建筑結(jié)構(gòu)與選型課程教學(xué)改革的實踐

高明濤　莊金迅??

摘要：

為解決建筑結(jié)構(gòu)與選型課程教學(xué)過程中存在的學(xué)生興趣不濃、對學(xué)習(xí)內(nèi)容理解不透和授課效果不好等問題，從課程的特點(diǎn)及其在專業(yè)教學(xué)和學(xué)生實踐能力培養(yǎng)中的作用出發(fā)，提出了優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法及成績考核方式的具體措施，以期進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)與選型；建筑結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；建筑學(xué)

中圖分類號：TU-4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：

10052909（2017）01010803

建筑結(jié)構(gòu)與選型課程是為建筑學(xué)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。課程內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計、計算原理和結(jié)構(gòu)形式的概念及選擇。通過該課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的結(jié)構(gòu)知識，具備一定的解決結(jié)構(gòu)問題的能力。該課程所涉及的問題及其解決方法與實際工作關(guān)系密切，因此，教學(xué)的效果對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能意義重大。

結(jié)構(gòu)專業(yè)水平體現(xiàn)在對基本概念的掌握、基本原理的理解和運(yùn)用、對工程實際問題的解決能力上。在教學(xué)方法上，單純采用講授的教學(xué)方法枯燥無味，效果很差。對此，在教學(xué)過程中根據(jù)課程特點(diǎn)進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，在講授的同時增加了課堂提問、學(xué)生實例講評、大作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)，取得了較好的教學(xué)效果。

一、課程特點(diǎn)

（一）題目大，涉及的內(nèi)容寬泛

在建筑結(jié)構(gòu)與選型課程中出現(xiàn)的問題在形式和規(guī)模上與學(xué)生以前接觸的問題不同。在數(shù)學(xué)、物理或力學(xué)等課程中，每一部分知識點(diǎn)都有對應(yīng)的練習(xí)題，學(xué)生可以通過練習(xí)題加深對所學(xué)知識的理解和掌握。而在建筑結(jié)構(gòu)與選型課程中，題目往往很大，即使將題目限定在一定范圍，學(xué)生在完成小范圍知識點(diǎn)的練習(xí)時，仍難以理解與其關(guān)聯(lián)的整個過程。例如，混凝土的構(gòu)件設(shè)計，小范圍內(nèi)容的練習(xí)題是給定構(gòu)件的內(nèi)力、混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋強(qiáng)度等級等條件，求解鋼筋面積。學(xué)生在解題的過程中，并不理解內(nèi)力、混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋強(qiáng)度等級如何得來。而內(nèi)力的求解過程包括荷載匯集、內(nèi)力計算、內(nèi)力組合，是一個大的過程，混凝土強(qiáng)度等級的選擇等問題也涉及規(guī)范、構(gòu)造及經(jīng)驗等諸多因素。在小范圍的練習(xí)中難以對知識體系有一個全面的掌握。

題目大，內(nèi)容寬泛給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來難度，講授顯得枯燥乏味，如果一部分內(nèi)容沒學(xué)好，學(xué)生很容易失去學(xué)習(xí)興趣。

（二）內(nèi)容難度較大，在有限學(xué)時內(nèi)難以達(dá)到一定的深度

構(gòu)件設(shè)計理論對于學(xué)生來說比較難懂，講得太淺學(xué)生有可能理解不透，聽不下去；講得太深學(xué)時不允許，對于建筑學(xué)的學(xué)生也沒有必要。在有限的學(xué)時內(nèi)只能選擇概要式地講解，這樣會造成學(xué)生似懂非懂，也一定程度影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)深度很重要。

（三）內(nèi)容范圍廣，在短學(xué)時內(nèi)難以掌握到一定的寬度

建筑結(jié)構(gòu)與選型課程涵蓋了混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計、結(jié)構(gòu)選型、大跨度設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震等內(nèi)容，是多門課程的組合應(yīng)用，內(nèi)容范圍非常廣，在有限的學(xué)時內(nèi)難以全面掌握。

（四）內(nèi)容涉及相關(guān)課程和相關(guān)專業(yè)，在有限學(xué)時內(nèi)達(dá)到技能培養(yǎng)的難度較大

結(jié)構(gòu)設(shè)計從方案到結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置、荷載匯集、內(nèi)力計算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計及施工圖繪制是一個復(fù)雜的過程，步驟繁雜、涉及面廣。解決這一題目涉及建筑使用要求、力學(xué)知識、結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計理論及眾多設(shè)計規(guī)范。對學(xué)生來說，難以全部理解，弄清各步驟之間的關(guān)系，因此在有限的學(xué)時內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的培養(yǎng)難度很大。

二、改革措施

針對建筑結(jié)構(gòu)與選型課程的上述特點(diǎn)，在課程教學(xué)過程中通過合理安排教學(xué)內(nèi)容、增加實例介紹、強(qiáng)化實用訓(xùn)練，改進(jìn)考核方法、調(diào)動學(xué)生積極性等措施，提高實踐教學(xué)的效果和學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)知識的能力。

（一）合理安排教學(xué)內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)與選型涵蓋的內(nèi)容多，在有限的學(xué)時內(nèi)，必須區(qū)分輕重和深淺才能達(dá)到最佳教學(xué)效果。建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生在實際工作中并不會直接參與結(jié)構(gòu)設(shè)計，但在項目的設(shè)計過程中，建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)會有密切配合，建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互之間有很大的影響，掌握結(jié)構(gòu)知識對于建筑學(xué)學(xué)生有很大幫助?；诖嗽俅握{(diào)整和明確教學(xué)的目標(biāo)和定位。

1.有主有次

在有限的學(xué)時內(nèi)主要的內(nèi)容多講，次要的內(nèi)容少講。以掌握基本概念為主，結(jié)構(gòu)設(shè)計原理次之。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念有清晰的掌握，對基本設(shè)計方法應(yīng)有一定了解，但不需要達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計的深度。在教學(xué)過程中對與建筑學(xué)聯(lián)系不多的結(jié)構(gòu)內(nèi)容作簡單介紹或不講，對建筑設(shè)計能夠產(chǎn)生影響的結(jié)構(gòu)知識重點(diǎn)介紹。對概述、構(gòu)造知識、結(jié)構(gòu)布置力求掌握，對結(jié)構(gòu)設(shè)計過程做到了解，而對于截面設(shè)計理論則省略不講。

例如，構(gòu)件截面尺寸的確定問題，在設(shè)計過程中雖然由結(jié)構(gòu)專業(yè)來完成，但是該問題對建筑設(shè)計甚至方案設(shè)計有影響，因此選擇重點(diǎn)介紹，從“構(gòu)件設(shè)計的構(gòu)造要求”到“截面尺寸初步確定的方法”，全面講解截面尺寸的確定過程和影響因素。再如，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計，內(nèi)容多，難度大，而建筑學(xué)的學(xué)生只需作簡單了解。對于這一部分內(nèi)容，只需介紹

查表法如何利用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》做截面設(shè)計，內(nèi)容簡練，方法簡單實用。

2.把握內(nèi)容的整體性

把握內(nèi)容的整體性對于提高學(xué)生的實踐能力至關(guān)重要。教材從基本概念和基礎(chǔ)理論入手，因此例題和練習(xí)題都是在一個小的范圍內(nèi)，這樣的安排有利于學(xué)生入門，但從另一個方面來說小范圍的例題和練習(xí)題不能讓學(xué)生對整個設(shè)計過程和設(shè)計方法有一個全面的了解，學(xué)生解決實際問題的能力難以提高。內(nèi)容的繁雜與學(xué)時的限制使得教學(xué)的系統(tǒng)性不強(qiáng)，為此，采取以下措施，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

（1）講好概述部分。概述是對建筑結(jié)構(gòu)與選型課程知識體系的全面概括，從全局入手介紹了課程的作用、地位和基本概念，講好概述能使學(xué)生對課程有一個清晰、明確的認(rèn)識。在概述中，從建筑設(shè)計過程、階段、專業(yè)配合的介紹中闡明建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目的和方向。

（2）強(qiáng)調(diào)對過程和方法的理解，對構(gòu)件設(shè)計原理、公式推導(dǎo)則作簡單了解。強(qiáng)調(diào)實用性，重點(diǎn)介紹構(gòu)件設(shè)計的程序、基本方法、實用設(shè)計方法并輔以貼近實際的練習(xí)。注重建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)配合能力的培養(yǎng)，將荷載匯集、內(nèi)力計算及截面設(shè)計聯(lián)系起來，加強(qiáng)學(xué)生對設(shè)計過程的理解。

（3）從構(gòu)造的特點(diǎn)入手講解結(jié)構(gòu)形式，用力學(xué)的方法理解結(jié)構(gòu)形式。重點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)形式的概念、特點(diǎn)、選型條件及結(jié)構(gòu)布置原理，并在實例及練習(xí)中加深理解，培養(yǎng)學(xué)生在方案設(shè)計過程中的結(jié)構(gòu)意識，加大內(nèi)容的橫向聯(lián)系，拓展綜合運(yùn)用的思路。

（4）注重將不同的課程內(nèi)容進(jìn)行交叉與融合，拓展內(nèi)容的廣度。結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要廣泛運(yùn)用力學(xué)原理、概念來指導(dǎo)設(shè)計，但是建筑力學(xué)和建筑結(jié)構(gòu)與選型是兩門獨(dú)立的課程，對于學(xué)生來說，將剛剛結(jié)課的建筑力學(xué)運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)與選型課程中難度較大。這當(dāng)中存在著理論與實際的差別，學(xué)生還不熟悉如何將力學(xué)的概念及方法運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)中去。例如，在建筑力學(xué)中講到的約束形式有鉸和固定端兩種，而實際的建筑有的只是接近這兩種的約束形式，因此，需要將實際情況加以簡化。再如，學(xué)生在建筑力學(xué)中掌握了在給定的計算簡圖中計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法，也就是說計算簡圖作為已知條件，但是在建筑結(jié)構(gòu)與選型課程中需要學(xué)生將已有的設(shè)計條件加以簡化，得到計算簡圖。針對此，在教學(xué)中設(shè)置了接近實際的練習(xí)，將不同的課程內(nèi)容有效地交叉與融合，以提高學(xué)生解決實際問題的能力。

（5）在實例中理解設(shè)計過程。例如，混凝土單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算中，內(nèi)力、材料強(qiáng)度等作為已知條件，而在實際設(shè)計中這些條件并非已知，需要設(shè)計者自己確定。為了讓學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序、內(nèi)容、方法有一個全面的認(rèn)識，將例題和練習(xí)題的范圍放在實際結(jié)構(gòu)設(shè)計的環(huán)節(jié)，針對建筑學(xué)專業(yè)的實際工作狀態(tài)確定練習(xí)內(nèi)容。例如， 給定建筑平面圖，確定梁的荷載及內(nèi)力并設(shè)計梁，通過這樣的練習(xí)讓學(xué)生了解荷載匯集的方法和計算簡圖的確定方法，然后運(yùn)用力學(xué)知識計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，掌握構(gòu)件設(shè)計內(nèi)容及與前面各步驟之間的聯(lián)系。

（二）課堂提問

建筑結(jié)構(gòu)與選型課程以往的教學(xué)方式主要為講授。單純的講授使課程變得枯燥，改變這一現(xiàn)象的有效方法是課堂提問。課堂提問是檢驗學(xué)習(xí)效果的最直接有效的手段，教師在與學(xué)生面對面交流的過程中，可以最直接地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在提問中，還可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的不足之處，從問題中得到新的問題。因此，將學(xué)生課堂提問的效果計入成績是對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的真實評價。與閉卷考試不同，課堂提問可以讓學(xué)生及時知道自己錯在哪里，并得到正確答案。在建筑結(jié)構(gòu)與選型課程教學(xué)改革中，將課堂提問成績作為總成績的一部分記錄，收效良好。課堂提問主要安排在每次課開始，提問內(nèi)容以上次課講授內(nèi)容為主。這樣學(xué)生對每一次課都很重視，改變了平時不聽講，期末突擊考試的現(xiàn)象。提問的范圍也比通常的考試范圍更廣，可以全面地考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時，鼓勵學(xué)生積極參與，采取主動回答與被動回答相結(jié)合的方式，每次提問開始時不指定學(xué)生回答，以主動回答為主，并對主動回答的學(xué)生在計分時給予鼓勵。

（三）變考試為大作業(yè)

采用何種考核形式將對學(xué)生產(chǎn)生不同的影響。建筑結(jié)構(gòu)與選型課程特點(diǎn)不適于閉卷考試，以往采用開卷考試。然而兩個小時的開卷考試不可能真實全面地考核學(xué)生的能力，實際是將考試內(nèi)容限定在教材的范圍內(nèi)抄寫答題。這樣造成了學(xué)生平時不努力，考試時按照教材答題過關(guān)的現(xiàn)象。這也反映出學(xué)校的能力考核方式與實際工作存在的差別。實際工作就是開卷考試，它既可以看書、查閱資料，還可以與他人探討、請教，實際工作所要解決的問題相對比較大，制約因素多，可以有多種方案，答案不唯一。為此，采用接近實際工作的“大作業(yè)”的方式進(jìn)行考核，每學(xué)期根據(jù)學(xué)生完成“大作業(yè)”的情況確定成績。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的不同階段，將“大作業(yè)”劃分為荷載及內(nèi)力計算、構(gòu)件設(shè)計、結(jié)構(gòu)布置、高層建筑結(jié)構(gòu)選型和大跨度結(jié)構(gòu)選型。

同一類型的“大作業(yè)”可以有不同的題目，例如：“樓板荷載及單向板內(nèi)力計算”“ 懸挑雨棚荷載及內(nèi)力計算”“高層框架結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置”“高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置”，等等，盡量避免題目雷同。在“大作業(yè)”中，要求學(xué)生自己完成資料的查閱，荷載匯集、內(nèi)力計算、構(gòu)件設(shè)計、結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置等內(nèi)容。

階段性的“大作業(yè)”可以使學(xué)生產(chǎn)生一定的緊迫感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，但由于建筑結(jié)構(gòu)與選型課程內(nèi)容具有“多、難、散”的特點(diǎn)，學(xué)生難以適應(yīng)，進(jìn)度跟不上，影響學(xué)習(xí)興趣，因此，如何調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生深入?yún)⑴c其中還有一定的難度。

三、結(jié)語

通過以上的教學(xué)改革實踐，有效地提高了學(xué)生的課堂積極性，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的明確。大作業(yè)均勻地分布在整個

教學(xué)周期，避免了學(xué)生考前突擊的現(xiàn)象。在自主完成大作業(yè)的過程中，學(xué)生的各項綜合能力有了很大提高，取得了建筑結(jié)構(gòu)與選型課程教學(xué)的良好效果。參考文獻(xiàn)：

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Abstract：

To solve the problems appeared during the building structure and style selection course such as studentslack of interest，students incomplete understanding and a bad teaching effect， this paper， based on characters of the course and its role in major teaching and cultivation of students practical ability， put forward concrete measures including reform of teaching contents，teaching method and mode of examination to further improve the teaching quality.

Keywords： building structure and style selection； building structure； teaching reform； architecture

（編輯梁遠(yuǎn)華）