建筑技術(shù)類課程的教學(xué)改革與實(shí)踐★

劉 杰 楊渝南*

(三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

·建筑業(yè)管理與政策研究·

建筑技術(shù)類課程的教學(xué)改革與實(shí)踐★

劉 杰 楊渝南*

(三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

以建筑結(jié)構(gòu)與選型課程為例，對(duì)建筑技術(shù)類課程的改革進(jìn)行了探索，通過對(duì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和現(xiàn)有問題的分析，嘗試從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段兩方面進(jìn)行改革，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐取得了良好的效果。

建筑技術(shù)類課程，教學(xué)改革，教學(xué)實(shí)踐，建筑結(jié)構(gòu)與選型

我國(guó)的建筑學(xué)專業(yè)課程一般分為四大課群，包括建筑設(shè)計(jì)課群、建筑理論課群、建筑技術(shù)課群、建筑表現(xiàn)與制圖課群[1]。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)中建筑技術(shù)的含量越來越重，建筑技術(shù)類課程作為建筑學(xué)專業(yè)的支柱之一，其重要性越來越明顯。然而，國(guó)內(nèi)外建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)中普遍存在重設(shè)計(jì)輕技術(shù)的現(xiàn)象，學(xué)生對(duì)技術(shù)類課程的學(xué)習(xí)積極性不高，效果也不甚理想。

目前，全國(guó)各高校在建筑學(xué)專業(yè)開設(shè)的主要建筑技術(shù)類課程有：建筑構(gòu)造、建筑材料、建筑力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)與選型、建筑物理和建筑設(shè)備等[2]。其中建筑構(gòu)造、建筑結(jié)構(gòu)與選型等課程，不僅在建筑學(xué)專業(yè)中開設(shè)，在城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、風(fēng)景園林等相關(guān)專業(yè)的本科教學(xué)中也有開設(shè)，其教學(xué)質(zhì)量對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要的影響。但是，經(jīng)過本人長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該類課程在教學(xué)內(nèi)容和方法上還存在不少問題，本文將以“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程為例，探討建筑技術(shù)類課程的改革途徑與實(shí)踐效果。

1 “建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程存在的主要問題

“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程的問題主要集中在課程內(nèi)容和教學(xué)手段方面，具體包括：

1)缺乏特別合適的教材，教學(xué)內(nèi)容跟不上時(shí)代發(fā)展。目前，這方面的教材市場(chǎng)上的各種版本較多，但適合于數(shù)學(xué)、力學(xué)知識(shí)較淺的建筑學(xué)及相關(guān)非結(jié)構(gòu)類專業(yè)學(xué)生的教材卻不多見。更有甚之，有的學(xué)校直接借用土木工程專業(yè)的本科教材，教學(xué)效果大受影響。同時(shí)，現(xiàn)有教材的內(nèi)容相對(duì)滯后，難以滿足實(shí)際工作的需要。例如，本校選用的教材是陳眼云等編著的《建筑結(jié)構(gòu)選型》(2006年)該書只介紹了常見的建筑結(jié)構(gòu)型式，包括剛架、桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索和高層建筑結(jié)構(gòu)等。然而，近年來由于我國(guó)建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑在面積、層數(shù)、高度和跨度等方面都有了明顯地增加，因此教材內(nèi)容顯得滯后，具體表現(xiàn)在：a.新近出現(xiàn)了很多像“鳥巢”“水立方”和CCTV新臺(tái)址大樓等挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的建筑，這就要求更多的單一型式和組合型式的結(jié)構(gòu)體系與之相適應(yīng)。這些在傳統(tǒng)的教材里都沒有體現(xiàn)，如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行，必然導(dǎo)致學(xué)生走向工作崗位以后不能很好地與社會(huì)接軌。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容的不完整導(dǎo)致學(xué)生不重視建筑結(jié)構(gòu)的總體概念和體系，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏整體認(rèn)識(shí)。b.現(xiàn)有教材對(duì)筒體結(jié)構(gòu)、門式剛架、鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展史、最新鋼結(jié)構(gòu)建筑、膜結(jié)構(gòu)的技術(shù)介紹及最新的膜結(jié)構(gòu)建筑物的介紹等方面以理論為主，結(jié)合實(shí)際工程論述較少，幾乎沒列入實(shí)際工程相關(guān)圖片，沒有相關(guān)前沿技術(shù)和理論的介紹，這大大削弱了講授理論的實(shí)用性。c.課程中大量措施均涉及抗震處理，但由于學(xué)生對(duì)抗震設(shè)計(jì)缺乏基本的認(rèn)識(shí)和對(duì)基礎(chǔ)概念的把握，理解有一定困難，而且由于書本中示意圖和圖片較少，使得教學(xué)過程不夠直觀，影響學(xué)生的積極性。

2)龐雜的教學(xué)內(nèi)容與有限的學(xué)時(shí)之間形成矛盾。目前，“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程分為建筑結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)選型兩部分內(nèi)容，主要包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，房屋建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)選型的基本知識(shí)。課程教學(xué)內(nèi)容多，涉及的范圍廣，既有基礎(chǔ)理論又有實(shí)際運(yùn)用，但是現(xiàn)在的學(xué)時(shí)設(shè)置卻很有限，例如本校建筑學(xué)專業(yè)該課程設(shè)置為40學(xué)時(shí)，城鄉(xiāng)規(guī)劃和環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)僅有32學(xué)時(shí)，與龐雜的教學(xué)內(nèi)容形成矛盾。再加上這些學(xué)生在相關(guān)數(shù)學(xué)、力學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)較薄弱，這都給日常的教學(xué)帶來了一定難度。

3)教學(xué)手段單一?！敖ㄖY(jié)構(gòu)與選型”在課程性質(zhì)方面一直被定義為理論課，一般以純講授的方式進(jìn)行，教學(xué)手段單一，再加上課程內(nèi)容較難，學(xué)生的興趣普遍不高，這種填鴨式的教學(xué)，效果也不太理想。

基于上述存在的問題，我們對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行了改革并付諸實(shí)踐。

2 “建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、更新和擴(kuò)充

根據(jù)現(xiàn)有教材的缺陷和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行以下調(diào)整：

1)本課程由于內(nèi)容龐雜、課時(shí)量較少，因此在講授時(shí)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了取舍和詳略的調(diào)整。針對(duì)建筑學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容突出應(yīng)用性，對(duì)于復(fù)雜的公式推導(dǎo)和運(yùn)算部分簡(jiǎn)單說明或略過，著重講解各種結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)例分析。經(jīng)過調(diào)整，課程的內(nèi)容更精煉，重點(diǎn)突出，更適合建筑學(xué)等專業(yè)的特點(diǎn)。

2)針對(duì)教學(xué)內(nèi)容滯后的問題，在課程講授過程中加大了高層、大跨度及異形建筑方面內(nèi)容的比重，并且引入大量的圖片、實(shí)例和動(dòng)畫豐富教學(xué)內(nèi)容。例如，在門式剛架部分引入了廣泛采用的廠房門式剛架結(jié)構(gòu)(見圖1)，結(jié)合大量圖片詳細(xì)介紹其結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及相應(yīng)適用范圍，簡(jiǎn)要介紹其設(shè)計(jì)和施工理論技術(shù)。在鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展史中引入4個(gè)有代表意義的鋼結(jié)構(gòu)，闡述其歷史地位和意義，重點(diǎn)結(jié)合大量奧運(yùn)場(chǎng)館、上海世博會(huì)場(chǎng)館等圖片介紹和分析，指出鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)介紹膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、典型的建筑及相關(guān)技術(shù)(見圖2)。這些內(nèi)容上的調(diào)整提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊了視野，拓展其思維廣度，使課程教學(xué)成為學(xué)生課后自我學(xué)習(xí)、自我擴(kuò)充知識(shí)的動(dòng)機(jī)。

3)針對(duì)建筑學(xué)、城市規(guī)劃、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)等專業(yè)的學(xué)生缺乏與抗震設(shè)計(jì)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)的問題，在課程中專門補(bǔ)充了2個(gè)學(xué)時(shí)的抗震基本知識(shí)。結(jié)合大量實(shí)際示意圖和地震災(zāi)害圖片(見圖3，圖4)說明：a.震級(jí)和烈度的基本概念、地面波動(dòng)形式(對(duì)應(yīng)三種波)、抗震設(shè)防目標(biāo)；b.框架抗震的8個(gè)原則；c.建筑物的正常使用極限和承載力極限狀態(tài)；d.強(qiáng)柱弱梁、樓梯間和電梯間為建筑物薄弱環(huán)節(jié)及地震的實(shí)際破壞形態(tài)；e.不同結(jié)構(gòu)體系模型在地震下的不同破壞形態(tài)。經(jīng)過相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的擴(kuò)充，學(xué)生能夠更好地理解課程內(nèi)容。

2.2 采用豐富多樣的教學(xué)手段

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變傳統(tǒng)純講授的方式，引入了多種教學(xué)手段：

1)加入教學(xué)影像，充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。建筑技術(shù)類課程中有大量的概論和設(shè)計(jì)原則，這些內(nèi)容不易引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，科學(xué)合理地采用視頻、動(dòng)畫進(jìn)行概論和設(shè)計(jì)原則講解，有直觀性好，知識(shí)密度大，聯(lián)系實(shí)際緊密，易于提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等優(yōu)點(diǎn)。例如，在講解多高層結(jié)構(gòu)時(shí)，以金茂大廈、CCTV新轉(zhuǎn)播大樓的視頻為例，視頻緊密貼合教材的講述內(nèi)容，主要從建筑選型、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)闡述，其中涉及建筑選型的文化內(nèi)涵和方案比選過程、建筑物抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)(包含基礎(chǔ)設(shè)計(jì))、防火消防設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)交通的電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，加入視頻教學(xué)效果明顯，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在視頻放映過程中適當(dāng)?shù)亩ǜ耜U述，使教科書中的理論、概念等與視頻內(nèi)容的聯(lián)系得以展現(xiàn)，可加深學(xué)生對(duì)特定概念、原則的理解，加強(qiáng)理論結(jié)合實(shí)際工程的分析能力，效果要好于單純的PPT教學(xué)。

2)嘗試問題導(dǎo)入式教學(xué)。本課程部分內(nèi)容比較復(fù)雜且枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易走神，問題導(dǎo)入式教學(xué)是解決該問題的有效手段之一。對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容從新的角度局部系統(tǒng)化，使教學(xué)目標(biāo)在局部?jī)?nèi)容中更加明確，學(xué)生對(duì)明晰系統(tǒng)的理解和長(zhǎng)期記憶會(huì)加深。例如，從結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及平面結(jié)構(gòu)體系和空間結(jié)構(gòu)體系的對(duì)比出發(fā)，導(dǎo)入剪力墻片和L形剪力墻及筒體的概念，導(dǎo)入平面結(jié)構(gòu)桁架和空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的對(duì)比概念，導(dǎo)入平面結(jié)構(gòu)拱和空間結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)的對(duì)比概念。

通過先導(dǎo)入問題，再講解的方式，提高了學(xué)生的興趣，使他們帶著問題來學(xué)習(xí)，針對(duì)性更強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果明顯提高。

3)采用多元化的考核方法。在考核階段，改變傳統(tǒng)的試卷考試的單一方式，以考試、繪圖闡述和模型制作相結(jié)合的方式進(jìn)行考核。模型制作可與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽接軌，在加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，實(shí)際的模型制作可以讓學(xué)生更好地理解所學(xué)概念和理論，如：形抵抗結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)的空間效果、拱結(jié)構(gòu)受壓穩(wěn)定性和防側(cè)移結(jié)構(gòu)的運(yùn)用、桁架和網(wǎng)架桿件的連接模式和受力特征、網(wǎng)架的高次超靜定特性等。

建筑學(xué)等專業(yè)的學(xué)生由于力學(xué)基礎(chǔ)較差，不強(qiáng)調(diào)其力學(xué)分析方面的工作，主要以定性的變形和承載強(qiáng)化其對(duì)概念和結(jié)構(gòu)受力的理解。模型制作一般用4個(gè)～6個(gè)學(xué)時(shí)，結(jié)合課余時(shí)間，針對(duì)桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，比賽用紙制作指定目標(biāo)的結(jié)構(gòu)體系，從建筑造型和結(jié)構(gòu)承載力兩個(gè)角度進(jìn)行評(píng)分。

4)采用無記名問卷的方式及時(shí)獲取學(xué)生的反饋信息。“因材施教”是教學(xué)的基本原則，每一屆學(xué)生都有不同的個(gè)性和特色，要了解學(xué)生對(duì)課程的要求和意見，可采用無記名問卷的方式進(jìn)行。傳統(tǒng)的教學(xué)手段對(duì)于獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋不夠，因此課程調(diào)整和更新往往不夠及時(shí)。本課程引入無記名問卷的方式以后，能夠根據(jù)學(xué)生的聽課效果和要求及時(shí)調(diào)整、不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

“建筑結(jié)構(gòu)與選型”課程的改革目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法有比較全面的了解，從總體上把握建筑結(jié)構(gòu)的概念和體系，并能夠結(jié)合建筑要求對(duì)結(jié)構(gòu)形式做出合理選擇，同時(shí)著重培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)結(jié)合作精神。經(jīng)過一段時(shí)間的探索和實(shí)踐，該課程獲得了學(xué)生和老師的一致好評(píng)，在近五年的學(xué)生評(píng)教中一直名列前茅，取得了很好的效果。

[1] 侯兆銘，趙春艷，姚家偉，等.民族院校建筑學(xué)專業(yè)建筑理論課群特色建設(shè)探索[J].中國(guó)建設(shè)教育,2012(5):20-23.

[2] 姚家偉,武志東,楊文武，等.建筑學(xué)專業(yè)建筑技術(shù)課群建設(shè)研究[J].高等建筑教育,2011,20(2):38-40.

[3] 邢凱峰.建筑結(jié)構(gòu)與選型課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2009,11(5):135-138.

Teaching reform and practice of architectural technology courses★

Liu Jie Yang Yunan*

(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China)

As a case study of building structure and style selection course, the teaching reform of architectural technology courses is explored. It analyzes the course’s current teaching status and problems, illuminates the reform content in detail, from the two aspects: teaching content and teaching method. Through the testing for a period of time, the teaching reform got a good result.

architectural technology courses， teaching reform， teaching practice， building structure and style selection

2015-01-13

劉 杰(1979- )，男，博士，副教授

楊渝南(1979- )，女，碩士，講師

1009-6825(2015)09-0237-02

G642.0

A

★：三峽大學(xué)重點(diǎn)教學(xué)研究項(xiàng)目“建筑設(shè)計(jì)類課程的改革及實(shí)踐研究——以建筑結(jié)構(gòu)與選型課程為例”(項(xiàng)目編號(hào)：J2014007)