建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)方式改革探討

陳 偉 劉 蜜 陳曹陽

（長沙理工大學(xué)，湖南 長沙 410000）

建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物中， 由建筑材料做成用來承載各種荷載或者作用， 以起骨架作用的空間受力桿系[1]。 建筑結(jié)構(gòu)課程包括混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)三大類課程，該課程的理論知識(shí)復(fù)雜而抽象，學(xué)習(xí)的過程需要緊密聯(lián)系實(shí)際，具有較大的實(shí)踐性。建筑設(shè)計(jì)不是簡單的房間布局排列組合， 它是藝術(shù)與技術(shù)的融合，結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。 由于建筑學(xué)學(xué)生薄弱的力學(xué)基礎(chǔ)， 加之建筑結(jié)構(gòu)課程知識(shí)點(diǎn)涉及面廣，對(duì)于學(xué)生來說很難消化，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果不甚良好。 因此，如何將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效整合、提高教師教學(xué)水平、將教學(xué)方式進(jìn)行有力修正就顯得尤為重要。

1 現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 建筑學(xué)的課程現(xiàn)狀

（1）授課內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的矛盾。 建筑結(jié)構(gòu)作為一門傳統(tǒng)的課程，在教學(xué)過程中通常由土木學(xué)院的教師擔(dān)任，不具備建筑學(xué)專業(yè)實(shí)踐背景。 教師在教學(xué)過程中沒有注重學(xué)生的專業(yè)差別，將復(fù)雜的公式按照以往的教學(xué)方式講解，不能把知識(shí)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造藝術(shù)的手段，課堂顯得僵化、呆板，導(dǎo)致學(xué)生的接受效果不理想，無法達(dá)到教學(xué)目標(biāo)要求。

（2）授課課時(shí)與課程內(nèi)容的矛盾。 建筑結(jié)構(gòu)課程在建筑學(xué)的專業(yè)課上并沒有得到太多重視，一般安排的課時(shí)比較緊湊， 但建筑結(jié)構(gòu)課程知識(shí)點(diǎn)涉及面廣，包括建筑結(jié)構(gòu)概論、建筑結(jié)構(gòu)荷載、建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法、材料的力學(xué)性能、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震等。 為了應(yīng)付教學(xué)計(jì)劃，授課教師講課速度往往過快，不能全面、透徹地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，導(dǎo)致學(xué)生的接受情況不太理想。

（3）授課教材與專業(yè)需求的矛盾。 大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)教材沒有對(duì)建筑學(xué)專業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)質(zhì)性考量，都是將混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等土木工程專業(yè)教材內(nèi)容全盤照收，再進(jìn)行差分、簡化、拼湊而成，章節(jié)銜接不充分，缺乏整體性，偏重于煩瑣的理論與計(jì)算，忽略了建筑結(jié)構(gòu)與實(shí)際工程的聯(lián)系。建筑結(jié)構(gòu)教材內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)該必需且夠用，著重突出建筑結(jié)構(gòu)的布置理論、 基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求等實(shí)用性部分，對(duì)計(jì)算、公式推理部分應(yīng)該進(jìn)行簡化。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)情況

首先，這么多年以來，建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生受“重藝術(shù)、輕結(jié)構(gòu)”的傳統(tǒng)思想影響，一直認(rèn)為結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的責(zé)任，他們注重建筑形式和外觀的學(xué)習(xí)，賦予了學(xué)習(xí)更多的藝術(shù)因子， 忽略了建筑技術(shù)的重要性。然而實(shí)際情況正好恰恰相反，這種錯(cuò)誤的建筑學(xué)傳統(tǒng)觀念, 使得建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生在未來的工作崗位上，若沒有結(jié)構(gòu)工程師的參與，很容易出現(xiàn)不符合實(shí)際的設(shè)計(jì)方案。 因此， 建筑師必須具備一定的建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)，才能充分發(fā)揮其想象力，創(chuàng)作出優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)作品。

其次，建筑結(jié)構(gòu)課程是以建筑力學(xué)為基礎(chǔ)的一門專業(yè)課，公式推理與力學(xué)計(jì)算較多，要求學(xué)生有較好的力學(xué)基礎(chǔ)。 而建筑學(xué)學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱，建筑結(jié)構(gòu)這門課程對(duì)于他們來說很難消化，加之學(xué)生的畏難情緒，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果不甚良好。

《全國高等學(xué)校建筑學(xué)專業(yè)本科（五年制）教育評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》指出：要求建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生了解建筑結(jié)構(gòu)這門技術(shù)課程在建筑設(shè)計(jì)中起的作用。 因此，掌握一定的結(jié)構(gòu)方面知識(shí)對(duì)于一個(gè)建筑學(xué)學(xué)生以后的發(fā)展至為重要，本文從教材內(nèi)容、教師水平、教學(xué)方式等方面進(jìn)行一些改革探討。

2 教學(xué)改革探討

2.1 整理教材內(nèi)容

建筑學(xué)專業(yè)采用的建筑結(jié)構(gòu)教材一般為土木類通用教材，該教材公式雜、規(guī)范雜、概念雜等特點(diǎn)[2]，學(xué)生一般不易接受。 因此，建筑學(xué)的教材應(yīng)該符合建筑學(xué)學(xué)生的基礎(chǔ)，以“適用性”為原則，讓其掌握基本的計(jì)算方法、概念即可，不應(yīng)該像結(jié)構(gòu)學(xué)生那樣強(qiáng)行灌輸大量的理論知識(shí)，那樣起到的效果反而牽強(qiáng)。 教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的前提，一本好的教材往往能產(chǎn)生事半功倍的教學(xué)成果。注冊(cè)建筑師考試對(duì)于建筑學(xué)學(xué)生有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求，應(yīng)該結(jié)合其考試大綱，考慮建筑學(xué)學(xué)生的基礎(chǔ)情況和他們學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)，制定合理的教學(xué)內(nèi)容，化繁為簡。

2.2 提高教師水平

課程質(zhì)量很大程度取決于老師的知識(shí)儲(chǔ)備與教學(xué)方式。 傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)教師多由土木學(xué)院教師擔(dān)任，學(xué)生課程知識(shí)接受效果不理想。 引入具有建筑學(xué)專業(yè)背景的建筑結(jié)構(gòu)教師，他們同時(shí)掌握建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)，能夠融合建筑與結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，并以形象思維和邏輯思維相結(jié)合的教學(xué)方式進(jìn)行課程教學(xué)， 有助于擺脫傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)課程僵化、呆板的課堂氛圍，幫助學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容。

其次，隨著科學(xué)研究的不斷深入，新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新規(guī)范不斷出現(xiàn)，老師需積極參與學(xué)術(shù)研討會(huì)，努力承擔(dān)科研任務(wù)并密切關(guān)注新的科研成果，在授課過程中增加這部分內(nèi)容，提升教學(xué)質(zhì)量，堅(jiān)持教學(xué)與科研一體化， 實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3 教學(xué)方式

2．3．1 案例教學(xué)，化抽象為具體

在給建筑學(xué)學(xué)生上課的時(shí)候，單純地講解力學(xué)方面的知識(shí)可能導(dǎo)致學(xué)生滿頭霧水，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的興趣。 因此可以就身邊的案例進(jìn)行教學(xué)，比如教學(xué)樓的設(shè)計(jì)，在取得學(xué)生對(duì)于外觀設(shè)計(jì)認(rèn)同的同時(shí)，進(jìn)行房間內(nèi)部布局的引導(dǎo)，引導(dǎo)他們熟悉單純布局背后力學(xué)構(gòu)造，這樣學(xué)生們的思維得到步步引導(dǎo)，又不顯得枯燥，教學(xué)效果能得到顯著提高。在條件允許的情況下，可以帶學(xué)生去正在施工的現(xiàn)場去看看，讓他們對(duì)于荷載傳力有更加直接的認(rèn)識(shí)，了解建筑物在施工過程中的各種布置，而不是簡單地停留在理論的基礎(chǔ)上。

2．3．2 多媒體教學(xué)，提高教學(xué)效率

多媒體教學(xué)可使原來模糊、枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容通過圖形、動(dòng)畫等表現(xiàn)形式而變得更加直觀，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 建筑結(jié)構(gòu)本就是一門抽象的課程，具體的實(shí)物在教學(xué)課堂上很難呈現(xiàn)，因此將這門課程的特點(diǎn)和現(xiàn)代化教學(xué)工具相結(jié)合是一種很好的選擇。 其次，多媒體教學(xué)能有效實(shí)施以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為輔的教學(xué)模式，它具有靈活性、有效性、交互性的特點(diǎn)，能夠促使學(xué)生獨(dú)立思考去研究發(fā)現(xiàn)問題，充分發(fā)揮老師的引導(dǎo)作用，進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)。 但是不能單一地把多媒體教學(xué)搬到課程，要將工程圖片、工程視頻影像等資料全方位的綜合進(jìn)行形象教學(xué)。在利用多媒體系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)的過程中，教師可以直接利用遙控器對(duì)控制室中的各種設(shè)備進(jìn)行遙控，以選擇或控制播放的教學(xué)資料，這樣能有效地提高教學(xué)效率。 過快的播放視頻動(dòng)畫可能導(dǎo)致學(xué)生的思維跟不上，因此，對(duì)于相對(duì)重要的概念或者計(jì)算公式， 應(yīng)該予以黑板板書的形式，將兩者有機(jī)地結(jié)合起來，教學(xué)的效率和質(zhì)量都能得到有效提高。

2．3．3 虛擬仿真軟件教學(xué)，使問題簡單化

建筑結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，實(shí)踐課少，只能通過老師授課完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。 借助虛擬仿真軟件（ANSYS、Abaqus、BIM）， 能夠?qū)⒄n程大綱中重要內(nèi)容以動(dòng)畫的形式直觀呈現(xiàn)出來。例如模擬鋼筋混凝土梁正截面破壞全過程、鋼筋混凝土梁斜截面破壞的全過程、吊車梁在移動(dòng)荷載作用的作用下應(yīng)力應(yīng)變的變化范圍。 這種教學(xué)方式較傳統(tǒng)教學(xué)方式而言，能夠減少枯燥的語言講解，以更生動(dòng)、簡潔的形式解釋問題，并且能在有限的課堂時(shí)間里輔助老師傳授更多的知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。

除此之外，這種虛擬仿真技術(shù)還能應(yīng)用在其他方面，例如對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行模擬施工，幫助學(xué)生了解施工的全過程；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，幫助學(xué)生了解各類復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式以及各部位的構(gòu)造特征。

2．3．4 討論式教學(xué)，提高學(xué)生積極性

討論式教學(xué)是以啟發(fā)教學(xué)思想為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以小組為單位，在學(xué)生與老師、學(xué)生與學(xué)生之間展開積極的討論，使學(xué)生參與到教學(xué)中來，以達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生自學(xué)能力，推理能力，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題能力的一種教學(xué)方法。建筑結(jié)構(gòu)的課程本身具有一定的難度，如若教師多媒體授課速度過快，學(xué)生難以理解吸收。因此，在課堂上最好留出10 分鐘左右的時(shí)間讓同學(xué)們參與互相討論， 充分發(fā)揮他們學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，這樣也可以了解學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握的情況。 在講解課堂知識(shí)的同時(shí)，可以給他們留一些貼近生活實(shí)際而又具有思考性的問題。 比如房屋戶型設(shè)計(jì)時(shí)，要把戶型設(shè)計(jì)得美觀又實(shí)用，但是又要考慮結(jié)構(gòu)布置的問題，因此這就需要他們?nèi)ゲ殚嗁Y料，討論學(xué)習(xí)。又比如酒店大堂的設(shè)計(jì)，既要保證空間的寬敞大氣，盡量減少柱子數(shù)量， 但是又得考慮整體房屋的承重問題，這種可以以小專題的作業(yè)形式交由學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)，再結(jié)合他們的作品對(duì)結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)進(jìn)行講解，這種從交互式的教學(xué)方法對(duì)于學(xué)生們深入汲取知識(shí)有非常直接的幫助。

2.3.5 考核方法多元化

學(xué)生最關(guān)心的就是自己的考試成績，如果僅憑一次試卷的表明成績來斷定學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這樣就可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生應(yīng)付和僥幸心理，而且也不能完全體現(xiàn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握程度和努力的情況[3]。 我們?cè)谡n堂考核、試卷考核的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)加上對(duì)于學(xué)生能力的測試。 比如在課程結(jié)束后，給他們安排個(gè)簡單的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)讓他們寫下對(duì)于設(shè)計(jì)的感想以及這種結(jié)構(gòu)結(jié)合建筑學(xué)的美觀性可以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)中的哪些地方。 對(duì)于學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，可以鼓勵(lì)他們參加結(jié)構(gòu)建模比賽，通過模型的設(shè)計(jì)、建立過程可以最大化的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

3 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)課程對(duì)于建筑學(xué)學(xué)生來說有巨大的實(shí)用意義，結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，了解一定的建筑結(jié)構(gòu)知識(shí)對(duì)于建筑學(xué)的學(xué)生非常重要。文章從建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的現(xiàn)狀著手分析，結(jié)合自身多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)教學(xué)方式的改革進(jìn)行了一些探討。教學(xué)改革是一項(xiàng)長期并要結(jié)合實(shí)施過程不斷修正的工作，需要我們多思考教學(xué)成果，找到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵點(diǎn)，讓建筑結(jié)構(gòu)這門課程的知識(shí)成為建筑學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)美觀建筑的一把利劍，以此培養(yǎng)出更多扎實(shí)性、創(chuàng)新型的當(dāng)代人才。