基于提高实践能力培养的钢结构课程教学思考论文_胡军安, 刘开敏

基于提高实践能力培养的钢结构课程教学思考论文_胡军安, 刘开敏

摘要:土木工程的不断发展,对钢结构人才提出了更高的要求。本文从优化钢结构课程体系;改进多媒体教学,增加模型制作;优化钢结构的课程设计以及保证实习实践的时间等几个方面,探讨了提高实践能力培养的钢结构课程教学。

关键词:提高实践;能力培养;钢结构课程;教学思考

引言

国家的快速发展离不开工程学科的发展。随着建筑业的不断进步,带动钢结构工业发展迅速,钢结构工程项目不断增加。与此同时,钢结构设计和施工等方面的高端人才却出现紧缺现象,且高校土木工程毕业生在钢结构方面普遍存在实践能力不足的问题,导致行业人才供需矛盾。在钢结构课程教学中,提升实践能力,培养能自主分析和解决工程实际问题的人才至关重要。

1钢结构课程的特点及教学过程中存在的问题

(1)课堂中综合性实例的讲解比较耗费时间,由于课时和教学进度的原因,学生往往在还没理解透的时候就要吸收新的内容,难于温故而知新,而只是停留在表面的理解上,难以掌握钢结构知识点的精髓所在,对后面章节以前面章节知识点为基础的课程而言就会形成连锁效应,不会的内容还是不会,而且学起来只会更难。另外,该课程中与构件稳定性相关的知识点较多且繁琐,很多公式并不是理论推导得到,而是基于经验总结出来的,这是本门课程区别于其它课程的重要特点,导致学生在解答与工程实际相关的问题时会出现诸多问题,常常生搬硬套,比如对计算公式使用条件不熟悉,导致错用、误用;对各项参数的应用场景理解不够深,存在滥用现象,这些可以从历年课堂上的实例教学和学生的考试结果都可以看出。(2)当前学生普遍思想活跃,交际能力强,但对理论课程的学习兴趣不高,即使是查阅资料也不会依赖图书馆的相关书籍,而是利用更加便捷的手机或电脑搜索,如今的电子类产品应用虽然很广,但对专业知识的学习及解答毕竟是有限的。加之学生在校的实践机会少,钢结构建筑的数量也少,没有多少机会接触钢结构建筑。所以,学生学习效果差,在课堂内让学生掌握相应教学内容就难上加难。久而久之,学生感觉内容愈加乏味,老师觉得教学愈加吃力。这些问题是目前钢结构教学中面临的棘手问题,如若加以解决,钢结构的教学质量必能上一新台阶。

2钢结构课程教学改革思路

2.1钢结构课程优化方法

如今大多数高校土木工程院系都设有两门必修课“钢结构原理”和“钢结构设计”。除此之外,可增设“轻钢结构”“大跨空间结构”等与实际工程联系密切的选修课供学生选修。同时,还可开设“钢结构工程案例分析”讲座,不定期邀请各加工厂、施工企业、设计院等的高级工程师,借助他们丰富的实际工程经验,为学生讲解钢结构原理及设计知识在实际工程中的运用、钢结构工程在设计和施工中常见的问题及处理方法等,使学生对钢结构在生产、设计、施工各方面能有更加深入直观的认识,了解设计原理等在实际工程应用中的重难点,激发学生对钢结构知识的兴趣。

2.2改进多媒体教学,增加模型制作

(1)运用虚拟模型辅助教学。如今的多媒体教学手段多是简单地展示工程图片、电子教案等,随着课程深入,学生难免会觉得内容枯燥乏味,难以调动积极性。随着技术的进步,可以在这一领域进行创新,例如尝试在课堂上使用虚拟模型方法来辅助钢结构的教学。虚拟模型,是指在计算机程序中,将钢结构的形式、变形和节点构造在教室中使用实体建模来再现。然后,在特定程序中执行钢结构构件模型的全方向观察,在观察过程中还可以平移、旋转、缩放等。必要时还可通过插件程序将虚拟模型的特定部位进行分解演示。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过此方法学生可以更好地观察到各构件的形状和连接的构造等,配合教师在课堂上的讲解,了解详细的结构和安装过程,深化对知识的感性认识。直观的构造模型可以使学生减少仅通过平面图对复杂节点等进行空间想象的难度,使各种构造和连接形式等在脑海中留下深刻的印象。这对未来在工作中能够快速读懂钢结构图纸、更好地进行钢结构深化设计等有很大帮助。(2)将手工模型制作引入教学。由于与钢结构相关的设计原则和概念相对抽象,因此学习者需要一定的空间想象力。传统以书本为主、使用板书或多媒体的课堂教学方式难以将一些空间性强、形式复杂的节点和结构形象地向学生展示,学生学习起来很容易感到力不从心。将小型手工制作实体模型引入钢结构课程的教学,可以提高学生对复杂结构和节点的感知,更直观地掌握各个组件之间的联系,从而增强学生的知识理论和工程实践能力。

2.3钢结构课程实践改良

(1)钢结构课程设计优化。许多高校钢结构课程设计内容只是单纯的普通钢屋架的设计,包括屋盖结构设计、立杆设计、节点设计、施工图等。而钢屋架只是厂房整体结构中的一部分,这也容易导致学生在实际工程中整体设计思想的缺失,加之之前学生对实际厂房屋架接触机会较少,也导致了抄袭现象的出现。为避免此类现象发生,在命题时应避免题目单一、题目脱离当前实际工程常用形式等情况,可以改变设计参数,采用一人一题的方式。教师可根据在现实中应用较为广泛的工程项目为学生提供更丰富的钢结构形式的命题,如冷弯薄壁型钢结构、轻型门式钢框架结构、H型轻型框架结构、大跨度钢结构等。如在考察内容方面,可将整个设计过程细化为结构选型、荷载组合计算、构件内力计算、构件截面设计、整体和局部稳定性验算、节点设计等几个阶段,分别在每个阶段对学生普遍出现的问题进行详细指导并及时跟进以检查进度和质量;另一方面通过列举工程实例等方式让学生理解设计过程中的重难点及其解决方法,让学生未来在工作中也能通过查阅规范和灵活运用软件工具等解决实际工程中出现的问题。(2)增加钢结构的实习时间及内容。百闻不如一见。高校应该更加重视学生的钢结构实习。很多复杂的构造连接学生很难通过课堂上的讲解和平面图纸的识读在脑海中构造一个立体的形象,导致在钢结构设计或施工的工作岗位中无法将所学知识灵活运用。因此,有必要加强学生对实际工程的认知和体会。例如,教师可以带领学生参观钢结构构件生产厂房,钢结构厂房仓库具有生产专业性强、施工周期短、配件容易补充、施工精度高等优点。此类实习既能让学生了解檩条等钢结构构件的生产加工过程,又能让学生对钢结构厂房整体结构和构成有一个清晰直观的认识,同时还能对厂房的各种构造形式、柱子的结构形式、柱与基础的连接构造、柱间支撑、肩梁等知识的认识更直观清晰。将书本上的知识与实践相结合,加深了学生对课本中那些复杂构造等知识的理解与掌握,也加强了学生将所学理论在实际工程中应用的能力。类似的实习还有参观大跨度空间结构、多高层钢结构等。学校可以要求在认识实习和生产实习的过程中必须要涉及到钢结构方面的内容。实习结束后学生及时完成实习报告。报告内容不能流于形式并且应包含学生独立思考的部分。通过这种方式促使学生在实习过程中不是简单的走马观花,而是将所学所见及时整理成自己的知识心得,同时找出自己的困惑并及时与教师和同学交流解决,做到能将实习中的内容真正与理论知识相结合,能更好地完善自己的知识结构体系,从而提高了学生钢结构课程的实践能力。

结语

进行钢结构课程体系的优化;改进多媒体教学,增加模型制作;优化钢结构的课程设计以及保证实习实践的时间,让学生能够把所学理论应用于实践,是目前钢结构教学的重点,是提高学生实践能力培养的钢结构课程教学的重要途径。

参考文献

[1]余卫华,王正中,蔡坤.钢结构课程设计教学改革与实践[J].高等建筑教育,2019,24(1):69-71.

[2]陈联盟.全过程控制在钢结构实践教学中的应用研究[J].中国水运(下半月),2018,11(11):109,129.

***基金项目:本课题受湖北工业大学教研项目资助(项目编号:2017013)

论文作者:胡军安, 刘开敏

论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第12期

论文发表时间:2019/12/6

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