基于“互聯網+”思維的《建筑結構》課堂教學改革實踐

高等職業教育以社會需求和就業為導向，應該培養學生具備足夠的基礎知識，較強的技術應用能力。《建筑結構》是土建類專業的核心課程，是從事建筑工程生產一線的工程技術人員必須掌握的核心技術。但由于該課程是一門相對較難、較復雜的專業必修課，高職的學生在學習過程中常感到較吃力，所以探索一種適合高職學生的教學方式已是當務之急。

一、改革設計

1、改革目標

1）課程設計系統化

針對《建筑結構》課程設計，涵蓋了教學大綱的所有知識點，并根據高職學生現狀和實際，對課程設計的難易程度進行了調整，既讓學生全面的掌握了知識，又突出了學習重點，提高了效率。

2）教學手段網絡化

使用空間三維模型和建筑結構訓練/考試軟件的手法可以減少學生的學習壓力，激發學生的學習興趣；同時，豐富課堂教學內容，擴大課堂教學信息量。運用空間三維模型輔助教學使學生對工程實踐有了初步的感覺，為學生適應畢業后的工作打下良好的基礎。

3）學生學習自主化

高校學生的學習特點，最主要的特征之一即體現在自主性上。網絡環境下學生自主化學習，極大的改善了教學媒體的表現力、交互性和師生發展的空間，使教師的教更為靈活，使學生的學習更為主動。

4）能力評價標準化

通常高校老師要付出大量工作時間修改考卷和試卷分析，并且標準不一。通過《建筑結構》軟件平臺不僅可以自動修改試卷，還能自動對考試成績進行分析，大大降低教師的工作，而且統一了能力評價的標準。

2、改革思路

1）互動教學平臺下的數字化教學

隨著智能手機、平板電腦等移動智能終端設備近年來的爆炸式增長，開展數字化教學已成為當下高職院校教學改革的重點。充分利用學生手中的移動終端設備，配套移動學習和教學互動系統可以讓任何一間普通教室立即變成移動多媒體互動教室，使任何一個實訓場所變成移動多媒體互動實訓場所，充分調動學生的學習積極性，滿足學生校內學習、校外實習的交互交流。

2）圍繞施工企業崗位需求

目前，“大學生過剩”與“技工嚴重缺乏”冰火兩重天的反差格局一直困擾多省的企業。市場需求促進人才需求，也促進了教育培訓需求。2014年年初，國務院出臺關于引導一批普通本科院校向應用型高校轉型的政策。在這種社會需求下，高職院校在教學上應擺脫以往單純依靠理論教學的局面，增強學生對實際工程的直觀了解，培養符合企業要求的應用技術型人才變得尤為重要。

3）促進現實建筑工程對接

鑒于建筑工程類高職學生的就業方向是施工現場的技能型崗位，而施工現場要求技術人員對圖紙有較好的識讀能力，并且具備基本的結構概念，因此，“建筑結構施工圖識讀”和“建筑結構基本概念”便成為建筑結構課程的教學重點。通過運用三維立體模型和訓練/考試軟件，改變了傳統教學方式，使學生對知識更加容易理解。

二、改革實施

《建筑結構》課程對于高職學生來說是一門相對較難、較復雜的專業必修課，傳統的板書或PPT教學方式生澀難懂，容易使大部分學生對學習失去信心。下面通過三個方面對《建筑結構》課程的教學方法進行改革：

首先，以移動數字化課程資源為教學手段，輔以微課教學、翻轉課堂和混合式教學，盡可能的激發學生的主動學習熱情。

其次，由于建筑結構施工圖識讀的教學需要學生有較好的空間概念，本文介紹了一種采用三維立體模型形式來體現建筑結構節點或構件的教學方法，使學生直觀的理解各種構造。

最后，為了更好的鞏固和考核學生所學到的知識，建設一個完備的訓練/考核的平臺來輔助教學時非常必要的。

1、移動數字化課程資源建設

本文涉及的移動數字化課程資源建設包括三個部分建設內容：移動交互式數字教材開發、微課程與學習場景融合的課程資源庫建設和教學互動平臺功能開發。學院主導的數字化課程資源建設主要滿足本校學生的自主學習為主，支持專業教師對與學習場景融合的課程資源庫的有效利用。

1）移動交互式數字教材開發

移動交互數字教材不是紙質書簡單添加多媒體內容，而是對教材的重新多媒體改編設計、交互學習設計。其主要具備三大特點：富媒體性、交互性、記錄性。

（1）富媒體性

富媒體是內嵌于電子教材中的視頻、圖片、測試題、3D動畫等。對于一些抽象的、空間性較強的知識點，借助富媒體來學習更加直觀。如圖1所示。

（2）交互性

為增強學習者的學習興趣和參與感，移動交互式數字教材設計了很多情景化、趣味化和參與感很強的交互學習點，如氣泡標注、地理位置交互、圖形互動、單元練習、自我評測等交互學習等。如圖2所示。

（3）記錄性

書中任意一段文字可以進行高亮標注，可以選擇任意位置記錄筆記，會同時記錄批注或筆記的時間，移動閱讀學習終端還支持聲音筆記功能。如圖3所示。這樣無論是對學習者的學習進度，還是復習鞏固，都具有事半功倍的作用。

2、三維立體模型輔助教學

三維立體模型輔助教學可以幫助學生實現“平面—空間—平面”的思維轉換，對提高學生在建筑結構教學中的空間想象力與構型能力有著重要的作用。本文對三維立體模型輔助教學的研究分以下幾部分：

1）建筑結構節點和構件整理

根據目前高職院校建筑結構施工圖的教學過程，將材料分為以下兩部分：

（1）選擇圖集中的節點詳圖

根據教學要求選擇圖集中所要轉化成三維模型的節點詳圖，本次選擇的節點匯總如下表。

以選取的剪力墻“轉角墻墻身水平鋼筋”構造為例，圖集的表示如下圖所示。從圖1中可以看出圖集的轉角墻墻身水平鋼筋搭接只給出了平面圖，學生要理解這個節點的鋼筋做法需要有一定的空間想象能力，僅僅通過看圖集和聽課很難理解鋼筋的布置。

（2）選擇一根實際工程中的梁

根據教學流程，學生對圖集的節點有一定認識之后，便要畫一根實際工程中梁的鋼筋分離圖。這個過程從難度上更進了一步，所以更需要建立一個三維模型方便學生直觀的來學習。為了簡化說明，選擇了較簡單的一跨梁，如圖2所示。

2）基于BIM技術的教學界面設計

對結構節點和構件整理后，便可以運用BIM軟件將對應的CAD文件轉換成3D模型。

（1）節點詳圖轉化成空間模型

現以轉角墻（一）為例，簡述轉化過程。節點轉角墻（一）的教學難點在于外側水平筋在一側墻體內的搭接規則，故在建立模型時要突出這部分的鋼筋搭接，如下圖所示。

（2）實際工程梁轉化成空間模型

根據上文的單跨梁，其三維模型如下圖所示。在已有圖集和課件的基礎上教師結合該三維空間模型，通過對模型的縮放、平移、旋轉等操作可以使學生較直觀的理解知識點。

3、建設訓練/考核的平臺

當前，為了達到高職教育的教學要求，適應大信息量的教學內容需求，各類高職院校都建立了校園網和多媒體教室。這為學生使用平臺課堂練習提供了硬件支持。運用軟件平臺可以在減少教師的工作強度的前提下，提高教師的工作效率，還可以隨時讓學生運用平臺進行知識點的學習和溫故。

1）運用軟件平臺查漏補缺

通過軟件平臺進行習題訓練，軟件可自動立即批改作業，學生便可得到訓練結果，大大簡化了教學過程。學生對做錯的題目可通過知識鏈接獲得相應的知識點，對自己的沒有掌握的知識點重點學習。如圖5所示。

2）運用軟件平臺分層教學

由于高職學生的基礎有一定的差別，為了滿足所有學生，軟件平臺中的訓練題分為基本訓練和拓展訓練兩部分，如圖6。基本訓練的題目要求所有學生能夠掌握，對于學有余力的同學可以鼓勵他們做拓展訓練。

3）運用軟件平臺考核評價

為增加考試公正性，軟件平臺的考試題目主要從題庫中按章節隨機抽取，一場考試中每位學生抽到的試卷都不相同。考試結束后，平臺會自動批卷，并且統計學生總體的能力評價報告，如圖7，方便教師進行教學分析。

考核評價主要分為四部分：

（1）平時（10%）：根據學生的學習態度、課后訓練任務完成的正確率。

（2）繪圖（40%）：學生綜合應用建筑結構構造及平法制圖規則繪制框架結構梁柱鋼筋布置圖的情況。

（3）機考（30%）：采用軟件“建筑結構考核系統”考核。

（4）筆試（20%）：對框架結構施工圖分組進行施工圖識讀考試。

三、結論

通過空間模型輔助教學，使學生能夠直觀的理解平法制圖規則和節點構造；運用建筑結構訓練/考試軟件，使學生在“教中學”、“教中做”、“做中學”中更快更好的掌握知識。本文介紹的教學改革方案更接近實際工程，更能發揮學生的學習積極性和主動性，有助于培養出符合時代發展要求的新型高素質人才。

（作者單位：浙江建設職業技術學院）