课程思政理念下“建筑结构抗震”课程项目化教学研究

2024-04-08 07:51胡大柱赵金友彭亚萍上海应用技术大学上海201418
安徽建筑 2024年3期
关键词:抗震结构建筑

胡大柱,赵金友,彭亚萍 (上海应用技术大学,上海 201418)

课程思政就是要将思想政治工作中的主流价值观念以及文化元素融入每一门专业课堂中[1]。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中明确指出,应该将思想政治元素的教育工作和渗透工作贯穿在教学的全过程和全周期,这样才能够通过课堂教育的开展,引导学生为实现中华民族的伟大复兴而奋斗,坚定内心的发展理想和信念,正确地把握中国特色社会主义文化,掌握当代社会的发展潮流。

“建筑结构抗震”课程将大学期间所学的高等数学、力学、专业基础课等知识高度融合,是一门综合性的专业课程,又囊括关乎社会文明进步、人类安居乐业的重要知识[2]。该课程非常适合开展专业知识与思政教育融合的教学改革,可将专业知识为依托,挖掘“思政教育点”,适时引导学生思考,使学生增强民族自豪感和爱国情怀,学习大国工匠精神,心怀家国情怀,践行社会主义核心价值观。在课程实践中,首先挖掘出思政教育基本要点,然后通过呈现与工程抗震有关的具体案例及人物,使得学生能够更加深刻体会“建筑结构抗震”课程的内涵。

项目化教学方法基于工程案例主线[3-4],逐步展开专业课程所需要掌握的基本知识和技能,结合教材、规范、标准、图集、软件等素材,通过课堂教学、课后实践,让学生在工程实例的复原过程中掌握各项知识要点。

因此,基于课程思政的基本理念,开展“建筑结构抗震”的项目化教学改革具有较强的可操作性。

1 “建筑结构抗震”课程概况

“建筑结构抗震”是土木工程专业核心专业课之一,是土木工程专业建筑工程方向必修课程,更是一门涵盖结构动力学、混凝土结构、钢结构等多门专业基础课的综合性课程。

通过该门课程的学习,能让学生进一步掌握抗震设计理论和常见结构体系的抗震设计方法,并建立起概念设计、计算分析、构造措施三位一体的建筑抗震设计正确理念并掌握工程抗震设计实用计算方法,为今后的工程实践打下良好的理论基础。

该课程内容丰富、理论严谨、实用性强、注重工程能力的培养,是一门涉及学科较多且发展很快的课程。随着科学技术的进步,该课程的内容也不断扩充和更新,理论不断丰富和深化,分析方法不断完善和发展,是一门建立在实验和震害调查基础上的理论综合性很强的课程。

2 “建筑结构抗震”教学改革必要性

中国是一个地震频发的国家,地震灾害对建筑物的破坏和人员伤亡造成了巨大的损失。建筑结构抗震作为一门重要的学科,对于提高建筑物的抗震能力、保护人民生命财产安全具有重要意义。然而,目前传统的建筑结构抗震教学模式存在以下问题,亟待进行改革[5]。

①教学内容陈旧。传统的建筑结构抗震教学内容停留在基础知识的灌输,缺乏实践性和前沿性的内容,学生对于实际抗震工程的理解和应用能力有限。因而,在教学内容的设计中,需要加强实践性和前沿性内容的引入,增加实际案例分析和设计项目等教学内容,培养学生的实践操作和创新能力。

②教学资源缺乏。对大多数高校,“建筑结构抗震”在教学过程中所需要的动力试验设备资源有限。即便教学条件较好的高校,其振动台设备主要用于科研及社会服务,无法满足学生的需求,限制了学生学习和研究能力的发展。因此在“建筑结构抗震”的课程改革中,可以结合线上教学资源进行教学,同时开发小型且可用于一线教学的实验设备。

③教学方法单一。传统的“建筑结构抗震”教学活动一般按照“什么是地震-地震怎么算-结构如何进行抗震设计”的模式组织开展。假设学生是已经具备一定工程经验的工程人员,那么在这种教学模式中,当学生学习到“地震怎么算”的时候,自然就能够联想到结构如何利用计算好的地震作用进行构件设计。而对于普遍没有工程经验的在校生,其抗震设计的概念体系尚未建立,甚至对结构体系的概念还处于“云山雾绕”“知其然而不知其所以然”的状态。该阶段学生的学习惯性尚处于“给定荷载-按照既定公式进行计算-获得结果”的模式中,而建筑结构抗震是要求概念设计、抗震计算、抗震措施三方面有机组合的。如果不以具体的工程项目为依托,学生将会不由自主地被“抗震计算”所囿,而忽略“概念设计”及“抗震措施”的作用。

抗震的主体是建筑结构,而建筑结构涵盖人文、环境、安全、舒适、美观等多维度要素。因此尝试通过项目化教学方法对“建筑结构抗震”课程教学方式进行改革的举措势在必行。

3 项目化教学的定义及作用

项目化教学是通过实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,它以项目为载体、行为为导向,是一种新型的教学活动。它以其特有的优势成为了高等职业教育教学改革的主流方法[6-7]。

项目化教学是一种高效而切实的教学方法,它不仅能够培养学生的综合能力,还能够使学生更好地应对未来的挑战。首先,项目化教学能够培养学生的综合能力。传统的教学方式偏重于知识的灌输,学生只需被动接受知识,缺乏主动性和创造性,而项目化教学则注重培养学生的合作能力、解决问题的能力以及创新思维能力。项目化教学鼓励学生主动参与、积极探索,学生们需要通过团队合作,分析问题、制定解决方案,并将其付诸实践。通过这样的实践,学生们能够全面发展自己的各项能力,更好地适应社会的发展需求。此外,项目化教学可以增强学生的学习兴趣和动力。“兴趣是最好的老师”,项目化教学将学生置于实际问题中,让他们在实践中感受学习的乐趣,更容易保持学习的积极性。同时,项目化教学激发了学生的创新思维和求知欲望,这种主动性和积极性将会使学生在学习过程中更加投入,并获得更好的学习效果。

在实践中,项目化教学也已经得到了广泛地应用和证明。以芬兰为例,芬兰教育一直被全球视为典范,而其教育系统中的项目化教学起到了重要的推动作用。其学生在学习过程中经常会遇到实际问题,通过团队合作完成各种课程项目,这使得他们在学习中更加积极主动。芬兰的教育成功也证明了项目化教学的有效性。

综上所述,项目化教学是一种能够培养学生综合能力、增强学习动力的教学方法。项目化教学能够使学生更好地适应未来的挑战,并培养他们的合作能力、解决问题的能力以及创新思维能力。面对当前快速变化的社会环境,项目化教学为学生的全面发展提供了更好的教育环境。

“建筑结构抗震”课程项目化教学模式将按照“从工程项目中回顾知识点、寻找知识点、掌握知识点”的模式进行教学组织。以工程项目为载体、职业活动为导向,将知识的传授与实际应用相结合,通过教师与学生共同参与一个完整工程项目的抗震设计,从而完成建筑结构抗震课程的教与学。

6) 磁通切换型电动机与其他电动机的比较研究。通过对功率密度、负载特性、电磁特性、控制策略、可靠性、温升、振动、电动机及控制器成本等诸多因素的比较,揭示各自的使用特点。

通过项目化教学,有助于学生将所学所知按照建筑的逻辑串联成一个体系,将零散的、孤立的“知识点”形成“知识链”,并进一步构建起“知识框架”,从而提高学生的知识综合运用能力;有助于学生由被动接受“知识点”的学习范式转化为主动寻找“知识链”的探索范式,进而提升学生的学习兴趣;有力支撑《教学大纲》中“设计解决方案”“工程与社会”等毕业要求的实现,提高课程目标达成度;通过深入接触复杂工程地震安全实施案例,激发学生的家国情怀、工程道德意识和大国自信意识,树立为国家、社会发展做贡献的理想、信念和信心。

4 “建筑结构抗震”课程项目化教学模式设计

4.1 教学大纲设计

根据项目化教学的特点,结合“建筑结构抗震”课程,并在教学过程中融入思政元素,改进了“建筑结构抗震”课程的教学大纲,在教学设计中以项目为主线,以项目需求讲授知识点,详见表1。课程的参考教材为中国建筑工业出版社出版的《建筑结构抗震设计》[8]。

根据教学大纲调整了学生成果的提交方式,采取项目计算书、图纸及力学模型为平时成绩的评价准则。

4.2 教学模型设计

项目化教学模式将课程教学计划与工程项目的工程任务一一对应,通过教师与学生共同参与一个完整的项目工作而完成“建筑结构抗震”课程的教学。

传统教学模型以听讲为主,美国缅因州的国家训练实验室研究成果通过学习金字塔形式形象地显示了采用不同的学习方式,学习者在两周以内还能记住内容(平均学习保持率)的多少[9-10]。因而,本课程力求通过实践演练和立即应用为主导,以项目化教学为主线,讲授知识是为项目服务。

“建筑结构抗震”课程的项目化教学设计模型如图1所示。

图1 教学模型设计图

图2 学生成果之设计图

图3 学生成果之模型图

4.3 考试考核方式

考试考核方式以能力评价为主要方式,考核设计方案能力、工程与社会能力,通过学生的设计图纸、设计文件可考核学生解决工程问题的能力,并考核学生在解决工程问题的同时,对建筑结构抗震与环境、法律等社会行为关系的了解程度。例如学生在方案设计时,是否考虑了建筑对周围环境的影响以及震后修复等非技术因素。具体实施的考核标准为平时表现20%+设计图纸与设计文件40%+期末考试40%,其中设计图纸与设计文件评价以教师评价与学生互评相结合的办法,在学生互评中给能够指出其他学生不足之处的学生增加考核分数。

5 结语

纵向对比上海应用技术大学土木工程系2021-2023 年课程的教学效果可以明显看出,开展了过程化教学的2022年和2023 年,学生对课程的有效投入时间有所减少,但学习效果显著,不及格率降低了8%,学生解决实际问题的能力得到了提高。

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