時(shí)間：2023-03-14 15:18:50
序論：在您撰寫鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)總結(jié)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；教學(xué)改革
中圖分類號：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1005-2909（2012）05-0108-03
隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展和國民生活水平的不斷提高，很多高層及大跨建筑物拔地而起。鋼結(jié)構(gòu)由于輕質(zhì)高強(qiáng)、建造周期短、施工方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)與民用建筑領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，多數(shù)外形新穎、奇特、大跨、超高的新型建筑都離不開鋼結(jié)構(gòu)。教育部于2010年6月份提出“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”以貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》重大改革項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)之一是強(qiáng)化學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力。土木工程專業(yè)是首批試點(diǎn)專業(yè)之一。課程設(shè)計(jì)作為土木工程專業(yè)學(xué)生必修的實(shí)踐類課程，在卓越工程師的培養(yǎng)過程中起著不可或缺的作用。李方慧等[1]在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中引入最新的研究成果和案例，結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段以提高學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)能力和認(rèn)知能力；賈玉琢等[2]指出當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)在教材內(nèi)容和教學(xué)方法等方面存在的弊病，并從優(yōu)化整合課程內(nèi)容、采用靈活的教學(xué)方法和先進(jìn)的教學(xué)手段入手，探討并實(shí)踐了鋼結(jié)構(gòu)課程實(shí)用的教學(xué)方法。
目前很多高校在土木工程專業(yè)同時(shí)開設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)基本原理、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)課程。這三門課程各有側(cè)重點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)基本原理側(cè)重鋼材的基本性能和構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度的計(jì)算方法；建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程側(cè)重各種常用鋼結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原理、受力分析、設(shè)計(jì)方法、加工制作和防腐蝕處理等內(nèi)容；鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)則主要訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用前兩門課程知識，通過對給定命題的鋼結(jié)構(gòu)單體進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐以鞏固專業(yè)知識，為學(xué)生以后從事工程設(shè)計(jì)和提升專業(yè)素質(zhì)做好知識儲備。目前，不同的高校對鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的要求不同，主要分為輕型門式剛架和鋼屋架兩種形式。
一、課程特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)
（一）課程特點(diǎn)
針對四年學(xué)制的土木工程專業(yè)本科學(xué)生，一般鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)開設(shè)在第七學(xué)期，即在學(xué)生學(xué)習(xí)了鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程后，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)具備了鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的必要專業(yè)知識。但是，大學(xué)四年級的學(xué)生有不同于其他年級的特殊性，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先，第七學(xué)期對報(bào)考研究生的學(xué)生是非常關(guān)鍵的時(shí)期，因此往年總是有部分學(xué)生為復(fù)習(xí)考研課程而缺課，即使上課也是心不在焉，最終導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)效率不高甚至不知道課程設(shè)計(jì)的基本要求。其次，大四學(xué)生面臨就業(yè)問題，很多用人單位為充分考查學(xué)生能力要求學(xué)生先到單位實(shí)習(xí)。由于就業(yè)市場競爭激烈，很多學(xué)生不愿意放棄來之不易的實(shí)習(xí)機(jī)會，因此選擇放棄專業(yè)課程的學(xué)習(xí)到單位實(shí)習(xí)。這批學(xué)生最終也不能較好地完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。第三，近些年來，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件發(fā)展很快，很多工作均可由計(jì)算機(jī)代為完成。如中國建筑科學(xué)研究院研發(fā)的PKPM系列軟件中的STS模塊，上海同磊土木工程技術(shù)有限公司研發(fā)的3D3S軟件，從10年前完成主要計(jì)算到現(xiàn)在可完成主要的施工圖，設(shè)計(jì)人員僅需要輸入少量設(shè)計(jì)參數(shù)即可完成設(shè)計(jì)優(yōu)化、計(jì)算分析和施工圖繪制。軟件的不斷發(fā)展和進(jìn)步大量減少了工程師的重復(fù)勞動，但是對學(xué)生基本技能的培養(yǎng)并無益處。學(xué)生由于對設(shè)計(jì)軟件過分依賴而對設(shè)計(jì)理論不熟悉，導(dǎo)致最終對計(jì)算結(jié)果無法準(zhǔn)確把握和判斷。
（二）教學(xué)目標(biāo)
專業(yè)課程的授課方法通常為教師講、學(xué)生聽的模式，課堂上師生互動較少，考核多以卷面成績?yōu)橹?。這種授課方式對課程設(shè)計(jì)顯然并不合適。作為鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的后續(xù)課程，鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的開設(shè)是建立在學(xué)生對專業(yè)知識有一定了解的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自主完成給定命題的鋼結(jié)構(gòu)單體設(shè)計(jì)過程，要求學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求、設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法，通過計(jì)算書和施工圖進(jìn)行考核，以適用、安全、經(jīng)濟(jì)、合理作為設(shè)計(jì)作品的考核目標(biāo)。
二、改進(jìn)方法
（一）分步和互動式教學(xué)
鋼結(jié)構(gòu)基本原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩門課程是鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的先行課，由于不同的教師授課方式和側(cè)重點(diǎn)有所不同，學(xué)生對知識的掌握程度也不同，在講授鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)要有針對性。學(xué)校將課程設(shè)計(jì)安排在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程完成之后的下個(gè)學(xué)期，往年的授課方式主要為三個(gè)階段：理論部分講解、計(jì)算分析階段和施工圖繪制階段，最終按提交的設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書質(zhì)量進(jìn)行考核。由于教師在理論講解時(shí)不了解學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度，只能按照平時(shí)授課方式講解課程設(shè)計(jì)理論，難以針對課程設(shè)計(jì)中學(xué)生容易出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行有針對性的教學(xué)；由于學(xué)時(shí)的限制，學(xué)生在匆忙完成圖紙和計(jì)算書后即是學(xué)期結(jié)束，即使教師發(fā)現(xiàn)圖紙和計(jì)算書中有很多問題也來不及讓學(xué)生修改。
為準(zhǔn)確把握學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握程度，筆者通過與學(xué)生交流，及時(shí)了解他們完成課程設(shè)計(jì)需要補(bǔ)充的知識點(diǎn)，適時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。如課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求學(xué)生完成一無吊車的輕型門式剛架設(shè)計(jì)，在第一節(jié)課上，即有學(xué)生指出門式剛架的結(jié)構(gòu)體系和計(jì)算方法在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課堂上已經(jīng)講述，但只是一帶而過。在這種情況下，筆者將課堂內(nèi)容及時(shí)調(diào)整，考慮到各種不同的結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方面并無大的差異，僅將門式剛架與其他結(jié)構(gòu)體系的不同之處重點(diǎn)講述，然后要求學(xué)生課后進(jìn)行計(jì)算分析，并在下一節(jié)課上隨機(jī)抽查2～3名學(xué)生在10分鐘內(nèi)用ppt演示自己的計(jì)算過程。通過演示及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算過程中普遍存在的問題，并在以后的授課過程中有目地重點(diǎn)解釋。學(xué)生為準(zhǔn)備演示ppt，會仔細(xì)閱讀教材及相關(guān)設(shè)計(jì)材料，獨(dú)立地思考、分析、歸納總結(jié)，既鍛煉了他們的語言表達(dá)能力，又能發(fā)現(xiàn)問題，高質(zhì)量地完成課程設(shè)計(jì)。
（二）工程實(shí)例的引入
隨著近些年來鋼結(jié)構(gòu)建筑物的日益增多，學(xué)生對以鋼結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際工程有一定程度的認(rèn)識。在教學(xué)過程中，除以照片形式展示國內(nèi)外已建成和正在興建的典型實(shí)際工程外，還可將常見結(jié)構(gòu)體系的主要受力構(gòu)件與校內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑物實(shí)體相結(jié)合，將書本理論知識與身邊實(shí)際工程結(jié)合，使學(xué)生對課堂所學(xué)知識加深理解和鞏固。
此外，雖然學(xué)生之前已完成其他專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)，但是由于鋼結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方式和其他結(jié)構(gòu)體系差異很大，無法將鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體用施工圖完整表達(dá)。鑒于此，筆者精選一套嚴(yán)格符合現(xiàn)行制圖標(biāo)準(zhǔn)的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)施工圖，從字體的選擇、圖面的布置到鋼結(jié)構(gòu)施工圖繪制的要點(diǎn)一一講解，要求學(xué)生從結(jié)構(gòu)布置到節(jié)點(diǎn)詳圖分步完成，每次課堂均安排2～3名學(xué)生演示自己完成的工作，引導(dǎo)其他學(xué)生學(xué)習(xí)并從中發(fā)現(xiàn)問題。經(jīng)過這樣的訓(xùn)練與引導(dǎo)，學(xué)生最終完成的圖紙圖面較往年有很大程度的提高。
（三）正確的設(shè)計(jì)理念
由于鋼結(jié)構(gòu)表面經(jīng)防腐蝕處理后美觀大方，很多建筑師選擇將鋼構(gòu)件暴露在室內(nèi)。一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品，結(jié)構(gòu)的安全可靠是基本要求，結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工也是結(jié)構(gòu)工程師必須考慮的因素。在往年的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)中，普遍存在截面過大、板件厚度太厚或太薄、連接處截面不等高或不等寬等問題。從學(xué)生的計(jì)算書來看，所選截面強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度等均滿足要求，但是有的截面應(yīng)力比太小造成材料浪費(fèi)，有的截面連接處截面不等高、翼緣不等寬造成外形層次不齊，有的所選腹板厚度太薄使焊接質(zhì)量難以保障，還有學(xué)生為減少工作量以等截面H型鋼替代經(jīng)濟(jì)合理的楔形截面。雖然筆者在理論部分的講解中反復(fù)強(qiáng)調(diào)這些問題，但是學(xué)生在最后提交的作業(yè)中這些問題仍然會重復(fù)出現(xiàn)，這主要是由于在專業(yè)課的授課過程中，只重點(diǎn)講解了構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度等關(guān)于安全性的訓(xùn)練，而忽視了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮的其他關(guān)乎結(jié)構(gòu)整體性的因素。因此，在截面優(yōu)化、校核的過程幫助學(xué)生校核所選截面的適宜性，有利于培養(yǎng)他們正確的設(shè)計(jì)理念。
為避免學(xué)生因截面選擇不當(dāng)而引起的設(shè)計(jì)不合理，筆者在這次的教學(xué)方法改革中通過部分學(xué)生的ppt匯報(bào)發(fā)現(xiàn)并提煉共性的問題，同時(shí)將學(xué)生分組，在課堂上討論、相互排查，確保每位學(xué)生對常見錯誤有明確的認(rèn)識。在課堂上師生互動，學(xué)生之間的互動，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生帶著問題思考、討論，可充分調(diào)動全體學(xué)生的積極性、主動性。通過討論，學(xué)生基本上掌握了大部分內(nèi)容，若仍不能解決的疑難問題，再通過重點(diǎn)講解進(jìn)一步促使學(xué)生將知識點(diǎn)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合。
（四）考核
與一般卷面考核不同，課程設(shè)計(jì)以最終提交的圖紙和計(jì)算書為考核依據(jù)，圖紙一般要求AutoCAD繪制。為避免學(xué)生之間相互抄襲，每年的課程設(shè)計(jì)均按一人一題設(shè)置，但即使這樣，仍很難杜絕抄襲他人圖紙和計(jì)算結(jié)果的現(xiàn)象發(fā)生，作為教師如何區(qū)分便成為難題。因此，筆者將學(xué)生的課堂表現(xiàn)同時(shí)作為考核依據(jù)，學(xué)生的ppt匯報(bào)和課堂的問答均能有效地反應(yīng)對知識點(diǎn)的掌握程度，結(jié)合提交的圖紙和計(jì)算書，能較為公平公正地對學(xué)生考核。
三、結(jié)語
文章從鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)出發(fā)，探討了適合鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)方法。實(shí)踐證明，根據(jù)課程特點(diǎn)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方法、提高師生的互動性、培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)理念可有效提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合能力。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李方慧，田春竹.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)方法探討[J].高等建筑教育，2011，20（1）：135-137.
[2] 賈玉琢，李曰冰，龔靖.鋼結(jié)構(gòu)實(shí)用性教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（5）：34-36.
Teaching methods of steel structure design course
CHEN Junling1， JIAO Yufeng1，2
（1. College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， P. R. China；
2. Henan University of Science and Technology， Luoyang 471003， Henan Province， P. R. China）
關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 橋梁與渡河工程 教學(xué)改革
中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.048
隨著鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的不斷增加，設(shè)計(jì)和施工單位急需大批熟練掌握橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工知識的專業(yè)人才。由于過去橋梁與渡河工程專業(yè)的本科階段鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容及教材側(cè)重點(diǎn)與工業(yè)民用建筑專業(yè)無異，剛畢業(yè)的橋梁與渡河工程專業(yè)的大學(xué)生很難適應(yīng)橋梁鋼結(jié)構(gòu)方面的工作，導(dǎo)致橋梁鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才短缺、質(zhì)量不高。一方面，鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁有著巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌鲂枨?，另一方面，橋梁與渡河工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)人才短缺，二者的矛盾造成了該領(lǐng)域就業(yè)空間廣闊，并且在今后一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)該空間還將不斷擴(kuò)展。①為了滿足社會對鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁人才的需求，我校橋梁與渡河工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式方面也在不斷進(jìn)行改革。
1 教學(xué)內(nèi)容
1.1 教材
目前，國內(nèi)已有的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材，大多基于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）②編寫，適合工業(yè)民用建筑專業(yè)的本科生進(jìn)行學(xué)習(xí)。涉及公路橋涵、鐵路橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材極少，以至于橋梁與渡河工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)此類③④教材后，無法直接應(yīng)用于鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。針對上述問題，我校橋梁與渡河工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程，選用東南大學(xué)葉見曙教授編寫的“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”⑤第三版第四篇――鋼結(jié)構(gòu)。該書結(jié)合我國公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行編寫，較好地解決了教材脫離規(guī)范的問題。此外，結(jié)合鋼橋、組合結(jié)構(gòu)橋梁參考書籍，在授課過程中緊緊圍繞橋梁專業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行講解，使學(xué)生工作后，能夠做到學(xué)以致用，更快適應(yīng)工作。
1.2 側(cè)重點(diǎn)
橋梁與渡河工程專業(yè)學(xué)生在進(jìn)行“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的學(xué)習(xí)之前，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等專業(yè)基礎(chǔ)課都已經(jīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的教學(xué)過程中，涉及到這部分的內(nèi)容適當(dāng)從簡講授，而增加更多針對橋梁鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。例如在材料性能方面，將講解的重點(diǎn)放在橋梁鋼結(jié)構(gòu)用鋼材、高強(qiáng)鋼絞線、橋梁鋼結(jié)構(gòu)用新材料如耐候鋼、耐高溫鋼材等材料的性能方面，讓學(xué)生了解現(xiàn)有橋梁用鋼的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢；結(jié)合這些材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用圖片，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在橋梁鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，適當(dāng)介紹索設(shè)計(jì)的內(nèi)容，例如鋼梁橋中的體外預(yù)應(yīng)力索、斜拉橋中的拉索、懸索橋中的纜索等，以有助于學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁課程，列出主要的參考文獻(xiàn)，供學(xué)生在課余時(shí)間有選擇地學(xué)習(xí)；橋梁鋼結(jié)構(gòu)尤其是鐵路橋，由于受到動荷載的影響，鋼結(jié)構(gòu)焊接的疲勞問題不容忽視，在橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程中必須補(bǔ)充疲勞設(shè)計(jì)的相應(yīng)內(nèi)容。為拓展學(xué)生的就業(yè)面，在課程講授過程中適當(dāng)增加工業(yè)民用建筑用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的知識，對其所用規(guī)范進(jìn)行介紹，拓寬學(xué)生的知識面。
2 教學(xué)方法
橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)，應(yīng)該既注重基本知識的傳授，同時(shí)不斷啟發(fā)學(xué)生，調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，逐步培養(yǎng)出發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題、最終解決問題的能力。通過對這種學(xué)習(xí)方法的傳授，使學(xué)生既能掌握書本知識，又能不斷創(chuàng)新進(jìn)取，極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2.1 理論教學(xué)
針對學(xué)生對圖片或視頻信息的興趣濃厚，對單純的數(shù)字或者文字興味索然的現(xiàn)實(shí)情況，對抽象的理論問題，用動畫或搜集實(shí)際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式播放給學(xué)生，讓學(xué)生以娛樂的方式掌握知識。例如，鋼結(jié)構(gòu)的連接和破壞問題，每一項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)現(xiàn)象都通過圖片展現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的機(jī)理問題，誘發(fā)學(xué)生的興趣，從而引出該節(jié)課程教授的重點(diǎn)，改善課堂教學(xué)的效果；同時(shí)，圖片或視頻的應(yīng)用，還能加深學(xué)生對基本知識與基本原理的感性認(rèn)識。
但對于計(jì)算原理和公式，一定要用板書演示其推導(dǎo)過程，讓學(xué)生的思路緊隨教師的演示，充分利用課堂時(shí)間，消化計(jì)算原理，提高教學(xué)效率。在計(jì)算理論講解完成后，結(jié)合工程應(yīng)用，介紹實(shí)際橋梁鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施，讓學(xué)生做到理論與實(shí)際相結(jié)合，掌握工程中處理具體問題的方法。
采用習(xí)題課、討論課的方式，對學(xué)生作業(yè)過程中存在的問題進(jìn)行深入剖析，點(diǎn)評解題過程中的易錯點(diǎn)和答題錯誤的原因。在講解和討論的過程中，幫助學(xué)生理清解題思路，規(guī)范解題步驟，總結(jié)解題技巧，提高答題的正確率，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致的工作作風(fēng)。
2.2 現(xiàn)場教學(xué)
在橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程講授過程中，多媒體、板書等多種手段是課堂教學(xué)的主要方法，但對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程來說，僅有課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)楸M管有多媒體作為教學(xué)工具，但畢竟還是圖片或短暫影片，學(xué)生難以形成一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)的概念，對鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識依舊不夠具體深刻。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的理論教學(xué)學(xué)習(xí)期間或結(jié)束后，充分利用學(xué)校周圍已建或在建鋼橋與組合結(jié)構(gòu)橋梁，進(jìn)行現(xiàn)場參觀、學(xué)習(xí)，便于理論知識與實(shí)際應(yīng)用“接軌”，有選擇性地帶學(xué)生深入施工現(xiàn)場，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐很有必要。在進(jìn)入現(xiàn)場之前，負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教師，需要事先向?qū)W生講解工地現(xiàn)場實(shí)踐中所涉及的系統(tǒng)知識。安排好班級分組與帶隊(duì)教師，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)過程中的安全問題與組織紀(jì)律問題。在施工現(xiàn)場，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識真實(shí)的螺栓、焊縫、縱向和橫向的加勁肋，辨別現(xiàn)實(shí)構(gòu)件中的受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件或壓彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件，觀察構(gòu)件的現(xiàn)場連接拼裝。請施工單位負(fù)責(zé)人講解施工現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)的基本概況，采用的施工方法，施工組織設(shè)計(jì)，施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，安全保障措施，施工過程中遇到的各種困難，出現(xiàn)的問題及解決的方案等。現(xiàn)場教學(xué)過程中，提醒學(xué)生注意觀察，認(rèn)真聆聽講解，將書本上的圖紙和現(xiàn)場的實(shí)體結(jié)構(gòu)充分比對，加深對書本知識的理解。同時(shí)，結(jié)合工程技術(shù)人員的講解，學(xué)習(xí)工程中處理具體問題的方法，真正達(dá)到現(xiàn)場教學(xué)的目的。
2.3 實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩部分。學(xué)生在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程學(xué)習(xí)過程中，如果對某個(gè)問題有進(jìn)一步研究的興趣，可以通過參與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出自己的研究課題。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動手制作鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證自己的想法或發(fā)現(xiàn)自己提出的方案的不足，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，同時(shí)也可為今后的學(xué)習(xí)和工作提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)，有助于幫助學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用理論課程學(xué)習(xí)到的知識，做到學(xué)以致用。但以往的課程設(shè)計(jì)都是在理論課講授完畢后進(jìn)行，設(shè)計(jì)效果不佳。為了改善課程設(shè)計(jì)效果，打破理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)的嚴(yán)格界限，將理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。⑥在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程開始上課之時(shí)，就給定課程設(shè)計(jì)題目，隨著授課進(jìn)度的深入，讓學(xué)生以長期大作業(yè)的方式分步驟完成。這樣，在理論授課過程中，學(xué)生隨時(shí)可以針對課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行提問，并能得到及時(shí)解答，課程設(shè)計(jì)周學(xué)生只需整理計(jì)算書、繪制圖紙。這樣，學(xué)生有充足的時(shí)間掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的各項(xiàng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)容，遇到問題能夠及時(shí)得到解決。
3 考核方式
在對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教學(xué)成果進(jìn)行考核時(shí)，如果僅僅通過期中、期末的考試結(jié)果來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，顯然將會是不全面的，也是不準(zhǔn)確的。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的教學(xué)過程中，采用多種考核形式，例如隨堂測驗(yàn)，課堂提問，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論或者針對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的某一問題，讓學(xué)生提交研究報(bào)告等方式進(jìn)行考核。對學(xué)生的日常測驗(yàn)，也可以采用口試和筆試相結(jié)合的形式，或者把一次測驗(yàn)拆分為多次小的測驗(yàn)，這將有助于更加全面地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，降低一次考試所帶來的偶然性。傳統(tǒng)的考試方法大多偏重對知識的記憶，形式單一，難以客觀、全面地評價(jià)教學(xué)效果，也難以調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。橋梁與渡河工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程考試，借鑒國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的考試模式，在考卷中，可能涉及到的全部公式均給出，避免學(xué)生死記硬背。此外，可考慮“半開卷”考試，允許學(xué)生將自己認(rèn)為重要的內(nèi)容事先書寫在一張A4紙上，考試時(shí)允許查看，考后隨試卷上交。這樣，學(xué)生對自己認(rèn)為的重點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，通過總結(jié)內(nèi)容的實(shí)用性，可反映學(xué)生對課程重點(diǎn)的把控。
4 結(jié)語
針對橋梁與渡河工程專業(yè)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程學(xué)習(xí)中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面，提出了一系列的改革措施。
（1）選用《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材，并結(jié)合鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁相關(guān)參考書籍，已學(xué)過的內(nèi)容適當(dāng)從簡講授，緊緊圍繞橋梁專業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行講解。（2）對抽象的理論問題，用動畫或搜集實(shí)際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式進(jìn)行播放；但對于計(jì)算原理和公式，一定用板書演示推導(dǎo)過程；采用習(xí)題課、討論課的方式，點(diǎn)評解題過程中的易錯點(diǎn)，總結(jié)解題技巧。（3）在理論課學(xué)習(xí)期間，充分利用學(xué)校周圍已建或在建鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁，進(jìn)行現(xiàn)場參觀、學(xué)習(xí)。（4）理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。（5）考核中，借鑒國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的考試模式，給出考卷中可能涉及到的全部公式；也可考慮“半開卷”考試。
注釋
① 蘇慶田，吳沖.鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁課程教學(xué)改革探討[J].高等建筑教育，2013.22（4）：37-40.
② 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].GB50017-2003.
③ 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑出版社，2003.
④ 彭偉.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2004.
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法；課程改革；成績評定
作者簡介：司紅云（1967-），女，江蘇南通人，揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院，副教授。（江蘇揚(yáng)州225009）
基金項(xiàng)目：本文系揚(yáng)州大學(xué)“鋼結(jié)構(gòu)”精品課程教改課題的部分研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）16-0084-01
基于鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)良特性，鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化程度高，施工期短，選型優(yōu)美，具有良好的抗震性能，且大部分鋼結(jié)構(gòu)都能有效地回收循環(huán)使用，對自然環(huán)境污染小，綠色環(huán)保，因此鋼結(jié)構(gòu)工程的運(yùn)用越來越廣泛。[1]隨著鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，社會對從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工人員要求越來越高，目前社會上專業(yè)從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)人員較少。為了培養(yǎng)鋼結(jié)構(gòu)的專業(yè)設(shè)計(jì)人員，就要求高校加強(qiáng)土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)，而實(shí)際情況是各高校普遍存在教學(xué)學(xué)時(shí)不足、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不完善、學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)不重視等問題。如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生牢固掌握基本理論，有效提高學(xué)生的實(shí)踐能力是“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)研究的重要課題。這對學(xué)生畢業(yè)后盡快適應(yīng)社會對鋼結(jié)構(gòu)人才的需求、促使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)健康有序的發(fā)展具有重要意義。筆者基于這方面的考慮，分析了目前鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題，研究了改革鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)方法的措施。
一、“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中存在的主要問題
目前“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)過程中存在著諸多問題，主要包括三個(gè)方面。
1.學(xué)時(shí)少而教學(xué)內(nèi)容繁多
“鋼結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容包括材料的性能和設(shè)計(jì)計(jì)算方法、鋼結(jié)構(gòu)的連接、軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎、壓彎構(gòu)件和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，[2]內(nèi)容繁多，而揚(yáng)州大學(xué)教學(xué)大綱安排課堂教學(xué)學(xué)時(shí)為45學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)為1周，教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為6學(xué)時(shí)。由于“鋼結(jié)構(gòu)”課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容、公式繁多，在45學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)很難達(dá)到較好的教學(xué)效果，學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上還必須熟悉有關(guān)公式、構(gòu)造要求、設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算圖表，45學(xué)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。而且“鋼結(jié)構(gòu)”又是一門綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的課程，學(xué)生應(yīng)有足夠的時(shí)間將理論與實(shí)踐結(jié)合，而根據(jù)教學(xué)大綱，“鋼結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)僅6學(xué)時(shí)，學(xué)生無法每個(gè)人都親自操作。而課程設(shè)計(jì)只有1周的時(shí)間，在短短1周的時(shí)間內(nèi)要完成結(jié)構(gòu)布置、荷載及內(nèi)力計(jì)算、截面選擇以及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、施工圖繪制等，工作量大。許多學(xué)生為了完成任務(wù)，只能對照例題依葫蘆畫瓢，無法認(rèn)真仔細(xì)地分析、設(shè)計(jì)，教學(xué)效果很難提高。
2.教學(xué)方法單一，教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)
“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)過程中一般以課堂教學(xué)為主，授課以多媒體課件結(jié)合傳統(tǒng)板書，雖然利用多媒體教學(xué)手段比單一的板書教學(xué)更形象，但仍為灌輸式教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容大多為抽象的力學(xué)模型，缺乏實(shí)際工程的直觀感覺，學(xué)生不能有效地將書本知識和實(shí)際工程中的梁柱、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等有機(jī)結(jié)合起來。
3.學(xué)生重視程度不夠
由于目前學(xué)生畢業(yè)后從事的大部分都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工工作，認(rèn)為接觸鋼結(jié)構(gòu)工程的機(jī)會比較少，因此許多學(xué)生對“鋼結(jié)構(gòu)”課程重視程度不夠。而“鋼結(jié)構(gòu)”課程理論性強(qiáng)，需要豐富的力學(xué)知識作為基礎(chǔ)，如果學(xué)生對力學(xué)課程的一些基本問題沒有理解透徹，特別是有的學(xué)生對力學(xué)中最基本的概念不清楚，學(xué)習(xí)“鋼結(jié)構(gòu)”課程時(shí)就感到困難，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算較繁瑣，因此對課程的學(xué)習(xí)就有些被動。
二、“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)方法改革
為達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的，本科生專業(yè)教學(xué)應(yīng)由著重知識傳授向側(cè)重學(xué)生能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。如何培養(yǎng)學(xué)生的理論與工程實(shí)踐結(jié)合的能力、空間想象能力和思維能力、分析歸納總結(jié)能力和科學(xué)探索能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)是專業(yè)課程教師重點(diǎn)探索問題。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)從兩個(gè)方面改革“鋼結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。
1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)理論教學(xué)
教學(xué)過程中，為提高教學(xué)效果，明確解決問題的思路，應(yīng)從講解基本構(gòu)件開始，即告知學(xué)生各類構(gòu)建的設(shè)計(jì)和計(jì)算一般思路是：構(gòu)件截面選擇強(qiáng)度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算。[3]通過理論知識的闡述和基本構(gòu)件例題的講解，讓學(xué)生掌握設(shè)計(jì)過程，注重理解和學(xué)習(xí)解決問題的方法。
對于課本中大段的公式推導(dǎo)和大量的穩(wěn)定理論側(cè)重于理解性闡述，讓學(xué)生學(xué)會利用穩(wěn)定理論實(shí)用計(jì)算公式解決實(shí)際問題，而具體的推導(dǎo)由學(xué)生課后完成。
教學(xué)過程中選擇一些工程實(shí)例結(jié)合理論知識進(jìn)行講解，以增加學(xué)生的感性認(rèn)識，并增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力
通過樹立規(guī)范意識，加強(qiáng)課程實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的實(shí)踐能力。
（1）在進(jìn)行理論教學(xué)過程中，加強(qiáng)國家規(guī)范等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的講解，將規(guī)范意識貫穿教學(xué)的全過程。工程規(guī)范特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)是工程技術(shù)人員的法律準(zhǔn)則，是在大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的理論總結(jié)，教學(xué)過程必須讓學(xué)生知道并要求他們牢記鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)施工必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范。
（2）加強(qiáng)課程實(shí)習(xí)，在理論教學(xué)過程中盡可能選擇合適的實(shí)際工程，帶學(xué)生親臨工地，深入到工程中去，學(xué)習(xí)和了解工程中的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，增強(qiáng)工程的感性認(rèn)識。
（3）強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是結(jié)合專業(yè)課學(xué)習(xí)而設(shè)置的綜合性課題。通過課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，學(xué)生能把所學(xué)的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，提高實(shí)踐運(yùn)用能力。課程設(shè)計(jì)的時(shí)間不能太短，要讓學(xué)生有足夠的時(shí)間分析計(jì)算并完成計(jì)算機(jī)繪圖。課程設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重學(xué)生計(jì)算分析能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，目前工程上鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用較多，主要有PKPM中STS鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、MTS鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件和3D3S鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，選擇較為適合學(xué)生掌握的軟件，讓學(xué)生學(xué)會軟件的操作計(jì)算，提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果，為今后從事專業(yè)的工作打下良好基礎(chǔ)。
（4）進(jìn)一步加強(qiáng)“鋼結(jié)構(gòu)”課程實(shí)驗(yàn)，增加鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；“鋼結(jié)構(gòu)”課程實(shí)驗(yàn)可促進(jìn)學(xué)生對理論知識的深入理解，盡量利用課余時(shí)間讓盡可能多的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，理解構(gòu)件受力過程及檢測的方法、理解鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的形式和原因，掌握應(yīng)力應(yīng)變測試方法、構(gòu)件加載方法、應(yīng)力計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算的方法。
三、“鋼結(jié)構(gòu)”課程成績評定方法改革
課程成績評定是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的手段。如何評定學(xué)生成績是一個(gè)系統(tǒng)問題，過去往往單純以考試成績作為課程成績，這樣不能真正反映學(xué)生的實(shí)際能力。筆者認(rèn)為應(yīng)綜合考慮多種因素，最終確定課程成績，應(yīng)主要從三個(gè)方面改革課程成績的評定。
1.成績評定體系確定
“鋼結(jié)構(gòu)”課程成績應(yīng)由多方面因素決定。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為“鋼結(jié)構(gòu)”課程成績主要由課堂教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)方面成績綜合考慮。而課堂教學(xué)成績、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)成績和課程設(shè)計(jì)成績又有多個(gè)影響因素。課堂教學(xué)成績的主要影響因素有課程考試成績、課堂出席率、平時(shí)作業(yè)情況；實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)成績的影響因素主要有實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況、實(shí)際操作情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量；課程設(shè)計(jì)成績的影響因素主要有工作量、圖紙質(zhì)量、設(shè)計(jì)報(bào)告書質(zhì)量等。
2.影響因素相對重要性研究
課程成績評定影響因素很多，各影響因素對最終成績的影響程度不一樣，研究影響因素的相對重要性對最終成績有著重要意義。相對重要性研究方法很多，層次分析法是實(shí)際運(yùn)用中較為常用的方法。層次分析法是系統(tǒng)工程中對非定量或定性定量相結(jié)合事件作定量分析的一種有效方法，也是對主觀判斷作客觀描述的一種方法。用層次法進(jìn)行系統(tǒng)分析，[4]首先要把問題層次化，根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，并最終把系統(tǒng)分析歸結(jié)為可直接供決策的參量相對于總目標(biāo)相對重要性權(quán)重的確定或相對優(yōu)劣次序的排序問題。傳統(tǒng)的層次分析法計(jì)算量較大，往往會產(chǎn)生較大的誤差。改進(jìn)層次分析法是基于傳統(tǒng)的層次分析法思想，借鑒模糊數(shù)學(xué)方法，建立基于模糊一致矩陣的改進(jìn)層次分析法。該法既能滿足判斷思維過程的一致性要求，又不需要對矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，可直接由通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化后得到的模糊一致性矩陣元素來計(jì)算評定指標(biāo)的相對重要性。
3.評定方法研究
根據(jù)模糊理論，模糊綜合評定的數(shù)學(xué)模型可采用三級模糊評定模型。三級模糊綜合評定的數(shù)學(xué)模型中，課程成績是總目標(biāo)；逐級考慮各影響因素的相對重要性，最終確定課程成績。
采用模糊綜合評定方法評定課程成績可考慮多種影響因素，可較為客觀地反映學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際效果。
四、結(jié)論
“鋼結(jié)構(gòu)”課程是土木工程專業(yè)課程，是從事專業(yè)工作必不可少的重要課程。優(yōu)化“鋼結(jié)構(gòu)”課程的理論教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)，合理評定課程成績，是提高教學(xué)效果的有效措施。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；多媒體教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）18-0136-02
鋼結(jié)構(gòu)課程是高等院校培養(yǎng)土木工程專業(yè)本科人才的一門重要專業(yè)課程。該課程著重培養(yǎng)學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)基本原理的基本概念以及對原理的理解與掌握，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理及工程設(shè)計(jì)能力，因而在土木工程專業(yè)系列課程體系中占有十分重要的地位[1-3]。基本內(nèi)容包括緒論、鋼結(jié)構(gòu)的材料、鋼結(jié)構(gòu)的連接、軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)、拉彎壓彎構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)最新技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)制造簡便，易于采用工業(yè)化生產(chǎn)，施工安裝周期短，密封性好，耐熱性好等特點(diǎn)，所以目前在大型公共建筑、民用建筑、工業(yè)建筑以及大跨橋梁結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，如大型體育場館、機(jī)場航站樓、火車站、工業(yè)廠房、超高層建筑及輕鋼建筑等方面。
一、鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程中存在的問題
鋼結(jié)構(gòu)和其他課程的教學(xué)一樣，只有把教與學(xué)充分地結(jié)合起來，才能真正發(fā)揮“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的作用，老師會教，學(xué)生愛學(xué)，教師和學(xué)生在共同學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行觀點(diǎn)交流和思想碰撞，才能打造高效生動課堂氛圍，筆者經(jīng)過多年的該課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)在教學(xué)過程中存在以下一些問題。
1.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)興趣不高并非學(xué)生天生不喜歡學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)，而是鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)相對其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有一定的難度。首先表現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)概念比較抽象，學(xué)生需要在學(xué)習(xí)時(shí)有很強(qiáng)的空間想象能力，同時(shí)涉及眾多力學(xué)概念、材料和施工工藝等諸多因素，計(jì)算公式很多，而且有些公式并非理論推導(dǎo)得出，而是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)得出的經(jīng)驗(yàn)公式。其次是該課程對學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)要求比較高，如果學(xué)生的材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程沒有學(xué)扎實(shí)，就會給本課程的學(xué)習(xí)帶來極大影響。再次是教學(xué)過程中缺少實(shí)體鋼結(jié)構(gòu)建筑，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，故接受起來感覺比較生硬，導(dǎo)致學(xué)生理解知識的難度較大。最后一個(gè)也是很重要的一個(gè)原因是教學(xué)的課時(shí)與該課程內(nèi)容所需課時(shí)相比嚴(yán)重不足，導(dǎo)致教師為了完成教學(xué)大綱所規(guī)定教學(xué)內(nèi)容，不得不盡量趕教學(xué)進(jìn)度，進(jìn)行填鴨式教學(xué)，這樣學(xué)生尚未來得及消化所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而新的內(nèi)容又接踵而至，學(xué)生疲于奔命，形成惡性循環(huán)，影響到學(xué)習(xí)的效果，最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不高。
2.學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)知不足。我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展相對滯后。目前歐美發(fā)達(dá)國家的鋼結(jié)構(gòu)建筑占比約為20%左右，而我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑占比尚不足10%。在我國整個(gè)建筑行業(yè)普遍存在著對鋼結(jié)構(gòu)建筑認(rèn)識不足，觀念相對落后，對鋼結(jié)構(gòu)體系積極性不高，管理跟不上等問題。這些都嚴(yán)重阻礙著鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國的進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量比較少，且大多數(shù)為工業(yè)廠房、高層或大跨度建筑，在民用建筑特別是民用住宅方面少有建樹。即使身邊有些建筑屬于鋼結(jié)構(gòu)，大多也進(jìn)行了外包裝修，因此能直觀見到的鋼結(jié)構(gòu)比較少，這就造成了學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)知不足，給本課程的學(xué)習(xí)帶來一定困難。
3.學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐機(jī)會少、課程設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)。鋼結(jié)構(gòu)學(xué)時(shí)數(shù)不足，而且大部分時(shí)間用于學(xué)習(xí)基本理論，學(xué)生就沒有足夠的時(shí)間把理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，大多依賴查閱圖書館資料以及網(wǎng)上資料，來有限度地充實(shí)感性認(rèn)識。這樣導(dǎo)致理論與實(shí)踐特別是工程應(yīng)用環(huán)節(jié)脫節(jié)，不能有機(jī)結(jié)合，因而在學(xué)習(xí)過程中，普遍感覺比較抽象，反過來也就不能很好地理解基本理論。鋼結(jié)構(gòu)基本理論知識掌握不扎實(shí)，甚至識圖都比較費(fèi)勁，一旦接觸到鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)計(jì)算問題，就會感覺困難。這種傳統(tǒng)的基本上僅靠教師講，學(xué)生聽的模式，肯定會讓課程內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生的求知欲下降，這些問題是鋼結(jié)構(gòu)授課教師在教學(xué)中必須思考和解決的實(shí)際問題，只有解決了以上問題，才能真正提高鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)質(zhì)量。
二、“教”與“學(xué)”的改革，“教”與“學(xué)”的實(shí)踐
根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)以及教學(xué)上存在的問題，為了有效地提高課程教學(xué)質(zhì)量，筆者通過幾年的授課，總結(jié)出以下“教”與“學(xué)”的改革與實(shí)踐：
1.關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)法，解決學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，增加學(xué)習(xí)興趣。鋼結(jié)構(gòu)課程中很多的理論和設(shè)計(jì)計(jì)算，如材料性質(zhì)、連接方式、構(gòu)件（拉、壓、彎、剪和扭）的受力性能及其計(jì)算方法等，是在材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)只要是遇到力學(xué)分析和公式的推導(dǎo)，就會很吃力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)困難，興趣下降。因此教師在授課的過程中，應(yīng)該將相同或相近知識點(diǎn)的要素提煉出來，建立相應(yīng)的邏輯關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生回憶以前的力學(xué)知識，形成相關(guān)聯(lián)的知識鏈，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)力學(xué)及材料力學(xué)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，并且通過相關(guān)的例題解答讓學(xué)生把原來的力學(xué)知識重新記憶，這樣的學(xué)習(xí)可以不至于讓原來力學(xué)基礎(chǔ)薄弱過度地影響到鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，增加學(xué)習(xí)的興趣。比如在學(xué)習(xí)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，材料力學(xué)一般只給出歐拉公式來計(jì)算臨界應(yīng)力，而歐拉公式僅適用于理想的壓桿計(jì)算，要求是一根理想的壓桿：桿件完全挺直、荷載沿桿件形心，桿件在受荷之前沒有初始應(yīng)力，也沒有初彎曲和初始偏心等缺陷，截面沿桿件是均勻的。這種理想的桿件在鋼結(jié)構(gòu)工程中是不存在的，因此歐拉公式不能直接用來確定臨界荷載及穩(wěn)定系數(shù)，而需要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)具體情況進(jìn)行修正。這樣把這種幾門課程相關(guān)聯(lián)地融合到鋼結(jié)構(gòu)課程的“教”與“學(xué)”的過程中，效果明顯好于生硬地講解鋼結(jié)構(gòu)本身的知識，當(dāng)然這個(gè)過程也是對老師提出了更高的要求，需要教師本身知識儲備豐富并且認(rèn)真?zhèn)湔n，并經(jīng)長期的教學(xué)實(shí)踐才能有效把握。
2.教學(xué)手段多樣化，增加有“形”的學(xué)習(xí)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接抽象，教學(xué)內(nèi)容大多為抽象的力學(xué)模型，學(xué)生不能由力學(xué)模型和鋼結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)诖竽X中建立實(shí)體模型，教學(xué)過程中可借助大量的已建和在建鋼結(jié)構(gòu)工程實(shí)例圖片介紹鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的發(fā)展歷史、應(yīng)用情況和發(fā)展趨勢以及鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)等，注重充分利用多媒體教學(xué)手段，多媒體課件，采用動畫演示、工程圖紙和教學(xué)模型等立體化教學(xué)手段，使學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)中的基本構(gòu)件、連接方式、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、制作加工、施工等初步有個(gè)感性認(rèn)識，還可以通過放映放鋼結(jié)構(gòu)建筑或構(gòu)件被破壞視頻，解釋書本相關(guān)知識，比如筆者針對比較抽象的壓桿的計(jì)算長度、彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn)，梁的整體失穩(wěn)以及構(gòu)件的局部失穩(wěn)等均制作了較精細(xì)的視頻，用于課堂教學(xué)演示，這樣既充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，增加有“形”的學(xué)習(xí)，又節(jié)省了時(shí)間，而且還能加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解同時(shí)也吸引了學(xué)生的注意力，引發(fā)了學(xué)生更加濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
3.增加實(shí)踐環(huán)節(jié)、提高課程設(shè)計(jì)及工程設(shè)計(jì)的能力。任何一門學(xué)科都是理論和實(shí)踐結(jié)合才能達(dá)到更好的教學(xué)效果，所以在鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)過程中注重增加實(shí)踐環(huán)節(jié)。除了在課堂上通過視頻和圖片多展示實(shí)際工程外，筆者還盡可能利用認(rèn)識實(shí)習(xí)等機(jī)會組織學(xué)生實(shí)地參觀一些建設(shè)中以及已建成的比較典型的鋼結(jié)構(gòu)建筑。除了實(shí)地參觀，還注意采取其他一些有效的實(shí)踐環(huán)節(jié)，如上課講解注冊結(jié)構(gòu)師考試的試題，這類試題與工程的聯(lián)系比較緊密，或者直接來源于工程實(shí)踐，這也是一種課堂教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合的有效方式。目前還正在建造一個(gè)縮尺鋼結(jié)構(gòu)模型，專門用于鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)。該模型可以反映主要的鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)、連接及構(gòu)件。學(xué)生對工程實(shí)踐興趣大，所以在鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要設(shè)計(jì)題目盡量選擇實(shí)際的工程，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力和思維方式，目前，筆者所設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)題目一般為門式剛架或桁架，將來打算結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)一步豐富課程設(shè)計(jì)的題目。作為專業(yè)課程的教師，還需注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用各種行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊，查閱文獻(xiàn)資料來幫助自己獲取知識，并且充分利用結(jié)構(gòu)軟件做好課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。目前，在土木工程類專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，大多不涉及鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)建模、分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)，這就無法培養(yǎng)學(xué)生主動運(yùn)用專業(yè)知識去進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，而從技術(shù)創(chuàng)新的要求看，工程設(shè)計(jì)的核心應(yīng)該是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，而不是仿制再設(shè)計(jì)，并且將工程設(shè)計(jì)作為一個(gè)高于理論與實(shí)踐的創(chuàng)新環(huán)節(jié)，在選題上給學(xué)生提供機(jī)會，使其主動地運(yùn)用所學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)和力學(xué)知識去思考、去創(chuàng)新。在這樣的認(rèn)識下，鋼結(jié)構(gòu)課程的教育將可以脫離單一的一門課程的教育而貫穿于土木工程專業(yè)教育的全過程，并將提高未來工程師的技術(shù)創(chuàng)新能力。
三、結(jié)語
鋼結(jié)構(gòu)課程作為土木工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，重要性和地位逐步增強(qiáng)，為了培養(yǎng)杰出的鋼結(jié)構(gòu)人才，為了適應(yīng)形勢發(fā)展需要，有必要對鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)進(jìn)行改革。以學(xué)生為主體，盡力滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，多渠道、全方位地改進(jìn)教學(xué)方法和手段，逐步提高土木專業(yè)學(xué)生的鋼結(jié)構(gòu)理論水平和實(shí)踐動手能力。在近年教學(xué)實(shí)踐中，筆者逐步總結(jié)、運(yùn)用上述教學(xué)方法，教學(xué)效果在穩(wěn)步提升。為了取得更好的效果，教師也需要不斷地充實(shí)和提高自己，提高師生的交流和互動、培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)理念可有效提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生綜合能力，把專業(yè)知識運(yùn)用到工程實(shí)踐中，為我國的鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)培養(yǎng)更多更好的人才做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：鋼屋蓋;課程設(shè)計(jì);整體設(shè)計(jì);工程應(yīng)用
中圖分類號：G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：
1005-2909(2012)03-0121-04
進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建造事業(yè)的迅猛發(fā)展和大量鋼結(jié)構(gòu)建筑物的快速崛起，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類課程在土木工程專業(yè)本科教學(xué)中的地位日漸凸顯。該類課程以提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)素質(zhì)為重心，依托鋼屋架、門式剛架、吊車梁等課程設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，培養(yǎng)學(xué)生處理工程問題的能力，架設(shè)校園學(xué)習(xí)與未來應(yīng)用的橋梁。但鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算量大，圖紙表達(dá)繁瑣，學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中常出現(xiàn)思路不清晰，與工程實(shí)踐脫節(jié)，細(xì)節(jié)處理不完善等問題。筆者以鋼屋蓋設(shè)計(jì)為例，對設(shè)計(jì)流程詳細(xì)梳理，總結(jié)了幾處常見問題并給出處理方法，以供教學(xué)與學(xué)習(xí)參考。
一、構(gòu)建整體設(shè)計(jì)思路
鋼屋蓋設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)中的常用選題。屋蓋系統(tǒng)是由若干榀屋架、支撐體系、屋面材料、檁條等組合而成的［1-2］。筆者于教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生大多拘泥于鋼結(jié)構(gòu)原理中一再強(qiáng)化的“材料—連接及節(jié)點(diǎn)—構(gòu)件”的思路，雖然對經(jīng)過離散的鋼屋架的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)非常熟悉，但常常無法將它們拼裝成完整的屋蓋體系，順暢地完成整體結(jié)構(gòu)的選型和分析工作，即缺乏整體結(jié)構(gòu)意識。而樹立這種意識，做到面對任何工程時(shí)都能具備大局觀，從結(jié)構(gòu)規(guī)劃著手，再細(xì)化到構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)計(jì)算和最終圖面實(shí)現(xiàn)，恰恰是從事設(shè)計(jì)工作的必備素質(zhì)。所以，在課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程中，幫助學(xué)生形成整體設(shè)計(jì)思路就顯得尤為重要。這種思路的形成，依賴于鋼結(jié)構(gòu)原理和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程鏈的有效銜接和相關(guān)知識的整合，即通過規(guī)范設(shè)計(jì)流程，將學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)知從“連接方法—構(gòu)件”
修正為“整體結(jié)構(gòu)—構(gòu)件—連接及節(jié)點(diǎn)” ［3］。鋼屋蓋的設(shè)計(jì)流程［4］，即可從搭設(shè)大骨架著手，首先確定結(jié)構(gòu)的基本形式，明確荷載與內(nèi)力，再落實(shí)具體的桿件與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，直至勾勒出有骨架、有血肉的豐盈的建筑物，如圖1所示。
在實(shí)踐整體設(shè)計(jì)的過程中，很多工程、辦公軟件起到了良好的輔助作用，如STS可以完成屋架的建模、內(nèi)力求解以及施工圖繪制，有限元軟件可以模擬屋蓋的變形形態(tài)， CAD可以直接測量屋架起拱前后桿件長度，EXCEL可以編程解決重復(fù)計(jì)算問題等。但有些軟件從輸入?yún)?shù)到獲得圖紙的過程過于簡單化，不利于學(xué)生切實(shí)理解和掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要核。因此課程設(shè)計(jì)中還應(yīng)貫穿以手算—手繪為主，電算—電繪為輔的指導(dǎo)原則，提高學(xué)生的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力。
二、強(qiáng)化工程實(shí)踐概念
初次接觸鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的在校生，大多能夠參照理論知識完成設(shè)計(jì)流程，但卻無法規(guī)避因缺乏工程經(jīng)驗(yàn)而出現(xiàn)的各類疏漏，造成理論與實(shí)際的脫節(jié)。根據(jù)筆者的教學(xué)實(shí)踐，將屋架設(shè)計(jì)的常見問題總結(jié)如下。
（一）跨中起拱問題
屋架承受荷載后，下弦將因受拉而伸長，跨中節(jié)點(diǎn)將下垂若干毫米。如果拼裝時(shí)不起拱，跨中節(jié)點(diǎn)下垂后很不美觀，且給人不安全感。故而施工過程中，常將跨度≥24 m、下弦無曲折的梯形屋架給予L/500的跨中起拱［5］（圖2）。而該起拱值對屋架桿件長度及內(nèi)力大小的影響是否考慮，應(yīng)當(dāng)向?qū)W生推導(dǎo)演繹清楚。以跨度為24 m、屋面坡度為1/12的某梯形屋架為例（圖3），起拱方法一般為抬高下弦中點(diǎn)使之成傾斜狀，并保持所有豎桿長度不變以保證屋架原有高度。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，起拱后各桿件交角改變不大，僅屋架斜腹桿長度有明顯改變，內(nèi)力計(jì)算結(jié)果也只有微小差異。為簡化處理，施工詳圖中屋架的主視圖仍可按起拱前形狀繪制（即下弦桿軸線仍為水平），僅需在圖紙左上角的幾何尺寸圖中畫出起拱高度，并標(biāo)出起拱后桿件幾何長度，從而為施工時(shí)下料拼裝提供參考。內(nèi)力計(jì)算時(shí)，也可取起拱前模型，起拱對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的極小誤差忽略不計(jì)。
（二）桿件交匯問題
在屋架的實(shí)際制作過程中，應(yīng)充分考慮三角形的穩(wěn)固性，盡力保證弦桿、腹桿軸線匯交于一點(diǎn)，否則會使屋架的上、下弦桿產(chǎn)生偏心彎矩，引起局部桿件變形。理論上各桿軸線應(yīng)是型鋼的重心線，初學(xué)者習(xí)慣上也會直接根據(jù)型鋼表中重心距確定桿件定位。但桿件是雙角鋼時(shí)，角鋼截面的重心距，即形心與肢背的距離常不是整數(shù)。為了工程制作方便，焊接屋架中通常取角鋼肢背至軸線的距離為 5 mm的倍數(shù)，螺栓連接時(shí)則選用角鋼的最小線距來匯交。角鋼桿件的軸線與重心線雖然沒有完全重合，但引起的偏心很小，計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。
（三）桿件拼接問題
屋架弦桿的拼接分為工廠拼接和工地拼接兩種。工廠拼接為型鋼長度不夠或弦桿截面有改變時(shí)在制造廠進(jìn)行的拼接，拼接位置在節(jié)點(diǎn)范圍以外，通常設(shè)在內(nèi)力較小的節(jié)間。工地拼接用于屋架分為幾個(gè)運(yùn)送單元時(shí)在工地進(jìn)行的拼裝，拼接位置一般在節(jié)點(diǎn)處。課程設(shè)計(jì)中涉及的多為中小跨度屋架，以跨中工地拼接節(jié)點(diǎn)居多。該類節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，除要設(shè)置節(jié)點(diǎn)板、拼接角鋼及加勁肋板，還要特別指導(dǎo)學(xué)生注意焊縫的處理方法。根據(jù)運(yùn)送單元的劃分，節(jié)點(diǎn)處的部分構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)板在工廠制造時(shí)即需焊好，行工廠焊縫，而另一運(yùn)送單元上的構(gòu)件必須在工地拼裝后才能與節(jié)點(diǎn)板焊牢，行工地焊縫，施工圖中應(yīng)以表達(dá)。以屋架下弦中央拼接節(jié)點(diǎn)為例（圖4），工廠制造時(shí)節(jié)點(diǎn)板和直腹桿屬左半榀屋架，其間焊縫為工廠焊縫，節(jié)點(diǎn)板與右方桿件均為工地焊縫，拼接角鋼為獨(dú)立零件，與左右兩半榀屋架的弦桿都用工地焊縫連接，以避免拼接時(shí)角鋼穿插困難。為便于工地拼裝定位，右方腹桿和拼接角鋼水平肢上均應(yīng)設(shè)置安裝螺栓，拼接角鋼豎直肢因切肢后尺寸較小可不設(shè)安裝螺栓。運(yùn)送屋架時(shí)，宜利用下弦連接水平支撐的螺栓孔，將拼接角鋼臨時(shí)固定在某一側(cè)弦桿上以免散失。
Abstract The continuous increase of steel output in China and the support of national policies have provided a great deal of space for the development of steel structures. But at present， the steel structure talent is relatively short. For local colleges and universities， to cultivate applied steel structural talents adapted to market demand is the top priority. This paper analyzes the common problems in the teaching of steel structures in local colleges and universities. After three consecutive years of teaching reforms， we have increased the time for steel structure courses， optimized the course content system， and reformed teaching methods. We have incorporated mixed teaching concepts into teaching and strengthened our practice. Practice has shown that through the teaching reform， students' innovation ability， engineering application ability and overall quality have been significantly improved， which can be used as reference for similar institutions.
Keywords training of applied talents； steel structure； teaching reform
一??國家鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，與本國的煉鋼、煉鐵的技術(shù)是分不開的，同時(shí)，與國家政策的支持也是息息相關(guān)的。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的綜合國力更是不斷提高，1996年我國鋼的產(chǎn)量達(dá)到1億噸，位居世界鋼產(chǎn)量的首位，近年來我國鋼材的產(chǎn)量更是持續(xù)上揚(yáng)，這為我國鋼結(jié)構(gòu)的快速、持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件；近年來，我國推廣綠色建筑，提倡可持續(xù)發(fā)展，這為我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的政策支持。鋼結(jié)構(gòu)在中國的發(fā)展有很大的空間，并且在今后很長的一段時(shí)間內(nèi)這種發(fā)展空間會不斷拓展，這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)的密切關(guān)注。然而，目前高校的鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)并沒有與鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展同步，鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)人才缺乏，鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才培養(yǎng)滯后，無法與目前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的快速、健康發(fā)展相適應(yīng)，大多數(shù)地方本科高校鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才培養(yǎng)的體系仍然停滯在二三十年之前的水平，在當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模式下，如何培養(yǎng)出適應(yīng)市場需求的專業(yè)技術(shù)過硬、業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)較高的鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才，是地方本科高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革的目標(biāo)。
1 目前地方本科高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)存在的普遍問題
近幾年，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)精品課程、慕課、視頻公開課、在線開放課程等的進(jìn)行，鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革在各地方本科高校全面展開，各高校都結(jié)合自己的實(shí)際情況，適應(yīng)應(yīng)用型人才市場需要，對鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革開展了大量的研究，總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)，也取得了一些成就，但是目前各地方本科高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)仍然存在如下一些問題。
1.1 鋼結(jié)構(gòu)課程知識體系陳舊，與其它課程存在重復(fù)，與社會需求脫節(jié)
目前大多數(shù)高校的鋼結(jié)構(gòu)課程是以理論分析為主，注重的是知識體系的完整性，這是過去精英教育背景下的知識體系要求，目前我國高等教育從過去的精英教育轉(zhuǎn)向大眾教育，特別是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的地方本科高校，照搬過去的知識體系，不利于人才培養(yǎng)；同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)是以材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料、結(jié)構(gòu)可靠度等課程為前續(xù)課程的，像鋼結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論等內(nèi)容在前續(xù)課程中都有講解，而鋼結(jié)構(gòu)課程中仍然重復(fù)介紹，無端占用大量學(xué)時(shí)；另外，目前絕大多數(shù)高校的土木工程施工課程，都是以混凝土和砌體結(jié)構(gòu)為主的，極少介紹鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收的相關(guān)內(nèi)容，而目前絕大多數(shù)地方本科高校的畢業(yè)生就業(yè)方向是房地產(chǎn)、施工或者監(jiān)理單位，這顯然和社會需求脫節(jié)。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)時(shí)少，重視程度不足
通過走訪多所地方本科高校，查閱相關(guān)的培養(yǎng)計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)高校鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)時(shí)較少，有的只有四十幾學(xué)時(shí)，這與大多數(shù)100學(xué)時(shí)左右的混凝土課程相差太大，對鋼結(jié)構(gòu)的重視程度明顯不足，這種狀況與過去我國鋼產(chǎn)量有限的情況下限制鋼結(jié)構(gòu)使用是直接相關(guān)的，而目前我國成為鋼產(chǎn)量的大國，再加上國家提倡綠色建筑，鋼結(jié)構(gòu)的市場占有率會逐年增加，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)人才緊缺，仍然采用過去的學(xué)時(shí)安排，顯然不合理。
1.3 鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)方法僵硬死板，不能提高學(xué)生的興趣和積極性
從傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”式的教學(xué)到多媒體教學(xué)，鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)方法、教學(xué)手段取得了一些成就，但是無論是傳統(tǒng)的教學(xué)還是多媒體教學(xué)，都是以教師為主體的“講授法”，由教師進(jìn)行理論講解，并指導(dǎo)血學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)，教學(xué)方法不靈活，教學(xué)手段單一，無法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)方面更是無法得到體現(xiàn)。
1.4 課程教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)，實(shí)踐環(huán)節(jié)有待增強(qiáng)
目前絕大多數(shù)高校的鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)呈現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)分離，先是逐章進(jìn)行理論教學(xué)，然后在學(xué)期末進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，章節(jié)理論教學(xué)過程不涉及整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析，而到課程設(shè)計(jì)階段前期學(xué)的理論也很難靈活運(yùn)用，教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)。除此之外，目前各個(gè)高校鋼結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱，基本上也就是鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)，而且也都是年年相似，而在其他的實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)大部分都是混凝土結(jié)構(gòu)，真正接觸鋼結(jié)構(gòu)工程的機(jī)會少，學(xué)生對于復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)工程既缺少空間想象能力，也沒有足夠的學(xué)習(xí)興趣。
2 以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的地方本科高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革實(shí)踐
針對目前地方本科高校鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的這些普遍問題，結(jié)合我校鋼結(jié)構(gòu)省級精品課程的和學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)在線開放課程的建設(shè)，依托全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽、實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和我校校企合作平臺的建設(shè)，本課題組成員對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)該何去何從進(jìn)行了多次交流討論，對新形勢下鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)進(jìn)行改革實(shí)踐，主要進(jìn)行了以下工作：
2.1 增加鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)時(shí)，優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容體系，克服重復(fù)脫節(jié)
順應(yīng)目前鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展形勢，我校將鋼結(jié)構(gòu)必修課程設(shè)為“鋼結(jié)構(gòu)原理”和“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩門課，總共學(xué)時(shí)70學(xué)時(shí)，2017年修訂新的培養(yǎng)方案更是增加到80學(xué)時(shí)，滿足學(xué)時(shí)不足的要求。對課程內(nèi)容體系進(jìn)行優(yōu)化，注重與其它課程的融合。課題組成員通過與其它相關(guān)課程的老師進(jìn)行?賢ㄌ致郟?將鋼結(jié)構(gòu)材料的內(nèi)容放在土木工程材料課程中講解，將鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的內(nèi)容放在結(jié)構(gòu)力學(xué)（二）中完成，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容在結(jié)構(gòu)可靠度課程中統(tǒng)一講解，在土木工程施工課程中增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)相關(guān)的課程，這樣既克服了多門課內(nèi)容的重復(fù)，又能緩解學(xué)時(shí)不夠的壓力。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)置為“鋼結(jié)構(gòu)原理”、“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩門必修課和“大跨度空間結(jié)構(gòu)”、“輕鋼結(jié)構(gòu)”供學(xué)生選修，增設(shè)“鋼結(jié)構(gòu)前沿”內(nèi)容相關(guān)的定期講座，并不定期請企業(yè)或設(shè)計(jì)院的高級工程師給學(xué)生做講座，以便學(xué)生了解行業(yè)的最新行情，克服與社會需求的脫節(jié)。
2.2 改革鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)方法，融入混合式教學(xué)理念
針對鋼結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)，在教學(xué)方法方面主要進(jìn)行了如下工作：①研究制作高水平的多媒體課件，基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)以應(yīng)用為主，淡化一些較復(fù)雜的公式的推導(dǎo)，注重理論、公式的應(yīng)用，對于一些空間性較強(qiáng)、形式復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，通過立體圖片進(jìn)行展示，并在課件中加入實(shí)際工程項(xiàng)目的圖片和現(xiàn)場施工視頻，表達(dá)方式更為直觀，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并逐步提高學(xué)生的空間想象力，并且能將理論與實(shí)踐結(jié)合，課題組制作的鋼結(jié)構(gòu)課件在全國土木工程專業(yè)多媒體課件比賽獲得一等獎；②結(jié)合我校鋼結(jié)構(gòu)省級精品課程和學(xué)校在線開放課程的建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)課程網(wǎng)站，將課程學(xué)習(xí)指南、多媒體課件，教學(xué)視頻以及大量工程實(shí)例、章節(jié)思考題等輔助資源上傳至網(wǎng)站，同時(shí)通過QQ課程學(xué)習(xí)群、微信公眾號等交流工具，課前給學(xué)生下達(dá)任務(wù)，學(xué)生借助網(wǎng)站的教學(xué)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)反饋，課中學(xué)生帶著問題可以與老師交流討論，學(xué)生以小組的形式現(xiàn)場限時(shí)展示、演講、辯論，教師點(diǎn)評，課后學(xué)生整理總結(jié)，通過這種“課前+課中+課后”三個(gè)階段的學(xué)生參與，將混合式教學(xué)理念逐步融入教學(xué)，通過三屆學(xué)生的實(shí)踐，學(xué)生的積極性大大提高，創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)得以提升。
2.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化工程應(yīng)用能力
在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，地方本科高校的教育既要重視基礎(chǔ)，更得強(qiáng)化工程實(shí)踐能力，我校近幾年一直很重視鋼結(jié)構(gòu)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，建立了一套鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控體系，課程設(shè)計(jì)能夠連續(xù)幾年不重復(fù)，課程設(shè)計(jì)題目通過設(shè)置多個(gè)參數(shù)，保證一人一題，鍛煉學(xué)生的應(yīng)用能力；畢業(yè)設(shè)計(jì)中逐年開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)階段的實(shí)習(xí)都安排一定數(shù)量的鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場實(shí)習(xí)。除了實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)之外，我校還建立了鋼結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)室，供學(xué)生參觀使用；建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，供學(xué)生操作演練；依托全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽和省結(jié)構(gòu)大賽，每年舉辦一次學(xué)校結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽，來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這些都對加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)、鍛煉學(xué)生工程應(yīng)用能力起到了重要作用。
基金項(xiàng)目：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教學(xué)研究課題（ndjy11306）
作者簡介：劉文洋（1981-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院講師，碩士，主要從事多高層鋼結(jié)構(gòu)和大跨空間結(jié)構(gòu)研究，（e-mail）wyliu81@126.com。
摘要：結(jié)合應(yīng)用型本科院校教學(xué)的實(shí)際情況，對鋼結(jié)構(gòu)課程體系進(jìn)行了合理設(shè)置，并在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)過程中以加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)進(jìn)行了探索和實(shí)踐。文章介紹了黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)課程體系教學(xué)安排和具體做法，總結(jié)了教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)以及應(yīng)注意的問題，并對存在部分的問題進(jìn)行了討論，給出了具體建議。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)；課程體系；實(shí)踐能力；人才培養(yǎng)
中圖分類號：g642；tu391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a文章編號：10052909（2013）05004904隨著中國鋼產(chǎn)量的飛速增長，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也獲得快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)、高層高聳結(jié)構(gòu)、輕型結(jié)構(gòu)和特種結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要已明確要求：當(dāng)前，中國已一改過去鋼材不足的局面，轉(zhuǎn)而成為鋼材供過于求，擺在日程上的課題早己不是少用鋼材，而是積極合理地?cái)U(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用。
鑒于鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，工程界已提出“加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)，造就一批鋼結(jié)構(gòu)高級工程技術(shù)專門人才”，“建立與鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展相適應(yīng)的教育體系，在校的結(jié)構(gòu)專業(yè)學(xué)生應(yīng)接受不少于80課時(shí)的鋼結(jié)構(gòu)課教育”的建議?？梢姡S著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的快速發(fā)展，市場對鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才的培養(yǎng)已經(jīng)提出了更高要求，對鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才的需求也將會越來越大，可以預(yù)見鋼結(jié)構(gòu)課程的地位將會越來越重要。
一、課程體系的設(shè)置
《高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱》[1]中把鋼結(jié)構(gòu)課程分為原理和設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，包括課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。其中鋼結(jié)構(gòu)基本原理為專業(yè)基礎(chǔ)課，課程目的是較全面地掌握鋼結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件和連接的基礎(chǔ)知識，熟悉一些常用鋼結(jié)構(gòu)的分析原理；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是專業(yè)必修課，課程目的是在掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)常用鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、基本設(shè)計(jì)方法、計(jì)算簡圖和內(nèi)力分析，并能按有關(guān)專業(yè)規(guī)范或規(guī)程進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)、截面計(jì)算和構(gòu)造處理，課程內(nèi)容主要包括單層廠房鋼結(jié)構(gòu)、大跨鋼結(jié)構(gòu)和多高層鋼結(jié)構(gòu)。過去由于種種原因，學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程建設(shè)存在一些問題，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
（1）課程設(shè)置不合理。在專業(yè)課程的設(shè)置上重混凝土輕鋼結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)課程90時(shí)數(shù)，而同樣在土木工程專業(yè)課程中占有重要地位的鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)時(shí)數(shù)僅為50～60，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只開設(shè)了一門大跨空間結(jié)構(gòu)的選修課。學(xué)生僅僅學(xué)習(xí)了鋼結(jié)構(gòu)的連接方法以及常見的構(gòu)件設(shè)計(jì)，對整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念和理解不夠。過去，鋼結(jié)構(gòu)課程安排在第7學(xué)期（大四上學(xué)期），這主要基于先修課程基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的考慮，然而此時(shí)學(xué)生面臨找工作、考研等諸多問題影響，很難把主要精力投入到專業(yè)課學(xué)習(xí)上來。
（2）實(shí)踐教學(xué)不足。鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)僅有鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)一項(xiàng)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中沒有機(jī)會見到實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)建筑物，對于鋼結(jié)構(gòu)加工、制作更是不知所云。雖然教學(xué)實(shí)習(xí)中安排了認(rèn)識實(shí)習(xí)和施工生產(chǎn)實(shí)習(xí)，但基本還是以混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)為主，很少接觸到實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)工程。此外，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題看，幾乎全部是混凝土結(jié)構(gòu)，基本沒有鋼結(jié)構(gòu)方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
劉文洋，等應(yīng)用型本科院校鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)探索與實(shí)踐
事實(shí)上，過去很多學(xué)校在課程設(shè)置和教學(xué)實(shí)施上都或多或少地存在類似問題，但經(jīng)不斷探索已基本解決，并且在教學(xué)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，形成了相對合理又各具特色的課程體系。學(xué)校自2006年以來通過幾次修訂教學(xué)計(jì)劃，構(gòu)建了鋼結(jié)構(gòu)系列課程體系（見表1），并在多年的教學(xué)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)和豐富教學(xué)內(nèi)容，保證鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量。應(yīng)該指出，由于課程設(shè)計(jì)安排在鋼結(jié)構(gòu)原理課學(xué)期末，目前設(shè)計(jì)內(nèi)容主要局限于鋼屋架結(jié)構(gòu)，若能把課程設(shè)計(jì)安排在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程之后，則可以有更多的結(jié)構(gòu)形式供課程設(shè)計(jì)選用。表1鋼結(jié)構(gòu)系列課程教學(xué)安排課程開課學(xué)期學(xué)時(shí)內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)560鋼結(jié)構(gòu)基本原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)630廠房鋼結(jié)構(gòu)、多高層鋼結(jié)構(gòu)大跨空間結(jié)構(gòu)730網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索等空間結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)61.5周鋼屋
架設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)813周各類鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、理論教學(xué)的實(shí)施
專業(yè)課的教學(xué)目的在于通過具體工程對象的分析，使學(xué)生了解一般土木工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工等基本過程，學(xué)會應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)到的基本理論，較深入地掌握專業(yè)技能，建立初步的工程經(jīng)驗(yàn)，以適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)用人單位對土木工程專業(yè)本科人才基本能力的一般要求[1]。
理論教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能和實(shí)踐能力的基礎(chǔ)，因此要重視理論教學(xué)環(huán)節(jié)。在教學(xué)中除了基本教學(xué)內(nèi)容的講授以外，還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)方面在鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中的作用。
（一）重視力學(xué)基礎(chǔ)與鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)的結(jié)合
鋼結(jié)構(gòu)是一門理論性和綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，需要以材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理等課程知識作為基礎(chǔ)，因此在課程學(xué)習(xí)初首先回顧先修課程基礎(chǔ)知識非常必要，以此引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，為學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程打下良好理論基礎(chǔ)。
（二）理論教學(xué)與工程實(shí)例相結(jié)合
理論教學(xué)稍顯枯燥，在課程教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)穿插工程實(shí)例以調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，調(diào)動課堂積極性。在緒論中結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展介紹學(xué)生感興趣的鋼結(jié)構(gòu)工程，引導(dǎo)學(xué)生討論結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選型、設(shè)計(jì)中存在的問題，或者在連接和構(gòu)件分析與設(shè)計(jì)中介紹與某個(gè)問題相關(guān)的背景實(shí)例。例如：在講授軸心拉桿設(shè)計(jì)時(shí)介紹索穹頂結(jié)構(gòu)的組成和特點(diǎn)，以使學(xué)生對受拉構(gòu)件能充分利用材料強(qiáng)度進(jìn)而節(jié)省材料有直觀認(rèn)識；在講授軸心壓桿的穩(wěn)定時(shí)介紹加拿大魁北克大橋和美國哈特福德體育館由于構(gòu)件失穩(wěn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌破壞的例子，使學(xué)生了解相關(guān)問題的歷史背景，也使學(xué)生充分認(rèn)識到穩(wěn)定對于鋼結(jié)構(gòu)的重要性。 在課程教學(xué)中結(jié)合演示性或?qū)W生動手參與的試驗(yàn)和實(shí)際工程中的影像資料進(jìn)行講解，使學(xué)生通過直觀感受加深對鋼結(jié)構(gòu)基本概念和理論的理解。目前，一些有條件的高校建立了鋼結(jié)構(gòu)多功能教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺[2]，通過實(shí)驗(yàn)平臺訓(xùn)練學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，教學(xué)成效顯著。不具備條件的高?？梢岳糜跋褓Y料彌補(bǔ)這些不足。例如：由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件有限，筆者所在的教研團(tuán)隊(duì)在鋼結(jié)構(gòu)加工廠拍攝了大量鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、制作過程的視頻和圖片資料，在課堂上結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行展示，也取得了較好的效果。
（三）理論教學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必然要結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，學(xué)生畢業(yè)后要從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，需要使用很多規(guī)范，在課程教學(xué)中把教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范要求結(jié)合起來，既能加深學(xué)生對抽象規(guī)范條文的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立使用各種規(guī)范、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的能力。此外，在教學(xué)中還注重將注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度和注冊結(jié)構(gòu)工程師考試相關(guān)內(nèi)容作一定介紹，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生在這方面的興趣，調(diào)動學(xué)生努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識的積極性。
（四）計(jì)算機(jī)軟件與結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)相結(jié)合
目前鋼結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)基本采用專門的軟件來完成，如ansys、abaqus、sts、mst、3d3s等。為使學(xué)生盡快掌握這方面的能力，適應(yīng)以后的工作需要，在教學(xué)中引入部分計(jì)算機(jī)軟件的演示和講授。例如：演示使用ansys有限元分析軟件進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件和空間結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析，講授sts設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行鋼桁架結(jié)構(gòu)和鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，介紹mst設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。同時(shí)在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中鼓勵學(xué)生使用相關(guān)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工圖繪制，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。
三、實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是土木工程教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)，在現(xiàn)代工程教育中占有十分重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識、動手能力和創(chuàng)新精神的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其作用和功能是理論教學(xué)所不能替代的。工程師最終的任務(wù)是將理論知識在實(shí)踐中加以運(yùn)用，并通過實(shí)踐來驗(yàn)證理論結(jié)果是否正確，所以工程人員必須具備實(shí)踐能力。同時(shí)，土木工程師還應(yīng)具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，很多工程問題的處理由于客觀情況過于復(fù)雜，難以如實(shí)地進(jìn)行理論分析，在很大程度上仍然依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來解決[3]。
目前，鋼結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐能力培養(yǎng)主要依靠課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等來實(shí)現(xiàn)。有條件的院校也可通過專業(yè)實(shí)習(xí)和觀察演示性實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)組織學(xué)生開展討論來認(rèn)識、理解鋼結(jié)構(gòu)的組成、特點(diǎn)、應(yīng)用及結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的受力特性等。
（一）課程設(shè)計(jì)
學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容仍為傳統(tǒng)的鋼屋架結(jié)構(gòu)。雖然這種結(jié)構(gòu)形式較為簡
單，但其內(nèi)容涵蓋了軸心受力構(gòu)件（桁架桿件）、受彎構(gòu)件（檁條）及壓彎、拉彎構(gòu)件（當(dāng)上弦或下弦有節(jié)間荷載時(shí)），主要為焊縫連接。因此通過完成設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)由基本構(gòu)件、連接到簡單結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算分析、設(shè)計(jì)和施工圖繪制的訓(xùn)練。
在具體實(shí)施上，鼓勵學(xué)生通過學(xué)習(xí)ansys、sts等軟件完成結(jié)構(gòu)計(jì)算分析和施工圖繪制。通常，學(xué)生在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)多采用ansys有限元軟件或結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器并輔以手算校核的方式，而在施工圖繪制階段基本都采用sts軟件來實(shí)現(xiàn)。通過這些訓(xùn)練，學(xué)生已基本能夠熟練使用軟件完成一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。
（二）畢業(yè)設(shè)計(jì)
過去，由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用不太廣泛，很多高校的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目都采用混凝土結(jié)構(gòu)的形式，這也是過去在教學(xué)上重視混凝土結(jié)構(gòu)而輕視鋼結(jié)構(gòu)的原因之一。但由于鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速、前景廣闊，很多學(xué)生希望畢業(yè)后從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方面的工作，或者選擇了攻讀鋼結(jié)構(gòu)方向的研究生，因此希望能有機(jī)會進(jìn)一步深入地學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識。
近年來，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中增加了一些鋼結(jié)構(gòu)方面的題目，如多高層鋼框架結(jié)構(gòu)、輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等，嘗試指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)知識，實(shí)踐效果良好。此外，除了基本的手算內(nèi)容以外，還鼓勵學(xué)生采用sts、mst等軟件完成結(jié)構(gòu)計(jì)算分析和施工圖繪制工作。
通過認(rèn)識實(shí)習(xí)—理論課教學(xué)—課程設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)這樣一系列教學(xué)環(huán)節(jié)的深入，使學(xué)生對知識的理解和掌握從簡單到復(fù)雜、從理論到實(shí)踐、從基本原理、基本構(gòu)件到簡單結(jié)構(gòu)進(jìn)而到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)的能力和思維。
四、結(jié)語
學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)工作雖然在課程體系的設(shè)置、學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)上做了一定的思考、探索與實(shí)踐，但同時(shí)與國內(nèi)一些高水平大學(xué)在人才培養(yǎng)模式、教學(xué)條件、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果等方面還存在差距，還需要在今后的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索和努力，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，以適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)對人才的需求。
參考文獻(xiàn)：
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steel structure teaching in applicationoriented universities and colleges
liu wenyang， zhang zhaoqiang， liu jinyun
（college of engineering， heilongjiang bayi agricultural university， heilongjiang 163319， p. r. china）
abstract： based on the actual teaching situation of applicationoriented universities and colleges， the course system of steel structure is reasonably arranged and it has been put into practice in the teaching process to strengthen students’ practical ability. we introduced the teaching arrangement of steel structure course and some methods used in the teaching process in heilongjiang bayi agricultural university， analyzed problems should be paid attention to， and presented some suggestions for steel structure teaching.
