探討《工程結(jié)構(gòu)可靠度》課程開設的實用性

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一、《結(jié)構(gòu)可靠度》開設的必要性

相關的從業(yè)工程技術人員也經(jīng)歷了以經(jīng)驗為主的安全系數(shù)法的舊規(guī)范到基于可靠度理論的極限狀態(tài)法設計的新規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”。新近入行的技術人員不必“轉(zhuǎn)軌”，直接采用新規(guī)范，但新規(guī)范的基礎———可靠度理論，只在極少數(shù)大學開設，這造成了理論與實踐的脫節(jié)，學生從業(yè)后對規(guī)范理解不夠深入和透徹面對規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”，我校的相應教學還沒跟上，作為規(guī)范的核心內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)可靠度原理在本科階段是不學的。事實上，為了方便學生以后從事土木工程，需要在本科生階段就進行教學，可以在本科生高年級開設。目前只在研究生階段學習，除了了解基于可靠度的規(guī)范外，也為學生科研提供了新方法，開拓了視野。

二、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學體系探討

《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學體系，應包括可靠度分析的基本方法，可靠度方法在不同地區(qū)、不同行業(yè)的實施情況，即規(guī)范，可靠度研究的進展情況，讓學生對可靠度在土木行業(yè)的應用和研究有較深入的理解，為學生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點。

1.教學目的?！督Y(jié)構(gòu)可靠度分析》是為土木研究生開設的課程。本課程主要介紹結(jié)構(gòu)分析中的可靠度理論、方法和應用。目前我國工程結(jié)構(gòu)設計，已從傳統(tǒng)的安全系數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳煽慷壤碚摰臓顟B(tài)設計方法。傳統(tǒng)的設計方法沒有充分考慮設計參數(shù)的不確定性，而可靠度理論則較充分地考慮了參數(shù)的隨機變異性，廣義可靠度則還能進一步考慮模糊不確定性和未確知性，是結(jié)構(gòu)設計理論與實踐發(fā)展的必然方向。課程目的是通過教學讓學生學會從隨機概率分析的角度來處理力學和結(jié)構(gòu)問題。

2.教學內(nèi)容選擇。工程結(jié)構(gòu)可靠度教學采用的教材是《工程結(jié)構(gòu)可靠性設計原理》，參考教材是《結(jié)構(gòu)可靠度理論》，內(nèi)容包括：工程結(jié)構(gòu)可靠度研究歷史簡介，傳統(tǒng)設計方法和半概率設計方法，中心點法———次二階矩理論之一，驗算點法———次二階矩理論之二，荷載及抗力的統(tǒng)計分析，近似概率法的應用，材料性能的質(zhì)量要求和控制，以及工程結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展中的幾個問題。本課程學習的重點是一次二階矩理論、概率極限設計實用表達式和結(jié)構(gòu)體系可靠度。由于是研究生課程，在講授時增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性與抗倒塌設計，既有結(jié)構(gòu)可靠性評估，又有巖土工程可靠度等內(nèi)容，為學生科研提供參考。

3.教學方法。當今教育注重知識講授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。知識是能力的基礎，能力是已獲知識應用的手段和體現(xiàn)。

（1）在課堂教學方法上，采用小班教學，課堂教學方式相對比較靈活。根據(jù)教學內(nèi)容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學等多種教學方式。

（2）將多種教學手段引入教學體系。除常規(guī)教學手段外，還可采用多媒體技術，比如ppt、視頻、動畫，以形象直觀地展示教學內(nèi)容，使學生理解更加容易，另外，由于土木工程的普遍性，還可以采用帶學生現(xiàn)場參觀的形式，拉近課堂與現(xiàn)實的距離。這些教學表現(xiàn)形式的多樣化，大大提高了教學效率和質(zhì)量。

（3）提升學生的科研意識。課堂上重視科研現(xiàn)狀和科研前沿的介紹，讓學生了解相關方面的研究情況。

4.重視應用網(wǎng)絡。在互連網(wǎng)發(fā)達的今天，學生上網(wǎng)幾乎成了習慣。充分利用這個條件，讓學生從網(wǎng)上搜集資料，自己了解和解決一些對他們相對有難度的問題。培養(yǎng)學生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。

5.提高教師素質(zhì)。教師的素質(zhì)直接關系著教學的質(zhì)量和效果。深厚的基礎理論和廣博的專業(yè)知識，一定的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，相當?shù)目茖W研究能力，是對現(xiàn)代大學教師的時代要求。教師須注重調(diào)整知識結(jié)構(gòu)體系，努力學習新技術，才能保證在教學中有效地提高講授的質(zhì)量，較好地提升學生的工程意識和科研意識。當然，作為教師的一般素質(zhì)要求的提升也不可懈怠，比如表達能力、與學生互動的能力、敏感捕捉學生疑惑點的能力等。教師自身素質(zhì)的提升，是保證土木《工程結(jié)構(gòu)可靠度》良好教學效果的動力和源泉。

三、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學實踐總結(jié)

結(jié)合教學實踐，下面是對《工程結(jié)構(gòu)可靠度》的教學實踐總結(jié)。

1.精心組織教學，全力保證教學質(zhì)量。在學生掌握結(jié)構(gòu)可靠度教學目的的基礎上，讓學生學會如何把結(jié)構(gòu)可靠度用于自己的研究領域；利用多樣化的教學手段，培養(yǎng)學生理解、解決實際問題的能力。

2.拓展課堂教學，開展多層次多種形式的教學活動。對于可靠度相關的概率、數(shù)理統(tǒng)計、隨機振動等數(shù)學知識，采用重點講解與學生自主學習相結(jié)合，對于規(guī)范現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，科研現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在課堂講解時穿插進行，開設與教學內(nèi)容相關的專題講座，開拓學生的視野，對可靠度有較深入的了解。結(jié)果表明：通過學習拓展、前沿講解和專題講座，學生鞏固了所學知識，開闊了視野，豐富了結(jié)構(gòu)可靠度的教學內(nèi)容。

3.結(jié)合科研與實際工程，提升教師素質(zhì)。做好科研課題，積極參加實際工程，可以有效提升教師的素質(zhì)。做好科研，才能把握土木結(jié)構(gòu)可靠度的快速發(fā)展，及時調(diào)整知識結(jié)構(gòu)，拓展知識面，了解新技術和新方法。積極參加實際工程，才能提高動手能力，增強工程素質(zhì)。實踐表明：通過將科研和工程實踐成果引入教學，能深入淺出，避免紙上談兵，有效增強教學效果。

4.考核辦法?？己瞬捎闷綍r成績和寫論文的形式，由于是小班，學生本科學習的背景不一樣，每個學生的論文題目和方向是不一樣的，迫使其獨立完成。經(jīng)學生的實踐說明，這種考核方法是適合該課程特點的一種較好的考試辦法。它既可以促進學生掌握可靠度的基本內(nèi)容，又可以增強學生分析問題和解決問題的能力，并對以后的碩士論文撰寫有幫助。四、結(jié)束語。在結(jié)構(gòu)可靠度的教學實踐中，有如下幾點體會：（1）課程內(nèi)容應盡可能地反映學科領域的發(fā)展現(xiàn)狀。課堂講義應反映一些較成熟的、工程上適用的較新研究成果，著重從方法和思路方面加以講解。（2）教學與學生擴展閱讀、自己查資料、寫論文相結(jié)合。培養(yǎng)學生自己就某個方向收集資料、提煉觀點的能力。（3）針對部分學生本科教學的背景差異，在課堂講授時，做一些查漏補缺的教學。該部分應簡單易懂，并給出進一步閱讀的參考書目或網(wǎng)址，以方便學生拓展閱讀。（4）教學與科研相結(jié)合。高水平的教學離不開科研，科研與教學相互促進，高質(zhì)量的教學需要高質(zhì)量科研的融入。

作者：楊世浩 齊甦 單位：中國地質(zhì)大學