鋼結構課程教學論文

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1改革教學方法和教學手段，利用多媒體技術啟發(fā)學生思維

很多學生認為《鋼結構》課程不太好學，涉及眾多力學概念、材料和施工工藝等諸多因素。興趣是最好的老師，作者認為引導學生學好《鋼結構》課程的關鍵是激發(fā)起學生的學習興趣。傳統(tǒng)的教學方法是從理論到理論，最后結合實際講述應用，這種做法過分強調理論的完整性，對優(yōu)秀學生比較適應。隨著高等教育的大眾化，這種教學方法的缺點逐漸暴露出來，部分學生在學習基礎理論部分時因產生畏難情緒，喪失了學習興趣，而在后面的設計應用部分由于沒有一定的理論支撐，不知道如何做起。所以，對《鋼結構》的教學進行改革，目的就是引導學生從被動地接受知識轉化為主動自覺地學習知識，著重培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力。在課程教學中，作者盡量將理論與實踐相結合，將工程中的實際問題反映到課堂上，讓學生有親臨其境的感受。例如，將鋼結構工程中的工程事故，用圖片和動畫形式展示給學生，對學生的心理產生很大的影響，讓他們清楚今天所學或許就在明天的工程中出現(xiàn)，使學生感受到課程的實用性，由“要我學”變?yōu)椤拔乙獙W”。在講解理論時注意假設的合理性介紹和理論知識的連慣性，講完理論之后還要回到工程中去，用所講授的理論再討論前面提出的問題。實踐證明，一般學生都會樂意接受這種教學方式，也比較有興趣學習。另外，作者在每次授課結束時，對本次的教學內容進行簡單總結之外，常常給出幾個核心的、需要解決的實際問題，讓學生課下思考，為下一次上課埋下伏筆，同時給學生思考空間，指導學生針對性的預習。由于學時的限制和采用引導的方式組織教學，作者發(fā)現(xiàn)存在學時緊張的問題。

為了解決學時不足并提高教學的深度和廣度，我們和其他學校一樣，通過采用幻燈、多媒體教學軟件等手段，充分利用學校現(xiàn)有的多媒體教學設備，增加課堂教學信息量，運用計算機的文字、圖片、動畫等效果，使教學更加形象生動、重點突出，吸引學生注意力，以獲得良好的教學效果和適應當前專業(yè)課程教學改革。為此，作者在參考其他高校《鋼結構》課程多媒體教學課件的基礎上，自編了一些質量較好的課件供教學時使用。由于自己制作的課件對所使用的工程資料背景如:地理位置、結構形式、技術特點、使用用途、工程造價等比較熟悉，所以使用起來比較順手和方便。例如，鋼結構各種連接形式的受力情況、穩(wěn)定問題一直是學生學習鋼結構的重點和難點。以前教師需要在黑板上畫很多圖幫助學生理解，為此占用了不少課堂時間，教師在黑板上費力地講授，學生仍常常還不能聽懂。引入多媒體教學后，將學校附近的相關實物用數(shù)碼相機拍下來展示，或者充分利用計算機動畫技術等，一方面可以使教學內容更加具體、形象生動，吸引學生注意力，另一方面還將大大節(jié)約教師上課時板書的時間，用同樣的教學時間向學生傳遞更多的信息，從而獲得良好的教學效果。例如，鋼梁的設計涉及大量的加勁肋設計，但教師在黑板上僅能畫出平面圖和斷面圖，學生往往不能想象其空間的結構形式，對教師所講內容不能很好理解。但利用多媒體技術將整個空間結構清晰的展現(xiàn)在學生面前，教師的講解就輕松很多。需要說明，采用多媒體授課，增加了課堂的信息量，需要學生對所授課程預習;所以作者在第一節(jié)授課時便提醒學生，在每一次上課前都需要根據(jù)教師布置的問題預習下一節(jié)課所講授的內容，只有做到預習，聽課才有針對性，才能更深入的理解講授內容。

2適應新規(guī)范和新形式，不斷調整教學內容

隨著工程建設的迅猛發(fā)展，鋼結構的設計理論和設計方法也取得了很大的進步。這要求教師在上課時，需要根據(jù)當前的發(fā)展適時調整教學內容。特別是新的鋼材國家標準頒布后，鋼結構設計規(guī)范也進行了修訂，在2003年頒布的《鋼結構設計規(guī)范》的基礎上，又計劃出版新的《鋼結構設計規(guī)范》(2014)，即將頒布的規(guī)范對2003版的規(guī)范進行了一些重要的修訂。由于教材總是滯后于規(guī)范的修訂進度，所以課堂上在講授以前規(guī)范規(guī)定的基礎上，也結合教學內容介紹最新規(guī)范的修訂情況，讓學生對新規(guī)范有一些大概的了解，有利于學生今后工作時應用。另外，作者在教學中常常對現(xiàn)行規(guī)范的內容及其鋼結構設計規(guī)范的歷史演變，做一個縱向的梳理，著重介紹規(guī)范的變遷在設計理念、設計思路和設計方法上的不同。在重點介紹我國規(guī)范的基礎上，簡要介紹一點國外(如美國、英國、德國等)的相關規(guī)范，以使學生更全面地掌握鋼結構知識以及動態(tài)進展。由于鋼結構領域發(fā)展速度快，知識更新周期相對較短，教材出版的速度難以跟上學科的發(fā)展速度。因此，教師需要時刻關注鋼結構領域研究的最新發(fā)展，并根據(jù)新材料、新技術的發(fā)展適時更新教學內容，合理組織和處理教學內容，及時將本學科研究的最新成果介紹給學生，樹立對職業(yè)的強烈責任感。例如，以前較少介紹鋼結構大跨度的屋蓋結構形式，現(xiàn)在隨著多媒體技術的應用，可以比較系統(tǒng)而簡潔地介紹相關內容，例如:梁式大跨結構、框架結構、拱式結構、鋼管結構、空間網(wǎng)架(周邊支承網(wǎng)架、點支承網(wǎng)架、周邊支承與點支承混合網(wǎng)架、三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架)等，以開闊學生的視野;過去屋面材料大多采用石棉瓦、瓦楞鐵皮等，而現(xiàn)在大量使用大型屋面板、壓型鋼板、壓型鋁合金板等，而這些內容在教材中所占比重太少，無法滿足教學和實際工作的需要。所以我們在課堂教學和課程設計時，及時添加了與工程實際密切相關的內容，以利于學生今后在工程實際中靈活應用。對于一些工程中比較重要，而課堂內無法講授的內容，可給出文獻出處或互聯(lián)網(wǎng)地址，讓學生檢索相關知識，提高學生獲取知識的能力。

3適當利用計算機軟件組織教學，適應社會發(fā)展的時代要求

在建筑行業(yè)，計算機建筑工程的造價已全面滲透到各類活動之中。無論是設計，或者是施工圖繪制和建筑工程的造價與管理，計算機的應用都已普及到各類建筑市場的主體中。這要求土木工程專業(yè)的畢業(yè)生必須具有熟練利用計算機進行結構計算和繪圖的能力。同時，隨著經濟、科技的發(fā)展，建筑結構的形式越來越復雜，用于鋼結構設計的軟件也越來越多，例如:3D3S，PKPM，STS，Xsteel，CuteSer，SparCHSteel等等。各種軟件都有其自身的特點，各自的適用性及技術條件，并與相應的結構設計規(guī)范及結構形式密切相關。因此，在《鋼結構》課程教學中，教師可先對常見的鋼結構專業(yè)軟件進行了解，熟悉其特點和使用方法，利用專業(yè)軟件對鋼結構進行初步設計，然后給學生有針對性地介紹常用軟件的使用方法及技術條件、應用技巧，使學生能獨立應用專業(yè)軟件完成某些作業(yè)題的計算和簡單鋼結構的計算、設計和繪圖等。作者認為專業(yè)軟件的應用與學生今后的工作能力密切相關，教師不僅需要把鋼結構的基礎理論講清楚，而且應將專業(yè)軟件的應用提高到實際操作的高度來要求，這對學生今后的成長很有益處。另外，《鋼結構》課堂教學中，經常出現(xiàn)比較復雜的計算，關系式和變量較多，作者在教學中采用MAPLE數(shù)學軟件，直接在課堂上演算各類例題，非常直觀和簡單，讓學生感受到真實的計算過程，而不是直接取自教材中的計算結果，這樣有時還能發(fā)現(xiàn)教材中出現(xiàn)的一些計算問題。由于應用軟件完成計算過程，所需時間很少，可以解決常規(guī)教學中例題演算占用課堂時間太多的問題，讓教師和學生把注意力集中到問題本身及解決的思路和邏輯上來，提高了學生應用數(shù)學專業(yè)軟件解決問題的能力。

4結合課程教學和課程設計，培養(yǎng)學生的工程意識和動手能力

結合我國“大土木”專業(yè)和高校擴招及生源相對減少，怎樣在大眾化教育背景和教學學時減少的情況下，既為學生打好堅實的基礎知識，又為學生畢業(yè)以后的工作做適當?shù)臏蕚?作者認為鋼結構課程設計是綜合應用專業(yè)基礎知識和培養(yǎng)動手能力的關鍵性實踐環(huán)節(jié)。鋼結構課程設計，不僅需要學生深刻理解、鞏固掌握所學的基礎理論，而且要求學生對所學知識能融會貫通，使學生得到工程設計能力的初步培養(yǎng)和訓練，提高動手能力，縮短與實際工作之間的距離。因此安排好課程設計是至關重要的。作者在布置課程設計時，從培養(yǎng)學生的工程意識和動手能力出發(fā)，要求真題真做，加強設計的過程監(jiān)督和考察。教師大量增加輔導學生的時間，及時解決學生設計中出現(xiàn)的問題，同時也防止學生相互抄襲、拷貝，加強了師生友誼，將“以學生為中心”落實到實際的教學工作之中。在鋼結構課程教學和課程設計中，作者有針對性地加強學生以下幾個方面能力的培養(yǎng)。

(1)工程意識和分析工程問題的能力對于土木工程專業(yè)的學生，教師應注意引導和培養(yǎng)他們的工程意識。應讓學生知道:土木工程專業(yè)的學生需具有更高的責任意識和奉獻精神，因為今后的工作成果與人民群眾的生命和財產安全息息相關，來不得半點虛假，據(jù)此激發(fā)學生的學習主動性。在《鋼結構》課程教學中，無論基礎理論或施工工藝，都應該考慮到工程的具體實際情況，在應用時均應因時因地而改變，提高學生分析問題、解決問題的能力。

(2)實驗和動手的能力鋼結構的理論相對混凝土，具有更嚴謹?shù)睦碚摵头椒ǎ珜嶒炇侄我彩欠浅Ｖ匾囊粋€方面。在課程教學中，根據(jù)學校的實驗設備和能力，我們在原材料有關項目的檢測實驗和焊接工藝評定試驗之外，主要做了焊縫無損檢測試驗、鋼網(wǎng)架節(jié)點承載力試驗和鋼結構防火涂料性能試驗等。通過實驗，讓學生切實體會到鋼結構的特性，了解其優(yōu)點和缺點，加深其印象，為今后的專業(yè)設計打下基礎。

(3)讀圖和繪圖的能力由于鋼結構中的連接比較復雜，需要較強的空間想象能力，所以也是培養(yǎng)學生空間想象能力的好素材。土木工程師不僅要能夠讀圖，通過圖紙了解設計者的設計思想、設計理念和設計意圖，而且要能夠繪圖，通過圖紙來清楚表達自己的設計思想、設計理念和設計意圖。一般要求學生在繪圖時圖紙布置合理、繪圖比例協(xié)調、圖面表達簡潔清楚，手繪圖紙，每個同學均不相同，切實提高學生讀圖和繪圖能力。

(4)理解和創(chuàng)新的能力在課程設計中學生要能利用所學的理論知識分析問題和解決問題。鋼結構課程設計，可以讓學生掌握工程設計的基本原理、設計方法和設計過程，訓練學生解決工程問題的基本技能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。例如，隨著社會的進步，人們提出了各種各樣的結構形式，以前使用的計算手冊有時無法滿足設計需要，可以要求學生自己動手，利用相關專業(yè)軟件自己編制有關內容的相關數(shù)據(jù)。計算這些設計數(shù)據(jù)，可以鞏固學生的理論知識和提高學生編制程序、解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。

作者：薛艷霞單位：廈門大學嘉庚學院土木工程系