張 勝，周錫玲，陳 斌，周常蓉

(1.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院，湖南長沙 410072;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，湖南 長沙 410128)

土木工程專業(yè)《鋼結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)研究改革探討＊

張 勝1，周錫玲2，陳 斌1，周常蓉1

(1.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院，湖南長沙 410072;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，湖南 長沙 410128)

分析了鋼結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)以及教學(xué)現(xiàn)狀，指出課時(shí)分配不合理、實(shí)踐教學(xué)不足是影響教學(xué)效果的主要因素.探討優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、合理利用網(wǎng)絡(luò)課程及增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)等手段改革鋼結(jié)構(gòu)教學(xué).并指出網(wǎng)絡(luò)課程是提高教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)因材施教的有效手段.

鋼結(jié)構(gòu);教學(xué)改革;網(wǎng)絡(luò)課程

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基處理費(fèi)用低、外形美觀等一系列優(yōu)點(diǎn).日本和歐美國家的土木工程、民用住宅已廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)，其比例已達(dá)50%左右［1］.然而，目前我國采用鋼結(jié)構(gòu)的比例僅為10%左右，由此可見我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?

行業(yè)的發(fā)展離不開理論基礎(chǔ)作指導(dǎo)，原來土木工程以混凝土結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)地位，大學(xué)課程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其原理課程在專業(yè)課程教學(xué)中占重要地位;隨著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的迅猛發(fā)展，特別在大中城市，鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的地位凸顯，以素質(zhì)教育為目的的大學(xué)教育其課程體系也應(yīng)進(jìn)行改革.因此在研究鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，改革鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的不足，探索提高鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)質(zhì)量的途徑具有十分重要的意義.

1 鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 課程學(xué)時(shí)分配不合理

大多數(shù)院校的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程一般有80－100學(xué)時(shí)，但鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)時(shí)只有50－60學(xué)時(shí)，甚至更少，這可能與以前我國鋼產(chǎn)量小有關(guān).但現(xiàn)在我國是世界鋼產(chǎn)量的大國，國家鼓勵(lì)建筑用鋼，土木工程中的鋼結(jié)構(gòu)也迅速發(fā)展，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求更高，鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)相應(yīng)地增加，但其課程教學(xué)時(shí)數(shù)并沒有增加，甚至減少，課程學(xué)時(shí)少的問題更為突出;如我校的鋼結(jié)構(gòu)課程只有32學(xué)時(shí)，只學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，沒有開設(shè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)內(nèi)容主要包括:鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用、基本設(shè)計(jì)原理、鋼材的基本性能、鋼結(jié)構(gòu)的連接、基本構(gòu)件(軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、壓彎和拉彎構(gòu)件等)的設(shè)計(jì)原理和方法［2］.教師需在32學(xué)時(shí)內(nèi)要把鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都講授完，導(dǎo)致課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容容量大，課時(shí)緊張，留給教師與學(xué)生的互動(dòng)以及學(xué)生主動(dòng)思考時(shí)間少，易導(dǎo)致填鴨式教學(xué).

1.2 經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱

鋼材是接近理想彈性塑性體的建筑材料，其工作性能最符合力學(xué)分析和計(jì)算結(jié)果，其研究方法是在理論指導(dǎo)下結(jié)合實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上作出基本假定，大多數(shù)得出的是半理論半經(jīng)驗(yàn)公式，同時(shí)還附帶一些的構(gòu)造要求，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，不太符合學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐茖?dǎo)的思維習(xí)慣.這就使其內(nèi)容往往顯得比較零散，系統(tǒng)性和邏輯性較差，如不及時(shí)在課堂與學(xué)生一道進(jìn)行歸納總結(jié)，很難形成較深刻印象.同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有多解性，教材中的設(shè)計(jì)取材和取值具有相當(dāng)廣闊的范圍，在大多數(shù)設(shè)計(jì)需要根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)假定一設(shè)計(jì)參數(shù)，并且設(shè)計(jì)時(shí)需查閱大量的圖表，這更加增加了初學(xué)者的難度.

還有一個(gè)比較突出的問題是，土木類專業(yè)由于學(xué)時(shí)的原因，很多都只開設(shè)理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)，沒有開設(shè)系統(tǒng)的穩(wěn)定理論課程.而鋼結(jié)構(gòu)工程中的主要破壞形式是失穩(wěn)，鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中基本構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)也主要圍繞穩(wěn)定問題這條主線展開，這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)如柱、梁局部穩(wěn)定性公式來源以及各參數(shù)、符號(hào)意義生疏，學(xué)習(xí)起來有難度，積極性不高，嚴(yán)重地影響了學(xué)習(xí)效果.此外原理部分只講各部件設(shè)計(jì)，沒有與實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工程的整體分析結(jié)合，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的與整體結(jié)構(gòu)關(guān)系不明，不知所學(xué)內(nèi)容如何應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì).

1.3 實(shí)踐教學(xué)不足

鋼結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐教學(xué)會(huì)受到與學(xué)校所在地的工業(yè)水平及鋼結(jié)構(gòu)加工制造能力等諸多方面因素的制約.學(xué)生在日常生活中遇見鋼結(jié)構(gòu)機(jī)會(huì)不多，即便見到也不可能像認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)一樣去進(jìn)行細(xì)部連接觀察，不能帶著課堂中讀圖無法理解的問題去現(xiàn)場(chǎng)找答案.學(xué)生沒有參觀工廠，很難理解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作是怎么回事，殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因以及在殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn).這些導(dǎo)致學(xué)生很難把圖紙所表達(dá)的意思與實(shí)際的建筑構(gòu)件對(duì)應(yīng)起來，給課堂教學(xué)帶來了相當(dāng)大的不便.即便是一個(gè)比較簡(jiǎn)單連接或構(gòu)件設(shè)計(jì)，其平面、立面圖形表達(dá)有時(shí)也十分繁雜，的，大大的影響了課堂教學(xué)效果.

2 鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革措施

2.1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)少的情況下，不可能對(duì)所有教材內(nèi)容做到面面俱到，應(yīng)根據(jù)本課程教學(xué)目的和本專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)及任職需求等方面來進(jìn)行課程內(nèi)容的合理取舍.在緒論課上須將鋼結(jié)構(gòu)最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，最前沿的知識(shí)，取得的最新成果以及發(fā)展趨勢(shì)介紹給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)校興趣.對(duì)于教材中存在的一些不太重要的內(nèi)容可略講，而對(duì)于像鋼結(jié)構(gòu)材料、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)對(duì)接設(shè)計(jì)等已在建筑材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、材料力學(xué)中學(xué)過相關(guān)內(nèi)容可以讓學(xué)生課后自學(xué)，通過完成一定的作業(yè)檢查自學(xué)效果.教學(xué)過程中應(yīng)抓住諸如疲勞、各種失穩(wěn)等基本概念、基本理論以及求解問題的基本方法這些核心內(nèi)容和難點(diǎn)問題，重點(diǎn)講解.此外還應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在教學(xué)中的地位.鋼材具有輕質(zhì)高強(qiáng)度特點(diǎn)，構(gòu)件常設(shè)計(jì)成薄壁剖面，結(jié)構(gòu)可能在未發(fā)生強(qiáng)度問題前已發(fā)生彎曲失穩(wěn)破壞，因此穩(wěn)定性問題是鋼結(jié)構(gòu)一種常見的破壞形式，這與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)不同，也是鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中值得重視的方面.

2.2 合理利用現(xiàn)代化教學(xué)手段

2.2.1 提高教學(xué)效果

鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中各種連接形式的受力分析、穩(wěn)定問題一直是學(xué)生學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)的難點(diǎn).為了更形象地讓學(xué)生理解，老師必須在黑板上畫大量圖表，這在教學(xué)過程中不僅耗費(fèi)了不少教學(xué)時(shí)間.解決這一矛盾的一個(gè)重要方法是制作多媒體課件，采用動(dòng)畫演示、工程圖紙和教學(xué)模型等手段進(jìn)行輔助教學(xué).以我校為例，學(xué)校建立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，任課教師可在該平臺(tái)建設(shè)各自網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，目前，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理網(wǎng)絡(luò)課程已開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課堂、連接和穩(wěn)定動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示、工程實(shí)踐錄像點(diǎn)播等，能完成在線測(cè)試、在線交流討論等教學(xué)互動(dòng)功能.通過網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)生可以及時(shí)鞏固在課內(nèi)學(xué)習(xí)的知識(shí);如受壓、受彎構(gòu)件失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)演示可以幫助學(xué)生更好地理解失穩(wěn)的含義.針對(duì)設(shè)計(jì)題的多解性，在網(wǎng)上開展學(xué)生間作業(yè)互評(píng)，評(píng)出最優(yōu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)優(yōu)秀學(xué)生的成就感.在線交流討論等教學(xué)互動(dòng)功能開通，改變了以前學(xué)生只能在課堂上與教師交流，課后無法聯(lián)系教師，教與學(xué)嚴(yán)重分離的現(xiàn)象.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到困難能及時(shí)得到教師的幫助，教師也能及時(shí)的掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況和對(duì)教學(xué)工作的建議，有力地促進(jìn)了教與學(xué)的發(fā)展.此外還通過網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)建立不同的興趣小組群，學(xué)生可以在群里自由討論、交流和提問，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效率，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

2.2.2 實(shí)現(xiàn)因材施教

由于課程學(xué)時(shí)有限，在課堂上教師精選了最基本知識(shí)進(jìn)行教授.而每個(gè)班級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)和接受能力不同，興趣和要求不同，要在短短的幾十個(gè)學(xué)時(shí)里實(shí)現(xiàn)因材施教是很難的.但是我們可以借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)這個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)不同層次的要求.對(duì)于在課堂上無法全面講授諸如穩(wěn)定理論，鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計(jì)等內(nèi)容安排在網(wǎng)絡(luò)課程中，供學(xué)生自學(xué).或?qū)W有余力的學(xué)生在這里可以進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，通過網(wǎng)絡(luò)測(cè)試和計(jì)時(shí)來反映學(xué)生的自學(xué)情況，最后在學(xué)生的平時(shí)成績中給予體現(xiàn).對(duì)于一些對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有興趣的或有意向今后從事相關(guān)工作的學(xué)生，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來彌補(bǔ)課時(shí)不足，無法開設(shè)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的遺憾.學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)，在網(wǎng)絡(luò)課程的引導(dǎo)下完成1－2個(gè)鋼結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì).在線測(cè)試網(wǎng)上提交設(shè)計(jì)作業(yè)，督促學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì).簡(jiǎn)言之，利用網(wǎng)絡(luò)能使不同層次的學(xué)生接受相應(yīng)的教學(xué).

2.3 增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

鋼結(jié)構(gòu)既有較強(qiáng)的理論性，又與實(shí)際工程緊密結(jié)合.除了在課堂上通過多媒體手段向?qū)W生介紹鋼結(jié)構(gòu)工程的實(shí)例、圖片、通過網(wǎng)絡(luò)課程中的工程實(shí)踐錄像，使學(xué)生增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)外，有必要通過現(xiàn)場(chǎng)的參觀實(shí)習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)講解培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣.指導(dǎo)教師在現(xiàn)場(chǎng)的幾句講解，往往勝過課堂上的千言萬語.

3 結(jié)束語

中國鋼結(jié)構(gòu)的蓬勃發(fā)展，急需大批具備鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工能力的高技術(shù)人才，鋼結(jié)構(gòu)學(xué)科不斷發(fā)展和更新，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等提出了越來越高的要求.優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，合理利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革思考的問題.

［1］贠英偉，范豐麗，張廣峻.大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革探索［J］.理工高教研究，2006，(5):115 －116.

［2］戴國欣.鋼結(jié)構(gòu)(第三版)［M］.武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2007.

G642.0

A

1008－4681(2012)02－0117－02

2011－09－25

張勝(1975－)，男，湖南長沙人，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院講師，碩士.研究方向:土木工程.

(責(zé)任編校:晴川)