袁繼峰 冷捷 陸永濤

[摘 要]我國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展給鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展帶來重大機遇，鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)需求和要求與日俱增。高等教育改革深入推進，也促使應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)成為鋼結(jié)構(gòu)課程改革研究的重要課題。本研究分析了鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在的弊端，基于應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的定位，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)課程的自身特點及鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)人員基本職業(yè)素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，從課程培養(yǎng)定位、信息化教學(xué)手段、多樣化考核方式、虛實結(jié)合的實踐平臺建設(shè)等幾個方面開展鋼結(jié)構(gòu)課程改革與實踐，旨在提高鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)課程;創(chuàng)新型;應(yīng)用

[中圖分類號] G642.3 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）08-0141-03

隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化發(fā)展的日益加快，建筑業(yè)正注入新的發(fā)展活力，尤其是新技術(shù)、新工藝、新材料的推廣應(yīng)用，為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。2016年李克強總理在政府工作報告中提到“發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑”，住建部在工作報告中強調(diào)“推進鋼結(jié)構(gòu)于住宅建設(shè)試點”，以及鋼結(jié)構(gòu)建筑體系與工業(yè)化發(fā)展模式天然契合，都進一步推動鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)模、運行模式以及相關(guān)周邊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]，對于鋼結(jié)構(gòu)人才需求和要求也與日俱增，但當(dāng)前高校培養(yǎng)的鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計、施工和管理人員與鋼結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的現(xiàn)狀難以達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的實施，高等教育改革也在不斷深入?！靶鹿た啤碧剿鞴こ探逃闹袊Ｊ?，工程教育認證對接國際工程教育標(biāo)準(zhǔn)、提升大學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)新能力成為社會、高校、企業(yè)的共識。2016年李克強總理在高等教育改革創(chuàng)新座談會上指出高等教育要培育更多創(chuàng)新型人才。創(chuàng)新型人才通常分為原始創(chuàng)新型人才和應(yīng)用創(chuàng)新型人才。原始創(chuàng)新是指根本的創(chuàng)新，該類人才主要指學(xué)術(shù)型人才，而應(yīng)用創(chuàng)新型人才主要指通過繼承創(chuàng)新或消化吸收再創(chuàng)新的人才，對于應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)意義[2]。因此，鋼結(jié)構(gòu)課程培養(yǎng)應(yīng)定位于應(yīng)用創(chuàng)新型人才，為建筑行業(yè)快速發(fā)展的鋼結(jié)構(gòu)工程輸入更多人才，從而促進行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

一、鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及弊端分析

（一）行業(yè)發(fā)展給應(yīng)用創(chuàng)新型人才帶來了新的挑戰(zhàn)

鋼結(jié)構(gòu)是一門多學(xué)科交叉的課程，涉及建筑材料、力學(xué)、荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、抗震防災(zāi)等知識，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋工業(yè)廠房、公共建筑、房地產(chǎn)、橋梁、特種結(jié)構(gòu)等，近十年更是在超大跨、超高層、非規(guī)則、裝配式等方面得到快速發(fā)展，給應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)。根據(jù)工程認證標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)目標(biāo)不能僅限于畢業(yè)時應(yīng)掌握的知識、能力和素養(yǎng)，而是關(guān)注學(xué)生畢業(yè)5年后能夠達到的職業(yè)和專業(yè)成就，這就決定我們必須將應(yīng)用創(chuàng)新型人才作為鋼結(jié)構(gòu)課程培養(yǎng)定位。

（二）教學(xué)方式難以激活應(yīng)用創(chuàng)新型人才活力

鋼結(jié)構(gòu)課程具有明顯的“三多三難”特點，即“內(nèi)容多、公式多、構(gòu)造多”“理解難、做題難、應(yīng)用難”，而教師講解過程時常先入為主地引導(dǎo)，按照自身的理解介紹課程內(nèi)容，忽略學(xué)生的感悟體驗，導(dǎo)致課堂教學(xué)效果并不是特別好。特別是鋼結(jié)構(gòu)課程知識點前后的關(guān)聯(lián)度較大，若某一個知識點沒有及時理解，后面跟上就更難了，而當(dāng)前學(xué)生的特點是不習(xí)慣到辦公室詢問老師，而是習(xí)慣在網(wǎng)絡(luò)上尋找答案。同時，鋼結(jié)構(gòu)屬于實踐性很強的課程，學(xué)生對于鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工廠中鋼構(gòu)件加工與制作過程普遍缺乏了解，課堂教學(xué)中雖可采用圖片、視頻形式展示，但面對不斷壓縮的課內(nèi)學(xué)時以及眾多要講解的知識點，教師通常選擇快速跳過，導(dǎo)致課堂越來越沉悶，難以激活應(yīng)用創(chuàng)新型人才活力。

（三）考核方式抑制應(yīng)用創(chuàng)新型人才發(fā)展

鋼結(jié)構(gòu)課程考核方式一般以閉卷考試為主，閉卷考試的優(yōu)點在于能有效督促學(xué)生記住課程中必須掌握的基本知識、理論和技能[3]，然而任課教師在編制試卷的時候，受限于考試時間和試卷體量，都會選取教學(xué)大綱中最重要、最具代表性的知識點。片面的考試內(nèi)容導(dǎo)致學(xué)生對課程知識體系掌握不夠全面，忽視對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，且閉卷考試答案的客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化無形中抑制了應(yīng)用創(chuàng)新型人才思維的發(fā)展。同時，課程考核以考試成績作為學(xué)生學(xué)習(xí)效果單一的評價標(biāo)準(zhǔn)，錯位的評價標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致學(xué)生只追求分數(shù)，注重考試內(nèi)容的記憶，而不在意知識理解與再創(chuàng)新。于是，教學(xué)過程中信息反饋這重要的一環(huán)被打斷，教師難以通過考核反饋鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)效果，而到畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)或者學(xué)生進入企業(yè)時，已經(jīng)無法彌補。

（四）實踐環(huán)節(jié)難以支撐應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

鋼結(jié)構(gòu)課程的工程實踐特點要求學(xué)生應(yīng)具備良好的專業(yè)知識應(yīng)用和創(chuàng)新能力，然而長期以來進入鋼結(jié)構(gòu)工地實踐是最難以協(xié)調(diào)的環(huán)節(jié)。工地項目進度與教學(xué)進度之間的時間不匹配，工程項目所在地與校園存在的空間距離，工地項目復(fù)雜的現(xiàn)場帶來的安全隱患，這些因素導(dǎo)致學(xué)校把鋼結(jié)構(gòu)實習(xí)實訓(xùn)都安排在大四畢業(yè)實習(xí)階段，而由于多數(shù)實習(xí)項目為混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)實踐環(huán)節(jié)流于形式。同時，鋼結(jié)構(gòu)課程對于施工圖紙的理解至關(guān)重要，而缺乏直觀的認識導(dǎo)致學(xué)生對于鋼結(jié)構(gòu)會算，不會畫，對于細部構(gòu)造更是不懂，這點在課程設(shè)計環(huán)節(jié)體現(xiàn)得尤為明顯，究其原因在于實踐環(huán)節(jié)沒有支撐好應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

二、以應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，進行課程教學(xué)改革

（一）轉(zhuǎn)變課程培養(yǎng)定位

提升學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力，專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置必須緊跟行業(yè)發(fā)展及企業(yè)需求[4]。首先需要破除傳統(tǒng)培養(yǎng)方案的認識，將個人職業(yè)發(fā)展規(guī)劃和行業(yè)發(fā)展動態(tài)結(jié)合起來考慮，簡而言之就是給出畢業(yè)生畢業(yè)5年左右能夠達到的職業(yè)和專業(yè)成就，按照專業(yè)水平、專業(yè)能力、社會能力三要素的標(biāo)準(zhǔn)組織課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)大綱。在確定課程標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)大綱后，在研討教學(xué)內(nèi)容編排時，按照“理解—應(yīng)用—創(chuàng)新”思想，重新撰寫講稿與多媒體課件，突破以往按知識點串聯(lián)的授課方法，轉(zhuǎn)變?yōu)榘磵徫恍枨蠼M織課程內(nèi)容，對重要的知識點進行深層鍛煉。從我校五年多的改革效果來看，這項改革明顯提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和職業(yè)能力。

（二）在線課程助推教學(xué)改革

現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展給予教育更廣闊的平臺，打破了教育的時空界限、課堂教室的圍墻，也更符合當(dāng)代大學(xué)生獲取知識習(xí)慣[5]。鋼結(jié)構(gòu)課程按照國家資源共享課的標(biāo)準(zhǔn)扎實推動，確定“網(wǎng)絡(luò)化為平臺，數(shù)字化為手段，個性化為理念”建設(shè)思想，較好地彌補了傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的不足。我校和上海維啟信息技術(shù)有限公司共同研發(fā)基于BIM技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工教學(xué)資源，豐富了在線課程的教學(xué)資源，由專業(yè)教師提出方案，企業(yè)人員完善方案，技術(shù)公司實現(xiàn)方案，形成了一種良好的互補，保障了教學(xué)資源的正確性和美觀性。在線課程實施過程中應(yīng)注重教學(xué)策略，不同于課堂教學(xué)中教師和學(xué)生之間雙向交流，在線課程中的信息流動表現(xiàn)為單向傳遞，學(xué)生處于被動接受地位[6]。因此，在線課程設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)來自鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域工作實際，同時關(guān)聯(lián)理論知識點，這樣才能夠引起學(xué)生的興趣，啟發(fā)學(xué)生的思考，最終達到應(yīng)用創(chuàng)新能力的提高。如鋼柱的抗剪鍵設(shè)置，在教材和規(guī)范中都缺乏詳細敘述，而鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，在使用時受水平荷載影響非常大，柱底會產(chǎn)生很大的剪力，若不合理設(shè)計抗剪鍵將影響鋼結(jié)構(gòu)性能的發(fā)揮。通過在線課程“抗剪鍵”專題補充課堂知識，充分利用視頻信息可視化的特點，把教學(xué)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)可視化，并在后面留有思考題，然后進行課堂教學(xué)與學(xué)生互動，通過在線課程與課堂教學(xué)之間點線相連，最后讓在線課程成為鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)中的一個有機整體。

（三）創(chuàng)新性理念轉(zhuǎn)變考核方式

閉卷考試雖存在一定的不足，但對于促進知識的學(xué)習(xí)具有積極意義，作為有效的考核方式仍予以保留。同時，基于創(chuàng)新性教育理念，應(yīng)將過去單一性考核方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻有钥己朔绞?，注重個性化教育，即增加外出調(diào)查、陳述展示、模型制作等環(huán)節(jié)，并確定與之相匹配的考核標(biāo)準(zhǔn)。如鋼結(jié)構(gòu)課程中提出了“課堂微項目—課程設(shè)計小項目—畢業(yè)設(shè)計綜合項目”三級實踐項目體系中的“微項目”，其中有一個微項目就是要求學(xué)生綜合所學(xué)內(nèi)容，購買木板、502膠水、螺絲等材料，模擬實際工程中的鋼板、焊縫、螺栓等，制作梁柱節(jié)點模型。該項目采取小組合作、團隊協(xié)作的形式，在模型制作中綜合應(yīng)用了鋼結(jié)構(gòu)連接、受彎構(gòu)件等章節(jié)內(nèi)容，充分激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。模型制作完畢，通過課堂分享、邀請每組組長打分的方式，使得更多的學(xué)生參與“微項目”。這一系列“微項目”都精心設(shè)置了考核標(biāo)準(zhǔn)，從團隊協(xié)作、選材是否合適、構(gòu)件制作精度和準(zhǔn)確性等多個方面進行考核，并作為學(xué)生對于鋼結(jié)構(gòu)課程掌握與否的重要評價指標(biāo)。其次，運用在線課程的“微測驗”功能，題目設(shè)置更為靈活，不必追求答案的標(biāo)準(zhǔn)化，及時的反饋機制有助于教師修訂教學(xué)進度。最后，在閉卷考試試卷中對計算題出題方式予以改革，借鑒職業(yè)資格考試模式，從工程背景引出問題，并將最終所求答案回歸工程，改變以往題目直接給出“內(nèi)力、材料強度、約束性質(zhì)”等而不知道這些參量與工程之間聯(lián)系的弊端，將知識的學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)結(jié)合起來。

（四）虛實結(jié)合改變實踐教育模式

應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)應(yīng)建立在實際工程案例基礎(chǔ)之上，因此面臨帶學(xué)生進入施工現(xiàn)場存在的安全、交通、工期等問題。我校投入資金建設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)實訓(xùn)平臺，由教師與企業(yè)工人共同設(shè)計并制作門式鋼架、網(wǎng)架等實體模型。在課程教學(xué)中間，發(fā)放學(xué)生相應(yīng)的施工圖紙，并設(shè)置思考問題，在帶領(lǐng)學(xué)生參觀實體模型的同時，啟發(fā)學(xué)生思考，并與施工圖紙和教材內(nèi)容聯(lián)系起來，通過可觸摸的感官讓學(xué)生直觀認識鋼結(jié)構(gòu)工程，如圖1所示。

實訓(xùn)實驗室占地面積大、投資大、單次接納的學(xué)生數(shù)量依然有限，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠補充實訓(xùn)平臺存在的不足。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality）搭建鋼結(jié)構(gòu)虛擬平臺，基于Unity引擎、BIM等技術(shù)實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)仿真，“可任意拆卸”這個虛擬現(xiàn)實的強項能幫助學(xué)生更深刻地理解鋼結(jié)構(gòu)。如圖2中所示的梯形鋼屋架支座節(jié)點，能夠幫助學(xué)生理解支座節(jié)點中各類加勁肋、節(jié)點板等之間相互作用及連接方式，實現(xiàn)模型的觀察及細節(jié)拆分，而與實體模型的結(jié)合更是啟發(fā)學(xué)生對于其他節(jié)點的構(gòu)造認知，實現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)實踐環(huán)節(jié)多樣化、靈活化、隨時化，節(jié)省了課時，提高了效率。

在管理模式，改變以往由教師為主導(dǎo)的情況，建立由學(xué)生為主體的鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新小組，鋼結(jié)構(gòu)任課教師、實驗室管理教室僅在里面擔(dān)任輔導(dǎo)教師。除課程教學(xué)計劃中注明要進行的集中實踐外，平時學(xué)生可隨意進入鋼結(jié)構(gòu)實訓(xùn)平臺和虛擬仿真平臺學(xué)習(xí)，將由鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新小組學(xué)生進行管理，這種模式極大地提升了平臺的利用率，保障了實驗室高等開發(fā)，避免了低效率運行。

三、結(jié)束語

對于轉(zhuǎn)型發(fā)展高校來說，加快應(yīng)用創(chuàng)新型鋼結(jié)構(gòu)人才培養(yǎng)是解決行業(yè)快速發(fā)展和高等院校工程教育的重要手段。通過對課程體系定位調(diào)整、改革教學(xué)手段、轉(zhuǎn)變考核方式以及采用虛實結(jié)合的實踐環(huán)節(jié)為培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型鋼結(jié)構(gòu)人才探索出一條可供參考的道路，真正將應(yīng)用型高校的教育職能與行業(yè)發(fā)展，以及個人發(fā)展融為一體。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]