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建筑结构试验课程教学改革探讨

作者:未知

  摘 要 建筑结构试验是土木工程专业一门重要专业课程,本文针对课程教学存在的不足,通过对教学方法和教学大纲进行改进,采用混合式教学和项目驱动式教学方法的改革,调整教学内容,提高教学质量,培养学生的实践能力和创新能力。
  关键词 建筑结构试验 教学大纲 教学方法
  中图分类号:G642 文献标识码:A
  建筑结构试验课程是土木工程专业的一门专业必修课,其任务是通过理论教学和试验实践使学生掌握建筑结构试验的基本知识和基本技能,并能根据设计、施工和科研任务的需要完成一般建筑结构的试验设计和分析。在土木工程专业的本科生为期四年的课程学习中,建筑结构试验是能让学生参与动手操作专业试验设备的为数不多的课程之一。传统的教学学生的参与度往往不够,为此对本门课程的教学方法进行创新和改革势在必行。针对目前课程教学中存在的一些不足,结合多年的教学经验,从教学大纲、教学内容、教学方法等方面入手进行改革,培养学生的动手和创新能力,为将来工作打下基础。
  1现状分析
  学院开设的建筑结构试验课程教学过程从原有24课时变为现有16课时,是一门独立的试验课,原有24课时分为理论和试验两部分,均为12课时,理论课时侧重于材料的力学性能测试和静载试验部分,对动载试验部分仅作简单介绍,试验部分则以静载试验为主,试验项目因当时客观条件只设置了4个动手操作试验,且没有破坏性试验。现有的16课时减少了理论课时,理论课时仅有6课时,偏向于试验设计方案和试验设备的教学,试验课时为10个课时,均为学生实际操作试验,包含有电阻应变片灵敏系数的测定,钢桁架梁非破损试验,钢筋混凝土简支梁受弯试验(破坏性试验),混凝土强度测定及混凝土保护层厚度等检测试验。
  经过多年的建设,学院现有设备和技术条件基本上能够满足土木工程专业试验课程的教学需要,但在教学过程中依然发现以下几个问题:
  (1)试验用的钢筋混凝土梁、空心预制板等构件均为成品,学生对混凝土梁的设计和制作工艺缺乏认识,对已有配筋是否是适筋梁缺乏了解,对应变片的安装和粘贴工艺不清楚,对构件的设计及制作需要进一步的实践。
  (2)试验的安装与调试均由教师和试验员来完成,学生仅对加载过程有所了解,而对液压加载的调试缺乏认识。
  (3)对于检测试验仅仅了解测试方法,而忽略使用环境及要求。
  2改革思路
  建筑结构试验课程试验教学要求学生能通过试验学会动手操作,熟知工程生产工艺以及钢筋混凝土与钢结构相关检验、检测手段和方法。根据土木工程的特点和实用的建筑结构检测手段,结合建筑结构试验课程现有的试验要求,倡导以学生为主体,提高学生的实践能力,培养学生的创新精神和创造能力。
  2.1教学方法的改革
  (1)通过混合式教学把理论教学放在课前,尤其是试验设计方案和仪器设备认知的教学,不再通过课堂教学,而是通过视频教程或者网络教学,增加了试验课课时,让学生更好地参与试验设计和构件制作的过程当中,突出试验教学部分的实践过程,增加学生亲自动手操作的内容。
  (2)通过试验项目发展项目驱动式教学,加强与土木工程材料试验、材料力学、混凝土结构设计原理等课程相关内容的联系,整合课程知识,形成一个完整的知识体系。
  以试验项目为例,钢筋混凝土简支梁受弯试验,混凝土梁不再委托单位制作,而是由学生自主制作,学生自主进行试验方案设计,方案设计包含混凝土梁的尺寸、强度、加载制度、数据分析等。第一阶段,钢筋混凝土构件制作前完成混凝土配合比设计、适筋梁的钢筋数量、钢筋下料长度的计算、抗弯性能试验;第二阶段,学生在教师的指导下进行钢筋预制支模、钢筋绑扎、应变片的粘贴技术和安装、混凝土梁的浇注养护全过程操作,浇注的同时还可以进行混凝土试块的制作;第三阶段,混凝土强度非破坏性检测、保护层厚度检测、钢筋直径检测等相关的检测试验;第四阶段,进行钢筋混凝土梁抗弯试验,加载过程方案实施,观察梁的破坏过程、挠度的变化、裂缝的开展等。至此,完成试验,对比分析数据,查看方案设计中是否缺漏,从而完成试验报告。可以发现在此项目驱动式教学中,融合了土木工程材料、材料力学、混凝土结构设计原理、土木工程施工技术、检测技术等相关课程,让试验课程不再是单独操作,加强了课程之间的相关性。
  (3)加强实验室的开放力度。针对每年一次的省级和校级的大学生结构设计竞赛,引进了相关设计大赛的设备。从结构体型上每年均有不同,在此基础上可以增加多个创新性试验项目,增加学生对竞赛、科研的参与度,提升学生分析和解决问题的能力。
  2.2教学大纲的改革
  现代高层建筑结构分析计算都会涉及到抗震、抗风、振动等结构动力问题,建筑结构试验在很多教材中也体现了这一点,由于学时数的限制和动力试验教学设备操作成本较高,目前教学大纲中并未安排结构动力试验方面的教学内容,或者只是顺带讲解,而学生在之前相关专业课程,如结构力学等课程的学习过程中时也都接触过结构动力方面的理论知识,因此可以考虑在教学大纲的理论教学中适当增加风洞试验和地震模拟振动台试验两部分内容,在试验教学上可增加结构动力视频演示、结构动力特性试验。这样学生在以后的学习过程中能够更好的理解抗震设计和高层设计中遇到的问题。
  通过混合式教学改革,这门课程可以成为线上+线下的课程,线上课程把理论课程全部完成,线下仅仅只需要1到2个课时的时间和学生进行答疑和交流,那么试验课时将会增加,这样试验环节就成了课堂教学中的重中之重。通过项目式驱动教学,结构试验从学生只动手操作,到要求有详细的试验方案和试验计划,这样更能培养学生独立操作的能力和团队协调能力。通过检测试验,让学生更好地参与生产性试验,为以后更好的参与实际生产过程打下基础。通过开放性试验,鼓励学生自主设计试验,体验创新过程,培养学生的创新能力和提升思维能力。
  同时,本门课程的考核方式也会随着教学方法的变化而变化,不仅仅是从一份试验报告就可以体现学生对本门课程目标的达成度,从试验方案设计的合理性,试验报告的完整性,试验过程操作的规范性,综合可以体现学生的理论知识水平和实践操作能力,对学生的综合能力进行较为全面的评价。
  3结语
  本文通过对《建筑结构试验》的教学改革思路的探讨,加强了学生实际操作时间,并通过混合式教学提高了学生的理论知识水平,在试验过程中着重强调学生亲自动手设计和操作,提高学生自主能动性,加强知识体系的融会贯通,拓宽了视野,提升对专业知识的理解。
  
  参考文献
  [1] 沈之容.浅谈建筑结构试验课程教学改革[J].教育教学论坛,2015(06):83-85.
  [2] 王宏伟.建筑结构试验创新型教学方法探索[J].科教文汇(上旬刊),2012(08):69-70.
  [3] 鄒建.《结构试验》开放试验教学的研究[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2012,13(04):101-102.
论文来源:《科教导刊·电子版》 2019年10期
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