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摘要：近年来，我国木结构建筑发展迅速，木结构已成为土木工程本科生的重要专业课。课程的内容多、理论性和实践性较强，但学时较少。针对当前木结构课程教学中存在的问题，从优化教学体系，改革教学模式，注重实践环节，完善评价体系等方面入手进行教学改革，以期使学生能够储备扎实的理论知识和实践经验。
关键词：木结构；课程建设；教学研究
本文引用格式：徐博瀚，等.基于国际视野的“木结构课程”建设探索[J].教育现代化,2020,7(44):87-89.
Exploration on the Construction of"Timber Structure Course"Based on International Perspective
XU Bo-han,DONG Wei,ZHAO Yan-hua
（College of Civil Engineering of Dalian University of Technology，Dalian Liaoning）
Abstract:In recent years,the timber structure is rapidly developed in China,and it has become an important professional course for civil engineering undergraduates.The content of the course is more theoretical and practical,but the teaching time is less.In view of the problems existing in the current teaching of timber structure course,the teaching reform is carried out from the aspects of optimizing the teaching system,reforming the teaching mode,emphasizing the practical training and improving the evaluation system,so as to enable students to reserve solid theoretical knowledge and practical experience.
Key words:Timber structures;Course construction;Teaching research
一 引言
木结构、砌体结构与钢结构和钢筋混凝土结构一齐被誉为“四大结构体系”，是土木工程学科中一门重要的专业课。木结构曾是我国土木工程专业的传统课程，但由于我国木材资源的匮乏，在一段时间内大多数高校土木工程专业取消了该课程。随着木结构建筑市场的发展，国内对木结构的研究越来越多，目前同济大学、哈尔滨工业大学、南京工业大学、南京林业大学等高校陆续开设了20学时左右的《木结构》课程[1,2]。大连理工大学把砌体结构与木结构合并成一门32学时的课程，作为国际班学生的专业必修课。
砌体结构和木结构都是理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又注重培养学生的创新能力、综合分析和解决问题的能力。尤其木结构较之钢结构和混凝土结构更为绿色环保，符合我国可持续性发展的战略需求，是我国乃至世界各国未来主要推广的建筑结构形式。我国正处在木结构迅速发展的前期，建筑市场亟需高质量的木结构领域专门人才。
木结构作为土木工程专业本科生的一门主要专业课程，具有其自身特点。
1.涉及面广，内容多
木材的物理和力学性能复杂，知识点繁多，且没有前序课程（如木材学）支撑。
2.设计计算复杂
由于木材是各向异性材料，因此木结构的梁、板、柱和连接的计算都较钢结构和混凝土结构复杂。
3.新技术、新材料发展快
工程木材料发展迅速，种类繁多，性能各异；木结构连接形式多种多样，技术更新速度快。木结构课程所讲授的基础理论、计算公式、构造要求等，让人感觉繁琐凌乱；另外随着“新技术、新设备、新工艺、新材料”的不断出现及普及，使得建筑领域的规范（标准）大约十年修订一次，这就需要在新规范（标准）颁布之后，对教学内容做出调整和更新[3,4]；再加上学生的工程实践经验较少，难以建立起较为感性且全面的认识。在指导学生毕业设计的过程中发现，大部分学生很难把学到的理论知识应用到结构设计中[5]。学生掌握的知识点是零散的，缺乏有机的结合，对知识点缺乏工程层面的认识[6,7]。
而且，随着一带一路建筑行业走出去的战略实施，我国工程人员越来越多地承担国外的建设项目，这就要求我们培养的人才不但要熟悉国内相关规范，也要了解欧、美等国外规范。木结构课程的知识点多且分散，涉及内容广泛，但是学时较少，是一门较难教授和掌握的专业课程。当前传统的在课堂上逐个介绍知识点的教学模式已不能满足木结构教学的需要，有必要根据学生的培养计划，积极创新教学方法，激发学生的自主学习兴趣，使学生能够储备扎实的理论知识，并掌握最新行业动态。
二 优化教学体系
木结构课程学时少、教学内容丰富，须精炼知识点，选取合适的内容进行讲授。因为国际班是英文授课，选用合适的教材也非常重要，只用中文教材不可行，由于工程专业需结合中国规范讲解，只用英文教材也不合适。目前国内还没有合适的双语教材，需广泛整理和搜集国内外相关学习资料，结合中文教材，适当引入国外教材部分章节，编写讲义，着重讲授设计原理和施工与构造要求，适当介绍复杂的分析计算。
国际班学生一部分毕业后将要去国外留学或工作，还有一部分将参与到涉外工程建设中，为了以后研究生课程的衔接和将来的工作要求，需要了解和掌握欧、美等国家的相关规范。因此，也需结合相关知识点整理和对比国内外规范。此外，为方便学生更加形象地了解木结构相关知识，搜集和整理了视频教学资料，与教学内容紧密衔接，提升教学效果。
三 改革教学模式
木结构是一门理论性与实践性并重的课程，该课程的教学不仅要讲授木结构的基本知识，更要培养学生工程设计的综合能力。但该门课程学时较少，涵盖内容较多，如何在教学中让学生深刻理解计算理论、设计方法和构造措施，学以致用，是教学改革关注的重点。
传统的教学方法首先介绍材料的物理力学性能，再分别介绍梁、板、柱等构件和连接的计算以及构造要求，最后介绍结构体系设计。这种教学模式反馈在学生毕业设计过程中，我们发现学生掌握的知识点是零散的，缺乏有机的结合，大部分学生很难把学到的理论知识应用到结构设计中。
在教学过程中，我们选择了加拿大哥伦比亚大学18层木结构学生宿舍为案例（图1），将其贯穿整个教学过程中。以倒叙的形式，从结构设计开始讲授，再介绍案例中的梁、板和柱等，特别是连接部位的设计（图2），借助案例帮助学生理解木结构设计中各构件的设计原理和设计方法，通过实际工程中的结构体系、构件、节点连接之间的相互关系，加强学生对木结构设计理论的深刻理解，强化学生的工程意识，培养学生理论联系实际的工程素质。
但是一个案例毕竟不能涵盖教学内容的所有重点，需结合Seminar模式教学，引导学生自学。例如该案例中主要使用螺栓连接，但木结构中还有其他类型的连接，可以将连接设计部分的教学内容分成模块，告知学生各模块的教学任务和特点，给出课前预习提纲，包括该模块的知识体系、重点难点。在每个课程模块教学过程前，派发中英文学习资料并设置若干主题，安排3~4名学生合作研究一个主题，并且以多媒体报告的形式汇报学习成果，讨论难点。这样让每个学生自主学习每个模块中的基础知识，引导学生带着问题去预习、听讲、理解消化和总结。有效提高课堂讲授效率，并在有限的学时内了解和掌握这门课程的主要内容。
木结构中使用了各种不同类型的工程木制品，如层板胶合木（Glulam）、弦切板胶合木（LVL）、平行木片胶合木（PSL）、层叠木片胶合木、（LSL）、定向木片胶合木（OSL）、定向刨花板（OSB）和结构胶合板（Plywood）等，每种工程木制品有不同的特点和应用范围，整理了相关的自学材料并配有练习题，便于学生课后自学并自查学习效果。安排了专门的自学专题，让学生学习和了解近年来被广泛使用的正交层板胶合木（CLT），对比国内外规范中正交层板胶合木强度设计指标和计算方法的异同点。适当介绍新近发展的一些无胶工程木制品如层板钉接木（NLT）和层板销接木（DLT），及一些改性木材如压缩木等新材料，让学生了解一些木结构领域的前沿进展。
四注重实践环节
木结构课程的教学内容决定了其较强的实践性，无论是结构的设计和施工，都必须以实际工程为依托进行讲解。由于学生对木结构这种结构形式不太熟悉，所以对于需要充分空间想象力的学习内容，如节点的连接和构件的稳定等内容，学生在学习过程中较为吃力。如果把这些内容与实际工程相结合，通过参观实际工程和施工现场，则能够更好地理解工程问题。
在学生二年级的认识实习阶段和三年级生产实习环节适当增加木结构工程项目。结合具体工程，引导学生观察木结构的结构形式，构件截面形状，施工手段等，并重点关注构件之间的连接。避免目前实习与课堂教学内容脱节，提高实习和课堂教学的效果。将课堂教学与竞赛相结合，指导学生参加全国木结构设计竞赛，以赛促教。联合建筑学老师，共同指导土木工程与建筑学等专业的学生参加全国高等学校木结构设计邀请赛。培训不同专业的学生了解木结构的基础知识，指导学生查阅国内外相关设计规范、自学相关设计案例，完成设计与计算并搭建模型。
在毕业设计环节引入木结构设计题目，引导学生学习和了解木结构、钢-木组合结构、混凝土-木组合结构等不同结构形式的设计计算方法。指导完成了木结构游泳馆、木结构体育馆、多层木结构公寓、木结构教学楼、高层木-混凝土混合结构住宅和高层钢-木组合结构学生公寓等设计，采用不同类型的工程木制品和连接节点，综合考虑木构件的耐久性能和防潮性能，重点开展连接节点设计、结构抗震和防火设计，并与其它结构形式比较建筑生命周期内的碳排放。让学生在全面了解木结构设计的同时，也注意发现木结构与钢结构和混凝土结构的区别及优缺点。同时也把在指导学生毕业设计过程中发现的问题认真总结，并在授课过程中注重对相关知识点的讲解，并引导学生自学相关知识。
五 完善评价标准
尝试将国内外注册工程师考试有关内容引入课堂，向学生介绍国内外注册工程师有关政策，有目的地根据学生的个人发展规划进行“注册工程师”预备培养，结合国家的“卓越工程师”培养计划，帮助学生明确人生目标，鼓舞学生学习的热情。
结合国内注册工程师考试形式和国外设计类型考试形式，建立多元化试题库，改革单一的试卷成绩评价体系，使学生逐步适应国际化课程评价标准。
六 结语
针对《木结构》课程的特点，结合目前国内外实际工程中木结构的应用情况，从课程教学内容、教学方法、课堂教学手段和课程实践等方面进行一系列的改革探索，建立合理的木结构课程体系，提高课堂教学质量，培养学生自主学习能力和工程实践能力。
参考文献
[1]王志强，孙友富，杨小军.“木结构建筑调研”实践教学的探讨[J].中国林业教育，2010，28(5)：56-58.
[2]凌志彬，杨会峰，孙国华.中国木结构教学实践与探索[J].高等建筑教育，2018，27(6)：82-86.
[3]李璟.砌体结构课程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2012，21(6)：73-75.
[4]陈国，李海涛.现代木结构教学思考与探讨[J].教育教学论坛，2012，5：191-192.
[5]李永梅，赵均.混凝土结构及砌体结构课程的教学改革高等建筑教育，2006，15(2)：85-88.
[6]李永梅，孙国富，冯雨.项目教学法在砌体结构课程教学中的应用[J].高教论坛，2009，10：58-60.
[7]张晋，冯健，范圣刚，等.联合加拿大不列颠哥伦比亚大学的木结构课程教学[J].高等建筑教育，2014，13(4)：63-67.
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