大学课程《水利水电工程基础》教学设计方案：第5章第1-3节：受弯构件正截面承载力计算.docxVIP

大学课程《水利水电工程基础》教学设计方案

教案（第5章第1-3节：受弯构件正截面承载力计算）

一、授课信息

课程名称

水利水电工程基础

项目/任务/情境名称

受弯构件正截面承载力设计与计算

授课对象

水利水电工程技术专业中职学生

授课人数

40人

授课学时

3学时（120分钟）

授课地点

多媒体教室+计算练习区+钢筋模型展示区

二、教学内容及学情分析

教学内容分析

本章节是钢筋混凝土结构设计的核心，承接受弯构件构造知识，核心内容包括受弯构件的一般构造规定（截面尺寸、混凝土保护层、钢筋布置）、正截面破坏形式（适筋、超筋、少筋）、适筋梁工作三阶段、单筋/双筋/Ｔ形截面正截面承载力计算（基本公式、适用条件、截面设计与复核）。内容直接应用于水利工程梁、板构件的设计（如水电站厂房梁、渡槽底板），是结构安全设计的关键依据。

学情分析

学生已掌握钢筋混凝土材料性能、梁的内力计算，具备基础的代数运算和几何分析能力，但对正截面破坏的力学本质理解抽象，复杂截面（双筋、Ｔ形）计算的逻辑链条（公式推导-适用条件-配筋计算）容易混淆，配筋率与破坏形式的关联认知不足。中职学生需通过模型演示、递进式例题、工程案例，强化具象化理解和计算规范。

三、教学目标

教学目标

1.知识目标：掌握受弯构件构造规定、正截面破坏类型及特征，理解适筋梁工作三阶段，熟练运用单筋/双筋/Ｔ形截面承载力计算公式，明确适用条件。

2.能力目标：能进行受弯构件截面设计（配筋计算与选配）和承载力复核，能区分不同破坏形式并规避脆性破坏，能绘制简单正截面配筋图。

3.素质目标：培养结构设计的严谨思维和量化计算能力，强化“配筋合理、安全可靠”的工程理念，树立“细节决定工程成败”的责任意识。

教学重点

1.受弯构件构造规定（混凝土保护层、截面有效高度）。

2.正截面破坏类型（适筋、超筋、少筋）及特征。

3.单筋矩形截面承载力计算（基本公式、截面设计与复核）。

4.Ｔ形截面类型判别及承载力计算。

教学难点

1.适筋梁工作三阶段的力学本质。

2.双筋截面承载力计算的逻辑（受压钢筋作用与适用条件）。

3.Ｔ形截面翼缘计算宽度的确定及类型判别。

4.配筋率的控制（ρmin≤ρ≤ρmax）与破坏形式的关联。

四、教学策略

教学理念

以“构造-破坏-计算-应用”为核心，遵循“具象化认知-公式推导-例题示范-练习巩固”的教学逻辑，通过钢筋模型、破坏动画、水利工程案例，强化理论与实践的关联，突出计算规范和工程安全要求。

主要教法

1.讲授法：系统讲解构造规定、破坏原理、计算公式；

2.演示法：展示钢筋模型、破坏动画、配筋图示；

3.案例教学法：结合水电站厂房梁、渡槽底板案例解析计算；

4.示范教学法：分步示范截面设计、配筋计算、承载力复核；

5.小组讨论法：组织破坏形式、截面优化的讨论。

主要学法

1.观察分析法：通过模型、动画理解构造和破坏特征；

2.模仿练习法：跟随例题示范，掌握计算步骤；

3.逻辑推理法：理解公式推导与适用条件的关联；

4.错题总结法：整理计算易错点（如翼缘宽度、配筋率控制）。

教学资源

1.教学课件（PPT）、正截面破坏动画、钢筋模型（单筋/双筋/Ｔ形截面）；

2.递进式练习册（基础题、提高题、工程案例题）；

3.水利工程配筋案例图（厂房梁、渡槽底板）；

4.钢筋表、型钢表、计算器。

教学流程图

五、教学过程

课前

教学环节

教学内容

教师活动

学生活动

设计意图（思

政）

预习任务布置

1.发布预习任务单，要求预习受弯构件构造规定、正截面破坏类型；

2.推送适筋梁破坏动画，引导观察裂缝发展和破坏特征；

3.布置预习题：简述混凝土保护层的作用及取值要求。

1.阅读课件预习核心概念，标记疑问（如“超筋与少筋为何是脆性破坏”）；

2.观看动画，记录不同破坏形式的外观差异；

3.完成预习题，明确构造设计的重要性。

培养自主学习和观察能力，引导学生关注结构安全的基础保障，激发对构造设计的重视。

课中

教学环节

教学内容

教师活动

学生活动

设计意图（思

政）

案例导入

1.展示水电站厂房梁开裂事故图片，提出问题：“梁体开裂的原因是什么？如何通过合理配筋避免这类破坏？”

2.引出正截面破坏的核心问题，点明本节课主题——通过合理设计和配筋，保证受弯构件安全可靠。

1.展示案例图片，介绍事故危害（影响正常使用、引发结构失效）；

2.组织学生讨论，引导关联预习内容；

3.总结讨论结果，明确学习目标（掌握构造规定、破坏类型、计算方法）。

1.观察案例，感受结构失效的风险；

2.参与讨论，分享对破坏原因的猜想；

3.明确本节课学习重点（计