建筑结构课程设计改革思考

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摘要:清华大学土木类率先在全国实行大类招生、大类培养和大类出口，在此背景下，需要建设大类平台课程体系。本文基于土木类中的相关设计类课程，论述了教学改革的必要性，从教学内容、教学方式和考核方式三个方面提出了相应的改革措施，希望能够提高教学质量，培养复合型创新人才。

关键词:教学改革；课程体系；教学模式；大类培养

近年来，随着科技的发展与进步，社会对于多学科交叉的复合型人才的需求逐渐提升，以往过细的专业划分已经很难为社会提供充足的人才资源[1,2]。为了顺应社会发展的趋势，提升学生的综合能力，清华大学土水学院打破专业壁垒，推行“按大类进行人才培养管理”的方案[3]，希望通过在教育教学方面的改革，抓住重大的发展机遇，培养符合社会发展需要的综合创新人才。土水学院在全国高校率先获准设立了宽口径本科专业“土木、水利与海洋工程”，实行大类招生、大类培养和大类出口。以强化“宽口径、厚基础、强实践、多样化”的通识教育和专业教育融合，满足未来社会对创新型和复合型杰出人才的需求。学院从2018级起全面实施大类培养，建设大类平台课程体系，打造大类教学实践平台。

1教学改革的必要性

在全面实施大类培养、建设大类平台课程的背景下，原有课程体系需要进行改革和调整。为增强学生的综合素质，通识教育的课时量大大增加，而本科期间专业教育的课时量则被压缩。因此，需要对原有的专业课课程体系进行适当的改革与整合[4-6]。在原有的专业课课程体系下，开设了多门必修的设计课程，如砌体结构、木结构、混凝土结构设计和钢结构设计。通过对学生和老师的调研发现，这几门设计类课程在很多内容上存在重合，诸如荷载计算、结构内力计算等。这种现象不仅浪费了教育资源，也使得学生在课堂中很难保持持续专注度。原有设计课程中的混凝土结构设计和钢结构设计都集中在大三下学期，这两门设计类课程都需要学生完成一个整体结构的设计计算，需要反复迭代优化，并撰写几十页的计算书。在短时间内独自完成两种结构的设计计算，对于刚学完结构力学的大三学生而言显得力不从心，从而也限制了学生的创造性。原有的多门设计课程都是分开授课，彼此之间关联较少。但当今社会的城市与基础设施建设中，单一的结构形式已经很少见了，大多数都是综合了多种结构形式的建筑，原有的分散式课程体系已不能适应当下建设的潮流。基于以上原因，将原有的多门设计类课程整合成一门综合性的设计课程，有助于提高学生对多种建筑形式的全面认识，提高学生的综合能力，顺应当下建设的潮流。结合已有的相关设计类课程的改革经验[7-13]，我们从教学内容、教学方式和考核方式等三个方面提出了相应的改革措施。

2教学内容改革

在原有课程体系中，有砌体结构、木结构、混凝土结构设计和钢结构设计等四门设计课，这几门课程包括了四种常见的建筑结构形式。因此，拟用“建筑结构课程设计”来代替上述提到的四门设计课程。在课程内容的安排上，整合了原有四门设计课程的相关内容，以混凝土结构设计和钢结构设计的内容为主要框架，增加了砌体结构和木结构的相关内容。整合了原有课程中如荷载计算、结构内力计算和施工图绘制等重复部分，节约了教学资源，减轻了学生负担，此外也将混凝土结构设计和钢结构设计的相关内容有机地结合起来，让学生对不同的结构形式有全面深入的认识。

3教学方式改革

原有的四门设计课程教学方式都是大班课堂讲授与课堂设计指导相结合的方式进行，旨在希望学生在掌握基本知识后，能够利用课堂设计指导的时间多与指导老师进行深入的交流，加深对于结构设计的理解。但是调研发现，这种教学方式依然存在一些问题，例如每个老师负责指导的学生较多而使指导的效果未达到预期，由于压缩与每位学生的交流时间，使老师无法清楚地掌握每个学生的情况，学生需要排队很久才能与老师短暂交流等。为解决师生交流不足的问题，新的教学方式将采用大班课堂讲授和小班课堂设计指导相结合。大班课堂讲授阶段，由不同专业的教师进行教学，力求让学生能够对这几种结构形式有着全面深入的了解。小班课堂设计指导阶段，每位教师只需负责两个小组，能够与学生进行频率更高且更加深入的交流。学生的小组讨论以及与老师们的交流，不仅对课程有更加深入的了解，也能够培养其团队协作的意识，更好地激发其创造力和想象力。

4考核方式改革

考核方式也是课程改革的重要部分，合理的考核方式能够激发学生潜力，提高学生的综合能力。原有设计课程通常采用课程大作业的形式最终考核，需要学生提交完整的计算书。这种方式能够让学生熟悉设计的全过程，掌握设计要点，巩固基本知识，但也存在着一定的局限性。调研发现，由于课程大作业给的时间太过充裕，反而导致学生安排时间不合理，把一个月的工作量集中在最后一周完成，作业质量和教学效果都不能保证。此外，仅通过最终提交的计算书也很难判断学生是否完全掌握了各项能力。基于以上问题，新的考核方式采用“多次检查+集中答辩”。多次检查是指在学期中设置多个时间节点，要求学生按进度完成部分设计成果，及时把握学生课程设计情况。集中答辩是指在学期末对所有小组进行答辩考核，各小组展示其设计理念及设计的流程，并由该课程的所有指导老师进行打分评价。这种“多次检查+集中答辩”的方式能让指导老师对学生学习的全过程有更加深入的了解，也能够及时督促学生尽早完成任务，养成良好习惯，培养团队协作以及表达沟通能力，增强其综合素质。由于新的课程综合了原有的四门设计课程，但不宜直接将原有的设计任务加和、设置四份设计任务，所以将采用“课堂作业+开放性设计任务”的方式进行考核。其中课堂作业是针对砌体结构和木结构，旨在让学生掌握砌体结构和木结构的相关知识和计算流程。而开放性设计任务则是任意选择钢结构或者混凝土结构中的一种或者两种来进行设计，也鼓励学生采取多种方案完成任务。通过“课堂作业+开放性设计任务”的方式能够在减轻学生负担的情况下，让学生依旧能够掌握全面的知识体系以及多种设计、计算方法。

5结语

在大类招生和大类培养的形式下，原有的课程体系无法适应社会发展以及对人才的需求，亟需建立大类平台课程体系，进行针对性的课程改革。对现有的结构方向的设计类课程，依靠对学生和老师调研结果，针对其存在的相关问题，从教学内容、教学方式和考核方式等三个方面进行了深入的分析和思考，并提出了相应的改革措施。希望建筑结构课程的课程改革能够为大类平台课程体系的建设提供一定的参考和帮助。

参考文献

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作者:杨帆 潘鹏 曾一 单位:1.清华大学教务处 2.清华大学土木工程系