钢结构设计原理精品课程建设的理论与实践_钢结构设计原理同济
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《钢结构设计原理》精品课程建设的理论与实践
成果总结
一、课题综述
兰州理工大学地处西部经济欠发达地区,随着国家西部大开发战略措施的不断推进,虽然整体上有了快速的发展,但是与东南沿海以及很多发达城市相比，发展的起步较晚,高素质高水平的人才相对缺乏,但是为了区域经济的发展，学校还要连年扩大招生，由于高校规模增长过快，大学教育的质量问题日益突现，而且作为西部的高等院校，国家与地方对高等教育的投入跟不上发展规模，办学条件紧张。此外大部分学生是应试学习的倾向还比较普遍，学生的实践能力和创造精神亟待加强。
针对西部普通高校的发展现状，根据学校实际情况和生源状况，大力推进因材施教，探索多样化的人才培养途径。具体实施过程中着力培养大学生的创新能力、实践能力、就业能力，积极进行教材建设，增加综合性和创新性实验，形成有利于培养学生创新能力和实践能力的人才培养模式。加强产学研的合作教育，加强校际合作、校企合作，高校和科研院所之间的合作，加强各种形式的实践教学基地和实验室建设，已经形成了5个实习基地，成绩优异的学生还可以直接参与基地的部分科研工作。
教学过程中，结合土木工程专业的教学特点，坚持教授、名师上讲台，并全程录像，提出了一整套“创新性综合教学法”——包括案例教学法、激励教学法、讨论教学法、团队教学法、环境教学法和实践教学法，连续5年在多个年级的学生教学过程中实施并不断完善，形成了一套完整的“人才培养模式”。在能力培养与实施过程中，构建出符合钢结构发展要求的、层次化、模块式的课程教学模式——“五化课程教学模式”。
《钢结构设计原理》于2006年建设成为省级精品课程，2007年“《钢结构设计原理》课程教学改革理论与实践”获得甘肃省教学成果二等奖。目前，兰州理工大学学生们学习热情空前高涨，学习成绩逐年提高，学生以勤奋好学为光荣，以求真务实为模板，以动手能力强为特征，深受用人单位青睐。课程组人员均为甘肃省重点课程教学团队成员，2名为校级教学名师和甘肃省领军人物，4名为省级专家，1名为钢结构专业委员会主任委员，3名为委员。2006年课程组负责人王秀丽教授成功申报国家自然科学基金项目“新型网壳结构减震体系理论分析和试验研究”，2008年课程组成员王万祯副教授成功申报国家自然科学基金青年基金项目“结构钢在应力三轴空间的宏观韧—脆断机理及梁柱连接抗断设防”。在课程建设的同时，培养一支富有朝气的年富力强的教学、科研团队，同时也取得了丰硕的科研成果。课题组成员作为主编或者副主编编写相关教材13部；先后获得一项国家级教学成果奖，五项甘肃省教学成果奖，两项兰州理工大学教学成果奖；获得全国讲课竞赛一等奖1人，校内青年教师讲课竞赛一、二等奖4人次，发表专业论文120余篇，其中SCI，EI，ISTP检索近40余篇。以《钢结构设计原理》”课程建设为标志的系列课程教学理论与实践以及创新性试验已经成为兰州理工大学的一大亮点。
二、课程特色与创新
创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。迎接未来科学技术的挑战，最重要的是坚持创新，勇于创新。创新思维是创新实践和创造力发挥的前提。创新思维对我们培养人、培养人才、培养高素质的人才具有非常重要的意义。教书育人要在创新思维和创造力的发挥方面下工夫。
“《钢结构设计原理》精品课程建设的理论与实践”项目课题组坚持以学生为本，以全面提高教学质量、带动其它课程建设为目标, 在教育理念、人才培养模式、教材与课程建设以及产学研等方面进行积极探索，勇于创新，大胆实践，针对西部普通高校的发展现状，结合土木工程专业的教学特点，提出了一整套“创新性综合教学法”——包括案例教学法、激励教学法、讨论教学法、团队教学法、环境教学法和实践教学法，连续多年在每个年级的学生教学过程中实施并不断完善，形成了一套“人才培养模式”。在理论教学上，采用现代教学手段，并注重各种教学方法的综合应用；实践教学上，结合实际工程，开展形式多样的实践教学，建立了开放性实验和创新性试验，并提出基于实际工程的设计与模拟施工初期训练模式，形成了鲜明的特色。同时课程组注重产学研相结合，以开展教学工作及研究为基础，积极参加实际工程的科研及大型工程的设计与咨询工作，解决了西部地区大量的钢结构技术难题。通过课程体系改革探索，培养了一支爱岗敬业、学缘结构合理、高素质的教师队伍，教学与科研水平均处于省内乃至西部领先，成为西部地区空间结构与钢结构研发中心，相关工作极大的推动了西部钢结构的应用与发展，达到了在国内外有较大影响、西部领先，省内一流的水平，对西部高校具有极好的示范作用，受到同行专家的好评。《钢结构》系列课程已成为有重要影响力的课程之一，于2006年列入甘肃省精品课程。
三、创新思维的培养与“创新性教学法”
为了培养学生的创新思维，主要从以下方面对学生进行培养： 1.积极开发创造思维，培养丰富的想象力，使学生充满好奇心。2.保持良好的积极向上的心态。3.通过交流信息，产生创新的思想火花。
4.发挥团队优势和群体优势，使创新思维和创造力升华。5.形成支持创新、支持创新思维、支持创造力的环境。6.努力实践，使得我们的创新、创造力变为现实。
基于以上的创新理念，在课程教学与相关实践环节中大胆尝试着教学改革，形成了“创新性教学法”，并在实际教学中贯彻落实，取得了很好的效果。1.案例教学法
积极开发创造思维，上课中采用启发、提问、讨论以及实际工程案例教学法，利用电子版的实际工程图纸进行教学，既丰富了课堂教学，培养了学生的学习热情，丰富了想象力，同时由于实际工程尚有一些本科教学现有知识不能完全解决的问题，留下了今后学习的问题，让学生的对学习充满好奇心。2.激励教学法
针对当代大学生的心理特点，结合实际工程的应用，以及国家政策方针，使学生对未来发展充满信心，同时鼓励学生保持良好的积极向上的心态，使学生学习由被动变主动，提高学习效率。3.讨论教学法
学习中针对重要问题进行讨论，可以在课堂上进行，也可以在课后辅导答疑时讨论，还可以通过网络资源进行，对于关键问题老师再进行点评，通过交流产生创新的思想火花，老师也在学生的思想里汲取创新思维的精华。4.团队教学法
课程组教师发挥团队优势，群体优势，经常相互交流，对于重要问题展开讨论，然后将好的做法和经验带到各自所带的班上，使创新思维和创造力可以在各大范围内得到升华，其中课程组全体教师共同组织了“兰州理工大学首届钢结构知识大赛”并取得圆满成功。5.环境教学法
课程组教师积极争取学校和学院以及校外等各方面的大力支持，形成支持创新，支持创新思维，支持创造力的环境，聘请国内外高水平的专家为学生作讲座，聘请省内设计与施工人员结合工程进行讲解，并举行钢结构设计竞赛，开阔了学生的视野，提高了学生的综合素质，取得了良好的教学效果。6.实践教学法
理论联系实际，一直是我们教学中的主线，教学环节中有必修的课程设计，还有选修的开放性试验，对特别优秀的学生还开设了创新性课外试验，学生们通过各种实践，强化了专业知识，同时使得创新、创造力变为现实。
四、能力培养与过程实施
“万丈高楼从地起”、“涓涓细流汇成河”。钢结构课程组经过几代专家学者呕心沥血的努力和多年来的不断改革与创新，在课程建设、人才培养、课程教学和钢结构理论研究、社会服务等多方面取得了一系列重要成果。通过强化工程训练模式和创新工程模式，狠抓教学质量，形成了一支强有力的教学队伍，构立一整套切实有效的教学与管理方法，构建出符合钢结构发展要求的、层次化、模块式的课程教学模式。
该成果的基本内容可以简要的归纳为五个方面，即课程教学网络化、理论教学实践化、实践教学理论化、教材立体化、产学研一体化，简称为“五化课程教学模式”。
1.课程教学网络化
结合《钢结构》课程教学内容特点，应用适宜的教学方法和手段，全面采用先进的课堂教学手段，如多媒体教学，录像教学，课程组将全部课程制作了多媒体课件和电子教案，增加了授课的信息量。同时利用网络资源，建设了一个教学网站。伴随着网络平台的不断完善，实现了课程教学网络化。学生可以在任何时间、任何地点，通过网络进行自主学习、交流讨论。大大地加深了学生对所学知识的理解，开阔了学生的视野，提高了学习效率，实现了将教学模式从课堂拓展到课外传统变革。
2.理论教学实践化
基于对学生动手能力以及分析问题和解决问题能力的培养和提高，摆脱传统的满堂灌模式，理论教学尽可能直观化，理论知识的讲述与理解，尽可能附离于现实工程生产的实体表象上。一方面，采用先进的课堂教学手段，全方位地开展多媒体教学；从理论拓展到实际，部分内容在现场实地教学，参观工艺流程，便于学生理解，也培养了学生的工程概念。另一方面，结合国内外的研究与发展，加强学术交流；实施“名校名师讲学系列活动”，先后聘请国内沈世钊院士、董石麟院士等十几位专家进行教学指导及学术交流讲座，加强国际交流，聘请了国外著名专家、学者为学生们做学术报告，其中聘请日本空间结构理事长,枫桥科技大学加藤史郎教授,德国斯图加特大学Jorg.Schalaish 教授,加拿大卡尔顿大学Divid LIU教授和K.T.LAW教授等；同时钢结构研究所先后接受了日本丰桥大学留学生1名，澳大利亚留学生2名进行交流，让学生直接和外国学生交流,感受不同国家和不同学校的人才培养模式，吸取好的教学经验以用于教学过程。通过交流，开阔了老师和学生的视野，了解了国内外钢结构的发展和最新技术，提高了教师的学术水平，让更多的学生对将来从事相关工作奠定了理论基础和专业基础，取得了很好的实效。当然，为了全面贯彻实施理论教学的实践化，在课程教学管理的各个环节加强了相应的配套改革措施。
3.实践教学理论化
结合课程理论教学，加强相关实践环节的训练，强调课堂教学与实践教学相结合，形成以《钢结构设计原理》为主线的系列课程实践如课程设计，认识实习，生产实习，毕业设计系列题目，开设了开放性实验教学和创新性试验；结合课程设置开放性试验，包括钢材拉伸实验，高强螺栓检测试验，钢桁架模型力学性能测试实验，使学生对教学内容有了更加直观的感性认识。结合钢结构课程特点，将实践教学与实际工程相结合，从深层次和实际意义上开展教学措施，授课方式从理论走向实践，从课堂向实习基地拓展，课程设计的内容从原来单一的钢屋架设计拓展到吊车梁设计、支撑设计、钢结构平台设计、钢楼梯设计、门式刚架设计，这些实践环节将理论知识与实际应用结合起来，使学生的分析问题能力得到很大的提高。结合本专业的特色和国家钢结构迅速发展的现状，率先在本科生的毕业设计中开设钢结构毕业设计题目，突破了以往设计题目单一的状况，首次在校内将课堂教学与钢结构工厂实习相结合。毕业设计结合具体设计项目，有针对性地进行实习、参观，大大增加了学生对钢结构的感性认识，提高了学生的学习热情，培养了学生的分析能力,达到了很好的教学效果。学生毕业后很短时间内就参加了国家注册结构工程师考试，兰州理工大学的学生在甘肃省通过率最高。
4.教材立体化
多年来，课题组成员积极进行教材建设，作为主编或者副主编编写相关教材13部，在国内外取得了较大的影响，在西北达到一流。这样既提高了教师的水平，也使多媒体课件与教材相互配套，实现了教材立体化。5.产学研一体化
为了适应时代发展和课程教学改革的要求，2001年学校成立了空间结构与钢结构研究所。研究所的成立为教师和学生提供了教学和科研的平台,也为有效的实施产学研相结合方略提供了有力的保障。在教育教学上，结合实际工程进行实地参观学习,解决实际工程的问题,有些课题就是青年教师带领部分学生进行分析,这样学生在学习的过程中,直接学会了解决工程问题的方法.也极大地促进了教学水平的提高，同时积极开展教学改革和教学研究，结合工程的应用，调整人才培养模式,以保证学生适合于用人单位的需求.在此过程中注重青年教师的培养，使青年教师迅速成长起来。
五、今后的目标
百年大计，教育为本。虽然我们取得了阶段性的成果，但是今后发展更是我们的主要任务。主要目标如下：
1、坚持教育以育人为本，以学生为主体，强调应用型人才的培养，坚持教授、名师上讲台，让学生尽可能享受到最好的教学资源，为促进西部高等教育的发展，提高西部高等学校的教学、科研和社会服务水平作贡献。
2、继续坚持以能力培养为重点，深化人才培养模式、教学内容和教学方法的改革，积极推动研究性教学，完善综合性和创新性实验，毕业论文和设计等实践教学环节。加强校企合作和科研院所之间的合作，加强实践教学基地，在现有的5个实习基地的基础上，计划未来3年内将实习基地扩展到10个以上。
3、积极争取“对口支援西部地区高等学校计划”。向高水平大学学习，综合提高学校的管理水平、师资队伍和学科专业建设的水平。
4、积极推进 “质量工程”的建设，进一步完善《钢结构系列课程》，争取尽快申报成为国家级精品课程，并突出西部的特色，继续大力加强教师队伍建设，同时计划2-3年内全面开展《钢结构课程》双语教学，形成一批能够承担西部重大任务、参与国内外竞争的创新教学团队。
“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。“教师”这个神圣而伟大的职业引导我们每个教育工作者为了中国的未来，为了西部的发展献出毕生的精力。
“《钢结构设计原理》精品课程建设的理论与实践”课程组全体人员
2009.3.26
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