水工鋼結構一體化教學研究

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇水工鋼結構一體化教學研究，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

1概述

截止到2014年我國工程教育人才培養規模位居世界第一，但在滿足業界需求，與國際工程教育接軌等方面仍存在較大差距。因此，許多從事工程教育實踐的專家指出，推行以學生為中心的自主式、項目訓練式的工程教育教學模式，是解決我國工程教育問題的有效路徑。為此，現代工程教育課程模式發生了深刻變革，興起了諸多新型課程模式，如PjBL，CDIO，OBE等［1，2］。2015年合肥工業大學依據CDIO工程教育課程模式和工程教育認證的要求，構建了以能力為導向、“培養目標—教學過程—質量提升”三位一體、可檢測可控制的閉環教學體系，進行了創新人才培養模式的改革，以實現人才培養質量的提高［3-5］。作為一名從事水利工程教育工作的專業課教師，如何對所講授的專業課程進行課程體系改革，具體貫徹、實施能力導向一體化的教學指導方針，推行能力為本、實踐驅動的課程運作模式，培養學生創新能力、工程實踐能力，是目前迫切需要解決的問題。

2目前水工鋼結構課程存在的問題

水工鋼結構課程是水利水電工程專業主要的專業課程之一，包括課程教學和課程設計兩部分，其主要任務和基本要求是:學生通過本課程的學習，掌握水工鋼結構的基本理論及基本設計方法，應能正確應用規范進行鋼結構基本構件的設計，并具有初步分析和解決一般水工鋼結構實際工程技術問題的能力。由此可見，水工鋼結構是一門理論性及實踐性都較強的專業技術課程。目前，我校水工鋼結構課程教學一般安排在第6學期的1周～6周，只有24學時，比國內大部分水利高校的32學時少1/4，在臨近學期末時再進行1周的水工鋼閘門課程設計。存在著知識點多但理論課時少，工程實踐性強但實踐學時不足的矛盾。此外，由于課程教學與課程設計間隔時間較長，形成了理論學習在前，實踐訓練在后，理論與實踐的間隔式劃分界限分明，結果造成理論知識學習與實踐能力訓練的人為隔離，直接導致學生知識與能力的嚴重分離問題。而從學生角度來說，也存在著對課程重要性的認識程度不夠，力學基礎比較薄弱，空間想象力差等內在因素，形成了老師難講、學生難學的不利局面，難以適應工程界對工程實踐創新人才的要求［6，7］。

3“水工鋼結構”理論與實踐一體化教學改革設想

本文基于能力導向一體化的教學指導方針，針對水工鋼結構教學中存在的理論與實踐客觀分離的問題，從水工鋼結構教學過程著手，將理論教學和實踐環節作為一個整體來考慮，實行理論與實踐一體化教學模式，以提高學生的創新能力和工程實踐能力。

3．1理論與實踐一體化教學模式

鑒于水工鋼結構課程理論學時和實踐學時均較少，而在現有學分制條件下不可能增加學時，課程教學與課程設計分離的現狀，推行“做中學”的教學模式，進行理論與實踐的一體化教學。實際工程是工科類課程教學最具有活力的資源。在理論教學過程中，將實際工程引入課堂，可以激發學生的學習興趣，特別是學生自己參與的實際工程，更能幫助其將理論知識和實際工程緊密聯系起來，改善學習效果。在理論課程開始之前，結合實際工程或科研項目，根據多樣化和一人一題的原則，擬定出每位同學的課程設計題目。在講解完鋼結構構件之后，講授平面鋼閘門理論知識之前，將課程設計任務書和水工鋼閘門的參考工程圖紙提前發給學生。讓學生利用課余時間，參照圖紙提前預習鋼閘門結構體系布置方面的內容，畫出結構布置草圖;講完次梁、主梁等各個構件設計方法后，學生根據自己的結構布置圖進行設計計算。當理論教學結束后，學生就完成了一個實際水工鋼閘門的設計過程。這種方法不但能使學生熟悉鋼結構的整個設計過程，還發揮了學生的主觀能動性，通過自己動手設計計算，使理論和實踐有機結合起來，并且把學生課余時間充分利用，彌補了理論和實踐教學課時量均少的問題。

3．2教學內容優化

作為一門結構設計類專業課程，必須與國家現行設計及施工規范、規程密切聯系。目前，最新版SL74—2013水利水電工程鋼閘門設計規范已正式實施，但是國內現有的“水工鋼結構”教材普遍依據SL74—95水利水電工程鋼閘門設計規范和GB50017—2003鋼結構設計規范來編寫，知識的更新相對比較滯后，并且個別教材的內容存在不少錯誤之處。而且，學生將大部分時間都花費在理論學習上，忽視相關規范的學習，會造成理論與實踐的脫節。因此，依據最新規范，將水利水電工程及相關領域新技術、新成果納入課堂教學，對教學內容進行適時更新和優化是非常有必要的。此外，引導學生熟悉ANSYS，Midas等結構設計軟件，通過軟件的實際操作，提高學生的學習興趣與積極性。

3．3教學方式方法改革

圖形(圖像)能夠簡明、形象地表現鋼結構構件的受力、連接形式，特別是能夠對鋼結構空間體系進行實景再現［8］。因此，在理論教學過程中除了采用圖片和錄像之外，結合3DMAX，Auto-CAD等三維建模技術和ANSYS等結構分析軟件，制作利于展示的三維模型、動畫視頻以及實際工程的結構分析案例，讓鋼結構的結構體系更直觀地展現在學生面前，提高學生的感官認識、空間想象能力，進而提高學習興趣。在實踐教學階段，大部分學生均已完成水工鋼閘門的初步設計方案。此時，先抽查學生匯報其設計計算結果，指出其設計方案和圖紙表達中存在的問題;然后通過分組討論的方式，引導學生查閱設計手冊、規范和相關文獻資料去解決設計過程中遇到的問題，提高其解決實際工程的能力。同時，鼓勵有能力的學生使用ANSYS，Midas等結構設計軟件進行數值模擬或EXCEL，VB，C++或Matlab軟件編制小型程序計算，將數值計算結果和傳統手算結果進行對比分析，使學生能更深入理解這兩種算法的區別;將三維投影圖和傳統三視圖進行比較，找出自己圖紙制作中存在的不足。通過問題討論、計算結果和圖形對比分析的方式，可以增強學生對鋼結構理論知識的理解和掌握，以形成初步的設計經驗，并提高學生圖紙表達能力。

3．4學生成績評價機制改革

在學生成績評價機制方面，改變傳統教學法中通過書面考試進行理論知識點考核來反映學生學習情況的現狀，增加與實踐相關的考核內容，從理論知識掌握程度、平時學習態度(包括出勤、課堂討論表現)、工程實踐能力(包括查找文獻資料、熟練運用軟件或編制程序、圖紙表達等能力)等多個方面進行學生學習成績的綜合評價，合理考慮各部分成績的權重，建立全面、科學的學生成績評價機制，引導學生注重實踐創新能力的培養，提高人才培養質量。

4結語

在能力導向一體化教學體系下，如何通過水工鋼結構課程體系的改革，實現培養學生創新實踐能力的教學目標，是這門課任課教師一直探討的問題。本文針對水工鋼結構教學中存在的理論與實踐客觀分離的現象，提出了“水工鋼結構”理論與實踐一體化的教學模式改革設想。相信通過后續的實施、反饋與優化，能夠逐步提高學生的學習興趣和學習效果。

參考文獻:

［1］李敏艷，唐鴻儒，李生權，等．基于CDIO+PBL模式的計算機控制技術的實踐與創新［J］．高教學刊，2018(22):35-37．

［2］戴素娟，李亞楠，王來，等．基于CDIO的“鋼結構”課程設計改革與探討［J］．中國電力教育，2011(1):95-96．

［3］黃銘．專業認證體系下水利水電工程人才培養模式研究［J］．高等建筑教育，2017(4):14-17．

［4］徐翹，童子林．水力學能力導向的一體化教學方式探討［J］．山西建筑，2016，42(32):249-250．

［5］蘇饋足，胡真虎，王偉，等．能力導向一體化教學體系下水資源利用與保護課程教學改革探索［J］．教育教學論壇，2016(31):94-95．

［6］鄭健，王燕．“翻轉課堂”在水利水電工程專業課程中的實證與分析———談“水工鋼結構”課程的課堂吸引［J］．吉林省教育學院學報，2017，33(3):61-64．

［7］姚惠芹，彭朝福．水工鋼結構課程設計教學的實踐與思考［J］．中國電力教育，2011(22):101-102．

［8］魏松，王慧，周安．圖形記憶法在鋼筋混凝土結構基本原理課程教學中應用探討［J］．教育教學論壇，2014(52):170-171．

作者:陳菊香 黃銘 魏松 朱亞林 單位:合肥工業大學土木與水利工程學院