结构设计原理教案篇1
关键词：案例教学法；钢结构课程；一体化教学；教学研究
中图分类号：G6420；tU391文献标志码：a文章编号：10052909（2016）03006804钢结构代表了未来建筑结构发展的新模式[1]，但相关专业技术人员严重缺乏，已成为目前影响整个钢结构行业健康快速发展的“瓶颈”，大力推进人才强企战略成为推动建筑钢结构发展的重要战略之一[2]。作为专业人才培养主要渠道之一的国内各高校，为了使学生更好地适应钢结构行业企业的需要，对钢结构课程教学进行了一系列的研究，主要包括：（1）钢结构专业人才培养现状调查、钢结构专业人才培养目标；（2）钢结构课程教学特点、当前钢结构课程教学中存在的问题、教学改革方向和措施；（3）钢结构课程教学团队建设；（4）钢结构课程群设计及学时安排；（5）教学内容、教学方法、教学模式、教学手段的改革等。
上述众多的研究都提出采用案例教学法有利于提高学生综合应用能力，但在实施过程中面临的问题是：在钢结构设计原理、钢结构设计、课程设计、毕业设计等教学各环节采用的案例零散、相互间无联系，导致各课程各环节各自为政，不利于学生整体设计思维的建立和对所学知识的融会贯通。且大多数教材所提供的工程案例，直接采用结构软件计算结果，计算过程和施工图简略，无法为在课程设计、毕业设计中需进行手工计算的学生提供有效参考，不利于学生对设计理论的理解和应用。本文将对钢结构课程案例设计及以案例为主线的一体化教学进行研究。一、案例设计
（一）案例的设计原则
以案例为主线的一体化教学中，案例是教学目标实现的关键，在进行案例的选择与设计时主要考虑以下几点：
1.以满足教学需要为前提
案例是为教学服务的，它作为整个教学活动的主线，首先要满足教学内容的需要，能基本涵盖教学大纲中的主要理论知识点。其次，要满足教学目标的需要，每个案例要向学生传授哪些理论知识、能解决哪些实际工程问题、能培养学生哪些方面的能力，都需要预先进行设计和考虑[3]。
2.以实用、够用为原则
通过以案例为主线的钢结构课程一体化教学，学生在课程学习结束后就能进行常规钢结构项目的结构设计。而不同结构体系的设计方法及适用规范都会有所不同，在有限的教学学时内，通常只能对常见结构体系的设计进行讲授。因此在进行案例选择时，应结合钢结构行业发展现状及未来趋势，以实用和够用为原则，选择具有广泛应用性和代表性的案例。
3.以学生应用能力培养为核心
本文所研究的教学改革的最终目标是提高学生对钢结构理论知识的综合应用能力。所选案例首先在内容上应具有完整性和综合性，有利于学生将零散的理论知识系统化，培养学生整体设计思维意识。其次，所选案例在难度上应符合学生的认知能力。学生在开始课程学习之前，对钢结构一无所知。而一个实际工程项目往往较复杂，不仅包含大量的背景信息和前提条件，还涉及多领域、多学科的知识。过于繁杂庞大的项目容易让学生找不到方向和重点，造成较大的学习压力。因此案例的选择与设计应符合学生由易到难、循序渐进的认知过程，可结合理论教学内容对实际工程项目进行适当简化后作为教学案例。
（二）钢结构课程案例设计
以笔者所在学校（应用型本科）为例，钢结构理论课程主要开设钢结构设计原理（32学时）、钢结构设计（32学时），实践环节包括课程设计（1周）和毕业设计。设计原理课程内容重点是构件（轴心受力、受弯、压弯和拉弯）设计、焊缝连接设计和螺栓连接设计；钢结构设计课程内容重点是普通钢屋架单层厂房设计、轻型门式刚架结构设计、多层钢框架结构设计；课程设计要求学生完成一榀钢桁架的设计；毕业设计选题为轻型门式刚架结构或多层钢框架结构。
钢结构课程一体化教学过程中，案例所肩负的任务是要将钢结构所有课程、所有教学环节和绝大部分知识点串连起来，使各课程间相互联系和衔接得更加紧密，使理论教学与实际应用之间过渡得更加自然，从而改变传统教学中各课程各自为政、例题零散相互间无联系、理论环节与实践环节脱节的现状。综合考虑教学内容的适应性、教学实施的可操作性、工程实际应用的广泛性，确定三大案例，如表1所示。表1钢结构课程案例案例名称案例内容案例1：某钢屋架设计（角钢桁架）基本资料；支撑布置；荷载计算；内力计算；杆件设计；节点设计；施工图案例2：某单层仓库设计（门式刚架结构）基本资料；结构布置；围护结构设计；抗风柱设计；支撑设计；檩条设计；墙梁设计；刚架设计；施工图案例3：某多层试验楼设计（多层钢框架）基本资料；结构布置及材料选择；构件截面初选；荷载计算；内力计算；荷载效应组合；构件截面设计；节点连接设计；施工图案例的编写应注意：（1）计算过程要详细。在实际工作中，结构设计计算通常由软件完成。但为加强学生对基本设计理论的理解，课程设计和毕业设计环节中，一般要求学生手算为主、软件计算为辅。案例的计算过程应尽可能的详细，尤其在荷载取值、内力计算、荷载效应组合等方面，这样才能给学生完成课程设计或毕业设计提供有效参考。（2）施工图应达到一定深度。钢结构施工图具有符号多、标注多、节点详图多等特点，与之前学生熟悉的钢筋混凝土结构施工图在表达方式、内容等方面都有很大的不同，因此，与案例配套的施工图应达到一定深度，以便于学生在识读、模仿绘图的过程中掌握钢结构施工图的绘制内容及常规表达方法。
二、以案例为主线的钢结构课程一体化教学研究与实践
（一）一体化教学活动整体设计
赫尔巴特说：“如果缺乏背景经验，任何新的感知根本就没有任何意义可言。”在对以案例为主线的钢结构课程一体化教学活动进行整体设计时，关键在于如何通过案例这条主线，把钢结构课程所有教学环节和主要理论知识点串联起来，以工程案例为载体，通过教师的引导，将学生处于真实问题的情境之中，并带着问题设身处地地思考，寻求问题的解决方法，进行探索式的学习，在获取专业理论知识的同时体验职业思维方法，培养分析、解决问题的能力和对理论知识的综合应用能力。
以钢桁架、门式刚架、多层钢框架三大案例为载体，开展钢结构课程一体化教学的总体思路如图1所示。由于同一案例往往涉及不同章节甚至不同课程的教学内容，在教学过程中，如何帮助学生理清脉络把握主线、实现课程间的融合衔接是关键。同一案例用在不同课程教学中，其侧重点也是不一样的。原理课程关注的是案例中单一构件、节点在内力已知情况下的截面设计和连接设计；设计课程则侧重于通过案例帮助学生完成整体设计思路的构建；在课程设计和毕业设计实践环节，目的是让学生在参考、模仿案例完成任务的过程中，进一步巩固和强化学习效果，实现对前两门课所学理论知识的综合运用。
（二）案例为主线的教学实践
以案例为主线开展理论教学，每一节课都是一个单独的案例教学活动。由于受学时限制，传统案例教学中很重要的课堂讨论等互动环节很难充分的开展。如何通过合理的课堂设计，把握好理论教学与案例分析的节奏，达到理论知识实现应用转化的最终目标就成为关键。基本思路是：基于案例中呈现的问题，以问题解决为指向完成理论教学。主要过程是：（1）问题铺垫：基于案例背景，结合教学内容引导学生分析需解决的问题（做什么）；（2）理论讲解：针对案例需解决的问题进行基本设计理论知识的讲解（怎么做）；（3）实践应用：帮助学生运用所学理论知识解决案例相关问题（怎么用）。
通过案例构建真实的实践氛围进行基本理论的讲授，以案例阐述理论，最大限度地减轻学生的认知负荷，不仅让学生知道“学什么”，更重要的是知道“学了可以做什么，怎么做”，体验到用所学理论知识解决工程实际问题的成就感，减少了单纯学习理论知识的枯燥感和迷茫感。
（三）教学效果反馈与评价
教学评价是检验教学效果的重要方式之一，是教师进行教学反思的依托。学生是教学活动的参与者和受益者，对教学效果的好与坏最有发言权。根据教学改革拟达成的目标，对学院2010级、2011级土木工程专业学生进行不具名问卷调查，结果如图2所示。
图22010级、2011级土木工程专业调查问卷结果实践证明，通过以案例为主线的钢结构课程一体化教学改革取得良好的教学效果。最大的收获在于，学生在“提出问题”与“寻求解答”的交互中完成了由“被动学习”到“主动学习”的转变，在“案例”与“理论”交叉学习的过程中完成了从基本理论到实际应用的转换。整个教学过程，对于学生而言，不仅仅是单纯理论知识的学习过程，而是一个将零散知识逐渐系统化的过程，更是一个应用能力培养和提升的过程。同时，教师在案例预设、教学实践与反思的过程中也不断成长，实现了教学相长。
三、结语
通过案例这条主线贯穿钢结构理论教学和实践教学环节，加强了基本设计理论、构件设计、结构整体设计三个层次教学的纵向联系，实现了钢结构设计原理、钢结构设计、课程设计、毕业设计一体化教学。通过案例阐述理论，有利于教师“教”和学生“学”，有利于改变学生学习过程中只见树木不见森林、应用所学理论知识解决实际工程问题能力差的现状，有利于学生综合应用能力的培养和整体设计思维的建立。
参考文献：
[1]李永平.我国钢结构建筑行业发展研究[J].上海建材，2012（5）：12-13.
[2]云朋.钢结构建筑市场应用型人才需求与钢结构教学改革[J].西南科技大学（高校研究），2011（4）：55-57.
[3]刘文燕.案例教学法在刑法教学中的应用[J].教育探索，2014（12）：56-57.
结构设计原理教案篇2
[关键词]机械原理案例教学机械创新设计能力应用
一、引言
机械原理课程主要研究机械产品运动方案设计的基本设计理论与方法,是机械类专业课程体系中最能培养学生创新能力的一门课程。案例教学是以“案例分析”为核心的一种参与式教学模式,在经济学和管理学等课程中应用较多、效果也较好。深圳大学钟杏云进行的问卷调查表明,案例教学法与其他教学法相比对学生的作用最大,最受学生欢迎,也是学生最希望老师采用的方法。该方法对于激发学生的学习热情,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力具有重要的作用。目前,案例教学而在机械学科应用不多,探索和实践的成果也不够明显。
机械原理课程的教学效果直接影响后续课程的学习和学生创新意识以及创新能力的培养。如何使学生掌握好课程内容,培养机械创新设计能力,是摆在任课教师面前的重要课题。结合工程实际和课程需要,各高校在机械原理课程教学中所举的应用例子较多,这些例子是将工程实际中复杂的问题简单化,使同学很容易理解课程有关章节所要说明的简单问题。而案例则不同,它只是一些较为全面和真实的材料,供进一步讨论和分析用,并非“最佳做法”,其目的是为了讨论课程中具有复杂逻辑联系的复杂决策问题。
二、案例教学在机械原理课程教学中的实施过程
1.教学案例的选择与设计
案例是实施案例教学的前提条件之一。案例选择要围绕课程教学目标和专业培养方向,并考虑学生的现状和特点。技术本科院校的学生文化素质差别较大,理论基础相对较弱,也无生产实际经验和工程背景,缺乏参与工程实际设计的体会。案例教学不仅要教授课程的理论知识,而且更重视培养学生的创造能力和解决实际问题的能力。选择案例时,教师首先要研究所授班级的专业培养方案和课程的教学目标,确定案例要传授给学生的知识点和培养学生哪些能力;其次,要选择来源于生产实际、有一定技术含量、最好是学生可以操作或能够接触到并易于接受和理解的、教师能够把握的有时代气息的案例。第三,案例要反映课程的重要知识点、核心能力和关键问题,体现对学生核心能力的培养。我校在教学中选择电动护理床作为案例。首先,护理床是真实的典型机电一体化产品,蕴涵着包括机构学理论在内的丰富的工程理论的思想。其机械结构包含课程中重要的连杆机构、齿轮机构和螺旋机构;其次,护理床是用于医院或家庭的助老助残产品,与人们的生活密切相关,是学生易于接受和理解的案例。我校又在该产品的研究方面有一定的技术积累和多台不同功能护理床的样机,同学既能观察到其动作原理和结构组成,又能实际操作和亲身体会。有利于学生分析出目前产品存在的问题。再经调研、分析和讨论交流等活动,可以培养学生求异的思维方式,发挥其主动性及创新潜力;第三,护理床的设计不仅需要机械学理论,还需要电学、控制学和人体工学理论。护理床的最佳方案的确定需要考虑诸多因素以及这些因素之间的复杂逻辑联系。设计具有最佳方案的护理床需要理论联系实际的思考、分析和研究以及全面细致的讨论,对于培养学生的综合决策能力具有重要的意义。第四,护理床案例包含课程的核心概念“机构创新设计”、核心能力“机械的分析能力”、“机械的设计能力”和“机械的创新能力”和机构设计的基本概念“极位夹角”、“死点”、“压力角”和“传动角”等。该案例的实施有助于学生掌握机械设计理论,并应用这些理论解决护理床的设计问题。选择并设计好案例教学是确保案例教学实施的重要条件,护理床案例包括:案例名称、案例来源及背景、产品功能描叙、案例素材发放时间、案例的调研分析要求、案例的讨论地点、形式、提纲和具体组织步骤、案例讨论过程中可能出现的问题及对策、案例教学效果分析等。
2.案例教学的实施
首先,将护理床案例布置给学生,有针对性的讲解解决问题的方法和思路。然后带领学生到实验室实地观察护理床的结构和动作原理,让学生在床上亲身体验护理床的各项功能,再分组(4人一组,学生选定1人为组长)谈体会、分析其结构及动作不合理之处,提出最佳方案护理床应具有的特征。每组同学提出要完成最佳方案护理床的设计应解决哪些问题,如何解决。每组同学合理分工,检索相关文献,查阅有关资料,调研护理床的销售公司和用户,掌握护理床产品及技术研究的现状和发展趋势。这个过程会促使学生不断学习,充实自己。学生在调研分析的基础上,会综合运用所学知识和经验去分析和解决问题。具体包括:解决现有产品问题的技术依据、新方案的动作原理和机械结构,机构的干涉检验和仿真分析以及控制原理和控制方案等。最后,形成本组的最佳方案,并形成汇报、讨论稿。由于每组同学需要独立完成,全班可能有多种完全不同的合理方案。第二,按规定时间和地点,每组选定1名同学在班级介绍本组的设计方案,充分发表本组同学的独到见解。完毕后,教师组织全班同学按确定的主题认真讨论,形成以学生为中心的发言、提问和解答,让全班学生充分展示自己的观察、沟通、决策和表达能力。在实施过程中,由于班级每名同学对护理床均有深刻的思考和研究,针对汇报者的设计方案,其他同学发言很主动,也有一定深度,这对汇报者设计方案的进一步完善具有一定的作用。教师和班级其他同学认真倾听。同组同学还要做好记录,共同回答其他同学的质疑。鼓励同学围绕主题互相争论。教师既是与同学平等的讨论参与者,还是讨论主题方向把握着,教师要及时进行点评并对讨论中出现的问题予以指导。待汇报和激烈的案例讨论结束后,教师要对课堂教学的全过程进行归纳、总结,并引导学生对本组在案例教学中所取得的成果经验进行总结,对其他组的研究成果进行分析。分析总结有利于学生进一步思考问题和完善设计方案。本次案例教学的成果有:(1)同学们亲身体会到机械产品新方案的形成过程,锻炼了学生综合运用各种理论知识和经验以及流行软件解决实际问题的能力,培养了学生的机械创新技能;(2)护理床连杆机构和齿轮机构的设计和应用是课程教学的重点和难点,机构的核心概念在护理床的方案设计中都得到了应用。案例教学的实施巩固了所学知识,加深了学生对课程基本原理和概念的理解,也活化了知识,并将知识转变为应用知识解决实际问题的能力;(3)培养了大学生的创新意识和机械创新设计能力。同学们完成了多种护理床的机械结构方案,并申请了四项国家专利;(4)案例教学以学生为主体,培养了学生自我学习能力,使学生由被动接受知识变为接受知识与运用知识解决实际问题并举,使案例教学实现了既“授之以鱼”,又“授之以渔”的教学目的;(5)案例教学教师是主导,但需要对学生提出的各种方案和讨论中的问题进行点评,这要求教师对案例有深入的研究,掌握案例相关知识和经验。为此,任课教师需要充分做好准备工作,有利于教师自身素质的提高。
为保证案例教学效果,在课堂讨论案例结束后,教师组织学生对各组完成的方案进行进一步完善。并安排学生写心得体会,对案例教学效果和案例本身的问题进行分析,指出教师工作和案例实施中的问题或不足,并对今后的案例教学提出意见或建议。
三、实施案例教学应注意的几个问题
1.案例教学法要与其他教学法密切结合
尽管案例教学法有明显的优点,但在实践中也发现它存在的一些缺陷,如单位时间传授知识效率不高;知识传授的系统性及完整性不易实现等。为此,在采用案例教学法的同时,还要结合其他理论授课方法,使案例教学与传统教学中的一些有益做法互为补充。传统的教师授课方式有利于知识传授的系统性、严谨性,有利于学生打下深厚的理论功底,培养抽象思维能力。案例教学重视实际问题的分析和解决,既可在教学内容和教学方法上弥补传统教学的不足,又可推动传统教学方法本身的不断改进。案例教学也需要学生有一定的理论基础,并掌握有关的基本概念和基本原理,否则,案例教学难以开展。因此,案例教学法一定要与其他理论教授方式密切结合。
2.教学案例要准确反映课程对学生核心能力的培养
案例教学要围绕课程的核心概念和核心能力开展。由于学生缺乏工程背景和专业知识,若案例涉及过于专业化的知识,学生将难以调研、分析和提出问题的解决方案;若案例太简单对学生来说缺少吸引力、没有新奇感,同样达不到案例预期教学目标。实施案例教学要因材施教,兼顾案例的实践性和理论性这两个方面,这样才能有效地提高案例教学质量。学生只有真正的理解和掌握课程的核心概念,才能够把理论与实际有机的结合起来,使实际问题迎刃而解。成功的教学案例一定要实现教学目标。
3.案例教学要注重课堂和课外相结合
案例教学的主体是学生,教师只起引导作用。对于同样知识点的课程内容,采用案例教学法所用时间较传统教学法多得多,所以,课程的案例教学不易多。机械原理课程我们选择两个案例实施案例教学,一个为护理床,另一个结合专业选择,对于机械设计制造及其自动化专业(数控技术方向)选择了四轴加工中心的机械结构系统。对于布置给学生的案例及要求,学生需要将自己置于产品设计师的位置,从产品的使用要求出发,在课外查阅资料、参观考察和小组讨论,分析案例产品存在的问题、产生原因和解决方法以及改进产品的设计内容和过程等,并在对比分析的基础上形成本组新的设计方案。由于这些内容需本组同学在课外通力合作、发挥集体智慧完成,所以案例的课外研究工作十分重要。课堂讨论由教师主持,按组发言、全班交流讨论,这是全班同学设计经验的共享过程,也使学生真正体会到他们才是案例教学的主体。课堂与课外相结合,才能完成案例教学目标,同时完成护理床的“最佳方案”。
4.案例教学需要师生双方的共同努力
案例教学要求学生和教师共同参与教学。教学是否成功既取决于教师,又取决于学生。选择和提炼案例需要教师熟悉案例内容并进行深入研究,准备好课堂讨论案例可能涉及到的有关知识。这样,既有利于案例的布置,又有利于解答课堂讨论学生提出的各种疑难问题。因此,教师需要通过科学研究、走进企业和进修学习,不断充实和更新自己的知识,拓宽知识面,提高自身综合素质。案例教学法强调学生主动学习、独立思考和工作,自主形成解决问题的最佳方案。在课堂讨论过程中,学生应积极思考、认真准备、踊跃发言,积极参与课堂案例讨论,配合教师完成案例教学任务。
5.案例教学要重视对学生机械创新能力的培养
案例教学缩短了教学场景与实际生活情景的差距,把抽象的原理、概念等具体化,促进从理论到实践的转移,有利于提高学生学习兴趣和能力,激发其探究意识。实践证明:案例教学对学生分析、解决问题和创新能力的培养,对知识的接受程度和保留的持久性等方面富有成效。我校机械原理课程的案例教学是“以培养学生机械装置原理方案设计能力为主线,以机构基本概念和原理的应用为重点,以培养学生创新能力为核心”组织教学的,通过案例教学与传统教学法的结合,使学生掌握了课程的基本概念和核心能力,提高了机械创新设计能力。
参考文献:
[1]张丽梅.案例教学法的研究与教学实践[J].黑龙江教育,2006,(3):51-52.
[2]钟杏云.充分利用案例教学法以提高学生的吸引力[J].技术经济与管理研究,2005,(1):122-123.
结构设计原理教案篇3
关键词：软件体系结构；案例教学；实践教学平台
中图分类号：G642文献标识码：B
建大厦必须进行设计，而建平房则不需要设计。传统观点认为需求分析是项目开发成败的一个关键，项目的失败或夭折主要是由于需求分析不充分造成的，但对如何做好需求分析却苦无良策。在软件开发的早期，软件代码量不大，对设计重要性的认识也不充分，程序员可以设计、编码一肩挑，但随着软件规模的扩大，人们在大型软件的开发面前显得力不从心，因而产生了软件体系结构理论。现代观念认为通过需求与设计之间的迭代，并根据设计建立系统原型，能够较为充分地理解需求并得到满足需求的设计。
软件体系结构的设计在中大型软件项目中更易于显示它的意义，这也是软件体系结构课程产生的原因。“软件体系结构”作为高等学校软件工程专业的一门核心课程，是根据人们的软件设计经验总结出来的理论与实践相结合的课程。“上梁不正下梁歪”，体系结构的设计是现代软件开发中最为重要的一环，它设计得是否合理直接关系到软件的成败。随着软件规模变得越大越复杂，软件开发对软件架构师提出了更高的要求。
1课程特点与面临的问题
1.1软件体系结构课程的特点
(1)软件体系结构的设计原则、技术、方法较为抽象
软件体系结构的设计原则、技术、方法可以应用在不同的软件项目中，其目的是为了在给定的时间、经费等条件限制下设计出高质量的软件，它们位于所有具体项目之上，针对全体软件项目，因而是抽象的。
(2)软件设计的效果体现在软件开发的后续阶段中
软件生命周期包括可行性分析、需求分析、设计、编码、测试、运行维护等多个阶段，设计对软件成败的影响往往在这个阶段反映不出来。设计阶段做出的一个决定，可能要到编码、测试甚至是后续的维护阶段才能显现它的效果。
(3)软件体系结构的设计往往是折衷与权衡的产物
软件中的一些质量要素经常是相互冲突的，即软件的质量要素之间既有正相关，也有负相关，因此在实际的软
件系统设计过程中，必须根据具体情况对各种要素进行折衷与权衡，从而得到总体上满足用户要求的软件。怎么折衷和权衡，必须结合具体项目，根据项目的实际情况去把握。
1.2教学中面临的问题
(1)软件体系结构的抽象理论容易使学生感到枯燥乏味
由于授课对象是大三学生，项目开发经验有限，学生很难在头脑中将软件体系结构的抽象理论和实际联系起来，因此较难对这门课产生兴趣。在接受抽象的理论时，容易产生枯燥乏味的感觉。
(2)学生缺乏完整项目的体验
学生参与的课程设计实践一般仅限于小型项目，很少有机会参与软件开发和运行的全过程，难以体会到软件体系结构设计中关于正反经验的总结。例如，可维护性是软件的一个重要质量指标，但学生很少有机会去参与真正的软件维护，所开发的系统大多只是给任课教师大概地检查一下，一般不会交付使用，没有经受用户的真正检验，设计里的很多错误被隐藏起来了。但学生看不到错误，就不能对这些错误进行维护，也就不能体会到设计阶段工作对可维护性造成的影响。而且对于经验欠缺的多数学生来说，软件设计中的折衷与权衡难以想象，不容易理解和把握，包括各种质量属性之间以及与很多非技术因素的折衷与权衡。
如何搞好这门课的教学，是摆在教师面前的一道紧迫课题，对教学方法、手段和个人经验都提出了很高的要求。我们提出通过本课程学习要达到以下三个目标：
(1)帮助学生了解软件架构的基本概念，初步掌握中大型软件系统构架的分析与设计方法。
(2)使学生了解软件系统的成败不仅取决于用户的功能需求是否被满足，还和各种外部约束条件有关，如设计师的素质与经验、开发组织的目标以及政策法规限制等，从而提高软件设计的基本素养。
(3)引导学生认识系统的性能、可用性、安全性等质量属性都是受软件构架制约的，或者说这些属性的实现影响着设计师的设计选择。
2强化案例教学，建设符合学生接受能力的案例
本课程较为抽象，要求学生有一定的软件设计经验，为了弥补学生在设计经验上的不足，我们在本课程中采用以案例教学为主的方法和手段，尽量将理论讲授和实际案例结合起来。案例选取有三方面的要求：一是要选取学生能听得懂、能理解的案例，案例本身不能过于复杂，超出学生的可接受范围；二是案例不能太简单，应稍高于学生的现有经验，这样才能提高学生的学习兴趣并帮助学生提高；三是案例要和每阶段的教学内容相匹配。经过几年的教学积累，我们以实际系统为基础，建立了多个符合学生理解和接受能力的案例，如软件学院的研究生选课系统、软件学院的图书管理系统、学生宿舍管理系统、订票系统、软件学院校友管理系统、超市进销存系统等。这些系统都是真实的，也是学生经常接触的，有很强的参照性，学生容易接受。我们还把这些系统作为课程实践的选题，提供原有设计方案和源代码，让学生使用并提出意见，找出原先设计的不足并改进，大大提高了学生实践的感知能力。
在学时分配方面也做到向案例教学倾斜，本课程总共48学时，除了8个学时的专门案例分析和8个学时的上机实践，在课堂理论教学时还穿插大量案例，案例教学占课堂授课比例的40%左右。我们还采用启发式教学手段，在课堂上留有一定时间专门就案例展开讨论，鼓励学生通过争论来比较和掌握软件构架设计方。例如，学生都实际使用过选课系统，选取该系统作为案例，学生就很乐意参与讨论并给出建议。这些手段的采用取得良好的教学效果，加深了学生对抽象的软件架构设计思想的理解。
3教学内容与教学手段
(1)激发学习兴趣和热情
我们从课堂气氛、内容选择、语言表达三个方面入手。在营造课堂气氛方面，讲解时尽量营造探究气氛，鼓励学生参与讨论，避免学生被动地听，增强教师与学生的交流互动。在内容选择方面，选一些容易引起学生兴趣的素材。例如，在讲到架构风格时，我拿了一个自己编写的对战游戏程序给学生看，由于这种游戏学生普遍都感兴趣，因此在讲解架构风格时，学生注意力都很集中，收到了较好的教学效果。语言表达方面，在讲课时多用一些形象、有趣的事例或类比来说明或代替那些抽象、枯燥的理论陈述。例如，在谈到满足不同质量属性需要权衡时，列举了斑马为什么有黑白条纹的例子。
(2)注意与其他课程的衔接
软件体系结构的教学内容与软件工程、软件项目管理以及软件文档写作等课程紧密相关、甚至有部分重叠，我们针对不同课程的特点进行了妥善安排，在教学内容上注意相关课程内容的相互渗透。大三上学期首先讲授软件工程，使学生对软件工程有一个初步认识，紧接着是软件文档写作的训练。大三下学期软件体系结构和软件项目管理同步讲授，要求学生运用软件体系结构的理论、技术和方法进行软件设计和评审，同时运用项目管理的知识组织项目开发，最终验证软件设计的合理性。设计和实现的题目鼓励沿用软件工程课程上所用的项目、人员组成也鼓励保持一致，使学生对某个项目能保持一个学年左右的长期接触。
(3)建立以设计师为主的开发团队
以小组(四人为一组)为单位开展课程实验，每个人扮演不同角色。首先他们是一个设计师团队，但其中要有一人负责，这也是软件设计的一条重要原则；其次，还有项目经理、需求分析师、程序员和测试员等角色需要担当，也就是说每个人要承担多个角色。实验综合运用软件工程、软件体系结构设计、软件文档写作、软件项目管理以及其它课程的知识，来体会如何围绕软件体系结构进行开发，体会软件体系结构设计的原则和方法。
(4)建立实践教学平台
软件体系结构的教学应使学生通过对这门课的学习，加上对其他专业知识的综合运用，能够在实际工作中应付真正的项目设计，因此有必要让学生参与一个长期(不少于一学年)的软件项目。为此我们设计多个规模较大的、完整的软件项目作为实践教学平台，这种项目包括分析、设计、实现、软件维护、软件重用、对现有软件的扩展，以及团队合作、项目管理等等。让学生长期接触某个项目，使他们可以在这个平台上观察和动手实践自己的软件设计方案，或者对现有方案进行改进，这样既有机会获得正面成功经验，也有机会得到反面失败的教训。
实验与教学进度保持匹配，使学生在实验中主动运用所学设计理论，并和传统设计方法进行对比，帮助学生迅速地把所学知识转换成实际的软件设计能力。设计过程要求采用Raional等工具进行分析和设计。
课程结束时，安排专门的时间，由每个团队向全班同学演示自己的实验成果，并由学生和教师共同对实验结果进行评价和给分，极大地调动了学生的积极性，评分过程中的议论则帮助学生进一步加深了对软件架构设计方法的理解。
团队提交的实践结果：需求说明书、体系结构设计说明书、体系结构评审报告、个人总结报告、演示Demo，要求说明每个人的角色和工作量。
评分标准：项目文档描述60%；个人总结报告20%；Demo20%。
上述评分标准以团队为基础，改变了传统的针对个人实践结果的考评模式，避免了相互抄袭。通过以团队评分为主，个人表现为辅的评价方式，达到培养学生学会与他人合作，培养团队精神的目的；通过以软件文档评分为主，以实践结果为辅的评分体系，达到学生对软件设计过程和方法的掌握。
其次，让学生参与教师的研究课题，加强实践基地建设，构建课程实训环境，鼓励学生到社会上的软件公司去实习、兼职。学院已与国内外多家软件领域的著名公司和研发基地建立了合作关系，建立了全方位、多层次的课程实践教学环境。
(5)构建高素质的师资队伍
根据国家示范性软件学院工程型人才的培养目标，考虑软件体系结构设计课程实践性很强的突出特点，构建了三三制的师资队伍结构，即专职教师、it公司教师和境外教师。完善了校内专任教师到软件企业一线参与实际软件项目研发和交流、软件企业的工程技术和项目管理人员到学校兼职授课的制度和机制，形成了一支了解行业需求、教学经验丰富、专兼结合、国内国外、校企联合的高素质的教师队伍。
4教学效果
我院针对软件体系结构课程教学中存在的不足，从教学方法、手段等方面提出了改进方案，融理论、案例与实践为一体，系统地阐述了软件体系结构的设计过程，体系结构设计师的主要工作和职责，辅助以实际案例向学生传授软件架构的理论、方法和技巧，并以小组为单位完成课程实验。通过本课程学习，学生可以在较短时间内掌握软件体系结构的基本知识和实践能力。
参考文献
结构设计原理教案篇4
关键词：钢结构设计原理；双语教学；极限状态设计
中图分类号：tU391；G6420文献标志码：a文章编号：10052909（2015）05009805
随着“高铁走出去”战略的提出，我国土木工程专业国际型人才培养越来越紧迫[1-3]。土木工程专业主干课程开展双语教学，传授土木工程设计基本概念、原理与设计分析方法的同时，培养学生的专业英语应用能力，使学生熟悉国外规范和设计程序，为学生毕业后的涉外工作奠定基础，培养具有高水平专业知识和良好专业英语交际与应用能力的高素质人才。
一、课程改革必要性
双语教学作为一种新教学模式，如何立足现有教学大纲，采用何种教学模式和评价方法才能更好地开展教学，各方面研究有待进一步完善，还需要更多理论研究和教学案例的支持。目前的主要矛盾是课程定位不明，在教学内容、教学方式和教学质量评价等方面存在的问题如下所述。
（一）教学内容多和学时少的矛盾
课程内容主要包括钢结构材料性能，连接构造、受力构件（轴心受压，受弯和弯压）的基本原理、设计计算，公式繁琐难解，双语教学又增加了语言学习内容，教材还没完全成型，而相应分配的课时为32学时（2学分），于是教师每节课都在赶进度，学生每节课都感觉内容太多吃不消。
（二）学生难学和教师难教的矛盾
通过英语教学对大部分内容的理解并不难，但要想学生熟练运用国外工程师的思维方式学习新专业知识，还有一定难度。学生存在畏难情绪，学习兴趣不高。教师在考虑授课效果的同时还要考虑课程进度和课程内容，而在大班（50―80人）教学条件下，课堂氛围和授课效果很难保证，教师的讲解不能面面俱到。
（三）教学质量评价与反馈难
教学相长，及时在教学过程中评价教学质量以改进教学方式。钢结构设计原理课程教学内容难度差异大，学生英语水平参差不齐，学时少，教学质量很难评价。
西南交通大学茅以升学院于2011年开始在土木工程专业课程开展双语教学，并在多方面进行了探索。文章针对专业基础课钢结构设计原理课程特点，结合3年双语教学实践，分析和探索适合国内土木工程专业基础课程双语教学方式，总结并提出了适合大班授课，以极限状态设计为主线的多种教法组合的授课模式。
二、课程定位
钢结构设计原理属于土木工程专业“结构设计原理”系列课程很重要的一部分，是在完成力学课程，已经熟悉基本力学原理的情况下，开设的结构设计入门专业基础课。教学大纲要求培养学生运用钢结构的基本理论知识进行研究与设计的能力，这一点对双语教学和汉语教学都是一样的，只是双语教学是在此基本目标上朝国际化迈进了一步。钢结构设计原理双语教学应根据整个土木工程专业课程体系和钢结构设计的特点，基于学生的语言水平，在专业知识和语言之间找到一个合理可行的切入点和平衡点，明确课程定位，纲举目张，剪裁教学内容，选取教学方式，进行教学质量评价。
其一，明确专业知识的学习是双语课程学习的最终目的。语言和专业知识的关系往往困扰着双语教学，其关系应区分表里，互相呼应。专业知识学习应为“里”，语言作为工具应为“表”。让学生在深刻理解基本原理的基础上，掌握其专业化、国际化的英文表述，理解国外工程师的思维方式，具备与中外专业人士沟通的基础。
其二，衔接好钢结构基本原理与力学理论和力学概念脉络关系。钢结构基本原理课程的理论性强，难点和重点多，与力学理论和力学概念联系紧密，如疲劳与断裂力学，压杆稳定与欧拉稳定理论，局部稳定与弹性波板稳定理论，梁的稳定与开口薄壁杆件约束扭转等。在前置力学课程的基础上，为解决钢结构基本原理的难点和重点，就要理清其与力学理论和力学概念脉络关系，使学生有清晰的力学概念，顺利完成从力学到工程结构的过渡。
其三，明确基本原理的教授包括结构行为的学习和极限状态设计理念的灌输。钢结构原理课程内容复杂，设计与构造并举，中外相关规范规定差异较大，会使学生顾此失彼，抓不住关键，教师教学过程中也感觉教时不够，关键概念讲不透。所以教学应立足于极限状态设计理念，对钢结构的强度、稳定和疲劳等基本原理和关键公式，多举例，多练习，多提问，而对其他内容和具体构造规定等可让学生自学。
三、极限状态设计为主线的教学内容
（一）以极限状态衔接力学和钢结构设计课程
为解决钢结构基本原理的重难点，就要理清其与力学理论和力学概念脉络关系，使学生有清晰的力学概念，顺利完成从力学到工程结构的过渡[4]。
在前置材料力学、结构力学课程的基础上，可以简明扼要地介绍断裂力学和薄板理论等，然后从极限状态的角度，将力学基本理论应用于钢结构设计中，建立理论与实践的有机联系，让学生从基本力学原理和工程结构实际两个角度进行结构设计学习，如表1所示。
（二）以结构行为为“经”，以极限状态为“维”，归纳整合，抓住主线
钢结构设计原理教学内容多而繁，理论推导与构造要求的内容比较枯燥，学习有一定难度。教学大纲一般按结构行为归纳为三大层次或部分，即材料―连接―构件，让学生将知识点归入这三大块知识中便于理解和记忆。但是这样就割裂了各部分之间的有机联系，毕竟最后学生将面对的是整个结构设计，而不仅仅是材料或构件。
钢结构设计原理课程教学目标是能熟练运用基本原理进行钢结构设计，基本原理包括结构行为和结构设计方法，两者不可分割，缺乏前者，后者没有载体，只有前者，即为照猫画虎。以极限状态设计为主流的设计方法可以将上述三大块知识有机结合，如表2所示，根据不同结构行为层次的不同破坏模式，以关键性关系联结，逻辑性强，形象生动。表2中的重要关系是极限状态变化的基础和载体，极限状态则是推导各个公式的前提条件，而关键概念是设计的重要参数，也是学生必须掌握的基本概念和相应的英语单词。
（三）处理好教材和规范的关系
结构设计原理主要任务是让学生掌握土木工程中钢结构设计方法。一方面，实际结构设计需要结合相应规范规定开展教学，包括材料性能要求，构造规定、计算分析方法和流程等，基本原理的教学必须与实际设计的需要紧密结合。另一方面，钢材性能的提高和技术水平的进步，使规范的修订和完善成为一种常态，因此，双语教学中需要重视不基于特定规范的基本原理、知识与方法的传授，以增强学生的知识应用适应能力[5]。
西南交通大学茅以升学院土木工程专业钢结构设计原理课程曾计划采用国外高等院校土木工程专业原版教材，考虑到虽然结构设计原理不分国外国内，但不同国家在工程设计中所依据的规范不同，其教材针对的教学大纲也有差别，也就是说原版教材必然是建立在所属国家相应规范基础之上，学生学习过程中不仅会感受到专业知识的难度，还会产生语言困扰，因此，直接采用原版教材不完全适合国内需要。基于上述原因，宜先采用英文版讲义与中文教材相结合的教材体系，并指定相关英文参考资料，英文讲义经教学检验后可以形成适合本校的英文教材。
四、多种方法组合的教学模式
（一）案例分析辅助教学引入和总结教学内容
案例教学[6]是具体的实例，印象深刻，易于学习和理解。开始教学内容前，可引入相关的国内外有代表性的工程实例，激发学生学习兴趣，提高知识运用的真实性，教学内容完成后对案例进行分析，提高解决具体工程问题的能力。通过工程事故案例教学，还可以警醒学生，在专业学习过程中严格要求自己，培养一丝不苟的工作态度和严谨的职业素养。
组织的案例最好能具备学科前沿性，并与教学内容相关，能突出重难点。学生一般对钢结构实践中成功的案例司空见惯，但对垮塌的案例记忆深刻。表3为根据教学内容中的结构层次，分别给出了对应破坏极限状态的工程垮塌事故案例，让学生学习专业知识的同时，体验工程实际中责任使命感的重要性。
（二）问答式授课模式关注重难点内容
当学生对双语教学熟悉后，问答式授课模式才能有效地展开[7]。受双语授课课程学时的限制，问答式授课模式主要有两种形式：课上教师问学生答和课下学生问教师答。
课上教师问学生答。根据每讲课的教学安排，教师将授课主要内容和关键概念以英文问题的形式在课上给出，以随机点名，让学生回答，并记录评分，然后根据学生回答的情况，以问题为主线，逐一讲解。这样学生课上不仅仅是被动听课，还是被迫积极思考，教师根据学生的回答反馈教学效果。
课下学生问教师答。根据学生的作业和上课情况，在课后可以留一些时间给教师或助教解答学生的问题。课下单独交流可以节约课堂时间，学生可以书面形式提出问题，针对共性问题下次课强调和复习。
（三）流程图法梳理设计和计算的程序
流程图法[8]作为一种从计算机程序语言衍生出的教学方法，可将课程中的复杂结构设计编制成具有逻辑关系、体系化、规范化的流程，让学生理解并掌握复杂难懂的结构设计程序和要求，开展教学的具体实施步骤如图1所示。
流程图法采用箭头和图形，根据公式和简洁的语言展示复杂的结构构件设计流程和规范规定，教学内容清晰明确，优点为符号规范，表述简洁，结构清晰，逻辑明确，容易理解。
图1结构设计课程教学流程图
钢结构设计原理是一门理论性强、计算公式较多的课程。纷繁复杂的公式使学生容易产生混淆。在课程教学中，针对不同的教学内容，如不同构件设计、同一构件设计、构件与连接设计、焊缝连接中弯与扭的区分，可分别采用比较教学方法[9-10]，帮助学生辨别同类教学内容的异同，抓住教学内容的实质，从而熟练掌握，不致混淆。
五、多通道教学质量评价
教学质量评价对教师及时调整和优化教学内容非常关键[11]，可以通过以下几个通道得到教学效果的反馈意见。
（一）课堂即时提问
按照教学计划，每堂课的内容既不同又有逻辑联系，尽快课堂时间有限，仍然需要回顾已讲内容，引入新内容。在复习上一讲内容的时候，可以对重难点内容点名提问，根据学生的回答情况得到教学质量的反馈，并进行补充和强化。在新内容进行到关键点时，提出疑问，敦促学生思考，让学生不只是照本宣科，而是对内容进行思考。根据回答情况记录成绩，整个学期每人都会被提问到，课堂提问从这两个方面入手，可以即时评价教学质量，控制上课节奏，优化教学内容，提高学习效率。
（二）课后作业批改
钢结构设计原理是实践性强、计算公式和原理较多的课程，需要进行大量练习才能很好地掌握教学内容，因此课后作业必不可少。课堂教学工作完成后，布置教材上的3道左右计算题，因时间充裕，计算量比考试题目要大。学生作业的完成情况反映了该部分内容的教学效果，可针对作业批改中存在的问题在下讲课进行补充。这样可以评价每讲课的教学质量，适时调整教学内容
。
（三）期中阶段考试
当总教学内容进行到一半时，可以就已讲内容进行一个阶段性的考察，期中考试的题目形式宜与期末考试一致，只是考察内容侧重点不同。题目应该包括考察基本概念的客观题（选择题）和设计计算的计算题，一方面让学生对学过的内容进行总结和复习，另一方面可以考察半期教学效果，促进后半期教学质量提高。期中考试是阶段性总结和反馈，评价半期教学质量。考试试卷应为英文，学生可用中文解答，让学生熟悉英文表述，提高对题目的因素理解能力。
（四）期末考试
由于期末考试占总成绩的比例在60%以上，学生在期末考试前都会花大量时间复习。对学生来讲，期末考试是课程的指挥棒。对教师来讲，期末考试可以全面评价整学期教学质量情况，
为下次教学提供参考。考试试卷也应为英文，学生可以用中文解答，这样学生才能重视双语学习。教师通过对期末试卷进行分析，找到学生错误较多的地方，查找原因，寻求解决之道。另外可以在最后一次课上让学生匿名提出意见，如教学进度、重难点和教学方法是否得当等。
总之，应做到教学反馈及时，多通道评价教学质量，合理调整教学内容，提高教学质量。
六、结语
面对钢结构设计原理双语教学中内容多，课时少，学生英语水平参差不齐，教学质量难于评估的现状，可以极限状态设计为主线，在教学内容、教学方式和教学质量评价三方面进行优化和调整，取得较好的教学效果。
（1）明确双语教学的定位很关键，应以专业知识和设计思想的传授为主体，语言为载体。
（2）在传统以结构层次（材料―连接―构件）为模块的教学内容基础上，让学生掌握极限状态设计的理念，衔接好力学和钢结构课程，剪裁教学内容，提升学生结构设计学习的深度和广度。
（3）针对不同的教学内容和教学过程，应综合采用不同的教学方式，以各种手段促进教学效果的提高，降低学生学习的难度。
（4）教学质量评价应贯穿整个教学过程，并进行多通道实时评价，因地制宜，从学生的接受角度来提高教学质量，不断提升教学水平。参考文献：
[1]刘林，吕晓寅，张鸿儒.混凝土结构设计原理课程多模式英语教学实践与体会[J].东南大学学报：哲学社会科学版，2012（S2）：256-258.
[2]周海涛.双语教学在钢结构原理课程中的应用研究[J].教育教学论坛，2012（26）：206-207.
[3]张建仁，李传习，杨美良，等.结构设计原理课程教学团队建设的改革与实践[C]//高等学校土木工程专业建设的研究与实践――第十届全国高校土木工程学院（系）院长（主任）工作研讨会论文集，2010.
[4]颜庆智.钢结构基本原理教学中的力学过渡[J].中国冶金教育，2012（1）：24-26.
[5]向南.基于“结构设计原理”课程的全英文教学方式探索[J].重庆交通大学学报：社会科学版，2014，14（4）：123-125.
[6]商怀帅，杨琳，祝英杰.工程案例在混凝土结构设计原理教学中的应用[J].中国冶金教育，2014（5）：34-35.
[7]管巧艳，闫祥梅，谢晓鹏.问答式授课模式在土木工程双语教学中的应用[J].高等建筑教育，2012，21（4）：56-58.
[8]王亚军，马亚维，杨文伟.流程图法在混凝土结构设计原理教学中的应用[J].高等建筑教育，2013，22（6）：100-103.
[9]李素娟.比较教学法在钢结构设计原理课程中的应用[J].高等建筑教育，2011，20（4）：85-88.
结构设计原理教案篇5
房屋建筑学的教学内容在教学大纲中主要包括两部分：民用建筑设计原理和建筑构造设计。在民用建筑设计原理和建筑构造设计这两部分的教学中，建筑设计原理的运用和建筑构造部分的设计是难点。在教学实践过程中学生普遍对设计原理和构造的学习感到困难，主要存在以下问题：（1）建筑构造内容涉及面比较广，内容庞杂，并且不同类型的建筑在不同的地方也有不同的构造处理方法；（2）建筑构造具有很强的实践性，理论知识与实践经验结合的不紧密；（3）识图与制图能力不足，学生在大一课程中已经进行了建筑识图与制图的学习，但是由于当时专业知识不足，往往不能理解绘制的图样；（4）建筑设计原理难以学以致用，对这些设计原理理解不透彻，不能够正确地应用在设计过程中。
1.教学计划的制订
首先要有明确的教学计划，主要包括教学对象、教学目的、期望达到的教学效果和教学过程的设计与控制。在房屋建筑教学过程中，教学的对象主要是土木工程专业的本科生，案例教学的目的在于在传授知识的同时，通过动员学生的参与，激起学生的求知欲。通过针对设计和构造中的同一问题的不同观点的互相交流和互动，发散学生的创造性思维，提高学生判断能力、分析能力和解决问题的能力。在案例教学过程中，学生的学习知识量和应用能力，和学生在课堂里的参与程度和参与气氛成正比，特别是结合那些设计能力较强的学生或小组的案例进行讨论则会形成较好的课堂反响，课堂气氛热烈。
2.案例的选择
案例教学中的案例要经过事先周密的思考和准备，一般主要考虑从民用建筑设计部分中选取。案例选择的难易程度和能不能激发学生的学习兴趣，直接影响到教学质量能否达到预期的效果。通常案例的选择应该符合以下的要求：（1）要符合房建课程教学大纲的要求，使学生通过案例的学习，培养学生分析和解决问题的能力，进一步巩固课堂讲授的专业知识，帮助学生发挥个人特点表现个性；（2）案例必须紧密联系实践，脱离实践的题目一方面造成课堂教学与实践的脱节，另一方面激发不了学生的学习热情，达不到预期的教学目的。另外房屋建筑学课程中案例的选择必须是全面和完整的，从设计任务一直到竣工验收，既要保证资料齐全，又要把资料按照教学计划进行重新的安排整理。这里所说的案例既是授课内容，又是作业内容。即根据课堂讨论让学生课后自由发挥重新对此案例进行相关设计，比如平面布局、立面造型、构造等，然后从学生中选出典型的方案进行点评。这种方式是发挥学生学习主观能动性的教学环节，既是设计过程又是理论联系实际的过程，可以进一步巩固学习内容，培养学生分析、解决问题的能力。这样每位学生或者小组的设计都是自己独立完成的，各不相同，具有很强的独创性，能最大限度地调动学生设计的积极性，发挥学生的主体作用和主观能动性，取得较好的教学效果。
3.案例教学的准备工作
课程案例相关内容应在集中讨论前一到两星期发给学生，并安排学生根据案例相关内容查询和阅读相关材料，也可以在网络上搜集必要的信息，对案例进行初步分析，总结相关内容和解决方案。在这个过程中教师应对案例内容提出一些提示性的思考题，让学生有针对性地进行准备。由于建筑设计方案的复杂性，通过多人合作更有利于分析问题和解决问题，成立类似于兴趣小组，通常以三四人一组为宜。小组的成员需要多样化，这样他们在准备和讨论时，表达不同意见的机会就多些，学生对案例的理解也就更深刻；并且需要选定组长，讨论由组长协调组织，充分发挥组员的积极性。在案例讨论完成之后，教师应该留出一定的时间让小组成员进行讨论总结，并重新对案例进行设计，提出新的方案或者意见。这样既可以总结设计规律，又可以获取更多的设计知识和设计经验。
4.鼓励学生独立思考
案例教学的目的不应是传授知识和理论诠释，也不应是老师对学生的“教”，而应该着眼于老师和学生，特别是学生和学生相互之间彼此互动的“学”上。传统的教学通常只告诉学生怎么去做，为什么做则说得不多，这样的结果造成在课程中学习的内容不能在设计实践过程中灵活应用，从某种程度上影响了学生的学习积极性和效果。在案例教学过程中要充分重视在教师的指导下让学生参与学习和实践，充分发挥学生的主体作用，重视培养学生的创新思维，鼓励学生独立思考，大胆提问题，敢于发表自己的看法和见解。在房建课程教学过程中，教师不仅要传授知识给学生，更重要的是要教会他们学习的方法，培养他们自主探究知识的能力。
5.注重能力的培养
掌握知识是发展能力的基础，学生对基础知识理解得越深刻，掌握得越牢固，相应的技能越熟练，越有利于能力的培养。如果离开掌握知识的活动谈能力的培养，则能力就成为无源之水，无本之木。因此，传授知识与培养能力是对立的统一，它们相互联系，相辅相成，两者都是教学的基本任务，都很重要，不应有轻重之分；两者应是同时进行的，不应有先后之分。而案例教学正是为此而生，为此而发展的，能够在传授知识的过程中加强能力的培养。比如每个案例在评述完后都会要求学生根据新疆民族特色对案例进行重新设计完善，力求设计方案反映新疆民族特色，符合地方特色。这样就能把学习的知识应用于设计实践，提高设计能力。
6.强调教与学的交流
传统的教学方法是老师在讲台上讲授、学生在下面听，学生听没听、听懂多少其实是不清楚的。但在案例教学中，学生拿到教学案例后，先要进行认真学习消化，然后查阅各种相关的理论知识和规范。这个过程加深了学生对知识的理解，更可贵的是这是学生主动进行的。在案例教学过程中学生的讨论往往是多种多样的，教师对这种情况要灵活地进行引导，根据不同学生的不同理解补充新的案例内容。在教学过程中要注重以下几个方面：（1）教与学的结合，教师要认真备课，对案例的重点和难点做到抓准、吃透，对学生的学习情况有准确的分析；（2）学与练的结合，案例中讨论的知识要靠一定的练习才能转化为能力。通过练习训练思维，学生在理解、巩固、运用、形成技能技巧的训练过程中发散思维；（3）学与评的结合，学生经常得到来自教师和同学带有鼓励的评价，不断激发学生学习新知识的兴趣，让学生体验自己作为课堂主人的喜悦。教师也要巧妙地运用评价，引导评价，促进学生发展。
二、结语
结构设计原理教案篇6
（国防科技大学计算机学院，湖南长沙410003）
摘要：针对当前软件体系结构课程教学的挑战，提出基于案例式教学、翻转课堂和开源软件的课程教学改革思路，阐述在软件工程硕士中进行课程教改的实施过程并说明效果。
关键词：软件体系结构；翻转课堂；开源软件
第一作者简介：李暾，男，副教授，研究方向为微处理器设计与验证、嵌入式软件系统开发等，tunli@nudt.edu.cn。
0引言
随着软件规模的不断扩大，软件体系结构理论产生。软件体系结构的设计在中大型软件项目中更易于显示它的意义，软件体系结构课程因此也成为软件工程学科中的一门重要课程。软件体系结构的主题是针对复杂软件系统高层结构、组织单元之间相关关系的描述，以及围绕这种描述开展的各项活动，如设计、评估、管理、测试等。目前，工业界对软件架构师的要求和需求越来越高，对软件体系结构课程教学也提出新的要求——真实，即在课程教学中让学生用真实软件体验架构师的工作。
1课程特点和面临的问题
软件体系结构课程有其自身的特点，具体表现为以下几方面。
（1）知识面涵盖极为广泛。软件体系结构各阶段的活动大量涉及网络、数据库、操作系统、软件工程等课程的知识，是对这些知识的综合考虑和运用，对学生的背景知识要求非常高。
（2）课程知识抽象程度高。软件体系结构设计着重于对软件宏观层面的探索，这种探索与学生非常熟悉的具体编码距离非常远，如果主要依赖于课堂讲授，学生难于理解和掌握。
（3）理论与实践的平衡。理论知识是能适用于全体软件体系结构设计的一般知识，而实践要求在尽可能真实的系统上进行真正的设计折中，以便将一般化的知识与具体软件项目相结合，获得更好的学习效果。
国防科技大学软件体系结构课程面向软件工程硕士开设，学生的特点是专业背景知识和工作经历参差不齐，学生主要是来自于计算机专业和软件工程专业的本科生，有的参与过商业软件开发，也有的只参与过毕业设计，但普遍基本缺乏完整项目的体验。
我们在近几年的教学中发现，将全部的课堂时间用于讲授软件体系结构的抽象理论会使学生感到枯燥乏味，容易将这门课变成一门需要背诵大量原则而后又无法具体应用的课，难以体现和理解软件体系结构在软件开发中的重要地位。此外，在考察了大部分教材后，我们发现教材上的案例规模较小，只适合于教学而无法让学生进行实践。最后，课时有限，只有36学时，但跨度较长，有12周，如何利用好课时和较长的授课周期，安排好课堂和实践内容，一直是困扰我们的主要问题之一。针对课程特点和存在的问题，我们提出从课堂授课内容、授课形式和实践环节对课程教学进行改进，具体来说，授课内容上以学生动手后进行总结为主、授课形式上以案例式教学为主、实践环节上以开源软件的设计与分析为主，三者结合，尽可能地在较为真实的环境下，使学生体验并运用软件体系结构理论知识于具体的项目中，提升教学效果。
2教学改革方案和实施
国防科技大学软件体系结构课是软件工程硕士的专业必修课，共36学时，每周一次课，每次3学时，共持续12周。教学内容安排如下：①8学时：软件体系结构基础知识；②10学时：3个教材案例；③12学时：外聘专家授课；④4学时：学生报告开源项目实践结果；⑤2学时：考试。
上述内容安排按顺序开展，实验环节与课程教学同步进行。在教材案例实验教学中，我们采用先学生设计再教师讲授的方式，开源项目的实验与外聘专家授课互不影响。
2.1案例式教学与翻转课堂的结合
在课程教学过程中，教师可首先讲授软件体系结构的基础知识，包括定义、视图、软件质量属性、软件体系结构设计方法与流程，该阶段的理论授课必不可少，是后续课程和实践的基础。在该阶段不应再引入更多的理论知识，原因是介绍的这些知识已足够学生开始初步的设计实践活动，而更多的知识如软件体系结构模式等内容的引入将增加学生的负担，却对实践环节没有帮助。
在介绍软件体系结构设计方法和流程时，教师可选用Client/Server体系结构风格实现的atm系统[1]为案例，在课堂上详细介绍如何从软件需求分析开始，得到最后体系结构设计的过程、方法，同时穿插大量的随堂练习。例如，针对atm系统的全部用例，选取一个用例作为课堂示范，在详细介绍完针对该用例的静态模型、动态模型、控制状态机的设计后，要求学生在课堂上及时完成atm系统其他用例的设计，为后续的实践环节打好基础。
在后续的授课中，教师可以案例式教学为主，形式上采用翻转课堂的形式。该阶段授课的案例以各种教材收集的案例为主，目的是循序渐进，使学生能逐步适应软件体系结构的设计任务。我们选取的案例有面向服务体系结构风格的在线销售系统、基于构件软件体系结构模式的紧急事件监控系统、实时软件体系结构的自动行车系统等。在该教学环节，针对每一个案例，教师可采用以下教学模式。
（1）课堂上不会首先介绍和案例相关的理论知识，而是依序将每个案例以作业的形式先布置给学生，每个学生有一周的时间分析该案例并完成作业要求的设计任务，作业涉及的新知识需要学生自己查资料学习。
（2）在下一次课之前要求学生必须交作业，在下一次课上，围绕上次布置的案例进行详细讲解并以参考设计的形式介绍给学生。
（3）在该案例的每个设计阶段，指出学生作业中的普遍问题并引导学生将其作业与参考设计进行对比，找出不足之处。
（4）在案例讲授过程中，逐渐引入其所采用软件体系结构模式的知识。
这种教学模式将进行3轮，分别将选取的案例讲授并实践完毕。经过该教学环节，学生首先能在课程的早期就进入较大项目的实践，而不需要等到所有的理论知识都介绍完；其次，对每个案例的每个设计阶段和结果，学生都已在作业中进行过深入的思考和实践，因此能在课堂上马上抓住设计的重点并发现自己设计的不足之处；最后，教师结合具体案例介绍各种软件体系结构模式将抽象知识具体化，使学生通过对几个体系结构风格的学习进一步（自学）掌握更多的风格，理解体系结构风格的意义。
2.2开源软件的作用
在学生掌握并实践了软件体系结构设计方法和过程，并且见识并理解了一些常用的软件体系结构模式后，教师就可以引导学生用真实的大型软件进行实践。我们选择开源软件作为课程实践的主要项目，首先将学生分成3~4人一组，要求每组从文献[2]和[3]中选择一种软件作为实践对象，这些开源项目主要依托SourceForge进行开发，也允许学生从GitHub选择项目进行实践，这些项目都是非常经典的开源项目，共同特点是规模大、用户多、文档多，便于学生开展学习和分析。在具体实践时，学生将经历以下几个阶段。
（1）了解项目。对所选择的项目，首先阅读文献[2]或[3]对应的章节，了解该开源软件的需求、应用背景、体系结构概貌等知识。
（2）识别利益攸关者（stakeholder）。仔细分析所选的项目，假想作为架构师开发这样的项目，该项目涉及的利益攸关者会有哪些、各自的利益诉求是什么等。
（3）标识质量属性。根据已学的质量属性及其度量，分析所选项目会有哪些主要的、潜在可能的质量属性需求，并利用文献[4]中介绍的方法对质量属性进行建模。
（4）体系结构描述。根据所学的“4+1”视图，对所选开源项目的体系结构视图进行描述和刻画。
（5）体系结构评估。根据提取的体系结构设计和质量属性，组内学生分别扮演不同的利益攸关者，实践atam等软件体系结构评估活动。
（6）源代码分析。在模块级别层面上阅读和分析所选项目的源代码，绘制模块级别的软件结构图，并与软件体系结构设计视图进行映射。
这些实践将持续5周，授课教师和辅导教师需要全程跟踪每个小组的活动。经过该环节，学生可以利用真实的大型软件项目体验软件体系结构相关的活动，包括需求分析、体系结构设计与评估等；通过阅读源代码，与体系结构设计进行比较，体验体系结构设计的决策在实践中如何体现；通过质量属性的建模和体系结构评估活动，体验体系结构设计中折中是如何进行的。
2.3业界专家授课
在利用开源软件进行实践的同时，我们邀请业界一线架构师进行授课。聘请的专家来自各个行业，开发的商业项目多种多样，如医院信息管理系统、健康信息管理系统、在线照片分享系统、智能楼宇监控系统等，这些项目有实际的应用背景、用户、利益攸关者、质量属性等，不再是教材中的假想案例。专家会结合每个具体案例介绍从需求到体系结构设计、软件的整个软件开发过程，带着学生一起思考和设计，课堂上安排适量的随堂练习。与理论知识相呼应，专家重点介绍在体系结构设计阶段的具体考量和取舍及其原因。同时，专家也会从自身的角度讲述对软件体系结构的认识以及对软件体系结构设计的一些感悟，如软件体系结构不是一次设计出来，而是“磨”出来的等。
通过该授课环节，学生将具体见识到一线架构师的工作及其在软件团队中的作用。一线架构师对软件体系结构结合具体项目的讲授用的是平实、具体的语言，更容易让学生接受和理解。学生再与课堂上学到的理论知识对照，能发掘出理论知识更深一层的含义，也能在具体的项目中发现理论知识的应用。
我们认为专家授课对学生影响最大的是软件工程中一般原则的具体应用方法，每位专家都有自己一套独特的分析设计方法，虽然看起来不一样，但是对软件工程、软件体系结构等设计原则的体现是一致的，使学生认识到课堂上学习到的一般原则是如何灵活地体现在设计中的。
3实施与效果
我们在近3届软件工程硕士“软件体系结构”课程教学中实施该教改方案，3届学生人数分别为70人、37人、40人。课堂教学上严格按照安排的学时展开，授课教师和辅导教师全程跟踪指导，随时发现学生学习中的问题，全部课程在12周内完成。问卷调查显示，与以前的教学效果相比，学生对软件体系结构及其相关技术、方法的理解更深，突出体现在以下几方面。
（1）通过安排的实验，学生能在理论学习的同时尽早开始实践，对软件体系结构方法和技术的运用紧跟理论学习，将抽象知识具象化。
（2）在案例的选择上从教材案例到实际开源项目，循序渐进，学生在各实验中能马上运用所学知识，不会出现无从下手的情况。实际开源项目上的实验能考验学生的综合应用能力，增强学生的信心。
（3）授课方式上先做再讲，比简单的预习和阅读资料更能给学生带来挑战，学生上课时的疑问更多，听课时注意力更集中，能及时发现自己的不足并改进。
（4）一线架构师的授课非常受学生欢迎，学生认识到抽象原则知识在实践中如何运用：原则上遵循，实际操作时灵活。
4结语
我们在软件体系结构课程教学方面进行探索和实践，设计的教学内容、授课形式和安排的实验对提升教学效果非常有效，但在实践中也发现要坚持这种教学方案，对教师和学生的要求都非常高，每年都需要重新设计教学案例并聘请一线架构师，工作量非常大。对学生而言，要坚持做完所有的实验需要花费大量时间，如能坚持下来必有收获，但实际教学中存在搭便车和抄袭的现象。今后，针对新的问题，我们还将在软件体系结构课程教学上不断探索，寻求更好的培养方式，以期达到更佳的培养效果。
参考文献：
[1]GomaaH.Softwaremodelinganddesign[m].Cambridge:CambridgeUniversitypress,2011.
[2]Browna,wilsonG.thearchitectureofopensourceapplications(Volumei)[m].Raleigh:Lulupress,2011.
[3]Browna,wilsonG.thearchitectureofopensourceapplications(Volumeii)[m].Raleigh:Lulupress,2012.
结构设计原理教案篇7
一、初中地理“同课异构”案例分析
1.《世界的气候》“同课异构”案例分析
复习课与新授课最大的不同之处：复习课更加重视知识广度的扩展与延伸，知识深度的透视与掘进以及地理学科能力的拔高，地理技能的娴熟等。两位教师都把“通过阅读《气温变化曲线和降水量柱状图》，归纳判断气候类型的一般方法和步骤，总结描述气候特点的方法”作为教学过程和方法目标，实现了知识的扩展与延伸以及地理学科能力的提高。两位老师都将在世界气候分布图上，说出主要气候类型的分布地区及特征，归纳气候类型的判读方法及气候特点的描述方法，作为本节课的重点。把判断气候类型的方法和步骤，描述气候特点的方法，作为教学的难点。两位教师在教学重难点的把握上，基本是一致的。
2.《地形和地势》“同课异构”案例分析
传统的教学设计是靠经验来设计的，而现代的教学设计是在理论指导下进行设计的。这样就促进教师学习各种理论，提高教师的教学理论水平，提高教学目标的设计技术，提高教师分析学生的能力，选择恰当的教学方法，在教学过程中学会深入浅出，学会教学设计。本案例的B1、B2教学设计就是现代教学设计，这两个教学设计案例都从教学的三维目标、教学内容、教学媒体、教学策略、教学过程及教学评价等要素和环节，进行了分析、计划并做出了具体的安排过程。经过对B1、B2两个教学设计的分析，笔者认为，分别具有以下突出特点：
（1）同样的教学内容，想要教出特色，各执教老师必须全力以赴，拿出看家本领，各出奇招。对于组织者与听课者，他们需要的就是从不同的执教者中感受、分析不同的教育教学理念，不同的教学风格与特色，在相同的知识点来看，教者对于教材重难点的把握，以及对教学重难点的处理，同一个知识点有哪些不同的表达方式，同时因为有对比，容易看出当中的差异，吸取到最优的教学方法或技巧的选择。
（2）对于执教者，可以看出执教者对本学科了解和个人教学智慧的积累，是提高自身能力的一个展示平台，有幸亲自参与一次，同样能因为有对比，看出自己与别人的差异，从而取长补短，促进其提高。对其他参与活动的教师是一次学习交流的机会，增强了团队合作意识和同伴互助精神。
3.“同课异构”赛课活动，促进科研工作的开展
活动中，教师带着问题备课，带着问题上课，带着问题反思，在研究中教学，在教学中研究，打开了教学思路，改变教学方法，强化了学生在课堂教学中的主体地位。对于想要研究不同地区教研水平，以及发展情况的教学研究人员来说，这样的机会，可以让研究者真实地抓住不同地区的发展特点与水平，从而产生指导性的意见。
二、初中地理“同课异构”的策略
1.“同课异构”的指导思想
“同课异构”是指选用相同的教学内容和教学目标，利用现有的教学条件，根据学生的实际和教师自身的特点，设计不同的教学方案。借鉴“同课异构”的形式，加强地理学科组教师对教学内容处理、教学方法选择、教学流程设计、教学媒体使用等方面的关注程度，为深入探讨课堂教学的有效性储备思想认知和研究案例。笔者认为，“同课异构”过程中要注意以下几个方面：如，在《世界的气候》教学案例中，两位教师的教学设计明显不同。这是因为两位教师的基本素质不同。a1年轻活泼，思维敏捷，思路清晰，有亲和力，语言有感染力，能调动学生的求知欲，课堂组织能力强，能抓住学生的心理，一节课能让学生跟着她的思路走。所以，a1这节课的节奏紧凑、效率非常高，很好地完成了教学目标。而a2是一位老教师，他很沉稳、严谨，说话慢条斯理，但是a2的讲授特别清晰，因为说话慢，所以给了学生足够的思考空间，学生掌握得比较好。
2.“同课异构”的原则
在教学工作中，教学背景、教学环境、教学对象、教学主体、教学方法、教学过程都具有复杂性的特点。这一特点就需要教师在教学活动中具有创新精神。“同课异构”活动的目的之一就是为了给老师们提供一个创新的平台，充分挖掘教师的潜力，从而提高教学效益，并提升教育质量。所以，“同课异构”活动必须坚持创新性原则。创新可以体现在多个方面，如教学方法创新、教学模式创
结构设计原理教案篇8
关键词:数据结构;教学改革;立体式教学资源模式
中图分类号:tp393文献标识码:a文章编号:1009-3044(2009)26-7474-01
Researchonthree-DimensionaleducationResourcesmodelestablishingonDataStructure
ZUoXu-hui
(CollegeofComputerScience&technology,SouthwestUniversityofScience&technology,mianyang621010,China)
abstract:anewinteger-resolveforDataStructurecourse(DS)isproposedinthispaper,andathree-Dimensionaleducationresourcesmodel(teRm)isestablishedaswell.atfirstweintroducetheconceptofteRm.thenwedesignaimplementresolveofteRm.withthenewresolvecarriedout,thetriple-platformteachenvironmentandFour-multiresultscanbeexpectedtomaximizethebenefitofDS.
Keywords:DS;teachingreformation;teRm
《数据结构》是计算机程序设计的重要理论技术基础,是计算机专业的核心基础课程,也是其他相关理工专业的热门选修课,旨在使学生了解数据的特性,学会数据组织方法和现实世界中的问题在计算机内部的表示方法[1]。该课程涉及大量概念、模型及操作算法,理论性强、抽象、深奥。因此,建立立体式教学资源模式使教学内容条理化、形象化,使学生易于掌握,并激发学生学习的积极性是该课程改革的有效途径。
1《数据结构》课程教学主要存在的问题
1.1教学方法传统化
传统的教学方法单一、僵化,教师习惯于“一言堂”、“满堂灌”。有些教师在教学的各个环节中,只从教师的角度出发,从组织内容、备课到讲授,很少关注学生的反应,课堂缺乏互动,更谈不到学生参与其中,变被动学习为主动学习。教师首先必须树立现代化的教育观,把“以教师为主体”、“以课程为中心”的传统教育观转变为“以学生为主体”、“以能力为中心”的新的教育观。教师的职责不仅要“授人以鱼”,更重要的是“授人以渔”,把学生创新能力的培养放在重要的地位,在教学的各个环节,充分体现“以教为主导”、“以学为主体”的教学原则。
1.2教学内容单一化
传统教学中,对内容的传授往往分散化,学生不清楚整个数据结构课程的体系结构。教学只从本学科角度阐明知识,很少在学科之间进行交叉、渗透、综合。然而,数据库原理与应用是一门与其他学科关系密切。如:1)高等数学和离散数学。这是因为在作算法分析时,就必须有一定的数学理论作基础,如作非线性结构的分析时,就必须用到一定的图论和树形结构的知识。2)程序设计语言。“数据结构”中的算法大都由类paSCaL或类C、C++语言描述而成,但、由于学生对计算机语言的很多知识点理解不是很透彻,用计算机解决问题就不可能得心应手,更谈不上把所学的知识融会贯通[2]。
2建立数据结构teRm的探索
建立数据结构teRm,简言之就是将数据结构教学资源从不同角度、不同层次出发,建立饱满、立体的内容体系,创造“三坛”式(即“讲坛、网坛、论坛”)教学环境,产生“四多”化(即“多层次化、多结构化、多途径化、多角度化”)教学效果,从而实现教学方法现代化、教学内容多元化目标。
teRm建立借助多媒体技术使课堂教学更为生动,结合网络教学平台对课堂教学进行补充,使得教学媒介既有纸质教材,又有音像制品,还有网络出版物,是纸质教材、电子与网络出版物有机结合的产物。按此原则教学资源应包括:教学大纲、授课计划、教材、参考书、课件、教案、讲稿、实验、课程设计,题库、习题解答、程序源代码、演示软件等。teRm提供一种综合性的教学资源,最大限度地满足教学需要,满足教育市场需求,促进教学改革,从而形成教学支持平台,提供自主学习空间;形成教学管理平台,实现信息化智能化管理;形成教学服务平台,提供资料、信息综合辅导[3]。
3建立teRm的设计方案
方案将上述教学资源分为教材、课件、网络教辅资源、题库建设、实践教学五模块,各模块相辅相成,方案见图1。
每个模块的建设方案如下:
3.1教材
包括先修课程教材(C语言、高等数学、离散数学),外文原版教材,国内优秀教材,双语教材,自编教材,参考书等,而不仅仅只是上课使用教材,为学生学习数据结构提供立体纸质教材体系,反映了知识是由认知主体积极建构的,建构是通过新旧经验的互动实现的,学习内容是螺旋式上升的,非直线式的,目的是让学生建构性地获得数据结构知识,而不是被告知的。
3.2课件
提供了教案(包含了教学大纲、授课计划等教学文件)、教学案例、多媒体课件、算法动态演示、关键知识点Flash、算法素材、图解素材、双语词汇表等丰富的教学素材,体现“多角度”效果及构建“讲坛”式教学平台。
3.3题库建设
需要建设习题库、上机题库、课程设计题库、模拟考试题库、考试题库、案例题库六种题库和典型题解、课后习题详解、习题解答,每个题库都要求有难度系数区别供不同层次的学生选择,体现出方案的“多层次”效果。
3.4实践教学
其中包括实验指导书、课程设计指导书、上机题库、课程设计题库、案例库方面内容的建立,其中案例库可以为上机题库和课程设计题库提供依据。该模块提供了数据结构的C实现、分章案例、综合案例及C实现、实验的一般过程、实验项目(验证实验、设计实验、综合实验)等。贯彻“点――线――面”实践教学模式,按“验证实验、设计实验、综合实验”三个层次组织各章的实验,循序渐进提高实践技能,在案例教学别是课程设计过程中可以和学生很好的进行交流,该模块构建了“论坛”式教学平台。
3.5网络教辅资源
提供了学生电子笔记、知识结构、教学难点和重点、学习要点、重点整理、重点难点释疑、学习自测等全面的学习资料,体现出多途径性效果和构建了“网坛”式教学平台。(本文所提网络教辅资源是课程教学网站的一部分,上述所有内容皆可放到课程网站中。)
4结束语
建立teRm遵循高等教育的规律和适应现代高等教育的发展趋势,可以克服以往纸质教材形式的单一,满足学生个性化、自主性和实践性的要求,为教学提供整体解决方案,促进优秀教学资源有机整合与合理运用,提供了教师备课平台、课堂讲授平台、学生学习平台、师生交流平台,实现了教学效果的最大化。
参考文献
[1]严蔚敏,吴伟民.数据结构[m].北京:清华大学出版社,1997.
结构设计原理教案篇9
关键词：土木工程；桥梁；课程；改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a？摇文章编号：1674-9324（2013）49-0201-02
桥梁工程专业课是土木工程专业桥梁工程方向学生在分专业方向后的必修课程，过去的教学大部分以教会学生几种特定的桥梁的构造及相应的算法为主，并通过习题和课程设计对这几种桥梁的设计过程进行锻炼，培养出来的学生在用人单位还是比较受欢迎的，但是随着社会需求的改变与市场竞争的加剧，用人单位普遍反映毕业生在创造性思维方面有比较大的缺陷，眼界不开阔，所设计出来的桥梁呆板、乏味。从这一需求出发，同济大学桥梁工程系在桥梁工程教学方面进行了改革，改革从课程设置、教学大纲修订、教学方法改革几个方面着手进行。本文介绍同济大学土木工程桥梁方向专业课程设置调整方案。
一、原有桥梁工程专业课设置与存在问题
原有桥梁工程的课程设置具有强烈的科学性，把桥梁工程专业相关课程进行了系统化分，具体体现在：首先，将桥梁按材料划分。然后，将设计与施工各成独立体系。最后，再辅以讲授专门桥梁工程技术的选修课。专业课程设置如表1所示。
从多年执行的效果看，这一课程设置方案的优缺点如下。
1.学生在已知桥梁结构形式与施工方法的条件下，计算分析能力很强，能正确分析常规桥梁的受力特点，并进行构件配筋设计。
2.从毕业设计效果与用人单位的反馈情况看，学生对桥梁总体设计与施工方法的掌握程度比较差，特别是根据实际使用要求与建设条件构思桥梁方案的能力很差。
3.学生对桥梁结构构造、计算方法与受力原理、材料特点、施工工艺之间的内在联系掌握得比较差，对如何选用常用桥梁构造、尺寸、计算方法和施工工艺感觉无从下手。
4.在计算机软件技术长足发展后，桥梁电算内容与目前实际应用中的计算机辅助设计与施工有较大脱节，在运用计算机结构分析软件时，对计算结果的判断能力差。
二、课程设置调整的总体思路
古代土木工程技术是以师傅传徒弟的方式代代相传的，自从现代科学体系形成以来，土木工程技术已经越来越科学化，目前的土木工程教育形成了一套整系统的科学体系。随着工程技术复杂程度的增加，原来的土木工程技术已经拆分为各种数学、力学、材料等独立的课程，土木工程教学的主要任务也变成了这些课程的教学，教学中往往注重知识点教学，这些知识如何还原到工程应用中去并没有得到重视，这就产生了学生不会构思的问题。基于上述认识，为了达到让学生在具备专业技能的前提下，具有创造性思维的能力，课程教学改革的教学思想主要是在按照科学体系安排课程的同时，尽量体现桥梁工程技术自身的特点，以建造技术贯穿课程安排。在教学内容上，将重点主要放在，对现有桥梁设计与施工方法的形成过程上，通过分析目前已有桥梁的构造、设计方法、施工方法形成过程中前人所经历的成功和失败，找到目前桥梁工程结构常规做法的合理性与缺点。
三、新桥梁工程专业课程方案设计
土木工程专业的基础及专业基础课程在一二年级的平台课上统一安排，桥梁方向的专业课在此基础上进行。专业课的教学目的就是要使学生综合运用所学基础知识，学会按照工程特点进行思维的方法，了解桥梁结构体系可能的创新方向。
新课程设置方案具有如下特点。
1.针对学生计算能力强、构思能力弱的问题，增设桥梁概念设计课程。该课程主要结合一个随堂的课程设计，在专业课的一开始，着重介绍桥梁与使用要求、建设条件、受力体系、材料应用等的关系，培养学生的思考与构思能力。课程讲解过程中配合随堂的课程设计，在方案概念构思的各个环节上，开展若干次课堂讨论。
2.桥梁工程课程的教学内容做了较大调整。将桥梁工程课程按照结构体系开展，上学期主要介绍梁式桥，下学期介绍拱桥、斜拉桥、悬索桥。在某一种结构体系下，综合介绍公路、铁路桥梁由于荷载不同的特殊要求，不再分钢与混凝土桥，而是强调在不同条件下如何根据不同材料自身的特点进行综合利用，任何桥梁体系条件下都强调架设方法与桥梁受力、构造的关系。在桥梁设计计算方面，缩减计算方法本身的介绍，着重强调计算方法与构造特点与施工方法之间的关系，培养学生习惯于在结构设计中对结构进行全面思考。
3.将钢与组合结构桥梁课程进行了压缩，去除关于大型桥梁结构体系部分的内容，着重介绍钢与组合结构桥梁的特殊构造以及特殊的计算分析问题。
4.将道路工程、桥涵水文由选修课转设为必修课，加强学生对使用要求与建设条件的认识。
5.针对中小跨度桥梁大量使用连续梁桥的实际情况，增设连续体系梁桥课程设计，要求对连续梁桥进行合理跨径布置，并利用现有桥梁结构分析软件对桥梁施工及运营过程进行结构受力分析与配筋计算。
6.将桥梁施工中关于桥梁架设总体思路的部分转移到桥梁工程课的相关结构体系中去，将具体的各种桥梁施工工艺独立出来，转化为选修课。
7.将原来的桥梁结构电算课程转化为桥梁结构计算，设为选修课，着重介绍复杂桥梁结构的施工与运营过程分析原理。
8.针对各课程知识点衔接的问题，在课程学时分配上采取“节段式”时间安排，将较少学时的课程集中在半个或者1/3学期进行，而不是以往的通过单双周间隔将课程分配到整个学期。
四、桥梁工程课程教学大纲的修订
在上述课程设置方案中，桥梁工程课程教学内容是改革的关键，新大纲的编制中充分体现了对学生工程思考能力培养的要求，将各种工法、算法、构造方法的演变作为教学的重点。表3为桥梁工程（上）教学内容。
在桥梁工程专业方向专业课程设置方案的研究过程中得到如下结论。
1.桥梁工程专业课设置的过分理论化，阻碍了学生创新思维能力的培养。
结构设计原理教案篇10
【关键词】专业课；实践训练；构造设计
建筑构造课程是建筑专业的专业基础必修课，是以学习民用建筑构建原理，构造做法为主要内容的技术基础课。通过课程的学习，了解和掌握民用建筑的基本构造组成、构造特点以及建筑构造的基本原理和方法，培养学生运用所学知识进行建筑构造设计，建筑构造是建筑类专业技术课程，主要是研究建筑构造组成及各组成部分构造原理。掌握建筑构造是建筑方案能否深化的关键步骤之一。但在实际的教学过程中发现学生更注重对建筑功能及建筑形体的推敲，较少考虑构造的因素，缺少方案设计与建筑构造的联系，为此在教学的过程中有一些教学改革方法。
一、注重专业课与建筑构造课程的联系
传统的教学过程中由于教学时的关系，一般只安排结合课堂教学内容的三个课程设计，但这三个课程设计只包括了建筑构造组成的主要几部分，并没有包括整个建筑的构造设计。当然要实现包含全部建筑的构造设计，建筑构造的实践学时应提高。在做图过程中可能会存在同学间相互抄袭的现象，为了防止这类现象，应当让学生结合的建筑设计课方案图做构造设计。由于建筑类的学生在二年级会做到建筑方案设计，那么我们的建筑构造课就可以结合每位同学的建筑方案做进一步的建筑构造设计，对构造进行创新设计尝试，这样既避免了同学间相互抄袭的现象，也可启发同学们对所学理论知识的思考，训练其综合运用所学知识进行创新的能力。同时，还可以贯穿整个理论教学过程中做一套建筑施工图设计，每位同学在自己的建筑设计课的方案图的基础上做一套施工图设计，这一套施工图设计贯穿整个理论教学过程中的。如在基础、墙体部分的理论教学完成后即开始进行剖面图的设计，同学可根据所学理论知识及方案的结构形式选择基础构造方案及进行墙身剖面构造设计；在对楼梯的第一节进行学习后，就可计算楼梯尺寸及当楼梯平台下作通道不满足净高时如何处理进行构造设计；对楼梯的第二、三、四节进行学习后，进行楼梯构造设计及踏步、栏杆扶手的细部构造设计。这样，贯穿课堂教学的始终做构造设计，课程结束时也基本完成了一套建筑施工图设计，达到培养学生运用所学知识进行建筑构造设计和掌握绘制建筑施工图的基本方法的教学目的。
二、增强实践课程训练
建筑构造课程是一门实践型课程，与空间建构课程有较强的联系。在课堂教学中靠图示加老师的口头讲解来说明建筑构件的构造做法，对于没有任何实践经验的学生来说并不容易，甚至会出现老师讲了很多，学生却不知所以的现象。要改变这种现象，应建立立体直观的构造模型。让学生制作建构模型，在学生做完课程设计后，指导学生将自己设计的构造做成模型，通过模型制作过程加强对构造原理、构造做法以及空间建构关系的理解；同时，通过模型制作培养学生对建筑构造课程学习的兴趣，激发对建筑构造的设计创新。建立建构模型实验室将楼地面、墙体、屋盖、装修等常见构造做法制作成实体模型放在建筑构造模型实验室里供同学们参观；同时，将建构的过程展示出来，让同学们对施工的过程有所体会，更能加深对构造做法的理解。学生也可将自己设计创新的构造模型在建构模型实验室里进一步完善再展示出来，并与老师同学讨论，也提供师生间交流互动的平台。同时，还应注意与模型有一定的建筑艺术与空间构成。
三、采取现场教学模式
虽然近些年来，多媒体教学已广泛应用，教师运用各种多媒体手段给学生展示建筑构造的图片、照片、录像、动画等，通过这些教学手段可以较直观形象的给学生展示建筑构造层次、施工过程等，但也存在受拍摄范围、图片清晰度等方面的局限，那么，更好的直观学习的方法就是到建筑工地现场去，学生在工地现场不仅能直接的看到各建筑构件的构造组成、位置，更能了解到建造的过程，让学生有更直接的体会，激发学生的学习兴趣。
当然，采取在建筑工地现场教学要注意几点。首先，要注意选择的工地要与理论课授课计划安排的章节一致，这样学生在参观工地时针对性更强，更容易加深对课堂教学内容的理解，但也存在不容易找到与教学内容同进度的工地的情况，这时应多选择几个工地做到尽量与教学内容相符，但这可能需要占更多的学时；其次，在时间安排上不要把到工地的时间放在整个课程结束以后，从以往的教学经验来看效果不明显，因为在期末学生对前面的所学内容可能都忘，这样学生去了也就是粗略的看下，达不到目的；再次，应注重现场对照构件对学生的讲解，同时，要鼓励学生在现场多提问题；最后，要求学生在每参观完一个工地后应提交相关的照片，画出本次参观的建筑构件的构造层次，写明做法，并对本次工地体验有一定的文字说明，包括对建造过程的了解，对构造做法的思考等。
四、结语
通过学习建筑构造课程，要求学生掌握建筑构造设计的基本原理和一般方法；能根据建筑方案设计图运用构造原理和方法、材料及一般结构知识进行一般中、小型民用建筑的构造设计，完成施工图中部分详图设计，然而要达到这些教学目地光通过课堂的理论教学是不够的，我们应当通过增强实践课程训练，注重与专业课联系等方面提高学生的积极性、主动性，努力探索课程教学方法，不断的进行课程改革与研究。
参考文献