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[摘要]文章从我国钢结构的发展要求和目前钢结构教学中存在的现实问题出发,就钢结构教学增加学时、教学内容、教学方法、学生能力培养、多媒体教学等改革措施进行了探索,以使钢结构教学能够适应当前建筑市场的要求,培养出合格的钢结构人才。
[关键词]钢结构课程 教学改革
[作者简介]刘凌云(1974- ),女,河南周口人,黄淮学院建筑工程系,讲师,研究方向为建筑结构。(河南 驻马店 463000)
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2007)29-0190-01
一、钢结构在建筑市场的优良特性
钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、造型优美、抗震性能好等特点,与钢筋混凝土结构相比,具有在高、大、轻三方面发展的独特优势,更为突出、更值得关注的是钢结构具有极其优良的环保性能,大部分钢材都能有效地回收,投入循环利用,对环境的污染和占用很小,堪称是一种“绿色结构”。由于钢结构具备如此众多的优点,同时政府也给予支持和鼓励,钢结构必然会以更加迅猛的速度发展,将成为21世纪各类建筑物的主流结构。作为土木工程专业主干课程,钢结构则是培养钢结构人才的主要途径。
二、现行钢结构课程教学存在的问题
首先,学时严重不足。目前各高校的钢结构大多在60学时左右,基本上是延续20世纪60~70年代的教学安排。当时国家钢产量有限,国家重点推广的是钢筋混凝土结构,因此,各高校大量删减钢结构课程学时,这与当时的经济形势和国家建设政策是相适应的。截至2001年,我国的钢产量已达到1.45亿吨,2005年首超3亿吨,成为名副其实的钢产量大国,国家鼓励建筑用钢,钢结构在建筑市场上以令人瞩目的速度占有越来越大的份额。钢结构企业的大量出現,必将带来钢结构专业人才的大量需求,这就要求各高校要及时调整钢结构教学安排。另外,教学内容、教学方法也有待改善。
三、钢结构人才需求的现状
近年来伴随着中国钢结构的崛起,出现了各种各样不容忽视的问题,主要包括:钢结构制作小企业多,技术木平和管理水平差距大;钢结构专业技术人员严重缺乏,专业设计能力及管理滞后,专业人员素质有待提高。目前轻型钢结构的设计、制作和安装大多数由制作企业一体化承担。一些企业只能采取从有资质的设计单位买图签的办法来解决出图问题,提供图鉴的许多设计单位并不熟悉钢结构业务,使审图常常流于形式。钢结构在建筑工程中技术较复杂,现有专业人员接触不多,真正能适应工程建设需要的人才缺乏。钢结构在中国的发展具有极大的拓展空间,前景辉煌,仅从世界上有名的钢结构企业纷纷把重点转到中国就可看出这一趋势。巨大的发展潜力和市场需求使中国钢结构领域拥有很大的就业空间,并且这种空间在今后一个相当长的时期内会不断地扩展,这应引起我国高校的注意。高校应抓住这一契机,对钢结构教学进行改革,培养出具有良好钢结构专业素质的学生,为企业提供合格人才。
四、钢结构课程教学改革的设想
1.适当增加学时,适应发展需要。课堂教学是学生获取知识的重要途径。对钢结构课程来说,60课时远远不能达到教学效果,这与目前钢结构的发展趋势相背离。为此,应适当增加钢结构的学时。
2.在教学中增加工程实例分析。实例分析有利于对学生工程意识、工程思维、工程方法的培养。土木工程的综合性和实践性,决定了课堂的理论教学有别于一般理科的教学,工程设计计算理论所反映的是人们千百年来的实践经验,是从失败中获得的经验教训以及通过现代试验手段所证实的客观实际。要使学生领会工程计算理论的科学性、严肃性,学习工程中复杂的可定和不可定因素的处理方法,获得良好的工程意识、工程思维。例如,钢材抗冲击韧性的概念,在学生了解下列事实之后,就不会将其作为可有可无的一个指标了。第二次世界大战期间,美国在很短时间内赶造了4000艘船,其中250艘在1940~1951年间断裂,另1200艘发现裂缝。1952年“Fort Macar”油轮断裂,2年后,英国20000t油轮“World Conrad”也遭同样厄运。裂纹大多起始于结构上处理不当的接头,再加上焊接缺陷,进一步深入分析,诸多问题均与“钢材的脆性断裂”有关,由此“抗冲击韧性”便成了评定钢材材质的一项基本指标。实例分析还有利于学生对结构计算理论的深刻理解,将实例引入教学,内容深刻、生动,便于组织不同深度的课堂讨论。各种各样的实例分析,对大学生来说是宝贵的、生动的一课,对于这些未来的工程技术人员的综合素质培养有很大益处。通过对钢结构课程的学习,学生应能较好地掌握钢结构中基本的计算方法和思路,具备一定的钢结构设计能力。
3.加强课程实习。一般而言,不少高校对钢结构的实习课程并不重视,仅仅局限于认知实习阶段,实际上现在钢结构的形式极其繁多,发展最迅速的就有冷弯薄壁型钢结构、H型钢轻型框架结构、金属拱形波纹屋盖结构、轻型门式刚架体系结构、索膜结构、网架、网壳、内容丰富的各种预应力钢结构等。如此丰富的内容,仅仅走马观花式地看一看,听老师讲一讲,根本不可能领会到其中本质、精髓的内容。所以应给学生比较充裕的时间,并提供或联系比较适宜的钢结构项目,使之能深入到工程中去,学习和了解工程中的实质性内容。如今的钢结构设计计算机化程度比较高,而企业对大学生的需求是上手要快,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使用方法和一般技巧,学生一旦进入钢结构设计领域难免会觉得无所适从。将国内最常用的钢结构设计软件引入教学,使学生在校期间就能掌握必要的设计技能,就可以有效地增强学生在就业市场上的竞争能力,同时这种做法也会受到钢结构企业的欢迎。
4.完善教学设备,加强多媒体教学。课堂教学对学生抽象思维能力的培养和开发学生形象思维能力、综合能力和创造思维起着重要的作用。在有限的课时内,给学生传输更多的信息量,一个有效的方法就是利用电化教学手段。把以前进行板书、画图的时间节省下来,形象、生动地讲解新知识和新内容。电化教学的形式多种多样,可以是随堂的投影胶片,也可以是专门制作的幻灯片、录像片等。电化教学不能简单地将讲稿复制到胶片,而应从翔实的文字说明到相应的图表、图像说明,认真有序地组织与编排,真正做到有条理、有重点、量大、面广,并且在内容和形式上要不断地进行更新和改变,使电化教学真正成为帮助学生更好地理解知识的先进方法和手段,而不是教师装点门面,搞新奇花样的肤浅做法,这同时也对教师提出了更高的要求。
5.课程设计、毕业设计的改革。课程设计是结合专业课学习而配置的大型综合性课题,随着专业课学习和专业知识的积累,通过课程设计训练,使学生能够把所学专业知识进行综合运用,提高实践运用能力。可以说,课程设计是毕业设计的预演,是加强实践性的重要教学环节,强化课程设计指导对培养实用型人才尤为重要。因此,应明确课程设计的地位,单独设置课程设计,同时扩充课程设计内容,单独考核,提高实际应用的效果。目前,钢结构课程设计还局限于屋架设计,这与现实情况已不相适应,题目形式和类型亟须改革。在毕业设计方面,不少高校的毕业设计题目为多钢筋混凝土框架结构,题目单调、无新意,使得学生失去了最后一次获得钢结构综合练习的机会。走上工作岗位以后,对钢结构一筹莫展,不得不重新经过培训。因此,笔者认为在毕业设计方面也应重视钢结构的课题,有必要选钢结构的题目作为设计题目,选题时可选部分钢结构(结合实际选轻钢结构、梯形钢屋架、门式刚架厂房等),以此强化钢结构的计算及构造等方面的应用。
五、结束语
高校中的课程设置一定要与社会发展相适应,创新思路,不能忽视社会需要。人才的培养目标应满足社会需求,培养的学生应注重实践、强调应用、重视思路、善于通过查找资料来处理问题和解决问题,将专业知识运用到工程实践中。从目前钢结构的发展前景来看,应大力加强钢结构课程在土木工程专业中的地位,不断总结经验,加大力度进行教学改革。
[参考文献]
[1]邵容光.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,1987.
[2]吴建有.钢结构设计原理[M].北京:中国建材工业出版社,2000.
[3]周绥平.钢结构[M]武汉:武汉理工大学出版社,2003.
[4]魏明钟.钢结构[M].武汉:武汉工业大学出版社,2000.
[5]陆赐麟.从近50年奥运会主赛场馆建筑结构发展展望2008年奥运会的未来[J].建筑结构,2003(5).
[关键词]钢结构课程 教学改革
[作者简介]刘凌云(1974- ),女,河南周口人,黄淮学院建筑工程系,讲师,研究方向为建筑结构。(河南 驻马店 463000)
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2007)29-0190-01
一、钢结构在建筑市场的优良特性
钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、造型优美、抗震性能好等特点,与钢筋混凝土结构相比,具有在高、大、轻三方面发展的独特优势,更为突出、更值得关注的是钢结构具有极其优良的环保性能,大部分钢材都能有效地回收,投入循环利用,对环境的污染和占用很小,堪称是一种“绿色结构”。由于钢结构具备如此众多的优点,同时政府也给予支持和鼓励,钢结构必然会以更加迅猛的速度发展,将成为21世纪各类建筑物的主流结构。作为土木工程专业主干课程,钢结构则是培养钢结构人才的主要途径。
二、现行钢结构课程教学存在的问题
首先,学时严重不足。目前各高校的钢结构大多在60学时左右,基本上是延续20世纪60~70年代的教学安排。当时国家钢产量有限,国家重点推广的是钢筋混凝土结构,因此,各高校大量删减钢结构课程学时,这与当时的经济形势和国家建设政策是相适应的。截至2001年,我国的钢产量已达到1.45亿吨,2005年首超3亿吨,成为名副其实的钢产量大国,国家鼓励建筑用钢,钢结构在建筑市场上以令人瞩目的速度占有越来越大的份额。钢结构企业的大量出現,必将带来钢结构专业人才的大量需求,这就要求各高校要及时调整钢结构教学安排。另外,教学内容、教学方法也有待改善。
三、钢结构人才需求的现状
近年来伴随着中国钢结构的崛起,出现了各种各样不容忽视的问题,主要包括:钢结构制作小企业多,技术木平和管理水平差距大;钢结构专业技术人员严重缺乏,专业设计能力及管理滞后,专业人员素质有待提高。目前轻型钢结构的设计、制作和安装大多数由制作企业一体化承担。一些企业只能采取从有资质的设计单位买图签的办法来解决出图问题,提供图鉴的许多设计单位并不熟悉钢结构业务,使审图常常流于形式。钢结构在建筑工程中技术较复杂,现有专业人员接触不多,真正能适应工程建设需要的人才缺乏。钢结构在中国的发展具有极大的拓展空间,前景辉煌,仅从世界上有名的钢结构企业纷纷把重点转到中国就可看出这一趋势。巨大的发展潜力和市场需求使中国钢结构领域拥有很大的就业空间,并且这种空间在今后一个相当长的时期内会不断地扩展,这应引起我国高校的注意。高校应抓住这一契机,对钢结构教学进行改革,培养出具有良好钢结构专业素质的学生,为企业提供合格人才。
四、钢结构课程教学改革的设想
1.适当增加学时,适应发展需要。课堂教学是学生获取知识的重要途径。对钢结构课程来说,60课时远远不能达到教学效果,这与目前钢结构的发展趋势相背离。为此,应适当增加钢结构的学时。
2.在教学中增加工程实例分析。实例分析有利于对学生工程意识、工程思维、工程方法的培养。土木工程的综合性和实践性,决定了课堂的理论教学有别于一般理科的教学,工程设计计算理论所反映的是人们千百年来的实践经验,是从失败中获得的经验教训以及通过现代试验手段所证实的客观实际。要使学生领会工程计算理论的科学性、严肃性,学习工程中复杂的可定和不可定因素的处理方法,获得良好的工程意识、工程思维。例如,钢材抗冲击韧性的概念,在学生了解下列事实之后,就不会将其作为可有可无的一个指标了。第二次世界大战期间,美国在很短时间内赶造了4000艘船,其中250艘在1940~1951年间断裂,另1200艘发现裂缝。1952年“Fort Macar”油轮断裂,2年后,英国20000t油轮“World Conrad”也遭同样厄运。裂纹大多起始于结构上处理不当的接头,再加上焊接缺陷,进一步深入分析,诸多问题均与“钢材的脆性断裂”有关,由此“抗冲击韧性”便成了评定钢材材质的一项基本指标。实例分析还有利于学生对结构计算理论的深刻理解,将实例引入教学,内容深刻、生动,便于组织不同深度的课堂讨论。各种各样的实例分析,对大学生来说是宝贵的、生动的一课,对于这些未来的工程技术人员的综合素质培养有很大益处。通过对钢结构课程的学习,学生应能较好地掌握钢结构中基本的计算方法和思路,具备一定的钢结构设计能力。
3.加强课程实习。一般而言,不少高校对钢结构的实习课程并不重视,仅仅局限于认知实习阶段,实际上现在钢结构的形式极其繁多,发展最迅速的就有冷弯薄壁型钢结构、H型钢轻型框架结构、金属拱形波纹屋盖结构、轻型门式刚架体系结构、索膜结构、网架、网壳、内容丰富的各种预应力钢结构等。如此丰富的内容,仅仅走马观花式地看一看,听老师讲一讲,根本不可能领会到其中本质、精髓的内容。所以应给学生比较充裕的时间,并提供或联系比较适宜的钢结构项目,使之能深入到工程中去,学习和了解工程中的实质性内容。如今的钢结构设计计算机化程度比较高,而企业对大学生的需求是上手要快,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使用方法和一般技巧,学生一旦进入钢结构设计领域难免会觉得无所适从。将国内最常用的钢结构设计软件引入教学,使学生在校期间就能掌握必要的设计技能,就可以有效地增强学生在就业市场上的竞争能力,同时这种做法也会受到钢结构企业的欢迎。
4.完善教学设备,加强多媒体教学。课堂教学对学生抽象思维能力的培养和开发学生形象思维能力、综合能力和创造思维起着重要的作用。在有限的课时内,给学生传输更多的信息量,一个有效的方法就是利用电化教学手段。把以前进行板书、画图的时间节省下来,形象、生动地讲解新知识和新内容。电化教学的形式多种多样,可以是随堂的投影胶片,也可以是专门制作的幻灯片、录像片等。电化教学不能简单地将讲稿复制到胶片,而应从翔实的文字说明到相应的图表、图像说明,认真有序地组织与编排,真正做到有条理、有重点、量大、面广,并且在内容和形式上要不断地进行更新和改变,使电化教学真正成为帮助学生更好地理解知识的先进方法和手段,而不是教师装点门面,搞新奇花样的肤浅做法,这同时也对教师提出了更高的要求。
5.课程设计、毕业设计的改革。课程设计是结合专业课学习而配置的大型综合性课题,随着专业课学习和专业知识的积累,通过课程设计训练,使学生能够把所学专业知识进行综合运用,提高实践运用能力。可以说,课程设计是毕业设计的预演,是加强实践性的重要教学环节,强化课程设计指导对培养实用型人才尤为重要。因此,应明确课程设计的地位,单独设置课程设计,同时扩充课程设计内容,单独考核,提高实际应用的效果。目前,钢结构课程设计还局限于屋架设计,这与现实情况已不相适应,题目形式和类型亟须改革。在毕业设计方面,不少高校的毕业设计题目为多钢筋混凝土框架结构,题目单调、无新意,使得学生失去了最后一次获得钢结构综合练习的机会。走上工作岗位以后,对钢结构一筹莫展,不得不重新经过培训。因此,笔者认为在毕业设计方面也应重视钢结构的课题,有必要选钢结构的题目作为设计题目,选题时可选部分钢结构(结合实际选轻钢结构、梯形钢屋架、门式刚架厂房等),以此强化钢结构的计算及构造等方面的应用。
五、结束语
高校中的课程设置一定要与社会发展相适应,创新思路,不能忽视社会需要。人才的培养目标应满足社会需求,培养的学生应注重实践、强调应用、重视思路、善于通过查找资料来处理问题和解决问题,将专业知识运用到工程实践中。从目前钢结构的发展前景来看,应大力加强钢结构课程在土木工程专业中的地位,不断总结经验,加大力度进行教学改革。
[参考文献]
[1]邵容光.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,1987.
[2]吴建有.钢结构设计原理[M].北京:中国建材工业出版社,2000.
[3]周绥平.钢结构[M]武汉:武汉理工大学出版社,2003.
[4]魏明钟.钢结构[M].武汉:武汉工业大学出版社,2000.
[5]陆赐麟.从近50年奥运会主赛场馆建筑结构发展展望2008年奥运会的未来[J].建筑结构,2003(5).