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一、钢结构课程设计中存在的问题

(一)钢结构课程设计选题单一

高校钢结构课程设计的选题情况较为单一，通常是钢屋架设计或者钢梁设计。钢结构课程设计的开展时间是在钢结构课程教学完成几周之后，有的甚至要到学期末，这就导致了内容讲授与设计实践之间出现了严重的脱节现象。在一周或者两周的课程设计过程中，学生往往仅仅能够完成一种普通钢屋架的设计，其内容比较单一，并且还会存在较多的弊端。钢屋架设计方面，由于钢屋架可视为厂房设计中的一个构件，学生在设计时缺乏整体结构设计的观念，导致钢屋架设计的实际应用范围较为有限。同时，钢屋架的连接计算存在程式化的情况过多，使得连接计算显得单调且重复量很大。

(二)学生识图和制图能力较差

近些年在钢结构课程设计教学与指导过程中，笔者发现部分学生空间想象能力欠佳，他们通常对屋盖支撑系统的布置及相互关系不清晰，还有些学生在绘制屋盖结构布置图时常常出现错误。对于一榀钢屋架详图的绘制，因为图面要表达的内容较多，涉及的构造做法也较多，所以学生在连接节点处的内容表述不够全面，屋架的剖视图也不对应。学生在绘制钢屋架的施工图时，往往不能准确地将设计意图表达出来［3］。在平时的学习过程中，学生接触到的混凝土结构设计施工图比较多，然而对于钢结构设计的施工图接触得较少。在课堂时间有限的情况下，学生要真正看懂钢结构施工图并正确表达自己的设计意图并不容易。因此，学生在做钢结构课程设计时，常常会照搬照抄课本或课程设计指导书中钢屋架的施工图纸，甚至会出现设计图纸上的尺寸结果与设计计算书中的计算结果不一致的情况。

(三)学生的创新意识不够

钢结构课程设计中的屋架设计，教师已给定屋架的跨度及桁架的尺寸。因此，学生在做设计时，不会去查阅相关设计规范和设计资料，也不会考虑比选设计方案，学生的主观能动性受到了限制。所以，教师在布置课程设计任务时，要精心选题，给学生充足的空间，鼓励学生自己查阅资料，确定设计方案和尺寸，以确保学生主观能动性的发挥。教师需给学生提供一个用于交流学习的平台，并且组织学生展开讨论与交流。这样能让学生在这个过程中发现问题以及分析问题，进而持续培养创新思维与创新意识。对于上述钢结构课程设计所存在的问题，笔者针对目前钢结构课程设计的命题、教学以及考核方法进行了改进，还提出了切实可行的建议和措施。

二、钢结构课程设计教学改革的构想与实践

(一)精选设计题目，分组设计，一人一题

教师选择课程设计题目时，需依据学生学习能力的差异。要精心挑选并布置多种形式的题目。除了有钢屋架设计，还能选轻型门式刚架、平台结构设计、钢框架设计等题目。为培养学生独立思考能力，防止学生在设计时出现抄袭现象，在课程设计中可运用分组设计以及一人一题的方法。4 到 5 人组成一组，设计同一种结构型式的题目。像设计钢屋架的小组，能够通过对设计条件以及参数等进行改变，从而达到一人一题的效果。另外，屋架的选择形式较为多样，学生可以选择梯形屋架，也可以选择三角形屋架，还可以选择人字形屋架来进行设计。对于荷载的取值，能够提供多种不同的组合。通过这种分组设计的方式，能够巩固学生的理论知识，也能够锻炼学生的设计能力，同时还可以加强和培养学生的沟通协作能力以及团队协助精神。

(二)改革钢结构课程设计的教学方法

以课堂教学作为平台，把课程设计融入其中。接着，把课程设计所涉及的主要内容分解为若干专题，对这些专题进行重点介绍。同时，要求学生按照分组布置的安排，在每个专题讲完后开展讨论，并且将遇到的问题及时反馈给教师。教师在后续阶段集中精力重点解答这些问题。教师通过这种方式，能够及时为学生解决遇到的问题，做到有的放矢。在课堂教学中，教师可以根据不同的内容选择不同的教学方法。比如，在对构件进行力学分析时，采用板书讲解的方式，能让学生逐步了解和掌握构件从外力到内力再到结构稳定的整个过程。除了运用传统的教学方法外，还应当采用多媒体来辅助教学。桁架的设计这部分教学内容较为抽象，所以应借助多媒体来授课。节点部分的构造做法以及施工焊接流程，可通过大量的工程图片、动画演示和录像资料来进行演示，让学生有身临其境的感觉。现代教学手段所提供的感性材料让教学活动变得更加生动且有趣。视觉和听觉的刺激能够加深感知程度，进而提高教学效率和学习质量［4］。

(三)建立钢结构课程设计的网络教学平台

教师为便于学生课后学习，可利用学校提供的网络教学平台来建立钢结构课程设计课程网站。此网站的内容可以有课程负责人的介绍，以及教学队伍的相关信息。同时，还能包含教学计划及大纲，还有课件、工程图片、教学动画演示、教学录像等。此外，也有学习参考资料目录、作业习题等内容。并且，还可以提供钢结构设计的规范和图集等设计资料。学生能够随时对该网站进行访问，从而获取所需的相关知识。通过此网站，能够实现教师与学生之间的互动钢结构课程设计作业，也能开阔学生的视野，扩宽学生的知识面。并且，该网站专门设置了重要学术杂志的链接，如《土木工程学报》《建筑结构学报》《建筑结构》《工业建筑》《钢结构》及《现代钢结构进展》等，以便学生可以与钢结构专家直接进行交流［5］。

(四)增设教学实习环节，提高教学效果

为提升钢结构课程设计的教学成效，增强学生对钢结构设计的直观感受，教师需主动联系适合现场教学的钢结构工地，带领学生前往实地观察钢结构的空间构造以及部分局部的连接构造。学生在教师或工程师的引领下，依照结构布置、构件做法以及节点连接方式的顺序逐一进行参观。这种教学实习有助于学生学习钢结构施工图。通过这种实习，学生能够逐步建立起所设计结构的整体空间概念。

(五)改革课程设计的考核方式

教师评阅课程设计时，主要依据学生完成的设计说明书以及设计图纸。之后，指导教师会定性给出考核等级。这种考核方式存在一些问题，比如考核不客观，考核成绩无法有效反映学生的真实学习水平，也没有给学生一个更加公平、公正、合理的评价。要真实客观地反映学生的学习成果，就需要综合考量各个对课程设计效果有影响的环节。例如，可以参考毕业设计的考核方式，增加学生的课堂答辩。课堂答辩能充分调动学生的学习积极性，并且通过这个环节，教师能够较为全面地了解学生设计的真实水平，进而客观地给出考核成绩。同时，课堂答辩过程是一次学生在设计过程中交流经验和心得的机会。通过这个平台，学生能够进一步学习其他同学设计的长处，也能发现自己设计的不足并进行改进。要建立完善的课程设计考核体系，需将体现设计成绩的各个过程进行细化。从多方面因素来给出考核成绩：考核总成绩由平时考勤乘以 0.1、设计说明书成绩乘以 0.2、设计图成绩乘以 0.3、答辩成绩乘以 0.3 以及创新成绩乘以 0.1 共同组成。鉴于以往课程设计中存在学生创新意识不足的状况，教师需要对学生设计中的创新行为予以鼓励和肯定。课程设计既是一个能让学生熟悉设计方法的过程，也应成为培养学生创新能力的契机。因此，要鼓励学生勇于大胆创新，并且这种鼓励在成绩评定方面也要有所体现［6］。

三、结语

钢结构课程设计具有很强的实践性，是一门专业课程。它对培养学生分析和解决工程设计问题的能力有着十分重要的作用。重视钢结构课程设计，能够让在校学生在钢结构设计方面得到锻炼，为他们毕业从事钢结构方面的工作打下基础，这已经成为钢结构教学改革的当务之急。目前钢结构课程设计教学存在一些问题。针对这些问题，提出了钢结构课程设计需要改进的措施。希望这些措施能对钢结构课程设计改革有所帮助。

作者是余卫华和王正中以及蔡坤钢结构课程设计作业，他们来自西北农林科技大学水利与建筑工程学院。