摘要：在教學實踐中，合理引入科研成果，有利于提高教學效果。鋼結構設計原理是高等工科院校土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程，也是土木工程專業(yè)學生的必修課程。依據(jù)高等教育的培養(yǎng)目標及教學特點，結合筆者鋼結構設計原理課程的實際教學經驗，選擇有關鋼結構穩(wěn)定的教學內容作為具體教學案例，在教學中適當引入科研成果以體現(xiàn)教學的學術性質和藝術功能。結合鋼結構設計原理課程教學，從熟悉教學內容、切入點選擇、課外的利用等方面進一步具體闡述如何將科研融入教學，形成具有一定特色的教學藝術，以提高教學效果、促進學生創(chuàng)新能力。

關鍵詞：科教融合;教學特點;教學藝術;鋼結構設計原理;創(chuàng)新能力

中圖分類號：G6420;TU391 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2019）05-0086-05

大學教師，一般來說，兼有教學和科研雙重任務。高等教育的目標是培養(yǎng)社會所需的具有創(chuàng)造性的高級專門人才。高等學校教學過程具有專業(yè)目的性，培養(yǎng)學生抽象思維能力、創(chuàng)造性鉆研能力與獨立工作能力，把科學研究引進教學中，教學與科研相結合，培養(yǎng)學生科學研究能力[1]。教學藝術要求教師施行獨具風格的創(chuàng)造性教學活動，以取得最佳教學效果[2]。在提高教學水平方面，要把教學水平和創(chuàng)新能力相結合，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入、滲透到每一堂課的教學中[3]。德國高等教育學家洪堡認為科研應作為一種培養(yǎng)人的過程和途徑，提倡在高等教育中教育與科研的有機結合[4]。如何實現(xiàn)教學和科研的結合，將科研融入教學，形成一定風格的教學藝術，對于促進教學有積極意義。另一方面，科教融合是指以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為前提，使科研與教學在形式和內容上相互滲透而形成的人才培養(yǎng)新路徑，是“科研與教學相結合”的深層表達[5]?？蒲信c教學融合是回歸大學本質的根本途徑[6]。原教育部副部長杜占元指出，需著力完善有利于科教融合的體制機制[7]。實施科教融合戰(zhàn)略是推進世界一流大學建設的必由之路[5]，具有深遠意義。

“科教融合”連接教學理論與實踐，是教學模式改革的核心，其實質是處理科研成果與教學的關系。教學與科研關系的進一步融合有利于新時期高校推動教學改革、提高教育質量，因而實施科教融合的教學模式意義重大[8]。

筆者在主講土木工程專業(yè)的鋼結構設計原理課程過程中，結合科研工作，在教學中作了一些有關科教融合的探索，以期起到拋磚引玉之用。

一、熟悉教學內容

熟悉授課內容是教學藝術發(fā)揮的基本條件之一[9]。一門課程對教師而言也有一個熟悉過程，教師對新課程與老課程的授課體會存在一定的差別。例如，相對于新課程，教師傳授老課程時，對課程內容更熟悉，在課程進度控制方面更自信，可以相對靈活地根據(jù)學生實際理解程度選擇知識點，調節(jié)講課進度，而不必完全拘泥于授課計劃，更利于體現(xiàn)教學藝術，不只是按計劃行事和照本宣科。

北京師范大學梁燦彬教授的教學藝術受人稱贊，他從第一次講課起從未拿過講稿，這與他具有淵博的知識和扎實的教學技能密切相關[10]。筆者認為梁教授是在熟悉教學內容的前提下，形成特殊的心中“講稿”。梁教授并非沒有講稿，實際的講稿已深刻于心。好比兩位演講者，一位離不開講稿，手捧講稿照稿宣讀，另一位未攜帶講稿侃侃而談，且不論演講內容，單就印象而言，后者對聽眾往往具有更強的吸引力。

二、具體教學案例

高校的教學內容需有知識的深度和前沿性，因為高校教材相對于學術研究均有不同程度的滯后性，教學內容應根據(jù)學科專業(yè)的國內外研究現(xiàn)狀及時調整，與教材相比應具有超越性[11]。換言之，很多教科書已經過時，所以教師必須補充最新研究成果。這樣使學生既學到基礎知識，又了解當前專業(yè)的熱點問題，作為今后努力創(chuàng)新的方向[12]。

教師將自己的研究成果轉化為教學內容，使其反映最新的科學研究進展，教學的學術性質得到充分體現(xiàn)，顯示了“科教融合”的特點[13]。

畸變屈曲是與整體屈曲和局部屈曲不同的一種屈曲模式，在某些情況下畸變屈曲可能成為冷彎薄壁構件承載力的控制因素[14]。筆者在講授鋼結構設計原理課程有關穩(wěn)定問題時，現(xiàn)行規(guī)范[15]和有關教材均只涉及整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。變形是理解穩(wěn)定概念的關鍵，在講授了整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定之后，筆者以冷彎薄壁卷邊槽鋼為例，將畸變屈曲、整體屈曲和局部屈曲變形模式進行了對比，并告知學生，畸變屈曲的概念與計算已納入有關規(guī)程[16]，但尚未體現(xiàn)在現(xiàn)行規(guī)范[15]中，在涉及具體應用時需予以重視。

國內外高水平大學的實踐表明，將現(xiàn)代科技的最新成果融入課堂教學，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑[17]。筆者認為，將類似畸變屈曲這種反映科研進展的成果引入教學，有利于激發(fā)學生的科研興致，促進學生對穩(wěn)定概念的理解，體現(xiàn)和詮釋了教學過程的重要性。

為便于畸變屈曲分析計算，直接強度法[18]逐步被相關規(guī)范[16]采用。單純從計算角度考慮，直接強度法通過折減材料強度實現(xiàn)屈曲計算[18]，而有效寬度法[15]則通過折減板件寬度實現(xiàn)屈曲計算。材料強度和板件寬度（面積）是影響板件屈曲承載力的兩個重要因素，在計算中對這兩個因素的不同考慮，形成兩種對應的計算方法。

筆者在講授鋼結構設計原理冷彎薄壁型鋼板件屈曲后強度計算時，現(xiàn)行規(guī)范[15]和有關教材均只涉及有效寬度法。

在教學中，引導學生從理解有效寬度法到認識直接強度法。在講解有效寬度法之后，提出“有效寬度法折減板件寬度，是否還有其他方法可實現(xiàn)板件屈曲計算”的問題，趁勢利導，鼓勵欲言又止的學生大膽說出自己的想法。學生回答正確的，筆者給與充分鼓勵，并對直接強度法進行簡明扼要的介紹。若學生回答不出或回答欠妥，則進一步引導學生回答“除板件面積外，板件屈曲承載力還與什么有關”的問題。隨著筆者的再次引導，直接強度法的概念引入也就水到渠成了。

穩(wěn)定問題是鋼結構設計原理的核心內容。設置加勁肋可提高工字鋼梁腹板局部穩(wěn)定性[15]。由于波紋腹板受力性能合理，波紋腹板鋼梁得到廣泛應用 [19]。與普通鋼梁相比，波紋腹板鋼梁腹板局部穩(wěn)定性更好[20]。筆者在教學中，引入波紋腹板鋼梁的概念，著重介紹波紋腹板對提高腹板局部穩(wěn)定的意義。這不僅使學生在認識方面新增加了一種提高板件局部穩(wěn)定性的方法，更重要的是深化了學生對影響板件局部穩(wěn)定性因素的理解。

教師的使命不是提供知識，而是提供知識情境，使知識具體化，使學生獲得情境感。情境教學要求學生記住課堂上的例子和細節(jié)。教師必須將知識還原為經驗，提供知識情境，學生才好理解。置身于知識情境中探究知識，這樣的學習才算深度學習[21]。筆者運用多媒體教學方式，將波紋腹板鋼梁直觀地展現(xiàn)于學生眼前，并與普通平腹板鋼梁進行對比，為學生提供增強板件局部穩(wěn)定性的知識情境。

高校教師課講得好不好，關鍵在于其是否能激起學生學習的積極性，從而激發(fā)學生參與科技創(chuàng)新的興趣[22]。根據(jù)筆者的觀察和課后對學生的調查，上述教學過程，不僅明顯激發(fā)了學生的思考熱情，拓展了學生的知識范疇，而且通過引入科研進展，深化了學生對相關知識點的理解。重要的是，上述教學活動貫徹和體現(xiàn)了高等學校教學的特點，教不僅僅是灌輸已有的知識，更需培養(yǎng)學生的思考意識，提高學生的創(chuàng)新能力。激發(fā)學生的求知欲和探索精神，也體現(xiàn)了高校教學藝術的主要功能，即激勵鼓舞功能[10]。

科研是現(xiàn)代大學人才培養(yǎng)的基本方式。越重視知識創(chuàng)新的大學也就更加注重“科研作為教學手段”的效果[6]。從原理上來說教學水平高的教師，自身科研水平也要足夠，否則難以達到良好的教學效果[12]。從教師角度來說，為達到理想的教學效果，除熟悉教學內容外，教師對相應專業(yè)知識的新發(fā)展也需了解和掌握，這樣上課有“新意”，有利于形成個人的教學風格，進而體現(xiàn)教學的藝術性。

教學過程的組織需有靈活性，靈活的創(chuàng)造是高校教學藝術的基本特征之一[10]。具有特色的個人教學藝術更需要教師在教學中不斷總結、探索，并加以凝練，避免教條主義的默守陳規(guī)。需注意的是，重視教學藝術的同時要提防走極端。教學過度藝術化，使課堂教學成了炫目的“表演”，反而是對教學質量的弱化[11]。

三、切入點的選擇

本著對學生負責的原則，在課堂教學中引進教材和教學大綱規(guī)定之外的內容時需持謹慎態(tài)度。在備課環(huán)節(jié)中考慮如何做好教學切入點的選擇以及專業(yè)發(fā)展新成果引入深度和廣度的控制。

例如，對于波紋腹板鋼梁的應用存在一定的學術爭議[23]。筆者將波紋腹板鋼梁的教學切入點選擇在提高腹板局部穩(wěn)定性這一知識點上，并對波紋腹板鋼梁應用方面的介紹盡量簡單。由此可避免學生的困擾，更重要的是突出教學主題的需要，否則不利于學生對重點知識的理解。

當然，對學術爭議點完全禁言也并非最佳選擇。往往很多沒有解決的問題更可啟發(fā)學生去思考、創(chuàng)新，形成一個基本的概念，并提高思考能力、創(chuàng)新能力[12]。對于尚未解決的問題，同樣需注意教學切入點的選擇。例如，研究不足是造成鋼結構疲勞采用容許應力計算法的重要因素，此外有關波紋腹板鋼梁的學術爭議在某種程度上與研究的缺乏存在關聯(lián)。筆者在講解鋼結構疲勞采用容許應力計算法時，對波紋腹板鋼梁應用存在的學術爭議進行簡單介紹，并針對上述學術分歧現(xiàn)象激勵學生在后續(xù)學習和工作中積極思考，勉勵他們?yōu)榻鉀Q類似問題作出自己的貢獻。

對學生進行適當?shù)募钜彩墙虒W藝術的體現(xiàn)，可以促進學生形成積極向上的學習心態(tài)，教與學是相輔相成的，學生的上進心有利于提高教學效果，從而形成教學的良性互動。

四、課外的利用

受教學改革的影響，有關課程減少了課時數(shù)，以筆者所在學校為例，鋼結構設計原理課程課時數(shù)從40減為32。這體現(xiàn)了少而精教學原則的一個方面，“少”即數(shù)量的減少。但更重要的另一方面——提高質量[1] ，如何在教學中得以貫徹，是需要探討的重點。

教學與科研相長，需要從根本上改變傳統(tǒng)的單向填鴨式授課方式，引導學生自主學習[24]。課堂外是課堂內的延伸，除了重視提升課堂教學質量外，對課外時間的利用也不容忽視。

學生之間具有差異性，部分學生并不滿足于課堂內容，他們的獨立思考與創(chuàng)造性鉆研并不局限于教材內容和教學大綱的規(guī)定。尤其是一些所謂標準化的教材，很難培養(yǎng)創(chuàng)新的人才[12]。對于部分學生，充分利用現(xiàn)今發(fā)達的互聯(lián)網技術，及時予以課外幫助與指導，甚至可吸收部分科研興趣濃厚的學生參加教師負責的科研項目。教學反饋說明筆者上述教學探索具有積極意義。

五、結語

培養(yǎng)學生獨立思考、求知探索與創(chuàng)造鉆研能力，既是高校教學特點，也是高校教學藝術功能的體現(xiàn)。以鋼結構設計原理課程為例，對在教學中引入學科研究進行分析思考，以形成具有個人特色的教學藝術，并促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，推進科教融合教學模式改革。

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Abstract：In teaching practice， the rational introduction of scientific research achievements is conducive to improving teaching results. Principles of steel structure design is an important basic course for civil engineering majors in higher engineering colleges， and it is also a compulsory course for students majoring in civil engineering. According to the training objectives and teaching characteristics of higher education， combined with the authors practical teaching experience in principles of steel structure design， the teaching of steel structure stability is chosen as a specific teaching case. It shows that the academic nature and artistic function of teaching can be reflected by introducing scientific research achievements into teaching. In addition， combining with the course teaching of steel structure design principle， it further elaborates how to integrate scientific research into teaching and form teaching art with certain characteristics from the aspects of familiar with teaching content， choice of entry point and utilization of extracurricular activities. The article can play an important role in improving teaching effect and promoting college students innovative ability.

Key words： integration of science and education; teaching characteristics; teaching art; principles of steel structure design; innovation ability

（責任編輯 周 沫）