基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的《建筑結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)改革實(shí)踐

高等職業(yè)教育以社會(huì)需求和就業(yè)為導(dǎo)向，應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生具備足夠的基礎(chǔ)知識(shí)，較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力。《建筑結(jié)構(gòu)》是土建類專業(yè)的核心課程，是從事建筑工程生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員必須掌握的核心技術(shù)。但由于該課程是一門相對(duì)較難、較復(fù)雜的專業(yè)必修課，高職的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常感到較吃力，所以探索一種適合高職學(xué)生的教學(xué)方式已是當(dāng)務(wù)之急。

一、改革設(shè)計(jì)

1、改革目標(biāo)

1）課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)化

針對(duì)《建筑結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)，涵蓋了教學(xué)大綱的所有知識(shí)點(diǎn)，并根據(jù)高職學(xué)生現(xiàn)狀和實(shí)際，對(duì)課程設(shè)計(jì)的難易程度進(jìn)行了調(diào)整，既讓學(xué)生全面的掌握了知識(shí)，又突出了學(xué)習(xí)重點(diǎn)，提高了效率。

2）教學(xué)手段網(wǎng)絡(luò)化

使用空間三維模型和建筑結(jié)構(gòu)訓(xùn)練/考試軟件的手法可以減少學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時(shí)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大課堂教學(xué)信息量。運(yùn)用空間三維模型輔助教學(xué)使學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐有了初步的感覺，為學(xué)生適應(yīng)畢業(yè)后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

3）學(xué)生學(xué)習(xí)自主化

高校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，最主要的特征之一即體現(xiàn)在自主性上。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生自主化學(xué)習(xí)，極大的改善了教學(xué)媒體的表現(xiàn)力、交互性和師生發(fā)展的空間，使教師的教更為靈活，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更為主動(dòng)。

4）能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化

通常高校老師要付出大量工作時(shí)間修改考卷和試卷分析，并且標(biāo)準(zhǔn)不一。通過《建筑結(jié)構(gòu)》軟件平臺(tái)不僅可以自動(dòng)修改試卷，還能自動(dòng)對(duì)考試成績(jī)進(jìn)行分析，大大降低教師的工作，而且統(tǒng)一了能力評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。

2、改革思路

1）互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)下的數(shù)字化教學(xué)

隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)智能終端設(shè)備近年來的爆炸式增長(zhǎng)，開展數(shù)字化教學(xué)已成為當(dāng)下高職院校教學(xué)改革的重點(diǎn)。充分利用學(xué)生手中的移動(dòng)終端設(shè)備，配套移動(dòng)學(xué)習(xí)和教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)可以讓任何一間普通教室立即變成移動(dòng)多媒體互動(dòng)教室，使任何一個(gè)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所變成移動(dòng)多媒體互動(dòng)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，滿足學(xué)生校內(nèi)學(xué)習(xí)、校外實(shí)習(xí)的交互交流。

2）圍繞施工企業(yè)崗位需求

目前，“大學(xué)生過剩”與“技工嚴(yán)重缺乏”冰火兩重天的反差格局一直困擾多省的企業(yè)。市場(chǎng)需求促進(jìn)人才需求，也促進(jìn)了教育培訓(xùn)需求。2014年年初，國(guó)務(wù)院出臺(tái)關(guān)于引導(dǎo)一批普通本科院校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型的政策。在這種社會(huì)需求下，高職院校在教學(xué)上應(yīng)擺脫以往單純依靠理論教學(xué)的局面，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際工程的直觀了解，培養(yǎng)符合企業(yè)要求的應(yīng)用技術(shù)型人才變得尤為重要。

3）促進(jìn)現(xiàn)實(shí)建筑工程對(duì)接

鑒于建筑工程類高職學(xué)生的就業(yè)方向是施工現(xiàn)場(chǎng)的技能型崗位，而施工現(xiàn)場(chǎng)要求技術(shù)人員對(duì)圖紙有較好的識(shí)讀能力，并且具備基本的結(jié)構(gòu)概念，因此，“建筑結(jié)構(gòu)施工圖識(shí)讀”和“建筑結(jié)構(gòu)基本概念”便成為建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)重點(diǎn)。通過運(yùn)用三維立體模型和訓(xùn)練/考試軟件，改變了傳統(tǒng)教學(xué)方式，使學(xué)生對(duì)知識(shí)更加容易理解。

二、改革實(shí)施

《建筑結(jié)構(gòu)》課程對(duì)于高職學(xué)生來說是一門相對(duì)較難、較復(fù)雜的專業(yè)必修課，傳統(tǒng)的板書或PPT教學(xué)方式生澀難懂，容易使大部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)失去信心。下面通過三個(gè)方面對(duì)《建筑結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革：

首先，以移動(dòng)數(shù)字化課程資源為教學(xué)手段，輔以微課教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)，盡可能的激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情。

其次，由于建筑結(jié)構(gòu)施工圖識(shí)讀的教學(xué)需要學(xué)生有較好的空間概念，本文介紹了一種采用三維立體模型形式來體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)或構(gòu)件的教學(xué)方法，使學(xué)生直觀的理解各種構(gòu)造。

最后，為了更好的鞏固和考核學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)，建設(shè)一個(gè)完備的訓(xùn)練/考核的平臺(tái)來輔助教學(xué)時(shí)非常必要的。

1、移動(dòng)數(shù)字化課程資源建設(shè)

本文涉及的移動(dòng)數(shù)字化課程資源建設(shè)包括三個(gè)部分建設(shè)內(nèi)容：移動(dòng)交互式數(shù)字教材開發(fā)、微課程與學(xué)習(xí)場(chǎng)景融合的課程資源庫(kù)建設(shè)和教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)功能開發(fā)。學(xué)院主導(dǎo)的數(shù)字化課程資源建設(shè)主要滿足本校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，支持專業(yè)教師對(duì)與學(xué)習(xí)場(chǎng)景融合的課程資源庫(kù)的有效利用。

1）移動(dòng)交互式數(shù)字教材開發(fā)

移動(dòng)交互數(shù)字教材不是紙質(zhì)書簡(jiǎn)單添加多媒體內(nèi)容，而是對(duì)教材的重新多媒體改編設(shè)計(jì)、交互學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。其主要具備三大特點(diǎn)：富媒體性、交互性、記錄性。

（1）富媒體性

富媒體是內(nèi)嵌于電子教材中的視頻、圖片、測(cè)試題、3D動(dòng)畫等。對(duì)于一些抽象的、空間性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，借助富媒體來學(xué)習(xí)更加直觀。如圖1所示。

（2）交互性

為增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和參與感，移動(dòng)交互式數(shù)字教材設(shè)計(jì)了很多情景化、趣味化和參與感很強(qiáng)的交互學(xué)習(xí)點(diǎn)，如氣泡標(biāo)注、地理位置交互、圖形互動(dòng)、單元練習(xí)、自我評(píng)測(cè)等交互學(xué)習(xí)等。如圖2所示。

（3）記錄性

書中任意一段文字可以進(jìn)行高亮標(biāo)注，可以選擇任意位置記錄筆記，會(huì)同時(shí)記錄批注或筆記的時(shí)間，移動(dòng)閱讀學(xué)習(xí)終端還支持聲音筆記功能。如圖3所示。這樣無論是對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度，還是復(fù)習(xí)鞏固，都具有事半功倍的作用。

2、三維立體模型輔助教學(xué)

三維立體模型輔助教學(xué)可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)“平面—空間—平面”的思維轉(zhuǎn)換，對(duì)提高學(xué)生在建筑結(jié)構(gòu)教學(xué)中的空間想象力與構(gòu)型能力有著重要的作用。本文對(duì)三維立體模型輔助教學(xué)的研究分以下幾部分：

1）建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件整理

根據(jù)目前高職院校建筑結(jié)構(gòu)施工圖的教學(xué)過程，將材料分為以下兩部分：

（1）選擇圖集中的節(jié)點(diǎn)詳圖

根據(jù)教學(xué)要求選擇圖集中所要轉(zhuǎn)化成三維模型的節(jié)點(diǎn)詳圖，本次選擇的節(jié)點(diǎn)匯總?cè)缦卤怼?/p>

以選取的剪力墻“轉(zhuǎn)角墻墻身水平鋼筋”構(gòu)造為例，圖集的表示如下圖所示。從圖1中可以看出圖集的轉(zhuǎn)角墻墻身水平鋼筋搭接只給出了平面圖，學(xué)生要理解這個(gè)節(jié)點(diǎn)的鋼筋做法需要有一定的空間想象能力，僅僅通過看圖集和聽課很難理解鋼筋的布置。

（2）選擇一根實(shí)際工程中的梁

根據(jù)教學(xué)流程，學(xué)生對(duì)圖集的節(jié)點(diǎn)有一定認(rèn)識(shí)之后，便要畫一根實(shí)際工程中梁的鋼筋分離圖。這個(gè)過程從難度上更進(jìn)了一步，所以更需要建立一個(gè)三維模型方便學(xué)生直觀的來學(xué)習(xí)。為了簡(jiǎn)化說明，選擇了較簡(jiǎn)單的一跨梁，如圖2所示。

2）基于BIM技術(shù)的教學(xué)界面設(shè)計(jì)

對(duì)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件整理后，便可以運(yùn)用BIM軟件將對(duì)應(yīng)的CAD文件轉(zhuǎn)換成3D模型。

（1）節(jié)點(diǎn)詳圖轉(zhuǎn)化成空間模型

現(xiàn)以轉(zhuǎn)角墻（一）為例，簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)化過程。節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角墻（一）的教學(xué)難點(diǎn)在于外側(cè)水平筋在一側(cè)墻體內(nèi)的搭接規(guī)則，故在建立模型時(shí)要突出這部分的鋼筋搭接，如下圖所示。

（2）實(shí)際工程梁轉(zhuǎn)化成空間模型

根據(jù)上文的單跨梁，其三維模型如下圖所示。在已有圖集和課件的基礎(chǔ)上教師結(jié)合該三維空間模型，通過對(duì)模型的縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作可以使學(xué)生較直觀的理解知識(shí)點(diǎn)。

3、建設(shè)訓(xùn)練/考核的平臺(tái)

當(dāng)前，為了達(dá)到高職教育的教學(xué)要求，適應(yīng)大信息量的教學(xué)內(nèi)容需求，各類高職院校都建立了校園網(wǎng)和多媒體教室。這為學(xué)生使用平臺(tái)課堂練習(xí)提供了硬件支持。運(yùn)用軟件平臺(tái)可以在減少教師的工作強(qiáng)度的前提下，提高教師的工作效率，還可以隨時(shí)讓學(xué)生運(yùn)用平臺(tái)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和溫故。

1）運(yùn)用軟件平臺(tái)查漏補(bǔ)缺

通過軟件平臺(tái)進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練，軟件可自動(dòng)立即批改作業(yè)，學(xué)生便可得到訓(xùn)練結(jié)果，大大簡(jiǎn)化了教學(xué)過程。學(xué)生對(duì)做錯(cuò)的題目可通過知識(shí)鏈接獲得相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)自己的沒有掌握的知識(shí)點(diǎn)重點(diǎn)學(xué)習(xí)。如圖5所示。

2）運(yùn)用軟件平臺(tái)分層教學(xué)

由于高職學(xué)生的基礎(chǔ)有一定的差別，為了滿足所有學(xué)生，軟件平臺(tái)中的訓(xùn)練題分為基本訓(xùn)練和拓展訓(xùn)練兩部分，如圖6?；居?xùn)練的題目要求所有學(xué)生能夠掌握，對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)可以鼓勵(lì)他們做拓展訓(xùn)練。

3）運(yùn)用軟件平臺(tái)考核評(píng)價(jià)

為增加考試公正性，軟件平臺(tái)的考試題目主要從題庫(kù)中按章節(jié)隨機(jī)抽取，一場(chǎng)考試中每位學(xué)生抽到的試卷都不相同。考試結(jié)束后，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)批卷，并且統(tǒng)計(jì)學(xué)生總體的能力評(píng)價(jià)報(bào)告，如圖7，方便教師進(jìn)行教學(xué)分析。

考核評(píng)價(jià)主要分為四部分：

（1）平時(shí)（10%）：根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課后訓(xùn)練任務(wù)完成的正確率。

（2）繪圖（40%）：學(xué)生綜合應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造及平法制圖規(guī)則繪制框架結(jié)構(gòu)梁柱鋼筋布置圖的情況。

（3）機(jī)考（30%）：采用軟件“建筑結(jié)構(gòu)考核系統(tǒng)”考核。

（4）筆試（20%）：對(duì)框架結(jié)構(gòu)施工圖分組進(jìn)行施工圖識(shí)讀考試。

三、結(jié)論

通過空間模型輔助教學(xué)，使學(xué)生能夠直觀的理解平法制圖規(guī)則和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造；運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)訓(xùn)練/考試軟件，使學(xué)生在“教中學(xué)”、“教中做”、“做中學(xué)”中更快更好的掌握知識(shí)。本文介紹的教學(xué)改革方案更接近實(shí)際工程，更能發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，有助于培養(yǎng)出符合時(shí)代發(fā)展要求的新型高素質(zhì)人才。

（作者單位：浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）