水工钢结构课程教学改革探索

摘要：为了提高教学效果和教学质量，分析了钢结构的发展需求和水工钢结构的课程概况，针对教学中存在课时数少、内容多和方法传统等一些亟待解决的问题，提出了几条教学改革建议，包括优化教学内容、丰富教学方法和手段、提升学生的学习兴趣、加强课程设计的实践教学和注重教师工程实践能力的培养等，从而使学生在有限的学时内更好地掌握钢结构设计的知识，并培养学生的实践和创新能力，为钢结构行业输送更多更好的专业技术人才。

关键词：水工钢结构；课程；教学方法；教学改革

作者简介：徐磊（1984-），男，江苏连云港人，扬州大学水利与能源动力工程学院，讲师；陆伟刚（1964-），男，江苏苏州人，扬州大学水利与能源动力工程学院，教授。（江苏 扬州 225009）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0103-02

钢结构因其强度高、自重轻、抗振性好和环保等优点越来越受到人们的关注。近年来我国钢产量一直居于世界第一，随着我国经济建设的快速发展和国家对钢结构的大力推广，其在我国将具有十分广阔的应用前景。[1，2]但由于我国的钢结构技术推广刚刚起步，现有技术人员对此还不熟悉，与之相配套的专业技术人才大量缺乏。因此，这需要高等学校及相关的科研机构重视钢结构课程的教学和研究，使学生掌握钢结构方面的知识，适应钢结构应用发展的需要。作为水利工程专业的教师，要更加重视水工钢结构方面内容的教学。本文即结合水工钢结构课程教学中存在的问题，就如何改进教学方法和提高教学质量进行探讨。

一、水工钢结构课程概况及存在问题

水工钢结构课程是水利水电工程专业和农业水利工程的主干课程之一，既涉及基础理论又具有较强的实践性。本课程的主要任务和基本要求是：使学生通过学习能够具备钢结构的基本知识，掌握正确的设计原理和方法，能够对钢梁、钢柱、钢桁架等基本构件以及平面钢闸门进行设计，并为设计其他类型的钢结构打下基础。[3]水工钢结构课程共七章，主要内容包括：钢结构设计的基础知识和基本理论、基本构件和连接的设计与计算以及平民钢闸门设计。从目前的教学情况和学生反馈的信息来看，还存在以下一些亟待解决的问题。

1.教学内容多，课时数少

目前，本课程是安排在本科三年级的第一个学期，前8周安排32个学时的理论教学，学期末安排一周半时间的课程设计。而本课程的内容多，信息量大，还包括大量需要推导的公式，这就给教师的讲课带来了一定的困难。[4]如果教师在课堂上讲得多，讲得快，学生短时间就会难以接受和消化这么多内容；如果教师在课堂上讲得少，讲得粗略，对于计算内容也只能讲个大概，那么学生对内容的理解就会不够全面和透彻。这些都将对教学效果产生很大影响。

2.学生重视程度不够，兴趣不足

一方面，从目前实际应用情况来看，钢筋混凝土结构无论是在居民建筑还是工业厂房中应用十分广泛。相比而言，钢结构的实际工程应用还很少，在水利工程中则更少。学生在自己周围看到的基本上都属于钢筋混凝土结构，毕业以后工作中遇到钢结构设计也相对很少，这就导致学生认为钢筋混凝土结构才是重要的课程，降低了对水工钢结构课程的重视程度。

另一方面，有的学校将水工钢结构列为专业选修课程，甚至于课程设计也没有。相对于钢筋混凝土结构课程，水工钢结构的课时数少了很多，讲课内容又包括繁琐的内容、枯燥的构造与计算以及大量的复杂公式推导。这些不仅加大了学生对课程的不重视程度，同时又降低了学生的学习兴趣。

3.学生的力学基础差

水工钢结构属于专业基础课，实践性较强，同时又建立在很多其他课程的基础上，如建筑材料、材料力学、结构力学和其他相关的工程力学，这就需要学生具有较为扎实的力学基础知识。但部分学生由于力学等基础课程并没有学好，甚至有些连最基本的概念都不清楚，这就导致学生对水工钢结构的学习从内心深处产生一种畏惧情绪，学习信心不足。还有很多同学对课程有关内容的理解方面没有问题，但是一旦涉及力学分析计算，尤其是力学的计算简图、截面几何特征的计算等就觉着无从下手。[5]

4.教师教学方法传统

目前，对于水工钢结构的教学基本上仍然是以传统的老师讲、学生听的灌输式教学为主。除了绪论部分，水工钢结构课程的内容大多都比较枯燥，又缺乏具体的教学模型，即使教师在上课时举例，学生也难以想象出具体的形状。在这个快速发展的信息化社会，学生的思想以及生活环境也逐渐改变，单纯的讲授以及板书会使得学生上课注意力难以集中，产生厌倦情绪，不用心听讲。

教学方法传统还表现在只重视课堂教学，不重视实验教学。实验教学是提高学生动手能力以及对钢结构形象认识的重要手段，需要高度重视。但是，目前的现状是很多高校并没有开设“钢结构”课程的实验课。[6]

二、水工钢结构课程教学改革

对于水利专业学生，掌握水工钢结构课程无论是对后续的专业课学习还是毕业设计，无论是对工作后参加工程设计还是继续深造的科研工作都有着重要的作用和意义。所以，高校教师应与时俱进，改进学习方法，丰富教学手段，使学生尽可能掌握水工钢结构的设计理论和设计方法。为此，本文针对课程教学中存在的问题，提出了一些教学改革的建议。

1.增加课时数，优化教学内容

随着钢结构的快速发展和应用，我国对钢结构的人才需求越来越多。因此，在对学生进行培养时需增加课时数，以使学生能够更为系统更为细致地掌握钢结构的有关知识，为钢结构的工程实际应用奠定扎实的理论基础。同时，还需要优化课程教学内容，在有限的课时内使学生掌握能够解决问题的知识。所以，这就需要制订合理的教学计划，结合教学课时与内容，既要注意理论性，又要兼顾实践性，突出重点，讲清基本概念、基本公式，精简公式推导过程，引导学生有重点地掌握所学知识。

2.丰富教学方法和手段

教学方法和教学手段有多种，不能千篇一律，应根据课程的具体内容采用相应的方法。水工钢结构的构造复杂，需要较强的三维空间想象能力，仅凭二维的设计图纸使学生很难理解和掌握。在教学中合理的应用多媒体，如给出工程应用实例图片、播放施工录像和展示三维模型等，提高学生对钢结构的感性认知。同时，还可以安排一定的课时进行综合讨论，包括作业点评、工程实例介绍和工程事故分析等等，增强学生对知识点的理解。此外，在条件允许的情况下，安排学生到现场观看各种钢结构的工程实例，如一些有名的水工钢结构建筑物等，加强课本知识与实际应用的联系。

3.结合钢结构的发展和应用，提升学生的学习兴趣

要使学生学好水工钢结构的内容，就需要教师想方设法提高学生的学习兴趣。绪论的学习是达到此目标的重要任务。在绪论课中，首先从学生身边常见的钢结构建筑讲起，如钢厂房、钢桥、钢塔架和水工钢闸门等，让学生明白掌握了钢结构知识就可以对这些建筑进行设计；其次，结合钢结构的国内外发展动态，讲解钢结构发展的最前沿内容，如采用数值模拟的方法进行钢闸门的设计和优化等等，以此激发学生的学习兴趣和热情。除了课程讲授以外，还可以开展钢结构的专题讲座，向学生展示最新的钢结构工程实例，介绍新理论、新方法等，让学生了解钢结构的重要性及其发展带来的美好前景。

4.加强课程设计的实践教学

注重钢结构理论学习的同时，还需注重实践教学环节，包括现场参观、课程设计和毕业设计等。课程设计是钢结构教学中的一个重要实践环节，是对课程所学知识的一个综合运用，是将理论转化为工程实践的“桥梁”。[1]课程设计不仅要求学生理解和掌握所学的理论知识，还要求学生能够运用所学知识解决工程设计问题。课程设计是培养学生综合能力的一个过程，培养学生进行工程设计、查阅及利用相关资料、手工绘图和掌握电脑绘图软件的能力。水工钢结构课程设计一般是设计一扇平面钢闸门，在设计过程中可以安排一次现场参观实习，增强学生对理论知识、课程设计和工程应用之间联系的认识。

5.注重教师工程实践能力的培养

钢结构的发展急需要一大批应用型人才，很多学校也根据市场的需求提出了培养应用型人才的目标。但是，高校却缺乏大量的应用型教师，很多高校教师都是从学校到学校，或者是多年不接触工程实践，在理论研究方面有一定的成绩，但在实践经验方面比较缺乏。针对此情况，需要高校教师注重工程实践能力的培养，也需要高校尽量为教师提供一些机会和有利的政策，以增加工程实践经验，实现培养应用型人才的目标。

三、结语

钢结构在我国的应用前景十分广阔，行业对钢结构的设计人才需求也会越来越多，而专业技术人才的培养需要科学的教学方法。作为水工钢结构的教师，应注重自身能力的提高，结合课程特点，从理论教学和实践等方面进行教学改革，提升学生的学习兴趣，培养学生的综合能力，使其真正掌握本课程的知识与技能。

参考文献：

[1]孙德发,刘俊英,牛志荣,等.钢结构课程教学改革探索与实践[J].高等建筑教育,2012,21(1):66-68.

[2]燕兰.高职钢结构教学策略刍议[J].中国教育技术装备,2013,

(21):47-49.

[3]范崇仁.水工钢结构[M].第四版.北京:中国水利水电出版社,

2008.

[4]何明胜,曾晓云.“钢结构设计”课程教学模式探讨与实践[J].中国电力教育,2013,(11):62-63.

[5]杨敬林,王璟.“水工钢结构”课程教学方法探讨[J].当代教育理论与实践,2011,3(2):67-68.

[6]杨茹.“钢结构”课程教学方法改革初探[J].门窗,2012,(10):

218,220.

（责任编辑：王意琴）

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