鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)論文
時間:2022-02-13 04:26:31
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1改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,利用多媒體技術(shù)啟發(fā)學(xué)生思維
很多學(xué)生認(rèn)為《鋼結(jié)構(gòu)》課程不太好學(xué),涉及眾多力學(xué)概念、材料和施工工藝等諸多因素。興趣是最好的老師,作者認(rèn)為引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好《鋼結(jié)構(gòu)》課程的關(guān)鍵是激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是從理論到理論,最后結(jié)合實際講述應(yīng)用,這種做法過分強(qiáng)調(diào)理論的完整性,對優(yōu)秀學(xué)生比較適應(yīng)。隨著高等教育的大眾化,這種教學(xué)方法的缺點逐漸暴露出來,部分學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論部分時因產(chǎn)生畏難情緒,喪失了學(xué)習(xí)興趣,而在后面的設(shè)計應(yīng)用部分由于沒有一定的理論支撐,不知道如何做起。所以,對《鋼結(jié)構(gòu)》的教學(xué)進(jìn)行改革,目的就是引導(dǎo)學(xué)生從被動地接受知識轉(zhuǎn)化為主動自覺地學(xué)習(xí)知識,著重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析問題和解決問題的能力。在課程教學(xué)中,作者盡量將理論與實踐相結(jié)合,將工程中的實際問題反映到課堂上,讓學(xué)生有親臨其境的感受。例如,將鋼結(jié)構(gòu)工程中的工程事故,用圖片和動畫形式展示給學(xué)生,對學(xué)生的心理產(chǎn)生很大的影響,讓他們清楚今天所學(xué)或許就在明天的工程中出現(xiàn),使學(xué)生感受到課程的實用性,由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。在講解理論時注意假設(shè)的合理性介紹和理論知識的連慣性,講完理論之后還要回到工程中去,用所講授的理論再討論前面提出的問題。實踐證明,一般學(xué)生都會樂意接受這種教學(xué)方式,也比較有興趣學(xué)習(xí)。另外,作者在每次授課結(jié)束時,對本次的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單總結(jié)之外,常常給出幾個核心的、需要解決的實際問題,讓學(xué)生課下思考,為下一次上課埋下伏筆,同時給學(xué)生思考空間,指導(dǎo)學(xué)生針對性的預(yù)習(xí)。由于學(xué)時的限制和采用引導(dǎo)的方式組織教學(xué),作者發(fā)現(xiàn)存在學(xué)時緊張的問題。
為了解決學(xué)時不足并提高教學(xué)的深度和廣度,我們和其他學(xué)校一樣,通過采用幻燈、多媒體教學(xué)軟件等手段,充分利用學(xué)校現(xiàn)有的多媒體教學(xué)設(shè)備,增加課堂教學(xué)信息量,運用計算機(jī)的文字、圖片、動畫等效果,使教學(xué)更加形象生動、重點突出,吸引學(xué)生注意力,以獲得良好的教學(xué)效果和適應(yīng)當(dāng)前專業(yè)課程教學(xué)改革。為此,作者在參考其他高校《鋼結(jié)構(gòu)》課程多媒體教學(xué)課件的基礎(chǔ)上,自編了一些質(zhì)量較好的課件供教學(xué)時使用。由于自己制作的課件對所使用的工程資料背景如:地理位置、結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)特點、使用用途、工程造價等比較熟悉,所以使用起來比較順手和方便。例如,鋼結(jié)構(gòu)各種連接形式的受力情況、穩(wěn)定問題一直是學(xué)生學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)的重點和難點。以前教師需要在黑板上畫很多圖幫助學(xué)生理解,為此占用了不少課堂時間,教師在黑板上費力地講授,學(xué)生仍常常還不能聽懂。引入多媒體教學(xué)后,將學(xué)校附近的相關(guān)實物用數(shù)碼相機(jī)拍下來展示,或者充分利用計算機(jī)動畫技術(shù)等,一方面可以使教學(xué)內(nèi)容更加具體、形象生動,吸引學(xué)生注意力,另一方面還將大大節(jié)約教師上課時板書的時間,用同樣的教學(xué)時間向?qū)W生傳遞更多的信息,從而獲得良好的教學(xué)效果。例如,鋼梁的設(shè)計涉及大量的加勁肋設(shè)計,但教師在黑板上僅能畫出平面圖和斷面圖,學(xué)生往往不能想象其空間的結(jié)構(gòu)形式,對教師所講內(nèi)容不能很好理解。但利用多媒體技術(shù)將整個空間結(jié)構(gòu)清晰的展現(xiàn)在學(xué)生面前,教師的講解就輕松很多。需要說明,采用多媒體授課,增加了課堂的信息量,需要學(xué)生對所授課程預(yù)習(xí);所以作者在第一節(jié)授課時便提醒學(xué)生,在每一次上課前都需要根據(jù)教師布置的問題預(yù)習(xí)下一節(jié)課所講授的內(nèi)容,只有做到預(yù)習(xí),聽課才有針對性,才能更深入的理解講授內(nèi)容。
2適應(yīng)新規(guī)范和新形式,不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
隨著工程建設(shè)的迅猛發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論和設(shè)計方法也取得了很大的進(jìn)步。這要求教師在上課時,需要根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展適時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。特別是新的鋼材國家標(biāo)準(zhǔn)頒布后,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范也進(jìn)行了修訂,在2003年頒布的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的基礎(chǔ)上,又計劃出版新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(2014),即將頒布的規(guī)范對2003版的規(guī)范進(jìn)行了一些重要的修訂。由于教材總是滯后于規(guī)范的修訂進(jìn)度,所以課堂上在講授以前規(guī)范規(guī)定的基礎(chǔ)上,也結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹最新規(guī)范的修訂情況,讓學(xué)生對新規(guī)范有一些大概的了解,有利于學(xué)生今后工作時應(yīng)用。另外,作者在教學(xué)中常常對現(xiàn)行規(guī)范的內(nèi)容及其鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的歷史演變,做一個縱向的梳理,著重介紹規(guī)范的變遷在設(shè)計理念、設(shè)計思路和設(shè)計方法上的不同。在重點介紹我國規(guī)范的基礎(chǔ)上,簡要介紹一點國外(如美國、英國、德國等)的相關(guān)規(guī)范,以使學(xué)生更全面地掌握鋼結(jié)構(gòu)知識以及動態(tài)進(jìn)展。由于鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域發(fā)展速度快,知識更新周期相對較短,教材出版的速度難以跟上學(xué)科的發(fā)展速度。因此,教師需要時刻關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域研究的最新發(fā)展,并根據(jù)新材料、新技術(shù)的發(fā)展適時更新教學(xué)內(nèi)容,合理組織和處理教學(xué)內(nèi)容,及時將本學(xué)科研究的最新成果介紹給學(xué)生,樹立對職業(yè)的強(qiáng)烈責(zé)任感。例如,以前較少介紹鋼結(jié)構(gòu)大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)形式,現(xiàn)在隨著多媒體技術(shù)的應(yīng)用,可以比較系統(tǒng)而簡潔地介紹相關(guān)內(nèi)容,例如:梁式大跨結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、拱式結(jié)構(gòu)、鋼管結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)架(周邊支承網(wǎng)架、點支承網(wǎng)架、周邊支承與點支承混合網(wǎng)架、三邊支承或兩邊支承網(wǎng)架)等,以開闊學(xué)生的視野;過去屋面材料大多采用石棉瓦、瓦楞鐵皮等,而現(xiàn)在大量使用大型屋面板、壓型鋼板、壓型鋁合金板等,而這些內(nèi)容在教材中所占比重太少,無法滿足教學(xué)和實際工作的需要。所以我們在課堂教學(xué)和課程設(shè)計時,及時添加了與工程實際密切相關(guān)的內(nèi)容,以利于學(xué)生今后在工程實際中靈活應(yīng)用。對于一些工程中比較重要,而課堂內(nèi)無法講授的內(nèi)容,可給出文獻(xiàn)出處或互聯(lián)網(wǎng)地址,讓學(xué)生檢索相關(guān)知識,提高學(xué)生獲取知識的能力。
3適當(dāng)利用計算機(jī)軟件組織教學(xué),適應(yīng)社會發(fā)展的時代要求
在建筑行業(yè),計算機(jī)建筑工程的造價已全面滲透到各類活動之中。無論是設(shè)計,或者是施工圖繪制和建筑工程的造價與管理,計算機(jī)的應(yīng)用都已普及到各類建筑市場的主體中。這要求土木工程專業(yè)的畢業(yè)生必須具有熟練利用計算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算和繪圖的能力。同時,隨著經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)的形式越來越復(fù)雜,用于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的軟件也越來越多,例如:3D3S,PKPM,STS,Xsteel,CuteSer,SparCHSteel等等。各種軟件都有其自身的特點,各自的適用性及技術(shù)條件,并與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)。因此,在《鋼結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中,教師可先對常見的鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)軟件進(jìn)行了解,熟悉其特點和使用方法,利用專業(yè)軟件對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計,然后給學(xué)生有針對性地介紹常用軟件的使用方法及技術(shù)條件、應(yīng)用技巧,使學(xué)生能獨立應(yīng)用專業(yè)軟件完成某些作業(yè)題的計算和簡單鋼結(jié)構(gòu)的計算、設(shè)計和繪圖等。作者認(rèn)為專業(yè)軟件的應(yīng)用與學(xué)生今后的工作能力密切相關(guān),教師不僅需要把鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論講清楚,而且應(yīng)將專業(yè)軟件的應(yīng)用提高到實際操作的高度來要求,這對學(xué)生今后的成長很有益處。另外,《鋼結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)中,經(jīng)常出現(xiàn)比較復(fù)雜的計算,關(guān)系式和變量較多,作者在教學(xué)中采用MAPLE數(shù)學(xué)軟件,直接在課堂上演算各類例題,非常直觀和簡單,讓學(xué)生感受到真實的計算過程,而不是直接取自教材中的計算結(jié)果,這樣有時還能發(fā)現(xiàn)教材中出現(xiàn)的一些計算問題。由于應(yīng)用軟件完成計算過程,所需時間很少,可以解決常規(guī)教學(xué)中例題演算占用課堂時間太多的問題,讓教師和學(xué)生把注意力集中到問題本身及解決的思路和邏輯上來,提高了學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)軟件解決問題的能力。
4結(jié)合課程教學(xué)和課程設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和動手能力
結(jié)合我國“大土木”專業(yè)和高校擴(kuò)招及生源相對減少,怎樣在大眾化教育背景和教學(xué)學(xué)時減少的情況下,既為學(xué)生打好堅實的基礎(chǔ)知識,又為學(xué)生畢業(yè)以后的工作做適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備?作者認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是綜合應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)知識和培養(yǎng)動手能力的關(guān)鍵性實踐環(huán)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計,不僅需要學(xué)生深刻理解、鞏固掌握所學(xué)的基礎(chǔ)理論,而且要求學(xué)生對所學(xué)知識能融會貫通,使學(xué)生得到工程設(shè)計能力的初步培養(yǎng)和訓(xùn)練,提高動手能力,縮短與實際工作之間的距離。因此安排好課程設(shè)計是至關(guān)重要的。作者在布置課程設(shè)計時,從培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和動手能力出發(fā),要求真題真做,加強(qiáng)設(shè)計的過程監(jiān)督和考察。教師大量增加輔導(dǎo)學(xué)生的時間,及時解決學(xué)生設(shè)計中出現(xiàn)的問題,同時也防止學(xué)生相互抄襲、拷貝,加強(qiáng)了師生友誼,將“以學(xué)生為中心”落實到實際的教學(xué)工作之中。在鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)和課程設(shè)計中,作者有針對性地加強(qiáng)學(xué)生以下幾個方面能力的培養(yǎng)。
(1)工程意識和分析工程問題的能力對于土木工程專業(yè)的學(xué)生,教師應(yīng)注意引導(dǎo)和培養(yǎng)他們的工程意識。應(yīng)讓學(xué)生知道:土木工程專業(yè)的學(xué)生需具有更高的責(zé)任意識和奉獻(xiàn)精神,因為今后的工作成果與人民群眾的生命和財產(chǎn)安全息息相關(guān),來不得半點虛假,據(jù)此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。在《鋼結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中,無論基礎(chǔ)理論或施工工藝,都應(yīng)該考慮到工程的具體實際情況,在應(yīng)用時均應(yīng)因時因地而改變,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
(2)實驗和動手的能力鋼結(jié)構(gòu)的理論相對混凝土,具有更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摵头椒ǎ珜嶒炇侄我彩欠浅V匾囊粋€方面。在課程教學(xué)中,根據(jù)學(xué)校的實驗設(shè)備和能力,我們在原材料有關(guān)項目的檢測實驗和焊接工藝評定試驗之外,主要做了焊縫無損檢測試驗、鋼網(wǎng)架節(jié)點承載力試驗和鋼結(jié)構(gòu)防火涂料性能試驗等。通過實驗,讓學(xué)生切實體會到鋼結(jié)構(gòu)的特性,了解其優(yōu)點和缺點,加深其印象,為今后的專業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。
(3)讀圖和繪圖的能力由于鋼結(jié)構(gòu)中的連接比較復(fù)雜,需要較強(qiáng)的空間想象能力,所以也是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的好素材。土木工程師不僅要能夠讀圖,通過圖紙了解設(shè)計者的設(shè)計思想、設(shè)計理念和設(shè)計意圖,而且要能夠繪圖,通過圖紙來清楚表達(dá)自己的設(shè)計思想、設(shè)計理念和設(shè)計意圖。一般要求學(xué)生在繪圖時圖紙布置合理、繪圖比例協(xié)調(diào)、圖面表達(dá)簡潔清楚,手繪圖紙,每個同學(xué)均不相同,切實提高學(xué)生讀圖和繪圖能力。
(4)理解和創(chuàng)新的能力在課程設(shè)計中學(xué)生要能利用所學(xué)的理論知識分析問題和解決問題。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計,可以讓學(xué)生掌握工程設(shè)計的基本原理、設(shè)計方法和設(shè)計過程,訓(xùn)練學(xué)生解決工程問題的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。例如,隨著社會的進(jìn)步,人們提出了各種各樣的結(jié)構(gòu)形式,以前使用的計算手冊有時無法滿足設(shè)計需要,可以要求學(xué)生自己動手,利用相關(guān)專業(yè)軟件自己編制有關(guān)內(nèi)容的相關(guān)數(shù)據(jù)。計算這些設(shè)計數(shù)據(jù),可以鞏固學(xué)生的理論知識和提高學(xué)生編制程序、解決實際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
作者:薛艷霞單位:廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院土木工程系