時間:2023-03-02 15:08:30
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關鍵詞:產學研;土木工程專業;應用型;創新人才;畢業設計
隨著經濟全球化的發展及知識經濟時代的到來,創新成為推動社會科技進步與經濟不斷發展的決定性力量[1]。城市經濟的發展、建筑工程的規模逐漸擴大及其形式功能的日新月異則要求土木工程技術也不斷地發展與創新,同時也要求高校土木工程專業[2]培養大量應用型創新高等工程技術人才。畢業設計論文作為土木工程本科專業中最后的一個理論性與實踐性綜合的教學環節,其目的是培養學生獨立分析與解決工程技術問題,最終使學生符合應用型創新工程人才的基本要求。因此,畢業設計[3,4]論文必須具有綜合知識、能力與創新相結合的特點。企業、高校與科研院所[5]之間通過生產、教學和科研緊密結合,在課程教學與實踐過程中有機結合企業生產實踐與科研創新,可以較好地培養學生綜合素質、能力以及創新能力。同時,使學生在實際畢業設計論文過程中,提升科學研究能力與團隊合作精神,增強設計與參與生產實踐的事業心和責任感[6],在更好地運用綜合專業知識提升畢業設計質量的同時,達到應用型創新人才的培養目標。
1創新土木工程畢業設計模式
產學研有機結合土木工程畢業設計論文的創新,就是在畢業設計與研究論文中,實現畢業設計[7]、教學與土木工程實踐相結合的創新模式,提升土木工程專業學生的實踐能力。土木工程產學研項目中,結合科研創新與生產實踐來優化課程教學,培養土木工程學生的實習實踐能力,有助于全面培養有能力的土木工程專業學生。在具體的土木工程畢業設計創新模式之中,可以優化開展實施產學研合作,有效建立健全當前土木工程教育中產學研結合教育課程評價[8]及調控機制,改變傳統的土木工程教育模式。同時,也有助于實現企業、高校以及研究機構間的優勢資源互補,優化培養應用型土木工程專業創新人才。
2基于產學研土木工程畢業設計的意義
利用產學研機制與應用型創新人才培養目標進行創新性土木本科畢業設計論文的選題,從工程實際與學術問題的聯合創新出發,豐富與擴展課題的研究目標,將產學研科研或工程項目轉化為創新型的實驗項目、依據工程實際與實驗模型培養學生的動手能力、擴展創新能力。同時,創新性土木本科畢業設計過程中,也可以提升學生的論文寫作能力,優化學生力學模型計算能力,培養技術學術交流,擴展學生思維,具有重要創新意義。基于產學研的課程實踐與畢業設計工作,能夠優化提高土木工程產學研合作水平和效率,實現共贏,共同發展。創新模式,搭建土木工程產學研平臺,優化服務,能夠優化推進企業與高校、科研院合作,提高合作層次,有效實踐產學研合作,提升土木工程畢業設計質量,發揮積極影響。而且,在土木工程專業中,其畢業設計與實際工程密切相關,使其與產學研相結合,有助于培養學生的實踐能力與創新能力,也可以提升畢業設計質量,具有重要意義。
3基于產學研土木工程畢業設計創新的實現措施
3.1完善產學研結合體系
密切協調土木工程教學與后期畢業設計間的聯系,基于產學研創新模式,設置課程教學與生產實踐,最終為畢業設計的選題、實習與設施打下基礎,增強課程試驗與畢業設計等與外部生產與科研創創新等因素之間的關系,提升畢業設計質量。考察學生的知識綜合應用能力,解決工程中與企業科技生產中的實際問題,從而使學生能夠更好的理解工程畢業設計題目,使其能夠聚精會神地投入到畢業設計中,提升學生參加土木工程畢業設計的熱情。
3.2提升土木工程專業產學研基地實力
高校院系加強與地方科研生產合作,建立完善土木工程專業的產學研基地,鼓勵教師參與生產實踐,提升其實踐指導實力,為畢業設計與論文提升工程實際的支撐,激發土木工程學生在畢業設計中的潛在能力。通過土木工程專業產學研聯合的課程教學實踐與畢業設計,更深層次地讓學生通過融入到土木工程設計實踐中。
3.3提升選題水平
創新性畢業設計論文選題工作,必須要確保選題符合土木工程專業的實際特點,切合應用型創新人才的培養目標要求,保障土木工程畢業設計的選題深度可為學生所接受,一方面避免選題簡單重復的陳舊題目,適應經濟與社會發展的需要;另一方面避免在畢業設計中選題過深、題目過大而脫離生產實際的情況,確保學生切實完成畢業設計工作。
3.4提高畢業設計指導質量
院系在畢業設計指導中,應細化到具體教學指導單位,根據各專業學生畢業設計的專業特點,制定適合創新模式的畢業設計論文指導細則。指導教師在學生畢業設計中,能夠積極引導學生去創新思維,建立學生對畢業設計的多元文化意識,培養土木學生的工作、人際交流能力。
3.5協調畢業設計考核環節
建立基于產學研的畢業設計分階段考核方法,首先對指導教師要求其書面陳述畢業設計課題來源、選題依據、設計論文內容、難以程度及工作量等情況,由院系討論與考核設計選題。在此基礎上,增加創新學分與創新能力的評價標準,使學生更加有積極性地投入創新能力的培養,同時,激勵教師培育基于產學研等的創新課程與畢業設計的實踐,給予相應的政策支持。基于產學研的畢業設計論文實施過程,可以根據實際情況,適當的調節增加實踐環節的考核,以保證畢業設計的質量提升。
4產學研創新畢業設計論文案例探索
鹽城工學院土木工程學院依據江蘇省特色專業和國家特色專業建設點,逐步推行創新教學與科技管理體制改革,努力提高科技水平,走產學研相結合的道路,積極為地方社會經濟服務,承擔了大量的企業科技開發項目。土木工程學院在基于產學研的教學與畢業設計改革上,利用校企協同育人平臺,引入企業深度參與教學實踐,開發了“企業文化、建筑工業化技術、施工安全管理、現代施工關鍵技術、建筑信息化技術、綠色建筑技術、建筑設備工程”等校企網絡課程。進一步,加強教學方法改革,利用校企網絡共享絡課程,鼓勵開展學生主動學習、研究性學習與合作性學習;對“土木工程測量、土木工程材料與工程結構測試技術訓練”等課程實施以能力考核為主的考核方式改革,為切實完成實踐課程培養目標與創新性畢業設計論文工作提供有力保障。學院教師團隊目前承擔的產學研項目,緊密結合土木工程教學與企業生產實踐科技問題,為培養應用型創新人才進行卓有成效的探索。筆者所在的課題組,目前承擔“深大基坑開挖施工對工程樁的影響及其檢測關鍵技術研究”產學研項目,旨在結合教學與工程實踐科技創新的同時,進行土木工程創新畢業設計與應用型創新人才的培養等探索工作。在教學中,針對鹽城多河地區特點,分析深大基坑開挖的設計、施工與環境影響特點,將工程難點問題引入課堂與試驗及實習實踐。對深大基坑開挖回彈引起的樁基承載形狀變化等問題,在“樁基工程”課程的設計與施工檢測等課程中,進行針對性的分析,充分調動學生的學習興趣,利用課程試驗與產學研課題研究試驗有機的結合,引導學生參與科研試驗研究,為創新性畢業設計提供知識能力的積累。在此基礎上,進行基于產學研的畢業設計論文工作,根據學生情況并結合項目特點,畢業設計選題有“先鋒島三期多面臨河深大基坑的設計與施工”“鹽城多河地區的基坑支護形式與插入深度研究”“深大基坑開挖條件下的工程樁承載力計算”“深大基坑開挖坑底回彈與樁基承載計算與檢測”“臨河高層建筑深大地下室基礎設計與施工方案”等,創新了土木工程畢業設計論文的形式,并推動了工程生產實踐與企業的技術創新等工作。
5結語
在土木工程教學、試驗實踐及畢業設計的各階段,基于產學研聯合研究項目改革教學方法與畢業設計選題及實施,促進土木工程本科畢業設計論文的創新與實踐,使學生在畢業設計階段直接接觸到工程實例與企業技術創新實踐,可有效保證學生完成土木工程專業的教育培養計劃,培養學生的專業創新能力,為完成土木工程應用型創新人才的培養目標發揮重大作用。
參考文獻
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1.1課程內容完善了土木工程專業建筑學知識的內容體系
土木工程專業的建筑方案設計課程是在房屋建筑學課程基礎上,講解現行建筑設計規范、不同類型建筑設計原理和設計方法,通過具體的設計專題,培養學生正確的設計思維,更好地掌握建筑工程的設計方法。雖然土木工程專業房屋建筑學課程包含了關于建筑設計的知識,但內容只有4學時,而畢業設計環節中涉及建筑設計的環節為4-5周。如果沒有建筑方案設計課程的內容對房屋建筑學課程中的設計知識做進一步的深化和完善,那么學生將嚴重缺乏建筑設計方面的知識,從而影響畢業設計的進度和質量。因此,開設建筑方案設計課程,從課程內容上完善了土木工程專業建筑學知識的內容體系。
1.2課程設置保證了土木工程專業建筑學類課程之間的關聯性和延續性
目前,土木工程專業開設的建筑學類的課程有建筑制圖、房屋建筑學、計算機輔助設計、建筑美術等課程。這些課程的開設較為獨立,彼此之間缺乏關聯性,缺少過渡和呼應。建筑方案設計課程的開設可以將這些建筑類的課程統籌和協調起來,加強課程之間的相互聯系。通過學習建筑制圖和房屋建筑學課程,學生掌握了建筑制圖的標準和要求、建筑細部的構造要求及淺略的建筑設計知識。在此基礎上,開設建筑方案設計課程,通過講解理論性的設計原理和方法、進行具體題目的實踐設計,可以進一步讓學生開拓視野、掌握正確的設計方法,能夠獨立地分析、解決設計問題。在建筑方案設計課程之后開設計算機輔助設計和建筑美術課程,可以有助于學生運用建筑美學原理強化建筑平、立面設計,并通過計算機技術準確的將設計方案轉化為二維或三維圖形,形成更直觀的建筑表達效果,加強學生對空間的理解和組合能力。因此,開設建筑方案設計課程,有助于加強土木工程專業建筑學類課程之間的關聯性和延續性。
1.3課程開設有助于土木工程專業應用型高素質復合型人才的培養
在工程設計領域,建筑、結構和設備是緊密結合的三個部分,建筑設計控制著建筑室內外空間的舒適度和建筑外立面的藝術效果,結構設計在此基礎上實現建筑的安全和穩定,設備從水、電、空調三個方面來實現建筑使用的舒適度。這三個部分合作的好壞決定了建筑設計成果的優劣,因此作為土木工程專業的學生應當掌握建筑設計和設備設計的知識,以實現三方在實施工程項目時能合作共贏。當前,建筑行業的競爭日益激烈,在這種大趨勢下,更加迫切要求土木工程專業的學生掌握相關的建筑設計知識,適應社會的需求。因此,開設建筑方案設計課程有助于拓寬和提高學生的知識面和理論素養,有助于培養應用型高素質復合型人才。
2建筑方案設計課程在教學過程中出現的問題
1)、老師在上課過程中的理論課時偏多,造成了學生實踐設計課時偏少,從而無法實現老師一對一的輔導學生,師生之間的交流偏少,學生學習較為被動。同時,在實踐課時中,學生之間的相互交流也較少,很多學生都是悶著頭自己做。2)、學生在實踐設計中,不善于查閱資料,缺少分析問題、解決問題能力。例如在設計過程中,任務書中只規定了每種房間的面積,房間具體的開間和進深尺寸要由學生確定。很多學生在確定房間開間和進深尺寸時,不考慮房間的使用功能,只憑空想隨意確定,最后設計出來的房間完全無法滿足使用功能的要求。其實只要學生站在使用者的角度去考慮房間的使用對尺寸的要求,并查閱相關的設計規范或建筑設計資料集,都能夠確定較為合適的尺寸。3)、學生在進行建筑設計時偏重建筑平面設計,忽略立面設計。在設計過程中,學生往往花費大量的時間進行建筑平面的設計,導致沒有太多時間進行建筑立面的設計。同時,由于缺少一定的建筑美學基礎,學生設計出來的建筑立面比較簡單、呆板。最終出來的圖紙往往是平面設計達到了深度要求,立面只是在平面的基礎上生成的,毫無美感可言。
3建筑方案設計課程的教學改革措施
3.1轉變教學思路和教學形式,重新定位老師和學生在教學中的角色。
土木工程專業的建筑方案設計課程應該由傳統的以老師為主體的偏重理論教學的思路轉變為以學生為主體、老師為主導、以實踐設計為主線、理論與實踐相結合的教學思路。教學形式由以老師集中的理論授課為主的轉變為以學生進行多個專題的實踐設計為主要內容,理論知識的講授穿插在各個設計專題中。在新的教學思路和教學形式下,老師角色由傳統的教學主體轉變為學生設計過程中的協助者、引導者,在學生完成各個設計專題的過程中一對一的輔導學生,針對不同學生出現的不同問題做具體的指導,啟發和引導學生獨立地解決問題;學生的角色由傳統的知識被動接受者轉變為教學中的主體,能夠主動地根據老師下達的設計任務書,查閱相關資料、制定設計進度安排,并進行實踐設計,最終完成專題設計的任務。在整個教學過程中,老師和學生的關系是平等的,老師和學生共同研究學習,一起合作解決問題。
3.2采取啟發式、案例式的教學方法,拓展學生的思維
土木工程專業的建筑方案設計課程中理論教學部分可采取啟發式、案例式的教學方法,來拓展學生的思維,提高學生發現問題、分析問題的能力。啟發式的教學方法主要是通過老師引導學生發現并把握設計中的主要矛盾,選擇可行的解決方法,尋找設計的切入點。通過啟發式的教學方法,可以充分調動學生的主觀能動性,發揮學生的創造力,啟發學生從不同角度思考、分析、對比不同方案的優劣,為提高設計能力打下基礎。參觀加實例分析的案例式的教學方法可以加深學生對設計專題相關知識的印象。老師通過方案圖片介紹多個相關建筑設計實例,研究其功能組織、立面細部做法、建筑形體與色彩等方面的內容,引導學生討論分析各個方案的設計思路及其優缺點,不僅能夠讓學生全方位的了解設計專題,同時也能提高學生分析問題的能力。除了通過圖片展示開展案例式的教學,也可以將上課地點移至真實的建筑空間內,更直觀地從功能設計、形態設計、空間設計等進行詳細的分析和講解,讓學生更直接的接觸和感受建筑空間,并進行對比分析。
3.3教學內容應選擇適合土木工程專業的設計專題,嚴格控制設計進度
土木工程專業的建筑方案設計課程作為專業選修課,從深度和廣度上無法與建筑學專業的建筑設計課程相提并論,因此課程內容應以大量性建筑作為設計專題以培養學生具備建筑設計的基礎知識。同時,在設計過程中,應當將現行的建筑設計標準和規范最大限度的融入教學和設計中,不僅能夠端正學生嚴謹和規范的設計態度,也能夠培養學生在設計過程中查閱規范的良好習慣。此外,在設計過程中,老師對設計構思的過程要進行層層控制,嚴格檢查各階段設計草圖,以實現學生在每個設計階段都能有所收獲。為保證設計質量,老師要嚴格按照設計控制學生的設計進度,,學生的最終成績也應涵蓋學生平時的表現。
4結語
1.重視知識點的歸類與邏輯關系融合。研究專業課程和課程之間知識點的聯系,根據其類型、性質和特征進行總結歸類,把握知識點乃至知識鏈的構成,進而指導教學設計,可有效提高教學質量。李國強等[2]考慮知識類型提出了結構工程課程體系六大模塊,包括結構分析、荷載與結構設計準則、結構設計基本原理、結構工程設計、結構試驗與測試、結構工程施工。按模塊分類整合可達到課程體系整體優化的目的,又能構成較寬的結構設計知識平臺。把專業課程體系作為一個系統來研究,探索課程體系中知識點的邏輯關聯,完整地把握課程的研究方法,不斷進行小范圍的知識貫通、融合和相互滲透,可有效引導學生理清課程體系中理論間的脈絡,理解課程和專業知識體系的層次結構鍛煉邏輯思維能力與綜合分析能力,使學生越學越有興趣。如可以所在教學樓為鋼筋混凝土剛架結構引入剛架、排架和桁架的概念,門窗過梁可簡化成簡支梁等為例引入,鋼屋架的焊接、木屋架的榫接以及現澆鋼筋混凝土屋架,當彎矩和剪力較小時,常簡化為光滑圓柱鉸,桿件簡化為鏈桿,屋架則抽象為理想桁架。這也正是不同課程間知識點的關聯和邏輯關系。利用知識點之間的聯系建立課程內容鏈接,可以更好地使學生認識知識體系架構。創新思維教育過程中,通過知識點的聯系更可發現思維的創新點。
2.構建以知識點為主線的教學資源。基于積件設計思想進行課程體系融合設計,要在教學資源(課件、網絡)建設過程中站在專業角度而不是課程角度,確定知識點的各種特性和關聯關系,合理分解和規劃知識點,并按照對專業體系的理解和教學設計來構建知識點之間的邏輯關系。在土木工程施工模塊教學過程中,在施工問題講解中多引入結構設計思想和力學概念,可讓面向施工企業去向的學生同樣感覺到力學和專業在工程施工技術中的重要性。而圍繞多次超靜定框架體系的求解、無剪力分配法、塑性鉸等力學專題,可以看成是涉及多門課程關聯的知識點重組的教學過程和方法。以標準知識點為單元,按積件方式建立積件庫,教師仍可按自己的教學安排組織和生成有個人特色的課件。每個知識點反映典型的相關內容,各個知識點相對獨立,并對不同課程具有通用性。
3.深化課程知識鏈的關聯與重組。同一個知識點可具有不同的存在狀態,既可進一步細分,又可被包含在一個容量更大的知識點中。力學類課程和后續專業課程有重要關聯和銜接關系,如“土木工程材料”、“混凝土結構原理”和“鋼結構”等課程都涉及材料力學性能,“鋼結構”和“材料力學”課程都涉及截面幾何性質部分,“基礎力學”課程中連接件計算、壓桿穩定計算等專業內容“鋼結構”課程仍有涉及,結構動力計算部分是后續“工程結構抗震”課程教學的重要鋪墊。教學上應避免內容重復講授或知識點的缺位,更應基于積件思想注重知識再現、重組和深化。現在諸如三峽大學求索學堂等網絡學習平臺都是以知識點為中心來組織網絡課程素材的。一個知識點除呈現其文字材料外,還能呈現該知識點與前驅和后繼知識點鏈接,學生可快速查看相關知識點以及其重要程度、要求掌握程度、幫助理解該知識點的例題和多媒體課件(可包含動畫、視頻、音頻等)。深入研究課程群間知識點的聯系,進行課程的整合和關聯知識重組,有助于幫助學生形成完整的專業知識鏈條和知識樹結構。基于知識點的教學資源庫建設,可為資源重復利用和擴展帶來極大的靈活性,為不同教師從開放的積件庫中選擇資源或按積件化模式共享教學資源提供便利。但目前網絡課程平臺并不能幫助專業教師實現課程間的關聯和重組。目前一些針對建筑工程專業實訓課程開發的商業仿真軟件,運用現代多媒體技術、網絡技術、虛擬現實技術等手段多渠道多方法地創設出生動活潑的教學情景。基于具體建筑工程仿真,在理論課程和實習實踐、在校學習和畢業工作間搭設互通立交橋梁,更可以具體工程為背景,以建筑施工為主線,串聯土木工程材料、地基與基礎、混凝土結構設計等多門主干課程的諸多知識點,為土木工程專業課程關聯與重組提供教學新思路。
4.建立以積件設計思想的專業課程集成與立體化教學體系。伴隨著教學藝術的發揮和教學理念的探索,現代教學媒體的應用為教學手段改革提供了突破口。教學媒體從視聽教育、計算機輔助教學到多媒體計算機輔助教學課件的演變過程,標志著人們對計算機輔助教學的認識上升到一個新的階段。傳統課件固化了教學內容、教學策略和知識的呈現方式,素材數據的重復利用率和數據共享率不高,學生的參與度也較低。以知識點的表示、管理和利用為基礎的課程建設是今后數字化教學的主要方向。基于知識點關聯的土木工程專業網絡教學平臺其實就是積件化的設計思想和網狀的結構,這需要有網狀的教學軟件與其相適應。利用數據挖掘技術推導出教學中的共性問題,可引導教師改進教學,引導學生自主地進行個性化學習。基于積件設計思想的課程體系改革,可促進課程體系的融合和優化和立體化教學體系的建立。
5.探索積件設計的微型學習策略。按照積件設計思想建設開放式教學資源平臺,符合以學生為中心的教學理論的發展,有助于學生自己選擇學習目標和學習策略。基于課程知識點關聯和積件設計思想來設計實用、短小、微型的標準知識點進行課程內容組塊,由簡到繁、由易到難、循序漸進、再到創新提高的學習資源設計符合人才培養規律,便于學生對專業知識體系的掌握。利用基于知識點關聯的網絡教學平臺進行學習,具有人機交互性、學習的便利性和靈活性。教學平臺導學功能應體現在兩個方面:一是通過知識點邏輯關系和基于知識點的結構鏈接,學生可以確定自己學習順序和掌握情況,二是對知識點關聯度密切的前驅專業知識點進行復習和鞏固。
6.核心知識點與實時實習模式。基于積件設計思想的課程整合同樣可適用于實踐教學。實踐教學環節可按知識點進行學習和跟蹤考核,以學習的核心知識點進行歸納梳理,實施以核心知識點為主的彈性小學分制和實時實習模式。通過豐富專業教學資源,完善實習指導手冊,采用多媒體教學、網絡教學、實訓課程、求索學堂等現代化教學手段,建立以工程照片、視頻資料為主的實習資料庫和實習基地建設,使學生全階段不間斷地進行實踐教學,實現與理論教學全過程同步的“實習”,實現理論課程(課本)—電子視聽和仿真資源(視頻、軟件)—工地實踐(實物)三者的有機互聯,強化理論與實踐的相互滲透和反復交替過程,使理論教學與實踐教學實現無縫實時銜接,學生理論學習和實踐教學系統化、完整化,構建立體化教學體系。
二、結語
目前,土木工程專業畢業設計存在的問題如下。
1.學生方面情況復雜,進度不一。
畢業設計安排在大學最后一個學期,不同學生面臨就業、考研復試等不同出路,甚至少部分學生要進行畢業前大補考。學生心里狀態和壓力不同,影響到畢業設計的積極性和投入狀態,進而影響到畢業設計的進度和質量。設計中前期,學生對畢業設計這樣一個“大”的綜合性的任務不知如何下手,不能將所學專業理論知識與畢業設計選題順利結合,遇到問題不會及時反映解決,存在“等”、“拖”“、靠”的依賴心理,也會影響設計進度。
2.指導教師自身缺乏工程設計實踐經驗和知識更新。
畢業設計要求指導教師具有豐富的教學經驗和工程實踐經驗。部分指導教師一直從事理論研究或課程教學工作,工程實踐經驗不足甚至沒有,對整個工程設計過程缺乏了解和認識,對新規范、新的計算方法、新的施工技術的更新缺少關注。這樣在指導畢業設計時就會顯得力不從心,難以做到與時俱進,在一定程度上影響了畢業設計質量。
3.畢業設計過程監管不力。
通常,有些高校畢業設計管理制度不甚健全,或者制度健全但執行不到位,對學生日常不考勤或者考勤不嚴格,導致部分學生長期缺席,當然不能高質高量地完成畢業設計。另外,在畢業設計過程中,指導教師不重視對設計各階段的進度檢查,不了解學生的設計進度,也不能及時發現和解決出現的問題,從而導致學生在畢業設計前期比較松散,后期又加班追趕,高質量的畢業設計成果根本無法得到保證。
4.師生間缺乏溝通,不能及時發現設計問題。
設計過程中,很多學生不在設計室而去其他教室或宿舍,導致有問題不能及時詢問解決。老師輔導時,因見不到學生而不能及時發現學生的疑問或錯誤,從而將問題遺留到最后進行大修改甚至無法修改,致使設計質量嚴重下降。
5.計算機輔助設計利用不合理,學生收益不多。
畢業設計階段學生利用專業軟件PKPM對一榀框架進行計算并繪施工圖,這一工作只需學生一個上午即可完成。但學生對計算結果不分析、不調整,對圖紙的表達不思考、不判斷,基礎知識和專業知識掌握不牢固,對很多構造不明所以,似是而非,學生收獲甚少。
二、具體解決方法
解決畢業設計存在的問題,關鍵要解決好以下幾個方面:指導老師豐富工程經驗、提高指導水平的問題;畢業設計過程中手算、手繪與電算、電繪的比例與配合問題;畢業設計過程中對學生積極性的調動與監管監控問題;畢業設計的考核評估問題。下面具體討論。
1.提高指導教師素質、利用產學研用基地合作指導。
學校應鼓勵教師積極參加建設部組織的相關職業資格考試,鼓勵并組織指導教師積極參與工程實踐,與生產、設計單位合作,聘請理論功底扎實、實踐經驗豐富的工程師與校內指導老師合作,指導學生畢業設計并把關。學校可以建立產學研教學基地,除了服務于學生的實踐實習外,還可用于指導教師的工程經驗學習與提高,進一步加強高校與工程設計部門、企業單位之間的協調工作,從而提高指導學生畢業設計的水平。
2.堅持手算、手繪及軟件計算、計算機出圖并重。
為處理好在整個畢業設計過程中掌握基本理論、基本技能和計算機技術的關系,采用手算、手繪及軟件計算、計算機出圖并重的手段。在結構計算中“手算”和“電算”必須兼顧。“手算”應該占主導地位,在“手算”階段,應該培養學生綜合運用所學專業知識的能力和查閱相關資料的能力,從而鞏固理論知識,加強實踐操作能力。另外,在繪制施工圖時,要堅持手工畫圖和計算機繪圖相結合的原則。手工畫圖主要鍛煉學生的繪圖基本功、對構造要求的掌握以及對規范的學習和熟悉。計算機輔助畢業設計的主要目的是提高學生的計算機應用能力,同時熟悉社會上常用的工程商業軟件,做到就業時具備較強的工作適應能力和動手解決能力。因此,在計算機輔助畢業設計過程中結構計算部分要求學生手算與電算并行,兩者互為校核并完成對軟件的深入了解。繪圖主要由CAD軟件完成,部分節點詳圖與構造采用手工制圖,以加深學生的基本概念,熟悉結構細部構造,并能對計算成果和手算結果進行比較、分析和判斷。
3.針對學生不同水平分類指導方法。
對不同程度、不同進度的學生要使用不同的方法指導。對理解能力好、認真負責進度快的學生,要提前講解設計內容和方法,要求其有探索創新精神,培養學生自己獨立運用專業理論知識與畢業設計課題相聯系的能力,培養其主動查閱有關設計資料的能力等綜合專業素質,讓其在畢業設計中起到模范帶頭作用,也對學困生形成一定的壓力和激勵作用,敦促他們加快進度,認真設計。指導老師要有意培養1~3個模范生以加快整個小組的設計進度、提高小組的設計質量。對學習成績差、進度慢的學生,指導老師要付出更多耐心進行講解,讓其理解并最終掌握設計方法、步驟和過程,促其趕上整個設計進度。
4.考核制度嚴格,全面具體。
對學生畢業設計成績的評定應包括多個方面:考勤、設計進度、建筑設計部分、結構設計部分、計算書內容以及答辯情況等。應加強畢業設計的學生考勤和指導教師的考勤,加強設計過程中各個階段的考核,對學生出勤率、設計進度、設計階段成績及最后答辯成績等各個考核方面分別進行評分。這樣既可以引起學生對畢業設計的重視,也可以在設計過程中發現問題,總結經驗和教訓,進一步完善和改進后續設計工作。
三、結語
問卷調查的主要內容設計本次畢業設計情況問卷調查共計13個問題,主要內容涉及以下四個方面:實施四年級本科生畢業設計導師制的必要性、對學生工程素質和動手能力的幫助程度、對提高畢業設計整體質量的認可程度;調查學生畢業設計的課題類型、工作量大小、難易程度和工作地點;從學生角度調查畢業設計指導老師的具體指導次數、指導過程、工作態度和業務水平;調查學生的畢業設計進度、與指導老師的互動情況以及認可畢業設計的重要程度。2014年6月初,針對南京工程學院建筑工程學院土木工程專業四年級學生,我們共發放問卷調查表格200份,回收200份,回收率達到100%。
2畢業設計教學改革的進一步探索
針對畢業設計學生的問卷調查分析,學院在導師制的教學改革基礎上,從改進選題、合理安排時間、加強過程指導、開展校外畢業設計等方面著手,進一步推進導師制與畢業設計相結合的教學改革工作,充分發揮指導教師的主導作用,積極調動學生的主觀能動性,全面有效地提高畢業設計教學質量。
2.1改進畢業設計選題為了充分調動學生的積極性、創新意識和主觀能動性,選題要密切結合實際工程,鼓勵“真題真做”,盡量避免“假題假做”。為了保證人手一題,指導老師要積極開動思維,多方位多渠道搜集課題,可以與地方設計院或施工單位合作就實際工程項目進行選題;可以結合學生的興趣和就業去向擬定課題;可以結合指導老師的科研方向和實際項目擬定設計或研究課題等等。選題要求專業知識全面、工作量飽滿、實踐應用性強,要切實做到與培養目標、工程實際和社會服務緊密結合。
2.2合理安排畢業設計時間畢業設計為期16周,時間安排緊張有序,為了減少學生剛開始的茫然無措,更快更好地投身到畢業設計工作中,可以將畢業設計的任務安排提前至第七學期末,期間安排指導老師與學生見面,指導老師提前向學生發放畢業設計任務書,向學生講授具體的任務和要求,學生可以利用假期認真思考,積極準備。“好的開始是成功的一半”,前期準備工作充分,后面遇到研究生復試、參加招聘等等事情時才能從容應付,不至于影響畢業設計的進度以及質量。畢業設計不提倡“前松后緊”和“前緊后松”,要求“前緊后緊”。
2.3提高指導老師綜合素質畢業設計是一個綜合性的“系統工程”,指導教師必須在相關專業領域具有扎實的功底和豐富的實踐經驗才能勝任。我院近年來補充的師資力量大多是名校的博士或外校引進的教授,綜合能力較強。為進一步加強整體師資隊伍建設,我院還積極采取多種措施,將富有工程經驗的老教師與青年教師組成教學梯隊,對青年教師實施“傳、幫、帶”;鼓勵青年教師參加相應的執業資格考試,承接縱橫向科研項目;派遣教師去校外建筑設計院、建筑公司、監理公司等掛職鍛煉,提高他們的工程素質和實踐能力。只有全面提高指導老師的綜合素質,才能從根本上保證畢業設計的高質量。
2.4加強畢業設計過程管理畢業設計始終如一實行“導師負責制”,指導老師對設計進度、過程管理、質量要求等方面提出明確規定和實施細則。如畢業設計期間必須明確指導的時間和地點;制定詳細的考勤制度和日常管理制度,明確獎懲條例;指導老師及時檢查和反饋學生的畢業設計階段成果等。為了確保畢業設計質量,實施從選題—過程—成果三位一體的三期檢查制度。初期主要檢查學生的選題和開題。選題在雙方互相選擇和共同協商的基礎上確定。開題則檢查學生在大量閱讀相關文獻的基礎上擬定的技術路線和進度安排是否合理可行;中期主要檢查學生的設計進度和階段成果是否和任務書一致以及后期的進度安排等;末期則重點檢查學生的畢業設計成果匯總、評閱答辯過程記錄以及后期的成果展覽和工作總結等。
2.5鼓勵學生開展校外畢業設計工作因為校外畢業設計能近距離接觸實際工程,使畢業設計理論聯系實際,充分調動學生的積極性和主觀能動性,鍛煉他們的動手能力和工程素質,我院大力鼓勵有條件的學生在校外開展畢業設計工作。一方面學院多渠道與社會上相關專業的企事業單位合作,為學生積極創造合適的崗位和機會;另一方面,利用已經簽約學生和相應單位都愿意提前接觸的契機,學院也鼓勵學生去簽約單位進行畢業設計工作,以縮短工作磨合期,為將來更快適應工作打下基礎。需要注意的是,校外畢業設計必須實行校內指導老師和校外工程師聯合指導制度,重視管理力度,以保證畢業設計質量,形成良性互動。
3結語
一、當前我國土木工程結構設計存在的安全性問題
當前我國土木工程機構設計存在的諸多問題對工程的整體造成了嚴重的影響,諸如機構設計缺乏牢固性、耐久性、設計規范不統一等等都是非常普遍的問題,具體主要包括以下三大方面的內容:
1.當前土木工程結構設計缺乏整體牢固性。當前我國土木工程結構設計缺乏整體牢固性,土木工程建筑的承壓力底低,建筑工程的安全性差,導致建筑物事故多發。當地震、爆炸等事故發生時,建筑整體結構就會因為承載能力差,設計整體缺乏牢固性,而容易造成房屋倒塌、人員傷亡等重大問題的發生,給人民的生命和財產造成巨大的損失。
2.當前土木工程結構設計沒有合理的安全規范。我國土木工程結構設計安全規范的設置不全面、執行不嚴格,與國外嚴格的全面的規范相比存在著很大的差距。國外的很多古建筑歷經百年依然屹立不倒,而我國很多建筑十幾年不到就已經發生了墻體開裂等問題。因此我國土木工程結構設計安全設置需要進一步提高。
3.當前土木工程結構設計缺乏持久性。由于我國各地區環境的差異較大,環境變化較大,環境的濕度、土質的溫度以及酸堿都會對建筑造成影響,影響鋼筋混凝土和建筑材料的壽命,然而我國土木工程結構設計之所以出現耐久性差的原因就是忽視了環境因素對于建筑的影響,造成了建筑物的耐久性差,年久衰敗,出現安全隱患,造成事故多發。
二、安全性前提下的土木工程結構設計策略方法研究
1.制定并不斷完善土木工程結構設計的行業規范和標準。社會的發展和人們生活水平的提高使得對于土木工程結構設計提出了更高的要求,技術的發展和科學的進步也促進了安全性設計的規范。土木工程結構設計安全性需要有重要的制度和規范來保障,所以制定相關規范并隨著社會的發展不斷完善是生產建設出高質量、高水準的建筑物的必備條件,是保障結構設計安全的重要內容。制定行業規范和標準需要工作人員認真學習并嚴格執行,相關部門和國家要監督管理部門的執行,如果遇到不合理和不合法的設計一定要及時停止并按照行業規范和標準加以嚴格改進。行業規范和標準的嚴格制定是工程安全的重要保障,所以一定要不斷完善我國的土木結構設計規范,跟隨時代的腳步,建設出符合時代要求、符合人民需要、符合安全標準的建筑物。
2.不斷加強土木工程設計工作人員的安全意識的培養。土木工程結構設計與人們的生產生活有著密切的聯系,設計人員的安全意識非常重要,只有其自身意識到自己工作的重要性和土木工程的安全性有多重要才能更好地完成工作,才能使建筑物達到應達到質量標準。所以必須嚴格加強對于土木工程設計人員的安全意識的培養,使其堅持“安全第一,質量至上”的思想。具體可以通過相關內容的考試規范其行為,加強設計人員的安全意識,灌輸土木工程結構設計安全性的重要性,讓工作人員意識到土木工程結構設計安全性對于人們的影響,增強工作人員的責任心。與此同時,土木工程設計人員不僅僅需要有超強的安全意識,更要有專業的理論知識和強硬的技術能力,嚴謹的工作態度和豐富的實踐經驗,只有將這些軟件設備植入于安全操作的過程中,才能使土木工程的安全得到強有力的保障。因此,要提高設計工作人員的安全意識,就要對其專業知識、操作技能、思想意識進行嚴格的規范與要求。
3.綜合性評估土木工程結構設計方案。土木工程結構設計方案是土木工程結構設計的基礎和前提,對設計方案進行綜合性的評估需要在設計之前進行,對其安全性、經濟性、合理性等方面做出綜合性、準確精確地評估,形成一個清晰明了的設計報價和評估總結,確定其經濟性和安全性,從頭抓起,在土木工程建設的首要階段進行嚴格規范,以保障接下來建設工作的順利實施,保障土木工程的安全進行。
4.加強控制設計中參數的安全積累問題。土木工程結構設計中涉及非常多的參數,每一個參數看似很小,但是對于整個工程的影響卻是非常重要的。參數安全積累問題例如,建筑材料的數量、價格、使用面積等等,這些參數對于結構和建筑的安全性有著非常重要的影響,嚴重制約著土木工程的安全與質量。如果在這些參數上出了問題,即使后來的建設過程非常嚴謹,也不能保證建筑物的安全性能。因此,必須要嚴格控制設計中參數的安全積累,使土木工程設計中每一個因素都能達到國家相應的規范和標準,使建筑程序嚴謹、安全、合理。只有這樣,才能生產建設出合格的建筑,才能達到國家與人們對于土木工程建設的要求與期望。
1.1案例教學法
案例教學法是一種使得學生處在面臨問題的決策者角色的教學方法。在案例教學法課堂,無論是教師和學生必須以不同的方式被激活。教師和學生相互依賴、互相學習。教師一般都是專家,但他們很少直接告知學生專業知識。案例教學法主要是用在商業學院和公共政策學院教學活動中。例如,1908年已被用于在哈佛商學院和公共政策學院。教學案例研究是全球頂尖的商學院進行核心功能。他們常常組織比賽確定最佳的新的教學案例。商業案例是模仿或模擬真實情況下的文檔。案例陳述的現實讓讀者參與其中。案件往往說明企業或政策形勢需要解決問題,還包括課堂討論和研究的其他信息。在沒有明顯的解決方案的情況下,提供了充分的事實基礎上激發學生獲得一切可能的結果。作為現實的模擬,案例必須具有三個特征:一個重要的業務問題或問題。沒有問題的情況下,沒有教育價值;充分的信息基礎;沒有明確的結論。在案例教學過程中,教師的作用是選擇和組織案例,這也是實現教學目標的關鍵。
1.2基于問題解決的學習
基于問題解決的學習方法是1980年美國數學教師協會正式提出來的。它將學習內容設計成問題,或由學生提出問題,讓學習者通過解決問題來獲得相應的知識和能力。讓學生提出高質量的問題是這種教學方法的關鍵。要求學生將問題具體化和形象化,構造成模擬實際生活的故事情節。學生在原有知識和經驗的基礎上,通過分析解決問題,發現更加復雜和深入的問題。因此,學生提出問題的多少、思考問題的廣度和深度等是基于問題解決的學習方法的重要的評價標準。
1.3基于問題的學習
基于問題的學習是一種以學生為中心的教學方法。學習的目的是獲得解決問題的經驗、思考策略和該領域的知識。基于問題的學習的目標是幫助學生形成靈活的知識、有效解決問題的能力、自主學習、有效的協作能力和內在動機。基于問題的學習是一個主動的學習方式。在工作過程中,學生發現他們已有的知識,需要知道什么,以及如何和在哪里獲得新的信息,可能會有益于該問題的解決。教師的作用是為了促進學生的學習、支持、指導和監控學習過程。導師必須建立學生對解決問題的信心,并鼓勵學生,同時也拓展他們的理解。Barrows定義了基于問題的學習模型為:(1)以學生為中心的學習。(2)學習是學生小團體做的,理想的6~10人。(3)教師指導學生而不是教學。(4)以問題為基礎組織和激發學生學習。(5)問題是設置是提高學生解決問題能力的基礎,是刺激的認知過程。(6)學生通過自我導向學習獲得新的知識。基于問題的學習要求教師的教學風格達到幾個主要標準:首先,要有一個與教師科研相關的“學習中心”,所有的學生都需要圍繞該中心。第二個標準是必須有一個驅動問題,學生通過完成項目獲得問題的答案。這個問題也不能有一個預定的結果,它應該要求學生使用的先驗知識來所有可能的結果。其他標準包括建設性的調查研究、學生的自等。基于問題的學習的主要教學過程包括提出問題、分析問題、形成假設、驗證假設、修正假設。
2土木工程探索性試驗設計
近年來華南理工大學開展了“探索性實驗”教學項目建設工作,引導教師將科研項目成果轉化為計劃內實驗教學內容,從而深化實驗教學內容和體系改革,推進實驗室開放共享;通過科研與教學融合,切實促進學生實踐創新能力的培養。下面介紹用研究性教學方法設計所申報的“探索性實驗”教學項目“瀝青混合料多軸加載試驗”。
2.1提出問題
最新版的《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)中瀝青混合料的試驗方法主要包括:單軸壓縮、單軸拉伸、小梁彎曲和劈裂試驗等。試驗過程中,瀝青混合料試件處于單軸或雙軸應力狀態。而實際瀝青路面中,瀝青混合料處于多軸受力狀態,承受壓縮、拉伸、剪切的交互作用。因此,現有瀝青混合料的試驗裝置與方法無法模擬實際瀝青路面材料的多軸受力狀態。
2.2分析問題
為了模擬實際瀝青路面材料的多軸受力狀態,采用如圖1所示的試驗裝置。通過轉動的橡膠輪胎帶動圓柱體試件轉動,試件受到橡膠輪胎的表面摩擦力F和鉛垂方向的壓力P作用。同時,在試件水平方向施加壓力Q。從而模擬實際路面材料多軸受力狀態,使得試件承受壓縮、拉伸、剪切的交互作用。
2.3試驗步驟
(1)試件制作。采用擊實法、靜壓法或旋轉壓實法制作的圓柱體試件;或在輪碾法制作的板塊狀試件中鉆取的圓柱體試件;或在路面中鉆取圓柱體的芯樣。
(2)安裝試件。將試驗室的環境溫度控制在試驗溫度±0.1℃范圍內。加載前,保溫時間為90~120min。
(3)水平方向加載。通過水平加載油缸對試件施加水平方向拉伸或壓縮荷載。
(4)鉛垂方向加載。通過鉛垂方向加載裝置在橡膠輪上施加荷載,從而在試件中部上方施加鉛垂方向荷載。
(5)啟動橡膠輪驅動馬達,使得橡膠輪單向旋轉,轉速為1~100r/s。
2.4試驗結果的分析與討論
試件轉動一定次數后,量測試件中部加載位置的直徑,計算直徑變化率。加載后試件中部直徑的變化百分率計算公式為:100%×加載一定次數后加載位置試件直徑/加載前試件直徑。同時,量測試件長度,計算加載后試件長度的變化率。加載后試件長度變化百分率計算公式為:100%×加載一定次數后試件長度/加載前試件長度。教學過程中,共15位同學參與該項試驗,分為3組,每組5人。
3教學效果
采用研究性教學方法,有助于把學生納入教師的科研項目,驅使學生調查研究,組織討論會,分析問題,解決問題,完成工作任務。授課教師與同學們一起通過該試驗項目掌握了實際路面材料的受力狀態,并創新性的設計了“瀝青混合料多軸加載試驗”方法。依托研究成果申報了2項實用新型專利和2項發明專利。在國外SCI源刊投稿論文2篇。
4結語
【關鍵詞】建筑結構 結構設計 問題
雖然我國建筑事業已經取得了不錯的發展,建筑技術和設計方面水平都得到了不斷提升,但建筑結構設計中還是存在一些問題需要設計師去注意并解決,只有不斷糾正和解決結構設計中的問題才能保證建筑結構的穩定性,保證建筑工程質量。下面就結合工作實際中遇到的一些問題做如下探討。
一、 地基承載力深度修正的問題
設計不超過 20 層的高層、多層建筑時,我們經常直接選擇樁基的基礎形式,其實在非軟弱土地區,應首先探討采用天然地基的可行性,以利于降低基礎造價,合理地確定地基承載力值就顯得尤其重要,《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)規定:地基承載力特征值應按下式進行修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5),而在地基承載力值的組成中,深度修正部分占有較大的比重。這對于主裙樓一體結構,在進行主樓地基承載力計算時,因裙樓基礎的有利及不利影響,如何合理地確定用于深度修正的深度值 d 尤為重要。規范在 5.2.4 條條文說明中這樣規定“對于主體結構地基承載力的深度修正,宜將基礎底面以上范圍內的荷載,按基礎兩側的超載考慮,當超載寬度大于基礎寬度的兩倍時,可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深,基礎兩側超載不等時,取小值。”這就要求設計人員在進行具體工程設計時,應根據此條的要求,結合工程實際情況合理地確定承載力深度修正所采用的埋深
值 d,但設計人員對此認識卻并不一致,經常有困擾。最常見的是高層主樓帶地下車庫這種類型.
(1)當高層主樓采用筏板或箱型基礎時,在主樓縱、橫兩個方向上,若 B1、B2 均大于 2B0,才能考慮裙樓荷載對地基土產生的超載作用,將超載折算成土體厚度 d2,(兩側超載不同時,取小值),此時 d=d0+d2,若 b1、b2 中有一值大于 2B0,而另一值小于 2B0 時,或均小于 2B0 時,裙樓荷載作為超載折算為土體厚度 d2,當 d=d0+d2≥d1 時,取 d=d1,當 d=d0+d2
(2)當主樓采用柱下獨立基礎加防水板的形式時,則靠近地下室一側的基礎可考慮土的超載作用,d 的取值同 1,但主樓內的其他基礎的埋深 d=d0。合理確定用于深度修正的基礎埋深值 d,從而確定主體結構的地基承載力值 fa,這樣才能使結構的基礎設計達到合理經濟,最優化。
二、 主次梁節點設計問題
我們在工程設計的計算過程中不可避免地會出現主次梁相交的情況,時常會發現框架主梁扭矩很大,抗扭承載力不足,有些處理辦法就是將次梁與主梁相交處設為鉸接,釋放扭矩,但這樣處理是否合理,與實際的受力情況是否一致呢?個人以為:作為梁端鉸接,就是要保證梁端有一定的轉動能力;固接,就是要限制梁端的轉動能力;而實際上沒有完全的鉸接也沒有完全的固接,梁端鉸接不能隨意地人為設置。
設置鉸接梁,是允許此梁在兩端形成朔性鉸而產生裂縫,但是不會破壞,就是說形成朔性鉸之后,此梁由超靜定變成靜定結構,結構設計一般都是超靜定結構。這樣一個破壞不會對整個結構體系影響很大,才能滿足結構安全的冗余。如果主次梁截面相差較大,支座主梁對次梁約束不大的情況下可以設定為鉸接,即使為鉸接,《混凝土結構設計規范》10.2.6條對此做出了規定,要求上部配置構造鋼筋,且構造鋼筋截面面積不得小于下部鋼筋的 1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,這時候就不能完全忽略主梁對次梁的約束了,這種情況是最容易出現框架主梁配筋超筋、抗扭承載力不足。如何處理,首先我們應該考慮加高框架梁解決配筋超筋,加寬框架梁解決受扭不滿足,如果條件所限不能加寬,那才可以看能不能鉸接次梁了,但這里的鉸是指的假想鉸,而是要保證支座負筋首先屈服,造成內力的卸載和重分布,分布后達到和鉸接類似的受力情況,此時的鉸接就得要從構造措施上進行保證,現行國家標準圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》(11G101-1)第 86 頁針對非框架梁(即次梁)的配筋構造做出了明確的示意。
結構設計最重要的原則是:結構設計建模要立足于結構自身,主要力學模型要與實際構件接近,以保證計算結果能夠真實反映結構狀況,這樣才能保證結構的安全。
三、 地下室嵌固端的選擇問題
在有地下室的結構設計時,地下室的頂板是否作為上部結構的嵌固是很重要的。這不僅僅是關系到計算結構的內力的大小,而且在某些工程中會整體結構成為一個超限建筑,對結構設計造成難點。嵌固的概念,這里所說的嵌固應該是強度嵌固而非力學嵌固;力學嵌固―― 完全剛性的固定,嵌固點以下剛度無窮大,嵌固點無平動、轉動,實現了完全的約束。而強度嵌固―― 柱的塑性鉸出現在地上一層的下端,而不是出現在梁柱節點兩側的梁上,即強梁弱柱.實現的方法:(1)增大梁的抗彎能力;(2) 增大地下室柱頂的抗彎能力;(3)滿足規范的各項要求。嵌固端所在層樓板要求連續,這樣才能保證水平地震力的傳遞。實際工程中常遇到地下室頂板開洞,甚至是大面積的開洞,此時必須要與建筑專業配合,避免將洞口設在主樓周邊,開洞面積不宜大于嵌固端層樓板面積的 30%,同時將洞口周邊樓板加厚,以滿足剛性樓板的要求。工程中還會碰到當地下室頂板的標高不一致的情況,以下沉式廣場為代表,如果地下室頂板與地上一層高差小于層高的 1/3,則只要地上一層的側向剛度能滿
足規范要求,則地下室頂板可作為嵌固端,即使高差稍稍超過 1/3 層高,也可將主樓周邊一跨的樓板適當抬高以滿足高差,不過需進行加強處理:有錯層部位加大梁的剛度,在錯層處樓板加腋,以保證水平剪力的傳遞路徑。
四、 結語
建筑結構設計是建筑工程的開端,其需要設計師具有扎實理論功底和創新思維,以及嚴謹的設計工作態度。對于結構設計中出現的問題,設計師要積極采取相應的措施進行解決,保證建筑結構設計的合理性和科學性,以此來保證建筑結構的穩定性和建筑工程質量,推動建筑行業的不斷向前發展。
參考文獻:
[1]溫啟平,殷欣.基于防震考慮的高層建筑結構設計要點探析[J].建筑知識(學術刊),2013(02).
[2]吳毅寬.建筑結構設計基本原則及合理設計方案分析[J].建材與裝飾(上旬刊),2013(01).
[3]曹軍.高層建筑結構設計中平面不規則問題的分析與抗震措施[J].中華建設,2012(12).
關鍵詞:土木工程;競賽;實踐教學;創新
基金項目:黑龍江省教育科學規劃課題項目 課題名稱 普通高校土木工程專業創新型人才培養模式研究。編號:GBC1211059
作者簡介:宋高嵩,男,1964年出生于山東省平度市,工學碩士,教授,從事工程:土木工程教學,研究方向:道路工程規劃設計。林莉,哈爾濱理工大學 ,副教授。王曉東,哈爾濱理工大學 ,講師。
1、土木工程專業實踐教學體系的內容及存在的問題
按照土木工程(建筑、道橋)專業人才培養方案,制定了包括必修課、限選課、任選課三個層次的教學計劃。該計劃的特點是:文理滲透的公共基礎,系統寬厚的技術理論,靈活多樣的專業方向,多維立體的實踐體系。在教學內容上[1] ,精選課程內容,做到厚基礎,寬口徑,減少必修課門數,增加選修課門數,提高新技術、新工藝、新材料等現代科學技術和現代管理技術的含量。方案設計[2]如下:
公共基礎課(人文社會+數理化+外語+計算機文化+體育等)一公共理科平臺
專業基礎課(力學+地質水文+測量+材料十結設十土木概論等)一大土木基礎平臺
(兩大平臺)+(道路+橋梁課程模塊)一道路與橋梁工程方向
(兩大平臺)+(結構工程課程模塊)一建筑工程方向
從以上人才培養方案來看,似乎沒有什么問題,但具體到每個細節和環節來看,如何提高學生素質,如何培養創新型人才方面,操作性不強,目標不明確,難道就是增加或者減少幾門課程就做到創新了嗎,人才的培養素質就提高了嗎?從事土木工程建設設計、施工和管理的人員必須具備吃苦耐勞的創業精神和精益求精的工程質量意識。以培養學生創新、創造和創業能力為重點,以造就適應現代知識經濟時代需要的高素質的應用型人才為目標,構建素質教育目標體系和工作體系。經過四年的學校生活,在濃郁的育人氛圍中,養成人才必備的優良素質。目前的三段式人才培養方案是沒有什么問題的,但在如何提高學生的工程實踐能力,培養創新型人才方面存在許多不足,尤其實踐環節,缺乏考核標準,尤其對學生的整體評價不合理。本文從土木工程專業的實踐教學環節從發,探索研究創新型人才培養的新思路。土木工程實踐教學環節包括實驗、實習、課程設計、畢業設計等。
1. 培養創新型本科人才,提高實驗教學效果的新思路
1.1計算機課程的上機訓練與考核的創新改革
傳統的上機訓練是學生上完理論課后,組織學生到計算機室練習,由于時代的發展,以及智能手機的廣泛運用,學生對計算機基本操作和練習非常不感興趣,尤其很多學生幾乎每人一臺筆記本,結果造成上機效果非常不好,打游戲,玩手機現象非常普遍。基于以上情況,結合學生的特點,把學生上機訓練的內容,設置成游戲通關的模式,學生每過一關,相當完成一個上機訓練項目,由易到難,由淺入深,循序漸進,根據學生的過關情況進行成績評定。這種既提高學生的學習興趣,又激發學生的創新能力,兩者結合,達到較好的教學效果。
1.2 土力學、建筑材料試驗課的創新改革
土力學、建筑材料試驗課與工程實踐結合緊密,但由于學生課前準備不充分,再加上目前學生普遍動手能力較差,另外,土力學、建材試驗課接觸的試驗原材料如沙土、水泥、石料等較臟,環境差,造成學生參與意識差,試驗無從下手,試驗數據不準確,效果不理想等狀況。這類試驗課改革的思路是教師上課前先把試驗項目告訴大家,讓學生分組上網收集資料編寫試驗項目所需的原材料、試驗儀器和操作步驟,當然,上試驗課程前教師可以先領著學生參觀試驗儀器,并檢查試驗準備情況。上實驗課時,教師主要負責檢查,糾正學生試驗過程中的錯誤,讓學生獨立完成試驗項目,并且鼓勵學生在實驗時提出自己對實驗方法、試驗儀器的改進、改良,這種方法可以提高學生的獨立思考和操作能力,由被動變為主動,由上實驗課時不知所措,到上實驗課時自己盡快完成,既節省了時間,又提高了學生的動手能力。一舉多得。當然,比較理想的的土力學、建筑材料試驗課程的上課方式是采用集中訓練的方法,土力學一周,建筑材料3~4周,讓每個學生在實驗室獨立系統地完成每一個試驗項目,采用抽簽比賽的方式進行考核,效果會更佳。另外,鼓勵學生積極參加全國試驗員資格考試,獲得試驗員資格證書的成績評定為優秀。
2. 培養創新型本科人才,提高課程設計教學效果的新思路
土木工程專業的課程設計包括混凝土樓蓋設計、預應力混凝土簡支梁設計、單層廠房設計、房屋建筑學、梁橋工程設計、結構工程基礎設計、橋梁基礎設計、鋼結構設計、路基路面工程設計、施工組織、道路勘測設計。這些課程設計概括起來,主要包括兩項內容:一是設計計算分析,另一種是計算分析和結構外形設計。
對屬于純粹計算分析的課程設計,例如,施工組織中的概預算計算分析,路面設計中的厚度計算、預應力混凝土簡支梁設計、橋梁基礎設計等、建議鼓勵學生使用計算分析軟件來代替繁瑣的手工計算,把學生從枯燥的計算中解放出來,學生盡可能地掌握軟件使用技巧,有可能的話,讓學生參與計算程序的修改和調試,提高學生的分析問題,解決問題的能力。鼓勵學生參加造價員從業資格等考試,對獲得造價員資格證書的學生,施工組織課程設計成績直接評定優秀。
對于屬于結構外形設計為主,計算分析為輔的課程設計,如房屋建筑學、橋梁工程設計、路基擋土墻設計、單層廠房設計、道路勘測線形設計等,建議教師在上理論課時就把課程設計題目提前布置下去,鼓勵學生采用紙質模型、繪圖渲染等手段表現設計效果,最后課程設計期間,鼓勵學生全身心投入設計中,采用競賽的方式進行成績評定,例如房屋模型大賽、橋梁模型結構大賽等形式,激發學生的創新激情,調動學生參與的積極性,充分發揮學生的主觀能動性,為培養創新人才奠定基礎。
3. 培養創新型本科人才,提高實習教學效果的新思路
土木工程專業的實習包括認識實習、測量實習、地質實習和生產實習
對于認識實習,傳統的做法是參觀城市的著名建筑、著名橋梁和預制廠等內容,寫實習報告的形式完成實習內容,為了增加認識實習的知識性、趣味性,在參觀的基礎上,聘請有關工程師、項目經理實地講解和講座的形式,實習成績考核采用知識競賽的形式進行評定。
對于測量實習,可采用與工程實踐相結合的方式,積極與學校附近的公園、小區聯系,為他們測繪地形圖,通過實踐提高學生的測繪水平,另外,開展測量競賽考核活動,例如,水準高程測量大賽、導線閉合測量大賽,既提高學生的測量技術水平,激發學生的學習興趣,培養學生的參與意識、創新意識,又可以公平合理地評定學生成績。同樣,鼓勵學生積極參加測量員資格考試,獲得資格證書的給予獎勵。
對于地質實習采取實地踏查與鑒別分析相結合,采用礦石鑒別大賽等手段,提高學生巖石鑒別能力,發揮學生的創新能力和鑒賞水平。
對于生產實習,多年來一直采取與生產相結合的辦法,學生直接參加工程建設第一線,頂崗掛職鍛煉,實習結束后寫一份實習報告和交一份實習鑒定進行評定成績,總體看來沒什么大問題,但在成績考核方面,應根據學生工地實際情況,在實習期間擬定論文題目,結合工程實際撰寫科研論文,實習結束進行論文答辯,對優秀論文推薦雜志發表,實習產學研一體化同步發展。使學生的創新水平得到真正實質性提高。
4. 培養創新型本科人才,提高畢業設計教學效果的新思路
學生的畢業設計是學生能力的綜合培養的重要階段,應該從選題開始,進行有針對性的引導和培養,根據學生大學近三年多來的學習體會、就業情況、考研情況以及將來的自身發展情況綜合考慮。
對于已經考上研究生的學生,著重從科研能力方面培養,在畢業設計階段跟著導師從事科研工作,撰寫切實可行的科研論文,對于能發表EI、SCI檢索的論文,畢業設計按優秀成績評定。
對于已經簽訂就業單位的學生,應根據就業單位的實際情況和將來的就業要求,實行雙導師制,由用人單位和學校各指派一名指導教師,共同研究和探討畢業設計題目,學生可以在用人單位提前實習就業,在此期間完成畢業設計或者論文,但必須和工程生產實踐相結合,解決工程中出現的疑難問題,或者有所創新,例如改良、改進試驗檢測方法、施工方法、施工設備等,只要有創新點,就可以完成畢業設計,有發明專利的成績直接評定優秀。
對于未簽訂就業單位的學生,重點從工程基本訓練方面選擇畢業設計題目,例如,道路線形設計、玻璃幕墻設計、超市設計等內容,在設計過程中,讓學生提出自己的創新思想,另外,鼓勵學生從基礎做好設計,把基本知識掌握牢固,一步一個腳印的做好每個設計。在設計中讓學生體會腳踏實地,不要好高騖遠,端正就業態度。最后取得設計、就業雙豐收。
5、結論
培養創新型土木工程本科人才,不是簡單的喊口號,應該從人才培養方案入手,貫穿教學的每個環節,處處體現培養創新型人才思想和方法、手段。我們從土木工程專業教學實踐的各個教學階段分析研究了培養創新型人才的創新模式和創新思想,在應用中取得了良好效果。開展實踐性教學是創新人才培養模式的重要方面,在教學計劃制定過程中,加大實踐性教學的比重,盡可能地將實踐性教學貫穿于高等本科教育的全過程,使教學方式從“以教為主”,逐步向“以學為主”轉變。學生只有通過實際演練才能提高學習的自主性和創造性,才有可能形成創新能力和實踐能力。在這方面,與企業的合作能夠起到有效的促進作用。本科教育要重視培養學生的創新能力、實踐能力和創業精神。當今社會對大學生的基本要求,不僅需要有全面的知識,而且需要有更好的適應性、開拓性,有更加靈活的創新意識和更加健全的創業心理。加強實踐教學為學生這些創新素質的培養和提高創造了基本條件。從這個意義上講, 創新型人才培養模式必須從細節入手,貫穿實踐教學的每個環節是實施素質教育、促進學生全面發展的重要載體。
參考文獻:
[1] 宋高嵩,曲貴民,林莉.構建土木工程(建筑、道橋)專業課程體系的研究探討[J].硅谷,2009,(7):157.