基于实践能力培养的“钢结构设计”课程教学改革研究.docx

《基于实践能力培养的“钢结构设计”课程教学改革研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于实践能力培养的“钢结构设计”课程教学改革研究.docx（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、基于实践能力培养的“钢结构设计”课程教学改革研究 摘要：针对“钢结构设计”课程的性质和特点，对课程手段和教学方法进行了改革。引进了实际工程案例教学、多媒体和传统手段相结合、专业钢结构设计软件介绍以及现场观摩教学等，使学生从实际工程设计层面进一步熟识专业学问，提高专业水平和实践实力，为更好地适应工作岗位奠定了基础。在实施教学改革几年来，通过课堂教学检查和学生及用人单位的反馈分析，都证明取得了良好的效果。 关键词：实践实力；钢结构设计；观摩教学 作者简介：李昆，男，湖北宜昌人，三峡高校土木与建筑学院，副教授。 基金项目：本文系三峡高校教学探讨项目“基于实践实力培育的钢结构课程体系教学内容及教学方法

2、改革探讨”的探讨成果。 中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1017-007916-0122-02 钢结构用于多高层建筑在国外已有101多年的历史，我国于20世纪90年头才主动采纳钢结构作为多高层建筑的结构形式。近十多年来，钢结构建筑以其建立速度快、施工效率高、节能环保以及丰富多变的空间造型越来越受到我国建筑界的重视。随着我国经济建设的高速发展和城市规模的不断扩大，相继建设了越来越多的大型钢结构公共建筑，如鸟巢、中心电视台新大楼、国家大剧院等。

3、“钢结构设计”课程是土木工程专业重要的专业课程之一，是“钢结构原理”的后续课程。1，2该课程旨在讲解典型钢结构建筑的构造及设计，使学生驾驭建筑钢结构的设计方法和手段，把“钢结构原理”中学到的各部分学问结合起来，并熟识当前钢结构建筑领域的最新结构形式及其发展。 经调查，目前该课程的教学内容多以传统钢结构建筑为主，教学方法也多是书本学问讲授配以课后习题的方式。在学生学完“钢结构原理”后，这样的教学方法无法使学生在学问迁移、实力提升上获得有效的帮助。而目前实际工程中须要毕业生能够在校门和工作岗位间进行无缝对接，这就须要学生在设计类课程的课堂教学中能够有效、全面地接触实际工程案例，驾驭目前新型空间钢结

4、构工程的设计理念和方法。因此，实践实力的培育显得尤为重要。目前在该课程的教学中，如何将实践实力培育很好地融入课堂教学之中，目前还未见到有效的实施方法。 本探讨正是在这样的背景下，通过对该课程教学内容和教学方法的改革，达到将实践实力有效贯穿到课堂教学中的目的。 一、“钢结构设计”课程的性质和教学特点 目前，“钢结构设计”是三峡高校土木工程专业本科生的一门专业基础必修课。课程任务和目的是：使学生熟识各种类型建筑钢结构体系的基本形式和结构布置、结构体系的受力分析以及设计中的主要问题，同时还了解钢结构的制作、安装、防火及防腐蚀等；初步驾驭建筑钢结构的设计过程和设计计算的主要方法，熟识相关的规范条文；了

5、解目前新型空间钢结构的结构体系及其发展趋势，熟识常用钢结构设计软件并能初步运用；培育学生做到能够应用钢结构原理和设计的基本学问，分析和解决实际工程中的问题。 本课程作为土木工程专业的重要基础课，内容较多，涉及轻钢门式刚架结构、重型钢结构厂房结构、多高层钢结构建筑、大跨度屋盖结构、网架和网壳结构大跨度。设计方法中既包括了力学理论推导，又包括大量的构造要求，同时又与相关规范及工程实际联系亲密，公式、图表、规范条文多，具有综合性、技术性以及应用性等特点。3 由于目前学生所见到的建筑物大部分还是钢筋混凝土结构，导致学生对钢结构建筑很生疏，从而觉得“钢结构设计”这门课程很难，产生了畏惧心理。加之学生们没

6、有实际工程阅历，在本门课程学习中对工程设计也很生疏，因此，“钢结构设计”课程在教学中和其他课程相比，须要有所突破。除了采纳传统的教学手段之外，更须要通过丰富的方法来培育学生的实践实力。通过有效的教学方法培育学生的理论分析实力和实际工程设计实力。 二、教学手段和方法的改革 1.工程实际案例教学法引入课堂 实际工程是工科类课程教学最具有活力的资源，把实际工程引入课堂实施案例教学，不仅可以丰富教学内容，还可以做到理论联系实际，使书本中枯燥的理论活起来。大量工程实例的融入使课堂生动丰富，第一堂课的绪论中即通过海量的钢结构实际工程图片介绍目前最新的各类钢结构建筑，让学生在感叹中步入钢结构领域，激发他们深

7、厚的学习爱好。4 在接下来的教学中，工程实例贯穿整个理论教学。虽然建筑物的外形改变万千，但都是由一个个基本体系组成的，因此，设计原理的讲解决不能脱离工程实际。在讲解每一种受力体系前，先找来代表性的工程实例，抽象、简化成力学模型，分析相关构件的受力性质、破坏机理，从而引出基本概念、设计原理和相关学问点。案例教学中注意时效性并跟踪前沿发展，如2022年北京举办的奥运会，在课堂上着重引入奥运场馆作为案例教学，如国家体育场鸟巢、国家游泳中心水立方等闻名钢结构建筑；在2022年上海世博会期间，课堂上着重引入世博会中的典型钢结构场馆作为案例教学，如中国馆、澳大利亚馆、西班牙馆等，使学生能够了解最新的钢结构

8、进展和发展方向，有助于学生在今后的学习工作中养成实时跟踪专业领域最新发展的良好习惯。 除了介绍胜利的工程实例外，典型工程事故分析也必不行少。事故分析是理论探讨的有力佐证材料，事故的发生是对设计理论的验证。把典型事故发生的缘由从力学的角度加以分析，把所得到的结果引入课堂教学，有助于加深学生的印象。 2.多媒体授课方法和传统授课方法的综合采纳 现代教学手段是利用现代科学技术制作、储存和传递教学信息。它的应用可以实现教学过程的最优化和教学信息传递的标准化，是目前高校老师普遍采纳的教学手段，但是要留意合理地利用。这是因为“钢结构设计”以力学结构计算为主，力学分析以传统的板书形式教学效果更好，对于构件的

9、设计过程等用多媒体演示较好。 课程中，钢结构的发展简介等用多媒体手段就较好，这部分教学采纳多媒体进行授课。由于在简介部分须要向学生传送大量的信息，因此，直观的图片和工程录像是最好的方法。对于桁架的设计，这部分教学内容比较抽象，应合理运用现代教化技术和手段，利用多媒体进行授课。对于构件分析和施工焊接流程采纳大量的工程图片、动画演示以及录像资料，演示如临其境，清楚明白，达到了特别好的效果。同时，现代教学手段所供应的感性材料使教学活动更加生动好玩。通过视觉和听觉的刺激加深感知度，提高教学效率和学习质量。 课程中，对构件的力学分析采纳传统法进行板书讲解，一笔一画地板书带领学生逐步了解、熟识和驾驭老师所

10、讲授的学问，使学生能够看到基础构件的受力状况，由外力到内力，然后确定结构的稳定性。这一环环相扣的结构设计基本方法的板书演示，能够让学生通过老师逐步深化的讲解，了解得更加透彻，这种讲解加深了学生的印象，取得了良好的效果。5 3.钢结构专业设计软件引入教学 目前的钢结构行业已经广泛采纳专业软件进行全程的设计和绘图，学生在校内里假如不能提前接触和了解这类软件的运用方法并初步驾驭其技巧，则会在走上工作岗位后一下子手足无措，无法在短时间内适应钢结构设计软件，对工作带来不利影响。钢结构设计计算机化程度比较高，而企业对高校生的要求是上手快，但大多数高校本科阶段并不教授最常用的钢结构设计软件的运用方法和一般技

11、巧，学生一旦进入钢结构设计领域难免会觉得无所适从。将国内目前最常用的钢结构设计软件引入教学，使学生在校期间就能驾驭必要的设计技能，可以有效地增加学生在就业市场上的竞争力，同时这种做法也会受到企业欢迎。 目前常用的专业钢结构设计软件有MSTCAD、3D3S空间钢结构设计软件等，这些专业计算软件主要功能是：利用计算机建立实际构件的模型，利用有限元方法对模型进行网格划分、设定模型材性、给定边界条件、加载，通过计算，得出构件模型实际内力、变形等，并根据规范规定的构造要求完成自动选材和最终的施工图。笔者在课堂上主要演示3D3S软件中几个基本结构体系的建模和设计全过程，结合实际工程案例加以讲解，使学生对钢

12、结构设计软件有了初步和直观的相识，为即将走上工作岗位奠定了良好的基础。 4.利用校内及其周边的建筑物进行观摩教学 在课堂教学之外，为了增加学生的感性相识，特意增加了钢结构建筑观摩这一教学环节。我校的建筑物中包含了多种钢结构建筑形式，如高校生体育馆的屋顶平面网架、综合训练馆的屋面网壳结构、水工结构试验大厅的钢桁架结构、桔颂音乐厅大门的点支式玻璃幕墙结构、中心体育场主席台上方的索膜结构以及校内邻近的轻钢厂房和重钢厂房。这些丰富的资源可以成为课本中内容的有力补充，带给学生对钢结构建筑形式最直观的相识。在“钢结构设计”附带的课程设计钢桁架设计中，通过在设计前后和设计过程中与实际的钢桁架进行实地视察、对

13、比思索，找到自己设计的不足，课程教学效果特别好。这部分经常作为授课后的课程设计内容，学生学习热忱空前，效果极佳。 三、教学效果的检验 敏捷的教学方式是授课的核心方法。为了把握住整个教学过程，检验基于实践实力培育的教学方法的效果，我们也在教学中设置了探讨会和撰写专题报告等方式。 1.开探讨会 以每一实践案例为主题，把学生分为若干小组，设议题主持人，分组选派代表就此议题进行主旨发言，在课堂教学中激发学生主动提问，共同探讨，最终进行总结，分组选派代表进行总结性发言，培育了学生动手查阅整理科研资料的实力，强化了实践教学感性相识的总结，提高了学生科学探讨探讨的爱好，有助于学生科学探讨基本思想的养成，为学

14、生将来的进一步深造奠定了基础。 2.课后撰写专题报告 为拓宽学生相识问题的实力，我们在教学中指定了一些钢结构类的专业期刊作为学生课后的阅读材料，以使学生随时驾驭施工技术的最新进展，培育学生刚好了解当前专业动态的习惯。教学期间，要求学生针对自己感爱好的方向，结合所学学问，查阅相关文献，撰写专题报告，取得了良好的成效。 四、结语 “钢结构设计”是一门实践性特别强的土木工程专业基础课程，课程教学的关键是与工程实践紧密结合，采纳多种教学手段进行教学，以增加教学效果，达到教学大纲的要求。结合“钢结构设计”课程的特点，在教学课堂中引入工程实际案例，结合多种教学手段并实行现场观摩教学，辅之以探讨会和撰写专题

15、报告等形式，为学生学习营造了良好的环境，构建了全方位的立体化平台，旨在大力培育学生的实践实力。 实践证明，上述教学手段的实施使本课程取得了良好的教学效果。本课程教学突出土木专业的特点，实践教学具有针对性，培育学生工程意识的养成，注意提高学生相识和解决工程问题的实力，符合当今社会发展对人才提出的新教化理念要求。反映在学生就业上有很大的专业优势，而且从用人单位的反馈看法看，本专业毕业生在建筑领域实力较强，得到了社会认可，也得到了有关专家的好评。 参考文献： 1王小平,万红霞.钢结构设计课程教学的实践与思索J.理工高教探讨,2022,(1). 2黄玲,谢洪阳.钢结构设计原理课程教学改革探讨J.高等建

16、筑教化,2022,(4). 3陈新,李德建,冯吉利.钢结构系列课程教学内容改革思索J.高等建筑教化,2022,(4). 4何延宏.内容、过程、方法与技术以钢结构设计原理教学为例,谈如何提高高校课堂教学质量J.中国教化教学杂志,2022,(6S). 5何健.土木工程专业钢结构课程教学设计J.三峡高教探讨,2022,(4). 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页