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建筑結構試驗課程教學改革

來源:職稱閣分類:建筑論文 時間:2019-07-31 10:41熱度:

  這篇論文主要介紹的是建筑結構試驗課程教學改革的內容,本文作者就是通過對建筑結構試驗的相關內容做出詳細的闡述與介紹,特推薦這篇優秀的文章供大家參考。

建筑結構試驗課程教學改革

  關鍵詞:建筑結構試驗課程;慕課教學模式;精品課程

  1前言

  信息技術的進步為教育技術的發展提供了新的資源和場所,推動了教育手段和教育方式的變革。2008年,加拿大人DaveCornier和BryanAlexander提出慕課概念后,慕課教學模式迅速得到了廣泛認可。在國外,2012年,哈佛大學、耶魯大學和斯坦福大學等著名大學率先運用慕課;在國內,2013年,北京大學、清華大學和上海交通大學等國內著名高校陸續引進慕課[1-2]。“建筑結構試驗”課程是土木工程、橋梁與隧道工程、地下工程等專業的一門重要的專業基礎課,內容復雜、綜合性和實踐性較強。在傳統課堂上,教師授課模式單一,學生人數固定,教學環境封閉。慕課的優勢彌補了這些不足,突破了課時長度和教材內容的限制,不僅為學生提供了無時空限制的學習平臺和豐富的教學資源,而且引入競爭機制,提升了教師的教學水平。將慕課引入“建筑結構試驗”課程的教學改革中,為課程建設帶來了生機,將傳統教學方式和慕課相結合,使兩者優勢互補,是新時代教學改革的必然選擇。

  2“建筑結構試驗”課程教改的關注點

  2.1課程的基本特點

  “建筑結構試驗”課程是一門涉及建筑材料、工程結構、機械儀器、傳感信號識別等多學科、實踐性強的專業基礎課程。每個章節幾乎都是一門課程重點難點的壓縮,如動載試驗章節將結構動力學、地震工程學和儀器儀表學進行了交叉綜合。課程涉及面廣,包含的知識量大,課程包含了靜力學、動力學、統計學、土木工程施工等知識點;課程具有很強的實踐性,如應變片粘貼、應變儀使用和試驗操作等課程考核點都必須通過試驗、實習等途徑才能完成;課程具有很強的應用性,教學目的就是培養將試驗理論、試驗技術應用到實際試驗項目中的基本能力,為工程實踐或科學研究工作奠定基礎。“建筑結構試驗”教學工作是體現高校教學水平、科研水平、管理水平和學生綜合素質的重要參考。作為可以驗證理論分析的重要依據,實驗教學工作在培養學生創新意識、科學思維和動手能力中起著重要的作用。“建筑結構試驗”課程是順利開展科研工作和生產的基礎課程,是培養學生在工程實際中發現問題、分析問題和解決問題的重要實踐課程。

  2.2課程教學現狀

  A.教學內容多,課時分配不足。按照《高等學校土木工程本科指導性專業規范》要求,“建筑結構試驗”課程學時分配為32個學時。課程內容龐雜、概念多、知識面寬,如試驗數量的因子設計法和正交設計法涉及高等數學知識,試驗數據分析涉及數理統計知識,靜載試驗涉及材料力學和結構力學知識,動力試驗涉及動力學和地震工程學知識,儀器設備的使用涉及電子電工學知識。課程實驗教學部分涵蓋了電阻應變片粘貼技術、電阻應變儀使用技能、鋼桁架全過程靜載試驗、鋼筋混凝土梁受彎試驗和鋼筋混凝土柱受壓試驗等。在課程安排中,當結構試驗基本原理和基本概念講述完畢后,學生沒有足夠的時間理解和消化就投入試驗實訓中,而試驗準備工作時間又長,既讓教師感到教學節奏緊張,又讓學生感到掌握試驗技能的壓力。B.試驗儀器設備跟不上時代的步伐。建筑結構試驗平臺建設具有周期長和投資大的特點,建設規模大,則收益達不到期望;建設規模小,則無法滿足實驗教學要求。教學任務的不均衡導致了實驗教學平臺不能完全發揮其應有的功能,如某學年第一學期安排有“建筑結構試驗”課程,第二學期卻沒有安排,則第一學期實驗教學平臺承擔任務繁重,第二學期基本處于閑置狀態。結構試驗教學大綱一般只涉及基礎性和常見性試驗,這些試驗只需要常規的試驗技術和儀器設備就可以完成。隨著電子化、信息化技術在工程和科研試驗中應用的增多,新的試驗技術和儀器設備不斷出現,但儀器設備的采購周期長,更新速度滯后于科技的發展,學生很少有機會接觸。C.課程對學生創新能力的培養表現不足。學生參與度及對試驗項目的認知對實驗教學效果有著明顯的影響,每名學生對試驗環節的關注點不同,對試驗操作的參與度不同,則表現為試驗技能的認知存在差異性。實驗教學主要側重于認知教育和教學驗證,為了培養學生的團隊合作精神,一般每個試驗小組由4~5人組成,這就導致有部分學生袖手旁觀。創新型試驗一般為科研試驗和工程實踐試驗,但這些不屬于實驗教學內容,學生在常規教學型試驗中難以獲得創新意識。D.教學方式和考核方式單一。傳統的“建筑結構試驗”課程理論部分教學方式采用多媒體教學、板書輔助,以語言、文字和圖片的形式呈現給學生,缺乏形象性和直觀性,教師授課方式基本還是填鴨式,缺乏學生拓展和擴充課程體系的環節。在試驗實訓部分,布置給學生的任務基本上是大綱上要求的常規型試驗,缺乏開拓性和新穎性,學生學習動力不足。課程考核包括理論部分和試驗實訓部分,理論部分一般以試卷的形式考核學生對結構試驗理論的掌握,實踐部分主要通過實驗報告的質量進行評定,而實驗報告通常是由試驗小組人員共同撰寫,難以考核個別動手能力差、參與度低的學生的實際情況,使得實驗報告流于形式。

  3慕課建設建議

  A.以教學大綱為脈絡,以課程目標為導向,做好前期準備,合理劃分知識點。教學大綱是按照教學計劃要求編寫的指導文件,是進行教學工作的主要依據,也是評估教學質量的重要參考。在腳本寫作之前,根據教學大綱,進行教學資源搜集和整理,做好試驗儀器設備準備,建立課程題庫。在教案設計方面,做好創新工作,完善相關教學文件,制作多媒體課件。寫作腳本時,根據教學大綱,梳理教學內容的知識點,綜合各相關章節,尋求其知識性點的共性,進行高度凝練。視頻的制作應簡短精悍,每個知識點的講解時間控制在8~15分鐘,盡可能呈現最新的儀器設備和試驗技術,展現試驗操作過程和試驗現象。在試驗實訓部分,選擇典型的試驗,如混凝土梁受彎試驗,作為慕課范本,與試驗理論結合起來,既注重基礎知識的講解,又兼顧傳授專業知識,從而使學生掌握土木工程測試的基本知識和基本技能,提高學生分析問題和解決問題的創新能力,達到課程目標的要求。B.授課方式和考核方式多樣化,試驗課程內容豐富化。在授課過程中,主講教師可以更多地起到發起課程和協調課程的作用,根據學生對先導課程基礎知識掌握的情況,以課程目標為導向,制定個性化學習要求、學習任務和學習期限。試驗實訓部分視頻制作采取實景拍攝,以研究型試驗為背景,為學生展示新的技術和研究成果,培養學生的創新意識。理論部分視頻制作,可結合案例與試驗原理進行分析。在慕課建設中,加強過程化管理,注重培養學生的實踐能力和動手操作能力,應將課程的平時成績提高到50%以上。慕課學習成績評定,應考慮學生網上在線學習進度、回答問題準確度和網上互動等因素。C.借鑒精品課程的優勢。精品課程具有靜態數據庫的特點,課程建設者和提供者只需要展示各項課程資源即可,不必嚴密組織教學,但精品課程視頻時長一般為45分鐘,容易引起視覺疲勞[3]。精品課程具有一流的教師隊伍、教學內容、教學方法和教學管理,是高等學校在教學質量和教學改革工程中的重要組成部分。將精品課程進行慕課化改造或將慕課精品課程化,均是現代網絡課程優化的途徑。慕課體現了以學習者為中心的教學理念,學習者通過慕課平臺視頻、討論交流等模塊提前預習,進行問題的導入學習。把精品課程的優勢引入慕課建設中,可對精品課程的模式進行改造,對教學資源進行整合。教師通過平臺指導學習者課前預習、課后復習,從而呈現出教學主體和客體的多元互動,詮釋了教學互長的全過程,使學生充分體驗到課堂的生動性和趣味性,更愿意積極參與到教學過程中。D.將虛擬仿真實驗教學引入慕課建設中。虛擬仿真實驗教學利用現代多媒體、人機互交、數據庫和網絡通信等技術,實現虛擬現實的功能,在形象逼真的環境中,可為學生提供安全高效、開放自主的試驗平臺,達到傳統實驗室不具備或難以實現的教學功能[4-5]。但是,虛擬仿真實驗教學也有其弊端:研發標準不統一、運行機制不完善、資源共享性差、利用率低[6]。在“建筑結構試驗”慕課建設中,試驗項目視頻錄制需要前期準備、試驗操作和數據處理等過程,如果試驗操作者技術水平不高,可能導致錄制效果差,而且試驗操作不可逆,試驗消耗材料和人力較大。在此情況下,將虛擬仿真實驗教學引入慕課建設中,既節約試驗項目視頻的錄制成本,達到良好的錄制效果,又提高了虛擬仿真實驗教學平臺的利用率。E.將大學生結構設計競賽引入慕課建設中。大學生結構競賽的開展對土木工程本科生具有重要的意義,可增強學生對結構體系概念的認識、構建完整的知識體系,提高學生的動手能力。大學生結構競賽成績評比的最大分值比重是試驗驗證,這些試驗基本為模型試驗,成本相對較低,可進行破壞性加載,從而培養學生的分析和計算能力,鍛煉學生的動手能力和解決實際問題的能力。

  4慕課視頻拍攝和上線維護

  慕課視頻的拍攝一般有內錄拍攝、實景拍攝和虛擬拍攝等方式。理論部分可以采用內錄拍攝,在課堂教學課件的基礎上,對動畫、音效等視覺效果進行編輯,對于理論性強的知識點,教師可選擇不出鏡,這種拍攝方式成本低、易于編輯。試驗實訓部分可采用實景拍攝和虛擬拍攝兩種方式。將儀器設備和實驗室環境呈現在慕課視頻中,這樣學生在動手操作前對儀器設備和實驗室環境具有直觀的認識,在此情況下,宜采用實景拍攝,以增強課程教學的生動性。虛擬演播室是一種新型的視頻制作技術,將虛擬背景與現場拍攝圖像進行數字化合成,將任務與虛擬背景進行有機融合,從而獲得完美的合成畫面。試驗實訓中的試件設計、試件制作和試驗過程等步驟的視頻制作,宜采用虛擬演播室的拍攝方式,既能提高慕課的互動性,又能生動地展示試驗全過程。配套習題、網上討論、課后答疑等環節也是慕課建設的重要組成部分。建立課程習題庫,對相應的知識點進行歸納和細化,對相關習題進行審核編輯,以問答題、選擇題和填空題的形式上傳到慕課平臺上。吸取精品課程的優勢,以慕課團隊為單位對討論環節進行集體商議,結合試驗實例,建立與知識點對應的討論環節。除了習題需要及時更新外,慕課視頻也應及時更新,否則難以激發學生的學習興趣。“建筑結構試驗”課程的顯著特點是實踐性強,將慕課教學與實踐環節緊密結合,開展線下實體課堂教學是做好上線維護的良好方法。

  5結語

  “建筑結構試驗”課程是土木工程、橋梁與隧道工程、地下工程等專業的專業基礎課程,具有課時量少、內容多、實踐性強的特點,將慕課教育模式與傳統教學模式進行結合,更好地解決了目前教學中遇到的問題。將知識點進行碎片化處理,以視頻的形式呈現給學生,把教師從純粹的講授中解放出來,增強了學生與教師的互動性,培養了學生的自主學習能力。將精品課程、虛擬仿真實驗教學和大學生結構設計競賽引入慕課建設中,提升了該課程在土木工程實踐教學中的地位,開闊了學生的視野,培養了學生的創新意識,起到了理論與實踐結合的作用。慕課在“建筑結構試驗”中的應用,必將促進該課程教學質量的提高。

  參考文獻:

  [1]于佳.慕課視角下高校教學改革面臨的挑戰與對策[J].中國成人教育,2019,(03):54-56.

  [2]馬素萍,高洪波,陳英.慕課在社區教育應用中的主要問題及對策[J].當代繼續教育,2019,37(01):24-28.

  [3]朱云霞,張紅玲.“互聯網+”背景下高校教學改革初探[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2019,(02):61-63.

  [4]王紅玉,樊瑞晶.精品課程的慕課化改造[J].中國醫學教育技術,018,32(03):286-288,292.

  [5]米瑞利,殷曉三.高校虛擬仿真實驗室建設與管理[J].改革與開放,2015,(17):122-123,119.

  [6]殷曉三,孫玉周,米瑞利.建筑結構實驗課程虛擬仿真實驗教學[J].中國冶金教育,2018,(03):62-65.

  作者:殷曉三 李克 米瑞利 單位:中原工學院 建筑工程學院

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文章名稱:建筑結構試驗課程教學改革

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