“水工钢结构”课程教学方法探讨

“水工钢结构”课程教学方法探讨

摘要：“水工钢结构”是水利水电工程专业的主干课程之一，在水工建筑结构中占有重要地位，但从长期的教学实践及教学效果来看，还存在一些急需解决的问题。根据“钢结构”课程的现状及存在的问题，本文对“水工钢结构”课程的教学体会进行了探讨，提出了“水工钢结构”课程教学的几条建议，使学生用有限的学时掌握更多的知识，促进“水工钢结构”课程教学的改进，从而为提高水工钢结构教学提供良好的方法与途径。

关键词：水利工程；钢结构；教学方法；教学质量

水工钢结构是水利水电工程专业的主要专业课程之一，是一门理论性及实践性都较强的专业技术课程。本课程的主要任务和基本要求是：学生通过本课程的学习，掌握水工钢结构的基本理论及基本设计方法，应能正确应用规范进行钢结构基本构件的设计，并具有初步分析和解决一般水工钢结构实际工程技术问题的能力‘¨。由于钢结构建筑近些年才逐步发展起来，现有专业人员对此接触不多，普遍不熟悉，真正能适应工程建设需要的太少，为了水利水电工程专业的学生增长钢结构方面的知识，扩充视野，老师必须对教学内容及教学方法进行改革，以真正适应钢结构形势发展的需要。本文以湖南农业大学水利水电工程专业“水工钢结构”课程教学为研究对象，结合该课程教学中存在的问题，就如何改进教学方法，提高教学效果和教学质量进行探讨。

一水工钢结构课程现状及存在问题

水工钢结构课程的主要内容包括：概述部分、钢结构的材料及计算方法、钢结构的连接、钢结构基本构件（受弯构件、受压构件、钢桁架等）的设计原理和方法，最后就是各种类型钢闸门（包括平面、弧形、人字钢闸门等）的设计与计算。要求学生通过学习，掌握基本理论、基本概念、钢结构连接和基本构件的设计计算，掌握水工各种类型钢闸门的构造与设计计算方法，能从事建筑和水利工程一般钢结构建筑的施工、制造和简单的钢结构设计等。从课堂教学效果和学生反馈的信息来看，该课程在教学过程中还存在以下几个方面的问题。

（一）学生对课程的认识程度不够

目前，钢结构建筑在实际工程的应用中没有钢筋混凝土结构普遍，还没有普遍应用于房屋建筑、水利工程建筑中，现在一般还仅仅局限应用于单层工业厂房、一些大跨度桥梁、刚架结构、大型水利枢纽工程以及高层及超高层建筑中，特别是学生毕业后遇到钢结构设计与施工的机会很少，使得学生对该门课程的认识度降低许多。尤其是有些学生还产生这样的误区，认为钢筋混凝土课程才是最重要的专业基础和主干课程，也只要把钢筋混凝土课程学好就完全可以，至于钢结构课程就无关紧要了。

（二）学生的力学基础比较薄弱

水工钢结构课程对于水利水电工程专业的学生来说，确实是一门

专业主干课程比较难学的课程，由于课程与力学课程（材料力学、结构力学）联系紧密，这就要求学生要有扎实的力学与数学基础知识，也要有丰富的空间想象能力，同时也要求学生有过硬的绘图制图能力。在课堂教学中，学生能够跟随任课教师对本课程教学内容很容易理解，思路也很清晰，但课后做作业时感觉无从下手。就钢结构课程特点来说，其计算公式和计算方法都比较简单，只要能将相关参数代人公式就能计算，但这些参数与力学基础密切相关，如力学计算简图、内力、截面几何特征等，钢结构的设计计算是以这些力学参数的计算为前提，若一个算错，后面的计算就不可能正确。另外，学生在空间想象力方面也较差，如钢柱、拉压杆件的平面外稳定验算中，对有侧向支撑杆件的平面外计算长度的取值就较难理解，对屋架结构、水工钢闸门门叶结构的设计计算，其空间想象力就更差。

（三）教师教学方法滞后

水工钢结构课程，内容大都枯燥乏味，缺乏具体的教学模型和实例，在现实生活中也见之不多，加之以往传统的教学方法主要以“满堂灌”的方式为主，学生多是上课不用心听讲，课后盲目的看书做作业，没有针对性、也没有目的性的学习，教师在课堂教学上多为一个人在黑板前单一地讲解，虽然也穿插提出几个小问题由学生作答，但师生互动非常少，课堂气氛不够活跃，也很难调动学生学习的积极性和主动性，这样就形成了老师难讲、学生难学、难跟上教学进度的恶性循环。

二水工钢结构课程教学改革

对于水利水电工程专业的学生来说，学习钢结构课程难度大，任务重，笔者总结了该门课程教学过程中的一些经验，供参考借鉴，并希望提出指导建议。

（一）制定合理教学计划，调整教学内容

要提高教学质量首先要熟悉培养目标的要求，制定合理的教学计划，必须选用一本内容丰富、思路清晰、讲解透彻、例题适当的精品教材，熟悉教材，认真研究和编写教学大纲。制定教学计划和编写教学大纲，必须参阅大量的文献资料，精读教材，把教学学时数与课程内容结合起来，既要注意理论知识够用，又要兼顾针对性、实用性原则。同时，教学计划要较好地协调理论讲授、作业批改、实践操作、课程设计间的关系，要求在进行理论课教学时要以教学大纲为依据，重点讲清钢结构的基本概念，基本公式，重点突出，删去那些繁琐的公式推导和过多的文字叙述，并且在教学计划的实施过程中，要根据学生反馈的信息和教学的实际需要及时调整授课内容，因地制宜地保证教学计划的科学性、实用性、连续性和指导性。

（二）教学要具有针对性，简化公式推导

目前钢结构教材中包含有大量的计算公式及其推导过程，学生拿到教材就有种难学犯困想打瞌睡的感觉，在学习过程中发现教材中的例题和习题计算都比较复杂繁琐，更加深了对钢结构课程难学畏惧的

程度。因此，笔者对教材中大量的计算公式只推导比较基础的和显而易见的，对于复杂的公式或经验公式只做课后答疑、习题讲解进行扩充，有针对性地讲解课程基本内容和重点难点，更多的在课后进行师生探讨交流进行。在水工钢闸门的设计计算中，笔者只重点讲述平面钢闸门的设计计算，而且只讲述了平面钢闸门的设计原则及计算方法，对于具体的公式推导就淡化，以使学生清楚地认识钢闸门设计中的重点和难点内容。

（三）采用现代教学手段，强化定性分析

教学方法不能千篇一律，讲授的方法不能贯穿教学的始终，不同的课程内容应该采取不同的教学方法。比如，在讲完钢结构连接的基本内容后，我们增加一节综合讨论课，结合工程实际粱柱刚性连接节点，让学生观看实际工程的节点连接，然后分组讨论，自行设计节点连接，并给予合理的指导建议。采用这种教学方法，增强学生主动学习，加强学生理论知识在生产实际中的运用。改进教学手段的运用也是钢结构教学中不可缺少的一个环节，钢结构课程与工程实际结合紧密，而通过现场观看各种类型的工程实例和由图纸联想到实际工程结构都非常困难，但是笔者通过电教化教学，采用多媒体课件的制作，加入动画、图片和学科前沿知识，强化定性分析，把教材中大量的知识转化成具体的活生生的例子，把课本中抽象的知识与工程实际，直观地展现给学生。这样既可以开阔学生的视野，弥补现场教学的不足，又能发挥学生的主观能动性，增强学习兴趣，提高理解能力。