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摘要:本课程以长江大学工程技术学院土木工程专业大三学生为授课对象,本文研究面对基础知识薄弱的学生,如何化繁为简讲授复杂的理论知识,如何理论联系实践,提高教学质量,培养社会主义建设人才。
关键词:钢结构基本原理;教学模式
0 前言
近年来,钢结构在我国得到了飞速的发展,但钢结构专业技术人员严重缺乏,从业者专业素质不够高[1] 。这个问题直接反映出大学期间的培养出现了问题,我们培养出的大学生在钢结构设计方面知识严重不足[2] 。学生在现有的教学模式下,从根本上掌握了钢结构的设计原理的人才直接从事设计,工程经验不足;大学毕业即从事工程建设的,理论知识掌握不扎实。我院即是培养工程建设人员的,针对学生理论体系不健全,实践经验不足的问题,提出几点教学上的改进意见与建议。
1课程特点与学习目的
本课程属土木工程专业必修的专业核心课程,是一门实践性很强,与现行规范、规程等密切相关的专业课程,涉及《土木工程材料》、《材料力學》、《结构力学》、《抗震结构设计》等多门课程的知识,前后连贯性较强。涉及到设计、施工等专业知识,知识面比较广。
本课程的目的是通过课程的学习,使学生掌握钢结构学科基本理论和基本知识。为毕业设计以及毕业后在钢结构学科领域继续深造、从事设计以及现场施工等工作提供坚实的基础。
2存在的问题与改善方案
2.1存在的问题
本学院学生相对于一本院校学生来讲,基础知识扎实程度普遍不高,学习积极性不够足,自控能力不够强,导致课堂秩序性不理想,课堂效率不高。
除学生因素之外,教师在教学工作中也存在不足,主要有:
a、教师照本宣科,未针对学生特点制定合适的学习计划;
b、课堂秩序维持不好,学生学习兴趣不高,教学效率低下;
c、只注重课堂理论教学,忽视对学生综合能力的培养;
d、实验指导教师数量偏少,试验仪器少,有条件进行的试验不多;
e、教师缺乏实践经验,对工程现场知之较少;
2.2 改善方案
2.2.1 优化课程结构
制订合理的教学实施方案首先从课堂教学开始,课堂教学应优化课程结构,整合课程内容[3] 。为了突出人才培养方案的培养应用型人才的目标,将《钢结构基本原理》内容分部分讲述。
第一部分:概述与材料性能
对于钢结构的特点和应用应重点讲述,旨在让学生掌握钢结构的优点和缺点,了解钢结构的适用范围。钢结构的建造过程、组成原理等可做了解,关于钢结构的发展应带领学生展望未来,了解目前世界在钢结构方面的最新研究与应用。
钢结构的材料性能在《土木工程材料》中有所讲述,先进行理论讲解,讲解过程中可用钢筋和混凝土试件原样进行示例,分析应力-应变图像,进行对比讲解,让学生更好的掌握土木专业两大材料的力学性能图像。课后组织学生到工地的材料加工现场了解工程材料的特点,亦可带领学生进行钢筋的强度试验和抗拔试验,让学生了解钢筋工作的机理。学生能从感性上接受这门课,从理性上掌握钢材的受力性能。
第二部分:构件的截面承载力——强度和稳定性(钢结构的承载能力极限状态)
根据学生反映,比较能够接受成体系的知识点,这就要求教师对课程有健全的知识体系,良好的表达技巧。
无论是强度还是稳定性的计算与设计,都是分轴心受力构件、受弯构件和拉弯压弯构件三类[4] ,轴心受力构件在强度计算和稳定计算上,计算公式原理相通,形式相同,只在系数上不同,可类比记忆;同理,在受弯构件的强度计算和稳定性计算上,也可以类比记忆;同理拉完与压弯构件的强度和稳定性计算可参考轴心受力构件和受弯构件的公式组合。在此基础上进行理论讲解,针对本院学生的学习情况,对公式的来源推导可以略讲或者不讲,要求能灵活运用公式。
通过重点知识的讲解引导课堂教学,分析梁、桁架、柱等基本构件的受力特点,通过小比例钢结构模型展示,初步讲述这些构件中每一类构架的位置和作用[3] ;带领学生到工地现场了解钢结构的基本知识。
第三部分:钢结构的正常使用极限状态
刚度验算分轴心受力构件和受弯构件两类,计算方法简单,容易掌握。
带领学生进行现场实习,现场测试已建钢结构厂房裂缝宽度、长度,梁的挠度等,分析裂缝和变形产生的原因,增加感性认识;然后,通过课堂理论讲解,加深对正常使用极限状态的理解[3] 。
第四部分:钢结构的连接和节点构造
其中焊接连接和螺栓连接是重点,要学会计算和识图。对接焊缝和角焊缝的构造和计算以及普通螺栓连接和高强螺栓连接的构造和计算需要学生掌握,要细讲。构件的拼接:梁与梁、梁与柱等不仅要能够计算,还要求学生能够自行设计[5] 。
最后,通过对某一钢结构进行设计,强化对理论知识的理解与灵活应用。
2.2.2优化师资队伍
为了提升土木工程专业教师的工程实践能力,首先要为教师提供实践锻炼机会。自2015年起,我们学校在规划新校区的建设工作,到目前为止,第一期项目已经完成,第一批大一新生已经入校,尚有大量工程未完工或尚需建设,学校要出台政策吸引和鼓励教师积极参与工程建设,与基建部门形成有效合作[3] 。
其次,与组织学生实习实践的单位充分合作,鼓励教师到建设部门学习或者挂职锻炼,通过选派教师到设计院、施工企业、监理公司参与工程实践来提高教师的实践水平[3] ,使之成为“双师型”教师。
最后,吸引或聘请工程师或者设计师参与实践教学,有效指导学生的课程设计和实习,使学校的理论学习与校园外的工程实践充分结合,提高学生的理论与实践相结合的能力。
该课程的课程设计、现场实习等均可一对多的进行教学,但是在实验教学环节,为了达到较好的教学效果,让学生更好的理解理论知识,需要分小组进行,每组五人左右较合适,小组内可以通力合作,分配任务,达到较好的实验效果。每个同学都要有动手机会,不能只有教师演示操作,学生亲自动手,遇到问题才会动脑思考,解决问题。
实验中学生的求知欲强,好奇心强,教师要保护学生的求知欲和好奇心,不能因学生的动手触摸而呵斥,需要引导,若有危险,需提前说明。
3 结语
文中有不足之处,望同行批评指正,谨在此提出一点上课感悟。希望对奋斗在一线的教育工作者有一定的帮助。
参考文献:
[1] 刘景凤,戴为志.责任与思考—钢结构的现状和对策[J].电焊机,2013(11)
[2] 田 钦,刘鑫祺.钢结构设计原理课程教学改革研究[J].高等教育,(10)
[3] 秦本东,蔺新艳.《混凝土结构基本原理》课程的教学模式研究[J].教育教学论坛,2018(42).
[4] 《钢结构设计规范》.GB50017-2003.北京:中国计划出版社,2003
[5] 陈绍蕃、顾强.《钢结构》.第二版.中国建筑工业出版社,2003
(作者单位:长江大学工程技术学院)
关键词:钢结构基本原理;教学模式
0 前言
近年来,钢结构在我国得到了飞速的发展,但钢结构专业技术人员严重缺乏,从业者专业素质不够高[1] 。这个问题直接反映出大学期间的培养出现了问题,我们培养出的大学生在钢结构设计方面知识严重不足[2] 。学生在现有的教学模式下,从根本上掌握了钢结构的设计原理的人才直接从事设计,工程经验不足;大学毕业即从事工程建设的,理论知识掌握不扎实。我院即是培养工程建设人员的,针对学生理论体系不健全,实践经验不足的问题,提出几点教学上的改进意见与建议。
1课程特点与学习目的
本课程属土木工程专业必修的专业核心课程,是一门实践性很强,与现行规范、规程等密切相关的专业课程,涉及《土木工程材料》、《材料力學》、《结构力学》、《抗震结构设计》等多门课程的知识,前后连贯性较强。涉及到设计、施工等专业知识,知识面比较广。
本课程的目的是通过课程的学习,使学生掌握钢结构学科基本理论和基本知识。为毕业设计以及毕业后在钢结构学科领域继续深造、从事设计以及现场施工等工作提供坚实的基础。
2存在的问题与改善方案
2.1存在的问题
本学院学生相对于一本院校学生来讲,基础知识扎实程度普遍不高,学习积极性不够足,自控能力不够强,导致课堂秩序性不理想,课堂效率不高。
除学生因素之外,教师在教学工作中也存在不足,主要有:
a、教师照本宣科,未针对学生特点制定合适的学习计划;
b、课堂秩序维持不好,学生学习兴趣不高,教学效率低下;
c、只注重课堂理论教学,忽视对学生综合能力的培养;
d、实验指导教师数量偏少,试验仪器少,有条件进行的试验不多;
e、教师缺乏实践经验,对工程现场知之较少;
2.2 改善方案
2.2.1 优化课程结构
制订合理的教学实施方案首先从课堂教学开始,课堂教学应优化课程结构,整合课程内容[3] 。为了突出人才培养方案的培养应用型人才的目标,将《钢结构基本原理》内容分部分讲述。
第一部分:概述与材料性能
对于钢结构的特点和应用应重点讲述,旨在让学生掌握钢结构的优点和缺点,了解钢结构的适用范围。钢结构的建造过程、组成原理等可做了解,关于钢结构的发展应带领学生展望未来,了解目前世界在钢结构方面的最新研究与应用。
钢结构的材料性能在《土木工程材料》中有所讲述,先进行理论讲解,讲解过程中可用钢筋和混凝土试件原样进行示例,分析应力-应变图像,进行对比讲解,让学生更好的掌握土木专业两大材料的力学性能图像。课后组织学生到工地的材料加工现场了解工程材料的特点,亦可带领学生进行钢筋的强度试验和抗拔试验,让学生了解钢筋工作的机理。学生能从感性上接受这门课,从理性上掌握钢材的受力性能。
第二部分:构件的截面承载力——强度和稳定性(钢结构的承载能力极限状态)
根据学生反映,比较能够接受成体系的知识点,这就要求教师对课程有健全的知识体系,良好的表达技巧。
无论是强度还是稳定性的计算与设计,都是分轴心受力构件、受弯构件和拉弯压弯构件三类[4] ,轴心受力构件在强度计算和稳定计算上,计算公式原理相通,形式相同,只在系数上不同,可类比记忆;同理,在受弯构件的强度计算和稳定性计算上,也可以类比记忆;同理拉完与压弯构件的强度和稳定性计算可参考轴心受力构件和受弯构件的公式组合。在此基础上进行理论讲解,针对本院学生的学习情况,对公式的来源推导可以略讲或者不讲,要求能灵活运用公式。
通过重点知识的讲解引导课堂教学,分析梁、桁架、柱等基本构件的受力特点,通过小比例钢结构模型展示,初步讲述这些构件中每一类构架的位置和作用[3] ;带领学生到工地现场了解钢结构的基本知识。
第三部分:钢结构的正常使用极限状态
刚度验算分轴心受力构件和受弯构件两类,计算方法简单,容易掌握。
带领学生进行现场实习,现场测试已建钢结构厂房裂缝宽度、长度,梁的挠度等,分析裂缝和变形产生的原因,增加感性认识;然后,通过课堂理论讲解,加深对正常使用极限状态的理解[3] 。
第四部分:钢结构的连接和节点构造
其中焊接连接和螺栓连接是重点,要学会计算和识图。对接焊缝和角焊缝的构造和计算以及普通螺栓连接和高强螺栓连接的构造和计算需要学生掌握,要细讲。构件的拼接:梁与梁、梁与柱等不仅要能够计算,还要求学生能够自行设计[5] 。
最后,通过对某一钢结构进行设计,强化对理论知识的理解与灵活应用。
2.2.2优化师资队伍
为了提升土木工程专业教师的工程实践能力,首先要为教师提供实践锻炼机会。自2015年起,我们学校在规划新校区的建设工作,到目前为止,第一期项目已经完成,第一批大一新生已经入校,尚有大量工程未完工或尚需建设,学校要出台政策吸引和鼓励教师积极参与工程建设,与基建部门形成有效合作[3] 。
其次,与组织学生实习实践的单位充分合作,鼓励教师到建设部门学习或者挂职锻炼,通过选派教师到设计院、施工企业、监理公司参与工程实践来提高教师的实践水平[3] ,使之成为“双师型”教师。
最后,吸引或聘请工程师或者设计师参与实践教学,有效指导学生的课程设计和实习,使学校的理论学习与校园外的工程实践充分结合,提高学生的理论与实践相结合的能力。
该课程的课程设计、现场实习等均可一对多的进行教学,但是在实验教学环节,为了达到较好的教学效果,让学生更好的理解理论知识,需要分小组进行,每组五人左右较合适,小组内可以通力合作,分配任务,达到较好的实验效果。每个同学都要有动手机会,不能只有教师演示操作,学生亲自动手,遇到问题才会动脑思考,解决问题。
实验中学生的求知欲强,好奇心强,教师要保护学生的求知欲和好奇心,不能因学生的动手触摸而呵斥,需要引导,若有危险,需提前说明。
3 结语
文中有不足之处,望同行批评指正,谨在此提出一点上课感悟。希望对奋斗在一线的教育工作者有一定的帮助。
参考文献:
[1] 刘景凤,戴为志.责任与思考—钢结构的现状和对策[J].电焊机,2013(11)
[2] 田 钦,刘鑫祺.钢结构设计原理课程教学改革研究[J].高等教育,(10)
[3] 秦本东,蔺新艳.《混凝土结构基本原理》课程的教学模式研究[J].教育教学论坛,2018(42).
[4] 《钢结构设计规范》.GB50017-2003.北京:中国计划出版社,2003
[5] 陈绍蕃、顾强.《钢结构》.第二版.中国建筑工业出版社,2003
(作者单位:长江大学工程技术学院)