土木工程專業研究生課《結構風工程》教學方法探索

柯世堂，吳 瑾

（南京航空航天大學 土木工程系，江蘇 南京 210016）

土木工程專業研究生課《結構風工程》教學方法探索

柯世堂，吳 瑾

（南京航空航天大學 土木工程系，江蘇 南京 210016）

根據《結構風工程》課程的特點，以及土木工程專業研究生的教學目標，從教學體系、方法、內容以及考核手段的改進等方面，進行了《結構風工程》課程的教學改革探索，旨在創新研究生培養模式、適應研究性大學的教學要求，提高研究生教學質量，使學生系統全面地認識和掌握結構抗風設計方法。

結構風工程；土木工程；研究生教學；教學改革

當今世界，科學技術突飛猛進，國際競爭日益激烈。國際間的競爭，從經濟競爭到科技競爭，歸根到底是教育的競爭，人才的競爭。研究生教育作為教育的高端，在培養創新人才中具有決定意義，負有為國家創新體系輸送高素質創新性人才的職責。創新意識、創造精神、創業能力的培養是研究生教育的核心任務，是建設創新型社會的關鍵所在。因此創新適應時代要求的研究生培養模式，促進研究生教育多樣化發展，培養科教興國戰略需要的復合型高級人才是研究生教育面向21世紀的一個重要課題。土木工程專業研究生教育是關系國家基礎建設的重要分支，涉及知識面廣、專業要求高、專業方向多，亟需探索有效科學的研究生課程教學方法。《結構風工程》屬于土木工程專業的新興交叉學科，它涉及氣象學、空氣動力學及氣動彈性力學、結構工程學、振動工程學等多門學科[1]。其學科基礎是風工程和結構工程，而南航作為國內外最早開展風工程研究的高校之一，目標就是為國家培養高水平具有創新精神的結構風工程師[2]。研究生課程是研究生學習的主要途徑之一，因此《結構風工程》的教學改革勢在必行。作為南航這門研究生課程的任課教師，作者結合多年來課程的教學實踐經驗，進行了一些改革探索，并取得了一定的效果。

一、課程的特點及其重要性

隨著我國超大跨度空間結構、超高層建筑和特大跨度橋梁的頻繁出現，《結構風工程》已成為土木工程專業最重要的基礎專業課程之一。該課程是解決和研究建筑結構設計中的風荷載和風效應問題，具有很強的理論性和應用性，是土木工程領域的研究熱點[3，4]?！督Y構風工程》又是一座建立風工程學者和結構工程師之間聯系的橋梁，可以說它的內容在某種意義上是結構抗風設計的指南，并且實際的結構抗風設計準則也是以這些理論為依據的。因此對于研究生來說，學好這門課對于今后的工作和繼續深造都有非常重要的意義?！督Y構風工程》研究生課程以人們從事結構設計中對“風荷載”以及“風效應”強度設計方法的認識發展過程為主線，以具體的建筑結構為背景，講授結構抗風理論及其演變規律和相關抗風設計方法。

二、課程面臨的問題

《結構風工程》作為一門研究生課程，授課對象主要是

碩士和博士研究生，面臨著研究生課所共有和特有的問題。部分研究生學習缺乏主動性和自覺性，只是為了拿學分才去應付課程學習；部分研究生在本科開設過這門課或自學過相關知識，因而出現課堂疲乏缺乏學習興趣；研究生教學區別于本科生教學，怎么能夠不僅要講述書本上的內容，而且要結合實際工程對學生有所啟發，對其今后的研究工作打好基礎，也成為課程教學面臨的問題；作為土木工程的專業課，《結構風工程》內容涉及面廣，怎樣設計教學體系、選擇課程內容、安排授課次序和突出土木工作專業的特點，也值得我們深入探討。

三、課程教學改革內容

1.教學理念的革新。作為一門研究生專業課，不需再像本科生階段，每一部分內容都詳細地講授。有些內容可以介紹自己的觀點或要求學生通過自學、討論，這樣充分發揮學生主觀能動性進行學習，教師只是起到引路人的作用。例如講授“風災危害”部分內容時，可以讓每個學生介紹自己家鄉所遭受過的臺風及強風破壞事件，歸納出建筑結構風災破壞的特點，然后我們再啟發學生進行抗風設計的重要性，從而使得學生對風災危害有更深的體會和認識。提倡研究生學習過程中的創新精神和思維，尊重學生的個體和特性，創造平等、民主、和諧的課堂氛圍，充分調動學生參與教學活動的主動性和積極性。

2.課程體系的優化。《結構風工程》作為土木工程專業的研究生課程，目的在于結合風工程基礎知識，完善學生結構設計知識構架，使其了解風工程理論在建筑結構中的應用，為其今后的學習和工作打下良好的基礎。鑒于此，該課程不能像以往類似課程單一具體地講解某一種強度設計理論，而是需要集空氣動力學、隨機振動理論、結構工程學和概率統計學于一門課程，并且按照結構設計中的認識過程進行排序，使學生容易接受和理解。

3.教學方法的靈活運用。在教學過程中，需要采用靈活多樣的教學方式，及時了解學生對該門課程內容的掌握程度，并根據學生的接受能力，適時調整教學進度和方法，及時發現問題和解答問題，搞活課堂氣氛，促進學生的學習熱情，使每位學生最大程度地發揮主動性學習。具體的教學方法主要有：①多媒體與板書相結合的教學方法。多媒體教學直觀清晰、容易調動學生興趣，再加上板書對于理論公式的推導和引人入勝，兩者結合便于學生做筆記和理解，緊跟老師思路。②試驗與理論相結合的教學方法。培養學生的試驗和動手能力，南航擁有空氣動力學部門開放實驗室，這對土木工程結構抗風這門課程的教學來說是非常重要的，這樣就不是一味地紙上談兵。學生對于這樣的實踐課非常感興趣，可以運用課堂所學的方法和知識點，獨立完成一些簡單的建筑抗風試驗，為他們以后繼續深造從事相關的科研打下良好的基礎。③開設課堂討論課。討論教學作為研究生教學的重要手段，能培養學生表達、應變和資料搜集能力。討論課主要以學生討論或ppt介紹形式為主，再結合教師的點評，給學生表現空間。④考核手段的改進。對于《結構風工程》這門課的考核方式我們采取了多種方式，總結以往的教學經驗，作者認為采取開卷考核結合試驗設計的方式比較合理。培養了學生動手、查找資料和解決實際問題的能力，對于學生以后的工作有針對性的幫助。

4.綜合教學方法的運用。以往的結構風工程專業基礎課程教學多是以觀察為主，以達到理解課堂中理論的闡述和驗證課程中對工程現象形態的描述。我們在新的結構風工程專業基礎課程課堂教學中，一方面突出重點，精簡原來過于煩瑣的記憶性內容，另一方面提出一些學科發展中具有代表性的問題及相應的參考文獻，通過學生自己的閱讀，寫出該方面學科發展綜述及自己對這些問題的認識。

四、創新之處和結束語

首先，《結構風工程》課程在土木工程專業中的開設本身就具有一定的創新意義，它打破了以往將這門課內容放入到《高層建筑結構設計》中進行講解的傳統。因為對于土木工程專業研究生來說，學習這門課需要具備空氣動力學和隨機振動學的相關知識儲備。其次，《結構風工程》課程以具體的建筑結構設計為背景，一改以往抽象的設計教學模式，把抽象“風”與實體“結構”結合，使得學生能很好地掌握該門課的理論和應用方法。隨著土木工程技術的不斷發展和結構設計要求的不斷提高，《結構風工程》課程的教學內容和方法也應不斷充實完善，如何切實跟隨當前狀況，設計、完善和發展該門課程，使其滿足研究型、創新型人才培養要求的任務任重而道遠。筆者也將與各位同仁共同探討，一起促進《結構風工程》研究生課程的改革發展。

[1]馬文勇，尉耀元，谷玉榮.本科生風工程教學方法探索[J].教育教學論壇，2012，（30）：118-121.

[2]王曉軍，丘志平.航空專業研究生課《飛機結構強度》教學改革探析[J].力學與實踐，2013，35（4）：60-62.

[3]吳謹.新加坡國立大學土木工程人才培養方案及其特點[J].高等建筑教育，2004，（4）：31-33.

[4]葛耀君.大跨度懸索橋抗風[M].北京：人民交通出版社，2011.

G642.0

A

1674-9324（2014）04-0048-02

江蘇高校優勢學科建設工程資助項目資助。

柯世堂（1982-），男，博士，主要從事結構風工程研究。