大学课程《水利水电工程基础》教学设计方案：第7章：预应力混凝土构件.docxVIP

大学课程《水利水电工程基础》教学设计方案

教案（第7章：预应力混凝土构件）

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

预应力混凝土构件设计与应用

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+模型展示区+计算练习区

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的进阶内容，核心包括预应力混凝土基本概念、施加预应力的方法（先张法、后张法）、材料与张拉机具、张拉控制应力及预应力损失、构造要求。内容直接应用于水利工程大跨度、高抗裂要求的构件（如渡槽、大型水池），是提升结构耐久性和经济性的关键技术。

学情分析

学生已掌握普通钢筋混凝土构件设计，具备基础的材料性能和结构受力分析能力，但对预应力的“预压抵消拉力”核心原理理解抽象，预应力损失的类型及组合计算容易混淆，先张法与后张法的工艺差异和适用场景区分不清晰。高职学生需通过模型演示、工艺动画、工程案例强化具象化认知。

三、教学目标

教学目标

1.知识目标：掌握预应力混凝土的概念及特点，理解先张法与后张法的工艺流程，熟练区分预应力损失类型及组合，明确构造设计要求。

2.能力目标：能判断预应力混凝土的适用场景，能进行简单的预应力损失组合计算，能识别先张法与后张法的核心差异。

3.素质目标：培养结构优化设计的思维，强化“技术创新提升工程性能”的理念，树立“精准控制、质量第一”的工程责任意识。

教学重点

1.预应力混凝土的概念及特点（抗裂性、刚度、材料节约）。

2.施加预应力的方法（先张法、后张法的工艺及适用场景）。

3.预应力损失的类型及组合计算。

4.预应力混凝土的核心构造要求。

教学难点

1.预应力混凝土的工作原理（预压应力抵消荷载拉力）。

2.预应力损失的成因及组合逻辑（第一批、第二批损失）。

3.张拉控制应力的确定及超张拉的意义。

四、教学策略

教学理念

以“原理-方法-计算-构造”为核心，遵循“具象化演示-工艺解析-公式推导-案例应用”的教学逻辑，通过模型、动画、水利工程案例，强化预应力技术的工程应用，突出工艺细节和损失控制的重要性。

主要教法

1.讲授法：系统讲解概念、原理、公式、构造；

2.演示法：展示先张法/后张法模型、工艺动画、锚具夹具实物；

3.案例教学法：结合渡槽、大型水池案例解析应用场景；

4.对比分析法：对比先张法与后张法、普通钢筋混凝土与预应力混凝土的差异；

5.示范教学法：分步示范预应力损失组合计算。

主要学法

1.观察分析法：通过模型、动画理解工艺和原理；

2.模仿练习法：跟随例题掌握损失组合计算；

3.对比总结法：梳理不同施工方法的适用场景和优缺点；

4.逻辑推理法：理解预应力损失的成因及控制措施。

教学资源

1.教学课件（PPT）、先张法/后张法工艺动画、预应力构件模型；

2.锚具、夹具实物样本；

3.水利工程预应力构件案例图（渡槽、大型水池）；

4.递进式练习册（损失组合计算、工艺辨析题）；

5.计算器、预应力损失组合表。

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，要求预习预应力混凝土概念、先张法与后张法基本流程；

2.推送预应力梁与普通钢筋混凝土梁抗裂对比视频；

3.布置预习题：简述预应力混凝土的核心优势。

1.阅读课件预习核心概念，标记疑问（如“预应力如何施加”）；

2.观看视频，记录两种梁的抗裂差异；

3.完成预习题，明确预应力技术的核心价值。

培养自主学习和观察能力，引导学生关注技术创新对工程性能的提升，激发学习兴趣。

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.展示某大型渡槽预应力构件开裂控制案例，提出问题：“大跨度渡槽为何必须采用预应力混凝土？普通钢筋混凝土为何无法满足要求？”

2.引出预应力混凝土的核心解决问题，点明本节课主题——预应力混凝土的设计、施工与应用。

1.展示案例图片，介绍预应力技术在工程中的抗裂作用；

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（掌握原理、方法、计算、构造）。

1.观察案例，感受预应力技术的工程价值；

2.参与讨论，分享对预应力作用的理解；

3.明确本节课学习重点（工艺、损失计算、构造）。

通过工程案例强化技术应用意识，渗透“技术创新保障工程安全”的理念，激发学习动力。

新知讲授

1.预应力混凝土基本概念：-定义：预先对受拉区施加压应力，抵消荷载拉力；-特点：抗裂性好、刚度大、节约材料、减轻自重。

2.施加