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1、简支钢桁架非破坏性试验教学的研究与实践摘要:本文从土木工程专业《钢结构》和《结构检验与试验》课程教学现状出发,就钢结构课程设计与简支钢桁架非破坏性试验教学的教学方式、教学学时、教学内容、学生能力培养等方面进行了研究与探索,以使专业教学能够适应当前建筑市场的要求,培养出合格的应用型土木工程专业人才。 关键词:钢结构;钢桁架;非破坏性实验教学;研究 土木工程结构试验是土木工程专业本科生必修的实践性课程,通过试验使学生掌握土木工程结构试验方法和技能,培养学生观察、分析试验现象的能力,学习分析处理实验数据的方法,掌握建筑结构动力、静力实验技术。简支钢桁架非破坏试验是土木工程结构试验教学的重要实验之
2、一,是属于设计性实验,不仅是验证、巩固和加深课堂所学的专业基础理论知识、使学生初步掌握土木工程结构试验的理论和方法,更重要的是培养学生查阅文献、确定试验方法、选择仪器设备、实验操作、综合分析和解决问题的能力,培养学生自主设计实验的能力。 《钢结构》是土木工程专业重要的专业课,它有机地融合了理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料等课程的内容,既讲授各种钢结构形式的基本原理和功能,也阐述了各种结构形式的设计计算方法,具有很强的综合性,我们开设《钢结构》课程的主要目的,是为了让学生在毕业后既能够从事结构设计,又能从事施工管理等工作。 “简支钢桁架非破坏性试验的研究与实践”项目主旨是为了改革传统的
3、教学模式,融专业教学与实验、实践训练于一体,夯实专业基础知识,强化技能训练,注重对学生实践能力和创新能力的培养与锻炼。 1、钢结构简支钢桁架非破坏性试验教学的发展现状 简支钢桁架非破坏性静载试验,目前高校对该实验一般采取如下步骤:首先拟定加载方案,对测点布置进行设计,并计算出桁架杆件内力、桁架结构的挠度。经过试验,对桁架节点位移、杆件的内力、支座处上弦杆转角的测量,对桁架结构的工作性能做出分析,并验证理论计算的准确性。 钢结构是土木工程专业的专业主干课程之一,由于现有的条件都只是局限于课堂理论教学,在理论教学完成之后,安排二周的时间进行钢桁架课程设计,多少带有一些从理论到理论的味道,抽象
4、的成分比较浓,学生的实际动手能力较差。 目前,在所有的高校中,钢结构简支钢桁架的设计计算和简支钢桁架非破坏性试验教学两者基本是单独进行的,没有有机的结合在一起,知识点单一,不利于综合运用,学科间的内容相互交差渗透与融合很少,学生对学科之间的相互联系缺乏全面系统了解,不利于学生综合运用知识、逻辑思维、创新精神及能力的培养。 2、简支钢桁架非破坏性试验的研究与实践 针对目前应用型本科院校土木工程专业《钢结构》和《建筑结构检验与试验》课程教学存在的问题,简支钢桁架非破坏性试验的研究与实践课题组突破传统思维模式,转变教学思想观念,把简支钢桁架非破坏性试验的主要目的是验证课堂理论的教学思路转变到培
5、养学生动手能力、创新能力上来,把学科间相互独立的试验、设计扩展到学科间的交差、融合的思路上来。变单独完成钢桁架设计为合并在结构实验一起完成:在钢桁架非破损实验中增加钢桁架的设计、加工和制作过程。这些工序由学生在老师的指导下完成,然后自主设计实验方法,选择实验仪器,完成非破损实验等。钢结构构件的加工、制作也由师生一起完成。加强课程与课程之间的互动及学科与学科之间的相互渗透和支撑,把钢桁架设计课时与桁架实验课时合并,打破各专业课教学单独进行的模式、理论教学和实践环节脱离开来的格局。创建一种跨学科的新型试验、实践教学途径。 2.1教学模式的转变 改变传统的满堂灌教学模式,采用启发式教学、自主式教
6、学、发现式教学、互动式教学,在讨论中,引导学生思考问题,达到新的高度。这样做,既可提高学生的注意力,引导学生思考,激发他们大胆质疑,促进同学之间的合作研究,也可锻炼学生的思维能力,实现学生对教学过程的自我参与,实现教学的互动。钢桁架的设计就是老师讲授完钢结构的设计原理和设计方法以后,有意识的指导学生查阅规范,自行设计计算,每个学生拿出自己的设计方案进行交流比较,让大家的积极性和创造性得到充分发挥,最后进行钢桁架的制作,我们在归纳综合各自的优缺点的基础上统一,定一个最优方案,完成制作工序。2.2合理安排教学课时 在不改变教学大纲要求的基础上,根据教学计划安排,钢结构的课程设计教学时数是两周,简
7、支钢桁架非破坏性试验的课时是4课时,我们把钢结构的课程设计完成时间与钢桁架实验合并在一起进行,课时总数不变,只是把两门课的实践时间调整到一起。结构试验室采取的是开放式方式,学生课余时间可以在结构实验室完成设计施工及试验工作,大多数时间由学生自主掌握,老师全程跟踪管理。 2.3科学调整教学内容 指导钢结构设计制作和结构检验与试验的老师密切协作,早期就详细制订了钢桁架设计任务书和试验指导书以及周密
