建筑结构课程教学改革思路与实践

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】本文针对目前建筑学专业建筑结构课程的教学现状，深入分析了教学过程中存在的问题，阐述了优化教学内容和改革教学方法的必要性。从教学内容、教学方法两个方面深入探讨建筑结构课程教学改革思路和实施办法。
　　【关键词】建筑学;建筑结构;教学改革
　　中图分类号： TU71-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）18-0139-003
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.066
　　Teaching Reform and Practice of Architectural Structure Course
　　LIU Xiao
　　（School of Civil Engineering and Architecture，Southwest University of Science and Technology，
　　Mianyang Sichuan，621010）
　　【Abstract】Based on the current teaching situation of architectural structure course，this paper analyzes the problems existing in the teaching process，and expounds the necessity of optimizing teaching content and reforming teaching methods.From the two aspects of teaching content and teaching method，this paper discusses the teaching reform ideas and implementation methods of architectural structure course.
　　【Key words】Architecture;Architectural Structure;Teaching Reform
　　0 引言
　　建筑結构课程属于建筑学专业必修课，课程讲述一般建筑结构的基本原理，介绍一般房屋结构的设计概念，结构体系选择原则，结构布置方案及结构构件设计方法，并对房屋建筑抗震知识进行概述。从而使学生掌握建筑结构的设计原理、设计方法，并能进行一般的常用结构和构件的设计。本课程理论性、专业性、综合性较强，是由钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、工程结构抗震设计等多个课程单元整合而成。学习中既要注重理论公式，又要注重实际工程经验，同时还要熟悉建筑构造等专业知识。对于土木工程专业学生而言，须由多个教师分三个学期完成授课，才可达到预期教学效果。然而建筑学专业该课程的教学课时十分有限，加之非土木专业学生力学基础薄弱，结构意识相对淡薄，实际工程经验欠缺，很难对课堂教学内容理解消化，导致学生在学习过程中普遍感到吃力，教学效果不甚理想。因此，在建筑学专业进行《建筑结构》课程的教学改革，提高教学质量迫在眉睫。本文结合自身教学经验，对该课程教学存在的问题进行剖析，对教学内容和教学方法等方面的改革进行深入探讨。
　　1 建筑结构课程教学中存在问题
　　1.1 教材适用性欠缺
　　从教材内容和结构上来看，目前建筑结构课程所使用的大部分教材是将钢筋混凝土结构设计原理、砌体结构、钢结构、工程结构抗震设计等基础知识的简单叠加与汇总。主要涉及相关计算公式、计算理论、规范条款等内容。由于篇幅有限，知识点的引入往往不够充分，缺乏合理的组织和过度而直接给出重要性结论。对于力学基础较为薄弱的非结构专业学生而言，理解和掌握起来较为困难。同时，教材内容繁多，与十分有限的课时数相矛盾，教师在授课过程中深感时间紧张，为完成教学任务，只能加快讲授速度，最终学生对知识点的掌握不充分。再者，已有的大多数教材内容未侧重考虑非土木工程专业学生的实际情况，未结合建筑学专业特点对教材内容进行精简或改编，许多知识点和作业习题未能有效联系建筑学相关工程实际进行讲述与练习，单侧重于力学概念和规范条款，对于该专业学生较抽象，学习难度大，趣味度低，不利于培养学生的工程能力。
　　1.2 教学内容广度与深度难兼顾
　　从广度上来看，“建筑结构”课程涵盖钢筋和混凝土材料的力学性能、结构设计基本计算原则、钢筋混凝土基本构件的计算、各类结构的构造要求、梁板结构、单层工业厂房、多层框架以及钢结构、结构抗震构造和地基基础工程等专业基础知识，另外还融合了理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料等基础课程的内容。[1]同时课程内容具有“五多”的特点，即概念多、公式多、系数多、符号多、构造规定多。[2]从深度来看，以钢筋混凝土受弯构件计算为例，需要从了解构件构造特点、分析构件受力状态、列举状态平衡方程、推导计算公式、计算公式经验性调整等多个阶段层层推进式的深入讲解，才能使学生深刻理解并掌握构件的设计方法，然而若将每一个知识点都进行深入剖析，详细讲述来龙去脉，在32个学时里完成所有教学内容，是极其困难的。可见，利用有限的课时，合理将“建筑结构”课程讲授的广度与深度有机地统一起来，难度很大。因此，兼顾建筑结构课程教学内容的广度与深度是进一步提高本课程教学质量的一个重要突破口。
　　1.3 学生群体的专业特殊性
　　本课程主要面向建筑学专业学生开设，虽然该课程作为其专业必修课程，但是相较于土木工程专业学生而言，本课程学生并未接受材料力学、结构力学等前期基础课程学习，其力学基础相对薄弱，同时该课程的学习过程中会涉及大量方程、曲线、公式等，理工科的思维方式与建筑学专业的其他课程相比有很大区别，往往使得学生对课程中出现的受力状态平衡方程、结构设计公式等抽象力学知识表现出畏难情绪，极大影响其学习兴趣。再者，即使是常见的钢筋混凝土结构和砌体结构，学生也多是在建筑功能和建筑形象方面有较多的认识，而在结构方面缺乏必要的感性认识，加之缺乏工程实践经验，使得学生对于本课程中出现的大量而繁琐的规范构造要求，学习起来较为困难。总之，非土木工程专业学生客观条件的限制，也是影响建筑结构课程教学效果一个重要因素。 　　2 优化教学内容设计
　　2.1 更精准定位课程教学目标
　　课程的教学目标决定课程的教学内容，因此更加精准定位建筑学专业建筑结构课程的教学目标是教学内容优化的首要任务。《全国高等学校建筑学专业本科（五年制）教育评估标准》（简称《评估标准》）对建筑结构课程的教学提出如下要求：①了解结构体系在保证建筑物的安全性、可靠性、经济性、适用性等方面的重要作用，掌握结构体系与建筑形式间的相互关系，了解在设计过程中与结构专业进行合作的内容;②掌握常用结构体系在各种作用力影响下的受力状况及主要结构构造要求;③有能力在建筑设计中进行合理的结构选型，有能力对常用结构构件的尺寸进行估算，以满足方案设计的要求。[3]可见，该课程的教学目的是使得建筑学专业毕业生在从事建筑设计工作时，能够了解建筑结构知识，能够与结构工程师紧密地合作、有效沟通，将所学到的建筑结构知识在建筑设计中加以应用，从设计早期协调建筑美学、功能性要求与结构安全性要求之间关系，尽量减少后期结构设计阶段不必要的多次修改时间，提高项目完成效率。这就要求该专业学生具有一定力学概念，了解结构构造要求，并能在实际的工程设计中分析一般结构问题的能力，进行合理的建筑平面和立面布置。所以，针对这项岗位能力的培养，建筑结构课程教学重点应放在结构的整体概念以及如何确定合理的结构体系方面，并在教学过程中逐步强化学生结构布置的基本要求和构造措施要求。
　　2.2 精选课程教学内容
　　基于上述课程教学目的，教学内容应坚持“必需、够用、适度”的原则进行设置，强化重点、弱化难点;[4]强化结构布置方案、弱化受力分析过程;强化整体概念、弱化细部计算。同时，根据《评估标准》的要求，不能将土木工程专业的教学内容浓缩后全盘塞给学生，而应制定适合建筑学专业的教学内容。对建筑学专业的学生而言，重点应该是建立结构布置概念、掌握基本构件的设计方法及其构造要求，所以应把握整体概念，满足“广度”要求，然后针对重点内容要讲深讲透彻。以钢筋混凝土梁板结构内容为例，应将现浇单向板肋形楼盖中单向板、次梁和主梁的布置原则整体讲述，然后将构造要求作为重点来讲，而楼盖的受力特点尽量形象、簡略、概念性讲述，不宜深入展开;高层结构设计中，重点讲解结构平面、立面布置的基本要求和相应的构造措施，弱化计算理论部分。
　　此外，在教学过程中以讲解基本概念、基本理论为主的同时，应引入大量的工程案例分析阐述结构理论丰富的内涵，也可介绍相关领域的最新研究成果，可大大激发学生的学习热情，开拓学术视野，加深学生对该课程的理解和记忆，有效地提高了学生解决实际问题的能力。同时增强结构课程的系统性、深入性、可操作性。
　　3 改良教学方法
　　3.1 理论与实践结合教学
　　建筑结构课程具有理论性强、力学概念丰富、构造要求繁多的特点，单独的理论讲解难免枯燥乏味，加之学生力学基础较薄弱，取得良好的教学效果实属不易。目前，对于此课程并未设置课后的课程设计实践环节，学生很难将所学知识联系于实际工程。所以，在教学过程中，教师应有意识采取多种手段将理论与实践教学相结合。主要可通过以下三种途径尝试：（1）利用现场教学的直观优势，在课余时间带领学生参观合适的建筑工地，通过建筑实物，以视觉、听觉、触觉感受认识各类结构形式、结构布置特点等，可调动学生学习热情，加深其对专业知识的感性认识，培养其工程意识。（2）以学期大作业的形式布置学生开放性设计题目。例如，在讲述了钢筋混凝土结构设计方法之后，可让每一位学生自行寻找或自绘一张建筑平面布置图，并在此基础上进行结构平面布置训练，随后选择一个梁或板构件进行简单的构件设计，作为平时成绩进行考核。此方法可敦促学生将所学知识与实际工程进行联系，同时将建筑学、土木工程专业知识进行良好结合及应用，有效提高教学质量。（3）鼓励学生积极参加学校、省级、全国大学生结构设计竞赛，在备赛过程中指导学生运用建筑结构知识进行结构模型的方案设计、模型制作、构件设置等。激发学生发散思维，积极创新，在保证安全性、耐久性基础上尽可能减少模型自重。该过程可使学生将所学知识深度理解、融会贯通。
　　3.2 推行以学生为主体的教学模式
　　良好的教学模式能够很好的促进学生学习，提高学生心里满足感。[5]鉴于建筑结构课程内容繁多、实践性的本质，培养学生主动学习所需的独立思考能力和批判思维对建筑学专业学生结构知识体系的系统化至关重要。因此，在课堂教学中应推行以问题为基础、以学生为主体的讨论式、启发式教学模式，尽量避免满堂灌的现象。在教学方法中使用“悬念”作为链接，启发学生发散思维积极思考，是一个提高教学效果的有效途径。譬如，在每一次课前都设置好当堂课的中心课题悬念，然后围绕悬念不断地提出一系列问题，这些问题连串成课堂主线，层层递进，重点突出。鼓励学生跟随教师思路不断思考，并以小组为单位积极讨论，大胆提出自己的见解，各学习小组间可相互补充、反驳、评价。从而构建活跃的课堂气氛，使学生对问题产生深刻理解和记忆。
　　3.3 教学手段立体化
　　为了最大限度地提高课堂教学效率，不能单纯利用传统的教师口述、板书教学。而应借助现代化多媒体手段，比如动态仿真、动画再现、智能模拟等新的教学手段弥补传统授课的不足。在极其有限的课堂时间里尽可能有效地传递给学生更多信息，且极大地冲击学生的视觉、听觉，充分调动学生的学习积极性，给学生带来鲜明的印象。
　　值得注意的是，近年兴起的虚拟现实技术逐渐被应用于现代教育技术中。这种方法可对建设工程进行虚拟建造、施工优化配置，通过该技术可将混凝土结构、钢结构等复杂结构在课堂上进行呈现。在日后的课程教学中，虚拟现实技术应得到更多的应用和发展。
　　4 结语
　　针对建筑学专业建筑结构课程教学过程中存在的客观问题，进行了分析和探讨，并提出优化教学内容、改良教学方法的具体措施。经过尝试，很大程度调动了学生的学习积极性、提高了教学质量。教学改革是一项长期的工作，需要教师在教学过程中及时发现问题并不断尝试改进，从而进一步提高学生的学习主动性、工程应用能力，激发学生创新能力。使得建筑结构课程能够真正符合建筑学专业培养目标的需要。为学生以后适应工作岗位打下扎实的基础。
　　【参考文献】
　　[1]杨晓明，王锦力，刘淼.工程管理专业“建筑结构”课程的广度和深度探讨[J].土木建筑教育改革理论与实践，2010，12（9）：179-182.
　　[2]胡尚瑜，覃荷瑛，曹霞.“建筑结构”课程教学模式研究与实践[J].课程教材改革，2013（14）：107-108.
　　[3]全国高等学校建筑学专业教育评估委员会：《全国高等学校 建筑学专业本科（五年制）教育评估标准》，《全国高等学校建 筑学专业教育评估文件》2003年12月.
　　[4]龚英智，丁发兴.建筑学专业建筑结构课程教学方法改革探讨[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2009，10（3）：126，165.
　　[5]潘毅，李彤梅，黄云德，李力，杨成.建筑类建筑结构课程教学改革探讨与尝试[J].高等建筑教育，2010，19（6）：119-121.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14950172.htm