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工程结构课程的教学研究与实践

作者:原创论文网 时间:2013-12-05 11:30 加入收藏
  [摘要]首先简要介绍了工程结构课程的特点、课程的主要内容和课时分配建议。然后说明了应合理利用多媒体技术并与传统方法相结合,在教学手段和教 学 方 法 等 方 面 进 行改革,重视课程“绪 论 ”和 若 干 “关 节 点 ”的 教 学,以 解 决 教 学 课 时 数 少 与 课 程 内 容 多 的 矛盾,特别指出应当引入建构主义教学思想,加 强 与 同 学 的 多 方 面 交 流,提 高 上 课 效 果;同 时指出了工程结构课程设计教学实践环节中应注意的问题。最后对课 程 教 学 进 行 了 总 结,指出教学内容和方法应与学生考研、国家相关执业注册师的考试要求相结合,与时俱进。
  [关键词]工程结构;关节点;实践教学;教学效果;建构主义
      一、工程结构课程的特点“工程结构”是 工 程 管 理 专 业 的 必 修 课 程 之 一,实践性强,是工 程 管 理 专 业 技 术 平 台 课 程 中 的 一 门基础课程。开设该课程的主要目的是通过教学使学生掌握工程结 构 的 基 本 理 论,熟 悉 工 程 结 构 的 实 用设计方法,并且 能 够 根 据 土 木 建 筑 工 程 项 目 的 性 质特点和功能等 方 面 的 要 求,进 行 合 理 的 工 程 结 构 选型与方案布置,初 步 具 备 进 行 一 般 工 程 结 构 设 计 的基本能力。
  “工程结构”课 程 的 教 学 任 务 就 是 传 授 “工 程 管理”专业学生土木工程方面的结构专业知识,培养学生在土木工程方面的专业技能。其知识结构包括土木工 程 专 业 的 “混 凝 土 结 构 ”、“钢 结 构 ”、“砌 体 结构”和“工程结构抗震设计”等方面的内容,是工程管理专业中唯 一 的 结 构 类 课 程,在 专 业 培 养 计 划 中具有特别重要的地位。
  目前“工程结构”课程的教学相当于土木 工 程 专业的“混凝土结构”、“钢结构”、“砌 体 结 构”和“工 程结构抗震 设 计”等 课 程 内 容 的 “压 缩 版”,总 学 时 不及土木工程专 业 这 些 课 程 总 学 时 的 四 分 之 一,而 且工程管 理 专 业 学 生 在 “工 程 力 学 ”、“建 筑 制 图 ”和“建筑材料”等前修课程方面的基础都不如土木工程专业的同学,这给“工 程 结 构”课 程 的 教 学 带 来 了 很大的困难。在组织教学中存在较为严重的学时少与内容 多 的 矛 盾,应 结 合 学 生 的 特 点,在 教 学 方 法、手段和教学内容 取 舍、课 时 分 配 等 方 面 进 行 系 统 的 分析和研究。
  二、课程的主要内容和课时分配建议如前所述,“工 程 结 构 ”课 程 包 括 了 “混 凝 土 结构”、“钢结构”、“砌体结构”和“工 程 结 构 抗 震 设 计”等部分的知识 内 容,而 这 每 一 部 分 在 土 木 工 程 专 业中都是一门独 立 的 课 程,都 有 丰 富 的 内 涵。 如 果 我们寄希望于在这有限的课时里老师把所有内容都讲清楚、学 生 都 把 知 识 学 明 白,那 是 根 本 不 可 能 的,即使是在重点大学,挑选具有丰富教学经验的教师、选择非常优秀的 同 学 来 配 合 也 难 于 实 现。 因 此,必 须对教学内容进 行 合 理 的 取 舍,对 课 时 分 配 要 结 合 教学方法和教学手段进行系统 的 分 析。根 据 我 校 新的工程管理专业(本科)培养方案的专业课程教学安排,工程 结 构 课 程 为6学 分,总 教 学 课 时 为96学 时(其中理论课时90学时,实践课时6学时)。根据我们多年的教学 实 践,综 合 考 虑 我 校 学 生 的 生 源 特 点毕业就业情况,建 议 采 用 表1所 示 的 学 时 分 配 组 织教学。
  (一)教学手段在教学手段方面,为更好地解决教学课时数少与课程内容多的矛盾,必须充分利用现代化的多媒体技术。实践表明,为了使教学效果达到较为理想的状态,必须采 用 传 统 教 学 手 段 与 现 代 技 术 相 结 合 的 方法,如何合理应用多种技术组织教学已经成为了一个热门的课题,对于不同的学科有不同的方法。对于工程结构课程的教学,总的 说 来,在 理 论 推导(如基 本 公 式 及 其 应 用)部 分,主 要 采 用 传 统 的 手段,应用板书方式进行教学,包括一些简单的受力图形也应该采用手工方法,引导学生的思路,一步一步的画出来,这样便于学生理解和掌握。在开始讲新课前回顾以前学习的内容时和一次课结束进行内容小结时,通常都可采用多媒体;当然多媒体的更大专长在于讲述有复杂图形和构造内容的部分(如梁板结构的计算简图、构造配筋)以及施工过程的动画制作(如预应力混凝土的预应力建立方法)、结构施工现场照片展示等方面。
  (二)教学方法在教学组织方面,抓住混凝土结 构、钢 结 构 和 砌体结构等结构类型的共性,根据钢筋混凝土结构应用范围最广泛的现状,重点讲解钢筋混凝土结构设计部分的基本原理,把主要课时放在钢筋混凝土结构方面的内容上。对于其他结构形式,主要讲解结构特点、计算内容的主要方面以及与混凝土结构相应受力类型构件的异同点,如钢结构和砌体结构都有受弯构件和受压构件,学习这些内容时可以联系到混凝土结构和材料力学的计算方法。这样不仅可以节约课时,而且学习的知识会更容易掌握、更易记牢。在课时 分 配 和 认 识 方 面,有 以 下 几 点 值 得 特 别注意:
  (1)重视“绪论”部分的教学:许多老师和同学都比较容易忽视“绪论”部分的内容,给的课时很少,尤其是在学时紧的情况下,更是不愿意将课时“浪费”在这里。其实在新的一门课程开始时,一方面多数同学不了解学习新课程的主要目的以及课程的特点和学习方法;另一方面,多数情况下也是由新的老师来授课,同学对新老师的授课方式、性格特点等方面也有一个新的适应过程,同样,老师对新学生也要有了解适应的过程,还要强调一些自己特有的纪律要求,而且老师在 上 第 一、二 次 课 时 还 有 一 个 特 别 重 要 的 任务,就是激发同学学习本课程的热情,让同学产生强烈的求知欲望,同学们有了学习积极性,后面的教学也就会进展顺利。因此在这部分内容里多花一点课时就容易收到事半功倍的效果,应当引起重视,还要注意讲课的艺术性。
  (2)重视“关节点”的教学:工程结构课程有许多的重要“关节点”,如钢筋和混凝土的强度指标及其含义、受弯构件的破坏形态、单筋梁的承载力计算等等,这些关节点的知识相互关联,贯穿整个课程的知识体系,对这些“关节点”的知识的理解到位将大大帮助同学们学好课程的其他部分内容。例如,在“受弯构件正截面的承载力计算”部分的教学中,单筋梁的计算就是重点,其中的“基本公式”建立和“适用条件”的理解与掌握又是重中之重,我们在教学中这部分内容所用的学时通 常 会 占 整 个 这 一 章 总 学 时 的50%左 右。
  在学生充分理解了这部分内容后,不仅全章其他部分的内容(如双筋梁、T形截面梁)同学们基本上都能够自学,而且“偏心受力构件的承载力计算”一章计算部分的内容也基本上可以理解,上课时只要讲一些与受弯构件的不同特点就行,可大大节约课时,教学效果又较理想。
  (3)重视与同学的交流:在上课时要特别注意课233增刊 曾庆响,等工程结构课程的教学研究与实践堂纪律,活跃课堂气氛。老师虽然在课堂上是处于主导的地位,但绝对不要把自己看成是一个统治者、监督管理者,老师应该是一个引导者,学生才是课堂真正的中心。教师可以根据“建构主义”的思想、通过情景设计与提出问题,引导学生通过自己的知识积累解决新问题、在快乐中学习新知识、提高自己的认识水平。具体来说,与同学的交流可以通过以下几方面来体现:
  第一,考勤:这既是学校的要求,也是认识同学的一种机会,还是尊重来上课同学的一种表现。考勤的另一个重要作用就是通过认识同学,掌握大家的平时表现,以便课程考核时给出相对准确、公平的平时成绩。当然,考勤的方式可以又多种多样,也不是每节课都去考勤,许多情况下都由班里负责考勤的班干部来协助完成。在课时比较紧张的情况下,有不少老师不愿意花时间亲自点到,表面上节约了一些时间,实际上学生缺课带来的负面影响更大。
  第二,注意同学们上课时的反应。上课时一定要注意同学们是否能跟上老师讲课的思路,速度不能太快,按照“建构主 义”的 思 想 方 法,提 出 与 内 容密切相关、而且同学们又能根据以前所掌握的知识来分析甚至是解决的问题,这样,大家上课就不容易分散注意力,在回忆巩固以前所学知识的同时又学到新的知识,并且能较好的理解并掌握。当然,对于问题比较简单的内容,上课的速度就不能太慢,否则同样使大家容易注意力不集中。如果少数同学瞌睡或开小差,也可通过点名提问的方式或通过其他方式引起他们的注意;如果有的内容比较枯燥,可结合建筑施工现场的 一 些 案 例、甚 至 是 假 定 一 些 情 景 来 活 跃 气氛,让大家一起讨论,激发同学的学习热情。
  第三,合理使用多媒体。多媒体的使用问题是近年来大家讨论得很多的一个议题,其实无论时代怎样发展,多媒体总是一个辅助手段,而不应该成为主体。讲课应该是教学内容与授课教师说话技巧、体态语言相结合的完美的艺术体现,是教师认真备课和上课激情的完美统一。通常情况下,同样的课件让不同的老师去上,收到的效果通常是有差别的。多媒体课件的内容不必太过详细,使用多媒体时还是应该适当的结合必要的板书;在讲课速度方面还要注意给同学留出必要的做笔记时间。使用多媒体更要注意与同学的交流。实践表明,有的老师将所有内容都输入到课件里,上课时投影一放、坐在电脑前“埋头朗诵”,与同学也没有任何交流,电脑成了一根无形的绳子,把老师束缚起来,这样的课堂无论是上课的同学还是听课检查的专家都是不认可的。总之,应当充分发挥多媒体在图形、音像等方面形象生动的特长,结合传统的教学手段组织教学,尽量使课堂效率达到最佳状态。
  第四,及时 检 查 教 学 效 果。 课 间 注 意 与 同 学 交谈,课后安排答疑时间,认真批改作业、发现普遍性的错误,从另一个侧面发现课堂教学存在的问题,必要时还可以配合一些课堂小测验。
  第五,重视教书,更要育人。把学生当成是朋友,在解答学生学习方面问题的同时,应与同学进行多方面的交流,谈谈同学们非常关心的毕业就业、恋爱人生等话题,结合现实生活中的种种现象,说明做人的一些基本准则,让同学成为诚实守信、对自己行为和社会负责的人。
  四、实践教学环节“工程结构课程设计”是“工程结构”课程的重要实践性教学环节;是全面检验和巩固工程结构课程学习效果的一个有效方式。其主要目的和任务是通过课程设计,使学生进一步加深对所学工程结构课程知识的理解,锻炼综合应用所学的工程结构课程相关知识解决实际问题的能力,使学生得到工程设计的实际训练。培养学生正确、熟练运用结构设计规范、手册、各种标准图集及参考书等资料的能力,锻炼并提高学生在钢筋混凝土结构计算、设计及构造处理、绘制结构施工图等方面的能力,使学生初步建立结构设计、施工、经济全面协调统一的思想,进一步建立建筑工程师的责任意识,提高学生的工程设计技能。
  在课程设计过程中,一方面指导 一 定 要 到 位,让同学们在想问问题时能找到老师。另一方面,指导学生不能过细,许多问题可以不直接回答,给出思路,让同学们自己找资料解决问题,也可以提出问题让同学们相互讨论,团结协作解决问题。老师的角色是“指导”、“教练”,而不是“运动员”。在科技发达的今天,计算机技术在工程设计中的应用无处不在,实际工程设计中通常都不会采用手工计算和手工绘图,因此有许多同学就不理解在课程设计中为什么要进行手工计算,更加不愿意进行手工绘制结构施 工 图,这 时 老 师 就 必 须 及 时 向 学 生 做 出 解释,让大家认识到手工计算与绘图的重要性,认识到手工计算 和 绘 图 是 为 以 后 正 确 使 用 计 算 机 打 基 础。没有必要的手工设计训练,就不可能判断计算机软件计算结果正确与否,就可能成为计算机的“奴隶”。同时让大家知道以后会有应用计算机进行设计训练的教学实践,不会在毕业时跟不上时代的步伐。
  五、结语毕业设计在 专 业 教 育 中 及 其 重 要,各 学 校 都 有自己独特的做法。内蒙古科技大学土木专业是内蒙古自治 区 品 牌 专 业,2006年 通 过 专 业 教 育 评 估,2011年通过专业复评。经过长期的 探 索 与 实 践,在毕业设计教学环节形成了自己独特的做法。根本思路就是设计题 目 源 自 实 际 工 程;设 计 成 果 要 贴 近 工程,紧 密 跟 踪 行 业 发 展,让 学 生 了 解 行 业 最 新 动 态;设计成果力求 达 到 施 工 图 的 深 度。 为 此,在 确 定 毕业设计题目、毕业答辩、优秀毕业设计评选等环节邀请工程一线专 家 协 助 把 关,与 学 校 老 师 合 作 共 同 检查学生的毕业设计成果。提高毕业设计质量是各高等院校常抓不懈的工作,各高校需加强交流,结合各自办学特点,逐步形成特征鲜明的毕业设计模式。
  [ 参 考 文 献 ][1]林 健.“卓 越 工 程 师 教 育 培 养 计 划 ”专 业 培 养 方 案 研 究[J].清 华 大学 教 育研 究 ,2011,32(2):
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