水工鋼結構課程教學總結及改革探索

張振浩　滕豐蔚

【摘 要】《水工鋼結構》是高等學校水利工程專業的一門專業課程。在當前我國鋼結構建設迅速發展的形勢下，增加《水工鋼結構》課程的教研教改力度，及時更新教學觀念，跟上我們基礎設施建設形勢的發展，是一個重要課題。本文首先總結了該課程教學的基本狀況及特點，然后從教學上要更加注重理論聯系實際、充分利用多媒體教學手段、采用理論教學與實例教學相結合的方式三方面對課程教學改革進行了探索。

【關鍵詞】水工鋼結構;課程教學;教學研究

中圖分類號： TV34-4;G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）36-0211-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.100

1 水工鋼結構課程概況

水工鋼結構課程是水利工程專業的一門專業選修課，是研究以鋼材為建筑材料制成的承重結構的結構工程學科分支，本課程的主要目的是闡述常用的鋼結構的工作性能，鋼結構的連接設計，鋼結構各類基本構件的基本設計原理以及平面鋼閘門的設計原理和方法。通過對本課程學習，了解鋼結構的特點、歷史、現狀及發展前景，具備鋼結構的基本知識，掌握鋼結構材料的工作性能，掌握鋼結構基本構件及連接的性能、受力分析與設計計算，能夠對鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件以及平面閘門進行設計，并為設計其他類型的鋼結構打下基礎。

整門課程的知識架構及學時分配如表1所示[1]。

2 水工鋼結構課程教學的基本內容及知識重點

2.1 緒論

簡要介紹課程性質、內容特點和方法，并介紹鋼結構在建筑工程和水利水電建筑工程中的應用情況，以及今后發展趨勢。

2.2 鋼結構的材料和計算方法

此部分教學重點應放在：熟悉結構鋼材的主要機械性能、在結構中的作用及其影響的主要因素，結構鋼種，選材方法。一般理解和掌握的內容則包括：現行規范規定鋼材的牌號及其表示方法，鋼材的疲勞，現行《鋼結構設計規范》中規定的計算方法。此部分難點是：結構鋼種，影響因素，鋼材疲勞，計算方法。

2.3 鋼結構的連接

此部分教學重點應放在：各類焊縫構造、檢驗和計算方法，各種受力的焊縫連接構造和設計方法，螺栓連接的設計方法、構造和承載力計算。一般理解和掌握的內容則包括：焊接類型，焊接應力和焊接變形。難點是：正面角焊縫與側面角焊縫的概念，復雜受力的連接計算。

2.4 鋼梁

此部分教學重點應放在：鋼梁強度計算原理和鋼梁的整體穩定的基本概念及其計算方法。梁的局部穩定概念及其計算原則與措施。一般理解和掌握的內容則包括：薄板穩定理論，梁的局部穩定計算基本原理，梁的支承。難點是：整體穩定;局部穩定的概念，加勁肋的計算方法。

2.5 鋼柱和鋼壓桿

此部分教學重點應放在：柱整體穩定基本概念和計算方法，影響整體穩定性的因素及改善整體穩定性的措施，軸心受壓實腹式和格構式柱的截面選擇及其整體穩定性的確定方法，實腹式壓彎構件承載力計算方法，包括軸心受壓和壓彎構件的設計方法。一般理解和掌握的內容則包括：軸心受壓構件截面分類，格構式壓彎構件的承載力計算方法，梁柱連接及柱腳的設計，現行規范的構造要求。難點是：柱整體穩定基本概念和計算方法。

2.6 鋼桁架

此部分教學重點應放在：結構選型和布置方法，屋架的空間體系及其構造，各桿件設計方法，節點的構造及其計算。一般理解和掌握的內容則包括：實際工程中鋼桁架型式，桿件的計算長度的確定方法，桁架施工圖的繪制方法。難點是：屋架的空間體系，節點的構造及其計算。

2.7 平面鋼閘門

此部分教學重點建議放在：平面鋼閘門的系統構成，平面鋼閘門的結構布置，主梁、次梁的位置及數量的確定方法，面板厚度的計算確定方法，以及各構件的受力分析方法及其截面設計。一般理解和掌握的內容則包括：閘門運行特點，行走支承的種類及其布置，埋件的種類及其布置與計算，止水布置，初步掌握啟閉力計算方法。平面鋼閘門的設計過程。難點是：系統構成，結構布置。

3 水工鋼結構課程教學方法改革探索

為達到大綱規定的要求，本課程教學方法宜采用以下形式：

1）課堂教學：教師講授為主，理論教學采用多媒體輔助教學，并輔以全程網絡教學手段，便于學生理解。2）利用現代化教學手段：如幻燈片、投影儀、錄音、錄像和多媒體課件等。3）現場教學：有條件時組織學生參觀、實地操作學習。4）通過輔導答疑，幫助學生更好地掌握所學的基本理論和基本知識。總結以往的教學經驗，為達到良好的教學效果，宜在以下幾個方面進行教學方法的改革[3～5]：

（1）教學上要更加注重理論聯系實際

要緊密聯系水工鋼結構工程實際熱點問題展開教學，結合工程實際對焊接連接和普通螺栓連接的計算和構造、鋼梁和受壓構件的整體穩定計算和局部穩定措施、鋼桁架的設計步驟設計方法和施工圖表達、平面鋼閘門的組成及結構布置和設計方法等教學難點進行充分講解，容易收到良好的教學效果。

（2）充分利用多媒體教學手段

充分運用多媒體手段進行教學，對擴大課堂教學的信息量、提高學生的學習興趣具有十分重要的作用。在多媒體課件制作上可采取文字表述與圖片相結合，對于工程實例可將分析流程制作程流程圖表，使教學內容活潑生動，可以給學生傳授解惑更多的水工鋼結構知識，讓學生在輕松的環境中學習到所要求的知識內容，從而達到提高教學效率的目的。

（3）采用理論教學與實例教學相結合的方式

傳統教學以教師灌輸知識為主，學生只是被動地接受知識，這樣的教學效果很不理想。在水工鋼結構教學中，工程實例教學是一種很好的教學方式。實例教學可以充分發揮教師的主導性，學生參與的主動性，使理論講授變得生動活潑，有利于學生盡快掌握抽象的鋼結構知識原理，并能實際運用，達到理想的教學效果。但實例教學首先得充分掌握有關工程實例材料，這就要求教師要經常關注我國鋼結構建設情況與實施項目，對各類水工鋼結構項目進行歸類總結，以便教學時可以直接引入。

4 結語

提升水工鋼結構課程的教學質量需要任課教師自身在教學實踐中不斷地反思，總結出好的教學方法，以達到事半功倍的教學效果。根據該課程理論性強的特點，在講授時應注意提高學生分析問題和解決問題的能力以及多途徑獲取知識的能力。而要達到上述目標只有不斷更新教學內容、教學方法，培養高水平的知識型和應用型合一的復合型人才。

【參考文獻】

[1]沈祖炎，陳揚驥，陳以一.鋼結構基本原理[M].北京：中國建筑工業出版社，2000.

[2]趙風華，黃金林.鋼結構設計原理[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]王新堂，王秀麗.鋼結構設計[M].上海：同濟大學出版社，2005.

[4]魏明鐘.鋼結構[M].武漢：武漢理工大學出版社，2004.

[5]劉聲揚，王汝恒.鋼結構——原理與設計[M].武漢：武漢理工大學出版社，2008.

[6]丁陽.鋼結構設計原理[M].天津：天津大學出版社，2004.