工程结构设计原理精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇工程结构设计原理，期待它们能激发您的灵感。

篇1

实验教学方法及考核方式等方面

对工程结构设计原理实验课程教学进行了改革，以提高工程结构设计原理实验教学水平，激发学生兴趣，培养学生的创新能力和科学素养。

关键词：工程结构设计原理；实验；教学；改革

中图分类号：G642423；TU3-4 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）05011104

工程结构设计原理是土木工程专业的重要专业基础课，是一门理论性、经验性和实践性很强的课程。它的概念原理及理论发展很多都是建立在实验基础之上，因此，工程结构设计原理实验是工程结构设计原理教学的一个重要组成部分。实验教学在激发学生的创新意识，拓展学生的创新思维，增长学生的创新技能，培养学生的创新品格等方面的作用是其他任何教学形式所不能替代的[1-5]。通过做实验，不仅能够加深学生对工程结构设计基本原理的理解，让学生对建筑工程结构的受力过程及破坏形态有更加直观的认识，而且还能提高学生的实践动手能力，培养学生对土木工程专业的兴趣及研究热情[6-7]。

笔者结合学校工程结构设计原理实验教学的现状及存在的问题，对工程结构设计原理的实验教学方法、实验考核方式进行改革探讨，使学生更好地了解、掌握和运用工程结构设计原理知识解决实际工程问题，培养学生的工程意识和科研素养，为今后从事土木工程领域的技术工作或科学研究打下坚实基础。

一、工程结构设计原理实验教学现状

学校工程结构设计原理实验经过2008年的教学改革，已独立于工程结构设计原理课程成为土木工程基础实验课程的一个重要组成部分。该实验课总共10学时，包括钢筋混凝土超筋梁和少筋梁的正截面受弯性能试验、钢筋混凝土梁斜截面斜压和斜拉破坏试验等4个演示试验及钢筋混凝土适筋梁正截面受弯性能试验、钢筋混凝土梁斜截面抗剪性能试验、钢筋混凝土柱偏心受压性能试验、钢柱轴心受压失稳试验及砖砌体受压性能试验等5个实际操作试验。以往的实验教学步骤大致

为：（1）实验指导教师在每学期初与理论课授课教师根据授

课进度及时间，确定每项实验的具体安排；（2）实验指导教师将实验指导书及实验报告分发给学生，学生根据要求在每项实验前先进行预习；（3）实验指导教师准备实验试件；（4）学生分组完成实验，教师巡回指导；（5）学生撰写并提交各自的实验报告；（6）实验指导教师根据学生的实验操作情况及实验报告完成情况给出成绩。以上模式经过多年的实践，虽然培养了学生的基本实验技能，但仍然存在以下问题。

（一）实验前预习准备不够充分

虽然每学期初，实验指导教师将实验指导书及实验报告发给学生，并多次提醒要课前预习，但由于缺乏有效的考核机制，很多学生未预习就参加实验。

由于学生缺乏有效的预习，导致实验效果大打折扣，学生未得到应有的实验锻炼。

（二）学生创造性调动不够充分

以往每学期开始，实验指导教师会将标准统一的实验报告交给学生。每位学生在实验完成后，根据实验报告的格式将空白处补充完整，缺乏对学生主观能动性的调动。实验课变成了简单的机械式的重复体力劳动，未能起到理论与实践融会贯通，激发学生学习兴趣的作用。

（三）实验报告存在抄袭现象

由于实验分组进行，抄袭现象难以避免，实验指导教师也无法分辨。

（四）实验报告批改后缺乏交流

以往学生在提交实验报告后，整个实验过程就意味结束。实验指导教师会根据实验报告完成情况登录实验成绩。此时，虽然很多学生的实验报告在实验结果分析中存在很多问题，但是由于此时成绩已定，实验报告也已交学校存档，学生无法知晓实验结果分析中的错误，即使知道了，由于实验成绩已定，也缺乏改正错误的动力。

二、工程结构设计原理实验教学的改革与创新

（一）实验预习环节

针对学生实验预习不充分的问题，主要采取以下措施加以防范。

（1）结合实验中心开放式学生选课系统的建设，在系统里增加了学生的预习考核模块。针对工程结构设计原理实验指导书中的相关内容，实验中心建立了工程结构设计原理实验题库，每位学生在选课前均要在网络上参加实验预习考核，考核随机从题库中抽取10道选择题，学生只有答对8道题以上才有资格进行选课，进入实验时间选择界面。这一举措有效地提高了学生的实验预习效果。

（2）工程结构设计原理实验中的每项实验均为实体构件的破坏实验，因此实验前要求每组学生根据实验指导教师提前提供的试件材料力学性能参数（混凝土立方体抗压强度、钢筋或钢材的屈服强度及抗拉强度、砂浆和砖的抗压强度等），对自己即将要进行的试件进行理论分析与计算。计算结果要求在实验前一周通过电子邮件提交给实验指导教师，只有完成计算且无误的小组才能开始下一步的实际操作实验。同时，实验过程中，每组学生也需要根据自己的计算结果进行分级加载。

（二）实验报告内容

对实验报告内容及提交方式进行了改革。改每人提交实验报告为以小组为单位提交实验报告；改纸质实验报告为提交电子版实验报告；改固定格式的实验报告为开放式的实验研究报告。

以上改革措施改变了以往单一的、统一的实验报告对学生思维的束缚，实验指导教师仅仅提供实验报告的基本内容，学生需根据自己实验过程中的发现，结合自身的思考撰写小组的实验报告，从而将普通的实验报告变为实验研究报告。以钢柱轴心受压失稳实验为例，学生在实验结果分析中发现自己实验做出的试件破坏承载力与理论计算有很大差异。进一步分析产生误差的原因可知，虽然实验进行的是轴心受压钢柱，但由于实验准备中的对中问题，完全的轴心受压只是理想状态，任何一根轴心受压钢柱实际上都存在一定的偏心，从而改变了钢柱的实际受力状态。学生通过分析钢柱中部截面四周应变片在整个受力过程中的数值变化，从理论上计算出实验中钢柱实际偏心距的大小，然后用计算得到的偏心距对破坏承载力理论分析结果进行修正，进而解决了实验值与理论计算值相差较大的问题。通过类似问题的分析，学生提高了分析问题与解决问题的能力，加深了对理论知识的理解，得到了进行简单科学研究的锻炼。

由于将实验报告改为电子报告形式，学生在撰写报告时计算机应用水平也得到了进一步提升。学习应用ORIGIN或EXCEL软件进行实验数据处理分析及关系曲线制作；应用AUTOCAD软件绘制实验加载装置图及测点布置图等；应用WORD及POWERPOINT软件进行实验报告及汇报文件的处理。

（三）实验考核方法

考核方法是引导学生相关学习的指挥棒，考核的目的是让学生掌握基本的实验技能及实验数据分析处理方法，而不是简单地给出成绩，因此，此次改革对原有的实验考核方法进行了较大改动。

1.实验操作技能与实验报告考核并重

在新的考核方式中，总成绩包括实验预习、实验技能操作和实验报告三个部分。实验预习占10%，主要根据学生网上预习的成绩及提交的理论计算成果评定；实验技能操作占20%，主要根据学生在实验过程中的实际表现；实验报告占70%。

2.以小组答辩的方式完成实验报告考核

参照学校组织学生进行SRTP（本科生科研训练计划）答辩的形式，组织完成实验报告的学生进行小组答辩。每组学生在小组答辩前，需提交1份小组实验报告电子版，同时小组内每位学生需提交一份个人小结，小结主要包括个人在整个实验中所完成的工作，在实验操作及实验结果分析过程中有何收获及对实验课程教学的建议等。小组答辩时，每组准备一份汇报材料（POWERPOINT文件），先进行实验情况的介绍。介绍完毕后，实验教师指导组（三人）针对小组汇报、实验报告中的相关内容对学生提问，同时学生将在实验操作及实验结果整理过程中遇到的问题与教师进行交流。实验指导教师所提问题包括三个层次：一是，实验基本操作问题；二是，实验数据整理及结果分析问题；三是，拓展研讨问题。在小组答辩过程中，学生如能准确回答出第一、二层次的问题即可获得良好成绩。如在此基础上能对拓展研讨问题进行准确分析，并提出自己的见解则可获得优秀。

3.个体考核与分组捆绑考核相结合

实验指导教师针对每组提交的实验报告先根据完成情况给出小组成绩，然后小组个人根据答辩情况乘以相应的修正系数，其中答辩成绩为优的修正系数为1.0，答辩成绩为良的修正系数为0.85，答辩成绩为中的修正系数为0.7，答辩成绩为及格的修正系数为0.6，答辩成绩为不及格的修正系数为0.5。通过小组答辩与个人交流相结合，个体考核与分组捆绑考核相结合，评判出学生的考核成绩。这样一方面提高学生团队协作的能力，另一方面可以根据每个学生的学习态度和分析问题与解决问题的能力，给出与其实验操作与实验分析能力相适合的个体成绩。

4.实验报告二次提交

学生分组答辩后，需根据答辩过程中与实验指导教师的交流情况，对实验报告中的错误进行修改，对老师提出的拓展研讨问题提供书面研究分析，再提交实验报告。实验指导教师根据二次提交报告的修改与补充情况，给出最终的实验报告成绩。

通过实验报告的二次提交，一方面可以让学生对自己在实验数据处理和结果分析中所存在的问题有充分认识，从而避免在今后的实际工程中或科学研究中犯类似错误；另一方面，通过

开展分析讨论，提高学生独立思考问题与解决问题的能力。

三、结语

通过以上方法和措施在工程结构设计原理实验课程教学改革中的应用，课后根据理论课教师和学生的信息反馈，学生们对各项知识点的理解和掌握以及应用有了很大的提高。通过教改切实提高了学生做实验的兴趣，激发了学生学习工程结构设计原理课程的积极性、主动性和创造性，不仅使学生深入理解和掌握了工程结构设计原理的基本理论知识，而且着力培养了学生通过实验研究解决实际工程问题及开展科学研究的能力。参考文献：

[1]郑家茂，熊宏齐，等.开放创新-实验教学新模式[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]陆庆，邢建川，侯孟书，等.分层次实验教学模式的探索[J].实验技术与管理，2009，26（3）：186-188.

[3]蔡晓君，窦艳涛，刘湘晨，等.以工程能力培养为核心构建多元化实践教学体系[J].实验室研究与探索，2010，29（11）：87-89.

[4]赵希文，吴，燕杰.大学生创新能力训练体系与方法[J].实验室研究与探索，2010，29（10）：67-69.

[5]沈秀，张黎，戎红仁，等.普通本科学校实验教学中心的建设与思考[J].实验技术与管理，2011，28（2）：120-122.

篇2

关键词 钢结构设计原理 桥梁与渡河工程 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.048

随着钢桥和组合结构桥梁建设的不断增加，设计和施工单位急需大批熟练掌握桥梁钢结构设计和施工知识的专业人才。由于过去桥梁与渡河工程专业的本科阶段钢结构教学内容及教材侧重点与工业民用建筑专业无异，刚毕业的桥梁与渡河工程专业的大学生很难适应桥梁钢结构方面的工作，导致桥梁钢结构专业人才短缺、质量不高。一方面，钢桥和组合结构桥梁有着巨大的发展潜力和市场需求，另一方面，桥梁与渡河工程专业钢结构人才短缺，二者的矛盾造成了该领域就业空间广阔，并且在今后一个相当长的时期内该空间还将不断扩展。①为了满足社会对钢桥和组合结构桥梁人才的需求，我校桥梁与渡河工程专业“钢结构设计原理”课程在教学内容、教学方法及考核方式方面也在不断进行改革。

1 教学内容

1.1 教材

目前，国内已有的《钢结构设计原理》教材，大多基于《钢结构设计规范》（GB50017-2003）②编写，适合工业民用建筑专业的本科生进行学习。涉及公路桥涵、铁路桥梁的钢结构设计规范的《钢结构设计原理》教材极少，以至于桥梁与渡河工程专业的学生学习此类③④教材后，无法直接应用于钢桥和组合结构桥梁的钢结构构造与结构设计中。针对上述问题，我校桥梁与渡河工程专业“钢结构设计原理”课程，选用东南大学叶见曙教授编写的“结构设计原理”⑤第三版第四篇――钢结构。该书结合我国公路桥涵钢结构及木结构设计规范、钢-混凝土组合桥梁设计规范进行编写，较好地解决了教材脱离规范的问题。此外，结合钢桥、组合结构桥梁参考书籍，在授课过程中紧紧围绕桥梁专业用钢结构构件的设计原理进行讲解，使学生工作后，能够做到学以致用，更快适应工作。

1.2 侧重点

桥梁与渡河工程专业学生在进行“钢结构设计原理”课程的学习之前，材料力学、结构力学、建筑材料等专业基础课都已经进行了系统的学习。在“钢结构设计原理”课程的教学过程中，涉及到这部分的内容适当从简讲授，而增加更多针对桥梁钢结构的内容。例如在材料性能方面，将讲解的重点放在桥梁钢结构用钢材、高强钢绞线、桥梁钢结构用新材料如耐候钢、耐高温钢材等材料的性能方面，让学生了解现有桥梁用钢的现状及未来的发展趋势；结合这些材料在实际工程中的应用图片，提高学生的学习兴趣；在桥梁钢结构应用中，适当介绍索设计的内容，例如钢梁桥中的体外预应力索、斜拉桥中的拉索、悬索桥中的缆索等，以有助于学生学习后续的钢桥和组合结构桥梁课程，列出主要的参考文献，供学生在课余时间有选择地学习；桥梁钢结构尤其是铁路桥，由于受到动荷载的影响，钢结构焊接的疲劳问题不容忽视，在桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程中必须补充疲劳设计的相应内容。为拓展学生的就业面，在课程讲授过程中适当增加工业民用建筑用钢结构设计原理的知识，对其所用规范进行介绍，拓宽学生的知识面。

2 教学方法

桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程教学，应该既注重基本知识的传授，同时不断启发学生，调动他们学习的积极性和主观能动性，逐步培养出发现问题、思考问题、分析问题、最终解决问题的能力。通过对这种学习方法的传授，使学生既能掌握书本知识，又能不断创新进取，极大提高学生的学习积极性。

2.1 理论教学

针对学生对图片或视频信息的兴趣浓厚，对单纯的数字或者文字兴味索然的现实情况，对抽象的理论问题，用动画或搜集实际工程中的图片，以幻灯片或视频形式播放给学生，让学生以娱乐的方式掌握知识。例如，钢结构的连接和破坏问题，每一项钢结构的破坏或失稳现象都通过图片展现，引导学生思考这些现象背后的机理问题，诱发学生的兴趣，从而引出该节课程教授的重点，改善课堂教学的效果；同时，图片或视频的应用，还能加深学生对基本知识与基本原理的感性认识。

但对于计算原理和公式，一定要用板书演示其推导过程，让学生的思路紧随教师的演示，充分利用课堂时间，消化计算原理，提高教学效率。在计算理论讲解完成后，结合工程应用，介绍实际桥梁钢结构的细部处理及节点构造措施，让学生做到理论与实际相结合，掌握工程中处理具体问题的方法。

采用习题课、讨论课的方式，对学生作业过程中存在的问题进行深入剖析，点评解题过程中的易错点和答题错误的原因。在讲解和讨论的过程中，帮助学生理清解题思路，规范解题步骤，总结解题技巧，提高答题的正确率，同时培养学生严谨、认真、细致的工作作风。

2.2 现场教学

在桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程讲授过程中，多媒体、板书等多种手段是课堂教学的主要方法，但对于钢结构设计原理课程来说，仅有课堂教学是远远不够的。因为尽管有多媒体作为教学工具，但毕竟还是图片或短暂影片，学生难以形成一个完整的钢结构的概念，对钢结构的感性认识依旧不够具体深刻。在钢结构设计原理课程的理论教学学习期间或结束后，充分利用学校周围已建或在建钢桥与组合结构桥梁，进行现场参观、学习，便于理论知识与实际应用“接轨”，有选择性地带学生深入施工现场，进行教学实践很有必要。在进入现场之前，负责钢结构设计原理课程的教师，需要事先向学生讲解工地现场实践中所涉及的系统知识。安排好班级分组与带队教师，特别强调实习过程中的安全问题与组织纪律问题。在施工现场，让学生进一步认识真实的螺栓、焊缝、纵向和横向的加劲肋，辨别现实构件中的受拉构件、受压构件、受弯构件或压弯构件、拉弯构件，观察构件的现场连接拼装。请施工单位负责人讲解施工现场钢结构的基本概况，采用的施工方法，施工组织设计，施工质量控制要点，安全保障措施，施工过程中遇到的各种困难，出现的问题及解决的方案等。现场教学过程中，提醒学生注意观察，认真聆听讲解，将书本上的图纸和现场的实体结构充分比对，加深对书本知识的理解。同时，结合工程技术人员的讲解，学习工程中处理具体问题的方法，真正达到现场教学的目的。

2.3 实践教学

实践教学分为实验教学和课程设计两部分。学生在钢结构设计原理课程学习过程中，如果对某个问题有进一步研究的兴趣，可以通过参与大学生创新实验项目，提出自己的研究课题。设计实验方案，动手制作钢结构实验模型，通过实验结果验证自己的想法或发现自己提出的方案的不足，激发学生的创新热情，培养学生的动手能力，同时也可为今后的学习和工作提供宝贵的经验。课程设计，有助于帮助学生系统地应用理论课程学习到的知识，做到学以致用。但以往的课程设计都是在理论课讲授完毕后进行，设计效果不佳。为了改善课程设计效果，打破理论教学与课程设计的严格界限，将理论教学与课程设计同步进行。⑥在钢结构设计原理课程开始上课之时，就给定课程设计题目，随着授课进度的深入，让学生以长期大作业的方式分步骤完成。这样，在理论授课过程中，学生随时可以针对课程设计的内容进行提问，并能得到及时解答，课程设计周学生只需整理计算书、绘制图纸。这样，学生有充足的时间掌握钢结构设计原理的各项设计环节内容，遇到问题能够及时得到解决。

3 考核方式

在对钢结构设计原理课程的教学成果进行考核时，如果仅仅通过期中、期末的考试结果来评价学生的学习情况，显然将会是不全面的，也是不准确的。在钢结构设计原理的教学过程中，采用多种考核形式，例如随堂测验，课堂提问，组织学生进行小组讨论或者针对钢结构设计中存在的某一问题，让学生提交研究报告等方式进行考核。对学生的日常测验，也可以采用口试和笔试相结合的形式，或者把一次测验拆分为多次小的测验，这将有助于更加全面地评价学生的学习情况，降低一次考试所带来的偶然性。传统的考试方法大多偏重对知识的记忆，形式单一，难以客观、全面地评价教学效果，也难以调动学生自主学习的积极性。桥梁与渡河工程的钢结构设计原理课程考试，借鉴国家一级注册结构工程师的考试模式，在考卷中，可能涉及到的全部公式均给出，避免学生死记硬背。此外，可考虑“半开卷”考试，允许学生将自己认为重要的内容事先书写在一张A4纸上，考试时允许查看，考后随试卷上交。这样，学生对自己认为的重点进行总结，通过总结内容的实用性，可反映学生对课程重点的把控。

4 结语

针对桥梁与渡河工程专业学生钢结构设计原理课程学习中存在的问题，从教学内容、教学方法和考核方式三个方面，提出了一系列的改革措施。

（1）选用《结构设计原理》教材，并结合钢桥和组合结构桥梁相关参考书籍，已学过的内容适当从简讲授，紧紧围绕桥梁专业用钢结构构件的设计原理进行讲解。（2）对抽象的理论问题，用动画或搜集实际工程中的图片，以幻灯片或视频形式进行播放；但对于计算原理和公式，一定用板书演示推导过程；采用习题课、讨论课的方式，点评解题过程中的易错点，总结解题技巧。（3）在理论课学习期间，充分利用学校周围已建或在建钢与组合结构桥梁，进行现场参观、学习。（4）理论教学与课程设计同步进行，进行大学生创新实验。（5）考核中，借鉴国家一级注册结构工程师的考试模式，给出考卷中可能涉及到的全部公式；也可考虑“半开卷”考试。

注释

① 苏庆田，吴冲.钢与组合结构桥梁课程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2013.22（4）：37-40.

② 钢结构设计规范[S].GB50017-2003.

③ 陈绍蕃.钢结构[M].北京：中国建筑出版社，2003.

④ 彭伟.钢结构设计原理[M].成都：西南交通大学出版社，2004.

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[关键词] 少数民族；混凝土结构设计原理；教学方法

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 13. 127

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）13- 0228- 03

新疆自古以来一直是一个少数民族聚居的地区，据第六次全疆人口普查数据显示，少数民族人口占全区总人口的59.9%。对于民族地区来说科技发展的关键之一是民族科技队伍的壮大，随着国家丝绸之路经济带的蓬勃建设，土木工程建设的不断升温，作为经济带核心区的新疆，急需大量土木工程行业高素质少数民族技术人员。

混凝土结构设计原理课程是土木工程专业非常重要的一门专业基础课，它是学习专业课的基础，本门课程掌握程度的好坏直接影响到后续专业课学习的效果，并对毕业设计任务的完成起着至关重要的作用。

1 混凝土结构设计原理课程的特点

混凝土结构设计原理作为土木工程专业学生的专业基础课，是一门非常重要但又较难掌握的课程，对于土木工程专业的学生来说只有在掌握钢筋混凝土结构构件设计计算的基本理论和构造知识的基础上才能顺利地学习有关专业课程和从事钢筋混凝土建筑物结构设计相关的工作。该课程涉及理论知识广泛，概念、计算公式繁杂，多为工程实践经验总结的内容，具有很强的实践性。

1.1 涉及理论知识广泛

本课程涉及的内容非常广泛，在掌握高等数学、理论力学、材料力学、结构力学等相关数学及力学知识的基础上才能更好地理解本课程的基本思路及解题方法。

但本课程与数学、力学又不尽相同：从研究对象看，与经典力学中经高度理想化的研究对象不同，不能用纯数学、纯力学的观点去分析，没有统一的力学体系；从研究方法来看，理论推导及基本假定较多，与经典力学相比，精度较差；从课程内容来看，内容多而杂，缺乏系统性，且与工程实践紧密联系，强调实用性和技术性。

1.2 概念及计算公式繁杂

本课程基本概念多、公式多，大多是在数学及力学理论基础上做一定的基本假定后推导得出的，公式中的符号多且形似，但意义不同，极易混淆。需在理解基本假定的前提下进行理论推导，对学生的基础知识要求较高。

1.3 与工程结合紧密

本课程是一门理论与实际工程紧密联系的课程。学习该课程的目的是掌握钢筋混凝土结构构件设计计算的基本理论和构造知识，为从事钢筋混凝土建筑物的结构设计打下牢固的基础。因此，学习本课程必须紧密结合工程实际应用及相关规范，才能在以后的工作中更好地应用本课程相关理论。

2 少数民族学生的特点

少数民族学生大多来自偏远的少数民族乡镇，这些地区教育资源落后，学生的汉语水平较差、基础知识较薄弱、生活环境较单一、接触工程实例较少。

2.1 汉语言水平较差

部分来自经济发展落后地区的少数民族学生在学习及日常生活中使用自己的母语，汉语基础十分薄弱。为加强少数民族学生汉语听、说、读、写等能力，进入大学后需学习一年汉语。可即使经过一年预科，少数民族学生对汉语文字理解的深度及对汉语的驾驭能力仍很有限，部分少数民族学生未能达到接受大学专业教育的一般水平。但在课堂教学所使用的教材及授课语言均为汉语，从而造成少数民族学生的理解存在较大障碍。

2.2 理论基础薄弱

新疆地域广阔，经济发展不平衡，很多偏远地区教育资源匮乏，许多民族学生数学基础薄弱、知识断层明显，这给少数民族学生学习专业基础知识埋下了很大的隐患。这样的少数民族学生进入大学学习后，要与汉族学生在相同的时间内达到规定的课程学习内容要求，对少数民族学生来说压力大，对老师来说教学任务重，对本课程的教学带来了很大的困难。

2.3 工程的感性认识匮乏

大多数少数民族学生来自农村和牧区，对钢筋混凝土结构中的基本构件（柱、梁、板）从未见过，缺乏感性认识，理论与实际脱节，将所学知识应用到解决实际问题的能力较差。而土木工程专业最注重培养的就是灵活运用所学知识并将其应用于解决实际工程问题的能力。这一问题是少数民族学生学习效率低下的重要因素。

3 少数民族学生学习混凝土结构设计原理课程教学方法的探讨

3.1 增强汉语水平

少数民族学生学习效率低下、概念模糊、不能灵活应用理论知识解决实际工程问题最根本的原因就是汉语水平低，理解困难。

经过一年的预科学习，许多少数民族学生虽掌握了汉语基础知识，但对土木工程专业所要求的汉语理解水平还有一定的差距，因此造成少数民族学生在专业学习时理解和自学上的困难。因此，在专业课前增加少数民族学生专业汉语的学习是非常有必要的，尤其要重视少数民族学生对专业词汇的理解与表达。

鼓励少数民族学生和汉族学生交流，建立起学习汉语的良好的环境，从而激发少数民族学生对专业知识的学习兴趣，促进对专业知识的理解和掌握。

3.2 注重理解

少数民族学生理论基础较薄弱又缺乏感性认识，从而对理论知识的应用能力较差，不能做到举一反三，学以致用。因此，在教学过程中要针对少数民族学生，运用形象生动的教学方法帮助少数民族学生去理解所学知识。

将教学内容通俗化，从而使少数民族学生更容易接受课堂内容，加强学生对专业知识的理解。教师应立足民族学生实际、关注民族学生特点，考虑到他们的实际汉语水平和理解能力。在专业知识内容的语言表达中不能简单直截了当地引入概念、定义、公式，应当清晰、正确、生动地把书面语转变成口头语，以通俗易懂的方式表达出来。

教学方法多样化，引入多媒体、教学模型等辅助方法增进学生的理解。适当地引入一些必要的辅助教学方法和手段，把晦涩难懂的知识通过比较直观的方式展示出来，引导少数民族学生自我概括、理解，增强感性认识，提高学习兴趣。

培养少数民族学生的自学能力。自学能力的培养比仅仅传授课本知识更为重要和紧迫。学习对知识的分析是培养少数民族学生创造性思维的首要环节，对少数民族学生讲授书本知识不仅应以浅显易懂的语言将知识告诉他们，更重要的是教会少数民族学生理解、掌握思路和方法。通过分析引导少数民族学生自己总结得出结论，特别要注意的是教结论而不是给结论。

3.3 注重理论与实际相结合

由于生活环境的限制，许多少数民族学生对土木工程中各基本的结构构件没有感性认识，但混凝土结构设计原理这门课程的实际应用性强，理论知识抽象，从而使他们在学习理论知识的同时不能将其与实际工程联系起来，让教学效果大打折扣。因此将实验与实习等教学环节贯穿到理论课的教授过程中十分有必要。

实验课的教学环节可以很好地促进少数民族学生基本操作技能和实践动手能力，使少数民族学生有较多的动手机会。通过实验可以帮助他们理解、印证课堂教学讲授的理论知识，从而弥补由于语言障碍造成的理论学习困难的缺陷。

有条件的情况下在课堂讲授期间带领学生参观工地进行认识实习，有助于学生对所学的构件及功能有感观上的了解，便于理论学习的具体开展。通过认识实习让学生切身感受到自己所学钢筋混凝土知识与实际工程之间的关系，激发学生探求知识的愿景，从被动学习转变为主动学习。

4 结 语

在新疆少数民族土木工程专业混凝土结构设计原理课程教学实践中，一定要客观认识新疆少数民族学生与汉族学生之间的差异，根据少数民族学生的特点，丰富教学手段，重视学生实践能力的培养，才能满足新疆高速发展对少数民族技术人才的要求。

主要参考文献

[1]冯勇，何金春，晋强.新疆工科专业改进少数民族大学生教学探讨[J].中国电力教育，2013（14）：42-43.

[2]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2011.

篇4

关键词：植筋；钢框架；焊接；设计

一?引言

近年来，轻钢结构凭借其自身具有的轻便快捷、抗震抗风、耐久性强等特点被广泛的应用于工业及民用建筑。随着钢产量的不断提高，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于现代建筑主体结构是历史所趋。我国也正在加速发展钢结构建筑产业化进程，发展以标准化、系列化、通用化，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向。

二?工程概况

该影院位于唐山市某区，原有建筑为混凝土框架，地下1层，地上4层，地下室做停车用，地上1~3层做商场用，第4层做电影演播厅。原设计考虑电影演播厅上局部加层，做一个放影厅和一个电影大厅。当时因经济原因没有建设，随着经济的发展，生意的兴隆，原有面积已远远不够使用，决定再加建两层。原设计套用的旧规范，不能满足新规范的要求，而且甲方要求不影响正常营业且施工周期短的情况下考虑设计。因此选用了质量轻、施工速度快的钢结构。

本加建工程为框架支撑结构体系。加层平面图如图一、图二和图三所示，钢柱采用H300X300X10X15；卧梁采用H900X300X10X12主梁采用H700x300x10x12和H400X300X10X12，次梁H294X200X8X10；楼板采用YX60-200-600x1.2压型钢板和强度等级为C30混凝土组合楼板。柱与柱连接为焊接，柱与梁，梁与梁连接为栓焊混合连接，加层高度为6.78m，风压为0.50KN/m2，设防烈度为7度，抗震等级为3级，墙体材料与原建筑一致为轻质空心隔板，现已投入使用。

三?工程的设计思路

1. 本工程在混凝土框架结构加建钢框架，两种结构体系不同，阻尼比不同，刚度不同。在《建筑抗震设计规范》又无依据可寻，为了避免刚度突变，同时因为柱顶部钢筋特别密集，在此情况下柱顶预埋件或植筋很难施工，决定采用等刚度转换方法，用刚度与原混凝土梁相等的钢梁代替，沿加层柱轴线加钢卧梁，避开原结构柱柱头钢筋密集区植筋，通过与混凝土钢梁来转换和分散柱内力，使刚度不至于发生大的突变。

2. 钢柱柱底与原混凝土连接方式采用铰接，通过降低柱底弯矩达到原有结构正常承载力，经pkpm计算，内力图如图四。框架柱按两个主轴方向分别进行强度和稳定性计算。在风荷载作用下顶点的横向水平位移不宜大于H/500（H为框架柱总高），层间相对位移不宜大于h/400（h为层高），多遇地震进行抗震设计，层间侧移不应大于层高的1/250。

3. 支撑和楼板计算，在框架柱间设竖向柱间支撑，抵抗水平侧向力，提高整个结构平面外的稳定性。本工程柱间支撑截面为H300X300X10X15。同时在平面内局部稳定性不够的梁上加设加筋肋板，卧梁采用在工字梁腹板两侧对称加肋板，同时在工字梁两侧封板，形成一个类似箱型梁结构体系，提高局部稳定性和抗剪扭性。压型钢板的凸肋顶面至钢筋混凝土板顶面的距离为80mm，压型钢板仅起模板作用，但应进行压型钢板强度及变形验算，此时压型钢板的允许挠度取L/200（L为板的跨度）并不大于20mm。钢槽中的焊钉直径为19mm，焊钉长度为100mm，钉头直径为28mm。

4. 化学螺栓的设计

化学螺栓在混凝土中的埋深与混凝土的标号及所选用的螺栓标号有关，结合本工程螺栓主要考虑受剪，应该考虑两种情况：

4.1?杆件受剪

此时只需要验算螺杆的抗剪，这时胶体是抗压的，一般抗压力为100kPa以上。

4.2?胶体受剪

此时杆件是受拉，需要通过现场的拔拉实验确定，如发现钢筋超过屈曲或拉断，加大截面从新实验，直到可找到屈服点没发生破坏的作为设计参考值。

在实际应用中本工程采用以杆件受剪为主，胶体受剪为辅的复合情况，众所周知，在复合应力作用下的材料是有所提高的。

5?钢筋锚固设计

5.1?设计原则：

在钢筋混凝土和素混凝土中的植筋会产生不同的力的传递。

5.1.1?素混凝土：

对于素混凝土，拉力N是通过连接钢筋传递给混凝土，可传递的力的大小取决于可能随钢筋拉出的混凝土的大小，还受锚固长度、边距和间距的影响。

5.1.2?钢筋混凝土：

对于钢筋混凝土而言，边距和间距并不是很重要，因为拉力是由连接钢筋通过钢筋之间的混凝土传递给预埋钢筋的。总的原则：用植筋粘结灰浆进行的钢筋锚固，其工作特性与预埋件相同。

5.2?锚固设计：

锚固设计的工作原理，是基于“植筋可能出现的破坏模式并制定相应的使用极限”。

A、锚固的设计负荷：F=min{F1、F2、F3}

其中F1为钢筋的使用极限

其中F2为粘结灰浆的使用极限

其中F3为混凝土的使用极限

5.2.1?钢筋的使用极限F1（KN）：

钢筋被充分利用时的设计拉力F1（KN），等于钢筋的横截面积乘以钢的特征强度σ（N/mm2）。

即：F1=πr2σ×10-3其中r为钢筋半径（mm）

当锚固安装深度＞标准锚固深度时，该数值尤其重要。

5.2.2?粘结灰浆的使用极限F2（KN）：

粘结破坏可能发生在钢筋与粘结灰浆之间也可能发生在混凝土与粘结灰浆之间。综合分析所得：

F2=πDh0τ×10-3/rb其中D为钻孔直径（mm）h0为钻孔深度（mm）

τ为粘结胶粘结强度单位N/mm2

建议安全系数rb为1.5～2.5

当锚固安装深度＜标准锚固深度时，该数值尤其重要。

5.2.3?混凝土的使用极限F3（KN）：

篇5

【关键词】 儿童福利机构；护理人员；心理问题；社会工作介入；方法

护理人员较一般人群来讲心理健康水平普遍较低，同时他们也是比较容易产生心理问题的一个群体。儿童福利机构内护理人员的护理对象是身心有残疾的孤残儿童，在这样的工作性质和工作环境下，很容易导致生理尤其是心理上出现问题，常见的问题有抑郁、焦虑、敌对以及失眠引起的情绪压力等。因此，探讨护理人员心理问题的社会工作介入必要性及方法，具有重要意义。

一、护理人员心理问题产生的原因

1、面对疾病和死亡的心理应激

儿童福利机构内大多数是身心患有疾病的儿童，其中相当一部分是患有重大疾病且无法彻底治愈的儿童。由于疾病给儿童自身带来的痛苦以及可能发生的死亡经常会对护理人员产生负性刺激，使护理人员产生一定的心理应激。心理应激的不良影响主要表现为：焦虑、紧张、抑郁以及情绪敏感和反应过敏等，这都严重影响着护理人员的心理健康，还有可能造成更为严重的心理疾病。

2、工作制度及薪酬待遇的压力

福利机构内护理人员一般实行两班制或三班制以保证对儿童的24小时看护，因此护理人员经常面临夜班的工作，而大部分福利机构内都存在护理人员不足的情况，这就增加了护理人员上夜班的频率。频繁的夜班会造成护理人员的生物钟紊乱，长此以往就有可能导致失眠以及其他的心理疾病，如焦虑、抑郁等。另外一般来说，护理人员的薪资待遇属于低水平，也缺少职业发展的机会，这会使护理人员丧失工作积极性、产生消极情绪，这些负面情绪都有可能导致护理人员产生心理问题。

3、工作性质及工作环境的不适

儿童福利机构内的儿童需要护理人员以极大的耐心和充足的体力去完成护理工作。有数据显示，儿童福利机构内0至6岁的儿童占儿童总数的一半左右，因此儿童哭闹是护理人员经常要面对的问题，长期无规律的噪音会影响人的神经系统，使人急躁、易怒。另外在调查中发现有相当一部分是大小便无法自理的儿童，护理人员要经常帮助儿童清理身体，另外还要清理衣裤甚至床单被褥，不仅是工作量的增加，经常面对儿童的排泄物及清洗排泄物的衣物会给护理人员带来负面情绪，长期下来就有可能产生对儿童及工作的厌恶和敌对情绪，甚至出现虐待儿童的过激行为。

二、护理人员心理问题的社会工作介入必要性及方法

1、社会工作介入儿童福利机构护理人员心理问题的可行性及必要性

社会工作作为一门运用专业知识帮助和服务他人的专业，其在社会福利机构内的应用已经相当普遍。而社会工作在帮助人预防和解决心理问题上发挥的作用也逐渐得到学界和社会的关注与肯定。目前护理人员心理问题的社会工作介入研究主要集中在医疗机构和养老机构中，关于对儿童福利机构内护理人员关注度还不是很高，但目前已有的研究结果已经充分说明社会工作介入护理人员心理问题具有很大可行性及必要性。因此在社会工作专业价值观的引导下，充分运用社会工作的专业方法，从预防入手，在优势视角下帮助护理人员发掘自身潜能，提高护理人员的心理应激能力并学会合理排遣工作带来的心理压力。

2、社会工作的专业方法

（1）个案工作。个案工作是社会工作的方法之一，也是处理案主心理问题的常用方法。由于心理问题产生的原因和表现形式因人而异，个别化和差异化的工作方式可以针对具体问题达到最有效的解决。个案工作主要是通过对案主问题的评估和问题的界定，结合专业知识制定合适有效的服务方案帮助案主解决问题。

儿童福利机构内的护理人员的心理状况可以利用专业的量表测评，根据测评结果界定护理人员存在的心理问题，同时借助访谈了解更多有关护理人员的心理状况。通过心理评估和访谈可以初步确定护理人员的问题范围和严重程度，诊断问题是否符合服务资格标准，如果问题在社会工作者服务的范围内就可直接制定相应的服务方案。如果问题已经超过了社会工作者的服务范围，就应该及时将案主转介给专业的心理咨询师。

（2）小组工作。社会工作中的小组工作是指在社会工作专业价值观和社会工作实务伦理原则的指导下，有目的运用专业的社会工作方法进行的以目标为导向的小组活动。小组工作类型主要可分为治疗性小组和任务型小组，社会工作在对心理问题的介入上可以着重利用治疗性小组的小组活动方式。社会工作者开展治疗性小组时需综合运用社会学、心理学以及临床社会工作的实务方法设计小组计划。小组工作的具体方法是将具有相似问题的一个群体集合起来，通过开展小组活动来帮助他们解决问题，护理人员正是这样的一个群体，他们处于相似的环境，可能面临相似的心理问题。

在小组工作的实施过程中，首先应确定服务的目标，在对护理人员心理问题的介入时，最主要的目标就是克服和降低护理人员的焦虑和抑郁水平，帮助护理人员提高应对心理压力和不良情绪的能力。界定问题之后，需要根据既定的目标，结合福利机构内实际情况和护理人员的人数，制订相应的小组活动计划。

小组工作应注重治疗性、娱乐性和教育性，而娱乐性本身就对护理人员起到了放松心情和减轻心理压力的作用。小组工作在帮助护理人员解决心理问题上有着其特殊且重要的功能，这就需要根据实际情况选取最适合的社会工作方法，来为护理人员提供最佳的服务方案。

3、个案工作案例分析

案主资料：赵某，女性，40岁，从事护理工作7年，在某儿童福利机构内工作2年。在心理评估（抑郁自评量表、焦虑自评量表）结果上显示为轻微至轻度抑郁和轻度焦虑。在访谈中案主也提到自己有焦虑失眠等困扰。案主所在的儿童福利机构内儿童数量一般维持在20名左右，以学龄前且有重大残疾的儿童为主，儿童护理人员共4名。

问题分析：根据心理测评的结果可以看出案主的心理状态处于轻度的抑郁和焦虑，另外在访谈过程中，案主也向工作人员说明由于工作自己承受着一些心理压力并且长期都得不到释放。

社会工作者介入过程：首先根据心理量表对案主的心理状态评估结果进行初步分析，结合访谈得到的信息确定案主的具体心理问题。根据分析案主主要是因为长期的夜班导致的生物钟紊乱，精神压力较大，而儿童的哭闹和病痛也会让案主时常感到焦虑。根据案主的问题主要可以运用以下两种专业的理论来帮助案主解决问题。

支持性心理治疗是指善用社会工作者与案主所建立的良好关系，利用社会工作者的权威、专业知识，来关怀、支持病人，使案主发挥其潜在能力，提高应付危机的技巧，提高适应困难的能力，舒缓精神压力，帮助案主走出心理困境，避免精神发生崩溃。该理论的适用原理为：针对案主的焦虑症状，支持性心理治疗可以在第一时间安抚求助者紧张不安的情绪，通过对案主的关怀和支持及时缓解求助者的焦虑症状。

认知理论认为人的情绪来自人对所遭遇的事情的信念、评价、解释或哲学观点，而非来自事情本身。情绪和行为受制于认知，认知是人心理活动的决定因素，认知疗法就是通过改变人的认知过程和由这一过程中所产生的观念来纠正本人的适应不良的情绪或行为。该理论的适用原理为：认知理论认为不断地用内部语言重复某种不合信念就会导致无法排解的情绪困扰，并可能由此形成心理定势。案主的焦虑和抑郁症状正是来自于工作过程中遇到的困难和压力，长期面对孤残儿童会加重案主的负面情绪，还有可能造成案主对自身或家人健康的担忧，这样的认知直接导致了求助者内心焦虑不安的情绪，所以治疗者应该从改变案主认知着手，帮助其建立对自己对未来的新的正确认知，从而走出心理困扰。

根据案主的实际情况，考虑到案主的工作时间和工作性质，进行了为期4周的服务，每周一次，一次为一个小时，在社会工作者的专业帮助下，案主的焦虑和失眠情况得到一定的缓解，更为重要的是案主意识到了通过自我调节来帮助自己及时释放心中的压力，避免长期积累不良情绪导致心理问题。

三、结语

儿童福利机构内护理人员的心理问题应该引起社会和学界的重视，因为这不仅是为了帮助护理人员解决自身的心理问题，更是保证了对机构内儿童的服务质量 以及时预防可能产生的严重心理疾病，也能初步控制护理人员心理问题向更严重的程度发展。社会工作介入护理人员心理问题的优势也在于，通过发掘案主自身的潜能，以引导者的角色帮助护理人员及时发现问题，有意识的利用自身优势调节心态，避免心理问题的产生。在具体方式的选择上还需要结合实际情况，根据案主的状态和需求，制订合适的服务方案以达到最好的效果。

【参考文献】

[1] 黄焱.福利院护理人员职业危害因素及防护[J].右江民族医学院学报，2013.3.411-412.

[2] 杨晓军，弓月娥.影响儿童福利机构护理工作者心理健康状况的相关因素与对策[J].中国民康医学，2011.23（18）2348-2352.

[3] 曹志芳.人性照护理论在儿童福利院的应用[J].中国民康医学，2011.23（1）90-92.

[4] 陈瑞敏.员工职业倦怠、应对方式与心理健康的相关性研究[J].中国健康心理学杂志，2009.17（6）670―671.

[5] 陈晶，吴均林.医护人员工作倦怠及其与社会支持的关系[J].医学与社会，2007.20.

[6] 冯敏，卢伟华，贺云飞.上海福利院护理人员健康状况与工作效率的现状分析[J].中国民康医学，2012.15（52）125-127.

[7] 胡桂芬，胡艳飞，王素蛟等，金华市护士职业倦怠与心理健康的相关因素.护理杂志，2010.27（18）108-109.

篇6

收稿日期：2013-02-16

基金项目：重庆市科技攻关项目（CSTC，2010AC4031）和后勤工程学院教学改革研究项目（2011年）

作者简介：曾祥蓉（1970-），女，后勤工程学院军事土木工程系副教授，硕士，主要从事结构工程教学及建筑物鉴定与加固研究，（E-mail）。

摘要：在混凝土结构设计原理课程教学中，通过加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实和将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践，即“五加强”、“三引入”，能有效提高混凝土结构设计原理课程教学质量，培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。

关键词：教学实践；教学质量；工程案例；土木工程专业

中图分类号：TV3-4；G423.07 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）03-0109-03 混凝土结构设计原理是土木工程专业基础课的一门重要必修课程，起着为学生后续的专业课学习、毕业设计以及毕业后从事混凝土结构设计、科研、施工等工作打下必要基础的作用，该课程在土木工程专业教学中具有重要的地位。混凝土结构设计原理课程有以下一些特点：一是该课程内容涉及两种建筑材料：钢筋和混凝土，它们的物理力学性能完全不同，钢筋是单一、弹性、匀质、连续的材料，混凝土是非均匀、非线性的材料，钢筋混凝土构件的受力过程较复杂。二是混凝土结构设计原理课程涉及受弯、受压、受拉、受扭构件的设计，无论是材料强度等级的选择，还是截面尺寸的确定以及钢筋的配置，其答案都不是唯一的，这与数学、力学等课程有着很大的区别。三是混凝土结构设计原理课程研究各种构件的性能、截面设计及构造措施，其理论大多建立在试验研究的基础上，并需要借助工程实践来验证。因此，混凝土结构设计原理课程教学内容具有概念多、假定多、公式多、系数多、构造多的特点。这些特点给学生学习该课程带来了一定的难度。笔者多年从事混凝土结构设计原理课程的教学，对如何提高该课程教学质量进行了一定的探索。在教学实践中，通过加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实和将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践，即“五加强”、“三引入”，有效地提高了学生的科研能力、实践能力和创新能力。

一、加强对基本概念的理解

混凝土结构设计原理课程教学应重视学生对结构理论基本概念的理解，比如徐变、塑性铰等。只有正确理解了概念，才能灵活运用基本理论。而公式大多是在试验和基本假定的基础上建立起来的，并且公式的计算可以借助计算机软件进行电算。因此在教学过程中不要拘泥于精确的公式推导和计算结果，但一定要让学生把公式中的每个系数理解清楚，并要求学生学会手算，而不能依赖计算机，以加强学生对基本概念的理解。

二、加强对设计规范的学习

混凝土结构设计原理课程涉及的主要规范是《混凝土结构设计规范》。笔者在教学工作中先后经历了该规范的三次调整，使用了该规范的GB50010-1989、GB50010-2002和GB50010-2010三种版本。每一次新规范的颁布，都迫切要求有关的工程技术人员、教师和学生学习掌握新规范。作为教师，尤其要尽可能地将新规范融入混凝土结构设计原理课程教学实践中，要加强学生对规范条文的学习和理解，特别是修订部分的内容，最好能让学生理解其修订内容的科研或工程背景，以便学生更好地掌握。只有这样，学生才能了解混凝土结构的发展状况与方向，及时更新知识。如：新版《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）其中一处变化就是采用高强度高性能的材料HPB300级光圆钢筋取代HPB235级光圆钢筋[1]。

三、加强对构造措施的掌握

构造措施与精确计算，对混凝土结构而言是同等重要的，不能重计算而轻构造。混凝土结构设计原理课程涉及许多构造措施，比如：混凝土的最小保护层厚度；钢筋的锚固长度、搭接长度及延伸长度；钢筋间的净距或间距；受力钢筋的最小配筋率；箍筋的最小直径及最大间距；箍筋的最小配筋率等等。如果一根简支梁，通过计算确定了其受拉区需要钢筋的面积，但忽视其钢筋净距必须满足一定尺寸的构造要求，而直接选择直径小、根数却较多的钢筋，导致相邻两根钢筋紧密排列，这样势必造成钢筋表面没有混凝土或者混凝土保护层厚度不足，钢筋与混凝土之间缺少足够粘结力，那么它们就不能形成整体而共同工作。

四、加强对重点章节的讲解

在人才培养计划的多次调整过程中，混凝土结构设计原理课程的课时都有所减少，而该课程的教学内容却非常多，因此教师的课堂讲解不可能对教材上的每一章节面面俱到，而应该重点章节重点讲解，非重点章节作一般讲解甚至不讲解而安排学生自学，学生有不清楚的，教师可以作补充讲解和答疑。比如：在四大构件里面，受弯构件、受压构件比受拉构件、受扭构件重要，因此有关受弯构件、受压构件内容应作重点讲解（课时分别为22学时和16学时），而对受拉构件和受扭构件作一般讲解（课时分别为2学时和4学时）。又比如：受弯构件中正截面和斜截面承载力的计算两部分比较而言，前者涉及的基本概念多，所以应重点讲解，需要14学时，而后者只需要8学时即可。教材上有些知识点是难点但本身却不是重点，这部分内容可不作讲解，比如变角度空间桁架模型。只有这样抓重点抓核心，才能节约更多的时间来讲重点要点，以达到更好的教学效果。

五、加强实践环节的落实

实践性教学环节是土木工程专业教学的重要组成部分，是提高专业人才创新能力、动手能力和专业素质的关键途径与手段[2]。在混凝土结构设计原理课程教学中，过去一般比较重理论轻实践，使得培养出来的学生实践能力较弱。要改变这一现象，首先要求教师要加强实践，在实践中获取经验，并把过硬的实践知识传给学生；同时也要求学生在学习中将理论知识与实践相结合，并通过实践，将理论知识理解得更加透彻。

土木工程专业教学实践环节主要包括课程实验、课程设计和课外训练等[3]。教学中，笔者主要从以下几方面加强实践环节的落实。

1.将实体模型引入教学实践

为增强学生对土木工程结构的空间想象力，笔者所在的教研室建立了比较系统的土木工程专业系列课程教学实体模型室。模型室配置有包括混凝土结构、道路与桥梁工程结构、地下工程结构在内的各种结构教学模型40套（组）。其中混凝土结构有梁、柱、楼盖等模型（见图1），梁模型又有简支梁、连续梁、悬臂梁、矩形梁、T形梁几种。将实体模型引入课程教学实践，其目的是模拟“施工现场”，将“工程搬进课堂”，增强学生的感性认识，提高学生对土木工程体系概念的整体思维能力和空间想象力，从而大大提高课堂教学效率和效果。

图1 楼盖模型

2.将工程案例引入教学实践

工程案例即是产生于实际工程的典型事例。将工程案例引入教学，就是根据教学内容和教学目的的需要，在教学过程中围绕一个或几个实际工程问题展开描述、分析与讨论，用以提高学生分析问题和解决问题的能力。将案例引入混凝土结构设计原理课程的教学实践，要求教师不能只是孤立地介绍单个结构或构件的基本理论知识，而应该向学生介绍完整的工程结构，特别是在实际工程中如何解决具体问题。教师在课堂教学中既要介绍“工程案例”或“工程项目”，又要组织学生在学习过程中以实际工程案例为分析研究对象，通过对案例的分析、讨论，引导学生学会收集相关信息，提供和评估备选方案，让学生能身临其境般地了解处于工程项目中的工程师所面临的复杂情况和实际困难，以此训练和提高学生在复杂环境下解决实际工程问题的能力和进行决策的能力。采用案例式教学，不仅可以活跃课堂学习气氛，而且有利于培养学生的空间想象力，也有利于学生将理论知识融入实践，培养学生的创造能力。当然，采用案例式教学，有两点值得注意，一要完成工程案例的编制，形成案例库；二要根据理论教学内容和教学进度对工程案例的素材进行编排、加工处理，使之符合课堂教学规律与特点。

3.将科研活动引入教学实践

笔者承担的重庆市科技攻关项目：“预应力碳纤维布加固连续受弯构件的应用技术及示范”，主要是对连续受弯构件进行加固研究。为方便研究试件的制作，连续受弯构件采用的是两跨连续梁（图2为科研试验现场）。试验梁对钢筋和混凝土两种材料的选择、试验梁的设计制作、试验梁的加载方式、试验结果的分析等，这些研究与混凝土结构设计原理课程内容有关，笔者将上述一系列科研活动引入混凝土结构设计原理课程教学实践。实践表明，在课程教学实践中引入科研活动，以研促教，以研促学，大大提高了学生学习兴趣，激发了学生的求知欲，达到了培养学生的科研能力、实践能力和创新能力的教学目标。

图2 试验现场

综上所述，在混凝土结构设计原理课程教学中，加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实，并将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践，能有效提高混凝土结构设计原理课程教学质量，培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50010—2010混领土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]刘建勇，李友群，刘广静.加强实践性教学培养土木工程专业学生的创新能力[J].高等建筑教育，2008，17（5）：107-109.

[3]潘颖.提高混凝土结构原理课程教学质量的思考[J].高等建筑教育，2011，20（4）：74-77.

Exploration and practice to improve teaching quality of concrete

structural design principle

ZENG Xiangrong， CHEN Jin， WANG Ping， WANG Wei， ZHANG Lei

（Department of Military Architecture Engineering， Logistical Engineering University， Chongqing 401311， P. R. China）

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关键词：钢结构设计原理；双语教学；极限状态设计

中图分类号：TU391；G6420 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）05009805

随着“高铁走出去”战略的提出，我国土木工程专业国际型人才培养越来越紧迫[1-3]。土木工程专业主干课程开展双语教学，传授土木工程设计基本概念、原理与设计分析方法的同时，培养学生的专业英语应用能力，使学生熟悉国外规范和设计程序，为学生毕业后的涉外工作奠定基础，培养具有高水平专业知识和良好专业英语交际与应用能力的高素质人才。

一、课程改革必要性

双语教学作为一种新教学模式，如何立足现有教学大纲，采用何种教学模式和评价方法才能更好地开展教学，各方面研究有待进一步完善，还需要更多理论研究和教学案例的支持。目前的主要矛盾是课程定位不明，在教学内容、教学方式和教学质量评价等方面存在的问题如下所述。

（一）教学内容多和学时少的矛盾

课程内容主要包括钢结构材料性能，连接构造、受力构件（轴心受压，受弯和弯压）的基本原理、设计计算，公式繁琐难解，双语教学又增加了语言学习内容，教材还没完全成型，而相应分配的课时为32学时（2学分），于是教师每节课都在赶进度，学生每节课都感觉内容太多吃不消。

（二）学生难学和教师难教的矛盾

通过英语教学对大部分内容的理解并不难，但要想学生熟练运用国外工程师的思维方式学习新专业知识，还有一定难度。学生存在畏难情绪，学习兴趣不高。教师在考虑授课效果的同时还要考虑课程进度和课程内容，而在大班（50―80人）教学条件下，课堂氛围和授课效果很难保证，教师的讲解不能面面俱到。

（三）教学质量评价与反馈难

教学相长，及时在教学过程中评价教学质量以改进教学方式。钢结构设计原理课程教学内容难度差异大，学生英语水平参差不齐，学时少，教学质量很难评价。

西南交通大学茅以升学院于2011年开始在土木工程专业课程开展双语教学，并在多方面进行了探索。文章针对专业基础课钢结构设计原理课程特点，结合3年双语教学实践，分析和探索适合国内土木工程专业基础课程双语教学方式，总结并提出了适合大班授课，以极限状态设计为主线的多种教法组合的授课模式。

二、 课程定位

钢结构设计原理属于土木工程专业“结构设计原理”系列课程很重要的一部分，是在完成力学课程，已经熟悉基本力学原理的情况下，开设的结构设计入门专业基础课。教学大纲要求培养学生运用钢结构的基本理论知识进行研究与设计的能力，这一点对双语教学和汉语教学都是一样的，只是双语教学是在此基本目标上朝国际化迈进了一步。钢结构设计原理双语教学应根据整个土木工程专业课程体系和钢结构设计的特点，基于学生的语言水平，在专业知识和语言之间找到一个合理可行的切入点和平衡点，明确课程定位，纲举目张，剪裁教学内容，选取教学方式，进行教学质量评价。

其一，明确专业知识的学习是双语课程学习的最终目的。语言和专业知识的关系往往困扰着双语教学，其关系应区分表里，互相呼应。专业知识学习应为“里”，语言作为工具应为“表”。让学生在深刻理解基本原理的基础上，掌握其专业化、国际化的英文表述，理解国外工程师的思维方式，具备与中外专业人士沟通的基础。

其二，衔接好钢结构基本原理与力学理论和力学概念脉络关系。钢结构基本原理课程的理论性强，难点和重点多，与力学理论和力学概念联系紧密，如疲劳与断裂力学，压杆稳定与欧拉稳定理论，局部稳定与弹性波板稳定理论，梁的稳定与开口薄壁杆件约束扭转等。在前置力学课程的基础上，为解决钢结构基本原理的难点和重点，就要理清其与力学理论和力学概念脉络关系，使学生有清晰的力学概念，顺利完成从力学到工程结构的过渡。

其三，明确基本原理的教授包括结构行为的学习和极限状态设计理念的灌输。钢结构原理课程内容复杂，设计与构造并举，中外相关规范规定差异较大，会使学生顾此失彼，抓不住关键，教师教学过程中也感觉教时不够，关键概念讲不透。所以教学应立足于极限状态设计理念，对钢结构的强度、稳定和疲劳等基本原理和关键公式，多举例，多练习，多提问，而对其他内容和具体构造规定等可让学生自学。

三、极限状态设计为主线的教学内容

（一）以极限状态衔接力学和钢结构设计课程

为解决钢结构基本原理的重难点，就要理清其与力学理论和力学概念脉络关系，使学生有清晰的力学概念，顺利完成从力学到工程结构的过渡[4]。

在前置材料力学、结构力学课程的基础上，可以简明扼要地介绍断裂力学和薄板理论等，然后从极限状态的角度，将力学基本理论应用于钢结构设计中，建立理论与实践的有机联系，让学生从基本力学原理和工程结构实际两个角度进行结构设计学习，如表1所示。

（二）以结构行为为“经”，以极限状态为“维”，归纳整合，抓住主线

钢结构设计原理教学内容多而繁，理论推导与构造要求的内容比较枯燥，学习有一定难度。教学大纲一般按结构行为归纳为三大层次或部分，即材料―连接―构件，让学生将知识点归入这三大块知识中便于理解和记忆。但是这样就割裂了各部分之间的有机联系，毕竟最后学生将面对的是整个结构设计，而不仅仅是材料或构件。

钢结构设计原理课程教学目标是能熟练运用基本原理进行钢结构设计，基本原理包括结构行为和结构设计方法，两者不可分割，缺乏前者，后者没有载体，只有前者，即为照猫画虎。以极限状态设计为主流的设计方法可以将上述三大块知识有机结合，如表2所示，根据不同结构行为层次的不同破坏模式，以关键性关系联结，逻辑性强，形象生动。表2中的重要关系是极限状态变化的基础和载体，极限状态则是推导各个公式的前提条件，而关键概念是设计的重要参数，也是学生必须掌握的基本概念和相应的英语单词。

（三）处理好教材和规范的关系

结构设计原理主要任务是让学生掌握土木工程中钢结构设计方法。一方面，实际结构设计需要结合相应规范规定开展教学，包括材料性能要求，构造规定、计算分析方法和流程等，基本原理的教学必须与实际设计的需要紧密结合。另一方面，钢材性能的提高和技术水平的进步，使规范的修订和完善成为一种常态，因此，双语教学中需要重视不基于特定规范的基本原理、知识与方法的传授，以增强学生的知识应用适应能力[5]。

西南交通大学茅以升学院土木工程专业钢结构设计原理课程曾计划采用国外高等院校土木工程专业原版教材，考虑到虽然结构设计原理不分国外国内，但不同国家在工程设计中所依据的规范不同，其教材针对的教学大纲也有差别，也就是说原版教材必然是建立在所属国家相应规范基础之上，学生学习过程中不仅会感受到专业知识的难度，还会产生语言困扰，因此，直接采用原版教材不完全适合国内需要。基于上述原因，宜先采用英文版讲义与中文教材相结合的教材体系，并指定相关英文参考资料，英文讲义经教学检验后可以形成适合本校的英文教材。

四、多种方法组合的教学模式

（一）案例分析辅助教学引入和总结教学内容

案例教学[6]是具体的实例，印象深刻，易于学习和理解。开始教学内容前，可引入相关的国内外有代表性的工程实例，激发学生学习兴趣，提高知识运用的真实性，教学内容完成后对案例进行分析，提高解决具体工程问题的能力。通过工程事故案例教学，还可以警醒学生，在专业学习过程中严格要求自己，培养一丝不苟的工作态度和严谨的职业素养。

组织的案例最好能具备学科前沿性，并与教学内容相关，能突出重难点。学生一般对钢结构实践中成功的案例司空见惯，但对垮塌的案例记忆深刻。表3为根据教学内容中的结构层次，分别给出了对应破坏极限状态的工程垮塌事故案例，让学生学习专业知识的同时，体验工程实际中责任使命感的重要性。

（二）问答式授课模式关注重难点内容

当学生对双语教学熟悉后，问答式授课模式才能有效地展开[7]。受双语授课课程学时的限制，问答式授课模式主要有两种形式：课上教师问学生答和课下学生问教师答。

课上教师问学生答。根据每讲课的教学安排，教师将授课主要内容和关键概念以英文问题的形式在课上给出，以随机点名，让学生回答，并记录评分，然后根据学生回答的情况，以问题为主线，逐一讲解。这样学生课上不仅仅是被动听课，还是被迫积极思考，教师根据学生的回答反馈教学效果。

课下学生问教师答。根据学生的作业和上课情况，在课后可以留一些时间给教师或助教解答学生的问题。课下单独交流可以节约课堂时间，学生可以书面形式提出问题，针对共性问题下次课强调和复习。

（三）流程图法梳理设计和计算的程序

流程图法[8]作为一种从计算机程序语言衍生出的教学方法，可将课程中的复杂结构设计编制成具有逻辑关系、体系化、规范化的流程，让学生理解并掌握复杂难懂的结构设计程序和要求，开展教学的具体实施步骤如图1所示。

流程图法采用箭头和图形，根据公式和简洁的语言展示复杂的结构构件设计流程和规范规定，教学内容清晰明确，优点为符号规范，表述简洁，结构清晰，逻辑明确，容易理解。

图1 结构设计课程教学流程图

钢结构设计原理是一门理论性强、计算公式较多的课程。纷繁复杂的公式使学生容易产生混淆。在课程教学中，针对不同的教学内容，如不同构件设计、同一构件设计、构件与连接设计、焊缝连接中弯与扭的区分，可分别采用比较教学方法[9-10]，帮助学生辨别同类教学内容的异同，抓住教学内容的实质，从而熟练掌握，不致混淆。

五、多通道教学质量评价

教学质量评价对教师及时调整和优化教学内容非常关键[11]，可以通过以下几个通道得到教学效果的反馈意见。

（一）课堂即时提问

按照教学计划，每堂课的内容既不同又有逻辑联系，尽快课堂时间有限，仍然需要回顾已讲内容，引入新内容。在复习上一讲内容的时候，可以对重难点内容点名提问，根据学生的回答情况得到教学质量的反馈，并进行补充和强化。在新内容进行到关键点时，提出疑问，敦促学生思考，让学生不只是照本宣科，而是对内容进行思考。根据回答情况记录成绩，整个学期每人都会被提问到，课堂提问从这两个方面入手，可以即时评价教学质量，控制上课节奏，优化教学内容，提高学习效率。

（二）课后作业批改

钢结构设计原理是实践性强、计算公式和原理较多的课程，需要进行大量练习才能很好地掌握教学内容，因此课后作业必不可少。课堂教学工作完成后，布置教材上的3道左右计算题，因时间充裕，计算量比考试题目要大。学生作业的完成情况反映了该部分内容的教学效果，可针对作业批改中存在的问题在下讲课进行补充。这样可以评价每讲课的教学质量，适时调整教学内容

。

（三）期中阶段考试

当总教学内容进行到一半时，可以就已讲内容进行一个阶段性的考察，期中考试的题目形式宜与期末考试一致，只是考察内容侧重点不同。题目应该包括考察基本概念的客观题（选择题）和设计计算的计算题，一方面让学生对学过的内容进行总结和复习，另一方面可以考察半期教学效果，促进后半期教学质量提高。期中考试是阶段性总结和反馈，评价半期教学质量。考试试卷应为英文，学生可用中文解答，让学生熟悉英文表述，提高对题目的因素理解能力。

（四）期末考试

由于期末考试占总成绩的比例在60%以上，学生在期末考试前都会花大量时间复习。对学生来讲，期末考试是课程的指挥棒。对教师来讲，期末考试可以全面评价整学期教学质量情况，

为下次教学提供参考。考试试卷也应为英文，学生可以用中文解答，这样学生才能重视双语学习。教师通过对期末试卷进行分析，找到学生错误较多的地方，查找原因，寻求解决之道。另外可以在最后一次课上让学生匿名提出意见，如教学进度、重难点和教学方法是否得当等。

总之，应做到教学反馈及时，多通道评价教学质量，合理调整教学内容，提高教学质量。

六、 结语

面对钢结构设计原理双语教学中内容多，课时少，学生英语水平参差不齐，教学质量难于评估的现状，可以极限状态设计为主线，在教学内容、教学方式和教学质量评价三方面进行优化和调整，取得较好的教学效果。

（1）明确双语教学的定位很关键，应以专业知识和设计思想的传授为主体，语言为载体。

（2）在传统以结构层次（材料―连接―构件）为模块的教学内容基础上，让学生掌握极限状态设计的理念，衔接好力学和钢结构课程，剪裁教学内容，提升学生结构设计学习的深度和广度。

（3）针对不同的教学内容和教学过程，应综合采用不同的教学方式，以各种手段促进教学效果的提高，降低学生学习的难度。

（4）教学质量评价应贯穿整个教学过程，并进行多通道实时评价，因地制宜，从学生的接受角度来提高教学质量，不断提升教学水平。参考文献：

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篇8

关键词：工程结构；土木工程；交互式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0112-02

一、引言

受专业覆盖面广及行业涉及面宽等特点的影响，土木工程对国民经济的发展至关重要。在当前“大土木”专业背景下，培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专业人才是土木工程专业的最终目标[1]。作为工程管理专业的必修课程――工程结构，集理论与实践为一体，在工程力学、建筑材料、建筑制图等课程基础上，围绕建筑结构的受力体系阐述各种结构构件的受力性能、计算原理和方法以及结构构造要求等内容[2]。对培养工程管理专业学生的土木工程专业素养起着举足轻重的作用。

二、工程结构课程简介

1.培养目标。为提高工程管理专业学生的土木工程专业素养，工程结构课程要求学生在数学、力学的基础上，初步掌握建筑结构的设计原理和方法，为将来从事工程管理工作提供充分的结构工程知识背景。通过本课程的学习旨在使学生具备简单的结构构件设计能力，使其能够解决工程管理中简单的结构问题；同时应了解工程结构的基本原理和方法，建立正确的结构概念，保证其充分理解结构设计意图，为其从事工程施工、造价、监理等工作提供良好的结构工程知识基础。

2.课程概况。工程结构Ⅰ内容如下：建筑结构选型与设计方法讲述建筑结构的基本特点与结构选型、建筑结构荷载与设计方法等内容；混凝土结构设计原理讲述材料的力学性能、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、轴心与偏心受压构件承载力计算、轴心与偏心受拉构件承载力计算、受扭构件承载力计算、变形与裂缝宽度计算、预应力混凝土构件；钢筋混凝土梁板结构讲述整体现浇式单向板肋形楼盖、钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖、钢筋混凝土楼梯计算；混合结构房屋设计讲述刚性、弹性、刚弹性方案房屋的相关计算、混合结构房屋基本构件与构造措施、房屋的静力计算方案等内容。

工程结构Ⅱ内容如下：钢结构设计原理讲述钢材的力学性能、钢结构的连接、受弯构件的计算原理、轴心受力构件、拉弯构件、压弯构件、节点设计原理、单层厂房钢结构、大跨钢结构与空间结构；地基与基础工程讲述地基土的工程性质及分类、地基基础设计的基本原理、地基处理等内容；建筑结构新技术讲述新型建筑结构、计算机方法、工程结构的事故处理等。

三、工程结构课程教学存在的问题

1.授课课时少，授课内容多。工程结构包含土木工程各专业课程内容，授课内容众多。在土木工程专业课程设置中，混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础、高层建筑结构设计等各专业课程授课课时均不少于32课时，而工程结构课程的授课课时仅128课时。在有限授课课时内讲述众多课程内容，不可避免地降低了学生的学习效果。

2.章节内容的重复性与独立性。工程结构中各章节内容具有明显的独立性。比如，荷载作用类型方面，混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础等章节，主要讲述静力荷载作用下构件的受力性能与设计原理，建筑结构抗震则重点讲述地震作用对建筑结构与构件受力性能和设计方法的影响。此外，工程结构中各章节内容尚存在一定的联系性，从而造成了部分内容的重复。例如，建筑结构选型与设计方法，指出按承重结构的类型分剪力墙结构、筒体结构等，讲述各种结构类型的定义与受力特点，并对其变形与受力进行了详细分析；高层建筑结构设计同样介绍了剪力墙结构、筒体结构等不同结构类型的定义与受力特点。再如建筑结构选型与设计方法部分，分析了混凝土结构、钢结构、砌体结构的优缺点及所用材料的物理力学性能，而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理同样介绍了各种结构的优缺点及所用材料的力学性能。

3.考核方式单一，学生积极性低。目前，我校工程结构课程的考核方式主要为闭卷考试，最终课程考核成绩由平时成绩和期末考试成绩构成，平时成绩与期末考试所占比例为20%和80%。平时成绩根据出勤、课堂讨论、课后作业、期中检查等评定。上述考核方式在有限授课课时条件下，具有良好的效果。但实际教学过程中，存在学生积极性不高、考核方式较单一等缺陷。

四、工程结构课程教改方法

1.授课课时适当增加，授课内容适当删减。对于土木工程专业而言，混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、地基与基础工程等课程授课课时均在32课时及以上。在相同授课范围的要求下，必然要对授课内容进行适当删减。在改革的过程中要遵循把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则。以钢结构设计原理为例，所谓把握主要内容，是指将钢结构三大连接方式及其计算、钢结构受弯构件、轴心受力构件、拉（压）弯构件等内容讲述清楚，而有关钢结构材料生产、节点设计、钢结构的塑性设计及抗震设计等内容，则简单介绍即可；所谓突出重点内容，是指重点讲述计算公式的具体运用，有关计算公式的推导可适当讲述；所谓穿插细节内容，是指讲述主要计算公式的过程中，对一些构造措施处理进行适当讲解。除此之外，在教学大纲不变的前提下，建议适当增加本门课程的授课课时，以提供充足的授课时间。

2.章节内容适当归类，重复内容合理整合。工程结构课程各章节存在内容重复的现象，针对此类问题，需要对该课程各章节内容进行适当归类。按照材料进行分类，可划分为混凝土结构、钢结构、砌体结构等内容；按照荷载条件，可分为静力计算、抗震设计；按照受力层次，可划分构件设计、结构设计两部分。建筑结构选型与设计方法简要介绍混凝土、砌体、钢材等物理力学性能，框剪结构、剪力墙结构、筒体结构等介绍选型，而混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构设计原理则介绍相应材料的力学评价指标，如冲击韧性、伸长率、破坏形式、冷弯性能等，高层建筑结构设计则讲述剪力墙结构、框架―剪力墙结构、筒体结构等不同类型结构的受力与变形分析。根据上述分类，在实际授课过程中，既要讲授各章节的联系，又要避免章节内容的重复讲述，从而达到节约授课课时的目的。

3.考核方式多样化，交互式教学的运用。为提高工程结构课程的教学质量，应消除传统考核方式的弊端，积极探索灵活多样的考核方式。为此需要丰富考核内容，采取多种手段和方式对学习效果与成绩进行评价，如平时考勤、课堂问答、课堂讨论、课后作业、学习心得、课程建议调查、小组试讲、授课内容总结等方式，以此弥补单一、枯燥考核方式的不足，逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。

结合多种考核方式，开展交互式教学，体现教师的引导作用，突出学生的主体地位，可有效促使教学水平的提高。根据情境和过程的不同，交互式教学以多种形式出现，相互作用以纵向或横向的方式出现。交互式教学可分为师生交互、人机交互以及一些潜移默化的相互影响、相互启发。传统的交互式教学以反馈和交流为主要特征，目的是构建一个互相信任、尊重和平等的学习氛围，通过对话和倾听实现师生之间和学生之间的双向沟通，进而在合作和交流中加深对学习内容的理解。随着计算机网络技术以及白板在教育中的广泛应用，基于网络及白板环境的交互式教学迅速兴起，它促使了学生主体地位的真正确立，其学习的自主性、能动性、合作性得到充分发挥，有利于提高学生的学习积极性。为此，新形势下交互式教学以问题主导、小组主导、课堂互动、多媒体辅助、网络交流等多种形式出现，以实现以教为主（教师“满堂灌”）向以学为主转变、以课堂为主（过分重课堂）向课内外结合转变、以结果评价为主（过分重分数）向结果过程结合转变。与此同时，交互式教学需要教师灵活运用多种教学方法，注重各种教学方法的优化组合，熟练处理教材的系统性并突出讲授的重点，善于用明白、易懂的语言来表达深度理论、深邃思想、深刻思路，善于应用启发式，吸引学生同步思维，从而不断提高讲授的艺术性，调动学生的积极性与主动性。

五、结论

为提高授课效果，需要适当增加授课课时，此外，需要合理调整授课内容，坚持把握主要内容、突出重点内容、穿插细节内容的基本原则；为避免部分内容的重复讲述，需要对该课程各章节内容进行合理归类；为保证教学质量，提高学生的学习积极性，需要灵活运用多样的考核方式，开展交互式教学。

参考文献：

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关键词：结构设计方法；可靠度；教学方法；概念与原理

作者简介：张振浩（1980-），男，广西钦州人，长沙理工大学土木与建筑学院，讲师；杨伟军（1962-），男，湖南益阳人，长沙理工大学土木与建筑学院，教授。（湖南长沙410114）

基金项目：本文系长沙理工大学桥梁工程湖南省高校重点实验室开放基金资助项目（项目编号：09KA02）的研究成果之一。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）11-0078-02

一、“荷载与结构设计方法”课程特点及重要性

“荷载与结构设计方法”课程的教学对象是土木工程专业三年级本科学生，这是一门土木工程专业的专业基础课程，其先修课程是“概率论”、“数理统计”、“结构力学”等，学习了这门课程之后将为后续的“钢筋混凝土结构”、“结构设计原理”、“钢结构”等课程打下基础。

荷载与结构设计方法是结构理论与概率论、数理统计等数学理论相结合的一门新兴学科，重点介绍常用的结构可靠度计算和设计方法以及结构可靠度设计统一标准与现行设计规范的联系。[1]20世纪70年代以来，结构可靠度理论在工程结构领域进入实用阶段，许多国家都致力于建立结构可靠性理论为基础的结构设计规范体系。我国工程技术界非常重视结构可靠性问题，先后编制了《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-92）等多个统一标准。教学主要目的是使学生掌握结构可靠度理论及加深理解并运用好这些统一标准及相应的设计规范体系。

该门课程的教学重点包括：可靠性理论的一次二阶矩方法即近似概率法（水准Ⅱ），主要学习中心点法、验算点法；荷载及抗力的统计分析；结构可靠性设计，包括我国“统一标准”采用的设计可靠指标，实用设计表达式以及表达式中各分项系数（荷载分项系数、荷载组合系数、结构抗力分项系数、结构重要性系数）的确定原则方法；结构体系可靠度。全课程教学学时为16课时，教学安排如表1所示。可见，课时少、难度大而内容重要是这门课的特点，也是这门课程教学的最大突出矛盾。

二、“荷载与结构设计方法”教学存在的突出问题

1.重视程度不够

由于各种原因，有些高校在土木工程专业的课程设置上对“荷载与结构设计方法”这门课程的重视不够，教学课时曾一再被压缩。同时教学内容除了结构可靠度理论外，还增加了“荷载”这一块的内容，包括重力荷载、风荷载、地震荷载、土压力等，这使得可用于教授结构可靠度理论的学时更为减少。[2]另一方面，学生本身也对课程的重要性认识不够，普遍认为结构可靠度知识对今后工作的帮助不大，在工程实践中不需要用到“如此高深”的理论。因此，若非考研需要，一般的学生均对该课程兴趣不大，投入学习的时间也较少。此外，课程设置上该门课程学时及学分的减少，也潜移默化地使得学生认为该门课程不太重要。

2.课程内容难度较大

结构可靠理论在土木工程结构设计中处于“统领”的指导地位，由于所站的层次较高，结构可靠度理论的基本概念本身就比较抽象，尤其目前一般将这门课程安排在钢筋混凝土结构、结构设计原理等课程前学习，学生在对钢筋混凝土结构设计完全没有接触了解的情况下，理解结构可靠度基本概念较为困难，抓不住要领。其次，结构可靠度的计算方法也颇为复杂。虽然课程只要求学生掌握基本的一次二阶矩方法，但学生仍普遍感到很是吃力。中心点法相对而言概念较清楚、计算比较简单，学生基本能掌握，但该法仅是可靠度计算的初级方法。对于需要重点掌握的验算点法学生就感觉难度较大了。公式推导复杂，计算步骤繁多，而且需要重复迭代计算，这些困难往往让学生望而却步。因此学生概念理解模糊、对计算过程一头雾水颇为常见，学生对验算点法的学习仅仅是进行生搬硬套的模拟，没有理解公式的含义，更不去探究这样计算的原因。

3.相关知识环节脱节

“荷载与结构设计方法”是在概率论、数理统计、高等数学、结构力学等课程知识的基础上进行学习的。这些相关课程的有机融合是学习好结构可靠度理论的前提，若已学知识理解不深刻和掌握不牢固，学习这门课程就会遇到很大困难。学生感觉这门课程难学的一个重要原因就是相关知识环节的脱节。结构可靠度计算对数学基础要求较高，尤其对概率论、高等数学要有很好的掌握。如中心点法、验算点法的可靠指标计算公式推导中均用到多元函数的泰勒级数展开，而在高等数学中一般只是学习一元函数的泰勒级数展开，对二元函数的泰勒级数展开仅粗浅涉及，由于学生对这些相关数学知识掌握程度不够，造成知识脱节的现象，学习起来较为困难。此外，还有一重要原因是学习“荷载与结构设计方法”课程与学习高数、概率论等数学课程的时间间隔较大，往往间隔一两个学期，致使已学知识生疏，也存在着知识脱节的问题。

4.对规范较为陌生，掌握不够

熟悉规范是土木工程专业技术人员的基本素质，学习“荷载与结构设计方法”课程的目的之一就是加深学生对规范重要性的认识及对规范内容的理解。由于客观不确定性的存在，土木工程结构的安全设计实际上是受国家经济条件约束的风险决策过程，决策是要在结构初始建造费用和未来可能的倒塌损失之间进行权衡。而这通常就是由国家的结构设计规范来控制和实现的。自20世纪70年代以来，许多国家都致力于建立结构可靠性理论为基础的结构设计规范体系。我国也自1984年起先后完成了第一层次的工程结构设计可靠度统一标准和第二层次的建筑、公路、铁路、港口、水利等各领域工程结构可靠度设计统一标准的编制工作。[3]因此，掌握和理解结构构件可靠度计算和设计方法以及结构设计统一标准与现行设计规范的联系，是本课程的重要学习目的之一。但绝大多数学生对相关规范不闻不问，去图书馆查阅规范的学生相当少，更谈不上对规范内容进行联系学习与理解了。

5.不熟悉计算机编程语言

“荷载与结构设计方法”课程需要重点掌握的验算点法，其公式不仅数目较多，而且较为复杂，关键的是最终求解出可靠指标需要采用迭代计算的方法。因此，使用该方法计算可靠指标若能借助计算机编程计算，则会大大减小计算工作量，而且也会对方法本身有更深入的理解。虽然学生在二年级时一般均选修学习过C语言或Fortran语言，但学习不够深入，相当部分学生在计算机编程方面的训练较为欠缺，能够完整地编好程序并且调试通过的极少。虽然教学大纲中没有要求学生掌握语言编程计算可靠指标，但此类训练会让学生对可靠度计算方法的理解大大加深，同时可以培养学生熟练使用计算机的能力，这也是土木工程专业人员采用先进计算分析手段的体现。

三、主要解决措施

1.引导学生加强重视，激发学生学习兴趣

在当前高校学生课程压力普遍较大的情况下，增加课程学时是不切实际的。因此，要着重加强作为学习主体的学生对这门课程的重要性认识，让学生在课后能自主地投入更多的时间精力去学习。要向学生反复阐明土木工程结构设计的可靠度背景和结构设计所需要满足的可靠度要求，进而引导学生认识到可靠度理论是指导结构设计以及制订结构设计规范的基础性理论，在土木工程结构设计中占有指导性的重要地位。在引导学生认识课程重要性的同时，还应进一步激发学生的学习兴趣。如在讲可靠度理论之前花些时间介绍结构可靠度理论的研究发展历程，吸引学生的注意力，告诉学生结构可靠度理论目前为止还有哪些问题是没有解决的，激发起学生跃跃欲试的学习劲头。总之，在学生对这门课程的意义感到茫然的时候，教师也应加强重视，用细心、耐心和恒心来做好这门课程的教学工作。

2.构建教学内容的知识连贯性和系统性

由于“荷载与结构设计方法”与高等数学、概率论等课程具有密切的联系，为避免或减小学生由于相关数学知识脱节的问题，宜在开始教授可靠度理论前花两课时的时间来给学生复习并补充与可靠度理论密切相关的数学知识，使整个可靠度理论在教学内容上具有良好的知识连贯性与系统性。教学实践证明这一点很有必要，若一开始就进入可靠度理论，由于高数、概率论的学习时间间隔太久，即使是数学基础好的学生也会是一知半解。此外，在课堂上的数学知识复习和补充之后，还要注意布置一定量针对性的课后作业，让学生切实温故而知新，为学习可靠度理论打下良好基础。可靠度理论的学习，可以将相关知识连贯性、系统性地有机串联起来，这将促进学生对专业知识掌握的提高和升华，更培养了学生的学习能力。

3.要特别注重概念阐释与原理讲解

结构可靠度理论之所以难学，是因为概念抽象、计算原理复杂，因此在教学当中要特别注重概念的透彻阐释与原理的详细讲解。[4]概念的阐释除了让学生明白其内涵外，还要从其外延去讲解。如结构可靠性的概念，将其内涵阐述结构在规定时间内、在规定条件下完成预定功能的能力；同时还应足够宽广地、没有遗漏地对其外延进行描述，结构可靠性包括结构的安全性要求、适用性要求、耐久性要求。学生从概念的内涵和外延去理解，既全面又不抽象，较容易做到对概念的掌握全面而准确。[5]

结构可靠度计算方法是荷载与结构设计方法这门所要重点学习掌握的内容之一。但由于计算过程与计算原理均颇为复杂，所以学生学习起来特别吃力。以验算点法为例，一次计算过程就需要历经当量正态化、计算方向余弦、写出验算点坐标与可靠指标间的关系、求解可靠指标、由可靠指标求解验算点坐标新值等一系列步骤，应用的公式多达五、六个，而且需要重复以上计算流程若干次才能求得最终结果。不少学生对验算点法的学习就是照葫芦画瓢，由于对计算原理的不理解，所以即使是照着老师讲的计算步骤一步一步做，也都是生搬硬套，容易出错。由于计算过程步骤本身就比较复杂，加上课时限制，一些教师在教学上有重计算过程而轻原理讲解的现象。为了避免学生知其然而不知所以然的情况，教师应该加强计算原理的阐释，对所要使用的公式要详细地推导，虽然计算原理、公式推导更为复杂，但教师必须有足够的耐心和细心辅导学生。学生只有在理解了计算原理的情况下，才能真正掌握好验算点法。

4.课程成绩评定宜注重激励学生

课程学习成绩的评定是对学生基础理论知识掌握情况和分析解决问题能力的综合反映，同时也是激励学生更进一步学习的手段。对于这门课程理论较深较难掌握的情况，对学生学习成绩的评定更要讲究科学，对这门课宜采用“平时教学严，考核相对松”的方式。目前该门课的成绩评定一般采用平时成绩加考试成绩的综合评价办法，其中平时成绩占40%，考试成绩占60%。对于平时成绩，不能只根据考勤、课堂和课后作业的情况来打分，为鼓励学生采用计算机语言进行编程，通过手算进行比较加深对算法的理解，虽然教学大纲中没有此项要求，但凡进行了计算机编程练习的学生都应加分，调动其学习积极性。对于考试成绩的打分，也不宜过于严格苛刻，打出来的成绩应该是让学生体验到通过自己的努力学习所获得的成绩是肯定，而不是令人泄气的过低分数。这样对激发学生在课后甚至是课程结束后仍有意愿自主地去学习这门课程知识是有重要意义的，尽量达到整门课程教学效果的最优化。

四、结束语

在“荷载与结构设计方法”课程的教学实践中，针对发现的问题采用相应的改进措施，收到了较好的教学效果。学生自我获取知识的能力、分析解决问题的能力均得到了良好培养和不同程度的提高。学生反映课程的强化教学对后续课程“钢筋混凝土结构”、“结构设计原理”等有很大的帮助，本科毕业后继续攻读研究生的学生更是反映这门课程的学习对创新思维具有的重要意义。

在今后的“荷载与结构设计方法”课程教学中，应进一步注意到这门课程所具有的数学与力学相结合的特征，教师要充分认识到这种知识体系的结合性，基于这种认识并结合实际工程背景来讲解基本知识点和概念，给学生传授正确观念，更为深刻地理解结构可靠度的理论。同时教师还要紧跟学科发展的动态，这样才能始终站在学科发展的前沿，给学生传授最新的理论和知识。这对于提高本科教学水平，完善高校教学职能具有重大的意义。

参考文献：

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关键词：荷载 结构设计 课程教学 教学方法 设计规范

作为土木工程专业学生进行工程结构设计时必须掌握的一门专业基础课程，基于荷载与结构设计方法课程旨在要求学生通过对本课程的学习，掌握在工程结构设计时考虑荷载、荷载产生的背景、荷载计算方法以及结构设计所采用的设计原理，以便于为后续深入学习《混凝土结构设计原理》、《混凝土结构与砌体结构》、《钢结构》等课程和相关课程设计、毕业设计奠定基础。

一、课程的基本要求及主要内容

鉴于荷载与结构设计方法课程是土木类专业的工程结构设计方面的基础教学课程，以专业基础核心课的地位，要求学生完成掌握工程结构可能承受的各种主要荷载、工程结构设计中可采用的设计背景的教学目的和任务[1]。学生通过学习本课程来掌握工程结构设计时考虑的荷载因素、产生背景、荷载计算方法；并掌握工程结构可靠度设计原理和方法，包括荷载和抗力的统计分析、结构可靠度基本原理、结构概论可靠度设计方法等。

1、 掌握各种重要作用的定义、工程计算背景、原理和方法。

2、 通过学习掌握影响结构抗力的各种不定性因素及其统计参数的确定方法；各种荷载的概率分析模型和设计时所采用的代表值种类和确定方法，以及多种荷载同时出现时的荷载效应组合；结构可靠度的基本原理和基本分析方法，以及概率可靠度设计时的基本表达式，使学生掌握我国现行工程结构的基于可靠度理论的极限状态设计方法。

3、 以《荷载结构设计规范》GB50009-2012和教材为基础，详细透彻讲解理论内容，其中，各种重要作用的定义、工程计算背景、原理和方法，荷载统计分析中各种荷载代表值的意义和用途，结构抗力统计分析中各种不定性的含义与原因，以及结构可靠度的基本原理和基本分析方法为教学重点。

4、 拓宽知识面，以《荷载结构设计规范》GB50009-2012为基础，与实际工程相结合。

二、课程存在的主要问题

荷载与结构设计方法课程是一门承上启下的重要课程，在先修课程《概率论与数理统计》、《材料力学》《工程材料》等课程以及后续课程《混凝土结构》、《钢结构》之中起着非常重要的衔接作用，但目前依旧存在许多亟待解决的问题[2]。

（一）重视程度不足：学时较少，容易混淆

本课程分为两大部分，即工程结构荷载和可靠度设计方法。但由于只有16理论课时，并且，由于工程结构荷载形式多样，学生容易产生混乱；可靠度设计方法部分概念抽象，学生较难理解和掌握，另外，理论性工程概念的教学方式较为传统，也极容易导致学生感到枯燥乏味，学习兴趣丧失，自主学习的能力削弱。

（二）课程难度较大：理论抽象，计算复杂

本课程是一门理论与计算为主导的结构可靠理论，又设立在学生尚未接触钢结构、钢筋混凝土结构原理等结构课之前，并且需要有较为扎实的数学基础，课程难度较大。要求学生仅仅只掌握一次二阶矩方法也倍感吃力，再加上公式推导复杂、计算步骤较多，会引起学生对该课程产生畏惧，慢慢丧失学好该课程的自信心。

（三）忽视行业规范：基本素养欠缺

前文已经提到，目前，荷载与结构设计方法课程应对《荷载与结构设计规范》GB50009-2012作全面正确的解读，由于工程面临问题的变化以及技术、经济条件的发展，《荷载与结构设计规范》也要随之被修订和调整。所以学好这门课程的关键在于，紧密结合现行《荷载与结构设计规范》GB50009-2012内容，了解修订原则和重点，对修订、增加的内容加强注意，学生才能在以后的工作中具有土木工程专业技术人员的基本素养，若教学时不能做到与现行设计规范相联系，学生自身缺乏自主学习的能力，不能定时去查阅了解相关行业规范，致使教学内容相对工程实际滞后。

三、构建有效的教学体系

通过对上述问题的分析，本文将提出以下几点解决措施。

1、重视理论阐述，激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师，大学生本身已经具备对自身负责的自主学习责任感，因此在实际教学中过度的去迎合学生反而不是一件值得推崇的事情，针对于大学生这一特殊群体，首先要将大学生看作一个能对自己负责的成年体，在教学前期与辅导员进行合作，为学生进行一次职业规划测试，让学生在职业规划测试中明白自身未来发展和职业发展，制定起近期和长远目标，以此来激励自身主动学习。当然，在实际教学过程中，教师也要适时采取多样化的教学方式，尽可能地借助多媒体资源帮助学生认识了解相关理论知识，讲解深入浅出、重难点突出，帮助学生抓住要领学习；同时，定时邀请一些已经工作的学长学姐来传授学习经验，这也能很好地激起学生的学习兴趣，激励着学生不断地向目标努力奋斗。

2、优化学业评价方法

对于基础理论性较强的课程，传统的学业考核方式大多为卷面成绩一种方式，但现在普遍推行的对学生进行全面综合考评方式，因此也应将学业考核进行结构优化，将其分为课堂表现、卷面成绩两类，如在平时可以建立起小组教学模式，在课堂上让小组成员来讲授课程内容，每个小组按照自己的想法来进行创意教学，其他小组对其教学效果进行评价和打分，最后各小组的得分按照一定比例归入综合评分中；此外，对于课堂上表现突出的学生，也应当适当给予加分待遇。

3、做到课程教学和学习与现行设计规范相联系

由于全球气候变化，极端天气与灾害如风灾频发；全球恐怖活动升级以及现代化设施及交通工具普及和猛增，住房和城乡建设部在2012年5月28日第1405号公告中批准了《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，规定该规范从2012.10.1开始实施。在《荷载与结构设计规范》GB50009-2012 中：为了应对自然灾害频发和全球气候变化，补充了关于雪、风和温度的基本气象数据；针对活荷载增加了设计使用年限调整系数，适当提高了结构的安全度；增加了温度作用和偶然荷载，完善了标准体系，满足了特殊结构或特殊使用环境下的设计所需；从风剖面、体形系数以及风振响应计算等方面全方位统筹考虑了风荷载的修订，并且补充了高层、大跨等结构的抗风研究新成果。教学时应结合《建筑结构荷载规范》GB50009-2012和教材，理论与实践相联系。

结束语：

基于荷载与结构设计方法课程现阶段虽然存在着些许问题，但其作为理论奠定的重要衔接点，就需要在实际教学中对其给予足够的重视，教师要明白其与其它学科相结合的重要特性，注意其所具有的数学、力学方面的知识，教学时要将这些知识体系相互融合贯通，努力为学生营造出一个良好的知识构建环境；此外，对现行的行业规范标准要进行及时补充，让学生明白行业规范标准对于培养自身素养的重要性，要将理论知识与实际相结合，充分发挥自身主动学习的能力，在实践中积累更多宝贵的经验。

参考文献：

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关键词：混凝土结构设计原理；教学方法；土木工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0267-02

混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的专业基础课，在专业教学中具有承上启下的作用，先修课程有建筑制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学等，对后续的混凝土结构设计、高层建筑结构设计等课程的学习有重要影响，也是课程设计、毕业设计等实践环节的重要基础。课程内容涉及混凝土结构材料的基本性能，构件承载力计算，构件的裂缝、变形和耐久性以及预应力混凝土构件设计[1]。

混凝土结构设计原理这门课程，具有材料的不确定性、解答的多样性、设计的综合性等特点[2]，课程内容中的实验现象多、假定多、概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多，且逻辑性、系统性差，较为零散[3，4]，但理论性与实践性较强，与先修课程相比差异性大，导致教师教起来不易、学生学起来困难。笔者结合近几年的教学，在以下几个方面进行了一些思考和实践，取得了较好的效果。

一、熟悉材料性能

钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理、力学性能很不相同的材料组成，只有熟悉钢筋和混凝土这两种材料的性能，才能较好地理解与解释实验现象。混凝土抗压强度高，抗拉强度低，因此结构构件处于承载力极限状态时，只考虑混凝土抗压，不考虑抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成，强度的离散性大，且混凝土的破坏属于脆性破坏，因此在确定其强度设计值时，材料分项系数取值较大。钢筋力学性能较好，抗拉强度高，在结构构件中主要承担拉力；在柱与双筋受弯构件中，也用于受压，其抗压强度与抗拉强度相当，但钢筋用于受压时，容易失稳，因此需要合理配置横向约束，即箍筋。钢筋及混凝土的应力-应变曲线是较为重要的，它是钢筋混凝土构件应力分析、建立强度和变形计算理论必不可少的依据。此外，还应熟悉钢筋和混凝土之间粘结力的相关知识，这是钢筋截断、锚固、弯起等构造措施的依据。

二、抓住教学主线

构件承载力计算是这门课程的重点，涉及到拉、压、弯、剪、扭等基本受力形式及其复合受力形式，但钢筋和混凝土均为弹塑性材料，且离散性大，因此无法根据先修力学课程采用纯理论的方法直接建立承载力计算公式。通常是在试验的基础上，引入合理的基本假定，画出应力图形，借助力学知识或回归分析等方法建立承载力计算公式（包括其适用条件），然后用于工程设计，对于计算公式中未考虑的一些不利因素，通过构造措施进行补充。因此，在承载力计算章节中，要牢牢抓住“试验现象分析―引入基本假定―画出应力图形―建立基本公式―进行工程设计”这一主线，其中试验与假定是基础，应力图形是关键，基本公式是结论，工程设计是目的[4]。值得注意的是，工程设计既包含计算，也包含构造措施。

在计算过程中，初学者往往习惯于联立解方程，实际上应用基本公式也是有主线可依的，如单筋矩形截面设计，按的步骤计算，思路清晰，每一步都可以检验适用条件。

三、进行对比分析

大多数教材将构件承载力计算分为多个章节，各章节之间看似没有联系，知识信息处于零散状态，学生学起来比较困难。教师需找出各章节之间的内在联系，对比讲解，便于学生掌握。

受弯构件中，单筋矩形截面较为简单，大多数学生能较好地掌握。与单筋矩形截面相比，双筋矩形截面在受压区配置了受力钢筋，图1（a）为双筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为Mu。从受力的角度，可以将受压区的混凝土和钢筋分开，并配置相应的受拉钢筋，如图1（b）、（c）所示，其中图1（b）为单筋矩形截面，抵抗的极限弯矩为M1，图1（c）为纯钢筋部分，抵抗的极限弯矩为M2，根据叠加原理，有Mu=M1+M2。

四、引入案例教学

混凝土结构设计原理是一门实践性较强的课程，引入案例教学，可以增强学生对这门课程的认识和理解。设计案例应符合教学目标的要求、符合工程实际、符合混凝土结构设计的发展趋势[5]，有一定的启发性和适用性。根据学生的实际情况合理设置案例的难度，选择现实生活中关心或常见的问题，可以提高学生的兴趣，使教学效果更好。在实施案例教学前，需要学生准备好相应的理论知识。呈现案例后，应明确要解决的问题。然后，寻找解决问题的方法，这是案例教学的核心部分，教师应当做适当的引导，对于学生提出的解决方案，应进行点评与总结，并对案例进行拓展与深化。案例教学过程中的重点在于学生的思路与讨论的质量，结果可以是多样化的。

五、培养实践能力

混凝土结构设计原理的理论体系不完善，很多公式是由试验结果回归而成，实践性强，问题抽象，理解起来较为困难。培养实践动手能力对于学好这门课程大有裨益，对今后从事相关工作也奠定了良好基础。实践能力可以从以下几个方面着手：①现场观摩，安排学生参观建成或在建的混凝土结构，加强对梁、板、柱等混凝土构件的感性认识；②参与试验，本课程中涉及大量的试验，应尽可能让每位学生参与到试验过程中，若学校不具备这样的试验条件，可以通过观看试验录像，加强对各种构件破坏机理的理解；③编制计算程序，教材中有各种承载力计算的框图，按框图写出程序（采用Excel表格也可以），可以加深对本课程的理解，也为毕业设计奠定了一定的基础；④理论联系实际，在学习相关内容后，可以让学生寻找相关破坏的工程实例，并分析其原因，具备这种能力后，毕业后可以较迅速地适应相关的工作。

六、板书与多媒体并重

当前，大多数教师习惯于采用多媒体进行教学，这种教学手段形象、信息量大，可以较好地调动学生学习的兴趣，加深对所学知识的理解。混凝土结构设计原理这门课程，涉及到大量的实验现象，大多数学校不具备开展各类型构件破坏试验的条件，但可以通过图文、录像资料重现试验过程，增加学生的感性认识，将枯燥的内容变得生动起来，再结合老师讲解，就能较好地理解实验过程中所蕴含的力学知识。但对于大量的公式推导，在黑板上一步步演示推导过程，可以加强学生对公式的理解和记忆。总之，在教学过程中，合理的结合板书和多媒体，可以提高学生的学习积极性，提高教学效果。

通过在上述几个方面的努力，这几年的教学效果逐渐提高，在今后的教学中，还需要在创新教育教学方法，培养实践动手能力，增强概念设计意识等方面进行进一步探索，进一步提高教学水平和教学效果。

参考文献：

[1]沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]关萍.《混凝土结构设计原理》课程建设[J].大连大学学报，2010，（5）：116-118.

[3]李书进，沈少波.混凝土结构课程教学探讨[J].建筑结构，2008，38（9）：204-206.

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关键词：结构设计原理；技工院校；教学方法；工程实践

《结构设计原理》是公路桥涵专业中研究钢筋混凝土的重要专业课程。技工院校与高等学校教育目的不同，技工院校更偏重于学生的实际动手和应用能力，所以，在教学过程当中，教师要将结构设计的理论与实际工程紧密结合，理论教学要能解决实际工程中出现的各类问题，教学理念和教学手段也要不断地变化及更新，才能构建符合技工教育的教学模式，培养适应社会经济发展要求的实用性人才。

一、《结构设计原理》课程特点

1.公式繁、符号多、涉及内容广

结构设计原理教学内容包括：钢筋混凝土材料力学性能、结构设计方法、各种受力状态下结构的承载力计算等。公式繁、符号多、涉及内容广，既有理论推导，又有实验研究，与工程实际联系密切，学习过程颇为枯燥，学生容易产畏难情绪，影响学习效果。

2.经验性强，解答非唯一性

钢筋混凝土是弹塑性材料，离散性大，因此，影响其力学性能因素较多。在对钢筋混凝土的研究中，理论推导出的结果与实验结果往往相差较大，因此，很多公式都是从工程实验、实践中吸取经验，并进行总结和归纳得到。不同的受力构件对应不同的计算公式，不同的适用条件下计算公式也不相同。设计过程中，在一些系数的取值上，由于经验性的存在，系数选取不同，计算结果也会不同。这与其他课程的答案唯一性大相径庭，学生往往很难理解，只会照猫画虎套搬例题，并不理解自己为什么这么计算。

3.实践性强

钢筋混凝土结构设计有着较强的实践性，与工程实践联系紧密。根据构件的截面尺寸、受力特点等因素，考虑材料、施工、经济、安全、构造细节等多方面情况进行综合设计。所以由浅入深、由简入繁，逐步培养学生掌握工程设计能力尤为重要。

二、《结构设计原理》教学方法探究

技工院校学生生源来源比较复杂，素质参差不齐，在学习上比较偏好简单易学、与实践紧密结合的学科类型。对于复杂难懂、纯理论性教学往往不感兴趣。

根据技工院校学生特点，应对结构设计原理的教学内容进行认真的梳理和计划，按重要性及难易性进行划分，采取合理高效的教学模式，提高学生学习兴趣，使学生对课程的重点内容深入理解和掌握，真正做到学以致用、融会贯通。

1.启发讨论式教学法

在技工院校部分学生对理论课程不感兴趣，上课注意力不集中，老师在课堂上反复强调的重点内容还是很容易被忽略，教学结果不尽如人意。老师在课堂上应多采取启发、引导和提问的方式，甚至可以采用分组辩论的方法，激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，帮助学生理解和分析、把握重点及难点，使学生从“要我学”到“我要学”，充分调动学生的积极性，让学生独立思考、发现问题和解决问题。

例如，在讲授受弯构件正截面承载力计算这一章节内容时，可以给定梁的截面形状及尺寸、混凝土强度等级、钢筋类型等必要条件。在分析过程中，教师应启发学生运用已知条件来求解未知量，据截面形式不同，选用不同的计算公式，将计算用到的数据补充完全后，再进行最终的设计计算。最后根据计算得到的钢筋截面积选择钢筋的直径、根数及配置情况。教师可根据学生提供的多个答案将学生分组，小组之间进行方案比较。从钢筋的直径、钢筋间的净距、混凝土保护层厚度、钢筋直径的粗细对裂缝宽度的影响、单排筋与双排筋承载力的差异、合理的配筋率等各个方面进行综合比较分析。小组间共同分析讨论每个答案的可行性，最终选择出相对合理的答案，在热烈讨论的氛围中，使学生能够积极主动地考虑多方面的因素，得到构件最优的设计方式。

2.比较分析式教学法

比较分析法就是确定知识点之间同异关系的思维方法。通过比较分析，找到区别与联系，可以更好地将知识融会贯通。技工院校学生思维相对较为敏捷，但耐心不足，使用这种教学方法，可以使学生的思维能力得到更快的提升，帮助学生将凌乱的内容相互关联并整理消化，把课程内容理解得更加深刻顺畅。

例如，受弯构件与受压构件虽受力情况不同，但它们之间有一定联系。在学习这部分知识的时候，将两种不同的受力构件进行比较分析，可以看出，实际上矩形截面偏心受压构件模式就是将受弯构件竖立起来再施加轴力的模式。发现偏心受压构件的正截面受力与矩形截面梁之间的联系后，在矩形截面梁设计方法的基础上，就很容易掌握偏心受压构件的正截面设计方法。在学生学习的过程中，运用此种教学方法，学生可以循序渐进，，对新知识学习的同时，旧知识点还能不断巩固加强。

3.忌死记硬背式教学方法

结构设计原理这门课程内容、公式、符号、系数、构造规定多而繁杂，把这些完全背下来是不可能也没必要的，教师讲授的时候要针对技工学校学生不喜欢背诵记忆的特点，重点是教会学生学习方法。也就是需要的时候，学生可以快速准确地查阅到自己需要的相关内容。例如，构造措施，内容多而零散，在这里要讲授的重点是告诉学生如何查阅、怎样使用，让学生知道构造是很重要的知识点，但要注意方法，学习时对数字不必死记硬背，有些规范只需简单了解，弄清其目的、道理即可。

另外，在教学时可适当引用一些国内外工程实例。结合实际情况，使学生灵活掌握相关原理。例如，在教学结构设计时，可结合一些工程事故进行讲解，哈尔滨明滩大桥坍塌事故，在设计上，独柱墩的设计结构导致桥梁平衡性差，多辆车压在一侧，产生的荷载使桥梁失去平衡而垮塌。另外，桥梁的承重不可达到其极限承载力，在设计桥梁时应考虑桥梁各类材料的安全储备等等。采用工程实例说明，可以使学生更加生动具体地与所学的知识联系在一起。

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一、课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平

1）课题的来源

根据指导老师布置的《浙江大学毕业设计(论文)任务书》。此次毕业设计来源于工程实际：南方某市沿街道地段新建一旅馆；地基面积80m×60m=4800m2。

2）目的意义

目的：此次毕业设计资料来源于工程实际：南方某市沿街道地段新建一旅馆，通过毕业设计全面掌握建筑结构设计、结构设计图、建筑施工图及施工图概预算的原理，编制施工组织是设计和概预算；

意义：1、巩固本人三年来在校期间所学的基本理论和专业知识；巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力；以及锻炼自己画图、识图能力；

2、解决土木建筑工程设计中各方面问题所需的综合能力和创新能力，达到初步了解与掌握一个建筑方案设计和结构工程的实际工作内容和设计工作的方法与步骤；

3、充分理解和正确掌握多层房屋结构的受力特点和内力分析计算方法，熟悉建筑及结构设计方面相应的规范和规程,以及掌握方案设计和结构设计软件中天正及cad的性能及其操作使用方法。

4、通过毕业设计全面掌握建筑设计的基本原理，绘制建筑结构施工图.全面掌握建筑中旅馆设计的基本原理、功能组合,完成一栋建筑的结构设计,绘制建筑结构图和建筑施工图,并进行相应的机构布置.。

3）国内外现状及水平

国内：基础国内一般采用人工挖孔桩基础：人力消耗较大，比较落后；在机械挖孔方面技术比较先进，但是推广面较窄；主体结构施工方面，大多是采用钢筋砼，在帮扎施工上，手工施工较多；砼浇筑技术在国际上比较先进的，商品砼浇筑方便、简洁；砌体结构施工与国际接轨，采用人工砌筑；但是在脚手架的安装方面采用折叠式里脚手架，安全稳定，转运灵活方便；防水工程普遍采用改性沥青防水卷材柔性防水。

国外：德国建设矿井井筒采用7层防水工艺，即混凝土、砌块、沥青石渣、不锈钢板、沥青石渣、砌块、混凝土。造价是中国自防水井筒工程4-5倍。瑞典、加拿大在渗水环境中锚喷，采用放水支护法，用钢丝和橡胶制成半圆型胶管，用粘结剂粘在渗淋水处，51lunwen.com/tuijiankaiti/排至基础面盲沟，在管外锚喷，把管埋在喷层之内，喷层是外混凝土内部流水的现状。日本多采用改性水玻璃——水泥浆等，有计划的设计压力、输浆量、封水效果等。俄罗斯采用粘土浆，无约束注浆法施工，即不设计压力、输入量，只是把设备安好，一直注，什么时候压不进浆则停工，无帷幕防区，工期长，治水率低。

二、课题研究的主要内容、基本要求、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施

主要内容：建筑方案设计、建筑技术设计、建筑结构设计、施工组织设计

基本要求：每人独立完成毕业设计全部任务，要求每人完成一套建筑结构设计施工图和相关的建筑说明及结构计算书，编制施工组织设计，严禁抄袭。

①建筑结构施工图要求：图幅采用2号图纸，比例：1：100（节点详图，构件配筋图除外）

②建筑结构施工图表达方式：采用cad绘制，打印成图.

③图纸装订：按设计说明，建筑施工图，结构施工顺序装订.

④设计资料装订：建筑设计说明，机构计算书，施工组织设计文件一并严格规范要求成册.

⑤图纸的内容标注必须规范符合制图标准.

方法：1、采用砖混结构。

2、从设计的功能上根据现代旅馆的设计要求，根据现代人的生活物质条件的提高，设计多种多样住宿环境，以满足不同人的住宿要求。

准备采取的措施：通过课题研究，收集必要的原始数据和勘测设计资料，综合考虑总体规划、基地环境、功能要求、建筑经济以及建筑艺术等多方面的问题，进行设计并绘制成图纸。

四、总的工作任务，进度安排以及预期结果

1）工作任务

独立完成该旅馆的建筑结构设计，为保证设计的准确性，方便与下步工作的顺利进行，在实际工作过程中进行检查，并在每项进度安排中进行对该项的总体检查，达到预期结果。

2）进度安排

2007年3月12日-2007年3月19日完成开题报告,建筑方案设计

2007年3月20日--2007年4月4日建筑技术设计

2007年4月5日--2007年5月5日建筑结构设计

2007年5月6日--2007年5月22日施工组织设计

2007年5月23日—2007年5月底毕业设计资料整理归档，准备毕业答辩资料

3）预期结果

1）全面掌握建筑结构设计的基本原理。

2）掌握普通旅馆的结构设计与施工设计。

3）绘制施工平面图。

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【关键词】 稳定；刚度；整体思维

1.教学现状

《钢结构设计》是房屋建筑工程领域的一门主要的专业课程，其任务是通过本课程的学习获得必须具备的关于钢结构材料、设什、施工等方面的基本概念、基本理论，并通过一定的实践课程配合，使同学掌握一定的解决钢结构工程实际问题的能力，为今后从事钢结构施工、侧造和一般钢结构的设计、施工和监理等生产实践工作打下坚实的基础。包含了《钢结构设计原理》和《钢结构设计》、《钢结构课程设计》三部分。随着钢结构优点的逐渐凸显，使得我国钢结构设计成为热点学科和结构设计发展趋势，所以学好钢结构设计、促进钢结构设计的发展成为土木工程专业毕业生的责任和使命。但从目前高校土木教学和学生反馈看，《钢结构设计》属于很难掌握的一门学科，很多学生由于教材中抽象的理论、繁冗的推导公式、艰难的计算而对课程失去兴趣导致学习效果很差，且不愿意从事相关工作。基于此，本文剖析其原因并找出对策，以期加强学生对课程的认识。

2.存在问题的分析和解决办法

若想学好《钢结构设计》，必须做到以下几点：

2.1 打好力学基础，建立合理知识体系

学习《钢结构原理》的时候，应抓住材料—连接—构件强度、刚度—构件稳定（整体稳定和局部稳定）这条主线。《钢结构设计》的先修课程有《材料力学》、《结构力学》，钢结构强度、刚度计算和钢结构连接等章节中用到的知识并不复杂，但是稳定问题则需要较好的力学功底，而稳定问题的基础知识出现在《材料力学》和《结构力学》教材的后半部分，部分学校由于课时有限讲的不深入甚至不讲就进入了钢结构的稳定部分学习，这样学生肯定会感觉有跳跃性、听不懂就成为必然。所以建议学生在学习钢结构稳定部分之前先学习巩固力学有关稳定部分的基本知识。

2.2 建立整体思维，熟悉设计流程

在原理部分掌握了各种受力构件之后，就进入了整体结构的学习，有钢屋架、钢网架、门式刚架、多层钢结构房屋、高层钢结构房屋等，不同高校会依据课时安排有所取舍。这部分的特点是把构件组合成结构整体，需要整体考虑。同时钢结构设计也具有建筑结构设计的一般特点，即按照荷载统计（包括恒载，活载，风荷载，地震力等）—内力组合分析—截面设计的思路进行，这也是软件所遵循的程序。

2.3 加强课程设计的学习

课程设计是专业培养方案中的重要一环，此环节若能有所加强，将能达到事半功倍的效果。钢结构的课程设计有多种形式，如门式刚架、多高层钢结构房屋的设计、网架的设计、钢屋架的设计等，不同高校会依据教学的情况进行相应安排。从设计方式上，学生可手工作图，也可计算机辅助设计，但从社会需求来看，建议让学生手算，然后电算校核。例如做钢屋架的设计，可以让学生手算内力及选取截面并进行校核并进行焊缝的连接计算，同时用PKPM软件中STS进行电算设计、出图，相互比较后才会有收获。

2.4 增强学生学习兴趣，增加实地参观机会，教学实践相统一

“兴趣是最好的老师”，《钢结构设计》教学中教师要努力提高学生的学习兴趣，提高学生学习的使命感和紧迫感。

在钢结构学习中，学生存在的主要问题是抽象感，所授内容完全存在于在想象之外，这给钢结构学习带来极大不便，同时也降低了学生的学习兴趣。所以建议有条件的学校联系钢结构实习基地供学生参观学习，去钢结构厂参观钢结构生产工艺及生产流程，就近参观一些代表性的钢结构工程，以促进钢结构知识的理解学习。没有条件的就多找些钢结构模型或图片以给予学生直观的理解。

3．教学建议

3.1 钢结构宜保证足够学时，尤其是原理部分。钢结构的内容量并不少于钢筋混凝土结构，但是国内高校对于钢筋混凝土的课时量一般是比较充足的，但对钢结构的课时量则偏少。有了一定的充足教学课时，才能保证钢结构课程教学体系的完善和学生知识的搭建。

3.2 应适当增加稳定基础知识的补充和巩固。

3.3 适当把理论教学与钢结构规范相结合，让学生知识更全面。

3.4 可以在土木工程类本科毕业设计中增加钢结构选题，设计从建筑图到施工图，从手算到电算，让学生建立完整的钢结构设计体系。

参考文献

［1］ 周俐俐.钢结构课程设计指南［M］.北京：中国水利水电出版社,2006

［2］ 中华人民共和国建设部.钢结构设计规范［M］.北京: 中国建筑工业出版社,2007

［3］ 陈绍蕃.钢结构［M］.北京: 中国建筑工业出版社,2007

［4］ 夏志斌.钢结构原理与设计［M］.北京: 中国建筑工业出版社,2004