新形勢下土木工程專業鋼結構課程教學存在的問題及對策

（湖南科技大學土木工程學院 湖南·湘潭 411201）

隨著科技水平的提升和經濟建設的發展，我國的鋼材產量增長迅速，鋼結構制作安裝水平日益提高，鋼結構在土木工程領域的應用得到了長足的發展。與鋼筋混凝土結構相比，鋼結構具有自重輕、強度高、延性好、施工周期短等優點，特別適用于超高、大跨以及具有復雜外形的土木工程結構。土木工程專業的畢業生，尤其是建筑工程方向和橋梁工程方向，未來將有更多的機會從事鋼結構實踐工程項目，這對鋼結構的課堂教學提出了更高的要求。

目前，大多數高校對鋼結構課程教學重視不足，尤其在“大土木”專業背景下，鋼結構課程的學時被大幅壓縮，相關實踐內容相應減少，導致鋼結構課程的教學內容沒有與鋼結構行業的發展同步，導致鋼結構專業人才培養滯后。近年來，隨著國內外高等教育形勢的發展，教育部先后對高等教育教學工作提出了新的指導意見。2018年6月，教育部提出了高等學校本科教育的“金課”定義和評價標準。2020年6月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，要求深入貫徹習近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神，落實立德樹人根本任務的戰略舉措，全面推進高校課程思政建設。

結合新形勢下教育部對高校本科教學工作的指導方案和改革要求以及筆者多年以來的鋼結構課程授課經驗，圍繞全面提高人才培養能力這一核心點，以提高應用型人才培養質量為導向，本文將首先闡述現階段鋼結構課程教學存在的問題，進而對各個問題提出相應的教學改革方案，以期對我國相關土木工程院校開展鋼結構課程教學改革提供參考。

1 現階段鋼結構設計原理課程教學存在的問題

1.1 教材內容陳舊

以筆者所在高校為例，鋼結構課程選用教材為武漢理工大學出版社出版的《鋼結構》第五版教材。該教材系“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，在土木工程院校具有一定的影響力。近十年來，我國建筑結構設計的理論和試驗技術不斷發展，許多規范都已經更新，包括《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）、《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）、《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB 50068-2018）等。雖然《鋼結構》教材在相關理論公式方面做了調整，但仍有許多最新規范成果未能更新，比如風荷載計算公式、荷載效應的組合等?，F有鋼結構教材內容授課顯然不能將最新的鋼結構前沿設計理論傳授給學生，也必將導致學生在畢業后無法直接從事鋼結構的設計和施工等工作。

1.2 概念抽象、知識生硬

日常生活中的實踐工程大多為鋼筋混凝土結構，鋼結構工程項目有限，學生難以對鋼結構的構件和節點形成具體的思維框架。另外，鋼結構課程的知識面廣、內容多，部分設計公式為復雜的經驗公式，參數繁多且不易理解。若學生對前續的力學基礎知識掌握不牢，很容易在學習過程中犯畏難心理。許多高校土木專業青年教師博士畢業后直接進入高校教學，缺乏相應的工程經驗，在有限的學時內，鋼結構的課堂教學只能對理論知識進行簡單的講解，不能結合工程實際進行教學。這些內外因素都將不利于學生有效地接受鋼結構的知識學習。

1.3 實踐教學內容偏少

土木工程是一門實踐性極強的專業，其實踐教學環節包括認知實習、課程設計和畢業設計。從筆者的教學經驗來看，所在高校的三個實踐教學部分大多以鋼筋混凝土結構為主。認知實習參觀的結構形式以鋼筋混凝土結構居多，即使選取了高鐵站房作為鋼結構實例，相關帶隊老師的講解也過于淺顯，學生對鋼結構的認識不深。鋼結構的課程設計安排在大三下學期學完鋼結構設計課程后，利用一周的時間完成一個鋼結構設計的課程設計，課程設計的內容僅為鋼結構屋蓋，形式較為單一。從歷年畢業設計選題來看，即使不限定畢業設計的結構形式和建筑功能，絕大部分同學也選擇鋼筋混凝土框架結構作為畢業設計題目，很少有選擇鋼結構形式作為畢業設計題目。雖然有少部分同學在畢業設計指導教師的要求下選擇鋼框架結構辦公樓或鋼結構廠房作為畢業設計選題，但基本是“照貓畫虎”，完全參考相關畢業設計指導教材，完成質量不高。

1.4 課程思政匱乏

課程思政是指以構建全員、全程、全課程育人格局的形式將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，把“立德樹人”作為教育的根本任務的一種綜合教育理念。對于鋼結構這樣一門專業主干課，原有的教學內容過多關注專業知識的講授，很少對課程思政化進行探索，忽略了對學生理想信念的教育。

2 教學改革對策

2.1 更新最新規范修訂成果

最新的鋼結構設計規范、荷載規范和可靠度規范全面總結了我國近年來在結構工程領域的工程實踐經驗和研究成果，內容先進且更加國際化。在現有鋼結構教材未能反應最新的相關規范成果時，授課教師應積極主動備課，將最新的規范修訂成果引入到教學內容中，同時通過課堂習題教學對比分析新舊規范的差異和改進，既可以加深學生對新的規范成果的理解，又可為學生畢業直接從事鋼結構相關工作提供參考。

2.2 加強案例和實驗教學方法

為提升學生學習鋼結構的熱情，避免課堂授課的枯燥乏味，可在教學工程中引入工程實際案例和開展實驗教學。通過收集和整理與鋼結構密切相關的國內外重要工程案例，比如美國9·11世貿大廈恐怖襲擊事件，3·7泉州鋼結構酒店坍塌事件等，發掘和提煉工程案例中的課程知識點，做好教學設計，在教學過程中引導學生思考課堂知識點與工程案例的契合點。對于鋼結構的軸壓失穩和彎曲失穩等重要知識點，可在結構實驗室開展相關鋼結構受力構件的實驗教學。要求學生全過程地參與實驗構件的制作、安裝、加載和破壞過程，可以使學生更加直觀地觀察到鋼結構構件的失穩破壞模型，加深對鋼結構設計相關概念和理論的理解。

2.3 提升實踐教學和考核比例

全過程地提升鋼結構的實踐教學和考核比例。在認知實習階段，組織鋼結構實習內容，對不同的鋼結構形式包括框架、廠房和空間網架等均需要加以參觀和學習，加強學生對鋼結構的感性認識。在課程設計階段，增加課程設計的時間，拓展課程設計的深度，要求學生手動完成結構布置、荷載計算以及內力計算，并通過手工繪圖增強其對鋼結構構件及節點施工圖的理解。同時，可要求學生應用鋼結構設計軟件完成課程設計的電算，對比研究手算和電算結果的差異。在畢業設計階段，可通過校企合作，將設計院的實際鋼結構工程項目作為畢業設計的題目，綜合訓練學生的鋼結構設計基本能力。

2.4 發掘課程的思想政治背景

深度挖掘提煉鋼結構課程知識體系中所蘊含的思想價值和精神內涵，拓展專業課程的廣度、深度和溫度，從課程所涉及專業、行業、國家、國際、文化、歷史等角度，增加課程的知識性、人文性，提升引領性、時代性和開放性。在鋼結構課程的概論中，介紹我國典型的鋼結構建筑（鳥巢和央視大樓），引出改革開放經濟建設成果。在鋼結構材料這一章節，可以對比分析我國鋼材的產量和質量在改革開放前后的變化，體現中國共產黨領導的重要性。

3 結束語

新時代下我國高等教育事業面臨諸多挑戰。面對日益復雜的國內外政治形勢和高速發展的科學技術水平，土木工程專業鋼結構的課程教學和人才培養模式亟需改革。通過及時更新最新規范修訂成果，引入案例教學和實驗教學，提升實踐教學和考核比重，發掘專業課程的思想政治背景，可為培養新形勢下“基礎扎實，實踐能力強”的鋼結構設計、施工人才奠定基礎。