结构设计原理课程体验式教学模式研究

陶清林，尹万云，于 峰，胡 义

(1.安徽工业大学 建筑工程学院，安徽 马鞍山 243002； 2. 中国十七冶集团有限公司 技术中心，安徽 马鞍山 243000)

体验式教学法是指教学过程中引入、创设与教学内容相适应的具体场景或氛围，让学生从情感、心理上切身体验，帮助他们迅速而正确地理解教学内容的一种教学方法[1]。欧美发达国家将体验式教学纳入必修课程体系中，提出“回归工程实践”的教育理念，通过实践技能训练，以培养土建类专业人才的综合工程素质[2]。目前体验式教学在国内体育教学、外语情境教学教育中常有体现，但工程类教学中应用较少[3]。我们将体验式教学模式引入到结构设计原理课程，并依托中国十七冶集团有限公司的教育实习基地，通过实际工程还原教学内容，使学生在体验过程中理解并建构知识，发展能力。同时利用企业的工程资源为学生创造真实的体验学习环境，进行基于校企深度合作的“工学交替”体验式教学实践，缩短学校与社会、理论与实际的差距，极大提升学生参与市场竞争和自主择业的能力。

一、体验式教学建设内容

对结构设计原理课程的体验式教学模式进行系统性和全方位研究，并搭建基于真实工程环境和以学生为中心的实践教学体系；依托中国十七冶集团有限公司等校外土建类专业实训基地，实施基于真实工程的体验式教学实践—“体验建造”，并形成体验式教学的长效机制，通过文字、影像的方式记录项目实施过程，使学生通过真实的工程项目感悟、分享知识，提升工程综合素养；寻找校企共同利益驱动点，推进相互之间的合作，利用企业真实的工程环境实施基于体验式教学模式的“工学交替”实践教学模式，并通过聘请校企专业人才等方式构建有丰富实践经验的校外体验式教学指导教师队伍。

(一)基于工程素质培养的体验式教学

体验式教学注重认知主体主观能动性的发挥和自主学习能力的培养，通过这种教学方式使每个学生在体验学习中成为主体，有效地建立起工程师意识，从而提高实践教学的实效性。因此，改革传统的实践教学模式，构建符合土建类专业的体验式教学模式，积极开展体验式教学方式、方法研究是提升教学水平和办学效果的重要途径。我们以体验式教学模式改革为核心，以传授专业知识、培养动手能力、提高工程素养为目标，将结构设计原理课程教学从以教师为中心转为以学生为中心，构建层次递进的实践教学模式，将理论学习与实践活动相融合，强化学生动手能力和创新能力，全面提升土建类专业学生的综合素质。其次，将学生置身于真实工程环境中体验学习，让学生尽早接触工程实际，缩短学校与社会、理论与实际的差距，有助于培养学生的沟通能力、社会知识以及团队合作精神，实现自我管理与提升。

(二) 基于实际工程的体验式教学实践——“体验建造”

我们以中国十七冶集团有限公司及十七冶工程设计公司为依托，通过实际工程使得教学内容和专业知识得以还原。学生在教师的指导下全程参与工程实践，了解并体验建筑设计、结构设计、施工技术、工程管理等工程建设各个环节过程的工作内容。最后利用展板、网络等形式，采用文字、图像等手段记录并展示学习过程，在全体学生中开展学习讨论。团队队员定期撰写学习体会，分享实践活动中的反思和感悟。通过“体验建造”，使学生在亲历的过程中理解并建构知识、发展能力，并在全体土建类专业学生中起到示范作用。

(三)基于校企深度合作的体验式教学实践——工学交替

基于校企深度合作的体验式教学实践——工学交替，是一种充分利用学校、企业两种教育环境和教学资源，交替安排课堂理论课程学习和现场教学，对学生进行“知识+能力+素质”培养的教学形式。

由于土建类专业实践性较强，基础理论晦涩难懂、知识点纷繁复杂、基本概念抽象，传统的课堂教学效率低下。利用企业真实的工程环境，努力构建行业、企业、学校“三位一体”的合作教育机制，实施基于体验式教学模式的“工学交替”实践教学模式；将“工学交替”合作教育培养模式融入学生本科阶段培养全过程之中，可以使学生充分吸收体验课堂知识和实践经验，有效地掌握专业知识，提高运用专业知识的能力，为日后尽快适应岗位工作打下坚实的基础。

二、实例教学

在合作单位提出钢结构住宅产业化解决方案需求的背景下，进行结构设计原理组合结构部分教学时，我们引导学生参与钢结构住宅“三板”中的楼板设计。体验结构设计的同时，把握建筑行业最新动态，并通过充分发挥创造力来设计出符合企业需求的产品。以内嵌槽钢梁的钢筋混凝土密肋箱型组合楼板为例，通过采用高强螺栓将钢筋混凝土密肋箱型楼板与槽钢进行连接，提出梁-楼板一体化的钢筋混凝土密肋箱型组合楼板的研发概念。具体而言：

PART：钢筋混凝土密肋箱型楼板

将8块厚度不小于10mm的钢板分别布于楼板长、短边的顶层与底层位置，如图1所示。

图1 8块预埋钢板空间位置关系与成孔效果

待完成预埋钢板定位后，分别施焊上层钢筋网片于顶部预埋钢板下表面、施焊下层钢筋网片于底部预埋钢板上表面(钢筋直径与间距依计算结果和规范构造要求确定)，随后在密肋位置(类似于RC梁)绑扎箍筋，如图2所示。

图2 上、下两层钢筋网片及肋梁箍筋布置情况

在楼板底部、长短边侧面及相邻肋梁之间分别架设模板，随后浇筑混凝土并振捣密实，待满足拆模条件(依跨度、混凝土强度确定)后有序拆模，形成钢筋混凝土密肋箱型楼板(如图3所示)，随后对预埋的8块钢板择位打孔(同一位置上下两块钢板，端部对齐打孔，中部区域交错打孔)。

图3 钢筋混凝土密肋箱型楼板浇筑成型的效果图

上述装配式钢结构住宅楼板设计方案已被企业采纳，待细化、优化后投入生产。学生通过参与设计和现场实践，提高了专业知识应用能力。

三、结语

体验式教学模式旨在通过实际工程还原教学内容，使学生在体验过程中理解并建构知识、发展能力，并在土建类专业学生中产生良好辐射作用；利用企业的实际工程为学生创造真实的体验学习环境，并基于校企深度合作的“工学交替”体验式教学实践，充分发挥课堂实验教学与现场实验教学的优势，以此达到培养学生工程意识、工程实践能力和创新能力的目的。