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高职土木建筑类专业混凝土结构教学探析

2016-03-17李辉政永州职业技术学院湖南永州425000

安徽建筑 2016年4期
关键词:施工图抗震构件

李辉政 (永州职业技术学院,湖南 永州 425000)

高职土木建筑类专业混凝土结构教学探析

李辉政(永州职业技术学院,湖南永州425000)

混凝土结构是当今土木建筑工程中应用最为广泛的结构形式,如何让高职土木建筑类毕业生在就业岗位上学以致用,尽快实现角色转变是高职专业教学研究的重要课题。文章首先从混凝土结构教材内容的选取、难易程度的把握、编排顺序的讲究等方面进行分析,然后从教学方法和手段,实践教学和师资队伍建设方面进行了探讨。

高职;土木建筑;混凝土结构;实践教学

0 前言

混凝土结构是一种新型结构,同时也是目前应用最为广泛的结构形式。随着生产的需要和科学技术的发展,除了普通混凝土之外,预应力混凝土结构、装配式混凝土结构和钢筋混凝土薄壁空间结构层出不穷,使混凝土结构在组成材料、结构形式、应用范围、施工方法和计算理论方面都得到了迅速发展。现在混凝土结构不仅在工业及民用多、高层建筑结构中广泛采用,而且在桥梁工程、水工及港口工程、地下工程、海洋工程、国防工程及特种结构中也得到了广泛应用。

由于混凝土结构的广泛采用,所以混凝土结构课程成为高职土木建筑类专业教学的主干课,它对培养学生具备职业岗位和工种要求的基本技能和专业素质起着举足轻重的作用。根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》,本着“服务为宗旨、就业为导向”的原则对当前高职土木建筑类专业混凝土结构教学中的若干问题进行分析与探讨。

1 混凝土结构课程教学与学生就业岗位的相关性分析

混凝土结构课程教学是要求学生在学习了建筑力学、建筑材料和建筑制图等专业基础课程之后进行的,应对混凝土结构有全面的理解和应用。高职土建类毕业生的就业岗位主要是施工企业的施工管理人员和技术人员、监理企业的监理员,此外,还有小部分从事设计和工程造价方面的技术工作。无论从事什么技术工作,为了能胜任岗位技能,首先都必须能识结构图,特别是混凝土结构施工图,并应知道结构构件的内力分布情况和简单的计算,这就离不开混凝土结构这门课程,也使得混凝土结构成为高职土建类专业的核心专业课。

2 混凝土结构课程体系构建分析

长期以来,混凝土结构课程受本科教学模式的影响,教学大纲和教学环节围绕培养建筑设计兼顾施工和管理人才目标制订,所以编写的教材设计内容多,计算复杂,既与目前高职土建类学生的就业岗位定位不一致,而且与当前高职生源的知识层次不协调,虽然推出了几本规划教材,各有所长,但还是不尽如人意。根据笔者多年的结构教学和实践经验,高职土木建筑类专业混凝土结构教材的内容应进行必要的调整。

2.1教材主要内容的调整分析

目前市面上的混凝土结构教材繁多,包括高职十一五、十二五规划教材,它们对混凝土结构的教学内容取舍不同,各有所长,同时也存在很多不合理的地方:有的直接取消受拉构件、受扭构件和单层工业厂房,有的则完全取消多高层混凝土结构和混凝土结构抗震,有的则不提预应力混凝土结构和混凝土结构平法识图。笔者认为高职土建类专业混凝土结构课程应根据高职学生的就业岗位和知识层次来定,尽量涉及面广,重原理和构造,轻计算和设计,具体包括如下方面的内容:钢筋混凝土结构材料及性能、混凝土结构的设计方法、受弯构件正截面及斜截面承载力计算、受扭构件简介、受压构件承载力计算、受拉构件简介、混凝土构件变形和裂缝宽度分析、预应力混凝土构件简介、梁板结构设计原理、钢筋混凝土楼梯简介、单层工业厂房简介、多层框架结构房屋设计方法简介、高层混凝土结构类型简介、结构抗震及构造、混凝土结构施工图识读。从内容上看,比市面上教材的涉及范围有所扩大,特别增加了高层混凝土结构、混凝土结构抗震及混凝土结构平法识读。随着城镇化的发展,高层建筑越来越多,而高层混凝土结构较钢结构更经济,耐久性和耐火性也更优越,所以应用范围更广泛,增加多高层混凝土结构这一章是很有必要的;将教材最后一章定为混凝土结构平法表示识读,是因为只有学完构件和结构以及结构抗震之后才能完全看懂混凝结构图,而且钢筋混凝土结构平法图有专门的规定和表示,这是学生必须掌握的基本技能,也是从事专业技术工作的基础。高职学生在结构计算和设计方面比本科生弱势一些,但在结构识图方面一定不能弱,为了让学生在职业岗位上很快适应和开展工作,结构识图是第一步;增加结构抗震及构造是非常必要的,我国是一个多震国家,近年来在我国及全球范围发生了多次级别较大的地震,并且浅源地震居多,地震对房屋结构破坏程度之严重,对人们生命和财产损失之巨大不言而喻,因此抗震规范也在短期内进行了两次修订,为了把地震对建筑物的破坏降低到最低程度,必须要了解地震相关的基本知识,理解地震对房屋结构产生的作用效应,从而采取有效的抗震计算方法和构造措施,达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防标准。

2.2教材重要章节及难易程度把握上的调整分析

由于当前高校扩大招生规模,在生源数量有限的情况下经过一本、二本、三本筛选后的高职生源在学习习惯和对理论知识的掌握程度是不理想的,还有部分学生通过自主招生进入到高职院校,其学习兴趣和知识层会更低,加上在校学习时间只有5个学期,要讲完所有混凝土结构设计和计算方面的内容不可能。作为高职院校的学生,其就业岗位的定位主要是施工企业一线技术和管理人员,所以应具有更强的识图和动手操作能力,而淡化他们的理论计算,要能看懂结构施工图,懂得结构及构件的内力分布情况,结构构件设计的基本原理以及规范规定的基本构造措施,尽量让他们在学校学习过程中接触到岗位上可能遇到的各种混凝土结构方面的问题。在教学过程中基本计算主要放在受弯构件和受压构件,掌握受弯构件正截面(包括矩形截面和T形截面)承载力计算、斜截面承载力计算;受压构件(包括轴心受压和采用对称配筋的偏心受压)承载力计算,对受拉构件承载力计算、受扭构件承载力计算、混凝土结构楼梯设计、梁板结构设计、混凝土结构变形和裂缝、排架、框架结构以及预应力混凝土结构方面的计算予以淡化或者取消,但相关章节在内容编排过程中结合工程实例讲明各种构件或结构的工作原理和设计步骤、受力及破坏形态、产生破坏的原因、结构上的处理措施。

2.3教材各章节内容编排顺序的调整分析

教材编排应由浅入深,注重知识的连贯性,避免重复讲解和前后不一致的情况。例如在讲述荷载时,首先讲述竖向荷载,这是比较简单和直接的,然后介绍结构的主要横向作用,即风荷载和地震,让学生既对风荷载和地震作用有一定的认识,也对结构作用有一个全面的了解。在讲述梁内钢筋的作用及构造时,同时结合标准施工图介绍平法结构施工图中梁钢筋的表示;在讲述柱内钢筋的作用及构造时,同时结合标准施工图介绍平法结构施工图中柱钢筋的表示;在完成受弯构件承载力计算和受扭构件简介教学后即开始讲述极限状态设计法,接下来进行梁板结构设计,让学生知道受弯构件承载力计算中的内力设计值(弯矩和剪力)是怎么得来的,接下来介绍梁板结构设计和梁板结构平法施工图;在完成受压构件承载力计算和受拉构件介绍后讲述排架和框架结构设计及构造,接下来介绍框架结构平法施工图,这样把理论学习、结构计算和工程实际应用结合起来,让学生明白学习本章节的目的,从而提高学习的积极性。混凝土结构楼梯设计、混凝土结构变形和裂缝、预应力混凝土结构简介、结构抗震及构造、高层混凝土结构类型简介以及混凝土结构施工图识读几个方面的内容相互之间连贯不大的依次编排到后面几个章节中。

3 教学方法和手段探讨

混凝土结构是一门设计计算课程,同时也具有很强的实践性,对于大多数学生来说具有一定难度,它是建立在试验研究与工程具体实践基础上的,与数学、力学、结构试验有直接联系,所以在混凝土结构课程教学中,我们除了灵活地运用传统教学方法和手段外,还要结合教学内容和教学环节,采取现场教学、工程实例教学、动手操作等方法和现代信息技术手段教学,有效地提高教学质量。

3.1现场教学

直观的现场教学,不仅有利于学生更好地理解和掌握理论上比较抽象而难以讲解的教学内容,而且也有利于增强学生的自主意识,激发浓厚的学习兴趣。例如在进行梁板结构设计、单层厂房排架、框架结构及预应力混凝土结构教学时,利用课内外时间组织学生到校内外实训基地现场进行参观,并由实训老师介绍和讲解结构的组成、布置、结构构造要求以及施工方法等,这比理论课堂上老师的讲解效果会好的多。

3.2利用多媒体直观教学

在教学中充分利用多媒体现代教学工具,向学生展示一些典型的图片和视频,提高学生的学习兴趣。在讲多高层混凝土结构时,可以在PPT课件中插入当今已经建成的著名高层建筑;在讲述预应力混凝土的工作原理时,可以采用动画或播放视频的方式,让复杂难以理解的纯理论知识变得直观而浅显易懂;在讲结构抗震时,结合当今发生的多次大地震对建筑结构导致破坏的案例图片,还可以制作模拟地震作用对建筑结构影响的视频,既开阔学生的视野,也极大地吸引学生的眼球,让枯燥乏味的混凝土结构变得有血有肉,丰富多彩,从而避免学生在上课中分散注意力,对混凝土结构课程产生极大的兴趣。

3.3利用大学城空间进行网络教学

随着互联网覆盖面的扩大和智能手机的在大学生中的普及,为了增强学生的自学意识,拓宽专业视野,进一步提高职业岗位能力,应充分利用世界大学城空间作为网上学习交流平台,发挥网络教学信息量大、直观、生动的优势,学生随时可以通过手机上网观看教师发布的混凝土结构课件、学习指导书、工程案例资料和教学视频等,还可以参与同学和老师之间的交流讨论,解决课堂上没有理解和掌握的内容,实现教学活动的开放性和自主性,也符合学生平常喜欢观看手机信息和视频的习惯,充分利用课余时间进行自主学习,从而有效地提高教学质量。

4 建设标准化的校内实训基地,加强校企合作,促进实践教学

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,混凝土结构是一门实践性很强的课程,许多公式、数据和推理是建立在试验基础上的,而且混凝土结构的构造要求,特别是抗震方面的构造措施相当多。所以根据教学环节建立校内外结构实验室和实训基地,例如在结构实验室可以完成钢筋的拉伸、混凝土的压缩以及受弯构件正截面破坏试验,加深学生对钢筋混凝土结构的认识和理解。同时与多家建筑企业本着合作育人,共享资源的原则建立校外实训基地,从施工一线聘请技术水平高、工程经验丰富、善于教学工作的校外兼职教师,奠定良好的实践教学基础。

5 加强师资队伍建设,鼓励教师参加执业资格考试

我国建筑行业的高级技术人员是按执业和注册资格行使权利和承担义务的,而高职院校学生就业的方向主要是施工企业,其次是监理咨询、工程造价企业和设计单位,每一个方向都有相应的执业资格考试,如建造师、监理工程师、造价师、结构师等。让毕业学生将来具备考取执业资格证书的基本知识和相关技能,这是高职院校学生培养方案的目标所在。要想学生在校对将来的从业有一个总体规划和奋斗目标,必须有好的老师引路,所以作为建筑专业课老师必须对行业的基本情况、当今采用的法律、法规以及规范标准有比较全面、深刻的理解。教师参加执业资格考试是加强专业素养、提高专业水平、接受先进技术和管理水平、把握行业发展脉络的最有效的办法之一,只有老师清楚了行业的基本情况和发展变化,才能在课堂上传授最新潮、最适用的东西,培养出来的学生才能更快地适应社会,符合行业发展的需要。作为混凝土结构教学的专业课教师来说,能参加国家一级或二级结构师执业资格考试,将对自身专业知识的提高和现行规范的理解深刻得多,在教学中更能运用自如,深入简出,既完善了自身的知识结构,也为学生的就业指明方向。

混凝土结构专业性很强,博大精深,高职学生的知识层次和学习兴趣让人担忧,高职土木建筑类专业教学任重而道远,还需要不断创新和研究。

[1]罗向荣.混凝土结构(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]胡兴福.建筑结构(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[3]张大勇.建筑结构与施工图[M].天津:天津科学技术出版社,2015.

[4]刘红宇.基于职业能力培养的混凝土结构课程教学改革与实践[J].中国建设教育,2009(4).

G642

C

1007-7359(2016)04-0051-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.019

李辉政(1973-),男,湖南永州人,本科,工程师,国家注册一级结构师,国家注册监理工程师。

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