土木工程專業建筑結構課程教學改革探討

劉 俊

（上海理工大學 環境與建筑學院，上海 200093）

建筑是建筑物與構筑物的總稱，是人們為了滿足社會生活需要，利用所掌握的物質技術手段，并運用一定的科學規律、風水理念和美學法則創造的人工環境。古羅馬建筑家維特魯威在《建筑十書》中提出了建筑的三標準：堅固、實用和美觀[1]。我國的建筑方針是適用、安全、經濟、美觀。兩者大同小異，說明建筑方針在經歷千年后，基本保持不變。

一、建筑實踐與課程教學現狀

在我國當代建筑實踐中，對于大部分普通結構工程師和建筑師而言，很少思考對方專業的考慮因素，常因相互不理解而發生矛盾。結構設計作為從屬工作，常被認為是限制建筑師創造力的原因[2]。在這種情況下，建筑方針較難全面貫徹。目前處理的方式主要有以下兩種：一種是套用之前的經典案例，基本能保證建筑方針的貫徹，但結果使設計缺乏創新；另一種是盲目沖鋒，對新奇形式狂熱追求，結果基本上是存在缺陷，不能保證建筑方針的全面貫徹。施工和設計常被認為是相對獨立的工作，但當面對復雜結構時，會出現施工困難，設計目標較難實現的問題。

就現象而言，上述問題是由設計師導致的。但歸根結底，卻是建筑結構課程的教育教學出了問題。在中國，建筑專業和結構專業的教學是完全分置的。同時由于受傳統文化的影響，存在“重藝輕技”的傾向[3]，導致建筑專業與結構專業在各方面的融合是相對薄弱的。在建筑實踐中，通常結構工程師的工作只是通過計算使建筑結構滿足規范要求，并未真正參與到設計和施工當中。教學目標應對接社會實踐需求，學校應為行業培養其需要的人才。在日本，建筑專業與結構專業是設置在同一個學院中（道路、橋梁、地下等專業設置在其他學院），在大二結束以前，所有學生要同時進行建筑專業和結構專業的基礎課學習，并非常注重學生建造施工思維的培養，大三開始選擇專業方向（建筑專業和結構專業）。這對兩個專業的學生在之后學習工作中的相互理解提供了有力保證，也為之后設計人員與施工人員的相互溝通提供有力支持。在歐美，受其科技文化的影響，雖然學科分置，但從教育、設計到行業學會等各個方面，建筑專業和結構專業的融合程度，以及設計和施工的配合程度是相當高的，兩個專業的學生在建筑各方面的認知上是基本一致的。

如何培養學生具有一定的建筑基本知識，并能將其與結構施工知識融合，是我國土木工程專業建筑結構課程教育教學需要面對的問題。

二、課程教學存在的問題

1.課程體系存在不足。我國的土木工程專業結構工程課程體系分為結構工程的基本知識部分和結構工程的專門知識部分。基本知識部分包括結構分析、荷載與結構設計準則和結構設計基本原理。專門知識部分包括結構工程設計、結構試驗與測試和結構工程施工[4]。建筑結構課程體系應包括結構工程基本知識和相應的建筑結構設計、建筑結構試驗和建筑工程施工。在土木工程專業建筑結構課程體系中，作為建筑結構實踐的重要背景知識，建筑基本知識的相關課程是長期被忽略的。在建筑實踐中，該部分成為結構工程師的知識盲區，與建筑師之間的不理解也由此產生。目前，傳統的土木工程專業建筑結構課程體系是落后于建筑實踐需求的。

2.教學內容存在不足。土木工程專業建筑結構課程的教學內容包括靜力分析、動力分析、穩定分析、荷載分類、可靠度分析、鋼筋混凝土基本原理、鋼結構基本原理、建筑結構設計、結構工程施工等。教學內容呈現條理化和公式化，重視結構計算，以定量計算分析為根本目的。與建筑專業的關聯度不高，使學生缺乏對建筑的定性綜合認識能力。同時，建筑結構設計課程與結構工程施工課程內容是相互獨立的，融合度較差。學生學習枯燥機械，缺乏主動性和探索性。導致大部分學生停留在為通過考試而學習的層面上，缺乏把建筑結構課程學習的知識轉化為建筑實踐中需要的知識的能力。因此，通常在完成課程學習后還是不能進行建筑結構設計或施工控制及組織管理。

3.教學方式和考核方式存在不足。土木工程專業建筑結構課程存在概念多、公式多、符號多的情況，教學方式以講授知識點為主，對知識點的應用缺乏介紹。學生對知識點的來龍去脈知之甚少，缺乏對知識點的深度理解。學生在學習時較難將各個知識點連成串，形成整體結構概念。在學習過程中，學生缺乏對建筑結構真正的思考，導致在之后的設計工作時缺乏創新能力。施工課程教學方式分為授課和實習兩種方式。授課同樣也是以知識點為主，施工實習通常設置為4周，只能看到很少的施工內容。缺乏對施工的整體認識，導致在之后的施工工作中缺乏控制管理能力。建筑結構課程的考核方式基本采用閉卷考試的方式，該種考核很難達到教學目的。

三、教學改革的探討

1.結合行業特點，調整課程體系。強調建筑專業基礎知識對建筑結構課程學習的重要性。在學時條件允許的情況下，在課程體系中增加一定量的建筑專業基礎選修課，增強學生對建筑專業的理解。同時，強調結構設計與結構施工配合的重要性，增強學生對施工力學與施工控制的認識，在教學允許的情況下，將部分施工課程的基礎內容前置。從建筑到結構，從結構到施工，使學生獲得全面的認知。

2.結合專業特點，調整教學內容。教材編寫應符合宏觀—微觀—高層次宏觀的認知規律，從建筑空間概念入手，從建筑空間引出結構體系布置。針對不同的建筑空間，探討不同的結構體系。之后再進行結構分析，構件計算及結構構造的內容。再進行施工力學分析，探討施工控制。

3.結合課程特點，調整教學方式和考核方法。教學方法上，強調以具體的工程案例為中心的教學方式，在對經典高層建筑結構和大跨空間結構案例的學習過程中，將知識點以連成串的形式教給學生，將結構知識在建筑實踐中的具體應用，以及與建筑專業和建筑結構施工的具體配合講通講透。采用錄制完整施工過程錄像這種濃縮的方式讓學生經歷整個施工過程，幫助學生形成整體（建筑—結構—施工）概念。部分課時采用小組教學，讓學生以小組為單位進行課堂討論和PPT報告，介紹專業最新的發展方向，針對新方向，在課堂上講各自的看法、觀點和思想，和同學交流討論，由問題帶動學習，促進學生思考。使學生以思考的方式學習相關課程的知識點。在注重知識點的同時，加強知識點的活化與應用。

四、結語

隨著社會對建筑要求的提高，對結構專業與建筑專業的融合要求也在提高，對設計與施工的配合要求也在提高。專業間和工種間的認知障礙將會對建筑實踐過程產生越來越大的阻力。在學科分置的當下，對相關其他專業內容在本專業教育中進行滲透，是解決當下問題的一個可行辦法。