鋼結構設計原理課程教學(xué)改革研討論文
摘要：鋼結構設計原理課程是高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課程。本文通過(guò)一系列的教學(xué)改革，讓學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內，牢固掌握鋼結構設計的基本理論，同時(shí)有效地提高學(xué)生工程實(shí)踐應用的能力，為培養專(zhuān)業(yè)的土木工程人才做準備。
關(guān)鍵詞：鋼結構設計原理；教學(xué)改革；學(xué)生
一、課程目前教學(xué)現狀
鋼結構設計原理課程是高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課程，該課程是在已有結構知識的基礎上，培養學(xué)生對鋼結構設計基本理論的理解和掌握，同時(shí)培養學(xué)生鋼結構工程設計與應用的能力，是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都較強的應用性學(xué)科。鋼結構設計原理課程具有內容豐富、構造形式復雜、與工程實(shí)際聯(lián)系密切、工程應用性強等特點(diǎn)。按照現行本科教學(xué)大綱的要求，鋼結構教學(xué)的學(xué)時(shí)較少，教師課堂教學(xué)的時(shí)間主要用于對鋼結構基本理論知識的講解，沒(méi)有足夠的時(shí)間加強學(xué)生的力學(xué)知識，并把理論知識應用于實(shí)踐。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現，鋼結構設計原理課程是學(xué)生反映較難掌握的一門(mén)課程。該門(mén)課程的公式、圖表、規范條文較多，具有很強的綜合性、技術(shù)性和應用性，既有理論推導，又與相關(guān)規范和工程實(shí)際聯(lián)系密切。另外，目前學(xué)生接觸的大多數建筑物都是鋼筋混凝土結構，對鋼結構建筑比較陌生，雖然在結構課程教學(xué)中安排有參觀(guān)實(shí)習，但一般參觀(guān)實(shí)習的課時(shí)非常有限，這就使學(xué)生對鋼結構建筑的認識較少，造成學(xué)生在鋼結構學(xué)習中沒(méi)有直觀(guān)印象，學(xué)習困難。如何盡可能在有限學(xué)時(shí)內，幫助學(xué)生牢固掌握鋼結構的基本理論，同時(shí)有效地提高學(xué)生工程實(shí)踐應用的能力，是鋼結構課程教學(xué)研究的重要課題。這對學(xué)生畢業(yè)后盡快適應社會(huì )對鋼結構人才的需求，促進(jìn)鋼結構領(lǐng)域的健康發(fā)展有著(zhù)重要的現實(shí)意義。
二、課程改革理念及思路
鋼結構設計原理課程的改革，將通過(guò)合理安排學(xué)時(shí)，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節并重，培養學(xué)生在牢固掌握鋼結構基本理論的同時(shí)，具備將理論知識運用于工程實(shí)踐的能力。改革將從以下幾個(gè)方面著(zhù)手。
�。ㄒ唬┙虒W(xué)內容改革
由于鋼結構課程課時(shí)較少，教學(xué)內容多，涉及面廣，因此，教學(xué)中要精簡(jiǎn)內容，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)知識，并結合工程實(shí)例進(jìn)行講解，增加學(xué)生的學(xué)習興趣，培養學(xué)生的工程意識。同時(shí)，適當補充教材中沒(méi)有的新知識和學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)信息，拓寬學(xué)生視野。精簡(jiǎn)、優(yōu)化課程教學(xué)內容，突出重點(diǎn)知識，講透難點(diǎn)知識，避免教學(xué)資源的浪費。而精簡(jiǎn)鋼結構課程內容，并不是一味地減少教學(xué)內容，有些內容要減，有些內容則要“加”�！凹印钡膬热葜饕菫榱送貙捊虒W(xué)內容的適應面，比如鋼與混凝土組成的組合結構、輕鋼結構等內容教材涉及較少，而其工程實(shí)用性又較強，所以應適當補充這方面工程結構的教學(xué)內容。另外，教學(xué)內容要體現本學(xué)科科學(xué)研究的新信息和最新成果，充分反映學(xué)科前沿的動(dòng)態(tài)，注重對學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力的培養。如在鋼結構課程講授過(guò)程中，可簡(jiǎn)單介紹一些現代設計新方法和新技術(shù)，例如門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構的設計方法等。
�。ǘ┙虒W(xué)方法改革
1.提高課程教學(xué)效率，組織好課堂理論教學(xué)。
�。�1）把握教材，提煉知識點(diǎn)。鋼結構設計原理與先修課程如材料力學(xué)、結構力學(xué)、鋼筋混凝土結構設計等課程有一定聯(lián)系。為了在有限的時(shí)間內，完成既定的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)二者并重的目標，教師必須強調教學(xué)重點(diǎn)，提煉知識點(diǎn)。例如鋼材力學(xué)性能及指標，建筑材料和材料力學(xué)課程中都有講授，教師可以將這一節的課程重點(diǎn)放在引起鋼材脆性破壞的因素、鋼材的疲勞破壞及如何選用鋼結構材料上，這對學(xué)生日后實(shí)踐應用有很大幫助。又如，鋼結構的極限狀態(tài)設計方法，與混凝土結構設計課程中的設計方法原則相同，在鋼結構課程中，教師只需要強調鋼結構設計的極限狀態(tài)表達式與混凝土結構設計的極限狀態(tài)表達式的異同，既幫助學(xué)生復習了混凝土結構設計公式，又加強了學(xué)生鋼結構設計公式的理解。（2）準備工程案例。同理論內容配套的工程案例是課程講解的重要組成部分。恰當的工程案例可以極大地提高學(xué)生學(xué)習相關(guān)理論知識的興趣，對學(xué)生增強理論理解，提高解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力至關(guān)重要。例如在鋼結構材料一章，教師可遵循概念講解—工程事故案例分析—工程注意事項的講解步驟。例如可以引用某鋼廠(chǎng)冶煉車(chē)間橋式吊車(chē)梁疲勞破壞事故，教師可先講解疲勞破壞的特征，然后再講解疲勞破壞工程事故的調查檢測、事故原因分析和總結。此案例中涉及吊車(chē)梁的選材、鋼材的材料缺陷、鋼材的材料校核及鋼材的疲勞等內容。通過(guò)這個(gè)案例，學(xué)生不僅加強了對鋼材性能的理解，也掌握了工程事故分析和處理的方法。在教師的教學(xué)中，這種與教學(xué)內容相關(guān)的工程案例可以貫穿理論教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，深入淺出的講解能調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習熱情，促進(jìn)學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高。（3）課件編寫(xiě)。課件的編寫(xiě)應文字簡(jiǎn)練，條理清楚。教師可將重點(diǎn)放在圖表、規范條文和工程實(shí)例圖片上，同時(shí)應減少繁冗的文字描述，以提高教學(xué)效率。學(xué)生普遍感覺(jué)鋼結構難學(xué)之處是鋼結構構件和連接的構造抽象難懂。教師可以利用多媒體軟件模擬焊接的連接、梁柱構件的失穩模態(tài)、格構式構件的平面外屈曲等，能幫助學(xué)生理解知識點(diǎn)，增強學(xué)習效果。（4）課堂例題和課后習題。例題和習題可采用兩類(lèi)，一類(lèi)是結合材料力學(xué)和規范公式的機械套用題目，另一類(lèi)是與工程實(shí)際結合的綜合應用習題。機械套用公式的例題著(zhù)重講解原理，可加強學(xué)生對鋼結構基本理論知識的理解。而涉及綜合應用的習題，則緊密結合鋼結構設計規范重點(diǎn)講解設計過(guò)程，提高學(xué)生處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
2.組織實(shí)踐教學(xué)。
鋼結構設計原理課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節主要包括鋼結構認識（生產(chǎn)）實(shí)習、鋼結構課程設計和畢業(yè)設計三個(gè)方面。
�。�1）認識實(shí)習。鋼結構結構復雜，學(xué)生通過(guò)現場(chǎng)參觀(guān)、實(shí)習，可以加深對鋼結構的感性認識。土木工程專(zhuān)業(yè)實(shí)習的內容涉及鋼結構制作及鋼結構體系的認識，教師可現場(chǎng)講解鋼結構的生產(chǎn)、制作過(guò)程。在現場(chǎng)認識鋼結構體系的前提下，教師可進(jìn)一步作輕鋼結構、空間網(wǎng)架結構等結構體系的講解。
�。�2）課程設計。鋼結構課程設計安排在鋼結構設計原理課程結束之后一周進(jìn)行，是鋼結構教學(xué)的主要實(shí)踐性環(huán)節之一。鋼結構課程設計的題目可采用平臺鋼結構設計。教師在教學(xué)方式上，可將一周的集中課程設計分散到相應的課堂教學(xué)環(huán)節中去。如在鋼結構設計原理課程中，講到“梁的設計”一章，教師可以提前講授平臺鋼結構的設計思路，結合本章梁的設計內容，學(xué)生可以在教師的'指導下完成平臺梁、板、柱及支撐的結構布置，并完成平臺梁的荷載計算、結構內力計算及平臺梁的設計等內容。在課程進(jìn)行到軸壓構件和壓彎構件設計的章節時(shí)，教師可指導學(xué)生繼續完成平臺柱的設計。之后根據理論教學(xué)進(jìn)程，學(xué)生可依次完成梁柱節點(diǎn)、柱腳及基礎設計等內容。通過(guò)這種教學(xué)方式，學(xué)生在逐步完成作業(yè)的同時(shí)，建立了牢固的工程整體概念，提高了將理論知識運用于工程實(shí)際的能力，可取得良好的教學(xué)效果。
�。�3）畢業(yè)設計。有了課程學(xué)習中理論環(huán)節和實(shí)踐環(huán)節的精心安排，學(xué)生的計算和應用能力得到了很好的培養和鍛煉。畢業(yè)設計的綜合訓練可進(jìn)一步提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為走向工作崗位做好準備。
�。ㄈ┱n堂教學(xué)方式改革
鋼結構課程之前的課堂教學(xué)模式以PPT教學(xué)為主，學(xué)生注意力不容易集中。在改革后的課堂教學(xué)模式中，將以教師講課為主，以板書(shū)為主要的課堂教學(xué)模式，對板書(shū)不能體現的內容，如工程圖片、表格、模型等，可通過(guò)PPT向學(xué)生展示。通過(guò)板書(shū)的知識點(diǎn)書(shū)寫(xiě)和PPT的直觀(guān)認識相結合，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握。另外，課堂練習是鋼結構課程必不可少的教學(xué)環(huán)節。課堂練習將以工程實(shí)例為原型，向學(xué)生講解工程中鋼結構設計的理論知識。
�。ㄋ模┙⒊煽�(jì)評定系統
改變以往傳統的期末考試成績(jì)評定方式。采用過(guò)程考核和期末考試的形式，最終的成績(jì)由該兩部分組成：第一部分采用閉卷考試的形式，主要考查學(xué)生對基本理論知識的掌握情況，占總成績(jì)的70%；第二部分考核主要為平時(shí)表現，主要考核學(xué)生對知識的靈活應用和應用基礎知識解決具體問(wèn)題的能力。通過(guò)詳細記錄學(xué)生平時(shí)的出勤，對學(xué)生作業(yè)完成情況及課堂回答問(wèn)題的情況進(jìn)行考核。
三、結語(yǔ)
鋼結構設計原理課程改革，通過(guò)以上結合工程實(shí)踐的教學(xué)方法，教師可以在有限的學(xué)時(shí)內，致力于培養“基礎扎實(shí)，實(shí)踐能力強”的鋼結構設計、施工專(zhuān)業(yè)人才。同時(shí)，學(xué)生基本理論學(xué)習和工程實(shí)踐學(xué)習并進(jìn)，在牢固掌握鋼結構基本理論的同時(shí)，學(xué)習將理論知識運用于工程實(shí)踐，為成為適應當代社會(huì )發(fā)展需求的專(zhuān)業(yè)人才而努力。
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