新工科背景下鋼結(jié)構(gòu)原理及應用課程教學改革

新工科背景下鋼結(jié)構(gòu)原理及應用課程教學改革新工科背景下鋼結(jié)構(gòu)原理及應用課程教學改革

中圖分類號：G643文獻標識碼：A文章編號：1672-3791〔2022〕02〔b〕-0180-02

新工科建設是應對新經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，從效勞國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來開展的高度，在“卓越方案〞的根底上，提出的一項持續(xù)深化項目教育改革的重大行動方案。根據(jù)新工科“新〞的內(nèi)涵，即新興、新型、新生。“新興〞指的是全新出現(xiàn)、前所未有的新學科，主要指從其他非工科的學科門類，如應用理科等一些根底學科，孕育、延伸和拓展出來的面向未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)開展的學科?！靶滦通曋傅氖菍鹘y(tǒng)的、現(xiàn)有的〔舊〕學科進行轉(zhuǎn)型、改造和升級，包括對內(nèi)涵的拓展、培養(yǎng)目標和規(guī)范的轉(zhuǎn)變或提高、培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新等，而形成的新學科?！靶律曋傅氖怯刹煌瑢W科交叉，包括現(xiàn)有不同項目學科的交叉復合、項目學科與其他學科的交叉融合等而產(chǎn)生出來的新學科。鋼結(jié)構(gòu)課程的教學改革屬于新型、新生的范疇。本文從新工科專業(yè)建設的重點之一，即從“新工科人才培養(yǎng)模式〞出發(fā)，包括課程體系和教學內(nèi)容改革、教育教學方式改革、課堂教學與課外學習的關(guān)系、通識教育與專業(yè)教育的關(guān)系等方面，探討鋼結(jié)構(gòu)課程教學改革的措施和辦法。

1課程體系和教學內(nèi)容改革

目前，多數(shù)院校在開設土木項目專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)課程時，課時偏少，更多的重視混凝土課程設置，本科階段的鋼結(jié)構(gòu)課程中，學生所學內(nèi)容主要是鋼結(jié)構(gòu)根本原理的學習，對于鋼結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容開設的極少，隨著大跨度鋼結(jié)構(gòu)的開展及廣泛應用，其設計愈顯重要。通常學生主要學習鋼結(jié)構(gòu)的連接計算，焊縫及螺栓連接；軸心受力構(gòu)件的計算，但局部院校所講內(nèi)容未包括格構(gòu)式構(gòu)件的設計，只講授了實腹柱的強度、剛度、穩(wěn)定的計算。穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構(gòu)中最重要的知識之一，由于穩(wěn)定的理論及計算較難以理解，只是教授學生如何使用公式而已，未能使學生從失穩(wěn)的機理上去掌握。同時受壓構(gòu)件的穩(wěn)定問題在此課程開設之前的“材料力學〞課程中有相關(guān)章節(jié)內(nèi)容，局部院校開設力學課程時，并未講授此章節(jié)，主要考慮到課時限制及內(nèi)容的難度而省略了，但筆者倡議在力學教學中關(guān)于壓桿穩(wěn)定的計算應重點講解，為后期鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計算打下根底。后續(xù)內(nèi)容便是鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的計算，只是簡單介紹了些概念問題，并未進行理論和設計的計算。拉壓彎構(gòu)件及屋架的計算，很多院校也忽略了此局部教學內(nèi)容，造成學生無法對鋼結(jié)構(gòu)的設計及計算有整體上的理解。

鋼結(jié)構(gòu)的計算和設計需考慮實際施工的需要，在所學課程“土木項目施工〞中，關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的施工內(nèi)容較少，而且鋼結(jié)構(gòu)施工內(nèi)容較為陳舊，很少波及到動畫或視頻。

由于土木項目專業(yè)屬于應用型學科，大多情況要求工作人員持證上崗，故教學中適量參加項目師考試內(nèi)容，使學生提前了解考試題型，便于學生掌握標準內(nèi)容及其應用，同時可加深對理論知識的理解。

2教學方式改革

鋼結(jié)構(gòu)問題均為實際項目問題，對于此課程的講授難免需要實踐教學。大多數(shù)院校在鋼結(jié)構(gòu)教學中，學生均反映內(nèi)容較尷尬學，難以理解；一方面是鋼結(jié)構(gòu)與力學知識聯(lián)系比擬密切，學生力學根底單薄，另一方面是鋼結(jié)構(gòu)連接、安裝及實物有些抽象，學生只是在課堂上學習，未見過鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場，對大局部構(gòu)件、結(jié)構(gòu)難以想象出來，造成學生感覺鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)容的學習很困難。故筆者認為，鋼結(jié)構(gòu)課程講授過程中必須搭配實踐教學，如講到鋼結(jié)構(gòu)加工時，可把教室移到加工現(xiàn)場參觀并加以講解；波及鋼結(jié)構(gòu)連接時，可安頓學生到鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場或已有鋼結(jié)構(gòu)建筑場地進行講解。學?？膳c相關(guān)企業(yè)合作建立鋼結(jié)構(gòu)實習基地，才能真正解決鋼結(jié)構(gòu)實踐教學的問題。

鋼結(jié)構(gòu)除了教室教學，還可讓學生親自動手試驗去掌握課本知識。如軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件及拉壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定的破壞模式，課堂上學生理解，此局部內(nèi)容對學生的空間想象能力及力學知識要求較高，為讓學生有個直觀的認識，可加工不同截面類型的試驗構(gòu)件通過實際試驗讓學生察看到試件產(chǎn)生整體失穩(wěn)和部分失穩(wěn)的過程，然后再從理論上教學，學生便易于接受。

同時需調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)教學課時，應包括理論課時、實踐〔試驗〕課時和課程設計等，教學過程中應充沛利用多媒體教學資源及伎倆，對于課本圖片多為平面圖，加之一些知識點較難理解，難以讓學生看懂，且鋼結(jié)構(gòu)多為空間立體桿件結(jié)構(gòu)，尤其鋼結(jié)構(gòu)的加工連接、安裝、吊裝均需提供詳細的三維圖紙和動畫視頻，這樣可使學生到達身臨其境的感覺，才能減輕學生的負擔，從而提高教學效果。

3考核方式的改革

鋼結(jié)構(gòu)課程一般考核方式主要包括：平時成績、考試成績和期中考試成績，大多數(shù)學校把平時成績定為出勤率的考察，但學生出勤是必須的，也是學習這門課的前提和根底，因此，可把平時成績改為平時作業(yè)、課堂聽課狀態(tài)、上課提問回答下列問題的情況、參與小組討論情況等，假設無特殊原因缺勤或遲到早退的現(xiàn)象，那么在平時成績中倒扣分。最后還可添加鋼結(jié)構(gòu)課程設計的成績，鋼結(jié)構(gòu)同混凝土課程一樣，均需要通過設計來最終考核學生對課本知識的掌握和應用情況，即學生的綜合知識的運用能力。

4提供課外學習平臺

一門課程的學習僅僅通過教師每節(jié)課的45分鐘是遠遠不夠的，學?？商峁?shù)字學習資源平臺，為學生開通課下線上查閱資料，觀看相關(guān)教學視頻的渠道，讓學生把課上的疑難問題在課下及時解決，到達事半功倍的效果。同時可組織創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐、結(jié)構(gòu)設計大賽、試驗設計競賽、專業(yè)社會實踐等，積極引導學生參與進去，使學生利用《n本所學的理論知識應用到實際中去，以培養(yǎng)其實踐用手能力、應用能力、創(chuàng)新能力。

大學四年最后的環(huán)節(jié)就是畢業(yè)設計，現(xiàn)階段由于鋼結(jié)構(gòu)教學課時設置缺乏，畢業(yè)設計的對象根本都是混凝土結(jié)構(gòu)，對于鋼結(jié)構(gòu)的設計較少，導致學生出現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)設計的難度較大的錯覺，為了豐盛畢業(yè)設計的對象，鍛煉學生的綜合知識能力，指導教師可根據(jù)學生的興趣和個人情況選定一些適宜的鋼結(jié)構(gòu)設計題目，以鍛煉其查閱鋼結(jié)構(gòu)標準及資料的能力。

5加強通識教育與專業(yè)教育

不同類型高校在新工科人才培養(yǎng)上對待二者關(guān)系上有不同的處理方式，但也有一致的方面：一是強調(diào)通識教育對專業(yè)教育的支持，包括加強根底科學教育使學生對各種新技術(shù)的科學根底有扎實的理解等，這些對學生適應日后新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的快速開展和變化十分重要；二是新工科要求注重專業(yè)教育的包容性、開展性和未來性對通識教育提出了更高的要求，必然促進通識教育的改革。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的教學內(nèi)容可知，該課程與力學中“材料力學〞、“結(jié)構(gòu)力學〞知識聯(lián)系最為密切，因此，力學老師應加強材料力學、結(jié)構(gòu)力學的教學及考核方式，把學生的力學功底打牢。進而推知，材料力學的根底是數(shù)學，土木項目本科專業(yè)數(shù)學課程主要包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計，數(shù)學即為通識教育課程，尤其是高等數(shù)學中的微積分的知識、線性代數(shù)中的矩陣知