基于注冊結(jié)構(gòu)工程師制度的鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革

賈玉琢，李曰兵，龔 靖，邢 爽

(東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林吉林132012)

國家注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度的實(shí)施，無疑對土木工程學(xué)科的教學(xué)改革起到了一定的導(dǎo)向作用，影響著我國土木工程教育事業(yè)的發(fā)展方向，對該學(xué)科的教育改革與創(chuàng)新不斷提出新的要求。本文擬結(jié)合注冊結(jié)構(gòu)工程師制度，探討鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與能力培養(yǎng)的相關(guān)問題［1］。

以注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度為導(dǎo)向進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革與學(xué)生能力培養(yǎng)，其基本思路是根據(jù)注冊結(jié)構(gòu)工程師的要求確定人才培養(yǎng)的規(guī)格和教育目標(biāo)，選擇和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段與方法，通過教師指導(dǎo)使學(xué)生掌握扎實(shí)的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力。

鋼結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)重要專業(yè)課程之一，該課程內(nèi)容多、涉及面廣;理論體系完善，要求材力、結(jié)力等基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí);構(gòu)造形式復(fù)雜，要求空間想象能力強(qiáng);與有關(guān)規(guī)范、工程實(shí)際聯(lián)系密切，工程應(yīng)用性強(qiáng)。

下面就面向注冊結(jié)構(gòu)工程師制度的需要，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)談?wù)剮c(diǎn)看法。

1 以注冊結(jié)構(gòu)師制度為導(dǎo)向，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容

注冊結(jié)構(gòu)工程師考試的內(nèi)容代表了工程界對結(jié)構(gòu)工程師知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求，也為制定教學(xué)計(jì)劃、確定教學(xué)內(nèi)容提供了參考。注冊結(jié)構(gòu)工程師考試大綱中有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容從體系布置、基本構(gòu)件計(jì)算、連接計(jì)算到疲勞計(jì)算、防銹防火共8大方面的內(nèi)容，參考書目包括鋼結(jié)構(gòu)的7本相關(guān)規(guī)范，內(nèi)容多、任務(wù)重。

鋼結(jié)構(gòu)課程的主要內(nèi)容包括材料特性、各類基本構(gòu)件(包括軸心受拉、軸心受壓、受彎、拉彎和壓彎)的受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法、構(gòu)件之間連接的設(shè)計(jì)計(jì)算方法以及建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［2］。如何利用有限的教學(xué)時(shí)間讓學(xué)生有效地掌握大綱要求的內(nèi)容，是教師需要解決的一大難題。

首先，要抓住問題的主線進(jìn)行重點(diǎn)講解。為了使學(xué)生系統(tǒng)全面地掌握知識(shí)，在講鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計(jì)的開始就告訴學(xué)生，對于各類受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)和計(jì)算都是圍繞“強(qiáng)度→剛度→整體穩(wěn)定→局部穩(wěn)定”這一主線進(jìn)行的，而且要牢記“兩條腿走路”方針，既不但要計(jì)算過程正確，而且要滿足構(gòu)造要求。通過理論知識(shí)的闡述以及具體構(gòu)件例題的演算過程，使學(xué)生對構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟十分熟悉。為有效地利用課堂時(shí)間，要著重講解穩(wěn)定理論的思想，突出強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定的重要性以及如何利用穩(wěn)定的實(shí)用計(jì)算公式解決實(shí)際問題，具體的穩(wěn)定理論推導(dǎo)內(nèi)容留給學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇性學(xué)習(xí)，有必要時(shí)教師給予專門的指導(dǎo)。另外，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程理念，著重讓學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的程序與步驟，為將來做工程設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。

其次，不但要注重鋼結(jié)構(gòu)課程自身教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合，還要進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)課程與其它課程關(guān)聯(lián)內(nèi)容的整合。目前使用的鋼結(jié)構(gòu)教材中，有些知識(shí)點(diǎn)是與其它課程重復(fù)的，例如鋼材的單向軸拉性能以及應(yīng)力應(yīng)變曲線在材料力學(xué)和土木工程材料兩門課程中都有所闡述，則在鋼結(jié)構(gòu)的授課時(shí)對于該知識(shí)點(diǎn)就沒有必要面面俱到重新講解，只需強(qiáng)調(diào)一下鋼材的三個(gè)主要力學(xué)性能指標(biāo)在鋼結(jié)構(gòu)課程中的主要用途即可。

2 注重課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

基于國家注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度的教學(xué)改革不是倡導(dǎo)應(yīng)試教育，而是倡導(dǎo)以培養(yǎng)國家注冊結(jié)構(gòu)工程師為核心，著眼工程實(shí)際，使學(xué)生具備高素質(zhì)的實(shí)踐能力。課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生綜合運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定、連接等基本知識(shí)，進(jìn)行實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)—鋼屋架的設(shè)計(jì)，從而具備解決工程實(shí)際問題能力的一個(gè)實(shí)踐性與應(yīng)用性很強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

近幾年，我們從設(shè)計(jì)內(nèi)容和時(shí)間安排兩方面進(jìn)行了改革:在布置設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)候，根據(jù)氣象條件、屋架外形、跨度、坡度、吊車噸位等設(shè)計(jì)條件的不同，設(shè)置多組設(shè)計(jì)任務(wù)，盡量使學(xué)生完成不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而促使學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，避免相互抄襲;在時(shí)間安排上打破課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格界限，優(yōu)化整合基本理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，把實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容分階段穿插在理論教學(xué)過程中，使學(xué)生分步完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，即把以往的所有課堂教學(xué)結(jié)束后，再把課程設(shè)計(jì)的任務(wù)布置下去，然后給學(xué)生一周的時(shí)間進(jìn)行集中設(shè)計(jì)，改革為在課堂教學(xué)過程中，提前分階段布置設(shè)計(jì)任務(wù)，并以課后作業(yè)的形式讓學(xué)生隨教學(xué)進(jìn)度分步完成設(shè)計(jì)成果，并以此作為平時(shí)成績的參考依據(jù)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，讓學(xué)生利用一周時(shí)間總結(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟、整理設(shè)計(jì)計(jì)算書、繪制施工圖、進(jìn)行答辯。這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并給予學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，得到了較好的效果。

3 培養(yǎng)學(xué)生查閱規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范習(xí)慣

土木工程課程的基礎(chǔ)主要是各種國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范，規(guī)范的調(diào)整要求教學(xué)內(nèi)容必須動(dòng)態(tài)更新。教學(xué)內(nèi)容要分層次地吸收最新、最前沿國家頒布規(guī)范和最新研究成果，豐富教學(xué)內(nèi)容，突出課程的時(shí)代特征，使基礎(chǔ)理論、方法、技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)，防止理論與工程實(shí)際脫節(jié)。

同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)是國家注冊結(jié)構(gòu)工程師考試專業(yè)部分的考核內(nèi)容，專業(yè)部分的考試方式為開卷，考試時(shí)允許考生攜帶正規(guī)出版的各種專業(yè)規(guī)范和參考書目進(jìn)入考場，考核中對規(guī)范融會(huì)貫通理解的綜合性，規(guī)范制定過程與實(shí)際應(yīng)用性，各項(xiàng)規(guī)范規(guī)定的概念和機(jī)理，規(guī)范規(guī)定在工程中運(yùn)用與案例分析都是考核重點(diǎn)［3］。

國家規(guī)范、法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，教師在授課過程中，要引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生在進(jìn)行問題的解決時(shí)應(yīng)該在規(guī)范中找到相應(yīng)的條文依據(jù)，而不是只關(guān)注教材中的內(nèi)容，從而使學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的過程中，就養(yǎng)成查閱規(guī)范、手冊、圖集等相關(guān)工具書并依此進(jìn)行設(shè)計(jì)的習(xí)慣。

4 采用靈活的教學(xué)方法和先進(jìn)的教學(xué)手段

教學(xué)方法不能千篇一律，講授的方法不能貫穿于教學(xué)的始終，依據(jù)授課內(nèi)容的不同采用課堂討論、學(xué)生參教、現(xiàn)場教學(xué)、工程實(shí)例教學(xué)等靈活的教學(xué)方法。例如，在講完鋼結(jié)構(gòu)連接的基本內(nèi)容后，我們增加一節(jié)綜合討論課，結(jié)合工程實(shí)際中柱間支撐的節(jié)點(diǎn)，讓學(xué)生先觀看實(shí)際工程節(jié)點(diǎn)連接的動(dòng)畫，然后分組討論，自行設(shè)計(jì)該節(jié)點(diǎn)連接，并予以正確解答;每章設(shè)置一次習(xí)題課，通過習(xí)題課加深學(xué)生對該部分知識(shí)的理解，習(xí)題課上讓學(xué)生適當(dāng)參與課堂教學(xué)，并根據(jù)講解的情況在平時(shí)成績方面給予適當(dāng)加分;現(xiàn)場教學(xué)就是將課堂搬到工地、工廠，是教學(xué)內(nèi)容最貼近工程實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)，如梁、柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、鋼結(jié)構(gòu)制造加工工藝、屋蓋結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，在課堂上講既費(fèi)力又抽象，教學(xué)效果不理想，而通過現(xiàn)場參觀講解能將抽象的知識(shí)直觀化，平面的印象空間化，能達(dá)到事半功倍的效果。通過這些靈活手段的運(yùn)用，增強(qiáng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了理論知識(shí)在工程實(shí)際中的運(yùn)用。

先進(jìn)教學(xué)手段的運(yùn)用也是鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)課程是與工程實(shí)際緊密結(jié)合的學(xué)科，由于經(jīng)費(fèi)、實(shí)習(xí)場所的限制，真正通過現(xiàn)場直觀接觸工程實(shí)際有些情況下很難實(shí)現(xiàn)，而通過平面的圖紙建立空間結(jié)構(gòu)的概念又是許多學(xué)生的弱項(xiàng)。多媒體教學(xué)的利用，可以較好的解決這種矛盾，通過多媒體課件的制作，加入動(dòng)畫、圖片、錄像和學(xué)科前沿知識(shí)，把課本中抽象的知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合，直觀的展示給學(xué)生。這樣可以開闊學(xué)生的視野，彌補(bǔ)現(xiàn)場教學(xué)不足的缺陷，增強(qiáng)學(xué)生的理解能力，還可以使沉悶費(fèi)解的教學(xué)過程變得輕松，提高學(xué)生的理解能力［4］。

5 考試形式與國家注冊結(jié)構(gòu)工程師考試接軌

國家注冊結(jié)構(gòu)工程師考試專業(yè)部分試題采用主、客觀結(jié)合的題型和開卷的考試方式:要求考生在填涂答題卡的同時(shí)，在答題紙上寫出計(jì)算過程，考試時(shí)允許考生攜帶并查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

我們在進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐的過程中，從考試形式上嘗試向注冊結(jié)構(gòu)工程師考試靠攏:考試卷中部分選擇題要求學(xué)生不但要選出正確答案，還要寫出計(jì)算過程或解題依據(jù);考試方式為開卷，允許學(xué)生攜帶筆記、教材、相關(guān)規(guī)范等進(jìn)行考試?？紤]到教學(xué)大綱對鋼結(jié)構(gòu)基本概念和理論的要求，同時(shí)也兼顧考試改革的漸進(jìn)性，目前在試卷中未完全采用主、客觀結(jié)合的題型，這樣既有利于讓學(xué)生熟悉注冊結(jié)構(gòu)師考試的形式，也有利于引導(dǎo)和考核學(xué)生對基本概念理論的掌握。

6 必要的注冊結(jié)構(gòu)師技能培訓(xùn)

為了使學(xué)生能夠?qū)W以致用，適應(yīng)市場需求，尤其是使將來從事設(shè)計(jì)工作的同學(xué)能夠盡快獲取國家注冊結(jié)構(gòu)工程師資格證書，我校土木工程專業(yè)開設(shè)了60學(xué)時(shí)的注冊結(jié)構(gòu)工程師培訓(xùn)課程，這門課在所有專業(yè)課結(jié)束后開設(shè)。類似課程的設(shè)置能很好的幫助學(xué)生綜合歸納，是運(yùn)用基本理論解決工程問題、熟練運(yùn)用規(guī)范的又一次實(shí)踐。鋼結(jié)構(gòu)課程也正是有效地利用這有限的學(xué)時(shí)，對學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)，增強(qiáng)理論運(yùn)用技能和綜合實(shí)踐的能力。

7 結(jié) 語

圍繞注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格制度，多方位深化改革教學(xué)方法，探索培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的途徑。我們面向工程實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生成為具有綜合素質(zhì)、繼續(xù)學(xué)習(xí)和自我深造能力，高素質(zhì)實(shí)踐能力強(qiáng)，可以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，具有較高國際化視野的現(xiàn)代土木工程師。

［1］黃天立，吳韜.基于注冊結(jié)構(gòu)工程師制度探討土木工程專業(yè)教學(xué)改革［J］，廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(6):94-96.

［2］戴國欣.鋼結(jié)構(gòu)［M］.武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2007.

［3］林煌斌，曾琦芳.基于國家注冊結(jié)構(gòu)工程師制度的教學(xué)改革［J］，集美大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(7):108-112.

［4］賈玉琢，李曰兵，龔靖.鋼結(jié)構(gòu)實(shí)用性教學(xué)的研究與實(shí)踐［J］，2007(5):34-36.