基于“互联网+”思维的《建筑结构》课堂教学改革实践

高等职业教育以社会需求和就业为导向，应该培养学生具备足够的基础知识，较强的技术应用能力。《建筑结构》是土建类专业的核心课程，是从事建筑工程生产一线的工程技术人员必须掌握的核心技术。但由于该课程是一门相对较难、较复杂的专业必修课，高职的学生在学习过程中常感到较吃力，所以探索一种适合高职学生的教学方式已是当务之急。

一、改革设计

1、改革目标

1）课程设计系统化

针对《建筑结构》课程设计，涵盖了教学大纲的所有知识点，并根据高职学生现状和实际，对课程设计的难易程度进行了调整，既让学生全面的掌握了知识，又突出了学习重点，提高了效率。

2）教学手段网络化

使用空间三维模型和建筑结构训练/考试软件的手法可以减少学生的学习压力，激发学生的学习兴趣；同时，丰富课堂教学内容，扩大课堂教学信息量。运用空间三维模型辅助教学使学生对工程实践有了初步的感觉，为学生适应毕业后的工作打下良好的基础。

3）学生学习自主化

高校学生的学习特点，最主要的特征之一即体现在自主性上。网络环境下学生自主化学习，极大的改善了教学媒体的表现力、交互性和师生发展的空间，使教师的教更为灵活，使学生的学习更为主动。

4）能力评价标准化

通常高校老师要付出大量工作时间修改考卷和试卷分析，并且标准不一。通过《建筑结构》软件平台不仅可以自动修改试卷，还能自动对考试成绩进行分析，大大降低教师的工作，而且统一了能力评价的标准。

2、改革思路

1）互动教学平台下的数字化教学

随着智能手机、平板电脑等移动智能终端设备近年来的爆炸式增长，开展数字化教学已成为当下高职院校教学改革的重点。充分利用学生手中的移动终端设备，配套移动学习和教学互动系统可以让任何一间普通教室立即变成移动多媒体互动教室，使任何一个实训场所变成移动多媒体互动实训场所，充分调动学生的学习积极性，满足学生校内学习、校外实习的交互交流。

2）围绕施工企业岗位需求

目前，“大学生过剩”与“技工严重缺乏”冰火两重天的反差格局一直困扰多省的企业。市场需求促进人才需求，也促进了教育培训需求。2014年年初，国务院出台关于引导一批普通本科院校向应用型高校转型的政策。在这种社会需求下，高职院校在教学上应摆脱以往单纯依靠理论教学的局面，增强学生对实际工程的直观了解，培养符合企业要求的应用技术型人才变得尤为重要。

3）促进现实建筑工程对接

鉴于建筑工程类高职学生的就业方向是施工现场的技能型岗位，而施工现场要求技术人员对图纸有较好的识读能力，并且具备基本的结构概念，因此，“建筑结构施工图识读”和“建筑结构基本概念”便成为建筑结构课程的教学重点。通过运用三维立体模型和训练/考试软件，改变了传统教学方式，使学生对知识更加容易理解。

二、改革实施

《建筑结构》课程对于高职学生来说是一门相对较难、较复杂的专业必修课，传统的板书或PPT教学方式生涩难懂，容易使大部分学生对学习失去信心。下面通过三个方面对《建筑结构》课程的教学方法进行改革：

首先，以移动数字化课程资源为教学手段，辅以微课教学、翻转课堂和混合式教学，尽可能的激发学生的主动学习热情。

其次，由于建筑结构施工图识读的教学需要学生有较好的空间概念，本文介绍了一种采用三维立体模型形式来体现建筑结构节点或构件的教学方法，使学生直观的理解各种构造。

最后，为了更好的巩固和考核学生所学到的知识，建设一个完备的训练/考核的平台来辅助教学时非常必要的。

1、移动数字化课程资源建设

本文涉及的移动数字化课程资源建设包括三个部分建设内容：移动交互式数字教材开发、微课程与学习场景融合的课程资源库建设和教学互动平台功能开发。学院主导的数字化课程资源建设主要满足本校学生的自主学习为主，支持专业教师对与学习场景融合的课程资源库的有效利用。

1）移动交互式数字教材开发

移动交互数字教材不是纸质书简单添加多媒体内容，而是对教材的重新多媒体改编设计、交互学习设计。其主要具备三大特点：富媒体性、交互性、记录性。

（1）富媒体性

富媒体是内嵌于电子教材中的视频、图片、测试题、3D动画等。对于一些抽象的、空间性较强的知识点，借助富媒体来学习更加直观。如图1所示。

（2）交互性

为增强学习者的学习兴趣和参与感，移动交互式数字教材设计了很多情景化、趣味化和参与感很强的交互学习点，如气泡标注、地理位置交互、图形互动、单元练习、自我评测等交互学习等。如图2所示。

（3）记录性

书中任意一段文字可以进行高亮标注，可以选择任意位置记录笔记，会同时记录批注或笔记的时间，移动阅读学习终端还支持声音笔记功能。如图3所示。这样无论是对学习者的学习进度，还是复习巩固，都具有事半功倍的作用。

2、三维立体模型辅助教学

三维立体模型辅助教学可以帮助学生实现“平面—空间—平面”的思维转换，对提高学生在建筑结构教学中的空间想象力与构型能力有着重要的作用。本文对三维立体模型辅助教学的研究分以下几部分：

1）建筑结构节点和构件整理

根据目前高职院校建筑结构施工图的教学过程，将材料分为以下两部分：

（1）选择图集中的节点详图

根据教学要求选择图集中所要转化成三维模型的节点详图，本次选择的节点汇总如下表。

以选取的剪力墙“转角墙墙身水平钢筋”构造为例，图集的表示如下图所示。从图1中可以看出图集的转角墙墙身水平钢筋搭接只给出了平面图，学生要理解这个节点的钢筋做法需要有一定的空间想象能力，仅仅通过看图集和听课很难理解钢筋的布置。

（2）选择一根实际工程中的梁

根据教学流程，学生对图集的节点有一定认识之后，便要画一根实际工程中梁的钢筋分离图。这个过程从难度上更进了一步，所以更需要建立一个三维模型方便学生直观的来学习。为了简化说明，选择了较简单的一跨梁，如图2所示。

2）基于BIM技术的教学界面设计

对结构节点和构件整理后，便可以运用BIM软件将对应的CAD文件转换成3D模型。

（1）节点详图转化成空间模型

现以转角墙（一）为例，简述转化过程。节点转角墙（一）的教学难点在于外侧水平筋在一侧墙体内的搭接规则，故在建立模型时要突出这部分的钢筋搭接，如下图所示。

（2）实际工程梁转化成空间模型

根据上文的单跨梁，其三维模型如下图所示。在已有图集和课件的基础上教师结合该三维空间模型，通过对模型的缩放、平移、旋转等操作可以使学生较直观的理解知识点。

3、建设训练/考核的平台

当前，为了达到高职教育的教学要求，适应大信息量的教学内容需求，各类高职院校都建立了校园网和多媒体教室。这为学生使用平台课堂练习提供了硬件支持。运用软件平台可以在减少教师的工作强度的前提下，提高教师的工作效率，还可以随时让学生运用平台进行知识点的学习和温故。

1）运用软件平台查漏补缺

通过软件平台进行习题训练，软件可自动立即批改作业，学生便可得到训练结果，大大简化了教学过程。学生对做错的题目可通过知识链接获得相应的知识点，对自己的没有掌握的知识点重点学习。如图5所示。

2）运用软件平台分层教学

由于高职学生的基础有一定的差别，为了满足所有学生，软件平台中的训练题分为基本训练和拓展训练两部分，如图6。基本训练的题目要求所有学生能够掌握，对于学有余力的同学可以鼓励他们做拓展训练。

3）运用软件平台考核评价

为增加考试公正性，软件平台的考试题目主要从题库中按章节随机抽取，一场考试中每位学生抽到的试卷都不相同。考试结束后，平台会自动批卷，并且统计学生总体的能力评价报告，如图7，方便教师进行教学分析。

考核评价主要分为四部分：

（1）平时（10%）：根据学生的学习态度、课后训练任务完成的正确率。

（2）绘图（40%）：学生综合应用建筑结构构造及平法制图规则绘制框架结构梁柱钢筋布置图的情况。

（3）机考（30%）：采用软件“建筑结构考核系统”考核。

（4）笔试（20%）：对框架结构施工图分组进行施工图识读考试。

三、结论

通过空间模型辅助教学，使学生能够直观的理解平法制图规则和节点构造；运用建筑结构训练/考试软件，使学生在“教中学”、“教中做”、“做中学”中更快更好的掌握知识。本文介绍的教学改革方案更接近实际工程，更能发挥学生的学习积极性和主动性，有助于培养出符合时代发展要求的新型高素质人才。

（作者单位：浙江建设职业技术学院）