钢结构课程教学论文

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1改革教学方法和教学手段，利用多媒体技术启发学生思维

很多学生认为《钢结构》课程不太好学，涉及众多力学概念、材料和施工工艺等诸多因素。兴趣是最好的老师，作者认为引导学生学好《钢结构》课程的关键是激发起学生的学习兴趣。传统的教学方法是从理论到理论，最后结合实际讲述应用，这种做法过分强调理论的完整性，对优秀学生比较适应。随着高等教育的大众化，这种教学方法的缺点逐渐暴露出来，部分学生在学习基础理论部分时因产生畏难情绪，丧失了学习兴趣，而在后面的设计应用部分由于没有一定的理论支撑，不知道如何做起。所以，对《钢结构》的教学进行改革，目的就是引导学生从被动地接受知识转化为主动自觉地学习知识，着重培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。在课程教学中，作者尽量将理论与实践相结合，将工程中的实际问题反映到课堂上，让学生有亲临其境的感受。例如，将钢结构工程中的工程事故，用图片和动画形式展示给学生，对学生的心理产生很大的影响，让他们清楚今天所学或许就在明天的工程中出现，使学生感受到课程的实用性，由“要我学”变为“我要学”。在讲解理论时注意假设的合理性介绍和理论知识的连惯性，讲完理论之后还要回到工程中去，用所讲授的理论再讨论前面提出的问题。实践证明，一般学生都会乐意接受这种教学方式，也比较有兴趣学习。另外，作者在每次授课结束时，对本次的教学内容进行简单总结之外，常常给出几个核心的、需要解决的实际问题，让学生课下思考，为下一次上课埋下伏笔，同时给学生思考空间，指导学生针对性的预习。由于学时的限制和采用引导的方式组织教学，作者发现存在学时紧张的问题。

为了解决学时不足并提高教学的深度和广度，我们和其他学校一样，通过采用幻灯、多媒体教学软件等手段，充分利用学校现有的多媒体教学设备，增加课堂教学信息量，运用计算机的文字、图片、动画等效果，使教学更加形象生动、重点突出，吸引学生注意力，以获得良好的教学效果和适应当前专业课程教学改革。为此，作者在参考其他高校《钢结构》课程多媒体教学课件的基础上，自编了一些质量较好的课件供教学时使用。由于自己制作的课件对所使用的工程资料背景如:地理位置、结构形式、技术特点、使用用途、工程造价等比较熟悉，所以使用起来比较顺手和方便。例如，钢结构各种连接形式的受力情况、稳定问题一直是学生学习钢结构的重点和难点。以前教师需要在黑板上画很多图帮助学生理解，为此占用了不少课堂时间，教师在黑板上费力地讲授，学生仍常常还不能听懂。引入多媒体教学后，将学校附近的相关实物用数码相机拍下来展示，或者充分利用计算机动画技术等，一方面可以使教学内容更加具体、形象生动，吸引学生注意力，另一方面还将大大节约教师上课时板书的时间，用同样的教学时间向学生传递更多的信息，从而获得良好的教学效果。例如，钢梁的设计涉及大量的加劲肋设计，但教师在黑板上仅能画出平面图和断面图，学生往往不能想象其空间的结构形式，对教师所讲内容不能很好理解。但利用多媒体技术将整个空间结构清晰的展现在学生面前，教师的讲解就轻松很多。需要说明，采用多媒体授课，增加了课堂的信息量，需要学生对所授课程预习;所以作者在第一节授课时便提醒学生，在每一次上课前都需要根据教师布置的问题预习下一节课所讲授的内容，只有做到预习，听课才有针对性，才能更深入的理解讲授内容。

2适应新规范和新形式，不断调整教学内容

随着工程建设的迅猛发展，钢结构的设计理论和设计方法也取得了很大的进步。这要求教师在上课时，需要根据当前的发展适时调整教学内容。特别是新的钢材国家标准颁布后，钢结构设计规范也进行了修订，在2003年颁布的《钢结构设计规范》的基础上，又计划出版新的《钢结构设计规范》(2014)，即将颁布的规范对2003版的规范进行了一些重要的修订。由于教材总是滞后于规范的修订进度，所以课堂上在讲授以前规范规定的基础上，也结合教学内容介绍最新规范的修订情况，让学生对新规范有一些大概的了解，有利于学生今后工作时应用。另外，作者在教学中常常对现行规范的内容及其钢结构设计规范的历史演变，做一个纵向的梳理，着重介绍规范的变迁在设计理念、设计思路和设计方法上的不同。在重点介绍我国规范的基础上，简要介绍一点国外(如美国、英国、德国等)的相关规范，以使学生更全面地掌握钢结构知识以及动态进展。由于钢结构领域发展速度快，知识更新周期相对较短，教材出版的速度难以跟上学科的发展速度。因此，教师需要时刻关注钢结构领域研究的最新发展，并根据新材料、新技术的发展适时更新教学内容，合理组织和处理教学内容，及时将本学科研究的最新成果介绍给学生，树立对职业的强烈责任感。例如，以前较少介绍钢结构大跨度的屋盖结构形式，现在随着多媒体技术的应用，可以比较系统而简洁地介绍相关内容，例如:梁式大跨结构、框架结构、拱式结构、钢管结构、空间网架(周边支承网架、点支承网架、周边支承与点支承混合网架、三边支承或两边支承网架)等，以开阔学生的视野;过去屋面材料大多采用石棉瓦、瓦楞铁皮等，而现在大量使用大型屋面板、压型钢板、压型铝合金板等，而这些内容在教材中所占比重太少，无法满足教学和实际工作的需要。所以我们在课堂教学和课程设计时，及时添加了与工程实际密切相关的内容，以利于学生今后在工程实际中灵活应用。对于一些工程中比较重要，而课堂内无法讲授的内容，可给出文献出处或互联网地址，让学生检索相关知识，提高学生获取知识的能力。

3适当利用计算机软件组织教学，适应社会发展的时代要求

在建筑行业，计算机建筑工程的造价已全面渗透到各类活动之中。无论是设计，或者是施工图绘制和建筑工程的造价与管理，计算机的应用都已普及到各类建筑市场的主体中。这要求土木工程专业的毕业生必须具有熟练利用计算机进行结构计算和绘图的能力。同时，随着经济、科技的发展，建筑结构的形式越来越复杂，用于钢结构设计的软件也越来越多，例如:3D3S，PKPM，STS，Xsteel，CuteSer，SparCHSteel等等。各种软件都有其自身的特点，各自的适用性及技术条件，并与相应的结构设计规范及结构形式密切相关。因此，在《钢结构》课程教学中，教师可先对常见的钢结构专业软件进行了解，熟悉其特点和使用方法，利用专业软件对钢结构进行初步设计，然后给学生有针对性地介绍常用软件的使用方法及技术条件、应用技巧，使学生能独立应用专业软件完成某些作业题的计算和简单钢结构的计算、设计和绘图等。作者认为专业软件的应用与学生今后的工作能力密切相关，教师不仅需要把钢结构的基础理论讲清楚，而且应将专业软件的应用提高到实际操作的高度来要求，这对学生今后的成长很有益处。另外，《钢结构》课堂教学中，经常出现比较复杂的计算，关系式和变量较多，作者在教学中采用MAPLE数学软件，直接在课堂上演算各类例题，非常直观和简单，让学生感受到真实的计算过程，而不是直接取自教材中的计算结果，这样有时还能发现教材中出现的一些计算问题。由于应用软件完成计算过程，所需时间很少，可以解决常规教学中例题演算占用课堂时间太多的问题，让教师和学生把注意力集中到问题本身及解决的思路和逻辑上来，提高了学生应用数学专业软件解决问题的能力。

4结合课程教学和课程设计，培养学生的工程意识和动手能力

结合我国“大土木”专业和高校扩招及生源相对减少，怎样在大众化教育背景和教学学时减少的情况下，既为学生打好坚实的基础知识，又为学生毕业以后的工作做适当的准备?作者认为钢结构课程设计是综合应用专业基础知识和培养动手能力的关键性实践环节。钢结构课程设计，不仅需要学生深刻理解、巩固掌握所学的基础理论，而且要求学生对所学知识能融会贯通，使学生得到工程设计能力的初步培养和训练，提高动手能力，缩短与实际工作之间的距离。因此安排好课程设计是至关重要的。作者在布置课程设计时，从培养学生的工程意识和动手能力出发，要求真题真做，加强设计的过程监督和考察。教师大量增加辅导学生的时间，及时解决学生设计中出现的问题，同时也防止学生相互抄袭、拷贝，加强了师生友谊，将“以学生为中心”落实到实际的教学工作之中。在钢结构课程教学和课程设计中，作者有针对性地加强学生以下几个方面能力的培养。

(1)工程意识和分析工程问题的能力对于土木工程专业的学生，教师应注意引导和培养他们的工程意识。应让学生知道:土木工程专业的学生需具有更高的责任意识和奉献精神，因为今后的工作成果与人民群众的生命和财产安全息息相关，来不得半点虚假，据此激发学生的学习主动性。在《钢结构》课程教学中，无论基础理论或施工工艺，都应该考虑到工程的具体实际情况，在应用时均应因时因地而改变，提高学生分析问题、解决问题的能力。

(2)实验和动手的能力钢结构的理论相对混凝土，具有更严谨的理论和方法，但实验手段也是非常重要的一个方面。在课程教学中，根据学校的实验设备和能力，我们在原材料有关项目的检测实验和焊接工艺评定试验之外，主要做了焊缝无损检测试验、钢网架节点承载力试验和钢结构防火涂料性能试验等。通过实验，让学生切实体会到钢结构的特性，了解其优点和缺点，加深其印象，为今后的专业设计打下基础。

(3)读图和绘图的能力由于钢结构中的连接比较复杂，需要较强的空间想象能力，所以也是培养学生空间想象能力的好素材。土木工程师不仅要能够读图，通过图纸了解设计者的设计思想、设计理念和设计意图，而且要能够绘图，通过图纸来清楚表达自己的设计思想、设计理念和设计意图。一般要求学生在绘图时图纸布置合理、绘图比例协调、图面表达简洁清楚，手绘图纸，每个同学均不相同，切实提高学生读图和绘图能力。

(4)理解和创新的能力在课程设计中学生要能利用所学的理论知识分析问题和解决问题。钢结构课程设计，可以让学生掌握工程设计的基本原理、设计方法和设计过程，训练学生解决工程问题的基本技能，培养学生的创造性思维。例如，随着社会的进步，人们提出了各种各样的结构形式，以前使用的计算手册有时无法满足设计需要，可以要求学生自己动手，利用相关专业软件自己编制有关内容的相关数据。计算这些设计数据，可以巩固学生的理论知识和提高学生编制程序、解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和创新精神。

作者：薛艳霞单位：厦门大学嘉庚学院土木工程系