莊一舟 陳俊杰 鄭國平

摘要：基于對浙江工業(yè)大學(xué)2014級、2015級、2016級留學(xué)生的問卷調(diào)查，探討鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計課程教學(xué)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，教學(xué)中普遍存在留學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)差、教師英語授課能力不強、教學(xué)方法傳統(tǒng)陳舊、實踐與理論脫節(jié)和考核評價不合理等問題。針對鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計課程的性質(zhì)和特點，并兼顧留學(xué)生的特殊性，從課程教學(xué)目標、課程內(nèi)容和教材、教學(xué)方法、課程設(shè)計和考核評價體系等方面進行探討分析，提出該課程教學(xué)改革建議，旨在提高留學(xué)生教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)更多國際化的土木工程專業(yè)實用型人才。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計;教學(xué)改革;留學(xué)生教育;教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0;TU37 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2020）04-0095-06

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速推進，出現(xiàn)了大量復(fù)雜、新穎、多樣的結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)體系被譽為21世紀的“綠色建筑”，在國內(nèi)外成為建造各類基礎(chǔ)設(shè)施的首要選擇[1]。同時，隨著十三五規(guī)劃的推進以及“一帶一路”建設(shè)的加快，我國對外交流愈發(fā)頻繁，國際合作項目也日益增多，我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)有了快速的發(fā)展[2]，吸引了大批外國留學(xué)生來華學(xué)習(xí)。據(jù)教育部統(tǒng)計，2017年共有48.92萬名留學(xué)生來華學(xué)習(xí)，預(yù)計該數(shù)字會以每年10%的速度增加[3]。大量留學(xué)生的引入為進一步推進國際交流與合作，培養(yǎng)具有國際視野的土木工程高級工程師提供了前提條件。留學(xué)生在不同教育系統(tǒng)之間的流動，必然對高校的教學(xué)和學(xué)習(xí)帶來影響，在此背景下積極探討高校留學(xué)生的教育教學(xué)方法具有重要的現(xiàn)實意義。

鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計課程（以下簡稱鋼結(jié)構(gòu)課程）是土木工程專業(yè)一門必修課，同時也是一門實踐性極強的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過該課程的教學(xué)，旨在幫助學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本理論與基礎(chǔ)知識，為以后學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)施工、設(shè)計等打下基礎(chǔ)[4]。本研究在對浙江工業(yè)大學(xué)留學(xué)生的問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于教育背景、語言障礙等的影響，傳統(tǒng)的教學(xué)方法并不適用于留學(xué)生教學(xué)。本文針對留學(xué)生的特殊性及其學(xué)習(xí)特點，結(jié)合浙江工業(yè)大學(xué)留學(xué)生的調(diào)查問卷，對鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)目標、授課內(nèi)容與方法、課程設(shè)計以及考核評價體系等問題進行探討，并提出相應(yīng)的改革建議。

一、留學(xué)生課程教學(xué)存在的問題

問卷調(diào)查能較真實地反映學(xué)生對課程教學(xué)的看法，真實了解學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量以及教師的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)方法等。表1為浙江工業(yè)大學(xué)2014級、2015級、2016級土木工程專業(yè)外國留學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的建議。

從表1可以看出，留學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)課程的教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)安排、考核體系等都提出了建議。從占比來看，留學(xué)生十分重視課程的實踐實習(xí);同時也希望更好地融入中國文化，建議學(xué)校加強中外學(xué)生的課外活動，增進中外學(xué)生的交流了解。此外，從調(diào)查問卷也可看出留學(xué)生教學(xué)存在的一些問題。

（一）語言交流困難

浙江工業(yè)大學(xué)對留學(xué)生的基本語言要求為新HSK四級180分及以上，從2014級、2015級、2016級留學(xué)生問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)留學(xué)生都存在語言交流障礙問題。此外，鋼結(jié)構(gòu)課程雙語教學(xué)水平高的教師并不多，多數(shù)專業(yè)教師的英語水平達不到全英語授課的標準。目前，在留學(xué)生教學(xué)中鋼結(jié)構(gòu)課程教師通常是對部分重要的專有名詞、重要的概念通過翻譯軟件進行翻譯，然后依照PPT進行機械式的翻譯講解，或者拿著英文課本進行中文授課[5]。這就導(dǎo)致留學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)基本概念、基礎(chǔ)知識等理解得不夠深入，甚至出現(xiàn)完全聽不懂教師講解的情況，其結(jié)果是留學(xué)生慢慢失去學(xué)習(xí)興趣與動力，難以達到理想的教學(xué)效果。因此，要提高留學(xué)生課程教學(xué)質(zhì)量必須首先提高授課教師的英語水平。

（二）專業(yè)基礎(chǔ)差

包括浙江工業(yè)大學(xué)在內(nèi)的眾多高校對來華留學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)歷要求為高中學(xué)歷，留學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)普遍較差。具體表現(xiàn)在基礎(chǔ)力學(xué)相關(guān)知識掌握得不牢固、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差。而鋼結(jié)構(gòu)課程涉及材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計等多門學(xué)科知識，尤其是對結(jié)構(gòu)力學(xué)的掌握非常重要，有的留學(xué)生對力學(xué)的基本概念都未能很好地了解和掌握，更談不上進行基本的力學(xué)分析。后續(xù)課程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及內(nèi)容更為廣泛，包括輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)、重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)、多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑、大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)大跨度等。設(shè)計方法既包括力學(xué)理論推導(dǎo)，又包括大量的構(gòu)造要求，同時又與相關(guān)規(guī)范及工程實際聯(lián)系密切，公式、圖表、規(guī)范條文多，具有綜合性、技術(shù)性和應(yīng)用性等特點[6]。一方面，授課教師在有限的時間里講授如此繁多的鋼結(jié)構(gòu)知識確實比較困難;另一方面，多數(shù)留學(xué)生在學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程前并沒有接觸過必要的前導(dǎo)課程，因此對一些基本概念也無法很好地理解和掌握，這在一定程度上影響了他們的學(xué)習(xí)興趣，難以達到理想的學(xué)習(xí)效果。

（三）教材選用欠合理

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，留學(xué)生普遍反映使用全中文教材學(xué)習(xí)起來存在一定的困難。目前，國內(nèi)英文教材主要依據(jù)中國規(guī)范編寫。但規(guī)范往往在不斷更新，教材卻更新遲緩，部分教材內(nèi)容早已不適用于當(dāng)前留學(xué)生教學(xué)。若采用全英教材，一方面存在版權(quán)問題[2];另一方面，國外教材編寫依據(jù)的是國外規(guī)范，與中國的規(guī)范標準不一樣，國內(nèi)授課多以本地的規(guī)范為標準。因此，留學(xué)生教材建設(shè)亟待加強。

（四）課堂教學(xué)與工程實踐缺乏有效結(jié)合

調(diào)查表明，眾多留學(xué)生希望能夠參與更多的工程實踐，以加深對課堂知識的理解，提高實踐能力，也有助于未來就業(yè)和職業(yè)發(fā)展。然而，目前鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)理論與實際嚴重脫節(jié)，這是許多高校土木工程專業(yè)教學(xué)面臨的問題。鋼結(jié)構(gòu)課程是一門實踐性很強的課程，課程教學(xué)必須與實踐相結(jié)合。此外，鋼結(jié)構(gòu)課程與鋼結(jié)構(gòu)制造工藝聯(lián)系緊密，其節(jié)點連接方式、桿件截面形式和結(jié)構(gòu)形成方式較多，對學(xué)生的空間想象能力要求較高[7]。如果僅僅依照課本或者PPT簡單介紹鋼結(jié)構(gòu)的連接方式、常見的構(gòu)造處理等，留學(xué)生難以對實際鋼結(jié)構(gòu)建筑物有深入的了解，無法把握各類鋼結(jié)構(gòu)特點及適用性區(qū)分，以致所學(xué)理論知識無法與實際鋼結(jié)構(gòu)工程有效結(jié)合[8]，其結(jié)果不僅使留學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，而且無法真正掌握課程知識。

（五）課程設(shè)計與考核評價體系不夠合理

調(diào)查中多數(shù)留學(xué)生認為課程設(shè)計題目過于單一，僅局限于角鋼屋架設(shè)計，缺乏新穎性。而且有些題目是往屆的設(shè)計題目，教師僅僅變換了相應(yīng)的參數(shù)而已。有的留學(xué)生偷工減料，直接利用上屆學(xué)生課程設(shè)計的模板，稍作修改就算完成任務(wù)，這樣顯然難以達到課程設(shè)計考核的真正目的，學(xué)生也無法真正掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本原理與設(shè)計方法。在考核評價方面，部分教師過于注重期末考試的結(jié)果，忽略學(xué)生平時的課堂表現(xiàn)與作業(yè)成績，以致學(xué)生只注重最后考試成績而忽略平時的知識積累與運用，達不到理想的教學(xué)效果。

二、 課程教學(xué)的改革與實踐

（一）提高授課教師英語水平，加強中外學(xué)生的交流合作

提高教師的英語水平對提高留學(xué)生教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。學(xué)校應(yīng)開展授課教師英語技能培訓(xùn)，不定期開展授課教師的對外訪學(xué)活動，或聘請外籍教師授課。一方面，訪學(xué)教師可在全英文環(huán)境中提升自己的英語水平，同時還能學(xué)習(xí)適合國外學(xué)生的先進教學(xué)方法和教學(xué)理念，引入國外良好的教學(xué)資源;另一方面，訪學(xué)教師回國后可以指導(dǎo)相關(guān)授課教師，達到共同提高英語授課能力的目的。

針對留學(xué)生希望能更好地融入課堂教學(xué)的愿望，學(xué)?？啥嚅_展中外學(xué)生互動的課外活動。比如每周或每月組織一次課外活動，中外學(xué)生混合編組，每位學(xué)生談?wù)勛约航诘膶W(xué)習(xí)情況、遇見的有趣的事等等。交流中中國學(xué)生講英文，外國學(xué)生講中文，以達到相互交流、共同進步的目的。此外，授課教師也可將中外學(xué)生班級組織起來，開展課下聯(lián)動。中外學(xué)生混編成組，每組2～4人，各小組課下開展學(xué)術(shù)研究交流，共同探討和解決專業(yè)問題。

（二）明確教學(xué)目標，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

調(diào)查顯示，多數(shù)留學(xué)生學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程感到有一定難度，究其原因，一方面是因為留學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)普遍較差;另一方面，留學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)前導(dǎo)課程的相關(guān)知識掌握得不夠好，或者由于前導(dǎo)課程教學(xué)側(cè)重點不同，有的內(nèi)容沒有作講解等。鋼結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容主要分為基本原理和設(shè)計兩部分。鋼結(jié)構(gòu)基本原理涉及材料、連接、構(gòu)件三個部分，材料部分包括鋼材種類、材料特性、受力特征等，純屬記憶類的知識，可要求留學(xué)生重在記憶掌握。連接部分主要包括焊接和螺栓連接等內(nèi)容，主要涉及材料力學(xué)拉壓彎扭組合知識的運用，可要求留學(xué)生掌握典型連接的公式，并學(xué)會套用公式解決問題即可。構(gòu)件部分內(nèi)容比較繁多，分為軸壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件、壓彎構(gòu)件等。每種構(gòu)件又包括強度計算、穩(wěn)定性計算、局部穩(wěn)定計算以及構(gòu)造要求等。授課教師可重點講解每種構(gòu)件的基本計算方法，教會學(xué)生如何從規(guī)范表中查值進行驗算。此外，對構(gòu)件的一般構(gòu)造可要求留學(xué)生進行記憶學(xué)習(xí)，屈曲后的強度計算可不作要求;構(gòu)件節(jié)點部分如梁梁節(jié)點、梁柱節(jié)點等內(nèi)容只要求留學(xué)生大概了解即可?？傊谡n教師要將教學(xué)重點放在公式的運用上，并淡化公式的推導(dǎo)，關(guān)鍵是要留學(xué)生學(xué)會獨立運用公式解決實際問題。課后作業(yè)的重心也應(yīng)在對公式的運用上，要求留學(xué)生掌握主要計算步驟，并能熟練運用公式。如軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件的課后習(xí)題，重點在掌握相關(guān)強度、剛度、穩(wěn)定性的計算方法，以及結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范掌握相應(yīng)構(gòu)件的設(shè)計計算方法。只有突出教學(xué)重點，才有助于留學(xué)生牢固掌握鋼結(jié)構(gòu)課程的重點知識[9]。

在教學(xué)內(nèi)容方面，授課教師應(yīng)適當(dāng)補充相關(guān)內(nèi)容的講解。鋼結(jié)構(gòu)課程重點在于培養(yǎng)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，使學(xué)生具有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計、施工圖繪制和識圖的能力。因此，在課堂上，授課教師可將自己有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的科研成果與學(xué)生分享，開拓他們的視野，并通過試驗過程中遇到的問題引導(dǎo)學(xué)生一起思考，共同分析探討解決問題的辦法，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性。還可適時引入工程實例，豐富教學(xué)內(nèi)容，做到理論聯(lián)系實際，可通過抽象、簡化力學(xué)模型，分析相關(guān)構(gòu)件的受力性質(zhì)、破壞機理等，幫助留學(xué)生認識到理論在解決具體實際問題上的重要作用[10]。如單層廠房結(jié)構(gòu)的教學(xué)，授課教師可引入具體的工程案例，對案例中鋼屋蓋的選用、種類、截面形式到支撐體系的布置原則和作用、鋼廠房的設(shè)計要點、構(gòu)件設(shè)計、節(jié)點設(shè)計及施工圖的繪制等進行一一講解。結(jié)合案例的講解可使枯燥的理論知識鮮活起來，各種新穎的鋼結(jié)構(gòu)圖片也讓學(xué)生覺得課程學(xué)習(xí)輕松有趣。同時，教學(xué)中應(yīng)及時介紹行業(yè)發(fā)展的最新信息，幫助學(xué)生及時了解鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的前沿知識，使學(xué)生對自己的未來職業(yè)有全新的認識。筆者在教學(xué)過程中常常播放一些經(jīng)典的鋼結(jié)構(gòu)試驗視頻，將一些復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造、設(shè)計等生動地展示出來，收到了良好的教學(xué)效果。在課下則通過QQ群、微信群分享鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的最新視頻、圖片，并及時解答學(xué)生的疑問等。此外，將中外學(xué)生混編成組，建立線上及線下討論群，加強師生之間以及學(xué)生之間的互動交流[11]。實踐表明，采取以上措施后留學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力有了明顯提高。

（三） 編寫適合留學(xué)生課程教學(xué)的教材

教材是學(xué)生與教師溝通的橋梁，學(xué)生圍繞教材與教師交流，實現(xiàn)語言能力、知識水平、思維能力的提高[12]。調(diào)查顯示，多數(shù)留學(xué)生不習(xí)慣使用全中文的教材，僅有的少量英文教材內(nèi)容又過于陳舊，不適合當(dāng)前的留學(xué)生課程教學(xué)。一本好的教材是提高教學(xué)質(zhì)量的必要條件，建議相關(guān)部門組織專家依據(jù)中國最新規(guī)范編寫雙語教材，既方便留學(xué)生自我學(xué)習(xí)，也方便教師在授課過程中重難點知識的講解?？傊?，應(yīng)在考慮留學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識、學(xué)習(xí)能力以及授課側(cè)重點的基礎(chǔ)上，編寫適合留學(xué)生課程教學(xué)的通用教材。編寫鋼結(jié)構(gòu)課程雙語教材已刻不容緩。

（四） 加強實踐教學(xué)，重視課程設(shè)計

調(diào)查顯示，多數(shù)留學(xué)生希望加強實踐教學(xué)，提高解決實際工程問題的能力。在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)留學(xué)生的動手能力普遍較強。因此，有條件的學(xué)校，可以搭建相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)實驗平臺，通過增加實驗課程加深學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)基本概念和基本理論的理解。同時還可引導(dǎo)留學(xué)生進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括試件設(shè)計、支座設(shè)計、連接設(shè)計等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。沒有條件搭建鋼結(jié)構(gòu)課程實驗平臺的學(xué)校，也應(yīng)采取現(xiàn)場參觀、實習(xí)等方式，加深留學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的感性認識。

課程設(shè)計是理論結(jié)合實踐的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過課程設(shè)計的訓(xùn)練，學(xué)生對教師所講解的理論知識會有更深刻的理解，而且能極大地提高學(xué)生解決實際問題的能力。授課教師應(yīng)重視課程設(shè)計，一個好的課程設(shè)計能使學(xué)生實現(xiàn)從校園學(xué)習(xí)到一線工作的平穩(wěn)過渡。課程設(shè)計中應(yīng)將實際工程設(shè)計融入課堂教學(xué)，或者組織留學(xué)生到設(shè)計院實習(xí)等，將課程設(shè)計與實際工程結(jié)合起來，學(xué)生才能學(xué)到真本事。筆者了解到，大部分留學(xué)生的設(shè)計題目僅是單層框架柱或梁的剪力、彎矩、內(nèi)力等的計算，應(yīng)適當(dāng)增加留學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的難度，直接提供某實際工程的擬建項目，要求學(xué)生給出結(jié)構(gòu)布置圖、構(gòu)造設(shè)計、節(jié)點結(jié)算、連接設(shè)計、梁柱剛度計算等，并結(jié)合相關(guān)計算機軟件完成設(shè)計。在題目給定初期，可以安排專業(yè)人員對學(xué)生進行培訓(xùn)，并指派優(yōu)秀學(xué)生進行指導(dǎo)，可組織學(xué)生聯(lián)合完成設(shè)計。從項目給定初期到完成設(shè)計，一整套流程下來，學(xué)生不僅對鋼結(jié)構(gòu)在實際工程中的運用有充分的認識，而且能極大地提高留學(xué)生分析問題、解決問題的實踐能力。

（五）課程考核方式多樣化

考核是教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)。通過考核，不僅可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)近況、掌握知識的程度，也可以掌握教師的教學(xué)情況。應(yīng)針對留學(xué)生學(xué)習(xí)特點和鋼結(jié)構(gòu)課程特點，構(gòu)建適合留學(xué)生的考核評價體系。調(diào)查顯示，多數(shù)留學(xué)生希望考核能更嚴格一點，以進一步提高專業(yè)水平，因此，應(yīng)積極推進留學(xué)生課程考核體系的改革。具體而言，課程總成績分為3部分：課程設(shè)計（40%）、筆試成績（40%）、課堂表現(xiàn)和出勤率（20%）。每項指標都有一個閾值，學(xué)生若未能達到閾值，可直接評定為不合格（如缺課3次，直接認定不合格）。筆試考核建議采用開卷和閉卷的方式。閉卷考試部分占筆試成績的40%，題型可設(shè)置判斷題、選擇題、填空題、簡答題等，主要考查留學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)課程基本概念和原理的掌握情況。開卷考試部分占筆試成績的60%，題型設(shè)置為計算題和實務(wù)題，重點考核留學(xué)生分析問題、解決問題以及計算的能力。

三、 結(jié)語

圍繞鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的方方面面（課程建設(shè)、課程內(nèi)容、考核體系等），對浙江工業(yè)大學(xué)2014級、2015級和2016級交換留學(xué)生進行了問卷調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)存在的一些問題，如教材選用不合理、留學(xué)生語言交流存在較大障礙、實踐機會較少、考核評價方式不合理等。對此，本文對鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)目標、授課內(nèi)容和教材、教學(xué)方法、課程設(shè)計和考核評價體系等進行了探討分析，并提出相應(yīng)的建議，旨在激發(fā)留學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高留學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)更多適應(yīng)“一帶一路”沿線國家社會經(jīng)濟發(fā)展需要的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用型人才。

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Abstract：?Based on the questionnaires for overseas students of grades 2014， 2015 and 2016 in Zhejiang University of Technology， the teaching method for the core course “basic principles and design of steel structure” has been discussed. The survey showed that， in the teaching for overseas students， there are many problems such as students poor foundation in mechanics， teachers weakness in teaching in English， obsolete teaching methods， poor integration between practice and theory as well as unreasonable assessment system， etc.. Based on the nature and characteristics of this course and the particularity of foreign students， the teaching effect of this course， in terms of the aspects in teaching goal， teaching contents， teaching materials， teaching methodologies， curriculum project design and examination evaluation system， has been discussed and analyzed to improve the teaching quality for overseas students and cultivate more international professional practical talents in civil engineering.

Key words：basic principles and design of steel structure; teaching reform; international student education; ?teaching method

（責(zé)任編輯 王 宣）