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關鍵詞:改革;實踐教學;傳統教學;創新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)25-0140-02
一、緒論
我國社會主義迅速發展,高等教育改革也取得了顯著進步。教學改革作為改革核心,在高等教育事業發展中具有重要作用。課程實踐教學改革已是各高校教師進行探討、研究的重要課題。翻轉課堂、微課教學、案例教學、慕課教學都是實踐教學改革過程中常用的教學手段。為了適應高等院校應用型本科人才的發展目標,筆者在校級教改項目《房屋建筑學》課程實踐教學改革》中提出了實踐教學改革方案,并于2013―2015學年對2011―2013級土木工程專業在《房屋建筑學》課程的授課過程中采用了案例教學、翻轉課堂、施工現場教學的實踐教學形式,并獲得了一定的教學成果。本文將從四個方面做出教學改革效果的分析總結。
二、后續課程
《房屋建筑學》是土木工程專業本科階段的核心基礎課程,其課時安排于第三學期或第四學期的基礎課程學習階段,后續課程包含《鋼筋混凝土結構》、《建筑施工技術》等專業課程。作為建筑美學與建筑技術相結合的課程,民用建筑設計內容包含建筑設計與建筑構造兩部分。課程學習過程中涉及的建筑構造知識點如墻體、樓板、樓梯、基礎構造等,為后續課程學習過程中的建筑結構的計算與設計、施工過程與方法、工程定額預算等知識點做好理論基礎。現以《鋼筋混凝土結構》課程為例,分析《房屋建筑學》課程采用實踐教學對后續課程成績的影響。分析2013級土木工程專業學生,筆者將授課過程中接受傳統教學模式的25名學生對象,稱為傳統組學生,抽取等人數等成績段的接受實踐教學模式的學生對象,稱為實踐組。學生《鋼筋混凝土結構》課程成績如圖1所示。
據圖1分析,接受傳統教學的學生,其后續課程期末成績優秀良好率為32%,實踐組學生為44%,高出傳統組12%。可見《房屋建筑學》采用實踐教學方法可對土木工程專業學生在后續專業課程的學習中起到知識體系推動完善的作用。
三、畢業設計
畢業設計是學生對本科階段知識體系學習最直觀的成果反映。土木工程專業畢業設計的內容一般為符合任務書要求的建筑單體的建筑設計與結構設計,成果形式為工程圖紙與結構計算書。從圖紙的內容分析,建筑施工圖內容較多。筆者在之前的研究中提到過,《房屋建筑學》課程是土木工程專業本科生本科學習階段唯一涉及到與建筑設計的思路與方法相關的課程,因此《房屋建筑學》課程的學習效果對畢業設計建筑設計部分的完成有直接的影響。對于一直以力學課程為主的土木工程專業學生而言,建筑設計的完成是畢業設計的難點,對《房屋建筑學》知識點掌握較差、無從下手的現象比比皆是。分析2012級土木工程專業的學生,筆者自己所指導的畢業設計的學生中,僅有4位是實踐組的學生。從平時表現看,有3名學生在建筑設計部分思路清晰,設計速度較快,方案合理,理論錯誤較少;有1名學生的設計基礎知識仍較薄弱。在綜合其他指導教師所指導的學生中,實踐組剩余的21名學生中有15名學生的建筑設計部分的完成情況能得到良好的等級評定,實踐組學生建筑設計成績良好的比例可占到72%左右。相比較傳統組的25名學生,結合各指導教師給出的反饋意見,畢業設計建筑設計成績良好的學生有13名,比例占到52%,如圖2所示。
結合結構設計部分結構計算的需要,有較少學生會在建筑設計中設計創新,采用平面布局新穎的設計方案。在實踐組25名學生中,有5名學生的建筑設計方案較為新穎,建筑造型富有創意。在魍匙檠生中,僅有1名學生的建筑設計方案有所創新。可見從畢業設計角度分析,實踐教學可提高學生的學習興趣,增強學生的知識記憶能力,調動學生的設計潛能,挖掘學生的設計性思維。
四、就業工作
在高考生源增多和擴招模式下,高校的入學率不斷提升,導致學生畢業后的就業壓力與日俱增。分析土木工程專業學生的就業方向,部分學生從事本職相關工作,進入建筑工程相關領域,如就職設計院從事結構設計工作、深入建筑施工現場進行管理及技術指導工作或入職房地產公司進行預算等;部分學生從事土木工程專業公務員體系工作;也有部分學生因就業壓力大或興趣愛好從事其他行業的工作。在2011級土木工程《房屋建筑學》的授課工作中,筆者對2011級土木工程兩個教學小班“2011級土木工程3班”和“2011級土木工程4班”兩個班級的授課過程分別采用了傳統教學與實踐教學的形式。前者采用傳統教學,班級學生課堂秩序較好,但課后作業積極性不高;后者采用實踐教學手段,課堂氣氛活躍,學習積極性高。2011級的學生已于2015年順利畢業,現將兩個班級的就業數據加以分析。“2011級土木工程3班”的41名畢業生中,從事專業相關工作的有32名,從事公務員工作的有1名,從事其他職業工作的有8名,無自主創業的學生;“2011級土木工程4班”的39名畢業生中,從事專業相關工作的有27名,無從事公務員工作的學生,從事其他職業工作的有12名,有1名學生進行自主創業。將兩個班的就業人數比值列圖分析如圖3所示。
從圖3可見,兩個班級的就業情況基本相同。在傳統教學模式下,學生從事本職工作的比率略高于實踐教學的班級。《房屋建筑學》作為基礎學科,相比于《鋼筋混凝土結構》等專業核心課程,對學生后續就業工作的影響較小,且傳統的教學模式下學生的固定思維較多,有利于鼓勵學生從事專業相關工作。實踐教學模式使學生的發散性思維得以提升,但如何進一步有效引導開放式思維,鼓勵學生進行專業相關的創業工作有待深入研究。
五、科技新
大學生的科技文化活動極大地豐富了學生的課余生活,現對比傳統組與實踐組學生后續科技文化節中的表現,并闡述分析。2015年,在學校舉辦的科技文化作品展中,不計作品形式與成績,傳統組學生參與人數為2人,實踐組學生參與人數為5人。實踐組學生對科技活動的積極參與程度高于傳統組學生,實踐組學生的創造性、拓展性思維得以很好的體現。在2015年舉行的建筑結構設計大賽中,有3名學生均為實踐組的授課對象,并在比賽中取得了優秀獎。可見,實踐教學可激發學生的科技創新思維以及對科技研發的興趣。
六、結語
根據兩個學年《房屋建筑學》課程教學工作中,采用分組傳統教學與實踐教學方法,針對同成績段學生的分組分析,詳細對后續課程、畢業設計、就業工作、科技創新四個方面的論述,得到實踐教學的創新性與可實踐性以及與傳統教學方式比較的欠缺之處,因此應對當前的實踐手段提出優化,為高校《房屋建筑學》課程的教學工作提出更好的教學方式。
The Result Analysis of Practical Teaching on "Building Architeture"
WEI Yan,DONG Wei-qiang,ZHAO Xiao-qian
(Qingdao Binhai University,Qingdao,Shandong 266555,China)
(一)分解協調
主要是提前把畢業設計的相關內容有計劃地分解到每個相關課程中,讓學生在相關課程的學習中有明確的目標,使整個課程體系更具有系統性,也就是說畢業設計的內容穿插在整個教學過程中,培養學生的全局性觀念,主要做法有以下幾點:一是在《建筑制圖與施工圖識讀》的課程教學中通過抄繪、閱讀等方式加強學生的感性認識和動手能力,重點培養學生建筑和結構圖的表達方式,從而為繪制施工圖打下基礎。二是在《建筑構造分析》的課程教學中,詳細講解建筑構造和各種細部構造。讓學生在課程的學習中,按照指導教師要求,完成建筑方案的設計內容。三是在《混凝土與砌體結構工程施工》、《建筑力學與結構計算》等課程教學中,培養學生帶著建筑設計方案,解決結構的布置的能力,掌握結構施工圖的表達方式,為畢業設計中的結構設計打下堅實的基礎。在每個相關課程的教學中,各學科的教師要及時溝通,通過實際工程培養學生的感性認識,為畢業設計的順利進行打下良好的基礎。
(二)匯總提高、豐富設計內容
關鍵詞:土木工程 畢業設計 團隊協作 全過程
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0035-02
The Whole Process of Graduation Design Pattern Based On the Team Cooperation Study for Civil Engineering
Zhang Xuesong Chen Jinping
(College of Pipeline and Civil Engineering,China Univevsity of Petroleum,Shandong Qingdao 266580,China)
Abstract:Graduation design of civil engineering is a comprehensive practice teaching link, is a rehearsal stage in the field of graduates into practical engineering, which plays a very important role in the teaching of undergraduate course. In this article, in view of the China university of petroleum (east China) civil engineering professional based on team collaboration to build and practice of the whole process of graduation design patterns are discussed and summarized, in order to promote more civil engineering specialty and provide reference for graduation design teaching in colleges and universities.
Keywords:Civil engineering;Graduation design;Team collaboration;Whole process
2010年6月,教育部啟動的“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量和各類型工程技術人才,對我國高等工程教育提出了更高的要求,具體地就是對畢業生的工程實踐能力和創新能力提出了更高的要求。土木工程專業的目標是培養能在工程領域從事規劃、設計、施工、管理和研究工作的高級工程技術人才。土木工程專業畢業設計作為綜合性的實踐教學環節,地位舉足輕重。
研究針對目前畢業設計中存在的問題,結合我校土木工程專業“基于團隊協作的全過程畢業設計模式”的實踐,為我國土木工程專業畢業設計的改革和團隊培養模式的構建提供思路和借鑒。
1 現狀分析
根據筆者十年來的教學體會和總結,土木工程專業畢業設計現狀并不能滿足“卓越計劃”和我國高等教育培養目標,從規劃選題、教學模式、教學管理到結題考核都存在許多問題。
1.1 選題單一
選題以工程設計類為主,結構形式以框架和砌體結構為主,設計題目和結構形式多年不變,由指導教師確定方案,設計空間受到任務書制約,不利于學生設計創新能力的培養。
1.2 教學模式落后
目前,大多高校的畢業設計,仍采用單個學生獨立完成建筑設計和結構設計工作的教學模式,每位學生題目雖然各異,但畢業設計實施流程和內容無異,淺層不利是抄襲現象頻發,深層來看不利于調動學生工作積極性,難以達到畢業設計教學目標。
1.3 教師指導能力不足
畢業設計環節的生師比過高,指導設計的專業教師嚴重不足;青年教師缺乏工程設計和實踐的經驗,指導水平有待提高;繁重的教學和科研任務使得教師用于指導的時間較少等,這些都是導致教師指導能力不足的因素。
1.4 學生積極性不高
畢業設計過程中學生積極性不高的現象,主要體現在:主觀上對畢業設計重視程度不夠,缺乏主觀能動性和創新精神,客觀上迫于就業和考研復習的壓力,無暇將很多時間用于畢業設計。
2 基于團隊協作的畢業設計模式
2.1 團隊協作的畢業設計模式
團隊協作的畢業設計模式是根據畢業設計的各項規定和要求以及專業培養目標,從工程實際和科研實際出發,由多名教師合作組建的指導教師團隊,指導學生團隊完成畢業設計課題。團隊協作的畢業設計的顯著特點,就是無論是教師還是學生,在整個設計工作過程中都需要相互協作、相互協調。團隊合作是畢業設計的基礎,至關重要。因此,團隊協作的畢業設計模式對教師和學生都提出了新的要求,一方面要求教師具備較強的團隊組織能力和指導能力,另一方面要求學生分工和協作,互相幫助完成設計。
基于團隊協作的畢業設計,多采用討論式教學,每位同學對自己的工作內容和重點十分明確,對合作者的工作內容通過討論增進了理解,團隊成員之間相互學習、補充、啟發,這種研討的學習氣氛有利于調動學生的積極性,也將有助于提高畢業設計質量。
2.2 全過程各專業整合
在一系列基礎課程、專業課程的最后,開始的畢業設計課程,目標就是把相對零碎的知識整合為統一的整體。作為結束大學四年學業的最后一門課程,該課應該為學生提供完整的學習過程,不局限于某一專業的知識和技能鍛煉,而是在教師的引導下,實現對既有專業知識和技能進行跨專業的拓展整合。團隊合作為專業整合提供了必要條件,在團隊協作的基礎上,專業整合得以實現并最終達到重構學生的知識結構的目標。
就土木工程專業畢業設計而言,形成建筑學專業、建筑工程專業、建筑工程其他相關專業的協作,使各專業的學生的知識進行互補,在設計中互相學習、互相交流和互相協作,能提高各專業的畢業設計水平。
3 基于團隊協作的畢業設計構建與實施
3.1 構建指導教師團隊,保障全過程設計
合理構建指導教師團隊,是基于團隊協作畢業設計的重要基礎之一。每個團隊總指導教師由資深教授擔任,每位學生也有各自指導老師。例如,科研題目一般以科研課題項目組為指導團隊,由項目負責人或科研素質高的教授擔任組長,各分支課題由中級職稱以上的教師承擔,也可邀請科研方向相關或相近的其他專業教師共同組建指導團隊;設計題目則由專業教師協調組成幾個平行團隊,由工程設計經驗豐富的教師或專家帶隊,帶領中級職稱以上教師,邀請校外企業或設計院工程師和設計過程中設計的其他相關專業的教師共同組建指導教師隊伍。
根據我校土建專業現狀,我們于2013年開始構建建筑工程畢業設計指導團隊。每個團隊由7至8名學生,指導教師分別來自于建筑學、結構工程、巖土工程、建筑環境、工程管理專業,指導學生完成一個單體建筑物的建筑設計、結構設計、施工組織設計、概預算等工作,內容涵蓋了建筑結構的全過程設計。畢業設計過程中,在總指導教師的協調下,另外5至6名指導教師各承擔相關專業指導,學生根據團隊畢業設計任務指導書的要求,在指導教師設置的各層次的交流平臺上溝通、交流、協作,在專業規范的框架下,不僅系統化并鞏固了本專業的知識,而且全面并直觀地了解了其他相關專業的知識,“厚基礎,寬口徑”得以保證。
3.2 根據實際項目和工程確定課題
基于團隊協作的畢業設計根據實際項目實施教學,項目來源有工程技術開發和應用研究中的實際課題,有相關學科教師的在研項目或基金資助研究項目,具有緊密結合實際、貼近前沿的特點。通過實際工程的歷練,可以使學生加深對專業的理解,鞏固專業思想,接觸到專業前沿知識,激發學生的學術追求和專業自信心。以實際工程選題的畢業設計,要求指導教師團隊成員中不僅包括本專業教師,還邀請來自企業的、具有豐富工程實踐經驗的工程師共同指導,使得學生有更多的信息資源和渠道,更多的交流和討論,優秀的設計和實踐成果有機會應用于實際工程。根據實際工程選題的畢業設計成為了真實工程的演練,甚至實際工程的一部分。
近年來,我系基于國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目以及校外教學基地的工程項目,科學選題,保證課題符合專業培養目標與教學要求,有利于培養復合型人才,任務分配明確,研究內容聯系緊密,適合團隊協作配合與完成。
3.3 合理組建學生團隊
畢業設計團隊需根據工程項目設計要求組建,每個團隊不少于5位學生,團隊的組建應權衡專業構成、學生志愿、學生能力等幾個方面的因素而確定。首先,專業組成應包括本專業的學生,也可包括跨學科、跨專業的學生。其次,畢業設計之前的籌備階段,應征集學生意向,本著雙向選擇的原則,教師根據學生學習能力和平時成績,尤其是課程設計成績,合理劃分團隊。
在畢業設計過程中,選拔專業能力較強和溝通能力較強的學生擔任團隊負責人或聯絡人,有助于發揮能力較強學生的帶頭作用。布置任務時應盡量做到任務相互關聯又相對獨立,學習過程中,鼓勵每位同學積極參加討論、匯報,各負其責,有助于促進組內各成員的學習積極性。例如辦公樓設計可分為3~4個方案,每個方案要有不同的側重要求,建筑方案階段每位同學根據自己的任務書進行方案設計,定時進行討論,分析和比較方案的優缺點,互通有無,改變以往每位學生埋頭只關注某一種設計方案的狀況,有助于學生拓寬視野,掌握各種方案的設計要求和要點。
3.4 質量管理標準化,過程管理人性化
畢業設計一般安排在四年級下學期,此時學生面臨考研面試、求職的緊張階段,部分學生還應單位要求到現場實習,很難保證學生全身心投入到畢業設計中,往往出現不能按時完成各階段任務而在臨近答辯再集中突擊的情況,設計成果東拼西湊,質量較差,年復一年,畢業生對畢業設計重視程度不足,并嚴重影響本專業低年級的學生對畢業設計課程的正確認識。針對上述情況,我們對畢業設計實施的標準化的質量管理和人性化的過程管理結合。
所謂標準化質量管理,即根據照任務書要求,畢業設計過程劃分為4~5個工作階段,每個階段末都進行學生匯報,教師依據統一的評價標準打分,得分計入畢業設計課程總分。過程管理采用柔性的管理方式,只要在規定時間內完成該階段工作目標,并按時參加匯報和討論,不限定學生出勤率和工作時間。標準化的質量管理確保了畢業設計質量,彈性的管理更具人性化,學生具有較大的自我規劃空間,更積極主動投入學習中。
4 效果總結與展望
近年來,我們根據土建類專業培養目標和畢業設計的基本要求,從科研和實際工程出發,實施的基于團隊協作的全過程畢業設計,取得了良好的教學效果。
4.1 鍛煉了學生綜合能力
通過畢業設計,學生完整地體驗了工程設計各個階段,整合了原有的零散知識,形成了較為完整合理的知識結構,動手能力和獨立思考問題能力增強,綜合能力得到加強。同時,團隊協作的精神和重要性也在學生的意識中生根發芽,學生學會了溝通,進而提升了創新能力。
4.2 提升了教師的專業水平
在培養學生工程實踐能力和創新能力的過程中,學生的需求與進步提升了教師的責任感,激勵著教師努力鉆研業務、緊跟科技前沿,不斷學習。尤其是對于青年教師,通過畢業設計可以提高專業水平,培育科研課題立項。
4.3 展望
(1)根據學生實際情況和能力,鼓勵部分中、低年級學生參與到畢業設計團隊中來,盡早接觸和體驗工程實踐,承擔實驗工作或基礎性的科研工作。
(2)土木工程專業實踐性教學課程除了畢業設計以外,還有認識實習、專業實習、各類課程設計等,很多課程都可開展基于團隊協作的實踐性教學活動。
5 結語
在我國高等教育體系中工程教育占了近40%,規模已相當可觀,但工程技術人員結構性緊缺問題卻仍非常突出,根本原因是工程教育與產業需求存在脫節,高等工程教育應具備適應社會發展的新的工程教育理念。對畢業設計等重要的實踐教學課程進行改革,探索加強畢業設計的更有效的方法和途徑,是當前本科教學改革亟待解決的問題。我校土木工程專業構建并實踐了基于團隊協作的全過程畢業設計模式,學生以團隊為單位完成一個全過程的實際工程設計工作,或參與一個相對完整的科研課題活動,為即將開始的實際工作奠定了堅實的基礎。
參考文獻
[1] 高等學校土建學科教學指導委員會、工程管理專業指導委員會編制.全國高等學校土建類專業本科教育培養目標和培養方案及主干課程教學基本要求:工程管理專業[M].北京:中國建筑工業出版社,2003.
[2] 蔣永生,邱洪興,曹雙寅.土木工程專業類人才培養目標、培養模式及教學內容和課程體系改革的研究與實踐[J].河海大學學報,2002(5):1-4.
關鍵詞:建筑工程技術專業;畢業設計;教學現狀;內容構成;改革方案
高職高專建筑工程技術專業的畢業設計是建筑工程技術專業一個極其重要的實踐環節,是對各門課程理論學習與實踐的全面總結,是學生從單一課程的學習到解決整個工程問題的升華,是學生對已學知識融會貫通的教學環節,對學生獨立創新能力、協調工作能力和思想品德、工作態度、工作作風以及事業心和責任感等方面素質的提高也有很大的幫助。
畢業設計的過程也是對學生綜合素質的訓練過程。通過畢業設計實踐環節的教學,可以增強學生的動手能力和綜合分析與解決問題的能力。切實做好該教學環節對于學生畢業后從事施工、監理或設計、造價等方面的工作都具有很重要的現實意義。因此,如何適應高職教學的特性和高職高專建筑工程技術專業的培養目標,做好畢業設計實踐環節的教學,值得深入探討與思考。
本文結合教學實踐,試對建筑工程技術專業畢業設計的教學現狀和內容進行分析,并提出畢業設計教學改革的方案。
畢業設計的教學現狀和內容構成的分析
(一)畢業設計教學的現狀分析
目前,高職高專建筑工程技術專業畢業設計的教學環節基本上沿用傳統的做法,即在最后一個學期集中8~10周的時間進行。其內容是要求學生在該時間段內完成某一多層民用(公共)建筑的施工圖設計。在實際實施過程中,最后所取得的畢業設計成果往往只能達到以下層次:(1)建筑部分僅僅達到方案與擴初之間。(2)結構部分只能完成某一局部樓層的梁板設計或某一框架的設計。(3)結構計算采用手算。(4)施工圖表達不完整。
這樣的教學成果與實際工程的施工圖設計存在很大的差距,學生只能初步地了解整個建筑物設計過程的皮毛,效果不甚理想。很多學生畢業時,對施工圖特別是結構圖的識讀能力很差,遠遠達不到高職教育的培養目標。
(二)畢業設計內容的構成分析
從以往的畢業設計內容構成來看,整個畢業設計的內容可分為以下幾個部分:
建筑部分要求學生對某一多層民用(公共)建筑進行建筑設計。內容包括方案設計、構造設計等。與之相關的課程有《房屋建筑學》、《計算機輔助設計》等。
結構部分要求學生運用所學知識對其設計的建筑方案進行相應的結構設計。內容包括上部結構設計和基礎設計。與之相關的課程有《鋼筋混凝土結構》、《砌體結構》、《地基基礎》、《結構抗震》、《計算機輔助設計》以及必要的建筑力學知識等。
施工圖繪制要求學生按照規范要求把建筑、結構設計成果用施工圖的形式表達出來。與之相關的課程有《制圖》、《CAD》、《計算機輔助設計》等。
從畢業設計內容構成和教學環節的分析可以看出,整個畢業設計的教學過程實際上是本科教育方式的一個壓縮版。
畢業設計教學的改革方案
隨著社會的發展和專業的細分,高職高專建筑工程技術專業面向的將是多樣的建筑工程工種。這就要求學生在學習階段對整個建筑工程的構成有比較全面的了解,才能在畢業以后很快地適應所面臨的不同工種的需要,以實現“零距離上崗”的培養目標。因此,有必要把畢業設計做得更深、更細,使學生能夠把握建筑工程的整局,提高識讀施工圖的能力,使掌握的知識能夠直接指導具體的實際工作。
對于學制三年的高職高專建筑工程技術專業的學生來說,要在比較緊張的時間內完成比較深入的畢業設計內容,按照傳統的做法的確存在一定的困難。但是,通過對畢業設計內容的分析,按照理論“必需、夠用”的原則,在教學中采取一些必要的措施和手段,對課程設置和課程教學要求等進行一系列的改革,就可以突破傳統的“本科壓縮型”的畢業設計教學方式,收到更好的教學效果。
在傳統的教學方法中,各門課程之間相互獨立,每門課程、課程設計的目的僅僅是為滿足本課程的學習要求和學習目的,很少考慮到與其他課程之間的連續性、互補性。局部獨立性較強,整體性較差,學生在學習中得不到良好的連續性、系統性和整體意識的訓練,工程整體觀念模糊。
筆者根據高職高專建筑工程技術專業學制中的課程特點,剖析課程設置和課程的教學內容,結合教學體會,對畢業設計教學和相關課程提出“分解融合”、“整合提高”、“匯總完善”的教學改革方案,以期達到更好的畢業設計教學效果。
(一)分解融合
該階段是把畢業設計的相關內容有意識地提前分解到各個相關課程中,消化解決畢業設計的部分內容,即畢業設計向前延伸。同時也讓學生在各個課程的學習中具有明確的目的性,從而使各個課程的教學環節形成連續性和系統性,即以畢業設計的內容為基線貫穿整個學制中各專業課程的學習,使學生在局部學習中逐步建立和培養全局觀念。具體做法如下:(1)在《制圖》課程中著重培養學生建筑和結構圖的表達方式。可以通過抄繪、測繪、閱讀等方式加強學生的感性認識和動手能力,為施工圖繪制打下基礎。(2)在《房屋建筑學》課程中把畢業設計項目作為課程設計題目布置給學生,讓學生在課程學習和課程設計中,在教師指導下完成建筑方案的設計內容。在課程學習中著重掌握建筑構造和各種細部構造,同時在教學中讓學生識讀實際工程的施工圖,對建筑施工圖的表達初具概念。(3)在《鋼筋混凝土結構》、《砌體結構》及《結構抗震》等課程中,讓學生帶著建筑方案進入結構課程的學習,在課程設計中解決結構的布置,掌握結構概念設計以及結構設計的基本原理和構造要求,掌握最新結構施工圖的表達方式和識讀能力,為最后的結構設計打下基礎。(4)在《地基基礎》課程中有針對性地解決項目中的地基基礎問題,掌握常見的基礎設計方法。(5)在《計算機輔助設計》課程中,主要解決有關建筑和結構設計軟件應用的問題以及繪制施工圖的方法。
在各個相關的課程中,教師可以通過讓學生較多地閱讀與實際工程相應的施工圖來培養學生的感性認識。要做好這一階段的教學工作,還必須做好同各學科教師的溝通工作,在課程設計中加強輔導師資力量,才能為后續工作打下良好的基礎。
(二)整合提高
在所有課程結束后,同樣集中8~10周左右的時間對學生所做的項目進行建筑、結構設計的整合,并從施工圖設計的角度對項目進行提高。(1)用2周左右的時間對建筑方案進行細化加深,使之達到介于擴初和施工圖的水平。其中包括方案的細化、構造的明確以及裝修材質的確定等相關內容。(2)在建筑部分基本完善的基礎上,指導教師從全局的觀念對學生進行輔導,深入講解軟件的使用方法和注意事項。學生用2周左右的時間,采用電算的方法解決結構計算問題,同時整理必要的電算資料。
(三)匯總完善
在前述基礎上,利用3~4周左右的時間匯總建筑、結構的設計成果,進行建筑、結構的施工圖繪制。該過程可以讓學生重新閱讀同類工程實際的施工圖,有比對性地繪制施工圖,從而使畢業設計的成果進一步完善。
當然,要切實保證做好畢業設計工作,實現教學改革目標,必須具備一定的教學軟硬件條件:(1)有一支具有實踐經驗的師資隊伍。(2)有建筑CAD輔助設計軟件,結構CAD輔助設計軟件。(3)有可供學生上機的電腦機房。(4)有國家頒布的與現行建筑工程相關的《規范》和《規程》以及國家和地方的標準圖集等相應的技術資料。
綜上所述,高職高專類的建筑工程技術專業的畢業設計教學環節可以采用項目目標化管理方法,只要安排合理,措施到位,完全可以將畢業設計做得更加完善,從質量上有較大的提高,從而使培養出來的學生對建筑結構有比較完整的概念,具有較強的識圖讀圖能力,能夠更快地適應將要面臨的建筑工程各個工種的需要,實現教育與崗位的“零距離”對接,體現高職高專教育的特色。
參考文獻
【關鍵詞】土木工程;畢業設計;改進措施
土木工程專業是一個實踐性和應用性很強的學科,畢業設計是專業教學計劃中最重要的實踐性教學環節。通過畢業設計培養學生的專業基礎知識,在提高綜合實踐能力與創新素質等方面會起到不可替代的作用。鹽城工學院是江蘇省屬的一所以工學為主的應用型本科院校,學校致力于培養高素質的應用型技術人才,因此非常重視畢業設計質量。在為期14周的土木工程專業畢業設計指導過程中,在學院、專業系和指導教師的共同努力下,對如何提高土木工程專業畢業設計質量進行了改革和探索,以培養學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。
1土木工程畢業設計中存在的問題
1.1選題比較單一
土木工程畢業設計選題時通常是由指導教師根據畢業設計教學大綱的基本要求,結合自身專業知識擬定若干課題,多為商場、教學樓、醫院和賓館等內容,結構類型為混凝土框架結構,要求學生完成相關結構計算和結構施工圖繪制等基本任務。設計題目和結構類型單一,較少涉及建筑施工圖和施工組織設計等在工程實際中常遇到的問題,導致學生在日后的工作中需較長時間來適應實際工程。
1.2思想不夠重視
不少學生片面地認為自己將來從事的工程施工工作與設計工作關系不大,因此思想上不夠重視畢業設計,不主動查閱與設計相關的規范、圖集和手冊,加上畢業設計通常安排在最后一學期進行,學生要忙于參加各種招聘會和面試,全身心投入畢業設計中的精力不足,自然就無法提高畢業設計質量。
1.3存在照搬照抄現象
由于多數學校要求畢業設計成果采用電子文檔的形式提交,這一措施雖然可以提高學生相關專業軟件的應用能力,但也為部分學生抄襲他人成果提供了捷徑。不少學生在做畢業設計時,不查相關規范、圖集和手冊,不考慮自己的設計條件,直接參照以往畢業生的設計資料,沒有弄清楚就直接照搬照抄,往往會出現建筑圖和對應的結構計算不能相互對應,上部結構和下部結構相應的基礎相矛盾的情況。這類錯誤較低級,沒有達到畢業設計應有的目的。
2土木工程畢業設計改進措施
2.1畢業設計選題的改革
以往的設計選題多為框架結構設計,設計內容分配上往往是重結構、輕建筑、輕施工組織設計,而學生畢業后多數是從事施工及管理工作,沒有掌握充足的施工組織設計及計算機應用能力對其有較大的影響。改革后,對以結構設計為主的選題,除進行完整的結構設計以外,還要求學生完成建筑設計和施工組織設計內容,以便能更好地適應和滿足社會需求。同時,課題的確定按照“雙向選擇”的原則進行,學生根據指導教師確定的題目自由選擇,并盡可能把優秀的學生安排在經驗豐富、責任心強的指導教師名下。
2.2畢業設計組織形式的改革
以前學生的畢業設計多采用由指導教師在學校統一指導的方法,導致理論和實際聯系性不夠。改革后,充分利用學生家長和實習單位等各方力量,盡可能聯系設計單位,采用與學校畢業設計工作量相當的實際工程作為畢業設計題目,在指導教師和工程技術人員的聯合指導下進行畢業設計,使學生對最新的設計規范、標準圖集和構造手冊也更加熟悉,以便使學生的設計更能滿足于工程實踐的需要。
2.3教師指導與管理的改革
往年的畢業設計中,有些學生不能按照設計進度進行設計,先松后緊,實在來不及就照搬照抄往屆的設計成果,白白浪費大好時光。改革后,嚴格管理設計進程,在畢業設計動員階段,邀請設計單位資深專家和經驗豐富的指導教師給學生做專題講座,校、院兩級督導組分階段對畢業設計前期、中期和后期進行檢查,督促教師按時輔導學生畢業設計,及時解決學生在做畢業設計過程中遇到的問題。
2.4畢業答辯的改革
畢業答辯是檢查學生畢業設計質量、衡量學生掌握知識能力和設計創造力的重要環節。如果不重視畢業答辯工作,就會造成學生的畢業設計質量不高。改革后,把答辯小組分成小組答辯和公開答辯,并聘請設計院資深專家參加答辯。答辯前一周,指導教師對其指導的畢業設計進行認真審查,并對設計成果進行修改,根據學生的工作態度、工作能力和設計質量寫出評語。修改完后交與評閱教師評閱,將評閱記錄交與學生修改。答辯成績排在靠后的學生須參加學院組織的二次答辯,對設計能力強、設計中有一定創新點和準備評優秀的學生,通過公開答辯,可以讓他們相互交流學習,取長補短。
關鍵詞:建筑給水排水工程;教學實踐;教學模式;教學改革
給排水科學與工程專業主要有給水工程、排水工程和建筑給水排水工程三大方向。其中,建筑給水排水工程主要介紹建筑室內給水、室內排水、消防及熱水供應的設計原理及方法。隨著我國經濟的發展,人民生活水平的提高,對房屋建筑的功能、質量有了更高要求,加之室內衛生設備比較完善的高層建筑的增多,對從事本工程的專門技術人員需求逐年增加。近幾年,從人才市場招聘情況和本科畢業生就業的反饋信息來看,建筑給排水工程已成為給水排水專業就業的主要方向。因此本課程的教學質量的好壞對整個給水排水工程專業的人才培養具有非常重要的影響。面對當前形勢,針對本科學生的就業特征,本課題組在《建筑給水排水工程》的教學中進行了一些新的嘗試著重對學生的專業技能加以培養,使學生畢業后能很快勝任自己的工作,現總結如下:
1教學與實踐相結合,確保教學內容先進實用
在當今高速發展的社會中,各種新技術、新工藝、新產品不斷涌現,相對來說教材中的內容就存在明顯的滯后性。因此本課題組在講授《建筑給水排水工程》相關知識時,緊跟專業發展的步伐,采取按需教學的方法,在為學生講授相關原理的同時,擴充學生的知識結構,采用傳統板書、多媒體課件、實驗演示、以及flas等多種形式相結合的教學方式,為學生補充一些新理論、新技術、新設備發展的狀況。例如在講課時,穿插講授建筑信息模型(BIM)項目在建筑給排水設計中的應用;在講授浮球閥的同時引入現在比較實用的導閥控制型浮球閥的flas等;并且針對實際用水器具常出現的“跑、冒、滴、漏”等現象,我們在教學過程中引入新型的衛生設備如密封性能好的陶瓷芯水龍頭的工作原理,節水性能好的手拉延時自閉淋浴器等的節能原理等。為了使學生學以致用,我們將建筑給水排水工程課堂教學、課程設計、畢業設計、科研訓練與創新實驗4個環節進行有機結合,形成一個完整的建筑給水排水工程課程綜合教學體系,充分利用課堂內和課堂外的時間,用現代教學手段,激發學生學習積極性,使學生在學習與應用過程中,不斷提高建筑給水排水工程方面的知識水平。課題組在授課的過程中,把《建筑給水排水設計規范GB50015-20032009年版》、《全國民用建筑工程設計技術措施-給水排水-2009》、《建設工程施工現場消防規范》、《高層民用建筑設計消防規范》、《建筑設計防火規范》等揉入教學環節的各相關章節之中,讓學生在建筑給水排水工程課程的學習中建立起規范標準以及工程的概念,學會查閱和使用規范。
2豐富教學內容,提高學生的興趣
對于初學者來說,建筑給排水系統各種閥門、衛生器具、加熱設備、管道材料都比較抽象,收集和整理更多這些產品最新的圖片以及實際工程中的照片等,可以使學生感知和接觸到實體,有助于將相關內容具體化。同時結合校內的實際情況,利用校內和學校附近的在建設施,讓學生身臨其境,親手安裝管道中的相關配件,加深學生對課堂知識的認知。對于課程中一些難以理解的設備運行、操作等,利用flas、錄像等使學生獲得豐富的感性知識,加深課堂印象,使課堂中相關內容“活”起來,提高學生的學習興趣,使原本可能枯燥的內容生動有趣,增強教學效果。對于教學過程中遇到的一些工藝流程和消防設備以及相關應用規范,單獨課堂講解可能比較枯燥而且比較抽象,難以理解,對于這個問題,我們在教學過程中會針對性的找一些相關典型施工過程的視頻在課堂上放映,以此增強學生對相關建筑給排水系統的認識。
3加深實踐教學
實踐環節是建筑給排水工程整個教學環節中很重要的一個環節。通過相關的實踐教學,能夠使學生所掌握的理論知識與實踐進行結合,以實踐來加深和檢驗學生對理論知識的理解和認知。同時我們將相關的建筑給排水的理論知識應用到課程設計和相關的實驗操作當中,檢驗學生對相關理論的掌握和應用程度。通過讓學生做一些基礎實驗以及給學生提供到達施工現場實習交流的機會,可以使學生更加深入了解建筑給排水系統的結構組成、安裝方法以及設計運行方式等。課程設計和畢業設計可以培養學生綜合應用所學基礎理論和專業知識,解決一般工程技術問題的能力,進一步提高和訓練學生的工程制圖、理論分析、方案設計、解決實際問題的能力。我們通過與相關施工單位或設計院合作,找一些真實的工程案例,保證學生畢業設計一人一真題,課程設計三人一真題,讓學生通過自己設計并與指導老師溝通等方式,把所學的理論知識轉化為實際設計方案,并通過施工圖的形式表現出來。同時要求學生將自己設計的施工圖,與實際工程的施工圖做對比,并通過與指導老師交流和查找規范等方式找出自己的不足和自己設計的圖紙與施工圖的差距,通過反復實踐來加深學生對所學知識的理解,從而培養學生獨立分析和解決實際問題的能力,使學生養成自覺遵守和運用規范和工具書的習慣,以便能夠更好的適應未來的工作需要。
4結語
建筑給水排水工程作為給水排水科學與工程專業的一門主干課程,具有綜合性強、實踐性強、與時俱進等特點。因此教師在授課中應不斷探索和創新教學模式,充分利用各種教學資源,采用多種教學手段,調動學生的學習積極性。使學生在具有理論知識和專業知識的基礎上,不斷學習新規范、新設備、新技術、新方法,使學生能夠成為設計、施工、運行管理、科研和教學等方面工作的高級工程技術人才。
參考文獻:
[1]蔣蒙賓.建筑給水排水工程_課程教學改革探討[J].技術與市場,2010(07).
關鍵詞:BIM;土建教學;應用;建議
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)44-0184-02
一、引言
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立,并通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點。BIM技術倡導一種利用數字模型技術實現項目全壽命期管理的新理念,并以其在智能化、數字化以及模型信息關聯性方面的優勢,為參與建設工程項目的各方創建了一個便于交流的信息平臺,從而提高了建筑業的生產效率。近年來,BIM技術已在建筑行業里得到了廣泛的應用,在施工演示、碰撞檢測、施工管理等方面取得了較好的效果,并在一定程度上縮短了工期,降低了工程成本,提高了工程質量,是未來建筑行業發展的新趨勢[1-3]。
隨著BIM技術在我國建筑行業的推廣,很多高校都參與到BIM技術的教學與應用中。全球最大的二維、三維設計和工程軟件公司歐特克(AUTODESK)在國內不遺余力地推廣旗下的BIM軟件,如Revit、Naviswork[1]。我校在土建專業教學中以任務驅動的方法,通過開展BIM應用方面的本科生創新訓練計劃,鼓勵本科生參加BIM系列的建筑結構競賽,如Revit杯、斯維爾杯,在畢業設計環節中引入BIM,等等,激發學生的興趣,引導學生自主學習BIM軟件并結合本專業加以應用。在本專業開展的3年來,效果比較明顯,獲得了斯維爾杯團體二等獎、北京市建筑結構競賽一等獎。在畢業設計中,BIM相關的選題達到了50%以上;在創新訓練選題中,BIM選題達到30%以上;等等。學生對BIM的認識和BIM類軟件的學習和應用得到了很大的提升。同時也顯示出一些不足,我們以相關的教學經歷,探討BIM技術土建教學中的應用現狀及相關建議。
二、BIM在高校教學中的應用現狀
由于BIM是一個新生事物,所以BIM在高校教學中的應用相對較少。國外高校開展BIM教學也處于初級階段,如在BIM應用較為成熟的美國,開設BIM課程的高校寥寥,已開設的BIM課程僅是在過去的3~5年內開發的[4,5]。國內的高校,有一部分開展了與BIM相關的研究。如2005年,華南理工大學建筑學院與歐特克聯合創辦了建筑物生命周期管理――BIM實驗室[6];2010年,清華大學參考NBIMS,結合調研提出了中國建筑信息模型標準框架;等等。國內僅有幾所高校已經開設了BIM軟件課程,例如清華大學、同濟大學、天津大學等在本科領域開設了BIM軟件課程。另外,少量高校以選修課的形式開設了BIM課程,例如山東建筑大學、西安建筑科技大學、沈陽建筑大學等。多數高校只在某些特定的教學環節中嘗試引入BIM,比如,我校主要是在本科生創新訓練計劃、建筑結構競賽、畢業設計等環節加入對BIM軟件應用的要求,如Revit,引導學生自主學習BIM軟件。
目前高校土建專業對于BIM的教學還不是很普遍,主要有如下原因:(1)BIM軟件在國內技術開發程度不是很高,限制了相關軟件的應用。(2)多數高校對于BIM技術的研究較少,缺乏對BIM技術重要性的認識。(3)BIM對于硬件有一定的要求。綜合上述原因,我們可以知道BIM技術在大學中的普及還要有大量的工作去做。BIM被高校接受的程度普遍不高,這需要盡快想出解決辦法來提高BIM在大學中的應用程度,只有配合高校的教學與研究工作,BIM才能更快捷的展現出自己的優點。
三、學生眼中的BIM
通過對經歷了BIM教學環節的部分學生開展調查,我們得到了一些關于學生對BIM的認識。
(一)BIM的優勢
1.三維的建模清晰明了,可立體觀察建模的各個部位,不僅方便了修改錯誤,還可以清楚的展現出來,讓人有一種直觀的了解。運用BIM技術設計結構和繪制圖紙,不僅省時,而且設計效果非常好。
2.BIM軟件具有更加強大的功能,如Revit系列軟件,不僅可以設計,還可以進行能耗模擬、日照分析等可持續性仿真,有利于建筑工程的節能環保和綠色化。
3.BIM技術代表未來建筑行業的發展趨勢,學習掌握好BIM,學生在職場上可以增加一種新的技能,就職的道路也可以更寬廣。
(二)BIM的劣勢
1.建筑信息模型的實現需要借助軟件,如Revit來實現,但其是一個大型綜合類軟件,在現在Revit剛興起的時候,各大學無法開設相關科目,導致學生只能通過視頻書籍自學,這給學生帶來了壓力和困難。
2.建筑信息模型是一個大宏觀概念,里面涉及到了方方面面的東西,對于學生來說,他們的專業知識還比較缺乏,還處在專業認識不夠全面的階段。
3.部分學生注重使用一些比較炫的功能來吸引教師的眼球,以掩蓋對問題本質的理解和展示,這不利于培養學生嚴謹和正確思考的習慣。
毫無疑問,學生知道BIM是重要的,但是其認識僅停留在掌握操作技巧、為就業增加籌碼的初級階段,對于BIM在實際工程中如何有效的應用以達到節約增效的目的缺乏合理的認識。采取合適的教學手段以提升學生對BIM的認識并引導學生思考如何應用BIM是當下最迫切的問題。
四、在本科教學中推廣BIM技術的建議
傳統上人們用2D的方式來表達3D的建筑物;而當代是從2D到nD的表達模式。比如,完善的建筑設計一般采用3D,當項目復雜性加大,如規模的增大以及建筑系統數量和復雜性的增加等,就會出現縮短工期的要求(4D),控制造價的壓力(5D),等等[7]。因此,BIM技術的合理有效應用與實踐遠比簡單的掌握操作技巧重要。BIM技術是建筑行業一項重大的改革,可以為學生今后的工作積累技術基礎,提升競爭力,掌握BIM技術、相關軟件的操作和有效應用對于土建類的本科生非常必要。關于高校土建專業的BIM本科教學,提出如下幾點的建議。
1.加大BIM理念和技術的普及力度,提高學生對BIM的認識。高校應該聘請知名的BIM專家或者著名設計院、施工單位,特別是本專業主要就業方向上相關單位的BIM工程師,為本科生開展BIM知識講座,探討BIM在實際工程中的應用,讓學生意識到BIM對其就業乃至以后工作的重要影響,激發學生學習BIM的熱情。
2.提升教師更新CAD教學的動力,將BIM分散融入到土建專業多個相關課程的教學中,同時注重要在實踐環節中引入BIM,提升學生融會貫通的能力。高校應該出臺教學管理的激勵政策,引導教師投入更多的精力在本科教學中引入本專業的新技術、新理念,更新教學大綱和教學內容。鑒于BIM在整個建筑生命周期中的連續性,建議在教授BIM相關知識和技術時,不要以簡單的一門BIM課程來解決問題,而應該在相關的多門專業課(如設計、施工等)中結合實際有針對性地引入BIM技術,從而便于學生的理解和應用。同時,應該增加整體上連續使用BIM軟件的實踐環節,如創新訓練、建筑結構競賽、畢業設計,使學生從建筑、結構設計到施工、管理所有環節中都嘗試使用BIM軟件,從而提高學生的動手實踐和融會貫通的能力,并有條件的結合相關工程,使用新的BIM技術來進行重新設計、分析和管理,在對比中讓學生明白BIM技術的優勢和改進之處。
3.重視相關專業教材的更新。BIM對于土建行業是一個影響深遠的技術變革,在這一變革的潮流中,對高校教學起重要作用的專業教材不能落后。鑒于現在BIM的發展現狀,要求所有高校的土建專業教師都要靠自己動手去探索和總結BIM的知識并授之于學生并不現實,應當鼓勵教材的編寫單位或者著者與BIM專家、工程師聯合,在現有教材中有針對性的加入相關的BIM分析和實踐,使教師的教學和學生的學習能夠有“據”進行。
五、結語
BIM是目前建筑業中前沿的一個技術,它可以將建筑設計、施工管理及運營等整個生命周期很好的整合起來,便于處于不同階段的相關人員從項目一開始就參與進來,極大地促進了建筑業的節約增效。作為土建專業新一代的大學生,掌握BIM技術非常必要。應該看到,BIM在高校土建專業的教學與應用實踐中都得到了一定的發展,但是仍然有大量的工作值得我們高校教師去思考、去探索。
參考文獻:
[1]盧士華.關于在高職建筑工程技術專業課程體系中設置BIM課程的思考[J].牡丹江教育學院學報,2012,(5):146-147.
[2]秦浩,余潔.BIM建筑信息模型課程在土建類高職院校開設的必要性研究[J].新課程研究(中旬刊),2014,(7):51-52.
[3]張雪,陳三波.將BIM技術融入工程管理專業課程的思考[J].河南科技,2013,(17):269,280.
[4]克里斯托弗?帕韋爾科,阿蘭?D?切西.當今大學本科課程中的BIM課程[J].建筑創作,2012,(10):20-29.
[5]鐘煒,張馨文,姜騰騰.BIM仿真在工程項目管理課程教學改革中的應用研究[J].土木建筑工程信息技術,2013,(06):7-11,34.
高職院校 畢業設計 選題 施工
一、引言
道橋工程技術作為實踐性非常強的專業,畢業設計是其實踐性教學過程中的最后一個環節,學生通過掌握的基本技能,運用創新性思維將所學的基本理論知識、專業知識進行工程設計。畢業設計教學質量的好壞直接影響學生對將來工作崗位的適應性,如何處理設計、施工以及管理過程中的關系和問題是對學生的基本要求,而不是簡單的將施工規范中的數據套用到畢業設計中。目前,我國高職院校的道橋工程技術專業由于各種原因還存在著很多的現實問題。因此,如何采取合理的措施提高畢業設計質量具有十分重要的現實意義。
二、畢業設計現狀
1.選題與工程實際脫節
目前我國普通高校多數土木工程學院沒有足夠的校外實踐教學基地支持,多數課題都是由學生自己搜集相關資料確定或者由指導教師布置,很多時候是為“好做”而選擇,缺乏實際的工程背景和工程資料,涉及的工程問題太少,對于選題幾乎沒有任何論證和設計理念,有些設計題目沒有任何實際意義,甚至在經濟上不可行。這樣選出的設計題目往往會出現與現實脫節、與工程實際脫節,滯后于整個建筑行業的發展。
2.選題廣度和深度不夠
分析我院建筑工程系近幾年來的畢業設計選題,主要以各類民用建筑為主,其中辦公樓、教學樓占到80%的比例,橋梁和公路的設計占到50%,地下工程和工業建筑設計等都未涉及,基本上是做純設計,實際意義上的科研論文沒有,選題廣度和深度不夠。
3.評審體系不完善
有部分高校管理體制不完善,出現在評審的各環節中出現找關系、講情面,自評和互評中出現不規范、不公平的現象。對于一些不合格的設計不能嚴格要求,對不負責任的教師也沒有得當的懲處措施,在推選優秀畢業設計時名利心太重,不能公平、公正的對待所有的學生設計等問題。
三、“3+1”畢業設計課題研究
1.課題簡介
“3”個必選課題是施工過程彩影與整理、施工資料抄繪與收集和頂崗實習與畢業設計總結,“1”是從施工數據計算與處理、施工組織設計編制、工程造價預算與決算、施工技術探索與研究、專項施工方案編制、結構設計與計算課題中任選一題。
2.課題實施內容
(1)施工過程彩影與整理。
緊密結合頂崗實習工程項目,基于工作過程完成道路、橋梁的主要分部、分項、工作、工種等重要或關鍵施工過程的照片拍攝、選取與整理。
橋梁基礎、下部結構、上部結構的鋼筋混凝土架子工、模板工、鋼筋工、砼工等工種的施工照片。道路路基路面的選料、配制、運輸、攤鋪、碾壓、養生及檢驗的施工照片。道路、橋隧工程的定位、放線、高程、角度、距離等測量和復核的施工照片。地基承載力、路面回彈彎沉檢測、橋梁靜動載試驗、樁基完整性檢測的試驗照片。
學生根據各自頂崗工地施工情況對以上內容進行全部或部分照片拍攝,總數不少于18張,且照片上要有學生本人的身影,并按時間順序將彩色照片打印在A4紙上,每頁2張照片,每張照片輔以不少于50字的文字說明。
(2)施工資料抄繪與收集。
正確識讀頂崗實習工程項目施工圖,明確設計意圖和要求,用CAD進行圖紙抄繪,完成道路工程平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、路面結構圖、交叉口平面設計圖;橋梁工程總體立面圖、橫斷面圖、橋墩臺構造圖、梁板構造圖、伸縮縫構造圖;隧道工程平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、洞門構造圖、明洞及洞內附屬設施構造圖等各一份共五張。
收集工地常用的實用資料,如施工日記、檢驗批報驗單、設計變更聯系單、施工技術交底記錄、施工安全交底記錄、混凝土旁站記錄、安全臺帳等樣本,質量或安全事故的處理報告,要求至少抄寫三份以上。
(3)頂崗實習與畢業設計總結。
結合頂崗實習的具體情況,說明頂崗實習的主要經歷、擔任崗位、作業內容和工作感言,并對頂崗實習的安排及形式提出合理化建議,以及畢業設計過程中的體會、收獲與感想。字數要求1500字以上。
(4)施工數據計算與處理。
結合頂崗實習工程項目,利用試驗檢測數據處理的規則和方法,完成路基承載、彎沉檢測及混凝土強度試驗的數據處理及結果認定,要求至少完成兩項。
結合頂崗實習工程項目,根據實際情況完成的混凝土施工配合比換算、預應力理論伸長值計算、道路平豎曲線計算,要求至少完成兩項。
(5)施工組織設計編制。
根據頂崗實習工程項目概況、合同目標要、求設計技術標準和施工要求,通過查閱資料和借鑒經驗進行施工組織設計,重點完成以下內容的編寫:施工方案,施工順序、施工方法、施工機械的選擇和確定;施工進度計劃:橫道圖、網絡圖的繪制,資源需求量的計算等;施工平面布置圖:臨時設施、管理機構及永久性設施的布置等。
(6)工程造價預算與決算。
根據頂崗實習工程規模大小,完成全部或部分施工圖預算書、工程量清單報價,要求至少完成一項。
(7)施工技術探索與研究。
結合頂崗實習的工作實際,通過施工實踐、調研、文件檢索等方法,分析工程實踐中出現的問題,提出解決問題的對策。要求字數不少于5000字。
(8)專項施工方案編制。
結合頂崗實習工程項目,完成瀝青混凝土面層、水泥混凝土面層、水泥穩定碎石基層;土路基宕渣墊層、路基土石方開挖;泥漿護壁鉆孔灌注樁、重力式混凝土橋臺、預應力混凝土梁板預制、預制裝配式梁板吊裝;隧道開挖和隧道襯砌等任一專項施工方案的編制。要求字數不少于5000字。
(9)結構設計與計算。
結合頂崗實習工程項目,完成裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁、梁橋重力式橋墩臺、瀝青路面、水泥混凝土路面任一結構設計計算。結合頂崗實習工程項目,完成一塊梁、一根樁鋼筋下料單的繪制。
3.課題實施方法
“3+1”畢業設計結合學生頂崗實習的工程實際,以實習工程的施工圖紙作為畢業設計的主要依據,成果上交時應附上相關的施工圖紙。整個畢業設計按1~3必做,4~9任選一題,每位學生必須完成并上交四項成果。
四、“3+1”畢業設計效果
經過老師討論與學生座談,一致認為“3+1”畢業設計課題具有可行性、先進性和合理性,對提高畢業設計質量,為畢業生就業提供較好的業務平臺,對實現畢業生、用人單位及學校三贏的局面有很好的現實意義。
五、結語
畢業設計質量的影響因素很多,除優秀的課題設計外,過程管理也相當重要,高職院校培養的學生應該是適應性強、上手快的學生。畢業設計是教師不斷學習和檢驗的重要環節,畢業設計是學生提高的最后環節,它為走入社會工作的學生提前實踐并樹立信心,嚴格規范畢業設計過程管理則是必不可少的關鍵因素。實踐型人才培養模式的構建中,需打破傳統的畢業設計模式,“3+1”畢業設計模式是構建應用創新型人才的重要培養模式之一。
參考文獻:
關鍵詞:建筑結構CAD;教學改革;課程建設;建議對策
中圖分類號:G642文獻標志碼:A文章編號:1005-2909(2012)05-0146-03
一、課程介紹
20世紀90年代中后期,CAD(計算機輔助設計)技術在中國土木建筑設計部門開始廣泛應用,建筑工程從建筑方案設計、結構布置和內力分析、構件截面設計計算與構造設計、施工圖繪制到概預算全過程可實現CAD一體化完成。建筑結構CAD技術成為土木工程領域中新的分支,對其基礎知識和應用能力的要求也就成為對于土木工程專業本科生人才培養的重要方面。建筑結構CAD課程是建筑工程專業方向的專業選修課,課程內容主要包括CAD技術在中國土木建筑工程中的應用現狀和發展方向,CAD系統硬件和軟件系統的構成及其最新發展,當前國內主流結構設計CAD商品化軟件的使用和設計實例,以及若干值得注意的問題。課程側重CAD技術在土木建筑工程領域的實際應用,結合上機實際操作,使學生迅速掌握常用應用軟件的使用方法和基本操作技巧,為今后的工程設計實踐打下良好基礎。學習該課程要求具備工程力學、建筑制圖、房屋建筑學、鋼筋混凝土結構、鋼結構和工程結構抗震等相關知識。通過該課程的學習,可為鋼筋混凝土課程設計、鋼結構課程設計、畢業設計等相關實踐環節提供必要的基礎知識和基本技能。
1997年,合肥工業大學首次為本科生開設了建筑結構CAD課程,次年采用多媒體技術教學,后又專門開設了建筑結構CAD課程設計。多年來,課程組以“適應社會需要,不斷改革創新”作為建筑結構CAD課程建設遵循的原則,重視素質教育、努力培養學生的創新實踐能力。
二、課程教學改革與精品課程建設
(一)教學內容注重基礎性與先進性相結合
目前,在許多工科課程的教學中,或多或少地存在工業技術發展與教學內容相對滯后的矛盾。課程組在介紹CAD技術硬件和軟件系統的基礎理論的同時,及時把建筑結構CAD最新發展成果引入教學,注重課程內容的基礎性與先進性相結合。該課程的主要教學內容側重CAD技術在土木建筑工程領域的實際應用,隨著工程技術的發展和CAD技術的不斷更新,建筑結構分析與設計軟件也不斷升級。以該課程的主要教學內容“結構設計軟件PKPM的應用”為例,盡管該軟件在近三年來進行了多次升級,但在教學過程中始終以軟件的最新版本為基礎進行授課,使學生能熟悉和掌握最新軟件的計算原理和使用方法。近年來,國外的一些大型CAD應用軟件正通過漢化、加入中國規范等方式逐漸進入中國市場[1],課程組將這些先進的軟件引入課程教學,進一步豐富了教學內容。如Midas Building是由邁達斯信息技術有限公司于2009年開發的一款建筑結構分析與設計軟件,具有計算內核先進,使用方便等優點,在國內的市場占有率越來越高。課程組于2011年和邁達斯公司簽訂合作協議,成為該公司的高校培訓基地之一,邀請該公司熟悉軟件操作的工程師給學生講授軟件的基本原理和操作方法。該公司提供的Midas Building軟件的高校網絡版供學生練習使用,使學生熟悉和掌握這一軟件的使用,為今后的工作打下良好的基礎。由于受課時限制,不可能在課堂上把每個軟件的使用方法都進行詳細介紹,課程組將一些較常用軟件的主要特點、功能和操作界面給學生做概括性介紹,并給他們提供相關學習資料,鼓勵他們利用課余時間了解和學習,進一步開闊視野,拓展知識面。
在目前的結構設計工作中,部分設計人員偏重上機操作,忽略了對重要概念的理解,對軟件編程原理、技術條件、假定條件、應用限制等也不甚了解,甚至錯誤地認為只要計算正確就可以了,這容易導致設計質量問題。在講授結構設計軟件時,注重結構概念的講授,對不同軟件的適用條件,軟件中各主要參數的選擇,以及計算結果合理性判斷等都進行較為詳細的介紹,教導學生不要成為“計算機傻瓜”,在此過程中也進一步鞏固了基礎知識。
(二)傳統教學法與實例教學法相結合
在課堂教學過程中,傳統教學法與實例教學法相結合。所謂實例教學法是指教師根據教學內容和教學目標,通過創設案例,組織學生分析、研究、表達等活動,讓他們在具體情況中積極思考,主動探索,以培養他們綜合素質的一種教學方法[2]。如在繪圖軟件AutoCAD的講授過程中,首先采用傳統的“命令教學法”[3],將各個常用命令的功能和操作方法進行簡要介紹和說明,然后將主要內容結合、精選,設計出幾個或十幾個實例,把要學習的命令和操作融入到具體的實例中,以達到熟練掌握、融會貫通的目的。整個教學過程強調在實例中學會使用操作命令,實例的選擇遵循由易到難的原則,由簡單的門窗大樣、梁柱構件大樣到較為復雜的基礎、樓梯、陽臺大樣等,再到復雜的建筑、結構平面圖。隨著學生繪制實例圖的不斷增加,掌握的命令也越來越多,操作水平也逐漸提高[4]。介紹完AutoCAD的使用方法后,往往用一個課時左右的時間對在AutoCAD平臺上二次開發的繪圖軟件“探索者”和“天正”進行簡要介紹。由于學生有了較扎實的基礎,可以在業余時間自學這兩個軟件,課堂不必再多做講授。在結構分析與設計軟件PKPM和MIDAS的講授過程中,同樣以一個或幾個有代表性的工程結構為例,詳細介紹從建模到分析再到計算結果查看整理、模型調整以及最終的施工圖繪制整個過程,學生不僅從中學會了各個命令的操作方法,也對結構分析設計有了全局性了解。實踐證明,采用實例教學法使學生學習的積極性大大提高,教學效果也較好。
建筑結構CAD課程的課時有限,教師和學生之間的交流僅局限在上課時間是不夠的。為方便與學生之間的交流,課程組搭建了課程的網絡教學平臺,在網絡教學平臺上上傳課程教學的相關內容,布置上機練習的題目,并可與學生交流,解決學生學習過程中的疑問,達到了較好的效果。
(三)注重理論與實際相結合的實踐教學方法
在建筑結構CAD課程結束之后,還有1.5周的課程設計環節。課程設計是結構設計的實踐過程,課程組在課程設計過程中,堅持做到與實際工程相結合,設計題目均以實際工程為背景。在此過程中,學生既可以對所學知識進行一次融會貫通的全面復習,又可以了解實際結構設計的各環節,為今后的工作積累一定的知識。由于該課程設計與畢業設計關系較緊密,扎實地做好課程設計還可以為下學期的畢業設計的電算部分打下良好的基礎,從而減輕畢業設計的難度。因此可以適當增加課程設計的難度,直接將建筑施工圖交給學生,要求學生在此基礎上進行結構構件的布置和構件尺寸的確定,之后再進行結構的建模、分析、施工圖繪制和計算書的整理工作。實踐證明,通過這一過程可以啟發學生思考,進一步加強結構概念的理解,鞏固基礎理論知識。
此外,考慮到學生在畢業設計過程中樓梯結構施工圖的繪制問題較多、概念不清晰。在課程設計中還增加了利用AutoCAD軟件進行樓梯結構剖面圖、平面圖和梯板、梯梁、梯柱構件詳圖等施工圖的繪制工作,要求學生在繪圖時不能只是照抄圖紙,而應該對樓梯的構造進行認真的學習和理解,了解荷載的傳遞路徑,各構件的功能、布置位置以及配筋方式等,使學生對這部分內容有所了解和掌握,在畢業設計時能輕車熟路,減少出錯的概率。
(四)多種方式相結合的考核方法
建筑結構CAD課程的考核包括平時考核與課程結業考核。平時考核包括考勤、作業、上機練習等,要求學生態度認真、作業工整、圖面清晰、表達正確、互不抄襲,對不符合要求者應要求其重做或補做。每次考核結束后,并不是簡單給個分數,而是要及時總結、查缺補漏。課程結業考核一般采用上機考核的方式,根據學生操作的熟練程度、繪圖的速度以及成圖質量進行打分,必要時可對學生提問。考核只是手段而不是目的,關鍵在于激勵和督促學生認真學習,更好地掌握知識,從而為其他課程設計、畢業設計乃至今后的工作打下良好的基礎。
三、結語
建筑結構CAD是一門實用性很強的綜合性課程。課程組全體教師經過幾年的努力,從教學內容、課堂教學、實踐教學、考核等多方面入手,不斷探索行之有效的教學改革模式,得到各屆學生、同行和校外專家的認可和好評,在課程建設與改革方面已取得一定的成效。目前,該課程已被評為合肥工業大學校級精品課程和安徽省省級精品課程。
參考文獻:
[1]葉獻國.建筑結構CAD應用基礎[M].2版.北京:建筑工業出版社,2008.
[2]黃月明.實例教學法在AutoCAD教學中的應用[J].湖南成人教育學院學報,2010,16(5): 125-126.
[3]宋博.淺談建筑CAD課程教學[J].科技信息,2011,17:589.
[4]魏旭,王景陽,謝建榮.建筑CAD課程教學改革思考[J].實驗室研究與探索,2011,30(7): 318-320.
Practice and discussion on CAD for building structures
CHONG Xun, YE Xianguo
(School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 23009, Anhui Province, P. R. China)