钢结构方向课程体系的足球队模型

朱炳麒 张迅炜 谢智雄

（河海大学机电工程学院，江苏 常州 213022）

钢结构方向课程体系的足球队模型

朱炳麒 张迅炜 谢智雄

（河海大学机电工程学院，江苏 常州 213022）

对钢结构方向课程体系的现状作了深入分析，指出了存在的问题，明确了钢结构方向课程体系改革的目标，建立了这一方向新的模块化课程体系的足球队模型，针对大平台选择、课程结构和课程内容、实践性教学环节等几个方面，提出了改革的具体措施和建议。新课程体系的实施将有效地整合现有教育资源，实现专业的融合和分流，对其它方向或专业课程体系的改革也具有参考价值。

钢结构；课程体系；教学改革；模块化；足球队模型

钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高等一系列优点，是一种可持续发展并易于产业化的环保型结构，在发达国家已得到广泛采用。我国 30多年来的改革开放和经济发展，为钢结构的应用创造了极为有利的发展环境，钢结构的发展潜力巨大，应用前景广阔。在我国《建筑钢结构产业 “十五”计划和 2010年发展规划纲要》中提出了要大力培养钢结构技术人才，建立一批技术先进，设计制造安装一条龙，能提供系列产品的大型钢结构集团公司，在国内市场占主导地位，在国际市场占有一定份额，争取建筑钢结构达到国际水平。然而目前制约我国钢结构发展推广应用的最大问题仍然还是人才问题，由于缺乏钢结构领域专门技术人才，客观上阻碍了钢结构的推广应用，因此高校应该加强钢结构技术人才的培养，造就一批钢结构高级工程技术专门人才。为此，许多高校对钢结构课程教学进行了改革，在理论教学和实践性环节方面都提出了一些改革的设想，作了有益的探索，对《钢结构》系列课程体系建设提出了几点设想，都是针对土木工程类专业展开的，对机械工程及自动化（简称为机自）专业钢结构方向课程体系的研究尚未见诸报道。文章针对钢结构领域对专门技术人才知识结构的要求，对机自专业钢结构方向课程体系进行探索性研究，建立了该方向模块化课程体系的足球队模型，对其它方向课程体系的改革具有参考价值。

（一）课程体系的现状分析

1.课程体系的目标定位。课程体系的目标定位是最基础、最重要的，直接关系到课程结构、专业口径、教学方法实施乃至人才培养目标等问题。21世纪钢结构的发展对专门技术人才的培养目标提出了新的更高的要求，钢结构方向课程体系必须与人才培养目标相一致，同时又不能以浪费教育资源为代价，因此课程体系的构建必须符合现有教育资源实际，按照钢结构领域对专门技术人才知识结构的要求进行构建。

2.课程体系的现状分析。1997年，河海大学招生政策进行了调整，机械设计与制造、机电工程和钢结构等专业按机自专业进行招生，专业方向在该专业几乎所有课程的基础上，再增设一些相关课程。基于这样一种观念，目前，机电工程学院钢结构专业方向的培养目标不太明确，课程体系在机自专业的整体平台上，增设了以下 5门课程：结构力学、弹性力学与有限元法、起重机械、钢结构原理、钢结构设计，其中弹性力学与有限元法是20世纪80年代大多数高校机械类专业的必修课程，之后即进入毕业设计阶段。显然，现有课程体系目标定位不明确，达不到钢结构领域对专门技术人才知识结构的要求，产生这一弊端的直接原因是大平台选择不合理。将机自专业作为大平台，存在诸多问题：（1）生源单一，限制了其它专业学生选修钢结构方向课程的愿望，缺乏竞争机制，不利于资源整合和专业融合；（2）学生必须学习机自专业几乎所有的课程，如果再选修钢结构方向课程，学习压力增大，从而导致学生学完结构力学课程后，不再选修钢结构方向其它课程，不利于专业的分流；（3）课程结构组织不当，难以形成完整的课程体系，缺乏钢结构方向特色；（4）由于受学分限制，对钢结构工程技术的一些内容只能忍痛割爱，课程内容无法拓展；（5）实践性环节薄弱，不利于提高学生的动手能力，难以达到培养学生工程观念和创新能力的目标。

为了适应当今社会对钢结构领域专业技术人才的需求，培养出基础扎实、知识面宽、创造能力强、专业素质高的钢结构技术人才，课程体系的改革势在必行。

（二）新课程体系的足球队模型

1.课程体系改革的目标。钢结构方向课程体系改革的目标是充分利用现有教育资源，在机械类（或材料类）大平台上，建立有钢结构专业方向特色、课程结构组织优化的新的模块化课程体系，培养钢结构领域的高级技术人才，为机械类（或材料类）专业学生就业和进一步深造实施分流提供保障，创建特色专业方向。学生在大平台课程学习的基础上，通过对钢结构方向模块化课程体系中理论和实践性课程的学习，较系统地掌握钢结构领域宽广的技术理论基础知识和工程应用技术，包括钢结构的设计计算原理和方法、生产制造和工地安装技术、计算机应用技术等，从而达到具有从事钢结构设计、制造和安装、生产（或施工）组织管理等工程技术活动的基本能力。

2.新课程体系的足球队模型。为了实现钢结构方向课程体系改革的目标，必须对现有课程体系在大平台选择、课程结构和课程内容、实践性环节等方面进行全方位的改革，受现代先进足球思想的启发，建立了新的模块化课程体系，并用足球队模型形象地进行描述，如图1所示。

图1 钢结构方向新课程体系的足球队模型

从图1可以看出，这种课程体系对应足球队的“433”阵形或“343” 阵形，是一种阵容强大的“全攻全守”型课程体系。首先，门将为“铁门”，机械或材料的大类平台课程守住了专业大类的基本盘，保证了机械类或材料类的专业基础；其次，后防线由结构力学、结构振动、弹性力学与有限元法和焊接技术组成，形成了一道铜墙铁壁，而且助攻能力极强；再次，钢结构原理、起重机械和生产实习组成了强大的中场，是课程体系中的“铁三角”，退可守进可攻；最后，由钢结构设计、钢结构制造与安装、毕业设计组成的前锋线，堪称“梦幻组合”，形成了攻击力极强的前场，似一把利剑直指球门。学生通过新课程体系相关课程的学习，能达到具有从事钢结构设计、制造和安装、生产（或施工）组织管理等工程技术活动的基本能力，毕业后不仅可以选择在机械、材料、钢结构等行业就业，也为在结构分析、软件开发、起重机械等方向就业铺平了道路。

3.课程体系改革的几个方面。（1）改造大平台。将专业作为大平台，是现有课程体系诸多问题产生的根本原因，因此，构建钢结构方向符合人才培养目标要求的新课程体系，必须解放思想，勇于创新，以大平台为突破口，对其进行改造。①开放钢结构方向模块。基本思想是将课程体系的改革与模块的开放相结合，引入大平台双向选择的竞争机制，可以先在材料类专业试点，待条件成熟时再对其它专业开放。机自和材料专业学生均可选修钢结构方向课程，不仅可以增强学生的竞争意识，从而激发学习的积极性和主动性，而且有利于力学基础较扎实的学生的个性化发展，有利于教育资源的整合和专业的融合。②压缩大平台课程。用专业大类平台取代专业平台，最大可能压缩专业大类必修课程，前四个学期开设专业大类平台课程，包括机械类（或材料类）专业的公共基础课、学科基础中的学科门类和专业大类基础课，第五学期开始学习钢结构方向模块课程，不仅可以为钢结构方向学生减负，提高学生学习的兴趣，还利于专业的分流。（2）课程结构和课程内容的改革。课程结构和课程内容是课程体系中最基本的要素，直接决定了课程体系改革的成功与否。针对钢结构技术的特点，计划对现行课程体系的这两个方面进行改革。在课程结构方面，增加钢结构方向选修模块课程，重点加强和拓宽该方向专业基础课。理论教学课程增设三门课程：结构振动、焊接技术、钢结构制造与安装，从而形成完整的模块化的课程体系结构，如图 1所示。理论教学环节进程安排如下：第五学期开设结构力学（3.5学分）、弹性力学与有限元法（3学分）；第六学期开设结构振动（2学分），焊接技术（3学分）、起重机械（2学分）、钢结构原理（2.5学分）；第七学期开设钢结构设计（2学分）、钢结构制造与安装（3学分）。在课程内容方面，结合钢结构工程实际，调整课程内容，重点增加钢结构工程设计计算、制造安装和防护及相关内容。①结构力学：以结构静力学为主要内容，适当增加结构承载极限、结构稳定性等内容；②结构振动：重点介绍多自由度、无限自由度系统线性振动分析等内容，为从事结构振动分析打下基础；③弹性力学与有限元法：主要介绍相关的基本理论和方法、有限元程序设计等内容；④焊接技术：主要包括钢材的焊接工艺，压力焊和特种焊的原理、设备和工艺等内容；⑤起重机械：介绍起重机械的各种机构和主要零部件的设计计算、稳定性计算和安全装置等内容；⑥钢结构原理：包括钢结构基本构件、构件的连接和节点的设计计算等内容；⑦钢结构设计：主要包括典型钢结构(如工业厂房结构、空间网格结构、水工钢闸门等)的设计计算、常用钢结构设计软件的应用等内容；⑧钢结构制造与安装：以焊接结构及生产为基本内容，拓展介绍钢结构构件及节点的工厂生产与制造、工地施工安装以及防护技术。（3）实践性教学环节的改革。实践性教学是培养学生创新能力的重要保障措施。目前钢结构方向课程体系中实践性环节薄弱，学生毕业后不能较快适应钢结构行业要求。为此，必须强化实践课程，具体措施是模块化课程体系中实践性教学不断线。目前的实践性教学内容只有两门课程设计（弹性力学与有限元法、钢结构设计）和毕业设计，为培养学生的工程观念，建议增设“焊接操作”和“生产实习”两门实践课程，并调整实践性教学内容。对钢结构方向实践性教学改革的部分，本文不再展开，将另文给出。

建立钢结构方向模块化课程体系的足球队模型，针对课程体系的大平台、课程结构和课程内容、实践性教学环节等几个方面提出了具体的改革措施。新课程体系符合钢结构方向的人才培养目标，可以实现教育资源的整合、专业的融合和分流，在具体实施上也是可行的。课程体系的改革应与时俱进，适应社会发展对人才培养的要求，新课程体系的足球队模型具有较大的弹性，只需根据钢结构的发展对课程内容适当调整，便可在未来很长的时期内适用，可为创建特色专业方向打下坚实基础，同时也将产生巨大的社会效益。

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G642.0

A

1008-1151(2011)05-0187-02

2011-01-24

朱炳麒（1962－），男，江苏江阴人，河海大学机电工程学院副教授，博士，从事工程力学、钢结构研究和教学；张迅炜（1972－），男，江苏无锡人，河海大学机电工程学院讲师，从事工程力学、钢结构研究和教学；谢智雄（1971－），男，云南巍山人，河海大学机电工程学院副教授，从事钢结构研究和教学。