鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)研究與實(shí)踐

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2013.03.016

收稿日期：2012-12-20

作者簡介：沈之容（1970-），男，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，博士，主要從事鋼結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)研究，（E-mail）shenzhirong@tongji.edu.cn。

摘要：高校網(wǎng)絡(luò)教育是全日制高等教育體系的一種補(bǔ)充形式。文章分析了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的問題與不足，根據(jù)學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，從教學(xué)大綱制定、新修課程知識(shí)點(diǎn)提煉、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢利用、作業(yè)和考核方式改革、課程和教材建設(shè)等5個(gè)方面提出了解決方法和對策。通過教學(xué)實(shí)踐，得到了良好的教學(xué)效果，為國家培養(yǎng)了急需的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)；精品課程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2013）03-0061-03 函授、夜大、電大等是中國高等教育體系的一大特點(diǎn)，培養(yǎng)了一批又一批合格的高層次人才，是全日制高等教育一個(gè)很好的補(bǔ)充。同濟(jì)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院1956年開辦成人高等教育，是以工科類本專科成人學(xué)歷教育為主的學(xué)院，是全國普通高校成人教育評估中唯一獲得函授、夜大“雙優(yōu)”的學(xué)校，是全國第一家學(xué)習(xí)型繼續(xù)教育學(xué)院。為落實(shí)教育部《面向21世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》，推動(dòng)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程的進(jìn)展，同濟(jì)大學(xué)成立了網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院，以應(yīng)用型、技術(shù)性、復(fù)合型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，既綜合了同濟(jì)大學(xué)的傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科，又融入了現(xiàn)代信息技術(shù)。

鋼結(jié)構(gòu)因其材料勻質(zhì)性好、各向同性、結(jié)構(gòu)總重量輕、塑性韌性好等眾多優(yōu)點(diǎn)而大量應(yīng)用于大跨度建筑、高層建筑和高聳構(gòu)筑物中[1]。中國自1996年以來鋼產(chǎn)量長期雄踞世界首位[2]，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用政策從建國初的“節(jié)約用鋼”到目前的“提倡用鋼”，鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量迅猛增長，結(jié)構(gòu)形式更是千變?nèi)f化。如近幾年涌現(xiàn)的奧運(yùn)場館和世博場館等。然而與鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域蓬勃興起不相適應(yīng)的是專業(yè)人才的短缺，許多設(shè)計(jì)和施工單位急需大批鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才。鋼結(jié)構(gòu)課程是網(wǎng)絡(luò)土木工程專業(yè)的必修課，屬專業(yè)課課程，其重要性不言而喻。鋼結(jié)構(gòu)是一門綜合性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，特別是隨著近年來中國鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的快速發(fā)展，各類新型、大跨、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)建筑的運(yùn)用，課程的教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)手段也需要及時(shí)更新和變化。通過課程教學(xué)，使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材性、構(gòu)件計(jì)算原理、連接形式及其計(jì)算、一般鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)方法等，只有通過全面而系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，才能達(dá)到課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。

文章在分析當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)存在的問題與不足的基礎(chǔ)上，針對該課程結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)研究，提出解決問題的主要教學(xué)方法和策略，并付諸實(shí)踐，促使學(xué)生更好地掌握這門課，提升和促進(jìn)教學(xué)效果。 一、教學(xué)存在的問題與不足

目前鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主要存在以下問題。

（一）基礎(chǔ)薄弱

高校擴(kuò)招導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)學(xué)生素質(zhì)和能力有所下降，學(xué)生來源也較為復(fù)雜，包括網(wǎng)絡(luò)日校生、遠(yuǎn)程教育生、成人脫產(chǎn)生等，學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力差距大，大多數(shù)學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱且參差不齊，學(xué)生投入的時(shí)間和精力不盡相同，加之鋼結(jié)構(gòu)涉及的知識(shí)面很廣，相關(guān)的前修課程較多，如果前修課程學(xué)得不夠扎實(shí)，必然導(dǎo)致相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不夠，學(xué)習(xí)起來有難度。

（二）認(rèn)識(shí)問題

學(xué)生由于平時(shí)接觸實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工程案例少，加上基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，普遍存在畏難心理，容易輕意放棄，導(dǎo)致惡性循環(huán)，缺乏信心。

（三）總教學(xué)時(shí)數(shù)有限

近年來出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)體系和相關(guān)理論，知識(shí)更新快，而土木工程專業(yè)教學(xué)改革趨勢是壓縮課程教學(xué)學(xué)時(shí)[3]。鋼結(jié)構(gòu)課程本身知識(shí)點(diǎn)多，課程中既要講授基本原理，又要講授設(shè)計(jì)應(yīng)用，加之增加了新的理論，因此教學(xué)學(xué)時(shí)的減少與知識(shí)內(nèi)容增加的矛盾突出。

（四）知識(shí)內(nèi)容較抽象

鋼結(jié)構(gòu)主要分基本原理和設(shè)計(jì)兩部分。基本原理部分內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)和力學(xué)知識(shí)，如：軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定公式推導(dǎo)比較抽象、復(fù)雜；而設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容又需要學(xué)生具備結(jié)構(gòu)概念和空間想象能力。現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程越來越復(fù)雜，不僅需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，還需要較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)概念，客觀上也增加了學(xué)習(xí)難度。

二、教學(xué)方法研究與實(shí)踐

針對以上問題，我們堅(jiān)持從四個(gè)原則出發(fā)改革教學(xué)方法：第一，以學(xué)生為中心，按照不同學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)；第二，圍繞網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，選擇適合各類學(xué)生的內(nèi)容組織教學(xué)；第三，緊扣時(shí)代和學(xué)科最前沿，為學(xué)生提供多種形式的學(xué)習(xí)資源；第四，緊扣網(wǎng)絡(luò)教育特點(diǎn)和要求，選擇適當(dāng)?shù)氖谡n方式，同時(shí)根據(jù)學(xué)生來源區(qū)別對待。具體研究和實(shí)踐如下。

（一）制定合適的教學(xué)大綱

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不同于傳統(tǒng)的面授教學(xué)，學(xué)習(xí)者是分散的異步式教學(xué)，他們更多的是為了學(xué)習(xí)實(shí)用的知識(shí)以幫助解決工作中的難題。在學(xué)習(xí)的過程中還受工學(xué)矛盾、家庭負(fù)擔(dān)等因素影響，因此，課程教學(xué)大綱與全日制有所不同，大綱要求闡明基本概念、重在知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用，以滿足網(wǎng)絡(luò)教育中學(xué)生最緊迫的工作和應(yīng)用需求。

（二）提煉相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生前修課程基礎(chǔ)知識(shí)水平

如前所述，由于每個(gè)學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)理論知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)習(xí)能力不同，無論課堂教學(xué)還是網(wǎng)絡(luò)課件都不可能過多地去講解前修課程，因此，提煉鋼結(jié)構(gòu)課程所需的前修課程知識(shí)點(diǎn)，在學(xué)期初作為準(zhǔn)備性材料和學(xué)習(xí)資料提供給學(xué)習(xí)者或掛在網(wǎng)上，讓學(xué)生根據(jù)自身掌握的情況有針對性地復(fù)習(xí)、提高，同時(shí)還提供相關(guān)前修課程參考書籍目錄。這一措施既不增加現(xiàn)有課時(shí)數(shù)，又能有效幫助學(xué)生提高相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和能力。

（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢

除了將前修課程知識(shí)點(diǎn)掛在網(wǎng)上外，我們還實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)交互、網(wǎng)上定時(shí)答疑、課件點(diǎn)播、遠(yuǎn)程網(wǎng)站、自學(xué)導(dǎo)讀、電子閱覽等現(xiàn)代教學(xué)形式，為遠(yuǎn)程教育學(xué)生提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)空間，使得學(xué)生在課后隨時(shí)可以答疑解惑，增加了學(xué)習(xí)的自由度和靈活性。以學(xué)生為主體的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，由于師生時(shí)空分離，學(xué)習(xí)活動(dòng)過程都由學(xué)生獨(dú)立完成，所以學(xué)生在面對眾多學(xué)習(xí)資源的時(shí)候往往會(huì)覺得茫然無助。在這種學(xué)習(xí)環(huán)境下，教師的指導(dǎo)對學(xué)生很必要。因此在教學(xué)過程中，對有條件上網(wǎng)的學(xué)生進(jìn)行三次大規(guī)模的答疑活動(dòng)，任課教師在線回答學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題，對學(xué)習(xí)加以指導(dǎo)；對沒有很好網(wǎng)絡(luò)條件的學(xué)生，任課教師采用三次面授答疑的形式，與學(xué)生面對面交流。

（四）改革作業(yè)和考核方式

為保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和知識(shí)掌握程度，除了常規(guī)的作業(yè)布置外，還增加了質(zhì)疑、自由選題報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)討論等平時(shí)成績考核形式，而作業(yè)題布置打破常規(guī)，不再是大量的單獨(dú)構(gòu)件或連接計(jì)算題，而是將這些構(gòu)件、連接計(jì)算融入結(jié)構(gòu)體系中，與實(shí)際工程結(jié)合，以加深學(xué)習(xí)者對結(jié)構(gòu)概念的理解，又能得到基本計(jì)算訓(xùn)練，同時(shí)減少題量，不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。鋼結(jié)構(gòu)課程計(jì)算公式多且復(fù)雜，死記硬背意義不大，關(guān)鍵在于理解和靈活運(yùn)用。事實(shí)上，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中也多借助于設(shè)計(jì)規(guī)范或工具書，因而考試采用半開卷的形式，即在考試時(shí)提供計(jì)算所需的所有公式及圖表。

（五）課件和教材建設(shè)

課件和教材是課程的核心，好的課件和教材在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力、獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際能力方面作用顯著。為此，在課件中設(shè)計(jì)了一些貼近實(shí)踐的教學(xué)，其設(shè)計(jì)思想遵循工程類課程的學(xué)習(xí)規(guī)律，從建立學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)入手，激發(fā)學(xué)生對鋼結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

（1）借助多媒體教學(xué)手段，從介紹鋼結(jié)構(gòu)的一般概念知識(shí)入手，引入有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)例等基本知識(shí)。

（2）在教學(xué)中大量引用鋼結(jié)構(gòu)工程實(shí)例，特別是飛速發(fā)展的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用，拉近基本理論學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用的距離。

（3）將課程中比較難以掌握的知識(shí)點(diǎn)以動(dòng)畫的方式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生加深理解。

（4）根據(jù)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r改進(jìn)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，將在國內(nèi)大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中長期采用的鋼屋架設(shè)計(jì)從課程設(shè)計(jì)內(nèi)容改為正常教學(xué)中的習(xí)題內(nèi)容，代之以目前廣泛應(yīng)用的門式剛架廠房作為課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，并制定了全新的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，起到了學(xué)以致用的目的。

（5）課程中還增加了鋼結(jié)構(gòu)基本原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[4]，將平時(shí)全日制學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的錄像展示給學(xué)生，使得他們雖然不能親自做實(shí)驗(yàn)，但通過觀看實(shí)驗(yàn)錄像可加深對理論知識(shí)的理解和掌握，這也是同濟(jì)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)的一大特色。

無論課堂教學(xué)還是網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)，課件采用“多媒體+板書”的形式，既保留多媒體信息量大、圖文并茂的特點(diǎn)，又可以通過傳統(tǒng)板書形式給學(xué)習(xí)者足夠的時(shí)間以消化學(xué)習(xí)內(nèi)容。除了課件制作外，還特意編寫了配套教材，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)精品課程建設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)課程繼獲得2005年度國家精品課程后，在2008年又獲得了國家網(wǎng)絡(luò)精品課程稱號(hào)，是土木工程專業(yè)中第一個(gè)獲得雙精品稱號(hào)的課程。

三、結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)任重道遠(yuǎn)，既要繼承前輩的教學(xué)特點(diǎn)，又要運(yùn)用現(xiàn)代化手段，根據(jù)不同學(xué)生的特點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量。筆者所在的國家級(jí)鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員既有豐富的理論和實(shí)踐知識(shí)，又有長期網(wǎng)絡(luò)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，雄厚的師資力量保障了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，陸續(xù)為國家培養(yǎng)了大批鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才。通過幾年的教學(xué)實(shí)踐，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生普遍反映良好，收獲頗大，既學(xué)到了基本原理知識(shí)，又開闊了眼界，掌握了一般鋼結(jié)構(gòu)工程的計(jì)算方法，所學(xué)知識(shí)對解決實(shí)際工程問題幫助較大。

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Research and practice of network teaching of steel structure course

SHEN Zhirong， HE Minjuan， LUO Lie

（College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， P. R. China）

Abstract： The college network education is an important complement of full-time higher education system. Current problems were analyzed in the network teaching of steel structure course. Different solutions and countermeasures were proposed according to characteristics of learners and network advantages. Through the teaching practice， good teaching effectiveness had been obtained which cultivated much-needed steel application type of talents for our country.

Keywords： steel structure； network course teaching； excellent course

（編輯 梁遠(yuǎn)華）