应用型本科院校钢结构基本原理课程教学改革实践

葛清蕴，卞 祝，戈海玉

（皖西学院建筑与土木工程学院，安徽六安237012）

伴随着中国经济的快速发展，钢结构产量等各项相关经济指标逐步得以优化。钢结构由于其优良特性，特别是轻型化钢结构的普遍使用，都促进了钢结构行业的迅猛发展[1]。钢结构基本原理是土木工程专业的基础课和核心课程，出发点是使学生能相对全面地掌握钢结构构件、材料、连接的基本知识，领会钢结构分析的原理，具备一定的基本构件的设计能力。

1 钢结构基本原理课程存在的问题

在多年的实践教学中，课程组深刻认识到钢结构基本原理课程难度较大，而实际教学安排和教学过程中存在的问题也不断加剧了这一情况的发生。

1.1 教学内容丰富，理论教学学时少

根据《本科专业类教学质量国家标准》及土木工程专业指导委员会建议，该课程在内容上包括钢结构连接、受弯构件、材料性能及计算方法、轴心受力构件、拉弯和压弯构件等。按此建议学校设置此课程为40学时的教学内容，有限的教学时间限制了教师在课堂上的教学内容，严重影响学生对教学内容的掌握。

1.2 理论性强、力学知识要求高

钢结构基本原理课程与力学知识连接紧密，课程理论体系强，涉及的计算公式、参数符号多，难度较大。同时课程中许多公式和数据都是通过试验归纳整理出来的，以相关表格或说明形式呈现，需要学生理解并加以灵活运用。

1.3 与工程结构结合紧密，对学生空间概念要求高

根据学校土木工程专业培养方案，认识实习开设在第三学期，安排有参观钢结构厂房等环节，而在第四学期的相应教学中，却没有参观和实习环节，导致理论与现实的脱节。特别是对杆、梁、柱等实物构件的理解停留在了概念和想象里，尤其是对于具体连接节点的立体形式设计，抽象的教学过程还加重学生学习的难度。

2 钢结构基本原理课程改革探索与实践

CDIO是一种当下较为先进的教学模式，以思始、以做终，在课程和实践中架起有机联系的纽带。C为构思（Conceive）、D为设计（Design）、I为实现（Implement）、O解为运作（Operate），4个简单的英文[2]，却将“做中学”的教育理念和“基于实际项目”的学习方法统一起来。学生在学习钢结构基本原理课程的同时又了解了钢结构发展的现状，在分析现成案列的同时又深化了实际学习。正思正解、反思反得。将CDIO工程教学模式灵活运用，学生得以在象牙塔内就为现代化建设献计献策。

应用型人才培养不仅是目标口号，更应该是教育改革的指引大纲，想做到这一点就必须在教学内容、理念、考核等三个方面做出改革。

2.1 定义课程建设目标，整合改革教学内容

结合工程实际应用、行业发展及学生学习需求，确定课程建设目标为：（1）让学生了解钢结构工程的现状和发展趋势，明确钢结构实际中对人才的需求的同时做好学生的职业规划，从而使学生就业的目标感更强、更主动。（2）以现实中典型工程设计为案例，让学生以所学进行工程分析，并适当调整设计参数，使学生参与到实际设计体系中，让学生有一种实际参与的概念。（3）深化参与的概念，在概念中思索自己所学，特别是作为实操工程师应具有的能力，在参与中寻找落脚点和差距，使自己的学习方向感更清晰。

考虑到理论课结束后，学生还有一周的钢结构课程设计，主要设计梯形钢屋架。在此基础上，教师也应调整课程教学内容，引导学生学习往工程师的路上应掌握的基础技能，如资料的收集、分析和整理，团队的组建与配合等。（1）在确保学生掌握基本知识的前提下对教学内容进行适当删减，弱化公式推导过程。（2）结合工程实例和学生的实际掌握情况，编写对应的案例教材，如表1所示。案例教学能有效帮助学生理解钢结构工程。

表1 结合工程实例编写的案例

2.2 教学理念改革，开展三层次教学

以理论知识为舟，将实践教学做桨，让学生在具体的案例模型中徜徉[3]。增加学生案例分析的分量，引导学生自我思考，让其养成实际工程师的概念。教学过程中采用课堂案例讲解、课后任务驱动、第二课堂考核三层次教学方法。

根据表1所示的教学内容开展课堂教学活动，以案例为线索，增加电子模型及视频的应用。形成教师带、学生思、全班共参与的良好氛围。使课堂教学质量大幅提高。并且通过案例教学，以工程项目为纽带将课程设计与课堂教学有机结合起来。课程设计期间，教师指导省力，学生设计进展良好，所提交设计成果质量明显提高。

课后布置与教学内容相关性较强的工程实际任务，让学生团队合作完成，提交成果，让学生加深理解和应用课堂理论知识。学生为完成任务，查阅、分析和整理资料，把学习的本质变成“我要学”。学生也能更深的认识到所学即所用，小团队就是项目组的想法。

通过组织学生参观钢结构模型实验室和钢结构工程项目，开设第二课堂，让学生了解钢结构构件节点形式、加工工艺及施工过程，加深了学生对工程实践的认识。第二课堂，将钢结构学习从课内延伸到课外，既有利于学生开阔视野，增强感性认识，又解决了该课程内容多学时少的矛盾，极大地提高了学生的学习积极性。

2.3 增加过程项目考核，改革考核方案

打破传统平时出勤加期末闭卷考核方式，以三层次考核机制全面考核学生的综合能力。通过过程考核与期末考核相结合，改变学生上课死气沉沉、课后作业抄袭、考试前死记硬背应付考试为目的的学习方式。

过程考核一：主要是课堂表现考核。将学生的出勤率和课堂讨论踊跃度，甚至课堂纪律等都作为平时考核依据，平时考核占比总考核的20%。

过程考核二：主要是课后任务及第二课堂考核。以学生作业、课后任务完成情况及第二课堂期间出勤率和课堂讨论踊跃度、课堂纪律都作为平时考核依据，占比总考核的20%。

期末考核：实行开卷和闭卷相结合的方式。采用有标准答案的传统闭卷考核和设计类的无固定答案的开卷考核相结合。既考查了学生对固定概念、理念的实际掌握，又充分反映出学生理论联系实际的能力，该考核占比总成绩的60%。

3 结语

对钢结构基本原理课程进行教学改革，可极大提高学生学习的积极性，有助于培养学生分析和解决问题的能力，更好地为地方经济建设培养合格的应用型人才。