建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革思路與實(shí)踐

劉瀟

【摘 要】本文針對(duì)目前建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，深入分析了教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，闡述了優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和改革教學(xué)方法的必要性。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法兩個(gè)方面深入探討建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革思路和實(shí)施辦法。

【關(guān)鍵詞】建筑學(xué);建筑結(jié)構(gòu);教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)： TU71-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(jié)構(gòu)課程屬于建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)必修課，課程講述一般建筑結(jié)構(gòu)的基本原理，介紹一般房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)概念，結(jié)構(gòu)體系選擇原則，結(jié)構(gòu)布置方案及結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，并對(duì)房屋建筑抗震知識(shí)進(jìn)行概述。從而使學(xué)生掌握建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法，并能進(jìn)行一般的常用結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)。本課程理論性、專(zhuān)業(yè)性、綜合性較強(qiáng)，是由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等多個(gè)課程單元整合而成。學(xué)習(xí)中既要注重理論公式，又要注重實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要熟悉建筑構(gòu)造等專(zhuān)業(yè)知識(shí)。對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，須由多個(gè)教師分三個(gè)學(xué)期完成授課，才可達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。然而建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)該課程的教學(xué)課時(shí)十分有限，加之非土木專(zhuān)業(yè)學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，結(jié)構(gòu)意識(shí)相對(duì)淡薄，實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)欠缺，很難對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容理解消化，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到吃力，教學(xué)效果不甚理想。因此，在建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行《建筑結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量迫在眉睫。本文結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課程教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行剖析，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行深入探討。

1 建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在問(wèn)題

1.1 教材適用性欠缺

從教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上來(lái)看，目前建筑結(jié)構(gòu)課程所使用的大部分教材是將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí)的簡(jiǎn)單疊加與匯總。主要涉及相關(guān)計(jì)算公式、計(jì)算理論、規(guī)范條款等內(nèi)容。由于篇幅有限，知識(shí)點(diǎn)的引入往往不夠充分，缺乏合理的組織和過(guò)度而直接給出重要性結(jié)論。對(duì)于力學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱的非結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，理解和掌握起來(lái)較為困難。同時(shí)，教材內(nèi)容繁多，與十分有限的課時(shí)數(shù)相矛盾，教師在授課過(guò)程中深感時(shí)間緊張，為完成教學(xué)任務(wù)，只能加快講授速度，最終學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握不充分。再者，已有的大多數(shù)教材內(nèi)容未側(cè)重考慮非土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，未結(jié)合建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)或改編，許多知識(shí)點(diǎn)和作業(yè)習(xí)題未能有效聯(lián)系建筑學(xué)相關(guān)工程實(shí)際進(jìn)行講述與練習(xí)，單側(cè)重于力學(xué)概念和規(guī)范條款，對(duì)于該專(zhuān)業(yè)學(xué)生較抽象，學(xué)習(xí)難度大，趣味度低，不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。

1.2 教學(xué)內(nèi)容廣度與深度難兼顧

從廣度上來(lái)看，“建筑結(jié)構(gòu)”課程涵蓋鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本計(jì)算原則、鋼筋混凝土基本構(gòu)件的計(jì)算、各類(lèi)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求、梁板結(jié)構(gòu)、單層工業(yè)廠房、多層框架以及鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造和地基基礎(chǔ)工程等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，另外還融合了理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等基礎(chǔ)課程的內(nèi)容。[1]同時(shí)課程內(nèi)容具有“五多”的特點(diǎn)，即概念多、公式多、系數(shù)多、符號(hào)多、構(gòu)造規(guī)定多。[2]從深度來(lái)看，以鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算為例，需要從了解構(gòu)件構(gòu)造特點(diǎn)、分析構(gòu)件受力狀態(tài)、列舉狀態(tài)平衡方程、推導(dǎo)計(jì)算公式、計(jì)算公式經(jīng)驗(yàn)性調(diào)整等多個(gè)階段層層推進(jìn)式的深入講解，才能使學(xué)生深刻理解并掌握構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法，然而若將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都進(jìn)行深入剖析，詳細(xì)講述來(lái)龍去脈，在32個(gè)學(xué)時(shí)里完成所有教學(xué)內(nèi)容，是極其困難的?？梢?jiàn)，利用有限的課時(shí)，合理將“建筑結(jié)構(gòu)”課程講授的廣度與深度有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，難度很大。因此，兼顧建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度是進(jìn)一步提高本課程教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要突破口。

1.3 學(xué)生群體的專(zhuān)業(yè)特殊性

本課程主要面向建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)，雖然該課程作為其專(zhuān)業(yè)必修課程，但是相較于土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，本課程學(xué)生并未接受材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等前期基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，其力學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，同時(shí)該課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)涉及大量方程、曲線、公式等，理工科的思維方式與建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的其他課程相比有很大區(qū)別，往往使得學(xué)生對(duì)課程中出現(xiàn)的受力狀態(tài)平衡方程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公式等抽象力學(xué)知識(shí)表現(xiàn)出畏難情緒，極大影響其學(xué)習(xí)興趣。再者，即使是常見(jiàn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)，學(xué)生也多是在建筑功能和建筑形象方面有較多的認(rèn)識(shí)，而在結(jié)構(gòu)方面缺乏必要的感性認(rèn)識(shí)，加之缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)于本課程中出現(xiàn)的大量而繁瑣的規(guī)范構(gòu)造要求，學(xué)習(xí)起來(lái)較為困難?？傊峭聊竟こ虒?zhuān)業(yè)學(xué)生客觀條件的限制，也是影響建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)效果一個(gè)重要因素。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.1 更精準(zhǔn)定位課程教學(xué)目標(biāo)

課程的教學(xué)目標(biāo)決定課程的教學(xué)內(nèi)容，因此更加精準(zhǔn)定位建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化的首要任務(wù)?！度珖?guó)高等學(xué)校建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)本科（五年制）教育評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)《評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》）對(duì)建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)提出如下要求：①了解結(jié)構(gòu)體系在保證建筑物的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適用性等方面的重要作用，掌握結(jié)構(gòu)體系與建筑形式間的相互關(guān)系，了解在設(shè)計(jì)過(guò)程中與結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行合作的內(nèi)容;②掌握常用結(jié)構(gòu)體系在各種作用力影響下的受力狀況及主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求;③有能力在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)選型，有能力對(duì)常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸進(jìn)行估算，以滿足方案設(shè)計(jì)的要求。[3]可見(jiàn)，該課程的教學(xué)目的是使得建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生在從事建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)，能夠了解建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)，能夠與結(jié)構(gòu)工程師緊密地合作、有效溝通，將所學(xué)到的建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)在建筑設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用，從設(shè)計(jì)早期協(xié)調(diào)建筑美學(xué)、功能性要求與結(jié)構(gòu)安全性要求之間關(guān)系，盡量減少后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段不必要的多次修改時(shí)間，提高項(xiàng)目完成效率。這就要求該專(zhuān)業(yè)學(xué)生具有一定力學(xué)概念，了解結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求，并能在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中分析一般結(jié)構(gòu)問(wèn)題的能力，進(jìn)行合理的建筑平面和立面布置。所以，針對(duì)這項(xiàng)崗位能力的培養(yǎng)，建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在結(jié)構(gòu)的整體概念以及如何確定合理的結(jié)構(gòu)體系方面，并在教學(xué)過(guò)程中逐步強(qiáng)化學(xué)生結(jié)構(gòu)布置的基本要求和構(gòu)造措施要求。

2.2 精選課程教學(xué)內(nèi)容

基于上述課程教學(xué)目的，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)堅(jiān)持“必需、夠用、適度”的原則進(jìn)行設(shè)置，強(qiáng)化重點(diǎn)、弱化難點(diǎn);[4]強(qiáng)化結(jié)構(gòu)布置方案、弱化受力分析過(guò)程;強(qiáng)化整體概念、弱化細(xì)部計(jì)算。同時(shí)，根據(jù)《評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》的要求，不能將土木工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容濃縮后全盤(pán)塞給學(xué)生，而應(yīng)制定適合建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容。對(duì)建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，重點(diǎn)應(yīng)該是建立結(jié)構(gòu)布置概念、掌握基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法及其構(gòu)造要求，所以應(yīng)把握整體概念，滿足“廣度”要求，然后針對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容要講深講透徹。以鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)內(nèi)容為例，應(yīng)將現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋中單向板、次梁和主梁的布置原則整體講述，然后將構(gòu)造要求作為重點(diǎn)來(lái)講，而樓蓋的受力特點(diǎn)盡量形象、簡(jiǎn)略、概念性講述，不宜深入展開(kāi);高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)講解結(jié)構(gòu)平面、立面布置的基本要求和相應(yīng)的構(gòu)造措施，弱化計(jì)算理論部分。

此外，在教學(xué)過(guò)程中以講解基本概念、基本理論為主的同時(shí)，應(yīng)引入大量的工程案例分析闡述結(jié)構(gòu)理論豐富的內(nèi)涵，也可介紹相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果，可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開(kāi)拓學(xué)術(shù)視野，加深學(xué)生對(duì)該課程的理解和記憶，有效地提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)課程的系統(tǒng)性、深入性、可操作性。

3 改良教學(xué)方法

3.1 理論與實(shí)踐結(jié)合教學(xué)

建筑結(jié)構(gòu)課程具有理論性強(qiáng)、力學(xué)概念豐富、構(gòu)造要求繁多的特點(diǎn)，單獨(dú)的理論講解難免枯燥乏味，加之學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)較薄弱，取得良好的教學(xué)效果實(shí)屬不易。目前，對(duì)于此課程并未設(shè)置課后的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生很難將所學(xué)知識(shí)聯(lián)系于實(shí)際工程。所以，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)有意識(shí)采取多種手段將理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。主要可通過(guò)以下三種途徑嘗試：（1）利用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的直觀優(yōu)勢(shì)，在課余時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生參觀合適的建筑工地，通過(guò)建筑實(shí)物，以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)感受認(rèn)識(shí)各類(lèi)結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)等，可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，加深其對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)其工程意識(shí)。（2）以學(xué)期大作業(yè)的形式布置學(xué)生開(kāi)放性設(shè)計(jì)題目。例如，在講述了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法之后，可讓每一位學(xué)生自行尋找或自繪一張建筑平面布置圖，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置訓(xùn)練，隨后選擇一個(gè)梁或板構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)單的構(gòu)件設(shè)計(jì)，作為平時(shí)成績(jī)進(jìn)行考核。此方法可敦促學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工程進(jìn)行聯(lián)系，同時(shí)將建筑學(xué)、土木工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行良好結(jié)合及應(yīng)用，有效提高教學(xué)質(zhì)量。（3）鼓勵(lì)學(xué)生積極參加學(xué)校、省級(jí)、全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，在備賽過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的方案設(shè)計(jì)、模型制作、構(gòu)件設(shè)置等。激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維，積極創(chuàng)新，在保證安全性、耐久性基礎(chǔ)上盡可能減少模型自重。該過(guò)程可使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)深度理解、融會(huì)貫通。

3.2 推行以學(xué)生為主體的教學(xué)模式

良好的教學(xué)模式能夠很好的促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生心里滿足感。[5]鑒于建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容繁多、實(shí)踐性的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)所需的獨(dú)立思考能力和批判思維對(duì)建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生結(jié)構(gòu)知識(shí)體系的系統(tǒng)化至關(guān)重要。因此，在課堂教學(xué)中應(yīng)推行以問(wèn)題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為主體的討論式、啟發(fā)式教學(xué)模式，盡量避免滿堂灌的現(xiàn)象。在教學(xué)方法中使用“懸念”作為鏈接，啟發(fā)學(xué)生發(fā)散思維積極思考，是一個(gè)提高教學(xué)效果的有效途徑。譬如，在每一次課前都設(shè)置好當(dāng)堂課的中心課題懸念，然后圍繞懸念不斷地提出一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題連串成課堂主線，層層遞進(jìn)，重點(diǎn)突出。鼓勵(lì)學(xué)生跟隨教師思路不斷思考，并以小組為單位積極討論，大膽提出自己的見(jiàn)解，各學(xué)習(xí)小組間可相互補(bǔ)充、反駁、評(píng)價(jià)。從而構(gòu)建活躍的課堂氣氛，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生深刻理解和記憶。

3.3 教學(xué)手段立體化

為了最大限度地提高課堂教學(xué)效率，不能單純利用傳統(tǒng)的教師口述、板書(shū)教學(xué)。而應(yīng)借助現(xiàn)代化多媒體手段，比如動(dòng)態(tài)仿真、動(dòng)畫(huà)再現(xiàn)、智能模擬等新的教學(xué)手段彌補(bǔ)傳統(tǒng)授課的不足。在極其有限的課堂時(shí)間里盡可能有效地傳遞給學(xué)生更多信息，且極大地沖擊學(xué)生的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，給學(xué)生帶來(lái)鮮明的印象。

值得注意的是，近年興起的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于現(xiàn)代教育技術(shù)中。這種方法可對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行虛擬建造、施工優(yōu)化配置，通過(guò)該技術(shù)可將混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)在課堂上進(jìn)行呈現(xiàn)。在日后的課程教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)得到更多的應(yīng)用和發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過(guò)程中存在的客觀問(wèn)題，進(jìn)行了分析和探討，并提出優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改良教學(xué)方法的具體措施。經(jīng)過(guò)嘗試，很大程度調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高了教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，需要教師在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并不斷嘗試改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、工程應(yīng)用能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。使得建筑結(jié)構(gòu)課程能夠真正符合建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需要。為學(xué)生以后適應(yīng)工作崗位打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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