基于钢结构工程事故的案例教学研究与实践

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  摘 要:案例教学在高等学校的专业课中应用广泛,在论述案例教学特点后,重点论述了基于工程事故案例教学的特点。并以案例教学在钢结构设计专业课中的应用为例,论述了基于工程事故的案例教学的实施过程,包括案例的选择的原则、案例教学的组织形式及需要注意的问题。为土木工程专业相关课程的案例教学提供了直接的参考。
  关键词:工程事故钢结构案例教学
  中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0088-02
  
  1 引言
  案例教学被认为是代表未来教育方向的一种成功教育方法[1~3]。现阶段高等学校很多专业课中都采用了案例教学的方式如临床医学专业、刑事影像技术等[4~5]。钢结构作为建筑工程专业学生的一门主要专业课,具有举足轻重的作用。该课程既有较强的理论性,同时也具有较强的实用性。良好的专业训练是学生顺利走向工作岗位的有力保证。现阶段已有较多文献对案例教学的方法及问题进行了研究[6~11]。但很少对土木工程中的破坏性案例进行详细的分析讨论,本文通过典型的钢结构工程的事故的分析,探索土木工程专业的案例教学的理论与方法。
  
  2 工程事故典型案例在建筑工程教学中的主要特点
  案例教学中选择的案例分有典型的成功案例,如在工商管理中这类例子很多,由于考虑的因素较多,分析起来相对较为复杂;另一类是属于失败的案例,如典型的工程事故就属于这类,该类案例值得反思的地方反而会更多,这为相关专业的案例教学提供了不可多得的素材。案例教学区别于理论教学的特点:
  (1)角色的转变:传统的教学模式中,教师占绝对的主导地位。理论教学中知识的传授是从老师到学生的单向交流。但在案例教学模式中发生了较大的变化,即变单向的知识灌输为学生与老师及学生与学生之间的双向多向的交流。学生变被动接受为主动参与教学的过程,最大限度的调动了学生的学习积极性。使得静态的、被动的知识接受过程为动态的、积极地讨论过程。
  (2)师生的互动交流。在案例教学中,学生与老师处在同等重要的位置,案例处在教学话题的中心,这里没有空洞的说教。师生通过双向、多向的对话,达到厘清问题、辨明是非的目的,从而使教学成为富有生命力的过程。
  (3)案例教学有一定的前提条件。案例教学是在学生掌握了一定的专业基础知识和分析技术的前提下进行的。根据教学的需要,运用一定的案例带领学生进入相关问题的“虚拟现场”,通过资料查阅、与老师和同学的探讨,找到出现该问题的原因并对症下药的解决问题。其次,教师需要有较高的专业理论知识和实际工作经验,能对问题的本质进行高屋建瓴的把握,引导学生逐步进入问题的核心。
  (4)没有“标准答案”。不同于理论教学,一个问题只有明确无误的一个标准答案。案例教学中没有所谓的标准答案。同一个问题,可能有不同的解决方案,这是由案例本身的工程属性决定的。正因为如此,不同的技术方案导致不同结果,甚至引发事故,由此案例才有共同讨论的价值。
  工程案例的特点是:
  ①工程案例形式多样内容丰富。土木工程尤其是建筑工程与我们的生活息息相关,国家现在对基本建设的投入增大,几乎处处都可以看到相关的在建的工程,如高层办公楼、住宅、道路、桥梁及工业厂房等,如2010年发生的上海商住楼整体倒塌事故,这为土木工程的案例教学提供了绝好学习机会。
  ②案例的直观性和客观性。与在教科书中的枯燥文字描述不同,工程中的恶性事故通过图片、视频在网络上可以大量传播,快速、直观性给人带来视觉的冲击,即使让普通大众了解后,也会了解工程事故的严重危害。对于工程类专业的学生而言,更能从专业的角度对所见工程事故进行讨论和研究。
  ③突出的实践性。以往的教学模式都是单向的教师教学、学生被动接受知识的满堂灌的模式。但引入案例教学后,发生了根本性的变化,教学成为双向甚至多向的交流的模式。学生扮演了“工程师”的角色,提前进入了“工作状态”。案例教学要求学生认识事故的后果的严重性,通过分析提高学生解决工程实际问题的能力及确定问题的解决办法。
  ④案例的复杂性和社会性。工程中发生的事故一般会涉及到多方面的因素,如设计过程中的疏忽、材料性能问题、施工安装中的方案错误及结构使用不当。相应地,案例会涉及到与该案例相关的各方的利益。追查事故原因有较大的社会难度,作为未来工程师,学生需要排除非技术性的因素,从专业的视角来分析和判断。而这些需要综合运用专业课中的知识并结合工程案例的实际破坏特点,从原因和结果的相关性来分析、判断事故的源头。
  ⑤内在的逻辑性。工程实践中发生的事故反映出工程技术人员的专业知识及管理水平欠缺,偶然性事故的发生具有必然性的逻辑。
  土木工程中的重大事故一般会引起较大的经济损失和重大的人员伤亡。从相关的事故中可以让学生了解到土木工程的建筑原则—— “百年大计,安全第一”,马虎不得,需要认真仔细的做好每一步的工作。要达到此目的,需要从系统论的角度来考虑问题,周密部署、不能顾此失彼,这是教学中重点要领会的地方。
  
  3 工程事故案例教学的实施
  案例教学作为专业课理论教学的一个重要补充,需要全盘规划,有所侧重。尤其是在学生学习方法、案例选择、时间安排等环节加强引导。下面结合笔者在教学过程中的一个典型案例的教学过程,加以介绍。
  首先,选择合适的案例,案例选择的标准是学生能在已学专业知识的背景下可以理解案例本身,不能超出学生的理解能力,否则达不到通过实际案例的学习来理解理论原理本身、学以致用的目的。在讲授完钢结构设计后,学生已经对钢结构设计的知识有所掌握。为了加深理论教学的效果,让学生了解稳定对钢结构的作用及钢结构自身的特点,笔者选择了如下案例:2008年青海省互助土族自治县金圆水泥公司在建车间12根钢梁连环倒塌,造成5人死亡1人重伤,见图1所示。将此工程事故作为钢结构厂房设计教学结束后的案例,要求根据所学的理论知识对该工程事故的原因进行分析。
  其次,相关资料提前发给学生,要求广泛查阅资料结合事故的宏观、细微处破坏特点,提出自己的分析意见,准备书面分析材料,重点阐述该工程倒塌的原因,以便在专门的案例教学课上进行分组讨论。
  案例教学时间定为两小时,每组按照预定的程序进行案例教学的发言、辩论。在讨论过程中,学生逐一发言,阐述自己对该案例的见解,对事故发生的原因进行有理有据分析,钢结构的临时稳定问题是学生讨论的重点。问题的发生主要是是厂房整体结构形成之前,没有设置足够的平面外临时支撑,单片的刚架不足以抵抗平面外荷载作用,在偶然的外力作用如起重机的轻微碰动使得整体屋架发生了一边倒的恶性事故。该案例最后将该厂房的整体倒塌事故原因从结构稳定、施工图的要求、施工规范几方面进行了总结。
  这样的教学方式,学生反映对其理论知识的掌握很有帮助,为学生走向工作岗位打下了较好的实践基础。
  
  4 结语
  案例教学可以实现师生互动,将所学的基本理论和工程实践紧密结合起来,有效地激发学生的学习积极性,极大地提高教学效果。为了保证案例教学的效果需要精选案例,保证案例所涉及的理论能为学生所理解,为学生提供一个合适的交流平台。
  
  參考文献
  [1] 刁春好.论案例教学中的“案“”理“融合,宜春学院学报,2009.
  [2] 邵光华.美国师范教育中的案例教学法及其启示,课程·教材·教法,2010.
  [3] 宇明,傅小兰.样例理论的发展及其争论,心理学动态,2001
  [4] 冯世林,关玉梅,姜新炯,张丹.外科学案例教学中存在的问题及对策,卫生职业教育,2010.
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