淺談建筑結構試驗課程教學改革

沈之容

摘要：建筑結構試驗是土木工程專業一門重要課程。本文針對課程教學存在的不足，改進教學大綱和教學方法，增加動力試驗課堂和試驗教學內容，優化試驗類型，從而提升教學質量，培養創新型的復合人才。

關鍵詞：建筑結構試驗；教學大綱；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0083-02

一、引言

我國高等院校是直接為國民經濟建設提供創新技術、輸送創新人才的地方。提升高等院校創新能力，充分發揮高等院校在人才培養、基礎研究、前沿技術研究和戰略高技術研究中的重要作用，是高等院校的重要職責。黨的十八大有關教育方針中指出了“教育是中華民族振興和社會進步的基石”，“著力提高教育質量，培養學生創新精神”，為我們指明了方向的同時，更對我們提出了新的要求。我們應該積極響應，領會精神，努力實踐。目前我校正在進行的“卓越工程師教育培養計劃”，就是要培養拔尖創新人才，不斷提升科學研究水平，使得教育水平、教育質量更上一個臺階。

建筑結構試驗是土木工程專業的一門專業必修課，課程的任務是通過理論教學和試驗實踐，使學生掌握建筑結構試驗的基本知識和基本技能，并能根據設計、施工和科研任務的需要，完成一般建筑結構的試驗設計和分析工作。針對目前課程教學中存在的一些不足，我們結合多年的教學經驗，以“卓越工程師教育培養計劃”為導向，從教學大綱、教學內容、教學方法等方面入手進行改革，培養學生的動手和創新能力。

二、教學大綱改革思路

現代建筑結構越來越復雜，有些甚至超限（超出規范規定的要求），給工程設計、制作和安裝帶來很大的挑戰性，而結構試驗是發展結構理論和解決工程設計方法的主要手段之一，在結構工程學科的發展演變過程中形成的由結構試驗、結構理論和結構計算三極構成的學科結構中，結構試驗已成為一門獨立的試驗科學[1]，因此這門課程無論對于今后學生踏上工作崗位還是搞科研、學業深造都有很大的幫助。本課程通常安排在大四第一學期，教學分為兩部分：課堂教學和試驗教學。課堂教學主要講授試驗設計方法、試驗荷載設備、試驗量測儀器、試驗實施方法、試驗數據處理等理論知識，要求學生掌握建筑結構試驗的基本理論和基本方法，掌握一般建筑結構試驗的設計與分析，了解建筑結構試驗現場檢測技術。試驗教學則是指導學生量測與結構工作性能有關的各種參數，進行數據處理和分析，要求學生了解結構試驗加載設備的特點及作用，了解結構試驗中常用儀器設備的基本原理和使用方法，熟悉結構靜載試驗的全部試驗過程，學習結構試驗測試方法和實驗結果的分析整理。

由于教學學時數的限制和缺少相應的動力試驗教學設備，目前在我校《建筑結構試驗》課程大綱中未安排結構動力試驗方面的教學內容，而現代建筑結構分析和計算必然會涉及到抗震、抗風等結構動力問題，學生在之前相關專業課程學習時也都曾學過結構動力方面的理論知識，因此需要在本科生試驗課程教學中講授結構動力試驗方面的知識。為此筆者對國內16所包括部分“985工程”和“211工程”以及其他重點和普通高等院校關于建筑結構試驗課程情況進行了抽樣調研，調查結果顯示，除了在本科階段未開設《建筑結構試驗》課程的學校外，62.5%開設該課程的學校有動力試驗教學課。我校的人才培養目標就是要培養適應21世紀科技、經濟、社會發展需要，德智體全面發展，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高，富有創新精神的高級專門人才。其中能力培養包括實踐能力、終身學習能力、運用知識能力、表達能力、人際交往能力、管理能力、批判分析和邏輯思維能力、創新能力[2]。課程教學大綱是根據培養計劃以綱要形式制訂的有關課程教學內容與要求的指導性文件。因此本次教學大綱改革把課程體系合理化、教學內容優化、實驗研究能力強、社會適應面寬、有時代特色和社會需求基礎作為基本指導思想。在教學內容上本著“學以致用”的思想，按照開放性、靈活性的原則，加強課程與課程體系在邏輯和結構上的聯系與綜合，把體現當代學科發展特征的多學科間交叉性知識滲透到課程內容中來，讓學生在更廣闊的領域內學習和理解知識的真正意義。

因此適當調整現有教學內容和時數分配是必要的，在與課程教學大綱擬定人、任課教師共同討論和研究后修訂教學大綱，在課堂教學上增加結構動力特性試驗和結構抗震動力加載試驗兩部分內容，在實驗教學上增加結構動力演示試驗、結構動力特性試驗和現場檢測技術應用試驗共三部分試驗內容。

實踐環節是這門課的一大特點，因此要加強這部分教學環節，培養學生分析與解決實際問題的能力以及創新能力，從而提高學生的綜合素質。目前試驗教學有四個試驗，試驗內容、項目都是事先老師設計和準備好的，屬于規定性試驗，學生只能觀看試驗和記錄讀數，錯失了實踐動手能力的機會，扼殺了學生的創新思維，結構試驗的發展趨勢從粗放研究逐漸過渡到精細化研究，這就要求有詳細的試驗方案和試驗計劃，更需要有創新性思維。因此我們對試驗進行分類和改進，設置了六個基本試驗，既有每個學生獨立操作的，又有團隊協作完成的，達到基本教學要求。除了基本試驗外設置的科研性試驗適合那些有志于讀研究生搞科研的學生，老師起指導和引導作用，鼓勵學生自主設計和創新，體驗創新過程，培養他們學習能力和解決問題的能力，為他們將來研究打下基礎。設置的生產性試驗適合那些即將畢業的學生，有利于他們在踏上工作崗位后熟悉實踐性試驗。通過試驗分類后可以針對不同需求的學生進行個性化教育，也就是因材施教，這樣既得到基本訓練，也能創新提高。

三、教學方法改革

傳統教學方法有其嚴謹性、邏輯性和條理性的一面，在現代教學中，恰當、合理運用多媒體課件、教學錄像等儀器輔助教學，讓學生有更直觀、更詳細的認識，收到較好的教學效果。在教學方法上從灌輸式轉變為啟發式和參與式，從教師為主體轉變為以學生為中心。在教學方法和教學組織上作如下改進和探索：

1.多媒體技術的使用。我們事先參閱大量相關教材，精心備課，組織好講義和ppt，教學內容上舍棄一些教材上非重點但需了解的內容，可由學生課后自學，既節省了教學時數，又避免照本宣科，教學內容做到心中有數，同時講解過程中有些板書適當給學生留有思考的空間。另外要講好課程的緒論。俗話說：良好的開端是成功的一半。緒論的好壞直接影響到學生對這門課的興趣和吸引力。我們準備在緒論中充分利用多媒體技術把著名的地標建筑和我系各課題組承擔過的一些重大工程的試驗圖片、錄像、成果展示給學生。多媒體具有信息量大、照片圖片清晰、直觀明了等優勢，對于一些照片圖片、工程案例有很好的教學效果，可以增加學生的興趣和吸引力，同時也可提升學術水平，進而引出結構試驗的任務和目的、分類等一步步開展下去，同時告訴學生本課程講授的主要內容和進度安排，以及與前修課程關系等，使得學生能了解課程進度計劃和課程縱向上的知識連貫性。要認識到學生只有20分鐘左右的注意力，正好是半節課的時間，因而準備在課中講授到一半時留出5～10分鐘左右的時間設置一些小提問或課堂討論、互動環節，既活躍課堂學術氣氛，又可促使學生進入到下一階段的學習中。

2.網絡技術的使用。信息時代的網絡技術在教學方面有其獨特的優勢，為了使同學們能夠迅速地取得最新的教學資料、掌握更全面系統的專業知識，我們準備專門建設建筑結構試驗的網頁，將電子教案、CAI課件、在線測試、工程案例等更多資料發布在網站內，不僅極大地方便了同學們拓展知識，更無形中培養了學生們的學習興趣。網絡本身的魅力也使同學們能寓教于樂，獲得前所未有的幸福學習的新體驗。

3.全面的考核方式。建筑結構試驗是一門理論與實踐并重的課程，在考核方式上我們除了對學生的理論知識水平進行考核外，還對其實踐能力和文獻綜合能力進行全面的考察。通過試卷考核、大作業考核和試驗報告考核等多種方式，對學生的綜合能力進行較為全面的評價。此外擬建立試題庫，為試卷組織的合理性、科學性提供了條件。

4.教材建設。現有的教材出版距今有十余年，而我國在這十多年中建筑行業的發展是突飛猛進的，期間的一些大事件如北京奧運會、上海世博會的召開也促使許多新建筑、新結構的誕生，加上近年來國家規范完成了一次修編，因此教材的建設和更新勢在必行了，以適應現代結構理論和應用飛速發展的形勢需要。考慮到教材建設、編寫工作需要一定周期和團隊的合作，目前可先在教學講義上做優化，在教學時數不增加的情況下，怎樣有效地提高教學效率顯得尤為重要。在講義中及時補充學科的最新發展和研究成果，讓學生了解本課程的最新學術前沿，提升課程的學術水平，同時加緊新教材的編寫工作，爭取早日面世。

四、結束語

素質、能力培養是本科教育中一項很重要的任務，不僅要強調學生文化素質的提高，還要強調創新精神的培養。通過本次建筑結構試驗課程教學改革的初步設想，以“卓越工程師教育培養計劃”為導向，在今后授課中不斷實踐和改進，更好地提高教學質量，培養出國家需要的高素質、創新型復合人才。

參考文獻：

[1]姚振綱，劉祖華.建筑結構試驗[M].上海：同濟大學出版社，1996.

[2]同濟大學教學質量保證體系研究項目組.大學本科教學質量保證體系研究[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint