钢结构原理课程的教学方法

摘 要： 钢结构原理是土木工程专业的主干课程.本文围绕钢结构原理的课程特点,结合本人对课程的教学实践,就如何提高钢结构原理的教学效果进行一些分析探讨,与大家商榷.

关 键 词 ： 钢结构； 课程特点； 教学方法

中图分类号： G427 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）02-0105-02

钢结构课程是高校土木工程专业的核心专业课程之一,是一门理论性很强并且有重要的实际工程应用意义的课程.其教学目的在于学习和掌握钢结构领域的基本概念、设计原理和施工常识等基本内容,为课程设计打下良好的基础；同时也使学生了解和掌握钢结构的分析研究方法,为学生以后从事工程设计、科研和专业素质的提升做好知识储备.因此,改进钢结构的教学方法,必将带来较大的受益面.

1 课程特点

1.1 内容多,学时短

该课程内容多信息量大,内容庞杂,主要内容包括材料特性、构件之间连接的设计计算方法、各类基本构件（轴心受力构件、受弯构件和拉弯压弯构件）的受力特点和设计计算方法.虽然课时逐步减少到目前的56个学时,有的院校甚至减少至36~40学时,但课程覆盖的主要内容并没有减少,同时,教材内容需要板书的图和公式、计算多,也占用了很多课堂时间,使得相关内容不能够进行深入地讲解,影响了学生对整体知识体系的掌握.

1.2 概念、理论模型多,公式、参数、图表多[1]

钢结构原理课程计算内容很多,还有相当多的计算公式以及一系列图表的选用.同时,还涉及到大量的试验归纳和经验总结,以及钢结构设计规范中的条文.这给教师的讲授带来了一定的困难,也不同程度地增加了学生学习的难度,学生通常会感到这部分内容零散、逻辑性较差,不易灵活运用.

1.3 理论性强,需要一定的专业基础知识

学生对钢结构的感性认识少,使得很多概念和理论抽象难懂,更为重要的是理论性强,尤其是稳定理论.但多数院校受学时限制,没有对稳定理论进行深入地学习.这种理论上的缺失,对教师教授以及学生理解钢结构原理中涉及稳定性的教学内容带来了困难.同时,该课程以力学为基础,抽象的概念和理论模型,还需要学生力学等方面基础知识的支撑,同时又需要考虑钢材及钢结构自身的特点.

1.4 理论性与实践性并重

钢结构课程是理论性与实践性相融合的一门学科,根据教学大纲一般在课堂教学讲述完毕后,安排一周左右的课程设计作为实践性教学环节.但由于课时的限制,一般不安排工地现场参观和认识实习,学生缺乏实际工程的直观感受,难以有效地把书本知识和实践中的钢结构有机联系起来.

上述课程特点使得学生普遍感到钢结构比较抽象、入门较难,内容比较单调和枯燥,学习兴趣和积极性差,易使学生对课程理解不深,应用不灵活,直接影响学习效果.因此,如何把握该课程内容的主线,深入浅出,让学生深刻理解计算理论和设计方法,如何使这门课生动起来,激发学生的学习兴趣和热情,称为该课程讲授过程中值得探索和思考的问题[2].

2 教学方法探讨

2.1 讲好绪论第一堂课,激发学生兴趣

心理学上有个原理叫首因效应.绪论课作为课程教学的第一堂课是十分重要的,关系到学生对教师的印象,关系到学生对这本门课程的学习兴趣,关系到学生对教师能否讲好这门课的信心,以及关系到后续课程内容的教学效果.所以,教师应充分做好准备,讲好第一堂绪论课.在绪论课中,可借助大量的工程实例图片,比如一开课就给学生展示国内外知名高层、大跨等造型新颖的钢结构建筑,通过国内外知名钢结构建筑来介绍钢结构的特点、应用情况和发展趋势,从埃菲尔铁塔到广州新电视塔,从工业厂房到轻钢结构住宅,从杭州湾跨海大桥到国家大剧院,以及奥运场馆等采用钢结构的建筑,进行准确生动的阐述,大量的实例、图片、音像和数字会使学生感到钢结构的新奇和重要,引起学生的求知欲.

2.2 归纳提炼,抓住主线,重点讲解

钢结构课程内容多,公式多,学时短,如果把每点都将深讲透,不仅授课时间不允许,学生也不易抓住重点.因此,对知识点进行梳理和归纳,抓住几条主线讲授是多数授课老师采用的方法.通过对主线内容的分析比较,可根据具体情况列出详细的表格,一目了然,便于学生理解掌握.

1）构件连接计算方法的分析比较.该部分的计算公式和构造等内容较多,讲解时可抓住受力分析这条主线,归类讲清各计算公式的由来.讲授时归纳出各受力条件下：对接焊缝和角焊缝计算方法的相同与不同之处,普通螺栓与高强螺栓破坏形态的相同与不同之处,普通螺栓与高强螺栓在各受力条件下计算方法的相同与不同之处.

2）各类受力构件验算方法的分析比较.该部分应抓住设计要满足两个极限状态这条主线,即承载力（主要包括强度、整体稳定、局部稳定）和正常使用（主要涉及刚度）极限状态.这条主线不仅是讲课内容的主线,也是解题的主线.还要注意,不同构件,以上两个极限状态的验算内容也不相同,如轴心受拉构件与轴心受拉构件、拉弯构件与压弯构件.

2.3结合工程实例,理论联系实际

钢结构是一门应用学科,理论与实践的结合、补充必不可少.通过实际工程中发生的钢结构倒塌、破坏或存在安全隐患的案例进行介绍,引导学生从专业人员的角度思考发生此类破坏的原因是什么[3].例如,在介绍钢材耐热但不耐火的特点时,引入911事件的视频,同学们在一片惊叹声中将材料的这一特点牢记于脑海中.同时,通过分析工程事故或隐患,还可以加强学生的安全和责任意识.

2.4 灵活运用多种教辅工具,提高教学效果

灵活运用多种教辅工具,如制作优良的PPT、录像、图片、动画等多媒体方法,同时根据教学内容安排适量板书,可以使教学效果有较大提高.如在讲述钢结构特点时,可辅以钢结构加工制作或施工的录像,使学生印象深刻；在讲到螺栓连接的破坏时,用动画演示普通螺栓受剪连接的破坏形式及过程,直观易懂；在讲受弯构件梁的失稳问题时,通过三维动态演示失稳的过程,使学生对理解难度较大的知识点有了更深刻的认识.这些教辅工具的灵活运用,可使课程内容生动化,调动了学生学习的兴趣和积极性,既增强了学生的感性认识,又能够提高学时效率.

2.5 加强实践性教学环节

除大纲要求的课程设计外,可增加课外参观认识环节.钢结构由于其结构形式多样、连接复杂,为了增强教学效果,可适时安排学生参观典型结构形式的钢结构工程,条件允许还可组织学生到工地现场参观,从而实现理论和实践相结合,以期开拓学生的视野,这一方面增强了学生对钢结构的感性认识,另一方面也锻炼了学生的交际能力和表达能力,提高解决实际问题的能力,增加学生毕业后的就业适应性.

2.6 采取多种考核方式,促使学生自主学习

传统的闭卷考试形式容易造成学生负担过重,内容多数死记硬背,毫无益处.课程的考核方式可以采用半开卷、开卷的考试形式,或者小论文、大型课程作业、小课题等.在成绩评定方面,也做出适当调整,不能只看考试的卷面成绩,还应当综合考虑平时作业、课堂出勤、提问和课堂讨论等方面.通过这种新的评价办法,引导学生养成勤于思考,勇于探索和创新的良好习惯,使学生更加重视学习.

3 结束语

教学方法需要根据课程的特点来设计,教学改革是一项综合性和系统性的过程.实践证明,开展多种形式的教学方法改革与探索是转变教育观念、提高教学质量的有效途径.摒弃传统教学中的一些弊病,研究探索科学、合理、实用的教学方法显得尤为重要.

参考文献：

[1] 王晓菡.钢结构课程的教学方法分析与探讨[J].高等建筑教育,2009.18（3）：118-119.

[2] 余跃.钢结构课程教学改革的探索与实践[J].常州工程职业技术学院学报,2008（3）：32-34.

[3] 周焕廷,杨志勇.提高钢结构教学效果的探索和实践[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009(Ⅱ)：306-308.