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【關鍵詞】 抗震設計; 概念設計; 高層建筑結構
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
地震作用影響因素極為復雜,它是一種隨機的、尚不能準確預見和準確計算的外部作用,目前規(guī)范給出的計算方法還是一種半經驗半理論的方法,要進行精確的抗震計算還有一定的困難,因此人們在工程實踐中提出了“建筑抗震概念設計”。結構的抗震設計應該是綜合概念設計、計算和結構措施等完整的一系列設計。
1 建筑的抗震概念設計
所謂“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。掌握了抗震概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當?shù)剡\用抗震設計原則,使設計人員不至于陷入盲目的計算工作,從而做到比較合理地進行抗震設計。
2 高層混凝土建筑結構設計更應重視概念設計
在設計中,雖然分析計算是必須的,也是設計的重要依據,但僅靠此往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求,不能達到預期的設計目標,因此必須非常重視概念設計。從某種意義上講,概念設計甚至比分析計算更為重要,因為合理的結構方案是安全可靠的優(yōu)秀設計的基本保證。高層建筑結構設計尤其是在高層建筑結構抗震設計中,更應重視概念設計。這是因為高層建筑結構的復雜性、發(fā)生地震時震動的不確定性、人們對地震時結構響應認識的局限性與模糊性、高層結構計算尤其是抗震分析計算的精確性、材料性能與施工安裝時的變異性,結構計算模型的假定與地震時的實際工作有很大的差異以及其他不可預測的因素,致使設計計算結果( 尤其是經過實用簡化后的計算結果) 與實際相差較大,甚至有些作用效應至今尚無法定量計算出來。
3 高層混凝土建筑結構抗震概念設計的基本內容
3. 1 首先應重視高層建筑結構的規(guī)則性
建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規(guī)則的形狀設計方案。合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對稱,因為震害表明,此種類型建筑在地震時較不容易破壞,而且容易估計出其地震反應,易于采取相應的抗震構造措施和進行細部處理。“建筑結構的規(guī)則性”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規(guī)則建筑”體現(xiàn)在體形( 平面和立面的形狀) 簡單; 抗側力體系的剛度承載力上下變化連續(xù)、均勻; 平面布置基本對稱。
3. 2 結構剛度、承載力和延性要有合理的匹配
當結構具有較高的抗力時,其總體延性的要求可有所降低; 反之,較低的抗力需要較高的延性要求相配合。對結構提出了“綜合抗震能力”的概念,就是要綜合考慮整個結構的承載力和構造等因素,來衡量結構具有的抵抗地震作用的能力。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關,與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關。但是,提高結構的抗側剛度,往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力,最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性,然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。因此,在確定建筑結構體系時,需要在結構剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關系。
3. 3 設計多道設防結構
3. 3. 1 超靜定結構
靜定結構是只有一個自由度的結構,在地震中只要有一個節(jié)點破壞或一個塑性鉸出現(xiàn),結構就會倒塌。抗震結構必須做成超靜定結構,因為超靜定結構允許有多個屈服點或破壞點。將這個概念引申,抗震結構不僅是要設計成超靜定結構,還應該做成具有多道設防的結構。第一道設防結構中的某一部分屈服或破壞只會使結構減少一些超靜定次數(shù)。同時要注意分析并控制結構的屈曲或破壞部位,控制出鉸次序及破壞過程。有些部位允許屈服或允許破壞,而有些部位則只允許屈服,不允許破壞,甚至有些部位不允許屈服。例如,帶連梁的剪力墻中,連梁應當作為第一道設防,連梁先屈曲或破壞都不會影響墻肢獨立抵抗地震力。
3. 3. 2 雙重抗側力結構體系
雙重抗側力結構體系是可能實現(xiàn)多道設防結構的一種類型,而且雙重抗側力結構的抗震性能較好。這里提出的雙重抗側力體系的特點是,由兩種變形和受力性能不同的抗側力結構組成,每個抗側力體系都有足夠的剛度和承載力,可以承受一定比例的水平荷載,并通過樓板連接協(xié)同工作,共同抵抗外力。特別是在地震作用下,當其中一部分結構有所損傷時,另一部分應有足夠的剛度和承載力能夠共同抵抗后期地震作用力。在抗震結構中設計雙重抗側力體系實現(xiàn)多重設防,才是安全可靠的結構體系。
3. 3. 3 總結構體系與基本分結構體系
1972 年 12 月 23 日尼加拉瓜首都發(fā)生強烈地震,1 萬多棟樓房倒塌。林同炎公司 1963 年設計的美州銀行大樓,雖位于震中,承受比設計地震作用 0. 06g 大 6 倍的地震 0. 35g而未倒塌,引起世界同行的高度重視。眾所周知,建筑物在地震作用下的運動與由風引起的位移是不同的,在強烈地震作用下,結構會在任意方向變形。在高層建筑中,這種變形更為復雜。當然主要是第一振型,同時也包括具有鞭梢效應的第二、第三振型,變形量很大。所以設計者主要考慮的是如何避免就其結構固有特征會引起倒塌的過大變形。再則,設計高層結構所考慮抗風與抗地震要求的出發(fā)點往往是矛盾的。剛度大的結構對抗風荷載有利,動力效應小; 反之,較柔的結構有利于抗震。所以要設計一個抗風及抗震性能都很好的高層結構不很容易。林同炎教授的設計思想是設計一個由 4 個柔性筒組成的,具有很大抗彎剛度的結構總體系。在抗風荷載及設防烈度的地震作用下表現(xiàn)為剛性體系。當遇到罕見的強烈地震時,通過控制各分體系( 柔性筒) 之間的聯(lián)接構件( 鋼筋混凝土連梁) 的屈服、破壞,而變成具有延性的結構體系,即各分體系獨立工作,則結構的自振周期變長,阻尼增加,即使超出彈性極限,仍持有塑性強度,可做到搖擺而不倒塌。地震后的實地觀察,證明其設計思想是正確的,正如預料的那樣,聯(lián)梁的混凝土剝落,梁中有明顯裂縫。但四個柔性筒的本身均無裂縫,筒壁仍處于彈性階段。
3. 4 抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
延性是指構件或結構具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能。在“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設計原則下,結構應設計成延性結構。當設計成延性結構時,由于塑性變形可以耗散地震能量,結構變形加大,但結構承受的地震作用不會直線上升,也就是說,結構是用它的變形能力在抵抗地震作用。延性結構的構件設計應遵守“強柱弱梁,強剪弱彎,強節(jié)點弱桿件,強底層柱”原則,承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
3. 5 應有意識地加強薄弱環(huán)節(jié)
( 1) 結構在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載力分析( 而不是承載力設計值的分析) 是判斷薄弱層的基礎。
( 2) 要使樓層( 部位) 的實際承載力和設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層( 部位) 的這個比例有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。
( 3) 要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度、承載力的協(xié)調。
( 4) 在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層( 部
位) ,使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉移,這是提高結構總體抗震性能的主要手段。
4 做好高層建筑結構概念設計還應注意的問題
( 1) 結構方案要根據建筑使用功能、房屋高度、地理環(huán)境、施工技術條件和材料供應情況、有無抗震設防來選擇合理的結構類型。
( 2) 不同結構體系在豎向荷載、風荷載及地震力作用下的受力特點。
( 3) 風荷載、地震作用及豎向荷載的傳遞途徑。
( 4) 結構破壞的機制和過程,以加強結構的關鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)。
( 5) 預估和控制各類結構及構件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍。
( 6) 場地選擇、地基基礎設計及地基變形對上部結構的影響。
( 7) 各類結構材料的特性及其受溫度變化的影響。
( 8) 非結構構件對主體結構抗震產生的有利和不利影響,要協(xié)調布置,并保證與主體結構連接構造的可靠等。
參 考 文 獻
[1] GB 50011 -2001 建筑結構抗震設計規(guī)范[S]
關鍵詞:建筑結構;概念設計;結構設計;應用
隨著科學技術的迅速發(fā)展以及計算機結構程序的全面應用,給建筑結構工程師們帶來了極大方便,大大提高了設計的效率和質量。但同時也養(yǎng)成了很多設計人員一味地依賴計算機,認為結構設計很簡單,只需要按照規(guī)范、圖集,通過電腦軟件計算就可以完成,設計人員成了不過是東拼西湊的計算機畫匠而已,對計算的結果也無法判斷正誤,規(guī)范與軟件之間的差異更是不了解;對如何加強結構的整體性、合理性、經濟性更是沒有概念。發(fā)展先進計算理論,加強計算機的應用,加快新型高強、輕質、環(huán)保建材的研究與應用,使建筑結構設計更加安全、適用、可靠、經濟是當務之急。打破建筑結構設計中的墨守成規(guī),充分發(fā)揮結構工程師的創(chuàng)新能力,是相當必要的。這就要求結構工程師對整體結構體系與各基本分體系之間的力學關系有透徹的認識,把概念設計應用到實際工作中去
1概念設計
1.1概念設計就是運用清晰的結構概念, 不經數(shù)值計算,而依據整個結構體系與分體系之間的力學關系、 結構破壞機理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經驗等對結構及計算結果進行正確的分析,并考慮到結構實際受力狀況與計算假設之間的差異,對結構及構造進行設計,使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調。概念設計主要從以下兩個方面對結構設計進行宏觀控制。(1)是在方案設計滿足建筑要求的情況下,從宏觀的角度考慮結構的整體性及主要分體系的相互關系,來確定建筑結構的總體布置方案。 (2)是在理論設計過程中綜合考慮各方面因素對結果的影響,以判斷理論設計的準確性,并對一些工程中難以作出精確分析或在規(guī)范中未精確規(guī)定的問題,根據實際經驗采用一些結構構造措施進行處理。 概念設計的目的是力求使設計方案安全、可靠、經濟、合理,是一個優(yōu)化的過程。
1.2運用概念設計的思想,能讓結構設計的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結構計算理論的研究和結構設計似乎只關注如何提高結構抗力,以至混凝土的等級越用越高,配筋量越來越大,造價越來越高。結構工程師往往只注意到不超過最大配筋率,結果肥梁、胖柱、深基礎處處可見。以抗震設計為例,一般是根據初定的尺寸、砼等級算出結構的剛度,再由結構剛度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,結構剛度越大,地震作用效應越大,配筋越多,剛度越大,地震力就越強。這樣為抵御地震而配的鋼筋,增加了結構的剛度,反而使地震作用效應增強。
1.3目前在抗震設計中,隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般做法是在基礎與主體之間設柔性隔震層;加設消能支撐(類似于阻尼器的裝置);有的在建筑物頂部裝一個“反擺”,地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移相反,從對建筑物的振動加大阻尼作用,降低加速度,減少建筑物的位移,來降低地震作用效應。合理設計可降低地震作用效應達 60%,并提高屋內物品的安全性。
1.4在建筑抗震設計中,更應注重概念設計。這是因為建筑結構的復雜性,發(fā)生地震時,地震力的不確定性,人們對地震時結構效應認識的局限性與模糊性,結構抗震分析計算的精確度,材料性能與施工安裝時的變異性以及其他不可預測的因素,致使設計計算結果(尤其是經過實用簡化后的計算結果)可能和實際相差較大,甚至有些作用效應至今尚無法定量計算出來。因此由于存在上述諸多不確定因素,建筑結構設計計算無法涵蓋可能的所有不確定因素。因此,必須重視整體的概念設計,從某種意義上講,概念設計甚至比分析計算更為重要。
2結構設計中的概念設計的體現(xiàn)
2.1概念設計在結構設計流程中的體現(xiàn)
結構設計的流程一般分為三個部分: 前期的方案選擇、中期的結構計算階段及后期的施工圖繪制階段。 這三個階段都發(fā)揮著重要的作用。
(1)合理選擇結構方案。一個成功的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案,即選擇一個切實可靠的結構形式和結構體系。必須對工程的設計要求、地理環(huán)境、材料供應、施工條件等情況進行綜合分析,在此基礎上進行結構選型,確定最優(yōu)結構方案。概念設計在工程設計一開始就應把握好場地選擇、能量輸入、房屋體型、結構體系、剛度分布、構件延性等幾個方面,從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)。
(2)選用恰當?shù)挠嬎愫唸D。結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的,即對作用的荷載與構件的約束狀態(tài)進行一定的簡化,使其接近實際狀態(tài)。現(xiàn)在的建筑物功能復雜多樣,以前的手算已經無法滿足要求,結構計算只能通過計算機來完成。所以,要將實際工程的結構形式轉變成可以用于計算機計算的模型,并保證有足夠的精確度就成為結構設計的關鍵問題。 而要達到這一目的就需要設計人員在結構計算的過程中利用概念設計進行判斷與控制。
(3)正確分析計算結果。現(xiàn)在結構設計中有許多軟件可以供結構設計人員選擇,但不同軟件往往會導致不同的計算結果。所以,設計人員在進行結構計算前,先要全面了解該程序軟件的適用范圍和技術條件,使用時要避免操作失誤,且對電算的結果再用概念設計進行科學分析,以做出正確的合理判斷。
2.2抗震設計中應注意的概念設計問題
抗震設計是結構設計的重要組成部分。 地震是一種隨機振動,要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù),目前尚難做到。 現(xiàn)在所采用的地震參數(shù)只是概率意義上的估計值,而結構在地震作用下的性能有許多不確定性,因此,抗震設計不能過分依賴理論計算,概念設計在抗震設計中顯得尤其重要。
(1)選擇合適的場地 。 地震造成建筑物的破壞情況是各不相同的。 一是由于地震時地面強烈運動,使建筑物在震動過程中,因喪失整體性或強度不足、變形過大而破壞:二是由于水壩倒塌、海嘯、火災、爆炸等次生災害而造成;三是由于斷層錯動、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴重變形直接造成。 前兩種可以通過工程措施加以防治,而后一種情況,單靠工程措施很難達到預防的目的。 因此,選擇工程場址時,應進行詳細勘察。 搞清地形、地質情況,挑選對建筑抗震有利、盡可能避開對建筑抗震不利的地段。 任何情況下均不得在抗震危險地段建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物。
(2)選擇合適的基礎方案 。 基礎設計應根據工程地質條件、上部結構類型及荷載分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素,選擇經濟合理的基礎方案。 基礎設計應有詳盡的地質勘察報告,一般情況下同一結構單元不宜采用兩種不同的類型。
(3)采取相應的構造措施。 遵循“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點強錨固”的設計原則,注意構件的延性性能,加強薄弱部位,注意鋼筋的錨固長度,尤其是鋼筋的直線段錨固長度,考慮溫度應力的影響。除此之外還應注意按均勻、對稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置。 設置多道抗震防線應盡量避免出現(xiàn)薄弱層。
3概念設計的意義
3.1展現(xiàn)先進設計思想的關鍵。概念設計的根本宗旨,是在特定的建筑空間及地理條件下,用整體概念來考慮建筑結構的總體方案,且能有意識地發(fā)揮和利用結構總體系與分體系之間的力學特性與關系。運用概念設計從整體上把握結構的各項性能,方能對計算分析的結果進行科學判斷和合理取舍。在概念設計之初的方案階段,能迅速、有效地對結構體系進行構思、比較、分析與選擇,可采用概念性設計到工程中去。
3.2體現(xiàn)結構設計的原則與靈活。建筑物是一個完整的空間結構,各構件都在以相當復雜的受力方式共同工作,而并非是獨立于總體結構體系之外的單獨構件。當前在建筑結構設計界,對具體空間結構體系的整體研究上還存在著局限性,以至于在設計過程中采用了許多假定與簡化方法。作為結構工程師,一方面在設計過程中既要做到嚴格遵守和執(zhí)行相關的強制性規(guī)范和要求,堅持結構設計的原則不能改變,另一方面,又不應盲目、教條、機械地照搬照抄,尤其是對推薦性規(guī)范和要求,應把它作為一種結構設計中的指導和參考意見,從而可在實際的設計項目中作出更為正確的選擇。這就對結構設計工程師提出了要求,要對整體結構體系與各基本分體系之間的力學關系有更為透徹的認識和深入的了解,把建筑結構概念設計應用到實際工作中去。
3.3彌補設計、計算理論的不足。目前的結構設計計算水平難以有效地保證結構設計的抗震、抗風性能,尤其是抗震設計。以“5?12 汶川大地震”為代表的近幾年國內外幾次震害的經驗教訓充分說明,從某種意義上講,概念設計確實比分析計算更為重要。目前,現(xiàn)行的結構設計理論和計算理論仍然存在著一些缺陷:如對混凝土結構設計,內力計算采用基于彈性理論的計算方法,而截面設計則采用是基于塑性理論的極限狀態(tài)設計方法,兩者的矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態(tài)存在較大差距。為了彌補設計、計算理論的缺陷,或實現(xiàn)對實際存在的大量難以計算的結構構件的設計,也需要概念設計與結構措施來共同滿足結構設計的需要。
一、變“一”為“幾”,讓感知從單一走向豐富
教師呈示教材植樹情境圖,問:“圖中他們在干什么?”(植樹)。“根據圖中信息,誰能提出數(shù)學問題?”當學生提出“一共有多少人參加植樹活動”后,教師要求學生列式,然后引導學生觀察相等的一組算式,進而概括出乘法分配律。
學生對數(shù)學定律的抽象是建立在充分感知的基礎上。上述案例中,教師囿于教材編排,陷入 “一事一例”框框,造成感知素材單一,感知體驗貧乏,所獲取的數(shù)學表象必然是蒼白膚淺的。當學生面對教材出現(xiàn)情感蒼白、思維僵局時,教師需要尋找合適的材料來填補教材的空白,讓學生在多樣化的數(shù)學活動中,充分調動多種感官參與感知,從而豐富學生的感性認識。為此,我們可以依托教材提供的“植樹情境”,通過如下“補白”,進行感知教學。
(1)數(shù)形感知:出示長方形植樹地:,這塊地的周長是多少?教師引導學生列出兩種算式。
(2)生活感知:我們班有男生32人,女生20人,如果每人植樹3棵,一共可以植樹多少棵?讓學生用兩種方法列式解答。
(3)正例感知:你還能舉出像上述這樣的兩個算式的例子嗎?
(4)反例感知:有同學列舉出(4×2)+25=4+25×2+25,這個例子對嗎?
這樣,以教材例子為載體,通過創(chuàng)造性處理教材,變“一”為“幾”,既關注了學生已有經驗,為學生提供乘法分配律的多樣化數(shù)學模型,又有利于學生借助已有經驗加以理解、內化,使學生對乘法分配律的感知變得更加豐富、充分。
二、變“粗”為“細”,讓表象從模糊走向清晰
教師引導學生觀察(4+2)×25=4×25+2×25,并進行如下數(shù)學思考。
師:比較左、右兩個算式,有什么異同?
生1:運算順序不同,但結果相同。
師:你能具體說說每個算式的運算順序嗎?
生2:左邊算式是先算括號里的加法,再算乘法;右邊算式是先算乘法,再算加法。
師:左右算式的運算有什么聯(lián)系?
生3:4與2的和乘25,可以先將加數(shù)4與2分別與25相乘,然后將積相加起來。
師:不錯!
……
在上述案例中,教師的追問是膚淺、粗糙的,僅從算式的符號、結果、數(shù)據之間的關系等外部特征入手,并沒有深入引導學生從數(shù)學算式背后蘊涵的數(shù)學意義加以解讀、思考,導致學生所形成的數(shù)學表象模糊,思維缺乏深刻性。為此,我們應由表及里,變“粗”為“細”,從乘法分配律的本質意義入手,引導學生對算式的內涵加以深入研究、仔細剖析,以獲取清晰的數(shù)學表象。
師:(32+20)×3與32×3+20×3這兩個式子為什么得數(shù)相等呢?誰能結合植樹情境,說說先算什么,再算什么?
生4:左邊先算出全班植樹多少人,再算出全班植樹棵樹。右邊先算男生、女生分別植多少棵,再算出全班植樹棵樹。所以左右算式的得數(shù)相等。
師:左邊算式表示多少個3?右邊算式表示幾個3加上幾個3?合起來是幾個3?現(xiàn)在,你知道左右算式結果為什么相等了嗎?(學生根據乘法意義加以解釋)
師:誰能結合長方形周長情境,說說64×2+26×2與(64+26)×2為什么相等?
……
這樣立足概念本質由淺入深加以追問,使學生能夠憑借自身已有的經驗有根有據地辨別、接納新知,思考深刻,從而建立起清晰的數(shù)學表象。
三、變“快”為“慢”,讓概括從形式走向內涵
在學生觀察比較得出(4+2)×25=4×25+2×25后,教師引導學生進行總結。
師:誰能用自己的話來說一說?
生1:4加2的和乘25會等于4乘25加上2乘25。
生2:4加上2的和乘25等于25分別和4與2相乘,再加起來。
師:現(xiàn)在,請同學們打開書第36頁,看看書上是怎么說的。(學生生齊讀結語)
師:這就是我們今天要學習的“乘法分配律”(板書)
……
在上述案例中,教師僅僅依托唯一一個等式,走馬觀花似的和盤托出乘法分配律的“外殼”。教學是一種“慢”藝術,教師需要適時介入、適度點撥、順勢引導,讓算式蘊含的本質規(guī)律在“磕磕絆絆”的迂回中逐漸“浮”出水面,從而走進“采菊東籬下,悠然見南山”的境地。為此,我們要舍得“浪費時間”,變“快”為“慢”,以結構化的板書為依托,引導學生進行有序觀察、全面分析、挖掘內涵、自由表達、自主概括。
師:從上往下觀察,左邊五個算式有什么特點?
生1:都是先算和,再算積。
生2:都是表示幾個幾是多少。
生3:也就是幾個數(shù)的和與一個數(shù)的積是多少。
師:從上往下觀察,右邊五個算式又有什么共同點呢?
生4:都是先算積,再算和。
生5:也就是這個數(shù)分別與兩個加數(shù)相乘。
師:從左往右觀察,左邊的算式表示幾個幾?右邊算式部分積分別表示幾個幾相加?與左邊算式有什么聯(lián)系?
師:誰能把我們剛才的觀察發(fā)現(xiàn),用自己的話來說一說?
……
學生在獨立思考的基礎上,暢所欲言,各抒己見,氣氛十分熱烈。這樣緊扣乘法意義,條分縷析地引導學生全方位、多角度、寬領域地進行觀察比較、互動交流、平等對話,使學生在“駐足細品、交流分享”中有效實現(xiàn)了對乘法分配律內涵的深度理解,不僅獲得了求知的滿足,而且感受了成長的快樂。
四、變“多”為“精”,讓應用從模仿走向創(chuàng)新
概括出乘法分配律后,教師設計了如下三個練習。
1.完成書第36頁“做一做”。
2.找朋友:把結果相同的算式用直線連接起來。
(25+75)×37 24×8+18×8
56×98+56×2 56×(98+2)
(24+18)×8 25×37+75×37
3.用乘法分配律計算。
25×(40+4) 2×28+8×28
練習不僅是為了鞏固已有定律,更應促進學生加深對定律的理解,達到靈活運用。在上述案例中,教師提供的都是機械的模仿性練習,缺乏思維含量,容易使學生形成思維定勢,不利于舉一反三的遷移能力的培養(yǎng)。這就要求教師從發(fā)展學生思維的角度出發(fā),變“多”為“精”,通過多層次、多形式、多角度的練習,讓學生在“比較”中體驗價值,把握本質,靈活應用,實現(xiàn)“以少勝多”的功效。
基于“比較出真知”這一理念,教師可以設計如下形式多樣的練習:
(1)改錯練習:如2512548=254+1258=100+1000=11000,對嗎?為什么?
(2)對比練習:如計算(40+8)25和(28+72)136,25(84)和25(8+4),9925+25和16101-16。
(3)一題多解:如計算12532和10188,你能用幾種方法計算?
(4)編題練習:如在“43×43×”的里填上適當?shù)臄?shù),在填上運算符號,編出可簡便計算的習題,再簡算。
以上精練的變式練習,既基于教材,又高于教材,既鞏固了新知,又培養(yǎng)了能力,既實現(xiàn)了輕負高質,又使學生積累了鮮活的數(shù)學活動經驗,獲得積極的情感體驗,樹立了“我能學”的信心。