针对问题分析如下:首先,相关的结构课程,例如“建筑结构与选型”课程综合性很强,对“建筑力学”.“建筑结构”和“高等数学”等理论性较强的课程有很强的依赖性,所以建筑学专业学生在学习时普遍感觉非常吃力,学习的兴趣也就不浓。其次,结构类课程教材编写和任课教师通常由结构专业的老师来担任,而授课对象是建筑类学生,所以师生之间对课程的理解存在较大错位,给教学带来较大难度。最后,随着大学生的扩大,教师队伍也相应增加,年轻教师多,年轻教师多从学校毕业直接进入学校教育,工程经验和教育经验不足,结构类课程的实践性和工程性强,对年轻教师来说是很大的挑战,实践能力和处理工程能力是现在大学生的弱点。只有处理好这些问题,解决好才能提高学生的结构素养。培养新时代优秀工程师的目标。
二.结合普通类院校的实际情况,在教学中进行改革实践
1.上好的引言课程,提高学生对课程的兴趣;或者是概述课程,都是学生上的第一节课,如何上好的第一节课很重要。笔者认为,第一节不仅要全面总结课程,还要告诉学生课程的意义和课程要解决的问题,学习结束后有什么收获和应该达到的学习目标等,当然,学生对课程感兴趣最重要的是老师应该下功夫。普通大学建筑学和相关非结构类专业学生存在数学和力学基础薄弱的现象,很多学生重视造型艺术的表现和形式空间语言的表现(认为学习结构的用途不大),现在很多相关教材现在很多相关教材的公式很多。图表少等原因使学生对结构感到恐惧,学习兴趣也不浓。鉴于以上情况,作者在教学中尝试了以下方法:一是使用著名建筑大师的名言。例如,着名建筑师贝聿铭在回答建筑教育重点问题时,也提到结构(Structure)和结构(construction)等工程科学与建筑密切相关,应彻底理解[1]2以无视结构引起的工程事故为例展开。例如,2004年5月23日巴黎戴高乐机场刚投入使用不久的2E终端大楼部分倒塌,4人死亡。调查结果显示,该建筑在追求外观和功能的同时,对新结构的认识不足。安全系数低是事故的主要原因。笔者对2E终端大楼的结构进行了深入浅出的分析,引导学生总结了2E终端大楼结构上的一些不足,关于如何改善的问题配置作业,从作业中可以看出每个学生的回答都不同,邀请企业人员一起讨论,从讨论会上看学生的热情很高,收获也很多。血淋淋的事故教育学生是工程师的责任。通过这样的绪论课笔者发现学生增加了职业责任感,认为优秀的建筑师应该掌握基本的构造概念,在设计中可以灵活应用。
2.深入浅出介绍基础知识后,告诉学生如何应用,在作业和考试问题中强调应用能力和创新能力的练习。很多学生在大学学习中容易出现为考试和得分而学习的情况,或者学习结束后不知道如何应用,结果考试结束或修理学分后出现从哪个老师那里得到的知识返还给老师的现象,这种现象必须引起教师的深入思考。笔者认为,老师在讲知识点的时候,要告诉学生为什么要学习,学习后如何使用,通过这种方法可以增加学生的兴趣,提高学生的实践和应用能力,培养创新能力。例如:结构基本构件中的压杆时,先以“同种材料,用作轴心拉杆和压杆哪个需要面积可能会大?”这一问题引入,通过用简单的公式推导或理论分析都容易得出正确答案(修完力学课程之后学生都知道压杆存在材料和失稳破坏两种情况),由此引出压杆稳定性问题,然后就影响稳定性的因素进行分析,图1为不同刚性支承条件下的计算长度,用简单易懂的方法回顾力学中针对a.b.c.d四种情况下的长度系数分别为1.2.0.7和0.5,然后提出“对同种材料的细长杆件,在以上四种约束情况下,哪种先破坏?”的问题,让学生按破坏时需要的压力由小到大排序,学生能容易地得出b.a.c.d的顺序。从这个问题来看,相同材料和相同长度的部件采用不同的构造,承载力不同,是构造选择的必要性,也是建筑构造和选择课程应该解决的问题,建筑师不能只追求美观和创造性而忽视构造的构造约束量和承载力是正相关的,没有多馀约束的构造安全性不高(采用b和d两种约束,承载力不同几倍)。分析总结后,提出以下问题(图2):两张图中桁架结构哪个承载力高?(其中①.④棒都是压棒,但左图中①.④棒的长度比右图中①.④棒的长度大。因此,右图中桁架的承载能力远高于左图中桁架)。通过这个例题学生对稳定性有更深的认识,学习了如何进行相关的选择和如何以学到的力学知识为建筑服务的方法,也增加了学生对课程的兴趣和重视。
3.结合课程的实际需求,更新教育内容的世界建筑在日新月异的发展中,教材往往无法表现最新的前沿。以高层建筑为例,各国一直在高度上标高,所以世界第一高层建筑的高度一直在更新,但美国旧金山市着名的IwamotoScott建筑事务所展示的新型摩天大楼,这座人肺般的新型大楼可能改写世界高层建筑的历史,重新定义未来高层建筑的地位和作用。建成之后的大楼将成为纽约曼哈顿地区的标志性建筑,设计师将其称为“曼哈顿的灯塔”。该设计中加入了许多可持续发展建筑理念,比如模仿周围环境设计的外观.利用导管纤维原理的采光技术.采用生物过滤技术的玻璃楼梯以及类似鱼鳃的门厅等等,整座大楼就像是一个巨大的“人肺”能够为整个建筑提供源源不断的“新鲜氧气”。[2]再例如:所有建筑在人们心中都要有牢固可靠的地基基础,但建筑设计师文森特?卡勒博(VincentCallebaut)为上海设计的建筑彻底打破了这个常规。这些建筑是一群悬在高空的.能够自给自足的飞行器;这些飞行器一半是飞艇城市,一半是能够产生氢气的悬浮农场。这个设计被称为“氢化酶”(Hydrogenase),能够生长出绿藻的空中之城实现了百分之百无排放,同时具有产生氢气的能力,而且还无需消耗农作物或者森林所必需的土地。[3]这些结构体系的实例可以反映世界上最新的建筑发展行情,加强对这些概念的认识,开拓学生的设计构想。用多媒体教文字,形象生动。首先,向学生展示这些建筑物的照片,提出如果是结构设计师,如何设计结构方案的问题。这样,学生会根据教师的问题提出各种方案,教师最后会向学生介绍实际的结构设计。在这样的讨论过程中,在增加学生对行业最新领域的认识的同时,也加深了学生对结构如何服务的建筑设计的理解,加深了结构概念。
4.结合优秀工程师计划要求,提高工程实践能力,通过让新年轻教师利用假期在企业中锻炼和老帮手培养年轻教师。双师联合授课(在邀请专家时,考虑到时间冲突和当前校区远离市区等原因,实施时有困难,可以开展第二授课,即利用网络视频和音频构成授课形式)。沙龙式教室和咨询效果和建议问卷调查等形式提高教室效率,同时培养和提高教师生的工程实践能力。针对课程实践性强的特点,在各章节以灵活使用××结构、规则结构如何适应建筑变化、结构使用重视变化等为主题,通过变革合作、变形合作、切断和重组、同类和不同类结构合作等,使学生更好地把握结构形态的变化和应用。
5.改革审查方式学期末,采用理论知识考试和实践能力审查的复合考试模式:理论考试以注册建筑工程师和课程相关内容为中心,为今后行业注册考试做准备的实践能力审查为企业提供的真正项目,如为某高中设计文艺中心和学生公寓,要求简单的建筑和结构设计。
3.结论
结合优秀工程师计划的精神和要求,实施了多种教育手段和方法改革(如学生走向讲台、沙龙式教室和网络视频同步教室等),重视实地调查,邀请企业专家客串教室(一生两师制)和复合型审查方式等形式提高学生结构素养和实践能力,教育适应建筑行业发展需求,培养更优秀的专业技术人才。
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