学科教育论文-简支钢桁架非破坏性试验教学的研究与实践.doc

学科教育论文-简支钢桁架非破坏性试验教学的研究与实践摘要:本文从土木工程专业钢结构和结构检验与试验课程教学现状出发,就钢结构课程设计与简支钢桁架非破坏性试验教学的教学方式、教学学时、教学内容、学生能力培养等方面进行了研究与探索,以使专业教学能够适应当前建筑市场的要求,培养出合格的应用型土木工程专业人才。关键词:钢结构；钢桁架；非破坏性实验教学；研究土木工程结构试验是土木工程专业本科生必修的实践性课程,通过试验使学生掌握土木工程结构试验方法和技能,培养学生观察、分析试验现象的能力,学习分析处理实验数据的方法,掌握建筑结构动力、静力实验技术。简支钢桁架非破坏试验是土木工程结构试验教学的重要实验之一,是属于设计性实验,不仅是验证、巩固和加深课堂所学的专业基础理论知识、使学生初步掌握土木工程结构试验的理论和方法,更重要的是培养学生查阅文献、确定试验方法、选择仪器设备、实验操作、综合分析和解决问题的能力,培养学生自主设计实验的能力。钢结构是土木工程专业重要的专业课,它有机地融合了理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料等课程的内容,既讲授各种钢结构形式的基本原理和功能,也阐述了各种结构形式的设计计算方法,具有很强的综合性,我们开设钢结构课程的主要目的,是为了让学生在毕业后既能够从事结构设计,又能从事施工管理等工作。“简支钢桁架非破坏性试验的研究与实践”项目主旨是为了改革传统的教学模式,融专业教学与实验、实践训练于一体,夯实专业基础知识,强化技能训练,注重对学生实践能力和创新能力的培养与锻炼。1、钢结构简支钢桁架非破坏性试验教学的发展现状简支钢桁架非破坏性静载试验,目前高校对该实验一般采取如下步骤:首先拟定加载方案,对测点布置进行设计,并计算出桁架杆件内力、桁架结构的挠度。经过试验,对桁架节点位移、杆件的内力、支座处上弦杆转角的测量,对桁架结构的工作性能做出分析,并验证理论计算的准确性。钢结构是土木工程专业的专业主干课程之一,由于现有的条件都只是局限于课堂理论教学,在理论教学完成之后,安排二周的时间进行钢桁架课程设计,多少带有一些从理论到理论的味道,抽象的成分比较浓,学生的实际动手能力较差。目前,在所有的高校中,钢结构简支钢桁架的设计计算和简支钢桁架非破坏性试验教学两者基本是单独进行的,没有有机的结合在一起,知识点单一,不利于综合运用,学科间的内容相互交差渗透与融合很少,学生对学科之间的相互联系缺乏全面系统了解,不利于学生综合运用知识、逻辑思维、创新精神及能力的培养。2、简支钢桁架非破坏性试验的研究与实践针对目前应用型本科院校土木工程专业钢结构和建筑结构检验与试验课程教学存在的问题,简支钢桁架非破坏性试验的研究与实践课题组突破传统思维模式,转变教学思想观念,把简支钢桁架非破坏性试验的主要目的是验证课堂理论的教学思路转变到培养学生动手能力、创新能力上来,把学科间相互独立的试验、设计扩展到学科间的交差、融合的思路上来。变单独完成钢桁架设计为合并在结构实验一起完成:在钢桁架非破损实验中增加钢桁架的设计、加工和制作过程。这些工序由学生在老师的指导下完成,然后自主设计实验方法,选择实验仪器,完成非破损实验等。钢结构构件的加工、制作也由师生一起完成。加强课程与课程之间的互动及学科与学科之间的相互渗透和支撑,把钢桁架设计课时与桁架实验课时合并,打破各专业课教学单独进行的模式、理论教学和实践环节脱离开来的格局。创建一种跨学科的新型试验、实践教学途径。2.1教学模式的转变改变传统的满堂灌教学模式,采用启发式教学、自主式教学、发现式教学、互动式教学,在讨论中,引导学生思考问题,达到新的高度。这样做,既可提高学生的注意力,引导学生思考,激发他们大胆质疑,促进同学之间的合作研究,也可锻炼学生的思维能力,实现学生对教学过程的自我参与,实现教学的互动。钢桁架的设计就是老师讲授完钢结构的设计原理和设计方法以后,有意识的指导学生查阅规范,自行设计计算,每个学生拿出自己的设计方案进行交流比较,让大家的积极性和创造性得到充分发挥,最后进行钢桁架的制作,我们在归纳综合各自的优缺点的基础上统一,定一个最优方案,完成制作工序。2.2合理安排教学课时在不改变教学大纲要求的基础上,根据教学计划安排,钢结构的课程设计教学时数是两周,简支钢桁架非破坏性试验的课时是4课时,我们把钢结构的课程设计完成时间与钢桁架实验合并在一起进行,课时总数不变,只是把两门课的实践时间调整到一起。结构试验室采取的是开放式方式,学生课余时间可以在结构实验室完成设计施工及试验工作,大多数时间由学生自主掌握,老师全程跟踪管理。2.3科学调整教学内容指导钢结构设计制作和结构检验与试验的老师密切协作,早期就详细制订了钢桁架设计任务书和试验指导书以及周密的教学计划,钢桁架要验证的实验数据与钢结构设计计算过程的数据是一一对应的,要求学生在实验过程中目标明确,理论计算与实验结构进行分析对比。我们指导学生设计制作的钢桁架是工程实际的缩尺模型6米的梯形桁架,在完成设计制作之前,课题组老师指导学生查阅现行钢结构设计规范、施工验收规范、桁架标准图集,同时带领大家去邻近工厂,现场观看桁架的各种结构类型,在参观学习中勾画自己要设计的桁架模型,通过查阅有关文献之后,完成桁架的设计计算及施工制作工作,从理论到实践,再从实践到理论,最终回到实践中。钢桁架结构非破损实验的测点布置与贴片技术、试验荷载加载技术、结构试验量测技术、试验数据处理技术等工作的完成也由学生自己设计,自己操作,重要的是最后的实验数据和钢桁架设计计算结果的验证处理,使学生充分明白,现行的结构计算理论是建立在结构实验基础之上的,是非常可靠的,理论来自实践,又可以用来指导实践,培养他们科学实验的方法,建立和发展结构设计理论。2.4注重学生能力培养开放性试验与课程设计紧密结合,学生在老师指导下,查阅文献资料,自行设计试验构件和试验方案,并实际实施,整理、分析试验数据,理论计算结果与试验数据对比,整个过程就是让学生熟悉科研工作基本流程,掌握科学分析的基本方法的过程,课堂讲授和实验、实践性教学相结合,“教”与“学”的互动,以学生为主体,一方面拓宽了学生的眼界,另一方面也提高了他们的工程应用能力和科研创新能力。3、结语知识、能力、素质是高等教育的三要素。我们在传授给学生知识的同时,张扬培养能力,呼唤提高素质。“教了什么”这应该算是人们很早关注的目标,“学生学了什么”这是又一个层面的问题,“学生学会了什么”又进了一层,“学生会做什么”则是比较好地反映出现代教育的关注目标。要想达到这个目标,就一定要想办法让学生真正学会。而理论与实践相结合才能使学生真正高效率地学会,学会理论实际上是让学生能够“拥有一个智慧的脑”,能够站到大师们的肩上去分析问题并探求解决问题的方法和途径,而参加实践则是在智慧脑的指导下练就一双灵巧的手,这样才能更好的开展创新实践活动。所以,“简支钢桁架非破坏性试验教学的研究与实践”充分肯定了理论教学在本科教育中的地位和作用,在学生学会理论的前提下,研究在理论的指导下开展实践活动,改革传统的教学模式,融专业教学与实验、实践训练于一体,夯实专业基础知识,强化技能训练,充分培养学生理论结合实际的能力,尝试探究一条应用型本科院校土木工程专业人才培养的新途径。参考文献:1邓宇,钢结构课程的教学初探J.广西工学院学报,2007(6)2刘明,土木工程结构试验与检验M.北京:高等教育出版社,2009.3