钢结构课程设计
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钢结构课程设计范文第1篇
一、构建课程设计质量监控体系的必要性
随着中国钢产量的不断提高，用钢量已不再是制约钢结构发展的主要因素，建筑钢结构由于其材料性能优良，制作安装工业化程度高以及结构形式新颖灵巧，受到了越来越广泛的应用。随之而来，钢结构人才短缺日渐凸显，企业急需大批钢结构设计和施工的专门人才。钢结构课程设计是对学生的一次较为全面的设计训练，是钢结构原理和钢结构设计课程后一个重要的综合性实践教学环节，也是培养学生钢结构设计能力的基础性教学环节。它是课程基本概念、基本理论等内容的延伸，也是对所学知识的一次综合运用，将为毕业设计以及工作以后的钢结构工程设计奠定坚实的基础。但是，长期以来大部分高校形成了重理论、轻实践的教学模式，各高校实践教学的质量监控相对薄弱。就学生而言，受传统教学模式的影响，普遍重视基本理论的学习，忽视实践教学环节在教学活动中的重要地位。一方面大学生习惯于传统的“教师讲，学生听”的教学模式，而对于以学生为主的课程设计环节，自主学习的积极性不高，主动性不强，探索钻研和创新实践能力不足;另一方面，大学生迫于就业压力，学习动机功利化，热衷于考取各种资格证，从而忽视了对专业课的学习，特别是相对自由的设计环节，如果缺乏规范的实践教学规章制度或者监控体系，设计时间、设计进度和设计质量难以保证。因此，如何构建切实可行的课程设计质量监控体系，充分调动学生的积极性和主动性，保证课程设计质量并且督促学生按时独立认真完成课程设计，是一项紧迫而必要的工作，也是钢结构实践教学改革需要不断研究和探讨的课题。
二、课程设计质量监控体系的构建
笔者根据多年的教学经验，并结合山东科技大学钢结构省级精品课程建设工作，在钢结构课程设计质量监控方面进行了一系列改革实践，并取得了较理想的效果。
(一)设计题目多样化
在2006级以前，学校钢结课程设计通常做法是进行钢屋架设计，设计题目单一。随着计算机的普及，课程设计绘图也由原来的手工绘图变成了计算机CAD绘图，这就不可避免地导致前一届学生存储的设计资料流入到下一届学生的手中，出现跨级抄袭或者拷贝的现象。为此，课题组集中编写了三个题目的课程设计任务书，包括钢屋架设计、工作平台设计、门式刚架设计。自2006级以来，三套课程设计任务书轮流使用，并根据设计过程跟踪指导情况适时对设计内容进行添加或者修改，有效避免了跨年级拷贝现象。
(二)设计方案多样化
对于同一个课程设计题目，在编写任务书时，在教学要求完全一致的基础上，给出多组设计条件和设计参数供选择，尽量做到不同的学生完成不同的设计方案。以钢屋架设计为例，通过给出厂房的跨度、屋面情况、积灰荷载、屋架坡度及钢号等多组参数组合，保证每个学生选用不同的方案，具体安排见表1。例如:三班的25号学生，其相应的设计参数为24m跨度，上人屋面积灰荷载为0，屋架坡度为1/12，选用Q235的钢材。这样，不同的学生选择不同的设计内容，从源头上杜绝了课程设计抄袭或雷同现象的发生，从而能够更好地促使学生独立地完成课程设计，达到预期的训练目的［1］。
(三)加强设计过程的管理和指导
下达设计任务书的同时，下发课程设计指导书，详细说明要完成的具体内容，设计图纸的要求以及设计计算书的内容。另外，为了便于指导教师跟踪指导和检查，设计指导书中还要给出设计内容的时间安排。钢屋架设计时间具体安排见表2。课程设计集中在两周内完成，由于课程设计是在课程结束若干天以后的期末进行，学生表现比较松散，指导教师要随时检查学生整体的进展情况及每个人的完成情况［2］。指导教师要对学生进行过程跟踪指导，并分三次进行集中检查和指导答疑。第一次安排在内力计算及内力组合完成以后，主要检查结构的布置是否合理，荷载及内力的计算是否正确。第二次安排在构件和节点设计完成以后，主要检查构件设计是否合理，验算过程是否完整，计算是否正确，节点设计是否合理。第三次安排在屋架施工图绘制完成以后，主要检查图面布局是否合理，尺寸标注是否正确，是否达到施工图要求等［3］。通过过程跟踪管理和指导，可以更好地了解学生对知识的掌握程度，以及独立完成课程设计的能力和质量，并以此作为平时成绩考核的依据。
(四)完善考核办法
传统的钢结构课程设计考核主要以设计成绩为主，适当考虑20%的平时成绩。设计成绩主要考虑设计图纸的质量和设计计算书的内容。平时成绩以考勤为主。这种考核方式往往无法兼顾到公平和合理性，不能完全体现学生的主动性和独立工作的能力，也就无法充分调动学生的积极性。为此，我们改革了课程设计的考核方式，将原来以设计成果为主的考核方式变成多方面多指标的考核方式，主要从平时成绩、设计计算书、施工图纸和课程设计答辩四个方面综合考核，对应到具体每一方面，给出相应的量化评价指标，见表3［4］。通过实施这种多方面多指标的量化成绩评定的教学改革实践，学生的主动性有明显提高。自2006级实施改革实践以来，特别是2009、2010、2011三级，完全按照上述课程设计质量监控体系进行。实践证明:设计质量较以前有很大提高，设计计算更条理、更完整;从成绩来看，2009级优良率42%，2010级优良率52%，2011级优良率47%，较过去的25%～35%有明显提高;此外，学生也普遍认同该质量监控体系和课程设计实训系统，普遍认为为以后的毕业设计和入职打下了良好的基础。
三、结语
钢结构课程设计范文第2篇
一、组织认识实习，增强感性认识
中国矿业大学的钢结构设计原理课程在大三上学期与混凝土结构设计原理课程同步开设。为增强学生对钢结构和钢筋混凝土施工和设计的感性认识，学校在大二下学期暑假安排了三周的认识实习。钢结构实习主要参观已建典型钢结构建筑、钢结构施工现场和钢结构加工企业。2015年暑假认识实习期间，学生参观了徐州音乐馆、徐州奥体中心、徐州高铁站、西安曲江国际会展中心、中国矿业大学在建体育馆和徐州中煤钢结构建设有限公司，初步了解了钢结构大跨网架和桁架、装配式钢结构厂房和住宅、预应力钢结构以及煤矿钢结构皮带走廊等结构的结构组成、传力机理和施工工艺，目睹了钢结构焊接H型钢的施工流程，熟悉了气体保护焊和埋弧焊等不同施焊方式的区别和特点。在实习期间，指导教师和现场技术人员有意识地针对将来钢结构课程涉及的授课内容进行点拨和提问，并介绍目前钢结构的新工艺和新技术，增强了学生的学习兴趣和感性认识，使学生对钢结构的原理和施工理解更为透彻，便于后期的课堂教学。
二、引入工程案例，丰富课堂内容
实际工程是钢结构设计原理课程的最佳教学资源，将国内外钢结构的代表性工程引入课堂实施案例教学，不仅可丰富教学内容，还可做到理论联系实际，使书本中枯燥的理论变得生动形象。工程案例根据教学目的可分为课堂引导案例、课堂讨论案例和课外思考案例。因此，将工程案例引入教学，需要根据教学内容、教学目的和教学进度而进行素材的合理编排和加工处理，使之符合课堂教学规律与特点。在教学过程中，工程案例可围绕一个或几个实际工程问题展开描述、分析与讨论，用以提高学生分析问题和解决问题的能力。课程还可利用课程网络平台共享国内外著名钢结构施工的纪录片和国内外钢结构倒塌事故的图片和调查，丰富了学生课内外内容。实践表明，采用案例式教学不仅拓展了教学内容，还活跃了课堂学习气氛，有利于学生将理论知识融入工程实践，培养学生的实践和创造能力。
三、利用实体模型、有限元仿真和科研活动辅助教学
在钢结构设计原理课程的授课过程中，学生较多反映对钢结构构件失稳形态、构造措施等缺乏直观认识，例如：学生对压弯构件在平面内和平面外失稳形态理解较为困难。为解决课程概念抽象问题，教学团队通过制作钢结构实体模型、有限元仿真和参与科研项目等多手段加强教学内容的形象性。教学团队利用学生科研训练等实践环节制作一些钢结构塑料模型（如钢结构梁柱不同形式连接节点），也可以加工试验一些小比例钢结构模型试验（图1给出了方钢管和格构式短柱轴向压力作用的失稳形态）。同时利用有限元软件模拟具有形象逼真，全方位动态显示等优势，教学团队可采用有限元软件ANSYS等模拟钢结构杆件的整体和局部失稳形态，提供命令流和说明书给学生课后练习，让学生尝试改变相关参数对模拟结果的影响（图2给出了钢柱和钢梁在反复荷载作用下的失稳形态数值图）。而科研项目具有一定的前沿性，学生在新工艺和新技术方面的求知欲很强，让学生参与一些科研项目也可很好地激发学生学习热情，增强理解深度。笔者曾让部分学生参与了屈曲约束钢板的抗震试验研究，让学生结合钢梁局部失稳理论思考屈曲约束的原理和作用。通过形象化教学大大提高了学生学习兴趣，激发了学生的求知欲，达到了培养学生科研能力、实践能力和创新能力的教学目标。
图1钢短柱的失稳形态实验图
图2钢构件的失稳模拟图四、采用先进网络技术方便课余学习
现代多媒体技术在丰富课堂教学内容的同时，也会因课堂信息量大而导致学生难以快速理解消化的问题。为方便学生课余时间对教学内容的学习，教学团队充分利用学校现有资源建立了课程学习网站，录制了课程教学视频。学生随时可以通过电脑和手机进行网络学习，了解课程教学大纲、学习指南、教学课件、教学参考书目和授课内容。另外，教师通过课程微信群和QQ群随时进行网络答疑，教学新信息，有利于加深师生间的互动，动态了解学生的课堂掌握程度。实践表明，网络辅助教学和答疑的形式因活泼便捷而深受学生喜欢，切合了学生学习心理，在教学中和学生课外学习中发挥着极其重要的作用，极大地拓展和延伸了学生的课程学习时间和空间。
五、利用课程设计巩固提升知识点
为巩固和提升学生所学知识点，钢结构设计原理课程设置了课程设计环节。课程设计可以采取和课程教学同步交叉进行的方式，即课程教学完成到哪个知识点及要求完成相应知识点的课程设计，也可以采取课程教学完成后集中时间课程设计的方式。中国矿业大学钢结构设计原理课程实践环节要求学生灵活运用所学专业知识，结合现行钢结构设计规范完成钢结构平台的设计。该钢结构平台主要由梁、柱、支撑、平台铺板等构件组成，主梁和柱、主梁和次梁以及柱与基础都采用铰接形式[4]。为区别后期钢结构设计课程，该课程设计重点考察学生对荷载传递、平台梁、实腹式、格构式平台柱和连接设计等知识点的掌握程度，采用简单的结构形式避免了复杂的结构内力计算。课程设计通过变化跨度和荷载等方式实现一人一题，要求学生独立完成计算书和绘制施工图纸，杜绝抄袭现象。课程设计环节关于钢结构平台结构设计方法为自学内容，鼓励学生在课程设计环节加强自主学习，解决设计环节出现的新问题，培养学生解决分析实际问题的能力。从近几届学生提交的课程设计成果可以发现该课程设计对学生全面掌握钢结构设计原理的知识起到很好的作用，培养了学生的自学能力和独立解决问题能力，对学生将来的毕业设计起到了“练兵”作用。
六、采用合理的考核方式
钢结构设计原理课程中公式和图表繁多，如果单一地采用闭卷考试，学生记忆公式和图表的工作量太大，也会导致一些与实际工程设计关系密切的知识点无法考察。 因此，该课程采用闭卷+开卷相结合的方式，闭卷部分重点考察基本理论的理解，而开卷部分重点考察知识点的灵活运用。中国矿业大学钢结构设计原理课程近年来考试题型吸取了全国勘察设计注册结构工程师考试的经验，部分采用计算选择题的方式。计算选择题由于命题灵活综合，避免了现在学生对教材例题的简单套用和生吞活剥，考察学生独立解决分析问题的能力，使平时注重过程学习的学生脱颖而出。在命题和阅卷方面上教学团队坚持多位任课教师综合命题，流水阅卷。最终成绩通过多项成绩综合评定，将平时作业成绩、小测验成绩、试验报告与考核成绩等加权平均计算综合成绩，兼顾过程考核和期终考核。实践证明，学生通过多方面、多形式的平时训练和考试磨练，充分认识到了该课程在实际中的重要性，大大加强了学习主动性，其综合素质得到明显提升。
钢结构课程设计范文第3篇
学生在学习过程中，往往学习了后面章节，忘记了前面章节的内容，不清楚到底要掌握哪些的知识，哪些知识是课程设计中需要用到的。在安排课程设计时，一般都在课程结束后两周时间集中进行。因为时间短，学生又缺乏实际知识，只能照本宣科，照猫画虎，甚至不知道在设计中构件是否一定需要，有的更是把别人的设计计算书抄袭一遍，毫无创新，毫无新意。课程设计完成了，但是质量得不到保证，课程设计成果不理想，而学生则反映钢结构难学，钢结构课程设计复杂、不好做。与此同时带来的后果则是学生主动性、积极性不高，达不到教学目标，这已经成为钢结构课程设计的一大难题。
2推进钢结构课程设计教学改革
通过分析上述钢结构课程设计中存在的问题，寻找问题的根源，结合近几年指导钢结构课程设计的经验，从引入工程实例、优化教学内容、教学模式和设计内容多样化，增强教学方法、完善考核制度等多方面对钢结构课程设计进行改革。
2.1引入工程实例在课程设计讲解过程中，以已修建实际工程为主，对实际工程进行设计。将书本理论知识与身边实际工程相结合，使学生把课堂所学知识加深理解和巩固。近两年榆林麻黄梁汽车产业园区，兴建了一批汽车销售4S店工程，主体为门式刚架。就以实际工程为依托，进行课程设计。带领学生到工地进行参观已修建好的门式刚架，了解结构形式，翻阅完整设计图纸等资料，把理论知识与实际工程一一对照、比较，增加了实际工程认知度，增强了施工图的绘制能力。在校教师再对钢结构施工图中的要点一一讲解，学生能从中获得更多的知识。
2.2优化教学内容在不增加学时的前提下，能让学生更多地掌握课程设计内容。把课程设计相关内容融入到实践教学中集中讲解，不占用理论教学时间。理论教学学时压缩后，该校安排以理论部分较强的钢结构原理为主。对于课程设计部分的讲解学时几乎所剩无几，那么对于钢屋架课程设计中的支撑布置、荷载导算、内力计算、构件计算、节点设计等几部分以平时作业的形式让学生多加练习，通过作业发现问题指正问题。在课程设计过程中遇到问题及时强调，这样能够保证设计各环节的质量，对此学生普遍反映良好。另外，要求学生查阅最新规范、图集，课程设计以实际工程为依托，那么就要以最新设计规范为依据。
2.3教学模式和设计内容多样化在钢结构课程设计中培养学生的创新意识和合作能力，开展多种多样的教学模式。一种引入“参与•合作”教学模式。把一个设计项目拆分为几个子项，2-4人组成设计小组，以设计小组为单位，参与到实际工程中去，对某一项目进行设计，每人设计一个子项。“参与•合作”教学模式的要点是通过教师的指导设计作用，形成学生主动、积极、创新的设计理念，团队合作的设计学习情景，教师与学生、学生与学生之间相互作用，相互促进。另一种单一的教学模式。给出可供学生选择的各种形式屋架，有人字形、三角形、梯形，每种屋架有不同的坡度，采用不同的积灰荷载、屋面荷载、不同的钢号等，保证一人一题，避免抄袭、雷同出现。2.4教学方法多样化传统的教学方法太过单一，近年来多媒体教学得到普及，它最大的特点能够直观、形象、生动的展示构件，减少板书的时间，提高教学效率。两种方法各有优缺点，可以同时并用来实现课堂教学，达到更好的效果。
2.5加强过程监控，完善考核制度第一，根据设计任务书要求合理安排进度。钢结构课程设计一般安排在第六学期最后两周完成。设计前期学生进度较慢，设计工作状态懒散，设计进度跟不上，这就要求指导教师制定详细进度计划，定时检查，才能保证学生按进度完成。第二，指导教师对设计中存在的重点、难点及时讲解，同时准备一套较完整的钢结构施工图，让学生从制图的角度仔细查阅图纸内容。这样能够保证课程设计的质量。第三，在成绩评定方面，指导教师秉着“公平、公正”地态度考核学生成绩。学生成绩由四部分组成：平时成绩考核学生出勤率；计算说明书成绩考核学生掌握概念情况、计算准确率、内容完整性；设计图纸成绩考核图纸整洁度、制图规范性、图纸完整性；课程设计答辩成绩考核学生回答问题完整性、准确性等。
3小结
钢结构课程设计范文第4篇
上述众多的研究都提出采用案例教学法有利于提高学生综合应用能力，但在实施过程中面临的问题是：在钢结构设计原理、钢结构设计、课程设计、毕业设计等教学各环节采用的案例零散、相互间无联系，导致各课程各环节各自为政，不利于学生整体设计思维的建立和对所学知识的融会贯通。且大多数教材所提供的工程案例，直接采用结构软件计算结果，计算过程和施工图简略，无法为在课程设计、毕业设计中需进行手工计算的学生提供有效参考，不利于学生对设计理论的理解和应用。本文将对钢结构课程案例设计及以案例为主线的一体化教学进行研究。一、案例设计
（一）案例的设计原则
以案例为主线的一体化教学中，案例是教学目标实现的关键，在进行案例的选择与设计时主要考虑以下几点：
1.以满足教学需要为前提
案例是为教学服务的，它作为整个教学活动的主线，首先要满足教学内容的需要，能基本涵盖教学大纲中的主要理论知识点。其次，要满足教学目标的需要，每个案例要向学生传授哪些理论知识、能解决哪些实际工程问题、能培养学生哪些方面的能力，都需要预先进行设计和考虑[3]。
2.以实用、够用为原则
通过以案例为主线的钢结构课程一体化教学，学生在课程学习结束后就能进行常规钢结构项目的结构设计。而不同结构体系的设计方法及适用规范都会有所不同，在有限的教学学时内，通常只能对常见结构体系的设计进行讲授。因此在进行案例选择时，应结合钢结构行业发展现状及未来趋势，以实用和够用为原则，选择具有广泛应用性和代表性的案例。
3.以学生应用能力培养为核心
本文所研究的教学改革的最终目标是提高学生对钢结构理论知识的综合应用能力。所选案例首先在内容上应具有完整性和综合性，有利于学生将零散的理论知识系统化，培养学生整体设计思维意识。其次，所选案例在难度上应符合学生的认知能力。学生在开始课程学习之前，对钢结构一无所知。而一个实际工程项目往往较复杂，不仅包含大量的背景信息和前提条件，还涉及多领域、多学科的知识。过于繁杂庞大的项目容易让学生找不到方向和重点，造成较大的学习压力。因此案例的选择与设计应符合学生由易到难、循序渐进的认知过程，可结合理论教学内容对实际工程项目进行适当简化后作为教学案例。
（二）钢结构课程案例设计
以笔者所在学校（应用型本科）为例，钢结构理论课程主要开设钢结构设计原理（32学时）、钢结构设计（32学时），实践环节包括课程设计（1周）和毕业设计。设计原理课程内容重点是构件（轴心受力、受弯、压弯和拉弯）设计、焊缝连接设计和螺栓连接设计；钢结构设计课程内容重点是普通钢屋架单层厂房设计、轻型门式刚架结构设计、多层钢框架结构设计；课程设计要求学生完成一榀钢桁架的设计；毕业设计选题为轻型门式刚架结构或多层钢框架结构。
钢结构课程一体化教学过程中，案例所肩负的任务是要将钢结构所有课程、所有教学环节和绝大部分知识点串连起来，使各课程间相互联系和衔接得更加紧密，使理论教学与实际应用之间过渡得更加自然，从而改变传统教学中各课程各自为政、例题零散相互间无联系、理论环节与实践环节脱节的现状。综合考虑教学内容的适应性、教学实施的可操作性、工程实际应用的广泛性，确定三大案例，如表1所示。表1钢结构课程案例案例名称案例内容案例1：某钢屋架设计（角钢桁架）基本资料；支撑布置；荷载计算；内力计算；杆件设计；节点设计；施工图案例2：某单层仓库设计（门式刚架结构）基本资料；结构布置；围护结构设计；抗风柱设计；支撑设计；檩条设计；墙梁设计；刚架设计；施工图案例3：某多层试验楼设计（多层钢框架）基本资料；结构布置及材料选择；构件截面初选；荷载计算；内力计算；荷载效应组合；构件截面设计；节点连接设计；施工图案例的编写应注意：（1）计算过程要详细。在实际工作中，结构设计计算通常由软件完成。但为加强学生对基本设计理论的理解，课程设计和毕业设计环节中，一般要求学生手算为主、软件计算为辅。案例的计算过程应尽可能的详细，尤其在荷载取值、内力计算、荷载效应组合等方面，这样才能给学生完成课程设计或毕业设计提供有效参考。（2）施工图应达到一定深度。钢结构施工图具有符号多、标注多、节点详图多等特点，与之前学生熟悉的钢筋混凝土结构施工图在表达方式、内容等方面都有很大的不同，因此，与案例配套的施工图应达到一定深度，以便于学生在识读、模仿绘图的过程中掌握钢结构施工图的绘制内容及常规表达方法。
二、以案例为主线的钢结构课程一体化教学研究与实践
（一）一体化教学活动整体设计
赫尔巴特说：“如果缺乏背景经验，任何新的感知根本就没有任何意义可言。”在对以案例为主线的钢结构课程一体化教学活动进行整体设计时，关键在于如何通过案例这条主线，把钢结构课程所有教学环节和主要理论知识点串联起来，以工程案例为载体，通过教师的引导，将学生处于真实问题的情境之中，并带着问题设身处地地思考，寻求问题的解决方法，进行探索式的学习，在获取专业理论知识的同时体验职业思维方法，培养分析、解决问题的能力和对理论知识的综合应用能力。
以钢桁架、门式刚架、多层钢框架三大案例为载体，开展钢结构课程一体化教学的总体思路如图1所示。由于同一案例往往涉及不同章节甚至不同课程的教学内容，在教学过程中，如何帮助学生理清脉络把握主线、实现课程间的融合衔接是关键。同一案例用在不同课程教学中，其侧重点也是不一样的。原理课程关注的是案例中单一构件、节点在内力已知情况下的截面设计和连接设计；设计课程则侧重于通过案例帮助学生完成整体设计思路的构建；在课程设计和毕业设计实践环节，目的是让学生在参考、模仿案例完成任务的过程中，进一步巩固和强化学习效果，实现对前两门课所学理论知识的综合运用。
（二）案例为主线的教学实践
以案例为主线开展理论教学，每一节课都是一个单独的案例教学活动。由于受学时限制，传统案例教学中很重要的课堂讨论等互动环节很难充分的开展。如何通过合理的课堂设计，把握好理论教学与案例分析的节奏，达到理论知识实现应用转化的最终目标就成为关键。基本思路是：基于案例中呈现的问题，以问题解决为指向完成理论教学。主要过程是：（1）问题铺垫：基于案例背景，结合教学内容引导学生分析需解决的问题（做什么）；（2）理论讲解：针对案例需解决的问题进行基本设计理论知识的讲解（怎么做）；（3）实践应用：帮助学生运用所学理论知识解决案例相关问题（怎么用）。
通过案例构建真实的实践氛围进行基本理论的讲授，以案例阐述理论，最大限度地减轻学生的认知负荷，不仅让学生知道“学什么”，更重要的是知道“学了可以做什么，怎么做”，体验到用所学理论知识解决工程实际问题的成就感，减少了单纯学习理论知识的枯燥感和迷茫感。
（三）教学效果反馈与评价
教学评价是检验教学效果的重要方式之一，是教师进行教学反思的依托。学生是教学活动的参与者和受益者，对教学效果的好与坏最有发言权。根据教学改革拟达成的目标，对学院2010级、2011级土木工程专业学生进行不具名问卷调查，结果如图2所示。
图22010级、2011级土木工程专业调查问卷结果实践证明，通过以案例为主线的钢结构课程一体化教学改革取得良好的教学效果。最大的收获在于，学生在“提出问题”与“寻求解答”的交互中完成了由“被动学习”到“主动学习”的转变，在“案例”与“理论”交叉学习的过程中完成了从基本理论到实际应用的转换。整个教学过程，对于学生而言，不仅仅是单纯理论知识的学习过程，而是一个将零散知识逐渐系统化的过程，更是一个应用能力培养和提升的过程。同时，教师在案例预设、教学实践与反思的过程中也不断成长，实现了教学相长。
钢结构课程设计范文第5篇
关键词：卓越工程师；钢结构；教学改革
国家教育部推出卓越工程师教育培养计划（以下简称卓越计划）[1，2]，旨在通过在试点高校及专业实施卓越计划，摸索建立具有中国特色的工程教育模式。卓越计划将面向社会需求培养人才，第一批（2010年）有61所高校入选，第二批（2011年）有133所高校入选，批准462个本科专业或试点班。土木工程专业方面清华大学等21所高校入选见表1，实施卓越计划是高水平大学办学趋势。
钢结构课程作为土木工程专业的重要专业课之一，不仅课程本身在土木工程课程体系中占有重要地位，钢结构特点以及钢结构行业蓬勃发展态势也使其在卓越计划中占有重要地位。
一、钢结构发展前景及人才需求
钢结构体系具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、加工制作工业化程度高、造型新颖轻盈、施工噪音低、大部分钢材可回收循环利用、符合可持续发展要求等优点。作为钢铁大国我国已经连续十年钢产量居全世界第一，国家政策也从20世纪50年代节约用钢、20世纪80年代合理用钢转变为21世纪提倡用钢。建设部颁布的《国家建筑钢结构产量“十五”计划和2015年发展规划纲要（草案）》提出，“十五”期间，争取年全国建筑钢结构用钢量达到钢材总产量的3%左右，到2015年争取年全国建筑钢结构用钢量达到钢材总产量的6%左右。如果保守估计2015年钢产量为5亿吨，其6%为3000万吨。总之钢结构行业发展会越来越快，该行业的人才需求量也会越来越大。相比钢结构行业的人才需求，国内培养的钢结构专门人才偏少，质量也不高。要想改变我国钢结构应用落后于发达国家的现状，需要培养具有扎实钢结构理论基础，了解国内外钢结构新进展及新技术，能将所学理论知识灵活应用到钢结构设计、施工等相关工作中，创新意识和创新能力较强的具有卓越工程师潜质的毕业生。
二、钢结构教学现状及存在问题
1.教学现状。从我校情况看，土木系本科生钢结构教学分成钢结构原理（专业必修课32学时，其中2学时用于考试）、钢结构设计（专业限选课24学时，其中2学时用于考试）及钢结构课程设计（1.5周实践教学环节）三个教学环节进行，在第三学年第二学期内完成。基于“高等学校土木工程指导性性专业规范”[3]，三个环节的教学侧重点如下：钢结构原理课程要学习钢结构特点及设计方法、钢材性能及选用、钢构件（包括轴拉构件、实腹和格构式轴压构件、梁、拉弯构件、实腹和格构式压弯构件）的强度、稳定及刚度计算及设计，钢结构焊缝连接（分为对接焊缝和角焊缝）和螺栓连接（分为普通螺栓和高强螺栓）的计算及设计、疲劳计算等内容；学生后续有大跨结构和高层结构选修课，加之课时有限，钢结构设计以门式刚架和重工业厂房设计为主；钢结构课程设计大部分学生做钢屋架设计，少部分学生选做门式刚架设计。
2.存在问题。我校钢结构课时偏少，并且目前对钢结构感兴趣，愿意从事钢结构行业的学生不少，掌握好钢结构设计及施工知识对学生就业也非常有利，但是钢结构课程知识点多而杂，公式多，重点的稳定问题学习难度大，加之学生材力和结力的学习基础不扎实，虽然采用多媒体教学手段，但因课时所限，授课时往往还是无奈停留在学生对构件及连接能够正确验算校核层次，很难引导帮助学生提升到对构件及连接进行优化设计和合理构造处理，乃至具备实际钢结构工程设计能力。同时对国内外钢结构设计规范的比较介绍不够，对钢结构新理论、新材料、新结构、新技术介绍也不足。依据“卓越计划”人才培养的要求，从钢结构的授课内容及授课效果分析，钢结构教学主要存在以下问题：①钢结构原理、钢结构设计、钢结构实践环节课程大纲面向卓越工程师计划的针对性不强；②教学内容对国内外钢结构发展、新理论、新材料、新结构、新技术吸收不及时；③钢结构课程设计和毕业设计的工程实际针对性不强；④未能充分调动学生学习兴趣及热情；⑤未做到因材施教；⑥学生力学基础差对钢结构学习产生畏难心理。
三、钢结构课程改革思路
应用创新人才培养应是以知识学习为载体，着力系统培养学生知识迁移能力及创新能力。分析钢结构教学存在的问题，可以从以下几个方面进行教改尝试[4-6]。
1.教学准备及实施中注重创新能力培养。首先依据“卓越计划”，结合现代钢结构材料、构件、体系及设计方面的最新发展，制定2012级本科专业教学计划和相应课程大纲，并科学划分及衔接本科与研究生的钢结构课程内容。其次按照新修订的《钢结构设计规范》（预计2012出版）编写本科生教材钢结构教材，教材要体现新规范、新理论、新材料、新体系、新技术，力求具有循序渐进、通俗易懂、叙述详细、例题多且贴合实际，便于自学，逻辑清晰等特点。最后将教学模式从讲授式逐步转化为探讨式，精练教学内容同时，采用现代化教学手段提高教学效率，以讨论式学习钢结构重点难点问题，启发学生深入思考及掌握钢结构理论知识及设计方法，引入实际工程设计讨论，培养学生创新思维。
2.激发学习兴趣，力求因材施教。绪论课以钢结构学习动员形式进行。介绍钢结构特点、国内外应用及研究现状、钢结构的前沿课题、钢结构发展前景、钢结构行业状况及国内外重大钢结构工程等。通过钢结构学习动员开阔学生视野，激发学生学习钢结构的兴趣。课间尝试引入上海交大刘西拉教授采用的“带领学生玩搭建结构的游戏”模式[7]，活跃教学气氛，培养学生对课程学习的兴趣。课间及课后组织学生观看钢结构工程录像。教学中采用的华南理工大学王湛老师研发的《钢结构多媒体教学系统》动画及工程录像，很受学生欢迎。所以订购或制作钢构件、紧固件、焊接件、小型钢结构体系及连接的教学模型，并鼓励学生参与到模型制作中，使学生有直觉感官认识的同时，培养动手能力很必要。鼓励并指导学有余力的学生阅读钢结构课外书籍及科研文献，撰写读书报告；鼓励对设计感兴趣的学生利用课余时间学习STS，3D3S，MST，ETABS等钢结构设计软件，为做毕业设计及适应毕业后从事钢结构设计工作做准备；鼓励对科研感兴趣的学生参与任课老师的科研课题，进行钢结构方面的研究或试验工作。
3.加强实际工程训练。积极与钢结构设计、施工及研究单位建立合作关系，联系校外实习基地。毕业设计环节及假期让部分学生到校外实习基地参与实际钢结构工程的设计或施工。钢结构课程设计和毕业设计题目逐步改进为实际工程设计题目。
4.与其他课任课老师沟通。与前续课程材料力学、结构力学等的任课老师进行交流沟通，帮助和要求学生在力学课学习阶段对钢结构所需的力学知识点扎实掌握，尽量减少学生由此产生的对钢结构学习的困难，有利于节省用于复习力学知识点的钢结构课上学时；与后续课大跨结构、高层结构、结构抗震设计等课程的任课老师沟通，保证学生钢结构知识的系统性；与认识实习和生产实习老师沟通协商，认识实习协助安排所有学生到钢结构工地参观学习，生产实习安排部分学生到钢结构校外实习基地实习。
我国要从钢铁大国转变为钢铁强国及至钢结构强国，培养出一大批高素质应用创新型钢结构专门人才是当务之急。以实施卓越计划为契机，修订钢结构系列课程教学大纲，编写实用型现代钢结构教材，精练教学内容，采用现代化教学手段及多种教学方法想方设法调动学生学习钢结构热情和创新意识，吸引优秀学生到钢结构产业中去，利用校企联合培养方式即钢结构实习基地培养学生钢结构实践能力，培养出卓越计划要求的未来卓越工程师的后备军。
参考文献：
[1]教育部.卓越工程师教育培养计划[Z].2010-06.
[2]教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].2011-01.
[3]高等学校土木工程指导委员会.高等学校土木工程指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[4]郭小农，罗永锋，蒋首超，王伟.钢结构稳定研究[J].高等建筑教育，2011，（12）：46-48.
