结构设计原理课程教学方法研究

结构设计原理课程教学方法研究

[摘要]结构设计原理课程是土木工程专业的一门主要专业基础课，具有内容多、公式多、实践性强的特点。本文阐述了课程的特点、重点和难点，分析了教学过程中存在的一些问题，结合教学过程中的体会，提出了几种改进方法，应用后表明这些方法对提高教学质量是十分有效的，提高了教学效果，为桥梁工程等后续课程的学习打好基础。

[关键词]设计原理 教学方法 课程特点 应用型

[文献标识码]a

一、引言

结构设计原理课程是交通土建、房屋建筑、隧道与地下工程等土木工程专业一门重要的专业基础课，是进行桥梁工程、路基路面工程等后续课程的基础[1]。何能保证教学质量，如何激发学生学习兴趣？如何让学生最大限度的做到学以致用？如何在现有的条件下即保证教学的全面性，又能保持自己的特色是摆在我们面前的一个重要课题。本文从课程特点、目前课程教学中存在问题以及我校结构设计原理课程教学改进措施等几个方面做了具体分析。

二、课程特点

①公式复杂，半经验半理论公式多，符号多，和规范结合紧密。该课程与工程实际联系紧密，到目前为止还未建立起完善的强度和变形理论，有关混凝土的强度和变形规律很大程度上依赖于实验条

件，每个公式都有其适用范围和条件，离开了范围和条件则公式就不能应用[3]；

②构造要求多。构造要求的内容非常重要，而往往又容易忽视。构造要求是规范中规定的强制要求，必须要满足，否则设计就不符合要求。比如箍筋间距在支座中心向跨中方向一倍梁高范围内，箍筋的间距不能大于100mm；

③设计的综合性。本课程的特点是设计的多方案性，答案往往不唯一，而且设计工作也往往不是一次就能成功的，这和我们传统的三大力学的学习方式是不同的，因此应加强综合分析问题的能力[4]；

④应用性和实践性强。很多设计源于工程实际，又应用于工程实际，不能脱离实际工程而单独存在，很多半经验半理论公式都是结合工程实际和实验情况确定的，理论结合实际工程才能取得理想的学习效果，脱离实际工程应用的课程学习方法是不会取得良好效果的。

三、该课程教学过程中存在的较普遍问题

①课时紧张。根据教育部最新要求，本科生培养方案总学分要控制在180学分以内，大部分专业课程学时均有不同程度压缩，我校结构设计原理课程也由56学时减为48学时，在学时紧张的情况下教学内容又多，保证教学质量就比较困难；

②学生学习过程中死记硬背，学习规范条文，不理解，即便顺

利通过考试，但对内容的理解还是停留在表面。比如受弯构件其纵向受力钢筋的间距不能小于钢筋的直径，且不能小于30mm。只有我们理解了施工工艺和耐久性要求，理解了混凝土的中石子的最大粒径限制我们才能真正明白这一构造要求的原因。

③缺乏与工程实际结合。课堂授课大多是灌输式理论教学，虽然借用多媒体可以帮助学生理解，但毕竟还是停留在表面，没有工作经验没接触过工程实践的本科生学习有一定难度，因此如何与工程实际结合是该课程教学学习中的一大任务。

四、我校结构设计原理课程教学改进措施

我校土木工程专业虽历史不长，但发展迅速。2010年评为国家特色专业，以轨道交通和隧道地下工程为特色，因此结构设计原理课程在讲授过程中力求突出轨道交通特色，强调实践性和应用性。

（一）理论教学

要想取得良好的学习效果，首先必须从思想上要重视。结构力学和材料力学是学习结构设计原理课程的基础，而结构设计原理又是学习桥梁工程等课程的前提条件，是土木工程专业课程体系的枢纽，而且工作以后该课程应用范围极其广泛。让学生充分理解课程的重要性，激发学生学习热情。

采用多媒体视频和黑板结合授课方式。多媒体信息量大，但学生完全掌握存在一定困难；板书利于学生理解接受但信息量少且缺少形象直观。这样才能取得更好的教学效果。并且授课过程中启发

式讨论式教学，使学生融入到授课过程中，改变授课中教师唱独角戏、满堂灌的方式。

对于部分内容采用讲座式或专题讨论。比如针对“预应力钢筋混凝土结构的发展前景”这个专题可以展开讨论，针对“钢结构能否全面取代混凝土结构”可以开展辩论，让学生查资料，发挥他们的学习主动性和探索性。而且结合毕业后部分学生考取一级注册结构师，授课过程中要讲解其考试特点，结合考试真题讲解在课程学习中如何准备将来的执业注册考试。

（二）加强实践环节训练，发挥实践教学基地作用

严格把关，保证课程设计质量。课程设计一人一个题目，防止抄袭，严控答辩环节，3名教师组成答辩小组。对于抄袭学生一律按不及格处理。

鼓励学生积极参与与课程相关的各种大赛，比如大连市和辽宁省结构设计大赛，我校每年也组织类似的结构大赛，每一届学生我们都会鼓励学生积极参加，由于用到了结构设计原理课程的很多知识，激发了学生的学习兴趣和潜能，取得了良好的教学效果。

最大限度发挥实践教学基地作用。近年来，我校土木工程专业同行业内二十多家相关单位签订了实践教学基地协议，比如勘察设计单位和大连市政设计院、检测单位同辽宁省水工勘察设计院、施工单位同中铁九局中铁十三局、监理单位同大连天意工程监理有限公司、工程造价咨询同华东工程咨询有限公司等单位建立了良好的

合作关系，请合作单位技术负责人给学生做报告，针对授课内容需要，有些章节比如钢筋构造、千斤顶和预应力张拉等学习内容，如果安排到实践教学基地进行现场教学，学生对千斤顶的构造一目了然，对张拉过程及注意事项印象也深刻，取得了非常好效果。

（三）考试改革

试题内容改革。由于我校培养人才定位是培养有较扎实理论基础的应用型人才，故试题内容应该体现出考核应用能力，对于那些应用性不强的复杂公式不列入考试范围，只需学生了解即可。比如预应力部分实际工程中应用广泛的一道考题：常用的单股预应力钢绞线￠j15，其标准强度是1860mpa，张拉控制力为75%fpk，求其实际的张拉吨位是（ ）吨。此题关键考点是规范规定预应力钢绞线￠j15单根面积是140mm2，如果按直径15mm求出面积176.7mm2就错了这是因为该钢绞线是由7根￠5的组成，各根细钢绞线之间有缝隙，所以面积达不到按直径15mm求出的面积。而且将和学生毕业后要考的一级注册结构工程师题型纳入试题类型范围。

考试方式多元化。结构设计原理课程公式多且复杂，要想记住有一定难度，有些公式也没必要必须记住，而且一级注册结构工程师考试也是开卷考试，考核重点是会应用公式解决实际问题而不是单纯记忆，故考试方式不一定是闭卷，可根据实际情况采用有限开卷，一页开卷等形式，考核方式更加注重其解决问题的实际应用能力。成绩评定要加大平时考核和实践环节成绩的比重。将平时出勤、

课堂提问、课后作业、专题讨论等计入一定比例纳入总成绩评定范围。

五、结束语

虽然近几年结构设计原理课程教学取得了不错的效果，但在某些方面还需继续深入研究，比如：平时考核和实践环节成绩如何保证合理和公平？实践教学过程中针对不同施工工地如何确保学生安全？学生扩招后有限教学资源如何保证教学质量？这些问题需要我们广大授课教师一起努力研究探索，以期取得更好的教学效果。紧密结合学校国家特色专业和我校轨道交通特色，努力培养出更多的有扎实理论基础的应用型创新型高素质本科毕业生。

[参考文献]

[1]樊燚琴. 论应用型人才培养中的专业理论课教学[j].职教探索与研究， 2007，（04）：79-80；

[2]钟志彬. 基于应用型人才培养的结构设计原理学习方法探讨[j].企业技术开发，2010，（13） ：33-35；

[3]邵永健. 混凝土结构设计原理课程绪论教学内容的探索[j].高等建筑教育， 2003，（03）：11-13；

[4]任凤鸣，袁兵等.混凝土结构设计课程的教学方法探讨[j].广东工业大学学报（社会科学版），2006，（10）：47-48；

（作者单位：大连交通大学土木与安全工程学院 辽宁省大连市）