建筑結構試驗課程教學改革探討

陳高 何根 劉傳輝 何小思

摘 要 建筑結構試驗是土木工程專業一門重要專業課程，本文針對課程教學存在的不足，通過對教學方法和教學大綱進行改進，采用混合式教學和項目驅動式教學方法的改革，調整教學內容，提高教學質量，培養學生的實踐能力和創新能力。

關鍵詞 建筑結構試驗 教學大綱 教學方法

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

建筑結構試驗課程是土木工程專業的一門專業必修課，其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。在土木工程專業的本科生為期四年的課程學習中，建筑結構試驗是能讓學生參與動手操作專業試驗設備的為數不多的課程之一。傳統的教學學生的參與度往往不夠，為此對本門課程的教學方法進行創新和改革勢在必行。針對目前課程教學中存在的一些不足，結合多年的教學經驗，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，為將來工作打下基礎。

1現狀分析

學院開設的建筑結構試驗課程教學過程從原有24課時變為現有16課時，是一門獨立的試驗課，原有24課時分為理論和試驗兩部分，均為12課時，理論課時側重于材料的力學性能測試和靜載試驗部分，對動載試驗部分僅作簡單介紹，試驗部分則以靜載試驗為主，試驗項目因當時客觀條件只設置了4個動手操作試驗，且沒有破壞性試驗。現有的16課時減少了理論課時，理論課時僅有6課時，偏向于試驗設計方案和試驗設備的教學，試驗課時為10個課時，均為學生實際操作試驗，包含有電阻應變片靈敏系數的測定，鋼桁架梁非破損試驗，鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗（破壞性試驗），混凝土強度測定及混凝土保護層厚度等檢測試驗。

經過多年的建設，學院現有設備和技術條件基本上能夠滿足土木工程專業試驗課程的教學需要，但在教學過程中依然發現以下幾個問題：

（1）試驗用的鋼筋混凝土梁、空心預制板等構件均為成品，學生對混凝土梁的設計和制作工藝缺乏認識，對已有配筋是否是適筋梁缺乏了解，對應變片的安裝和粘貼工藝不清楚，對構件的設計及制作需要進一步的實踐。

（2）試驗的安裝與調試均由教師和試驗員來完成，學生僅對加載過程有所了解，而對液壓加載的調試缺乏認識。

（3）對于檢測試驗僅僅了解測試方法，而忽略使用環境及要求。

2改革思路

建筑結構試驗課程試驗教學要求學生能通過試驗學會動手操作，熟知工程生產工藝以及鋼筋混凝土與鋼結構相關檢驗、檢測手段和方法。根據土木工程的特點和實用的建筑結構檢測手段，結合建筑結構試驗課程現有的試驗要求，倡導以學生為主體，提高學生的實踐能力，培養學生的創新精神和創造能力。

2.1教學方法的改革

（1）通過混合式教學把理論教學放在課前，尤其是試驗設計方案和儀器設備認知的教學，不再通過課堂教學，而是通過視頻教程或者網絡教學，增加了試驗課課時，讓學生更好地參與試驗設計和構件制作的過程當中，突出試驗教學部分的實踐過程，增加學生親自動手操作的內容。

（2）通過試驗項目發展項目驅動式教學，加強與土木工程材料試驗、材料力學、混凝土結構設計原理等課程相關內容的聯系，整合課程知識，形成一個完整的知識體系。

以試驗項目為例，鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗，混凝土梁不再委托單位制作，而是由學生自主制作，學生自主進行試驗方案設計，方案設計包含混凝土梁的尺寸、強度、加載制度、數據分析等。第一階段，鋼筋混凝土構件制作前完成混凝土配合比設計、適筋梁的鋼筋數量、鋼筋下料長度的計算、抗彎性能試驗;第二階段，學生在教師的指導下進行鋼筋預制支模、鋼筋綁扎、應變片的粘貼技術和安裝、混凝土梁的澆注養護全過程操作，澆注的同時還可以進行混凝土試塊的制作;第三階段，混凝土強度非破壞性檢測、保護層厚度檢測、鋼筋直徑檢測等相關的檢測試驗;第四階段，進行鋼筋混凝土梁抗彎試驗，加載過程方案實施，觀察梁的破壞過程、撓度的變化、裂縫的開展等。至此，完成試驗，對比分析數據，查看方案設計中是否缺漏，從而完成試驗報告。可以發現在此項目驅動式教學中，融合了土木工程材料、材料力學、混凝土結構設計原理、土木工程施工技術、檢測技術等相關課程，讓試驗課程不再是單獨操作，加強了課程之間的相關性。

（3）加強實驗室的開放力度。針對每年一次的省級和校級的大學生結構設計競賽，引進了相關設計大賽的設備。從結構體型上每年均有不同，在此基礎上可以增加多個創新性試驗項目，增加學生對競賽、科研的參與度，提升學生分析和解決問題的能力。

2.2教學大綱的改革

現代高層建筑結構分析計算都會涉及到抗震、抗風、振動等結構動力問題，建筑結構試驗在很多教材中也體現了這一點，由于學時數的限制和動力試驗教學設備操作成本較高，目前教學大綱中并未安排結構動力試驗方面的教學內容，或者只是順帶講解，而學生在之前相關專業課程，如結構力學等課程的學習過程中時也都接觸過結構動力方面的理論知識，因此可以考慮在教學大綱的理論教學中適當增加風洞試驗和地震模擬振動臺試驗兩部分內容，在試驗教學上可增加結構動力視頻演示、結構動力特性試驗。這樣學生在以后的學習過程中能夠更好的理解抗震設計和高層設計中遇到的問題。

通過混合式教學改革，這門課程可以成為線上+線下的課程，線上課程把理論課程全部完成，線下僅僅只需要1到2個課時的時間和學生進行答疑和交流，那么試驗課時將會增加，這樣試驗環節就成了課堂教學中的重中之重。通過項目式驅動教學，結構試驗從學生只動手操作，到要求有詳細的試驗方案和試驗計劃，這樣更能培養學生獨立操作的能力和團隊協調能力。通過檢測試驗，讓學生更好地參與生產性試驗，為以后更好的參與實際生產過程打下基礎。通過開放性試驗，鼓勵學生自主設計試驗，體驗創新過程，培養學生的創新能力和提升思維能力。

同時，本門課程的考核方式也會隨著教學方法的變化而變化，不僅僅是從一份試驗報告就可以體現學生對本門課程目標的達成度，從試驗方案設計的合理性，試驗報告的完整性，試驗過程操作的規范性，綜合可以體現學生的理論知識水平和實踐操作能力，對學生的綜合能力進行較為全面的評價。

3結語

本文通過對《建筑結構試驗》的教學改革思路的探討，加強了學生實際操作時間，并通過混合式教學提高了學生的理論知識水平，在試驗過程中著重強調學生親自動手設計和操作，提高學生自主能動性，加強知識體系的融會貫通，拓寬了視野，提升對專業知識的理解。

參考文獻

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