高等職業(yè)教育以社會需求和就業(yè)為導向,應該培養(yǎng)學生具備足夠的基礎知識,較強的技術(shù)應用能力?!督ㄖY(jié)構(gòu)》是土建類專業(yè)的核心課程,是從事建筑工程生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員必須掌握的核心技術(shù)。但由于該課程是一門相對較難、較復雜的專業(yè)必修課,高職的學生在學習過程中常感到較吃力,所以探索一種適合高職學生的教學方式已是當務之急。
一、改革設計
1、改革目標
1)課程設計系統(tǒng)化
針對《建筑結(jié)構(gòu)》課程設計,涵蓋了教學大綱的所有知識點,并根據(jù)高職學生現(xiàn)狀和實際,對課程設計的難易程度進行了調(diào)整,既讓學生全面的掌握了知識,又突出了學習重點,提高了效率。
2)教學手段網(wǎng)絡化
使用空間三維模型和建筑結(jié)構(gòu)訓練/考試軟件的手法可以減少學生的學習壓力,激發(fā)學生的學習興趣;同時,豐富課堂教學內(nèi)容,擴大課堂教學信息量。運用空間三維模型輔助教學使學生對工程實踐有了初步的感覺,為學生適應畢業(yè)后的工作打下良好的基礎。
3)學生學習自主化
高校學生的學習特點,最主要的特征之一即體現(xiàn)在自主性上。網(wǎng)絡環(huán)境下學生自主化學習,極大的改善了教學媒體的表現(xiàn)力、交互性和師生發(fā)展的空間,使教師的教更為靈活,使學生的學習更為主動。
4)能力評價標準化
通常高校老師要付出大量工作時間修改考卷和試卷分析,并且標準不一。通過《建筑結(jié)構(gòu)》軟件平臺不僅可以自動修改試卷,還能自動對考試成績進行分析,大大降低教師的工作,而且統(tǒng)一了能力評價的標準。
2、改革思路
1)互動教學平臺下的數(shù)字化教學
隨著智能手機、平板電腦等移動智能終端設備近年來的爆炸式增長,開展數(shù)字化教學已成為當下高職院校教學改革的重點。充分利用學生手中的移動終端設備,配套移動學習和教學互動系統(tǒng)可以讓任何一間普通教室立即變成移動多媒體互動教室,使任何一個實訓場所變成移動多媒體互動實訓場所,充分調(diào)動學生的學習積極性,滿足學生校內(nèi)學習、校外實習的交互交流。
2)圍繞施工企業(yè)崗位需求
目前,“大學生過?!迸c“技工嚴重缺乏”冰火兩重天的反差格局一直困擾多省的企業(yè)。市場需求促進人才需求,也促進了教育培訓需求。2014年年初,國務院出臺關(guān)于引導一批普通本科院校向應用型高校轉(zhuǎn)型的政策。在這種社會需求下,高職院校在教學上應擺脫以往單純依靠理論教學的局面,增強學生對實際工程的直觀了解,培養(yǎng)符合企業(yè)要求的應用技術(shù)型人才變得尤為重要。
3)促進現(xiàn)實建筑工程對接
鑒于建筑工程類高職學生的就業(yè)方向是施工現(xiàn)場的技能型崗位,而施工現(xiàn)場要求技術(shù)人員對圖紙有較好的識讀能力,并且具備基本的結(jié)構(gòu)概念,因此,“建筑結(jié)構(gòu)施工圖識讀”和“建筑結(jié)構(gòu)基本概念”便成為建筑結(jié)構(gòu)課程的教學重點。通過運用三維立體模型和訓練/考試軟件,改變了傳統(tǒng)教學方式,使學生對知識更加容易理解。
二、改革實施
《建筑結(jié)構(gòu)》課程對于高職學生來說是一門相對較難、較復雜的專業(yè)必修課,傳統(tǒng)的板書或PPT教學方式生澀難懂,容易使大部分學生對學習失去信心。下面通過三個方面對《建筑結(jié)構(gòu)》課程的教學方法進行改革:
首先,以移動數(shù)字化課程資源為教學手段,輔以微課教學、翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學,盡可能的激發(fā)學生的主動學習熱情。
其次,由于建筑結(jié)構(gòu)施工圖識讀的教學需要學生有較好的空間概念,本文介紹了一種采用三維立體模型形式來體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點或構(gòu)件的教學方法,使學生直觀的理解各種構(gòu)造。
最后,為了更好的鞏固和考核學生所學到的知識,建設一個完備的訓練/考核的平臺來輔助教學時非常必要的。
1、移動數(shù)字化課程資源建設
本文涉及的移動數(shù)字化課程資源建設包括三個部分建設內(nèi)容:移動交互式數(shù)字教材開發(fā)、微課程與學習場景融合的課程資源庫建設和教學互動平臺功能開發(fā)。學院主導的數(shù)字化課程資源建設主要滿足本校學生的自主學習為主,支持專業(yè)教師對與學習場景融合的課程資源庫的有效利用。
1)移動交互式數(shù)字教材開發(fā)
移動交互數(shù)字教材不是紙質(zhì)書簡單添加多媒體內(nèi)容,而是對教材的重新多媒體改編設計、交互學習設計。其主要具備三大特點:富媒體性、交互性、記錄性。
(1)富媒體性
富媒體是內(nèi)嵌于電子教材中的視頻、圖片、測試題、3D動畫等。對于一些抽象的、空間性較強的知識點,借助富媒體來學習更加直觀。如圖1所示。
(2)交互性
為增強學習者的學習興趣和參與感,移動交互式數(shù)字教材設計了很多情景化、趣味化和參與感很強的交互學習點,如氣泡標注、地理位置交互、圖形互動、單元練習、自我評測等交互學習等。如圖2所示。
(3)記錄性
書中任意一段文字可以進行高亮標注,可以選擇任意位置記錄筆記,會同時記錄批注或筆記的時間,移動閱讀學習終端還支持聲音筆記功能。如圖3所示。這樣無論是對學習者的學習進度,還是復習鞏固,都具有事半功倍的作用。
2、三維立體模型輔助教學
三維立體模型輔助教學可以幫助學生實現(xiàn)“平面—空間—平面”的思維轉(zhuǎn)換,對提高學生在建筑結(jié)構(gòu)教學中的空間想象力與構(gòu)型能力有著重要的作用。本文對三維立體模型輔助教學的研究分以下幾部分:
1)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點和構(gòu)件整理
根據(jù)目前高職院校建筑結(jié)構(gòu)施工圖的教學過程,將材料分為以下兩部分:
(1)選擇圖集中的節(jié)點詳圖
根據(jù)教學要求選擇圖集中所要轉(zhuǎn)化成三維模型的節(jié)點詳圖,本次選擇的節(jié)點匯總?cè)缦卤怼?/p>
以選取的剪力墻“轉(zhuǎn)角墻墻身水平鋼筋”構(gòu)造為例,圖集的表示如下圖所示。從圖1中可以看出圖集的轉(zhuǎn)角墻墻身水平鋼筋搭接只給出了平面圖,學生要理解這個節(jié)點的鋼筋做法需要有一定的空間想象能力,僅僅通過看圖集和聽課很難理解鋼筋的布置。
(2)選擇一根實際工程中的梁
根據(jù)教學流程,學生對圖集的節(jié)點有一定認識之后,便要畫一根實際工程中梁的鋼筋分離圖。這個過程從難度上更進了一步,所以更需要建立一個三維模型方便學生直觀的來學習。為了簡化說明,選擇了較簡單的一跨梁,如圖2所示。
2)基于BIM技術(shù)的教學界面設計
對結(jié)構(gòu)節(jié)點和構(gòu)件整理后,便可以運用BIM軟件將對應的CAD文件轉(zhuǎn)換成3D模型。
(1)節(jié)點詳圖轉(zhuǎn)化成空間模型
現(xiàn)以轉(zhuǎn)角墻(一)為例,簡述轉(zhuǎn)化過程。節(jié)點轉(zhuǎn)角墻(一)的教學難點在于外側(cè)水平筋在一側(cè)墻體內(nèi)的搭接規(guī)則,故在建立模型時要突出這部分的鋼筋搭接,如下圖所示。
(2)實際工程梁轉(zhuǎn)化成空間模型
根據(jù)上文的單跨梁,其三維模型如下圖所示。在已有圖集和課件的基礎上教師結(jié)合該三維空間模型,通過對模型的縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作可以使學生較直觀的理解知識點。
3、建設訓練/考核的平臺
當前,為了達到高職教育的教學要求,適應大信息量的教學內(nèi)容需求,各類高職院校都建立了校園網(wǎng)和多媒體教室。這為學生使用平臺課堂練習提供了硬件支持。運用軟件平臺可以在減少教師的工作強度的前提下,提高教師的工作效率,還可以隨時讓學生運用平臺進行知識點的學習和溫故。
1)運用軟件平臺查漏補缺
通過軟件平臺進行習題訓練,軟件可自動立即批改作業(yè),學生便可得到訓練結(jié)果,大大簡化了教學過程。學生對做錯的題目可通過知識鏈接獲得相應的知識點,對自己的沒有掌握的知識點重點學習。如圖5所示。
2)運用軟件平臺分層教學
由于高職學生的基礎有一定的差別,為了滿足所有學生,軟件平臺中的訓練題分為基本訓練和拓展訓練兩部分,如圖6。基本訓練的題目要求所有學生能夠掌握,對于學有余力的同學可以鼓勵他們做拓展訓練。
3)運用軟件平臺考核評價
為增加考試公正性,軟件平臺的考試題目主要從題庫中按章節(jié)隨機抽取,一場考試中每位學生抽到的試卷都不相同??荚嚱Y(jié)束后,平臺會自動批卷,并且統(tǒng)計學生總體的能力評價報告,如圖7,方便教師進行教學分析。
考核評價主要分為四部分:
(1)平時(10%):根據(jù)學生的學習態(tài)度、課后訓練任務完成的正確率。
(2)繪圖(40%):學生綜合應用建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造及平法制圖規(guī)則繪制框架結(jié)構(gòu)梁柱鋼筋布置圖的情況。
(3)機考(30%):采用軟件“建筑結(jié)構(gòu)考核系統(tǒng)”考核。
(4)筆試(20%):對框架結(jié)構(gòu)施工圖分組進行施工圖識讀考試。
三、結(jié)論
通過空間模型輔助教學,使學生能夠直觀的理解平法制圖規(guī)則和節(jié)點構(gòu)造;運用建筑結(jié)構(gòu)訓練/考試軟件,使學生在“教中學”、“教中做”、“做中學”中更快更好的掌握知識。本文介紹的教學改革方案更接近實際工程,更能發(fā)揮學生的學習積極性和主動性,有助于培養(yǎng)出符合時代發(fā)展要求的新型高素質(zhì)人才。
(作者單位:浙江建設職業(yè)技術(shù)學院)