基于注册结构工程师制度的钢结构教学改革

贾玉琢，李曰兵，龚 靖，邢 爽

(东北电力大学建筑工程学院，吉林吉林132012)

国家注册结构工程师执业资格制度的实施，无疑对土木工程学科的教学改革起到了一定的导向作用，影响着我国土木工程教育事业的发展方向，对该学科的教育改革与创新不断提出新的要求。本文拟结合注册结构工程师制度，探讨钢结构课程教学改革与能力培养的相关问题［1］。

以注册结构工程师执业资格制度为导向进行钢结构课程的教学改革与学生能力培养，其基本思路是根据注册结构工程师的要求确定人才培养的规格和教育目标，选择和优化教学内容，改进教学手段与方法，通过教师指导使学生掌握扎实的钢结构基础知识，培养学生良好的专业素质和综合能力。

钢结构课程是土木工程专业重要专业课程之一，该课程内容多、涉及面广;理论体系完善，要求材力、结力等基础知识扎实;构造形式复杂，要求空间想象能力强;与有关规范、工程实际联系密切，工程应用性强。

下面就面向注册结构工程师制度的需要，结合钢结构课程的特点谈谈几点看法。

1 以注册结构师制度为导向，优化整合教学内容

注册结构工程师考试的内容代表了工程界对结构工程师知识结构的要求，也为制定教学计划、确定教学内容提供了参考。注册结构工程师考试大纲中有关钢结构部分的内容从体系布置、基本构件计算、连接计算到疲劳计算、防锈防火共8大方面的内容，参考书目包括钢结构的7本相关规范，内容多、任务重。

钢结构课程的主要内容包括材料特性、各类基本构件(包括轴心受拉、轴心受压、受弯、拉弯和压弯)的受力特点和设计计算方法、构件之间连接的设计计算方法以及建筑钢结构设计［2］。如何利用有限的教学时间让学生有效地掌握大纲要求的内容，是教师需要解决的一大难题。

首先，要抓住问题的主线进行重点讲解。为了使学生系统全面地掌握知识，在讲钢结构基本构件设计的开始就告诉学生，对于各类受力构件的设计和计算都是围绕“强度→刚度→整体稳定→局部稳定”这一主线进行的，而且要牢记“两条腿走路”方针，既不但要计算过程正确，而且要满足构造要求。通过理论知识的阐述以及具体构件例题的演算过程，使学生对构件设计步骤十分熟悉。为有效地利用课堂时间，要着重讲解稳定理论的思想，突出强调稳定的重要性以及如何利用稳定的实用计算公式解决实际问题，具体的稳定理论推导内容留给学生根据自己的兴趣选择性学习，有必要时教师给予专门的指导。另外，在钢结构设计课程教学中，重点培养学生的工程意识和工程理念，着重让学生掌握钢结构工程设计的程序与步骤，为将来做工程设计打下了良好的基础。

其次，不但要注重钢结构课程自身教学内容的优化整合，还要进行钢结构课程与其它课程关联内容的整合。目前使用的钢结构教材中，有些知识点是与其它课程重复的，例如钢材的单向轴拉性能以及应力应变曲线在材料力学和土木工程材料两门课程中都有所阐述，则在钢结构的授课时对于该知识点就没有必要面面俱到重新讲解，只需强调一下钢材的三个主要力学性能指标在钢结构课程中的主要用途即可。

2 注重课程设计，培养学生实践能力

基于国家注册结构工程师执业资格制度的教学改革不是倡导应试教育，而是倡导以培养国家注册结构工程师为核心，着眼工程实际，使学生具备高素质的实践能力。课程设计是使学生综合运用钢结构的强度、稳定、连接等基本知识，进行实际钢结构—钢屋架的设计，从而具备解决工程实际问题能力的一个实践性与应用性很强的实践教学环节。

近几年，我们从设计内容和时间安排两方面进行了改革:在布置设计任务的时候，根据气象条件、屋架外形、跨度、坡度、吊车吨位等设计条件的不同，设置多组设计任务，尽量使学生完成不同的设计内容，从而促使学生独立完成设计任务，避免相互抄袭;在时间安排上打破课堂教学与课程设计这两个环节的严格界限，优化整合基本理论教学与实践教学内容，把实践环节内容分阶段穿插在理论教学过程中，使学生分步完成设计内容，即把以往的所有课堂教学结束后，再把课程设计的任务布置下去，然后给学生一周的时间进行集中设计，改革为在课堂教学过程中，提前分阶段布置设计任务，并以课后作业的形式让学生随教学进度分步完成设计成果，并以此作为平时成绩的参考依据。钢结构设计课程教学内容结束后，让学生利用一周时间总结设计内容和步骤、整理设计计算书、绘制施工图、进行答辩。这样可以及时发现错误，并给予学生相应的指导，经过实践检验，得到了较好的效果。

3 培养学生查阅规范、应用规范习惯

土木工程课程的基础主要是各种国家标准或行业规范，规范的调整要求教学内容必须动态更新。教学内容要分层次地吸收最新、最前沿国家颁布规范和最新研究成果，丰富教学内容，突出课程的时代特征，使基础理论、方法、技术与社会经济发展相适应，防止理论与工程实际脱节。

同时，钢结构是国家注册结构工程师考试专业部分的考核内容，专业部分的考试方式为开卷，考试时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，考核中对规范融会贯通理解的综合性，规范制定过程与实际应用性，各项规范规定的概念和机理，规范规定在工程中运用与案例分析都是考核重点［3］。

国家规范、法规、行业标准也是进行工程设计的主要依据，教师在授课过程中，要引导学生依据钢结构的相关规范进行课程设计，要求学生在进行问题的解决时应该在规范中找到相应的条文依据，而不是只关注教材中的内容，从而使学生在进行课程学习的过程中，就养成查阅规范、手册、图集等相关工具书并依此进行设计的习惯。

4 采用灵活的教学方法和先进的教学手段

教学方法不能千篇一律，讲授的方法不能贯穿于教学的始终，依据授课内容的不同采用课堂讨论、学生参教、现场教学、工程实例教学等灵活的教学方法。例如，在讲完钢结构连接的基本内容后，我们增加一节综合讨论课，结合工程实际中柱间支撑的节点，让学生先观看实际工程节点连接的动画，然后分组讨论，自行设计该节点连接，并予以正确解答;每章设置一次习题课，通过习题课加深学生对该部分知识的理解，习题课上让学生适当参与课堂教学，并根据讲解的情况在平时成绩方面给予适当加分;现场教学就是将课堂搬到工地、工厂，是教学内容最贴近工程实际的教学活动，如梁、柱节点构造、钢结构制造加工工艺、屋盖结构等内容，在课堂上讲既费力又抽象，教学效果不理想，而通过现场参观讲解能将抽象的知识直观化，平面的印象空间化，能达到事半功倍的效果。通过这些灵活手段的运用，增强了学生主动学习的意识，提高了学生的学习兴趣，加强了理论知识在工程实际中的运用。

先进教学手段的运用也是钢结构教学中不可缺少的一个环节，钢结构课程是与工程实际紧密结合的学科，由于经费、实习场所的限制，真正通过现场直观接触工程实际有些情况下很难实现，而通过平面的图纸建立空间结构的概念又是许多学生的弱项。多媒体教学的利用，可以较好的解决这种矛盾，通过多媒体课件的制作，加入动画、图片、录像和学科前沿知识，把课本中抽象的知识与工程实际相结合，直观的展示给学生。这样可以开阔学生的视野，弥补现场教学不足的缺陷，增强学生的理解能力，还可以使沉闷费解的教学过程变得轻松，提高学生的理解能力［4］。

5 考试形式与国家注册结构工程师考试接轨

国家注册结构工程师考试专业部分试题采用主、客观结合的题型和开卷的考试方式:要求考生在填涂答题卡的同时，在答题纸上写出计算过程，考试时允许考生携带并查阅相关标准规范。

我们在进行教学改革实践的过程中，从考试形式上尝试向注册结构工程师考试靠拢:考试卷中部分选择题要求学生不但要选出正确答案，还要写出计算过程或解题依据;考试方式为开卷，允许学生携带笔记、教材、相关规范等进行考试。考虑到教学大纲对钢结构基本概念和理论的要求，同时也兼顾考试改革的渐进性，目前在试卷中未完全采用主、客观结合的题型，这样既有利于让学生熟悉注册结构师考试的形式，也有利于引导和考核学生对基本概念理论的掌握。

6 必要的注册结构师技能培训

为了使学生能够学以致用，适应市场需求，尤其是使将来从事设计工作的同学能够尽快获取国家注册结构工程师资格证书，我校土木工程专业开设了60学时的注册结构工程师培训课程，这门课在所有专业课结束后开设。类似课程的设置能很好的帮助学生综合归纳，是运用基本理论解决工程问题、熟练运用规范的又一次实践。钢结构课程也正是有效地利用这有限的学时，对学生进行能力培养，增强理论运用技能和综合实践的能力。

7 结 语

围绕注册结构工程师执业资格制度，多方位深化改革教学方法，探索培养学生综合能力的途径。我们面向工程实际，培养学生成为具有综合素质、继续学习和自我深造能力，高素质实践能力强，可以适应社会发展，具有较高国际化视野的现代土木工程师。

［1］黄天立，吴韬.基于注册结构工程师制度探讨土木工程专业教学改革［J］，广西工学院学报，2007(6):94-96.

［2］戴国欣.钢结构［M］.武汉:武汉理工大学出版社，2007.

［3］林煌斌，曾琦芳.基于国家注册结构工程师制度的教学改革［J］，集美大学学报，2010(7):108-112.

［4］贾玉琢，李曰兵，龚靖.钢结构实用性教学的研究与实践［J］，2007(5):34-36.