鋼結(jié)構(gòu)課程中教學(xué)案例的應(yīng)用探析

林聰波 黃智彬　陳超念　鄭翔　黃盛鏹　陳曦　張錚

【摘要】案例教學(xué)法已經(jīng)成為教學(xué)方法改革的重要內(nèi)容之一，有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。案例教學(xué)法能使學(xué)生積極地通過(guò)所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于具體案例的實(shí)際分析和實(shí)踐中，對(duì)案例進(jìn)行思考或協(xié)作，并積極地去解決問(wèn)題。但案例教學(xué)也有一定的局限性，需要同傳統(tǒng)方法結(jié)合起來(lái)，才能將教學(xué)效果最大化。鋼結(jié)構(gòu)課程在教學(xué)中應(yīng)用案例并不多見(jiàn)，如何較好地設(shè)計(jì)教學(xué)案例使其最大限度的發(fā)揮作用至關(guān)重要，并給予一定應(yīng)用建議和使用說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)案例? 鋼結(jié)構(gòu)課程? 教學(xué)設(shè)計(jì)? 應(yīng)用建議

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）05-0255-02

一、鋼結(jié)構(gòu)課程使用案例教學(xué)的意義

案例教學(xué)法是1920年由美國(guó)哈佛大學(xué)商學(xué)院所倡導(dǎo)的一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法衍生而來(lái)的。隨著教育的發(fā)展，不少專業(yè)的理論課教學(xué)已經(jīng)大量應(yīng)用案例教學(xué)法。應(yīng)用案例教學(xué)法能夠培養(yǎng)學(xué)生的想象力，把課堂的基礎(chǔ)知識(shí)與土木工程中的實(shí)際案例相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生成為當(dāng)今社會(huì)所缺少的應(yīng)用型人才。

目前，土建類專業(yè)課程應(yīng)用案例教學(xué)法的還較為少見(jiàn)，鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)仍然有較大的局限性，案例法教學(xué)水平處于初步發(fā)展的階段，并沒(méi)有綜合應(yīng)用多元化理論。首先，一個(gè)工程案例是諸多基本知識(shí)的綜合應(yīng)用，傳統(tǒng)教學(xué)模式中在講授基本原理時(shí)，分散的知識(shí)點(diǎn)與它們?cè)诠こ虒?shí)例中的最終應(yīng)用往往不能產(chǎn)生很直接的聯(lián)系，使教學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)課程教材內(nèi)容更新緩慢，言語(yǔ)晦澀，且應(yīng)用方法強(qiáng)調(diào)不足。案例法教學(xué)模式可將學(xué)生在各階段所學(xué)的分散的知識(shí)點(diǎn)用同一工程實(shí)例串聯(lián)起來(lái)，使枯燥的理論學(xué)習(xí)生動(dòng)形象。其次，在傳統(tǒng)教學(xué)中，課堂上師生之間缺少交流互動(dòng)，課堂往往缺乏生氣，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較低。但在案例教學(xué)中，學(xué)生可以發(fā)揮主導(dǎo)作用，積極參與案例分析和課堂討論等環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撀?lián)系實(shí)際，加深對(duì)知識(shí)的理解。學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)性和獨(dú)立思考能力會(huì)得到極大的提高，從而實(shí)現(xiàn)變“呆板型人才”為“應(yīng)用型人才”。

二、課程案例的籌備

1.工程案例的準(zhǔn)備

要將工程實(shí)例與課程實(shí)際相結(jié)合來(lái)進(jìn)行教學(xué)，需要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容去參閱大量的實(shí)際工程及資料，并對(duì)其進(jìn)行整理和分析，選擇與教學(xué)要點(diǎn)相符的實(shí)例，提取其中相關(guān)的實(shí)踐性知識(shí)。工程實(shí)例是案例教學(xué)的根本，也是案例教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的本質(zhì)區(qū)別。一個(gè)完備的工程實(shí)例可以較為輕易地將枯燥的理論知識(shí)融入教學(xué)，能使學(xué)生更容易地吸收知識(shí)和進(jìn)行思考。而越貼近生活和工作的工程實(shí)例，越能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以應(yīng)該選取就近的或者正在進(jìn)行的工程實(shí)例，使學(xué)生能夠自發(fā)的進(jìn)行思考和討論。例如在門(mén)式剛架這一鋼結(jié)構(gòu)常用結(jié)構(gòu)形式的教學(xué)中，選取的工程實(shí)例是學(xué)校中的風(fēng)雨籃球場(chǎng)，該籃球場(chǎng)為典型的單層大跨建筑。通過(guò)此工程實(shí)例可以分析并拓展出門(mén)式剛架的特點(diǎn)及適用范圍、結(jié)構(gòu)形式、檁條設(shè)計(jì)、剛架設(shè)計(jì)和維護(hù)結(jié)構(gòu)布置等知識(shí)，而且通過(guò)生活實(shí)際使用的結(jié)構(gòu)來(lái)學(xué)習(xí)概念和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)明顯更容易理解和吸收，同時(shí)也方便現(xiàn)場(chǎng)觀摩和思考討論。

2.案例教學(xué)的設(shè)計(jì)

案例教學(xué)主要側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣，通過(guò)多種現(xiàn)代化信息技術(shù)展示識(shí)點(diǎn)在實(shí)際中的運(yùn)用。“看得見(jiàn)，摸得著”的案例教學(xué)使枯燥難吸收的課本知識(shí)在學(xué)生自己摸索中得以深入貫通，有助于學(xué)生掌握學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程中的知識(shí)點(diǎn)。

選取好工程實(shí)例后，需要針對(duì)將要進(jìn)行教學(xué)的知識(shí)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)方法。教師要先熟知工程實(shí)例中結(jié)構(gòu)的分布及構(gòu)件的布置，再確定要融入的知識(shí)、概念以及設(shè)計(jì)方法。為了使學(xué)生能夠?qū)⒆陨泶牍こ讨蟹e極思考，需要教師來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論，積極闡述自身觀點(diǎn)，加深在課堂中的學(xué)習(xí)印象?；谒占陌咐葱柚谱?D模型及3D動(dòng)畫(huà)，運(yùn)用3D打印技術(shù)制作實(shí)體模型，并結(jié)合YJK結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型和BIM建筑信息模型軟件，可以達(dá)到多角度生動(dòng)形象地進(jìn)行案例教學(xué)環(huán)境的營(yíng)造，使傳統(tǒng)教學(xué)不再局限于書(shū)面。通過(guò)各種輔助手段來(lái)幫助學(xué)生認(rèn)知，避免學(xué)生初步接觸感到生疏或者難以理解知識(shí)點(diǎn)。

3.案例與多元化信息技術(shù)的結(jié)合

學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)課程的主要目的不僅僅是使學(xué)生掌握構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的類型與計(jì)算，更重要的是掌握如何在生活與學(xué)習(xí)中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的知識(shí)解決實(shí)際工程的問(wèn)題，因此，鋼結(jié)構(gòu)課程教學(xué)應(yīng)該利用多元化信息技術(shù)來(lái)解決遇到的教學(xué)瓶頸。

為充分利用和發(fā)揮信息多元化的便利和優(yōu)勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)課程的案例制作需采用多種現(xiàn)代信息技術(shù)，將案例與3D動(dòng)畫(huà)、3D打印、PPT展示、鋼結(jié)構(gòu)工程實(shí)際情景展示結(jié)合。通過(guò)所建立的實(shí)景圖片與實(shí)體模型構(gòu)件，配以相應(yīng)的3D動(dòng)畫(huà)展示，立體化地展示鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理與特性。通過(guò)與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件、BIM技術(shù)、虛擬仿真教學(xué)技術(shù)等信息手段的有機(jī)結(jié)合，提升鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)的直觀性和趣味性，旨在強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，講解直觀性差，學(xué)生理解困難等問(wèn)題。

與此同時(shí)，課程案例基于YJK結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型以及BIM建筑信息模型，將實(shí)際工程案例與教學(xué)環(huán)節(jié)相聯(lián)系，增強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的實(shí)踐性，從多個(gè)方面讓學(xué)生了解實(shí)際工程當(dāng)中遇到的具體情況與問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。讓學(xué)習(xí)不僅僅限于課本，而且能處理實(shí)際工程問(wèn)題。

三、工程案例在教學(xué)中的應(yīng)用建議

1.教師對(duì)學(xué)生的思維引導(dǎo)

教師在備課時(shí)一定要注意知識(shí)點(diǎn)之間的相關(guān)聯(lián)性，通過(guò)形成完整的知識(shí)體系讓學(xué)生們更加容易記憶，否則容易出現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)雜亂，銜接不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解應(yīng)該由簡(jiǎn)單到困難，有層次的漸進(jìn)教學(xué)。留給學(xué)生足夠的思考和提問(wèn)時(shí)間，對(duì)學(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行解答和深入，讓學(xué)生們?cè)谡n堂中帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生觀察能力和思維能力，從而形成一個(gè)輕松愉快的課堂氛圍。

教師通過(guò)一系列的問(wèn)題為學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系，例如：廠房用途有吊車(chē)時(shí)應(yīng)選用何種廠房類型與結(jié)構(gòu)類型？單層廠房適用于何種情況？單層廠房的高度和跨度一般很大，如果跨度很大，只放置屋面板經(jīng)濟(jì)安全嗎？如何減小跨度？等等。這些問(wèn)題都可以通過(guò)分組討論、分組采用不同方案進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、對(duì)比結(jié)果等形式幫助學(xué)生們理解主要知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)3D模型和3D動(dòng)畫(huà)使學(xué)生將知識(shí)帶入實(shí)際情況中去思考，將知識(shí)如何運(yùn)用在現(xiàn)實(shí)中充分展現(xiàn)在學(xué)生的面前，利于知識(shí)的理解和消化。

2.培養(yǎng)和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣/提升學(xué)生的課堂參與度

課本中的知識(shí)已經(jīng)形成一個(gè)完整的框架體系，但硬生生地把這一完整的知識(shí)體系灌輸給學(xué)生，只會(huì)讓他們感到迷茫和難以接受。學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，由易到難，由簡(jiǎn)到繁，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力是教學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵。做任何事情都需要一個(gè)動(dòng)機(jī)，學(xué)習(xí)也不例外。而學(xué)習(xí)興趣是引導(dǎo)出學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵。學(xué)生為了尋求問(wèn)題答案不懈探索，而這種探索是由一種愉快的情緒支持的，這就是學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在老師指導(dǎo)下或自主探索知識(shí)的時(shí)候，能夠不斷感受到課程的重要價(jià)值。只有學(xué)生意識(shí)到自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容與將來(lái)的工作息息相關(guān)時(shí)，才能使他們真正將自己投入到學(xué)習(xí)生活中去。因此，老師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的自主探索能力，給予學(xué)生一些啟發(fā)，讓學(xué)生進(jìn)行討論尋求答案，從而培養(yǎng)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

案例教學(xué)就是由案例引出思考題，并讓同學(xué)們自主討論，通過(guò)實(shí)例說(shuō)明讓同學(xué)們更加形象地理解知識(shí)的應(yīng)用。學(xué)生若在討論過(guò)程中遇到問(wèn)題，教師則給予啟發(fā)，再由他們自己去求得答案，自己通過(guò)已有知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo)分析，對(duì)知識(shí)的理解就更加深刻。在課堂上，教師提出一套逐步遞進(jìn)的思考題，讓同學(xué)分組進(jìn)行討論。通過(guò)解決每一道思考題來(lái)引出真正的知識(shí)點(diǎn)，這樣同學(xué)們的印象也會(huì)更深。通過(guò)討論，學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己得出的答案與教師給的答案相比考慮到了更多方面。有了對(duì)比，學(xué)習(xí)不再那么枯燥，進(jìn)而增加學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，同時(shí)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣也得到了培養(yǎng)。

結(jié)束語(yǔ)

案例教學(xué)的宗旨在于提高學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生更直觀、便捷的學(xué)習(xí)知識(shí)并能將之運(yùn)用到實(shí)際中。鋼結(jié)構(gòu)又是一門(mén)需要理論與實(shí)踐結(jié)合的課程，需要學(xué)生能夠靈活的將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中。而案例教學(xué)不再是“填鴨式”的灌輸，是學(xué)生通過(guò)自己的觀察和提問(wèn)主動(dòng)吸收并運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并且實(shí)現(xiàn)了師生間的高效互動(dòng)，大大提升課堂效率，能夠顯著提高教學(xué)質(zhì)量。

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