“建筑结构设计”课程综合教学模式探索与实践

[摘 要]该文针对土木工程专业建筑结构设计课程的特点、教学现状以及网络资源高度发达的背景，基于在线学习平台、雨课堂等工具，探索一种“课前自主学习、课堂提问解惑、案例讲解强化、课后网络助研”的综合教学模式。实践结果表明：此类教学模式能够有效地提高学生自主学习、查阅文献资料、发现问题和解决问题的能力;提高课堂教学的质量和效率。在整个学习过程中，学生有明显的成就感，能够激发学习兴趣和动力。

[关键词]建筑结构设计;自主学习;案例教学;网络资源

[基金项目]2019年度东南大学教学改革研究与实践项目“基于四位一体模式的建筑结构设计课程教学方法研究与实践”（2019-041）

[作者简介]敬登虎（1978—），男，安徽和县人，工学博士，东南大学土木工程学院副教授，硕士生导师，主要从事工程结构鉴定与加固改造技术研究。

[中图分类号] G642.4[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）28-0215-03[收稿日期] 2020-03-19

一、引言

1998年，全国高等院校进行本科专业调整，原来的建筑工程等八个专业合并为土木工程。随后，东南大学土木工程专业设置了“建筑结构设计”课程。“建筑结构设计”是介绍各类常用建筑结构设计方法的专业课程，需要综合应用工程数学、工程力学、工程材料、工程构造和工程结构设计原理等工程基础课程相关理论和知识;是以实际工程为背景的大平台，完成相关知识的集成，使学生从“理论设计”过渡到“工程设计”;对深化基础理论，培养学生解决和处理工程实际问题的能力、建立初步的工程经验具有非常重要的意义[1]。因而，“建筑结构设计”课程在土木工程的专业教育占据十分重要的地位。

二、建筑结构设计课程特点与教学现状

东南大学的“建筑结构设计”课程主要内容包括六大部分，即结构设计通论、梁板结构、单层厂房结构、多层框架结构、高层建筑结构、砌体结构。该课程一直采用60学时讲课、16学时自学、4学时研讨和共3周的两个课程设计。本文此处探讨的综合教学模式不包括两个课程设计所涉及的内容。“建筑结构设计”课程的专业性、实践性、综合性特别强，知识点繁多;在整个学习过程中，除了接受新的知识，还得用到以往学习过的基础理论知识;授课对象为大三下学期学生。

从2009年起，笔者就参与“建筑结构设计”课程的教学授课工作，发现存在的主要问题如下：

（1）课程内容庞杂、设计中的构造要求较多，导致学生们不易掌握、兴趣降低，尽管学生们都知道这门课非常重要;

（2）师生互动较少，因为学时有限，教师很难在课堂教学上花费较多的时间;

（3）案例内容偏少，课堂讲解不够精彩，学生们听课积极性不高;

（4）课堂教学效果欠佳，部分学生注意力不集中，课间玩手机等;

（5）缺少主动学习意识，绝大部分学生没有养成课前预习的习惯，认识不到课前准备的重要性;

（6）不同能力的学生对课堂教学的反馈不同，能力强的学生觉得教师在重复讲解某个知识点，但是能力弱的学生觉得很有必要。

三、网络资源背景

现如今，互联网技术已渗透到全社会的各个领域，并催生了新的社会发展模式—“互联网+”时代。人们的生产生活包括学习方式，也需要接受互联网时代的洗礼[2]。以“90后”为主的当代大学生正是成长于这样一种网络快速普及的环境中，是不折不扣的“网络原住民”一代，他们沉浸在互联网带来的全球文化和消費潮流之中，是网络参与的最活跃的人群[3]。无刻不在的数字生活已逐渐成为当代大学生群体日常生活的群像，他们借助于各类网络社交平台获取和共享各类知识[4]。

东南大学的“建筑结构设计”课程于2005年评为国家级精品课程，有课程网站并向全社会开放;2016年6月批准为第一批国家级精品资源共享课程，并制作了64节课程视频，包括60节授课录像和4节研讨录像。2019年，又重新录制了38个知识点视频，在中国大学生MOOC（慕课）在线学习平台上发布。这些视频资料在整个课程的学习过程中，可为学生们提供极好的帮助。同时，国内开设同样课程的高校也有相应的在线课程，可供学生们观看学习。

此外，在学习过程中遇到问题，也可通过各大搜索平台进行查询，基本上可以搜到相关答案。当然，搜索平台获取到的答案可能五花八门，必须加以甄别后才可采纳吸收。

四、教学模式改革的思路

教学模式是在一定的教学理论和思想指导下的教学行为规范，教学模式改革探索是高校优化人才培养方案的重要举措[5]。为了解决传统教学模式存在的问题，例如学生上课时积极性不高、讲课内容过度集中在理论知识、与工程实践问题脱节、让学生不能感受到所学知识有用武之地等[6]，可考虑引入工程实践案例、优化教学组织和授课内容等方法[7]。此外，东南大学近些年还提倡教师从单向只是传授的教学方式向关注创新性教育的研究型教学转变[5]。

综上所述，笔者探索一种“课前自主学习、课堂提问解惑、案例讲解强化、课后网络助研”的教学模式。

（一）课前自主学习

课前自主学习，一方面是为了培养学生养成主动学习的良好习惯，提高学生的自律性;另一方面是为了后面课堂教学环节做好充分的准备。课前自主学习可以通过教材以及在线学习平台的方式进行。本课程优先选择中国大学生MOOC（慕课）在线学习平台上东南大学发布的“建筑结构设计”课程，该课程包含了两套视频资料。其一是精简的知识点内容，每个知识点为8～12分钟;其二为完整的教学内容，每个视频为45分钟。视频学习资料对于能力较弱的学生而言，可以反复观看直至理解为止。

为了实现学生能够在课前自主学习，教师应在每次课堂教学之前通知学生即将学习的内容，以及课堂教学活动的安排。例如，下周一上午1～2节课的学习内容为“混凝土楼盖结构布置”，活动安排见表1。为进一步提高学生的主动性，教师应告知学生课堂答题和分析讨论环节的表现会计入总评成绩。

（二）课堂提问解惑

进入课堂教学之后，为了掌握学生自主学习的效果以及可能存在的难点，教师必须设置提问环节。所设置的问题内容应紧扣教学大纲中的知识点和难点，以及之前教学活动中学生会经常犯错的问题。

基于笔者以往的经验，即使部分同学内心很想积极地回答问题，但在全班同学们面前还是比较谨慎，不愿意表现出很积极的样子。因此，建议在课堂教学时应用“雨课堂”APP。雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的智慧教学工具，目的是全面提升课堂教学体验，让师生互动更多、教学更为便捷。使用“雨课堂”APP具有以下优点：占用学生的手机，同学们不会再用手机作其他用途;可在线回答问题，同时便于教师快速统计答案;学生有问题或听不懂时，可及时向教师反馈，师生互动性非常好。

根据学生们回答问题的结果，教师很快知道哪些知识点没有掌握好。在接下来的解题与讨论时间里，有针对性地加以引导，逐步展开分析，直至绝大多数甚至全部学生能够解决问题。

（三）案例讲解强化

工程实践案例的讲解对学生们进一步掌握知识点非常有用。在有条件的情况，应优先选择一些失败的工程案例，往往反面教训给人的印象更加深刻。例如，次梁的截面高度可取跨度的1/18～1/12，当高跨比满足要求时，其挠度变形一般也能满足相关规范要求。在图1所示的案例中，次梁的跨度为11500mm，截面尺寸仅为240mm×400mm，则其高跨比为1/28.75（明显小于1/18）。因此，次梁的刚度严重不足，中部产生明显的下挠变形;楼面板随之也出现明显的“碗”状下挠变形（图1a），且楼板在靠近框架梁处出现明显的负弯矩裂缝（图1b）。

（a）楼板明显下挠

（b）支座处楼板开裂

在整个失败案例的分析讲解过程中，教师应留出时间让学生先自己判断分析事故的原因，然后共同探讨，逐步找出问题的关键所在。在这样的环节当中，找到问题的同学们会有很强的成就感，并深刻感知知识的价值和学习的乐趣。

（四）课后网络助研

为了提高学生查阅文献资料、独立开展研究和解决问题的能力。在本课程的教学过程中，可以设置相关问题，让学生们三个人成立一个课题小组，课后借助网络数据库开展一定的研究工作。例如混凝土或砌体结构常见裂缝的分布特征、框筒结构的剪力滞后效应、C型檩条与Z型檩条的受力特点等问题。然后，每个课题小组制作PPT，在课堂上进行简短报告和同学们分享，并且可以相互质疑和讨论。

近两年来，笔者通过上述教学模式的调整，发现同学们在自主学习、查阅文献资料、发现问题和解决问题的能力上有较大提高;课堂教学活动高效、有活力;学生们在整个学习过程中有明显的成就感，有较强的学习兴趣和动力。

五、结束语

著名的教育家叶圣陶先生曾说过：教学有法，教无定法，贵在得法。任何一个好的教学模式，其方式应多样化，师生有效互动，理论紧密联系实践，能激发学生学习的激情。笔者根据“建筑结构设计”课程的特点、教学现状以及既有的网络资源，探索一种“课前自主学习、课堂提问解惑、案例讲解强化、课后网络助研”的综合教学模式，目前已取得较好效果，可供类似课程参考。

参考文献

[1]邱洪兴，黄镇，王恒华，吴刚，孟少平.“建筑结构设计”课程内容体系改革的研究与实践[A].陈国兴，韩爱民，侯曙光.高等学校土木工程专业建设的研究与实践—第九届全国高校土木工程学院（系）院长（主任）工作研讨会论文集[C].北京：科学出版社，2008：346-351.

[2]安涛.知识创造：“互联网+”时代学习的变革取向[J].终身教育研究，2020，31（1）：24-29.

[3]施芸卿，罗滌.“90后”大学生的数字化生存[J].青年研究，2014，（6）：1-4.

[4]宋振超.网络原住民在社交平台上知识共享的驱动因素分析[J].图书馆，2017，（12）：78-82.

[5]谢淑平.基于“四位一体”的研究型教学模式改革[A].郭大成，庞海芍.2015年大学素质教育高层论坛论文集—素质教育与大学教育改革[C].北京：高等教育出版社，2015：438-441.

[6]宋洋，祝百茹，金佳旭，杨逾，董泽.基于“项目驱动与主动探索”课程教学模式構建研究—以“地下建筑结构”课程为例[J].教育教学论坛，2018，（4）：183-184.

[7]胡波.建筑结构概念设计课程教学案例库建设与案例教学实践[J].高等建筑教育，2018，27（4）：82-85.

Exploration and Practice of Comprehensive Teaching Model of the Course in Design

of Building Structures

JING Deng-hu

（School of Civil Engineering， Southeast University， Nanjing， Jiangsu 211189， China）

Abstract： In view of the characteristics， teaching status and highly developed background of the network structure resources of the course in Design of Building Structures for civil engineering majors， this article explores a comprehensive teaching model of "pre-class autonomous learning， in-class questioning， answering， and strengthening through case explanation， and after-class network research"， based on online learning platforms of Rain Classroom and other tools. Practice results show that this type of teaching model can effectively improve students' ability to learn independently， browse literature， find and solve problems， and improve the quality and efficiency of classroom teaching. During the whole learning process， students have a clear sense of accomplishment， which can stimulate learning interest and motivation.

Key words： Design of Building Structures; autonomous learning; case teaching; network resources