民辦高校鋼結構課程課堂教學的思考與研究

劉蘭君 李海濤

商丘工學院，土木工程學院（476000）

民辦高校鋼結構課程課堂教學的思考與研究

劉蘭君1李海濤2

商丘工學院，土木工程學院（476000）

目前，鋼結構在建筑工程中的應用越來越廣泛；隨著國家政策改革，民辦高校的生存壓力越來越大，在這種壓力與機遇并存的形式下，鋼結構課堂教學改革迫在眉睫。這里介紹了鋼結構課堂教學的現狀及新思路。

案例教學；倒敘思維；鋼結構課堂教學

近1年來，隨著高等教育改革的推進和高等教育規模的擴大,民辦高校的生存環境發生了顯著的變化,民辦高校和公辦高校之間、民辦高校和獨立學院之間、民辦高校與民辦高校之間的競爭本就激烈[1]。為提升中國高等教育綜合實力和國際競爭力，為實現“兩個一百年”奮斗目標和中國夢提供有力支撐，2015年10月24日，國務院印發《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，旨在培養一批大學和一批學科進入世界前列，提升我國高等教育的整體實力。“雙一流”政策下，民辦高校的生存空間進一步被縮小。民辦院校想要脫穎而出，在爭奪市場的戰爭中取得勝利，必須深入研究自身條件和企業需求，改革人才培養模式，創新課程教學方法[2]。最近十余年來，國內鋼材的產量、品種和規格大幅度提升，鋼結構在國內各個領域的應用發展速度極快，不再局限于高層和超高層建筑，國家經濟建設對鋼結構專業技術人員的需求明顯增多[3]。在壓力與機遇并存的新形勢下，為進一步提高民辦高校鋼結構工程師培養質量，筆者對鋼結構課程課堂教學重新進行了思考與研究。

1 民辦高校鋼結構課程教學現狀

鋼結構課程是土木工程專業的專業課之一，具有很強的綜合性、系統性和邏輯性，其先修課程包括《土木工程材料》、《畫法幾何》、《材料力學》、《房屋建筑學》、《混凝土設計原理》等專業基礎課程[4-5]。筆者對所在院校及兄弟院校進行調研發現，目前鋼結構課程教學中普遍存在下列問題：課時少，大多數民辦院校開設《鋼結構設計》課程，多講內容包括《鋼結構設計原理》和部分《鋼結構設計》知識，學時只有48～40學時；重理論輕實踐，鋼結構作為一種獨立的結構體系，具有很強的實踐性，而當前大部分高校土木專業認識實習、生產實習都集中于混凝土結構，學生在學習鋼結構課程之前與鋼結構這種新型的結構體系處于互不認識狀態，老師講課也只是把理論知識傳授給學生，這無疑增加了學生的學習負擔；學生參與度低，一般來說三本的學生知識基礎較差、自制力較弱、缺乏良好的學習習慣，但是他們普遍情商較高，一般不會因循守舊，對有興趣的事物接受較快，對技能訓練和實踐活動的積極性較高，多數學生有一定潛質[6]，而當前，大部分教師仍然采用“直灌式”、“一言堂式”教學，結果造成學生學習積極性底下，教學效果不理想。

鋼結構課程教學肩負著讓學生認識鋼結構體系，了解鋼結構材料基本性質，掌握結構構件、體系的設計與計算方法的重要使命，在現有課時與資源現狀下，筆者認為下列措施能夠改善當前鋼結構課程教學現狀、提高鋼結構課程教學質量與人才培養質量。

2 基于案例，采用倒敘思維備課

研究結果表明，在以案例為基礎的教學過程中，案例是教學目的得以實現的關鍵因素，案例的選擇要以滿足教學需要為基礎，以實用、夠用為原則，以學生應用能力培養為核心[7]。首先要滿足教學內容的需要，能基本涵蓋教學大綱中的主要理論知識點。其次，要滿足教學目標的需要，每個案例要向學生傳授哪些理論知識、能解決哪些實際工程問題、能培養學生哪些方面的能力，都需要預先進行設計和考慮[8]。所選案例必須能涵蓋從材料選擇、構件設計、結構體系設計等整個過程，具有一定的完整性。案例應具有一定的代表性，能代表當前鋼結構工程中廣泛存在的結構體系，并在一定程度上具有前瞻性，能預見鋼結構的發展趨勢。為此，案例必須來源于實際工程,但由于實際工程往往比較復雜，不僅包含大量的背景信息和前提條件，還涉及多領域、多學科的知識，過于龐大的項目容易讓學生找不到方向和重點[7]。因此，從工程一線拿過來的項目應適當進行簡化處理。

鋼結構是一門邏輯性很強的專業課，往年的教學經驗表明，在前期理論授課過程中，每一個知識點都學生都能理解，但是最后課程設計時，學生卻不知從何處下手。這就要求授課老師講課內容要有連續性，努力做到材料為構件做鋪墊，構件為體系打基礎。為此，筆者才提出倒敘思維備課。根據教學大綱，合理選擇工程實例后，把實際受力體系中的構件拿出來作為軸心受力構件、受彎構件、拉彎壓彎構件設計授課的內容；把節點分離作為鋼結構鏈接的授課內容；然后再以這些構件、節點為例講解鋼結構的材料。實際授課時，按照備課內容，從材料—鏈接—受力構件—體系，環環相扣、層層鋪墊，最終讓學生能夠系統掌握鋼結構設計思路與方法。

筆者所在的民辦院校，開設《鋼結構與設計》，理論課48學時，實踐課16學時。在學時既定的情況下，筆者把所講授的內容分為八個項目：鋼結構材料、鋼結構的鏈接、軸心受力構件、受彎構件、拉彎和壓彎構件、屋蓋結構與普通鋼屋架、（輕鋼）門式鋼架、平板網架。倒敘思維備課要求授課教師要對講授內容整體把握，筆者綜合所有知識點，結合工程實例選取表1所示三個具有代表性的案例。

把三大典型案例與所講的八個項目相結合，從而展開教學工作。首先教師要把三大案例中的結構體系拆分，拆分成材料、構件、節點，分別為鋼結構材料、鋼結構的鏈接、軸心受力構件、受彎構件、拉彎和壓彎構件服務，然后再組裝在一起，分別講解各受力體系的設計原理，從構件布置、荷載組合、內力計算等方面具體分析案例設計思路。如此，學生接受的是系統性整體性很強的一套理論知識。

3 開課前認識實習，減少學生的學習壓力

多數院校對學生的實習還缺乏有針對性的研究，鋼結構課程實習、實驗的教學內容、方法和達到效果良莠不齊，有的學校，實習主要以參觀混凝土結構和砌體結構等為主，很少到實際的鋼結構工程或僅參觀已經建成的鋼結構類建筑，嚴重影響鋼結構課程的實習效果，學生因而難以對其有深入的理解和認識[9]。一個完整的鋼結構受力體系，構件形式、桿件的鏈接，如變截面H型鋼梁、梁柱節點、桁架與柱的節點、空間網架結構等，對于初學者來說，想象起來是很困難的。有很多學生，由于《畫法幾何》等先修課程學的不好，空間想象力差，理論計算方法明白，但是由于想象不出實物的實際情況，在計算中出現錯誤。為此，我院在筆者的建議下，在鋼結構開課的前一周開展針對鋼結構的認識實習。學校多年來一直有穩固的校企合作單位，其中某鋼結構企業為鋼結構認識實習提供強有力的支持。在《鋼結構與設計》開課前一周，分三次分別參觀已建成的鋼結構廠房、鋼結構構件加工廠、鋼結構施工現場。通過認識實習，學生對鋼結構構件、鋼結構施工過程有了系統、直觀的認識，大大減輕了后期理論課的學習壓力。

表1 思維備課三個案例

4 制作案例模型，提高學生學習興趣

三本院校的學生性格活潑,思維比較敏銳，動手能力較強。為提高學生的學期興趣，進一步加強學生對鋼結構材料、構件、節點、空間受力體系的認識，為理論知識學習服務，隨著理論課程的學習，讓學生利用課余時間，分組制作相應的模型：在鋼結構材料這一項目講解完后，讓學生利用廢舊硬紙盒制作與三大案例相對應的角鋼、H型鋼、槽鋼等模型，并要求學生將模型保存；在鋼結構鏈接這一項目結束后，要求學生制作三大案例中的幾個典型節點；在鋼結構構件這三個項目結束后，讓學生完成平面桁架的制作。最終，把桁架或者型鋼梁與型鋼柱或桁架通過節點鏈接,形成完整的空間受力體系。通過學生動手制作自己的模型，提高了學生的學習主動性、培養了學生的創新精神。

5 以三大案例為主線的鋼結構課堂教學

通過以上措施，在師生的共同努力下，我們創造了近乎真實的案例教學環境，在這種氛圍中講述理論知識，理論聯系實際，最大限度地減少了學生的學習壓力。課堂教學基本思路是：基于案例中呈現的問題，以問題解決為指向完成理論教學。主要教學過程是：1）問題鋪墊：基于案例背景，結合教學內容引導學生分析需解決的問題(做什么)；2）理論講解：針對案例需解決的問題進行基本設計理論知識的講解(怎么做)；3）實踐應用：幫助學生運用所學理論知識解決案例相關問題(怎么用)[7]。這種課堂教學思路能讓學生帶著興趣走進課堂，能讓學生知道“學什么”、“怎么學”、“學了可以干什么”。

6 結語

以上課堂教學措施，在筆者所在院校的12級、13級土木工程專業學生進行了實踐，學生的學習興趣明顯提高，由原來的被動地接受知識，轉變為主動的尋求知識。學生學到的不再僅僅是書本上枯燥的理論知識，寓理論于實踐，縮短了學生從“學校”到“企業”的距離。同時，篩選案例、備課、授課整個過程，迫使教師不斷更新自己的知識儲備，不斷掌握行業內最前沿的知識，使得教師在“教”與“學”的過程中不斷成長。

[1]盛黎,金小群.民辦高校土木工程專業應用型人才培養模式的創新研究[J].高等教育,2009(18)：43-45.

[2]王雪峰,曹榮.大工程觀與高等工程教育改革[J].高等工程教育研究,2006(4)：19-23.

[3]潘春風.新形勢下《鋼結構設計原理》課程的教學探討[J].時代教育,2014(11)：43.

[4]李楠.利用仿真模擬平臺改革鋼結構實踐教學[A].中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會.鋼結構工程研究（十）——中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會第14屆(ISSF-2014)學術交流會暨教學研討會論文集[C].中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會：2014：4.

[5]伍凱,曹平周,南洋,陳峰.卓越工程師教育培養體系下的現代鋼結構課程教學研究[J].高等建筑教育,2015(5)：60-63.

[6]朱錦章,揚子江,郭波,等.獨立學院土木工程專業課程體系的改革與實踐[J].湖北工程學院學報,2015,35(3)：114-117.

[7]宋高麗.以案例為主線的鋼結構課程一體化教學改革研究與實踐[J].高等建筑教育,2016(3)：68-71.

[8]劉文燕.案例教學法在刑法教學中的應用[J].教育探索, 2014(12)：56-57.

[9]李楠.利用仿真模擬平臺改革鋼結構實踐教學[A].中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會.鋼結構工程研究（十）——中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會第14屆(ISSF-2014)學術交流會暨教學研討會論文集[C].中國鋼結構協會結構穩定與疲勞分會：2014：4.

河南省教育廳2016年度教師教育課程改革研究資助項目（16A880035）