高职《建筑结构抗震》课程的重构与实施

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  摘要:减少工程震害、提高建筑结构抗震能力是土木工程建设致力解决的核心任务。在此背景下,明确了建筑工程技术专业毕业生在落实工程抗震设防目标中的重要地位。分析了目前高职《建筑结构抗震》课程的现状及存在的问题。本着课程内容与职业岗位的针对性原则,结合建筑行业高层结构体系的发展,以施工一线抗震措施的识图能力、抗震措施的执行能力、标准规范应用能力的培养为目标,按各典型结构体系的抗震设防为主线,构建了教学内容,形成三个基本部分。对实践应用模块应用“循环式”方法进行了项目设计探讨。
  关键词:高职;建筑结构抗震;建筑工程技术;职业性;教学内容
  中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)07-0040-03
  我国幅员辽阔,自然环境复杂,是地震多发国。汶川地震、玉树地震等大地震的发生,给人民的生命财产安全带来了极大的危害。其中,地震造成的损伤主要来自工程震害及其次生灾害。因此,在地震灾害的防御中,减少土木工程震害、提高建筑结构的抗震能力是抗震设防的核心任务。
  面对多发的地震灾害,在总结震害的基础上,我国出台了各种政策和措施,确保房屋在地震作用下的安全。作为建设行业广泛应用的核心标准——《建筑抗震设计规范》(B50010-2010)于2010年12月重新修订和颁布,随后《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》、《工程施工强制性条文》、《混凝土结构施工验收规范》、《砌体结构施工验收规范》等一系列法规和规程在材料、设计、施工、质检、监理等方面加强了抗震设防要求,特别是加强了房屋抗震措施的要求。因此,如何最大限度地減轻震害,提高建筑结构自身的抗震能力,是今后土木工程建设中十分关心并致力解决的核心问题。
  基于上述背景,面向施工一线的建筑工程技术专业的高职学生是建筑结构实施的主体之一,也必将是提高建筑工程抗震设防的责任者之一。并且,随着高层建筑在城市中的不断普及,典型结构体系抗震措施和构造要求与施工过程中的材料、工序、质量更加密切。因此,工程抗震知识应用和实践,工程抗震法规、标准有效执行的能力,应是其专业能力中不可或缺的重要部分。而《建筑结构抗震》(以下简称抗震课程)作为以上目标的重要落实载体,应系统结合专业培养目标、岗位需求,密切联系技术发展、知识更新的需求,加大改革,有效实施。
  抗震课程设置现状及存在的问题
  抗震课程的设置现状 工程抗震具有很强的综合性和实践性。单就知识体系而言,涉及数学、结构动力学、建筑结构、建筑材料、地基基础、施工技术等;就实践性而言,涉及结构设计、结构施工、质量控制等。目前,高职建筑工程技术专业的培养方案中,对结构抗震知识的落实主要通过以下两种形式。
  1.在建筑结构课程中落实。较多学校的建筑工程技术专业培养方案中不独立设置抗震课程,仅将其整合后作为职业基础课——《建筑结构》课程的一个章节或者单元。《建筑结构》课程主要是从结构构件入手,而结构抗震应从结构体系入手。因此,作为整合后的内容,从“构件”到“结构体系”的跳跃性过大,没有合适的衔接。而且,随着高层结构体系的发展,框架剪力墙、剪力墙结构体系逐渐成为主导的结构体系。受学时、内容的限制(抗震部分的教学内容仅占整个建筑结构课程内容的3%~5%),且没有针对性的结构体系层面的基本实践模块的支撑,使得学生对典型的高层结构的抗震构造措施的理解和应用能力偏弱。
  2.独立设置课程。部分建筑工程技术专业在培养方案中,将其作为一门独立设置的课程。在教学实施时,教学内容是依据本科教材,仅在内容上采取选讲或删减的方法。但本科教学是以“结构抗震合理设计”为主线构建教学内容,主要是抗震结构的设计原理、计算方法、理论推导等,针对的是结构设计人员的“抗震设计”理论课程,面向的是“学术型”和“工程型”的本科层次学生,缺乏对高职学生将来从事岗位需求的针对性。
  抗震课程的地位 抗震课程应依据不同结构类型抗震设防的要求,结合高层建筑结构体系,宜独立设置为一门专业能力课程,并在《建筑结构》课程之后设置。通过专项实践模块的支撑,来强化各个典型结构体系抗震设防核心抗震措施及相关的标准执行能力的培养,为今后专业综合能力土建施工图的识读,尤其是校审核查能力,及施工实务能力中的质量控制能力、高层结构专项施工方案编制等奠定基础。
  抗震课程的教学目标
  课程教学目标定位的依据 高职教育作为高等教育的一种类型,既要体现“高等性”又要体现“职业性”,但是高等性一定是建立在职业性的基础上才有价值。因此,抗震课程教学目标的定位,首先应以建筑工程技术专业毕业生从事岗位工作的能力要求为基本切入点,其次考虑抗震知识体系的基本逻辑性及学生可持续发展的要求,不能简单地肢解或者整合。通过对建筑工程技术专业主要岗位人员的工程抗震知识和应用能力进行调研(调研涉及施工一线的施工员、质检员、监理员及项目经理),得到反馈,由于抗震知识或者应用能力的缺失,在工程实践中凸显出以下三个主要问题:(1)抗震基本知识不成体系,抗震专业术语概念模糊,不理解抗震术语与施工的相关性,与设计人员交流时存在障碍,对相关规范的应用没有针对性;(2)对抗震措施要求的施工工序理解缺乏基本的抗震理论基础;(3)施工中对抗震构造措施的实施缺乏抗震思维的理解,随着高层结构的发展,对较复杂抗震构造要求的结构施工图的识读能力受到限制。
  抗震课程的教学目标 高职课程的目标应具有明确的职业定向性,根据上述分析和调研,确定了《建筑结构抗震》课程具体的教学目标(如表1所示)。
  抗震课程教学内容的重新构建
  课程教学的目标决定课程教学内容,在上述课程教学目标要求下,将高职抗震课程构建为抗震基础知识、工程震害和实践应用三个部分,包含五个模块。其相互关系如图1所示。
  除第一模块外,从第二模块起,不同于《建筑结构课程》构件的概念,是从结构体系入手,以常见砌体结构、混凝土结构为主,在混凝土结构中以框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构等几个主导的高层结构体系为主线,构建教学内容,各模块包含的主要内容及要求如下页表2所示。   抗震课程各教学模块的实施
  基础性知识模块 第一、第二模块主要是以理论讲授为主,使学生的抗震基本理论知识有一定的系统性,特别注重与本区域的抗震设防烈度的联系,理解与施工相关的几个重要的概念和相互关系,如抗震设防类别、设防烈度、抗震等级、场地类别等;第二模块是对结构“定性”的抗震结论。通过定性分析,使学生理解影响结构抗震设防的各因素,涉及场地条件、结构类型、房屋高度、房屋刚度、施工质量、施工的工序要求、材料的强度等级等。
  工程震害模块 第三模块以“震害案例”为主,强调直观性,充分利用多媒体手段,开展案例教学。震害反馈是抗震设防中一个重要依据。大部分抗震构造措施是针对震害反馈的薄弱部位,对结构采取加强措施。在教学中通过震害照片、震害视频资料,增强学生对结构震害的直观认识,了解不同结构类型在地震中的破坏特征,并通过震害分組讨论,提升学生的学习兴趣,加强他们对所从事职业的责任感。
  实践教学模块 第四模块、第五模块是实践为主的教学模块,也是本课程的核心。按照建构主义的学习模式,在实施中实现“做中学”的项目教学法,增强学生的学习体验和主体作用。项目教学的关键是项目设计,笔者认为,建筑类课程在实施中,既可以有“大项目”概念,即综合实训,也可在课程内部结合课程特点有“小项目”概念,即通过合适的项目设计来达到教学目标的落实。按照项目教学法中的项目设计的“循环式”原理(如图2所示)设计教学项目。从砌体结构施工图抗震措施入手,逐渐递进到较复杂的框架结构,框架剪力墙结构。每个项目结构施工图抗震措施的识读,均分解为4个基本任务,通过循环递进的学习,使学生的职业能力不断提高,达到教学目标(如表3所示)。
  课程建设是高职内涵建设的核心。在《建筑结构抗震》课程的改革过程中,认识到在高职课程改革中要切实注重课程内容与职业岗位的针对性,才能达到更有效培养学生职业能力的目的。而课程内容改革,课程组织与实施,都需要将其精细化,具体化,且具有可操作性,这样的课程改革才能不流于形式,才能更有效。
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  作者简介:
  刘海峰(1974—),女,河南商丘人,硕士,青海建筑职业技术学院副教授,高级工程师,一级建造师,注册监理工程师,教务处副处长,主要从事建筑结构抗震性能教学和高职教育研究。
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