應(yīng)用型本科院校鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)改革實踐

葛清蘊，卞 祝，戈海玉

（皖西學(xué)院建筑與土木工程學(xué)院，安徽六安237012）

伴隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量等各項相關(guān)經(jīng)濟指標逐步得以優(yōu)化。鋼結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)良特性，特別是輕型化鋼結(jié)構(gòu)的普遍使用，都促進了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的迅猛發(fā)展[1]。鋼結(jié)構(gòu)基本原理是土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)課和核心課程，出發(fā)點是使學(xué)生能相對全面地掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、材料、連接的基本知識，領(lǐng)會鋼結(jié)構(gòu)分析的原理，具備一定的基本構(gòu)件的設(shè)計能力。

1 鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程存在的問題

在多年的實踐教學(xué)中，課程組深刻認識到鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程難度較大，而實際教學(xué)安排和教學(xué)過程中存在的問題也不斷加劇了這一情況的發(fā)生。

1.1 教學(xué)內(nèi)容豐富，理論教學(xué)學(xué)時少

根據(jù)《本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準》及土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會建議，該課程在內(nèi)容上包括鋼結(jié)構(gòu)連接、受彎構(gòu)件、材料性能及計算方法、軸心受力構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件等。按此建議學(xué)校設(shè)置此課程為40學(xué)時的教學(xué)內(nèi)容，有限的教學(xué)時間限制了教師在課堂上的教學(xué)內(nèi)容，嚴重影響學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握。

1.2 理論性強、力學(xué)知識要求高

鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程與力學(xué)知識連接緊密，課程理論體系強，涉及的計算公式、參數(shù)符號多，難度較大。同時課程中許多公式和數(shù)據(jù)都是通過試驗歸納整理出來的，以相關(guān)表格或說明形式呈現(xiàn)，需要學(xué)生理解并加以靈活運用。

1.3 與工程結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密，對學(xué)生空間概念要求高

根據(jù)學(xué)校土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案，認識實習(xí)開設(shè)在第三學(xué)期，安排有參觀鋼結(jié)構(gòu)廠房等環(huán)節(jié)，而在第四學(xué)期的相應(yīng)教學(xué)中，卻沒有參觀和實習(xí)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致理論與現(xiàn)實的脫節(jié)。特別是對桿、梁、柱等實物構(gòu)件的理解停留在了概念和想象里，尤其是對于具體連接節(jié)點的立體形式設(shè)計，抽象的教學(xué)過程還加重學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

2 鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程改革探索與實踐

CDIO是一種當(dāng)下較為先進的教學(xué)模式，以思始、以做終，在課程和實踐中架起有機聯(lián)系的紐帶。C為構(gòu)思（Conceive）、D為設(shè)計（Design）、I為實現(xiàn)（Implement）、O解為運作（Operate），4個簡單的英文[2]，卻將“做中學(xué)”的教育理念和“基于實際項目”的學(xué)習(xí)方法統(tǒng)一起來。學(xué)生在學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的同時又了解了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的現(xiàn)狀，在分析現(xiàn)成案列的同時又深化了實際學(xué)習(xí)。正思正解、反思反得。將CDIO工程教學(xué)模式靈活運用，學(xué)生得以在象牙塔內(nèi)就為現(xiàn)代化建設(shè)獻計獻策。

應(yīng)用型人才培養(yǎng)不僅是目標口號，更應(yīng)該是教育改革的指引大綱，想做到這一點就必須在教學(xué)內(nèi)容、理念、考核等三個方面做出改革。

2.1 定義課程建設(shè)目標，整合改革教學(xué)內(nèi)容

結(jié)合工程實際應(yīng)用、行業(yè)發(fā)展及學(xué)生學(xué)習(xí)需求，確定課程建設(shè)目標為：（1）讓學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，明確鋼結(jié)構(gòu)實際中對人才的需求的同時做好學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃，從而使學(xué)生就業(yè)的目標感更強、更主動。（2）以現(xiàn)實中典型工程設(shè)計為案例，讓學(xué)生以所學(xué)進行工程分析，并適當(dāng)調(diào)整設(shè)計參數(shù)，使學(xué)生參與到實際設(shè)計體系中，讓學(xué)生有一種實際參與的概念。（3）深化參與的概念，在概念中思索自己所學(xué)，特別是作為實操工程師應(yīng)具有的能力，在參與中尋找落腳點和差距，使自己的學(xué)習(xí)方向感更清晰。

考慮到理論課結(jié)束后，學(xué)生還有一周的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計，主要設(shè)計梯形鋼屋架。在此基礎(chǔ)上，教師也應(yīng)調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)往工程師的路上應(yīng)掌握的基礎(chǔ)技能，如資料的收集、分析和整理，團隊的組建與配合等。（1）在確保學(xué)生掌握基本知識的前提下對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)刪減，弱化公式推導(dǎo)過程。（2）結(jié)合工程實例和學(xué)生的實際掌握情況，編寫對應(yīng)的案例教材，如表1所示。案例教學(xué)能有效幫助學(xué)生理解鋼結(jié)構(gòu)工程。

表1 結(jié)合工程實例編寫的案例

2.2 教學(xué)理念改革，開展三層次教學(xué)

以理論知識為舟，將實踐教學(xué)做槳，讓學(xué)生在具體的案例模型中徜徉[3]。增加學(xué)生案例分析的分量，引導(dǎo)學(xué)生自我思考，讓其養(yǎng)成實際工程師的概念。教學(xué)過程中采用課堂案例講解、課后任務(wù)驅(qū)動、第二課堂考核三層次教學(xué)方法。

根據(jù)表1所示的教學(xué)內(nèi)容開展課堂教學(xué)活動，以案例為線索，增加電子模型及視頻的應(yīng)用。形成教師帶、學(xué)生思、全班共參與的良好氛圍。使課堂教學(xué)質(zhì)量大幅提高。并且通過案例教學(xué)，以工程項目為紐帶將課程設(shè)計與課堂教學(xué)有機結(jié)合起來。課程設(shè)計期間，教師指導(dǎo)省力，學(xué)生設(shè)計進展良好，所提交設(shè)計成果質(zhì)量明顯提高。

課后布置與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)性較強的工程實際任務(wù)，讓學(xué)生團隊合作完成，提交成果，讓學(xué)生加深理解和應(yīng)用課堂理論知識。學(xué)生為完成任務(wù)，查閱、分析和整理資料，把學(xué)習(xí)的本質(zhì)變成“我要學(xué)”。學(xué)生也能更深的認識到所學(xué)即所用，小團隊就是項目組的想法。

通過組織學(xué)生參觀鋼結(jié)構(gòu)模型實驗室和鋼結(jié)構(gòu)工程項目，開設(shè)第二課堂，讓學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點形式、加工工藝及施工過程，加深了學(xué)生對工程實踐的認識。第二課堂，將鋼結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸到課外，既有利于學(xué)生開闊視野，增強感性認識，又解決了該課程內(nèi)容多學(xué)時少的矛盾，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.3 增加過程項目考核，改革考核方案

打破傳統(tǒng)平時出勤加期末閉卷考核方式，以三層次考核機制全面考核學(xué)生的綜合能力。通過過程考核與期末考核相結(jié)合，改變學(xué)生上課死氣沉沉、課后作業(yè)抄襲、考試前死記硬背應(yīng)付考試為目的的學(xué)習(xí)方式。

過程考核一：主要是課堂表現(xiàn)考核。將學(xué)生的出勤率和課堂討論踴躍度，甚至課堂紀律等都作為平時考核依據(jù)，平時考核占比總考核的20%。

過程考核二：主要是課后任務(wù)及第二課堂考核。以學(xué)生作業(yè)、課后任務(wù)完成情況及第二課堂期間出勤率和課堂討論踴躍度、課堂紀律都作為平時考核依據(jù)，占比總考核的20%。

期末考核：實行開卷和閉卷相結(jié)合的方式。采用有標準答案的傳統(tǒng)閉卷考核和設(shè)計類的無固定答案的開卷考核相結(jié)合。既考查了學(xué)生對固定概念、理念的實際掌握，又充分反映出學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，該考核占比總成績的60%。

3 結(jié)語

對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程進行教學(xué)改革，可極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，更好地為地方經(jīng)濟建設(shè)培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才。