鄭曉芬 李開陽(yáng) 劉沈如
摘要:建筑結(jié)構(gòu)抗震課程是土木工程專業(yè)建筑方向一門涵蓋鋼結(jié)構(gòu)、混凝土、結(jié)構(gòu)力學(xué)及地質(zhì)學(xué)、地震工程學(xué)等多學(xué)科綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課。與其他知識(shí)體系較為單一的專業(yè)課相比,該課程對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的整體性有更高要求。在闡述案例項(xiàng)目教學(xué)法的緣起、特點(diǎn)和具體要求的基礎(chǔ)上,結(jié)合同濟(jì)大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)抗震課程教學(xué)實(shí)踐,對(duì)該新型教學(xué)法在實(shí)際課程中的應(yīng)用提出一些建議,以促進(jìn)案例項(xiàng)目教學(xué)法在課程教學(xué)中的推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)抗震課程;案例項(xiàng)目教學(xué)法;土木工程專業(yè);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0;TU3?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A?? 文章編號(hào):1005-2909(2021)02-0072-07
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震課程特點(diǎn)分析
中國(guó)是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一,地震造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大 [1]。由于以現(xiàn)有的技術(shù)手段難以提前預(yù)知地震活動(dòng),因此通過改進(jìn)房屋結(jié)構(gòu),提高建筑物抗震性能,以盡可能減少地震造成的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡就成了現(xiàn)階段抗震設(shè)防的重要手段。2016年6月1日正式實(shí)施的第五代《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》提高了我國(guó)建筑工程的整體抗震設(shè)防要求,取消了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)中對(duì)抗震設(shè)防烈度6度以下可不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的規(guī)定,要求中國(guó)全境進(jìn)行抗震設(shè)防[2]。在此背景下,
加強(qiáng)土木工程專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震課程
建設(shè)具有重要意義。
建筑結(jié)構(gòu)抗震課程是土木工程專業(yè)建筑方向一門綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課。該課程主要涵蓋三個(gè)大方向的專業(yè)知識(shí):一是以混凝土、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)等為代表的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識(shí);二是以結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)為代表的力學(xué)方向的知識(shí);三是以地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)為代表的地震方面的相關(guān)知識(shí)。根據(jù)教學(xué)大綱要求,該課程教學(xué)的主要任務(wù)是使土木工程專業(yè)學(xué)生具有一定的抗震設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ),能夠掌握簡(jiǎn)單的抗震設(shè)計(jì)原理,并進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。
與其他土木工程專業(yè)課程相比,建筑結(jié)構(gòu)抗震課程具有極強(qiáng)的綜合性,所要求的知識(shí)面較廣,與工程實(shí)際的結(jié)合也更加緊密。例如,對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)基礎(chǔ)課程結(jié)構(gòu)力學(xué),其內(nèi)容主要集中在計(jì)算各類結(jié)構(gòu)受力問題上。課程教材從結(jié)構(gòu)類型的不同受力特點(diǎn)入手,將課程內(nèi)容分為結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)靜力學(xué)兩個(gè)方面,在計(jì)算時(shí)將實(shí)際復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化,不考慮材料、環(huán)境等方面的影響,只專注于單純的結(jié)構(gòu)受力問題,主要學(xué)習(xí)不同類型結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。而建筑結(jié)構(gòu)抗震課程則不同,
其與現(xiàn)行的各種規(guī)范、規(guī)程與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)。學(xué)習(xí)抗震設(shè)計(jì)時(shí),既要考慮建筑場(chǎng)地條件、各種材料和結(jié)構(gòu)形式對(duì)房屋抗震性能的影響,又需要從抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施三個(gè)方面來綜合確定最優(yōu)方案。因此,學(xué)習(xí)內(nèi)容多、綜合性強(qiáng),學(xué)習(xí)難度大。如果不從既符合學(xué)習(xí)規(guī)律,又具有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的宏觀角度去整體把握,很難將各章節(jié)零碎知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)一起來學(xué)習(xí)和理解。又如土木工程專業(yè)的必修專業(yè)課混凝土結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用,該課程與建筑結(jié)構(gòu)抗震相比,盡管同樣需要考慮材料性能、環(huán)境變化及復(fù)雜受力等綜合性問題,但是其總體的知識(shí)結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法仍然可以劃分為受壓、受彎、受扭等幾大部分來分別學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中各部分相對(duì)獨(dú)立,學(xué)生可以在完成各模塊的分類學(xué)習(xí)后,再學(xué)習(xí)如何進(jìn)行復(fù)雜情況下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最后將各部分的知識(shí)進(jìn)行組合并運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中去。類似的還有鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程,也可以按不同模塊進(jìn)行分塊教學(xué)。建筑結(jié)構(gòu)抗震課程則無(wú)法以這種簡(jiǎn)單的歸類方式來進(jìn)行學(xué)習(xí),它涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、荷載原理等各方面,不能單獨(dú)提取任何一個(gè)或幾個(gè)方面的知識(shí)來進(jìn)行講授。此外,與鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等課程有較為明晰的主線不同,建筑結(jié)構(gòu)抗震課程零碎的知識(shí)點(diǎn)較多,分章進(jìn)行講述不僅容易遺漏或缺失部分知識(shí)點(diǎn),也難以幫助學(xué)生形成科學(xué)的知識(shí)體系,不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體理解和把握。因此,采用案例項(xiàng)目教學(xué)法是推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)抗震課程教學(xué)改革,提高課程教學(xué)效果的有效途徑。
二、案例項(xiàng)目教學(xué)法的起源、內(nèi)涵和基本特點(diǎn)
(一)案例項(xiàng)目教學(xué)法的起源發(fā)展
案例項(xiàng)目教學(xué)法的概念最早源于美國(guó)教育家杜威的教育理論。他在1916 年出版的《民主和教育》一書中提出了一個(gè)全新的概念,即思考和體驗(yàn)。他強(qiáng)調(diào),教育的最終目標(biāo)應(yīng)該是促進(jìn)每個(gè)人的個(gè)性發(fā)展,而這種發(fā)展的過程是和社會(huì)環(huán)境的變化密不可分的。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力的關(guān)鍵之一是學(xué)會(huì)自我組織和對(duì)自己承擔(dān)責(zé)任。20 世紀(jì)70年代德國(guó)教育界開始推行以杜威理論為基礎(chǔ)的項(xiàng)目教學(xué),案例項(xiàng)目教學(xué)法正式進(jìn)入教學(xué)應(yīng)用[3]。案例項(xiàng)目教學(xué)法在歐美地區(qū)已形成了較為成熟完善的教學(xué)系統(tǒng),但在我國(guó)起步相對(duì)較晚。我國(guó)案例項(xiàng)目教學(xué)法的研究始于1999 年9 月,《現(xiàn)代企業(yè)教育》刊載了一篇名為《項(xiàng)目教學(xué)法一種有益的嘗試》的文章。這篇文章提出了項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施的具體步驟,但主要用于工商管理培訓(xùn)班的學(xué)員培訓(xùn) [4]。案例項(xiàng)目教學(xué)法在土木工程專業(yè)大學(xué)本科階段的教學(xué)應(yīng)用目前大多只在各個(gè)高校開設(shè)的部分單一課程中,尚未形成完整的體系。
(二)案例項(xiàng)目教學(xué)法的內(nèi)涵
案例項(xiàng)目教學(xué)法有別于傳統(tǒng)教學(xué)模式,是以“項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的全新教學(xué)方式,符合“以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念。授課過程中教師不再單純地對(duì)學(xué)生進(jìn)行書本知識(shí)的單方面?zhèn)鬏斨v授,而是將書本知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成多個(gè)“教學(xué)項(xiàng)目案例”,再圍繞這些項(xiàng)目組織和開展相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng);學(xué)生以個(gè)人或小組為單位,在教師的指導(dǎo)下全程參與探究、論證項(xiàng)目的全過程,形成一個(gè)雙向互動(dòng)的知識(shí)傳輸體系,重在充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性[5]。該教學(xué)方法的本質(zhì)特征是通過設(shè)計(jì)具有綜合性、真實(shí)性和挑戰(zhàn)性的教學(xué)內(nèi)容,突出教學(xué)過程的實(shí)踐性、探究性和開放性,體現(xiàn)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的過程性和多維性,使學(xué)生不只是被動(dòng)地接受知識(shí),還要參與知識(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建[6]。這種教學(xué)方法不僅可以讓學(xué)生學(xué)好相關(guān)的專業(yè)知識(shí),還可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力,是一種基于案例項(xiàng)目的集教、學(xué)、用為一體的新型教育方法。
(三)案例項(xiàng)目教學(xué)法的基本特點(diǎn)
作為一種新穎的教學(xué)方法,案例項(xiàng)目教學(xué)法相較于傳統(tǒng)授課模式,主要有以下幾方面特點(diǎn)。
(1)案例項(xiàng)目教學(xué)法將以往傳統(tǒng)單向輸出的課堂教學(xué)模式,轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向交流的互動(dòng)模式。該教學(xué)法圍繞“教師為主導(dǎo),學(xué)生為中心”的理念,引導(dǎo)學(xué)生參與案例項(xiàng)目的研究,在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的歸納創(chuàng)新能力,讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo),對(duì)碎片化知識(shí)的學(xué)習(xí)極為重要。
(2)案例項(xiàng)目教學(xué)法以項(xiàng)目為主線開展教學(xué),有助于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,并在學(xué)習(xí)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己理論知識(shí)上的漏洞,以便彌補(bǔ),這對(duì)學(xué)好土木工程專業(yè)課程十分必要。
(3)課程的考核不再僅僅依靠考試成績(jī),還包括在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的參與度、完成度以及思維體系的構(gòu)建等多個(gè)方面,相對(duì)而言這一考核方式更具系統(tǒng)性和綜合性。
案例項(xiàng)目教學(xué)法具有實(shí)踐性強(qiáng)、知識(shí)覆蓋面廣的特點(diǎn),尤其適合土木工程設(shè)計(jì)部分知識(shí)點(diǎn)雜亂零散,實(shí)踐要求較高的課程。這一新穎的教學(xué)方法在土木工程部分專業(yè)課程教學(xué)中已有所應(yīng)用,
收到了較好的實(shí)際效果。
三、案例項(xiàng)目教學(xué)法在建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中的應(yīng)用與思考
(一) 案例項(xiàng)目教學(xué)法在建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中的實(shí)踐應(yīng)用
建筑結(jié)構(gòu)抗震課程是同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院土木工程專業(yè)本科學(xué)生的必修專業(yè)課,也是國(guó)家和上海市的精品課程,國(guó)家精品資源共享課程[7]。依托2019—2020年同濟(jì)大學(xué)教學(xué)改革研究與建設(shè)項(xiàng)目——基于工程教育專業(yè)認(rèn)證理念的建筑結(jié)構(gòu)抗震課程案例項(xiàng)目教學(xué)方法研究,學(xué)校不斷深化對(duì)課程教學(xué)方法的改革和探索。目前在部分班級(jí)進(jìn)行了建筑結(jié)構(gòu)抗震課程案例項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)踐應(yīng)用,作為實(shí)踐者和參與者,筆者結(jié)合學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)體會(huì)和反映,對(duì)案例項(xiàng)目教學(xué)法在建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中的應(yīng)用進(jìn)行了一些思考。
作為學(xué)生系統(tǒng)化理解和應(yīng)用課堂所學(xué)知識(shí)的媒介,所選案例項(xiàng)目必須具有開放性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多以及持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)[8]。對(duì)教材各章節(jié)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn),按照選定的主線加以串聯(lián),并且結(jié)合同一學(xué)期開設(shè)的“全過程課程設(shè)計(jì)”內(nèi)容,形成多任務(wù)、跨科目的綜合案例項(xiàng)目,讓學(xué)生能直接感受學(xué)習(xí)的積累過程,從全局的角度看待所學(xué)內(nèi)容。
案例項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)踐應(yīng)用步驟是,首先根據(jù)同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院的小班化教學(xué)規(guī)模,將學(xué)生分為若干組,每組4人,便于組內(nèi)同學(xué)可以互助合作,共同完成項(xiàng)目任務(wù)。其次下發(fā)《案例項(xiàng)目任務(wù)書》,每組的題目定為“某地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)抗震案例項(xiàng)目分析”,然后各組選擇一個(gè)需要進(jìn)行抗震設(shè)防的地區(qū)開展案例項(xiàng)目分析,最后學(xué)期末時(shí)每個(gè)學(xué)生需要提交一份案例項(xiàng)目調(diào)研分析報(bào)告或計(jì)算分析報(bào)告。教師根據(jù)報(bào)告的質(zhì)量給予評(píng)分,按照合適的權(quán)重計(jì)入學(xué)生期末總成績(jī)。
以“某地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)抗震案例項(xiàng)目分析”為例,具體介紹案例項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用。按照課程教學(xué)大綱和教學(xué)進(jìn)度安排,案例項(xiàng)目需要再細(xì)分為4個(gè)子課題,形成分階段、分層次目標(biāo)。最后通過一條或多條主線串聯(lián)到一起,由此形成綜合性作業(yè)體系。《案例項(xiàng)目任務(wù)書》中有以下4個(gè)子課題:
(1)開展調(diào)研,收集某地區(qū)的震害照片,掌握地震的成因、基本概念和地震記錄等基礎(chǔ)知識(shí),分析該地區(qū)地震活動(dòng)特點(diǎn),完成調(diào)研分析報(bào)告。
(2)按照我國(guó)建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合“全過程課程設(shè)計(jì)”的框架結(jié)構(gòu)形式,分析某地區(qū)某多層框架結(jié)構(gòu)辦公樓抗震設(shè)防策略,闡述我國(guó)“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)及“兩階段”抗震設(shè)計(jì)方法的具體內(nèi)涵,完成調(diào)研分析報(bào)告。
(3)結(jié)合“全過程課程設(shè)計(jì)”,確定某地區(qū)某多層辦公樓抗震設(shè)計(jì)參數(shù),并進(jìn)行地震作用計(jì)算和層間彈性變形驗(yàn)算,完成計(jì)算分析報(bào)告。
(4)結(jié)合“全過程課程設(shè)計(jì)”內(nèi)容,針對(duì)某些地區(qū)多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),闡述抗震概念設(shè)計(jì)的要點(diǎn),并收集多種抗震構(gòu)造措施的圖例,理解抗震構(gòu)造措施的意義,完成調(diào)研分析報(bào)告。
這種新型教學(xué)方法與傳統(tǒng)授課模式主要有以下區(qū)別:一是案例項(xiàng)目教學(xué)法更加注重學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,在教學(xué)過程中以案例項(xiàng)目貫穿始終,使原本較為碎片化的知識(shí)得以串聯(lián)起來,有利于學(xué)生整體理解和掌握。二是案例項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)抗震概念設(shè)計(jì),
旨在培養(yǎng)學(xué)生注重概念設(shè)計(jì)的良好習(xí)慣,使學(xué)生牢固掌握這部分相對(duì)較淺顯的理論知識(shí)。三是在小組討論和學(xué)習(xí)的過程中,鼓勵(lì)小組成員提出各自不同的看法和問題,拓寬學(xué)生思路,打破傳統(tǒng)固有的思維模式,通過學(xué)生的交流討論,豐富學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備。
在進(jìn)行項(xiàng)目的抗震設(shè)計(jì)時(shí),會(huì)遇見諸多問題,因?yàn)閷?shí)際房屋情況和地形條件要復(fù)雜很多,地震設(shè)計(jì)參數(shù)的選取、模型的簡(jiǎn)化等等都存在不清楚的地方,需要學(xué)生重新閱讀課本,掌握理論知識(shí)的實(shí)質(zhì)??傊ㄟ^參與一系列案例項(xiàng)目,及時(shí)發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)教學(xué)中的漏洞,便于在實(shí)踐中將理論與實(shí)際更有效地結(jié)合起來。
(二)案例項(xiàng)目的選擇要點(diǎn)
案例項(xiàng)目教學(xué)法是以項(xiàng)目為主線的新型教學(xué)方法,案例項(xiàng)目的選擇直接影響課程的教學(xué)質(zhì)量,因此選擇合適的案例項(xiàng)目極為重要。筆者認(rèn)為,案例項(xiàng)目的選擇應(yīng)該兼顧以下幾方面。
第一,所選案例項(xiàng)目應(yīng)盡量涵蓋課程所需的知識(shí)點(diǎn),特別是一些單純依靠傳統(tǒng)課堂教學(xué)無(wú)法清晰準(zhǔn)確傳授給學(xué)生的零散知識(shí)點(diǎn)。在案例項(xiàng)目教學(xué)中,學(xué)生相當(dāng)一部分學(xué)習(xí)任務(wù)要依靠案例項(xiàng)目來推進(jìn),即學(xué)生通過參與項(xiàng)目來學(xué)習(xí)和運(yùn)用理論知識(shí),串聯(lián)碎片化的知識(shí),最終形成完整系統(tǒng)的知識(shí)體系。因此,案例項(xiàng)目涉及的知識(shí)應(yīng)該相對(duì)全面,盡可能覆蓋有關(guān)知識(shí)點(diǎn),避免出現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)遺漏的問題。
第二,案例項(xiàng)目應(yīng)該具有代表性。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,工程師們所面對(duì)的情況千變?nèi)f化,不同地區(qū)、環(huán)境、材料等的特點(diǎn)都應(yīng)被考慮到抗震設(shè)計(jì)中。但在不多的課時(shí)中,學(xué)生不可能面面俱到地參與各類項(xiàng)目設(shè)計(jì),只能專注于有限的一兩個(gè)項(xiàng)目,因此學(xué)生所參與的項(xiàng)目應(yīng)盡可能具有代表性,以便學(xué)生能夠掌握更多的抗震設(shè)計(jì)知識(shí)。對(duì)于本科階段的初學(xué)者來說,
應(yīng)集中精力重點(diǎn)了解具有普遍適用性的案例項(xiàng)目。
第三,案例項(xiàng)目應(yīng)難易適度。學(xué)生是第一次接觸該課程,大多沒有實(shí)際建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。在一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)中,學(xué)生所了解的都是基礎(chǔ)理論知識(shí),不具備參與復(fù)雜項(xiàng)目的能力。因此案例項(xiàng)目不應(yīng)過于復(fù)雜,在基礎(chǔ)沒有夯實(shí)的情況下急于讓學(xué)生參與難度較高的項(xiàng)目無(wú)異于拔苗助長(zhǎng),不但不能起到串聯(lián)、擴(kuò)展、應(yīng)用知識(shí)的目的,還會(huì)適得其反,打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。但案例項(xiàng)目也不可過于簡(jiǎn)單,項(xiàng)目難度太低
則達(dá)不到教學(xué)目的。
第四,案例項(xiàng)目的選擇應(yīng)有利于學(xué)生對(duì)基本概念和知識(shí)的理解。采用案例項(xiàng)目教學(xué)法的主要目的之一,就是通過案例項(xiàng)目將理論知識(shí)形象化具體化,引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)消化掌握一些碎片化和相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)。選用的案例項(xiàng)目應(yīng)該注重于基礎(chǔ)知識(shí)和概念的闡釋,而不應(yīng)過于注重具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算[8]。
第五,案例項(xiàng)目應(yīng)具有規(guī)范性。教學(xué)案例的選取與設(shè)計(jì)要注意將相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范貫穿其中,使案例項(xiàng)目的教學(xué)成為學(xué)生學(xué)習(xí)了解相關(guān)行業(yè)規(guī)范的過程,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成重視設(shè)計(jì)規(guī)范、遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的良好習(xí)慣[9]。
(三)案例教學(xué)法在建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中的應(yīng)用建議
在建筑結(jié)構(gòu)抗震課程教學(xué)過程中,可以提供多個(gè)不同地區(qū)不同結(jié)構(gòu)類型的抗震設(shè)計(jì)案例項(xiàng)目供學(xué)生選擇。對(duì)一些較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),可以安排3~5名學(xué)生以研究學(xué)習(xí)小組的形式參與項(xiàng)目。教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度將項(xiàng)目設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的細(xì)分,不同階段有不同的任務(wù),要求學(xué)生跟隨課程進(jìn)度逐步完成案例項(xiàng)目。
下面以上海市某多層混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)的建筑抗震設(shè)計(jì)為例,將此項(xiàng)目細(xì)分為幾個(gè)分任務(wù)。
第一,結(jié)合相關(guān)資料分析上海市受地震影響的規(guī)律,熟悉我國(guó)的抗震設(shè)防目標(biāo)、建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn),了解上海市的設(shè)防烈度和場(chǎng)地特點(diǎn),確定建筑場(chǎng)地類別和地震可能的影響。這部分任務(wù)對(duì)應(yīng)課本前兩章的抗震基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論,所以案例項(xiàng)目任務(wù)書應(yīng)在第一堂課時(shí)就布置下去,便于學(xué)生跟隨課程進(jìn)度,同步完成項(xiàng)目任務(wù)。
第二,進(jìn)行簡(jiǎn)化后的建筑結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析和抗震驗(yàn)算,學(xué)習(xí)并應(yīng)用地震反應(yīng)譜和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的相關(guān)知識(shí),通過簡(jiǎn)單算例加深學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解。應(yīng)在進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)之前完成這一驗(yàn)算。
第三,進(jìn)行典型結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),要求學(xué)生進(jìn)行多層混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)的房屋抗震概念設(shè)計(jì),并進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算,學(xué)習(xí)和了解房屋的抗震構(gòu)造,形成一個(gè)較為完整的抗震設(shè)計(jì)知識(shí)體系,并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)應(yīng)用。這部分是整個(gè)案例項(xiàng)目重要的實(shí)際操作部分,應(yīng)安排在學(xué)生具有一定理論基礎(chǔ)之后進(jìn)行。在實(shí)際操作時(shí),應(yīng)注意考慮不同結(jié)構(gòu)情況下的結(jié)構(gòu)整體性能,要求學(xué)生對(duì)概念設(shè)計(jì)有更進(jìn)一步的理解和體會(huì)。在完成項(xiàng)目任務(wù)后,要求學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)項(xiàng)目的匯報(bào),向大家介紹自己的想法與思考,并組織學(xué)生相互交流評(píng)價(jià)。
第四,案例項(xiàng)目完成后,教師根據(jù)項(xiàng)目完成情況和學(xué)生的表現(xiàn)等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),按一定比例計(jì)入學(xué)生期末總評(píng)成績(jī)。對(duì)于一些表現(xiàn)突出、項(xiàng)目完成較好的學(xué)生,可給予一定的加分鼓勵(lì)。
總之,在整個(gè)案例項(xiàng)目教學(xué)過程中,項(xiàng)目的開展應(yīng)緊扣課程知識(shí)點(diǎn)逐步推進(jìn),以幫助學(xué)生構(gòu)建專業(yè)知識(shí)體系。在學(xué)習(xí)過程中引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)設(shè)計(jì)過程,加深對(duì)知識(shí)的理解,以便更好地掌握和應(yīng)用知識(shí)。
(四)案例教學(xué)法在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題與解決方法
案例教學(xué)法作為一種較新穎的教學(xué)方法,在實(shí)際課程的應(yīng)用中還存在一些問題。結(jié)合對(duì)部分學(xué)生的問卷調(diào)查,筆者整理了以下幾種在案例教學(xué)法實(shí)施過程中容易出現(xiàn)的問題,并提出相應(yīng)的解決方法。
第一,評(píng)價(jià)體系不夠完善。在案例項(xiàng)目教學(xué)過程中,學(xué)生常常以小組為單位合作完成各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)。由于評(píng)價(jià)體系不夠完善,以致
難以準(zhǔn)確衡量
個(gè)體對(duì)團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn),對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)無(wú)法做到客觀公正。筆者認(rèn)為可以通過小組成員定期的互相評(píng)價(jià)、教師對(duì)小組成員不定期的單獨(dú)抽查、設(shè)置小組監(jiān)督員等方式盡可能地避免這類問題的出現(xiàn)。
第二,由于前期知識(shí)儲(chǔ)備不足,部分學(xué)生在參與項(xiàng)目研究后存在跟不上進(jìn)度、對(duì)新知識(shí)理解起來較慢等問題。建筑抗震設(shè)計(jì)課程涉及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及抗震設(shè)計(jì)的基本理論,部分學(xué)生上述相關(guān)知識(shí)不夠扎實(shí),一定程度上影響了該課程的學(xué)習(xí)[10]。針對(duì)這一問題,筆者認(rèn)為可以將錄播的上課視頻發(fā)給學(xué)生,便于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固。
第三,案例項(xiàng)目的完成往往持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),特別是在工作量較大的情況下,容易
出現(xiàn)拖沓、敷衍了事甚至抄襲的情況。對(duì)此,教師可以通過定期抽查,以及要求學(xué)生進(jìn)行階段性任務(wù)匯報(bào)等方式督促學(xué)生按時(shí)完成各階段的任務(wù)。
四、結(jié)語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)抗震是一門較為特殊的課程,其綜合性強(qiáng)、碎片化知識(shí)較多、實(shí)踐要求較高等,教學(xué)上應(yīng)適當(dāng)壓縮單一的教師講授時(shí)間,盡可能地開展小組討論和案例分析,將一些枯燥的理論知識(shí)融入案例設(shè)計(jì)中,既可以活躍課堂氣氛,也可以使學(xué)生更加直觀形象地理解和接受相關(guān)知識(shí)[11]。案例項(xiàng)目教學(xué)法在建筑結(jié)構(gòu)抗震課程中的應(yīng)用是一次有效的實(shí)踐探索。通過具有典型代表性的案例項(xiàng)目,將課程所需的知識(shí)串聯(lián)成整體,讓學(xué)生在貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)周期的案例項(xiàng)目教學(xué)中獲取知識(shí),并學(xué)會(huì)應(yīng)用知識(shí),構(gòu)建相對(duì)完整的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)知識(shí)體系,為今后更高層次的學(xué)習(xí)和工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為一種新型教學(xué)方法,案例項(xiàng)目教學(xué)法在實(shí)踐應(yīng)用中也存在一些問題,需要在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。參考文獻(xiàn):
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Exploration of case project teaching method of building structure seismic course
ZHENG Xiaofen, LI Kaiyang, LIU Shenru
(College of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,P. R. China)
Abstract:
Seismic design of building structures is a strongly comprehensive professional course of the structural engineering division which covers disciplines such as steel and concrete structures, structural mechanics, geology, and seismic engineering. Compared to other professional courses with rather singular knowledge systems, this course requires much more for the integrity of knowledge. The article focuses on the case project teaching approach, explaining why the method was proposed, its characteristics, and its specific requirements. It also provides some advice about the application of this new approach on actual courses. We sincerely hope that this article can be of help in the widespread application of the case project teaching approach.
Key words:
seismic design of building structures; case project teaching method; civil engineering specialty; teaching reform
(責(zé)任編輯 王 宣)