淺談建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)改革

沈之容

摘要：建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是土木工程專業(yè)一門重要課程。本文針對(duì)課程教學(xué)存在的不足，改進(jìn)教學(xué)大綱和教學(xué)方法，增加動(dòng)力試驗(yàn)課堂和試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化試驗(yàn)類型，從而提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型的復(fù)合人才。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)；教學(xué)大綱；課程改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）06-0083-02

一、引言

我國高等院校是直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供創(chuàng)新技術(shù)、輸送創(chuàng)新人才的地方。提升高等院校創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮高等院校在人才培養(yǎng)、基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)研究和戰(zhàn)略高技術(shù)研究中的重要作用，是高等院校的重要職責(zé)。黨的十八大有關(guān)教育方針中指出了“教育是中華民族振興和社會(huì)進(jìn)步的基石”，“著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神”，為我們指明了方向的同時(shí)，更對(duì)我們提出了新的要求。我們應(yīng)該積極響應(yīng)，領(lǐng)會(huì)精神，努力實(shí)踐。目前我校正在進(jìn)行的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，就是要培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，不斷提升科學(xué)研究水平，使得教育水平、教育質(zhì)量更上一個(gè)臺(tái)階。

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，課程的任務(wù)是通過理論教學(xué)和試驗(yàn)實(shí)踐，使學(xué)生掌握建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的基本知識(shí)和基本技能，并能根據(jù)設(shè)計(jì)、施工和科研任務(wù)的需要，完成一般建筑結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析工作。針對(duì)目前課程教學(xué)中存在的一些不足，我們結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為導(dǎo)向，從教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面入手進(jìn)行改革，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。

二、教學(xué)大綱改革思路

現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，有些甚至超限（超出規(guī)范規(guī)定的要求），給工程設(shè)計(jì)、制作和安裝帶來很大的挑戰(zhàn)性，而結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論和解決工程設(shè)計(jì)方法的主要手段之一，在結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的發(fā)展演變過程中形成的由結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)理論和結(jié)構(gòu)計(jì)算三極構(gòu)成的學(xué)科結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)已成為一門獨(dú)立的試驗(yàn)科學(xué)[1]，因此這門課程無論對(duì)于今后學(xué)生踏上工作崗位還是搞科研、學(xué)業(yè)深造都有很大的幫助。本課程通常安排在大四第一學(xué)期，教學(xué)分為兩部分：課堂教學(xué)和試驗(yàn)教學(xué)。課堂教學(xué)主要講授試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、試驗(yàn)荷載設(shè)備、試驗(yàn)量測(cè)儀器、試驗(yàn)實(shí)施方法、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等理論知識(shí)，要求學(xué)生掌握建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的基本理論和基本方法，掌握一般建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與分析，了解建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)。試驗(yàn)教學(xué)則是指導(dǎo)學(xué)生量測(cè)與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，要求學(xué)生了解結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載設(shè)備的特點(diǎn)及作用，了解結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中常用儀器設(shè)備的基本原理和使用方法，熟悉結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的全部試驗(yàn)過程，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測(cè)試方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析整理。

由于教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)的限制和缺少相應(yīng)的動(dòng)力試驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，目前在我?！督ㄖY(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程大綱中未安排結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)方面的教學(xué)內(nèi)容，而現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算必然會(huì)涉及到抗震、抗風(fēng)等結(jié)構(gòu)動(dòng)力問題，學(xué)生在之前相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)時(shí)也都曾學(xué)過結(jié)構(gòu)動(dòng)力方面的理論知識(shí)，因此需要在本科生試驗(yàn)課程教學(xué)中講授結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)方面的知識(shí)。為此筆者對(duì)國內(nèi)16所包括部分“985工程”和“211工程”以及其他重點(diǎn)和普通高等院校關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程情況進(jìn)行了抽樣調(diào)研，調(diào)查結(jié)果顯示，除了在本科階段未開設(shè)《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程的學(xué)校外，62.5%開設(shè)該課程的學(xué)校有動(dòng)力試驗(yàn)教學(xué)課。我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)就是要培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展需要，德智體全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，富有創(chuàng)新精神的高級(jí)專門人才。其中能力培養(yǎng)包括實(shí)踐能力、終身學(xué)習(xí)能力、運(yùn)用知識(shí)能力、表達(dá)能力、人際交往能力、管理能力、批判分析和邏輯思維能力、創(chuàng)新能力[2]。課程教學(xué)大綱是根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃以綱要形式制訂的有關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容與要求的指導(dǎo)性文件。因此本次教學(xué)大綱改革把課程體系合理化、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)研究能力強(qiáng)、社會(huì)適應(yīng)面寬、有時(shí)代特色和社會(huì)需求基礎(chǔ)作為基本指導(dǎo)思想。在教學(xué)內(nèi)容上本著“學(xué)以致用”的思想，按照開放性、靈活性的原則，加強(qiáng)課程與課程體系在邏輯和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系與綜合，把體現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科發(fā)展特征的多學(xué)科間交叉性知識(shí)滲透到課程內(nèi)容中來，讓學(xué)生在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)學(xué)習(xí)和理解知識(shí)的真正意義。

因此適當(dāng)調(diào)整現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容和時(shí)數(shù)分配是必要的，在與課程教學(xué)大綱擬定人、任課教師共同討論和研究后修訂教學(xué)大綱，在課堂教學(xué)上增加結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)抗震動(dòng)力加載試驗(yàn)兩部分內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上增加結(jié)構(gòu)動(dòng)力演示試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用試驗(yàn)共三部分試驗(yàn)內(nèi)容。

實(shí)踐環(huán)節(jié)是這門課的一大特點(diǎn)，因此要加強(qiáng)這部分教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決實(shí)際問題的能力以及創(chuàng)新能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。目前試驗(yàn)教學(xué)有四個(gè)試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容、項(xiàng)目都是事先老師設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備好的，屬于規(guī)定性試驗(yàn)，學(xué)生只能觀看試驗(yàn)和記錄讀數(shù)，錯(cuò)失了實(shí)踐動(dòng)手能力的機(jī)會(huì)，扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新思維，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)從粗放研究逐漸過渡到精細(xì)化研究，這就要求有詳細(xì)的試驗(yàn)方案和試驗(yàn)計(jì)劃，更需要有創(chuàng)新性思維。因此我們對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分類和改進(jìn)，設(shè)置了六個(gè)基本試驗(yàn)，既有每個(gè)學(xué)生獨(dú)立操作的，又有團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成的，達(dá)到基本教學(xué)要求。除了基本試驗(yàn)外設(shè)置的科研性試驗(yàn)適合那些有志于讀研究生搞科研的學(xué)生，老師起指導(dǎo)和引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，體驗(yàn)創(chuàng)新過程，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力，為他們將來研究打下基礎(chǔ)。設(shè)置的生產(chǎn)性試驗(yàn)適合那些即將畢業(yè)的學(xué)生，有利于他們?cè)谔ど瞎ぷ鲘徫缓笫煜?shí)踐性試驗(yàn)。通過試驗(yàn)分類后可以針對(duì)不同需求的學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化教育，也就是因材施教，這樣既得到基本訓(xùn)練，也能創(chuàng)新提高。

三、教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)教學(xué)方法有其嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性和條理性的一面，在現(xiàn)代教學(xué)中，恰當(dāng)、合理運(yùn)用多媒體課件、教學(xué)錄像等儀器輔助教學(xué)，讓學(xué)生有更直觀、更詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，收到較好的教學(xué)效果。在教學(xué)方法上從灌輸式轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式和參與式，從教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心。在教學(xué)方法和教學(xué)組織上作如下改進(jìn)和探索：

1.多媒體技術(shù)的使用。我們事先參閱大量相關(guān)教材，精心備課，組織好講義和ppt，教學(xué)內(nèi)容上舍棄一些教材上非重點(diǎn)但需了解的內(nèi)容，可由學(xué)生課后自學(xué)，既節(jié)省了教學(xué)時(shí)數(shù)，又避免照本宣科，教學(xué)內(nèi)容做到心中有數(shù)，同時(shí)講解過程中有些板書適當(dāng)給學(xué)生留有思考的空間。另外要講好課程的緒論。俗話說：良好的開端是成功的一半。緒論的好壞直接影響到學(xué)生對(duì)這門課的興趣和吸引力。我們準(zhǔn)備在緒論中充分利用多媒體技術(shù)把著名的地標(biāo)建筑和我系各課題組承擔(dān)過的一些重大工程的試驗(yàn)圖片、錄像、成果展示給學(xué)生。多媒體具有信息量大、照片圖片清晰、直觀明了等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于一些照片圖片、工程案例有很好的教學(xué)效果，可以增加學(xué)生的興趣和吸引力，同時(shí)也可提升學(xué)術(shù)水平，進(jìn)而引出結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)和目的、分類等一步步開展下去，同時(shí)告訴學(xué)生本課程講授的主要內(nèi)容和進(jìn)度安排，以及與前修課程關(guān)系等，使得學(xué)生能了解課程進(jìn)度計(jì)劃和課程縱向上的知識(shí)連貫性。要認(rèn)識(shí)到學(xué)生只有20分鐘左右的注意力，正好是半節(jié)課的時(shí)間，因而準(zhǔn)備在課中講授到一半時(shí)留出5～10分鐘左右的時(shí)間設(shè)置一些小提問或課堂討論、互動(dòng)環(huán)節(jié)，既活躍課堂學(xué)術(shù)氣氛，又可促使學(xué)生進(jìn)入到下一階段的學(xué)習(xí)中。

2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用。信息時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為了使同學(xué)們能夠迅速地取得最新的教學(xué)資料、掌握更全面系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，我們準(zhǔn)備專門建設(shè)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的網(wǎng)頁，將電子教案、CAI課件、在線測(cè)試、工程案例等更多資料發(fā)布在網(wǎng)站內(nèi)，不僅極大地方便了同學(xué)們拓展知識(shí)，更無形中培養(yǎng)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。網(wǎng)絡(luò)本身的魅力也使同學(xué)們能寓教于樂，獲得前所未有的幸福學(xué)習(xí)的新體驗(yàn)。

3.全面的考核方式。建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是一門理論與實(shí)踐并重的課程，在考核方式上我們除了對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)水平進(jìn)行考核外，還對(duì)其實(shí)踐能力和文獻(xiàn)綜合能力進(jìn)行全面的考察。通過試卷考核、大作業(yè)考核和試驗(yàn)報(bào)告考核等多種方式，對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行較為全面的評(píng)價(jià)。此外擬建立試題庫，為試卷組織的合理性、科學(xué)性提供了條件。

4.教材建設(shè)?，F(xiàn)有的教材出版距今有十余年，而我國在這十多年中建筑行業(yè)的發(fā)展是突飛猛進(jìn)的，期間的一些大事件如北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)的召開也促使許多新建筑、新結(jié)構(gòu)的誕生，加上近年來國家規(guī)范完成了一次修編，因此教材的建設(shè)和更新勢(shì)在必行了，以適應(yīng)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用飛速發(fā)展的形勢(shì)需要?？紤]到教材建設(shè)、編寫工作需要一定周期和團(tuán)隊(duì)的合作，目前可先在教學(xué)講義上做優(yōu)化，在教學(xué)時(shí)數(shù)不增加的情況下，怎樣有效地提高教學(xué)效率顯得尤為重要。在講義中及時(shí)補(bǔ)充學(xué)科的最新發(fā)展和研究成果，讓學(xué)生了解本課程的最新學(xué)術(shù)前沿，提升課程的學(xué)術(shù)水平，同時(shí)加緊新教材的編寫工作，爭(zhēng)取早日面世。

四、結(jié)束語

素質(zhì)、能力培養(yǎng)是本科教育中一項(xiàng)很重要的任務(wù)，不僅要強(qiáng)調(diào)學(xué)生文化素質(zhì)的提高，還要強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。通過本次建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程教學(xué)改革的初步設(shè)想，以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為導(dǎo)向，在今后授課中不斷實(shí)踐和改進(jìn)，更好地提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出國家需要的高素質(zhì)、創(chuàng)新型復(fù)合人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚振綱，劉祖華.建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996.

[2]同濟(jì)大學(xué)教學(xué)質(zhì)量保證體系研究項(xiàng)目組.大學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量保證體系研究[M].北京：高等教育出版社，2004.endprint