浅谈地下建筑结构课程改革

【摘  要】当前地下空间工程技术发展日新月异，现有地下建筑结构课程内容存在教学内容多而学时少，授课内容滞后，实践教学方面薄弱的问题。本文从教学实际情况出发，精选教学内容，完善教学设计。通过问题导向，鼓励和支持学生对问题进行积极探索，培养学生合作精神。在多媒体教学的基础上，增加典型实例，将虚拟现实技术（Virtual Reality））引入教学。从教学模式上、教学内容上和教学方法上进行的教学改革和探索。

【关键词】优化教学内容;问题导向;VR

引言

当前土地资源紧缺，地上空间越来越紧迫。地下空间的利用为各类建筑工程结构物的选址开辟了广阔的前景。各国对地下空间利用和开发的规模和速度前所未有。我国各种大型的地下结构越来越多，地下建筑结构的设计和施工水平大幅度提高。土木工程专业地下工程方向和城市地下空间工程等专业都开设了地下建筑结构课程。该课程在学生知识能力培养和知识体系结构中起着承上启下的作用。不仅为后续课程学习提供基本设计理论，也为工程实际问题解决提供技术支持。

很多院校开设这类专业课程的时间都比较短，该课程知识体系涉及弹性力学、塑性力学、材料力学、结构力学、土力学、岩体力学、混凝土结构基本原理和钢结构原理等多门学科，知识体系的交叉性和综合性强。

在新工科建设与工程教育专业认证背景下，基于创新型及复合型工程技术应用型人才培养的需要，同时随着新技术和新理论的不断更新以及城市建设的快速发展，对专业课的课程建设提出了新挑战。现有的课程内容存在横向跨度大，教学内容多而学时少，授课内容滞后，实践教学方面薄弱的问题。另外，图书市场上有关地下空间建筑的设计与施工技术方面的书籍很少。教学主要以教师讲授为主，对学生进行知识灌输。

地下建筑结构课程应该在教学模式和教学方法上适应地下工程快速发展的形势需要，进行必要的教学改革和探索。

1.教学内容調整

根据地下工程发展现状，整合教学内容，增加新技术、新工艺和新材料内容。优化地下结构设计学时安排，进一步修改教学大纲内容，完善电子课件内容。

对教学内容进行评估与筛选，在保留基础和精髓的原则上，给学生留出自学空间。借鉴国外优秀教材、教学视频、同时把相关网络资源上的实例引入课堂，与学生讨论学习。整合教学内容，优化地下结构设计学时安排，进一步修改完善教学大纲内容，完善电子课件。建立不同类型地下结构 BIM模型（BIM，Building Information Modeling中文为建筑信息模型），进行错、漏、碰、缺检查，完善设计，提升设计质量，减少设计错误，并为施工建造全过程提供技术支撑，为项目参建各方提供基于BIM的协同平台，有效提升效率。确保地下结构在全生命周期中能够按时、保质、安全、高效、节约完成。

2.教学模式探索

创建教师主导、学生主体、师生互动、问题驱动、能力为主的教学模式，根据教学环境、学生认知能力、理解能力、接受能力、精心设计详细的教学步骤、课程设计与课堂讨论环节，精选工程中典型的设计实例，提高学生创新能力。

通过问题导向，鼓励和支持学生对问题进行积极探索，培养学生合作精神。利用工程实际问题，引发学生兴趣，在老师的辅助下学生能够将多方面获取的信息进行有效的整合，并在此基础上寻找问题解决方案，提升问题解决能力。

调整课堂内外的时间，使学生深度参与，学生之间组建团队。精选部分内容，课前利用网络资源，完成自主学习。课上进行小组讨论答辩，以小组讨论的方式对地下建筑的设计方案进行可行性分析，共同进步。

3.教学方法探索

在多媒体教学的基础上，增加典型实例，将虚拟现实技术（Virtual Reality，缩写为VR））引入教学，为学生打造生动、逼真的地下空间施工环境。借助学校的3D虚拟现实平台软件系统和3D沉浸环境工程实训操作软件系统，将教学内容展示出来。学生可以进行三维动态模拟和实时的交互操作，实现全方位观察，极大提高了学生的参与性和主动性。

4.结语

地下建筑结构课程基本理论多且与前沿科学技术联系紧密，现有地下建筑结构课程内容存在教学内容多而学时少，授课内容滞后，实践教学方面薄弱的问题。本文通过对教学内容进行评估与筛选，在保留基础和精髓的原则上，提出了教学内容的调整思路。充分利用课前时间，学生之间组建团队，查找整合网络资源，使学生深度参与。课堂开展VR教学等方法来提高学生对课程的学习兴趣。

参考文献

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基金项目：2019年吉林建筑大学校级教学改革研究课题，名称为新工科建设背景下专业核心课程改革。

作者简介：房昕（1987-），女，吉林松原人，汉族，博士，讲师，主要从事地下空间工程方面的研究。