钢结构基本原理课程基于项目化教学的思考

王昌盛

[摘           要]  钢结构基本原理课程难点较多，为帮助学生较好地学习该课程，提出了项目化教学的思路，即在教学中引入工程实际项目，构建“项目+知识模块”“实训+应用”的理论和实践教学体系。围绕提升学生解决实际工程问题能力的目的，积极开展教学探索和思考。

[关    键   词]  钢结构基本原理;教学资源库;项目化教学;工程项目

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）20-0114-02

一、课程概述

钢结构基本原理作为土木工程专业的必修课，主要讲述了钢结构的材料、钢结构的可能破坏形式、钢结构的连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件等内容。

目前钢结构基本原理教材多样，但教材的编写主要依据国家标准《钢结构设计规范》。在中国大学慕课平台上，有同济大学、中国矿业大学和河海大学等高校开设钢结构基本原理、钢结构设计原理和钢结构等相关线上课程资源。

二、学习目标

通过这门课程的学习，使学生了解钢结构的材料和结构性能、特点、使用范围、工程现状及发展趋势，掌握钢结构中的重要概念、基本原理、计算方法并能在工程中正确应用。拓宽学生的专业知识和专业视野，加强学生分析和解决工程实际问题的能力，培养未来工程师所应具备的专业素养和职业道德感。

三、教学内容和重难点

1.了解钢结构对材料的基本要求以及常用建筑钢材的钢种、钢号。掌握钢材在单向拉力、反复作用力、复杂应力作用下的性能。了解钢材化学成分组成及不同化学元素对钢材的影响，掌握钢材的强度、塑性、冷弯性能和可焊性等性能。理解钢材的塑性破坏和脆性断裂。掌握钢材疲劳破坏的概念和疲劳强度验算等知识。

2.掌握钢结构可能的破坏形式。理解构件和结构的强度破坏，构件、结构的整体失稳，构件、结构的局部失稳。引起构件脆性断裂的原因，防止脆性断裂的措施。

3.掌握钢结构常用的连接方法，重点掌握焊接和螺栓连接相关的知识。掌握角焊缝、对接焊缝的构造和焊缝在受到拉力、剪力、弯矩、剪力、扭矩以及在复合作用力下的强度计算方法。掌握普通螺栓和高强度螺栓（摩擦型和承压型）的构造以及螺栓在不同作用力下的连接强度计算。

4.掌握轴心受力构件的强度计算方法、刚度及长细比概念。了解影响整体稳定的因素，掌握整体稳定的计算。理解轴心受压构件的不同屈曲形式，掌握实腹式和格构式轴心受压构件的截面设计。

5.掌握梁的强度、刚度计算。理解梁整体稳定和局部稳定的概念，掌握整体和局部稳定的计算。掌握型钢梁（包括焊接组合梁）的截面设计计算，包括梁的拼接和连接计算。

四、实施项目化教学

基于项目化教学重构教学内容和方法。将实际工程项目引入课堂教学和实践中。根据钢结构基本原理课程教学大纲，分解教学资源项目库中的案例，不断丰富教学资源，注重知识体系的完备性[1]。合理安排项目化教学中项目的顺序和难易程度。建立项目资源课程组，课程组由3～5名教师组成，教师结合自己的专长负责不同的模块和工程案例。组内明确分工，各司其职，逐步完善教学资源项目库[2]。将收集和初步整理的教学资源根据学生的学习情况进行深加工，根据工程实践案例升级和更新项目库。

构建“项目+模块”“实习实训+综合应用”的理论和实践教学体系。创设丰富的工作情境（教学情境），结合企业实际项目，利用课程设计周环节进行课程实训。首先需对项目进行优选，选择贴合教学内容的，在项目中融合了教学重难点内容的项目，且学生通过努力可以完成的任务[3]。在布置课程任务中，给学生下发任务书，明确学生的学习和设计内容。合理给出课程设计成绩的构成，统一标准，细化考核项目。重点考核项目完成过程中钢结构知识的掌握和应用情况，引导学生有效地完成学习任务。对一些复杂的实际工程项目，可对学生进行分组，让学生协同完成[4]。在建立了统一评分标准的基础上，可以让组内学生之间互相评价和组间相互评价。课程的项目化教学能较好地提升学生的工程分析和应用能力，对培养高层次、高素质的工程技术人才具有重要意义。

项目化教学顺利实施需要高效、稳定的团队作为支撑，课程专任教师和企业导师都要有丰富的教学经验，强大的师资可保障较好的课程教学效果。对于学生来说，如何保证项目团队的最大合力，是项目化教学需要关注的问题[5]。项目化教学可提升学生的职业能力，即要求教学要始終围绕学生完成项目所需的职业核心能力和职业素养，与学生未来实际工作需要高度契合，同时最大限度地保证学生在项目化过程中能够充分发挥特长，不断提高学生在学习过程中的主观能动性。

项目化教学作为从教材理论到工程实际实践的桥梁，能较好地提升学生的工程计算、分析和应用能力，对培养高素质的工程技术人才具有重要意义。项目化教学可解决课程复杂公式多、综合性强，教师不好教、学生不好学的困难[6]。再者，行业规范在不断变更、工程软件在不断升级、课本更新的速度较慢，学生不能紧跟学科前沿。在教学中引入工程实际项目，在突出实践性教学的同时还紧跟了行业前沿。实施项目化教学需从该课程的教学过程、教材选用、实践教学和考核方式等方面开展教学改革。

五、教学方法与实施

紧紧围绕应用型人才培养目标，以提升学生解决实际工程问题能力为宗旨。以创新教学为导向，以产学研用一体化为路径，积极探索“学研结合、学产结合、学用结合”的人才培养模式，做实双主体培养、做强师生互动教学。