余衛(wèi)華++王正中++蔡坤

摘要：鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是一門實踐性很強的專業(yè)課程，對培養(yǎng)學生分析和解決工程設(shè)計問題的能力， 具有十分重要的作用。重視鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計，使學生在校期間在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面得到一定的鍛煉，為畢業(yè)后從事鋼結(jié)構(gòu)方面的工作打下基礎(chǔ)。針對鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計教學過程中存在的主要問題，提出了鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的改革設(shè)想，鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計應從選題、教學方法、網(wǎng)絡(luò)課程、實踐教學環(huán)節(jié)、考核方式等方面進行改革。此研究為提高鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的教學質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計；教學方法；網(wǎng)絡(luò)課程；實踐教學

中圖分類號：TU391；G6420 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）01006903 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是土木工程專業(yè)一門重要課程，也是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的一個重要途徑。通過該課程的學習，學生可以運用所學鋼結(jié)構(gòu)基本理論進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計實際訓練，進一步培養(yǎng)獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力，為今后的專業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

一、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計中存在的問題

（一）鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計內(nèi)容多，課時少

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計涉及的內(nèi)容廣泛，包括門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)、重型工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)、多層及高層房屋鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，既要講述鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論，又要介紹節(jié)點及構(gòu)造措施，還涉及結(jié)構(gòu)體系選型、結(jié)構(gòu)抗震以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等土木工程相關(guān)專業(yè)知識，與規(guī)范、規(guī)程聯(lián)系緊密。要講好鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計課程，教師必須具備扎實的力學基礎(chǔ)和深厚的鋼結(jié)構(gòu)理論，還要有較好的土木工程相關(guān)專業(yè)知識儲備。

在鋼結(jié)構(gòu)的教學中一般很重視鋼結(jié)構(gòu)基本原理教學，而輕視鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計。課程設(shè)置往往存在教學內(nèi)容多、學時少等問題。如西北農(nóng)林科技大學鋼結(jié)構(gòu)課程教學學時為40學時，而鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計僅兩周時間。教師在授課時往往根據(jù)教學學時的安排選擇性地講授部分內(nèi)容，因此造成有些問題講得不夠深，也不夠系統(tǒng)，不能達到預期的教學效果[1]。

（二）鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計選題單一

高校鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計選題較為單一，一般為鋼屋架設(shè)計或鋼梁設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)課程教學完成幾周后才進行，有的甚至到學期末，內(nèi)容講授與設(shè)計實踐嚴重脫節(jié)。學生在一周或兩周課程設(shè)計中，往往只能完成一種普通鋼屋架的設(shè)計，內(nèi)容較為單一，還會出現(xiàn)較多弊端。[2]如鋼屋架設(shè)計，因為鋼屋架可以看成廠房設(shè)計當中的一個構(gòu)件，學生在設(shè)計過程中缺少整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念，鋼屋架的設(shè)計的實際應用范圍有限。鋼屋架的連接計算程式化的東西過多，連接計算過于單調(diào)、重復量過大。

（三）學生識圖和制圖能力較差

在近些年的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計教學和指導中，筆者發(fā)現(xiàn)由于部分學生的空間想象能力較差，往往對屋蓋支撐系統(tǒng)的布置及關(guān)系不清楚，有些學生在進行屋蓋結(jié)構(gòu)布置圖中常常出錯。對于一榀鋼屋架詳圖的繪制，由于圖面表達內(nèi)容較多，涉及的構(gòu)造做法較多，學生在連接節(jié)點處內(nèi)容表述不夠完整，屋架的剖視圖不相對應。學生在繪制鋼屋架的施工圖時常常不能正確地表達設(shè)計意圖[3]。在平時的學習過程中學生接觸的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖較多，而對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的施工圖較少。在有限的課堂時間內(nèi)，學生要真正看懂鋼結(jié)構(gòu)施工圖，正確表達自己的設(shè)計意圖并非易事，所以學生在做鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計時 ，常常照搬照抄課本或課程設(shè)計指導書中鋼屋架的施工圖紙，甚至出現(xiàn)設(shè)計圖紙上的尺寸結(jié)果和設(shè)計計算書中的計算結(jié)果不一致的情況。

（四）學生的創(chuàng)新意識不夠

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計中的屋架設(shè)計由于教師已給定了屋架的跨度及桁架的尺寸，所以學生在做設(shè)計時不去查閱相關(guān)設(shè)計規(guī)范和設(shè)計資料，更不會考慮比選設(shè)計方案，學生的主觀能動性受到了限制。因此，教師在布置課程設(shè)計任務(wù)時，要精心選題，給學生充足的空間，鼓勵學生自己查閱資料，確定設(shè)計方案和尺寸，以確保學生主觀能動性的發(fā)揮。此外，教師要給學生提供一個交流學習的平臺，組織學生開展討論、交流，讓學生在此過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，從而不斷培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。

針對上述鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計存在的問題，筆者對目前鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的命題、教學和考核方法進行改進，提出了切實可行的建議和措施。

二、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計教學改革的構(gòu)想與實踐

（一）精選設(shè)計題目，分組設(shè)計，一人一題

教師在選擇課程設(shè)計題目時，應該根據(jù)學生學習能力的差異，精心選擇并布置多種形式的課程設(shè)計題目。除了鋼屋架設(shè)計外，還可以選輕型門式剛架、平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼框架設(shè)計等題目。為了培養(yǎng)學生的獨立思考能力，避免學生在設(shè)計過程中出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，在課程設(shè)計中可采用分組設(shè)計和一人一題的方法。4～5人一組，設(shè)計同一種結(jié)構(gòu)型式的題目。如設(shè)計鋼屋架的小組，可通過改變設(shè)計條件及參數(shù)等方式，實現(xiàn)一人一題。又如屋架的選擇形式多樣，學生可選擇梯形屋架、三角形屋架或人字形屋架進行設(shè)計。荷載的取值可提供多種組合。通過這種分組設(shè)計的方式，鞏固學生的理論知識， 鍛煉學生的設(shè)計能力，加強和培養(yǎng)學生的溝通協(xié)作能力和團隊協(xié)助精神。

（二）改革鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的教學方法

以課堂教學為平臺，將課程設(shè)計融入到課堂教學中，再將課程設(shè)計中涉及到的主要內(nèi)容分解成若干專題做重點介紹，并要求學生根據(jù)分組布置的安排在每個專題講完后開展討論，將遇到的問題及時反饋，教師在后續(xù)階段集中重點解答。通過這種方式，教師就能及時解決學生遇到的問題，有的放矢，在課堂教學中根據(jù)不同的內(nèi)容選擇不同的教學方法。如：對構(gòu)件的力學分析時采用板書講解，可以讓學生逐步了解和掌握構(gòu)件從外力到內(nèi)力再到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的整個過程。除采用傳統(tǒng)的教學方法外，還應采用多媒體輔助教學。對于桁架的設(shè)計，此部分教學內(nèi)容比較抽象，應利用多媒體進行授課。對節(jié)點部分的構(gòu)造做法和施工焊接流程可采用大量的工程圖片、動畫演示以及錄像資料作演示，讓學生身臨其境?，F(xiàn)代教學手段所提供的感性材料使教學活動更加生動有趣。視覺和聽覺的刺激可以加深感知度，提高教學效率和學習質(zhì)量[4]。

（三）建立鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)教學平臺

為便于學生課后學習，教師可利用學校提供的網(wǎng)絡(luò)教學平臺建立鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計課程網(wǎng)站， 內(nèi)容可包括課程負責人介紹、教學隊伍、教學計劃及大綱、課件、工程圖片、教學動畫演示、教學錄像、學習參考資料目錄、作業(yè)習題、友情鏈接等， 還可提供鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范和圖集等設(shè)計資料。 學生可以隨時訪問此網(wǎng)站，獲取所需相關(guān)知識，實現(xiàn)教師與學生之間的互動，開闊學生視野，擴寬知識面， 網(wǎng)站還專門設(shè)置了重要學術(shù)雜志如《土木工程學報》、《建筑結(jié)構(gòu)學報》、《建筑結(jié)構(gòu)》、《工業(yè)建筑》、《鋼結(jié)構(gòu)》及《現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)進展》等鏈接，以方便學生與鋼結(jié)構(gòu)專家直接交流 [5]。

（四）增設(shè)教學實習環(huán)節(jié)，提高教學效果

為提高鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的教學效果，增加學生對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的感性認識，教師要積極聯(lián)系適合現(xiàn)場教學的鋼結(jié)構(gòu)工地，帶學生實地觀察鋼結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)造與一些局部的連接構(gòu)造。學生在教師或工程師的帶領(lǐng)下按照結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件做法及節(jié)點連接方式的順序依次參觀。這種教學實習，便于學生學習鋼結(jié)構(gòu)施工圖，逐步建立所設(shè)計結(jié)構(gòu)的整體空間概念。

（五）改革課程設(shè)計的考核方式

教師在評閱課程設(shè)計時主要依據(jù)學生完成的設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙進行，然后由指導教師定性給出考核等級。這樣的考核方式存在考核不客觀、考核成績不能有效反映學生的真實學習水平，沒有給學生一個更為公平、公正、合理的評價。所以要真實客觀地反映學生的學習成果，就要綜合考慮各個影響課程設(shè)計效果的環(huán)節(jié)，比如可以借鑒畢業(yè)設(shè)計考核方式，增設(shè)學生的課堂答辯。課堂答辯一方面可以充分調(diào)動學生的學習積極性；另一方面通過答辯環(huán)節(jié)，教師可以比較全面地了解學生設(shè)計的真實水平，從而客觀地給出考核成績。同時， 課堂答辯過程也是學生設(shè)計過程中的經(jīng)驗和心得交流的一次機會， 通過這個平臺， 學生可以進一步學習其他同學設(shè)計中的一些長處， 發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計的不足并加以改進。要建立完善的課程設(shè)計考核體系，將體現(xiàn)設(shè)計成績的各個過程細化。比如綜合多方面因素給出考核成績：考核總成績=平時考勤×0.1+設(shè)計說明書成績×0.2+設(shè)計圖成績×0.3+答辯成績0.3+創(chuàng)新成績×0.1。針對以往課程設(shè)計中存在的學生創(chuàng)新意識不夠的問題，教師要鼓勵并肯定學生設(shè)計中創(chuàng)新性行為。課程設(shè)計不僅是一個熟悉設(shè)計方法的過程， 更應該成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的機會，所以要鼓勵學生大膽創(chuàng)新，在成績評定方面也要有所體現(xiàn)[6]。

三、結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是一門實踐性很強的專業(yè)課程，對培養(yǎng)學生分析和解決工程設(shè)計問題的能力起到十分重要的作用。重視鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計，使在校學生在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面得到鍛煉，為畢業(yè)從事鋼結(jié)構(gòu)方面的工作打基礎(chǔ)，已成為鋼結(jié)構(gòu)教學改革的當務(wù)之急。針對目前鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計教學中存在的問題，提出鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計需要改進的措施，以期對鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計改革有所裨益。

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