工程案例教学土木工程论文

2022-04-14 版权声明 我要投稿

摘要:随着钢结构建筑应用的快速发展,如何利用有限的教学学时,让学生真正掌握钢结构设计的基本方法,提高实践动手能力,是当前教学中迫切需要解决的问题。作者结合近年的教学经历,采用工程案例教学法,尝试对钢结构设计的教学方法进行改进,取得了良好的教学效果。今天小编为大家推荐《工程案例教学土木工程论文 (精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

工程案例教学土木工程论文 篇1:

基于工程案例的结构力学课程教学探索与实践

【摘要】工程案例教学法直观生动,内涵丰富。文章将工程案例教学法引入结构力学课堂教学实践中,从工程案例的选择、讲课技巧以及评价机制三个方面展开论述,可以为相关课程的教学提供参考。

【关键词】结构力学 工程案例 教学

案例教学(Case Method)是由美国的克里斯托弗·哥伦布·朗代尔(C.C.Langdell)在1870年最先提出,后经推广传播到世界各地,其代表了未来教育方向的一种成功教育方法。我国引入案例教学始于20世纪80年代。

案例教学,是一种开放式、互动式的新型教学方式。通常,案例教学要经过事先周密的策划和准备,要使用特定的案例并指导学生提前阅读,要组织学生开展讨论或争论,形成反复的互动与交流,并且,案例教学一般要结合一定理论,通过各种信息、知识、经验、观点的碰撞来达到启示理论和启迪思维的目的。在案例教学中,所使用的案例既不是编出来讲道理的故事,也不是写出来阐明事实的事例,而是为了达成明确的教学目的,基于一定的事实而编写的故事,它在用于课堂讨论和分析之后会使学生有所收获,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

由于工程案例的直观性,学生可以从书本上的理论知识中脱离出来,增强学生的感性认识,学生的积极性及兴趣都可以得到很大的提高。

结构力学课程是土木工程及其相关专业领域一门重要的专业基础课[1],对于相关专业的本科生来说,该课程在所有课程中有着举足轻重的地位,一方面,学好该门课程可以为后续的专业课学习打下基础,另一方面,随着考研热的兴起,结构力学也是土木及其相关专业硕士研究生入学考试的一门必考科目之一。通过学生的反馈情况来看,学生知道该课程的重要性,但又普遍感觉不太好学,有些学生甚至因此丧失信心,进而影响到后续课程的学习,为了使学生从一开始接触就喜欢上这门课程,让结构力学变得简单易学,笔者在授课过程中将案例教学法引入课堂,学生都普遍感觉到受益匪浅,对结构力学课程的学习兴趣也大大提高,起到了非常好的效果。

通过近几年的实践,笔者认为,要把工程案例真正完全引入到课堂实践当中去,需要做到以下几个方面:

一、工程案例的资料收集

与课堂理论知识相对应的工程案例的收集工作量大,需要教师查阅大量相关资料,更重要的是教师需要一定的判断经验,能够对工程案例做出甄别判断,找出真正适合所讲内容的工程案例,这样才能起到真正的效果,否则就会适得其反。笔者在讲授结构概念部分时,拿国内外的典型实际工程案例如鸟巢、水立方、悉尼歌剧院、哈利法塔等不同结构类型作为对结构概念的讲解,在讲授固定铰支座和活动铰支座约束概念的时候,引入桥梁支座加深学生对支座约束概念的理解,在讲解结构的动力计算这一章时,首先给学生观看了1940年美国塔克玛大桥风震破坏的视频资料,虽然涉及到复杂的桥梁动力学的理论知识,但是将其作为结构能真正“动”起来的比较有力的证据则再合适不过,通过塔克玛大桥的破坏案例自然地引入到结构动力学学习的必要性,激起学生的求知欲望,起到了良好的课堂效果。又如在讲授阻尼对结构振动的影响这一节时,为了让学生更直观的感受阻尼可以减少结构振动反应时,拿伦敦千禧桥作为工程案例讲授,通过加设TMD和粘滞阻尼器后这座长达350 m的桥才能正常使用,让同学们真正了解了阻尼所产生的效果。工程案例的选择与甄别需要教师做大量的搜集工作,建立结构力学授课工程案例库,同时还要求任课教师具有较好的专业素养,能从工程案例中提炼出与课本知识相对应的理论,因为只有选择有针对性的工程案例进行讲授,才能真正起到让学生能够理论联系实际的作用,起到良好的课堂效果。

表1列出了课堂授课过程中采用的部分工程实例。

二、工程案例的课堂讲授技巧

好的工程案例对课堂内容起到了相当大的补充作用[3][4],教师应针对工程案例多采用启发式、设问式的授课方式,让学生积极主动思考问题,让学生由被动学习变为主动学习,这样一方面活跃了课堂气氛,另一方面也可以提高学生思考问题、解决问题的能力。比如在讲解结构自振频率的内容时,从学生熟悉的单摆自振频率的测定讲起,逐步过渡到上课所在教学楼结构的自振频率如何测定,让学生自己琢磨方法,然后讲解结构自振周期测定的常用方法,让学生不仅学习了书本知识,还拓宽了视野,增长了知识。又比如在讲解超静定结构时,为了加深对超静定结构的认识,选择最为常见的桥梁结构作为工程案例进行教学,让学生分辨哪些是静定桥梁哪些是超静定桥梁,接着设问超静定桥梁为什么较静定桥梁普遍采用的原因?最后通过受力分析和变形分析找出超静定结构的优点。通过采用一定的课堂讲授技巧,教师可以从一个好的工程案例当中引申出很多课堂外的知识,扩充学生的知识面,当然这需要教师不断学习并积累课堂经验,对教师本人的素质提出了更高的要求。

三、工程案例教学法的评价机制

目前结构力学的评价基本上是以考试做计算习题为主,并且是总成绩考核的主要组成部分(期末成绩占80%,平时成绩占20%),为了凸显工程案例教学法的实际效果,平时成绩中除课堂出勤,作业等占有一定的比重外,工程案例的课堂讨论也有必要作为平时成绩的一部分,对于对工程案例积极思考,踊跃发言的学生应加大平时成绩的分数,改变期末考试结构力学仅做计算习题的模式,可以适当增加与工程案例有关的简答或计算习题,这些工程案例应该在课堂上有所提及或案例内容基本接近,提高学生运用知识解決问题的能力。另外还可以改变目前单一由期末成绩和平时成绩决定总成绩的评价模式,增加实践评价环节,让学生到现场接触工程实例,回去制作实物模型或采用软件进行结构简化计算等,提高运用软件解决问题的能力。

四、结语

采用以工程案例为核心的结构力学课程授课方法可以极大提高学生上课的积极性,充分调动学生学习的主观能动性,结构力学课程变得不再枯燥,艰深的理论知识与具体的工程案例相结合相得益彰,互为补充,让学生切实体会到理论联系实际的重要性,提高学生思考问题、解决问题的能力,达到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]龙驭球,结构力学[M],北京,高等教育出版社,2012

[2]单建,趣味结构力学M],北京,高等教育出版社,2008

[3]袁驷,一个基础,两座大厦-结构力学课程改革的思路与实践[J],力学与实践,1998(4):56-58

[4]孙庆巍,谈结构力学课程教学中的案例式教学[J],中国科教创新导刊,2010,NO.29

作者简介:

吴平川(1979年10月-),男,汉族,河北省曲周县人,河北工程大学土木工程学院副教授,博士研究生学历,研究方向:结构抗震与振动控制。

作者:吴平川

工程案例教学土木工程论文 篇2:

钢结构设计教学方法改革探讨

摘要:随着钢结构建筑应用的快速发展,如何利用有限的教学学时,让学生真正掌握钢结构设计的基本方法,提高实践动手能力,是当前教学中迫切需要解决的问题。作者结合近年的教学经历,采用工程案例教学法,尝试对钢结构设计的教学方法进行改进,取得了良好的教学效果。

关键词:钢结构设计课程;教学改革;案例教学法;教学效果

钢结构设计是土木工程专业(建筑工程方向)的一门主干专业课程,课程开设的目的是要求学生在掌握《钢结构基本设计原理》的基础上,学习民用和工业建筑中常用钢结构的基本设计方法,为将来从事相关工作打下良好基础。课程的核心思想是培养学生初步具备从事钢结构设计的能力,实践性较强。如何利用有限的课内教学学时,提高学生的学习兴趣,让学生真正掌握钢结构设计的基本要领,作者结合近年的教学与设计经历,采用工程案例教学法,尝试对建筑钢结构设计的教学方法进行改进,取得了良好的教学效果。

一、教学内容与学时安排

随着近年来国内钢结构建筑的快速发展,新的钢结构形式和技术不断涌现,钢结构设计的教学内容也在不断的发生变化,现阶段课程的教学内容主要包括单层钢结构(钢平台、重钢厂房)、轻型门式刚架、多高层钢结构和大跨结构(桁架、网架和网壳)等,从表1中可以看出,各个高校钢结构设计的主体教学内容基本上是一致的;在学时安排方面,由于各个学校采用的教学方法不同,学时安排上差异较大,课内教学学时普遍在40左右,存在教学内容多,课时严重不足的现状。如何使学生在课程学习期间真正掌握钢结构设计的基本方法,提高实践动手能力,毕业后能较快胜任钢结构的设计和施工工作,已成为钢结构教学改革方面的当务之急。

二、改进教学模式

现有的教学模式主要使用板书或多媒体教学,以课堂、书本为主,以教师强制式地灌输,学生被动地接受为主要特征。如何利用有限的学时,激发学生的学习兴趣和热情,主动思考问题,这就要求在现有的教学模式的基础上,做出改变,如果能把实际钢结构工程引入课堂,实施工程案例教学,不仅可以丰富教学内容,还可以做到理论联系实际,使书本中枯燥的理论活起来。工程案例教学的主要思路如图1所示,在具体讲解每一章节之前,布置一个以实际工程设计为背景的设计任务,要求每一位学生独立自主的进行设计。

课上学时主要用于讲解总体设计思路,结构布置方案,具体的计算和PKPM、3D3S等软件绘图由学生参考相关规范、资料自主完成,以每3~5人为一个设计小组,每周定期讨论各个设计小组已完成工作的不足和需要改进的地方。在学生完成每一个设计任务的计算与绘图任务后,带领学生到设计院设计部与设计工程师进行交流和图纸对比,通过对比分析,发现自己设计的不足之处,加深设计理解,通过实际工程施工现场参观,增强感性认识。课程的考核可以采用设计任务完成情况占80%,期末的开卷考试占20%的方式。近年来钢结构是国家注册结构工程师考试专业部分的考核内容(考试方式为开卷),允许考生携带正规出版的各种专业规范和参考书目进入考场,主要考核对钢结构设计规范的理解和运用能力,鉴于此,在学生期末考试中引入注册结构工程师历年考试真题和模拟试题,考试形式逐步与国家注册结构工程师考试接轨,考核学生对实际设计及规范的理解,从而掌握钢结构的基本设计方法。

钢结构设计是一门实践性很强的土木工程专业(建筑工程方向)的主干课程,课程教学的关键是与工程实践紧密结合,让学生真正的掌握钢结构设计的基本方法。通过近几年的教学经历,工程案例教学法确实取得了良好的教学效果,期望能为从事建筑钢结构设计课程教学的老师提供一定的参考。

参考文献:

[1]董事尔,张鹏.钢结构的应用前景及教学思考[J].高等建筑教育,2003,12(3):34-37.

[2]刘坚,黄襄云.钢结构教学体会[J].高等建筑教育,2005,14(3):49-51.

[3]何明胜,曾晓云.“钢结构设计”课程教学模式探讨与实践[J].中国电力教育,2013,(11):62-63.

[4]贾玉琢,李曰兵,龚靖,邢爽.基于注册结构工程师制度的钢结构教学改革[J].东北电力大学学报,2012,32(4):48-51.

基金项目:2013年吉林大学本科教学改革研究项目(项目号:419050550175)。

作者简介:胡忠君(1978-),男,吉林敦化人,讲师,博士研究生,从事钢结构教学。

作者:胡忠君,邱建慧,王庆华

工程案例教学土木工程论文 篇3:

以培养卓越土木工程师为目标的工程案例教学模式研究

摘要:结合我院土木工程专业专业课教学现状及卓越土木工程师人才培养方案,提出了土木工程案例教学模式的要点和方法,旨在提高学生学习专业课的主动性及学习效率,为专业老师更为有效的实施教学提供参考。

关键词:土木工程;卓越土木工程师;案例教学模式

TU-4

2010年教育部卓越工程师教育培养计划的重大改革方案出台,培养大批量具有高素质工程技术人才,是我国经济、科技国际化和时代发展的需要。“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目,是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类高质量工程技术人才。为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

社会的快速发展对我国高等教育提出了更高的要求,各高校也都在进行相应的教学改革。湖南工学院是教育部“卓越工程师教育培养计划”实施的第二批高校,其中“土木工程專业”是“卓越计划”的重要实施专业。2014年学校与湖南华兴建设工程有限公司合作组建成立“华兴土木程卓越班”。2015年学校与湖南衡一建设工程有限公司合作组建成立“衡一土木程卓越班”。土木工程卓越班采用“3+0.7+0.5”的培養模式,三年时间在学校学习,大三的暑假至大四第一学期在企业工程实践学习。笔者结合自己的教学实践,通过案例教学这个教学环节的开展,培养训练学生能理论联系实际,使学生具备一定的解决工程实践问题的能力,进而提高本专业大学生的就业竞争力。所谓案例教学法就是指利用以真实的事件(或工序)为基础所撰写的案例进行课堂教学的过程。在教学过程中,以学生为主体,师生共同展开对案例的分析讨论和评价,经过设问、讨论、解决问题、总结几个阶段,使学生学会积极主动学习,进而提高学生分析和解决实际问题的能力。

一、土木工程专业课教学现状

目前我院土木工程专业学生人数每届有4个班,160人左右。老师在教授专业课的过程中,普遍存在的问题是各专业课之间缺乏相互的衔接与沟通,专业课的讲授仍是满堂灌为主,老师讲得口干舌燥,学生在下面昏昏欲睡。现在多媒体手段的运用,尽管改变了板书的沉闷,节奏可以加快,信息量也大。民用工程案例教学是指以工程课程体系为依据,从学生的特点出发,采取典型的、专业的、有代表性的工程实例,作为土木工程的教学内容,通过调研、沟通,加深学生土木工程的理解,提高学生的能力,分析和解决问题,提高学生的思维能力,促进理论知识的建立,提高专业兴趣,增强学生的综合素质和专业能力。

二、土木工程工程案例教学模式

第一,土木工程,应用工程案例教学的优势,可以促进教师角色的转变,教师改变传统的课堂统治者为学生学习的指导,加强与学生的沟通,在同一时间的沟通,构建了“的教学模式和学习之间的关系”。其次,实际工程案例教学可以改变成学生的积极参与者的角色,学生从被动的接受者,变成培养学生的创新能力。三,土木工程案例教学可以优化师生关系,教师与学生之间的互动,以建立双向或多向的案例教学,土木工程教学是更具体的,生动的,成为真正意义上促进的互动关系的纽带教师和学生。四,工程案例教学资源丰富的案例丰富了土木工程和EL平凡的生活:小型住宅凉亭、露台和开放的大厅里、国贸大厦或外贸协会大厦、跨海大桥,都是土木工程学科的研究对象。最后,深受工程案例教学问题,工程案例涉及到的每一个问题是多因素耦合的形成,需要管教的知识和技能的综合运用,尝试探索思考和解决的,我们真的可以把专业为自己所用,为学生素质的提高和知识,从事本专业工作的专业打下坚实的基础。

三、工程案例教学模式的要点

(一)面向工程案例选择,应坚持由浅至深,孩子是父亲做人的原则,土木工程案例教学案例设计布局要注意系统性和进化。因此,有选择的情况下,从易到难,从外到内,从简单到复杂,升分层梯度式或螺杆式,根据课本知识的框架体系优化选择工程案例。

(二)重点放在学生的学习兴趣,引导和培育的讨论和分析的情况下,是一个开放式的探究式学习,答案不是唯一的。兴趣是最好的老师,可以帮助学生实现从“被动”到“主动”教习。复杂的理论基础,使学生失去了他们的学习热情,失去了专业的意义,可以有针对性的案例教学,为相应的理论基础和实践指导,培养学生思维的乐趣和学习热情。通过围绕工程案例讨论,使学生更亲密,觉得民用建筑工程的实用性,提供学生去上班的准备工作“实践经验”。

(三)工程案例的选择应按照与案例教学与轮廓之间的关系的规定教学大纲和教学进度。工程案例教学中的重要作用是教学内容的服务,为客户提供支持的真实案例教学理论,案例教学无法取代的理论教学。与此同时,案例教学具有一定的灵活性,每个教学内容,采用案例教学强求。土木工程学科教学案例教学内容,根据不同阶段的准备的情况下,引导分析指出,可以把一些后续的教学内容中的案例教学,打下了伏笔,让学生可以学习土木工程专业的问题进入下一个。

四、结论

综上所述,案例教学是土木工程专业的一种新教学形式和方法,应用案例教学方法将告别传统的灌输和简单的说教,活跃了土木工程学生的思维,培养了土木工程专业学生的创新能力,让他们主动发展,尽快掌握专业知识,达到专业培养目标。土木工程教学使用的工程案例教学方法的关键点有很多,以学生的发展为出发点,通过对工程案例教学方法的实践与研究,更好地实施应用工程案例教学,提高的学生素质和能力。

参考文献:

[1]周云川,赵永任,罗祥.关于土木工程施工课程教学改革的探讨[J].黑龙江教育:高教研究与评估版,2013(4):58-60.

[2]白正仙,刘学春. 面向卓越工程师培养计划的本科钢结构课程教学改革探讨《教育教学论坛》, 2013, 第29期:36-38

[3]白振荣,耿茹,王媛丽. 应用型本科高校面向卓越工程师培养的实践教学改革探讨《才智》, 2014, 30期.

作者简介:刘传辉(1976年-),男,湖南工学院建筑工程与艺术设计学院土木工程教研室主任,硕士。主要研究方向:混凝土结构设计、土木工程施工及工程检测加固。

作者:刘传辉

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