建筑結構課程教學改革思路與實踐

劉瀟

【摘 要】本文針對目前建筑學專業建筑結構課程的教學現狀，深入分析了教學過程中存在的問題，闡述了優化教學內容和改革教學方法的必要性。從教學內容、教學方法兩個方面深入探討建筑結構課程教學改革思路和實施辦法。

【關鍵詞】建筑學;建筑結構;教學改革

中圖分類號： TU71-4文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）18-0139-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.066

Teaching Reform and Practice of Architectural Structure Course

LIU Xiao

（School of Civil Engineering and Architecture，Southwest University of Science and Technology，

Mianyang Sichuan，621010）

【Abstract】Based on the current teaching situation of architectural structure course，this paper analyzes the problems existing in the teaching process，and expounds the necessity of optimizing teaching content and reforming teaching methods.From the two aspects of teaching content and teaching method，this paper discusses the teaching reform ideas and implementation methods of architectural structure course.

【Key words】Architecture;Architectural Structure;Teaching Reform

0 引言

建筑結構課程屬于建筑學專業必修課，課程講述一般建筑結構的基本原理，介紹一般房屋結構的設計概念，結構體系選擇原則，結構布置方案及結構構件設計方法，并對房屋建筑抗震知識進行概述。從而使學生掌握建筑結構的設計原理、設計方法，并能進行一般的常用結構和構件的設計。本課程理論性、專業性、綜合性較強，是由鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、工程結構抗震設計等多個課程單元整合而成。學習中既要注重理論公式，又要注重實際工程經驗，同時還要熟悉建筑構造等專業知識。對于土木工程專業學生而言，須由多個教師分三個學期完成授課，才可達到預期教學效果。然而建筑學專業該課程的教學課時十分有限，加之非土木專業學生力學基礎薄弱，結構意識相對淡薄，實際工程經驗欠缺，很難對課堂教學內容理解消化，導致學生在學習過程中普遍感到吃力，教學效果不甚理想。因此，在建筑學專業進行《建筑結構》課程的教學改革，提高教學質量迫在眉睫。本文結合自身教學經驗，對該課程教學存在的問題進行剖析，對教學內容和教學方法等方面的改革進行深入探討。

1 建筑結構課程教學中存在問題

1.1 教材適用性欠缺

從教材內容和結構上來看，目前建筑結構課程所使用的大部分教材是將鋼筋混凝土結構設計原理、砌體結構、鋼結構、工程結構抗震設計等基礎知識的簡單疊加與匯總。主要涉及相關計算公式、計算理論、規范條款等內容。由于篇幅有限，知識點的引入往往不夠充分，缺乏合理的組織和過度而直接給出重要性結論。對于力學基礎較為薄弱的非結構專業學生而言，理解和掌握起來較為困難。同時，教材內容繁多，與十分有限的課時數相矛盾，教師在授課過程中深感時間緊張，為完成教學任務，只能加快講授速度，最終學生對知識點的掌握不充分。再者，已有的大多數教材內容未側重考慮非土木工程專業學生的實際情況，未結合建筑學專業特點對教材內容進行精簡或改編，許多知識點和作業習題未能有效聯系建筑學相關工程實際進行講述與練習，單側重于力學概念和規范條款，對于該專業學生較抽象，學習難度大，趣味度低，不利于培養學生的工程能力。

1.2 教學內容廣度與深度難兼顧

從廣度上來看，“建筑結構”課程涵蓋鋼筋和混凝土材料的力學性能、結構設計基本計算原則、鋼筋混凝土基本構件的計算、各類結構的構造要求、梁板結構、單層工業廠房、多層框架以及鋼結構、結構抗震構造和地基基礎工程等專業基礎知識，另外還融合了理論力學、材料力學、結構力學、建筑材料等基礎課程的內容。[1]同時課程內容具有“五多”的特點，即概念多、公式多、系數多、符號多、構造規定多。[2]從深度來看，以鋼筋混凝土受彎構件計算為例，需要從了解構件構造特點、分析構件受力狀態、列舉狀態平衡方程、推導計算公式、計算公式經驗性調整等多個階段層層推進式的深入講解，才能使學生深刻理解并掌握構件的設計方法，然而若將每一個知識點都進行深入剖析，詳細講述來龍去脈，在32個學時里完成所有教學內容，是極其困難的。可見，利用有限的課時，合理將“建筑結構”課程講授的廣度與深度有機地統一起來，難度很大。因此，兼顧建筑結構課程教學內容的廣度與深度是進一步提高本課程教學質量的一個重要突破口。

1.3 學生群體的專業特殊性

本課程主要面向建筑學專業學生開設，雖然該課程作為其專業必修課程，但是相較于土木工程專業學生而言，本課程學生并未接受材料力學、結構力學等前期基礎課程學習，其力學基礎相對薄弱，同時該課程的學習過程中會涉及大量方程、曲線、公式等，理工科的思維方式與建筑學專業的其他課程相比有很大區別，往往使得學生對課程中出現的受力狀態平衡方程、結構設計公式等抽象力學知識表現出畏難情緒，極大影響其學習興趣。再者，即使是常見的鋼筋混凝土結構和砌體結構，學生也多是在建筑功能和建筑形象方面有較多的認識，而在結構方面缺乏必要的感性認識，加之缺乏工程實踐經驗，使得學生對于本課程中出現的大量而繁瑣的規范構造要求，學習起來較為困難。總之，非土木工程專業學生客觀條件的限制，也是影響建筑結構課程教學效果一個重要因素。

2 優化教學內容設計

2.1 更精準定位課程教學目標

課程的教學目標決定課程的教學內容，因此更加精準定位建筑學專業建筑結構課程的教學目標是教學內容優化的首要任務。《全國高等學校建筑學專業本科（五年制）教育評估標準》（簡稱《評估標準》）對建筑結構課程的教學提出如下要求：①了解結構體系在保證建筑物的安全性、可靠性、經濟性、適用性等方面的重要作用，掌握結構體系與建筑形式間的相互關系，了解在設計過程中與結構專業進行合作的內容;②掌握常用結構體系在各種作用力影響下的受力狀況及主要結構構造要求;③有能力在建筑設計中進行合理的結構選型，有能力對常用結構構件的尺寸進行估算，以滿足方案設計的要求。[3]可見，該課程的教學目的是使得建筑學專業畢業生在從事建筑設計工作時，能夠了解建筑結構知識，能夠與結構工程師緊密地合作、有效溝通，將所學到的建筑結構知識在建筑設計中加以應用，從設計早期協調建筑美學、功能性要求與結構安全性要求之間關系，盡量減少后期結構設計階段不必要的多次修改時間，提高項目完成效率。這就要求該專業學生具有一定力學概念，了解結構構造要求，并能在實際的工程設計中分析一般結構問題的能力，進行合理的建筑平面和立面布置。所以，針對這項崗位能力的培養，建筑結構課程教學重點應放在結構的整體概念以及如何確定合理的結構體系方面，并在教學過程中逐步強化學生結構布置的基本要求和構造措施要求。

2.2 精選課程教學內容

基于上述課程教學目的，教學內容應堅持“必需、夠用、適度”的原則進行設置，強化重點、弱化難點;[4]強化結構布置方案、弱化受力分析過程;強化整體概念、弱化細部計算。同時，根據《評估標準》的要求，不能將土木工程專業的教學內容濃縮后全盤塞給學生，而應制定適合建筑學專業的教學內容。對建筑學專業的學生而言，重點應該是建立結構布置概念、掌握基本構件的設計方法及其構造要求，所以應把握整體概念，滿足“廣度”要求，然后針對重點內容要講深講透徹。以鋼筋混凝土梁板結構內容為例，應將現澆單向板肋形樓蓋中單向板、次梁和主梁的布置原則整體講述，然后將構造要求作為重點來講，而樓蓋的受力特點盡量形象、簡略、概念性講述，不宜深入展開;高層結構設計中，重點講解結構平面、立面布置的基本要求和相應的構造措施，弱化計算理論部分。

此外，在教學過程中以講解基本概念、基本理論為主的同時，應引入大量的工程案例分析闡述結構理論豐富的內涵，也可介紹相關領域的最新研究成果，可大大激發學生的學習熱情，開拓學術視野，加深學生對該課程的理解和記憶，有效地提高了學生解決實際問題的能力。同時增強結構課程的系統性、深入性、可操作性。

3 改良教學方法

3.1 理論與實踐結合教學

建筑結構課程具有理論性強、力學概念豐富、構造要求繁多的特點，單獨的理論講解難免枯燥乏味，加之學生力學基礎較薄弱，取得良好的教學效果實屬不易。目前，對于此課程并未設置課后的課程設計實踐環節，學生很難將所學知識聯系于實際工程。所以，在教學過程中，教師應有意識采取多種手段將理論與實踐教學相結合。主要可通過以下三種途徑嘗試：（1）利用現場教學的直觀優勢，在課余時間帶領學生參觀合適的建筑工地，通過建筑實物，以視覺、聽覺、觸覺感受認識各類結構形式、結構布置特點等，可調動學生學習熱情，加深其對專業知識的感性認識，培養其工程意識。（2）以學期大作業的形式布置學生開放性設計題目。例如，在講述了鋼筋混凝土結構設計方法之后，可讓每一位學生自行尋找或自繪一張建筑平面布置圖，并在此基礎上進行結構平面布置訓練，隨后選擇一個梁或板構件進行簡單的構件設計，作為平時成績進行考核。此方法可敦促學生將所學知識與實際工程進行聯系，同時將建筑學、土木工程專業知識進行良好結合及應用，有效提高教學質量。（3）鼓勵學生積極參加學校、省級、全國大學生結構設計競賽，在備賽過程中指導學生運用建筑結構知識進行結構模型的方案設計、模型制作、構件設置等。激發學生發散思維，積極創新，在保證安全性、耐久性基礎上盡可能減少模型自重。該過程可使學生將所學知識深度理解、融會貫通。

3.2 推行以學生為主體的教學模式

良好的教學模式能夠很好的促進學生學習，提高學生心里滿足感。[5]鑒于建筑結構課程內容繁多、實踐性的本質，培養學生主動學習所需的獨立思考能力和批判思維對建筑學專業學生結構知識體系的系統化至關重要。因此，在課堂教學中應推行以問題為基礎、以學生為主體的討論式、啟發式教學模式，盡量避免滿堂灌的現象。在教學方法中使用“懸念”作為鏈接，啟發學生發散思維積極思考，是一個提高教學效果的有效途徑。譬如，在每一次課前都設置好當堂課的中心課題懸念，然后圍繞懸念不斷地提出一系列問題，這些問題連串成課堂主線，層層遞進，重點突出。鼓勵學生跟隨教師思路不斷思考，并以小組為單位積極討論，大膽提出自己的見解，各學習小組間可相互補充、反駁、評價。從而構建活躍的課堂氣氛，使學生對問題產生深刻理解和記憶。

3.3 教學手段立體化

為了最大限度地提高課堂教學效率，不能單純利用傳統的教師口述、板書教學。而應借助現代化多媒體手段，比如動態仿真、動畫再現、智能模擬等新的教學手段彌補傳統授課的不足。在極其有限的課堂時間里盡可能有效地傳遞給學生更多信息，且極大地沖擊學生的視覺、聽覺，充分調動學生的學習積極性，給學生帶來鮮明的印象。

值得注意的是，近年興起的虛擬現實技術逐漸被應用于現代教育技術中。這種方法可對建設工程進行虛擬建造、施工優化配置，通過該技術可將混凝土結構、鋼結構等復雜結構在課堂上進行呈現。在日后的課程教學中，虛擬現實技術應得到更多的應用和發展。

4 結語

針對建筑學專業建筑結構課程教學過程中存在的客觀問題，進行了分析和探討，并提出優化教學內容、改良教學方法的具體措施。經過嘗試，很大程度調動了學生的學習積極性、提高了教學質量。教學改革是一項長期的工作，需要教師在教學過程中及時發現問題并不斷嘗試改進，從而進一步提高學生的學習主動性、工程應用能力，激發學生創新能力。使得建筑結構課程能夠真正符合建筑學專業培養目標的需要。為學生以后適應工作崗位打下扎實的基礎。

【參考文獻】

[1]楊曉明，王錦力，劉淼.工程管理專業“建筑結構”課程的廣度和深度探討[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010，12（9）：179-182.

[2]胡尚瑜，覃荷瑛，曹霞.“建筑結構”課程教學模式研究與實踐[J].課程教材改革，2013（14）：107-108.

[3]全國高等學校建筑學專業教育評估委員會：《全國高等學校 建筑學專業本科（五年制）教育評估標準》，《全國高等學校建 筑學專業教育評估文件》2003年12月.

[4]龔英智，丁發興.建筑學專業建筑結構課程教學方法改革探討[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2009，10（3）：126，165.

[5]潘毅，李彤梅，黃云德，李力，楊成.建筑類建筑結構課程教學改革探討與嘗試[J].高等建筑教育，2010，19（6）：119-121.