“興趣教學(xué)”在應(yīng)用型本科鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用研究

王軍芳+盧超豐

摘要：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀，提出鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題。結(jié)合三明學(xué)院的教學(xué)實(shí)踐提出了“興趣教學(xué)”的新模式。實(shí)踐證明，該教學(xué)模式既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；鋼結(jié)構(gòu)；課程教學(xué)；興趣教學(xué)法

中圖分類號：G6420文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10052909（2015）06011704隨著高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)也越來越多，應(yīng)用型本科高校學(xué)生的基礎(chǔ)良莠不齊，以三明學(xué)院土木工程專業(yè)為例，2006級總?cè)藬?shù)56人，2013級人數(shù)已多達(dá)200余人。采用大眾化的統(tǒng)一教學(xué)模式，教學(xué)效果將大打折扣。如何根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合地方應(yīng)用型高校的培養(yǎng)目標(biāo)，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和方向，開展事半功倍的教學(xué)是一個值得深入探討的課題。筆者結(jié)合目前鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀，就如何進(jìn)行興趣教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)嘗試。

一、鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀

目前，鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)主要存在兩大問題。一是，教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時少，主要包括原理和設(shè)計兩部分。其中，原理部分知識內(nèi)容細(xì)而多。以前鋼結(jié)構(gòu)原理課程64學(xué)時、設(shè)計48學(xué)時，時間充足，內(nèi)容講解較為透徹深入。但隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，學(xué)時壓縮較為嚴(yán)重，鋼結(jié)構(gòu)原理壓縮為40學(xué)時，設(shè)計24學(xué)時。二是，教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法落后。目前鋼結(jié)構(gòu)教材部分內(nèi)容相對滯后，鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)對鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的新結(jié)構(gòu)、新理論、新技術(shù)、新工藝介紹較少，嚴(yán)重跟不上鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的步伐。此外，傳統(tǒng)的教學(xué)方式激發(fā)不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量下降，學(xué)習(xí)深度不夠，達(dá)不到融會貫通、學(xué)以致用的教學(xué)要求，更談不上理論聯(lián)系實(shí)際?；诖?，筆者以“興趣教學(xué)”為突破，嘗試開展了教學(xué)改革。

二、興趣教學(xué)的方法和內(nèi)容

興趣教學(xué)法主要分為兩個方向：一是“偏設(shè)計、重注冊”，二是“偏實(shí)踐、重案例”。學(xué)生可以根據(jù)自身基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力及興趣自愿報名，教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)與幫助。不同側(cè)重的教學(xué)模式，上課教學(xué)內(nèi)容也會不同，這就需要編寫相關(guān)的大綱、講義或講稿以滿足教學(xué)需求。該教學(xué)模式既可以降低教學(xué)學(xué)時帶來的限制，又能讓學(xué)生結(jié)合自己所長，對自己的職業(yè)生涯做出初步的規(guī)劃，避免學(xué)習(xí)時渾渾噩噩。

（一）“偏設(shè)計、重注冊”的教學(xué)方向

王軍芳，等“興趣教學(xué)”在應(yīng)用型本科鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用研究

“偏設(shè)計、重注冊”的教學(xué)方向，主要偏向于單個構(gòu)件計算和工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計，重視注冊工程師考試認(rèn)證對設(shè)計人員的要求。教材可參考戴國欣主編的《鋼結(jié)構(gòu)》教材[1]，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[2]等與之配套使用，便于學(xué)生養(yǎng)成依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)程學(xué)習(xí)的習(xí)慣，避免出現(xiàn)盲目設(shè)計的情況。講解與習(xí)題訓(xùn)練貫穿整個學(xué)期，期間根據(jù)大綱要求穿插最基本的實(shí)驗(yàn)演示?！捌O(shè)計、重注冊”的教學(xué)方向，對學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)和想象能力以及老師的設(shè)計實(shí)踐能力要求相對較高。教師講解時應(yīng)注重精煉教學(xué)內(nèi)容，做到重點(diǎn)突出，盡可能將鋼結(jié)構(gòu)原理涉及到的單個構(gòu)件連接計算、單個構(gòu)件軸心受力計算、單個構(gòu)件受彎及拉彎和壓彎計算等內(nèi)容融入結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，并結(jié)合實(shí)際工程設(shè)計，借助于注冊結(jié)構(gòu)工程師考試的題型模式進(jìn)行講解。這樣既突破了傳統(tǒng)單個構(gòu)件獨(dú)立講解的弊端，加深了學(xué)生對結(jié)構(gòu)概念的理解以及對規(guī)范的理解與應(yīng)用，同時又得到單個構(gòu)件的基本計算訓(xùn)練，提高了設(shè)計能力的提高。比如：在鋼結(jié)構(gòu)原理軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性例題講解時，可選用注冊結(jié)構(gòu)工程師試題[3]進(jìn)行說明：某廠房的縱向天窗寬8 m，高4 m，采用彩色壓型鋼板屋面，冷彎型鋼檁條。天窗架、檁條、拉條、撐桿和天窗上弦水平支撐局部布置簡圖如圖1（a）所示，天窗兩側(cè)的垂直支撐如圖1（b）所示，天窗架結(jié)構(gòu)簡圖如圖1（c）。所有構(gòu)件均采用Q235鋼，手工焊接時使用E43型焊條，要求焊縫質(zhì)量等級為二級。

圖1天窗架計算簡圖圖1為實(shí)際某鋼結(jié)構(gòu)廠房的天窗架平面、立面、剖面設(shè)計簡化計算圖。圖1（c）桁架中的斜腹桿AC可簡化為一軸心壓桿。若設(shè)AC桿在各節(jié)間最大軸心壓力設(shè)計值N=12 kN。采用雙角鋼100×6，A=2 386 mm2，ix=31 mm，iy=43 mm。如果在確定桁架平面外的計算長度時不考慮各節(jié)間內(nèi)力變化影響，則AC桿件可簡化為軸心壓桿進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的驗(yàn)算。通過實(shí)際工程案例講解，讓學(xué)生在鋼原理學(xué)習(xí)階段就能接觸到實(shí)際工程結(jié)構(gòu)，了解鋼廠房天窗結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件形式、組成、布置以及各構(gòu)件受力計算簡化方法。再結(jié)合本章核心內(nèi)容，學(xué)生更容易理解軸心受壓構(gòu)件計算長度的取值方法、長細(xì)比計算公式的選擇、截面類型的辨別及穩(wěn)定性公式中各參數(shù)的確定方法，同時對軸心壓桿的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計算也更加得心應(yīng)手。這種注重概念且理論結(jié)合實(shí)踐的模式、教學(xué)方法，不僅能加深學(xué)生對核心內(nèi)容的理解，為以后的設(shè)計和注冊考試奠定堅實(shí)基礎(chǔ)，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心。

（二）“偏實(shí)踐、重案例”的教學(xué)方向

“偏實(shí)踐、重案例”的教學(xué)內(nèi)容主要偏重于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工、組裝和連接等施工工藝及施工質(zhì)量控制、質(zhì)量保證材料等，其中，鋼原理部分控制在4周左右，著重概念的理解和掌握，對構(gòu)件連接及受力計算不做過高要求。期間，根據(jù)課程內(nèi)容需要安排2～3周到制作現(xiàn)場進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，加深對課堂內(nèi)容理解，提高學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力。安排1周讓學(xué)生自己動手設(shè)計并對感興趣的構(gòu)件進(jìn)行制作。設(shè)計時先進(jìn)行分組，然后以報告的形式進(jìn)行分組匯報討論，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

授課時借助solidwork 等軟件制作動畫，演示鋼結(jié)構(gòu)加工、組裝及連接等內(nèi)容。在對鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量通病問題講解時，盡量以實(shí)際案例圖文并茂的形式呈現(xiàn)，并結(jié)合現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范提出相應(yīng)的防治措施。如：鋼結(jié)構(gòu)零件及部件加工時，先對加工工藝進(jìn)行講解，再強(qiáng)調(diào)加工不當(dāng)會引起的一系列問題，分析這些問題產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)措施。下圖2（a）、圖2 （b）和圖2 （c）分別為某工程構(gòu)件在加工時因下料后切割不平而導(dǎo)致的割文深度、缺口深度、缺棱尺寸超標(biāo)。實(shí)際符合工程要求的切割表面應(yīng)該平整，如圖3所示。出現(xiàn)該問題的原因：切割嘴風(fēng)線未調(diào)整，與被切割材料面不垂直或作業(yè)平臺不水平；切割嘴選用不當(dāng)，切割氣焰調(diào)整不到位或切割氣壓不當(dāng)、切嘴太高或位置不當(dāng)；氣割速度不當(dāng)或設(shè)備運(yùn)行軌道不當(dāng)均可造成切面不平整。另外，在鋼結(jié)構(gòu)組裝時因行位偏差可能會引起如圖4（a）所示的柱間支撐節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯位、圖4（b）的鋼柱加強(qiáng)環(huán)板對接錯邊嚴(yán)重、圖4（c）的工字鋼和一角鋼組裝錯位等質(zhì)量問題。講解時結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析產(chǎn)生問題的主要原因，找出技術(shù)防范措施。

通過圖文對照具體講解的方式，使學(xué)生既能夠有較強(qiáng)的感性認(rèn)識，又能夠一目了然，深刻理解所學(xué)知識，對在實(shí)際生活中遇到的實(shí)際工程類的鋼結(jié)構(gòu)問題能夠進(jìn)行最基本的分析，并提出相應(yīng)的解決措施，達(dá)到學(xué)有所用的目的。

（三）興趣教學(xué)法的檢驗(yàn)方法

“偏設(shè)計、重注冊”的教學(xué)內(nèi)容，雖然理論部分涉及到的計算公式多而復(fù)雜，但實(shí)際上并不需要死記硬背，主要在于理解和靈活應(yīng)用。事實(shí)上，在實(shí)際工程設(shè)計中大多借助于國家規(guī)范、規(guī)程或其他的工具書，因而鋼結(jié)構(gòu)的考試，可盡量與社會考試形式（注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)課考試）接軌，允許學(xué)生自帶課本、規(guī)范以及其他相關(guān)書籍，考試知識點(diǎn)要盡量簡單但需學(xué)生融會貫通才能準(zhǔn)確作答。這種考核方式既改變了傳統(tǒng)應(yīng)試教育死記硬背的考試模式，又改進(jìn)了學(xué)生的自學(xué)方法，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足了社會對人才能力的要求。

“偏實(shí)踐、重案例”的教學(xué)考核方式，尤其是施工質(zhì)量控制等內(nèi)容，應(yīng)要求學(xué)生熟練掌握，以適應(yīng)實(shí)際工程的需求?？己藨?yīng)采用閉卷形式，主要以案例分析為主，目的是考察學(xué)生對工程案例中常見問題的分析和解決能力。針對鋼結(jié)構(gòu)原理及施工工藝部分，可采用單項(xiàng)及多項(xiàng)選擇的方式，要求學(xué)生對該部分內(nèi)容理解記憶。

三、結(jié)語

結(jié)合三明學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀提出了適合于應(yīng)用型本科教學(xué)的新構(gòu)想，并在2012級土木工程鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中進(jìn)行了實(shí)施。實(shí)踐證明，學(xué)生對采用“興趣教學(xué)法”教學(xué)表現(xiàn)出了極大的興趣，其學(xué)習(xí)能力、動手能力、實(shí)踐能力有了較大的提升，與社會的實(shí)際需求進(jìn)一步接軌。有所側(cè)重的“興趣教學(xué)”模式，改變了學(xué)生學(xué)習(xí)的心態(tài)，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心和自制力及創(chuàng)造力，獲得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 戴國欣.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2012.7.

[2] GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].中國計劃出版社，2003.

[3] 張慶芳，申兆武.一級注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試歷年試題，疑問解答.專題聚焦[M].中國建筑工業(yè)出版社，2013.

Research and exploration of “interest teaching” in steel structure

course for applicationoriented colleges

WANG Junfang1， LU Chaofeng2

（1. Architecture Department， Sanming College， Sanming 365001， P. R. China；

2. Sanming Vocational Technical College， Sanming 365001， P. R. China）

Abstract： Based on the research background of the current teaching situation， we discussed the existing problems in the teaching of steel structure course. Combining with the teaching practice of Sanming University， we developed a new model of interest teaching. Practice results show that the interest teaching method improves students learning interest and foster their practice ability， which gets a better teaching effect.

Keywords： applicationoriented colleges； steel structure； curriculum teaching； the interest teaching method