注重過程管理與質(zhì)量的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的改革與實踐

熊瑞生

（信陽師范學(xué)院 土木工程學(xué)院，河南 信陽 464000）

如何有效地提高教育教學(xué)質(zhì)量，是教育行業(yè)的一個永恒的話題；特別是在大眾化教育背景下，這一問題顯得更為必要和迫切。采取可行的方法和措施，加強對整個教學(xué)過程的管理，督促學(xué)生重視學(xué)習(xí)的過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中養(yǎng)成認(rèn)真、規(guī)范和負(fù)責(zé)的態(tài)度與習(xí)慣，是提高教育教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、責(zé)任意識和獨立思考地分析、解決問題能力的有效途徑。筆者在教學(xué)實踐中，通過改革期中考試的形式和內(nèi)容［1］，改革課程設(shè)計的方案和方法，達(dá)到了以上的目的。

鋼結(jié)構(gòu)課程是土木工程專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)課，鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是與之配套的、必不可少的實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)。在精英教育的年代，學(xué)生人數(shù)少，每個設(shè)計小組4~6人，每個小組配一名指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師可以全過程地對每個學(xué)生進(jìn)行對應(yīng)的指導(dǎo)。但在大眾化教育的今天，由于學(xué)校的軟硬件建設(shè)，跟不上招生人數(shù)增長的步伐，再加上使用“寬口徑”的培養(yǎng)模式，使得專業(yè)課的教學(xué)學(xué)時數(shù)明顯減少，再加上制定的教學(xué)計劃不盡合理，使得鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)時數(shù)遠(yuǎn)不能滿足培養(yǎng)市場需要的鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)人才的要求。這主要是教師和學(xué)生在認(rèn)識上有誤區(qū)，一般認(rèn)為混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程的主要結(jié)構(gòu)形式，而鋼結(jié)構(gòu)不是主要的結(jié)構(gòu)形式，所以制定教學(xué)計劃時分配給了混凝土課程較多的課時，而鋼結(jié)構(gòu)的課時卻很少，這在學(xué)生心目中也造成了鋼結(jié)構(gòu)不重要的假象。事實上，我國已于1998年由建設(shè)部發(fā)文將鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)列為重點推廣的新技術(shù)，隨后于1999年成立了國家建筑用鋼領(lǐng)導(dǎo)小組，由專家組專門研究鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用問題，2001年建設(shè)部又召開了兩次專題會議，制訂了鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則，通過了19個包括鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系及其關(guān)鍵和試點工程的立項，從而加大了鋼結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用范圍，促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)的蓬勃發(fā)展。但直到現(xiàn)在，在許多二本院校中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計（含課程設(shè)計）總共分配的教學(xué)時數(shù)約64~68學(xué)時，這顯然遠(yuǎn)少于《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》推薦的學(xué)時數(shù)［2］。同時，高校大規(guī)模擴(kuò)招之后，生源質(zhì)量有明顯的下降，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)目的不明確，價值取向也出現(xiàn)了偏差。例如，在一次問卷調(diào)查中，對同學(xué)間抄襲作業(yè)持“無所謂，習(xí)慣了”或“可以理解”態(tài)度的高達(dá)86.0%，對考試作弊表示“可以理解”態(tài)度的占39.6%［3］。因此，在一般院校中，逃課、遲到，抄襲作業(yè)、抄襲設(shè)計，甚至考試作弊，已不是個別現(xiàn)象了。那么在這種背景下，如何保證教學(xué)質(zhì)量、保證設(shè)計質(zhì)量、提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，是每一個教育工作者都要思考的問題，特別是任課教師更要找出應(yīng)對的方案和方法。筆者結(jié)合教學(xué)實際對鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計進(jìn)行了如下的改革和實踐，并取得了良好的效果。

一、分析建筑行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，糾正學(xué)生思想上的片面認(rèn)識

現(xiàn)在有很多學(xué)生片面地認(rèn)為建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式是磚混結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，因而認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)課程是副課而不重視，再加上現(xiàn)在研究生考試課程設(shè)置的弊端，使得考研統(tǒng)考課程中沒有結(jié)構(gòu)課程，所以許多計劃考研的學(xué)生就輕視結(jié)構(gòu)課程，特別是鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)，而把主要的精力都放在了應(yīng)對考研要考的少數(shù)幾門課程上了（這實際上是真正的應(yīng)試學(xué)習(xí)）。故他們沒有完整的知識體系（更不用說能力了），即使碩士畢業(yè)，也不能很快適應(yīng)實際工作。針對這種現(xiàn)狀，首先給他們分析了建筑行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，特別是建筑領(lǐng)域內(nèi)各行業(yè)對人才的能力和素質(zhì)的要求，使他們清楚建筑領(lǐng)域內(nèi)不同結(jié)構(gòu)形式的適用范圍、發(fā)展趨勢和前景，使他們能夠認(rèn)識到作為一個能干事的土木人應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)，從而糾正自己思想上的片面認(rèn)識。

二、改革設(shè)計方案，注重過程管理，保證設(shè)計質(zhì)量

1.細(xì)化設(shè)計任務(wù)書，使學(xué)生明確目的、任務(wù)和要求。

圖1屋架形式

為配合普通鋼結(jié)構(gòu)廠房一章的教學(xué)，安排了一次課程設(shè)計，題目為設(shè)計某單層工業(yè)廠房的鋼屋蓋。隨著教學(xué)時數(shù)、教學(xué)任務(wù)的變動，以及聲源數(shù)量和質(zhì)量的變化，對課程設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行了第四次修訂，對設(shè)計目的、任務(wù)、內(nèi)容和要求，都作出了詳盡的規(guī)定和說明，并給出評價方法和標(biāo)準(zhǔn)，同時給出了完成各部分內(nèi)容需要的時間，使學(xué)生對本課程設(shè)計有一個總體的、明晰的認(rèn)識，以便合理分配自己的時間。為既能讓學(xué)生受到基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計的訓(xùn)練，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、步驟、方法、特點和注意事項，又能讓學(xué)生感到計算工作量不是太大，同時又能實現(xiàn)難度相同的“一生一題”的改革方案，采用有檁體系屋蓋，屋面材料選用彩色復(fù)合壓型鋼板，屋架形式如圖1所示。為讓學(xué)生對課程設(shè)計有充分的認(rèn)識和準(zhǔn)備，提前4周將設(shè)計任務(wù)書發(fā)給學(xué)生。

2.增加設(shè)計題目，做到一生一題，杜絕相互抄襲。

如前所述，現(xiàn)在總有一些學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性很差，他們不愿自己花心思去完成課程設(shè)計，總想抄襲別人的。針對這種現(xiàn)象，從2007級的學(xué)生開始，增加設(shè)計題目，做到一生一題，每個學(xué)生必須按照學(xué)號，選擇設(shè)計條件 （如表1所示。為節(jié)省篇幅，該表只顯示了一部分），否則不評定成績。這樣一來，每個學(xué)生的設(shè)計條件都不相同（但難度相同），他們必須自己完成，從而杜絕了抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。由表1可以看出，這些條件可以有192種不同的組合，可以保證一生一題。

3.分階段進(jìn)行，注重過程管理，保證每一階段的正確性。

為保證課程設(shè)計的有效和順利進(jìn)行，將課程設(shè)計分5個階段進(jìn)行，第1階段：方案選擇和結(jié)構(gòu)布置；第2階段：桿件長度和內(nèi)力系數(shù)計算；第3階段：荷載組合和最不利內(nèi)力計算；第4階段：桿件和節(jié)點設(shè)計；第5階段：施工圖繪制。

對第1階段的內(nèi)容，結(jié)合課堂教學(xué)，先講解方案選擇和結(jié)構(gòu)布置的一般原則和要考慮的因素，然后結(jié)合課程設(shè)計講解、討論具體的方案（主要是檁條布置和支撐布置），這樣結(jié)合具體項目講解，符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的特點［4］，有利于學(xué)生理解和接受。對第2、第3階段的內(nèi)容在講解了一般原則、方法，并給出示例后，要求每個同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)計條件，計算出具體結(jié)果，并將結(jié)果填入為他們設(shè)計的規(guī)范化的表格內(nèi)（分別如表2和表3所示。兩表都只顯示了一部分），在規(guī)定的時間內(nèi)上交。及時批改和評分后再發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生知道自己的計算結(jié)果是否正確；對不正確的，要求學(xué)生重新計算后再交回批改。這樣可以保證每個學(xué)生前三個階段的正確性，為后兩階段能有正確的結(jié)果打下基礎(chǔ)。

表1《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》題目分配表

表2《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》桿件長度及桿力系數(shù)計算表

表3《鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》荷載組合及桿件內(nèi)力設(shè)計值計算表

為了能夠進(jìn)行“一生一題”的批改，筆者利用Excel的計算和邏輯判斷功能，針對第2、第3階段的計算要求，編了兩個計算程序，每個計算程序都具有輸入已知條件就能計算出每一步的結(jié)果和進(jìn)行邏輯判斷的功能，而且每個計算程序的計算內(nèi)容和步驟與上面提到的規(guī)范化的計算表格是對應(yīng)的，因此教師可以利用這兩個程序?qū)Φ?、第3階段的結(jié)果進(jìn)行“一生一題”地批改和評分。當(dāng)然，在批改的過程中，教師的工作量是巨大的（因每個學(xué)生都有200多個數(shù)據(jù)需要核對）。

在具體實施時，每個學(xué)生只有在前一個階段的結(jié)果正確的情況下，才能進(jìn)行下一階段的設(shè)計工作。為使學(xué)生對課程設(shè)計有足夠的重視，將其第2、第3階段的評分作為鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計總評成績的一部分，并且將課程設(shè)計單獨進(jìn)行考核，課程設(shè)計成績不合格，則不能畢業(yè)。

4.強化過程指導(dǎo)，保證各環(huán)節(jié)的設(shè)計質(zhì)量。

學(xué)生在學(xué)習(xí)和進(jìn)行各階段特別是后兩階段內(nèi)容的設(shè)計時，會遇到許多問題，對有些不易理解的構(gòu)造問題，通過展示照片和制作多媒體課件的方法展示結(jié)點構(gòu)造及其“生成過程”；對其他問題，采用集中指導(dǎo)、電話答疑和短信回復(fù)等形式進(jìn)行解答和指導(dǎo)。在指導(dǎo)和答疑的過程中，不僅告訴他們該怎么做，而且告訴他們?yōu)槭裁匆@樣做，以及這樣做在工程實際中的目的和意義，使他們在各階段的問題都能得到及時解決，不至于造成問題的積累，影響設(shè)計質(zhì)量。強化過程管理與指導(dǎo)，是提高教育質(zhì)量的重要措施［5-6］。

5.保證設(shè)計的有效時間，確保設(shè)計的質(zhì)量。

由于筆者所在學(xué)校是把鋼結(jié)構(gòu)課程安排在大三的下學(xué)期（即春季），而春季的時間一般較短，再加上傳統(tǒng)節(jié)日放假和春運會，使得課時很緊。要保證課程設(shè)計的質(zhì)量，首先要保證有足夠的時間。為此，要求學(xué)生在停課前完成前三個階段的內(nèi)容和第4個階段中桿件設(shè)計的內(nèi)容，在期末考試結(jié)束后，利用4天時間完成其余的設(shè)計任務(wù)。這樣以來學(xué)生就有充足的時間進(jìn)行設(shè)計計算和繪制施工圖，從而保證設(shè)計的質(zhì)量。實踐證明，絕大部分學(xué)生并不反對這樣做，因為他們能理解到認(rèn)真進(jìn)行課程設(shè)計是對他們能力鍛煉的幫助。

三、改革經(jīng)驗和效果

本課程設(shè)計改革，已在我校土木工程專業(yè)2007級~2009級3屆學(xué)生（6個班級共463人）中連續(xù)實施了3年，取得了如下的經(jīng)驗和效果：（1）將整個課程設(shè)計分階段進(jìn)行，每個階段都提出明確的要求和完成時限，對不能按時完成的學(xué)生，要扣減階段成績或不評定成績。避免他們養(yǎng)成工作拖拉和不按期完工的壞習(xí)慣，從而可以培養(yǎng)學(xué)生的“工期”和工程意識。（2）對每個階段的完成質(zhì)量進(jìn)行及時評價和反饋，使每個學(xué)生明白自己在各階段的結(jié)果的正確程度，避免上一個階段的錯誤帶入下一階段，從而影響整個設(shè)計的質(zhì)量。在這個過程中，學(xué)生的粗心或不認(rèn)真造成的錯誤，將被及時發(fā)現(xiàn)和糾正，并且他要為此錯誤付出一定的代價（將得到較低的評分）。從而可以培養(yǎng)他們科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木窈驼J(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。這一點對于工科的學(xué)生來說，尤為重要，因為工程事故，人命關(guān)天。（3）對每個階段要完成的任務(wù)，都提出規(guī)范化的要求，并要求他們按照規(guī)范化的程序、步驟進(jìn)行各階段的設(shè)計。這樣，一方面可以方便教師批改，另一方面也方便學(xué)生查對和進(jìn)行下一階段的設(shè)計；更重要的是使學(xué)生掌握規(guī)范化的方法，并養(yǎng)成規(guī)范化做工程的習(xí)慣。（4）通過這樣的改革實踐，絕大多數(shù)學(xué)生掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和基本步驟，熟悉了進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，掌握了一些規(guī)范的設(shè)計計算方法，這些方法可以成為他們走向工作崗位后的經(jīng)驗。

四、結(jié)語

由于種種原因，總有一些學(xué)生不能正確認(rèn)識上大學(xué)的目的和意義；更有甚者，有些學(xué)生甚至把大學(xué)校園作為休閑娛樂和談情說愛的場所。另外，考研對本科教學(xué)產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響，使得很多教學(xué)計劃不能真正落實，這對工科學(xué)生的影響是很嚴(yán)重的。因為，他們沒有完整的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，他們無法適應(yīng)實際工作。針對目前的現(xiàn)狀，任課教師所能做的就是加大時間和精力的投入，鉆研業(yè)務(wù)，提高水平；掌握現(xiàn)代教育理論，特別是現(xiàn)代教育技術(shù)；克服困難，尋找辦法。用自己的教學(xué)藝術(shù)和教學(xué)水平吸引學(xué)生［7］，用自己的責(zé)任心和真誠感染學(xué)生和督促指導(dǎo)學(xué)生，注重學(xué)習(xí)過程的管理，使學(xué)生在有限的大學(xué)階段的學(xué)習(xí)時間內(nèi)，多學(xué)一些知識，多掌握一些技能。

教學(xué)管理人員和教學(xué)管理部門，也要強化過程管理，特別是學(xué)籍管理，對于那些思想教育基本不起作用的學(xué)生，該退學(xué)的退學(xué)，該開除的開除，不應(yīng)因為那一點學(xué)費收入而不愿處理。只有這樣才能起到警示和激勵作用，才能體現(xiàn)辦學(xué)的宗旨和公平性。高校的辦學(xué)重點應(yīng)該從擴(kuò)大規(guī)模轉(zhuǎn)變到提高質(zhì)量上來了［8］。

［1］ 熊瑞生.期中考試的形式與內(nèi)容的改革與實踐［J］.宜春學(xué)院學(xué)報，2012，34（8）：136-138.

［2］ 高等學(xué)校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范［M］.北京：中國工業(yè)建筑出版社，2012.

［3］ 呂海江，計東.“一人一題”作業(yè)方式初探［J］.黃山學(xué)院學(xué)報，2011，13（5）：115-118.

［4］ 李建楠，熊瑞生.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在土木工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報（教研版），2004，20（7）：75-77.

［5］ 熊瑞生.論重視課堂教學(xué)的“過程性”［J］.科技信息（學(xué)術(shù)版），2005，（10）：13-14.

［6］ 熊瑞生.建構(gòu)新的教學(xué)理念 提高課堂教學(xué)質(zhì)量［J］.高等建筑教育，2008，17（2）.

［7］ 孫羨，于君.專業(yè)教師教學(xué)能力要素驅(qū)動教學(xué)效果的有效性研究——基于學(xué)生視角的實證分析［J］.長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2012，33（3）：90-93.

［8］ 劉虹，張邦成.提升高校教學(xué)質(zhì)量的方法與措施探析［J］.長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2012，33（4）：93-94.