張耀軍,周翠玲,王新元
(山東農業(yè)大學 水利土木工程學院,山東 泰安 271018)
我國由于地處世界上兩個最活躍的地震帶之間,是世界上多地震國家之一,同時是世界上地震災害最嚴重的一個國家。地震造成的人員傷亡居世界之首。1976年唐山大地震,引起了人們對房屋抗震的關注,《建筑結構抗震設計》課程開始進入高校的課堂。2008年的汶川特大地震,再次引起人們對房屋抗震性能的高度重視。為了抵御或減輕地震災害,房屋結構進行抗震設計成為必然,因此要求高校土木專業(yè)的學生具備基本的抗震設計的基礎知識和能力。
《建筑結構抗震設計》是高等院校土木工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課程。它的應用性、綜合性很強,所涉及到的相關知識和先修課程非常多。它涉及到地球物理學、地質學、地震學、結構動力學、工程結構學等多方面的知識,且隨著震害經驗的不斷積累、抗震研究的不斷深入而正在迅速發(fā)展。在學習結構抗震設計課程時,必須完成的先修課程主要包括高等數學、線性代數、結構力學、砌體結構、單層廠房結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構設計原理、工程地質與土力學、地基基礎工程等課程。由于涉及到的先修課程較多,所以該課程通常設置在大三下半學期或大四上半學期。
根據“厚基礎、寬口徑、強能力”的培養(yǎng)模式,結合社會和企業(yè)的需求,我院適時地調整了土木專業(yè)的課程設置和教學大綱。在調整中,縮減了建筑結構抗震設計課程的教學學時(僅為2學分36學時),教學大綱的內容和深度卻有增無減。這就使課程內容多與教學計劃學時少之間的矛盾異常突出;其二,由課程特點可看出,本課程要求的先修課內容多,而由于學習過程的不連貫性,部分學生對先修課程的內容已經遺忘或因掌握的不扎實,在聽課時對本課程的某些內容難以理解,大多數同學感覺難度大,有些同學因聽不懂,導致對該課程失去興趣而選擇放棄;其三,由于應試教育的影響和考核方式的單一模式,使學生只重視知識的死記硬背和計算能力的提高,而忽視了結構抗震的概念設計和構造要求。從20世紀70年代以來,人們在總結大震災害經驗中發(fā)現,概念設計往往比計算設計更為重要。這是由于地震及地震效應的隨機性和復雜性,以及計算模型與實際結構情況的差異,使得地震時造成建筑破壞的程度很難準確預測。因此,要進行精確的抗震計算是困難的,結構的抗震性能在更大程度上取決于良好的概念設計和構造要求。而忽視概念設計的學習,與教學主旨和目標是背道而馳的。
一門課程教學質量的提高包括多個方面,如教學目的、教學大綱、教學內容、教學方法、教學實踐環(huán)節(jié)等,其中課堂教學是傳授知識和培養(yǎng)學生能力的主要形式,是提高教學質量的中心環(huán)節(jié)。在當前培養(yǎng)模式下,要求教師能夠根據專業(yè)培養(yǎng)目標,課程的基本要求,精心設計和組織教學內容,選擇最優(yōu)教學方法,以達最好教學效果。針對《建筑結構抗震設計》課程在教學過程中反映出來的問題,主要從以下幾方面予以改進。
建筑結構抗震設計課程應用性和綜合性很強,與鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、高層建筑結構等課程聯(lián)系緊密,在教學內容上互有滲透。面對人為課程設置造成的學習過程不連貫和培養(yǎng)方案的調整、學時壓縮帶來的教學內容多與學時少的突出矛盾,我們在教學改革中,主要嘗試以下做法:一是加強教研活動,通過教研活動,增強系列任課教師之間的教學溝通,明確相關課程之間的銜接內容,該內容的講解深度和銜接方式,以此壓縮重復性的、不必要的理論教學環(huán)節(jié),保證學生在學習內容和技能培養(yǎng)上的循序漸進;二是采用多媒體課件教學,根據課堂內容的主次順序,控制講課節(jié)奏,集中精力對重點內容講深講透。節(jié)省的板書和畫圖時間用來加大授課信息量。實踐證明,多媒體課件教學是豐富課堂知識量、壓縮學時的最有效方式;三是每堂課后都布置下堂課的預習內容,預習內容多以本課程講解中所涉及到的先修課知識為主,然后通過課堂提問檢查學生的完成情況,提問結果記錄作為平時成績,平時成績按比例計入期末總成績,以此激發(fā)學生課下預習的積極性,把課堂內容向課下延伸,讓學生積極參與到教學活動中來。
此外,結構抗震設計課程的教學內容新穎,隨著人類對震害經驗的不斷總結積累、抗震研究的不斷深入而不斷發(fā)展,而教材內容的更新往往有所滯后。因此,在講課過程中,還需要根據國家規(guī)范的變化以及相關理論知識的發(fā)展及時補充更新教學內容。為了不增加學時,所選內容應少而精,與教材內容的銜接上要合理,盡量把補充更新的內容融入相應章節(jié),這樣便于學生理解接受。如2004年編制出版的《建筑工程抗震性態(tài)設計通則》(CECS160:2004),雖然不是國家標準,也不在大綱要求范圍之內,但這是結構抗震設計理論和設計方法的發(fā)展方向。在講課過程中,適時地引導學生了解該通則的計算原則和方法,引導學生對通則中的抗震設計方法與教材中的方法進行對比、分析和討論,以加深對本課程的認識和理解。
通過幾學期的嘗試發(fā)現,以上做法可以較好的解決學習過程不連貫、教學內容多與學時少等問題,并激發(fā)學生的學習積極性,教學效果良好。
我院土木工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)方向大多為施工、監(jiān)理和工程管理方向,少數為結構設計和考研繼續(xù)深造。針對培養(yǎng)目標的調整和就業(yè)方向,在本課程教學過程中,將教學重點放在如何正確理解與運用國家現行《建筑抗震設計規(guī)范》上,尤其注意現行規(guī)范對施工的一些要求。培養(yǎng)學生重視規(guī)范、學習規(guī)范、按規(guī)范要求進行設計、施工的意識和素養(yǎng)。
規(guī)范是在一定時期內理論研究和實際工程經驗的總結,但學生由于剛接觸規(guī)范,又缺少工程經驗,往往把規(guī)范看成一成不變得條條框框,很難把它與實際工程聯(lián)系起來。而實際工程的情況又千變萬化,規(guī)范、規(guī)程的條文不能涵蓋千變萬化的建筑結構。因此,設計、施工時不應執(zhí)著于某些規(guī)范條文的文字,而應透徹了解該條文的用意、背景情況等,從而加以靈活運用。在授課過程中,筆者對一些涉及規(guī)范的重點內容著重解釋其用意,同時輔以工程實例的分析,幫助學生理解某些規(guī)范條文的內容和含義。
概念設計是一個優(yōu)秀工程師必備的能力,而這種能力的獲取不僅有賴于工程設計經驗的長期積累,更需要在學習階段有意識的加以培養(yǎng),這就要求教師把概念設計的思想滲透到課程教學過程中。但結構的概念設計不是某種具體的方法,它貫穿在結構設計的每一個步驟中,包括方案布置、結構計算、結構構造等。因此,在授課過程中,一是需要教師通過大量的震害實例來說明、強化一些重要的設計概念;二是讓學生掌握一些基本構件如梁、柱、剪力墻等的受力性能,從而理解規(guī)范和規(guī)程對構件設計的一些要求的用意;三是鼓勵學生逐步學會用所學知識去分析不同結構的受力、變形性能的特征,以便掌握設計概念,并自覺運用。在潛移默化中,形成一種自覺的工程結構意識。
目前,各院校課程的考核方式常見的有閉卷考試、開卷考試、開閉卷結合考試及一頁開卷考試等幾種形式。建筑結構抗震課程在嘗試這幾種考試方式后,發(fā)現效果不是很理想。有的學生課程考試分數很高,但在后續(xù)的課程設計和畢業(yè)設計中又反映出解決實際問題的能力不足。通過對學生的調查和走訪發(fā)現,問題不僅出在我們的教學方式上,而我們的考核方式也是導致該現象的主要影響因素。傳統(tǒng)的考核方式和考核內容較單一,在考試內容上只重視理論、基本概念和計算能力,而往往忽視了所學知識在實際工程中綜合應用能力和解決問題能力的考核。
在認識到考核內容和方式對學生的影響后,我們在教學改革中嘗試了以下做法:一是在考核內容上盡量不考察死記硬背的內容,重點測試正確應用已學理論知識解決實際問題的能力,所以考試內容不僅涉及到基本理論方面,還有來源于工程設計、實踐應用方面的題目,重視學生分析問題、解決問題的能力的考核。二是在考核方式上采用“平時成績+期末考試成績”的綜合評定制度,平時成績占10%~30%,(有的課程甚至可占到50%~70%)。平時成績包括兩部分,一部分是課堂提問記錄成績,第二部分主要體現學生利用已學知識分析和解決工程實際問題的能力,一般是結合課程進度給出具體工程實例中所遇到的實際問題,要求學生通過查閱資料給出具體的解決方案。期末考試成績的評定采用教考分離制度,同以往的任課教師自命題、自閱卷的考核模式相比,教考分離考核模式能客觀地評價教學水平和教學質量,更有利于學生對知識的全面掌握,達到良好的教學效果。
社會主義市場經濟的建立使得人才市場的競爭越來越激烈,對人才的要求也越來越高?,F代應用型土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)模式正是在這種背景下產生的。新的培養(yǎng)模式對《建筑結構抗震設計》課程提出了新的要求。幾年的教學實踐,使筆者深深感到,為了盡快適應滿足這種要求,只有在教學活動中及時發(fā)現問題,針對課程特點大膽進行教學改革嘗試和探索,加強實踐教學環(huán)節(jié),努力提高課堂教學質量,才能培養(yǎng)出社會需要的應用型、復合型人才。
]
[1]邱洪興.在建筑結構設計課程教學中強化結構概念設計[J].煙臺大學學報,2010(23):193-198.
[2]薛素鐸,等.建筑抗震設計[M].北京:科學出版社,2007.
[3]陳明政.應用型本科院校建筑結構抗震設計課程教學探索[J].煙臺大學學報,2010(23):428-430.
[4]張耀軍.《房屋建筑學》課程教學改革的嘗試及建議[J].新課程研究,2008(23):193-198.