李 文 雄

(华南农业大学水利与土木工程学院，广东 广州 510642)

基于工程实例库的建筑结构专业软件教学★

李 文 雄

(华南农业大学水利与土木工程学院，广东 广州 510642)

针对建筑结构专业软件教学中的问题，介绍了基于工程实例库的实例教学方法。教学实践证明，工程实例库是案例教学的重要组成部分，工程实例教学不仅提高了学生学习的积极性、主动性和协作性，还培养了学生独立分析和解决问题的能力，是适合土木工程专业课程的教学模式。

实例教学，工程实例库，专业软件

0 引言

建筑结构专业软件是土木工程专业学生进行结构设计的主要工具。大学本科阶段开设的相关课程，如《PKPM软件应用》《结构分析的计算机方法》等，不但提高学生应用专业软件的能力，而且能让学生巩固结构设计的理论知识，进一步提高解决实际问题的能力。然而，在专业软件的教学课程中的教学案例通常为典型案例，普遍存在教学材料与工程实际脱节等问题，而且教学过程通常以讲授为主，仅配合相应的简单练习题并无法让学生达到实际应用的水平。针对这一问题，不少学者已经提出了各种案例教学法[1-8]。所谓案例教学法[1]是指围绕一定的教学目的，将采集到的学校教育教学和管理实践中的真实事例加以典型化处理而形成的一种特定的教学案例，以供学生们分析、思考、讨论并作出各自判断的一种教学模式。这种教学模式有助于启发学生思维，提高分析问题解决问题的能力。

根据实际教学经验，建立工程实例库并开展案例教学是土木工程专业软件课程教学的一种有效的方法。本文将对基于工程实例库的建筑结构专业软件教学的实施方法及教学效果等问题进行讨论。

1 工程实例库

实现基于工程实例库的专业软件教学，首先要建立完善的工程实例库。工程实例库应满足以下要求：

1)应包括不同建筑类型和不同层次的工程实例；

2)应具备扩展和更新的功能；

3)便于维护，能随时添加工程实例使用情况和使用效果的功能，能记录各工程实例的特点和难点；

4)每个工程实例应有供参考的设计成果。

实例库中的工程实例来源于实际工程，通过收集近期或已建成的建筑、结构施工图，根据以下要求进行分类和整理。首先，根据工程的复杂程度和建筑类型进行分类，例如，可以分为公共建筑、多层住宅、高层建筑、工业建筑等几个建筑类型，在各建筑类型里，根据建筑的复杂程度分为简单、中等难度和复杂等不同的等级。此外，所选的案例应具有针对性和代表性，一般应包含若干个重要知识点和设计难点，而且尽可能将大部分常见的建筑形式包含在工程实例库中。再者，对于所收集的建筑方案，尽可能配有已完成的结构施工图，以便于日后对学生的完成情况做对照和评价。

工程实例库的日常管理是发挥其教学作用的关键。实例库的管理项目包括实例更新、实例使用情况记录、学生设计成果归档等等。首先，实例库定期更新，例如，每年在所收集的工程实例中选择适合的工程进入实例库，淘汰一些不合适的工程。此外，及时记录实例的使用情况非常重要，例如，设计题目、设计者以及设计成果和成绩评定等均需要及时在数据库中记录，便于日后查询。再者，在工程实例库的使用过程中，还可进一步增加随机选题和自动评分等功能，便于学生和教师的使用。

2 基于工程实例库的专业软件教学

2.1 PKPM软件课程教学

工程实例库可应用于PKPM软件应用课程的教学中。以往软件课的教学中，学生以完成统一的典型案例的设计工作为主要任务，通常忽略一些实际问题，导致学生在开始从事设计工作时未能很好地适应社会需求。有效地利用工程实例库实施实例教学可改善这种情况。《PKPM软件应用》课程，共32学时，可将教学内容划分为3部分，第一部分着重介绍PKPM软件的基本操作，占12学时，其中包括软件建模、计算参数设置、计算结果查看、模型调整方法以及施工图输出等部分的基本操作方法；第二部分为实例讲解，占8学时，选取一个典型的工程实例进行工程设计演示，由于在第一部分中通常未能深入讲解关于结构布置和模型调整等方面的内容，在第二部分中将结合结构设计的主要规范条文进行分析，并让学生掌握模型调整的思路和方法，让学生掌握实际工程结构设计的基本过程；第三部分为学生实际操作部分，占12学时，以分组形式进行，通常以5名学生为一组，从工程实例库中选取一个工程实例作为设计任务，组员自行分配任务并在规定时间内完成设计工作。学生在课堂上可以与指导教师进行讨论，课后组员相互讨论交流。设计完成后，每小组提交一份设计报告和一套施工图纸。在第三部分工作中，对于同一个工程实例，可通过设定不同建设地点等基本条件，让学生比较不同设防烈度引起的设计结果的差异。对于每组的设计成果，指导教师检查后将组织该组学生进行点评，主要目的是让学生认识到存在的不足以及进一步改进的方法。最后，将工程实例库的使用情况做记录，便于日后数据库的管理和材料归档。

2.2 实例库在毕业设计中的应用

工程实例库在土木工程专业毕业设计中也能发挥作用，一方面，其中的工程实例可以作为毕业设计的题目，另一方面，也能作为学生毕业设计的参考材料。作为毕业设计题目时，可以根据学生的意愿，随机分配不同难度等级的工程实例作为毕业设计题目，给出建筑施工图，要求学生完成结构设计部分，最终提交相应的结构施工图和结构设计计算书。一般来说，要求每个学生独立完成一个工程项目的设计工作，而且实际操作中可以适当地将一个工程实例设定不同的基本条件，例如设定某工程建设在不同设防烈度的地区，以避免毕业设计题目的重复。毕业设计完成质量的要求比《PKPM软件应用》课程分组设计的要求高，从结构方案的确定、PKPM建模、SATWE计算分析及模型调整、施工图绘制等主要过程均应有充分的讨论，一般要求学生每周均需作进度回报，以便于指导教师掌握学生的工作进度，发现问题及时解决。为了进一步丰富实例库，学生在设计中遇到的主要问题，均应在工程实例库的相应案例中进行记录，以便于更好地对案例的特点进行归纳总结，日后能够更有效地利用这些案例。例如，某高层建筑案例在学生设计中容易出现位移比不满足规范要求或者某局部容易出现超筋的情况，应及时作好记录，这样，下次再使用此案例时可以更好地注意到这些问题。

3 案例教学方法教学效果及存在问题分析

3.1 发挥学生的主动性，培养学生独立解决问题能力

传统的“灌输法”教学方式使学生学习的主动性受到很大程度的限制。基于案例库的教学方法让每个学生针对不同工程实例开展设计工作，避免了以往对同一个工程进行设计所带来的问题。采用基于工程实例库的教学方法，学生不再是旁观者，他们必须针对各自实际工程中的问题，主动地查阅相关资料，独立地提出解决方案。学生们开展的是亲验式的学习，所学的知识与经验均来自于实践。学生在分析和解决问题的过程中获得知识，并培养了实际工程设计能力。学生之间可以相互交流设计经验，不会直接照搬图纸，每个同学都有发挥其自主性和创新性的空间。

3.2 案例教学法应注意的问题

实施基于案例库的教学方法仍需要注意以下问题。首先，进行实际工程案例的设计必须以系统的理论知识和基本操作技能为基础。对于专业软件的学习，仍需要对软件基本操作部分作介绍，学生熟悉了软件的操作方法之后才能进一步展开工程实例设计。另外，开展工程实例教学时，所选用的案例材料十分重要，案例应具有代表性，不能过分简单或复杂。因此，往往需要花费大量的时间和精力去收集案例和管理工程实例库。而且，由于每个学生所做的工程实例均不相同，往往需要一对一的教学指导，这使教师的工作量大大增加，因此，如何分配教学和指导时间是需要进一步解决的问题。

4 结语

土木工程专业软件的学习是本专业学生走向社会的关键环节，基于案例教学的方法已经受到关注和广泛应用，而工程实例库的建立是实施案例教学的重要基础条件。在工程实例库这个平台上，可以更好地组织教学材料，也能让学生进一步接触实际工程，更能发挥学生的学习协作性、积极性和主动性。将工程案例库与案例教学法联合，并与其他教学方法有机结合起来能有效提高教学质量,培养出符合时代发展要求的新型高素质人才。

[1] 柯昌君，刘秀伟.《土木工程材料》课程案例教学法探索[J].贵阳学院学报(自然科学版)，2006,1(2):45-48.

[2] 岳芬芳.案例教学在土木工程专业课程教学中的应用[J].华章，2013(1):198.

[3] 盖晓连，邰连河.工程案例教学在土木工程专业的应用研究[J].神州(下旬刊)，2013(3):79.

[4] 陈 怡，唐碧秋.一站式案例在土木工程专业教学中的研究[J].大众科技，2013(5):215-216.

[5] 邵晓辉，孙 伟，王兴杰.案例教学法在高职土木工程教学中的应用[J].中国科技投资，2013(22):467.

[6] 郭俊英，李西斌，齐 锋.土木工程专业课案例教学模式探讨[J].科技信息，2013(12):466.

[7] 汤小凝.《土木工程施工技术》课程案例教学法浅析[J].经济师，2008(6):128,130.

[8] 崔武文，韩红霞，王喜燕.案例教学在土木工程专业课程教学中的应用[J].教育探索，2007(5):51-52.

Teaching of professional software in civil engineering based on engineering example library★

LI Wen-xiong

(CollegeofWaterConservancyandCivilEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)

A case teaching methodology based on engineering example library is introduced for the problem of software teaching in civil engineering. Teaching practice has proved that the engineering example library is an important part of case teaching methodology. It is an appropriate teaching pattern in civil engineering. The case teaching method increases the students’positivity, initiative and cooperation in study and good problem solving skills are improved.

case teaching， engineering example library， professional software

1009-6825(2014)11-0271-02

2014-01-20★：华南农业大学教改课题

李文雄(1979- )，男，讲师

G642.0

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