《建筑结构》应用型本科教学改革探索
2020-08-03何叶
何叶
(西安培华学院建筑与艺术设计学院,陕西西安 710100)
0 引言
《建筑结构》是高等学校非结构类专业的必修课程之一,这门课程在工程领域运用十分广泛,涉及的结构形式有钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构等。对于《建筑结构》这门课程的教学改革,很多高校都提出了一些新的观念、新的方法。彭益华、李晓梅[1]以建筑信息化为背景,根据工程管理专业的人才需求,将BIM技术融入到工程结构的教学中,加强学生对建筑信息化理念的理解与运用,并增设了工程结构BIM实训的教学环节。张瑶、李素娟、柳丽霞等[2]结合工程结构这门课程的特点,在教学过程中注重培养学生的工程意识与工匠精神,以校企联合培养为依托,借助课外活动,如竞赛、大学生创新创业训练计划项目等多种途径,提升教学效果。刘俊[3]分析了《建筑结构》的课程教学现状以及课程教学中存在的问题,结合专业特点,提出了调整课程体系、教学内容、教学方式以及考核方式的具体做法。本文分析了目前建筑结构教学中存在的不足,以工程实践的角度出发,运用项目教学法,在教学过程中以真实工程项目的施工图纸为载体,以课程设计、小组讨论、翻转课堂等形式,让学生在完成具体任务的同时,循序渐进地学习理论知识,以增强学生的学习兴趣和工程实践能力。
1 课程定位
《建筑结构》这门课程主要讲述建筑结构设计的理论基础、各组成构件的材料性能、受力特点,设计计算和构造要求。本门课程主要包含梁板结构、框架结构、混合结构等结构形式的构件设计计算方法、构造要求、结构布置等内容,集理论、材料、构件、结构于一课。本课程在人才培养的过程中,主要提升学生的计算分析能力、空间能力,对行业现行规范、图集的掌握程度,对结构施工图的进一步认识,并要求学生全面掌握各类结构形式的应用、计算以及相关的构造要求。学习本课程,对学生毕业后从事工程领域的相关工作有很大帮助。如结构设计、建设工程管理、工程造价以及房地产开发等岗位,均需使用到建筑结构这门课程中的内容。
2 授课现状分析
2.1 授课学时有限,教学方式存在不足
对于工程造价专业的学生而言,建筑结构这门课所安排的学时是比较少的。而这门课程所涵盖的内容非常多,一些学习内容还具有一定难度。在课堂上,教师除了要进行理论知识的讲解,为了让学生更好地掌握理论知识,还要安排学生在课堂上完成一定的设计和计算任务。所以通常为了节约教学时间,教师在授课过程中基本采用讲授法和案例法,根据实际情况适当布置课堂练习。这样的教学方式无形中减少了与学生的课堂互动,会让一些学生觉得上课比较枯燥,难以将知识点系统地联系在一起。学生对课程的学习目标主要是集中在完成作业和通过考试上,缺乏对知识的探索能力以及理论联系实际的能力。
2.2 考核方式存在不足
建筑结构这门课程通常的考核方式是平时成绩+期末考试成绩。平时成绩的构成主要是考勤、作业、课堂表现、课堂笔记等,期末考试主要采用闭卷笔试的形式。这样的考核方式主要考查学生对概念、理论知识的掌握程度,以及学生的学习态度是否认真,而无法真正考核学生对这门课程所学知识应用到实际工程中的能力。传统的考核方式无法满足应用型人才培养的要求。
3 教学目标分析
在对授课现状中存在的问题进行了分析后发现,制定建筑结构课程设计方案时,需要先对本专业学生毕业后的就业方向进行归纳整理,根据岗位技能需求去制定相应的课程设计方案。通过对工程造价专业毕业生的就业方向进行分析后发现,大部分学生毕业后主要从事施工员、造价员以及资料员、监理员等岗位的工作,个别同学在房地产公司工作,部分同学选择了自主创业。对《建筑结构》这门课程相关的一些工作岗位,如施工员、造价员、资料员、监理员等岗位进行分析,将每个岗位对学生的能力需求简单归纳如下:
首先是施工员。要求能够看懂施工图纸,能够进行简单的受力分析计算,能够负责处理工程现场出现的各类问题以及进行技术交底等。造价员要求能够看懂施工图纸,具有计算工程量的能力,具有编制招标控制价、投标报价的能力,具有较强的组织协调和沟通能力。资料员要求具备看懂施工图纸的能力,并负责工程项目资料、图纸等档案的收集、管理。监理员要求熟悉施工图纸以及施工工序,熟悉各类施工验收规范以及法律法规等。
根据岗位对能力的需求,要求学生在《建筑结构》这门课程的学习过程中,必须掌握构件的受力分析以及基本计算方法,熟悉现行图集和规范,掌握构件的具体构造要求,熟练掌握各类结构形式的结构施工图纸,以便进行土建工程量的计算和解决工程现场问题等。为此,将《建筑结构》的教学目标分解成6个具体目标,以达到循序渐进的学习目的,如下所示:
目标1:要求学生掌握建筑结构设计的基本规定,包含结构的安全等级、设计基准期、设计使用年限、建筑结构上的作用分类、可靠度理论以及极限状态设计方法等。
目标2:要求学生掌握钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构中的常用材料以及对应的力学性能。
目标3:熟练掌握钢筋混凝土结构的基本原理及基本计算方法和相应的构造要求,能够独立对构件进行设计以及复核。
目标4:熟练运用钢筋平面整体表示方法表达结构施工图,熟悉16G101图集的内容;熟读结构施工图纸,为后续建筑工程计量与计价的学习做好准备。
目标5:熟练掌握砌体结构的基本原理及基本计算方法和相应的构造要求,能够独立对构件进行设计以及复核。
目标6:掌握钢结构材料、构件和连接的基础知识,熟悉一些常用钢结构构件的计算原理以及常用钢结构房屋的特点。
4 课程设计
工程造价专业的学生,毕业以后从事的岗位具有很强的实践性。为了让学生在工作以后能够尽快适应工作岗位,在《建筑结构》的教学过程中,根据岗位对学生的能力需求以及分解后的6个教学目标,分阶段为学生提供不同难度的真实项目的施工图纸和相应的规范、图集,并布置由浅入深的学习任务,个人或小组在完成任务的同时,学习相关的理论知识点并加以运用,教师全程从旁指导,并穿插讲解理论知识,让学生在课堂上接触实际工程项目,以“做中学,学中做”的方式,培养学生的实际操作能力和兴趣,突出课程的应用性和实践性。建筑结构的部分课程教学设计方案详见表1。
表1 《建筑结构》教学设计方案(部分)
以表1为例,首先罗列出这部分学习内容所对应的岗位能力需求以及学生必须掌握的理论知识点,以便有目的地安排学习任务。然后给出一套较为简单的框架结构的结构施工图纸,布置与理论知识点相关的学习任务。学生一般安排5人为一个学习小组,以小组为单位,带着问题自行查看相关施工图纸和规范,找出问题的答案。在完成任务的过程中,组员之间可以进行探讨,学生可随时向老师提出问题,小组和小组之间也可以进行交流。然后安排每个小组汇报自己的任务完成情况。在完成任务的过程中,教师在旁指导,及时发现学生的问题,必要时可将学生的共性问题进行集中讲解。根据课程内容,还可以布置翻转课堂的任务,请学生上台讲解自己对知识的理解。学习任务完成度的打分方式可由每个小组组长根据组员的表现进行打分,或者教师直接进行打分。这样的学习方式能够加强学生对知识获取的主动性和探索性,让学生主动提出问题,自己寻找解决方法,还可以提前让学生多接触施工图纸。另外,也加强了沟通能力以及团队协作能力,让学生觉得课堂内容更有趣味。
5 课程考核方案
针对传统课程考核方案存在的不足,根据应用型人才培养的特点,可将建筑结构的考核方案改为全过程考核,取消传统的闭卷期末考试。对学生的掌握程度主要从以下几个方面去进行评价,考勤、课堂学习任务的完成情况、与小组成员之间的协作关系、翻转课堂的表现、课程设计的完成情况等方面,对学生理论联系实际的能力和组织协调能力进行全方位的考查。
6 结束语
建筑结构这门课程的设计以学生为中心,除了培养学生的实践能力以及分析问题、解决问题的能力以外,还增强了学生的学习兴趣和动力,让他们体会到学习知识的乐趣,主动地进行学习。同时培养学生认真严谨的工作态度、团队协作精神,提高学生们的沟通能力、协调能力,增强岗位适应能力。通过对建筑结构课程的教学方式和考核方案等内容进行改革,能够为相关课程的应用型课程教学改革提供一定的思路和方法。