文／宋永芳 浙江工业大学教育科学与技术学院 硕士研究生

倪钰荐 浙江工业大学教育科学与技术学院 硕士研究生

引言

建筑结构课程是建筑类专业的核心课程之一，涉及的学科范围较广，是一门具有强理论性和实践性的综合性课程。通过课程理论教学，学生可以掌握多种不同类型结构的基本概念、构件的计算方法和设计原则，学会识读、分析及绘制不同类型的结构施工图；通过课程实践教学，学生可以提升运用建筑结构知识、结构设计规范、标准图集等知识处理建筑工程技术的分析和解决能力。PBL 教学模式对于培养建筑专业人才具有重要促进意义，在此模式的基础上进行建筑结构课程改革，可为其课堂教学注入新的活力，以适应不断发展的建筑行业需求。

1 PBL 模式概述

1.1 PBL 模式的内涵

1 9 6 9 年，P B L（P r o b l e m-b a s e d Learning）教学模式首次被应用到世界著名学府Mc Master University 的医学培训方案中。作为一种以问题为导向的教学模式，它不同于传统的教学模式，即由教师针对一个主题做理论讲解，然后讨论其在现实生活中的应用。其主要步骤是通过设置真实性任务，以学生为中心，在教师的指导下，由小组共同参与针对某一任务进行研究与思考[1]。在PBL 教学过程中，学生主动去解决现实生活中遇到的问题，在此过程中掌握识别相关主题来学习解决问题。与传统的教学方法相比，PBL 模式具有帮助学生提高批判性思维、沟通能力和团队工作能力的优势[2]。PBL 模式最初应用于医学教学，后逐步转向其他领域的教育，如食品学、工程实践、建筑学、大学英语等，大多有一定的发展但并不成熟。

1.2 PBL 模式的辅助措施

学生通过PBL 模式掌握的知识是广泛且深刻的，但对于一些传统的基础的学科知识来说，PBL 教学模式存在一定的弊端，因此需要一定的辅助措施来提高PBL 教学模式的效果。首先需要安排若干次传统的知识讲授，主要让学生了解学科的基本概念与原理、核心知识及最新的发展情况。其次要加强基础技能的培训与现代技术的应用。例如，在建筑结构课程中，PBL 模式关注的问题一般是涉及基层工程单位的工程实际问题，这就要求学生需要掌握如建筑制图基础技能、计算机辅助设计技能等。最后还要开设不同类型的选修课，补充某些基础学科知识或人文学科等知识。例如建筑作为艺术表达的一种形式，对构图、比例、尺度、色彩、质感和空间感都有较高的要求。

2 建筑结构课程教学现状

目前我国大部分院校在进行建筑结构课程教学时，仍然采用的是教师讲解现有教材上的理论知识，在课程上进行案例分析后，学生课下完成一定的书面作业，在课程中后期进行较少学时的实践教学，最后通过实习环节将知识运用于实践。但在课程实际教学过程中这种方式的弊端已日益凸显：

2.1 教学内容设计存在弊端

大部分院校建筑结构课程的教材使用传统的结构设计方法，简单地将传统的混凝土结构、砌体结构、钢结构、建筑抗震等几门课程拼凑在一起，割裂了知识的衔接性。以大多数院校采用的《大学教材：建筑结构》为例，该教材共16 章节的内容，基本涵盖了所有的建筑结构。同时课程教材中抽象的计算模型缺乏实际构件的对比，与实际图纸分离，尚未摆脱以培养结构设计人才为目标的内容框架。在学时安排上一般院校会在一个学期内使用64 或72 左右的学时完成该课程的教授，由于课程内容较多，难度较大，这一设计不利于保证教学效果。

2.2 教学方法缺乏创新性

大部分院校建筑结构课程一般由土木专业的老师来承担，缺乏建筑专业实践经验。在教学过程中未对课程进行合理分析与规划，单一地使用讲授法进行教学，使得原本晦涩难懂的课程更加索然无味，学生学习兴趣下降。而部分年轻教师在教学方法及专业表达方面存在不足，导致其在讲解重点知识过程中不够细致与深入，无法在已有工程案例的基础上进行实践应用分析，使得学生在课后复习与运用过程中存在困难。

2.3 理论与实际运用脱节

尽管部分院校会安排部分实训课程，但大多流于形式或安排较为简单的构件设计，例如楼盖或楼梯的基本构件设计，而老师并未带领学生深入参与并解决某一实际且较为复杂的结构问题。并且实践教学一般放在理论教学结束过后，学生在学完所有的理论知识过后才进入到实践工程中去了解。如果学生在学习理论知识的同时就能进入实际工程中去观察体验，与实际工作人员进行交流，一些抽象复杂的知识可能更利于学生吸收与消化，也有利于激发学习积极性。

2.4 评价考核形式单一化

课程考核是检验学生理论知识和实践技能掌握程度的一种手段，通过分析部分院校的建筑结构课程标准可以发现其课程考核一般注重考察平时学习态度、出勤率、试卷考核等三方面内容，按照不同的比例对学生进行传统的分数测评。因此，建筑结构课程考核存在形式与内容单一、评价主体与评价维度单一的问题，同时院校并未结合建筑行业的用人标准去分析评价学生，导致培养出的人才无法满足企业需求。而试卷考核一般由授课教师出题采取卷面考试的形式，以学生的卷面成绩作为考核依据，忽视对学生建筑结构实际能力，缺乏行业企业人员及第三方机构等多元主体评价，使其未能与岗位标准相对接，不利于学生快速进入劳动力市场，同时削弱了考核的激励与导向功能。

3 PBL 模式在建筑结构课程教学中的应用

针对建筑结构课程教学过程中出现的问题，将PBL 教学模式引入其中，可以提前将学生社会化和角色化，使其掌握完成建筑项目的能力。其次PBL 模式培养出来的人才能够在实际工作中快速融入项目，不需要像传统教学一样进行岗前培训，节约了人力物力。

3.1 加强课程前期指导

建筑结构课程期让学生了解建筑结构的基本设计原则与相关的课程概念，教师在理论传授前布置相关任务，让学生以问题为导向进行预习与听课，使得每节课呈现较强的任务导向。教师还得为学生制定相关的“任务书”，明确可参考的图集、案例等，提供任务完成思路，在任务书上还需提供其他参考资料、相关的CAD 图纸、BIM 模型库及相关的公众号资源以拓展学生的专业知识领域。还可利用慕课资源、虚拟现实等现代化信息技术帮助学生为后续课程做好准备。

3.2 进行结构“任务”划分

建筑结构教学模块可根据其课程目标从建筑结构的基本设计原则、钢筋混凝土结构构件、钢筋混凝土梁板结构、钢筋混凝土单层工业厂房、砌体结构和钢结构等实施“单项任务”，而后从建筑结构类型出发设置“专项任务”，最后结合实训任务进行完成建筑结构的设计与制作，让学生将建筑结构的理论知识运用于实际工程的设计与制作中，进行实现建筑结构专业人才的培养，具体见图1。

图1 建筑结构任务划分分类示例（图片来源：作者自绘）

3.3 合理分配小组任务

PBL 教学模式下的任务通常是由3 ～4 人共同合作完成，同一任务可由一个小组或多个小组完成。其中单项任务可根据其种类分别由不同的小组完成，或者由各小组主动挑选，最后各组进行各自成果交流，在交流过程中要注重教师的指导，面对较为复杂的任务时教师可帮助学生进行最后的成果总结，以帮助未参与到该任务的小组成员完成知识的内化过程[3]。比如让某一小组的学生完成整体式单向板肋形楼盖设计，小组的学生需要完成楼盖结构平面布置、板的设计、次梁设计及主梁设计等，进而完成设计图纸（图2）。由于单项任务分布范围较广，分布给不同的小组完成可以提高教学效率，并且提高各成员的合作学习能力。成果交流可以锻炼学生的语言表达能力与组织能力。同一专题任务可布置给多个小组，由于一个专题涉及的范围较广，各小组可以观察其他小组的研究成果以发现自己的不足之处。同时在成果交流过程中教师要引发学生的讨论，重点关注其在实际过程中的运用。尽管任务由小组共同完成，但课堂作业以个人作业的方式提交，作为考核内容的一部分，避免造成不公正的结果。

图2 整体式单向板肋形楼盖设计图示例（图片来源：作者自绘）

3.4 加强教学过程管理

在PBL 教学模式的基础上完善教学过程，在以问题为导向的基础上采用多样化教学方法，如启发式教学法、现场教学法、小组合作教学法。提高实践教学学时比例，可通过数字手段模拟建筑环境或直接到实地进行学习。或在某一阶段性的课程结束之后就带其参观相应的建筑实物，进而了解各框架结构。有条件的学校和教师可承接某一项目工程，让学生参与项目建造的全过程及后续管理过程。

3.5 加强现代技术应用

PBL 教学模式配合辅助措施可以保证更好的教学效果。在传统的建筑结构课程教学中，教师一般只简单地运用投影仪、多媒体等资源向学生呈现一些专业构件的图片，这使得一些立体图形只有平面图和剖面图的展示。而建筑结构课程作为核心专业基础课程，应充分利用现代化技术手段建立网络课程资源库，为学生解决任务提供多方面的途径。比如在介绍钢筋混凝土构件综合设计及施工图识读时，可以利用虚拟现实技术为学生模拟真实的设计环境[4]。还可利用BIM、计算机辅助技术等进行建筑绘图、模型、动画等加强学生的立体认知，以保证更好的课程教学效果。

3.6 改革已有评价机制

实施PBL 教学模式的主要目的在于加强学生对问题及任务的理解，使得学生运用自主学习和合作学习的方法去构建自身的知识体系，并将其运用至实际工程操作中。因此在考核方式上要体现复合式、全程式及多元式。复合式是指增加课堂理论测验与实际运用测试，将平时任务完成成绩与期末成绩、建筑结构课程中的量化指标与非量化指标结合起来。全程式是指考核贯穿始终，除了定期的测验外，日常表现、课堂作业、小组任务完成情况均纳入考核范围。多元式则是考核的内容多元化，如基本的混凝土构件设计能力、建筑结构设计图制作能力及相应的理论知识。在评价主体上，可由教师、学生本人、小组成员及专业技术人员等承担，教师通过学生的过程表现评估学生的实际掌握能力，学生个人对自己的学习过程进行评估，小组成员通过观察任务解决过程中的具体表现进行评估，专业技术人员以学生最后的实际操作进行评估。这一机制可较大程度上体现学生知识的实际掌握与运用情况。

结语

学生通过系统地学习建筑结构课程，能够获得扎实的建筑理论知识，掌握不同类型构件的设计方法，实现从理论学习到实际运用的过渡，提高了学生解决实际建筑结构问题的能力。而PBL教学模式改变了传统的教学方式，以问题为导向，在小组合作的基础上去解决问题，培养了学生的自主学习团队合作与实际问题解决能力，有利于以操作性、实践性为主的建筑应用型人才的培养。