結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程體驗式教學(xué)模式研究

陶清林，尹萬云，于 峰，胡 義

(1.安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002； 2. 中國十七冶集團有限公司 技術(shù)中心，安徽 馬鞍山 243000)

體驗式教學(xué)法是指教學(xué)過程中引入、創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的具體場景或氛圍，讓學(xué)生從情感、心理上切身體驗，幫助他們迅速而正確地理解教學(xué)內(nèi)容的一種教學(xué)方法[1]。歐美發(fā)達國家將體驗式教學(xué)納入必修課程體系中，提出“回歸工程實踐”的教育理念，通過實踐技能訓(xùn)練，以培養(yǎng)土建類專業(yè)人才的綜合工程素質(zhì)[2]。目前體驗式教學(xué)在國內(nèi)體育教學(xué)、外語情境教學(xué)教育中常有體現(xiàn)，但工程類教學(xué)中應(yīng)用較少[3]。我們將體驗式教學(xué)模式引入到結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程，并依托中國十七冶集團有限公司的教育實習(xí)基地，通過實際工程還原教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在體驗過程中理解并建構(gòu)知識，發(fā)展能力。同時利用企業(yè)的工程資源為學(xué)生創(chuàng)造真實的體驗學(xué)習(xí)環(huán)境，進行基于校企深度合作的“工學(xué)交替”體驗式教學(xué)實踐，縮短學(xué)校與社會、理論與實際的差距，極大提升學(xué)生參與市場競爭和自主擇業(yè)的能力。

一、體驗式教學(xué)建設(shè)內(nèi)容

對結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的體驗式教學(xué)模式進行系統(tǒng)性和全方位研究，并搭建基于真實工程環(huán)境和以學(xué)生為中心的實踐教學(xué)體系；依托中國十七冶集團有限公司等校外土建類專業(yè)實訓(xùn)基地，實施基于真實工程的體驗式教學(xué)實踐—“體驗建造”，并形成體驗式教學(xué)的長效機制，通過文字、影像的方式記錄項目實施過程，使學(xué)生通過真實的工程項目感悟、分享知識，提升工程綜合素養(yǎng)；尋找校企共同利益驅(qū)動點，推進相互之間的合作，利用企業(yè)真實的工程環(huán)境實施基于體驗式教學(xué)模式的“工學(xué)交替”實踐教學(xué)模式，并通過聘請校企專業(yè)人才等方式構(gòu)建有豐富實踐經(jīng)驗的校外體驗式教學(xué)指導(dǎo)教師隊伍。

(一)基于工程素質(zhì)培養(yǎng)的體驗式教學(xué)

體驗式教學(xué)注重認知主體主觀能動性的發(fā)揮和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，通過這種教學(xué)方式使每個學(xué)生在體驗學(xué)習(xí)中成為主體，有效地建立起工程師意識，從而提高實踐教學(xué)的實效性。因此，改革傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式，構(gòu)建符合土建類專業(yè)的體驗式教學(xué)模式，積極開展體驗式教學(xué)方式、方法研究是提升教學(xué)水平和辦學(xué)效果的重要途徑。我們以體驗式教學(xué)模式改革為核心，以傳授專業(yè)知識、培養(yǎng)動手能力、提高工程素養(yǎng)為目標，將結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學(xué)從以教師為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，構(gòu)建層次遞進的實踐教學(xué)模式，將理論學(xué)習(xí)與實踐活動相融合，強化學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力，全面提升土建類專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)。其次，將學(xué)生置身于真實工程環(huán)境中體驗學(xué)習(xí)，讓學(xué)生盡早接觸工程實際，縮短學(xué)校與社會、理論與實際的差距，有助于培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、社會知識以及團隊合作精神，實現(xiàn)自我管理與提升。

(二) 基于實際工程的體驗式教學(xué)實踐——“體驗建造”

我們以中國十七冶集團有限公司及十七冶工程設(shè)計公司為依托，通過實際工程使得教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)知識得以還原。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下全程參與工程實踐，了解并體驗建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工技術(shù)、工程管理等工程建設(shè)各個環(huán)節(jié)過程的工作內(nèi)容。最后利用展板、網(wǎng)絡(luò)等形式，采用文字、圖像等手段記錄并展示學(xué)習(xí)過程，在全體學(xué)生中開展學(xué)習(xí)討論。團隊隊員定期撰寫學(xué)習(xí)體會，分享實踐活動中的反思和感悟。通過“體驗建造”，使學(xué)生在親歷的過程中理解并建構(gòu)知識、發(fā)展能力，并在全體土建類專業(yè)學(xué)生中起到示范作用。

(三)基于校企深度合作的體驗式教學(xué)實踐——工學(xué)交替

基于校企深度合作的體驗式教學(xué)實踐——工學(xué)交替，是一種充分利用學(xué)校、企業(yè)兩種教育環(huán)境和教學(xué)資源，交替安排課堂理論課程學(xué)習(xí)和現(xiàn)場教學(xué)，對學(xué)生進行“知識+能力+素質(zhì)”培養(yǎng)的教學(xué)形式。

由于土建類專業(yè)實踐性較強，基礎(chǔ)理論晦澀難懂、知識點紛繁復(fù)雜、基本概念抽象，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)效率低下。利用企業(yè)真實的工程環(huán)境，努力構(gòu)建行業(yè)、企業(yè)、學(xué)校“三位一體”的合作教育機制，實施基于體驗式教學(xué)模式的“工學(xué)交替”實踐教學(xué)模式；將“工學(xué)交替”合作教育培養(yǎng)模式融入學(xué)生本科階段培養(yǎng)全過程之中，可以使學(xué)生充分吸收體驗課堂知識和實踐經(jīng)驗，有效地掌握專業(yè)知識，提高運用專業(yè)知識的能力，為日后盡快適應(yīng)崗位工作打下堅實的基礎(chǔ)。

二、實例教學(xué)

在合作單位提出鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化解決方案需求的背景下，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計原理組合結(jié)構(gòu)部分教學(xué)時，我們引導(dǎo)學(xué)生參與鋼結(jié)構(gòu)住宅“三板”中的樓板設(shè)計。體驗結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，把握建筑行業(yè)最新動態(tài)，并通過充分發(fā)揮創(chuàng)造力來設(shè)計出符合企業(yè)需求的產(chǎn)品。以內(nèi)嵌槽鋼梁的鋼筋混凝土密肋箱型組合樓板為例，通過采用高強螺栓將鋼筋混凝土密肋箱型樓板與槽鋼進行連接，提出梁-樓板一體化的鋼筋混凝土密肋箱型組合樓板的研發(fā)概念。具體而言：

PART：鋼筋混凝土密肋箱型樓板

將8塊厚度不小于10mm的鋼板分別布于樓板長、短邊的頂層與底層位置，如圖1所示。

圖1 8塊預(yù)埋鋼板空間位置關(guān)系與成孔效果

待完成預(yù)埋鋼板定位后，分別施焊上層鋼筋網(wǎng)片于頂部預(yù)埋鋼板下表面、施焊下層鋼筋網(wǎng)片于底部預(yù)埋鋼板上表面(鋼筋直徑與間距依計算結(jié)果和規(guī)范構(gòu)造要求確定)，隨后在密肋位置(類似于RC梁)綁扎箍筋，如圖2所示。

圖2 上、下兩層鋼筋網(wǎng)片及肋梁箍筋布置情況

在樓板底部、長短邊側(cè)面及相鄰肋梁之間分別架設(shè)模板，隨后澆筑混凝土并振搗密實，待滿足拆模條件(依跨度、混凝土強度確定)后有序拆模，形成鋼筋混凝土密肋箱型樓板(如圖3所示)，隨后對預(yù)埋的8塊鋼板擇位打孔(同一位置上下兩塊鋼板，端部對齊打孔，中部區(qū)域交錯打孔)。

圖3 鋼筋混凝土密肋箱型樓板澆筑成型的效果圖

上述裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板設(shè)計方案已被企業(yè)采納，待細化、優(yōu)化后投入生產(chǎn)。學(xué)生通過參與設(shè)計和現(xiàn)場實踐，提高了專業(yè)知識應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

體驗式教學(xué)模式旨在通過實際工程還原教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在體驗過程中理解并建構(gòu)知識、發(fā)展能力，并在土建類專業(yè)學(xué)生中產(chǎn)生良好輻射作用；利用企業(yè)的實際工程為學(xué)生創(chuàng)造真實的體驗學(xué)習(xí)環(huán)境，并基于校企深度合作的“工學(xué)交替”體驗式教學(xué)實踐，充分發(fā)揮課堂實驗教學(xué)與現(xiàn)場實驗教學(xué)的優(yōu)勢，以此達到培養(yǎng)學(xué)生工程意識、工程實踐能力和創(chuàng)新能力的目的。