研究生層次的鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程教學(xué)與研究

王威　薛建陽(yáng)　白國(guó)良

摘要：結(jié)合鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)，文章提出了強(qiáng)化課程建設(shè)、提升教學(xué)效果的方法與對(duì)策，即：以教材建設(shè)、課件制作為抓手，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式和考核方式，增設(shè)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)與專題講座。

關(guān)鍵詞：研究生教學(xué)；組合結(jié)構(gòu)；課程建設(shè)；教學(xué)效果

中圖分類(lèi)號(hào)：G643；TU37 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2015）03-0095-03

一、鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程基本情況

鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)是繼木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之后發(fā)展起來(lái)的一種新型結(jié)構(gòu)，具有承載能力高、剛度大、延性和抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于房屋建筑、橋梁工程及土木工程領(lǐng)域。鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程可以拓寬學(xué)生知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和研究新型結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新能力。西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程是為研究生開(kāi)設(shè)的選修課，每屆選修人數(shù)超過(guò)百人。在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，筆者及時(shí)總結(jié)課程教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)

[1-6]，對(duì)組合結(jié)構(gòu)課程建設(shè)與教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題，進(jìn)行深入的探索和研究，以求獲得更好的教學(xué)效果。

二、鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)

（一）復(fù)雜公式多，算例多

鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程包括壓型鋼板與混凝土組合樓板、鋼與混凝土組合梁、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)體系等主要內(nèi)容，每部分的內(nèi)容都獨(dú)具特點(diǎn)，以致學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度較大。此外，該課程內(nèi)容既有設(shè)計(jì)計(jì)算理論，又有構(gòu)造措施規(guī)定；既有理論推導(dǎo)，又有經(jīng)驗(yàn)公式，相對(duì)其他課程也較為復(fù)雜。

（二）綜合性強(qiáng)

鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程以混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)兩門(mén)專業(yè)課程為基礎(chǔ)，前者與后者在內(nèi)容上密切相關(guān)。比如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論及構(gòu)造措施大多基于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，而鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理及構(gòu)造措施基于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理。同時(shí)，組合結(jié)構(gòu)由于應(yīng)用廣泛，該課程內(nèi)容還與高層建筑結(jié)構(gòu)、橋梁工程、特種結(jié)構(gòu)等專業(yè)課程內(nèi)容有交織。

（三）緊密結(jié)合工程實(shí)際

鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程的專業(yè)性較強(qiáng)。因高層、超高層建筑大多采用組合或混合結(jié)構(gòu)，故該課程許多知識(shí)點(diǎn)來(lái)源于工程應(yīng)用的實(shí)際需要，許多結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能不能完全由理論來(lái)描述，往往需要借助試驗(yàn)研究進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)計(jì)算公式引用了大量試驗(yàn)擬合結(jié)果得出的經(jīng)驗(yàn)公式和修正系數(shù)。如在教學(xué)中，不注意講解試驗(yàn)依據(jù)，不緊密結(jié)合實(shí)際工程，學(xué)生就可能無(wú)法理解組合結(jié)構(gòu)基本理論及設(shè)計(jì)方法的建立過(guò)程，在應(yīng)用中可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。

（四）不斷融入新技術(shù)新工藝

不管是鋼結(jié)構(gòu)方向，還是混凝土結(jié)構(gòu)方向，或是施工技術(shù)、耐久性、抗火等諸多研究方向的學(xué)者，都較重視并積極開(kāi)展鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)相關(guān)的課題研究，提出許多新問(wèn)題、新思路，相關(guān)的新技術(shù)、新方法、新公式也不斷涌現(xiàn)，并在實(shí)踐中加以應(yīng)用。譬如型鋼再生混凝土框架結(jié)構(gòu)、不銹鋼鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)、型鋼混凝土異形柱框架、鋼板混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、槽型鋼板混凝土組合梁等中的新構(gòu)件、新結(jié)構(gòu)等。所以，該課程的教學(xué)內(nèi)容要緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，不斷更新，特別是瞄準(zhǔn)組合結(jié)構(gòu)發(fā)展的前沿研究熱點(diǎn)，與時(shí)俱進(jìn)，理論與實(shí)際緊密結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)以致用。

三、強(qiáng)化鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程建設(shè)

（一）教材建設(shè)

教材選用要求：內(nèi)容系統(tǒng)、先進(jìn)、適用。要涵蓋組合結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的計(jì)算理論、設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施，以及混合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和基本設(shè)計(jì)原則。內(nèi)容編寫(xiě)要由淺入深，循序漸進(jìn)，重點(diǎn)突出，基本概念論述清楚。學(xué)院5年前采用的教材為：趙鴻鐵主編、張素梅副主編的《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材[7]。近5年選用的教材為：薛建陽(yáng)主編的《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》和《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》這兩本教材[8-9]。對(duì)專業(yè)碩士生而言，主要以建工出版社的教材為主。推薦的參考書(shū)是：《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與實(shí)例精選》[10]和《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)原理與實(shí)例》[11]。從目前教學(xué)要求來(lái)看，教材課時(shí)和內(nèi)容安排都比較合理。

（二）師資隊(duì)伍建設(shè)

開(kāi)展課堂教學(xué)的有2名教授、1名副教授，教學(xué)梯隊(duì)中還有2名教授、3名副教授作為預(yù)備師資。主講教師根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，協(xié)調(diào)分工，要求做到：一是課程內(nèi)容新穎，緊扣學(xué)科發(fā)展前沿、教學(xué)改革成果和人才培養(yǎng)需要，注重內(nèi)容的系統(tǒng)性和先進(jìn)性；注重學(xué)生理論知識(shí)和工程實(shí)踐的結(jié)合。二是教學(xué)內(nèi)容與教師科研內(nèi)容的恰當(dāng)結(jié)合，注重科研對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用。對(duì)學(xué)科發(fā)展方向應(yīng)把握準(zhǔn)確，在教學(xué)中不斷更新課程內(nèi)容。

（三）課程教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)

目前學(xué)院鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程是陜西省級(jí)精品課程，應(yīng)建立獨(dú)立的課程教學(xué)網(wǎng)址，并加強(qiáng)網(wǎng)站建設(shè)，供學(xué)生瀏覽學(xué)習(xí)。

四、創(chuàng)新教學(xué)方法，提高課程教學(xué)效果

（一）課堂教學(xué)與國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)相一致

在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)及施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握、應(yīng)用相關(guān)規(guī)程，使學(xué)生畢業(yè)后能盡快適應(yīng)實(shí)際工程的需要。

（二）重視課程教學(xué)與實(shí)際工程的緊密結(jié)合

組織學(xué)生到施工工地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的工地技術(shù)人員講課。實(shí)踐證明：通過(guò)一系列的隨堂實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加深了學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)是提高教學(xué)效果的有效的途徑。

（三）體現(xiàn)結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要性

實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)計(jì)算往往是計(jì)算機(jī)計(jì)算，因此，應(yīng)將應(yīng)用現(xiàn)有商業(yè)軟件（如PKPM，ETABS等）進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)計(jì)算作為實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容，為學(xué)生將來(lái)的工作實(shí)踐打下一定的基礎(chǔ)。 在對(duì)組合結(jié)構(gòu)的基本理論進(jìn)行講解的基礎(chǔ)上，應(yīng)重點(diǎn)講解結(jié)構(gòu)計(jì)算的手算方法，教學(xué)過(guò)程中要充分體現(xiàn)結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要性。

（四）考核方式效果分析

鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程考核方式一般包括閉卷考試、開(kāi)卷考試和考察。由于組合結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容多，公式多，符號(hào)多，連接構(gòu)造復(fù)雜，因此閉卷考核方式對(duì)研究生來(lái)說(shuō)難度偏大，且考試內(nèi)容不能涵蓋大多數(shù)知識(shí)點(diǎn)，也不利于學(xué)生分析能力的培養(yǎng)。采用讀書(shū)報(bào)告的考察方式又過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生上交的讀書(shū)報(bào)告基本上是抄襲課本和參考書(shū)，沒(méi)有學(xué)生的獨(dú)立思考，也很少有學(xué)生能提出自己的獨(dú)到見(jiàn)解，所以考察的效果也不理想。近年來(lái)，該課程考核采用開(kāi)卷考試的方式，讓學(xué)生帶上正式出版的教材和各類(lèi)參考資料參考，教師命題，安排2.5-3小時(shí)考試，考核成績(jī)結(jié)合平時(shí)成績(jī)，按一定比例折算出總評(píng)成績(jī)。

五、強(qiáng)化課程建設(shè)

（一）更新充實(shí)教學(xué)內(nèi)容

沒(méi)有一本教材能完全滿足特定專業(yè)研究生的教學(xué)需求，因此，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整，力求主次分明，重點(diǎn)突出。在學(xué)時(shí)有余的情況下，可增加外包鋼和外包鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)、槽型鋼—混凝土組合梁、鋼板—混凝土組合加固技術(shù)等方面的內(nèi)容。

（二）補(bǔ)充與修改課件

課程教材變化后，PPT課件卻未能完全跟上新教材的變化。為此，可補(bǔ)充空缺的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等章節(jié)。對(duì)已經(jīng)有的內(nèi)容，譬如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)也應(yīng)作進(jìn)一步的修改。新建組合結(jié)構(gòu)發(fā)展很快，所以對(duì)混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)章節(jié)應(yīng)調(diào)整，甚至對(duì)最新的組合結(jié)構(gòu)類(lèi)型也應(yīng)作介紹，設(shè)計(jì)建造的最新情況可以專題的形式進(jìn)行講解，以幫助研究生了解和掌握相關(guān)知識(shí)。

（三）改變考核方式

在專碩課程教學(xué)中，加強(qiáng)教師與學(xué)生的互動(dòng)。要求學(xué)生根據(jù)對(duì)組合結(jié)構(gòu)的理解，結(jié)合自己具體的研究課題，制作5～10分鐘的PPT進(jìn)行講解，由主講教師點(diǎn)評(píng)，其他學(xué)生可以提問(wèn)，然后打分，作為考核依據(jù)。這一考核方式效果較好。

（四）調(diào)整授課模式

以往把研究生分為3個(gè)班，其中兩個(gè)班以學(xué)術(shù)型研究生為主，另一個(gè)班以專業(yè)學(xué)位研究生為主，分別由3位主講教師分班授課。為了發(fā)揮各教師的專業(yè)特長(zhǎng)，讓所有研究生接受同等程度的教學(xué)，最近將3個(gè)班合并，由小班調(diào)整成大班，3位主講教師分工講授，教學(xué)效果也比較理想。今后是否再分成小班授課，視現(xiàn)有教學(xué)情況，再提出可行的改進(jìn)措施。

六、結(jié)語(yǔ)

本文以西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院為例，對(duì)研究生層次的鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)課程教學(xué)進(jìn)行了探討，主要從課程特點(diǎn)、課程建設(shè)、教學(xué)效果、教學(xué)方法與考核辦法等方面，提出了存在的問(wèn)題及其對(duì)策措施。

目前該課程建設(shè)與教學(xué)中值得注意的問(wèn)題是：在制作、更新了PPT課件后，還應(yīng)將現(xiàn)有教材及輔導(dǎo)教材修訂為立體化教材；授課的多媒體課件，在圖片、動(dòng)態(tài)模擬等方面有待進(jìn)一步改進(jìn)。精品課程網(wǎng)站要保持內(nèi)容的不斷更新，課程網(wǎng)站的師生互動(dòng)、要點(diǎn)內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源等部分還需要進(jìn)一步修訂。學(xué)科優(yōu)勢(shì)和實(shí)驗(yàn)室資源未充分利用，需要進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)（如結(jié)合實(shí)際工程的大作業(yè)），以切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

總之，今后課程教學(xué)尤其要抓好以下工作：一是教材建設(shè)方面，把補(bǔ)充缺失章節(jié)的課件作為課程建設(shè)的抓手。二是授課教師隊(duì)伍要注意老中青相結(jié)合，做好傳幫帶。三是重視課程網(wǎng)站建設(shè)。四是課堂教學(xué)要與國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，強(qiáng)化課程教學(xué)與實(shí)際工程的緊密結(jié)合，教學(xué)過(guò)程中要充分體現(xiàn)結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要性。五是針對(duì)專碩與學(xué)碩及博士生的不同特點(diǎn)，改革授課模式和考核方式。

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（編輯 王 宣）