水工钢结构课程教学总结及改革探索

张振浩　滕丰蔚

【摘 要】《水工钢结构》是高等学校水利工程专业的一门专业课程。在当前我国钢结构建设迅速发展的形势下，增加《水工钢结构》课程的教研教改力度，及时更新教学观念，跟上我们基础设施建设形势的发展，是一个重要课题。本文首先总结了该课程教学的基本状况及特点，然后从教学上要更加注重理论联系实际、充分利用多媒体教学手段、采用理论教学与实例教学相结合的方式三方面对课程教学改革进行了探索。

【关键词】水工钢结构;课程教学;教学研究

中图分类号： TV34-4;G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）36-0211-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.100

1 水工钢结构课程概况

水工钢结构课程是水利工程专业的一门专业选修课，是研究以钢材为建筑材料制成的承重结构的结构工程学科分支，本课程的主要目的是阐述常用的钢结构的工作性能，钢结构的连接设计，钢结构各类基本构件的基本设计原理以及平面钢闸门的设计原理和方法。通过对本课程学习，了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景，具备钢结构的基本知识，掌握钢结构材料的工作性能，掌握钢结构基本构件及连接的性能、受力分析与设计计算，能够对钢梁、钢柱、钢桁架等构件以及平面闸门进行设计，并为设计其他类型的钢结构打下基础。

整门课程的知识架构及学时分配如表1所示[1]。

2 水工钢结构课程教学的基本内容及知识重点

2.1 绪论

简要介绍课程性质、内容特点和方法，并介绍钢结构在建筑工程和水利水电建筑工程中的应用情况，以及今后发展趋势。

2.2 钢结构的材料和计算方法

此部分教学重点应放在：熟悉结构钢材的主要机械性能、在结构中的作用及其影响的主要因素，结构钢种，选材方法。一般理解和掌握的内容则包括：现行规范规定钢材的牌号及其表示方法，钢材的疲劳，现行《钢结构设计规范》中规定的计算方法。此部分难点是：结构钢种，影响因素，钢材疲劳，计算方法。

2.3 钢结构的连接

此部分教学重点应放在：各类焊缝构造、检验和计算方法，各种受力的焊缝连接构造和设计方法，螺栓连接的设计方法、构造和承载力计算。一般理解和掌握的内容则包括：焊接类型，焊接应力和焊接变形。难点是：正面角焊缝与侧面角焊缝的概念，复杂受力的连接计算。

2.4 钢梁

此部分教学重点应放在：钢梁强度计算原理和钢梁的整体稳定的基本概念及其计算方法。梁的局部稳定概念及其计算原则与措施。一般理解和掌握的内容则包括：薄板稳定理论，梁的局部稳定计算基本原理，梁的支承。难点是：整体稳定;局部稳定的概念，加劲肋的计算方法。

2.5 钢柱和钢压杆

此部分教学重点应放在：柱整体稳定基本概念和计算方法，影响整体稳定性的因素及改善整体稳定性的措施，轴心受压实腹式和格构式柱的截面选择及其整体稳定性的确定方法，实腹式压弯构件承载力计算方法，包括轴心受压和压弯构件的设计方法。一般理解和掌握的内容则包括：轴心受压构件截面分类，格构式压弯构件的承载力计算方法，梁柱连接及柱脚的设计，现行规范的构造要求。难点是：柱整体稳定基本概念和计算方法。

2.6 钢桁架

此部分教学重点应放在：结构选型和布置方法，屋架的空间体系及其构造，各杆件设计方法，节点的构造及其计算。一般理解和掌握的内容则包括：实际工程中钢桁架型式，杆件的计算长度的确定方法，桁架施工图的绘制方法。难点是：屋架的空间体系，节点的构造及其计算。

2.7 平面钢闸门

此部分教学重点建议放在：平面钢闸门的系统构成，平面钢闸门的结构布置，主梁、次梁的位置及数量的确定方法，面板厚度的计算确定方法，以及各构件的受力分析方法及其截面设计。一般理解和掌握的内容则包括：闸门运行特点，行走支承的种类及其布置，埋件的种类及其布置与计算，止水布置，初步掌握启闭力计算方法。平面钢闸门的设计过程。难点是：系统构成，结构布置。

3 水工钢结构课程教学方法改革探索

为达到大纲规定的要求，本课程教學方法宜采用以下形式：

1）课堂教学：教师讲授为主，理论教学采用多媒体辅助教学，并辅以全程网络教学手段，便于学生理解。2）利用现代化教学手段：如幻灯片、投影仪、录音、录像和多媒体课件等。3）现场教学：有条件时组织学生参观、实地操作学习。4）通过辅导答疑，帮助学生更好地掌握所学的基本理论和基本知识。总结以往的教学经验，为达到良好的教学效果，宜在以下几个方面进行教学方法的改革[3～5]：

（1）教学上要更加注重理论联系实际

要紧密联系水工钢结构工程实际热点问题展开教学，结合工程实际对焊接连接和普通螺栓连接的计算和构造、钢梁和受压构件的整体稳定计算和局部稳定措施、钢桁架的设计步骤设计方法和施工图表达、平面钢闸门的组成及结构布置和设计方法等教学难点进行充分讲解，容易收到良好的教学效果。

（2）充分利用多媒体教学手段

充分运用多媒体手段进行教学，对扩大课堂教学的信息量、提高学生的学习兴趣具有十分重要的作用。在多媒体课件制作上可采取文字表述与图片相结合，对于工程实例可将分析流程制作程流程图表，使教学内容活泼生动，可以给学生传授解惑更多的水工钢结构知识，让学生在轻松的环境中学习到所要求的知识内容，从而达到提高教学效率的目的。

（3）采用理论教学与实例教学相结合的方式

传统教学以教师灌输知识为主，学生只是被动地接受知识，这样的教学效果很不理想。在水工钢结构教学中，工程实例教学是一种很好的教学方式。实例教学可以充分发挥教师的主导性，学生参与的主动性，使理论讲授变得生动活泼，有利于学生尽快掌握抽象的钢结构知识原理，并能实际运用，达到理想的教学效果。但实例教学首先得充分掌握有关工程实例材料，这就要求教师要经常关注我国钢结构建设情况与实施项目，对各类水工钢结构项目进行归类总结，以便教学时可以直接引入。

4 结语

提升水工钢结构课程的教学质量需要任课教师自身在教学实践中不断地反思，总结出好的教学方法，以达到事半功倍的教学效果。根据该课程理论性强的特点，在讲授时应注意提高学生分析问题和解决问题的能力以及多途径获取知识的能力。而要达到上述目标只有不断更新教学内容、教学方法，培养高水平的知识型和应用型合一的复合型人才。

【参考文献】

[1]沈祖炎，陈扬骥，陈以一.钢结构基本原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

[2]赵风华，黄金林.钢结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]王新堂，王秀丽.钢结构设计[M].上海：同济大学出版社，2005.

[4]魏明钟.钢结构[M].武汉：武汉理工大学出版社，2004.

[5]刘声扬，王汝恒.钢结构——原理与设计[M].武汉：武汉理工大学出版社，2008.

[6]丁阳.钢结构设计原理[M].天津：天津大学出版社，2004.