2020年鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程教學改革研討論文.doc

鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程教學改革研討論文 摘要：鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程是高等學校土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。本文通過一系列的教學改革，讓學生在有限學時內(nèi)，牢固掌握鋼結(jié)構(gòu)設計的基本理論，同時有效地提高學生工程實踐應用的能力，為培養(yǎng)專業(yè)的土木工程人才做準備。 關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設計原理；教學改革；學生 一、課程目前教學現(xiàn)狀 鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程是高等學校土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，該課程是在已有結(jié)構(gòu)知識的基礎上，培養(yǎng)學生對鋼結(jié)構(gòu)設計基本理論的理解和掌握，同時培養(yǎng)學生鋼結(jié)構(gòu)工程設計與應用的能力，是一門理論性和實踐性都較強的應用性學科。鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程具有內(nèi)容豐富、構(gòu)造形式復雜、與工程實際聯(lián)系密切、工程應用性強等特點。按照現(xiàn)行本科教學大綱的要求，鋼結(jié)構(gòu)教學的學時較少，教師課堂教學的時間主要用于對鋼結(jié)構(gòu)基本理論知識的講解，沒有足夠的時間加強學生的力學知識，并把理論知識應用于實踐。筆者在多年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程是學生反映較難掌握的一門課程。該門課程的公式、圖表、規(guī)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(guī)范和工程實際聯(lián)系密切。另外，目前學生接觸的大多數(shù)建筑物都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對鋼結(jié)構(gòu)建筑比較陌生，雖然在結(jié)構(gòu)課程教學中安排有參觀實習，但一般參觀實習的課時非常有限，這就使學生對鋼結(jié)構(gòu)建筑的認識較少，造成學生在鋼結(jié)構(gòu)學習中沒有直觀印象，學習困難。如何盡可能在有限學時內(nèi)，幫助學生牢固掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本理論，同時有效地提高學生工程實踐應用的能力，是鋼結(jié)構(gòu)課程教學研究的重要課題。這對學生畢業(yè)后盡快適應社會對鋼結(jié)構(gòu)人才的需求，促進鋼結(jié)構(gòu)領域的健康發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。 二、課程改革理念及思路 鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程的改革，將通過合理安排學時，理論教學和實踐教學環(huán)節(jié)并重，培養(yǎng)學生在牢固掌握鋼結(jié)構(gòu)基本理論的同時，具備將理論知識運用于工程實踐的能力。改革將從以下幾個方面著手。 （一）教學內(nèi)容改革 由于鋼結(jié)構(gòu)課程課時較少，教學內(nèi)容多，涉及面廣，因此，教學中要精簡內(nèi)容，突出重點、難點知識，并結(jié)合工程實例進行講解，增加學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的工程意識。同時，適當補充教材中沒有的新知識和學科前沿動態(tài)信息，拓寬學生視野。精簡、優(yōu)化課程教學內(nèi)容，突出重點知識，講透難點知識，避免教學資源的浪費。而精簡鋼結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容，并不是一味地減少教學內(nèi)容，有些內(nèi)容要減，有些內(nèi)容則要“加”?！凹印钡膬?nèi)容主要是為了拓寬教學內(nèi)容的適應面，比如鋼與混凝土組成的組合結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)等內(nèi)容教材涉及較少，而其工程實用性又較強，所以應適當補充這方面工程結(jié)構(gòu)的教學內(nèi)容。另外，教學內(nèi)容要體現(xiàn)本學科科學研究的新信息和最新成果，充分反映學科前沿的動態(tài)，注重對學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如在鋼結(jié)構(gòu)課程講授過程中，可簡單介紹一些現(xiàn)代設計新方法和新技術(shù)，例如門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設計方法等。 （二）教學方法改革 1.提高課程教學效率，組織好課堂理論教學。 （1）把握教材，提煉知識點。鋼結(jié)構(gòu)設計原理與先修課程如材料力學、結(jié)構(gòu)力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計等課程有一定聯(lián)系。為了在有限的時間內(nèi)，完成既定的理論教學和實踐教學二者并重的目標，教師必須強調(diào)教學重點，提煉知識點。例如鋼材力學性能及指標，建筑材料和材料力學課程中都有講授，教師可以將這一節(jié)的課程重點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(jié)構(gòu)材料上，這對學生日后實踐應用有很大幫助。又如，鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設計方法，與混凝土結(jié)構(gòu)設計課程中的設計方法原則相同，在鋼結(jié)構(gòu)課程中，教師只需要強調(diào)鋼結(jié)構(gòu)設計的極限狀態(tài)表達式與混凝土結(jié)構(gòu)設計的極限狀態(tài)表達式的異同，既幫助學生復習了混凝土結(jié)構(gòu)設計公式，又加強了學生鋼結(jié)構(gòu)設計公式的理解。（2）準備工程案例。同理論內(nèi)容配套的工程案例是課程講解的重要組成部分。恰當?shù)墓こ贪咐梢詷O大地提高學生學習相關(guān)理論知識的興趣，對學生增強理論理解，提高解決工程實際問題的能力至關(guān)重要。例如在鋼結(jié)構(gòu)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冶煉車間橋式吊車梁疲勞破壞事故，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(diào)查檢測、事故原因分析和總結(jié)。此案例中涉及吊車梁的選材、鋼材的材料缺陷、鋼材的材料校核及鋼材的疲勞等內(nèi)容。通過這個案例，學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。在教師的教學中，這種與教學內(nèi)容相關(guān)的工程案例可以貫穿理論教學的整個過程，深入淺出的講解能調(diào)動學生的學習熱情，促進學生工程實踐能力的提高。（3）課件編寫。課件的編寫應文字簡練，條理清楚。教師可將重點放在圖表、規(guī)范條文和工程實例圖片上，同時應減少繁冗的文字描述，以提高教學效率。學生普遍感覺鋼結(jié)構(gòu)難學之處是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接的構(gòu)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(gòu)件的失穩(wěn)模態(tài)、格構(gòu)式構(gòu)件的平面外屈曲等，能幫助學生理解知識點，增強學習效果。（4）課堂例題和課后習題。例題和習題可采用兩類，一類是結(jié)合材料力學和規(guī)范公式的機械套用題目，另一類是與工程實際結(jié)合的綜合應用習題。機械套用公式的例題著重講解原理，可加強學生對鋼結(jié)構(gòu)基本理論知識的理解。而涉及綜合應用的習題，則緊密結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范重點講解設計過程，提高學生處理工程實際問題的能力。 2.組織實踐教學。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程的實踐教學環(huán)節(jié)主要包括鋼結(jié)構(gòu)認識（生產(chǎn)）實習、鋼結(jié)構(gòu)課程設計和畢業(yè)設計三個方面。 （1）認識實習。鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，學生通過現(xiàn)場參觀、實習，可以加深對鋼結(jié)構(gòu)的感性認識。土木工程專業(yè)實習的內(nèi)容涉及鋼結(jié)構(gòu)制作及鋼結(jié)構(gòu)體系的認識，教師可現(xiàn)場講解鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)、制作過程。在現(xiàn)場認識鋼結(jié)構(gòu)體系的前提下，教師可進一步作輕鋼結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系的講解。 （2）課程設計。鋼結(jié)構(gòu)課程設計安排在鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程結(jié)束之后一周進行，是鋼結(jié)構(gòu)教學的主要實踐性環(huán)節(jié)之一。鋼結(jié)構(gòu)課程設計的題目可采用平臺鋼結(jié)構(gòu)設計。教師在教學方式上，可將一周的集中課程設計分散到相應的課堂教學環(huán)節(jié)中去。如在鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設計思路，結(jié)合本章梁的設計內(nèi)容，學生可以在教師的指導下完成平臺梁、板、柱及支撐的結(jié)構(gòu)布置，并完成平臺梁的荷載計算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及平臺梁的設計等內(nèi)容。在課程進行到軸壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件設計的章節(jié)時，教師可指導學生繼續(xù)完成平臺柱的設計。之后根據(jù)理論教學進程，學生可依次完成梁柱節(jié)點、柱腳及基礎設計等內(nèi)容。通過這種教學方式，學生在逐步完成作業(yè)的同時，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際的能力，可取得良好的教學效果。 （3）畢業(yè)設計。有了課程學習中理論環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)的精心安排，學生的計算和應用能力得到了很好的培養(yǎng)和鍛煉。畢業(yè)設計的綜合訓練可進一步提升學生的工程實踐能力，為走向工作崗位做好準備。 （三）課堂教學方式改革 鋼結(jié)構(gòu)課程之前的課堂教學模式以PPT教學為主，學生注意力不容易集中。在改革后的課堂教學模式中，將以教師講課為主，以板書為主要的課堂教學模式，對板書不能體現(xiàn)的內(nèi)容，如工程圖片、表格、模型等，可通過PPT向?qū)W生展示。通過板書的知識點書寫和PPT的直觀認識相結(jié)合，加深學生對知識點的理解和掌握。另外，課堂練習是鋼結(jié)構(gòu)課程必不可少的教學環(huán)節(jié)。課堂練習將以工程實例為原型，向?qū)W生講解工程中鋼結(jié)構(gòu)設計的理論知識。 （四）建立成績評定系統(tǒng) 改變以往傳統(tǒng)的期末考試成績評定方式。采用過程考核和期末考試的形式，最終的成績由該兩部分組成：第一部分采用閉卷考試的形式，主要考查學生對基本理論知識的掌握情況，占總成績的70%；第二部分考核主要為平時表現(xiàn)，主要考核學生對知識的靈活應用和應用基礎知識解決具體問題的能力。通過詳細記錄學生平時的出勤，對學生作業(yè)完成情況及課堂回答問題的情況進行考核。 三、結(jié)語 鋼結(jié)構(gòu)設計原理課程改革，通過以上結(jié)合工程實