鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系的足球隊(duì)模型

朱炳麒 張迅煒 謝智雄

（河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 常州 213022）

鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系的足球隊(duì)模型

朱炳麒 張迅煒 謝智雄

（河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 常州 213022）

對鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系的現(xiàn)狀作了深入分析，指出了存在的問題，明確了鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系改革的目標(biāo)，建立了這一方向新的模塊化課程體系的足球隊(duì)模型，針對大平臺選擇、課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等幾個方面，提出了改革的具體措施和建議。新課程體系的實(shí)施將有效地整合現(xiàn)有教育資源，實(shí)現(xiàn)專業(yè)的融合和分流，對其它方向或?qū)I(yè)課程體系的改革也具有參考價值。

鋼結(jié)構(gòu)；課程體系；教學(xué)改革；模塊化；足球隊(duì)模型

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種可持續(xù)發(fā)展并易于產(chǎn)業(yè)化的環(huán)保型結(jié)構(gòu)，在發(fā)達(dá)國家已得到廣泛采用。我國 30多年來的改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用創(chuàng)造了極為有利的發(fā)展環(huán)境，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?jié)摿薮螅瑧?yīng)用前景廣闊。在我國《建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè) “十五”計(jì)劃和 2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出了要大力培養(yǎng)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)人才，建立一批技術(shù)先進(jìn)，設(shè)計(jì)制造安裝一條龍，能提供系列產(chǎn)品的大型鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)公司，在國內(nèi)市場占主導(dǎo)地位，在國際市場占有一定份額，爭取建筑鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到國際水平。然而目前制約我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展推廣應(yīng)用的最大問題仍然還是人才問題，由于缺乏鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)ｉT技術(shù)人才，客觀上阻礙了鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用，因此高校應(yīng)該加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)人才的培養(yǎng)，造就一批鋼結(jié)構(gòu)高級工程技術(shù)專門人才。為此，許多高校對鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)進(jìn)行了改革，在理論教學(xué)和實(shí)踐性環(huán)節(jié)方面都提出了一些改革的設(shè)想，作了有益的探索，對《鋼結(jié)構(gòu)》系列課程體系建設(shè)提出了幾點(diǎn)設(shè)想，都是針對土木工程類專業(yè)展開的，對機(jī)械工程及自動化（簡稱為機(jī)自）專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系的研究尚未見諸報道。文章針對鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)ｉT技術(shù)人才知識結(jié)構(gòu)的要求，對機(jī)自專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系進(jìn)行探索性研究，建立了該方向模塊化課程體系的足球隊(duì)模型，對其它方向課程體系的改革具有參考價值。

（一）課程體系的現(xiàn)狀分析

1.課程體系的目標(biāo)定位。課程體系的目標(biāo)定位是最基礎(chǔ)、最重要的，直接關(guān)系到課程結(jié)構(gòu)、專業(yè)口徑、教學(xué)方法實(shí)施乃至人才培養(yǎng)目標(biāo)等問題。21世紀(jì)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展對專門技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)提出了新的更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系必須與人才培養(yǎng)目標(biāo)相一致，同時又不能以浪費(fèi)教育資源為代價，因此課程體系的構(gòu)建必須符合現(xiàn)有教育資源實(shí)際，按照鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)ｉT技術(shù)人才知識結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行構(gòu)建。

2.課程體系的現(xiàn)狀分析。1997年，河海大學(xué)招生政策進(jìn)行了調(diào)整，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、機(jī)電工程和鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)按機(jī)自專業(yè)進(jìn)行招生，專業(yè)方向在該專業(yè)幾乎所有課程的基礎(chǔ)上，再增設(shè)一些相關(guān)課程。基于這樣一種觀念，目前，機(jī)電工程學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo)不太明確，課程體系在機(jī)自專業(yè)的整體平臺上，增設(shè)了以下 5門課程：結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)與有限元法、起重機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中彈性力學(xué)與有限元法是20世紀(jì)80年代大多數(shù)高校機(jī)械類專業(yè)的必修課程，之后即進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。顯然，現(xiàn)有課程體系目標(biāo)定位不明確，達(dá)不到鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)ｉT技術(shù)人才知識結(jié)構(gòu)的要求，產(chǎn)生這一弊端的直接原因是大平臺選擇不合理。將機(jī)自專業(yè)作為大平臺，存在諸多問題：（1）生源單一，限制了其它專業(yè)學(xué)生選修鋼結(jié)構(gòu)方向課程的愿望，缺乏競爭機(jī)制，不利于資源整合和專業(yè)融合；（2）學(xué)生必須學(xué)習(xí)機(jī)自專業(yè)幾乎所有的課程，如果再選修鋼結(jié)構(gòu)方向課程，學(xué)習(xí)壓力增大，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完結(jié)構(gòu)力學(xué)課程后，不再選修鋼結(jié)構(gòu)方向其它課程，不利于專業(yè)的分流；（3）課程結(jié)構(gòu)組織不當(dāng)，難以形成完整的課程體系，缺乏鋼結(jié)構(gòu)方向特色；（4）由于受學(xué)分限制，對鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的一些內(nèi)容只能忍痛割愛，課程內(nèi)容無法拓展；（5）實(shí)踐性環(huán)節(jié)薄弱，不利于提高學(xué)生的動手能力，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程觀念和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

為了適應(yīng)當(dāng)今社會對鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的需求，培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、創(chuàng)造能力強(qiáng)、專業(yè)素質(zhì)高的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)人才，課程體系的改革勢在必行。

（二）新課程體系的足球隊(duì)模型

1.課程體系改革的目標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系改革的目標(biāo)是充分利用現(xiàn)有教育資源，在機(jī)械類（或材料類）大平臺上，建立有鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)方向特色、課程結(jié)構(gòu)組織優(yōu)化的新的模塊化課程體系，培養(yǎng)鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的高級技術(shù)人才，為機(jī)械類（或材料類）專業(yè)學(xué)生就業(yè)和進(jìn)一步深造實(shí)施分流提供保障，創(chuàng)建特色專業(yè)方向。學(xué)生在大平臺課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過對鋼結(jié)構(gòu)方向模塊化課程體系中理論和實(shí)踐性課程的學(xué)習(xí)，較系統(tǒng)地掌握鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識和工程應(yīng)用技術(shù)，包括鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算原理和方法、生產(chǎn)制造和工地安裝技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等，從而達(dá)到具有從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和安裝、生產(chǎn)（或施工）組織管理等工程技術(shù)活動的基本能力。

2.新課程體系的足球隊(duì)模型。為了實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系改革的目標(biāo)，必須對現(xiàn)有課程體系在大平臺選擇、課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容、實(shí)踐性環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行全方位的改革，受現(xiàn)代先進(jìn)足球思想的啟發(fā)，建立了新的模塊化課程體系，并用足球隊(duì)模型形象地進(jìn)行描述，如圖1所示。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)方向新課程體系的足球隊(duì)模型

從圖1可以看出，這種課程體系對應(yīng)足球隊(duì)的“433”陣形或“343” 陣形，是一種陣容強(qiáng)大的“全攻全守”型課程體系。首先，門將為“鐵門”，機(jī)械或材料的大類平臺課程守住了專業(yè)大類的基本盤，保證了機(jī)械類或材料類的專業(yè)基礎(chǔ)；其次，后防線由結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)振動、彈性力學(xué)與有限元法和焊接技術(shù)組成，形成了一道銅墻鐵壁，而且助攻能力極強(qiáng)；再次，鋼結(jié)構(gòu)原理、起重機(jī)械和生產(chǎn)實(shí)習(xí)組成了強(qiáng)大的中場，是課程體系中的“鐵三角”，退可守進(jìn)可攻；最后，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝、畢業(yè)設(shè)計(jì)組成的前鋒線，堪稱“夢幻組合”，形成了攻擊力極強(qiáng)的前場，似一把利劍直指球門。學(xué)生通過新課程體系相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，能達(dá)到具有從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和安裝、生產(chǎn)（或施工）組織管理等工程技術(shù)活動的基本能力，畢業(yè)后不僅可以選擇在機(jī)械、材料、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)就業(yè)，也為在結(jié)構(gòu)分析、軟件開發(fā)、起重機(jī)械等方向就業(yè)鋪平了道路。

3.課程體系改革的幾個方面。（1）改造大平臺。將專業(yè)作為大平臺，是現(xiàn)有課程體系諸多問題產(chǎn)生的根本原因，因此，構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)方向符合人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的新課程體系，必須解放思想，勇于創(chuàng)新，以大平臺為突破口，對其進(jìn)行改造。①開放鋼結(jié)構(gòu)方向模塊。基本思想是將課程體系的改革與模塊的開放相結(jié)合，引入大平臺雙向選擇的競爭機(jī)制，可以先在材料類專業(yè)試點(diǎn)，待條件成熟時再對其它專業(yè)開放。機(jī)自和材料專業(yè)學(xué)生均可選修鋼結(jié)構(gòu)方向課程，不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的競爭意識，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而且有利于力學(xué)基礎(chǔ)較扎實(shí)的學(xué)生的個性化發(fā)展，有利于教育資源的整合和專業(yè)的融合。②壓縮大平臺課程。用專業(yè)大類平臺取代專業(yè)平臺，最大可能壓縮專業(yè)大類必修課程，前四個學(xué)期開設(shè)專業(yè)大類平臺課程，包括機(jī)械類（或材料類）專業(yè)的公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)中的學(xué)科門類和專業(yè)大類基礎(chǔ)課，第五學(xué)期開始學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)方向模塊課程，不僅可以為鋼結(jié)構(gòu)方向?qū)W生減負(fù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還利于專業(yè)的分流。（2）課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容的改革。課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容是課程體系中最基本的要素，直接決定了課程體系改革的成功與否。針對鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的特點(diǎn)，計(jì)劃對現(xiàn)行課程體系的這兩個方面進(jìn)行改革。在課程結(jié)構(gòu)方面，增加鋼結(jié)構(gòu)方向選修模塊課程，重點(diǎn)加強(qiáng)和拓寬該方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課。理論教學(xué)課程增設(shè)三門課程：結(jié)構(gòu)振動、焊接技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝，從而形成完整的模塊化的課程體系結(jié)構(gòu)，如圖 1所示。理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)程安排如下：第五學(xué)期開設(shè)結(jié)構(gòu)力學(xué)（3.5學(xué)分）、彈性力學(xué)與有限元法（3學(xué)分）；第六學(xué)期開設(shè)結(jié)構(gòu)振動（2學(xué)分），焊接技術(shù)（3學(xué)分）、起重機(jī)械（2學(xué)分）、鋼結(jié)構(gòu)原理（2.5學(xué)分）；第七學(xué)期開設(shè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2學(xué)分）、鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝（3學(xué)分）。在課程內(nèi)容方面，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工程實(shí)際，調(diào)整課程內(nèi)容，重點(diǎn)增加鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)計(jì)算、制造安裝和防護(hù)及相關(guān)內(nèi)容。①結(jié)構(gòu)力學(xué)：以結(jié)構(gòu)靜力學(xué)為主要內(nèi)容，適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)承載極限、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等內(nèi)容；②結(jié)構(gòu)振動：重點(diǎn)介紹多自由度、無限自由度系統(tǒng)線性振動分析等內(nèi)容，為從事結(jié)構(gòu)振動分析打下基礎(chǔ)；③彈性力學(xué)與有限元法：主要介紹相關(guān)的基本理論和方法、有限元程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容；④焊接技術(shù)：主要包括鋼材的焊接工藝，壓力焊和特種焊的原理、設(shè)備和工藝等內(nèi)容；⑤起重機(jī)械：介紹起重機(jī)械的各種機(jī)構(gòu)和主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、穩(wěn)定性計(jì)算和安全裝置等內(nèi)容；⑥鋼結(jié)構(gòu)原理：包括鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件、構(gòu)件的連接和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容；⑦鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主要包括典型鋼結(jié)構(gòu)(如工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、水工鋼閘門等)的設(shè)計(jì)計(jì)算、常用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用等內(nèi)容；⑧鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝：以焊接結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)為基本內(nèi)容，拓展介紹鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的工廠生產(chǎn)與制造、工地施工安裝以及防護(hù)技術(shù)。（3）實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。實(shí)踐性教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要保障措施。目前鋼結(jié)構(gòu)方向課程體系中實(shí)踐性環(huán)節(jié)薄弱，學(xué)生畢業(yè)后不能較快適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)要求。為此，必須強(qiáng)化實(shí)踐課程，具體措施是模塊化課程體系中實(shí)踐性教學(xué)不斷線。目前的實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容只有兩門課程設(shè)計(jì)（彈性力學(xué)與有限元法、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）和畢業(yè)設(shè)計(jì)，為培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，建議增設(shè)“焊接操作”和“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”兩門實(shí)踐課程，并調(diào)整實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容。對鋼結(jié)構(gòu)方向?qū)嵺`性教學(xué)改革的部分，本文不再展開，將另文給出。

建立鋼結(jié)構(gòu)方向模塊化課程體系的足球隊(duì)模型，針對課程體系的大平臺、課程結(jié)構(gòu)和課程內(nèi)容、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等幾個方面提出了具體的改革措施。新課程體系符合鋼結(jié)構(gòu)方向的人才培養(yǎng)目標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)教育資源的整合、專業(yè)的融合和分流，在具體實(shí)施上也是可行的。課程體系的改革應(yīng)與時俱進(jìn)，適應(yīng)社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，新課程體系的足球隊(duì)模型具有較大的彈性，只需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展對課程內(nèi)容適當(dāng)調(diào)整，便可在未來很長的時期內(nèi)適用，可為創(chuàng)建特色專業(yè)方向打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時也將產(chǎn)生巨大的社會效益。

[1] 建設(shè)部、國家冶金工業(yè)局建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)組鋼結(jié)構(gòu)專家小組.建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要[J].新型建筑材料,2001,1(2):47-49.

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G642.0

A

1008-1151(2011)05-0187-02

2011-01-24

朱炳麒（1962－），男，江蘇江陰人，河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授，博士，從事工程力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)研究和教學(xué)；張迅煒（1972－），男，江蘇無錫人，河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院講師，從事工程力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)研究和教學(xué)；謝智雄（1971－），男，云南巍山人，河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授，從事鋼結(jié)構(gòu)研究和教學(xué)。