小议建筑结构课程教学改革

小议建筑结构课程教学改革

论文栏目:建筑结构论文

一、非土木类专业对建筑结构知识的需求
非土木类专业，比如工程管理专业、建筑学专业，它们与土木类专业在学生的培养目标和要求上存在着较大差别，而这一差别在学生的培养过程中得不到足够重视，往往“建筑结构”课程都是由结构专业的教师来讲授，教师的授课较容易受到结构专业课程设置的影响。如果未针对非土木类专业的特点和学生的特点，来组织教学内容和选择教学方法，而仅仅参考结构专业的教学内容和教学思路来授课，会严重影响学生的学习效果和教师的教学效果。“建筑结构”课程是工程管理专业一门重要的技术类课程，该课程在工程管理专业人才培养中起重要作用。[2]工程管理专业学生的学习重点是建立工程概念，使学生掌握建筑结构方面的基础知识及有关的构造要求，具备在实际工作中分析和解决一般结构问题的能力。“建筑结构”课程是建筑学专业的基础课，[3]建筑学专业学生的学习重点是建立结构中的力学概念，将其学到的建筑结构知识应用到建筑设计中，这样建筑师和结构师才能紧密合作。土木工程专业与工程管理专业及建筑学专业的从业对象都是建筑工程，但是从业目标却不相同，土木工程专业侧重于结构设计和施工管理，工程管理专业侧重于项目决策和全过程管理，建筑学专业侧重于建筑设计和建造艺术。从业目标的不同决定了不同专业对建筑结构知识的需求也不相同，即工程管理专业和建筑学专业对建筑结构知识的需求明显弱于土木工程专业。
二、“建筑结构”课程教学内容改革
1.对教学内容的整体把握
教学内容应根据建筑结构知识与非土木类专业对其需求之间的关系来安排，培养学生结构整体思维意识。教师应从建筑结构整体的角度，阐述建筑结构概念设计，改变传统的只重视基本构件而轻视结构整体分析的教学模式，强调钢筋混凝土结构（构件）、砌体结构（构件）、钢结构（构件）这三类结构（构件）在设计时的异同点，通过类比加深学生对知识点的理解，重原理轻公式，侧重于技术知识的有效性，弱化计算公式的推导过程及其参数的讲解，从而引导学生掌握技术课程的精华。[4]教师还要注重非土木类专业知识体系向建筑结构知识体系的过渡。非土木类专业的建筑结构教材内容过于强调结构设计自身，其与非土木类专业的知识体系之间的联系较少，缺乏非土木类学生在理解建筑结构知识所必需的过渡阶段，不利于学生形成结构素养，这方面的过渡则由授课教师来把握。由实体结构向力学模型简化的过程同样需要引起重视，要加强建筑结构与相关知识体系的联系，帮助学生树立建筑结构整体概念。最后教师要能把握知识的纵、横向扩展。围绕真实的典型工程设计案例连续地组织授课内容，可使各部分相对独立的课程内容彰显其内在逻辑性，更具工程直观性。以建筑结构知识为主体，授课内容应优选与专业相关的、学生感兴趣的且工程中易引起误解的主题。
2.增加阅读结构施工图相关知识
工程图一直被称为工程界的共同语言，凡是从事建筑工程设计、施工、管理及相关行业的工程技术人员都离不开图纸，[5]因此，“建筑结构”课程的教学内容有必要融入结构施工图的识读这一内容。先讲解每种结构（构件）的结构设计原理，随后讲解与该部分结构（构件）相应的结构施工图的识读，对结构施工图的识读与对构件计算的理解是相互促进的。结构施工图主要包括建筑工程结构制图规定、钢筋混凝土结构构件配筋图、钢结构构件及连接的表示方法，通过介绍有关建筑工程制图标准使用方法，使学生在工作岗位中具有独立工作的能力。结合专业实践，引导学生掌握建筑结构设计的基本过程及结构施工图的形成过程，增强阅读结构施工图的能力。
3.根据科研成果充实教学内容
随着科学研究地不断深入，新材料、新技术不断出现在各类建筑结构中，比如FRP材料、活性粉末混凝土、异形柱等，而书本内容往往不能及时反映新的科研成果。因此，教学过程中要根据建筑结构科学研究的发展情况纳入新知识。任课教师要努力承担科研任务并密切关注新的科研成果，坚持教学与科研一体化，实现教学与科研相互促进、协调发展。
三、贴近专业需求的教学方法
1.提升教师非土木类专业的专业能力
“建筑结构”课程的任课教师多数情况下是结构专业的教师，而这些教师缺乏非土木专业的专业素养，这样不利于实现非土木专业知识向结构知识的良好过渡。因此，为适应专业需求及社会发展，需要专业型的教师来完成“建筑结构”课程教学。对于工程管理专业的“建筑结构”课程，则应更多地了解工程管理专业的工程实践，从中找出相应的结构知识，从而建立管理知识与结构知识之间的联系。专业型教师除了定期深入到工程第一线学习与结构专业及非土木类专业相关的工程实践知识外，还有必要参加国家注册结构工程师、建筑师、建造师等工程执业资格考试。实践证明，只有具有非土木专业的专业素养的教师才能更好地进行“建筑结构”课程教学，才能培养出与专业需求相适应的专业人才。
2.加强学生的感观认识
拍摄反映工程建设各个阶段的照片，并逐步在教学过程中应用，通过直观的照片将书本上枯燥的知识形象化，增强学生的感观认识，更好地帮助学生理解结构知识。利用各种渠道借用工程项目的施工图纸，在教学的相应环节对图纸内容及表达方式加以介绍，逐步提高学生的读图能力，培养工程意识。为满足形象化教学的需要，学校应配置一定量的教学模型。如制作各种结构体系的教学模型，以及配筋构件模型，结合模型讲解结构知识，通过这种直观的教学方式既可以增加学生的学习兴趣，又可以加深学生对知识的掌握程度。全国大学生结构设计竞赛是全国九大大学生学科竞赛之一，教师在条件许可的情况下，可鼓励学生积极参与这种结构设计竞赛，或者搜集历届获奖作品将其制作成教学模型，通过对这类模型的讲解，激发学生的创造力和想象力。
3.重视现代教学手段的运用
教师通过CAI课件将枯燥的知识活化，形象地呈现给学生。课件内容要符合专业特点，尽量多用图片、动画等影音形式，加大Photoshop、Flash等软件在课件制作中的使用频率。运用多媒体技术展示大量的工程实例及各结构形式在实际工程中的应用，通过表情、手势和语调引导学生思路，同时利用黑板讲解调整讲课节奏，避免单一教学手段给学生带来的视觉和心理疲劳。根据近几年的教学经验，完全采用多媒体课件教学，效果并不十分理想，可以采取传统教学与多媒体教学相结合的方式。对于某些构件的受力破坏过程及破坏形态，如在课堂上通过视频把构件的受力全过程播放出来，可避免语言的枯燥，学生将会有一个动态的全过程认识。比如，讲解钢筋混凝土梁发生剪切破坏的三种破坏形态，即斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏，可用视频把梁发生每种剪切破坏的全过程展现给学生，学生的学习效果会明显好于用语言枯燥的讲解。
4.进行考试方法的改革
考试是教学过程中的一个重要环节，考试方法的得当与否直接影响学生的学习效果及教师的教学效果。考试应以准确评价学生对知识的掌握程度，培养学生独立的设计能力、创新精神及自学意识为目的。建筑结构考试应由平时考核与传统的闭卷考试相结合，这两项各占50分，对研究性学习和实践性学习考虑一定的附加成绩。以求创新、重能力为导向确定考核内容，主要考察以下几方面的内容：建筑结构概念和体系；结构基本构件设计（包括计算和构造）；结构施工图的绘制及识读；对建筑结构相关规范及资料的文献检索能力。
四、结语
“建筑结构”课程涉及学科较广，是理论性与实践性均很强的综合性技术学科。对非土木类专业人才的需求正从具有单一专业能力向综合素质能力转变，而“建筑结构”课程对综合素质的培养有着重要影响，因此该课程将更具重要性。教学改革实践表明，立足于专业需求，进行教学内容和教学方法改革，可增强学生的学习效果和教师的教学效果、拓展学生的专业能力。经过不断地改革与实践，一定能培养出兼具基础理论知识和全面实践能力的专业人才。