米瑩

吉林廣播電視大學 吉林 吉林 130000

在土木工程專業(yè)中，鋼結構是一門很重要的課程，實踐過程中，主要是將實驗作為教學載體，向學生傳遞鋼結構基本原理、構成等基礎知識。但縱觀當前實際的教學現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)還存在一些不足和缺陷，在此情況下，必須要對實驗教學模式進行創(chuàng)新，從而為鋼結構教學質量和效率提供保障。

1 鋼結構教學實驗課課程開設現(xiàn)狀分析

首先，目前，很多學校在進行鋼結構實驗教學的過程中，都會受到實驗場地的限制，且實驗器材也遠遠不足，加之參與實驗的學生數(shù)量眾多，因此，很難取得理想化的教學效果，實驗室內十分擁擠，很多學生甚至從未接觸過實驗器具。此外，有很多實驗都會涉及鋼結構構件的穩(wěn)定，故安全問題至關重要，實驗過程中常使學生保持一定距離，如此便會對后排同學的視線產生遮擋，學習效果較差。

其次，器材設備是鋼結構教學實驗開展的基礎和前提，但從當前實際情況來看，由于很多設備的性能都不夠穩(wěn)定，因此也對實驗效果產生了直接影響。例如，在實驗過程中，力很難達到預定值，若用力過大還會對設備造成損壞，使其無法繼續(xù)應用，劣質的實驗器材很難滿足實際的教學需求。

最后，受到學校條件和實驗場地等因素的限制，在當前的鋼結構課程教學中幾乎很少進行實驗，進而也增加了學生對某些知識的理解難度。偶爾開設的實驗課程受到場地、班級人數(shù)等因素的影響，常敷衍了事，形式化明顯，學生根本學不到真正的知識[1]。

2 新型鋼結構教學創(chuàng)新實驗平臺的構思與實踐

2.1 對原有實驗室進行改造

如下圖，反響軸壓實驗控制軟件、集成液壓泵站、伺服加載系統(tǒng)等共同構成了全新的實驗系統(tǒng)。在實驗室中，還包括網(wǎng)絡硬盤錄像機、觸摸電視機、網(wǎng)絡攝像機等，能夠對整個實驗過程進行完整記錄，在實驗室出現(xiàn)問題和故障時，工作人員看通過錄像直播系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)。下圖中左、右兩個液壓作動器能夠施加壓力和拉力，最大加載值可達30t，中間位置的液壓作動器可施加正向壓力。相比之下，全新的實驗室系統(tǒng)，更加能夠滿足鋼結構教學實驗課程的基本要求，構件的長度可實現(xiàn)自由調節(jié)，如此也為實驗提供了便利條件，學生通過屏幕便可對實驗現(xiàn)象進行清晰了解，從根本上避免了實驗過程中的安全問題[2]。

以某學校為例，該校在2016年為鋼結構專業(yè)配置的實驗廠房，面積約為400㎡，在整個教學實驗平臺中，反力實驗鋼架屬于最為核心的部分，能夠滿足常規(guī)性實驗和提高類設計創(chuàng)新實驗的基本要求，可實現(xiàn)一架多功能化的目標。此外，在該實驗平臺中，還涉及了吊車桁架，為試件的就位和安裝提供了極大便利，同時也保障了實驗的安全性，加之實驗場地寬敞明亮，可同時容納5個班級的學生，不會出現(xiàn)視線被遮擋的問題，為學生提供了更多親自參與實驗的機會，教學效果尤為顯著。

2.2 開發(fā)網(wǎng)絡虛擬仿真實驗室

新實驗室在場地面積上實現(xiàn)了突破，但隨著學生數(shù)量的不斷增加，仍無法完全滿足專業(yè)教學需求，在此情況下，很多學生被迫無法參與所有實驗，加之個別實驗危險系數(shù)較高。為確保教學的安全性和系統(tǒng)性，目前，個別學校開始嘗試著開發(fā)網(wǎng)絡虛擬仿真實驗室，即通過實體建模的方式，通過電腦對各種構件體系和進行屈曲和加載，同時借助程序系統(tǒng)對模型進行拆分和觀察。還有很多實驗甚至可以通過動畫進行展示，提升了實驗教學的靈活性和多樣性，既節(jié)約教學時間，同時也提升了實驗教學效率[3]。

2.3 開放式實驗室管理模式

若想最大限度地發(fā)揮出實驗室在鋼結構專業(yè)教學中的重要作用和價值，可嘗試著引進開放式實驗室管理模式。實踐過程中，每個實驗室都要配備專業(yè)的指導教師，同時與鼓勵和引導學生進行創(chuàng)新性實驗研究，課余時間還可通過實驗報告書申請的該方式與教師進行交流，并由教師進行審閱，提出意見和建議，之后由學生獨立的完成實驗項目。在此過程中，教師扮演著引導者的角色，從根本上避免了傳統(tǒng)教學模式下學生過于依賴教師的問題，對于學生獨立學習、獨立思考能力的提升很有幫助。學生在制作和加工試件的過程中，也能強化對相關知識的認識和理解，加深記憶。但如此也要求教師花費更多的精力和時間對學生進行監(jiān)督和引導，以促進其綜合能力的全面提升。

在國外，很多鋼結構專業(yè)的實驗室開放程度都比較高，甚至可實現(xiàn)24小時開放，但在國內目前還很難實現(xiàn)。國外還有一些實驗設備是對全校師生開放，且其他的單位或者個人在經(jīng)過允許之后也可以進行實驗室開展實驗，真正實現(xiàn)實驗室內資料和設備的共享。但相應的管理措施也要落實到位，如此才能確保實驗室的高效運行，井然有序[4]。

在課程體系方面，可分層次的進行實驗，強化與工業(yè)領域的聯(lián)系。在設備和經(jīng)費方面，在國外，很大一部分經(jīng)費都是由學生自籌，責任教授負責對設備和器材進行管理維護，以確保其性能的充分穩(wěn)定發(fā)揮。

3 結束語

綜上所述，在土木工程鋼結構專業(yè)教學中，實驗是不可或缺的重要內容的環(huán)節(jié)，不僅可調動學生的參與興趣，同時也能降低其學習和理解難度。但受到實驗場地、學生人數(shù)、設備器材、經(jīng)費等多種因素的限制和影響，還無法真正發(fā)揮出實驗的真正價值。鑒于上述，創(chuàng)新鋼結構教學實驗平臺很有必要，能夠為學生創(chuàng)造更加廣闊的學習空間，使其在實踐操作的過程中熟練掌握相關專業(yè)知識，提升教學質量。