浅谈建筑结构试验课程教学改革

沈之容

摘要：建筑结构试验是土木工程专业一门重要课程。本文针对课程教学存在的不足，改进教学大纲和教学方法，增加动力试验课堂和试验教学内容，优化试验类型，从而提升教学质量，培养创新型的复合人才。

关键词：建筑结构试验；教学大纲；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）06-0083-02

一、引言

我国高等院校是直接为国民经济建设提供创新技术、输送创新人才的地方。提升高等院校创新能力，充分发挥高等院校在人才培养、基础研究、前沿技术研究和战略高技术研究中的重要作用，是高等院校的重要职责。党的十八大有关教育方针中指出了“教育是中华民族振兴和社会进步的基石”，“着力提高教育质量，培养学生创新精神”，为我们指明了方向的同时，更对我们提出了新的要求。我们应该积极响应，领会精神，努力实践。目前我校正在进行的“卓越工程师教育培养计划”，就是要培养拔尖创新人才，不断提升科学研究水平，使得教育水平、教育质量更上一个台阶。

建筑结构试验是土木工程专业的一门专业必修课，课程的任务是通过理论教学和试验实践，使学生掌握建筑结构试验的基本知识和基本技能，并能根据设计、施工和科研任务的需要，完成一般建筑结构的试验设计和分析工作。针对目前课程教学中存在的一些不足，我们结合多年的教学经验，以“卓越工程师教育培养计划”为导向，从教学大纲、教学内容、教学方法等方面入手进行改革，培养学生的动手和创新能力。

二、教学大纲改革思路

现代建筑结构越来越复杂，有些甚至超限（超出规范规定的要求），给工程设计、制作和安装带来很大的挑战性，而结构试验是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一，在结构工程学科的发展演变过程中形成的由结构试验、结构理论和结构计算三极构成的学科结构中，结构试验已成为一门独立的试验科学[1]，因此这门课程无论对于今后学生踏上工作岗位还是搞科研、学业深造都有很大的帮助。本课程通常安排在大四第一学期，教学分为两部分：课堂教学和试验教学。课堂教学主要讲授试验设计方法、试验荷载设备、试验量测仪器、试验实施方法、试验数据处理等理论知识，要求学生掌握建筑结构试验的基本理论和基本方法，掌握一般建筑结构试验的设计与分析，了解建筑结构试验现场检测技术。试验教学则是指导学生量测与结构工作性能有关的各种参数，进行数据处理和分析，要求学生了解结构试验加载设备的特点及作用，了解结构试验中常用仪器设备的基本原理和使用方法，熟悉结构静载试验的全部试验过程，学习结构试验测试方法和实验结果的分析整理。

由于教学学时数的限制和缺少相应的动力试验教学设备，目前在我校《建筑结构试验》课程大纲中未安排结构动力试验方面的教学内容，而现代建筑结构分析和计算必然会涉及到抗震、抗风等结构动力问题，学生在之前相关专业课程学习时也都曾学过结构动力方面的理论知识，因此需要在本科生试验课程教学中讲授结构动力试验方面的知识。为此笔者对国内16所包括部分“985工程”和“211工程”以及其他重点和普通高等院校关于建筑结构试验课程情况进行了抽样调研，调查结果显示，除了在本科阶段未开设《建筑结构试验》课程的学校外，62.5%开设该课程的学校有动力试验教学课。我校的人才培养目标就是要培养适应21世纪科技、经济、社会发展需要，德智体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，富有创新精神的高级专门人才。其中能力培养包括实践能力、终身学习能力、运用知识能力、表达能力、人际交往能力、管理能力、批判分析和逻辑思维能力、创新能力[2]。课程教学大纲是根据培养计划以纲要形式制订的有关课程教学内容与要求的指导性文件。因此本次教学大纲改革把课程体系合理化、教学内容优化、实验研究能力强、社会适应面宽、有时代特色和社会需求基础作为基本指导思想。在教学内容上本着“学以致用”的思想，按照开放性、灵活性的原则，加强课程与课程体系在逻辑和结构上的联系与综合，把体现当代学科发展特征的多学科间交叉性知识渗透到课程内容中来，让学生在更广阔的领域内学习和理解知识的真正意义。

因此适当调整现有教学内容和时数分配是必要的，在与课程教学大纲拟定人、任课教师共同讨论和研究后修订教学大纲，在课堂教学上增加结构动力特性试验和结构抗震动力加载试验两部分内容，在实验教学上增加结构动力演示试验、结构动力特性试验和现场检测技术应用试验共三部分试验内容。

实践环节是这门课的一大特点，因此要加强这部分教学环节，培养学生分析与解决实际问题的能力以及创新能力，从而提高学生的综合素质。目前试验教学有四个试验，试验内容、项目都是事先老师设计和准备好的，属于规定性试验，学生只能观看试验和记录读数，错失了实践动手能力的机会，扼杀了学生的创新思维，结构试验的发展趋势从粗放研究逐渐过渡到精细化研究，这就要求有详细的试验方案和试验计划，更需要有创新性思维。因此我们对试验进行分类和改进，设置了六个基本试验，既有每个学生独立操作的，又有团队协作完成的，达到基本教学要求。除了基本试验外设置的科研性试验适合那些有志于读研究生搞科研的学生，老师起指导和引导作用，鼓励学生自主设计和创新，体验创新过程，培养他们学习能力和解决问题的能力，为他们将来研究打下基础。设置的生产性试验适合那些即将毕业的学生，有利于他们在踏上工作岗位后熟悉实践性试验。通过试验分类后可以针对不同需求的学生进行个性化教育，也就是因材施教，这样既得到基本训练，也能创新提高。

三、教学方法改革

传统教学方法有其严谨性、逻辑性和条理性的一面，在现代教学中，恰当、合理运用多媒体课件、教学录像等仪器辅助教学，让学生有更直观、更详细的认识，收到较好的教学效果。在教学方法上从灌输式转变为启发式和参与式，从教师为主体转变为以学生为中心。在教学方法和教学组织上作如下改进和探索：

1.多媒体技术的使用。我们事先参阅大量相关教材，精心备课，组织好讲义和ppt，教学内容上舍弃一些教材上非重点但需了解的内容，可由学生课后自学，既节省了教学时数，又避免照本宣科，教学内容做到心中有数，同时讲解过程中有些板书适当给学生留有思考的空间。另外要讲好课程的绪论。俗话说：良好的开端是成功的一半。绪论的好坏直接影响到学生对这门课的兴趣和吸引力。我们准备在绪论中充分利用多媒体技术把著名的地标建筑和我系各课题组承担过的一些重大工程的试验图片、录像、成果展示给学生。多媒体具有信息量大、照片图片清晰、直观明了等优势，对于一些照片图片、工程案例有很好的教学效果，可以增加学生的兴趣和吸引力，同时也可提升学术水平，进而引出结构试验的任务和目的、分类等一步步开展下去，同时告诉学生本课程讲授的主要内容和进度安排，以及与前修课程关系等，使得学生能了解课程进度计划和课程纵向上的知识连贯性。要认识到学生只有20分钟左右的注意力，正好是半节课的时间，因而准备在课中讲授到一半时留出5～10分钟左右的时间设置一些小提问或课堂讨论、互动环节，既活跃课堂学术气氛，又可促使学生进入到下一阶段的学习中。

2.网络技术的使用。信息时代的网络技术在教学方面有其独特的优势，为了使同学们能够迅速地取得最新的教学资料、掌握更全面系统的专业知识，我们准备专门建设建筑结构试验的网页，将电子教案、CAI课件、在线测试、工程案例等更多资料发布在网站内，不仅极大地方便了同学们拓展知识，更无形中培养了学生们的学习兴趣。网络本身的魅力也使同学们能寓教于乐，获得前所未有的幸福学习的新体验。

3.全面的考核方式。建筑结构试验是一门理论与实践并重的课程，在考核方式上我们除了对学生的理论知识水平进行考核外，还对其实践能力和文献综合能力进行全面的考察。通过试卷考核、大作业考核和试验报告考核等多种方式，对学生的综合能力进行较为全面的评价。此外拟建立试题库，为试卷组织的合理性、科学性提供了条件。

4.教材建设。现有的教材出版距今有十余年，而我国在这十多年中建筑行业的发展是突飞猛进的，期间的一些大事件如北京奥运会、上海世博会的召开也促使许多新建筑、新结构的诞生，加上近年来国家规范完成了一次修编，因此教材的建设和更新势在必行了，以适应现代结构理论和应用飞速发展的形势需要。考虑到教材建设、编写工作需要一定周期和团队的合作，目前可先在教学讲义上做优化，在教学时数不增加的情况下，怎样有效地提高教学效率显得尤为重要。在讲义中及时补充学科的最新发展和研究成果，让学生了解本课程的最新学术前沿，提升课程的学术水平，同时加紧新教材的编写工作，争取早日面世。

四、结束语

素质、能力培养是本科教育中一项很重要的任务，不仅要强调学生文化素质的提高，还要强调创新精神的培养。通过本次建筑结构试验课程教学改革的初步设想，以“卓越工程师教育培养计划”为导向，在今后授课中不断实践和改进，更好地提高教学质量，培养出国家需要的高素质、创新型复合人才。

参考文献：

[1]姚振纲，刘祖华.建筑结构试验[M].上海：同济大学出版社，1996.

[2]同济大学教学质量保证体系研究项目组.大学本科教学质量保证体系研究[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint