合的過程化教學(xué)理念，既能使學(xué)生及時鞏固所學(xué)知識，又培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力，同時突破了一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小班化指導(dǎo)的局限性，降低了學(xué)習(xí)難度。這一教學(xué)方法適用于力學(xué)基礎(chǔ)較薄弱的工程管理專業(yè)本科生。
關(guān)鍵詞:工程結(jié)構(gòu);課程設(shè)計(jì);過程化教學(xué)
工程結(jié)構(gòu)課程是工程管理專業(yè)本科生的學(xué)位課程，內(nèi)容包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原理、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和工程抗震等［1］，相當(dāng)于一般高等院校土木工程專業(yè)工業(yè)與民用建筑方向核心課程的合成。因內(nèi)容多、任務(wù)重，又僅有5個學(xué)分的課時，因此，該課程教學(xué)必須與其課程設(shè)計(jì)相輔相成共同進(jìn)行，才可能使學(xué)生較好地掌握專業(yè)基本知識和設(shè)計(jì)能力。該課程設(shè)計(jì)只有1個學(xué)分的課時，通常在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)原理及樓蓋結(jié)構(gòu)講授之后，才安排相關(guān)的樓蓋設(shè)計(jì)［2］。而這時往往已是學(xué)期的中后期了，學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的時間非常緊張，加之臨近期末考試，學(xué)生無法投入更多的精力在課程設(shè)計(jì)上。這必然影響課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而進(jìn)一步影響整個課程教學(xué)質(zhì)量。此外，工程管理專業(yè)往往班級人數(shù)多、學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，使得這一問題更加突出。對此，筆者認(rèn)為采取課程設(shè)計(jì)與課程學(xué)習(xí)緊密結(jié)合的過程化教學(xué)來提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，不失為一種有效的方法。
一、過程化教學(xué)
過程化教學(xué)是國外高水平大學(xué)慣行的一種教學(xué)方法，近年來在國內(nèi)也有了一些初步應(yīng)用［3－5］。即在教學(xué)過程中，要努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，及時鞏固所學(xué)知識，注重能力的培養(yǎng)，并保證師生間的溝通及時有效。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和知識掌握情況及時調(diào)整課堂節(jié)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(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是對課程知識的綜合應(yīng)用，對學(xué)生而言可鍛煉分析問題、解決問題的能力，并及時鞏固所學(xué)知識;就教師而言可考察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時調(diào)整教學(xué)方法。
二、傳統(tǒng)教學(xué)的弊端
該課程傳統(tǒng)教學(xué)通常是在鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)講授結(jié)束之后，才安排樓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。而此時已是學(xué)期的中后期，學(xué)生可用于設(shè)計(jì)的時間較為緊張。為了保證學(xué)生能夠在學(xué)期結(jié)束前順利完成樓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，教師布置的樓蓋結(jié)構(gòu)課題往往與教科書上的結(jié)構(gòu)相類似，這樣一來學(xué)生就只會按照教科書案例的步驟進(jìn)行計(jì)算，失去了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的機(jī)會，這對培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我解決問題的能力是非常不利的。工程管理專業(yè)部分學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，很難在期末考試前交出高質(zhì)量的課程設(shè)計(jì)，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自信心。筆者曾教授的班級學(xué)生人數(shù)達(dá)90多人，學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力差別較大，上述問題更為突出，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(shè)計(jì)的過程化教學(xué)
針對傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，安排課程設(shè)計(jì)需注意，一方面要給學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的機(jī)會，鍛煉他們的自學(xué)能力;另一方面針對工程管理專業(yè)學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)薄弱的特點(diǎn)，降低樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，使絕大部分學(xué)生能夠在課程設(shè)計(jì)中鞏固所學(xué)知識，及時完成課程設(shè)計(jì)。為此，筆者設(shè)計(jì)了兩個課程設(shè)計(jì)題目，在合理的時間布置下去，并與課程內(nèi)容的講授結(jié)合起來，較好地達(dá)到了課程教學(xué)的預(yù)期目的。
(一)鋼筋混凝土五跨連續(xù)梁的設(shè)計(jì)
第一個設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土五跨連續(xù)梁的設(shè)計(jì)，截面的幾何形狀為T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(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原理、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎承載力和受剪承載力計(jì)算等內(nèi)容的講授后即安排此設(shè)計(jì)任務(wù)。在為期4周的設(shè)計(jì)中，因?yàn)檫�未講解塑性內(nèi)力重分布的內(nèi)容，連續(xù)梁的跨內(nèi)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(nèi)力系數(shù)表確定［6］。由于學(xué)生僅學(xué)習(xí)過單個截面的受彎承載力和受剪承載力計(jì)算，要進(jìn)行五跨連續(xù)梁的設(shè)計(jì)，是有一定挑戰(zhàn)性的。很多學(xué)生不知道該如何下手設(shè)計(jì)，這需要學(xué)生自己思考，網(wǎng)上查找學(xué)習(xí)資料，或與同學(xué)進(jìn)行討論等。當(dāng)然，教師應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行引導(dǎo)，給學(xué)生一些提示性小問題:
其一，在連續(xù)梁的計(jì)算簡圖中，荷載是設(shè)計(jì)值還是標(biāo)準(zhǔn)值?為什么?
其二，進(jìn)行正截面抗彎承載力計(jì)算時，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(jì)算?
其三，進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算時，哪些是控制截面?
其四，以上設(shè)計(jì)采用什么極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法?荷載用設(shè)計(jì)值還是標(biāo)準(zhǔn)值?要求畫出設(shè)計(jì)流程圖，寫出一個代表性截面的計(jì)算全過程，包括截面計(jì)算簡圖的建立、平衡方程的建立和方程的求解等。這個看似簡單的設(shè)計(jì)，卻包含了設(shè)計(jì)的基本思想和原理。教師應(yīng)適時地鼓勵和引導(dǎo)，一方面盡量讓學(xué)生自己去解決問題;另一方面適當(dāng)控制設(shè)計(jì)的難度和進(jìn)度。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生能及時鞏固所學(xué)知識，鍛煉自我學(xué)習(xí)、自我解決問題的能力。在安排設(shè)計(jì)的同時，仍進(jìn)行鋼筋混凝土受壓構(gòu)件、受拉構(gòu)件和樓蓋結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的正常教學(xué)。第10周學(xué)生全部上交連續(xù)梁的設(shè)計(jì)，教師對此進(jìn)行評改，收集學(xué)生遇到的問題。第11周講解樓蓋結(jié)構(gòu)中次梁的設(shè)計(jì)，而這時學(xué)生會發(fā)現(xiàn)五跨連續(xù)梁的設(shè)計(jì)與次梁設(shè)計(jì)的聯(lián)系，由此會認(rèn)識到混凝土結(jié)構(gòu)中每根鋼筋配置的合理性。這一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率;另一方面也節(jié)約了教師講解課程設(shè)計(jì)的`時間。
(二)樓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
第二個設(shè)計(jì)是樓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，涉及到計(jì)算簡圖的建立，板、次梁、主梁的設(shè)計(jì)，荷載的最不利組合和內(nèi)力包絡(luò)圖等。此設(shè)計(jì)比第一個設(shè)計(jì)更加全面而復(fù)雜，繪制的工程圖紙也更多。前面已經(jīng)完成次梁部分的設(shè)計(jì)，而板和主梁的計(jì)算簡圖也是多跨連續(xù)梁，因此對大部分學(xué)生而言，此次設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度已經(jīng)大大降低，幾乎所有學(xué)生都能在規(guī)定的一個月內(nèi)完成。
四、結(jié)語
工程結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)前，專業(yè)教師應(yīng)先調(diào)研了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)能力，然后針對工程管理專業(yè)學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)普遍薄弱的情況，對工程結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)進(jìn)度和方法進(jìn)行調(diào)整，即比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)安排時間更早進(jìn)入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，延長設(shè)計(jì)時間，從而降低設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和難度。同時，通過收集設(shè)計(jì)過程中學(xué)生反饋的信息及時調(diào)整教學(xué)方法。具體實(shí)施時，安排兩個課程設(shè)計(jì)，第一個設(shè)計(jì)在必要知識講解后進(jìn)行，旨在鍛煉學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我解決問題的能力;第二個設(shè)計(jì)雖然復(fù)雜，但因?yàn)橛辛说谝粋�設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)而使難度降低了許多，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中更有自信。課程設(shè)計(jì)與課程學(xué)習(xí)緊密結(jié)合的過程化教學(xué)，能使學(xué)生及時鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)其解決實(shí)際問題的能力�？偟膩砜�，將一個復(fù)雜的樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分解為二個設(shè)計(jì)，并貫穿于整個教學(xué)過程，降低了學(xué)習(xí)難度。實(shí)踐證明，此教學(xué)方法適用于力學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱的工程管理專業(yè)本科生的工程結(jié)構(gòu)課程及設(shè)計(jì)教學(xué)。
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