鋼結構課程教學改革的探討

摘要：文章從我國鋼結構的發展要求和目前鋼結構教學中存在的問題出發，就鋼結構課程調整教學內容、改進教學方法、運用計算機軟件、改革實踐教學環節、注重教師的素質等方面進行了探討，以使鋼結構教學能夠適應當前建筑市場的要求，培養出合格的鋼結構人才。

關鍵詞：鋼結構；教學；改革

一、鋼結構的發展要求

鋼結構課程是土木工程類專業必修的一門專業課，鋼結構也是現行最常用的幾種結構形式之一。隨著我國經濟的發展、鋼材產量的穩步上升，鋼結構也從1998年的“提倡用鋼”，發展到2000年的“推廣用鋼”；另外，鋼結構自身的優良特性：自重輕、抗震性能好、工業化程度高、施工周期短、安裝方便、造型美觀等，也為鋼結構市場提供了廣闊前景。隨著新型鋼結構的不斷出現以及先進施工技術的大力推廣，國家建設部也發文要求各地加大對鋼結構的研究和使用力度（具體內容見國家建筑鋼結構產業“十五”計劃和2015年發展規劃綱要（草案））。經過十來年的發展，鋼結構建筑已經遍及大江南北，在我國建筑工程中占的比重越來越大。

伴隨著鋼結構市場的日益增大，鋼結構專門技術人員也日益匱乏。各鋼結構企業、設計部門的大多數人也是由從事多年的鋼筋混凝土工程領域轉到鋼結構領域，對一些關鍵技術和設計方法，尤其是軟件的應用都需要進一步了解和掌握。因此，目前鋼結構領域急需基礎理論扎實，動手能力強，有豐富經驗的設計、施工技術人才。

因此，對鋼結構課程進行教學改革，使學生緊跟上國家建設的步伐，培養出社會所歡迎的鋼結構人才已是當務之急，并且對適應鋼結構市場的需要，促進鋼結構領域的健康發展有著重要的現實意義。

二、當前鋼結構教學存在的問題

首先是鋼結構課程內容繁雜。目前鋼結構教材版本繁多，各有特色。在學時壓縮的情況下，總體的感覺是教材中包含的課程內容多，信息量大，有大量的公式，體系龐雜，學生拿到教材就有一種難學的感覺；另一方面學生習慣于用傳統的方法來分析性能復雜的鋼結構及其構件，把過去習慣的“1+1=2”的模式（唯一答案）與鋼結構的多個近似答案對比，一時難于接受，這也不同程度地增加了學生學習鋼結構課程的難度。另外該課程的特點是理論性與實踐性并重，加之規范的約束性和公式的經驗性，不僅增加了學生學習的難度，給教師的講授也帶來了挑戰。

其次，學生的力學基礎較差。鋼結構課程主要與前面所學的材料力學和結構力學課程密切相關。就本課程的特點來說，結構和構件的設計思路及最后所用的計算公式并不難，一般情況將相關的數據帶入計算公式計算即可。但是在鋼結構課程課堂的教學中，學生卻表現為上課聽得懂，下課不會做作業，照著例題依葫蘆畫瓢；甚至死記硬背應付完考試，卻不知究竟學會了什么。這主要是因為計算公式中的某些數據與力學知識密切相關，此外，有些學生的空間想象能力比較差。對結構在空間到底是個什么樣子、梁柱如何擺放難以理解，因為鋼結構不同于絕大多數鋼筋混凝土結構的矩形梁柱截面。

三、采取的改革措施

依據國家教育部本科教育的培養要求，畢業生質量的高低取決于他們畢業后現場處理和解決問題的能力水平。專業技術課的教學應同實踐相結合，貫徹針對性、實用性的原則。在教學過程中，因材施教，授人以漁。

1.教學內容的調整。教學內容的調整即優化整合課程內容。包括兩方面的含義：一是鋼結構課程與其他課程相關內容的整合，二是鋼結構課程體系自身的優化與整合。

對于課程體系自身的優化與整合，我們可以按連接、柱、梁的傳統順序進行講解，一部分一部分的內容理清楚，這樣構件和連接的設計比較完整。也可以按照強度、剛度、整體穩定、局部穩定分別論述各種構件的求解方法，分析各種構件的區別與聯系，使學生有一個比較清晰的思路，最后通過連接形成結構。

2.先進的教學手段和靈活的教學方法的運用。在學時壓縮的情況下，傳統的教學方法傳遞的信息量不夠，大家紛紛改用多媒體教學。多媒體教學的確大大節約教師上課時板書的時間。鋼結構課程中，大量的圖、表在黑板上難以一時完成，在同樣的教學時間內，多媒體可以向學生傳遞更多的信息；同時可充分利用計算機的文字、圖片、色彩、動畫等效果，使教學更加形象生動、重點突出、吸引學生注意力，以獲得良好的教學效果。比如在講授焊縫或螺栓連接計算內容時需要畫圖形輔助說明，如果臨時在課堂上作圖，往往要占用許多時間，并且圖形也不夠直觀；雖然使用教學模具可以解決直觀的問題，但如果用多媒體課件事先將圖形繪制好，課堂上再結合受力分析，用動畫的形式完善圖形并推出計算公式，學生們除對連接的空間幾何關系有較強的感性認識外，對其構造要求及受力分析都將有較清晰的認識。這樣有助于學生掌握、消化這些內容。

當然多媒體教學也不是萬能的，對難點、重點及學生不易掌握的部分想辦法改變以前的教學思路。教學方法并不能千篇一律，一種講授的方法不能貫穿于教學的始終，不同的課程內容應該采取不同的教學方法。

3.鋼結構設計軟件的使用。鋼結構設計不同于鋼筋混凝土設計。鋼結構建筑的受力形式比鋼筋混凝土建筑的受力形式更復雜，如今的鋼結構設計計算機化程度比較高，而企業對大學生的需求是上手要快，但大多數高校本科階段并不講授最常用的鋼結構設計軟件（如3D3S、STS等）的使用方法和一般技巧，學生一旦進入鋼結構設計領域難免會覺得無所適從。

4.課程設計、畢業設計的改革。課程設計和畢業設計是結合專業課學習而配置的大型綜合性課題，是實踐教學中的重要環節。隨著專業課學習和專業知識的積累，通過課程設計和畢業設計的訓練，學生能夠把所學專業知識進行綜合運用，提高實踐運用能力。其中，課程設計又是畢業設計的預演，是加強實踐性的重要教學環節。目前，鋼結構課程設計中鋼屋架的設計應用還是較多，這與現實情況已不相適應，題目形式和類型亟須改革。課程設計可以新增門式剛架設計和網架設計。

在畢業設計方面，雖然不少高校的畢業設計題目開始有變化，但多為鋼筋混凝土結構，鋼結構選題并不多，題目單調、無新意，使學生失去了最后一次獲得鋼結構綜合練習的機會。學生走上工作崗位以后，對鋼結構一籌莫展，不得不重新經過培訓。因此，在畢業設計方面也應重視鋼結構的課題（結合興趣、工作要求等），選題時可選部分鋼結構（結合實際選用輕鋼結構、梯形鋼屋架、門式鋼架廠房、多層鋼框架等），以此強化鋼結構的計算及構造等方面的應用。

5.教師對自身素質的不斷培養和提高。一門課程教學質量的好壞，在一定程度上取決于教師的水平。鋼結構課程又是一門實踐性較強的課程。這就要求我們老師除了要有良好的教師職業道德之外，還要有廣博的知識面和堅實的專業理論基礎，能及時掌握本學科國內外的發展動態，還應該具有豐富的工程實踐經驗。為此，教師可定期或不定期到設計院鍛煉學習，到施工現場參觀實習，了解新的設計動態、新的施工工藝和做法，結合實際工程開展科學研究等等，使教師不落后于社會。

四、結束語

隨著鋼結構在土木工程領域重要性的不斷增強，鋼結構學科處于不斷發展和更新之中，對鋼結構課程的教學提出了越來越高的要求。盡管各高校在鋼結構學科的教學改革中已取得了一些成效，對提高教學質量和教學效果起到了很好的促進作用，但也存在著不足和欠缺的地方。在今后的教學改革中，我們應加強對鋼結構教學內容的優化整合；采用先進、靈活的教學方法；重視鋼結構設計軟件的使用；改革課程設計、畢業設計等實踐教學環節；并且注重教師對自身素質的不斷培養和提高，力爭培養出社會所歡迎的鋼結構合格人才。