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摘 要：

钢结构作为土木工程专业的主干课程.建立钢结构概念及开展工程应用实践,并了解该类型结构的发展现状是钢结构课程本科教学的首要任务.如何达到“卓越工程师教育培养计划”对该课程的教学要求,文章对此作了探讨.

关 键 词：钢结构；卓越工程师教育培养计划；教学研究

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：

10052909（2013）04005104

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》的重大改革项目,也是促进中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重要举措.其核心主旨是强化大学本科教育阶段学生实际工程能力的培养,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养造就一批创新能力强、适应企业发展的优秀工程师,以满足科学技术和社会经济快速发展对工程型人才的需求[1].

钢结构作为土木工程专业的主干课程,对钢结构概念的建立及其工程应用实践,并了解该类型结构的发展现状是本科期间教学的首要任务.要实施和完成对课程教学有更高要求的“卓越计划”,应该重新设计和规划钢结构课程的教学内容和教学组织.

一、学科特点要求教学与实践具有系统性

土木工程是一个传统学科,它建立在力学理论、材料理论、工程机械、劳动组织,以及融资融券的现代金融手段和人类社会规划等基础之上,学科自身的高度系统性自然不言而喻.对初步进入学科领域的土木工程专业本科学生,如何在教学规划和组织中帮助他们由浅入深、由表及里地进行理论认识和实际操作训练,体现教学和实践的系统性,是“卓越计划”人才培养中应该建立的观念和目标.

(一)系统设置课程体系

目前,中国大多数高校土木工程专业的课程设置、教材、课程设计、实习规划和内容等,是建国初期在借鉴前苏联相关课程体系的基础上,进行调整而形成的大土木的课程设置.近年来国内外土木工程领域的科研和实践都有长足进展,然而新的科研成果和实践经验鲜有及时系统地编入本科教材,而传统的教材、课程学时计划等和当前行业的设计要求与手段明显脱节.表面上看,土木工程的设计、施工越来越依赖成熟的商业软件,但这并不意味着结构工程实践变得容易,恰恰相反,这样的进步对结构工程技术人员的理论功底要求更高,因为计算和控制手段的进步,意味着对结构性能要求更高,在技术上更加注重细节,对结构的理解更加深刻,更加接近结构的本质.因此,需要对现有课程设置进行认真研讨,及时补充新的设计要求和科研实践的新成果.

（二）系统设置实践内容

商业软件的成熟和快速发展,使结构设计手段完全脱离了旧有模式,表面看似乎一切设计程序都是参数化的,结构理论在设计过程中完全被参数取代,设计人员的理论水平似乎无法体现.事实上,这种表象误导了许多人,尤其是年轻学生.目前,实践中结构设计更加注重结构真实性能的分析,对设计理论的应用和探讨更加深入.比如,30年前,结构工程的设计领域几乎不涉及结构的弹塑性时程分析,但是目前对于高层建筑、大跨度结构,尤其是地震区的高层和超高层设计,结构弹塑性时程分析基本上是作为一个设计中必须的独立项目进行.欧美设计规范中应用较多的基于性能的抗震设计和结构抗连续倒塌设计,是中国旧规范中

的空白,几年前该内容仅仅出现在高校和科研院所的研究课题中,教科书根本没有涉及.随着研究理论的成熟,特别是近年该学科的高速发展,中国即将颁布的新规范明确了这些设计理论,对设计人员的理论要求也越来越高.类似于性能的抗震设计、结构抗连续倒塌设计等,诸多理论课程的结构动力学、混凝土非线性理论、结构有限元等,国内的本科教学计划却极少涉及.

如何适应行业实践的进步,特别是针对“卓越计划”的人才培养目标,本科教学过程中如何体现从理论到实践的系统性,是高校土木工程教师必须面对的课题.

二、钢结构课程教学存在的问题

目前,本科阶段钢结构课程教学内容主要分为两部分：一是钢结构原理和钢结构设计；二是作为选修课的高层建筑钢结构、大跨度结构、钢—混凝土组合结构.其中钢结构原理是钢结构课程教学的基础、核心和重点,钢结构基本概念的建立和基本结构设计思路都是在这门核心主干课完成的.目前钢结构课程教材仍然沿用过去的结构“绪论—基本材料（钢材力学性能及影响因素）—基本构件的设计原理—简单结构设计”,课堂讲授也主要围绕教材内容进行.由于本科阶段的教学内容主要是专业基础,对该阶段的学生来说,这样的教材体系仍然适用.但是,从“卓越计划”的培养目标来说,让学生在本科期间这一有限的时间里,对土木工程结构整个知识体系有一个全面系统的认识,还需要任课教师进行有效的引导和讲解.

（二）本科期间钢结构课程教学特点

本科期间,钢结构课程教学重点在于使学生理解钢结构设计和施工的基本原理,其中结构钢的特性、钢结构的弹塑性性能、钢结构稳定性、使用环境和受力特点对钢结构性能的影响、钢结构的连接设计、连接构造等内容是教学的核心内容和难点.钢结构课程一般安排在土木工程三大力学（理论力学、材料力学、结构力学）和混凝土结构课程之后进行,一方面学生有了一定的材料力学和结构力学的基础,对结构有了初步认识.但是,对于三大力学在结构工程中的具体应用,是历届学生普遍反映的难点.这些问题的出现,反映出当代学生实践经验少,对工程材料和结构的感性认识不足,需要教师在教学过程中,针对学生特点组织教学.在课堂教学过程中,教师对钢结构知识点的讲解应有一个系统全局的把握,从感性认识和理论上帮助学生扎实掌握好钢结构的基本概念和工程实践的基本专业知识.

怎样写好钢结构论文
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三、在钢结构课程教学中注重系统性

（一）钢结构本科教学中系统性的含义目前钢结构课程教材以及教学设计实践,普遍围绕“基本构件”进行.这样的基础理论教学,往往缺乏实践性,而学生一旦从学校进入实际工作,面临具体的工程实践,需要在实践中发现问题、分析问题,乃至最后解决实际工程问题,这就要求具有“整体结构”的理念,所体现的是一个结构的系统概念；而且,本科期间对构件的讲解集中于理论讲解,对规范的理解应用涉及得并不多.这一课程设置,与“卓越计划”的要求存在差距.因此,课堂教学过程中,教师对土木工程专业重点的把握成为非常关键的一个环节.笔者在多年的课程讲授和课程设计中积累了一些

经验,体会到系统性在土木工程理论和实践教学中的重要性.

土木工程专业作为认识自然、改造自然的一门学科,应将理论和实践教学系统性体现在各个环节.具体到钢结构课程教学,教师在具体内容的讲解过程中,

应把握局部构件在整体结构体系中的作用,整体结构中各构件工作状态的协同,构件基本材料的性能以及影响因素,制造过程与使用过程中对构件和整体结构性能的可能影响等等,引导学生在本科阶段就形成对土木工程的材料—制造—构件—连接—整体结构—使用影响—存在问题—最新的研究方向这一知识架构,这样,有利于学生从感性认识上加深对理论知识的理解,同时对结构设计施工规范的建立和发展有一个系统的认识.

（二）钢结构课程系统性教学实践

1.“绪论”部分的讲解

针对当前土木工程专业学生普遍缺乏实践感性认识的现状,先不讲解“

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