高层课程教学建筑结构论文

2022-04-24

摘要:结合“高层建筑结构设计”课程特点与民办院校人才培养特色,分析了本课程对工程实践能力培养的重要性;总结了民办院校开设本课程时存在的若干问题,有针对性地提出一些教学改革建议,从而提高民办院校学生的工程实践能力。今天小编为大家精心挑选了关于《高层课程教学建筑结构论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

高层课程教学建筑结构论文 篇1:

国家精品课程“地下建筑结构”的建设探析

摘要:国家精品课程建设是学校教学的基本建设,是提高教学质量的根本保证措施之一。本文以国家精品课程“地下建筑结构”为饲,阐述了国家精品课程建设的背景、教学方法与手段、评价以及实践教学,以期对高校土木工程国家精品课程的建设进行深入探讨。

关键词:国家精品课程 土木工程 高等教育

国家精品课程建设自2003年以来已经走过近8年的历程。其总量已经达到了相当的规模,几乎覆盖了所有学科大类和不同学校类型,并逐步实现了优质教学资源的网络共享。国家精品课程的建设,有力地促进了我国强势学科教学资源的网络化、规范化,但究竟如何去建设一门国家级的精品课程始终是各学科面临的一项重大挑战,迫切需要了解是否达到了国家精品课程建设的目的、实施办法与步骤,本文将结合自身国家精品课程建设体会,以国家精品课程“地下建筑结构”为例,阐述如何建设土木工程专业的国家级精品课程。

1 地下建筑结构国家精品课程建设的背景及内涵

同济大学地下建筑学科专业是1952年院系调整后,以孙钧教授(中国科学院院士)为学科带头人的老一辈教授们创立的。《地下建筑结构》一直是该学科专业的本科生主干课程,曾培育了一批又一批活跃在我国隧道及地下建筑工程领域的学术和工程精英。该课程的标志性教材是1979年同济大学和其他全国兄弟院校合编的《岩石地下建筑结构》和《土层地下建筑结构》,在国内曾产生重要影响。自2000年起,同济大学地下建筑学科专业成为土木工程本科专业的一个重要方向,相应的教材也因专业建设需要急待更新和调整。

同时,随着国民经济的飞速发展,土木工程业迎来了难得的发展机遇,城市向地下拓展已成为一种必然的选择,地下空间的开发也进入了一个新的高潮。例如城市地铁、高速公路和高速铁路隧道工程、轨道交通工程、高层建筑基础、大型桥梁基础、水电和能源地下工程等,将隧道及地下建筑工程的发展推向了一个更高、更新的舞台。长期以来,本学科专业一直使用早期教材,其中相当一部分教材内容陈旧,作为支撑地下建筑工程设计和施工主干课程的《地下建筑结构》的课程建设明显不能适应本学科发展的需要,已制约了地下建筑学科方向的纵深发展。

为此,我们在原有教材的基础上,充分吸纳当今隧道及地下建筑工程领域的最新发展理论和方法,于2000年编写了适用于土木工程专业教学需要的新讲义《地下建筑结构》,并通过连续六年的教学实践,于2005年由中国建筑工业出版社出版了《地下建筑结构》教材(朱合华教授、张子新教授等主编、杨林德教授主审)。该教材在沿袭原有教材的主要内容基础上,做了如下的内容更新:(1)按照目前地下结构设计的理念,增加了可靠度方法、新奥法等现代设计方法;(2)摒弃了原有教材中过时的结构型式,增加了如连拱隧道等新的结构型式;(3)减少结构力学繁杂公式,强调数值计算方法的作用。

目前,《地下建筑结构》已是上海市和国家精品课程。在建设过程中,采用多媒体等综合手段,首先,发挥“多”媒体的特长,利用文字、图形、图像、视频、动画、音乐和语音等多种信息充分刺激学生的各个感觉器官,使教学内容真实化、趣味化和多样化,有利于加深学生对内容的理解与掌握,充分调动学生的学习兴趣,达到最佳的学习效果。其次,教师与学生的关系发生变化,教师不再是知识的灌输者而成为学生学习的指导者和学习成果的评估者,将有更多的精力致力于教学方法和教学软件的研究与开发,而学生则可自控学习,成为学习的主导者,学习效果将更好。

《地下建筑结构》虽是同济大学土木工程本科教育的主干课程,但与国外著名大学教材有一定的差别,不能满足国际化办学的需要。随着中国加入世贸组织,中国的建筑业与外界的交流日趋增多,并逐步与国际接轨。现在跨国公司在华投资不断增加,对于国际型人才的需求也不断增加,客观上推动了中国高校的教育改革。多年来同济大学土木类留学生的数量也在不断增加,对地下建筑课程教学提出了国际化英文教学的要求。自2005年开始,该课程在张子新教授主持下率先开设了双语教学和全英语教学,所使用的教材为其自主编写的英文教材,该教材为国家“十一五”和“十二五”地下建筑结构方向唯一的英文教材,2009年由中国建筑工业出版社出版。从多年来开设双语课程和全英语课程的效果看,课堂教学采用双语或全英语教授,作业和考试、及课程设计等均要求应用英文作答,学生反映良好,既提高了专业英语的应用能力,又获取了专业知识,有利于培养具有国际视野和国际交流能力的专门人才。2地下建筑结构国家精品课程的定位

同济大学的办学定位为综合性、研究型、国际化,人才的培养也必然与此目标相适应。同济大学土木工程专业一直是传统的强势学科,将其发展为国际一流的学科是我们的既定目标。本科教育是立校之本,本专业培养具有面向未来国家建设需要,适应未来科技进步,德智体全面发展,掌握土木工程学科的相关原理和知识,获得工程9币良好训练,基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力强,能胜任一般土木工程项目设计、施工、管理,具有继续学习能力、创新能力、国际视野和领导意识的高级专门人才。隧道及地下建筑工程作为土木工程专业(国家级重点一级学科)的重要组成部分,生源来自全国各地,学生质量普遍较高,一般高出当地一本分数线100分左右。本课程是土木工程的专业骨干课程之一,属设计性课程,其总体目标是培养创新意识强、理论基础扎实、实践能力强的复合型国际化人才。

该课程的具体目标就是要通过对地下建筑结构相关理论和知识的学习,掌握岩层和土层介质中的常用地下建筑结构设计步骤和方法,巩固和加深所学的地下结构计算方法及相关的理论知识。要求达到:

(1)掌握地下建筑结构设计的荩本概念和一般原则;

(2)掌握地下建筑结构设计理论和常用的数值方法;

(3)掌握地下建筑结构的设计方法;

(4)掌握地下建筑结构设计的荷载计算、计算简图选取、内力分析、配筋构造。

该课程的重点为:地下建筑结构的荷载的确定方法,它与上部结构有本质上的差别;地下建筑结构的设计理论和计算方法;地下建筑结构的可靠度理论;以及地下结构计算方法与具体地下结构形式的结合;各种形式地下结构的相互作用计算与分析。

该课程的难点主要体现在地下结构修建在岩石介质或土层介质及水体中,其荷载模式与地面结构差异很大,也很难确定;地下结构的计算方法与地面结构相比不是很成熟,许多方面有待改进;地下结构所面临的学科领域非常广泛,实践性也很强,这在教学中需要学生首先建立起地下结构的工程概念,对缺乏实际工程背景的本科生

还是有相当难度的。

针对上述的重点和难点,教师重点是首先让学生首先建立地下建筑结构的概念,搞清地下建筑与地面结构的区别和联系,然后通过工程参观、工程实录录像的观看、多媒体辅助教学手段的运用以及必要的讨论课等综合方法解决。该课程非常注重理论与工程实践的结合,在实践环节的课程设计中,一般均为针对实际工程的设计题目,通过设计使学生理解地下建筑结构的概念,加深理论与实际的结合。

3 地下建筑结构国家精品课程的实践教学

在实践环节中,该课程采取了如下方法:

(1)通过结合实际的课程设计,培养学生的地下结构兴趣,理解地下结构与介质相互作用的原理和概念;

(2)结合实际工程的录像、图片进行讲解,带领学生实际参观、分组讨论,给出具体题目实际模拟的方法进行实践性教学;

(3)结合实际的地下建筑结构,通过模型制作加深学生对地下建筑结构概念的理解。

实践环节中课程设计的内容为“地铁软土隧道结构设计”和“山岭隧道结构的断面设计”,学生可根据自己的兴趣选择其一进行课程设计工作。通过对地下建筑结构工程的设计,学生应初步掌握隧道等常用地下建筑结构设计的步骤和方法,巩固和加深所学的地下建筑结构计算方法及相关的理论知识,达到理论联系实际,解决实际工程问题的目标。多年来的教学实践表明,课程设计对学生起到了很好的运用知识和解决实际问题的能力,得到了学生较高的评价和肯定。课程设计一般安排两周的时间,采取集中教学、集中设计评解和集中讨论的方式,编写专门的课程设计指导手册,对课程设计说明书、图纸等提出符合国内和国际惯例的要求。课程设计的目标是在地下建筑结构课程系统学习基础上,培养学生实际的计算和分析能力以及对地下建筑结构设计理论和计算方法的理解,巩固所学的专业知识,培养学生的设计创新能力。

实践课的组织形式为教师集中讲解设计的基本要求和注意事项,学生集中进行课程设计,教师定时为学生进行指导,指导方法分为普遍问题集中解决、个别问题单独指导及分组讨论等多种方式进行。学生与教师的联系交流也可通过网络信息平台等进行。

课程设计结束后,教师将选择不同学生的地下建筑结构设计作品进行点评,以增强学生对该课程的深入理解。

4 地下建筑结构国家精品课程的教学方法、手段及评价

本课程的教学采用了传统教学方法、网络多媒体教学方法和创新教学相结合的方式进行。例如通过网络多媒体辅助教学演示系统,使教学图、文、声并茂,并可配合师生方便、高效地进行课堂或交互式远程教育。岩石地下建筑结构和土层地下建筑结构网络多媒体教学演示系统可为学生提供重大典型工程的结构设计形式、施工方法,使学生有实际融人工程实际的感觉,而避免以往的空洞和乏味,激发学生的兴趣和创造力。例如,课上所提供的上海长江隧道和台湾雪山隧道的施工全过程实录,使学生对隧道结构的不同施工工艺、方法有了深入了解。

课堂上的教学适当采用了讲授和学生分组讨论学习的交互式形式,调动学生的积极性、使其融入到课堂的环境中,而不是仅仅的被动听课,形成现代教学的新模式。增加学生现场和实践方面的教学,充实、更新和完善教学内容,创新教学模式等。

此外,该课程在教学手段上,针对地下建筑结构的特点,开发和制作了不同地下建筑结构的教学模型,例如隧道开挖方法模型、基坑围护结构模型等,使学生对地下建筑结构有一个直观的认识,以利于对地下建筑的特点和知识的掌握,培养学生的创新能力和实际工作能力,增强学生对地下结构本质特征的认识;在教学效果的考核上,采取了多种形式相结合,注重学生对所学知识的理解和应用能力的培养。

近三年来《地下建筑结构》的教学得到了校内外专家的好评,校内督导组对于板书教学,建议多使用多媒体教学和板书相结合的手段。在校外该课程也获得了很好的声誉,例如:华南理工大学、上海交通大学、清华大学相关学科的教授给予了很高的评价,国内相关专业的大学,例如:中国矿业大学、上海大学、重庆大学、武汉大学、华南理工大学、北京工业大学、安徽理工大学、福州大学、贵州大学、中南大学、上海理工大学曾索取我们的教学大纲、教学PPT和要求等,并给予较高评价。

该课程在学生中也得到了较好的评价,近年来地下建筑结构的学生成绩基本呈正态分布,具体情况如图1所示。

从学生的评价结果看,总体评价为“优”,例如,2003年至2004年第二学期的学生评价汇总结果表明,在所抽查的48名学生中,回收有效问卷42份,对教师的教学态度、上课率、讲课思路和内容、启发学生创新思维、教材及习题等多方面进行考核,总体的评价“优”的百分比为86%;2007年至2009年第二学期对200名学生抽样调查,总体评“优”百分比为9l%,评“良”百分比为7%。校内督导组专家的评价总体均为“优”;对教学录像资料和PPT课件的评价也比较高,到目前为止国内至少已有国内其他院校5人要求有偿使用教学录像,10人次以上要求使用我们的PPT课件,我们均为对方提供了无偿使用的版权允许。

近年来,同济大学土木工程专业地下建筑方向的毕业生在全国各地的岗位上总体上获得了很高的评价和肯定。同济大学教学理论知识的传授和工程实际相结合的模式,对于实践性很强的土木工程来讲,起到了非常关键的作用。

5 结语

地下建筑结构课程是土木工程专业的代表性课程之一,具有自身的特色,主要体现在:

(1)具有使不同介质中(岩体和土体)的地下建筑结构教学方法一体化的自身特点,并使学生通过网络教学技术对地下建筑结构的特色和发展具有更深的理解,需要多方位开发学生的潜力和创造力;

(2)双语和全英语教学使该课程向纵身发展,有利于专业国际化的教学,有力于国际交流和国际化学生的培养;

(3)集多种教学模式和现代教学手段于一身,使本课程的教学上升一个台阶,产生了较深远的教学效果;

(4)该课程正在逐步走向全国,面向世界,培养国际学生和国际化视野的复合型人才。

本课程也有其不足和需要改进的方面,首先本课程是专业课程,涉及的知识面较广,包括高等数学、工程力学、岩土力学等,对与本课程相关的知识点需要一个巩固过程,有待需要与前置课程和相关内容实现铰按,对学生和教师均提出了较高的要求;其次地下建筑结构多媒体材料库和典型实际工程的录像有待进一步充实、完善和及时更新。

作者:张子新

高层课程教学建筑结构论文 篇2:

民办院校“高层建筑结构设计”课程应用型教学改革探讨

摘要:结合“高层建筑结构设计”课程特点与民办院校人才培养特色,分析了本课程对工程实践能力培养的重要性;总结了民办院校开设本课程时存在的若干问题,有针对性地提出一些教学改革建议,从而提高民办院校学生的工程实践能力。

关键词:民办院校;高层建筑结构设计;实践应用

作者简介:胡恺(1984-),男,湖北襄阳人,武昌工学院土木工程系,助教。(湖北?武汉?430065)

“高层建筑结构设计”是土木工程专业房屋建筑方向的一门核心专业课程,主要是在已学过的专业基础知识(结构力学、钢筋混凝土结构设计等)为基础,进行多层、高层建筑结构计算的学习。该课程结构体系复杂,对先修课程的依赖程度较高,授课及学习难度较大。[1]鉴于本课程的特点,特别是针对民办院校土木工程专业学生的实际情况,结合民办院校“应用型”人才培养的指导方针,有针对性地谈一些本课程的改革方案,希望对提高民办院校学生“高层建筑结构设计”实践应用能力起到抛砖引玉的作用。

一、“高层建筑结构设计”课程的意义

高层建筑的出现是人类社会商业化、工业化和城市化发展的必然结果。从19世纪末现代高层建筑的出现,到如今已建成的160层,总高828米的迪拜哈利法塔,充分印证了高层建筑与社会生产发展及人类活动空间的不断探索有密切联系,特别是土地资源的稀缺性也推动着高层建筑的研究与发展。

高层建筑的迅猛发展离不开结构设计人员对其安全性与经济性的考量,每一栋高层建筑的设计都需要结构人员遵循高层建筑结构设计规范,结合高层建筑设计经验、选择合理的结构体系、设置合适的支撑构件,从而在保证高层建筑在施工和使用时的安全上,起到了举足轻重的作用。

“高层建筑结构设计”则是高层建筑的结构设计者在校内接触高层建筑设计的一门主修课程,[2]具有很强的专业性、应用性和综合性。该课程主要介绍高层建筑的多种结构体系、高层建筑荷载与荷载组合、每种结构体系的计算方法与设计概念等。学习本课程,使学生能够掌握高层钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构的计算与构造,了解高层钢结构及筒体结构、混合结构的设计特点。通过本课程的学习,学生应具备手工计算多、高层框架结构内力分析的能力,具备分析和解决常见的高层建筑选型、设计、施工的能力。

二、民办院校“高层建筑结构设计”的教学现状

作为土木工程专业房屋建筑方向的一门核心专业课程,民办院校开设本课程的教学目的就是给学生架设一座由教室理论学习到设计室实际操作的桥梁,能够为社会输送具有专业技能的“应用型”人才,满足民办院校“应用型”人才培养的特点。但是由于该课程所涉及的结构体系复杂,设计概念与规范要求各不相同,对先修课程依赖程度较高,特别是在民办院校中开设本门课程时,授课和学习效果往往并不理想。

1.教师的教学重点和市场需求之间的矛盾

由于该课程涉及的结构体系较多,不论是常见的框架、剪力墙结构体系还是超高层建筑使用的筒体与支撑体系,教师在备课时往往会做到“面面俱到”,不漏掉教材里任何一个章节。这样的备课与授课思路固然没有问题,但是却没有找到教学“重点”,不能做到有的放矢,而这里的“重点”便是市场:学生毕业后主要接触什么形式的建筑、什么样的高层建筑结构形式出现得频率最多。

教师往往把时间花费在大量的荷载计算、内力组合以及内力计算等理论推导上,却没有给学生带去最有工程价值的、最容易动手实践的基本知识。

2.学生的专业基础薄弱与该课程抽象复杂之间的矛盾

作为民办院校的本科生,由于入校时的基础较薄弱,特别是理论推导与虚拟抽象的思维活动比较欠缺。不少学生对学科基础课已表现出力不从心,一知半解;当他们接触到更加复杂的高层建筑设计理论及内力计算时,则早已失去了兴趣,主观上表现出回避与厌恶的情绪,以致长期不到课、不出勤。这种现象也普遍出现在其他的核心专业课课堂之上。

3.课程开设的学期与就业、考研等客观因素之间的矛盾

“高层建筑结构设计”对先修课程的依赖性较高,如“混凝土结构设计”、“抗震结构设计”、“结构力学”等专业基础课。本课程作为一门核心的专业课程一般开设在大四上学期,而此时的学生虽已学过基础课程,但不免会有遗忘,加之此时是毕业生找工作和考研的集中时期,本课程的教学受到多种方面影响,成为客观且不可回避的现实。如何加强该课程与先修课程的连贯性、回避学生就业、考研对核心专业课的影响,是民办院校不得不面对与解决的一个现实问题。

4.课程较强的实践性与课程设计环节缺失之间的矛盾

民办院校大四上学期的专业核心课程都具有课时较少且无课程设计环节的特点,“高层建筑结构设计”课程也不例外。一门应用性强、能够充分调动学生主观能动性的课程,却没有实践教学环节的辅助,是很不合理的。学生也只有在理论与实践的交叉作用下,才能收获最多。即使大四学生的时间紧迫,也不能舍弃该课程的实践教学,影响学生“高层建筑结构设计”的工程应用能力。

三、民办院校“高层建筑结构设计”的教学思考

1.以市场需求为导向,调整课程的教学重点与方向

现代高层建筑的结构形式主要以框架、剪力墙与框架—剪力墙结构为主,只有极少数学生才有机会接触更复杂的超高层建筑结构。因此,以市场需求为导向,抓住重点,集中优势力量,重点讲解与练习常见的结构形式才是适合于民办院校“高层建筑结构设计”教学的合适方法。同时,对课时分配以及总的课时计划安排上要敢于创新,缩短理论教学的间隔时间,重点对几类常见的高层建筑结构作深入分析与介绍,从而加深学生的印象。市场的需求决定了教师授课的重点,给予学生最想要的和最需要的知识,是“应用型”民办院校教师的最高使命。

2.以案例教学为手段,吸引学生参与丰富的课堂教学

“高层建筑结构设计”概念多、综合性强,如果民办院校的教师照搬一本、二本院校本课程的教学方法,单纯依靠板书教学,以理论公式推导为主,难以将学生吸引到课堂,授课效果将大打折扣。

以实践应用为主的教育特点强调运用多媒体手段及案例教学方法,[3]教师授课应选取国内外著名的高层建筑作为案例,运用视频和图片等资料,改变传统的板书教学,活跃课堂气氛。用案例来启发学生思考,充分发挥民办院校学生“情商”较高的优势,在课堂中通过不断提出一些问题,营造一个不断思维的环境,将学生吸引进入课堂。通过案例教学,也能够将现代高层建筑结构新的设计方法与规范要求带入课堂,让学生能够了解设计潮流,在授课内容上“与时俱进”。

3.以人性管理为方针,合理分配学习、就业和考研的关系

“高层建筑结构设计”作为核心专业课程,需要很多基础专业课程的铺垫与关联,授课计划必须安排在大四上学期进行。面对学生就业、考研等方面的时间占用的影响,人性化的管理授课计划就显得非常重要。由于本课程课时不多且连贯性较强,比较适合连续性的授课计划,短时间内完成一次性授课,既满足了该课程的特点也不会拉长授课的时间跨度。

4.以毕业设计为契机,锻炼学生高层建筑结构设计的水平

“高层建筑结构设计”课程没有课程实训主要是有多种客观原因所致,但是民办院校可以以毕业设计为契机,将课程设计内容加入其中。本科毕业设计是一次全面检查与锻炼学生实践应用的好机会,毕业设计持续时间长,学生调查资料,撰写编辑时间充足。但是目前大多数民办院校的土木工程专业房屋建筑专业方向的本科毕业设计,都是以设计多层建筑为主,几乎没有高层建筑的设计选题与要求,反映了“实践应用性”教育培养模式在毕业设计阶段的缺失。本科毕业设计的对象完全可以上升到高层建筑的设计阶段,针对民办院校学生动手能力强,但是理论计算能力偏弱的特点,指导教师亦可以让学生运用专业计算软件辅助完成高层建筑的结构计算部分,既加深了高层建筑结构体系的概念,有能够掌握工程计算软件。

四、“高层建筑结构设计”课程的教学改革建议

民办院校开设“高层建筑结构设计”的目标,就是培养符合市场需求的工程设计人员。因此在课程的教学过程中,教师应根据市场变化,敢于调整教学内容,变换新的教学方式,让学生学有所获,主要有以下几点建议:

第一,教师自身应注重对《高层建筑结构设计规范》的理解掌握,时刻用《规范》中的要求指导教学,同时注重基础知识的回顾与联系,对民办院校学生在教学内容上有针对性地取舍。

第二,采用简单的建筑结构用于手工计算,主要讲解计算原理及方法;采用复杂的建筑结构用于过程讲解及结果分析。开设结构计算软件课程,辅助本课程的教学及后续毕业设计工作。

第三,以本科毕业设计为机遇,加入高层建筑结构设计部分,充分锻炼学生对高层建筑结构设计的能力,强化设计概念与设计过程,充分提升民办院校学生的工程实践能力。

参考文献:

[1]宋章树.高层建筑结构设计课程教学方法探讨[J].高等建筑教育,2009,18(3):87-88.

[2]黄林青,陈明政,陈小英,等.高层建筑结构设计课程教学改革尝试[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2008,(12):209-210.

[3]梁炯丰,易萍华,何春锋.多媒体条件下案例教学法在建筑抗震设计中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(1):134-136.

(责任编辑:宋秀丽)

作者:胡恺

高层课程教学建筑结构论文 篇3:

高职《建筑结构抗震》课程的重构与实施

摘要:减少工程震害、提高建筑结构抗震能力是土木工程建设致力解决的核心任务。在此背景下,明确了建筑工程技术专业毕业生在落实工程抗震设防目标中的重要地位。分析了目前高职《建筑结构抗震》课程的现状及存在的问题。本着课程内容与职业岗位的针对性原则,结合建筑行业高层结构体系的发展,以施工一线抗震措施的识图能力、抗震措施的执行能力、标准规范应用能力的培养为目标,按各典型结构体系的抗震设防为主线,构建了教学内容,形成三个基本部分。对实践应用模块应用“循环式”方法进行了项目设计探讨。

关键词:高职;建筑结构抗震;建筑工程技术;职业性;教学内容

我国幅员辽阔,自然环境复杂,是地震多发国。汶川地震、玉树地震等大地震的发生,给人民的生命财产安全带来了极大的危害。其中,地震造成的损伤主要来自工程震害及其次生灾害。因此,在地震灾害的防御中,减少土木工程震害、提高建筑结构的抗震能力是抗震设防的核心任务。

面对多发的地震灾害,在总结震害的基础上,我国出台了各种政策和措施,确保房屋在地震作用下的安全。作为建设行业广泛应用的核心标准——《建筑抗震设计规范》(B50010-2010)于2010年12月重新修订和颁布,随后《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《工程施工强制性条文》、《混凝土结构施工验收规范》、《砌体结构施工验收规范》等一系列法规和规程在材料、设计、施工、质检、监理等方面加强了抗震设防要求,特别是加强了房屋抗震措施的要求。因此,如何最大限度地減轻震害,提高建筑结构自身的抗震能力,是今后土木工程建设中十分关心并致力解决的核心问题。

基于上述背景,面向施工一线的建筑工程技术专业的高职学生是建筑结构实施的主体之一,也必将是提高建筑工程抗震设防的责任者之一。并且,随着高层建筑在城市中的不断普及,典型结构体系抗震措施和构造要求与施工过程中的材料、工序、质量更加密切。因此,工程抗震知识应用和实践,工程抗震法规、标准有效执行的能力,应是其专业能力中不可或缺的重要部分。而《建筑结构抗震》(以下简称抗震课程)作为以上目标的重要落实载体,应系统结合专业培养目标、岗位需求,密切联系技术发展、知识更新的需求,加大改革,有效实施。

抗震课程设置现状及存在的问题

抗震课程的设置现状 工程抗震具有很强的综合性和实践性。单就知识体系而言,涉及数学、结构动力学、建筑结构、建筑材料、地基基础、施工技术等;就实践性而言,涉及结构设计、结构施工、质量控制等。目前,高职建筑工程技术专业的培养方案中,对结构抗震知识的落实主要通过以下两种形式。

1.在建筑结构课程中落实。较多学校的建筑工程技术专业培养方案中不独立设置抗震课程,仅将其整合后作为职业基础课——《建筑结构》课程的一个章节或者单元。《建筑结构》课程主要是从结构构件入手,而结构抗震应从结构体系入手。因此,作为整合后的内容,从“构件”到“结构体系”的跳跃性过大,没有合适的衔接。而且,随着高层结构体系的发展,框架剪力墙、剪力墙结构体系逐渐成为主导的结构体系。受学时、内容的限制(抗震部分的教学内容仅占整个建筑结构课程内容的3%~5%),且没有针对性的结构体系层面的基本实践模块的支撑,使得学生对典型的高层结构的抗震构造措施的理解和应用能力偏弱。

2.独立设置课程。部分建筑工程技术专业在培养方案中,将其作为一门独立设置的课程。在教学实施时,教学内容是依据本科教材,仅在内容上采取选讲或删减的方法。但本科教学是以“结构抗震合理设计”为主线构建教学内容,主要是抗震结构的设计原理、计算方法、理论推导等,针对的是结构设计人员的“抗震设计”理论课程,面向的是“学术型”和“工程型”的本科层次学生,缺乏对高职学生将来从事岗位需求的针对性。

抗震课程的地位 抗震课程应依据不同结构类型抗震设防的要求,结合高层建筑结构体系,宜独立设置为一门专业能力课程,并在《建筑结构》课程之后设置。通过专项实践模块的支撑,来强化各个典型结构体系抗震设防核心抗震措施及相关的标准执行能力的培养,为今后专业综合能力土建施工图的识读,尤其是校审核查能力,及施工实务能力中的质量控制能力、高层结构专项施工方案编制等奠定基础。

抗震课程的教学目标

课程教学目标定位的依据 高职教育作为高等教育的一种类型,既要体现“高等性”又要体现“职业性”,但是高等性一定是建立在职业性的基础上才有价值。因此,抗震课程教学目标的定位,首先应以建筑工程技术专业毕业生从事岗位工作的能力要求为基本切入点,其次考虑抗震知识体系的基本逻辑性及学生可持续发展的要求,不能简单地肢解或者整合。通过对建筑工程技术专业主要岗位人员的工程抗震知识和应用能力进行调研(调研涉及施工一线的施工员、质检员、监理员及项目经理),得到反馈,由于抗震知识或者应用能力的缺失,在工程实践中凸显出以下三个主要问题:(1)抗震基本知识不成体系,抗震专业术语概念模糊,不理解抗震术语与施工的相关性,与设计人员交流时存在障碍,对相关规范的应用没有针对性;(2)对抗震措施要求的施工工序理解缺乏基本的抗震理论基础;(3)施工中对抗震构造措施的实施缺乏抗震思维的理解,随着高层结构的发展,对较复杂抗震构造要求的结构施工图的识读能力受到限制。

抗震课程的教学目标 高职课程的目标应具有明确的职业定向性,根据上述分析和调研,确定了《建筑结构抗震》课程具体的教学目标(如表1所示)。

抗震课程教学内容的重新构建

课程教学的目标决定课程教学内容,在上述课程教学目标要求下,将高职抗震课程构建为抗震基础知识、工程震害和实践应用三个部分,包含五个模块。其相互关系如图1所示。

除第一模块外,从第二模块起,不同于《建筑结构课程》构件的概念,是从结构体系入手,以常见砌体结构、混凝土结构为主,在混凝土结构中以框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构等几个主导的高层结构体系为主线,构建教学内容,各模块包含的主要内容及要求如下页表2所示。

抗震课程各教学模块的实施

基础性知识模块 第一、第二模块主要是以理论讲授为主,使学生的抗震基本理论知识有一定的系统性,特别注重与本区域的抗震设防烈度的联系,理解与施工相关的几个重要的概念和相互关系,如抗震设防类别、设防烈度、抗震等级、场地类别等;第二模块是对结构“定性”的抗震结论。通过定性分析,使学生理解影响结构抗震设防的各因素,涉及场地条件、结构类型、房屋高度、房屋刚度、施工质量、施工的工序要求、材料的强度等级等。

工程震害模块 第三模块以“震害案例”为主,强调直观性,充分利用多媒体手段,开展案例教学。震害反馈是抗震设防中一个重要依据。大部分抗震构造措施是针对震害反馈的薄弱部位,对结构采取加强措施。在教学中通过震害照片、震害视频资料,增强学生对结构震害的直观认识,了解不同结构类型在地震中的破坏特征,并通过震害分組讨论,提升学生的学习兴趣,加强他们对所从事职业的责任感。

实践教学模块 第四模块、第五模块是实践为主的教学模块,也是本课程的核心。按照建构主义的学习模式,在实施中实现“做中学”的项目教学法,增强学生的学习体验和主体作用。项目教学的关键是项目设计,笔者认为,建筑类课程在实施中,既可以有“大项目”概念,即综合实训,也可在课程内部结合课程特点有“小项目”概念,即通过合适的项目设计来达到教学目标的落实。按照项目教学法中的项目设计的“循环式”原理(如图2所示)设计教学项目。从砌体结构施工图抗震措施入手,逐渐递进到较复杂的框架结构,框架剪力墙结构。每个项目结构施工图抗震措施的识读,均分解为4个基本任务,通过循环递进的学习,使学生的职业能力不断提高,达到教学目标(如表3所示)。

课程建设是高职内涵建设的核心。在《建筑结构抗震》课程的改革过程中,认识到在高职课程改革中要切实注重课程内容与职业岗位的针对性,才能达到更有效培养学生职业能力的目的。而课程内容改革,课程组织与实施,都需要将其精细化,具体化,且具有可操作性,这样的课程改革才能不流于形式,才能更有效。

参考文献:

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作者简介:

刘海峰(1974—),女,河南商丘人,硕士,青海建筑职业技术学院副教授,高级工程师,一级建造师,注册监理工程师,教务处副处长,主要从事建筑结构抗震性能教学和高职教育研究。

作者:刘海峰 李红 张红霞 苏延芬

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