學(xué)科教育論文-簡支鋼桁架非破壞性試驗教學(xué)的研究與實(shí)踐.doc

學(xué)科教育論文-簡支鋼桁架非破壞性試驗教學(xué)的研究與實(shí)踐摘要:本文從土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)檢驗與試驗課程教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā),就鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計與簡支鋼桁架非破壞性試驗教學(xué)的教學(xué)方式、教學(xué)學(xué)時、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行了研究與探索,以使專業(yè)教學(xué)能夠適應(yīng)當(dāng)前建筑市場的要求,培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型土木工程專業(yè)人才。關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)；鋼桁架；非破壞性實(shí)驗教學(xué)；研究土木工程結(jié)構(gòu)試驗是土木工程專業(yè)本科生必修的實(shí)踐性課程,通過試驗使學(xué)生掌握土木工程結(jié)構(gòu)試驗方法和技能,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析試驗現(xiàn)象的能力,學(xué)習(xí)分析處理實(shí)驗數(shù)據(jù)的方法,掌握建筑結(jié)構(gòu)動力、靜力實(shí)驗技術(shù)。簡支鋼桁架非破壞試驗是土木工程結(jié)構(gòu)試驗教學(xué)的重要實(shí)驗之一,是屬于設(shè)計性實(shí)驗,不僅是驗證、鞏固和加深課堂所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識、使學(xué)生初步掌握土木工程結(jié)構(gòu)試驗的理論和方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、確定試驗方法、選擇儀器設(shè)備、實(shí)驗操作、綜合分析和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗的能力。鋼結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)重要的專業(yè)課,它有機(jī)地融合了理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等課程的內(nèi)容,既講授各種鋼結(jié)構(gòu)形式的基本原理和功能,也闡述了各種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計計算方法,具有很強(qiáng)的綜合性,我們開設(shè)鋼結(jié)構(gòu)課程的主要目的,是為了讓學(xué)生在畢業(yè)后既能夠從事結(jié)構(gòu)設(shè)計,又能從事施工管理等工作。“簡支鋼桁架非破壞性試驗的研究與實(shí)踐”項目主旨是為了改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,融專業(yè)教學(xué)與實(shí)驗、實(shí)踐訓(xùn)練于一體,夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識,強(qiáng)化技能訓(xùn)練,注重對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與鍛煉。1、鋼結(jié)構(gòu)簡支鋼桁架非破壞性試驗教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀簡支鋼桁架非破壞性靜載試驗,目前高校對該實(shí)驗一般采取如下步驟:首先擬定加載方案,對測點(diǎn)布置進(jìn)行設(shè)計,并計算出桁架桿件內(nèi)力、桁架結(jié)構(gòu)的撓度。經(jīng)過試驗,對桁架節(jié)點(diǎn)位移、桿件的內(nèi)力、支座處上弦桿轉(zhuǎn)角的測量,對桁架結(jié)構(gòu)的工作性能做出分析,并驗證理論計算的準(zhǔn)確性。鋼結(jié)構(gòu)是土木工程專業(yè)的專業(yè)主干課程之一,由于現(xiàn)有的條件都只是局限于課堂理論教學(xué),在理論教學(xué)完成之后,安排二周的時間進(jìn)行鋼桁架課程設(shè)計,多少帶有一些從理論到理論的味道,抽象的成分比較濃,學(xué)生的實(shí)際動手能力較差。目前,在所有的高校中,鋼結(jié)構(gòu)簡支鋼桁架的設(shè)計計算和簡支鋼桁架非破壞性試驗教學(xué)兩者基本是單獨(dú)進(jìn)行的,沒有有機(jī)的結(jié)合在一起,知識點(diǎn)單一,不利于綜合運(yùn)用,學(xué)科間的內(nèi)容相互交差滲透與融合很少,學(xué)生對學(xué)科之間的相互聯(lián)系缺乏全面系統(tǒng)了解,不利于學(xué)生綜合運(yùn)用知識、邏輯思維、創(chuàng)新精神及能力的培養(yǎng)。2、簡支鋼桁架非破壞性試驗的研究與實(shí)踐針對目前應(yīng)用型本科院校土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)檢驗與試驗課程教學(xué)存在的問題,簡支鋼桁架非破壞性試驗的研究與實(shí)踐課題組突破傳統(tǒng)思維模式,轉(zhuǎn)變教學(xué)思想觀念,把簡支鋼桁架非破壞性試驗的主要目的是驗證課堂理論的教學(xué)思路轉(zhuǎn)變到培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力上來,把學(xué)科間相互獨(dú)立的試驗、設(shè)計擴(kuò)展到學(xué)科間的交差、融合的思路上來。變單獨(dú)完成鋼桁架設(shè)計為合并在結(jié)構(gòu)實(shí)驗一起完成:在鋼桁架非破損實(shí)驗中增加鋼桁架的設(shè)計、加工和制作過程。這些工序由學(xué)生在老師的指導(dǎo)下完成,然后自主設(shè)計實(shí)驗方法,選擇實(shí)驗儀器,完成非破損實(shí)驗等。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工、制作也由師生一起完成。加強(qiáng)課程與課程之間的互動及學(xué)科與學(xué)科之間的相互滲透和支撐,把鋼桁架設(shè)計課時與桁架實(shí)驗課時合并,打破各專業(yè)課教學(xué)單獨(dú)進(jìn)行的模式、理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)脫離開來的格局。創(chuàng)建一種跨學(xué)科的新型試驗、實(shí)踐教學(xué)途徑。2.1教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變改變傳統(tǒng)的滿堂灌教學(xué)模式,采用啟發(fā)式教學(xué)、自主式教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、互動式教學(xué),在討論中,引導(dǎo)學(xué)生思考問題,達(dá)到新的高度。這樣做,既可提高學(xué)生的注意力,引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)他們大膽質(zhì)疑,促進(jìn)同學(xué)之間的合作研究,也可鍛煉學(xué)生的思維能力,實(shí)現(xiàn)學(xué)生對教學(xué)過程的自我參與,實(shí)現(xiàn)教學(xué)的互動。鋼桁架的設(shè)計就是老師講授完鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理和設(shè)計方法以后,有意識的指導(dǎo)學(xué)生查閱規(guī)范,自行設(shè)計計算,每個學(xué)生拿出自己的設(shè)計方案進(jìn)行交流比較,讓大家的積極性和創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮,最后進(jìn)行鋼桁架的制作,我們在歸納綜合各自的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上統(tǒng)一,定一個最優(yōu)方案,完成制作工序。2.2合理安排教學(xué)課時在不改變教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)教學(xué)計劃安排,鋼結(jié)構(gòu)的課程設(shè)計教學(xué)時數(shù)是兩周,簡支鋼桁架非破壞性試驗的課時是4課時,我們把鋼結(jié)構(gòu)的課程設(shè)計完成時間與鋼桁架實(shí)驗合并在一起進(jìn)行,課時總數(shù)不變,只是把兩門課的實(shí)踐時間調(diào)整到一起。結(jié)構(gòu)試驗室采取的是開放式方式,學(xué)生課余時間可以在結(jié)構(gòu)實(shí)驗室完成設(shè)計施工及試驗工作,大多數(shù)時間由學(xué)生自主掌握,老師全程跟蹤管理。2.3科學(xué)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制作和結(jié)構(gòu)檢驗與試驗的老師密切協(xié)作,早期就詳細(xì)制訂了鋼桁架設(shè)計任務(wù)書和試驗指導(dǎo)書以及周密的教學(xué)計劃,鋼桁架要驗證的實(shí)驗數(shù)據(jù)與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算過程的數(shù)據(jù)是一一對應(yīng)的,要求學(xué)生在實(shí)驗過程中目標(biāo)明確,理論計算與實(shí)驗結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析對比。我們指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計制作的鋼桁架是工程實(shí)際的縮尺模型6米的梯形桁架,在完成設(shè)計制作之前,課題組老師指導(dǎo)學(xué)生查閱現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、施工驗收規(guī)范、桁架標(biāo)準(zhǔn)圖集,同時帶領(lǐng)大家去鄰近工廠,現(xiàn)場觀看桁架的各種結(jié)構(gòu)類型,在參觀學(xué)習(xí)中勾畫自己要設(shè)計的桁架模型,通過查閱有關(guān)文獻(xiàn)之后,完成桁架的設(shè)計計算及施工制作工作,從理論到實(shí)踐,再從實(shí)踐到理論,最終回到實(shí)踐中。鋼桁架結(jié)構(gòu)非破損實(shí)驗的測點(diǎn)布置與貼片技術(shù)、試驗荷載加載技術(shù)、結(jié)構(gòu)試驗量測技術(shù)、試驗數(shù)據(jù)處理技術(shù)等工作的完成也由學(xué)生自己設(shè)計,自己操作,重要的是最后的實(shí)驗數(shù)據(jù)和鋼桁架設(shè)計計算結(jié)果的驗證處理,使學(xué)生充分明白,現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)計算理論是建立在結(jié)構(gòu)實(shí)驗基礎(chǔ)之上的,是非?？煽康?理論來自實(shí)踐,又可以用來指導(dǎo)實(shí)踐,培養(yǎng)他們科學(xué)實(shí)驗的方法,建立和發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計理論。2.4注重學(xué)生能力培養(yǎng)開放性試驗與課程設(shè)計緊密結(jié)合,學(xué)生在老師指導(dǎo)下,查閱文獻(xiàn)資料,自行設(shè)計試驗構(gòu)件和試驗方案,并實(shí)際實(shí)施,整理、分析試驗數(shù)據(jù),理論計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)對比,整個過程就是讓學(xué)生熟悉科研工作基本流程,掌握科學(xué)分析的基本方法的過程,課堂講授和實(shí)驗、實(shí)踐性教學(xué)相結(jié)合,“教”與“學(xué)”的互動,以學(xué)生為主體,一方面拓寬了學(xué)生的眼界,另一方面也提高了他們的工程應(yīng)用能力和科研創(chuàng)新能力。3、結(jié)語知識、能力、素質(zhì)是高等教育的三要素。我們在傳授給學(xué)生知識的同時,張揚(yáng)培養(yǎng)能力,呼喚提高素質(zhì)?！敖塘耸裁础边@應(yīng)該算是人們很早關(guān)注的目標(biāo),“學(xué)生學(xué)了什么”這是又一個層面的問題,“學(xué)生學(xué)會了什么”又進(jìn)了一層,“學(xué)生會做什么”則是比較好地反映出現(xiàn)代教育的關(guān)注目標(biāo)。要想達(dá)到這個目標(biāo),就一定要想辦法讓學(xué)生真正學(xué)會。而理論與實(shí)踐相結(jié)合才能使學(xué)生真正高效率地學(xué)會,學(xué)會理論實(shí)際上是讓學(xué)生能夠“擁有一個智慧的腦”,能夠站到大師們的肩上去分析問題并探求解決問題的方法和途徑,而參加實(shí)踐則是在智慧腦的指導(dǎo)下練就一雙靈巧的手,這樣才能更好的開展創(chuàng)新實(shí)踐活動。所以,“簡支鋼桁架非破壞性試驗教學(xué)的研究與實(shí)踐”充分肯定了理論教學(xué)在本科教育中的地位和作用,在學(xué)生學(xué)會理論的前提下,研究在理論的指導(dǎo)下開展實(shí)踐活動,改革傳統(tǒng)