工程結構課程教學改革研究3篇

時間:2022-12-29 11:47:49

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工程結構課程教學改革研究3篇

工程結構課程教學改革篇1

“工程管理”專業是隨著我國社會主義市場經濟的發展和工程管理科學在建筑業的應用而產生的新專業、新方向,也是我國加入WTO后與世界建筑業接軌的必然產物。其主要任務就是培養既懂土木工程專業知識又具有管理科學知識的專門人才。要使工程管理專業學生具備土木工程結構方面的知識,就必須組織好國家專業指導委員會在“本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求”中規定的工程管理專業技術平臺基礎課程———“工程結構”課程的教學[1]。目前我國正在穩步推行注冊師制度(注冊房地產評估師、注冊造價工程師、注冊監理工程師、注冊結構工程師等等),并逐步實現與國際接軌,并且有部分執業資格(如一級注冊結構師)已經實現與香港、英國等地區或國家的相互認定。在注冊師執業資格相互認定中,執業人員在工程結構方面的專業知識顯得尤為重要,結構知識是土木建筑類相關執業注冊師的基本素質要求。

一、工程結構課程的特點

“工程結構”是工程管理專業的必修課程之一,實踐性強,是工程管理專業技術平臺課程中的一門基礎課程。開設該課程的主要目的是通過教學使學生掌握工程結構的基本理論,熟悉工程結構的實用設計方法,并且能夠根據土木建筑工程項目的性質特點和功能等方面的要求,進行合理的工程結構選型與方案布置,初步具備進行一般工程結構設計的基本能力?!肮こ探Y構”課程的教學任務就是傳授“工程管理”專業學生土木工程方面的結構專業知識,培養學生在土木工程方面的專業技能。其知識結構包括土木工程專業的“混凝土結構”、“鋼結構”、“砌體結構”和“工程結構抗震設計”等方面的內容[2],是工程管理專業中唯一的結構類課程,在專業培養計劃中具有特別重要的地位。目前“工程結構”課程的教學相當于土木工程專業的“混凝土結構”、“鋼結構”、“砌體結構”和“工程結構抗震設計”等課程內容的“壓縮版”,總學時不及土木工程專業這些課程總學時的四分之一,而且工程管理專業學生在“工程力學”、“建筑制圖”和“建筑材料”等前修課程方面的基礎都不如土木工程專業的同學,這給“工程結構”課程的教學帶來了很大的困難。在組織教學中存在較為嚴重的學時少與內容多的矛盾,應結合學生的特點,在教學方法、手段和教學內容取舍、課時分配等方面進行系統的分析和研究。

二、課程的主要內容和課時分配建議

如前所述,“工程結構”課程包括了“混凝土結構”、“鋼結構”、“砌體結構”和“工程結構抗震設計”等部分的知識內容,而這每一部分在土木工程專業中都是一門獨立的課程,都有豐富的內涵。如果我們寄希望于在這有限的課時里老師把所有內容都講清楚、學生都把知識學明白,那是根本不可能的,即使是在重點大學,挑選具有豐富教學經驗的教師、選擇非常優秀的同學來配合也難于實現。因此,必須對教學內容進行合理的取舍,對課時分配要結合教學方法和教學手段進行系統的分析。根據我校新的工程管理專業(本科)培養方案的專業課程教學安排,工程結構課程為6學分,總教學課時為96學時(其中理論課時90學時,實踐課時6學時)。根據我們多年的教學實踐,綜合考慮我校學生的生源特點畢業就業情況,建議采用表1所示的學時分配組織教學。

三、教學手段和方法

(一)教學手段

在教學手段方面,為更好地解決教學課時數少與課程內容多的矛盾,必須充分利用現代化的多媒體技術[4]。實踐表明,為了使教學效果達到較為理想的狀態,必須采用傳統教學手段與現代技術相結合的方法,如何合理應用多種技術組織教學已經成為了一個熱門的課題,對于不同的學科有不同的方法。對于工程結構課程的教學,總的說來,在理論推導(如基本公式及其應用)部分,主要采用傳統的手段,應用板書方式進行教學,包括一些簡單的受力圖形也應該采用手工方法,引導學生的思路,一步一步的畫出來,這樣便于學生理解和掌握。在開始講新課前回顧以前學習的內容時和一次課結束進行內容小結時,通常都可采用多媒體;當然多媒體的更大專長在于講述有復雜圖形和構造內容的部分(如梁板結構的計算簡圖、構造配筋)以及施工過程的動畫制作(如預應力混凝土的預應力建立方法)、結構施工現場照片展示等方面。

(二)教學方法

在教學組織方面,抓住混凝土結構、鋼結構和砌體結構等結構類型的共性,根據鋼筋混凝土結構應用范圍最廣泛的現狀,重點講解鋼筋混凝土結構設計部分的基本原理,把主要課時放在鋼筋混凝土結構方面的內容上。對于其他結構形式,主要講解結構特點、計算內容的主要方面以及與混凝土結構相應受力類型構件的異同點,如鋼結構和砌體結構都有受彎構件和受壓構件,學習這些內容時可以聯系到混凝土結構和材料力學的計算方法。這樣不僅可以節約課時,而且學習的知識會更容易掌握、更易記牢。在課時分配和認識方面,有以下幾點值得特別注意:

(1)重視“緒論”部分的教學:許多老師和同學都比較容易忽視“緒論”部分的內容,給的課時很少,尤其是在學時緊的情況下,更是不愿意將課時“浪費”在這里。其實在新的一門課程開始時,一方面多數同學不了解學習新課程的主要目的以及課程的特點和學習方法;另一方面,多數情況下也是由新的老師來授課,同學對新老師的授課方式、性格特點等方面也有一個新的適應過程,同樣,老師對新學生也要有了解適應的過程,還要強調一些自己特有的紀律要求,而且老師在上第一、二次課時還有一個特別重要的任務,就是激發同學學習本課程的熱情,讓同學產生強烈的求知欲望,同學們有了學習積極性,后面的教學也就會進展順利。因此在這部分內容里多花一點課時就容易收到事半功倍的效果,應當引起重視,還要注意講課的藝術性。

(2)重視“關節點”的教學:工程結構課程有許多的重要“關節點”,如鋼筋和混凝土的強度指標及其含義、受彎構件的破壞形態、單筋梁的承載力計算等等,這些關節點的知識相互關聯,貫穿整個課程的知識體系,對這些“關節點”的知識的理解到位將大大幫助同學們學好課程的其他部分內容。例如,在“受彎構件正截面的承載力計算”部分的教學中,單筋梁的計算就是重點,其中的“基本公式”建立和“適用條件”的理解與掌握又是重中之重,我們在教學中這部分內容所用的學時通常會占整個這一章總學時的50%左右。在學生充分理解了這部分內容后,不僅全章其他部分的內容(如雙筋梁、T形截面梁)同學們基本上都能夠自學,而且“偏心受力構件的承載力計算”一章計算部分的內容也基本上可以理解,上課時只要講一些與受彎構件的不同特點就行,可大大節約課時,教學效果又較理想。

(3)重視與同學的交流:在上課時要特別注意課堂紀律,活躍課堂氣氛。老師雖然在課堂上是處于主導的地位,但絕對不要把自己看成是一個統治者、監督管理者,老師應該是一個引導者,學生才是課堂真正的中心。教師可以根據“建構主義”的思想、通過情景設計與提出問題,引導學生通過自己的知識積累解決新問題、在快樂中學習新知識、提高自己的認識水平。具體來說,與同學的交流可以通過以下幾方面來體現:

第一,考勤:這既是學校的要求,也是認識同學的一種機會,還是尊重來上課同學的一種表現??记诘牧硪粋€重要作用就是通過認識同學,掌握大家的平時表現,以便課程考核時給出相對準確、公平的平時成績。當然,考勤的方式可以又多種多樣,也不是每節課都去考勤,許多情況下都由班里負責考勤的班干部來協助完成。在課時比較緊張的情況下,有不少老師不愿意花時間親自點到,表面上節約了一些時間,實際上學生缺課帶來的負面影響更大。

第二,注意同學們上課時的反應。上課時一定要注意同學們是否能跟上老師講課的思路,速度不能太快,按照“建構主義”的思想方法[5,6],提出與內容密切相關、而且同學們又能根據以前所掌握的知識來分析甚至是解決的問題,這樣,大家上課就不容易分散注意力,在回憶鞏固以前所學知識的同時又學到新的知識,并且能較好的理解并掌握。當然,對于問題比較簡單的內容,上課的速度就不能太慢,否則同樣使大家容易注意力不集中。如果少數同學瞌睡或開小差,也可通過點名提問的方式或通過其他方式引起他們的注意;如果有的內容比較枯燥,可結合建筑施工現場的一些案例、甚至是假定一些情景來活躍氣氛,讓大家一起討論,激發同學的學習熱情。

第三,合理使用多媒體。多媒體的使用問題是近年來大家討論得很多的一個議題,其實無論時代怎樣發展,多媒體總是一個輔助手段,而不應該成為主體。講課應該是教學內容與授課教師說話技巧、體態語言相結合的完美的藝術體現,是教師認真備課和上課激情的完美統一。通常情況下,同樣的課件讓不同的老師去上,收到的效果通常是有差別的。多媒體課件的內容不必太過詳細,使用多媒體時還是應該適當的結合必要的板書;在講課速度方面還要注意給同學留出必要的做筆記時間。使用多媒體更要注意與同學的交流。實踐表明,有的老師將所有內容都輸入到課件里,上課時投影一放、坐在電腦前“埋頭朗誦”,與同學也沒有任何交流,電腦成了一根無形的繩子,把老師束縛起來,這樣的課堂無論是上課的同學還是聽課檢查的專家都是不認可的。總之,應當充分發揮多媒體在圖形、音像等方面形象生動的特長,結合傳統的教學手段組織教學,盡量使課堂效率達到最佳狀態。第四,及時檢查教學效果。課間注意與同學交談,課后安排答疑時間,認真批改作業、發現普遍性的錯誤,從另一個側面發現課堂教學存在的問題,必要時還可以配合一些課堂小測驗。第五,重視教書,更要育人。把學生當成是朋友,在解答學生學習方面問題的同時,應與同學進行多方面的交流,談談同學們非常關心的畢業就業、戀愛人生等話題,結合現實生活中的種種現象,說明做人的一些基本準則,讓同學成為誠實守信、對自己行為和社會負責的人。

四、實踐教學環節

“工程結構課程設計”是“工程結構”課程的重要實踐性教學環節;是全面檢驗和鞏固工程結構課程學習效果的一個有效方式。其主要目的和任務是通過課程設計,使學生進一步加深對所學工程結構課程知識的理解,鍛煉綜合應用所學的工程結構課程相關知識解決實際問題的能力,使學生得到工程設計的實際訓練。培養學生正確、熟練運用結構設計規范、手冊、各種標準圖集及參考書等資料的能力,鍛煉并提高學生在鋼筋混凝土結構計算、設計及構造處理、繪制結構施工圖等方面的能力,使學生初步建立結構設計、施工、經濟全面協調統一的思想,進一步建立建筑工程師的責任意識,提高學生的工程設計技能。在課程設計過程中,一方面指導一定要到位,讓同學們在想問問題時能找到老師。另一方面,指導學生不能過細,許多問題可以不直接回答,給出思路,讓同學們自己找資料解決問題,也可以提出問題讓同學們相互討論,團結協作解決問題[7,8]。老師的角色是“指導”、“教練”,而不是“運動員”。在科技發達的今天,計算機技術在工程設計中的應用無處不在,實際工程設計中通常都不會采用手工計算和手工繪圖,因此有許多同學就不理解在課程設計中為什么要進行手工計算,更加不愿意進行手工繪制結構施工圖,這時老師就必須及時向學生做出解釋,讓大家認識到手工計算與繪圖的重要性,認識到手工計算和繪圖是為以后正確使用計算機打基礎。沒有必要的手工設計訓練,就不可能判斷計算機軟件計算結果正確與否,就可能成為計算機的“奴隸”。同時讓大家知道以后會有應用計算機進行設計訓練的教學實踐,不會在畢業時跟不上時代的步伐。

五、結語

“工程結構”課程的教學是一個系統工程,涉及的內容非常廣泛,至于如何處理混凝土結構、鋼結構、砌體結構、多層建筑結構設計以及結構抗震設計等方面內容之間的關系、合理分配各部分的學時比例、不同模塊內容的授課方法等都需要經驗豐富的老師共同研究,而且各部分內容的重要性將隨著社會的發展而不斷變化,課程教學的組織和手段也將隨著發生變化。課程的教學還要考慮學生畢業以后從事國家相關執業注冊師考試的需要,同時在可能的情況下,要考慮部分學生本科畢業報考碩士研究生的要求。以上是我們的粗淺認識,請有關專家、學者、老師和同學批評指教。

作者:曾慶響 顏少榮 單位:五邑大學 土木建筑學院

工程結構課程教學改革篇2

工程管理專業是20世紀80年代末成立的一個相對新興專業,其主要任務就是培養既懂土木工程專業知識又具有管理科學知識的人才。大部分院校該專業的知識結構主要包含工程技術、工程經濟、工程管理和工程法律。工程結構課程是國家專業指導委員會規定的工程管理專業技術平臺基礎課程[1],旨在解決學生今后工作中不時遇到的結構方面的問題,同時與我國正在穩步推行注冊師制度(注冊房地產評估師、注冊造價工程師、注冊監理工程師、注冊建造師、注冊結構工程師等等)相適應,在注冊師執業資格考試和國際相互認定中,執業人員在工程結構方面的專業知識尤為重要,結構知識是土木建筑類相關執業注冊是的基本素質要求。

一、課程特征和教學現狀

(一)課程特征

1學科性較強、各門課程自成體系

目前大部分高校工程結構課程的教學內容基本是由傳統的混凝土結構、砌體結構、鋼結構、地基基礎和結構抗震等幾門課程簡單“拼盤”,未能擺脫以培養結構設計人才為目標的內容框架。上述五方面內容自成系統,體系單一,內容狹窄,既不能適應工程技術的飛速發展,也不能適應工程管理專業的不同需求。

2受相關課程掌握程度的制約性明顯

工程管理專業的工程結構課程,雖然教學要求低于土木工程專業,但內容幾乎涵蓋土木工程專業有關結構設計的大部分內容。課程涉及面廣,各部分相對獨立,對課程的理解受建筑材料、建筑力學、建筑構造、建筑施工等相關課程的制約性尤為明顯。以工程結構與建筑力學為例,目前工程結構課程的教學內容一般都繼承材料力學“拉、壓、彎、剪、扭”系統和結構力學中桿件體系分析系統,其好處能將混凝土、砌體、鋼結構基本構件(梁、柱、板、墻等)與學過的內容聯系起來,形成更高級的信息網絡。但在學生不了解結構整體布局的情況下講授上述內容尤為抽象,而且實體結構抽象為特定條件下的力學模型受結構受力特征、荷載傳遞特性制約。學生學習后對基本構件的截面計算比較熟悉,而對結構豐富的內涵以及它們和建筑的聯系卻了解不夠。對于工程管理專業的工程結構課程教學設計,應注重對實體結構向力學模型簡化過程的理解,而不能局限于結構計算理論本身。

3課程實踐性強

工程結構的基本理論很多直接來源于對廣泛工程實踐經驗總結,國家頒布的相應設計規范和規程會根據最新研究成果和工程實踐經驗適時修訂。學生學好工程結構基本理論只是認知土木工程的基礎,但參與實踐,用腦感受實際、有手接觸實際,卻更為根本。

(二)教學現狀

1重視程度不夠

目前工程管理專業學生普遍認為從事土木工程管理和工程造價等工作,只需要會識圖、會按圖施工、按圖計算工程量即可,用不著掌握結構構件的計算。工程結構課程一般由土木工程專業教師擔任,很多教師對工程管理的相關專業知識了解不多,對所授內容的精簡存在盲目性,往往把工程結構課程看成“簡化版、壓縮版”的工程結構設計原理課程,很少結合工程管理專業特點進行教學。

2學生建筑力學知識相對薄弱

工程結構課程是一門應用力學理論知識解決土木工程中實際問題的專業技術課,要求學生能夠將建筑力學(拉壓彎剪扭)基本理論運用到結構基本構件(梁柱板墻)計算中,教學內容中力學概念多、公式多、系數多、符號多。對于工程管理專業學生,其力學知識相對薄弱,容易出現教師難教、學生難學的問題。

3教學資源的匱乏

工程結構教材質量參差不齊,缺乏傳統的經典教材[5],現有教材內容過于集中于結構設計本身,土木工程專業的印跡過重。在這種情況下,往往要求任課教師根據個人的理解對教材內容進行調整。所以各校工程管理專業的學生接受的結構相關知識差異性大,學生就業后沒有統一系統的知識基礎。

二、教學內容的改革探索

(一)教學內容的整合和課時分配

將混凝土結構、砌體結構、鋼結構、地基基礎與結構抗震等課程有機融合在一起,打破原有學科化內容體系,形成通用化、綜合化的工程結構課程,體現工程管理專業培養建筑施工一線的技術與管理人才這一目標,是教學內容整合的基本方向。課程內容組織包括四大部分,即基礎知識、基本構件計算原理、結構設計拓展知識、綜合應用。具體內容見圖1。課時分配要結合教學內容的合理整合和取舍、教學方法和教學手段系統的分析[2]。筆者所在學校工程管理專業(本科)培養方案的專業課程教學安排,工程結構課程為8學分,總教學課時為116學時(其中理論課時112學時,實踐課時6學時),根據多年的教學實踐、學生的生源特點、畢業就業情況,采用圖1所示的學時分配組織教學較為科學。

(二)抓住基本原理,橫向拓展教學內容

在傳授學生知識技能的過程中,要緊緊抓住各類工程結構基本原理的核心,如混凝土結構原理的核心是鋼筋和混凝土兩種性質互補材料的粘結一級它們在構件內共同變形和共同受力的特征;鋼結構原理的核心連接和鋼構件的整體和局部穩定性;砌體結構原理的核心是砌體和砂漿復合材料的強度驗算和砌體墻體的布置。以一些典型的受力狀態作為重點,加以透徹的講解、練習和鞏固。針對工程管理專業學生力學、結構、構造、材料等基礎薄弱,工程結構教學內容還應適當拓展與相關課程緊密聯系的“相關內容”。比如在講授混凝土、砌體、鋼受壓構件計算原理及設計方法時,可以先用1個學時簡要介紹建筑力學中強度、剛度、穩定性的基本理論。介紹基本理論時,要適時補充三類構件計算方法的異同。例題分析時,要輔以材料、構造和施工等方面的相關知識,從而最大限度地將工程結構聯系到其他內容的主題,淡化課程內容的專業性,激發學生的學習興趣。

(三)教學內容應結合國家注冊工程師考試

工程管理專業學生畢業如果從事建筑和房地產的行業、市場、企業、項目四個層次的管理工作,就會面臨著國家注冊工程師的考試。工程結構是考試中(如注冊建造師、注冊監理師等)重要組成部分,因此,在講授課程時,應注意與國家注冊工程師考試相結合,教學內容應該覆蓋國家注冊工程師考試大綱中涉及到工程結構的主要內容,很多習題可借鑒或直接選取注冊考試的原題。這樣既檢查了學生對知識的掌握程度,又使學生今后能盡快適應注冊考試的需要。

(四)增加結構平面整體表達法及系列圖集相關內容

建筑結構施工平面整體設計方法(簡稱平法)和系列圖集,是目前混凝土結構施工圖主要表達方法。平法在建筑制圖課程略有介紹,學生在沒有結構概念的情況下對之也只能是一知半解。識圖能力是工程管理專業學生的核心能力之一,而結構施工圖的識讀是其難點。因此,工程結構課程應將“平法”作為重要教學內容。授課中,可以在結構設計拓展知識中增加這一部分(2學時),介紹完鋼筋混凝土框架結構的構造要求和抗震設計后,可以輔以一套完整的結構施工圖,詳細介紹各類構件(梁、柱、板、剪力墻)的平法施工圖和標準構造詳圖。

三、教學方法的改革探索

(一)啟發式、討論式教學方式

傳統的教學采用灌輸式的封閉的教學方式,忽視了學生的主動性。啟發式教學、討論式教學的核心是要有問題引導。教師以問題為基礎,啟發學生的思維,組織學生討論,激發學生的創新意識和熱情。學生可以在課前針對教學內容,搜集問題,然后在課堂上進行討論。師生共同互動、質疑、求新,從而培養學生發現、分析、解決問題的能力。注重平衡課堂和課外時間,營造學社自主學習的興趣和環境。例:在介紹鋼梁局部穩定知識點時,可以課前提出問題:如果鋼梁的局部穩定不滿足要求,是否可以采用提高鋼材強度等級的方法?進而讓學生搜集資料。課堂上通過給出矩形薄板屈曲應力公式,組織學生討論、分析。最后總結影響鋼梁局部穩定的主要因素。得出結論:采用高強度鋼材不能提高鋼梁的局部穩定。這種教學方法能夠啟發學生的思維,激發學生的學習興趣,教學效果良好。

(二)類比介紹法

工程結構課程體系來看,主要是三大材料(混凝土、砌體、鋼結構)設計計算方法,每種類型構件的設計都講透,時間上不允許,難度也很大。為此,作者提出了將課程內容進行有機組合,主要將三類構件穿插起來講授。這樣的授課順序非常有利于類比介紹法。每將一個概念,采用對比介紹,分析它們之間的異同,講清各自的出發點和適用條件,有助于學生對結構設計的理解。例:在介紹三類受壓構件穩定性時,可以先介紹各自基本假定、基本公式、使用條件和構造要求。然后進行對比分析,三類構件計算公式中都有影響系數,混凝土受壓構件(矩形)的影響系數主要考慮高寬比(l0/b);砌體受壓構件主要考慮高厚比、偏心距和砂漿強度等級;鋼結構受壓構件主要考慮長細比和鋼材強度等級。進一步分析可以看出:混凝土受壓構件主要是強度計算,穩定性只是輔助問題;而鋼結構構件穩定性計算尤為重要。原因是鋼結構是“細柔”構件。通過一步步的對比分析,不僅可以在較短的時間將理論講清、講透,而且培養了學生分析解決問題的能力。

(三)案例、項目教學法

工程結構是一門實踐性很強的課程,如何在有限的學時內讓學生掌握基本理論,并應用于工程實踐,是所有授課教師孜孜以求的目標。在授課過程中,將基本理論同具體的工程事例結合分析,授課結束后,輔以工程設計項目讓學生獨立完成。這樣,學生在工程案例聽課中理解基本理論,在工程項目完成中掌握應用理論。例:在介紹預應力混凝土理論時,可先通過生動形象的實例介紹預應力概念。如傳統的木桶制作,竹箍擰緊提供環向預拉力,木桶板產生的環向預壓力防止水的滲漏,學生了解預應力概念后,引入預應力混凝土概念。然后選取預應力混凝土梁施工(先張法、后張)的錄像播放,讓學生對預應力混凝土結構材料、張拉工藝、預應力損失等有較清晰、較直觀的認識。最后再對具體的設計問題作詳細的講解。理論介紹之后,將一個簡單的預應力梁設計項目交給學生,要求學生進行材料的選擇、預應力度的控制、預應力損失分析、承載力計算等,并將計算結果在考慮構造要求之后以施工圖的形式表達出來。學生在這一過程中始終處于主體地位,教師只起到指導作用。

四、教學手段的改革探索

在教學手段方面,現代化的多媒體技術和傳統的教學手段(板書)孰優孰劣一直是教育界爭論的熱點。筆者以為,任一種教學手段都有其優、缺點,關鍵要同具體課程、具體教學內容相結合。如工程結構課程,理論推導部分如果采用多媒體教學可能學生很難接受;而一些復雜的施工工藝、構造要求板書也無法表達。所以針對課程的自身特征,必須采用傳統教學手段(板書)和現代技術(工程照片錄像、工程圖紙、模型、CAI課件、flash動畫)相結合的方法。例:在介紹混凝土受彎構件時,首先采用多媒體課件回顧以前內容;采用受彎試驗錄像分析梁的破壞三階段和三類梁(少筋、適筋、超筋)破壞特征;然后應用板書方式一步一步介紹基本假定,應力圖形,基本公式,適用條件及截面設計與復核;再用多媒體課件講述構造內容和例題分析;最后可以輔以梁結構平法施工圖紙和梁結構施工現場照片。

五、實踐教學的改革探索

工程結構是一門實踐性很強的課程,如何循序漸進地培養學生的實踐能力、創新能力及理論與實踐綜合應用素質,筆者提出理論教學與實踐教學并行展開的教學模式。

(一)現場教學

為了使學生能夠從感性上認識工程結構,筆者所在學校工程管理專業安排了三次現場教學,并與理論教學穿插進行。如介紹混凝土結構之前,一般組織學生參觀正在施工的框架結構,講解混凝土梁、柱、板、墻等基本構件鋼筋的種類、級別、鋼筋綁扎、搭接、配筋方式;再如在介紹鋼結構基本構件之前,一般參觀正在施工的單層工業廠房或門式剛架,講解鋼結構梁、柱、屋架的基本形式和連接方式。學生有了感性認識再聽課,理解自然深刻了。

(二)課程設計

首先應打破課堂教學與課程這一環節的嚴格界限,把實踐環節內容分步驟穿插在理論教學過程中,使學生分步完成課程設計;其次,設計過程中要注意發揮學生的主體作用和教師的指導作用;最后,應重視課程設計過程中施工圖的繪制,不僅是學生從基礎過渡到專業的演練,也有利于其識圖能力的培養。

六、結語

文章根據工程管理專業工程結構課程的特征和現狀,并結合筆者十余年該課程教學實踐,從教學內容的整合,教學方法、教學手段、實踐教學等方面進行了初步的探討和嘗試,取得了較好的教學效果。工程結構課程的教學改革是一個系統工程,需要長期堅持,循序漸進。只有通過同行專家的共同努力,才能使工程結構課程的教學真正適應工程管理專業培養目標的需要,使培養出的工程工程管理學生適應社會的需求。個人膚淺認識,請相關專家、老師、學生批評指教。

作者:蔣德穩 單位:淮海工學院 土木工程學院

工程結構課程教學改革篇3

結構力學是工程管理專業重要的專業基礎課程之一,是一門結構嚴密、邏輯性強的課程。[1]結構力學的教學目的既是為學生后續專業課程,如結構設計原理、土力學等課程的學習提供理論基礎,也是為學生將來在工作中解決實際工程問題提供方法。由于結構力學課程較為抽象,涉及的原理和計算較多,學生學習的積極性和興趣都不高,教學效果也不理想。如何通過教學改革提高該課程的教學質量是一個十分值得關注的問題。

一、工程管理專業結構力學課程教學中存在的問題

目前,在工程管理專業的結構力學課程教學中存在如下問題:

1.課程安排欠科學。由于工程管理專業出現較晚,在課程安排上需要參考已有的相關專業,如土木工程等,因此,在教學方法和教學手段上也會受到相應的影響。有些高校在安排此課程時,直接將工程管理專業的結構力學跟土木工程專業的結構力學放在一起,學習內容和要求完全相同;而有些高校只是單純的將土木工程專業的結構力學課程內容截取出一部分作為工程管理專業的學習內容,而沒有根據工程管理專業培養計劃要求進行系統的梳理和安排。

2.缺乏合適的教材。目前公開出版的教材主要有兩種:一種是面向土木工程專業的結構力學,這類教材一般內容較廣,講述較深,適合多課時教學,如包世華、龍馭球主編的《結構力學》等;另一種是面向給水排水等土木相關專業的教材,這類教材通常內容較少且講述相對較淺,適合少課時教學,如李家寶等主編的《建筑力學第三分冊-結構力學》等。而工程管理專業的結構力學教學要求較土木工程低,但較給水排水等專業又要高,所以選擇哪一類教材都不是特別合適。而張系斌主編的《結構力學簡明教程》在內容模塊上覆蓋較全,但是內容簡單而課后習題普遍偏難,缺乏基礎性。

3.“結構力學難學”的觀念先入為主。由于結構力學課程較為抽象,且不是考前突擊復習就能取得好成績的課程,不及格率較其他課程要高。因此在學習該課程之前,學生往往受往屆同學的影響,形成了“結構力學難學”的思想。這種思想往往導致兩種結果:一是部分學生提前做好準備,學習該課程時尤為用心;二是部分學生認為既然難學,學不會是理所當然的,所以從思想上就先放棄,更談不上努力學習。

4.師資隊伍年輕化,經驗缺乏?,F階段青年教師的比例在高校教師隊伍中逐漸增大,這些教師往往具有高學歷、年輕化、理論強的特點,[2]但由于多數青年教師都是“從高校到高校”,缺乏實際的工作經驗和教學經驗,因此在組織課堂教學、教學表達等方面還存在一定的欠缺。而隨著高校的擴招,學生人數越來越多,這也給青年教師的教學工作帶來了更大的壓力。

二、工程管理專業結構力學課程教學改革探討

通過自身的教學體會,筆者認為提高工程管理專業結構力學課程教學質量應著力于以下幾方面的教學過程要素改革,以提升學生的學習積極性,增加學生學習興趣。

1.合理安排教學內容。目前,雖然缺乏合適的教材,但教師可以根據教學大綱要求,以所選教材為主,綜合參考相關教材,按教師個人的教學思路對教學內容進行梳理整合,重點難點要突出,不同的教學內容采用何種教學方法都可由教師靈活控制并根據實際情況進行動態調整。除了課程基本內容之外,在第一次上課時應首先給學生介紹課程基本情況和各個知識模塊,闡述各模塊之間的聯系和邏輯關系,使學生對課程內容有一個整體認知。另外,適當給學生介紹學習的方法,并讓學生意識到雖然要學的原理和計算方法很多,但是所有的基本計算都可歸納成相應的幾個程式化的步驟,而且前后相通,由此可在一定程度上減輕學生學習該課程的思想負擔。

2.改革教學手段。傳統的教學手段主要是板書教學,隨著計算機技術的發展,多媒體教學手段的應用越來越廣泛。由于多媒體課件能夠融合文字、圖片、音頻、視頻、動畫等多種媒介,信息量大且形式豐富,因此逐漸受到教師和學生的青睞,但這并不意味著傳統板書教學就可完全舍棄。結構力學課程應采用以多媒體為主,以板書為輔的教學方式?;靖拍詈驮淼炔捎枚嗝襟w形式多樣化的呈現,而重要的公式推導和計算方法應通過板書一步步的演算和講解,更能使學生體會到其邏輯性。老師在黑板上“從無到有”的書寫過程也會給學生留下較深刻的印象和同步思維的空間。在多媒體課件的制作上,應盡量增加圖片和動畫等演示內容,以提高學生的興趣。比如,在重點和難點部分可以小動畫予以演示,對于一些可以用圖片代替的文字說明,盡量用圖片來表示。以幾何組成中一點與一剛片的連接規則講述為例:一剛片固定,一點自由移動,然后用一根鏈桿將剛片與點聯結,點還可以隨鏈桿一起繞剛片轉動,最后,又一根不共線的鏈桿一端與剛片聯結,另一端在轉動過程中與點聯結,于是點無法運動;變化剛片形狀,兩鏈桿共線,點可沿公切線做微小轉動后停止。既免去教師復雜的手工比劃,又使學生直觀理解了這一規則。

3.靈活采用多種教學方法。在教學過程中,除了傳統的講授教學法外,還可根據實際情況,靈活采用案例教學法、討論教學法、啟發式教學等多種教學方法,從而提高學生參與的積極性。比如,在講到超靜定結構的概念時,可先讓學生分組討論其與靜定結構的不同之處,之后,讓每小組發言。學生發言的重點寫在黑板上,然后教師根據發言結果進行分析總結:(1)靜定結構沒有多余約束,而超靜定結構=靜定結構+多余約束;(2)靜定結構所有支座反力和內力可由靜力平衡條件唯一的確定,而超靜定結構由于多余約束的存在,僅用靜力平衡條件可得到無數多組解。通過講解,讓學生了解到如果解決了多余約束,剩下的內力計算就轉化為已學過的靜定結構內力計算問題。

4.注重理論與實踐結合。學習的最終目的在于應用,因此,在教學過程中要注意培養學生理論與實踐相結合的能力。一方面,教師可在多媒體課件上增加一些工程實例,比如,講到拱結構時,可對比實際工程中的拱結構進行講述;而講到剛架時,可聯系現澆鋼筋混凝土框架結構進行講解。另一方面,鼓勵學生參加各種實踐活動,如結構設計大賽、力學知識競賽等,讓學生在實踐過程中體會學習的重要性,從而激發學生的學習動力。從學校2011年舉辦的結構設計大賽來看,學生參與的熱情和積極性都非常高,而且普遍認為,通過競賽,結構力學知識得到了鞏固和加強,許多抽象的知識點在制作模型的過程中已掌握了其應用方法。

5.重視作業訓練。教學的過程其實類似于管理學中的“PDCA循環”,[3]“P”即整個課程的教學計劃,“D”即教學實施過程,“C”即教學效果檢查,“A”即總結及反饋,作業訓練即是循環中的“C”階段。結構力學課程是一門需要通過多做練習增強知識理解和記憶的課程,教師也可以通過作業情況檢查教學效果。因此,要針對不同程度的學生選擇不同類型的題目:對多數學生來說,只要求做好基礎性的習題即可;而對于學有余力的學生,應另外布置一些提高性的題目。作業批改建議采用全批全改的方式,并在作業中指出錯誤和不足,同時給出A、B、C、D等不同等級成績。這樣不僅可以使教師了解學生的掌握情況,及時發現問題,而且還能使學生體會到老師的責任心,從而建立信任感。

6.做好輔導和答疑。對學生的輔導可分為課內輔導和課外輔導,教師可根據自身情況,在教學計劃中專門安排輔導學時,或者在課外靈活安排;另外,也可以使用現代技術,通過網絡聯系的方式,建立學生與教師及時交流和討論的平臺。

7.適當融入前沿知識。這就要求教師在做好教學工作的同時,還要重視科研工作,將科研成果和涉及的前沿知識、技能,融入課程講授的過程中開拓學生的視野。此外,教師也可以向學生介紹與課程相關的論文期刊,給學生提供自主學習的途徑,還可組織有興趣的同學進行定期討論和學習交流,從而使學生和教師的能力都得到提高。結構力學課程作為重要的專業基礎課程之一,提高教學質量勢在必行,實施教學改革是重要的途徑之一。這就要求教師在教學過程中不斷的探索和研究,以完成這項任重而道遠的任務。上述的教學改革設想已部分應用于教學工作中,并取得了良好的效果,其他的方法在后續教學過程中也將逐步應用,以期達到全面提高教學質量的目的。

參考文獻:

[1]劉京紅,何洪明,高宗章,等.結構力學教學中培養學生可持續發展能力研究[J].河北農業大學學報(農林教育版),2008(1):56-58.

[2]夏雨,余穎燁.結構力學教學法方法改革探討[J].現代商貿工業,2011(11):197-198.

[3]仲景冰,王紅兵等.工程項目管理[M].北京:北京大學出版社,2012:132-133.

作者:卜雙雙 單位:安徽工業大學 建筑工程學院

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