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土木工程專(zhuān)業(yè)鋼結構課程設計初探論文
作為鋼結構課程實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節，鋼結構課程設計是土木工程專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)必修課，是根據土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)計劃要求，在教師指導下進(jìn)行的階段性專(zhuān)業(yè)技術(shù)訓練，是對前期所學(xué)習理論教學(xué)效果的一次檢驗。它要求學(xué)生應具有較系統的前期課程基礎知識，如高等數學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結構力學(xué)、建筑材料、鋼結構原理、鋼結構設計及建筑制圖等，其主要任務(wù)是幫助學(xué)生深化課堂所學(xué)的設計理論和知識，培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，運用科學(xué)的研究方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，鍛煉制圖能力，了解現行設計規范、標準及使用方法，使學(xué)生掌握鋼結構的設計方法，并能根據其設計結果繪制施工圖。
一、構建課程設計質(zhì)量監控體系的必要性
隨著(zhù)中國鋼產(chǎn)量的不斷提高，用鋼量已不再是制約鋼結構發(fā)展的主要因素，建筑鋼結構由于其材料性能優(yōu)良，制作安裝工業(yè)化程度高以及結構形式新穎靈巧，受到了越來(lái)越廣泛的應用。隨之而來(lái)，鋼結構人才短缺日漸凸顯，企業(yè)急需大批鋼結構設計和施工的專(zhuān)門(mén)人才。鋼結構課程設計是對學(xué)生的一次較為全面的設計訓練，是鋼結構原理和鋼結構設計課程后一個(gè)重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節，也是培養學(xué)生鋼結構設計能力的基礎性教學(xué)環(huán)節。它是課程基本概念、基本理論等內容的延伸，也是對所學(xué)知識的一次綜合運用，將為畢業(yè)設計以及工作以后的鋼結構工程設計奠定堅實(shí)的基礎。但是，長(cháng)期以來(lái)大部分高校形成了重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式，各高校實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量監控相對薄弱。就學(xué)生而言，受傳統教學(xué)模式的影響，普遍重視基本理論的學(xué)習，忽視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節在教學(xué)活動(dòng)中的重要地位。一方面大學(xué)生習慣于傳統的“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)模式，而對于以學(xué)生為主的課程設計環(huán)節，自主學(xué)習的積極性不高，主動(dòng)性不強，探索鉆研和創(chuàng )新實(shí)踐能力不足;另一方面，大學(xué)生迫于就業(yè)壓力，學(xué)習動(dòng)機功利化，熱衷于考取各種資格證，從而忽視了對專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習，特別是相對自由的設計環(huán)節，如果缺乏規范的實(shí)踐教學(xué)規章制度或者監控體系，設計時(shí)間、設計進(jìn)度和設計質(zhì)量難以保證。因此，如何構建切實(shí)可行的課程設計質(zhì)量監控體系，充分調動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，保證課程設計質(zhì)量并且督促學(xué)生按時(shí)獨立認真完成課程設計，是一項緊迫而必要的工作，也是鋼結構實(shí)踐教學(xué)改革需要不斷研究和探討的課題。
二、課程設計質(zhì)量監控體系的構建
筆者根據多年的教學(xué)經(jīng)驗，并結合山東科技大學(xué)鋼結構省級精品課程建設工作，在鋼結構課程設計質(zhì)量監控方面進(jìn)行了一系列改革實(shí)踐，并取得了較理想的效果。
(一)設計題目多樣化
在2006級以前，學(xué)校鋼結課程設計通常做法是進(jìn)行鋼屋架設計，設計題目單一。隨著(zhù)計算機的普及，課程設計繪圖也由原來(lái)的手工繪圖變成了計算機CAD繪圖，這就不可避免地導致前一屆學(xué)生存儲的設計資料流入到下一屆學(xué)生的手中，出現跨級抄襲或者拷貝的現象。為此，課題組集中編寫(xiě)了三個(gè)題目的課程設計任務(wù)書(shū)，包括鋼屋架設計、工作平臺設計、門(mén)式剛架設計。自2006級以來(lái)，三套課程設計任務(wù)書(shū)輪流使用，并根據設計過(guò)程跟蹤指導情況適時(shí)對設計內容進(jìn)行添加或者修改，有效避免了跨年級拷貝現象。
(二)設計方案多樣化
對于同一個(gè)課程設計題目，在編寫(xiě)任務(wù)書(shū)時(shí)，在教學(xué)要求完全一致的基礎上，給出多組設計條件和設計參數供選擇，盡量做到不同的學(xué)生完成不同的設計方案。以鋼屋架設計為例，通過(guò)給出廠(chǎng)房的跨度、屋面情況、積灰荷載、屋架坡度及鋼號等多組參數組合，保證每個(gè)學(xué)生選用不同的方案，具體安排見(jiàn)表1。例如:三班的25號學(xué)生，其相應的設計參數為24m跨度，上人屋面積灰荷載為0，屋架坡度為1/12，選用Q235的鋼材。這樣，不同的學(xué)生選擇不同的設計內容，從源頭上杜絕了課程設計抄襲或雷同現象的發(fā)生，從而能夠更好地促使學(xué)生獨立地完成課程設計，達到預期的訓練目的［1］。
(三)加強設計過(guò)程的管理和指導
下達設計任務(wù)書(shū)的同時(shí)，下發(fā)課程設計指導書(shū)，詳細說(shuō)明要完成的具體內容，設計圖紙的要求以及設計計算書(shū)的內容。另外，為了便于指導教師跟蹤指導和檢查，設計指導書(shū)中還要給出設計內容的時(shí)間安排。鋼屋架設計時(shí)間具體安排見(jiàn)表2。課程設計集中在兩周內完成，由于課程設計是在課程結束若干天以后的期末進(jìn)行，學(xué)生表現比較松散，指導教師要隨時(shí)檢查學(xué)生整體的進(jìn)展情況及每個(gè)人的完成情況［2］。指導教師要對學(xué)生進(jìn)行過(guò)程跟蹤指導，并分三次進(jìn)行集中檢查和指導答疑。第一次安排在內力計算及內力組合完成以后，主要檢查結構的布置是否合理，荷載及內力的計算是否正確。第二次安排在構件和節點(diǎn)設計完成以后，主要檢查構件設計是否合理，驗算過(guò)程是否完整，計算是否正確，節點(diǎn)設計是否合理。第三次安排在屋架施工圖繪制完成以后，主要檢查圖面布局是否合理，尺寸標注是否正確，是否達到施工圖要求等［3］。通過(guò)過(guò)程跟蹤管理和指導，可以更好地了解學(xué)生對知識的掌握程度，以及獨立完成課程設計的能力和質(zhì)量，并以此作為平時(shí)成績(jì)考核的依據。
(四)完善考核辦法
傳統的鋼結構課程設計考核主要以設計成績(jì)?yōu)橹�，適當考慮20%的平時(shí)成績(jì)。設計成績(jì)主要考慮設計圖紙的質(zhì)量和設計計算書(shū)的內容。平時(shí)成績(jì)以考勤為主。這種考核方式往往無(wú)法兼顧到公平和合理性，不能完全體現學(xué)生的主動(dòng)性和獨立工作的能力，也就無(wú)法充分調動(dòng)學(xué)生的積極性。為此，我們改革了課程設計的考核方式，將原來(lái)以設計成果為主的考核方式變成多方面多指標的考核方式，主要從平時(shí)成績(jì)、設計計算書(shū)、施工圖紙和課程設計答辯四個(gè)方面綜合考核，對應到具體每一方面，給出相應的量化評價(jià)指標，見(jiàn)表3［4］。通過(guò)實(shí)施這種多方面多指標的量化成績(jì)評定的教學(xué)改革實(shí)踐，學(xué)生的主動(dòng)性有明顯提高。自2006級實(shí)施改革實(shí)踐以來(lái)，特別是2009、2010、2011三級，完全按照上述課程設計質(zhì)量監控體系進(jìn)行。實(shí)踐證明:設計質(zhì)量較以前有很大提高，設計計算更條理、更完整;從成績(jì)來(lái)看，2009級優(yōu)良率42%，2010級優(yōu)良率52%，2011級優(yōu)良率47%，較過(guò)去的25%～35%有明顯提高;此外，學(xué)生也普遍認同該質(zhì)量監控體系和課程設計實(shí)訓系統，普遍認為為以后的畢業(yè)設計和入職打下了良好的基礎。
三、結語(yǔ)
經(jīng)過(guò)近幾年的課程設計教學(xué)改革的實(shí)踐，我們體會(huì )到在下達任務(wù)時(shí)，設計題目和設計方案要盡量多樣化，從根本上杜絕學(xué)生之間的抄襲現象，鍛煉學(xué)生的獨立工作能力。此外，還要加強實(shí)踐環(huán)節的過(guò)程管理和指導，進(jìn)一步完善考核辦法，充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，保證設計質(zhì)量的真實(shí)、有效。
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