朱炳麒 張迅煒 謝智雄

（河海大學機電工程學院，江蘇 常州 213022）

鋼結構方向課程體系的足球隊模型

朱炳麒 張迅煒 謝智雄

（河海大學機電工程學院，江蘇 常州 213022）

對鋼結構方向課程體系的現(xiàn)狀作了深入分析，指出了存在的問題，明確了鋼結構方向課程體系改革的目標，建立了這一方向新的模塊化課程體系的足球隊模型，針對大平臺選擇、課程結構和課程內(nèi)容、實踐性教學環(huán)節(jié)等幾個方面，提出了改革的具體措施和建議。新課程體系的實施將有效地整合現(xiàn)有教育資源，實現(xiàn)專業(yè)的融合和分流，對其它方向或?qū)I(yè)課程體系的改革也具有參考價值。

鋼結構；課程體系；教學改革；模塊化；足球隊模型

鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高等一系列優(yōu)點，是一種可持續(xù)發(fā)展并易于產(chǎn)業(yè)化的環(huán)保型結構，在發(fā)達國家已得到廣泛采用。我國 30多年來的改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，為鋼結構的應用創(chuàng)造了極為有利的發(fā)展環(huán)境，鋼結構的發(fā)展?jié)摿薮螅瑧们熬皬V闊。在我國《建筑鋼結構產(chǎn)業(yè) “十五”計劃和 2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出了要大力培養(yǎng)鋼結構技術人才，建立一批技術先進，設計制造安裝一條龍，能提供系列產(chǎn)品的大型鋼結構集團公司，在國內(nèi)市場占主導地位，在國際市場占有一定份額，爭取建筑鋼結構達到國際水平。然而目前制約我國鋼結構發(fā)展推廣應用的最大問題仍然還是人才問題，由于缺乏鋼結構領域?qū)ｉT技術人才，客觀上阻礙了鋼結構的推廣應用，因此高校應該加強鋼結構技術人才的培養(yǎng)，造就一批鋼結構高級工程技術專門人才。為此，許多高校對鋼結構課程教學進行了改革，在理論教學和實踐性環(huán)節(jié)方面都提出了一些改革的設想，作了有益的探索，對《鋼結構》系列課程體系建設提出了幾點設想，都是針對土木工程類專業(yè)展開的，對機械工程及自動化（簡稱為機自）專業(yè)鋼結構方向課程體系的研究尚未見諸報道。文章針對鋼結構領域?qū)ｉT技術人才知識結構的要求，對機自專業(yè)鋼結構方向課程體系進行探索性研究，建立了該方向模塊化課程體系的足球隊模型，對其它方向課程體系的改革具有參考價值。

（一）課程體系的現(xiàn)狀分析

1.課程體系的目標定位。課程體系的目標定位是最基礎、最重要的，直接關系到課程結構、專業(yè)口徑、教學方法實施乃至人才培養(yǎng)目標等問題。21世紀鋼結構的發(fā)展對專門技術人才的培養(yǎng)目標提出了新的更高的要求，鋼結構方向課程體系必須與人才培養(yǎng)目標相一致，同時又不能以浪費教育資源為代價，因此課程體系的構建必須符合現(xiàn)有教育資源實際，按照鋼結構領域?qū)ｉT技術人才知識結構的要求進行構建。

2.課程體系的現(xiàn)狀分析。1997年，河海大學招生政策進行了調(diào)整，機械設計與制造、機電工程和鋼結構等專業(yè)按機自專業(yè)進行招生，專業(yè)方向在該專業(yè)幾乎所有課程的基礎上，再增設一些相關課程。基于這樣一種觀念，目前，機電工程學院鋼結構專業(yè)方向的培養(yǎng)目標不太明確，課程體系在機自專業(yè)的整體平臺上，增設了以下 5門課程：結構力學、彈性力學與有限元法、起重機械、鋼結構原理、鋼結構設計，其中彈性力學與有限元法是20世紀80年代大多數(shù)高校機械類專業(yè)的必修課程，之后即進入畢業(yè)設計階段。顯然，現(xiàn)有課程體系目標定位不明確，達不到鋼結構領域?qū)ｉT技術人才知識結構的要求，產(chǎn)生這一弊端的直接原因是大平臺選擇不合理。將機自專業(yè)作為大平臺，存在諸多問題：（1）生源單一，限制了其它專業(yè)學生選修鋼結構方向課程的愿望，缺乏競爭機制，不利于資源整合和專業(yè)融合；（2）學生必須學習機自專業(yè)幾乎所有的課程，如果再選修鋼結構方向課程，學習壓力增大，從而導致學生學完結構力學課程后，不再選修鋼結構方向其它課程，不利于專業(yè)的分流；（3）課程結構組織不當，難以形成完整的課程體系，缺乏鋼結構方向特色；（4）由于受學分限制，對鋼結構工程技術的一些內(nèi)容只能忍痛割愛，課程內(nèi)容無法拓展；（5）實踐性環(huán)節(jié)薄弱，不利于提高學生的動手能力，難以達到培養(yǎng)學生工程觀念和創(chuàng)新能力的目標。

為了適應當今社會對鋼結構領域?qū)I(yè)技術人才的需求，培養(yǎng)出基礎扎實、知識面寬、創(chuàng)造能力強、專業(yè)素質(zhì)高的鋼結構技術人才，課程體系的改革勢在必行。

（二）新課程體系的足球隊模型

1.課程體系改革的目標。鋼結構方向課程體系改革的目標是充分利用現(xiàn)有教育資源，在機械類（或材料類）大平臺上，建立有鋼結構專業(yè)方向特色、課程結構組織優(yōu)化的新的模塊化課程體系，培養(yǎng)鋼結構領域的高級技術人才，為機械類（或材料類）專業(yè)學生就業(yè)和進一步深造實施分流提供保障，創(chuàng)建特色專業(yè)方向。學生在大平臺課程學習的基礎上，通過對鋼結構方向模塊化課程體系中理論和實踐性課程的學習，較系統(tǒng)地掌握鋼結構領域?qū)拸V的技術理論基礎知識和工程應用技術，包括鋼結構的設計計算原理和方法、生產(chǎn)制造和工地安裝技術、計算機應用技術等，從而達到具有從事鋼結構設計、制造和安裝、生產(chǎn)（或施工）組織管理等工程技術活動的基本能力。

2.新課程體系的足球隊模型。為了實現(xiàn)鋼結構方向課程體系改革的目標，必須對現(xiàn)有課程體系在大平臺選擇、課程結構和課程內(nèi)容、實踐性環(huán)節(jié)等方面進行全方位的改革，受現(xiàn)代先進足球思想的啟發(fā)，建立了新的模塊化課程體系，并用足球隊模型形象地進行描述，如圖1所示。

圖1 鋼結構方向新課程體系的足球隊模型

從圖1可以看出，這種課程體系對應足球隊的“433”陣形或“343” 陣形，是一種陣容強大的“全攻全守”型課程體系。首先，門將為“鐵門”，機械或材料的大類平臺課程守住了專業(yè)大類的基本盤，保證了機械類或材料類的專業(yè)基礎；其次，后防線由結構力學、結構振動、彈性力學與有限元法和焊接技術組成，形成了一道銅墻鐵壁，而且助攻能力極強；再次，鋼結構原理、起重機械和生產(chǎn)實習組成了強大的中場，是課程體系中的“鐵三角”，退可守進可攻；最后，由鋼結構設計、鋼結構制造與安裝、畢業(yè)設計組成的前鋒線，堪稱“夢幻組合”，形成了攻擊力極強的前場，似一把利劍直指球門。學生通過新課程體系相關課程的學習，能達到具有從事鋼結構設計、制造和安裝、生產(chǎn)（或施工）組織管理等工程技術活動的基本能力，畢業(yè)后不僅可以選擇在機械、材料、鋼結構等行業(yè)就業(yè)，也為在結構分析、軟件開發(fā)、起重機械等方向就業(yè)鋪平了道路。

3.課程體系改革的幾個方面。（1）改造大平臺。將專業(yè)作為大平臺，是現(xiàn)有課程體系諸多問題產(chǎn)生的根本原因，因此，構建鋼結構方向符合人才培養(yǎng)目標要求的新課程體系，必須解放思想，勇于創(chuàng)新，以大平臺為突破口，對其進行改造。①開放鋼結構方向模塊?；舅枷胧菍⒄n程體系的改革與模塊的開放相結合，引入大平臺雙向選擇的競爭機制，可以先在材料類專業(yè)試點，待條件成熟時再對其它專業(yè)開放。機自和材料專業(yè)學生均可選修鋼結構方向課程，不僅可以增強學生的競爭意識，從而激發(fā)學習的積極性和主動性，而且有利于力學基礎較扎實的學生的個性化發(fā)展，有利于教育資源的整合和專業(yè)的融合。②壓縮大平臺課程。用專業(yè)大類平臺取代專業(yè)平臺，最大可能壓縮專業(yè)大類必修課程，前四個學期開設專業(yè)大類平臺課程，包括機械類（或材料類）專業(yè)的公共基礎課、學科基礎中的學科門類和專業(yè)大類基礎課，第五學期開始學習鋼結構方向模塊課程，不僅可以為鋼結構方向?qū)W生減負，提高學生學習的興趣，還利于專業(yè)的分流。（2）課程結構和課程內(nèi)容的改革。課程結構和課程內(nèi)容是課程體系中最基本的要素，直接決定了課程體系改革的成功與否。針對鋼結構技術的特點，計劃對現(xiàn)行課程體系的這兩個方面進行改革。在課程結構方面，增加鋼結構方向選修模塊課程，重點加強和拓寬該方向?qū)I(yè)基礎課。理論教學課程增設三門課程：結構振動、焊接技術、鋼結構制造與安裝，從而形成完整的模塊化的課程體系結構，如圖 1所示。理論教學環(huán)節(jié)進程安排如下：第五學期開設結構力學（3.5學分）、彈性力學與有限元法（3學分）；第六學期開設結構振動（2學分），焊接技術（3學分）、起重機械（2學分）、鋼結構原理（2.5學分）；第七學期開設鋼結構設計（2學分）、鋼結構制造與安裝（3學分）。在課程內(nèi)容方面，結合鋼結構工程實際，調(diào)整課程內(nèi)容，重點增加鋼結構工程設計計算、制造安裝和防護及相關內(nèi)容。①結構力學：以結構靜力學為主要內(nèi)容，適當增加結構承載極限、結構穩(wěn)定性等內(nèi)容；②結構振動：重點介紹多自由度、無限自由度系統(tǒng)線性振動分析等內(nèi)容，為從事結構振動分析打下基礎；③彈性力學與有限元法：主要介紹相關的基本理論和方法、有限元程序設計等內(nèi)容；④焊接技術：主要包括鋼材的焊接工藝，壓力焊和特種焊的原理、設備和工藝等內(nèi)容；⑤起重機械：介紹起重機械的各種機構和主要零部件的設計計算、穩(wěn)定性計算和安全裝置等內(nèi)容；⑥鋼結構原理：包括鋼結構基本構件、構件的連接和節(jié)點的設計計算等內(nèi)容；⑦鋼結構設計：主要包括典型鋼結構(如工業(yè)廠房結構、空間網(wǎng)格結構、水工鋼閘門等)的設計計算、常用鋼結構設計軟件的應用等內(nèi)容；⑧鋼結構制造與安裝：以焊接結構及生產(chǎn)為基本內(nèi)容，拓展介紹鋼結構構件及節(jié)點的工廠生產(chǎn)與制造、工地施工安裝以及防護技術。（3）實踐性教學環(huán)節(jié)的改革。實踐性教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要保障措施。目前鋼結構方向課程體系中實踐性環(huán)節(jié)薄弱，學生畢業(yè)后不能較快適應鋼結構行業(yè)要求。為此，必須強化實踐課程，具體措施是模塊化課程體系中實踐性教學不斷線。目前的實踐性教學內(nèi)容只有兩門課程設計（彈性力學與有限元法、鋼結構設計）和畢業(yè)設計，為培養(yǎng)學生的工程觀念，建議增設“焊接操作”和“生產(chǎn)實習”兩門實踐課程，并調(diào)整實踐性教學內(nèi)容。對鋼結構方向?qū)嵺`性教學改革的部分，本文不再展開，將另文給出。

建立鋼結構方向模塊化課程體系的足球隊模型，針對課程體系的大平臺、課程結構和課程內(nèi)容、實踐性教學環(huán)節(jié)等幾個方面提出了具體的改革措施。新課程體系符合鋼結構方向的人才培養(yǎng)目標，可以實現(xiàn)教育資源的整合、專業(yè)的融合和分流，在具體實施上也是可行的。課程體系的改革應與時俱進，適應社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，新課程體系的足球隊模型具有較大的彈性，只需根據(jù)鋼結構的發(fā)展對課程內(nèi)容適當調(diào)整，便可在未來很長的時期內(nèi)適用，可為創(chuàng)建特色專業(yè)方向打下堅實基礎，同時也將產(chǎn)生巨大的社會效益。

[1] 建設部、國家冶金工業(yè)局建筑用鋼技術協(xié)調(diào)組鋼結構專家小組.建筑鋼結構產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要[J].新型建筑材料,2001,1(2):47-49.

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G642.0

A

1008-1151(2011)05-0187-02

2011-01-24

朱炳麒（1962－），男，江蘇江陰人，河海大學機電工程學院副教授，博士，從事工程力學、鋼結構研究和教學；張迅煒（1972－），男，江蘇無錫人，河海大學機電工程學院講師，從事工程力學、鋼結構研究和教學；謝智雄（1971－），男，云南巍山人，河海大學機電工程學院副教授，從事鋼結構研究和教學。