鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程基于項(xiàng)目化教學(xué)的思考

王昌盛

[摘? ? ? ? ? ?要]? 鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程難點(diǎn)較多，為幫助學(xué)生較好地學(xué)習(xí)該課程，提出了項(xiàng)目化教學(xué)的思路，即在教學(xué)中引入工程實(shí)際項(xiàng)目，構(gòu)建“項(xiàng)目+知識(shí)模塊”“實(shí)訓(xùn)+應(yīng)用”的理論和實(shí)踐教學(xué)體系。圍繞提升學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的目的，積極開展教學(xué)探索和思考。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 鋼結(jié)構(gòu)基本原理;教學(xué)資源庫(kù);項(xiàng)目化教學(xué);工程項(xiàng)目

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）20-0114-02

一、課程概述

鋼結(jié)構(gòu)基本原理作為土木工程專業(yè)的必修課，主要講述了鋼結(jié)構(gòu)的材料、鋼結(jié)構(gòu)的可能破壞形式、鋼結(jié)構(gòu)的連接、軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎和壓彎構(gòu)件等內(nèi)容。

目前鋼結(jié)構(gòu)基本原理教材多樣，但教材的編寫主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。在中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)上，有同濟(jì)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和河海大學(xué)等高校開設(shè)鋼結(jié)構(gòu)基本原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和鋼結(jié)構(gòu)等相關(guān)線上課程資源。

二、學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)的材料和結(jié)構(gòu)性能、特點(diǎn)、使用范圍、工程現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，掌握鋼結(jié)構(gòu)中的重要概念、基本原理、計(jì)算方法并能在工程中正確應(yīng)用。拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)視野，加強(qiáng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)未來(lái)工程師所應(yīng)具備的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德感。

三、教學(xué)內(nèi)容和重難點(diǎn)

1.了解鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的基本要求以及常用建筑鋼材的鋼種、鋼號(hào)。掌握鋼材在單向拉力、反復(fù)作用力、復(fù)雜應(yīng)力作用下的性能。了解鋼材化學(xué)成分組成及不同化學(xué)元素對(duì)鋼材的影響，掌握鋼材的強(qiáng)度、塑性、冷彎性能和可焊性等性能。理解鋼材的塑性破壞和脆性斷裂。掌握鋼材疲勞破壞的概念和疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等知識(shí)。

2.掌握鋼結(jié)構(gòu)可能的破壞形式。理解構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞，構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)，構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的局部失穩(wěn)。引起構(gòu)件脆性斷裂的原因，防止脆性斷裂的措施。

3.掌握鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法，重點(diǎn)掌握焊接和螺栓連接相關(guān)的知識(shí)。掌握角焊縫、對(duì)接焊縫的構(gòu)造和焊縫在受到拉力、剪力、彎矩、剪力、扭矩以及在復(fù)合作用力下的強(qiáng)度計(jì)算方法。掌握普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓（摩擦型和承壓型）的構(gòu)造以及螺栓在不同作用力下的連接強(qiáng)度計(jì)算。

4.掌握軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算方法、剛度及長(zhǎng)細(xì)比概念。了解影響整體穩(wěn)定的因素，掌握整體穩(wěn)定的計(jì)算。理解軸心受壓構(gòu)件的不同屈曲形式，掌握實(shí)腹式和格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。

5.掌握梁的強(qiáng)度、剛度計(jì)算。理解梁整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的概念，掌握整體和局部穩(wěn)定的計(jì)算。掌握型鋼梁（包括焊接組合梁）的截面設(shè)計(jì)計(jì)算，包括梁的拼接和連接計(jì)算。

四、實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)

基于項(xiàng)目化教學(xué)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容和方法。將實(shí)際工程項(xiàng)目引入課堂教學(xué)和實(shí)踐中。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)大綱，分解教學(xué)資源項(xiàng)目庫(kù)中的案例，不斷豐富教學(xué)資源，注重知識(shí)體系的完備性[1]。合理安排項(xiàng)目化教學(xué)中項(xiàng)目的順序和難易程度。建立項(xiàng)目資源課程組，課程組由3～5名教師組成，教師結(jié)合自己的專長(zhǎng)負(fù)責(zé)不同的模塊和工程案例。組內(nèi)明確分工，各司其職，逐步完善教學(xué)資源項(xiàng)目庫(kù)[2]。將收集和初步整理的教學(xué)資源根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行深加工，根據(jù)工程實(shí)踐案例升級(jí)和更新項(xiàng)目庫(kù)。

構(gòu)建“項(xiàng)目+模塊”“實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)+綜合應(yīng)用”的理論和實(shí)踐教學(xué)體系。創(chuàng)設(shè)豐富的工作情境（教學(xué)情境），結(jié)合企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，利用課程設(shè)計(jì)周環(huán)節(jié)進(jìn)行課程實(shí)訓(xùn)。首先需對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)選，選擇貼合教學(xué)內(nèi)容的，在項(xiàng)目中融合了教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的項(xiàng)目，且學(xué)生通過(guò)努力可以完成的任務(wù)[3]。在布置課程任務(wù)中，給學(xué)生下發(fā)任務(wù)書，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)內(nèi)容。合理給出課程設(shè)計(jì)成績(jī)的構(gòu)成，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化考核項(xiàng)目。重點(diǎn)考核項(xiàng)目完成過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)知識(shí)的掌握和應(yīng)用情況，引導(dǎo)學(xué)生有效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)際工程項(xiàng)目，可對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生協(xié)同完成[4]。在建立了統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，可以讓組內(nèi)學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)和組間相互評(píng)價(jià)。課程的項(xiàng)目化教學(xué)能較好地提升學(xué)生的工程分析和應(yīng)用能力，對(duì)培養(yǎng)高層次、高素質(zhì)的工程技術(shù)人才具有重要意義。

項(xiàng)目化教學(xué)順利實(shí)施需要高效、穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)作為支撐，課程專任教師和企業(yè)導(dǎo)師都要有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)大的師資可保障較好的課程教學(xué)效果。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，如何保證項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的最大合力，是項(xiàng)目化教學(xué)需要關(guān)注的問(wèn)題[5]。項(xiàng)目化教學(xué)可提升學(xué)生的職業(yè)能力，即要求教學(xué)要始終圍繞學(xué)生完成項(xiàng)目所需的職業(yè)核心能力和職業(yè)素養(yǎng)，與學(xué)生未來(lái)實(shí)際工作需要高度契合，同時(shí)最大限度地保證學(xué)生在項(xiàng)目化過(guò)程中能夠充分發(fā)揮特長(zhǎng)，不斷提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性。

項(xiàng)目化教學(xué)作為從教材理論到工程實(shí)際實(shí)踐的橋梁，能較好地提升學(xué)生的工程計(jì)算、分析和應(yīng)用能力，對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才具有重要意義。項(xiàng)目化教學(xué)可解決課程復(fù)雜公式多、綜合性強(qiáng)，教師不好教、學(xué)生不好學(xué)的困難[6]。再者，行業(yè)規(guī)范在不斷變更、工程軟件在不斷升級(jí)、課本更新的速度較慢，學(xué)生不能緊跟學(xué)科前沿。在教學(xué)中引入工程實(shí)際項(xiàng)目，在突出實(shí)踐性教學(xué)的同時(shí)還緊跟了行業(yè)前沿。實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)需從該課程的教學(xué)過(guò)程、教材選用、實(shí)踐教學(xué)和考核方式等方面開展教學(xué)改革。

五、教學(xué)方法與實(shí)施

緊緊圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，以提升學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力為宗旨。以創(chuàng)新教學(xué)為導(dǎo)向，以產(chǎn)學(xué)研用一體化為路徑，積極探索“學(xué)研結(jié)合、學(xué)產(chǎn)結(jié)合、學(xué)用結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，做實(shí)雙主體培養(yǎng)、做強(qiáng)師生互動(dòng)教學(xué)。