大学课程《水利水电工程基础》教学设计方案：第6章第1节：受压构件承载力计算.docxVIP

大学课程《水利水电工程基础》教学设计方案

教案（第6章第1节：受压构件承载力计算）

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

受压构件承载力设计与稳定控制

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

2学时（80分钟）

授课地点

多媒体教室+计算练习区+柱模型展示区

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受压构件设计的核心，核心内容包括受压构件分类（轴心、偏心受压）、构造规定（截面尺寸、纵向钢筋、箍筋）、轴心受压构件承载力计算（稳定系数φ）、偏心受压构件承载力计算（大小偏心判别、基本公式）。内容直接应用于水利工程柱类构件设计（如水闸立柱、渡槽排架立柱），是结构整体稳定的关键。

学情分析

学生已掌握轴心受力构件强度计算、压杆稳定基本概念，具备基础的稳定系数应用能力，但对偏心受压构件的受力本质（轴力+弯矩）理解不足，大小偏心判别和偏心距增大系数η的计算容易出错，稳定系数与长细比的关联记忆不牢。高职学生需通过柱模型、稳定动画、水利工程立柱案例，强化稳定控制和偏心受压计算能力。

三、教学目标

教学目标

1.知识目标：掌握受压构件分类及构造规定，理解轴心受压构件稳定系数的意义，熟练运用轴心/偏心受压构件承载力计算公式，能判别大小偏心受压破坏。

2.能力目标：能进行轴心/偏心受压构件截面设计与承载力复核，能控制长细比保证稳定，能合理配置纵向钢筋和箍筋。

3.素质目标：培养结构稳定设计的系统思维和风险防控意识，强化“稳定是受压构件核心”的工程理念，树立“精准计算、安全第一”的责任态度。

教学重点

1.受压构件构造规定（截面尺寸、纵筋、箍筋）。

2.轴心受压构件承载力计算（稳定系数φ、基本公式）。

3.偏心受压构件大小偏心判别（ξ≤ξb为大偏心）。

4.偏心受压构件承载力基本公式及截面设计。

教学难点

1.稳定系数φ与长细比的关联（长细比越大，φ越小）。

2.偏心距增大系数η的计算（考虑纵向弯曲影响）。

3.偏心受压构件大小偏心判别及公式应用。

4.垂直于弯矩作用平面的承载力复核（按轴心受压）。

四、教学策略

教学理念

以“分类-构造-稳定-计算-应用”为核心，遵循“模型演示-原理讲解-公式推导-例题示范-练习巩固”的教学逻辑，通过柱模型、稳定动画、水利工程立柱案例，强化稳定控制和偏心受压计算，突出水利工程对受压构件稳定的严格要求。

主要教法

1.讲授法：系统讲解分类、构造、稳定原理、计算公式；

2.演示法：展示轴心/偏心受压柱模型、稳定动画（长柱vs短柱）；

3.案例教学法：结合水闸立柱、渡槽排架立柱案例解析计算；

4.示范教学法：分步示范稳定系数选取、大小偏心判别、公式应用；

5.对比分析法：对比轴心/偏心受压、长柱/短柱的计算差异。

主要学法

1.观察分析法：通过模型、动画理解稳定原理和偏心受力；

2.模仿练习法：跟随例题示范，掌握计算步骤；

3.逻辑推理法：理解稳定系数、偏心距增大系数的物理意义；

4.对比总结法：总结轴心/偏心受压的计算异同。

教学资源

1.教学课件（PPT）、受压柱模型（轴心/偏心、长柱/短柱）、稳定动画；

2.水利工程受压构件案例图（水闸立柱、渡槽排架）；

3.递进式练习册（轴心/偏心受压计算、稳定复核）；

4.稳定系数表、钢筋表、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，要求预习受压构件分类、稳定系数概念；

2.推送长柱失稳动画，引导观察长柱vs短柱的破坏差异；

3.布置预习题：简述轴心受压构件纵筋和箍筋的作用。

1.阅读课件预习核心概念，标记疑问（如“长柱为何容易失稳”）；

2.观看动画，记录长柱/短柱的破坏特征；

3.完成预习题，明确构造对稳定的影响。

培养自主学习和观察能力，引导学生关注受压构件的稳定风险，激发对稳定设计的重视。

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.展示某渡槽排架立柱失稳事故图片，提出问题：“立柱未达到强度极限为何会突然破坏？如何通过设计保证受压构件稳定？”

2.引出受压构件稳定的核心问题，点明本节课主题——受压构件承载力设计与稳定控制。

1.展示案例图片，介绍事故原因（长细比过大导致失稳）；

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（稳定控制、承载力计算）。

1.观察案例，感受失稳破坏的突发性；

2.参与讨论，分享对稳定控制的理解；

3.