基于卓越工程師計劃的鋼結構課程教學改革研究

陳 東

基于卓越工程師計劃的鋼結構課程教學改革研究

陳 東

分析“鋼結構”課程在工科本科院校教學現狀，根據應用型本科“卓越工程師”培養計劃的基本要求，對“鋼結構”課程教學改革進行研究，提出“鋼結構”課程教學方法、內容及手段上進行改革的幾點設想。

鋼結構課程；卓越工程師培養計劃；教學改革

一、引言

鋼結構體系具有自重輕，安裝容易，施工周期短，造型優美，抗震性能好等特點，與鋼筋混凝土結構相比，具有高、大、輕的獨特優勢。更值得關注的是鋼結構具有極其優良的環保性能，大部分鋼材都能被有效地回收，投入循環利用，對環境的污染和占用很少，堪稱是一種“綠色的低碳結構”［1］。此外，鋼結構體系可帶動其他“節能環?！毙徒ㄖ牧系耐茝V應用，特別是《中國建筑技術政策》(1996—2010)和《國家建筑鋼結構產業“十五”計劃和2015年發展規劃綱要》的公布，使建筑鋼結構得到迅速發展，開創鋼結構在建筑應用中的新時代。

鋼結構課程是高等學校土木工程專業重要的一門專業技術課，該課程在已有結構基本知識的基礎上，著重培養學生對鋼結構的基本概念和基本原理的理解和掌握，同時培養學生鋼結構工程設計與應用的能力，在土木工程專業系列課程體系中占有十分重要的地位。根據應用型本科“卓越工程師”培養計劃的基本要求，在分析 “鋼結構”課程在工科本科院校教學現狀的基礎上，對“鋼結構”課程教學改革進行研究。

二、“卓越工程師”培養計劃的教學基本要求

“卓越工程師”培養計劃是教育部2009年推出的一項重大教育改革試點項目，它提出工科專業本科層次、碩士層次和博士層次學生應達到的知識、能力與素質專業要求。借鑒世界先進國家高等工程教育的成功經驗，創建具有中國特色的工程教育模式，通過教育和行業，高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養造就一大批創新能力強，適應企業發展需要的多種類型的優秀工程師。

三、“鋼結構”課程教學的現狀

鋼結構課程是一門理論性和實踐性較強的課程，既強調知識的綜合性、實用性，又強調創新能力、綜合分析和解決生產實踐問題的能力［2］，這也是“卓越工程師”培養計劃所要求的。但現有的教學存在一些問題亟待解決。

1.課程內容創新性不足?，F有課程內容體系建立在知識的系統性和完整性之上，在知識點的選擇和安排上沒有脫離傳統的教學理念，新材料、新技術、新工藝等方面知識點增加緩慢，所用教材的知識內容體系創新性不夠，沒有體現“卓越工程師”培養計劃中所要求的“能力”主線，與生產實際要求的課程內容或知識點的編排存在一定的差距。

2.課程內容靈活性不夠?，F行的課程教學內容和所使用的教材，雖然積累了前期課程改革成果，但在很大程度上仍保留傳統的課程內容體系。限于課時安排和教學大綱的限制，靈活性不足，缺少學生自主的研究性學習內容和訓練環節。

3.教學過程缺乏針對性。教學過程無法達到教學目標的要求，造成理論知識沒學精，實踐能力不達標的情況，模糊了課程教學目標的定位，影響人才培養質量。

4.教學手段落后。教師不注意采取先進的教學手段來充實自己的教學活動，忽視案例教學、問題教學等方式的運用，導致教學信息量太小，無法傳授更多的知識。

5.教學內容單調。課程教學只是理論知識的簡單講解,沒有結合工程實際進行教學。

6.學生存在畏難心理。學生通常所見的建筑物大部分是鋼筋混凝土建造，導致學生對鋼結構建筑很陌生，產生畏難心理。加之工程力學課程中有些基本問題沒有理解透徹，有的學生甚至連最基本的力學概念都不清楚，在學習的過程中遇到困難，首先想到的是放棄，而不是想辦法去克服，導致很多學生難以學好這門課程。

四、課程改革思路

以“卓越工程師”培養為目標,切實加強課程建設中的能力培養,突出與生產實踐的緊密融合。主要建設思路如下：

1.制訂新的教學大綱。緊密結合“卓越工程師”培養計劃對課程提出的基本要求，在深入調研的基礎上，根據鋼結構專業學生的就業狀況以及課程課時等條件要求，制訂新的教學大綱。從“能力”培養出發，合理安排理論教學內容。

2.根據教學需求不斷改革教學方法與教學手段。針對“鋼結構”課程理論性和實踐性較強的特點，應注重教學內容的選擇，著重講清“問題是什么”，“問題的背景是什么”，“問題的性質是什么”，“問題的解決方法是什么”等內容，給學生留下一定的思維空間，活躍學生的學術思想。充分利用現代教育技術，實現教學方法和教學手段的現代化，深入開展大學生的研究性學習，為激發其獨立思維和創新精神提供有利條件。

3.開展教材建設。根據土木類專業“卓越工程師”培養計劃的基本要求，按照“鋼結構”課程教學大綱的基本精神，積極開展教材建設，在合理安排“卓越工程師”培養計劃所要求的基本知識點以外，在“能力”培養上有所突破，特別是將增加基本知識點的問題與解答，結構體系的選用舉例以及與生產實際緊密融合的綜合應用等方面。

五、課程教學改革的具體措施

（一）教學內容的調整及優化

根據“卓越工程師”培養計劃的目的要求，結合“卓越工程師”培養計劃通用標準，對現行的“鋼結構”教學內容進行調整及優化［3,4］，具體如下：

1.教學重點的調整。課程的教學重點為連接、軸心受力、拉彎、壓彎構件、構造要求、鋼框架設計。

2.簡化教學內容?？梢詫η捌谡n程已經學習的材料性質等教學內容進行簡化。

3.介紹塑性設計與組合結構設計內容，實現教學重點突出。教學順序從基本概念及原理入手，講授基本構件設計，逐步形成學生的崗位實踐技能。在此期間增加當今社會比較前沿的結構形式，比如“大跨空間結構設計”?；緲嫾脑O計應抓住兩個極限狀態這條主線。在教學過程中，應強化基本構件或連接設計要滿足承載能力、正常使用兩個極限狀態要求，對不同構件的兩個極限狀態驗算內容也不同。教學時根據具體情況列出詳細表格，便于學生學習時進行比較和理解。連接是鋼結構課程教學的重點和難點。這一部分計算公式和構造等內容較多，講解應抓住從連接破壞形式到計算公式的建立這條主線。例如普通螺栓抗剪設計，應先講清楚普通螺栓受剪破壞的5種可能破壞形式(螺桿受剪破壞、孔壁承壓破壞、連接板件拉壞、板件端部剪壞、螺桿彎曲)，其中4、5項破壞形式通過構造措施予以防止，另外3種破壞形式通過計算予以防止。這樣講解概念清楚，條理性強，便于學生理解后續建立的計算公式。

（二）教學方法和教學手段的改革

鋼結構課程涉及的學科知識廣，概念多，跨度大，理解難度大，為了在規定的學時數內提高教學質量和教學效果，必須對教學方法和教學手段進行改革。

1.明確教學目標，緊密聯系實際，活躍課堂氣氛，培養學習興趣。在教學中應采取靈活多樣的教學方法，努力培養學生的學習興趣。例如在講授第一次課時，應首先結合當前社會的發展趨勢，建筑的發展歷史等學生熟知的內容，通過相互交流引入課程內容，強調該課程在土木類專業中的重要作用，讓學生在輕松、愉快的交流過程中認識到該課程的意義，激發學生的學習積極性和主動性。

2.改進教學方法。該課程要求在有限的學時內給學生傳授盡可能多的課程知識，因此必須打破教師講，學生聽的傳統教學方法，采用啟發、引導、互動、對比等方式組織教學，最大限度地激發學生的學習興趣，增加學生參與機會，提高學生主觀能動性。通過工程實踐應用的實例豐富教學內容，體現課程的基本理論知識與工程實踐之間的內在聯系。

3.運用虛擬模型程序輔助教學。對本課程比較抽象和難以理解的知識點，如鋼結構節點的設計則應采用虛擬模型［5］程序輔助教學的方式組織教學，增加課堂教學的信息量，提高教學效果。

4.努力培養學生的自主學習和研究性學習能力。在教學過程中，教師要始終堅持啟發式教學，以課本知識為載體，培養學生分析問題和解決問題的能力，逐漸從教師講授型向師生交流討論型轉變。鼓勵學生參與科技創新活動尤其是支持和鼓勵學生參與“大學生結構設計大賽”等活動，培養學生的科技創新能力。

（三）改革課程的考試方式

考試是教學工作的重要環節，它不僅表現為對學生成績的檢查，還反映教學過程各環節的狀態。要提高教學質量，培養創新型人才，就要以學生為本，實施個性化教育和多樣化考評。首先建立多種考評體系，建議依據學科特點，學生可以根據能力差異在考評體系中選擇適當的考評方式。多種形式的考評不僅能夠測評學生對課程內容掌握的程度，還能激發學生的獨創性、探索性和分析應用能力。其次可以實行開、閉卷結合，試卷分試卷一和試卷二，試卷二為計算題部分，采用開卷形式，重點考核學生運用理論知識進行綜合分析、計算能力。試卷一為閉卷考試，形式為選擇、填空、簡答題等題型，重點考核學生掌握基本知識點、基本概念和重點理論的情況。改革后的考試更注重能力考核，試題選擇的原則要充分體現素質教育要求，突出學生能力的訓練和考核。

六、結語

鋼結構產業較之傳統結構形式更為綠色環保，符合中國可持續性發展的戰略趨勢。從國際發達國家的建筑發展歷程來看，中國鋼結構產業大有可為，所以有必要抓住本領域的發展趨勢，及時根據“卓越工程師”培養計劃，更新教學內容，積極創新教學方法，使學生能夠掌握最新的行業動態，儲備扎實的理論基礎，為今后從事鋼結構產業的相關工作打好基礎。

[1]劉凌云.土木工程鋼結構課程教學改革初探[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2009（11）.

[2]趙永平,武鶴,曹曉巖.土木工程專業應用型本科人才培養體系的創新與實踐[J].中國大學教學,2004(5).

[3]於斌.《鋼結構》課程教學改革探討[J].遼寧師專學報,2004(4).

[4]任志福.關于人才培養模式的鋼結構課程教學改革探討[J].高等建筑教育，2007(2).

[5]付濤，嚴鈞.虛擬模型實驗在鋼結構教學中的應用[J].高等建筑教育，2006（4）.

G642

A

1673-1999（2011）06-0174-02

陳東（1981-），男，安徽蕪湖人，博士，安徽建筑工業學院（安徽合肥230601）土木工程學院講師，從事鋼結構專業教學和科研工作。

2010-12-29