徐菁+劉斌+楊松森

摘要：針對土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程傳統(tǒng)教學(xué)模式中的弊端，提出基于“全過程控制”的工程項(xiàng)目式教學(xué)方法。將實(shí)際的建設(shè)工程項(xiàng)目融入課堂教學(xué)的每一章節(jié)，使課堂教學(xué)緊密結(jié)合實(shí)際工程且置于項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，讓學(xué)生從“項(xiàng)目設(shè)計(jì)”中求學(xué)問，即“做中學(xué)”，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，有利于培養(yǎng)卓越工程師。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)基本原理；全過程控制；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；卓越工程師

中圖分類號：G64242；TU391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：10052909（2017）02005405

工程教育的目的是培養(yǎng)卓越工程師，即具備技術(shù)知識、管理知識、社會意識并具有創(chuàng)新能力的滿足社會需求的工程師。而當(dāng)前土木院校的畢業(yè)生普遍“實(shí)踐能力”不足，畢業(yè)以后要經(jīng)過約2年以上的“學(xué)徒工生涯”才能勝任普通的技術(shù)工作。

針對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程而言，其學(xué)習(xí)目的是使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念、原理、設(shè)計(jì)方法，但結(jié)果卻是學(xué)生學(xué)過該課程后，依然對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏形象、具體的理解，難以形成知識體系，不具備做設(shè)計(jì)的基本能力。究其原因有兩方面：

一方面，傳統(tǒng)的“講授法”教學(xué)，按照教材從鋼結(jié)構(gòu)材料、破壞形式到受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件……屬于從基本概念講起，以受力方式將一個(gè)整體工程拆解成若干部分，學(xué)生學(xué)了一學(xué)期還未接觸到實(shí)際工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，學(xué)到的只是一個(gè)個(gè)片段，缺乏對知識體系的認(rèn)識，如盲人摸象，對知識點(diǎn)的理解不具體且片面，逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。

另一方面，以前的教學(xué)內(nèi)容是按構(gòu)件類型分章的，而現(xiàn)在的教學(xué)內(nèi)容變?yōu)榘磸?qiáng)度和穩(wěn)定性兩方面分章，從而導(dǎo)致第一個(gè)問題在目前的教學(xué)過程中顯得更加突出。從邏輯上講，構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算屬于截面承載力方面，穩(wěn)定計(jì)算則屬于整個(gè)構(gòu)件的承載力方面，強(qiáng)度和穩(wěn)定性從來都是獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算，這樣分開似乎很合理，但從學(xué)習(xí)者的角度來講，原來是把一個(gè)柱子的原理講完，再講梁的原理，而現(xiàn)在卻是柱子講一部分，梁再講一部分，然后再講柱子，學(xué)習(xí)內(nèi)容變得雜亂無章，而強(qiáng)度理論和穩(wěn)定理論這些學(xué)生沒有建立起來的知識卻成為編排內(nèi)容的主線。因此，改革傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)模式勢在必行。

針對以上問題，提出基于能力培養(yǎng)的“全過程控制”工程項(xiàng)目式教學(xué)法。簡單地講，就是將一個(gè)實(shí)際的工程項(xiàng)目分解成若干個(gè)設(shè)計(jì)專題，并將這些設(shè)計(jì)專題融入課堂教學(xué)的每一章節(jié)，將課堂教學(xué)置于結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)架下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)的“全過程控制”?；谀芰ε囵B(yǎng)的“全過程控制”工程項(xiàng)目式教學(xué)法符合“卓越工程師”的培養(yǎng)特點(diǎn)

——以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。

一、基本原理

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)，實(shí)質(zhì)上就是一種基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的探究性學(xué)習(xí)模式，“情境”是這種學(xué)習(xí)模式的四大構(gòu)成要素之一。讓學(xué)生從實(shí)踐活動中求學(xué)問，即“做中學(xué)”。在鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)中，教師選定真實(shí)的建設(shè)工程項(xiàng)目，正是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種“情境”。教學(xué)圍繞項(xiàng)目展開，使知識和現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生了密切的聯(lián)系，讓學(xué)生對散亂的內(nèi)容有了整體把握。如果把鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程的學(xué)習(xí)比喻為航海，那么實(shí)際工程項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)就像一張航海圖，它可以時(shí)時(shí)告訴學(xué)生，從哪里來，到哪里去，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有了一個(gè)清晰的思路和感覺，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了理論知識的傳授和實(shí)踐能力培養(yǎng)之間的有機(jī)結(jié)合。

二、實(shí)施方案

（一）精心選擇、設(shè)計(jì)項(xiàng)目

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，項(xiàng)目的選擇極其重要，它是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的載體以及知識點(diǎn)與工程實(shí)際聯(lián)系的紐帶。項(xiàng)目選擇遵循兩個(gè)原則：第一，所選擇的項(xiàng)目應(yīng)是實(shí)際工程項(xiàng)目；其次，項(xiàng)目能融合教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)中選擇了鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)和鋼屋架設(shè)計(jì)兩個(gè)項(xiàng)目。

（二）創(chuàng)建該課程的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

該網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括課程簡介、學(xué)習(xí)指引、PPT課件、教學(xué)視頻、作業(yè)、答疑、論壇等板塊。教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師協(xié)作完成講授視頻，上傳網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中設(shè)答疑、論壇版塊，可對課堂學(xué)習(xí)、視頻學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行答疑、討論。

（三）課程內(nèi)容講授

課程內(nèi)容是學(xué)習(xí)的核心，不管教學(xué)方法如何創(chuàng)新，讓學(xué)生深刻理解基本概念、基本原理依然是教師的重要教學(xué)任務(wù)。巧妙的構(gòu)想、精彩的課堂講授是完成該任務(wù)的重要手段。因?yàn)轫?xiàng)目學(xué)習(xí)需安排師生討論，如果全部采取傳統(tǒng)的課堂講授方法，基本教學(xué)內(nèi)容就完成不了，故選擇約三分之一的內(nèi)容采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的模式授課，即學(xué)生提前學(xué)習(xí)網(wǎng)上視頻，課堂上針對視頻內(nèi)容答疑、討論，以此節(jié)省時(shí)間進(jìn)行課堂討論。

（四）融于課程教學(xué)的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)

簡單地講，就是將一個(gè)實(shí)際的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例分解成若干個(gè)設(shè)計(jì)專題，并將這些設(shè)計(jì)專題融入課堂教學(xué)的每一個(gè)章節(jié)，使課堂教學(xué)置于結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)架下進(jìn)行。其操作程序如下：

1.課前準(zhǔn)備

（1）將一個(gè)實(shí)際的工程設(shè)計(jì)實(shí)例分解成若干個(gè)與教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)的專題設(shè)計(jì)，每個(gè)專題設(shè)計(jì)對應(yīng)于實(shí)際工程中的一個(gè)受力構(gòu)件。

（2）編制相應(yīng)的專題設(shè)計(jì)報(bào)告。

2.課中實(shí)施

（1）采用“啟發(fā)式”教學(xué)，在開始講授相關(guān)的教學(xué)章節(jié)之前，將專題設(shè)計(jì)中所涉及的相關(guān)內(nèi)容作為問題交代給學(xué)生，使學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)目的，提高學(xué)習(xí)興趣。

（2）以專題設(shè)計(jì)為主線，課堂教學(xué)為平臺，在相關(guān)的教學(xué)章節(jié)結(jié)束之后，引導(dǎo)學(xué)生完成各專題報(bào)告中相對應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生在每一階段存在的問題，實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)的全過程控制。

（3）在完成每一個(gè)專題設(shè)計(jì)之后，及時(shí)邀請?jiān)摴こ痰脑O(shè)計(jì)師（本項(xiàng)目的主要成員之一）為學(xué)生講解專題設(shè)計(jì)中所涉及的《規(guī)范》條文、構(gòu)造措施，以及相關(guān)的施工圖設(shè)計(jì)。采用“討論式”和“翻轉(zhuǎn)課堂式”教學(xué)模式，組織學(xué)生、教師以及工程設(shè)計(jì)人員，對學(xué)生在相關(guān)的專題設(shè)計(jì)中所遇到的問題展開討論。一方面，學(xué)生在設(shè)計(jì)中遇到的問題可及時(shí)得到解決；另一方面，也增加了學(xué)生接觸《規(guī)范》條文以及施工圖紙的機(jī)會，提高了學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。

3.課后展示

整個(gè)課程學(xué)習(xí)完成之后，所有的專題設(shè)計(jì)也隨即完成。以多媒體方式給學(xué)生介紹該工程的整套施工圖，以照片和實(shí)地參觀的形式讓學(xué)生看到該工程建成之后樣子，增加學(xué)生的職業(yè)使命感和成就感。

基于“全過程控制”工程項(xiàng)目式教學(xué)方法的實(shí)施流程如圖1所示。該教學(xué)方法縮短了知識與實(shí)踐應(yīng)用之間的距離，

激發(fā)了學(xué)生的興趣和熱情，提高了學(xué)生應(yīng)用工程知識的能力以及解決工程實(shí)際問題的能力。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)注意角色的轉(zhuǎn)變——從教師到教練或顧問。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，教師成為幫助學(xué)生完成項(xiàng)目的“顧問”。

（五） 學(xué)習(xí)效果評價(jià)

基于“全過程控制”的工程項(xiàng)目體驗(yàn)式教學(xué)方法，在傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上引入翻轉(zhuǎn)課堂和討論試課堂學(xué)習(xí)，形成了“以學(xué)生為中心”的復(fù)合式教學(xué)模式。在新的教學(xué)模式下，傳統(tǒng)的“期末一考定成績”的學(xué)習(xí)評價(jià)模式亦改變?yōu)椤斑^程評價(jià)為主，期末考核為輔”的評價(jià)模式。學(xué)生分階段提交的“項(xiàng)目作業(yè)”占總成績的40%，平時(shí)提問、課堂討論、網(wǎng)上論壇討論和作業(yè)完成度占總成績的30%，期末書面考試占總成績的30%。該評價(jià)模式有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，促使學(xué)生由“記憶型”學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄斫?、分析型”學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語

在鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)中實(shí)施基于能力培養(yǎng)的“全過程控制”工程項(xiàng)目式教學(xué)法，將真實(shí)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)引入課堂，為學(xué)生提供實(shí)踐課程的教學(xué)情境，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)。及時(shí)將課堂知識用于設(shè)計(jì)實(shí)踐，以應(yīng)用為本，學(xué)以致用，提高了學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，有利于培養(yǎng)滿足社會需求、實(shí)踐能力強(qiáng)的 “卓越工程師”。

該教學(xué)法將知識、能力、項(xiàng)目應(yīng)用一體化，使學(xué)生的能力培養(yǎng)落實(shí)到每一節(jié)課，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，在工程類課程教學(xué)中具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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Abstract：Aiming at the obstacles of the traditional teaching mode which carrying on the basic principles of steel structure in civil engineering lessons， we conclude a project teaching method which is based on “the whole process control”. Putting actual construction project into every section of classroom teaching， it can be closely combined with practical engineering and the classroom teaching content. At the same time， it can place the classroom teaching content under the whole framework of structure design. That will guide the students get knowledge from the real subject design， namely “Do In Learn”. This method will show good influence on improving the students practice ability and the cultivation of excellent engineer.

Keywords： the basic principles of steel structure；the whole process control；project teaching method；excellent engineer

（編輯 周 沫）