基于能力培養(yǎng)的鋼結(jié)構(gòu)課程設計改革探討

（山東科技大學土建學院，山東 青島 266590）

1 引言

《鋼結(jié)構(gòu)》是土木工程專業(yè)的主干課程，它重點介紹了鋼結(jié)構(gòu)基本原理和設計方法，其內(nèi)容涉及理論、計算和應用等方面。伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展和鋼結(jié)構(gòu)市場的日益增大，急需基礎理論扎實、動手能力強、有豐富經(jīng)驗的鋼結(jié)構(gòu)設計和施工技術(shù)人才。但目前優(yōu)秀的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)人員十分缺乏，一方面以往鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量較少，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)、設計部門擁有的鋼結(jié)構(gòu)專門人才寥寥無幾；另一方面因目前鋼結(jié)構(gòu)教學中存在一些弊端，畢業(yè)生不能馬上勝任復雜的鋼結(jié)構(gòu)設計、施工工作。這些都對鋼結(jié)構(gòu)工程人才培養(yǎng)提出了新的要求。鋼結(jié)構(gòu)課程設計是土木工程專業(yè)重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，如何在鋼結(jié)構(gòu)課程設計中培養(yǎng)學生的專業(yè)技能和工程能力是值得不斷研究和探討的重要課題。

2 現(xiàn)階段存在的一些問題

鋼結(jié)構(gòu)課程設計是土木工程專業(yè)重要的實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生應用所學鋼結(jié)構(gòu)理論知識到實踐的良好機會。鋼結(jié)構(gòu)課程設計要求學生具備較好的高等數(shù)學、建筑材料、材料力學、結(jié)構(gòu)力學、鋼結(jié)構(gòu)及建筑制圖等基礎，能綜合運用所學知識分析和解決工程實際問題，全面掌握鋼結(jié)構(gòu)選型、柱網(wǎng)布置、荷載計算、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件和節(jié)點設計等專門知識，并能根據(jù)其設計結(jié)果繪制施工圖。學生通過課程設計鞏固和完善鋼結(jié)構(gòu)課堂教學內(nèi)容，提高分析、解決實際工程問題的能力，為今后的工作奠定堅實的基礎。

目前我校土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設計安排在大四上學期末，正值學生考研前夕，時間緊、任務重、內(nèi)容復雜。因鋼結(jié)構(gòu)課程教學時間與課程設計時間間隔較長，學生對課堂所學知識有所遺忘，加之課程學習時，學生與實踐接觸少、缺乏必要的工程實際知識，無明確的學習目標。而鋼結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容比較抽象，尤其是一些細部構(gòu)造，僅依靠課本的文字描述以及平面圖形難以想象實物的構(gòu)造，這在一定程度上增加了學生理解所學內(nèi)容的難度。大部分學生創(chuàng)新意識淡薄，缺乏創(chuàng)新思維，動手能力較差，不會應用所學知識解決實際問題。部分學生甚至不知道什么是設計題目中的工作平臺結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是學生在兩周內(nèi)完成的鋼結(jié)構(gòu)課程設計技術(shù)性和獨立性差，難以達到預期的效果。

針對目前現(xiàn)狀，改革鋼結(jié)構(gòu)課程設計，對提高學生的專業(yè)綜合能力具有重要的現(xiàn)實意義。

3 鋼結(jié)構(gòu)課程設計改革方法

（1）精心準備教學文件。教學文件包括課程設計教學大綱、課程設計任務書、課程設計指導書等。

在課程設計開始之前，指導教師根據(jù)教學大綱的要求，結(jié)合工程實踐選題，有效提高課程設計題目的吸引力，增強學生對課程設計的興趣。所選課程設計的題目應有助于加強學生對鋼結(jié)構(gòu)課程基本理論知識的理解和掌握，使他們在新的層次上對課程內(nèi)容有更加全面、系統(tǒng)地認識，從而提高其分析問題、解決問題的能力[1]。

選題后，根據(jù)參與設計的學生人數(shù)，按技術(shù)參數(shù)（如層高、跨度、鋼材型號等）的變化分組，并在課程設計任務書中列出題目，做到每生一題，有助于培養(yǎng)學生獨立分析問題解決問題的能力。

制定課程設計指導書時，除對圖紙和設計計算提出要求外，還明確課程設計進度要求，列出包括課本、設計規(guī)范、手冊以及圖集在內(nèi)的主要參考書目，便于學生合理安排時間、明確設計重點，有效提高學習效率和課程設計的質(zhì)量。

（2）遵循設計程序、全方位指導設計過程。鋼結(jié)構(gòu)課程設計遵循以下幾個程序即方案階段、計算階段以及上機操作制圖、出圖、答辯階段進行，設計過程指導教師進行全方位指導，培養(yǎng)和訓練學生的實際動手能力。

第一，在方案選擇與計算階段，學生按照任務書中題目的要求確定樓面構(gòu)造、次梁和主梁截面選擇時，教師及時檢查，參與學生方案的選擇討論，給予其客觀指導。特別是在主樓截面選擇時，針對不同的跨度，引導學生對主梁作變截面設計，為使學生溫故而知新，建議他們都進行組合梁變截面設計；使學生明白結(jié)構(gòu)設計工作沒有唯一解，培養(yǎng)其良好的設計習慣，為后續(xù)的畢業(yè)設計和工作打下良好基礎。同時，教師在指導過程中，注意針對各個學生的不同特點，及時記錄學生的設計情況，為課程設計答辯提問做準備。

第二，上機操作制圖階段，注意培養(yǎng)學生使用計算機的能力和查閱資料的能力。鋼結(jié)構(gòu)課程設計要求學生使用計算機繪制施工圖。學生做課程設計時往往重計算、輕構(gòu)造，畫圖時表達不清；有些學生空間想象力較差，搞不清各構(gòu)件到底如何放置，不能準確表達結(jié)構(gòu)構(gòu)造。教師事先給學生講解鋼結(jié)構(gòu)施工圖的繪圖要點，引導學生查閱相關鋼結(jié)構(gòu)施工圖，了解其常規(guī)表達內(nèi)容和表示方法，指出易出錯的地方。并根據(jù)制圖標準結(jié)合本次課程設計的具體內(nèi)容對圖紙內(nèi)的文字說明、線型、尺寸標注、圖名等做出明確要求；鼓勵學生查閱構(gòu)造手冊，對規(guī)范中規(guī)定的各種構(gòu)造措施在圖紙中應有明確表示。使學生認識到：繪制的圖紙必須正確體現(xiàn)設計計算思想，圖上每根線條都要有根據(jù)，要讓別人看明白，要便于審核人員審核、施工人員理解。防止出現(xiàn)圖紙與計算結(jié)果不對應的情況。

課程設計不僅局限于教科書的內(nèi)容，設計時需運用各種手冊、規(guī)范、標準、圖集、工具書等，指導老師應在任務書中列出主要參考資料，引導學生查閱各種資料，培養(yǎng)學生獨立獲取知識的能力。嚴格要求學生按照國家規(guī)范和標準繪制施工圖，提高其實際動手能力，盡早與行業(yè)接軌。

在此階段注重加強鋼結(jié)構(gòu)設計軟件的教學和實踐，培養(yǎng)學生結(jié)構(gòu)概念的設計思想，利用電算和手算結(jié)果互相復核、比較，將兩者有機結(jié)合；增強學生對設計中的有關荷載組合、內(nèi)力組合、構(gòu)造要求等的認識；通過利用PKPM等鋼結(jié)構(gòu)設計軟件，使學生在學習軟件過程中，將所學理論知識與實際工程相結(jié)合，加深學生對鋼結(jié)構(gòu)理論知識的理解和掌握，提高學生解決實際工程的能力，畢業(yè)后能較快融入工作。

第三，出圖階段，學生初步完成繪圖后，針對往年易出現(xiàn)出圖后部分線型與計算機中顯示效果不同的情況，要求他們打印出草圖。指導教師啟發(fā)學生自己先檢查錯誤，然后再予以點評，待完善修改好后再打印正式圖紙。避免學生因盲目出圖錯誤較多產(chǎn)生失落而對設計失去興趣，從而有效激發(fā)學生的學習興趣和熱情，提高鋼結(jié)構(gòu)課程設計的質(zhì)量。

第四，答辯階段，教師結(jié)合學生設計計算時出現(xiàn)的問題和圖紙展示，對學生進行提問。此階段著重培養(yǎng)學生的概念設計能力和對總體結(jié)構(gòu)的把握能力，使學生借助概念簡化計算，懂得雖有一定誤差，但只要結(jié)構(gòu)概念清楚、定性準確，就能很快選擇和確定最佳結(jié)構(gòu)設計方案、判斷施工圖設計階段計算機計算結(jié)果是否可靠。鞏固加深所學理論知識，提高其分析問題和解決問題的能力。

（3）認真批改設計成果，完善評價體系。設計過程老師給予及時指導，同時認真批改學生的設計成果，發(fā)現(xiàn)存在的問題，并用紅筆圈出來，讓學生明白錯在哪里，避免在畢業(yè)設計或?qū)淼墓ぷ髦性俜?。通過認真批改設計圖紙和設計計算書，一方面及時掌握學生設計中存在的問題，另一方面培養(yǎng)和提高教師的個人工程實踐能力、團隊合作精神和“做中學”的教學能力，為提高課程設計的教學質(zhì)量提供可靠的保證。

課程設計成績以學生提交的設計成果為主，并綜合學生的設計態(tài)度、設計過程中的表現(xiàn)、課程設計答辯等，客觀公正地評定學生的設計成績，有效地調(diào)動了學生的學習積極性。

（4）及時做好指導總結(jié)，為后續(xù)教學環(huán)節(jié)打好基礎。課程設計結(jié)束后，指導教師認真做好總結(jié)。通過問卷形式對課程設計的選題、教師的指導、中期檢查答辯、成績評定等進行調(diào)查，了解課程設計中的實際狀況和存在的問題，以便今后有針對性地改進，從而有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手能力，為后續(xù)教學環(huán)節(jié)的順利實施奠定基礎。

4 總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)課程設計是土木工程專業(yè)重要的實踐環(huán)節(jié)，提高鋼結(jié)構(gòu)課程設計質(zhì)量對提高土木工程人才質(zhì)量意義重大。近年來，我們在鋼結(jié)構(gòu)課程設計中從準備教學文件、遵循設計程序、批改學生設計成果、認真總結(jié)等幾方面進行了有益的研究和探索，提出了一些改革措施。它們對提高鋼結(jié)構(gòu)教學質(zhì)量，提高學生的專業(yè)競爭力，培養(yǎng)更加適應市場需求的土木工程專業(yè)人才有重要的意義。

[1]戴素娟,郇筱林,劉艷.鋼結(jié)構(gòu)課程設計選題的探討[J].大眾科技,2009(8).