建筑結構設計教案范文

時間:2023-07-24 17:21:57

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建筑結構設計教案

篇1

關鍵詞:土木工程專業(yè);結構概念;創(chuàng)新設計;課程教學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)06-0199-02

一直以來,我國土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)的學生具有一定的理論水平,但應用實際工程的能力較差,獨立和創(chuàng)新的工程意識較低。原因是以往的教學中,教師單純地講授理論知識,學生實踐能力訓練不足,缺乏理論與實際工程相結合的鍛煉,教學與實踐無法有效銜接。目前,土木行業(yè)越來越多的地方用到了概念設計,這種理念在很多實際的建筑方案中得以應用,對土木工程影響巨大[1]。因此,概念設計在土木建筑工程專業(yè)教學環(huán)節(jié)中應當加以體現(xiàn)、反映。針對這樣的現(xiàn)狀,土木工程專業(yè)進行《結構概念與創(chuàng)新設計》課程教學研究就十分有意義。這對改革工程教育的教學模式有利,又能檢驗學生對所學理論知識的掌握,并且鍛煉他們提出問題、分析問題、解決問題的能力,激發(fā)其建立工程意識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力[2]。

一、《結構概念與創(chuàng)新設計》課程教學內涵和意義

土木工程結構概念設計是工程當中結構設計的靈魂,是利用設計概念并以自身為主線貫穿全部設計過程的一種設計方法。概念設計是完整和全面的設計過程,它將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設計[3]。社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們的生活水平日益提高,對建筑結構設計也有了一個更高的要求。如何打破土木工程結構設計過于墨守成規(guī),能將結構工程師的創(chuàng)新能力充分發(fā)揮出來,對于現(xiàn)代社會是迫切需要的。因為他們才是結構設計革命的推動者和執(zhí)行者[4]。

《結構概念與創(chuàng)新設計》課程是在原《結構創(chuàng)新設計》課、《結構概念與體系》課及《事故分析與結構原理》等土木工程專業(yè)課程基礎之上,發(fā)展整合及改造后新設立的課程。該課主要是以學生創(chuàng)新性設計制作實驗為主線,訓練學生工程意識、動手能力、創(chuàng)新能力、實踐能力等。它體現(xiàn)了工程教育的特色,以結構設計制作實驗項目為載體,探索在干中學、理論與實踐緊密結合的教學模式。把工程培養(yǎng)所必要的基礎知識、工程設計思想和方法、自學和終身自學的能力和興趣的培養(yǎng)等內容放在第一位。《結構概念與創(chuàng)新設計》課提出建筑結構概念設計的概念和原則,并結合學生的創(chuàng)新性設計制作實驗案例進行點評分析。概念與體系部分介紹結構概念設計的背景、思路、基本做法、設計過程中經(jīng)常用到的結構概念。

該研究的理論意義和實際意義在于探索通過該課程的教學設計,教學內容和教學方法的改革研究,適應新的教育理念和人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐能力,掌握善于主動學習的方法,形成良好的學習和工作習慣。

二、我校的教學改革研究的基礎和環(huán)境

1.專業(yè)建設基礎好。河北工程大學土木工程學院以開設創(chuàng)新性結構設計大賽10年。完成了校教研項目《土木工程專業(yè)創(chuàng)新性結構實驗探索研究》和《結構創(chuàng)新設計等系列課程的教學研究》兩項。學院已開設《結構創(chuàng)新設計》、《結構概念與體系》、《事故分析與結構原理》、《混凝土結構設計》、《結構抗震設計》等課程。

2.師資力量強。上述這些課程由多位建筑工程系的老師擔任,職稱結構合理,形成了相對穩(wěn)定的老中青隊伍結構。因此,對于結構概念與創(chuàng)新設計教學改革研究的可持續(xù)性提供了保證。

3.實驗室基地條件良好。本專業(yè)下設的結構實驗室是河北省結構實驗教學示范中心,為學生建立模型實驗提供了科學的、可靠的硬件條件。

三、《結構概念與創(chuàng)新設計》課程教學方案設計

1.教學目標。初步形成《結構概念與創(chuàng)新設計》課的教學理念和教學思想,完成《結構概念與創(chuàng)新設計》課的教學大綱制定,確定教學內容,初步形成教學方法和教學模式,為指導其他工程設計課程教學改革探索經(jīng)驗。

2.教學內容?!督Y構概念與創(chuàng)新設計》課程教學內容包括教學設計、教學內容和教學方法研究。

教學內容:創(chuàng)新性設計制作實驗項目的設計,項目要包含若干個結構和力學的概念的運用,如拉、壓、彎、剪、扭、穩(wěn)定、傾覆等,使用材料應宜于制作,實驗的方法要直觀。項目的要求應是概括性的,應用較少的約束,以使學生開闊思路。給出的條件應盡量少,要學生自己尋找所需的條件。布置結構設計制作實驗項目,首先讓學生以小組形式討論分析項目,提出問題。學生分析問題并尋找解決問題的方法,通過自學、討論、查閱相關資料等方法解決問題。學生應經(jīng)過結構方案設計、一定的計算分析、繪制施工圖、施工制作結構模型、進行結構實驗、實驗分析、總結等過程。

教學方法:本課程的教學手段主要以講課、學生設計、模型制作和模型實驗相結合的方式,從不同的角度和理念啟發(fā)學生將所掌握的基本結構概念有機地結合起來,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。在模型實驗之前教師上課以引導為主,主要由學生自學、討論和分析計算設計制作出結構模型。教師引導學生將自己的設計與所學內容聯(lián)系起來,甚至產(chǎn)生出學生還未學到的問題,讓學生自己思考分析。

教師的教學主要以指導為主,如結構概念設計的原則、路線、方法,基本思路、基本做法以及設計中常用到的結構概念等,并結合學生的創(chuàng)新性設計制作實驗案例進行點評分析。

基本教學過程:布置題目――學生以小組討論學習――提出問題――教師指導學生分析問題解決問題(教師重點要起到啟發(fā)、督促、指導、控制進度的作用)――學生形成方案――教師根據(jù)方案指導學生改進方案――學生制作模型――學生實驗――教師點評總結(重點是設計思路和設計方法及學生學習方法的總結)――學生總結(學習過程總結)

3.存在的問題。(1)如何將“培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學生自學和終身學習的能力等”教學理念落實到教學實踐中,是本教學課程首要解決的關鍵問題。(2)研究創(chuàng)新性設計制作實驗題目。研究題目的內涵、題目的難易程度、題目的適用性、題目的趣味性、題目對學生學習的引導性等。(3)研究課程的教學內容和教學方法,形成即穩(wěn)定又靈活的教學內容和方法。穩(wěn)定是要教學理念要堅持不懈,總結提高,教學模式要穩(wěn)定形成套路和程序,便于教師掌握和控制教學進度。靈活是具體的教學內容,比如涉及的結構概念很多不可能在課堂上全講,需教師具有靈活性和啟發(fā)性的教學方法指導學生學習。(4)初步形成課程所需的教學文件。如教學大綱、教學設計、教學教案、教學講義、題目庫、教學錄像等內容。

四、《結構概念與創(chuàng)新設計》課程的實施

我校土木工程專業(yè)開設《創(chuàng)新性結構設計》等一系列課程以來,我們在不斷探究和改進教學方法,對于啟發(fā)式教學、案例教學、項目教學法均有了一定程度的研究,并取得了階段性成果。我們已經(jīng)完成了《土木工程專業(yè)創(chuàng)新性結構實驗探索研究》和《結構創(chuàng)新設計等系列課程的教學研究》兩項校級的研究,并開設了相應的課程。相關教師在工程教育方面有長期的思考和教學實踐探索,并且已成功組織土木工程結構大賽10年。已開設《結構創(chuàng)新設計》、《結構概念與體系》、《事故分析與結構原理》、《混凝土結構設計》、《結構抗震設計》等課程,相關教師教學水平高,有豐富的教學經(jīng)驗。具體實施如下:

1.修訂《結構概念與創(chuàng)新設計》課程教學大綱,包括課程目標、內容安排及學時安排。

2.選擇土木工程專業(yè)和工程力學專業(yè)大學三年級學生的第二學期開始該課程教學。

3.自土木工程專業(yè)和工程力學專業(yè)大學三年級學生的第一學期期末,研究確定題目及相應的教學安排。

4.將大學三年級專業(yè)學生按班級分給不同的教師,教師則分頭實施教學,定期討論交流改進教學。在教學實踐中,將教師授課、學生設計、模型制作和模型實驗相結合,啟發(fā)學生將理論知識與工程實際相結合,培養(yǎng)學生工程概念設計與創(chuàng)新能力、自學能力。

5.在大學三年級專業(yè)學生的第二學期期末,教師對課程實踐進行總結,提出改進措施和方法。

五、總結和探討

本文方案結合新的科研成果開設出新的課程以及課程標準化建設。探索建立新課程的教學理念、教學內容和教學方法。本方案突出土木工程專業(yè)特色,加強了實踐教學環(huán)節(jié)的創(chuàng)新研究與實踐。將工程項目、創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入課程體系建設中,進行課程計劃和實踐內容的一體化設計,培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新意識。本方案突出啟發(fā)式教學和指導式教學,培養(yǎng)學生的學習興趣、善問求知和動手實踐能力。

參考文獻:

[1]張海峰,喬安宇.論建筑結構設計中的概念設計及其措施[J].黑龍江科技信息,2012,(12):36-39.

[2]劉彥艷.淺談建筑結構概念設計[J].科技風,2009,(13):52-55.