趙敬辛　鄭方園　張玉坤

［摘 要］針對當前建筑構造課程教學中常見的內容知識點繁多、學生基礎積累不足、校內實踐基地缺乏等問題，文章從新工科建設出發(fā)，結合多年教學改革實踐，提出“多維翻轉”教學方法，即師生通過信息化教學理念和虛擬現(xiàn)實技術，對時間、空間、平臺、角色進行靈活翻轉，以期為新工科教育理論教學與實踐訓練的深度結合提供新思路。

［關鍵詞］翻轉課堂；建筑構造；信息化教學；能力培養(yǎng)

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）24-0041-04

“新工科”建設強調工科教育應回歸工程實踐，培養(yǎng)知識、能力與素質協(xié)調發(fā)展的高素質工程人才，引領我國高等工程教育走向新工科建設[1]。建筑學是一門與社會生活和生產實踐聯(lián)系緊密的工科專業(yè)，在此視域下必須進行教學改革，以強化學生的建筑工程實踐訓練和知識綜合運用能力。

建筑構造課程作為建筑學專業(yè)的核心課程，是研究建筑物的構成及各組成部分的組合原理、構造方法的綜合性課程[2]。學生通過學習，理解建筑構配件基本知識和節(jié)點構造規(guī)律，能夠根據功能、經濟和藝術造型的要求為建筑提供合理的構造方案，獲得從事建筑技術設計的綜合應用能力，并為后期的建筑設計系列課程、建筑結構、建筑施工等課程的學習奠定基礎。

南陽理工學院（以下簡稱我校）建筑構造課程組圍繞新工科建設和建筑學專業(yè)評估要求制定課程目標，針對傳統(tǒng)建筑構造課程教學中存在的問題，結合應用型本科院校的育人特色，進行了多年的探索和改革實踐，形成了“多維翻轉”的教學方法。下文將對該教學法進行詳細闡述。

一、建筑構造課程建設現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

我校的建筑構造課程一般開設于建筑類專業(yè)第四學期，在五年制培養(yǎng)計劃中，此時正是專業(yè)理論知識的積累階段和設計實踐能力訓練的基礎階段。該課程內容繁多、理論知識難且枯燥、節(jié)點詳圖多且抽象，教材內容多為文字配黑白圖片，導致學生普遍學習興趣不高、成績不佳，教師教學難度大、教學效果差。凡此種種，推動著教學團隊重新審視近年來教學中存在的問題，探索全新的符合當前要求的教學模式。

（一）課時少內容多，如何讓課堂擴大容量

新工科建設理念是讓學生從被動的課堂學習中解放出來，轉變?yōu)橹鲃拥囊詥栴}為導向的自主學習，使學生有更多的時間將課堂所學的概念和理論與實際結合起來。在此視域下，南陽理工學院新修訂的建筑學專業(yè)培養(yǎng)方案由原來的 215學分壓縮至 195 學分，建筑構造課程也由原來的 120 學分變?yōu)?72學分。當前，我們身處建筑工業(yè)化時代，新技術、新材料層出不窮，新時代要求將低碳、綠色、節(jié)能概念與建筑構造設計理念相融合，如裝配式建筑構造、人防工程構造，以及生態(tài)環(huán)保、保溫、隔熱、隔聲、無障礙構造等方面的內容都應該讓學生理解或掌握。課時減少了，教學內容非但不能少還要增加，這就要求課程組想方設法擴大課堂容量，讓學生聽到、知道、學會，既要“吃得飽吃得好”，還要“消化好吸收好”。

（二）學生差別大，如何讓課程教學具有均衡性

建筑構造課程是建筑類專業(yè)的基礎課，面向建筑學、城鄉(xiāng)規(guī)劃、歷史建筑保護工程三個專業(yè)開設。不同專業(yè)學生的先修課程不同，知識積累亦不同；即便是同一專業(yè)的學生，其學習基礎和學習習慣也是有很大差別的。如果按一個課程標準去授課，基礎差的學生不能完全聽懂，基礎好的學生則可能會覺得太簡單了而不想聽。通過分析學生在網上平臺播放微課的數(shù)據不難發(fā)現(xiàn)，有些學生雖然基礎差，但是會反復觀看直至理解教學內容；而有的學生基礎差，學習自覺性也差，看過一遍就算完成任務，更有甚者，連看一遍都做不到。面對不同的個體特點和學習需求，如何以學生為中心，讓每個學生都學有所獲？如何培優(yōu)補差，使課程教學具有均衡性？這是利用信息化教學的每一位教師都需要思考的現(xiàn)實問題。

（三）實踐多基地少，如何讓圖片增加現(xiàn)場感

為了增加學生對建筑構造技術的直觀感受，以往的教學安排中，每學期都會有 1～2 次的現(xiàn)場教學。在理論知識基本串講完畢后，教師會帶學生到事先聯(lián)系好的建筑工地去上課，結合課堂上學習的構造節(jié)點和細部做法，以施工現(xiàn)場的各個建筑構配件為“模型教具”詳細講授，能夠有效解決課堂教學中的抽象、單一和枯燥問題。然而，建筑工地有自己的施工進度和管理規(guī)定，不會有專門配合教學進度的施工現(xiàn)場，教師只能以盡量接近教學進度為目標去聯(lián)系；另一方面，國家主管部門對施工安全的管理越來越嚴格，大部分工地不愿接受學生觀摩。自新冠疫情暴發(fā)以來，學生要么上網課，要么封閉在校園里學習生活，去工地上現(xiàn)場課成了奢望。如何能讓學生在課堂內完成建筑構造“現(xiàn)場觀摩”，適應新工科的實踐教學要求，同時解決實習基地問題、施工進度問題、教學組織問題、學生安全問題，是課程組面臨的又一挑戰(zhàn)。

（四）評價方法單一，如何讓課程考核更科學客觀

建筑構造課程傳統(tǒng)的考核方式是以閉卷筆試為主，平時作業(yè)為輔。試卷雖然有填空、選擇、判斷、簡答和作圖等多種形式，但主要是考查學生對構造理論的掌握程度，作圖題也多是考查學生對教材上圖片的記憶程度。這種考核方式過于注重對理論知識的考核，忽視了對實踐認知能力的訓練，導致理論教學與構造設計的實踐能力培養(yǎng)產生脫節(jié)。在后續(xù)的施工圖設計和建筑設計課程中，許多建筑構造課程成績優(yōu)秀的學生在做設計時也無從下手。如何制定更加科學客觀的課程評價方式，引導師生重視繪圖實踐能力的培養(yǎng)，需要教學團隊進行深入研究。

二、課程教學內容方法改革和實踐

2019 年，我校建筑構造課程開始在中國大學 MOOC 平臺建課，向社會學員開放教學，截至本文寫作前累計參加人數(shù)有5000余人，在線使用頻次共計3000萬人次以上。面對不同來源學員基礎不同，以及課程課時較少、教學內容多、實踐性極強等現(xiàn)狀，教學團隊經過三年的改革探索，形成了“多維翻轉”的建筑構造綜合教學法。

（一）時間翻轉，擴大課堂容量，增強課程均衡性

教學團隊根據教學目標、學生特點，設計了線上、線下不同的教學內容，編寫了相應的教案和講稿，將通識性基礎和需要反復記憶的內容分成獨立的知識點，錄制微課上傳至中國大學 MOOC 教學平臺，每節(jié)課視頻都提供PDF版本教材、教學課件、拓展學習資料以及相關專業(yè)知識網站的開放鏈接，供學員在課后查閱復習。時間自由的翻轉課堂使教學內容得到了很好的擴充。

社會學員可以不受時間和空間的限制，借助手機或電腦觀看教學視頻，完成學習任務；而選課的本校學生需要加入班級慕課堂，在課前觀看視頻并完成網絡測驗。教學團隊則在線下課堂結合網絡測驗反映出的知識難點對學習者進行答疑解惑、新知識拓展和學科前沿引導。不同層次、不同來源的學生通過不同時間的課堂翻轉學習相應知識，增強了課堂均衡性和學生獲得感；同時解決了課時少內容多的問題，增加了教學內容、擴大了課堂容量，開闊了學生視野、提高了學生科學探索的興趣。

（二）空間翻轉，減少安全問題，構建課程場景性

為解決受制于實習場地、教學進度、安全保障、疫情管理、施工周期等諸多因素，學生無法到工地觀摩建筑構造施工建設過程的問題，課題組利用現(xiàn)代信息技術，采用了“空間翻轉—云游工地”的教學方法，在有限的 50 分鐘課堂中準確、清楚地將建筑構件的所有工序講解演示給學生，實現(xiàn)了傳統(tǒng)教學手段和施工現(xiàn)場觀摩都無法達到的教學效果。

課題組的教師利用課余時間，到多處施工現(xiàn)場錄制構造視頻、拍攝相關照片，再利用 BIM、VR/AR、3DMAX、PHOTO、FLASH 等三維仿真軟件技術制作建造動畫[3-4]，按照教學進度進行編輯，課堂上從不同視角多切面展現(xiàn)其構造層次，詳細講述建筑物不同部位的構造特點。學生可以不受時間、空間限制，在教室或者媒體終端“云游”工地，減少自畫圖例與標準圖之間的差距，獲得正確無誤的示范。強烈的場景感使原本黑白、抽象、呆板、平面的教學變得彩色、具體、生動、立體，激發(fā)了學生的學習熱情[5]。學生在“云游”中遇到不理解的知識點，還可以隨時“叫?！蹦硞€構件的“施工進度”，由工地場景翻轉回教學場景，經過教師分解難點、學生討論理解后繼續(xù)觀看。通過反復翻轉，實現(xiàn)了現(xiàn)場代入式教學，增強了學生的直觀感受，提高了學生的學習積極性。

（三）角色翻轉，增強學生興趣，激發(fā)學生主動性

“教師上面講、學生下面聽，學生提問、教師解惑”是長期以來學校最常用的教學方法。然而，建筑構造課程實踐性極強，沒有工程經驗的學生完全被動地接受教師講授的知識，理解起來較為困難，容易缺乏主動探求知識的動力，教學效果不理想。為增加學生興趣，激發(fā)學生學生主動性，任課教師采用了“角色翻轉—互為先生”的教學方法。

將線下課堂的前15分鐘設定為“小先生”時段，由“小先生”根據課前預習整理的重難點和自己思考的問題向教師提問，教師通過回答問題，簡要串講知識，分解課程難點，并根據學生提出的新問題適時拓展教學內容，引導學生思考建筑構造的前沿技術和發(fā)展趨勢。同時，“小先生”還可以向其他同學提出 2～3 個問題，回答正確的同學則成為下次上課的“小先生”。

“小先生”們?yōu)榱颂岢鲇袑W術含量的問題，課下認真查閱資料，主動探索專業(yè)知識和學科發(fā)展技術，也能夠幫助教師精準了解學情，及時調整課堂講授重難點。“角色翻轉—互為先生”的教學方法，為學生提供了自由表述、質疑、探究、討論問題的機會，培養(yǎng)了他們自主學習與合作討論的能力，激發(fā)了他們的學習動機和科學探究的興趣[6]，拓寬了建筑構造課程學習的維度，踐行了“以學生為中心”的教育模式。

（四）平臺翻轉，改革評價方式，考查成果實踐性

為了與教學方式的轉變相適應，課程組對期末“一考定分”、重在記憶的傳統(tǒng)考核方法進行革新，綜合考查學生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力。將網絡教學、調研報告、課后作業(yè)、課堂討論、課程設計成果與期末考試成績賦予合適的權重，共同作為課程的考核手段；同時制定出建筑構造課程質量標準，使教師在各種考核平臺中都有據可依。

建筑構造課程評價成績由平時、實踐、期末三部分的成績按照 2∶3∶5 的比例構成。平時成績由中國大學 MOOC 愛課程和慕課堂教學平臺的考核成績加權構成，其中愛課程教學平臺的考核側重于考核線上課程觀看時間頻次、討論發(fā)言積極性和正確度、網絡測試作業(yè)和 PBL任務的正確率，在慕課堂平臺則重點考核隨堂測驗、課堂搶答和互問互答的表現(xiàn)。實踐成績在UMU平臺進行評定，考核學生獨立解決構造技術問題的能力。教師在平臺上發(fā)布課程設計任務書，要求學生完成后將繪制好的墻體、樓梯和吊頂構造圖紙掃描上傳，并鼓勵學生添加語音解說錄制視頻，更好地表達自己的設計思路。期末成績由線上和線下兩次考試構成，線上期末考試采用開卷方式，要求學生在規(guī)定的60分鐘內完成 30～40道選擇題和判斷題，重點考查學生對常用構造知識點的理解和把握能力，以及對具體構造工藝的判斷能力；線下期末考試則采用閉卷方式，以簡答、計算、繪圖題型為主，目的是考查學生知識掌握的深度和廣度、創(chuàng)新思維能力和實踐能力。

目前可用于翻轉課堂教學的平臺有很多，都有著不同的優(yōu)缺點。建筑構造課程教學和考核選擇在不同平臺之間翻轉，有效發(fā)揮了各個平臺的優(yōu)勢，提供了多樣化的學習的路徑與措施、提高了考核的準確性和科學性，多樣的考核方式也增強了學生探索知識的興趣和解決問題的能力，推動課程從應試教育向素質教育轉變。

三、改革成效

“多維翻轉”教學方法的改革實踐，結合信息化教學理念和技術手段，師生在時間、空間、平臺、角色中靈活翻轉，創(chuàng)新了學習形式，豐富了教學手段，改變了學生難以親臨施工現(xiàn)場的弊端，實現(xiàn)了新時代教育理論教學與實踐訓練的深度結合[7]。2020—2022年的春季學期，建筑構造課程的達成度分別為 0.72、0.75、0.79，說明改革成效持續(xù)向好。

建筑構造課程改革根據新工科建設、專指委指導和實踐要求明確教學任務[8]，學生在擴展專業(yè)視野、提升學習興趣的同時，培養(yǎng)了獲取專業(yè)知識的能力。這不僅使建筑構造課程教學目標得以達成，還引導學生將在課程中培養(yǎng)出來的探究精神和工程實踐能力運用到后續(xù)課程的學習中。近三年來，學生在后續(xù)施工圖設計和居住區(qū)設計課程中的繪圖能力不斷提升，畢業(yè)設計質量也越來越高，為形成良好的建筑綜合職業(yè)素養(yǎng)打下了堅實的基礎。

課題組教師通過對“多維翻轉”教學方法的研究和實踐，利用現(xiàn)代技術進行教學的能力明顯提高，同時鍛煉了順應建筑發(fā)展需求、觀察最新建筑現(xiàn)象、探索建筑內在規(guī)律、尋求建筑構造教學改進突破的科研和教學能力，真正實現(xiàn)了教學相長[9]。

四、存在問題及改革方向

“多維翻轉”教學法改變了傳統(tǒng)的教學模式，有效提升了學生的實踐能力，但還存在一些問題，需要在今后的教學中不斷改進。首先，翻轉的應用不是一成不變的，教師可根據行業(yè)發(fā)展和社會需求設計教學內容，進而調整翻轉項目，并通過適當?shù)姆绞綄W生的學習狀態(tài)進行監(jiān)控，以便及時給予指導；其次，教師需要利用網絡平臺以及虛擬仿真等現(xiàn)代信息技術，基于青年學生依賴智能終端的特點，構建移動、互聯(lián)的學習環(huán)境，方便學生利用手機、平板、電腦進行學習，從而調動其積極性和主動性；最后，在“角色翻轉”的知識內化、討論階段，教師要適時變換自身角色，做好劇本的“導演”和劇情的“配角”，讓學生充分展現(xiàn)課堂“主角”的風采，推動學生自由思考和自主探究。建筑構造課程的建設是一項“常建常新”的教學改革實踐，需要高校及教師不斷探索、研究和實踐，才能更好地完成建筑學專業(yè)的新工科人才培養(yǎng)目標。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 王桂芝，王廣亮，連衛(wèi)民，等.新工科發(fā)展模式下計算機類專業(yè)建設策略與產教融合實踐[J].教育現(xiàn)代化，2020，7（94）：98-101.

[2] 趙敬辛，韓博.建筑構造課程實踐性教學改革研究[J].教育與職業(yè)，2008（24）：87-88.

[3] 陳顥，呂美萍.淺談 VR 虛擬現(xiàn)實技術在《建筑構造》課程教學中的運用 [J].江西建材，2018（13）：54-55.

[4] 蔣榮.BIM 技術融入建筑類專業(yè)課程的探索[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（28）：108-109.

[5] 趙敬辛，韓博.建筑構造課程教學改革研究 [J].高等建筑教育，2009，18（2）：65-68.

[6] 張秋紅，劉楊濤.數(shù)據庫原理課堂教學方法探討[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2015（21）：25-28.

[7] 肖芳，王景梅.基于翻轉課堂的項目式教學研究與實踐：以《建筑構造》課程為例[J].教育教學論壇，2019（1）：234-235.

[8] 曹鵬.新工科背景下《建筑構造》課程學生實踐能力培養(yǎng)提升的教學改革與實踐 [J].教育現(xiàn)代化，2019，6（87）：103-104.

[9] 唐麗，楊曉林，張榕珍.高年級建筑設計課引入建筑技術關鍵環(huán)節(jié)教學模式探討 [J].中外建筑，2012（3）：93-94.

［責任編輯：劉鳳華］