建筑學專業建筑結構課程教學方式改革探討

陳 偉 劉 蜜 陳曹陽

（長沙理工大學，湖南 長沙 410000）

建筑結構是指在建筑物中， 由建筑材料做成用來承載各種荷載或者作用， 以起骨架作用的空間受力桿系[1]。 建筑結構課程包括混凝土結構、鋼結構、砌體結構三大類課程，該課程的理論知識復雜而抽象，學習的過程需要緊密聯系實際，具有較大的實踐性。建筑設計不是簡單的房間布局排列組合， 它是藝術與技術的融合，結構在建筑設計中顯得尤為重要。 由于建筑學學生薄弱的力學基礎， 加之建筑結構課程知識點涉及面廣，對于學生來說很難消化，導致學習的效果不甚良好。 因此，如何將教學內容進行有效整合、提高教師教學水平、將教學方式進行有力修正就顯得尤為重要。

1 現狀及存在的問題

1.1 建筑學的課程現狀

（1）授課內容與教學目標的矛盾。 建筑結構作為一門傳統的課程，在教學過程中通常由土木學院的教師擔任，不具備建筑學專業實踐背景。 教師在教學過程中沒有注重學生的專業差別，將復雜的公式按照以往的教學方式講解，不能把知識轉化為創造藝術的手段，課堂顯得僵化、呆板，導致學生的接受效果不理想，無法達到教學目標要求。

（2）授課課時與課程內容的矛盾。 建筑結構課程在建筑學的專業課上并沒有得到太多重視，一般安排的課時比較緊湊， 但建筑結構課程知識點涉及面廣，包括建筑結構概論、建筑結構荷載、建筑結構概率極限狀態設計法、材料的力學性能、混凝土結構、鋼結構、砌體結構、結構抗震等。 為了應付教學計劃，授課教師講課速度往往過快，不能全面、透徹地對知識點進行講解，導致學生的接受情況不太理想。

（3）授課教材與專業需求的矛盾。 大多數建筑結構教材沒有對建筑學專業現狀進行實質性考量，都是將混凝土結構、砌體結構、鋼結構等土木工程專業教材內容全盤照收，再進行差分、簡化、拼湊而成，章節銜接不充分，缺乏整體性，偏重于煩瑣的理論與計算，忽略了建筑結構與實際工程的聯系。建筑結構教材內容設計應該必需且夠用，著重突出建筑結構的布置理論、 基本構件的設計方法和構造要求等實用性部分，對計算、公式推理部分應該進行簡化。

1.2 學生學習情況

首先，這么多年以來，建筑學專業學生受“重藝術、輕結構”的傳統思想影響，一直認為結構是結構設計師的責任，他們注重建筑形式和外觀的學習，賦予了學習更多的藝術因子， 忽略了建筑技術的重要性。然而實際情況正好恰恰相反，這種錯誤的建筑學傳統觀念, 使得建筑學專業學生在未來的工作崗位上，若沒有結構工程師的參與，很容易出現不符合實際的設計方案。 因此， 建筑師必須具備一定的建筑結構知識，才能充分發揮其想象力，創作出優秀的建筑結構作品。

其次，建筑結構課程是以建筑力學為基礎的一門專業課，公式推理與力學計算較多，要求學生有較好的力學基礎。 而建筑學學生力學基礎比較薄弱，建筑結構這門課程對于他們來說很難消化，加之學生的畏難情緒，導致學習的效果不甚良好。

《全國高等學校建筑學專業本科（五年制）教育評估標準》指出：要求建筑學專業學生了解建筑結構這門技術課程在建筑設計中起的作用。 因此，掌握一定的結構方面知識對于一個建筑學學生以后的發展至為重要，本文從教材內容、教師水平、教學方式等方面進行一些改革探討。

2 教學改革探討

2.1 整理教材內容

建筑學專業采用的建筑結構教材一般為土木類通用教材，該教材公式雜、規范雜、概念雜等特點[2]，學生一般不易接受。 因此，建筑學的教材應該符合建筑學學生的基礎，以“適用性”為原則，讓其掌握基本的計算方法、概念即可，不應該像結構學生那樣強行灌輸大量的理論知識，那樣起到的效果反而牽強。 教材是學生學習的前提，一本好的教材往往能產生事半功倍的教學成果。注冊建筑師考試對于建筑學學生有相應的結構要求，應該結合其考試大綱，考慮建筑學學生的基礎情況和他們學習的側重點，制定合理的教學內容，化繁為簡。

2.2 提高教師水平

課程質量很大程度取決于老師的知識儲備與教學方式。 傳統的建筑結構教師多由土木學院教師擔任，學生課程知識接受效果不理想。 引入具有建筑學專業背景的建筑結構教師，他們同時掌握建筑設計和結構設計的知識點，能夠融合建筑與結構進行教學內容設計，并以形象思維和邏輯思維相結合的教學方式進行課程教學， 有助于擺脫傳統建筑結構課程僵化、呆板的課堂氛圍，幫助學生更好地理解課程內容。

其次，隨著科學研究的不斷深入，新材料、新技術、新結構、新規范不斷出現，老師需積極參與學術研討會，努力承擔科研任務并密切關注新的科研成果，在授課過程中增加這部分內容，提升教學質量，堅持教學與科研一體化， 實現教學與科研相互促進、協調發展。

2.3 教學方式

2．3．1 案例教學，化抽象為具體

在給建筑學學生上課的時候，單純地講解力學方面的知識可能導致學生滿頭霧水，進而失去學習的興趣。 因此可以就身邊的案例進行教學，比如教學樓的設計，在取得學生對于外觀設計認同的同時，進行房間內部布局的引導，引導他們熟悉單純布局背后力學構造，這樣學生們的思維得到步步引導，又不顯得枯燥，教學效果能得到顯著提高。在條件允許的情況下，可以帶學生去正在施工的現場去看看，讓他們對于荷載傳力有更加直接的認識，了解建筑物在施工過程中的各種布置，而不是簡單地停留在理論的基礎上。

2．3．2 多媒體教學，提高教學效率

多媒體教學可使原來模糊、枯燥的學習內容通過圖形、動畫等表現形式而變得更加直觀，增強學生的學習興趣。 建筑結構本就是一門抽象的課程，具體的實物在教學課堂上很難呈現，因此將這門課程的特點和現代化教學工具相結合是一種很好的選擇。 其次，多媒體教學能有效實施以教師為主導、學生為輔的教學模式，它具有靈活性、有效性、交互性的特點，能夠促使學生獨立思考去研究發現問題，充分發揮老師的引導作用，進行個性化教學。 但是不能單一地把多媒體教學搬到課程，要將工程圖片、工程視頻影像等資料全方位的綜合進行形象教學。在利用多媒體系統進行教學的過程中，教師可以直接利用遙控器對控制室中的各種設備進行遙控，以選擇或控制播放的教學資料，這樣能有效地提高教學效率。 過快的播放視頻動畫可能導致學生的思維跟不上，因此，對于相對重要的概念或者計算公式， 應該予以黑板板書的形式，將兩者有機地結合起來，教學的效率和質量都能得到有效提高。

2．3．3 虛擬仿真軟件教學，使問題簡單化

建筑結構課程實驗內容較多，實踐課少，只能通過老師授課完成知識點的學習。 借助虛擬仿真軟件（ANSYS、Abaqus、BIM）， 能夠將課程大綱中重要內容以動畫的形式直觀呈現出來。例如模擬鋼筋混凝土梁正截面破壞全過程、鋼筋混凝土梁斜截面破壞的全過程、吊車梁在移動荷載作用的作用下應力應變的變化范圍。 這種教學方式較傳統教學方式而言，能夠減少枯燥的語言講解，以更生動、簡潔的形式解釋問題，并且能在有限的課堂時間里輔助老師傳授更多的知識，提高學習效率。

除此之外，這種虛擬仿真技術還能應用在其他方面，例如對建設工程進行模擬施工，幫助學生了解施工的全過程；對鋼結構、混凝土結構這類復雜結構進行模擬，幫助學生了解各類復雜的結構形式以及各部位的構造特征。

2．3．4 討論式教學，提高學生積極性

討論式教學是以啟發教學思想為基礎，以學生為中心，以小組為單位，在學生與老師、學生與學生之間展開積極的討論，使學生參與到教學中來，以達到訓練學生自學能力，推理能力，應用所學知識解決問題能力的一種教學方法。建筑結構的課程本身具有一定的難度，如若教師多媒體授課速度過快，學生難以理解吸收。因此，在課堂上最好留出10 分鐘左右的時間讓同學們參與互相討論， 充分發揮他們學習的能動性，這樣也可以了解學生對于知識掌握的情況。 在講解課堂知識的同時，可以給他們留一些貼近生活實際而又具有思考性的問題。 比如房屋戶型設計時，要把戶型設計得美觀又實用，但是又要考慮結構布置的問題，因此這就需要他們去查閱資料，討論學習。又比如酒店大堂的設計，既要保證空間的寬敞大氣，盡量減少柱子數量， 但是又得考慮整體房屋的承重問題，這種可以以小專題的作業形式交由學生們設計，再結合他們的作品對結構方面的知識進行講解，這種從交互式的教學方法對于學生們深入汲取知識有非常直接的幫助。

2.3.5 考核方法多元化

學生最關心的就是自己的考試成績，如果僅憑一次試卷的表明成績來斷定學生的學習成果，這樣就可能會導致學生產生應付和僥幸心理，而且也不能完全體現學生對于知識的掌握程度和努力的情況[3]。 我們在課堂考核、試卷考核的基礎上可以適當加上對于學生能力的測試。 比如在課程結束后，給他們安排個簡單的框架結構設計，同時讓他們寫下對于設計的感想以及這種結構結合建筑學的美觀性可以應用于現實中的哪些地方。 對于學習能力強的學生，可以鼓勵他們參加結構建模比賽，通過模型的設計、建立過程可以最大化的激發學生的學習能力。

3 結語

建筑結構課程對于建筑學學生來說有巨大的實用意義，結構是建筑設計的基礎，了解一定的建筑結構知識對于建筑學的學生非常重要。文章從建筑結構課程教學的現狀著手分析，結合自身多年教學經驗對教學方式的改革進行了一些探討。教學改革是一項長期并要結合實施過程不斷修正的工作，需要我們多思考教學成果，找到提高學生學習興趣、激發學生創新能力的關鍵點，讓建筑結構這門課程的知識成為建筑學學生設計美觀建筑的一把利劍，以此培養出更多扎實性、創新型的當代人才。