《港口航道建筑物》PPT教学课件教案：项目七防波堤与护岸任务二直立式防波堤.docxVIP

《港口航道建筑物》PPT教学课件教案

一、课程基本信息

课程名称：港口航道建筑物

授课对象：高职港口与航道工程技术专业学生

授课时长：90分钟（2课时）

授课章节：项目七防波堤与护岸-任务二直立式防波堤

前置知识要求：学生已掌握防波堤的基本概念、分类（如直立式、斜坡式）及功能，了解港口水域波浪运动的基本规律，具备基础的港口工程结构认知，能识别简单的水工建筑物外观形态

二、教学目标

（一）知识目标

准确阐述直立式防波堤的定义与核心功能，明确其在港口水域防护中的关键作用（如阻挡外海波浪、维护港内平稳水域、保护码头与船舶安全）。

清晰掌握直立式防波堤的主要结构形式（如重力式、桩式、沉箱式、扶壁式），了解各类结构的组成部件（如沉箱、胸墙、基床、护底）与适用场景。

熟悉直立式防波堤的核心设计参数（如顶高程、胸墙高度、基床厚度、抗滑稳定性系数），理解参数与波浪要素（波高、波长）、地质条件（地基承载力）的匹配关系。

了解直立式防波堤的施工流程（如基床开挖、沉箱预制与安装、胸墙浇筑）与维护保养要点（如基床加固、沉箱裂缝修复），确保结构长期稳定运行。

（二）能力目标

能够结合港口实景或图纸，准确识别直立式防波堤的结构形式，并描述其组成部件与安装位置（如指出沉箱式防波堤的基床分布、胸墙与沉箱的连接方式）。

具备初步分析不同港口环境（如海港、河口港、深水港）直立式防波堤结构选型差异的能力，如判断深水海港为何优先选用沉箱式直立防波堤。

能根据波浪要素、地质条件，为特定港口场景（如波高3m的海港、软土地基的河口港）提出直立式防波堤的结构选型与设计参数建议。

（三）素养目标

培养学生的“结构-环境-安全”工程认知思维，打破“重形式、轻性能”的认知误区，建立“直立式防波堤适配港口环境需求”的职业观念。

提升学生的工程责任意识，通过分析直立式防波堤失稳引发的事故案例（如基床冲刷导致沉箱倾斜、胸墙破损导致波浪越顶），认识到结构设计与施工质量对港口安全的直接关联。

增强学生的实践应用能力，通过观察真实港口直立式防波堤的建设与运维，学会将理论知识与工程实际结合，为后续岗位工作（如防波堤设计辅助、施工监理）奠定基础。

三、教学重难点

（一）教学重点

核心结构形式（重力式沉箱防波堤、扶壁式防波堤、桩式防波堤）的组成部件，如沉箱式防波堤的沉箱本体、抛石基床、混凝土胸墙、护底块石，扶壁式防波堤的肋板、面板、趾板结构。

直立式防波堤的关键设计参数，包括顶高程（需高于设计高水位+波浪爬高，通常超高0.5-1.0m）、胸墙高度（根据波高确定，通常为波高的1.2-1.5倍）、基床厚度（软土地基≥1.5m，岩基≥0.5m）、抗滑稳定性系数（规范要求≥1.2）。

沉箱式直立防波堤的施工流程，包括基床开挖与平整、沉箱预制（工厂或现场预制）、沉箱浮运与安装、基床回填与夯实、胸墙浇筑与养护等关键环节。

（二）教学难点

直立式防波堤的受力分析与稳定性设计逻辑，如根据波浪力计算沉箱所受水平推力、根据地基承载力确定基床厚度，理解“波浪力-结构抗力-地基承载力”的平衡关系。

复杂环境下直立式防波堤的适配设计，如在软土地基港口采用桩基础加固沉箱、在多向波浪港口增设翼墙减少波浪绕射，认识到结构与环境的协同优化。

新型直立式防波堤技术的应用（如消波型沉箱、生态型直立防波堤），理解技术创新对防波效果、环保性能的提升作用（如消波型沉箱减少波反射、生态型结构为海洋生物提供栖息地）。

四、教学方法与手段

（一）教学方法

案例教学法：选取国内外典型直立式防波堤案例（如天津港沉箱式防波堤、上海港扶壁式防波堤、荷兰鹿特丹港桩式防波堤），结合案例的波浪环境、地质条件，分析结构选型理由与应用效果，将抽象的设计参数转化为具体工程实例。

模型演示法：展示直立式防波堤的缩尺模型（如1:50沉箱式防波堤模型、扶壁式防波堤拼装模型），让学生直观观察结构组成（如沉箱与基床的连接、胸墙与沉箱的衔接），通过模拟波浪冲击实验（用水流模拟波浪作用于模型），展示防波堤的受力与消波过程。

对比分析法：制作“直立式防波堤结构形式对比表”，从结构复杂度、适用水深、地基要求、施工难度、经济性等维度，对比沉箱式、扶壁式、桩式防波堤，帮助学生快速掌握各类结构的核心差异。

问题导向法：以“沉箱式防波堤基床冲刷导致结构倾斜”“直立式防波堤胸墙高度不足引发波浪越顶”等真实事故案例为切入点，引导学生思考“结构设计与施工中哪些环节出现问题”，激发学习兴趣并理解结构性能的重要性。

（二）教学手段

PPT课件：融入高清港口实景图（各类直立式防波堤的建设场景与细节特写）、结构示意图（如沉箱式防波堤剖面图、扶壁式防波堤三维结构图）、设计参数表格（如不同波高对应的胸墙高度、基床厚度标准）、事故案例