時間：2022-10-02 17:53:56
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關鍵詞 建筑工程；實訓教學平臺；三維仿真系統
中圖分類號：G712 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2016）24-0052-02
Construction and Research of an Education Platform about Ha-ving Practical Teaching Which Combine Virtuality with Reality in Architectural Engineering//ZHANG Tao， KANG Jiatao
Abstract It can be summarized from investigation and analysis that there exist some architectural engineering problems， accordingly， the
idea of building an architectural engineering practical teaching edu-
cation platform of quaternity include texture， entity， virtuality， learning
is put forward. The platform is composed of four parts： entity model
for architectural structure， three-dimensional simulation system for
architectural structure，network management platform and mobile
terminals’ application software， meanwhile， shows the characteris-tics of virtuality with reality combining， management integration， creative teaching and environment for learning. And eventually， it constructs an integrated， multifunctional and omnibearing practical teaching education platform.
Key words architectural engineering； practical teaching platform； 3-
D simulation system
1 引言
高職人才的培養定位有其自身特性，既要注重理論知識的教育，又要注重崗位能力的培養。高職建筑工程技術專業是培養面向工程一線技術應用和技術管理的技術技能型人才，要求學生不僅要具有扎實的理論基礎，還要滿足工作崗位的崗位技能要求，因此，高職教育必須解決好理論教學與實訓教學的關系。但是受到安全、工期、交通等各種因素的影響，實訓教學的多個環節難以在校外工程現場開展，需要在校內實訓基地進行。校內實訓基地也存在場地有限、資金短缺、工藝難展現、綜合利用率低等困難[1-3]。
如何C合、高效、多方位地開展建筑工程實訓教學，始終是高職院校的一個難題。
為了解決實訓教學中存在的問題，各院校也都在做積極的嘗試和探索。通過建設建筑結構實體模型，解決工地認知實訓的困難；通過施工工藝仿真實訓軟件，解決工藝展現困難、難以循環利用的問題。這些校內實訓基地解決了部分實際問題，在一定時期內發揮了重要的作用，但是通過調研分析，也存在一定的問題：1）建筑結構實體模型實訓基地為靜態展示，學習方式單一，利用效果有限；
2）施工工藝操作實訓基地使用成本高、限制條件多，無法與課堂形成一體互動；3）虛擬仿真實訓軟件輔助教學，缺乏真實體驗感，無法感受工程現場真實環境；4）各實訓場
地、軟件獨立存在，缺乏統一的平臺管理。
為解決上述存在的問題，提出建設虛實結合實訓教學平臺，在統一的平臺下使教學、課程、實訓、自主學習有機結合。
2 平臺的設計理念
建筑工程虛實結合實訓教學平臺是以建筑工程技術專業核心課程知識體系為“理論”基礎，以“實體”實訓模型為施工工藝展示載體，利用“三維仿真、網絡信息化”為技術手段，達到創新教學模式、發揮學生學習能動性的目的，構建一體化、多功能、全方位的學習環境，打造“理、實、虛、學”四位一體的建筑工程實訓教學平臺。
3 平臺的基本構架
建筑工程實訓教學平臺是以教學資源庫為應用基礎，由建筑結構實體模型、建筑結構三維仿真系統、網絡管理平臺、移動端APP四部分組成。將實體、虛擬、教學、自學有機結合成統一整體，構建理實一體、虛實結合、教學一體的全新教學、學習環境。
教學資源庫 教學資源庫是信息化教學的基礎，豐富的展現形式可以滿足多樣式教學創新的需要，平臺的各組成部分通過不同形式調用教學資源庫的內容進行展示。教學資源庫是對具體知識節點的全面介紹和展示，其形式包括文字資料、圖紙資料、圖片資料、施工動畫、工藝視頻、課程視頻等。教學資源庫具有展現形式多樣、展示內容統一、資源及時更新等特點。
建筑結構實體模型 建筑結構實體模型是以實體結構形式展示建筑結構及建筑施工工藝。實體模型是課程理論體系的整合，包含磚混結構、框架結構、剪力墻結構、鋼結構、木結構五大結構類型，結合施工全過程中的基坑工程、基礎工程、主體工程、屋面工程、水電工程、暖通工程、消防工程、裝修工程等分部工程，部分分層形式展現關鍵工藝節點300多項，配以教學資源庫。
建筑結構實體模型可以對結構及節點靜態展示進行認知實訓，還可以通過二維碼掃碼調用教學資源庫內容，進行多樣化的動態展示。
建筑結構三維仿真系統 建筑結構三維仿真系統是以實體模型為藍本建設的虛擬仿真系統，虛擬環境與實體環境完全對應，能夠實現實體模型的虛擬網絡化，彌補實體模型靜態展示的單一性。建筑結構三維仿真系統可以實現建筑的三維漫游、虛擬化展示、知識節點學習、網絡化調用等功能。使用者可以通過網絡在終端登錄仿真系統，其體驗與實體結構模型完全一樣，既實現了結構模型虛擬化的隨時隨地調用，又滿足了虛擬仿真與實體結構的認知互補性，真正實現虛實結合，達到高度的統一性。
網絡管理平臺 網絡管理平臺是對教學資源庫、三維仿真系統、后臺管理的統一。平臺的各組成部分具有統一的網絡入口，通過身份認證登錄，可以實現仿真軟件的遠程調用、網絡課程學習、教學資源庫查閱、在線考試、統計報表分析等功能。
移動端APP 移動端教學APP是網絡教學管理平臺的手機版本，通過移動網絡可以滿足隨時隨地的學習需求，適應泛在學習模式下學生自主學習的需求。APP還可以對實體模型展示節點二維碼進行掃描，進行知識點學習。
4 平臺功能應用
建筑工程實訓教學平臺以教學資源庫為基礎，可以實現工藝節點的實體展現，可以實現軟件端虛擬三維仿真漫游，可以實現網絡學習，具有多維度、多樣式展示的特點，具體應用可以分為以下幾個方面。
教學應用 以教學資源庫為基礎，以實體模型、三維仿真、網絡課堂為展現方式，可以輕松滿足多種形式的教學融合需求，創新教學環境，為進一步改變教學模式、創新課堂設計打下基礎。管理平臺可以針對性地對每個學生的學習進度、在線考試情況生成針對性的分析報表，有利于教師掌握學生具體情況，進行針對性教學組織，滿足個性化學習的需要。
教師應用 平臺多樣化的展現形式可以為教師提供極大的便利，幫助教師進行教學創新，方便教師進行微課、慕課等教學組織，減輕教師工作壓力。教師組織的微課、慕課等教學資源可以加入教學資源庫，實現教學資源的循環更新，保證平臺的及時性、實用性。
學生應用 通過平臺的創新性應用形式，適應新時代學生學習特點，激發學生的學習興趣，調動學習的積極性。終端APP可以滿足學生隨時隨地的學習需求，創新泛在學習模式，創新學習環境。
延伸應用 平臺可以向企業實習學生延伸，通過網絡課堂、在線考試滿足異地實習學生的學習、考核及管理需求。平臺可以向工人技能培訓和崗位證書培訓延伸，進行網絡課程教學和實訓教學，打造培訓一體化平臺。平臺可以延伸為建筑百科，滿足不同人群、不同時段、不同地點的學習需求，打造綜合化建筑百科學習端。
5 特色創新
建筑工程實訓教學平臺是理論教學、網絡技術、教育信息化的多方融合，在設計理念、展現形式、應用環境方面具有明顯的特色和創新。
虛實結合 通過實體模型與三維仿真的一一對應，真正實現實訓教學虛實結合的理念，使實體模型與三維仿真y一在一個平臺，既互相支持，又互相印證補充。
資源統一性 教學資源庫作為平臺的各組成部分的應用基礎，實現資源調用及展現形式的統一性，使資源的更新維護具有方便快捷的特性。
拓展延伸性 平臺可以在軟件集成上進行擴展，在使用范圍上進行延伸，具有拓展延伸性。
環境創新性 通過平臺可以實現展示形式的多樣性，滿足教學模式創新需求，滿足隨時隨地的學習需求，營造創新性的教學環境及學習環境。
6 結語
建筑工程實訓教學平臺是河南交通職業技術學院為改革實訓教學、創新實訓環境而重點支持的實訓建設項目。該項目啟動之初對相關院校進行了考察學習，對實訓教學及實訓建設中存在的問題進行了分析總結，針對性地提出“理、實、虛、學”四位一體的建筑工程實訓教學平臺，真正實現虛擬仿真和實體結構的完美結合，達到虛實結合的設計理念，在多個方面具有其特色和創新性。該平臺的建成必將極大改善學院的實訓教學條件，營造全新的實訓教學環境和學習環境，為教學理念、教學模式的改革和創新注入全新動力。
平臺的建設也對管理人員和教師提出更高的要求，在后續使用中要注重對師資的培養，平臺的良性循環最終要依托素質優良的教師。另外，教育理念和科學技術都處于快速發展之中，這就要求管理人員注重利用新理念和新技術對平臺進行升級優化，保持其先進性。
參考文獻
[1]陳璐.普通高校建筑工程技術專業實踐教學現狀和改進策略[J].中國裝備技術教育，2015（16）：159-160.
關鍵詞：高職教育；結構模型；結構識圖
中圖分類號：G710 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）030-000-01
建筑結構識圖能力對于建筑工程管理專業是一項基本技能，在施工現場，讀懂結構施工圖紙是做施工員，監理員，資料員，安全員等崗位的必備基礎。然而，高職院校中，對于結構施工圖的識讀，尤其是查閱平法圖集相應構造圖掌握構件節點鋼筋構造要求和排布次序對學生來講依然是難點，也是識讀結構施工圖的重點。由此可見建筑工程管理專業結構識圖能力對于學生學習的重要性，因此教師要將其貫穿于教學過程的始終。
一、現狀分析
如何解決學生識讀結構施工圖的困難的問題，通過分析學生學習結構施工圖的現狀和課程教學當中存在的問題。總結以下：
1.理論教學的局限性
課堂理論教學，僅通過實際工程圖片和綁扎鋼筋視頻等輔助手段，展示的內容依然不蟯暾。雖然有鋼筋模型教具，但只是單一構件，不能夠涵蓋各種節點的構造，覆蓋面過小。實訓中心的建設一定程度上可以彌補理論教學的單一，提高學生識圖能力，但是班級學生較多，難以組織。
2.學生學習效果較差
學生對于平法圖集制圖規則掌握不好，記憶不牢，不會根據圖紙查閱圖集中相應的構造詳圖；學生空間想象能力較弱，很難根據平面配筋想象出空間中節點鋼筋構造與排布。在圖紙抄繪作業中只是機械的抄圖，并沒有理解構造要求。
3.學生的興趣引導
對于動手的作業，更能激發學生嘗試的熱情，要使學生主動參與學習，提高對《結構基礎與識圖》課程的興趣，進而鼓勵學生深入學習，提高學校效率。
二、結構模型制作實訓
結構模型制作實訓的引入，目的是學生通過完成模型制作的任務，能夠熟練的識讀結構施工圖，能熟練的查閱平法圖集，能在教師的指導下，以小組的方式獨立完成構件的鋼筋算量、放樣圖繪制和鋼筋模型綁扎的全過程。讓學生在這個過程中提高自身的結構施工圖的識圖能力，培養學生實踐動手能力和團隊協作能力。結構模型制作作為《結構基礎與識圖》學期末的集中實訓，實訓時長為一周。
1.實訓任務
背景：某實驗樓建筑，抗震等級為二級，框架結構，獨立基礎，三層。建筑面積3000平方米。本項目要求學生在一周內完成實驗樓的構件放樣圖繪制及基本構件的模型（梁板柱基礎、樓梯）制作，并進行成果匯報。
2.實訓過程
（1）復習和引導學生回憶結構施工圖制圖規則和構造詳圖，利用多媒體演示，講解梁、板、柱、墻、基礎等構件平面表達形式、配筋信息等。分組布置任務和制定進度計劃。讓學生對本周將要完成的任務有大概的了解，并且在頭腦中構建出鋼筋骨架
（2）分組繪制各構件的構造詳圖，根據各構件的平面配筋圖繪制梁、板、柱、基礎、樓梯等構件的配筋放樣圖，此過程需要查閱平法圖集以及其他相關規范，是學生制作模型的前提，也是反復熟悉圖集的過程。在此過程當中，學生一方面鞏固了結構施工圖制圖規則方面的基本知識，另一方面要考慮各構件節點構造要求，例如梁板柱節點鋼筋排布和各構件在節點位置錨固長度的要求。通過這個重要的環節，加強學生對基礎平面布置圖，柱配筋圖，梁配筋圖，板配筋圖和樓梯配筋圖的識讀方法和相關的構造要求的學習。
（3）根據繪制的構件配筋放樣圖準備材料制作結構配筋模型。根據繪制的放樣圖以及材料的總量，每組按照規定的模型比例，計算鋼筋的下料長度，此環節建立在構造要求掌握良好的基礎上。
（4）總結匯報。每組對實訓周的成果和過程進行匯總展示，并定期匯報實訓過程收獲。
3.實訓成果
每位學生獨立完成上交一張A2幅面圖紙的構件的配筋放樣圖、每組提交結構構件模型一個。
4.考核
每組提交成果并進行匯報，以答辯的形式考察每個學生在結構模型制作實訓中學習的程度。教師進行點評和打分。
故模型制作是學生們邊做邊思考的實踐過程，這樣既提高了學生的動手操作能力，也提高了他們的空間思維創造能力。
三、建筑結構模型制作實訓效果評價
建筑結構模型制作實訓過程中發現，從以下幾個方面促進了學生結構識圖能力的提高
1.激發學生學習的熱情
結構模型制作彌補了圖紙、照片、視頻這些方式的不足，讓學生接觸到了實際的配筋和鋼筋綁扎的過程，見證了由圖紙到實物的過程，充分的調動起學生的積極性，發揮學生的主觀能動性和獨立思考能力，在模型制作的過程中遇見的問題，也能夠主動詢問老師或者上網查閱資料。
2.增強學生空間理解力
把抽象的概念具體化、形象化，需要建立圖紙與實物之間的關聯性，從而更深刻的將G平法圖集的構造知識融會貫通。在模型制作過程中，空間實物能夠更加清晰全方位的表達節點構造也使得在模型完成以后，對結構施工圖紙有了空間上的深入理解。
3.培養學生良好的自學習慣
培養了學生遇到問題查找規范、圖集，解決問題的習慣。
4.培養學生綜合素質
實踐證明，團隊意識和個人自豪感在總結匯報當中尤為凸顯。
四、小結
要采用理論與實踐相結合的手段，通過訓練逐步培養學生的結構施工圖的識讀能力
高職院校就要不斷更新教學理念、創新教學方式方法。同時，教師還要加強建筑結構識圖課程與建筑材料課程、施工課程等先關專業課程的聯系，這樣才能全面提升學生的知識水平，也有利于學生專業技能的快速提升。教學在教學過程中要處理好基礎知識、實際工程圖知識、職業能力之間的關系，以全新的思維和最大的效率煥發老師和學生教與學的熱情。
參考文獻：
[1]鄭曉麗.關于提高學生建筑工程識圖能力的建議[J].中國教育技術裝備，2011（24）.
[2]鄭慶波.談如何提高學生建筑工程識圖能力[J].科匯，2011（06）：61-62.
關鍵詞：虛擬現實；計算機仿真技術；建筑工程
Abstract: This paper deals with the application of virtual simulation technology in architectural engineering structure the meaning of teaching, and combined with the reality of the foreground of application of virtual simulation technology.
Keywords: virtual reality; computer simulation; construction
中圖分類號：C42文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
1、建筑教學重要性
隨著建筑行業發展，建筑市場競爭越來越激烈，建筑企業對人才的要求越來越挑剔，要求畢業生除具備扎實的工程理論基礎、合理的工程知識結構外；還要有較強的創新意識及解決建筑工程實際問題的能力。對于建筑類畢業生，要求畢業生到單位就能編制預算和進行工程技術指導及工程質量監督。因此原有以理論教學為重點的教學模式已經遠不能適應現代人才市場的需求，必須加強實踐性教學改革，注重學生實際能力的培養，使學生畢業后上手快、動手能力強，把學生培養成為單位滿意的實用型人才。
2、現階段傳統教學存在弊端
而傳統實踐性教學環節主要是通過兩點進行開展的。1、開展實訓項目，如：墻面抹灰、鋼筋綁扎等比較簡單的實訓操作。這種方式可以一定程度上加深學生學習的印象，可以起到一定的實訓教學的作用，但是，對于整個工程項目的流程實訓則是無法完成的。并且，有些高職院校的實訓條件有限，建筑材料無法循環使用，導致實訓成本過高，大大影響實訓的可操作性。2、帶領學生去工地參觀。帶領學生到現場參觀是最為直接的實訓教學，也是最貼近實際工作環境的實訓教學，但是這種方式也有弊端。比如天氣原因有可能導致工地停工，學生無法進行參觀學習。另外建筑工地危險因素多，存在很多安全隱患，也會給建筑實訓帶來一定的問題。
因此，有沒有一種方法即能讓學生學習到現場才能學到的東西，直觀的學習工地上的知識，又能不受天氣等環境條件的約束，可以在室內就可以進行多種角度和全過程的實訓模擬呢？答案是肯定的，那就是虛擬仿真技術。
3、三維仿真的優點
什么是虛擬仿真呢？虛擬（Virtual Reality)，仿真(simulation)，就是依托計算機通過人的視覺、聽覺等進行現實情況的再現。90年代初，美國將虛擬現實技術應用于軍事領域，開發有虛擬戰場模擬、單兵訓練的模擬、諸兵種聯合訓練模擬以及訓練指揮系統等。虛擬現實技術隨著網絡、經濟、社會的發展在各個領域得到了廣泛的應用，其中在虛擬建筑施工的應用中，鋼結構施工方面的研究顯得尤為多。
分析國內外的現狀總結得出: 虛擬建筑施工的開發工具有 Open GL、CAD、3ds max、3dsviz、Ansys、UG、Virtools、X3D 等。Virtools主界面見圖1，應用于輔助教學的虛擬房屋建筑的系統，目前有學者和專家已經提出，并有部分一線的教師開始著手研究，改革傳統建筑教學先進理念、理論和設計相關的論文也在報刊雜志中有刊登，但針對《建筑結構》的虛擬輔助教學系統具體的開發和應用尚處于萌芽狀態，筆者也在積極地探索中。
本文所使用的三維仿真主要是利用 CAD、Photoshop 和 3Ds max 在 Virtools 開發平臺上開發一款適合于土木工程專業、工民建專業和建筑施工人員崗位培訓的輔助教學系統。通過觀摩建筑虛擬形成過程的動畫展示，自主進行房屋建筑搭建的實踐操作，達到學習新知識，復習舊知識的目的。觀察形成過程，模擬施工工序的步驟，充分培養學習者把二維圖紙三維實物化的能力，使學習者不僅能形象生動觀摩房屋建筑形成的過程，而且通過自主構建房屋主體結構的練習使得施工技術的概念得到不斷的強化和鞏固，并最終掌握相關知識。全面認識房屋構造結構，把書本上的知識統籌、梳理清楚，具體應用在以后的工作中。激發學習興趣，進行更深入的自主探索房屋建筑施工過程，創造性的理解施工組織與設計，從而更好地掌握《建筑結構》課程的知識內容。
4、三維仿真在教學中的應用
建筑結構虛擬教學系統的建立可以通過計算機虛擬一個可控制的、無破壞性、安全性強、并允許多次重復操作的平臺，利用虛擬現實技術的特性，造就桌面式房屋建筑虛擬環境。它不僅能提高教學效果，更重要的是讓缺乏實踐和觀摩條件的學生不受時間、地點等多方面條件的限制，通過屏幕就能夠“身臨其境”觀摩建筑過程，并且通過計算機的虛擬，掌握施工設計的技術，對《建筑結構》中不容易理解的知識點有了更具體的認識。因此，房屋建筑過程和結構的可視化模擬是一個很重要的研究方向，有著廣闊的應用前景，具有較高的實用價值和現實意義：
⑴克服了房屋建筑施工現場實習、見習活動在時間和空間的限制，學生可以在計算機平臺上利用系統輔助見習，教師針對教學內容進行演示操作等相關的教學活動。
⑵把抽象的理論知識具體化，學生不但可以直觀明了的觀看整個建筑形成的過程，而且還能通過系統掌握二維圖紙三維化識別的能力以及建筑設計能力。
⑶解決了學生由于缺乏現場感觀而學習效率底的教學難點，一定程度上擺脫了安全、材料消耗、沒有見習場地等方面的制約。降低了實踐教學的成本和節省施工所用材料、機械設備、交通等方面的經費。按照教學需求或施工圖紙進行反復演示或操作，讓學生觀看內部構造結構，正好彌補了現實施工中不可“復制、再生、切割”的這一缺陷。
⑷教學系統的運用改變了傳統《建筑結構》的教學模式，促使理論教學更有效率、向更加科學化的方向發展，為突破傳統的房屋建筑教學頸瓶，提供了良好的條件。
對于高等職業教育，考試是基于培養目標需要，對學生的知識、技能、能力和素質水平進行測量和評價的教育活動。考試的目的在于充分發揮督導激勵、評學促教和教學管理功能，通過考試方法的改革，調動學生的學習積極性，變被動的學習為主動的學習，變消極的學習為積極的學習。考試應注重理論知識和掌握實際操作能力的雙重因素。近年來，我校對學生的考試考核方法進行改革探索，為更好地實現教育目標，將建筑結構課程考核采用平時考核與最終考核相結合方式，分別采用了開卷、閉卷考試、課堂提問、課程設計、設計答辯等多種方法相結合、符合課程內容特點的考試方式，對理論教學與實訓分階段進行考核，課程成績進行綜合考評。具體方式為：
1）“考教分離”基本知識考核：由熟知該課程教學內容的教師根據教學大綱要求出若干份不同試卷組成試卷庫，在考前通過人工隨機抽卷進行考試，完成建筑結構基本原理與知識考核。最終考核采用閉卷考教分離，從而有利于維護考試的嚴肅性、公正性和客觀性，此項占成績50%。
2）課程設計考核：一般情況下，課程設計是在教師講授完一部分內容的基礎上布置進行的，目的是加深鞏固所學的知識。為避免在進行課程設計時，有些同學不認真完成，而是在臨近交設計成果時，拿一份已完成同學的課程設計來參考與抄襲的情況出現，我們采取步進式考核方法，做到每一項一登記、評價，及時掌握學生的實習過程，及時答疑，準確考核學生的設計及繪圖能力，此項占成績30%。
3）課程設計答辯：為檢查學生掌握各項技能掌握情況，針對設計成果中的錯誤進行指導，這種做法的個體性很強，真正能做到讓本人意識到錯誤在哪里，更好的讓其他同學一起面對錯誤問題，將該環節納入考核之中。方式采取由指導教師設計好答辯問題，尤其是課程設計中會出現的關鍵性問題，在學生完成課程設計后抽簽進行面試，同時結合同學本人完成的課程設計成果進行提問，根據回答結果結合課程設計成果評定成績，此項占成績10%。
4）平時成績考核：將課堂提問與課堂表現、課內設計作業及課外設計大作業環節納入考核之中，此項占成績10%。課堂提問與課堂表現：針對課程內容以及課后遇到的問題進行提問，培養和評定學生分析和處理問題的能力。課內設計作業：注重建筑結構基本構件設計計算能力培養與訓練；包括查閱理解梁、板、柱、建筑基本構件結構構造要求，以及規定荷載條件下各基本構件的設計計算。課外設計大作業：注重一般建筑結構力學模型建立及分析計算能力的培養與訓練；包括查閱理解如整體鋼筋混凝土樓蓋、樓梯、雨蓬、屋架、混合結構墻及柱等結構構造要求、規定荷載條件下一般建筑結構設計計算評定。通過以上四方面綜合評定學生的成績，課程成績以百分計，其中課程設計占30%，課程設計答辯占10%，平時成績占10%，課程基本知識考試占50%。
2考試改革創新點與啟示
1）側重“工學結合”的考試方法的改革，將理論教學與實訓分階段進行考核，課程成績進行綜合考評，理論考試成績占60%，實訓實操成績占40%，重視學生基本技能的培養。同時在課程理論部分的考核過程進行改革，建設建筑結構試題庫使課程的考核過程標準化，使學生更好的掌握課程知識與技能。
2）在課程中進行了課程考試改革試驗，探索“以考核知識的應用、技能與能力水平為主的，平時的形成性考核與期末的總結性、鑒定性考試并重的，由多種考核方式構成、時間與空間按需設定的多次考核綜合評定成績的課程教學考試模式”。
1.1教學方法單一,實踐環節較少
高職類院校授課方式多以理論教學為主。教學方法單一,缺少實踐環節,整個課程上下來,不僅學生缺乏學習興趣,教師也會感到枯燥乏味。
1.2課程理論基礎高,學生學習有畏難情緒
《建筑結構》需要以高等數學、建筑材料和建筑力學等課程為支撐,其中建筑力學與本門課程聯系極為緊密。力學學習的好壞直接影響本課程的理解和掌握。而高職類學生入學分數低、基礎差,在學習力學時就存在較大困難,面對本課程中建立力學模型、受力分析更是無從下手。由此,很多學生心理上產生畏學情緒。
1.3學習學習態度不端正,思想上重視不夠
筆者在授課過程中,接觸過很多學生由于對建筑專業認識不足,認為自己以后主要是施工、監理等管理方向的工作,而建筑結構是從事結構設計工作所必須。因此,學與不學沒有太大關系,平時上課總是無所謂的態度,總指望考前突擊,缺乏學習的動力。
2教學探索
針對《建筑結構》教學中存在的以上幾點問題,筆者結合自己的教學經歷做一些有益的探索,主要為以下幾點。
2.1上好緒論課,端正學生學習態度,培養學生學習興趣
緒論課的學習不僅讓學生了解課程內容,學習方法,更應該明確學習該門課程的重要意義。首先要樹立正確思想,即在整個建筑行業中,凡參與工程建設的人員,都應具備相關的結構知識和技能,這在整個工程建設中起著先導性、關鍵性的作用。再者,通過緒論課喚起學生求知欲望,激發學生學習興趣。興趣是教育的支點。只有教學中激發學生的學習興趣,才能提高其注意力,促使學生學好本門課程。筆者建議在緒論課上可以從學生熟悉的建筑實例出發,介紹相關的結構知識,明確學什么;還可以通過講解工程事故實例,讓學生了解學習建筑結構的重要意義,明確為什么學。
2.2優化課程內容,注重前后課程的銜接
優化課程內容要以“服務施工”為宗旨,體現“實踐性”和“技術性”的特點。選擇適用高職類學生的教材,或者將教材內容進行整合,實現模塊教學。比如,介紹受彎構件時,將鋼結構受彎構件和鋼筋混凝土受彎構件合并一起講解。通過對比,找出兩種材料在受彎狀態下承載力計算和構造要求不同點,更容易讓學生理解、掌握。再者,由于先后課程有時間間隔,在授課過程中,具體章節涉及的相關前續課程要做適當回顧,尤其是力學知識。比如講解框架內力計算中分層法、反彎點法和D值法時,先復習力學中的力矩分配法相關知識,有助于對新知識的理解。
2.3采用多種教學方法和手段,調動學生學習積極性
在教學方法上,改變以往純理論灌輸式的授課模式,嘗試新的方式方法,做到深入淺出,通俗易懂。課堂采用對比法,任務法、啟發式法等多種教學方法,活躍課堂氣氛,調動學生學習積極性。在教學中,通過采用PPT、CAI課件和工程視頻錄像等現代化的教學手段,創建生動、逼真的學習環境,激發學生學習興趣。以講授構件承載力計算為例。通過播放構件的承載力試驗錄像,讓學生對構件破壞形式有感官認識,有助于學生對公式推導和構造要求的理解。不僅如此,還可以采用現場教學的方式。將課堂搬到施工現場,彌補課堂教學的不足,讓學生身臨其境,全方位、多角度的理解和掌握所學的知識點。比如,在鋼筋混凝土梁、板、柱施工現場,既能了解具體構件受力鋼筋和構造的直徑選取、位置布置,還能了解鋼筋的搭接長度和綁扎方式,使學生對所學知識有全面的理解;在鋼結構廠房施工現場,不僅可以學習鋼結構的連接方式,梁板柱的連接節點的做法等,也可以學習鋼結構構件吊裝等相關的施工工藝,為后續課程打下基礎。
2.4采用多種考核方式,加強實踐教學環節的考核
本門課程卷面考試的形式。這種單一的考核形式勢必造成學生平時不用功,考前臨時抱佛腳的做法。再者,單純的卷面考試也不能考核學生的實踐能力,體現不出高職教學的“應用性”的特點。因此,要提高本課程教學效果,考核環節要做適當改變。筆者建議在考試中加入實踐能力的考核,即將卷面成績和實踐實訓成績綜合評定。其中實踐實訓可以包括課程設計、試驗;也可以通過讓學生動手制作具體的構件來檢驗對截面設計、配筋計算和構造要求等知識點的掌握;還可以通過施工圖識讀來檢驗學生的識圖能力等。
3結語
筆者在教學中發現，一年級學生初學建筑制圖課程時因空間想象能力差感到學習困難，在識讀建筑工程時因缺少感觀認識和建筑構造、建筑結構等知識難以識讀建筑施工圖;在大學二年級時，建筑識圖基礎不扎實的學生懼怕在專業課中識讀工程圖，也影響了相關專業課的學習，然后所學的知識都是零散的，沒有接觸實際的工程圖紙，在一些頂崗實訓中，有些學生看到一疊疊的圖紙根本無從下手，從來都沒有接觸過識圖訓練。對于一些制圖標準由于也沒有接觸實際的工程圖紙也掌握不了。
2建筑識圖基礎理論的培養建筑施工圖識讀過程是一個思維過程，是根據必備的基礎知識和一定的實踐經驗去解讀房屋建筑圖紙所表達的建筑物的形狀、大小、構造及有關技術要求等內容。筆者在教學中發現，一年級學生初學建筑制圖課程時因空間想象能力差感到學習困難，在識讀建筑工程時因缺少感觀認識和建筑構造、建筑結構等知識難以識讀建筑施工圖;在大學二年級時，建筑識圖基礎不扎實的學生懼怕在專業課中識讀工程圖，針對這些問題，采用了現場教學法，模型教學法，工程案例教學法。
2．1模型教學法
(1)觀看模型，掌握建筑工程投影原因
在學習《建筑工程制圖》課程中，教學中讓學生看基本形體如棱柱、棱錐或者基本模型，增加他們對三視圖之間投影關系的感性認識，驗證投影原理。同時課后布置根據投影圖轉換繪制作業，來提高學生空間想象力及建筑形體的表達方法。
(2)模型制作與施工圖識圖相結合
對于結構施工圖，由于現場教學不好組織，鋼筋工程屬于隱蔽工程，很難看到鋼筋的配筋情況，因此，從圖紙到實際有很大的難度，也是很多學生的薄弱環節。針對同學們對結構鋼筋圖看不懂，在課程教學中引入小型結構模型的制作，在模型的制作過程中，讓同學們明白一些鋼筋的具體布置，與結構圖識圖理解過程不謀而合。此方法作為提高識圖能力的輔助手段，發揮了學生在校期間學習的積極性、主動性和創造性。尤其是在空間想象能力的培養上，省去了繁瑣的空間想象能力思維引導過程。
2．2現場教學
在學生識圖教學過程中，常常會有學生提一些看似簡單卻又不怎么好解釋的問題，如:“這是什么呀”，“什么是散水、女兒墻”等，其實這些在課堂中都已經講解過，但是由于一些構造抽象，講解過后沒有留下任何印象，有些即使了解，但也弄不清楚，其實很多問題在課堂上解釋半天，只要帶學生到現場一看就什么都知道了，于是，帶學生進入現場進行實際現場教學試必不可少的，但是對于一些在建工程的施工單位而言，由于安全問題，不愿接受學生到施工現場學生，因此，目前進行現場教學對象主要是已投入施工的工程，比如學校的教學樓，宿舍樓。對于現場教學要進行很好的組織，才能達到預期的效果，在筆者的教學經驗中，總結如下幾點。
(1)教師應事先確定教學的實際工程，弄清該工程的構造特點，以安排具體的教學內容。
(2)將學生分組，每小組5－7個人。
(3)布置適當的學習任務，以至于使學生不至于走馬觀花。甚至無所事事，比如要求學生帶好小圖版、筆記本、卷尺等用具，對實際工程構件進行測量、記錄，并繪制在圖板上。通過這種方式，學生對建筑工程構造做飯建立了形象直觀的認識，加深了相關構件含義的理解。還能將建筑工程制圖方面知識加以運用，從而有助于進一步提高學生建筑工程識圖方面的能力。
2．基于工程實踐案例教學
在學習完建筑工程制圖、建筑構造以及建筑結構課程后，為了學習能夠系統的接觸工程中的圖紙，安排了一周建筑識圖實訓課程。實訓時間的安排:我們的建筑識圖實訓周安排在三年級開學初，恰好在學生學習完基本專業知識之后，走入崗位之前，為以后頂崗實訓和零距離就業創造條件實訓周的任務:讓學生讀懂一套來自實際工程的建筑工程施工圖實例，精選施工圖紙很重要，圖紙的內容不易過難，由于學校是新建的學校，考慮到學生可以與實際相結合，選用的圖紙基本是學校工程的圖紙。實訓的組織方式與內容:學生進行分組，一組4－7人，一套實際工程圖紙，分組進行討論，一起進行解決問題。實訓最后進行考核。考核先進行筆試，然后對每一位學生進行口頭答辯。
3．結論
關鍵詞：PKPM 教學內容 問題探討 實踐能力
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（b）-0000-00
引言
PKPM土木建筑設計系列軟件是我國建筑科學研究院研發，集建筑、結構、設備（給排水、電氣、暖通）設計于一體的大型集成化CAD系統，是目前國內各設計院結構設計中使用最廣泛的結構計算軟件之一，為我國土木建筑行業設計實現甩掉尺規、圖板；提高設計效率作出了突出貢獻，成為結構設計人員必須熟練掌握的基本技能。因此，《PKPM建筑結構設計》課程是高校建筑工程專業必須開設的一門專業基礎課，它集專業知識理論和實踐操作為一體，學好該課程不僅要求學生能夠熟練操作軟件工具和命令，而且要求學生儲備足夠的專業理論知識并能進行遷移應用以便準確設置相關的計算分析參數，所以《PKPM建筑結構設計》課程雖然是一門計算機實踐性課程，想教好、學好都不容易。因此，有必要對《PKPM建筑結構設計》課程教學中存在的問題進行總結，分析問題的原因，探索有效的解決措施，改進教學效果【1】，從而切實培養出與企業需求相符的專業應用人才。
1 《PKPM建筑結構設計》課程教學內容
建筑結構的結構體系形式多樣，教學學時有限，《PKPM建筑結構設計》課程教學無法覆蓋所有結構體系，通常以最為常見的現澆框架結構為建模對象組織開展教學內容，同時結合所教學的具體專業進行PKPM教學模塊的取舍。
具體課程教學過程圍繞現澆框架工程實例，利用模塊一PMCAD創建全樓模型，施加樓面、屋面恒、活荷載，進行樓面布置及樓面荷載傳導計算；接PMCAD模型數據生成模塊二SATWE分析數據，進行分析與設計參數設置，啟動分析進行結構內力配筋等計算，查看分析結果圖形和文本；利用模塊三繪制梁、柱結構施工圖以及模塊一繪制結構平面施工圖；以柱下獨立基礎為例，接SATWE上部計算數據進行柱下獨立基礎設計計算，并繪制基礎平面施工圖及基礎詳圖。以上教學內容選擇和教學過程的安排主要依據建筑結構設計過程，通過對各功能模塊下各菜單命令的操作和講解，讓學生了解和掌握PKPM結構設計的基本步驟。
2 《PKPM建筑結構設計》課程教學中的問題
2.1功能模塊一PMCAD學習中的問題
本模塊中有些命令工具與AutoCAD相同，命令的掌握并不難，本模塊操作中存在的主要問題有：
（1）不能正確區分結構體系中的承重構件與非承重構件：建立框架結構模型時除了在軸上布置梁、柱構件外，還額外布置填充墻；
（2）不理解標準樓層含義：建立框架結構模型時，不考慮各樓層的平面布局實際情況，框架結構共有幾層就相應建立多少個標準層；
（3）不清楚樓面和屋面：部分同學不清楚樓面和屋面的區別，因此不能正確的布置相應的樓面和屋面恒活荷載。
（4）不清楚梁間荷載：不清楚框架梁梁間荷載的來源也不知道如何根據所給設計條件進行估算。
以上問題涉及到學生前期所學課程中的一些基本的概念和基礎知識，針對上述問題課堂教學過程中適當補充講解相關知識點，基本可以在實踐上機操作練習中避免出現同樣的問題。
2.2功能模塊二SATWE分析中的問題
SATWE是PKPM結構設計模塊的核心功能模塊，本模塊啟動計算分析前需要進行多項設計參數設置，計算分析完成后需要查看分析結果圖形和文本文件。設計參數設置和查看分析結構是SATWE模塊的關鍵步驟，這兩大步驟是學生最難把握而最容易選擇忽視的地方。
（1）設計參數設置：幾乎每項各項參數設置都對應著相應的不同規范條文――荷載規范、抗震規范、混凝土規范等。雖然學生在前期的專業課程中有所涉及，但都是零散、分散的知識點，而且幾乎都忘記了；授課教師備課時可以對相關的專業知識、規范條文進行充分的準備；但規范的講解比較枯燥乏味，而且學生手中缺少相應的規范，短時間集中灌輸大量信息，學生很難集中注意力認真聽講。
（2）查看分析結果圖形和文本文件：學生上機操作時在老師的要求下會打開混凝土構件配筋圖、WMASS.OUT、WZQ.OUT、WDISP.OUT等圖形、文本文件查看，但不知道看什么，怎么看，不理解編號、符號的含義以及如何根據結果進行評估判斷。
SATWE模塊的操作非常簡單，最關鍵的就是參數設置和查看分析結果，但由于上述問題的存在， PKPM的學習和運用僅停留在基本命令操作使用的初級層面上。
2.3功能模塊三繪制梁、柱施工圖中的問題
模塊三要求在完成模塊一、二的基礎上，繪制梁、柱的平法施工圖，該模塊操作比較簡單，學生都能熟練掌握，但僅滿足于完成出圖操作，缺少讀圖識圖能力，因而忽視圖識圖過程。
這與專業課重理論輕實踐有關，相關專業課教學主要向學生講解構件內力計算、截面配筋計算，而缺乏足夠繪制截面配筋圖以及讀圖、識圖訓練。
2.4功能模塊四JCCAD學習中的問題
本模塊在教學中主要講解柱下獨立基礎的設計操作，相對比較簡單，學生易于掌握，存在的問題和功能模塊三相同，讀圖識圖能力欠缺；另外，基礎類型多樣――墻下條基、筏板基礎、樁基礎，這些基礎類型不能逐一講解，一方面是由于PKPM學習課時有限，另一方面學生在學習基礎相關課程的時候也沒有系統學習每一種基礎類型，缺乏相應的知識儲備。
3 《PKPM建筑結構設計》課程教學改進探討
上述各模塊教學存在的問題可以歸納為兩個主要方面：一是學生缺少系統的專業知識儲備；二是專業實踐、實訓能力不足，這也是目前高校本科生培養中普遍存在的兩大問題。要改進PKPM課程的教學效果，需要克服上述兩大問題，而解決這兩大問題，僅靠本門課程授課老師去克服顯然不現實，它需要建筑專業各專業任課老師共同努力。針對第一大問題，任課老師可以根據講授過程中出現的問題，把它們歸類到相應的專業課程中去，并把它反饋給專業課程任課老師，讓他們在講解相關知識點的時候著重強調。第二大問題PKPM教學中所需要的讀圖和識圖能力，可以通過開設建筑識圖課程、加強實訓鍛煉來解決。
結語
PKPM系列CAD軟件作為輔助設計軟件，操作簡便、計算精確、運行效率高、設計修改方便，國內大多數設計院的結構設計都采用該軟件來完成，成為建筑工程專業畢業生必備的技能。《PKPM建筑結構設計》課程雖然是一門計算機輔助設計課程，初級層面的菜單、命令操作容易掌握，但由于它的操作和運行建立在專業理論知識基礎之上，因此不可避免在學習過程中會存在上述影響教學效果的問題。即使前述問題都得到了解決，那也只能表明學生具備了運用和操作PKPM軟件的基本能力，而做出一個受力合理、經濟適用的結構設計還需要足夠的工程實踐經驗進行輔助判斷、手算校核以及設計修正【3】。因此，熟練掌握和運用PKPM是一個長期的學習過程，課堂教學只是引導入門的過程。
參考文獻
【1】 趙海燕，趙軍，PKPM建筑結構設計軟件課程教學探討[J]，價值工程，2011（1）：283-284
關鍵字：建筑結構；平法識圖；教學改革
[abstract] the building structure basic knowledge and flat law knowledge chart course according to the engineering cost to the future work students the skills needed to set, the course will be flat law knowledge chart and architectural structure basic knowledge into a whole, in the construction of the structure stress system as a starting point, and the students to better understand the general method of flat purpose, to students for a later work lay the foundation.
Key word: building structure; Flat law knowledge chart; Teaching reform
中圖分類號：G424.21文獻標識碼：A 文章編號：
高職院校中的工程造價專業所培養的學生，是面向工程一線，能勝任工程造價崗位需要的，具有良好職業道德的高技能專門人才。本課程是工程造價專業一門專業基礎課，其目的是使學生掌握一定的建筑結構基礎知識，有正確的結構意識，并能夠熟練掌握混凝土結構施工圖平面整體表示方法，在今后的工作中能夠順利地與設計人員和施工人員進行溝通。為此，本課程的教學過程需要在發展中改革，在改革中求創新，在創新中求發展，充分調動學生學習的主觀能動性，培養成扎實的崗位職業能力。一、將項目教學引入課程教學
1、項目教學瞄準崗位需要
項目教學最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”被動的教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。所以，本課程的項目教學瞄準了崗位需要，以真實的項目圖紙為中心進行教學。高職工程造價專業的畢業生，就業崗位涵蓋了造價員、施工員、質檢員等諸多崗位，這些崗位的基本要求是能夠按圖預算、按圖施工、按圖質檢，即，解決了識圖的問題就解決了崗位的基本能力需求。建筑工程施工圖的識讀能力是工程造價專業學生的核心能力之一，也是為將來學習其他專業課程及造價軟件操作的重要基礎，而且建筑結構課程定位中最重要和最基本的就是要加強學生對結構施工圖的識讀能力的訓練。因此，本課程采用項目教學能更好地適應高職教育的人才培養目標，能夠更準確的瞄準崗位需要。
2、課程教學設計思路
本課程采用1+3+1的教學設計進行教學，即一本《建筑結構》教材＋11G101三本圖集＋一套完整的工程項目圖紙為載體進行教學。教材能滿足學生學習建筑結構基礎知識的需求，11G101圖集為學生識讀結構施工圖提供專業工具，真實的工程項目圖紙是學習載體，例如，講到梁構件時，先講授梁在荷載的作用下的受力特性及破壞形態，從而引出為什么需要配置鋼筋、配置那些鋼筋，再針對這些鋼筋講授構件的平法制圖規則，然后對應看梁的結構施工圖，真正讓學生能夠明白構件中各種標注的內涵。通過這樣的學習，使我們的教學達到理論和實際相結合，使理論知識的講授不再空洞，看圖的時候也有基礎知識作支撐。
從以往學生實習實訓的情況看，大部分學生到工作崗位以后都會被技術人員要求先熟悉施工圖紙，再展開具體的技術工作。如果學生不能夠迅速識圖的話，就會耽誤后續的實習工作，得不償失。所以，我們就要求學生在學校學習時掌握迅速識圖的技能，在實習時能夠以最快的時間熟悉圖紙，掌握在建工程的信息。
因此，為了加強學生對建筑工程施工圖的識讀能力，特別是結構施工圖平法識圖的能力，本課程以建筑結構課程為基礎，納入11G101圖集的學習，兩者結合開展，逐步引導和訓練學生熟悉結構施工圖，并且以一套圖紙為依托，貫穿整個教學過程，真正做到理論聯系實際，應用實際工程項目開展項目教學。
總之，要變知識本位為能力本位，以學生為主體，以真實的工作任務與職業能力分析為依據來設定職業能力培養目標。以框架結構為例，其設計思路如圖1所示：
圖1 課程的設計思路
二、采用“任務驅動”的教學過程
任務驅動的教學過程，就是在課程教學實施過程中，選擇典型的工作任務，通過“五步法”的教學，使學生獲得與工作任務相一致的專業知識和專項技能。在每個項目的教學過程中，教師首先對學生需要完成的工作任務進行簡要的說明，使學生有一個感性認識，確認需要完成的任務；教師告知怎樣獲得解決問題所需要的基礎知識，然后由學生自行獲得知識并“試探”解決該問題的應用程序，接著教師引導學生分析該問題，提出解決方案和完成任務的具體步驟，再由學生對項目進行實施；根據實施結果進行討論，由學生歸納總結。學生通過“知識、任務、實施、討論、再實施”的“五步”教學方案，可以使學生更快、更深入的理解和掌握課程的內容，還可以提高學生解決實際問題的能力。“任務驅動”教學模式深入貫徹了在實踐中學習，在學習中實踐，教、學、做一體化的思想。
例如，框架結構教學內容的安排：根據課程教學目標和工作任務要求，選取框架結構項目，課程通過工作任務的教學與訓練，學生可以明確框架結構各構件的主要內容，明確基本的識圖方法，順利完成工作。具體教學內容見表1：
表1 項目課程內容及教學活動設計
三、調整和更新教學內容
本課程以職業崗位需求為依據，應調整和更新教學內容，由追求學科知識系統性轉變為追求完成職業領域工作的知識系統性和知識完整性。由于工程造價專業的學生主要面向造價崗位，因此在建筑結構的內容和深度上應淡化結構設計的相關知識，側重構造措施的學習，始終堅持以識讀結構施工圖為準則。并且，以職業能力為目標，以真實的工程項目圖紙為載體，并參照相關職業資格及規范要求，確定教學內容，打破傳統教材框架，對教學內容進行適當分解與組合，以培養技能為核心實施教學。
課程教學的內容也要及時進行更新，必須適應社會的進步與發展。平法在設計和施工中已應用廣泛，是從事造價、施工、設計的人員不可缺少的技術要求，因此，建筑結構知識和平法知識必須要及時進行更新。2011年下半年，11版的101圖集就比之前版本有了部分內容的改變，如在11G101-1中，取消了抗震屋面框架梁WKL縱向鋼筋的構造（二），更便于施工。所以，在課程進行過程中，務必要做到將更新的知識傳遞給學生，真正做到知識和社會實踐不脫離，保證學生能夠順利踏上工作崗位。
四、采用豐富多彩的教學手段，提高教學效果
1．充分利用現代化技術。
一方面，運用多媒體、互聯網和數碼攝像技術手段，將《建筑結構基礎知識》所涉及的基本理論、基本概念及構造要求制作成CAI教學課件，通過豐富生動的多媒體教學資源，例如利用三維軟件制作建筑結構的三維構件，增加直觀效果，也提高學生的學習興趣、提高學習效果。如在講肋形樓蓋時，可制作結構構件的三維視圖及動畫，讓學生有直觀的視覺認識。
2．采用現場教學法。
由于時間和空間的關系，實訓基地可能不能全部完成對建筑結構的認識，可到施工現場進行教學。把“教室”設在工地，聘請有經驗的企業技術人員為學生現場指導，使“教、學、做”融為一體。如框架結構梁、柱、板的配筋形式，請結構工程師現場教學，可讓學生對構件的配筋有更直觀的感受，可將理論與實踐有機結合起來，加深學生對鋼筋的認識，也提高了學生的學習興趣。
五、改革考核方式
傳統的考核方式已不足以考查學生對本課程的掌握程度，所以，應創新考核方式，對學生進行全過程的綜合評價，把學生對建筑結構的基礎知識掌握能力和平法識圖能力、學習態度、學習表現、學習成果等納入綜合指標，全方面對學生進行評價，讓評價結果更能反映學生的實際掌握能力。
綜上所述，以提高學生的崗位能力為落腳點，以增強學生的就業、擇業競爭力為宗旨，我們探索出了將建筑結構基礎知識與平法識圖融于一體的教學改革體系，使學生在學習中提前進入職業崗位工作狀態，為學生后繼學習和將來就業打下堅實的基礎。
參考文獻：
1. 張小軍.高職建筑結構基礎與識圖,課程教學改革探索.職業時空,2011：48。
2. 馬丹丁 張建軍 吳學清.論建筑結構課程中平法識圖教學單元的改革.教育與職業,2011，（18）：138－139。
3. 趙丙治.淺談“平法”內容引入建筑結構課中的重要作用.城市建設理論研究,2011
4. 陳青來.“平法”在我國建筑工程領域的作用與可持續發展前景.建筑施工,2010
