钢结构精品课程的教学改革与实践

摘 要 ：钢结构课程是土木工程学科的一门核心主干课程,本文以提高学生的工程素质为出发点,以优化课程体系、整合课程内容为基础,以典型工程案例教学、启发式和自主讨论式教学为手段,以加强教学效果、提高学生工程实践能力为目标,创新性的提出了一系列实践证明卓有成效的钢结构课程教学改革措施.

关 键 词 ：精品课；案例教学；自主讨论式教学；考核环节；实践环节

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0206-02

钢结构课程作为土木工程学科的一门核心主干课程,在整个培养环节中占有极为重要的地位.针对如何加强课程的教学效果,提高学生的实践能力,东北电力大学钢结构课程组通过十余年的教学实践,渐渐摸索出了一条卓有实效的教学改革之路,并在2013年成功被评为吉林省精品课程.本文将对本课程组多年来的教学改革与实践经验做以下几点介绍.

一、优化课程体系

对钢结构课程进行了有效的结构优化调整,把土木工程专业与钢结构相关的主要专业基础课、专业课及实践性教学环节（实习、课程设计、毕业设计）有机地联系起来,使这些教学环节前后呼应、结合更为紧密,突出主干课程,拓宽知识面,减小不同课程中内容的重复,各门课程内容相互渗透,在方法上相互借鉴,灵活运用,促进教学质量全面提高.

二、整合、改革课程内容

本校钢结构课程对土木工程专业（电厂建筑方向、输电工程方向）和工程管理专业本科生开设.根据人才培养目标的要求,不同专业方向在课程学时设置及授课内容上也应有所区别.在教学过程中,对各个专业的教学内容进行了科学整合.基本思路如下：①整合教学内容.在学时有限、教学任务繁重的背景下,对教材内容进行适当删减,突出重点,遵循主线精讲课程内容.对在其他课程中已经涉及的问题,在钢结构课程中,只需强调一下重点和在钢结构课程中的重要性,而非面面俱到,节省了学时.②钢结构经典理论与学科前沿知识相结合.在保证学生掌握基本知识的前提下,把钢结构先进的计算理论、结构形式、焊接方法和设计理念等介绍给学生,并引导学生查找资料,主动探索学科领域的新知识、新观点,形成总结报告.③理论教学环节与实践教学环节相结合.针对课程安排的课程设计环节是对学生实践能力培养的必要环节.传统的教学模式是集中理论学习完成之后再进行课程设计,由于课程设计时间短,任务重,很难达到最佳效果,多半流于形式.近年来,本课程组针对这个问题,优化整合了基本理论教学与课程设计的内容,把课程设计内容分步骤的穿插在理论教学过程中,做到两者不互相脱离,达到了良好的效果.同时结合现场教学,使学生能够接触工程、了解工程全貌,增强理论学习的直观性.④教学内容与工程实际相结合.以工程前沿为背景,进行案例教学,所选案例均为实际工程结构,引导学生通过查找规范,运用所学理论知识解决实际工程问题,提高了学生对钢结构课程的学习兴趣,培养了学生解决实际工程问题的能力.

三、改革教学手段与方法

钢结构课程的特点是“公式多、图形多、案例多”,采用单一的教学方法已经不能满足教学要求,因此,在钢结构教学实践中,课程组积极探索科学的教学方法和教学手段,以提高课堂教学效果,更好的培养学生的工程实践能力.①采用启发式、讨论式和学生自主式的教学方法,充分调动学生的学习积极性.在学习基本理论后,增加一节综合讨论课,结合工程实际,让学生分组讨论,自行设计,并由学生登上讲台,讲解设计.鼓励不同意见的碰撞,让学生在讨论中加深对所学知识的理解.②把现代化的教学手段与传统的教学手段有机结合.制作生动的多媒体课件,开阔学生视野,弥补现场教学的缺陷.同时,多媒体教学还应与传统的板书相结合,在推导公式和求解习题时,仍采用板书的形式.③用典型的、前沿的工程实例进行案例教学.把工程案例分析引入教学,通过工程图片和动画,展示实际工程情况,引导学生深入问题,查找各种规范和专业资料,结合所学的理论知识分析和解决问题,培养学生的实践能力和主动学习的积极性.④充分利用网络资源,让学生主动学习.利用互联网引导学生查找资料,主动探索学科领域的新知识、新观点,并安排一定的时间让大家彼此交流.开阔学生视野,激发学生对研究和探索该学科的兴趣,并在最后提交研究报告.

四、重视实践环节

实践环节贯穿于钢结构课程的整个教学过程,具体包括钢结构课程设计、设计软件实训、毕业设计及现场实习等四个环节.在课程设计环节,课程组编写了详细的课程设计任务书和指导书,基本做到每人一题.将完整的实际工程设计拆开,分别设置在相应的教学过程当中,通过作业方式让学生独立完成,最后的课程设计周,理计算书,并绘制施工图,通过答辩综合评定课程设计成绩.通过实践,学生普遍认为上述措施可以避免盲目抄袭现象,使大多数学生都得到了必要的工程训练.设计软件实训环节培养学生使用PKPM,MIDAS等工程设计软件进行工程设计计算的能力.在毕业设计环节中,开设了钢结构输电塔设计和钢结构厂房设计等与钢结构相关的题目供学生选择,是对学生本科阶段学习的一次完整演练.在现场实习环节中,指导教师带领学生参观诸如输电塔、钢结构体育馆、钢结构厂房等大量实际工程,并聘请校外指导教师负责学生的现场实习指导,使学生把所学的理论知识与工程实际融会贯通.

五、完善教学资源,加强网上辅助教学

钢结构课程十分重视教学资源的建设与利用,制作了带有大量工程图片和动画的多媒体课件,深入钢结构工程建设工地,拍摄了大量珍贵的照片和视频,为学生展示了生动的工程实例,提高了学生的学习兴趣和理解能力；编制工程案例分析课件并引入教学,提高了学生运用理论知识分析解决工程实际问题的技能；建设了钢结构课程网站和网络学堂,共享了教学大纲、课件、教案、课程设计指导书、习题集和历年试题等资源,并通过论坛、博客、微信和群等网络平台实现了与学生的网络互动.

通过一系列的创新性改革和实践,形成了“一个目标,三个结合”的课程教学改革特色.所谓一个目标,是指以培养学生工程意识、提高工程素质为目标.所谓三个结合,是指理论教学与能力培养相结合、案例式、启发式和学生自主讨论式的教学方法相结合、传统教学手段与先进的多媒体技术相结合.随着改革的进一步深入,钢结构课程的教学效果和人才培养成效也会得到进一步的提高.相信上述改革措施对于其他理工科课程的教学改革也具有很好的借鉴意义.