陳菊香 黃 銘 魏 松 朱亞林

(合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

1 概述

截止到2014年我國工程教育人才培養(yǎng)規(guī)模位居世界第一，但在滿足業(yè)界需求，與國際工程教育接軌等方面仍存在較大差距。因此，許多從事工程教育實踐的專家指出，推行以學生為中心的自主式、項目訓練式的工程教育教學模式，是解決我國工程教育問題的有效路徑。為此，現(xiàn)代工程教育課程模式發(fā)生了深刻變革，興起了諸多新型課程模式，如PjBL,CDIO,OBE等[1,2]。

2015年合肥工業(yè)大學依據(jù)CDIO工程教育課程模式和工程教育認證的要求，構(gòu)建了以能力為導向、“培養(yǎng)目標—教學過程—質(zhì)量提升”三位一體、可檢測可控制的閉環(huán)教學體系，進行了創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的改革，以實現(xiàn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高[3-5]。

作為一名從事水利工程教育工作的專業(yè)課教師，如何對所講授的專業(yè)課程進行課程體系改革，具體貫徹、實施能力導向一體化的教學指導方針，推行能力為本、實踐驅(qū)動的課程運作模式，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、工程實踐能力，是目前迫切需要解決的問題。

2 目前水工鋼結(jié)構(gòu)課程存在的問題

水工鋼結(jié)構(gòu)課程是水利水電工程專業(yè)主要的專業(yè)課程之一，包括課程教學和課程設(shè)計兩部分，其主要任務(wù)和基本要求是：學生通過本課程的學習,掌握水工鋼結(jié)構(gòu)的基本理論及基本設(shè)計方法,應能正確應用規(guī)范進行鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的設(shè)計,并具有初步分析和解決一般水工鋼結(jié)構(gòu)實際工程技術(shù)問題的能力。由此可見，水工鋼結(jié)構(gòu)是一門理論性及實踐性都較強的專業(yè)技術(shù)課程。目前，我校水工鋼結(jié)構(gòu)課程教學一般安排在第6學期的1周～6周，只有24學時，比國內(nèi)大部分水利高校的32學時少1/4，在臨近學期末時再進行1周的水工鋼閘門課程設(shè)計。存在著知識點多但理論課時少，工程實踐性強但實踐學時不足的矛盾。此外，由于課程教學與課程設(shè)計間隔時間較長，形成了理論學習在前，實踐訓練在后，理論與實踐的間隔式劃分界限分明，結(jié)果造成理論知識學習與實踐能力訓練的人為隔離，直接導致學生知識與能力的嚴重分離問題。而從學生角度來說，也存在著對課程重要性的認識程度不夠，力學基礎(chǔ)比較薄弱，空間想象力差等內(nèi)在因素，形成了老師難講、學生難學的不利局面，難以適應工程界對工程實踐創(chuàng)新人才的要求[6,7]。

3 “水工鋼結(jié)構(gòu)”理論與實踐一體化教學改革設(shè)想

本文基于能力導向一體化的教學指導方針，針對水工鋼結(jié)構(gòu)教學中存在的理論與實踐客觀分離的問題，從水工鋼結(jié)構(gòu)教學過程著手，將理論教學和實踐環(huán)節(jié)作為一個整體來考慮，實行理論與實踐一體化教學模式，以提高學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

3.1 理論與實踐一體化教學模式

鑒于水工鋼結(jié)構(gòu)課程理論學時和實踐學時均較少，而在現(xiàn)有學分制條件下不可能增加學時，課程教學與課程設(shè)計分離的現(xiàn)狀，推行“做中學”的教學模式，進行理論與實踐的一體化教學。

實際工程是工科類課程教學最具有活力的資源。在理論教學過程中，將實際工程引入課堂，可以激發(fā)學生的學習興趣，特別是學生自己參與的實際工程，更能幫助其將理論知識和實際工程緊密聯(lián)系起來，改善學習效果。

在理論課程開始之前，結(jié)合實際工程或科研項目，根據(jù)多樣化和一人一題的原則，擬定出每位同學的課程設(shè)計題目。在講解完鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之后，講授平面鋼閘門理論知識之前，將課程設(shè)計任務(wù)書和水工鋼閘門的參考工程圖紙?zhí)崆鞍l(fā)給學生。讓學生利用課余時間，參照圖紙?zhí)崆邦A習鋼閘門結(jié)構(gòu)體系布置方面的內(nèi)容，畫出結(jié)構(gòu)布置草圖；講完次梁、主梁等各個構(gòu)件設(shè)計方法后，學生根據(jù)自己的結(jié)構(gòu)布置圖進行設(shè)計計算。當理論教學結(jié)束后，學生就完成了一個實際水工鋼閘門的設(shè)計過程。這種方法不但能使學生熟悉鋼結(jié)構(gòu)的整個設(shè)計過程，還發(fā)揮了學生的主觀能動性，通過自己動手設(shè)計計算，使理論和實踐有機結(jié)合起來，并且把學生課余時間充分利用，彌補了理論和實踐教學課時量均少的問題。

3.2 教學內(nèi)容優(yōu)化

作為一門結(jié)構(gòu)設(shè)計類專業(yè)課程，必須與國家現(xiàn)行設(shè)計及施工規(guī)范、規(guī)程密切聯(lián)系。目前，最新版SL 74—2013水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范已正式實施，但是國內(nèi)現(xiàn)有的“水工鋼結(jié)構(gòu)”教材普遍依據(jù)SL 74—95水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范和GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范來編寫，知識的更新相對比較滯后，并且個別教材的內(nèi)容存在不少錯誤之處。而且，學生將大部分時間都花費在理論學習上，忽視相關(guān)規(guī)范的學習，會造成理論與實踐的脫節(jié)。因此，依據(jù)最新規(guī)范，將水利水電工程及相關(guān)領(lǐng)域新技術(shù)、新成果納入課堂教學，對教學內(nèi)容進行適時更新和優(yōu)化是非常有必要的。此外，引導學生熟悉ANSYS，Midas等結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，通過軟件的實際操作，提高學生的學習興趣與積極性。

3.3 教學方式方法改革

圖形(圖像)能夠簡明、形象地表現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力、連接形式，特別是能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)空間體系進行實景再現(xiàn)[8]。因此，在理論教學過程中除了采用圖片和錄像之外，結(jié)合3DMAX,AutoCAD等三維建模技術(shù)和ANSYS等結(jié)構(gòu)分析軟件，制作利于展示的三維模型、動畫視頻以及實際工程的結(jié)構(gòu)分析案例，讓鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系更直觀地展現(xiàn)在學生面前，提高學生的感官認識、空間想象能力，進而提高學習興趣。

在實踐教學階段，大部分學生均已完成水工鋼閘門的初步設(shè)計方案。此時，先抽查學生匯報其設(shè)計計算結(jié)果，指出其設(shè)計方案和圖紙表達中存在的問題；然后通過分組討論的方式，引導學生查閱設(shè)計手冊、規(guī)范和相關(guān)文獻資料去解決設(shè)計過程中遇到的問題，提高其解決實際工程的能力。同時，鼓勵有能力的學生使用ANSYS,Midas等結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行數(shù)值模擬或EXCEL,VB,C++或Matlab軟件編制小型程序計算，將數(shù)值計算結(jié)果和傳統(tǒng)手算結(jié)果進行對比分析，使學生能更深入理解這兩種算法的區(qū)別；將三維投影圖和傳統(tǒng)三視圖進行比較，找出自己圖紙制作中存在的不足。通過問題討論、計算結(jié)果和圖形對比分析的方式，可以增強學生對鋼結(jié)構(gòu)理論知識的理解和掌握，以形成初步的設(shè)計經(jīng)驗，并提高學生圖紙表達能力。

3.4 學生成績評價機制改革

在學生成績評價機制方面，改變傳統(tǒng)教學法中通過書面考試進行理論知識點考核來反映學生學習情況的現(xiàn)狀，增加與實踐相關(guān)的考核內(nèi)容，從理論知識掌握程度、平時學習態(tài)度(包括出勤、課堂討論表現(xiàn))、工程實踐能力(包括查找文獻資料、熟練運用軟件或編制程序、圖紙表達等能力)等多個方面進行學生學習成績的綜合評價，合理考慮各部分成績的權(quán)重，建立全面、科學的學生成績評價機制，引導學生注重實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4 結(jié)語

在能力導向一體化教學體系下，如何通過水工鋼結(jié)構(gòu)課程體系的改革，實現(xiàn)培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的教學目標，是這門課任課教師一直探討的問題。本文針對水工鋼結(jié)構(gòu)教學中存在的理論與實踐客觀分離的現(xiàn)象，提出了“水工鋼結(jié)構(gòu)”理論與實踐一體化的教學模式改革設(shè)想。相信通過后續(xù)的實施、反饋與優(yōu)化，能夠逐步提高學生的學習興趣和學習效果。