鋼結構基本原理課程基于項目化教學的思考

王昌盛

[摘? ? ? ? ? ?要]? 鋼結構基本原理課程難點較多，為幫助學生較好地學習該課程，提出了項目化教學的思路，即在教學中引入工程實際項目，構建“項目+知識模塊”“實訓+應用”的理論和實踐教學體系。圍繞提升學生解決實際工程問題能力的目的，積極開展教學探索和思考。

[關? ? 鍵? ?詞]? 鋼結構基本原理;教學資源庫;項目化教學;工程項目

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）20-0114-02

一、課程概述

鋼結構基本原理作為土木工程專業(yè)的必修課，主要講述了鋼結構的材料、鋼結構的可能破壞形式、鋼結構的連接、軸心受力構件、受彎構件、拉彎和壓彎構件等內(nèi)容。

目前鋼結構基本原理教材多樣，但教材的編寫主要依據(jù)國家標準《鋼結構設計規(guī)范》。在中國大學慕課平臺上，有同濟大學、中國礦業(yè)大學和河海大學等高校開設鋼結構基本原理、鋼結構設計原理和鋼結構等相關線上課程資源。

二、學習目標

通過這門課程的學習，使學生了解鋼結構的材料和結構性能、特點、使用范圍、工程現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，掌握鋼結構中的重要概念、基本原理、計算方法并能在工程中正確應用。拓寬學生的專業(yè)知識和專業(yè)視野，加強學生分析和解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)未來工程師所應具備的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德感。

三、教學內(nèi)容和重難點

1.了解鋼結構對材料的基本要求以及常用建筑鋼材的鋼種、鋼號。掌握鋼材在單向拉力、反復作用力、復雜應力作用下的性能。了解鋼材化學成分組成及不同化學元素對鋼材的影響，掌握鋼材的強度、塑性、冷彎性能和可焊性等性能。理解鋼材的塑性破壞和脆性斷裂。掌握鋼材疲勞破壞的概念和疲勞強度驗算等知識。

2.掌握鋼結構可能的破壞形式。理解構件和結構的強度破壞，構件、結構的整體失穩(wěn)，構件、結構的局部失穩(wěn)。引起構件脆性斷裂的原因，防止脆性斷裂的措施。

3.掌握鋼結構常用的連接方法，重點掌握焊接和螺栓連接相關的知識。掌握角焊縫、對接焊縫的構造和焊縫在受到拉力、剪力、彎矩、剪力、扭矩以及在復合作用力下的強度計算方法。掌握普通螺栓和高強度螺栓（摩擦型和承壓型）的構造以及螺栓在不同作用力下的連接強度計算。

4.掌握軸心受力構件的強度計算方法、剛度及長細比概念。了解影響整體穩(wěn)定的因素，掌握整體穩(wěn)定的計算。理解軸心受壓構件的不同屈曲形式，掌握實腹式和格構式軸心受壓構件的截面設計。

5.掌握梁的強度、剛度計算。理解梁整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的概念，掌握整體和局部穩(wěn)定的計算。掌握型鋼梁（包括焊接組合梁）的截面設計計算，包括梁的拼接和連接計算。

四、實施項目化教學

基于項目化教學重構教學內(nèi)容和方法。將實際工程項目引入課堂教學和實踐中。根據(jù)鋼結構基本原理課程教學大綱，分解教學資源項目庫中的案例，不斷豐富教學資源，注重知識體系的完備性[1]。合理安排項目化教學中項目的順序和難易程度。建立項目資源課程組，課程組由3～5名教師組成，教師結合自己的專長負責不同的模塊和工程案例。組內(nèi)明確分工，各司其職，逐步完善教學資源項目庫[2]。將收集和初步整理的教學資源根據(jù)學生的學習情況進行深加工，根據(jù)工程實踐案例升級和更新項目庫。

構建“項目+模塊”“實習實訓+綜合應用”的理論和實踐教學體系。創(chuàng)設豐富的工作情境（教學情境），結合企業(yè)實際項目，利用課程設計周環(huán)節(jié)進行課程實訓。首先需對項目進行優(yōu)選，選擇貼合教學內(nèi)容的，在項目中融合了教學重難點內(nèi)容的項目，且學生通過努力可以完成的任務[3]。在布置課程任務中，給學生下發(fā)任務書，明確學生的學習和設計內(nèi)容。合理給出課程設計成績的構成，統(tǒng)一標準，細化考核項目。重點考核項目完成過程中鋼結構知識的掌握和應用情況，引導學生有效地完成學習任務。對一些復雜的實際工程項目，可對學生進行分組，讓學生協(xié)同完成[4]。在建立了統(tǒng)一評分標準的基礎上，可以讓組內(nèi)學生之間互相評價和組間相互評價。課程的項目化教學能較好地提升學生的工程分析和應用能力，對培養(yǎng)高層次、高素質(zhì)的工程技術人才具有重要意義。

項目化教學順利實施需要高效、穩(wěn)定的團隊作為支撐，課程專任教師和企業(yè)導師都要有豐富的教學經(jīng)驗，強大的師資可保障較好的課程教學效果。對于學生來說，如何保證項目團隊的最大合力，是項目化教學需要關注的問題[5]。項目化教學可提升學生的職業(yè)能力，即要求教學要始終圍繞學生完成項目所需的職業(yè)核心能力和職業(yè)素養(yǎng)，與學生未來實際工作需要高度契合，同時最大限度地保證學生在項目化過程中能夠充分發(fā)揮特長，不斷提高學生在學習過程中的主觀能動性。

項目化教學作為從教材理論到工程實際實踐的橋梁，能較好地提升學生的工程計算、分析和應用能力，對培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術人才具有重要意義。項目化教學可解決課程復雜公式多、綜合性強，教師不好教、學生不好學的困難[6]。再者，行業(yè)規(guī)范在不斷變更、工程軟件在不斷升級、課本更新的速度較慢，學生不能緊跟學科前沿。在教學中引入工程實際項目，在突出實踐性教學的同時還緊跟了行業(yè)前沿。實施項目化教學需從該課程的教學過程、教材選用、實踐教學和考核方式等方面開展教學改革。

五、教學方法與實施

緊緊圍繞應用型人才培養(yǎng)目標，以提升學生解決實際工程問題能力為宗旨。以創(chuàng)新教學為導向，以產(chǎn)學研用一體化為路徑，積極探索“學研結合、學產(chǎn)結合、學用結合”的人才培養(yǎng)模式，做實雙主體培養(yǎng)、做強師生互動教學。