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【摘要】钢结构设计是一门难度较大的土木工程专业课程，本文根据钢结构设计课程特点，探讨钢结构设计课程的教学方法。
【关键词】钢结构设计 教学方法
钢结构具有承载力大、抗震性能好、施工速度快、自身重量轻等优点，特别适用于高层建筑、大跨度结构、重载结构、工业厂房以及地基条件差等建筑。近年来，随着我国钢材产量的日益增长和钢材质量的提高，我国的相关政策也发生了改变，由过去的节约用钢到鼓励用钢，大力推广应用钢结构已成为一项新的技术政策，钢结构工程得到越来越多的应用，社会上亟需培养一批钢结构专业技术人员。
一、钢结构设计课程特点
(一)工程实践性强 钢结构设计是钢结构设计原理的后续部分，是建立在学生对钢结构基本知识有一定了解的基础上，指导学生进入应用阶段，目的就是让学生掌握钢结构设计的方法和手段，领会结构设计的一般要求，能根据结构承受的直接和间接作用及所处环境特点，设计出既安全适用、又经济合理的钢结构体系。
(二)教学内容多
如上所述，钢结构设计是引导学生如何进行工程设计，涉及的内容多，包含了门式刚架轻型钢结构、重型厂房结构、多层及高层钢结构、大跨度房屋钢结构、板结构以及钢一混凝土组合结构等众多内容。
(三)教学内容难度大
作为一门专业课，钢结构设计课程的教学内容难度较大。凡是与结构设计有关的内容均属于钢结构设计课程设计的内容，从荷载或作用类型、荷载取值、结构体系类型及结构选型、结构体系计算模型简化、结构抗风及抗震计算、构件的稳定计算、材料强度及变形计算、结构的构造措施等，可以说钢结构设计课程的教学内容是一门难度较大的课程，它不但设计到材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学等基本力学知识，也涉及结构体系选型、结构抗震、以及钢筋混凝土结构等专业知识。对于本科生而言，钢结构设计课程不容易学好。
(四)与设计规范联系密切
作为结构设计类课程，与国家的相应设计规范、规程密切联系。与钢结构设计规范、建筑抗震设计规范、建筑结构荷载规范、门式刚架轻型房屋钢结构技术规范、高层民用钢结构设计规程、钢管混凝土结构设计与施工规程、矩形钢管混凝土结构技术规程、钢—混凝土组合结构技术规程等密切相关。
(五)学时少
由于历史原因，在过去我国钢材紧缺年代，工程界很少遇到钢结构工程的设计与施工，即便是遇到，也主要是一些构件(如吊车梁、桁架梁等)，对系统的钢结构体系几乎没有，因此大学教育中对于钢结构的教学也主要是针对钢结构设计原理展开，深度上也局限于构件设计层面，开设的课时一般是60左右，另外有一周的课程设计(课程设计内容多为钢结构桁架梁设计)，对系统的钢结构设计几乎不讲。随着建筑形式的变化，社会急需一批懂得钢结构设计与施工的专业人才，《钢结构设计》课程才得以重视和开设，但教学学时少，一般是40学时。
二、钢结构设计课程的教学方法探讨
(一)抓住重点、拓展思路
为了能使学生较为轻松地学会钢结构设计的课程内容，掌握钢结构设计的基本方法，老师在讲授该课程时，要抓住重点。钢结构设计重点是在结构的体系设计上；故教学时应该重点讲述目前工程应用中较为常见的门式刚架轻型钢结构、大跨度房屋钢结构以及钢一混凝土组合结构。通过门式刚架轻型钢结构的详细讲解，让学生掌握结构体系设计的基本方法，即结构选型及布置—荷载取值及组合—结构内力分析及变形计算—构件设计—结构构造要求；在详细讲述完该部分内容后，可以拓展讲述多层及高层钢结构设计，此时就不需再详细重复一些相同内容。通过大跨度房屋钢结构的详细讲解，让学生掌握钢结构设计中遇到的一些非常规问题的处理办法。对钢一混凝土组合结构的详细讲述，一方面可以巩固钢筋混凝土结构的知识，同时也拓展了学生的视野，重点讲述钢与混凝土组合后的优点，特别是“1+1>2”的组合效果，钢与混凝土组合后，不但克服了混凝土结构承载能力低、抗震性能差等缺点，同时也能弥补钢结构容易发生屈服失稳和易锈蚀等缺陷。
(二)理论与实践相结合
作为一门难度较大的专业课，其课程目标就是培养学生的实际设计能力，因此，钢结构设计的教学必须紧密联系实际，在讲解教材的理论内容时，应重点讲述公式的来历，构造规定的必要性等，假如不按规范公式设计，会出现什么样的后果。并且要选取典型工程结合教材进行教学，同时也有必要对一些钢结构工程事故进行分析，提高学生的学习兴趣和培养学生严谨的设计作风。
(三)采取多媒体和板书相结合的教学方法
多媒体作为现代化的教学手段，具有信息量大，直观等优点。钢结构设计课程通过多媒体技术，可以展示一些大型工程项目的图片，设计简图、结构布局、钢材之间的连接方式、局部构造要求等，也可以方便地讲述钢结构设计的计算机软件操作方法，显示钢结构在荷载或作用下的内力和变形，能有效提高学生对钢结构的从宏观上感性认识和兴趣。教学实践表明，单纯使用多媒体教学效果并不理想，由于多媒体教学的速度较快，学生很难跟得上教师的节奏，往往给学生带来的感觉是老师较的内容很丰富，也很有意义，可就是学不会，一知半解。因此，在一些重要知识点上，必须结合传统的板书教学法，通过板书，教学速度会放慢，教师的写和讲的过程，就是学生的听与记的过程，通过这一环节的“慢镜头”讲解，学生就能在课堂上掌握一些重点内容，比如公式的推导，结构计算简图的简化等，经过教师的板书，学生也明白这些内容是重点内容。
(四)增加教学见习环节
钢结构设计课程假如没有配备一定的教学见习机会，学生会感觉很空洞，毕竟他们是初学者，在日常生活中，能接触到钢结构工程的不多。为了提高他们的学习效果，应至少有两次以上的见习机会，教师带领他们到一些工业厂区参观门式刚架轻型钢结构、重型厂房结构，现场讲解这些钢结构工业厂房的组成杆件和设计注意事项；带领他们到大型体育场馆或会展中心参观大跨度钢结构；有机会也让他们参观钢管混凝土拱桥等组合结构。通过见习，能有效提高学生的感官认识和学习兴趣。
(五)提供课外学习资料
由于钢结构设计课程涉及的内容很广泛，目前国内的教材很难全部详细讲述，一般都是点到为止，距离真正的工程设计还是有一定的距离，因此，教师有必要告诉学生需要在课堂以外补充学习什么东西。比如各种设计规范、参考文献、计算机分析软件等，这些学习资料教师应予以提供，让学生在课外能补充相关知识。
总之，钢结构设计是一门涉及面广、学习难度较大的大学专业课程，具有实践性强、教学内容多、与规范联系密切等特点。根据该课程特点，可采取抓住重点、拓展思路，理论联系实际，采取多媒体和板书相结合，提供课外学习资料和增加教学见习环节等教学方法。这些教学方法在教学实践中能取得较好的效果，可供从事钢结构设计课程教学的同事提供参考。
【关键词】钢结构设计 教学方法
钢结构具有承载力大、抗震性能好、施工速度快、自身重量轻等优点，特别适用于高层建筑、大跨度结构、重载结构、工业厂房以及地基条件差等建筑。近年来，随着我国钢材产量的日益增长和钢材质量的提高，我国的相关政策也发生了改变，由过去的节约用钢到鼓励用钢，大力推广应用钢结构已成为一项新的技术政策，钢结构工程得到越来越多的应用，社会上亟需培养一批钢结构专业技术人员。
一、钢结构设计课程特点
(一)工程实践性强 钢结构设计是钢结构设计原理的后续部分，是建立在学生对钢结构基本知识有一定了解的基础上，指导学生进入应用阶段，目的就是让学生掌握钢结构设计的方法和手段，领会结构设计的一般要求，能根据结构承受的直接和间接作用及所处环境特点，设计出既安全适用、又经济合理的钢结构体系。
(二)教学内容多
如上所述，钢结构设计是引导学生如何进行工程设计，涉及的内容多，包含了门式刚架轻型钢结构、重型厂房结构、多层及高层钢结构、大跨度房屋钢结构、板结构以及钢一混凝土组合结构等众多内容。
(三)教学内容难度大
作为一门专业课，钢结构设计课程的教学内容难度较大。凡是与结构设计有关的内容均属于钢结构设计课程设计的内容，从荷载或作用类型、荷载取值、结构体系类型及结构选型、结构体系计算模型简化、结构抗风及抗震计算、构件的稳定计算、材料强度及变形计算、结构的构造措施等，可以说钢结构设计课程的教学内容是一门难度较大的课程，它不但设计到材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学等基本力学知识，也涉及结构体系选型、结构抗震、以及钢筋混凝土结构等专业知识。对于本科生而言，钢结构设计课程不容易学好。
(四)与设计规范联系密切
作为结构设计类课程，与国家的相应设计规范、规程密切联系。与钢结构设计规范、建筑抗震设计规范、建筑结构荷载规范、门式刚架轻型房屋钢结构技术规范、高层民用钢结构设计规程、钢管混凝土结构设计与施工规程、矩形钢管混凝土结构技术规程、钢—混凝土组合结构技术规程等密切相关。
(五)学时少
由于历史原因，在过去我国钢材紧缺年代，工程界很少遇到钢结构工程的设计与施工，即便是遇到，也主要是一些构件(如吊车梁、桁架梁等)，对系统的钢结构体系几乎没有，因此大学教育中对于钢结构的教学也主要是针对钢结构设计原理展开，深度上也局限于构件设计层面，开设的课时一般是60左右，另外有一周的课程设计(课程设计内容多为钢结构桁架梁设计)，对系统的钢结构设计几乎不讲。随着建筑形式的变化，社会急需一批懂得钢结构设计与施工的专业人才，《钢结构设计》课程才得以重视和开设，但教学学时少，一般是40学时。
二、钢结构设计课程的教学方法探讨
(一)抓住重点、拓展思路
为了能使学生较为轻松地学会钢结构设计的课程内容，掌握钢结构设计的基本方法，老师在讲授该课程时，要抓住重点。钢结构设计重点是在结构的体系设计上；故教学时应该重点讲述目前工程应用中较为常见的门式刚架轻型钢结构、大跨度房屋钢结构以及钢一混凝土组合结构。通过门式刚架轻型钢结构的详细讲解，让学生掌握结构体系设计的基本方法，即结构选型及布置—荷载取值及组合—结构内力分析及变形计算—构件设计—结构构造要求；在详细讲述完该部分内容后，可以拓展讲述多层及高层钢结构设计，此时就不需再详细重复一些相同内容。通过大跨度房屋钢结构的详细讲解，让学生掌握钢结构设计中遇到的一些非常规问题的处理办法。对钢一混凝土组合结构的详细讲述，一方面可以巩固钢筋混凝土结构的知识，同时也拓展了学生的视野，重点讲述钢与混凝土组合后的优点，特别是“1+1>2”的组合效果，钢与混凝土组合后，不但克服了混凝土结构承载能力低、抗震性能差等缺点，同时也能弥补钢结构容易发生屈服失稳和易锈蚀等缺陷。
(二)理论与实践相结合
作为一门难度较大的专业课，其课程目标就是培养学生的实际设计能力，因此，钢结构设计的教学必须紧密联系实际，在讲解教材的理论内容时，应重点讲述公式的来历，构造规定的必要性等，假如不按规范公式设计，会出现什么样的后果。并且要选取典型工程结合教材进行教学，同时也有必要对一些钢结构工程事故进行分析，提高学生的学习兴趣和培养学生严谨的设计作风。
(三)采取多媒体和板书相结合的教学方法
多媒体作为现代化的教学手段，具有信息量大，直观等优点。钢结构设计课程通过多媒体技术，可以展示一些大型工程项目的图片，设计简图、结构布局、钢材之间的连接方式、局部构造要求等，也可以方便地讲述钢结构设计的计算机软件操作方法，显示钢结构在荷载或作用下的内力和变形，能有效提高学生对钢结构的从宏观上感性认识和兴趣。教学实践表明，单纯使用多媒体教学效果并不理想，由于多媒体教学的速度较快，学生很难跟得上教师的节奏，往往给学生带来的感觉是老师较的内容很丰富，也很有意义，可就是学不会，一知半解。因此，在一些重要知识点上，必须结合传统的板书教学法，通过板书，教学速度会放慢，教师的写和讲的过程，就是学生的听与记的过程，通过这一环节的“慢镜头”讲解，学生就能在课堂上掌握一些重点内容，比如公式的推导，结构计算简图的简化等，经过教师的板书，学生也明白这些内容是重点内容。
(四)增加教学见习环节
钢结构设计课程假如没有配备一定的教学见习机会，学生会感觉很空洞，毕竟他们是初学者，在日常生活中，能接触到钢结构工程的不多。为了提高他们的学习效果，应至少有两次以上的见习机会，教师带领他们到一些工业厂区参观门式刚架轻型钢结构、重型厂房结构，现场讲解这些钢结构工业厂房的组成杆件和设计注意事项；带领他们到大型体育场馆或会展中心参观大跨度钢结构；有机会也让他们参观钢管混凝土拱桥等组合结构。通过见习，能有效提高学生的感官认识和学习兴趣。
(五)提供课外学习资料
由于钢结构设计课程涉及的内容很广泛，目前国内的教材很难全部详细讲述，一般都是点到为止，距离真正的工程设计还是有一定的距离，因此，教师有必要告诉学生需要在课堂以外补充学习什么东西。比如各种设计规范、参考文献、计算机分析软件等，这些学习资料教师应予以提供，让学生在课外能补充相关知识。
总之，钢结构设计是一门涉及面广、学习难度较大的大学专业课程，具有实践性强、教学内容多、与规范联系密切等特点。根据该课程特点，可采取抓住重点、拓展思路，理论联系实际，采取多媒体和板书相结合，提供课外学习资料和增加教学见习环节等教学方法。这些教学方法在教学实践中能取得较好的效果，可供从事钢结构设计课程教学的同事提供参考。