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优化“结构设计原理”课程教学方法探析

2018-09-03周枫桃

西部论丛 2018年8期
关键词:结构设计教学方法

周枫桃

摘 要:本文分析了“结构设计原理”课程在教学过程中存在的主要问题,并提出了具体的教学改革措施:优选相关“结构设计规范”条文,并将其课程教学化;加强对工程构造措施的掌握;建立以培养应用型人才为目标的课程考查体系。

关键词:结构设计 教学方法

引 言

在土木工程专业学习中,结构设计原理课程非常重要,是学生未来从事工程设计、施工计管路等行业所要的基础技术知识。课程注重理实结合,工程概念强,科学理论系统化,

知识涉及面广,新教学理念与方法的不断创新,在此基础上,为社会发展培养更多的优秀人才。

1 专业课程特点分析

1.1内容多,涉及面广。结构设计原理课程的教学内容会涉及到结构力学、材料力学、弹性力学等专业基础学科的相关知识,部分同学的专业基础课程掌握较差,诸如涉及到平面内、平面外构件的空间形态等抽象概念不能理解,对负责截面的力学参数不能够准确的求解,同时对结构中的构件无法与结构力学中的力学模型相联系。

1.2理实结合,提高学生工程素养。从本质上来讲,结构原理是将理论转化为工程实践的一门学科,学生初次接触较强理实知识的课程。实际教学中,学生经常会疑惑为什么解决问题获得不同的结果,因此,学生要明白,在实际工作中,工程影响参数有很多,满足学科设计规范基础上,参数选择的主观与经验性比较强,因而实际教学中,学生要具备一定的工程概念,提高自身工程素养。

1.3经验性强,公式多,符号多。“结构设计原理”课程的最大特点是概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多,概念及公式易混淆。有部分学生过分依赖老师的课堂教学环节,认为只需要做到上课听讲,到期末复习就可学习好这门课程,在平时的教学过程中没有做好复习及预习,课后对书中的概念及知识点没有理解吸收,对公式的来龙去脉弄不清楚,甚至混淆公式中字母的含义,对部分构件的设计过程及设计步骤理不清楚,计算过程中的每一步骤所对应的工程含义不能理解。

2 课程教学中存在的问题

结合在实际教学过程中的体会,“结构设计原理”课程在教学过程中存在如下几个方面的问题 :

首先,课程教学过程中仅注重对基本公式的讲解,关注学生对基本公式的应用,计算结果是否正确等问题,忽略了对结构构造及实际施工过程中的问题,且在课堂教学过程中与《结构设计规范》联系不够密切;其次,在课堂教学过程中只注重对教材中知识点的讲解,与实际工程的联系不够密切,学生不能够很好地将所学的知识与实际工程相结合;最后,目前在考查学生的知识掌握情况时,主要采用的是单一的知识点考查式的考试方法,不利于學生对知识的理解及其工程应用能力的提高。

3 教学方法的改革

3.1端正设计理念,培养学生工程素养

实际教学中,讲解结构设计相关原理知识时,潜意识中,学生觉得所有问题解释都是唯一的,学生能够解答条件严格的问题,但当条件设定不完整时,就会感到茫然。针对这一基本原理知识,学生积极探索与设计结果相一致的唯一与精确性答案。这就要求老师牢固树立正确设计理念。设计,是一种未知到已知的转化过程,其主要包含资料收集、方案对比、计算分析、结果评价及不断修正等。收集资料时,对所用材料属性进行准确估算;对结构方案进行分析,只能分析与其最接近的情况,无法准确获得建筑结构物的外部承载力。所以,设计工作具有一定的创造性与综合型,并非一次可以完成的。

3.2典型工程实例库的建立及其在课程教学中的应用。结合课程教学内容,选取典型的工程实例,直观地将课程内容引入进实际工程中。一方面,深化学生对知识的理解 ;另一方面,提高学生的知识运用意识与能力。以受弯构件为例,首先进行案例教学准备,查阅相关资料,搜集实际工程中典型梁破坏实例及图片,在课堂中展示给学生,并且引导学生思考引起梁破坏的原因,激发学生的学习兴趣,并调动学生学习的积极性。学生进行梁受弯破坏的现场试验或者观看视频,引导学生观察裂缝的开展过程以及梁的破坏过程,在试验结束后,让学生对试验数据进行处理,分析梁的应变片数据及荷载 - 位移曲线。引导学生利用学过的力学知识以及观察的试验现象,分析梁的破坏机理,建立计算简图及正截面破坏的承载力计算公式。结合承载力计算公式及规范中关于梁的构造规定,综合运用计算公式。

3.3授课方式多样化,组织高效课堂

3.3.1多媒体与板书相结合。目前授课多采用多媒体进行,多媒体不仅节约了教师大量的板书时间,而且可以综合利用图片、动画、视频等形式对知识点进行直观展示,这对学习实际工程的详细构造、施工工艺、受力过程等内容更加高效直观,是板书所不能比拟的。但对一些内容如公式推导,则板书更具有优势,在教师板书的间隙中,正好给了学生思考理解的时间,相对多媒体的课件的快速展示和分页展示,板书效果具有显著优势。因此,针对不同的教学内容,宜采用多媒体和板书相结合的方式进行教学

3.3.2充分利用网络资源,调动学生自主学习。目前很多高校引入了 SAKAI、MCCOD 等网络教学平台,这些平台可以提供课程资源共享、在线作业、在线考试、在线讨论、学习记录、以及各类统计等功能,可以为师生提供一个不受时空限制、互动式、协同式、多元的信息化学习环境,使泛在学习、移动学习、个性化学习逐渐成为现实。教师应充分利用好这类网络平台,方便学生在课下的自主学习。

结束语

结构设计原理是一门综合性和实践性很强的专业核心基础课,课程教学内容繁杂,专业性规范性强,知识点既分散而又具备系统的科学理论,与实际工程紧密相关。本文分析了课程教学现状及存在的主要问题,从教学内容统筹、教学方式方法、及考核方法等方面进行了深入探讨,以期对课程的教学和考核提供有益借鉴,以期培养学生端正学习态度、注重学习过程,促进学生独立思考、综合应用知识的能力,为成为一名优秀的结构工程师打下良好的基础。

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