基于荷载与结构设计方法课程教学方法的探究

马亚楠 王慧

摘要：荷载与结构设计方法课程是土木类专业学生必须掌握的一门重要专业基础课程，是学习相关专业课程和从事建筑物结构设计的基础课程。随着《荷载结构设计规范》GB50009-2012的修订出版，该课程急需按新规范更新教学内容。为了更好地执行教学任务，让学生更好地掌握荷载与结构设计的相关方法，本文将针对该教学存在的一些问题，对该课程教学方法进行简要的探究。

关键词：荷载 结构设计 课程教学 教学方法 设计规范

作为土木工程专业学生进行工程结构设计时必须掌握的一门专业基础课程，基于荷载与结构设计方法课程旨在要求学生通过对本课程的学习，掌握在工程结构设计时考虑荷载、荷载产生的背景、荷载计算方法以及结构设计所采用的设计原理，以便于为后续深入学习《混凝土结构设计原理》、《混凝土结构与砌体结构》、《钢结构》等课程和相关课程设计、毕业设计奠定基础。

一、课程的基本要求及主要内容

鉴于荷载与结构设计方法课程是土木类专业的工程结构设计方面的基础教学课程，以专业基础核心课的地位，要求学生完成掌握工程结构可能承受的各种主要荷载、工程结构设计中可采用的设计背景的教学目的和任务[1]。学生通过学习本课程来掌握工程结构设计时考虑的荷载因素、产生背景、荷载计算方法；并掌握工程结构可靠度设计原理和方法，包括荷载和抗力的统计分析、结构可靠度基本原理、结构概论可靠度设计方法等。

1、 掌握各种重要作用的定义、工程计算背景、原理和方法。

2、 通过学习掌握影响结构抗力的各种不定性因素及其统计参数的确定方法；各种荷载的概率分析模型和设计时所采用的代表值种类和确定方法，以及多种荷载同时出现时的荷载效应组合；结构可靠度的基本原理和基本分析方法，以及概率可靠度设计时的基本表达式，使学生掌握我国现行工程结构的基于可靠度理论的极限状态设计方法。

3、 以《荷载结构设计规范》GB50009-2012和教材为基础，详细透彻讲解理论内容，其中，各种重要作用的定义、工程计算背景、原理和方法，荷载统计分析中各种荷载代表值的意义和用途，结构抗力统计分析中各种不定性的含义与原因，以及结构可靠度的基本原理和基本分析方法为教学重点。

4、 拓宽知识面，以《荷载结构设计规范》GB50009-2012为基础，与实际工程相结合。

二、课程存在的主要问题

荷载与结构设计方法课程是一门承上启下的重要课程，在先修课程《概率论与数理统计》、《材料力学》《工程材料》等课程以及后续课程《混凝土结构》、《钢结构》之中起着非常重要的衔接作用，但目前依旧存在许多亟待解决的问题[2]。

（一）重视程度不足：学时较少，容易混淆

本课程分为两大部分，即工程结构荷载和可靠度设计方法。但由于只有16理论课时，并且，由于工程结构荷载形式多样，学生容易产生混乱；可靠度设计方法部分概念抽象，学生较难理解和掌握，另外，理论性工程概念的教学方式较为传统，也极容易导致学生感到枯燥乏味，学习兴趣丧失，自主学习的能力削弱。

（二）课程难度较大：理论抽象，计算复杂

本课程是一门理论与计算为主导的结构可靠理论，又设立在学生尚未接触钢结构、钢筋混凝土结构原理等结构课之前，并且需要有较为扎实的数学基础，课程难度较大。要求学生仅仅只掌握一次二阶矩方法也倍感吃力，再加上公式推导复杂、计算步骤较多，会引起学生对该课程产生畏惧，慢慢丧失学好该课程的自信心。

（三）忽视行业规范：基本素养欠缺

前文已经提到，目前，荷载与结构设计方法课程应对《荷载与结构设计规范》GB50009-2012作全面正确的解读，由于工程面临问题的变化以及技术、经济条件的发展，《荷载与结构设计规范》也要随之被修订和调整。所以学好这门课程的关键在于，紧密结合现行《荷载与结构设计规范》GB50009-2012内容，了解修订原则和重点，对修订、增加的内容加强注意，学生才能在以后的工作中具有土木工程专业技术人员的基本素养，若教学时不能做到与现行设计规范相联系，学生自身缺乏自主学习的能力，不能定时去查阅了解相关行业规范，致使教学内容相对工程实际滞后。

三、构建有效的教学体系

通过对上述问题的分析，本文将提出以下几点解决措施。

1、重视理论阐述，激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师，大学生本身已经具备对自身负责的自主学习责任感，因此在实际教学中过度的去迎合学生反而不是一件值得推崇的事情，针对于大学生这一特殊群体，首先要将大学生看作一个能对自己负责的成年体，在教学前期与辅导员进行合作，为学生进行一次职业规划测试，让学生在职业规划测试中明白自身未来发展和职业发展，制定起近期和长远目标，以此来激励自身主动学习。当然，在实际教学过程中，教师也要适时采取多样化的教学方式，尽可能地借助多媒体资源帮助学生认识了解相关理论知识，讲解深入浅出、重难点突出，帮助学生抓住要领学习；同时，定时邀请一些已经工作的学长学姐来传授学习经验，这也能很好地激起学生的学习兴趣，激励着学生不断地向目标努力奋斗。

2、优化学业评价方法

对于基础理论性较强的课程，传统的学业考核方式大多为卷面成绩一种方式，但现在普遍推行的对学生进行全面综合考评方式，因此也应将学业考核进行结构优化，将其分为课堂表现、卷面成绩两类，如在平时可以建立起小组教学模式，在课堂上让小组成员来讲授课程内容，每个小组按照自己的想法来进行创意教学，其他小组对其教学效果进行评价和打分，最后各小组的得分按照一定比例归入综合评分中；此外，对于课堂上表现突出的学生，也应当适当给予加分待遇。

3、做到课程教学和学习与现行设计规范相联系

由于全球气候变化，极端天气与灾害如风灾频发；全球恐怖活动升级以及现代化设施及交通工具普及和猛增，住房和城乡建设部在2012年5月28日第1405号公告中批准发布了《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，规定该规范从2012.10.1开始实施。在《荷载与结构设计规范》GB50009-2012 中：为了应对自然灾害频发和全球气候变化，补充了关于雪、风和温度的基本气象数据；针对活荷载增加了设计使用年限调整系数，适当提高了结构的安全度；增加了温度作用和偶然荷载，完善了标准体系，满足了特殊结构或特殊使用环境下的设计所需；从风剖面、体形系数以及风振响应计算等方面全方位统筹考虑了风荷载的修订，并且补充了高层、大跨等结构的抗风研究新成果。教学时应结合《建筑结构荷载规范》GB50009-2012和教材，理论与实践相联系。

结束语：

基于荷載与结构设计方法课程现阶段虽然存在着些许问题，但其作为理论奠定的重要衔接点，就需要在实际教学中对其给予足够的重视，教师要明白其与其它学科相结合的重要特性，注意其所具有的数学、力学方面的知识，教学时要将这些知识体系相互融合贯通，努力为学生营造出一个良好的知识构建环境；此外，对现行的行业规范标准要进行及时补充，让学生明白行业规范标准对于培养自身素养的重要性，要将理论知识与实际相结合，充分发挥自身主动学习的能力，在实践中积累更多宝贵的经验。

参考文献：

[1]张振浩，杨伟军 .“荷载与结构设计方法”课程教学方法研究[J].中国电力教育.，2012，11.

[2]李富民，夏军武，杜建民，常鸿飞.荷载与结构设计方法课的设置矛盾与对策[J].高等建筑教育.，2007，03.