| 标题 | 《钢-混凝土组合结构设计》教学中存在的问题及探讨 |
| 范文 | 王琨 仲振鹏 摘? 要：《钢-混凝土组合结构设计》是土木工程专业的一门综合性较强、难度较高的选修课程，具有较强的理论性和实践性。针对教学过程中存在的认识不足、教学内容滞后、教材与规范不匹配、学时压缩等问题，对教学方式进行了一定程度的探讨，并提出了相应的教学改革措施，可降低教学难度、提高学生的学习热情，从而提高教学质量。 关键词：组合结构;土木工程;教学方法;教学质量 中图分类号：G642 文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2020）04-0084-03 Abstract： Steel-Concrete Composite Structure Design is an elective course of civil engineering with strong comprehensiveness and high difficulty. In view of the problems existing in the teaching process， such as the lag of teaching content， the mismatch between teaching materials and specification， and the compression of class hours， the teaching methods are discussed to some extent， and the corresponding teaching reform measures are put forward， which can reduce the difficulty of teaching， improve students' enthusiasm for learning， and improve the teaching qualities. Keywords： composite structure; civil engineering; teaching methods; the quality of teaching 《钢-混凝土组合结构设计》是土木工程专业难度较高的一门专业选修课，是在《钢结构设计》和《混凝土基本构件设计原理》等基础上的延伸与拓展，其前修课程相关理论较多，包括土木工程材料、材料力学、结构力学等，同时也对后续专业课程如《高层建筑结构设计》《基础工程》《建筑结构抗震设计》等的学习有一定的影响。同时该课程充分结合了《钢结构设计》和《混凝土基本构件设计原理》的相关内容，为学生毕业从事组合结构、高层结构、超高层结构以及大跨度桥梁结构设计分析提供了必要的学习基础。 《钢-混凝土组合结构设计》的课程教学内容主要包括钢-混凝土组合板、钢-混凝土组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构、外包钢和外包钢加固混凝土结构等的结构构件形式的基本理论和设计计算，其特点是教学内容涉及面广、计算公式繁多，计算公式具有一定的适用范围，且不同的构件形式所要求的构造也不尽相同。在本科教学中，尤其是开设土木工程专业班级数量较少的学校，很容易出现学生选课人数少、畏难、厌学的情况。同时，由于《鋼-混凝土组合结构设计》也是一门专业性较强的课程，需要教师紧跟组合结构学科和时代的步伐，及时调整教学方法使学生掌握钢-混凝土结构构件的设计计算方法[1-2]。 本文从作者自身的教学、科研和工程实践出发，依据《钢-混凝土组合结构设计》的课程的特点，提出该课程在教学中存在的几点关键问题，并结合多年的教学经验，对该课程的教学方法进行了一定程度的探讨。 一、教学中存在的主要问题 （一）对钢-混凝土组合结构认识的误区 对于开设土木工程专业的院校，钢筋混凝土结构和钢结构是学生学习的重点，而两者结合的《钢-混凝土组合结构设计》课程则一般开设为选修课程，其目的是培养学生了解钢-混凝土组合结构在现有建筑工程中存在的现状，同时也需要熟悉或掌握钢-混凝土组合结构构件的设计和构造要求，能在相关的工作中做到举一反三。然而，通过开展这门选修课的结果可以看出，学生熟悉或掌握钢-混凝土组合结构设计、并在一定程度开展应用的能力并未得到相应的重视，也未能达到学习该课程的目的。此外，由于土木工程专业学生毕业后，绝大部分从事的是钢筋混凝土结构和钢结构，而在工作中遇到的钢-混凝土组合结构的可能性较小，即使遇到，也会委托综合能力较强的单位进行设计和施工，而一般的设计和施工单位很难有机会接触。因此，《钢-混凝土组合结构设计》课程并未得到相关教师及学生的重视，甚至会出现一定的阻碍。 （二）教学内容落后于工程技术的发展 随着我国土木工程技术的迅速发展，大量高层、超高层、大跨度以及重载建筑得到了大量的应用，新理论、新技术不断应用于工程之中，这促使对传统结构的认识也在不断地完善和发展，尤其是新型组合结构形式，如异形型钢混凝土柱组合结构、预应力组合结构、高强高性能型钢混凝土结构等也得到了较多的研究和应用。而目前，相关钢-混凝土组合结构的教材中仍然主要讲授较为传统的板和梁柱构件的形式、技术和方法，而工程中大量应用的新结构形式，例如预应力型钢混凝土梁、钢管混凝土叠合柱、型钢增强钢管混凝土柱等并未得到关注，从而使学生与工程实践产生明显的脱节。 （三）教材与规范不匹配 目前，在钢-混凝土组合结构领域，我国存在两本主要规范和规程：《组合结构设计规范》（JGJ138-2016）和《钢骨混凝土结构技术规程》（YB9082-2006）。其中，《组合结构设计规范》是在原《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）基础上发展起来的。可以看出，虽然我国现有建筑结构类的规范更新的时间一般为每十年左右，但对于钢-混凝土组合结构的规范规程更新时间更长，最近的更新时间达到了十五年左右[3-4]。 而对于多数钢-混凝土组合结构的教材或者教学用幻灯片而言，其教学内容并未依据新规范进行及时更新，或者只是简单的修补，因而造成更新内容不够严谨甚至错误。例如，教材中的例题延续老版教材，却未考虑在新的规范中，相关的参数和公式以及发生了相应的变化，或者某些表格并未根据新版规范作相应的修改，从而导致学生在学习时，发现教材或幻灯片与现行规范产生不一致、不匹配的矛盾。 （四）学时严重不足 《钢-混凝土组合结构设计》作为一门专业选修课程，其包含的内容较多，涉及面广，既有试验研究，又有理论推导，甚至还有非线性分析，同时相关的设计又与规范及工程实际联系密切，公式、图表、规范条文多，具有综合性、技术性以及应用性等特点，因此，学生学习时将会遇到较多的困难，这就要求教师在教授过程中必须保证有足够的学时。 然而，随着教学的改革，尤其是大土木概念的提升，不仅土木工程专业课课时受到大幅度的压缩，选修课程学时也受到较多的限制。目前，《高等学校土木工程本科指导性专业规范》仅推荐约24个左右的学时，因此，在《钢-混凝土组合结构设计》实际教学工作中，教师将面临教学内容多、授课学时少、教学难度大、学生接受程度低等的矛盾。这些矛盾无疑降低了《钢-混凝土组合结构设计》的课程学习效果。 二、教学方式方法的探讨 （一）正确认识钢-混凝土组合结构 目前，我国的土木工程设计、施工已走在世界前列，并与各国开展了较多的交流合作。对于很多地标性建筑，如阿利法塔、上海中心等超高层建筑，急需要掌握钢-混凝土组合结构設计和施工的专门人才。然而，很多高校的毕业生在其课程学习中，因为对土《钢-混凝土组合结构设计》课程认识的不足，未认真投入精力学习这门选修课程，因而丧失了能进入国企、央企等综合能力较强的单位。 此外，研究生的招生规模逐年扩大，这反映了社会对高层次工程技术人员的需求也在不断增加，推动了研究生招生规模的扩大。钢-混凝土组合结构作为科学研究的热点，其具有承载力高、抗震性能好等优点，得到了各科研单位的重视。而研究生的学习目的是追踪专业发展的前沿课题，因这就要求研究生能充分了解钢-混凝土组合结构在建筑工程中的现状和影响。 因此，对于教授《钢-混凝土组合结构》课程的教师应充分讲授钢-混凝土组合结构在未来发展的趋势，从而端正学生的学习态度，提高后继深造的能力。 （二）教学与实际工程相结合，加强工程素质的培养 工程项目教学法，是将学生的课后作业以课程设计的形式来完成的一种教学方法。这种教学方法可使课程内容与实际工程紧密结合，并通过充分查阅相关规范规程，使学生充分了解组合结构的整体设计和构造要求，尤其是内容繁多、抽象的构造措施，可以在课程设计中让学生通过“PKPM建模-规范图集查阅-施工图绘制”的学习过程来掌握。这种教学方法，可充分调动学生的学习主动性，通过实际工程的课程设计，让学生充分重视结构概念设计和构造措施，从而提高学生的举一反三、自学能力。 （三）选择合适的教材 目前，有关钢-混凝土组合结构的教材较多，而针对学校采用的教材须不断吸收国内外最新的科研成果，全面采用国家新的规范标准。虽然各个不同专业之间规范不同，着重点不同，而选择一本符合钢-混凝土组合结构专业规范、知识点、专业特征、与学时相匹配的教材，不仅有助于教师合理安排授课内容，也方便学生对知识进行有侧重点的学习。与此同时考虑到国际上主流规范正从模式规范向性能规范转变，而性能规范是建筑技术法规层面的一场深刻革命。因此，在《钢-混凝土组合结构设计》的课程教学中老师应充分考虑这场革命的影响，在课程教学中，应以教学改革的思想贯穿于教材、教学中，不断根据最新科研成果，增添工程案例，反映最新科学前沿[5]。 （四）教学方式多样化，课堂高效化 1. 多媒体与板书相结合 当前有关组合结构课程的授课多采用幻灯片等多媒体。多媒体不但节约了教师板书的时间，而且可以综合利用图片、动画、视频等形式对知识点进行直观展示，这是板书所不能比拟的。但是，尽管多媒体教学具有较多优点，但对于钢-混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土梁柱等截面力和力矩的平衡方程的基本计算公式进行讲解时，宜采用板书演示公式的推导过程，从而加深学生对公式的理解。 因此，在教学中切忌陷入为追求教学进度而过分依赖多媒体，否则将出现教学过程快、学生对教学内容掌握程度低等问题。所以，在《钢-混凝土组合结构设计》教学过程中，应根据教学内容将多媒体技术与传统的板书相结合[6]。 2. 课程与规范相结合 《钢-混凝土组合结构设计》课程是一门工程实践性很强的选修课程，课程内容与《组合结构设计规范》（JGJ138-2016）和《钢骨混凝土结构技术规程》（YB9082-2006）这两本规范密切相关，且主要是对规范条款的解释、细化和延伸。教师在讲解过程中，要紧密联系这两本现行规范，同时，也要结合《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）等规范规程，指明相关规范之间的区别与联系，阐述清楚理论依据与工程意义，拓展学生理解结构工程设计规范体系，培养学生处理实际工程问题的能力[7-8]。 3. 被动学习与小组讨论相结合 在现有的教学组织过程中，教师主要进行教授，而学生则偏向于被动学习，获得知识的积累，这对较难的课程是非常有利的[9]。然而，由于本课程是在混凝土和钢结构等知识基础上的拓展，如果在课堂上组织学生开展讨论，可充分调动学生的学习热情，同时也对已有知识进行复习，能使学生对组合结构有较为深刻的认识，达到有效串联知识点的目的。 三、考核方式的调整与改进 《钢-混凝土组合结构设计》这门课程需要学生掌握钢-混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土梁柱、钢管混凝土柱等构件的受力性能、计算方法以及相应的构造措施，并通过熟练运用规范，达到解决实际工程问题与开展工程结构设计的能力。 因此，在教学中，应将过程考核列为重点内容，并逐步降低期末考试所占比重。鉴于该课程有大量的公式、概念、参数，要在较短时间内掌握相关知识，这是非常困难的。据此，在考试方式上，可采课堂大作业的考核方式，即根据所学知识，依据课本、规范规程、独立完成相关设计题目，对组合结构形式提出新的截面形式，并说明理由。这可以充分考察学生的动手查阅规范的能力，并且提高了学生的创新性。 四、结束语 《钢-混凝土组合结构设计》是一门实践性、综合性较强的选修课程，该课程知识面广、创新性、应用性很强。教师在讲授这门课时，应紧密结合现行组合结构设计规范和规程，注重理论联系工程实践，从而使学生充分理解和掌握钢-混凝土混凝土结构设计原理和计算方法，为我国的社会主义基本建设事业的发展培养优秀的土木工程专业人才。 参考文献： [1]李红现，刘殿忠.现代钢-混凝土组合结构的研究与应用[J].城市住宅，2019（2）：133-134. [2]于斌.探究土建深化技术在型钢混凝土组合结构中的应用[J].建材与装饰，2018（17）：96. [3]中华人民共和国住房和城乡建设部.组合结构设计规范（JGJ138-1016）[S].北京：建筑工业出版社，2016. [4]中华人民共和国国家发展和改革委员会.钢骨混凝土结构技术规程（YB9082-2006）[S].北京：冶金工业出版社，2006. [5]陈华.混凝土结构设计课程教学改革研究与实践[J].科教导刊（上旬刊），2018（01）：104-106. [6]徐海宾，韩晓斌，姚小平.《混凝土结构设计原理》课程教学探讨[J].河北工程大学学报（社会科学版），2018，35（01）：102-103. [7]李喆.混凝土结构设计原理课程教学改革研究与实践[J].湖南科技学院学报，2016，37（10）：104-106. [8]夏红春.混凝土结构设计原理课程教学改革与实践[J].高等建筑教育，2019，28（01）：83-87. [9]周孝军，杨虹，伍平.混凝土结构设计原理课程教学探讨[J].教育教学论坛，2015（41）：150-152. |
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