【摘要】《鋼結構設計原理》課程是土木工程專業的專業主干課程之一,具有結構構造復雜,理論性強,計算公式多等特點,提出提高課堂教學效果的方法和途徑,有望全面提升我校該系列課程的教學效果。
【關鍵詞】鋼結構設計原理 課程 教學效果
【中圖分類號】G642.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)26-0042-01
一、課程特點
鋼結構設計原理課程主要內容包括:鋼結構材料、鋼結構的連接設計、軸心受力構件、受彎構件和拉彎壓彎構件設計。本課程具有結構構造復雜,理論性強,計算公式多,實踐性強等特點,課程難度大。另外學生對鋼結構的感性認識少,識圖能力弱,無法通過空間想象確定構件之間的相對位置關系,給結構的受力分析帶來阻礙,特別是鋼結構的連接設計部分,學生這方面薄弱的不利影響更為突出。隨著鋼結構技術的不斷更新和發展,社會對鋼結構人才提出了更高要求。作為鋼結構教學人員,如何提升課堂教學質量,提高課堂教學效果,激發學生學習興趣是值得探討的課題。
二、認真備課,精心組織好每一堂課
上好一堂課容易,上好每一堂課難。教師應上好每一堂課,每一堂課都要有精心的組織和設計,比如在什么節點進行提問,上課過程中如何把握授課思路,條理清晰,由淺入深。把復雜的問題講得淺顯易懂,學生易于接受,需要教師課前付出很大的努力。
三、建立良好師生關系,讓學生喜歡你的課
親其師,信其道,良好的師生關系能使學生擁有良好的情緒去面對學習。學生會因為喜歡一位老師而喜歡一門功課,同樣,也可能因為討厭一位老師而討厭學習。一個被學生喜歡的教師,其教育效果總是超出一般教師。因此,教師應避免上課來,下課走,直到課程考試結束與學生全程無交流。教師上課期間應適度點名,在點名過程中應主動記憶學生姓名,也可以通過點名的方式讓學生參與課堂討論,教師能記住學生的姓名,學生會感受到老師對自己的關心和尊重。教師應多與學生交流,鼓勵學生提問,耐心答疑,建立信任感,良好的師生關系對課程學習有積極意義。
四、采用互動式教學模式,鼓勵學生參與課堂討論
根據2018年鄭州航院土木建筑工程學院學生對教師課堂教學方式的調查問卷結果顯示,最受學生歡迎的教學方式為互動式教學。在傳統你講我聽的教學方式中,老師高高在上,唯我獨尊,老師講什么,學生聽什么,學生機械接收信息,缺乏動力,造成上課不能集中精力,甚至出現玩手機的現象。教師在課堂教學中必須充分尊重學生,鼓勵學生參與課堂討論,使學生感到學有所用,并且意識到應將所學習的知識正確地應用到生產和生活中,以此來提高課堂的教學效果。但要做到活而不亂,動而不濫,樂而不散實屬不易。教師要對教學環節充分準備,精心設計,才能在課堂討論中進行組織和點撥,掌控全局。
五、增加學生自主探索和積極思考環節
教師在課堂上應大膽去除傳統模式化教學的束縛,教師應挖掘教材,吃透教學內容,將計算公式與實際工程案例緊密結合,提出問題,啟發學生進行自主探索和積極思考,變被動聽講為主動學習。舉例:在受彎構件的整體穩定設計中,根據受彎構件的臨界彎矩和臨界應力計算公式可以發現受彎構件的穩定承載力跟哪些因素有關,可以啟發學生思考:提高受彎構件整體穩定性的措施有哪些?讓學生去發現問題,解決問題,而不是僅僅只會用公式計算整體穩定性。學生在自主探索和積極思考中會加深對規范的理解,對解決實際工程問題也有了一定的經驗和對策,這種思維方式會潛移默化地影響到其它知識點的學習。
六、充分利用邊角料時間進行課堂小測試
教師在授課過程中,有的知識點講完,課堂會剩余幾分鐘的時間,把剩余的幾分鐘時間合理利用,會達到意想不到的教學效果。教師可以要求學生每節課都準備一張小紙片,隨時應對測試,在下課前的幾分鐘,可以針對當日所講知識點進行測試。舉例:在螺栓群計算中,教師可以在課件中提前畫好螺栓群布置圖,讓學生定性分析,找出受力最不利的螺栓;另外因鋼結構設計中大量用到慣性矩,部分同學對材料力學中各種截面慣性矩的求法掌握不扎實,也可以讓學生在短短的幾分鐘內計算一個截面的慣性矩。小測試可以激勵學生上課認真聽講,避免走神,同時也是對教學效果的檢驗和反饋,一舉兩得。
七、注重受力機理和計算公式的講解
對于本科階段的授課,不應過多講解復雜的理論公式推到,而應從連接和基本構件破壞的受力機理進行講解,引入鋼結構設計規范對應的計算公式,以及公式中每一個參數的準確含義,讓學生在了解公式本質和來源的基礎上,會正確的運用公式和求解公式中每一個參數。
八、多元化教學演示方法
鋼結構授課過程中存在最大的問題是學生識圖能力弱。對鋼結構的感性認識少,空間想象能力有限,常常有不少學生會遇到某些抽象概念一時難以準確理解的現象。因此教師應采用多元化教學演示方法幫助學生。舉例:可以借助有限元軟件進行數值模擬演示[1],用具體實例將抽象概念表現出來,可以有效解決學生對某些知識點容易混淆的想象;教師還可以借助教學模型,直觀清晰;對于鋼結構的連接設計中牛腿的計算,可以借助課本和講桌的相對位置關系,分析扭剪型牛腿和彎剪型牛腿的區別,簡單有效。
九、注重課程工程教育
工程設計的首要目標是避免工程事故,工程事故在工程的發展過程中起到了非常重要的作用[2]。教師應結合課程的學科特點,豐富課堂教學內容,選取典型鋼結構工程事故進行分析,加深學生對結構計算方法的理解。舉例:鋼結構因失穩而破壞的情況在國內外都發生過,我國遼寧某樓房建成后又新增加了一層會議室,設計人員在計算桁架受壓腹桿時,未區分繞截面兩個不同彎曲方向的穩定性,誤用了計算長度系數,1990年因一根受壓腹桿在桁架平面外首先失穩而導致屋蓋迅速塌落,造成42人死亡[3]。通過案例分析,可以加深和強化學生對軸心受壓構件計算長度系數取值方法的領會,使學生從工程事故中正確吸取教訓,知道如何避免重蹈覆轍,同時還增強了學生的事業心、責任心和工程意識。
十、結束語
要提高課堂教學效果,教師的作用是關鍵,有效的教學方法是手段,良好的師生關系是保證。
參考文獻:
[1]王衛華,彭興黔.演示教學法在鋼結構課程教學中的應用[J].高等建筑教育,2014,(6):70-73.
[2]王羨農,關于提高《鋼結構》課程教學質量的教改實踐[J],技術與創新管理.2007(05):79-80.
[3]郭耀杰.《鋼結構穩定設計》[M].武昌:武漢大學出版社,2003:1-2.
作者簡介:
潘春風(1977—),女,鄭州航空工業管理學院土木建筑工程學院,講師,碩士,橋梁結構理論及應用。