鋼結構網絡課程教學研究與實踐

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2013.03.016

收稿日期：2012-12-20

作者簡介：沈之容（1970-），男，同濟大學土木工程學院副教授，博士，主要從事鋼結構、高聳結構研究，（E-mail）shenzhirong@tongji.edu.cn。

摘要：高校網絡教育是全日制高等教育體系的一種補充形式。文章分析了當前網絡鋼結構課程教學中存在的問題與不足，根據學習者的特點和網絡優勢，從教學大綱制定、新修課程知識點提煉、網絡優勢利用、作業和考核方式改革、課程和教材建設等5個方面提出了解決方法和對策。通過教學實踐，得到了良好的教學效果，為國家培養了急需的鋼結構應用型人才。

關鍵詞：鋼結構；網絡課程教學；精品課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）03-0061-03 函授、夜大、電大等是中國高等教育體系的一大特點，培養了一批又一批合格的高層次人才，是全日制高等教育一個很好的補充。同濟大學繼續教育學院1956年開辦成人高等教育，是以工科類本專科成人學歷教育為主的學院，是全國普通高校成人教育評估中唯一獲得函授、夜大“雙優”的學校，是全國第一家學習型繼續教育學院。為落實教育部《面向21世紀教育振興行動計劃》，推動現代遠程教育工程的進展，同濟大學成立了網絡教育學院，以應用型、技術性、復合型人才為培養目標，既綜合了同濟大學的傳統優勢學科，又融入了現代信息技術。

鋼結構因其材料勻質性好、各向同性、結構總重量輕、塑性韌性好等眾多優點而大量應用于大跨度建筑、高層建筑和高聳構筑物中[1]。中國自1996年以來鋼產量長期雄踞世界首位[2]，鋼結構應用政策從建國初的“節約用鋼”到目前的“提倡用鋼”，鋼結構建筑數量迅猛增長，結構形式更是千變萬化。如近幾年涌現的奧運場館和世博場館等。然而與鋼結構領域蓬勃興起不相適應的是專業人才的短缺，許多設計和施工單位急需大批鋼結構專業人才。鋼結構課程是網絡土木工程專業的必修課，屬專業課課程，其重要性不言而喻。鋼結構是一門綜合性和應用性很強的課程，特別是隨著近年來中國鋼結構領域的快速發展，各類新型、大跨、復雜鋼結構建筑的運用，課程的教學理念、教學目標、教學方法和教學手段也需要及時更新和變化。通過課程教學，使學生掌握鋼結構特點、材性、構件計算原理、連接形式及其計算、一般鋼結構工程的設計方法等，只有通過全面而系統的學習，才能達到課程學習目標。

文章在分析當前網絡鋼結構教學存在的問題與不足的基礎上，針對該課程結合網絡教學進行了教學研究，提出解決問題的主要教學方法和策略，并付諸實踐，促使學生更好地掌握這門課，提升和促進教學效果。 一、教學存在的問題與不足

目前鋼結構網絡教學主要存在以下問題。

（一）基礎薄弱

高校擴招導致網絡學生素質和能力有所下降，學生來源也較為復雜，包括網絡日校生、遠程教育生、成人脫產生等，學生學習基礎和學習能力差距大，大多數學、力學基礎知識薄弱且參差不齊，學生投入的時間和精力不盡相同，加之鋼結構涉及的知識面很廣，相關的前修課程較多，如果前修課程學得不夠扎實，必然導致相關知識儲備不夠，學習起來有難度。

（二）認識問題

學生由于平時接觸實際鋼結構工程案例少，加上基礎知識薄弱，普遍存在畏難心理，容易輕意放棄，導致惡性循環，缺乏信心。

（三）總教學時數有限

近年來出現新的結構體系和相關理論，知識更新快，而土木工程專業教學改革趨勢是壓縮課程教學學時[3]。鋼結構課程本身知識點多，課程中既要講授基本原理，又要講授設計應用，加之增加了新的理論，因此教學學時的減少與知識內容增加的矛盾突出。

（四）知識內容較抽象

鋼結構主要分基本原理和設計兩部分。基本原理部分內容涉及高等數學和力學知識，如：軸心受壓構件和受彎構件的整體穩定公式推導比較抽象、復雜；而設計部分的內容又需要學生具備結構概念和空間想象能力。現代鋼結構工程越來越復雜，不僅需要學生具備扎實的基礎理論知識，還需要較強的結構概念，客觀上也增加了學習難度。

二、教學方法研究與實踐

針對以上問題，我們堅持從四個原則出發改革教學方法：第一，以學生為中心，按照不同學生的特點進行教學設計；第二，圍繞網絡教育應用型人才培養目標，選擇適合各類學生的內容組織教學；第三，緊扣時代和學科最前沿，為學生提供多種形式的學習資源；第四，緊扣網絡教育特點和要求，選擇適當的授課方式，同時根據學生來源區別對待。具體研究和實踐如下。

（一）制定合適的教學大綱

網絡教學不同于傳統的面授教學，學習者是分散的異步式教學，他們更多的是為了學習實用的知識以幫助解決工作中的難題。在學習的過程中還受工學矛盾、家庭負擔等因素影響，因此，課程教學大綱與全日制有所不同，大綱要求闡明基本概念、重在知識的實踐應用，以滿足網絡教育中學生最緊迫的工作和應用需求。

（二）提煉相關知識點，提高學生前修課程基礎知識水平

如前所述，由于每個學習者的基礎理論知識儲備、學習能力不同，無論課堂教學還是網絡課件都不可能過多地去講解前修課程，因此，提煉鋼結構課程所需的前修課程知識點，在學期初作為準備性材料和學習資料提供給學習者或掛在網上，讓學生根據自身掌握的情況有針對性地復習、提高，同時還提供相關前修課程參考書籍目錄。這一措施既不增加現有課時數，又能有效幫助學生提高相關基礎知識和能力。

（三）充分利用網絡優勢

除了將前修課程知識點掛在網上外，我們還實現了實時交互、網上定時答疑、課件點播、遠程網站、自學導讀、電子閱覽等現代教學形式，為遠程教育學生提供了良好的學習環境和學習空間，使得學生在課后隨時可以答疑解惑，增加了學習的自由度和靈活性。以學生為主體的遠程網絡教學，由于師生時空分離，學習活動過程都由學生獨立完成，所以學生在面對眾多學習資源的時候往往會覺得茫然無助。在這種學習環境下，教師的指導對學生很必要。因此在教學過程中，對有條件上網的學生進行三次大規模的答疑活動，任課教師在線回答學生學習中的問題，對學習加以指導；對沒有很好網絡條件的學生，任課教師采用三次面授答疑的形式，與學生面對面交流。

（四）改革作業和考核方式

為保證學生的學習質量，及時了解學生的學習進度和知識掌握程度，除了常規的作業布置外，還增加了質疑、自由選題報告、網絡討論等平時成績考核形式，而作業題布置打破常規，不再是大量的單獨構件或連接計算題，而是將這些構件、連接計算融入結構體系中，與實際工程結合，以加深學習者對結構概念的理解，又能得到基本計算訓練，同時減少題量，不增加學生負擔。鋼結構課程計算公式多且復雜，死記硬背意義不大，關鍵在于理解和靈活運用。事實上，在實際工程設計中也多借助于設計規范或工具書，因而考試采用半開卷的形式，即在考試時提供計算所需的所有公式及圖表。

（五）課件和教材建設

課件和教材是課程的核心，好的課件和教材在培養學生綜合能力、獨立分析和解決工程實際能力方面作用顯著。為此，在課件中設計了一些貼近實踐的教學，其設計思想遵循工程類課程的學習規律，從建立學生對鋼結構的感性認識入手，激發學生對鋼結構學習興趣，提高教學效果。

（1）借助多媒體教學手段，從介紹鋼結構的一般概念知識入手，引入有關鋼結構的材料、結構特點和應用實例等基本知識。

（2）在教學中大量引用鋼結構工程實例，特別是飛速發展的現代鋼結構應用，拉近基本理論學習和工程應用的距離。

（3）將課程中比較難以掌握的知識點以動畫的方式呈現，幫助學生加深理解。

（4）根據現代鋼結構的應用發展狀況改進課程設計內容，將在國內大多數鋼結構教學中長期采用的鋼屋架設計從課程設計內容改為正常教學中的習題內容，代之以目前廣泛應用的門式剛架廠房作為課程設計內容，并制定了全新的課程設計任務書，起到了學以致用的目的。

（5）課程中還增加了鋼結構基本原理實驗內容[4]，將平時全日制學生實驗教學的錄像展示給學生，使得他們雖然不能親自做實驗，但通過觀看實驗錄像可加深對理論知識的理解和掌握，這也是同濟大學網絡課程實踐教學的一大特色。

無論課堂教學還是網絡遠程教學，課件采用“多媒體+板書”的形式，既保留多媒體信息量大、圖文并茂的特點，又可以通過傳統板書形式給學習者足夠的時間以消化學習內容。除了課件制作外，還特意編寫了配套教材，進行了網絡精品課程建設。鋼結構課程繼獲得2005年度國家精品課程后，在2008年又獲得了國家網絡精品課程稱號，是土木工程專業中第一個獲得雙精品稱號的課程。

三、結語

網絡鋼結構課程教學任重道遠，既要繼承前輩的教學特點，又要運用現代化手段，根據不同學生的特點，提高教學質量。筆者所在的國家級鋼結構教學團隊成員既有豐富的理論和實踐知識，又有長期網絡教學經驗，雄厚的師資力量保障了教學質量和教學效果，陸續為國家培養了大批鋼結構專業人才。通過幾年的教學實踐，不斷地總結經驗，取得了良好的教學效果，學生普遍反映良好，收獲頗大，既學到了基本原理知識，又開闊了眼界，掌握了一般鋼結構工程的計算方法，所學知識對解決實際工程問題幫助較大。

參考文獻：

[1]沈之容，何敏娟，羅烈，等.鋼結構設計原理[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[2]沈祖炎，陳揚驥，陳以一.鋼結構基本原理[M].2版，北京：中國建筑工業出版社，2005.

[3]李國強，陳以一，朱合華，等.土木工程專業結構工程課程體系與教學內容改革總體方案[J].高等建筑教育， 2002，11（2）： 53-54.

[4]郭小農、王偉、將首超，等. 鋼結構基本原理實驗教學探索[J].高等建筑教育， 2011， 20（1）： 149-154.

Research and practice of network teaching of steel structure course

SHEN Zhirong， HE Minjuan， LUO Lie

（College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， P. R. China）

Abstract： The college network education is an important complement of full-time higher education system. Current problems were analyzed in the network teaching of steel structure course. Different solutions and countermeasures were proposed according to characteristics of learners and network advantages. Through the teaching practice， good teaching effectiveness had been obtained which cultivated much-needed steel application type of talents for our country.

Keywords： steel structure； network course teaching； excellent course

（編輯 梁遠華）