高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革論文

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革論文 摘要：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容的選擇與組織，應(yīng)以應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)為目標(biāo)，理論與實(shí)踐并重，并注意兼顧不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生。根據(jù)該課程實(shí)踐性和操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)中教師應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生提高實(shí)踐技能、掌握關(guān)鍵知識(shí)為主線，整合課程各個(gè)單元的教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)和項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)，將“教、學(xué)、做”有機(jī)結(jié)合起來(lái)；要注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)和潛能的發(fā)掘與提升，廣泛開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)；應(yīng)做到教師講授、學(xué)生自學(xué)、課堂討論相結(jié)合，課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合；應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)到建筑設(shè)計(jì)院、工作室參觀實(shí)踐，從而不斷提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。 關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計(jì)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)手段 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容涉及混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)抗震等知識(shí)的綜合應(yīng)用，作為培養(yǎng)從事土木工程設(shè)計(jì)、施工、預(yù)算、招投標(biāo)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才的土木工程專業(yè)，一般將高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)置為一門(mén)專業(yè)限選課。土木工程專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)方向主要有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程施工技術(shù)管理、預(yù)算和招投標(biāo)等崗位，這些工作崗位都與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有密切聯(lián)系。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)崗位的主要工作內(nèi)容已由多層建筑設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邔咏ㄖO(shè)計(jì)；從事土木工程施工管理工作，必須掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的識(shí)圖與讀圖等知識(shí)，清楚高層建筑中哪些是主要受力構(gòu)件，哪些是構(gòu)造構(gòu)件，在施工過(guò)程中遇到一些簡(jiǎn)單的高層事故應(yīng)如何

3、處理，等等，這些都有賴于該課程的學(xué)習(xí)；土木工程預(yù)算和招投標(biāo)管理工作中大量的分析計(jì)算都要靠計(jì)算機(jī)來(lái)完成，要求工作人員要在看懂圖紙（很多是高層建筑圖紙）的基礎(chǔ)上建立分析模型，做到不多算、不漏算，這也有賴于該課程的學(xué)習(xí)。工程專業(yè)開(kāi)設(shè)該課程的意義由此可見(jiàn)。但是，由于種種因素的影響，目前該課程教學(xué)中還存在不少現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。鑒于此，本文擬從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)過(guò)程等方面探討高層建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革問(wèn)題，希望能為該課程教學(xué)質(zhì)量的提高提供參考。 一、課程教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土建行業(yè)對(duì)人才的要求特別是對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)的要求越來(lái)越高，企業(yè)歡迎的是具有完備知識(shí)結(jié)構(gòu)又具備較強(qiáng)工程能力的人才。高

4、層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程涉及很多計(jì)算，教學(xué)內(nèi)容十分豐富，但該課程的學(xué)時(shí)往往十分有限，因此，合理選擇教學(xué)內(nèi)容就顯得尤為重要。該課程教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)以應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)為目標(biāo)，理論與實(shí)踐并重，并注意兼顧不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生。土木工程專業(yè)一般將該課程安排在大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期，主要內(nèi)容包括緒論、高層建筑結(jié)構(gòu)的體系與布置、高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用、高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)要求、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高層建筑地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等，與先修課程混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程、工程結(jié)構(gòu)抗震等有緊密聯(lián)系，也存在一定的內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象。為了保持教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，教師處理與已開(kāi)設(shè)課程

5、重復(fù)的內(nèi)容時(shí)，應(yīng)做到“重復(fù)的內(nèi)容講差別，相似的內(nèi)容講典型，突出重點(diǎn)”1。例如：荷載計(jì)算部分的一些內(nèi)容與混凝土結(jié)構(gòu)課程的相關(guān)內(nèi)容相似，按照相似的內(nèi)容講典型的原則，對(duì)該部分內(nèi)容，教師應(yīng)重點(diǎn)講解高層建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載計(jì)算（考慮風(fēng)震系數(shù)），而活荷載計(jì)算可不考慮不利布置；框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分的一些內(nèi)容，與混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)等課程的相關(guān)內(nèi)容存在重復(fù)現(xiàn)象，按照重復(fù)的內(nèi)容講差別的原則，對(duì)該部分內(nèi)容，教師應(yīng)重點(diǎn)講解在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何調(diào)整位移比、周期比、軸壓比、相鄰層剛度比、層間位移角、層間受剪承載力比等高規(guī)參數(shù)；高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分的一些內(nèi)容，與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程課程存在內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象，按照重復(fù)的內(nèi)容講差別的原

6、則，教師可重點(diǎn)講解高層建筑“筏板基礎(chǔ)”“樁基+筏板”設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)錯(cuò)誤及其原因。 二、課程教學(xué)模式 在開(kāi)設(shè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程時(shí)，學(xué)生已具備一定的專業(yè)技能，但綜合能力還有待提高。采用多元化教學(xué)模式是近年來(lái)該課程教學(xué)的主要特點(diǎn)之一。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐性和操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，教師應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生提高實(shí)踐技能、掌握關(guān)鍵知識(shí)為主線，整合課程各個(gè)單元的教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)和項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)，將“教、學(xué)、做”有機(jī)結(jié)合，著力體現(xiàn)應(yīng)用性、實(shí)踐性和開(kāi)放性的課程理念。將“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式有機(jī)融入教學(xué)過(guò)程，有利于處理“懂”與“會(huì)”的關(guān)系，學(xué)生可以先懂后會(huì)，也可以先會(huì)后懂或邊懂邊會(huì)。此外，教師還可以把課堂

7、搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、建筑設(shè)計(jì)院、工程施工現(xiàn)場(chǎng)等場(chǎng)所，廣泛開(kāi)展直觀教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的一體化，從而有效提升學(xué)生的綜合能力。 三、課程教學(xué)方法與教學(xué)手段 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)分為課堂教學(xué)、PKPM軟件應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)實(shí)踐和考核2。以下從四個(gè)方面探討該課程的教學(xué)改革。 (一)課堂教學(xué) 課堂教學(xué)應(yīng)以講解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)理論、抗震規(guī)范、高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程等內(nèi)容為主；要有明確的教學(xué)目標(biāo)、有效的教學(xué)策略和具體的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)；要注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)和潛能的發(fā)掘與提升，廣泛開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)；要注意培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的觀念，力促學(xué)生自主發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，還

8、應(yīng)做到課堂講授、自學(xué)、討論相結(jié)合，課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合3。第一，課堂講授與自學(xué)相結(jié)合。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)講授基本概念、基本原理和難點(diǎn)，并向?qū)W生指定課外自學(xué)的內(nèi)容和思考題，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，化解教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)有限的矛盾。第二，開(kāi)展課堂討論，啟發(fā)學(xué)生開(kāi)展積極的思維活動(dòng)4。大學(xué)生思想獨(dú)立性強(qiáng)，思維靈活，喜歡獨(dú)立思考問(wèn)題。因此，在全班或小組內(nèi)圍繞一個(gè)問(wèn)題開(kāi)展討論，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，相互啟發(fā)，有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，充分提高教學(xué)效果。如在高層結(jié)構(gòu)選型內(nèi)容的教學(xué)中，可讓學(xué)生以某“高層設(shè)計(jì)采用哪種結(jié)構(gòu)體系較合理”為題在班級(jí)范圍內(nèi)開(kāi)展討論，讓學(xué)生在愉快的氛圍下

9、通過(guò)主動(dòng)思考掌握高層結(jié)構(gòu)體系的有關(guān)知識(shí)。就課堂討論的方式來(lái)講，教師可先提出問(wèn)題，讓學(xué)生在小組討論的基礎(chǔ)上，選出代表到黑板前陳述意見(jiàn)，這樣既可活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果，也可提高學(xué)生的表達(dá)能力。第三，課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合。在每次課結(jié)束前，教師都應(yīng)向?qū)W生明確課后的復(fù)習(xí)內(nèi)容、預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題。對(duì)于較抽象的教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)組織學(xué)生開(kāi)展課堂討論或課外學(xué)習(xí)小組（宜以宿舍為單位）討論。教師還可結(jié)合單元教學(xué)內(nèi)容，組織開(kāi)展以高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論知識(shí)和常規(guī)應(yīng)用為基礎(chǔ)的小型競(jìng)賽活動(dòng)，如PKPM建模大賽等，以鍛煉提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。第四，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。筆者的調(diào)查表明，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中都感覺(jué)到“

10、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”難以理解，難以聯(lián)系具體工程實(shí)例；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只是停留在單個(gè)構(gòu)件上，不明確結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的思路。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容引入工程實(shí)例，通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的詳細(xì)講解，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高應(yīng)用能力。比如，對(duì)高層建筑常用的三種結(jié)構(gòu)，即框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)，教師可借助實(shí)際工程項(xiàng)目，依次詳細(xì)講解抗側(cè)力構(gòu)件的布置、主要高規(guī)參數(shù)的控制、平面的布置、施工圖的繪制，通過(guò)實(shí)例講解使學(xué)生理清結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體思路，加深對(duì)規(guī)范條文的理解。需要說(shuō)明的是，教師教學(xué)中選用的案例可以來(lái)自企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，也可來(lái)自教師指導(dǎo)學(xué)生完成的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)實(shí)踐（

11、包括結(jié)構(gòu)選擇、結(jié)構(gòu)建模、施工圖繪制等），是提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量的有效手段。 (二)PKPM軟件應(yīng)用教學(xué) PKPM軟件應(yīng)用教學(xué)的重點(diǎn)是理解和掌握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，主要有以下三個(gè)教學(xué)步驟：(1)結(jié)構(gòu)布置的講解與練習(xí)。在此步驟中，要通過(guò)講解和練習(xí)，使學(xué)生掌握運(yùn)用PKPM軟件建模的技巧，理解“抗規(guī)”關(guān)于結(jié)構(gòu)平面和豎向布置的基本要求。結(jié)構(gòu)平面布置要求平面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、質(zhì)心和剛心重合53031；結(jié)構(gòu)豎向布置的要求主要是抗側(cè)力構(gòu)件沿豎向不突變等。(2)PKPM基本計(jì)算參數(shù)輸入練習(xí)。在此步驟中，應(yīng)要求學(xué)生按照相關(guān)要求，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況輸入PKPM相關(guān)參數(shù)，并理解基本風(fēng)壓、基

12、本雪壓、設(shè)計(jì)地震分組、抗震設(shè)防烈度、連梁剛度折減系數(shù)等參數(shù)的含義。(3)PKPM計(jì)算結(jié)果的分析判斷和參數(shù)調(diào)整。在此步驟中，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，判斷結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、相鄰層剛度比、軸壓比、整體穩(wěn)定是否滿足要求，并對(duì)不滿足要求的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 (三)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué) 開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)，有利于學(xué)生強(qiáng)化工程概念和感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高創(chuàng)新能力。在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中，教師可以組織學(xué)生分組參觀調(diào)查當(dāng)?shù)匾呀ǜ邔咏ㄖ?，了解其?gòu)型、結(jié)構(gòu)體系、存在的施工問(wèn)題等；可以讓學(xué)生以小組為單位完成高層建筑的建模，如15層以下教學(xué)樓、辦公樓、賓館等框架結(jié)構(gòu)的建模，20層以下住宅

13、樓等剪力墻結(jié)構(gòu)的建模，20層以下寫(xiě)字樓、公寓等框架剪力墻結(jié)構(gòu)的建模。 (四)課程考核 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的常規(guī)考核方法是筆試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合，但筆試成績(jī)一般占總成績(jī)的80%，這容易導(dǎo)致學(xué)生只重視理論而忽視實(shí)踐，不利于學(xué)生應(yīng)用能力的提高。該課程的考核應(yīng)著重考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，可采用筆試、上機(jī)操作、實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的考核方式。其中，筆試成績(jī)占總成績(jī)的50%，試卷的制作可參考國(guó)家“注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)資格”考試；上機(jī)操作成績(jī)占總成績(jī)的20%，可以給定房屋建筑平面圖和立面圖，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)用PKPM軟件完成滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)建模；實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)占總成績(jī)的30%，內(nèi)容包括考察報(bào)告的

14、撰寫(xiě)情況、在分組建模實(shí)踐教學(xué)中的表現(xiàn)等。 四、教學(xué)過(guò)程的組織 如前所述，在每次課結(jié)束前，教師都應(yīng)向?qū)W生明確課后的復(fù)習(xí)內(nèi)容、預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題，其中預(yù)習(xí)的內(nèi)容可以是參觀現(xiàn)有高層建筑結(jié)構(gòu)，調(diào)查了解其結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中存在的問(wèn)題等，并形成文字。導(dǎo)入新課時(shí)，教師可用5分鐘左右的時(shí)間了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并通過(guò)總結(jié)引出新課題。在講授新課的過(guò)程中，教師應(yīng)突出重點(diǎn)，把握難點(diǎn)，可按照理論講授例題解析學(xué)生練習(xí)歸納總結(jié)的步驟組織教學(xué)。如在講解高層建筑的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，可先分述每種結(jié)構(gòu)體系的概念，再舉例分析典型的結(jié)構(gòu)體系布置，然后讓學(xué)生畫(huà)出附近教學(xué)樓等高層建筑的結(jié)構(gòu)，最后歸納總結(jié)常見(jiàn)建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇。課堂討論教學(xué)

15、環(huán)節(jié)一般可采取學(xué)生自由發(fā)言與教師總結(jié)相結(jié)合的方式，而在安排有小組前期調(diào)研的情況下，應(yīng)緊緊圍繞小組代表的匯報(bào)發(fā)言開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)。另外，教師在課堂教學(xué)中還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)到建筑設(shè)計(jì)院、工作室參觀實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。例如，為了提高應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，黃淮學(xué)院在其大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園設(shè)置了建筑設(shè)計(jì)院校內(nèi)實(shí)踐基地，為土木工程、建筑工程等專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐提供了良好的平臺(tái)，教師引導(dǎo)學(xué)生到這里結(jié)合教學(xué)內(nèi)容參觀實(shí)踐，無(wú)疑能夠有效地促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)所學(xué)理論知識(shí)的內(nèi)化和實(shí)踐應(yīng)用能力的提升。 參考文獻(xiàn)： 1牛海成，徐海賓面向可持續(xù)發(fā)展的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探討J高等建筑教育，2013(22)：7275 2劉圓圓淺談高層建筑設(shè)計(jì)課程改革方案J城市建