课程思政教学案例---何延宏：钢结构原理

课程名称        

钢结构原理        

本次课程目标：        

知识目标：了解钢结构体系及组成构件、发展概况、应用范围；掌握钢结构的特点。        

能力目标：根据钢结构特点合理应用钢结构，了解近似概率极限状态设计方法的概念，理解规范采用的基本设计表达式，了解各分项系数取值的依据和含义。        

素质目标：了解钢结构在土木工程中的应用，建立工程概念，培养工程师为结构合理选型的素质能力。        

思政育人目标：        

1.结合国家建成的“超级工程”（天眼、“鸟巢”、港珠澳大桥、大兴机场）讲述钢结构的成就及未来发展，让学生坚定文化自信，引导学生树立远大理想和家国情怀。        

2.讲好土木工程的名人故事，发挥榜样作用，培养学生正确的人生理念。        

     3.介绍疫情期间“两山”建设中辛勤付出、无私奉献的土木人，让学生了解工程师的社会责任与使命以及迎难而上的“蚂蚁精神”。        

一、实施过程        

第一阶段：课程简介，提出问题（5分钟）        

开篇介绍本门课程包含的内容以及考核方式。提出三问，让学生带着兴趣进入教学环节。        

第二阶段：教学主题（75分钟）        

    1.钢结构的概况        

    简介钢结构的发展史，也是土木工程的发展史，也是我国基建、国民经济的发展史        

钢结构的发展离不开钢材的发展、设计方法的进步、施工手段的提高。所以钢结构的发展也综合体现了国家实力。让学生树立文化自信，增加民族自豪感。        

2.钢结构的特点        

介绍两山医院的建成及背后的故事：        

受命出征、使命必达：土木工程人的社会责任与使命担当。        

凭借血肉之躯，秉承生命至上的信念，4万多名建设者并肩奋战，最终创造出“两山”医院的建设奇迹：辛勤付出、无私奉献的精神。          

“救命项目，再难再险也要上”：迎难而上、众志成城的“蚂蚁精神”        

教育学生：坚持党的领导，不忘初心，砥砺前行。        

3.钢结构的应用与设计方法的发展        

介绍钢结构在各个建设领域的应用，通用几个典型的工程案例及工程设计背后的故事，潜移默化中引导学生们理解、领悟、认同并践行一个土木工程人的责任与使命；注重生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的协调统一。        

结合钢结构设计理论的培养学生理论联系实际、实事求是、学以致用、创新思维、开拓进取的科学态度        

第三阶段：课程小结、拓展学习（10分钟）        

总结本节课程主要内容，提炼重点，要求学生关注土木建筑行业成就及未来发展。拓展学习：观看《超级工程》《大国工匠》《中国建设者》《大国建造》等纪录片，建立民族自信、理解工匠精神。        

二、取得成效        

“绪论”这节课内容丰富，优秀工程案例比比皆是，当然也有工程事故的发生。本次课重点是通过大型钢结构工程工程案例让学生感受国家的富强，民族的自豪。一个个建设背后的故事展现的中国精神， 把做人做事的道理、把社会主义核心价值观的要求、把实现民族复兴的理想和责任融入各类课程教学之中。        

通过观看纪录片谈观后感等形式，翻转课堂，把育人目标还给学生，倾听学生的理解和感受，适当加以总结和引导，够做到引导学生树立正确的价值观，培养学生的创新精神和工匠精神。        

三、教学反思        

本节课内容思政点较多，还需要进一步梳理、提炼，上升思政教育高度。        

课程名称        

钢结构原理        

本次课程目标：        

知识目标：理解轴心受压杆件失稳的原因，失稳形式；掌握实腹式轴心受压构件整体稳定性计算公式。        

能力目标：理解实腹式轴心受压构件整体稳定性计算公式中各个参数的含义，能正确应用公式完成实际构件的稳定性验算；掌握提高稳定性的措施，在实际工程中能结合理论与实际提出有效的措施提高轴心受压构件的稳定性，合理设计构件，从而达到轻质高强的设计理念。        

素质目标：结合实际工程案例教学，培养学生分析问题、解决问题的能力。        

思政育人目标：        

1.通过分析经典事故，工程实例，加深学生对轴心受压构件失稳破坏严重后果的认识，培养学生严谨认真的工作态度，良好的职业道德，增强学生社会的责任感和使命感。        

2.在设计方案评价、比较、优化等工作中，养成精益求精、一丝不苟的“大国工匠”精神，严格遵守各种标准规范的习惯。        

3.通过工程案例背景分析，教育学生树立法律意识、守初心，担使命，“坚守铁规”。        

一、实施过程        

第一阶段：知识回顾、课程导入，提出问题。（8分钟）        

首先回顾实腹式轴心受压构件的强度、刚度计算公式。通过观察柱子主要破坏形式——失稳破坏的图片，提出问题，结合材料力学知识提出“轴心受压构件整体稳定性”的概念，力学分析失稳破坏的主要原因。        

第二阶段：教学主体（45分钟）        

1.分析实腹式轴心受压构件破坏原因及破坏形式        

2.失稳破坏案例        

分析工程破坏原因，从事故的严重性和危害性， 培养学生严谨认真的工作态度，良好的职业道德，增强学生社会的责任感和使命感。        

介绍工程破坏背景，教育学生树立法律意识、守初心，担使命，“坚守铁规”        

3.实腹式轴心受压构件整体稳定性实用计算公式推导        

找到实际工程受压构件与力学中理想受力构件之间存在的差异，分析每一个差异带来的影响，最终推导出实腹式轴心受压构件实用计算公式。培养学生研究性思维的能力，养成从实际出发，实事求是的精神。        

结合行业设计规范条文讲解公式中各个符号的含义，从而让学生理解并学会运用公式解决实际工程问题。并进一步思考如何提高实腹式轴心受压构件稳定承载力。        

4.课堂练习，应用公式解决实际工程问题（20）        

根据应用型人才培养目标，设计例题多来源于工程实际，可以增强学生工程意识，建立工程概念，培养工程师精神。        

5.讨论提高实腹式轴心受压构件整体稳定性的措施（10分钟）        

方案合理性评价：解决工程问题有多种方法和措施，按照结构设计的“设计合理、轻质高强”出发点学会根据实际工程情况采取最有效的解决途径。精益求精，大国工匠精神。        

第三阶段：课程小结，布置作业（7分钟）        

                典型工程事故案例反思，体会工程师的责任与使命；坚守地法律底线，警钟长鸣。        

作业：布置适量练习题加强和巩固知识理解与应用        

拓展学习：大国工匠、超级工程等纪录片        

二、取得成效        

“轴心受力构件稳定性”这节课，教学的重点是让学生学会如何验算构件的整体稳定性。找到提高轴心受压构件稳定性的合理措施。本教学设计完成了知识目标、能力目标和育人目标的实现。课堂讲解及训练紧密结合工程实践，不仅使学生掌握了知识，而且培养学生分析工程问题的能力，加强学生对工程结构认识的同时提高了应用能力的培养。        

两个典型工程案例一方面为学生敲响了警钟，学生意识到土木建筑工程的责任与使命，谨遵设计规范依法建设，坚守铁律。另一方面，一个优秀的设计体现了工程师的知识储备和创新的思维能力，也让学生体会进一步体会“大国工匠精神”        

三、教学反思        

本节课的教学重点：轴心受压构件整体稳定性公式的应用。有些参数学生理解有难度，课堂时间有限，学生做题速度较慢，不能全面理解和提出合理设计方案，应加强课前预习环节的监督，深化预习内容。        

案例思政要素的切入要更自然和多面，潜移默化、润物细无声地发挥教书育人效果。        

课程名称        

钢结构原理        

本次课程目标：        

知识目标：理解梁整体失稳的原因，梁整体稳定性设计公式的推导，影响梁整体稳定的影响因素。        

能力目标：会应用《钢结构设计标准》规定梁的整体稳定设计公式及构造要求完成钢结构梁的设计。        

素质目标：通过梁的稳定性设计培养学生的工匠精神和职业道德，激励学生自觉遵守职业规范要求。        

思政育人目标：        

1.培养学生研究性思维能力、辨证性思维能力。        

2.教育学生做人做事都要认真严谨、一丝不苟，培养学生的职业道德及工匠精神。        

3.从事故的严重性和危害性，塑造工程师爱岗敬业的使命感和责任感。        

一、实施过程        

第一阶段：知识回顾、课程导入，提出问题。（8分钟）        

回顾实腹式梁强度破坏计算公式，根据构件安全性设计要求，提出梁整体稳定性要求。并根据破坏图片结合力学知识分析梁发生整体性失稳的原因。培养学生勤学好问，善于思考、研究性思维能力。        

第二阶段：教学主体（55分钟）        

1.知识讲授        

（1）案例分析、剖析钢结构梁失稳破坏机理及影响梁整体稳定性的因素        

列举工程破坏案例，分析破坏原因，教育学生树立爱岗敬业的社会主义价值观；对事故责任人的法律制裁让学生产生敬畏感、责任感和使命感、教育学生遵守职业道德、坚守法律底线；不忘初心、牢记使命。同时，也让学生带着问题去学习，提高学习主动性。        

2.公式推导、《钢结构设计标准》计算公式及参数选取        

3.结合力学原理及影响因素提出解决问题的方案        

由梁整体性稳定计算公式出发，结合影响梁稳定性的因素，提出提高稳定性的措施。并给出实际工程的做法。通过分析比较各个措施的影响程度及工程背景合理的选择最优方案，引领学生实事求是、从实际出发解决问题，并做到精益求精，培养学生工匠精神。        

4.结合《钢结构设计标准》介绍解决方案在实际工程中应用        

《钢结构设计标准》条文的引入让学生明白“学以致用”，同时《标准》的严格性也教育学生做人做事都要认真严谨、一丝不苟，培养学生的职业道德。        

第三阶段：课堂练习及问题讨论（15分钟）        

理论结合实际，强化知识的应用，也通过问题讨论来进一步提高学生对知识的运用能力。        

第四阶段： 课程小结拓展学习（7分钟）        

跟学生一起完成课程小结，帮助学生梳理本次课教学内容、明确重点，锻炼学生归纳总结的能力；拓展学习：实腹式梁最新发展动态“波形腹板梁”的研究与应用，引领学生关注并学习学科前沿知识，培养学生科学研究的精神与意识，同时，培养学生自主学习、终身学习的意识和能力。        

第五阶段：布置作业（5分钟）        

二、取得成效        

受弯构件是建筑结构中做重要的水平构件，是保证整个屋盖安全性的构件。因此实腹式受弯构件（梁）的整体稳定性设计至关重要。本次课从受力分析到破坏分析到公式推导再到规范条文应用，条理清晰的给学生展现了该构件的设计全过程。并引入实际工程案例，达到了知识传递和能力培养的目标。        

列举工程事故并剖析事故背景原因，学生深刻认识到结构设计的严谨性，工程师责任重大。达到了警醒与教育作用。完成了思政育人目标：做人做事都要认真严谨、一丝不苟，爱岗敬业、遵守职业道德塑造工匠精神。        

三、教学反思        

目前主要采用“案例教学法”。从课程的教学过程中提出主题问题，从工程案例中引出思想政治教学内容，转化为思想教育。教学方法还比较单一，需要不断在实践中摸索探究和创新教学方法，丰富教学手段，增加课堂吸引力，进一步调动学生积极性。        

思政内容方面还需要挖掘更具体的、更生动的专业课程思政元素，更有效地落实“知识传授 ，能力培养，价值塑造，”三位一体的教育理念。        

课程名称        

钢结构原理        

本次课程目标：        

知识目标：了解实腹式压弯构件失稳形式即产生原因， 建立压弯构件整体稳定性设计准则，掌握稳定性计算公式及公式中各参数的含义与计算办法。        

能力目标：应用《钢结构设计标准》中实腹式压弯构件整体稳定性计算公式完成实际工程中实腹式压弯构件的合理设计，并找出保证稳定性的有效措施。        

素质目标：通过压弯构件的稳定性设计培养学生遵守职业规范和职业道德，认真严谨的工匠精神。        

思政育人目标：        

1. 从设计准则到公式推导培养学生研究性思维能力和科学精神。        

2. 教育学生做人做事都要认真严谨、一丝不苟，培养学生的职业道德及工匠精神。        

3. 从事故的严重性和危害性，塑造工程师爱岗敬业的使命感和责任感，培养安全的工程意识。        

一、实施过程        

第一阶段：知识回顾，提出问题。（8分钟）        

回顾压弯构件、拉弯构件的强度、刚度计算内容；回顾根据轴压构件、受弯构件的失稳形式；        

提出问题：列举实腹式压弯构件在工程中的应用，建立工程概念。根据轴压构件、受弯构件的失稳形式分析压弯构件课程产生的失稳破坏形式。培养学生研究思维能力。        

第二阶段：教学主体        

1.公式推导        

以弯矩作用平面内稳定计算公式为例，分析构件受力后由弹性到弹塑性再到失稳发展过程，根据构件变形分析失稳发生的类型、原因根据力学原理推导出各阶段承载力计算公式。培养学生科学研究精神，即求知向学、持之以恒。        

2.规范应用        

《钢结构设计标准》条文的引入做到理论联系实际，《标准》规范的严谨性教育学生做人做事都要认真严谨、一丝不苟，培养学生的职业道德及工匠精神。        

3.课堂练习        

设计例题紧密结合工程实际，培养学生应用规范解决实际工程问题的能力，培养学生分析问题解决问题的能力。        

第三阶段：问题讨论（10分钟）        

分析工程事故发生原因，教育学生树立爱岗敬业的社会主义价值观；对事故责任人的法律制裁让学生产生敬畏感、责任感和使命感、教育学生遵守职业道德、坚守法律底线；不忘初心、牢记使命。        

第四阶段：小结、作业、拓展学习（10分钟）        

利用板书总结本节课程内容、布置适量的作业增强学生知识的理解与应用。        

拓展学习：培养学生终身学习的意识        

二、取得成效        

实腹式压弯构件是建筑结构中做重要的构件，是结构安全的最后一道防线。因此实腹式压弯构件（柱子）的整体稳定性设计至关重要。本次课从受力分析到破坏分析到公式推导再到规范条文应用，条理清晰的给学生展现了该构件的设计全过程。并引入实际工程案例，达到了知识传递和能力培养的目标。        

列举工程事故并刨析事故背景原因，学生深刻认识到结构设计的严谨性，工程师责任重大。达到了警醒与教育作用。完成了思政育人目标：做人做事都要认真严谨、一丝不苟，爱岗敬业、遵守职业道德塑造工匠精神。        

三、教学反思        

目前主要采用“案例教学法”。从课程的教学过程中提出主题问题，从工程案例中引出思想政治教学内容，转化为思想教育。教学方法还比较单一，需要不断在实践中摸索探究和创新教学方法，丰富教学手段，增加课堂吸引力，进一步调动学生积极性。        

思政内容方面还需要挖掘更具体的、更生动的专业课程思政元素，更有效地落实“知识传授 ，能力培养，价值塑造，”三位一体的教育理念。        

课程名称        

钢结构原理        

本次课程目标：        

知识目标：了解螺栓连接的基本形式，优缺点。受剪螺栓连接的实验过程、主要破坏形式及计算要点。掌握螺栓连接在剪力作用下的计算公式。        

能力目标：应用计算公式完成实际工程中螺栓连接节点设计。        

素质目标：合理设计、安全的前提下做到经济耐久，工程师基本素养。        

思政育人目标：        

1. 从设计准则到公式推导培养学生研究性思维能力和科学精神。        

2.培养学生的职业道德及工匠精神，建立土木工程师的使命感与责任感。        

3. 从事故的严重性和危害性，“千里之堤，毁于蚁穴”小事不慎将酿成大祸，教育学生从点滴做起，做人做事都要认真严谨、一丝不苟。        

一、实施过程        

第一阶段：知识回顾 提出问题        

    根据螺栓在实际工程中的不同应用提出三问，代表螺栓三种不同的受力形式，实际工程图片更直观地为学生建立起工程概念、更容易引起学生学习兴趣。让学生带着问题去学习，培养学生探究问题、分析问题的探索精神和科学研究精神。        

第一阶段：教学主体        

1.公式推导        

从实验曲线出发，通过理论分析，讨论可能发生的破化形式，找到解决问题的方法，培养学生科学思维能力        

2.规范使用        

《钢结构设计标准》是钢结构设计的依据，在课堂教学中引入标准规范条文让学生明确所学理论的实际应用，了解理论分和实际设计之间的存在的差异。让学生养成遵守标准规范的习惯，养成良好的职业道德和行为规范，“无规矩不成方圆”，做人做事都要在“遵章守纪”。        

3.课堂练习        

课堂练习可以巩固强化知识应用，熟悉标准规范实用，提高解决问题的能力。练习题来源于实际工程设计，符合应用型人才培养的目标。        

第三阶段：问题讨论“小螺栓、大事故”（10分钟）        

学习事故发生的原因，结合设计缺陷讨论合理的设计方案，如何避免类似的事故发生。工程事故的警示学生土木工程师应承担的责任。增强学生社会的责任感和使命感。        

“小螺栓，大事故”一方面告诫学生“千里之堤、毁于蚁穴”；另一方面鼓励学生“千里之行，始于足下”从点滴做起，严谨认真、持之以恒。        

     第四阶段：小结、布置作业（7分钟）        

二、取得成效        

本次课从受力分析到破坏分析到公式推导再到规范条文应用，条理清晰的给学生展现了该构件的设计全过程。并引入实际工程案例，达到了知识传递和能力培养的目标。        

列举工程事故并刨析事故背景原因，学生深刻认识到结构设计的严谨性，工程师责任重大。达到了警醒与教育作用。完成了思政育人目标：做人做事都要认真严谨、一丝不苟，爱岗敬业、遵守职业道德塑造工匠精神。        

三、教学反思        

目前主要采用“案例教学法”。从课程的教学过程中提出主题问题，从工程案例中引出思想政治教学内容，转化为思想教育。教学方法还比较单一，需要不断在实践中摸索探究和创新教学方法，丰富教学手段，增加课堂吸引力，进一步调动学生积极性。        

思政内容方面还需要挖掘更具体的、更生动的专业课程思政元素，更有效地落实“知识传授 ，能力培养，价值塑造，”三位一体的教育理念。