侯瑩瑩 丁艷梅（濰坊科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，山東 濰坊 262700）

實(shí)訓(xùn)館在混凝土結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用及分析

侯瑩瑩 丁艷梅（濰坊科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，山東 濰坊 262700）

將建筑實(shí)訓(xùn)館的混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)資源創(chuàng)造性地應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計課程，詳細(xì)介紹了教學(xué)方案和應(yīng)用內(nèi)容，對學(xué)生的課堂表現(xiàn)、考核成績進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，利用建筑實(shí)訓(xùn)館可明顯提高混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)質(zhì)量，對相似課程有一定的教學(xué)參考價值。

土木工程；課程教學(xué)；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑實(shí)訓(xùn)館

1 前 言

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》作為土木工程專業(yè)的必修課，要求學(xué)生掌握基本構(gòu)件的受力原理、配筋、設(shè)計方法[1-2]。傳統(tǒng)的板書教學(xué)抽象、枯燥，不利于知識點(diǎn)的拓展，授課效率偏低。多媒體的出現(xiàn)在一定程度上對部分教學(xué)內(nèi)容而言，能夠改善教學(xué)效率[3-5]，學(xué)生可以觀看視頻，能夠更好的認(rèn)識鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的更多內(nèi)容，而多媒體還是不能夠解決教學(xué)空間視覺和動態(tài)工序的教學(xué)難題。即，在校園里，學(xué)生對構(gòu)件及鋼筋配置沒有直觀感受，工地直接實(shí)習(xí)可提供學(xué)生直觀的學(xué)習(xí)機(jī)會[6-11]，又由于存在安全隱患和組織風(fēng)險，工地不愿意接受，且施工內(nèi)容與教學(xué)進(jìn)度很難一致。為此，濰坊科技學(xué)院的建筑實(shí)訓(xùn)館提供了1:1的建筑模型，真實(shí)還原了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造和鋼筋的施工現(xiàn)場，相對安全，可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度合理使用。目前，實(shí)訓(xùn)館已作為很多高職院校建筑專業(yè)的實(shí)訓(xùn)基地[12]。本文擬在教學(xué)內(nèi)容相同的前提下，采用不同的教學(xué)方法，對建筑實(shí)訓(xùn)館在本科生《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析評價。

2 教學(xué)應(yīng)用舉例

2.1 建筑實(shí)訓(xùn)館簡介

濰坊科技學(xué)院建筑實(shí)訓(xùn)館建筑面積約820平方米，源于施工現(xiàn)場，按1:1的比例，展示了鋼結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)，涵蓋基坑支護(hù)工程、基礎(chǔ)工程、主體工程、屋面工程和裝飾工程，半成品展現(xiàn)建筑材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工工藝等，配有教學(xué)大綱和圖片。作為更安全的實(shí)訓(xùn)基地，直觀服務(wù)于教學(xué)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》主要包含建筑結(jié)構(gòu)計算原則、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、鋼筋混凝土受壓構(gòu)件、鋼筋混凝土受扭構(gòu)件、鋼筋混凝土樓蓋、單層廠房六大教學(xué)板塊。授課前根據(jù)以往課程的考核結(jié)果，按生源相近、數(shù)量相同的原則，將學(xué)生分為A、B兩組。對A組學(xué)生進(jìn)行多媒體理論教學(xué)（常規(guī)教學(xué)），作業(yè)題目與B組相同（見下文）；對B組學(xué)生授課時，縮減理論課時，增加實(shí)訓(xùn)館實(shí)訓(xùn)課時，總課時數(shù)與A組學(xué)生的相同（實(shí)訓(xùn)館教學(xué)）。B組學(xué)生實(shí)訓(xùn)安排如下：

1）鋼筋混凝土受彎構(gòu)件教學(xué)安排。梁的計算簡圖及內(nèi)力分析時，由于學(xué)生具備力學(xué)基礎(chǔ)，理解較快。梁的計算配筋及構(gòu)造配筋教學(xué)中，由于沒有直觀空間體驗(yàn)，學(xué)生對配筋的認(rèn)識停留在計算公式及施工圖上，更沒有動態(tài)工序的感受。因此，理論授課后，組織學(xué)生進(jìn)入實(shí)訓(xùn)館進(jìn)行框架梁支模（圖1）、鋼筋位置關(guān)系和施工工藝（圖2）的參觀學(xué)習(xí)。具備了理論、直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)后，學(xué)生對梁有了較飽滿的認(rèn)識。能更好地完成后續(xù)梁的配筋（圖3）及平法標(biāo)注（圖4）練習(xí)。

圖1 模板工程

圖2 梁平面示意

2）鋼筋混凝土受壓構(gòu)件教學(xué)安排。受壓構(gòu)件正截面承載力理論推導(dǎo)時需針對受力縱筋列出力的平衡方程。由于學(xué)生對縱筋在柱中的位置沒有直觀感受，較難想象縱筋對矩點(diǎn)產(chǎn)生的彎矩作用。講授箍筋對核心混凝土的約束作用與混凝土的受壓狀態(tài)關(guān)系時也需要學(xué)生對箍筋在柱中的包裹位置有初步印象。因此，該知識點(diǎn)理論授課前讓學(xué)生參觀實(shí)訓(xùn)館的柱配筋（圖5），并思考縱筋與箍筋在柱受壓時可能發(fā)揮的作用。讓學(xué)生帶著疑問和已有的空間感受進(jìn)入課堂，可以更容易掌握受壓構(gòu)件承載力的計算原理與方法。

圖3 梁配筋規(guī)范要求

圖4 柱平法標(biāo)注

圖5 柱配筋

圖6 單向板配筋

圖7 雙向板配筋

3）鋼筋混凝土樓蓋教學(xué)安排。對于樓蓋，單向板與雙向板的界定及配筋較重要，理論授課時，學(xué)生容易混淆單向板受力筋與分布筋的布置方向和內(nèi)外側(cè)放置關(guān)系。因此，安排學(xué)生于理論授課后去實(shí)訓(xùn)館學(xué)習(xí)，并且提醒學(xué)生注意單向板（圖6）與雙向板（圖7）的配筋區(qū)別，識別受力筋與分布筋，回憶兩種板在豎向荷載下不同的變形反應(yīng)。通過現(xiàn)場不同內(nèi)容的感官體會，深化學(xué)生對樓蓋板的認(rèn)識，確實(shí)有助于培養(yǎng)平法標(biāo)注（圖8）時鋼筋位置的想象能力。

4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓梯。樓梯的分類、組成及荷載傳遞路徑內(nèi)容淺顯，通過剖面示意即可達(dá)到較好地授課效果。而梯段板的配筋相對復(fù)雜，在完成理論講授后，學(xué)生對受力筋、彎起筋、分布筋的布置仍然掌握的不夠清晰。組織學(xué)生觀察實(shí)訓(xùn)館的樓梯配筋（圖9），可以很好地解開學(xué)生的疑惑，更好地掌握樓梯的計算配筋和構(gòu)造要求。

圖8 板平法示意

圖9 樓梯配筋與模板

圖10 廠房鋼框架

5）單層廠房教學(xué)安排。單層廠房理論授課后，組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)館廠房鋼框架（圖10）的參觀學(xué)習(xí)。針對廠房的排架結(jié)構(gòu)讓學(xué)生表述其傳力路徑和內(nèi)力分析思路，又讓學(xué)生感受到工業(yè)廠房的空間作用，即實(shí)訓(xùn)館是鋼結(jié)構(gòu)的剛性門架里面裝著一項三層的實(shí)踐教學(xué)專用的裸露結(jié)構(gòu)物。提高學(xué)生對廠房結(jié)構(gòu)的功能以及設(shè)計工藝的理解。

3 教學(xué)效果對比

與常規(guī)教學(xué)相比，實(shí)訓(xùn)館教學(xué)的學(xué)生表現(xiàn)出相對明顯的學(xué)習(xí)熱情，互動積極性更高。對鋼筋的觀摩很感興趣，發(fā)現(xiàn)的問題更有深度和實(shí)踐意義。經(jīng)過小組討論能解決大部分問題。

結(jié)課考試后，按照“綜合測評=課堂表現(xiàn)（考勤、互動問答）分?jǐn)?shù)x10%+作業(yè)分?jǐn)?shù)x20%+考試分?jǐn)?shù)x70%”的方法分別對兩種教學(xué)模式的學(xué)生進(jìn)行考核（表1）。

表1 考核結(jié)果（平均分）

從考核結(jié)果可以看出，實(shí)訓(xùn)館教學(xué)的學(xué)生課堂表現(xiàn)成績比常規(guī)教學(xué)學(xué)生高7.7%，三次作業(yè)總成績高5.6%，考試成績高7.6%，總評成績高于常規(guī)教學(xué)成績7.4%。實(shí)訓(xùn)館教學(xué)確實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。

4 小 結(jié)

1）建筑實(shí)訓(xùn)館具有較全面的實(shí)訓(xùn)條件，可以成為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計課程固定的教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)訓(xùn)時間不受外界干擾，能夠與教學(xué)進(jìn)度同步。

2）實(shí)訓(xùn)館資源帶動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生思考問題、解決問題的能力。

[1]葉列平．混凝土結(jié)構(gòu)（上冊）[M]．北京:清華大學(xué)出版社,2002

[2]東南大學(xué)．混凝土結(jié)構(gòu)（上冊）[M]．北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002

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[4]謝靜靜,閻偉靜．大數(shù)據(jù)背景下教育模式變革研究[J]．中國成人教育．2016,（20）:30-32

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[11]邵永健,勞裕華,劉凡,夏敏,殷志文,方有珍,段紅霞．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程建設(shè)探討[J]．高等建筑教育．2011(03)

[12]凌衛(wèi)寧,朱正國．關(guān)于新時期廣西高職建筑實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的思考[J]．廣西教育．2010,（30）:118-119．

The Application Analysis of the Building Training Pavilion which Being Applied with Course Teaching of Concrete Structual Design

The concrete structures of the building training pavilion was used to course teaching of concrete structual design．The teaching strategy and applicaton content were introduced in detail．Performance in class and examination results of the students were evaluated contrastively．The results shown that teaching quality was improved when combined with the building training pavilion,which can be certain values for course teaching．

civil engineering；course teaching；concrete structual design；building training pavilion

TB23

A

1003-8965（2017)03-0052-03