張 勝，周錫玲，陳 斌，周常蓉

(1.國防科學技術(shù)大學指揮軍官基礎教育學院，湖南長沙 410072;2.湖南農(nóng)業(yè)大學工學院，湖南 長沙 410128)

土木工程專業(yè)《鋼結(jié)構(gòu)》課程教學研究改革探討＊

張 勝1，周錫玲2，陳 斌1，周常蓉1

(1.國防科學技術(shù)大學指揮軍官基礎教育學院，湖南長沙 410072;2.湖南農(nóng)業(yè)大學工學院，湖南 長沙 410128)

分析了鋼結(jié)構(gòu)課程特點以及教學現(xiàn)狀，指出課時分配不合理、實踐教學不足是影響教學效果的主要因素.探討優(yōu)化教學內(nèi)容、合理利用網(wǎng)絡課程及增強實踐教學等手段改革鋼結(jié)構(gòu)教學.并指出網(wǎng)絡課程是提高教學效果，實現(xiàn)因材施教的有效手段.

鋼結(jié)構(gòu);教學改革;網(wǎng)絡課程

鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基處理費用低、外形美觀等一系列優(yōu)點.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)展離不開理論基礎作指導，原來土木工程以混凝土結(jié)構(gòu)為主導地位，大學課程中混凝土結(jié)構(gòu)設計及其原理課程在專業(yè)課程教學中占重要地位;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)教育為目的的大學教育其課程體系也應進行改革.因此在研究鋼結(jié)構(gòu)教學特點及現(xiàn)狀的基礎上，改革鋼結(jié)構(gòu)課程教學中的不足，探索提高鋼結(jié)構(gòu)教學質(zhì)量的途徑具有十分重要的意義.

1 鋼結(jié)構(gòu)教學現(xiàn)狀分析

1.1 課程學時分配不合理

大多數(shù)院校的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程一般有80－100學時，但鋼結(jié)構(gòu)課程的學時只有50－60學時，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，國家鼓勵建筑用鋼，土木工程中的鋼結(jié)構(gòu)也迅速發(fā)展，對鋼結(jié)構(gòu)設計的要求更高，鋼結(jié)構(gòu)教學內(nèi)容也應相應地增加，但其課程教學時數(shù)并沒有增加，甚至減少，課程學時少的問題更為突出;如我校的鋼結(jié)構(gòu)課程只有32學時，只學習鋼結(jié)構(gòu)設計原理，沒有開設鋼結(jié)構(gòu)設計課程.鋼結(jié)構(gòu)設計原理教學內(nèi)容主要包括:鋼結(jié)構(gòu)的特點及應用、基本設計原理、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)的設計原理和方法［2］.教師需在32學時內(nèi)要把鋼結(jié)構(gòu)設計原理、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)設計都講授完，導致課內(nèi)教學內(nèi)容容量大，課時緊張，留給教師與學生的互動以及學生主動思考時間少，易導致填鴨式教學.

1.2 經(jīng)驗性強，學生基礎較薄弱

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分析和計算結(jié)果，其研究方法是在理論指導下結(jié)合實驗的基礎上作出基本假定，大多數(shù)得出的是半理論半經(jīng)驗公式，同時還附帶一些的構(gòu)造要求，經(jīng)驗性較強，不太符合學生嚴謹?shù)倪壿嬐茖У乃季S習慣.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，如不及時在課堂與學生一道進行歸納總結(jié)，很難形成較深刻印象.同時，鋼結(jié)構(gòu)設計具有多解性，教材中的設計取材和取值具有相當廣闊的范圍，在大多數(shù)設計需要根據(jù)設計經(jīng)驗假定一設計參數(shù)，并且設計時需查閱大量的圖表，這更加增加了初學者的難度.

還有一個比較突出的問題是，土木類專業(yè)由于學時的原因，很多都只開設理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學，沒有開設系統(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)教學中基本構(gòu)件的計算與設計也主要圍繞穩(wěn)定問題這條主線展開，這導致學生對如柱、梁局部穩(wěn)定性公式來源以及各參數(shù)、符號意義生疏，學習起來有難度，積極性不高，嚴重地影響了學習效果.此外原理部分只講各部件設計，沒有與實際鋼結(jié)構(gòu)工程的整體分析結(jié)合，學生對教學內(nèi)容的與整體結(jié)構(gòu)關(guān)系不明，不知所學內(nèi)容如何應用于實際工程設計.

1.3 實踐教學不足

鋼結(jié)構(gòu)課程的實踐教學會受到與學校所在地的工業(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.學生在日常生活中遇見鋼結(jié)構(gòu)機會不多，即便見到也不可能像認識實習一樣去進行細部連接觀察，不能帶著課堂中讀圖無法理解的問題去現(xiàn)場找答案.學生沒有參觀工廠，很難理解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作是怎么回事，殘余應力產(chǎn)生原因以及在殘余應力的分布特點.這些導致學生很難把圖紙所表達的意思與實際的建筑構(gòu)件對應起來，給課堂教學帶來了相當大的不便.即便是一個比較簡單連接或構(gòu)件設計，其平面、立面圖形表達有時也十分繁雜，的，大大的影響了課堂教學效果.

2 鋼結(jié)構(gòu)教學改革措施

2.1 優(yōu)化課程教學內(nèi)容

在教學內(nèi)容多而課時少的情況下，不可能對所有教材內(nèi)容做到面面俱到，應根據(jù)本課程教學目的和本專業(yè)學生培養(yǎng)的目標及任職需求等方面來進行課程內(nèi)容的合理取舍.在緒論課上須將鋼結(jié)構(gòu)最新的發(fā)展動態(tài)，最前沿的知識，取得的最新成果以及發(fā)展趨勢介紹給學生，激發(fā)學生的學校興趣.對于教材中存在的一些不太重要的內(nèi)容可略講，而對于像鋼結(jié)構(gòu)材料、鋼結(jié)構(gòu)的設計方法、鋼結(jié)構(gòu)對接設計等已在建筑材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、材料力學中學過相關(guān)內(nèi)容可以讓學生課后自學，通過完成一定的作業(yè)檢查自學效果.教學過程中應抓住諸如疲勞、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)容和難點問題，重點講解.此外還應重視鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在教學中的地位.鋼材具有輕質(zhì)高強度特點，構(gòu)件常設計成薄壁剖面，結(jié)構(gòu)可能在未發(fā)生強度問題前已發(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)件設計不同，也是鋼結(jié)構(gòu)教學中值得重視的方面.

2.2 合理利用現(xiàn)代化教學手段

2.2.1 提高教學效果

鋼結(jié)構(gòu)教學中各種連接形式的受力分析、穩(wěn)定問題一直是學生學習鋼結(jié)構(gòu)的難點.為了更形象地讓學生理解，老師必須在黑板上畫大量圖表，這在教學過程中不僅耗費了不少教學時間.解決這一矛盾的一個重要方法是制作多媒體課件，采用動畫演示、工程圖紙和教學模型等手段進行輔助教學.以我校為例，學校建立了網(wǎng)絡教學平臺，任課教師可在該平臺建設各自網(wǎng)絡教學課程，目前，鋼結(jié)構(gòu)設計原理網(wǎng)絡課程已開設網(wǎng)絡課堂、連接和穩(wěn)定動態(tài)實驗演示、工程實踐錄像點播等，能完成在線測試、在線交流討論等教學互動功能.通過網(wǎng)絡課堂學生可以及時鞏固在課內(nèi)學習的知識;如受壓、受彎構(gòu)件失穩(wěn)實驗演示可以幫助學生更好地理解失穩(wěn)的含義.針對設計題的多解性，在網(wǎng)上開展學生間作業(yè)互評，評出最優(yōu)設計，增強優(yōu)秀學生的成就感.在線交流討論等教學互動功能開通，改變了以前學生只能在課堂上與教師交流，課后無法聯(lián)系教師，教與學嚴重分離的現(xiàn)象.學生在學習過程中遇到困難能及時得到教師的幫助，教師也能及時的掌握學生學習情況和對教學工作的建議，有力地促進了教與學的發(fā)展.此外還通過網(wǎng)絡這個平臺建立不同的興趣小組群，學生可以在群里自由討論、交流和提問，提高了學生學習效率，增加了學生的學習興趣.

2.2.2 實現(xiàn)因材施教

由于課程學時有限，在課堂上教師精選了最基本知識進行教授.而每個班級學生的基礎和接受能力不同，興趣和要求不同，要在短短的幾十個學時里實現(xiàn)因材施教是很難的.但是我們可以借助網(wǎng)絡教學這個環(huán)節(jié)實現(xiàn)不同層次的要求.對于在課堂上無法全面講授諸如穩(wěn)定理論，鋼結(jié)構(gòu)屋架設計等內(nèi)容安排在網(wǎng)絡課程中，供學生自學.或?qū)W有余力的學生在這里可以進一步的學習，通過網(wǎng)絡測試和計時來反映學生的自學情況，最后在學生的平時成績中給予體現(xiàn).對于一些對鋼結(jié)構(gòu)設計有興趣的或有意向今后從事相關(guān)工作的學生，通過網(wǎng)絡教學來彌補課時不足，無法開設《鋼結(jié)構(gòu)設計》的遺憾.學生通過網(wǎng)絡進行自學，在網(wǎng)絡課程的引導下完成1－2個鋼結(jié)構(gòu)形式設計.在線測試網(wǎng)上提交設計作業(yè)，督促學生獨立完成設計.簡言之，利用網(wǎng)絡能使不同層次的學生接受相應的教學.

2.3 增強實踐教學環(huán)節(jié)

鋼結(jié)構(gòu)既有較強的理論性，又與實際工程緊密結(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)工程的實例、圖片、通過網(wǎng)絡課程中的工程實踐錄像，使學生增強感性認識外，有必要通過現(xiàn)場的參觀實習、現(xiàn)場講解培養(yǎng)和激發(fā)學生對鋼結(jié)構(gòu)的學習興趣.指導教師在現(xiàn)場的幾句講解，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)設計和施工能力的高技術(shù)人才，鋼結(jié)構(gòu)學科不斷發(fā)展和更新，對鋼結(jié)構(gòu)的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等提出了越來越高的要求.優(yōu)化課程教學內(nèi)容，合理利用現(xiàn)代化教學手段，增強實踐教學環(huán)節(jié)是鋼結(jié)構(gòu)課程教學改革思考的問題.

［1］贠英偉，范豐麗，張廣峻.大學鋼結(jié)構(gòu)課程教學改革探索［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，國防科學技術(shù)大學指揮軍官基礎教育學院講師，碩士.研究方向:土木工程.

(責任編校:晴川)