中职建筑结构教学改革的实施

福建省惠安开成职业中专学校 潘萍霞

中职建筑施工专业人才培养目标是培养从事建筑施工一线的技术型人才,他们要懂技术、会管理、能吃苦。掌握建筑结构构件构造要求、熟读建筑结构施工图和主要构件构造详图是建筑从业人员基本的专业技能。因而,在教学过程中坚持以技术、技能为核心,以理论与实践结合为途径,以职业岗位要求为考核标准来主导和组织教学。原有以理论教学为重点的教学模式已不能适应人才市场需求,需加强实践性教学,注重学生专业技术能力的培养。笔者对本课程的教学进行了一些尝试,努力提高学生的学习效率,以达到该课程的培养目标。

本课程是学生在学习建筑工程制图与识图、建筑力学和建筑材料相关专业知识的基础上进行的,包含的知识点较多,实践性较强,部分内容学习难度较大,要求学生在学习本课程前就具有一定的空间想象能力、制图和绘图能力及必要的计算能力。如果学生对建筑制图与识图内容和建筑力学基础知识的掌握不全面,就会加大学习的难度,所以需进行教学内容的优化,在教学上以教会学生识读建筑结构施工图和构件构造详图及掌握建筑结构构件基本构造作为教学的重点,对教材内容进行适当的删减和补充。例如在讲解混凝土结构受弯构件时,重点讲授混凝土结构构造,对构件的承载力计算只需要讲授基本的计算方法和配筋要求,删减大量复杂的计算,避免学生出现畏难情绪,失去学习自信心。又如结构施工图的识读,根据柱、梁、板、楼梯、基础和剪力墙等构件的结构施工图,以建筑识图训练图册和国家建筑标准设计图集(16G101-1、16G101-2、16G101-3)作为辅助教材,采用实际工程的施工图作为示例,引导学生学习各构件代号及相关符号,掌握其表达的含义,引导学生掌握施工图识读方法,结合建筑结构标准和规范,对建筑工程结构施工图及构件构造详图进行重点讲解,引导学生规范绘图,加强学生对实践知识的掌握,重点培养学生的专业识图和绘图能力,提升学生的职业技术能力。

课堂教学的有效性是教学的生命,学生通过课堂活动获取知识,得到提升。结合建筑结构课程特点,改革与丰富教学方法,多种教学方法并举,从而实现课堂教学的有效性。

(一)采用任务驱动式教学法,激发学生的求知欲望

教师在讲授新的知识点前布置学习任务,引导学生通过查找资料、探讨或咨询工地有经验人士,结合教材、规范、建筑标准设计图集等,分析学习任务,明确任务所涉及的内容,主动探索和解决问题,强调学生自主学习,倡导学生互相讨论和交流,进而完成学习任务,并展示学习成果和进行总结交流。教师根据学生反馈的问题,结合相关知识点进行梳理和重点讲解,激发学生的求知欲望,大大提升课堂实效性。例如在讲授钢筋混凝土受弯构件的承载力分析时,教师布置任务,让学生结合工程案例,区分适筋梁、超筋梁、少筋梁的破坏特点,收集资料和图片进行引证和说明,并对钢筋混凝土受弯构件正截面和斜截面破坏的破坏形态进行区分。学生就钢筋混凝土受弯构件各种类型破坏的特点进行分析,主动熟悉工程案例,探究学习任务,带着任务有目的地做好预学准备,以便在课堂中进行交流。教师则在教学过程中就学生的任务完成情况进行讨论、分析、总结和评价。通过任务驱动、任务分析、任务完成和总结评价,让学生自主学习、主动参与,从中获得满足感和成就感,激发学生的求知欲望,让他们逐渐树立起学习的自信心。

(二)利用信息技术辅助教学,实现多媒体教学与板书教学有机结合

建筑结构课程涉及很多工程实际,学生缺乏实践经验,无法理解,采用多媒体教学可以生动具体地创设、再现与展示工程结构,即可以通过工程图片、工程实例、工程视频和三维模型等直观地表达传统教学难以在课堂上讲清的问题,帮助学生快速理解和掌握知识。如在讲解梁支座上部纵筋的长度规定时,如果按传统教学方式进行教学,梁内纵筋的构造看起来比较抽象,在学生缺乏空间想象能力和实践知识的情况下很难理解。这时通过三维建模,利用多媒体教学展示梁的钢筋三维模型,进行不同角度的演示,再切换到二维梁配筋图进行对比讲解,让学生学会由三维结构向二维结构的转化,学生一目了然,能够加强学生学习的直观性,激发学生的好奇心,提升学生的学习热情,从而提高教学效果。在授课时选取有代表性的梁平法施工图工程实际案例进行讲解,通过梁内纵向钢筋布置的三维结构模型展示,清楚展示梁内纵向钢筋的布置位置,教师再对梁上部和下部通长筋、梁上部非通长钢筋的布置和伸出长度进行说明,指出梁上部第一排非通长钢筋的延伸长度为梁净跨的三分之一,第二排非通长钢筋的延伸长度为梁净跨的四分之一,再过渡到二维结构钢筋图。通过对比讲解,比较直观,帮助学生形成结构理念,学生也更容易理解和掌握,同时引导学生学会知识延伸,即对建筑标准设计图集中框架梁纵向钢筋的构造进行识读,包括其钢筋伸出长度、搭接长度和锚固长度的规定。

采用多媒体辅助教学,教师可以查找和收集相关资料,制作微课视频及动画,为学生提供教学资源;
还可以利用建筑工程施工三维仿真软件为学生制作虚拟的工厂环境,让学生在课堂教学中如临施工现场,观摩建筑施工过程及钢筋混凝土构件的施工工艺,结合学生的薄弱环节采用多媒体演示各构件的施工过程,清楚展示各构件内钢筋的布置、搭接、绑扎和锚固情况,使学生有较深刻的理解,让学生更明确所要学习的知识点。

但是,在教学过程中不能完全依靠多媒体教学,因为采用这种教学方式的一个特点是课堂的节奏比较快,而中职学生的接受能力较慢,所以在课堂教学中,教师应将本堂课的教学重点在板书上体现,做重点强调。学生边做笔记边听,既可以防止在课堂中走神,又可以加深其对所学知识点的掌握。如在讲梁平法施工图的截面配筋图时,如果教师只是单纯地讲解梁上每个断面的配筋情况,没有在黑板上演示截面配筋图的绘制过程,没有引导学生如何通过已知工程图上的信息一步一步识读和绘制出来,并在课堂上对学生的绘制情况进行引导和辅导,而是一直采用多媒体讲解,学生会产生视觉疲劳。而且学生接受能力有限,会导致学生在后面的实践绘图中存在无从下手、不懂绘图以及不懂处理绘图过程中要注意的细节点、绘图质量结果差等问题。所以,在教学过程中既要合理应用多媒体教学,又要重视板书教学的重要性。将多媒体教学和板书教学有机结合,对学生理解和掌握教学内容起着重要的作用,也能取得较好的教学效果。

(三)有针对性地开展分组教学,落实“传帮带”

学生的学习存在差异性,特别是中职学生在学习上两极分化比较严重。教师要掌握班级每个学生的学习情况,构建学习小组,开展分组教学。每个小组均包含不同层次(好、中、差)的学生,鼓励学习好的学生指导学习较差的学生,通过这样的方式慢慢地带动学生参与课堂,培养学生的学习兴趣,增强学生的学习自信心和充分调动学生的学习主动性,通过这种“传帮带”的教学模式,带动班上不爱学习的学生学习,提升班级的学习氛围,从而获得较好的教学效果。

在备课时,考虑到学生学习的差异性,设计不同梯度、不同难度的问题和任务,对不同层次的学生进行不同层次的教学和辅导,让学生在课堂上能针对各自遇到的问题进行研究,提高学生的学习专注力和调动学生参与课堂的积极性,提升整体教学效果。例如在讲授梁平法施工图内容时,梁平法平面注写方式包括集中标注和原位标注,教师引导学生对集中标注的内容及制图规则进行讨论和识读,结合具体案例就五项必注值和一项选注值进行分析,指出学习较差的学生需要掌握平面注写集中标注的概念和懂得识读相关内容这一基础目标;
而学习较好的学生在掌握平面注写集中标注的概念和识读相关内容的同时,还要懂得应用到具体的工程实例中,清楚梁内钢筋的构造,如梁内箍筋根据抗震等级不同箍筋加密区的设置范围,梁侧面纵向构造筋和拉筋的配置,同时能熟练对梁平面注写方式和截面注写方式结构配筋图进行相互转化,掌握梁内各种钢筋的构造要求。教师在课堂教学过程中设计填空、选择、判断等形式的问题让学生有目的地思考,让他们在小组讨论中学会分析和解决问题,从而活跃学生思维,激发学生的求知欲,也巩固了学生的知识。

开展分组教学要求每个学生必须完成基础目标任务,再根据自己的实际情况挑战更高层次的任务,这样既不会让基础较差的学生产生畏难情绪,又为学习较好的学生指明深入学习的方向。开展分组教学还有利于让学生在教师的指导下对学习任务开展小组讨论和学习,提出解决方案,再由小组代表将本组的观点和解决方案进行总结,小组自评、互评,从而获取知识。通过开展分组教学的方式让学生主动参与学习,学会自我总结,教学效果相对较好。但是教师不能过分强调形式,还要观察小组成员的课堂参与度和学习反馈,避免出现小组内成员间的学习效果差距越来越大的问题。

(四)有选择地开展现场实训教学,实现理论与实践相结合

建筑结构是一门理论与实践性较强的学科,在教学过程中不能只注重教师理论讲解,还要求学生进行一定的实践练习,注重发展学生自身的专业技能。建筑结构课程构造、规范多,构件的钢筋布置和节点连接等比较复杂、抽象,学生的学习难度比较大,需要借助实物、模型、工程图片、视频和建筑三维仿真软件来增加学生学习知识的直观性。在平时的教学中,虽然尽可能地为学生创造条件学习知识,但还是存在学生的结构概念形成不够全面、知识架构形成存在偏差的问题。所以在条件允许的情况下,基于建筑结构需要注重理论知识与工程实际相结合,在讲解基本结构构件的相关知识点时,可以结合教室的结构构件进行阐述说明,让学生感受更直观。在讲解比较复杂、抽象的知识点时,如柱、梁、板、楼梯和基础等构件的钢筋布置及节点构造,在知识点讲解后带学生到实训地、实训室或样板工地进行现场观察,让学生观察混凝土各构件的钢筋布置、节点连接和锚固构造,让他们对各构件的构造细节进行研究。教师则结合课堂所涉及的知识点进行现场解说,加深学生对知识的理解和掌握,从而获得较好的教学效果。学生根据自己在实训场地内的实物观摩,拍摄现场实物图片,结合建筑标准设计图集的构造详图,就构件内钢筋的布置、节点搭接和锚固构造进行实践练习,包括工程图绘制和结构模型制作。

教师可根据课堂教学内容,在学生学习混凝土结构施工图制图规则和构造详图后,开展实训教学,提供多组不同构件的尺寸,让学生以小组为单位展开合作,根据国家制图规范按指定比例绘制各构件的钢筋布置图,再用铁丝制作成各种构件的模型,完成构件工程图的绘制和模型的制作,引导学生在实践中发现问题和解决问题。对学生知识的掌握和工程图的绘制进行严格把关,对学生的完成质量进行重点评价,指出不足,重点强调绘图的规范性,包括线型准确、线宽明确、字体规范,让学生及时修改,必要时要对学生进行个别辅导,让学生通过多画多练,帮助学生看懂图纸、理解结构设计原理,从而能够动手制作结构模型。如在讲解单柱独立基础底板配筋构造时,提供多组不同底板长度的单柱独立基础尺寸,让学生按指定的比例绘制基础底板的钢筋布置简图,结合国家建筑设计标准图集对独立基础底板配筋长度减短10%构造的规定,让学生结合自己所绘制的独立基础的尺寸进行配筋。要求学生必须明确:(1)当单柱独立基础底板长度<2500mm时,底板配筋不减短;
(2)当单柱独立基础底板长度≥2500mm,分对称和非对称两种情况。当对称布置时,除外侧钢筋外,底板配筋长度可取相应方向底板长度的0.9倍,交错布置;
当非对称独立基础底板长度≥2500mm,该基础某侧从柱中心至基础底板边缘的距离<1250mm时,该侧钢筋不缩减;
从柱中心至基础底板边缘的距离≥1250mm时,该侧钢筋隔一根缩减一根。让学生采取小组合作方式,由小组长负责,根据任务书的要求,结合各自的基础底板尺寸进行钢筋下料计算,绑扎钢筋,制作钢筋结构模型。小组成员分工合作,教师加强巡视指导,发现问题及时纠正指导,并在学生的实训中进一步明确独立基础底板配筋规定,引导学生在实训中分析总结,共同完成实训任务。教师组织学生展示自己的实训成果,组织小组互评、教师点评,补缺补漏,激发学生学习兴趣,提高课堂教学成效。采用“做中学、学中做”的实训方式,加强学生的动手操作能力,培养学生的自主能力,让学生在实践中探索和掌握知识,达到理论与实践相结合。

对学生进行考核是教师掌握学生学习状态、调整教学手段、检查教学效果和实现教学目标的重要手段。本课程学生的考核采用过程性考核和期末总结性考核相结合的考核方式,实行综合评定。注重学生的过程性考核,对学生平时的表现进行评价,在课堂上鼓励学生发言,对回答问题和课堂表现较好的学生给予平时的加分和鼓励,从学生的笔记、作业、课堂表现和出勤情况对学生进行多方面的评价,让学生在平时的学习中及时调整学习状态,改进学习,同时为教师的教学提供反馈信息,帮助教师及时进行总结和调整。教师根据学生的过程性考核进行记录,作为学生平时成绩的参考依据,关注学生知识、素质、能力的积累,对学生进行阶段性考核,促进学生的平时学习,及时进行过程性评价。

结合本课程教学目标,学生的期末总结性考核内容包含理论和实践两部分,即从原来的重点考核理论知识改为理论知识与技能考核并举,注重对学生的技能考核。理论部分通过传统的考核方式进行考核,以试卷的形式,考核学生对建筑结构的基本概念和基本理论知识的掌握程度。实践部分则可以进行多样化设置,如让学生识读和绘制结构施工图,采用综合实践考试,要求学生严格按照制图规范绘制结构施工图,包括基础图、结构平面布置图、构件详图,绘制构件配筋图和钢筋分离图,掌握结构施工图的绘制方法;
又如可以设置实训环节,让学生在指定时间内完成指定的实训任务,注重学生实训过程完成的准确度和实训成果的质量,加强学生专业技能能力的培养,以此作为学生的期末总结性考核。而学生的最终评价采取平时过程性考核和期末总结性考核相结合的考核方式,平时成绩占40%、期末成绩占60%,对学生进行综合评定,体现考核的科学性,有利于学生更好地学好理论知识和掌握专业技能,满足就业岗位对人才的要求。

总之,结合学生的就业岗位和人才培养目标,树立以学生技能、能力为本位,以就业为导向的教学改革思想,以新的教学理念改革课堂教学模式、丰富教学方法、改革考核方式,因材施教,使教学更具有效性。

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