土木工程基本概念范文
時(shí)間:2023-07-06 17:44:30
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篇1
一、獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)課程建設(shè)和教材編寫定位
課程建設(shè)和教材編寫定位應(yīng)符合學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)。獨(dú)立學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)是服務(wù)地方、服務(wù)基層,培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)的應(yīng)用型人才。一般而言,課程內(nèi)容設(shè)置和教材內(nèi)容改革應(yīng)該針對(duì)學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo),保證夠用、適用、好用。力學(xué)課程對(duì)于工科學(xué)生,特別是土木工程專業(yè)的學(xué)生,是很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。土木工程專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的力學(xué)課程有理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、土力學(xué)、彈性力學(xué)等?;A(chǔ)力學(xué)課程則包括理論力學(xué)和材料力學(xué)課程。因此,文章的討論主要針對(duì)理論力學(xué)和材料力學(xué)這兩門基礎(chǔ)力學(xué)的課程內(nèi)容改革和教材編寫定位進(jìn)行討論。理論力學(xué)[2]和材料力學(xué)[3]是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)力學(xué)課程,通過課程的學(xué)習(xí),構(gòu)筑工程技術(shù)力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ),建立物體運(yùn)動(dòng)與受力狀態(tài)的關(guān)系,掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體的平衡,機(jī)械運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)問題的基本規(guī)律及其研究方法,使學(xué)生明確桿件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題的基本概念,掌握構(gòu)件的基本變形及其應(yīng)力應(yīng)變的求解方法。通過力學(xué)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握相應(yīng)的理論知識(shí),并具有比較熟練的力學(xué)計(jì)算能力,培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)和定性、定量分析能力,以及分析解決某些實(shí)際工程問題中的力學(xué)問題能力。通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,掌握測(cè)定金屬材料性質(zhì)的基本知識(shí)、基本技能和基本方法,了解實(shí)驗(yàn)應(yīng)力的基本概念并初步掌握驗(yàn)證材料力學(xué)理論公式的方法,培養(yǎng)學(xué)生初步的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸閷W(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定良好基礎(chǔ)。通過力學(xué)課程的學(xué)習(xí),為一系列后續(xù)專業(yè)課程,如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、建筑施工等課程打下必要的基礎(chǔ),也可為學(xué)生在今后工作中解決所碰到的力學(xué)問題提供理論依據(jù)。因此,獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生,必須掌握基礎(chǔ)力學(xué)的基本知識(shí)和基本概念。2010年,土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)就土木工程專業(yè)中各知識(shí)點(diǎn)的需求和各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)建議,頒布了《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[4],對(duì)力學(xué)系列課程知識(shí)點(diǎn)的需求提出了指導(dǎo)性的意見。但是,該規(guī)范所給出的只是對(duì)本科院校土木工程專業(yè)所需知識(shí)點(diǎn)的最低需求,并沒有明確各類高校的最低知識(shí)點(diǎn)的理論深度及其應(yīng)用要求。遵照規(guī)范建議,結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)實(shí)際,基礎(chǔ)力學(xué)課程建設(shè)和教材建設(shè)的定位應(yīng)為“緊扣最新規(guī)范,體現(xiàn)區(qū)域特色,強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐,服務(wù)人才培養(yǎng)”。在課程建設(shè)和教材建設(shè)中,教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和教材內(nèi)容的改革都應(yīng)該符合規(guī)范中對(duì)各門課程的基本要求,緊密結(jié)合獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),理論上高于高職學(xué)院,實(shí)踐上強(qiáng)于重點(diǎn)本科母體學(xué)校。力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教材內(nèi)容應(yīng)在保證理論知識(shí)體系的基礎(chǔ)上,加入力學(xué)知識(shí)在實(shí)際中應(yīng)用的工程實(shí)例,以便學(xué)生在掌握力學(xué)理論課程的同時(shí),了解力學(xué)在工程中的實(shí)際應(yīng)用,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用力學(xué)知識(shí)和原理解決工程實(shí)際中的力學(xué)問題的能力,以使學(xué)生在今后專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工作中,力學(xué)知識(shí)夠用,并且會(huì)用。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和教材內(nèi)容的改革中,還應(yīng)該加入最新科技發(fā)展的新知識(shí),以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、基礎(chǔ)力學(xué)課程內(nèi)容和教材編寫內(nèi)容選取
按照《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[3]中對(duì)力學(xué)系列課程知識(shí)點(diǎn)的需求,筆者認(rèn)為獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)課程內(nèi)容和教材內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)該滿足規(guī)范中的最低要求,各知識(shí)點(diǎn)有所側(cè)重,并在各知識(shí)點(diǎn)的理論介紹后,加入大量力學(xué)在工程中的應(yīng)用實(shí)例。由于具體的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)在《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[3]中已經(jīng)列出,筆者只討論基礎(chǔ)力學(xué)課程各個(gè)知識(shí)點(diǎn)理論的基本講解深度和工程實(shí)際問題在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。在理論力學(xué)課程中,靜力學(xué)部分應(yīng)為課程的重點(diǎn),理論上由淺入深、循序漸進(jìn),課程設(shè)置在講解力學(xué)基本原理和基本概念之后,由平面力系到空間力系進(jìn)行分析,理論上重視力學(xué)基本原理和基本概念、力系的簡(jiǎn)化和平衡理論。在平面力系的簡(jiǎn)化和平衡分析中,加入預(yù)制板、梁、柱子等預(yù)制構(gòu)件吊裝時(shí)的吊點(diǎn)位置,起重機(jī)的傾覆穩(wěn)定性問題,腳手架的靜力平衡問題,以及多跨梁、剛架、桁架等多種結(jié)構(gòu)的平衡問題,約束反力的求解等工程實(shí)際力學(xué)分析問題。這部分需要學(xué)生透徹掌握相關(guān)理論,熟悉各種結(jié)構(gòu),包括物體系統(tǒng)的約束反力分析和計(jì)算,以便為后續(xù)的材料力學(xué)課程和結(jié)構(gòu)力學(xué)課程學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ)。材料力學(xué)課程重點(diǎn)為5種基本變形概念,內(nèi)力和變形分析,強(qiáng)度、剛度和壓桿穩(wěn)定理論。要求學(xué)生熟練掌握基本變形和內(nèi)力的分析與求解,在此基礎(chǔ)上,再針對(duì)理論力學(xué)課程中所涉及的相同工程問題,討論起吊構(gòu)件的內(nèi)力和變形條件,構(gòu)件截面上的最大彎矩最小時(shí),相應(yīng)的變形最小,考慮吊裝時(shí)構(gòu)件的材料特征,以便安全起吊。在討論壓桿穩(wěn)定問題時(shí),結(jié)合起重機(jī)械如塔機(jī)的桿件穩(wěn)定性問題分析,討論塔機(jī)在達(dá)到其自由高度繼續(xù)向上頂升接高時(shí),如何增強(qiáng)其穩(wěn)定系數(shù)保持起重能力,避免失穩(wěn),以及塔機(jī)構(gòu)件的壓桿穩(wěn)定等工程實(shí)際問題。在講解內(nèi)力和變形的基本概念后,加入多跨梁、剛架、桁架等具體工程問題的內(nèi)力和變形分析。在講解強(qiáng)度理論后,分析上述工程實(shí)例的強(qiáng)度問題。所有這些實(shí)際工程問題以例題和習(xí)題的形式加入教材中,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時(shí),學(xué)會(huì)理論知識(shí)在工程中的應(yīng)用。由于現(xiàn)代科技的發(fā)展和對(duì)結(jié)構(gòu)抵御地震、風(fēng)災(zāi)能力的重視,理論力學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分的基本內(nèi)容的掌握也是必須的。即使獨(dú)立學(xué)院學(xué)生今后主要從事工程一線的工作,也會(huì)在建筑機(jī)械的使用中碰到建筑機(jī)械的力學(xué)問題;因此,運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分的教學(xué)內(nèi)容和教材內(nèi)容,保留《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[4]中對(duì)這部分知識(shí)點(diǎn)的最低要求,針對(duì)學(xué)生特點(diǎn),在復(fù)合運(yùn)動(dòng)速度和加速度合成定理的推導(dǎo)中,采用物理意義更為明確、直觀的幾何法進(jìn)行推導(dǎo),與985、211大學(xué)在這門課程教學(xué)中采用解析法推導(dǎo)相區(qū)別,避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在動(dòng)力學(xué)中,重點(diǎn)為三大普適定理及其綜合應(yīng)用,以及達(dá)朗貝爾原理的掌握。隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的迅猛發(fā)展,土木工程建設(shè)也迎來了發(fā)展的好時(shí)期和好機(jī)遇,結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜,施工方法和技術(shù)也越加先進(jìn)。北京奧運(yùn)場(chǎng)館、浦東國際機(jī)場(chǎng)、上海金茂大廈、國家大劇院、深圳帝王大廈,美國的亞特蘭大索穹頂、英國的千年穹頂和石油大廈、澳大利亞的天空穹頂?shù)冉ㄖ?,無一不體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和施工的難度。結(jié)構(gòu)每一階段的施工過程,都伴隨著邊界約束的變化、構(gòu)件的增刪、溫度的變化以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力動(dòng)態(tài)施加等變化。施工中的滑輪力學(xué)和拆撐時(shí)的力學(xué)分析問題,都需要現(xiàn)場(chǎng)工程師去面對(duì)。因此,在基礎(chǔ)力學(xué)的基本理論和實(shí)際工程應(yīng)用學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,加入滑輪力學(xué)、施工過程的時(shí)變力學(xué)、施工過程中的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)等最新施工力學(xué)分析成果的介紹,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和今后處理實(shí)際工程中復(fù)雜問題的能力。
篇2
關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu)基本原理;專業(yè)基礎(chǔ)課;教學(xué)方法
土木工程是指基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造和維護(hù),是一門專業(yè)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的工程學(xué)科,中國開展土木工程學(xué)科高等教育已有將近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間?;炷两Y(jié)構(gòu)基本原理是土木工程專業(yè)的核心必修課程,主要內(nèi)容包括混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與設(shè)計(jì)方法、混凝土結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能、混凝土構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)、混凝土結(jié)構(gòu)的變形和耐久性設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)[1]。目前,世界上大部分工程結(jié)構(gòu)均為混凝土結(jié)構(gòu),因此,該課程與實(shí)際工程聯(lián)系緊密,主要培養(yǎng)土木工程專業(yè)學(xué)生對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)能力,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)基本工程問題的分析和解決能力,為后續(xù)專業(yè)課程,如混凝土與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑抗震等的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。隨著全球化進(jìn)程的加快,用人單位對(duì)具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的工程人才需求日益增加,越來越重視對(duì)國際化人才的培養(yǎng)。教育部2001年印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》指出:要在高校公共課程和專業(yè)課程中積極推動(dòng)使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)[2]。在該意見提出的十幾年來,全國各大高校在雙語教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了探索,并取得了一定的成績(jī)。土木工程是一門全球性學(xué)科,混凝土結(jié)構(gòu)基本原理是土木工程專業(yè)最重要的專業(yè)課程之一,但各國制定的規(guī)范在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和思路上存在一定差別,因此,為培養(yǎng)學(xué)生的國際視野,開闊學(xué)生眼界,提高土木工程專業(yè)學(xué)生的國際競(jìng)爭(zhēng)力,在土木工程學(xué)科中的重點(diǎn)課程開展雙語教學(xué)是非常必要的[3-5]?;炷两Y(jié)構(gòu)基本原理的教學(xué)工作主要分為3個(gè)部分,即理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)與設(shè)計(jì)方法的理解和掌握程度,確定英語與母語的使用比例,并將原本“枯燥乏味”的規(guī)范條文講得生動(dòng)有趣,是主講教師需要認(rèn)真思考的問題。如何讓學(xué)生在教學(xué)過程中深刻理解基本的理論知識(shí),掌握基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法,并能熟練解決工程實(shí)際問題,是主講教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方法時(shí)的基本出發(fā)點(diǎn)。學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容是否感興趣,以及對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握程度是衡量教學(xué)效果的主要標(biāo)準(zhǔn)。
一、教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題
目前,中國幾百所高等院校平均每年向國家輸送幾萬名土木工程專業(yè)的畢業(yè)生,但據(jù)工程建設(shè)單位反映,土木工程專業(yè)的畢業(yè)生力學(xué)概念和常識(shí)較差,只知道照搬公式、照抄規(guī)范,缺乏獨(dú)立思考能力[6]。因此,專業(yè)課程的主講教師在教學(xué)過程中不能照本宣科,一味讓學(xué)生背公式、記規(guī)范,否則,“人才”將培養(yǎng)成只會(huì)運(yùn)用工具的“工匠”?;炷两Y(jié)構(gòu)基本原理教學(xué)內(nèi)容多,涉及的知識(shí)面廣,既有理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)研究,又需要實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),是一門教學(xué)難度較大的專業(yè)課程。而該課程的教學(xué)學(xué)時(shí)極為有限,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2011年頒布的《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[7]僅建議60個(gè)學(xué)時(shí),部分高校安排的教學(xué)學(xué)時(shí)更是低于該標(biāo)準(zhǔn),因此,在教學(xué)過程中有很多課程內(nèi)容無法詳細(xì)展開,學(xué)生難以充分理解課堂上講授的理論知識(shí),只能依靠死記硬背,從而逐漸失去對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)土木工程專業(yè)碩士研究生新生專業(yè)英語詞匯掌握程度的調(diào)查發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)生專業(yè)英語詞匯掌握程度較低,有的學(xué)生甚至連一些基本的專業(yè)英語詞匯都沒有掌握。出現(xiàn)這種情況的原因可能是:在僅有的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi),連教材內(nèi)容都很難全面講解,更不用說進(jìn)行雙語教學(xué);學(xué)生對(duì)新知識(shí)的吸收能力有限,很難在短時(shí)間內(nèi)掌握外語表述的概念;重視程度不夠,專業(yè)英語掌握能力未列入考核內(nèi)容。鑒于此,為激發(fā)學(xué)生對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理的學(xué)習(xí)興趣,提高課程的學(xué)習(xí)效率和對(duì)專業(yè)英語的掌握程度,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力,結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出一系列創(chuàng)新的教學(xué)方法與實(shí)施建議,供廣大土木工程專業(yè)課程主講教師參考借鑒。
二、教學(xué)方法的創(chuàng)新與實(shí)踐
(一)注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣混凝土結(jié)構(gòu)基本原理是土木工程專業(yè)學(xué)生較早接觸的與實(shí)際工程緊密聯(lián)系的專業(yè)課程之一,學(xué)生在剛開始接觸這門課程時(shí),往往抱有新鮮感和好奇感,如果能適時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,必將極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,事半功倍,從而進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣,形成良性循環(huán)。結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了以下幾點(diǎn)方法:(1)善用多媒體技術(shù)。由于該課程包含較多的基本概念、圖和表格,采用傳統(tǒng)的板書形式,學(xué)生很難做到全過程集中注意力記板書、聽講解,教學(xué)效率低[8]。因此,在教學(xué)過程中需要善用多媒體技術(shù),在每一個(gè)基本概念講解后配上相應(yīng)的圖片,在教學(xué)課件中引入經(jīng)典工程的施工圖片和現(xiàn)場(chǎng)視頻、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的圖片和視頻,不僅縮短了板書和講解時(shí)間,而且有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研熱情,使學(xué)生在集中注意力聽完概念或理論的講解后,通過視頻和圖片緩解學(xué)習(xí)疲勞、增長見識(shí)、加強(qiáng)記憶。同時(shí),通過介紹經(jīng)典工程中的施工方法、施工技術(shù)、新材料、新工藝,以及經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和注意事項(xiàng)等,豐富教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生對(duì)土木工程專業(yè)未來的發(fā)展有一定程度的了解。值得注意的是,多媒體技術(shù)雖然節(jié)約時(shí)間,但對(duì)于公式推導(dǎo),運(yùn)用多媒體技術(shù)易造成教學(xué)進(jìn)度過快,學(xué)生跟不上教學(xué)節(jié)奏的問題,此時(shí)應(yīng)將傳統(tǒng)的教學(xué)方法與多媒體技術(shù)結(jié)合,如,在講解混凝土構(gòu)件的破壞現(xiàn)象時(shí),可以運(yùn)用多媒體技術(shù)播放相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫或視頻,讓學(xué)生對(duì)不同的破壞模式有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí),在應(yīng)力分布和公式推導(dǎo)部分,宜采用板書形式,一步步推導(dǎo)和講解,加深學(xué)生對(duì)公式演變的理解。(2)巧用數(shù)值的表達(dá)方法。在教學(xué)過程中,學(xué)生對(duì)平淡的講述方式往往會(huì)感到厭煩,從而對(duì)一些基本概念沒有較為明確的認(rèn)識(shí)?!盎炷恋目估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度”這一基本概念,如果表述為“混凝土的抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的1/16~1/10”,則能在學(xué)生的腦海中形成清晰的印象,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)混凝土抗拉強(qiáng)度低的認(rèn)識(shí),自然在后續(xù)的受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)中不會(huì)考慮受拉區(qū)混凝土的貢獻(xiàn)。(3)勤用工程實(shí)例。在講解混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施時(shí),列舉與基本概念相對(duì)應(yīng)的工程實(shí)例,有利于加深學(xué)生對(duì)這些構(gòu)造措施的理解。例如,“鋼筋加密區(qū)與非加密區(qū)”“鋼筋的連接與錨固”“架立筋、腰筋、鴨筋和浮筋”等,如果只簡(jiǎn)單介紹基本概念,學(xué)生由于沒有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),很難知道這些構(gòu)造措施究竟是什么,起什么作用,就算在課堂上記住了這些基本概念,在實(shí)際工程中也很難分辨。
(二)緊抓教學(xué)內(nèi)容中出現(xiàn)的共性問題在教學(xué)過程中,應(yīng)注重每個(gè)章節(jié)的共性問題。抓住共性的問題展開深入講解,學(xué)生會(huì)更容易理解,也有助于提高學(xué)習(xí)效率。針對(duì)較難理解的設(shè)計(jì)公式,要以學(xué)生能接受的方式逐步推導(dǎo),并引導(dǎo)學(xué)生理解公式推導(dǎo)思路,而不是單純讓學(xué)生記憶公式。如,混凝土受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)公式都是基于平截面假定、力和力矩平衡條件推導(dǎo)出來的,且計(jì)算簡(jiǎn)圖類似,只需要理解和掌握其中一種構(gòu)件的計(jì)算簡(jiǎn)圖和設(shè)計(jì)公式,其他相似受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)和計(jì)算自然迎刃而解。對(duì)于混凝土受彎構(gòu)件承載力計(jì)算公式的推導(dǎo),首先可解釋公式中各部分表示的含義,公式中的各項(xiàng)材料性能參數(shù)可根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]查表求得,然后講解各種類型題目的解題思路,求解受壓區(qū)和受拉區(qū)鋼筋的截面面積,并對(duì)截面配筋和混凝土受壓區(qū)高度進(jìn)行驗(yàn)算,分別判斷是否滿足承載力和適筋梁的要求。對(duì)于其他類型構(gòu)件的公式推導(dǎo)和計(jì)算,解題思路是一致的,均按照畫出計(jì)算簡(jiǎn)圖給出力的平衡方程和力矩的平衡方程求配筋或驗(yàn)算截面的流程進(jìn)行計(jì)算。引導(dǎo)學(xué)生理解公式推導(dǎo)的思路,不僅能幫助學(xué)生記憶公式,更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。
(三)注重理論與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)過程中,不能只重視理論教學(xué),而忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)中可以學(xué)到平時(shí)在理論教學(xué)中沒有注意到的知識(shí)點(diǎn),進(jìn)一步加深對(duì)書本上重要知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。學(xué)校十分重視本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué),每年投入大量經(jīng)費(fèi)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的采購和更新,以及實(shí)驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)和加工,為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展投入了大量的人力和物力。如,混凝土適筋梁、超筋梁和少筋梁的實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)試件,由主講教師審核確認(rèn),再聯(lián)系相關(guān)加工廠家制作試件,預(yù)約實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。實(shí)驗(yàn)過程中安排實(shí)驗(yàn)員與課程助教共同指導(dǎo)學(xué)生安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備,布置測(cè)量?jī)x器,開展實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅加深了學(xué)生對(duì)不同配筋率的混凝土梁破壞模式的理解,認(rèn)識(shí)了理論推導(dǎo)公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差別,而且使學(xué)生有機(jī)會(huì)提前接觸科學(xué)實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研熱情。在課程設(shè)計(jì)的教學(xué)中,主講教師會(huì)預(yù)約專門的設(shè)計(jì)教室供學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì),并通過布置設(shè)計(jì)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生自行查找相關(guān)規(guī)范和參考書籍,獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中,主講教師和課程助教輪流在設(shè)計(jì)教室為學(xué)生答疑,確保學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中遇到問題能及時(shí)解決,提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的興趣。
(四)注重課后指導(dǎo)學(xué)生在課堂教學(xué)中所學(xué)的知識(shí),很難在短時(shí)間內(nèi)消化、吸收,而且在此過程中,又會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題,如果不及時(shí)解決這些問題,累積的問題會(huì)越來越多,不僅影響學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化和吸收,而且有可能打擊學(xué)習(xí)的積極性。此外,對(duì)于一些較難理解的內(nèi)容,一個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒能及時(shí)理解可能導(dǎo)致學(xué)生整節(jié)課都沒聽懂,而由于教學(xué)學(xué)時(shí)有限,主講教師不可能重復(fù)講解課程內(nèi)容,因此,為不影響學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,課后指導(dǎo)尤為重要。學(xué)校非常重視本科課程的理論教學(xué),建立了課程助教制度,選拔優(yōu)秀的研究生擔(dān)任課程助教,幫助本科生及時(shí)解決課程學(xué)習(xí)中遇到的難題,如果課程助教發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生都存在的共性問題,或?qū)δ骋徽鹿?jié)的知識(shí)點(diǎn)掌握程度較低,則會(huì)及時(shí)將問題反饋給主講教師,主講教師在課堂上有針對(duì)性地展開講解。此外,課程助教還利用課余時(shí)間對(duì)課后習(xí)題逐一詳細(xì)講解,幫助學(xué)生查找自身知識(shí)的缺漏和不足并及時(shí)更正。由此可見,課后指導(dǎo)是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),可以及時(shí)解決學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中遇到的問題,幫助學(xué)生消化、吸收課堂教學(xué)中所學(xué)的知識(shí),并讓主講教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,進(jìn)而有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)效率。
(五)注重雙語教學(xué)在課堂上適當(dāng)引進(jìn)原版英文教材,采用英語教學(xué)有利于拓寬學(xué)生知識(shí)面,并為學(xué)生日后的科研、學(xué)習(xí)、工作和交流奠定語言基礎(chǔ)。但是,混凝土結(jié)構(gòu)基本原理這門課程內(nèi)容多,公式復(fù)雜,概念較難掌握,即便采用中文進(jìn)行授課,也是難度較大的一門專業(yè)課。因此,需要制定一套比較合理的雙語教學(xué)方案,使學(xué)生能在學(xué)習(xí)的過程中掌握相關(guān)專業(yè)英語詞匯。哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)所使用的教材是“十二五”國家級(jí)規(guī)劃中文教材[1],因?yàn)閷W(xué)生英語水平參差不齊,盲目選用英文教材對(duì)英語水平不夠扎實(shí)的學(xué)生會(huì)造成很大的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),導(dǎo)致“上課講不深,學(xué)生學(xué)不進(jìn)”的現(xiàn)象。在教學(xué)方法上,考慮到班內(nèi)的學(xué)生英語水平不一致的情況,采用國內(nèi)大學(xué)較為通用的嵌入式教學(xué)模式[10],根據(jù)學(xué)科特點(diǎn),確定在課堂上第二語言與母語所占的比重。在教學(xué)過程中,確定英語和母語在每章節(jié)所占的比重尤為重要,倘若英語教學(xué)占用比重較大,得到的效果往往適得其反。在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》[1]中,前兩章的內(nèi)容主要為基本概念,介紹混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與設(shè)計(jì)方法的演化、混凝土結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法等,與前期學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容,如建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)荷載等有較多重疊,且內(nèi)容相對(duì)于后續(xù)的理論推導(dǎo)課程較為簡(jiǎn)單,因此,在這兩章中可側(cè)重于英語教學(xué),通過逐步滲透的方式讓學(xué)生慢慢掌握相關(guān)概念。首先,引出每節(jié)課需要掌握的重點(diǎn)詞匯。課前,提出這節(jié)課所需要掌握的重點(diǎn)詞匯,并在講述到相應(yīng)內(nèi)容時(shí),對(duì)重點(diǎn)詞匯進(jìn)行講解,加強(qiáng)學(xué)生記憶。例如:鋼筋混凝土的英文為“reinforcedconcrete”,因?yàn)橐郧暗幕炷翗?gòu)件是沒有鋼筋的,容易開裂,承載力低,延性也很差,研究發(fā)現(xiàn),在混凝土受拉區(qū)預(yù)埋鋼筋可顯著提高混凝土構(gòu)件的承載力和延性,將這種鋼筋混凝土稱為增強(qiáng)的混凝土,因此,鋼筋混凝土的英文為“reinforcedconcrete”,“reinforcement”也衍生出鋼筋的意思。此外,混凝土徐變的英文為“creep”,混凝土的徐變是一個(gè)長期而又緩慢的形變過程,而“creep”有緩慢移動(dòng)的意思,因此,將徐變這一現(xiàn)象用“creep”表述。在課程開始前就給出這些重點(diǎn)詞匯的英文單詞,讓學(xué)生思考為什么要這么表述,在講到相關(guān)內(nèi)容時(shí)再詳細(xì)解釋,加深學(xué)生對(duì)專業(yè)英語詞匯的掌握程度和對(duì)相關(guān)概念的理解程度。然后,反復(fù)強(qiáng)調(diào)。課后,帶領(lǐng)學(xué)生重復(fù)練習(xí)這節(jié)課所學(xué)的專業(yè)英文單詞,加強(qiáng)記憶。在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中,如果碰到所學(xué)詞匯,也應(yīng)注意中英文的相互轉(zhuǎn)換。由于概念性的詞匯在混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程中重復(fù)的概率大,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,不知不覺積累起專業(yè)英語詞匯量。最后,不定期考核。利用5~10min的課堂時(shí)間,對(duì)學(xué)生專業(yè)英語詞匯的掌握程度進(jìn)行抽查,可采用課堂小測(cè)的形式,測(cè)試完畢后由助教進(jìn)行批改,小測(cè)的完成情況將作為平時(shí)成績(jī)的一部分記錄在案。這種做法有利于督促學(xué)生利用課余時(shí)間復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)的專業(yè)英語詞匯。在后續(xù)理論推導(dǎo)的章節(jié),由于推導(dǎo)過程復(fù)雜繁瑣,經(jīng)驗(yàn)公式偏多,為讓學(xué)生明白公式推導(dǎo)的全過程,課程講解應(yīng)以中文講授為主,英文講解的重心放在解題的步驟和表述方式上。由于學(xué)生將來可能進(jìn)入外企工作或出國深造,了解英文的解題步驟和表述方式將為他們未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
(六)重視課外活動(dòng)指導(dǎo)在課余時(shí)間,鼓勵(lì)和支持學(xué)生參加各類相關(guān)的專業(yè)競(jìng)賽,例如:混凝土設(shè)計(jì)競(jìng)賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、PKPM設(shè)計(jì)競(jìng)賽等,讓學(xué)生學(xué)會(huì)將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中,從競(jìng)賽中學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。學(xué)校大力支持學(xué)生參加各類競(jìng)賽活動(dòng),并為每組學(xué)生指派研究生和教師進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)和培訓(xùn),幫助學(xué)生解決各種問題,激發(fā)學(xué)生的競(jìng)賽興趣。學(xué)生在參與競(jìng)賽的過程中,不僅開拓了眼界,積累了大量的學(xué)術(shù)知識(shí),也增加了自身的職業(yè)素養(yǎng)和學(xué)科素養(yǎng)[11]。除此之外,學(xué)校的教師團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了多項(xiàng)國家級(jí)、省部級(jí)、市區(qū)級(jí)科研項(xiàng)目,其中不少是關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的研究項(xiàng)目,包括結(jié)構(gòu)加固、結(jié)構(gòu)修復(fù)以及結(jié)構(gòu)耐久性方面的研究等,應(yīng)充分利用此科研優(yōu)勢(shì),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科研項(xiàng)目的研究工作,通過參與科研活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,強(qiáng)化對(duì)課本知識(shí)的理解,認(rèn)識(shí)混凝土領(lǐng)域最新的研究成果和研究現(xiàn)狀。積極組織學(xué)生申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目,通過項(xiàng)目立項(xiàng)到結(jié)題驗(yàn)收的整個(gè)流程,熟悉科研項(xiàng)目的研究過程,把教材“學(xué)厚”“學(xué)精”,為今后從事科研工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
篇3
關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué) 比較研究 課程建設(shè)
0 引言
結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。然而,結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)又是一門比較難學(xué)的課程,不但對(duì)微積分學(xué)、微分方程、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等方面的先修理論課程有比較高的要求,而且對(duì)于研習(xí)者對(duì)工程現(xiàn)象和理論概念的理解和抽象思維能力也有很高的要求。特別是在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010- 2020 年)》明確提出實(shí)施卓越工程師人才教育培養(yǎng)計(jì)劃①以來,如何在有限的本科教學(xué)課時(shí)內(nèi)最有效地傳輸理論知識(shí)、培養(yǎng)工程思維、激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)、養(yǎng)成卓越習(xí)慣更成為工程學(xué)各專業(yè)高等教師的艱巨挑戰(zhàn)。
本研究調(diào)研了若干國際著名大學(xué)土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)計(jì)劃,希望通過對(duì)比研究對(duì)我國土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程的本科教學(xué)提供有意義的建議。
1 樣本選定與資料搜集
本研究采用網(wǎng)絡(luò)調(diào)查等方法搜集了6所國際著名研究型大學(xué)土木工程專業(yè)各層次的培養(yǎng)計(jì)劃和課程大綱。這6所高校根據(jù)2011年QS世界大學(xué)排行榜土木工程專業(yè)榜單選定,②均為土木工程專業(yè)排名世界前十的高校,同時(shí)兼顧了區(qū)域和國家的分布,以期具有最好的代表性。這6所高校包括兩所美洲區(qū)高校(排名全球第一的美國麻省理工學(xué)院(MIT)③和排名全球第二的美國加州斯坦福大學(xué)(SU))④、兩所歐洲區(qū)高校(排名全球第三的英國劍橋大學(xué)(UCAM)⑤和排名全球第十的瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)⑥)、以及兩所亞太區(qū)高校(排名全球第七的新加坡國立大學(xué)(NUS)⑦和排名全球第八的日本東京大學(xué)(TU)⑧)。
2 比較分析
基于搜集到的相關(guān)原始資料,本研究在以下5方面進(jìn)行了比較分析,包括:修課要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方法、教學(xué)資料等。
課程修課要求主要通過比較各校培養(yǎng)計(jì)劃和課程列表來進(jìn)行。各校的修課要求是:MIT和ETH將結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)作為結(jié)構(gòu)力學(xué)或土木工程力學(xué)的一部分而要求本專業(yè)學(xué)生必修;UCAM工程學(xué)系本科低年級(jí)不分專業(yè),在大一要求所有工程系學(xué)生必修與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)初級(jí)課程相關(guān)的課程;NUS和UT則開設(shè)了面向本專業(yè)學(xué)生的限定選修課程;SU對(duì)相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)沒有要求,但開設(shè)有相關(guān)任意選修課程。
課程教學(xué)內(nèi)容通過比較課程教學(xué)大綱進(jìn)行。如表1所示:結(jié)構(gòu)動(dòng)力模擬一般方法、單自由度結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征與動(dòng)力響應(yīng)分析、多自由度結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征與動(dòng)力響應(yīng)分析等以常微分方程的建立與求解為理論內(nèi)核的內(nèi)容6所學(xué)校都有講授;廣義單自由度系統(tǒng)模擬方法和連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)力分析方法則各有2所和3所學(xué)校在本科基礎(chǔ)課程中有涉及;而結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)譜分析等面向具體工程應(yīng)用的內(nèi)容則僅有1家高校(NUS)在本科課程中進(jìn)行了介紹。
課程教學(xué)方式比較表明(如表2所示):對(duì)于本科基礎(chǔ)課程,課堂講授基礎(chǔ)理論知識(shí)是最主要的教學(xué)方式。為了示范如何使用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決課程習(xí)題,有些院校還專門開設(shè)了習(xí)題輔導(dǎo)課以作補(bǔ)充(如MIT和ETH)。同時(shí),任課教師在課間或?qū)iT在課余留出時(shí)間供學(xué)生答疑,展開雙向討論也是一種鞏固課堂學(xué)習(xí)的常用方式(如MIT等)。另外,通過給出具體閱讀內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生閱讀專業(yè)書籍也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的常用手段。
課程考核方式比較表明(如表3所示):各校均將筆試作為最主要的考核手段,同時(shí)把平時(shí)作業(yè)的完成情況作為必要的補(bǔ)充,并制定了明確的對(duì)于作業(yè)晚交和抄襲的懲罰制度(如MIT)。另外,有些學(xué)校也將學(xué)生們的課堂答問情況、上課出席情況等作為課程考核的有益補(bǔ)充。MIT就明確規(guī)定,學(xué)生們的上課出席情況優(yōu)良可以額外加5%的分?jǐn)?shù),而如果課堂答問情況優(yōu)良則可以再額外加10%的分?jǐn)?shù)。這是非常合理的。因?yàn)檎n堂的互動(dòng)教學(xué)是學(xué)生們理解基本概念、理論體系、理論重點(diǎn)的重要方式,而課堂答問如果開展得巧妙的話可以很好地訓(xùn)練學(xué)生們的邏輯思考能力,并加深大家對(duì)理論知識(shí)的理解。
課程教學(xué)資料使用情況比較表明:各校均以講義和指定的教科書為主要教學(xué)資料,并不列舉過多的教學(xué)參考書和參考論文。即使UCAM推薦了多達(dá)5本的教學(xué)參考書,對(duì)于每一講如何使用這些教學(xué)參考書,講師也給出了非常具體的每本書從第幾頁到第幾頁的閱讀建議。應(yīng)該來說,這對(duì)于入門課程的學(xué)習(xí)來說是十分必要的,可以避免還沒有建立起基本概念的學(xué)習(xí)者一開始就被各種不同的表述和符號(hào)系統(tǒng)所誤導(dǎo),方便學(xué)習(xí)者順利領(lǐng)會(huì)課程的本質(zhì)內(nèi)容。
3 結(jié)論
本文調(diào)研比較了國際著名高校土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)中結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相關(guān)課程的修課要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方法、教學(xué)資料等,得出如下結(jié)論:
篇4
【關(guān)鍵詞】土木工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);施工技術(shù)
1土木工程的基本概念
土木工程的含義十分廣泛,其所包含的內(nèi)容比較多,一切與水、土等有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都能歸納于土木工程中。例如:道路建設(shè)、水利工程建設(shè)等。土木工程隨著時(shí)代的發(fā)展,其逐漸形成一種獨(dú)立的學(xué)科,具有綜合性,既包含了工程地質(zhì)勘察和工程力學(xué)等知識(shí),又包含了建筑材料和建筑經(jīng)濟(jì)等內(nèi)容,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。土木工程是我國現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一,其是社會(huì)生產(chǎn)和生活中必不可少的項(xiàng)目,能夠滿足人們的物質(zhì)需求,為人們提供更為舒適的生活環(huán)境,具有重要的意義。我們可以將土木工程分為兩個(gè)部分的內(nèi)容,一部分是表示的是施工技術(shù),這一部分涵蓋了施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié),從工程勘察到竣工收尾階段:另一部分則是指土木工程具有不同的工程對(duì)象,例如市政工程、橋梁工程等。
2促進(jìn)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)二者形成協(xié)調(diào)關(guān)系的有效措施
2. 1加強(qiáng)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和施工技術(shù)人員的培訓(xùn)
隨著時(shí)代的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步,我國土木工程在發(fā)展過程中需要不斷地對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,以為土木工程建設(shè)帶來更多的新鮮空氣,促進(jìn)土木工程建設(shè)質(zhì)量的提高。在土木工程發(fā)展過程中仍然還存在著一定的問題,有待進(jìn)一步改善和解決。為此必須創(chuàng)新土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,以解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)之間存在的問題,能夠統(tǒng)籌管理二者之間的關(guān)系。要加強(qiáng)對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和施工技術(shù)人員的培訓(xùn),以全面提高土木工程建設(shè)隊(duì)伍的素質(zhì)。土木工程所涉及的部門比較多,每個(gè)部門的工作人員都有其職責(zé),建設(shè)質(zhì)量的好壞也受工作人員的影響,因而不僅要對(duì)土木工程建設(shè)中的施工管理人員進(jìn)行培訓(xùn),還要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和項(xiàng)目評(píng)估人員提供培訓(xùn)機(jī)會(huì),以使其提高自身的業(yè)務(wù)水平,從而更好地投入到土木工程中。在土木工程建設(shè)中,設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員要避免將過多的主觀因素帶入施工過程中,以免施工出現(xiàn)問題和誤差,影響了土木工程施工的質(zhì)量。
就目前而言,我國土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)研究取得了一定的突破,而且也擁有工作經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員,但是土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還不夠全面,未能在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到施工中所存在的問題。這是由于土木工程的相關(guān)人員在理念上還較為落后,無法滿足新時(shí)期下的土木工程設(shè)計(jì)要求,所采用的施工技術(shù)也不具備時(shí)代性,為此必須加強(qiáng)對(duì)土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng),以為社會(huì)提供更多具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。
2. 2土木工程建筑中的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)
現(xiàn)階段的土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中,并不包含深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案。土木工程的設(shè)計(jì)單位通常都是以建筑總平面圖為依據(jù),考慮到其建筑物的分布狀況,再與基坑側(cè)壁的土壤質(zhì)量和高度相結(jié)合,以提出有效的建議,然后交由施工單位自行設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,使得我國土木工程建筑中的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)更為科學(xué),但卻未在整個(gè)土木工程建設(shè)行業(yè)中普及,仍然存在著一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。為此,土木工程建設(shè)中的設(shè)計(jì)人員必須更換觀念,重視計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,從而在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中采用科學(xué)的施工技術(shù),確保支護(hù)工作的質(zhì)量。
2. 3采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)來進(jìn)行高層建筑的建設(shè)
在過去,并未在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,標(biāo)注高層建筑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)所需要的施工技術(shù),而是將這一選擇權(quán)予以施工單位,不利于協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)人員可將所需要的施工技術(shù)和設(shè)備在設(shè)計(jì)中表明,以防止施工單位為節(jié)省工程造價(jià)而選擇不合適的施工技術(shù),影響了工程質(zhì)量。將工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)相結(jié)合,可確保在實(shí)際施工過程中,所采用的施工工藝符合標(biāo)準(zhǔn),防止設(shè)計(jì)圖中的要求與施工技術(shù)不相符而影響了樁基的質(zhì)量,從而加快施工進(jìn)程。
3結(jié)語
在土木工程建設(shè)中,如何使土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)有效配合是其重要的研究課題,受到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。土木工程建設(shè)質(zhì)量既需要科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來予以保障,又需要先進(jìn)的施工技術(shù)給以支持,缺一不可。為促使土木工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和施工技術(shù)使用的相互配合,則必須從施工各方面來探討二者間的關(guān)系,要?jiǎng)?chuàng)新土木工程施工工藝,規(guī)范施工工序,以使其更符合施工標(biāo)準(zhǔn):要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員的培訓(xùn),以提高設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員的業(yè)務(wù)水平,培養(yǎng)其良好的職業(yè)素養(yǎng),從而使其能夠友好相處、協(xié)調(diào)合作,為土木工程建設(shè)質(zhì)量提供重要的保障。
參考文獻(xiàn):
[1] 李慶凱. 土木工程施工技術(shù)的重要性與創(chuàng)新分析[J].中國建材科技,2014,06:175-176.
篇5
關(guān)鍵詞:RC樓蓋課程設(shè)計(jì);樓蓋手算;樓蓋電算
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.117
1 前言
多年來,作者的教學(xué)實(shí)踐證明,RC樓蓋課程設(shè)計(jì)對(duì)土木工程專業(yè)大學(xué)生能力的培育與培養(yǎng)起到了良好的不可或缺的作用。RC樓蓋課程設(shè)計(jì)雖然具有理論性、實(shí)踐性、實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn),但是,該課程設(shè)計(jì)也具有如下缺點(diǎn):首先,這是土木工程專業(yè)大學(xué)生接觸到的第一次結(jié)構(gòu)方面實(shí)踐課程設(shè)計(jì)內(nèi)容,由于W生的基本概念、基本理論還不是深入,故感覺很難、不好下手。其次,在計(jì)算過程中,對(duì)基本方法、基本構(gòu)造、施工方法不是很熟悉,故結(jié)構(gòu)布置、截面的選擇不是很理想、導(dǎo)致施工困難。最后,在計(jì)算過程中經(jīng)常有錯(cuò)誤和筆誤,導(dǎo)致后續(xù)計(jì)算結(jié)果不正確;例如板的荷載計(jì)算有誤,那么次梁的計(jì)算必然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,主梁的計(jì)算也同樣如此。
2 RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的實(shí)例
(1)教學(xué)實(shí)例簡(jiǎn)介。樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10.0kN/m2,混凝土采用C30, 主梁及次梁鋼筋:采用HRB400級(jí)鋼筋;板內(nèi)鋼筋采用采用HPB300級(jí)。
(2)計(jì)算結(jié)果。按塑性分析法進(jìn)行板設(shè)計(jì),手算計(jì)算結(jié)果如下表1:
從表1中最后一行,可以得出CDSSRC軟件計(jì)算結(jié)果和手算計(jì)算結(jié)果的最大誤差為 ,可以忽略不計(jì)。
按塑性分析法進(jìn)行板設(shè)計(jì),電算計(jì)算結(jié)果如下表2:
從表1和表2中最后一行,可以得出手算計(jì)算結(jié)果和電算計(jì)算結(jié)果的最大誤差為 ,可以接受。
3 結(jié)論
本文通過對(duì)RC樓蓋課程設(shè)計(jì)的手算結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行校核,并對(duì)誤差進(jìn)行了分析,得出了如下結(jié)論:
(1)土木工程專業(yè)RC樓蓋課程設(shè)計(jì)是大學(xué)生必備的基本知識(shí)、基本內(nèi)容;手算計(jì)算結(jié)果的在誤差允許范圍內(nèi),滿足要求。
(2)在計(jì)算過程中經(jīng)常有筆誤和錯(cuò)誤,導(dǎo)致后續(xù)計(jì)算結(jié)果不正確,利用手算校核程序,可以對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。
參考文獻(xiàn):
[1]劉雁,鄒小靜.混凝土結(jié)構(gòu)中單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)思考[J].高等建筑教育,2012,21(01):107-110.
[2]王強(qiáng),陳慕杰,陳宜虎.單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探討[J].新課程,2013(08):74-75.
[3] 魏曉.建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與改革創(chuàng)新[J].教育界,2014(03):106-106.
篇6
關(guān)鍵詞:智能材料與結(jié)構(gòu);研究生教學(xué);實(shí)踐與探索
中圖分類號(hào):G6432文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):
10052909(2015)02004103
智能材料結(jié)構(gòu)是材料學(xué)與多學(xué)科交叉融合發(fā)展起來的高新技術(shù)結(jié)構(gòu),是集傳感、驅(qū)動(dòng)及信息處理等功能于一體的功能性材料結(jié)構(gòu),具有自診斷、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自修復(fù)、自增值、自衰減等六大生命功能 [1]。近20年來,智能材料結(jié)構(gòu)隨著材料科學(xué)、力學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息理論等學(xué)科的發(fā)展已成為國內(nèi)外最活躍的研究領(lǐng)域之一,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)智能結(jié)構(gòu)的研究及探索不斷深入,智能結(jié)構(gòu)領(lǐng)域及技術(shù)迅速發(fā)展[2]。智能材料與智能結(jié)構(gòu)是力學(xué)的重要分支,其研究涉及土木工程、力學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、信息論、電子技術(shù)、機(jī)械工程、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿生學(xué)、控制理論等一系列學(xué)科中的先進(jìn)技術(shù),同時(shí)引發(fā)出新的研究領(lǐng)域。如仿生機(jī)器人、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、傳感材料、驅(qū)動(dòng)材料、元器件及材料制造新技術(shù)和新的控制理論等[3]。
智能材料與結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用前景,其發(fā)展不僅意味著增強(qiáng)結(jié)構(gòu)功能,提高結(jié)構(gòu)使用效率及優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式,而且也打破了許多土木工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)和使用控制等方面的傳統(tǒng)觀念。目前,在土木工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè),形狀自適應(yīng)記憶合金材料及結(jié)構(gòu)減振抗風(fēng)降噪的自適應(yīng)控制等方面[4]。為提高工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性及使用可靠性,將智能材料中先進(jìn)的自診斷理念引入研究領(lǐng)域,針對(duì)重大工程中結(jié)構(gòu)損傷特征及應(yīng)用對(duì)象和領(lǐng)域,研制應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)的主動(dòng)減振、精密位移控制、損傷主動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的智能材料與結(jié)構(gòu)。
在土木工程專業(yè)研究生教學(xué)中開設(shè)智能材料與結(jié)構(gòu)課程非常有必要。目前,智能材料與結(jié)構(gòu)課程教學(xué)在課程體系上較封閉,學(xué)生知識(shí)面不夠?qū)е?/p>
學(xué)習(xí)積極性不高,且由于該門課程學(xué)時(shí)的限制,教師授課時(shí)只能挑選部分章節(jié)講授,疑難問題不斷增加,給研究生科研指導(dǎo)不大,忽略了這門課程對(duì)研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng),嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和廣度。
文中針對(duì)土木工程專業(yè)研究生的研究及專業(yè)工作背景,將智能材料與結(jié)構(gòu)課程作為選修課,對(duì)如何實(shí)現(xiàn)這門課程的教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)質(zhì)量,提高研究生學(xué)習(xí)的科研興趣和實(shí)踐能力進(jìn)行了思考,對(duì)這門課程的選修內(nèi)容及教學(xué)、實(shí)踐、成績(jī)?cè)u(píng)定等環(huán)節(jié)進(jìn)行了探索研究。
一、教學(xué)內(nèi)容
智能材料與結(jié)構(gòu)是以材料—器件—結(jié)構(gòu)—系統(tǒng)為主線,將基本理論與工程應(yīng)用緊密結(jié)合,從材料與智能、智能材料、智能器件、智能材料結(jié)構(gòu)和智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等方面循序漸進(jìn)地介紹智能材料與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本概念、性能特征、發(fā)展和應(yīng)用等。結(jié)合土木工程專業(yè)研究生研究課題及就業(yè)背景,選擇與土木工程行業(yè)緊密相關(guān)的智能材料與結(jié)構(gòu)內(nèi)容作為教學(xué)主講內(nèi)容。
首先介紹智能材料與結(jié)構(gòu)的一些基本概況,包括驅(qū)動(dòng)材料、驅(qū)動(dòng)器與傳感器,以及自適應(yīng)復(fù)合材料系統(tǒng)中的模型與應(yīng)用、自適應(yīng)系統(tǒng)、旋翼應(yīng)用、航空器控制和智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用等。根據(jù)實(shí)例引入形狀記憶合金的概況,包括工作原理及應(yīng)用,重點(diǎn)介紹形狀記憶合金在土木工程中的隔震體系、粘彈性阻尼器、自修復(fù)埋入式智能監(jiān)測(cè)的實(shí)例。在工程結(jié)構(gòu)無損中應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域中,需介紹壓電復(fù)合材料的力學(xué)原理及應(yīng)用,重點(diǎn)介紹其作為智能驅(qū)動(dòng)器與傳感器時(shí)在土木工程領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用實(shí)例。在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,介紹電/磁致伸縮與電/磁流變體的工作原理,磁致伸縮智能材料是一種磁致伸縮效應(yīng)強(qiáng)烈,具有高磁致伸縮系數(shù)并具有電磁能/機(jī)械能轉(zhuǎn)換功能的材料。磁致伸縮材料作為智能材料與結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域中主要用于傳感、監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)距離信息傳輸方面,具有較好的應(yīng)用前景。將智能器件置于土木工程結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)其自適應(yīng)的結(jié)構(gòu)功能,主要介紹智能光纖材料的工作原理及其應(yīng)用,復(fù)合材料中埋入光纖傳感器和驅(qū)動(dòng)器是目前應(yīng)用前景最廣、技術(shù)基礎(chǔ)最成熟的一種智能材料。最后對(duì)智能材料與結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景及發(fā)展進(jìn)行總結(jié)和展望。
二、教學(xué)實(shí)踐與探索
(一)不同研究方向教師的正確引導(dǎo)
研究生階段的學(xué)習(xí)關(guān)鍵已不再是掌握某個(gè)知識(shí)點(diǎn),死記一些書本知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,需要在自己學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性思維,實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)造,這就需要教師的正確引導(dǎo)。同樣在智能材料與結(jié)構(gòu)這門課程中,對(duì)土木工程類研究生的教學(xué),需要通過師生
互動(dòng)形式展開,在課堂上進(jìn)行課堂互動(dòng),讓研究生體驗(yàn)從未知到新知的探索過程,將智能材料與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的各個(gè)方面實(shí)行科普性的講解,促成研究生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,教師的基本職能從“授”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”,讓教師真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)師。在學(xué)習(xí)智能材料與結(jié)構(gòu)這門課程中,江蘇大學(xué)創(chuàng)新地采用多位教師講授同一門課程的方式,針對(duì)所學(xué)內(nèi)容。選擇相關(guān)研究方向的專業(yè)課程教師來上這一章節(jié)內(nèi)容。由于所選教師對(duì)研究方向的熟悉程度明顯高于以往同一位任課教師,這無形中大大提高了課程的深度和廣度,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,拓展了研究生科研知識(shí)面。
(二)理論聯(lián)系實(shí)際
智能材料與結(jié)構(gòu)作為一門交叉性的課程,必須與實(shí)際相結(jié)合才能鞏固學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的興趣。所以,在課程教學(xué)中,盡量多舉土木工程中的實(shí)例來說明各智能材料與結(jié)構(gòu)的工作原理,可以從學(xué)生感興趣的結(jié)構(gòu)和目前應(yīng)用較廣的智能材料來闡述,如智能蒙皮、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)測(cè)、土木結(jié)構(gòu)的減振與降噪、環(huán)境自適應(yīng)結(jié)構(gòu)以及住宅智能化等。將理論知識(shí)寓于工程應(yīng)用背景中,效果顯著。如在課堂上會(huì)增加手工制作環(huán)節(jié),采用層合空心板制作橋梁模型,采用硬幣搭建省材工程結(jié)構(gòu),將智能材料的節(jié)能減排理念運(yùn)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
(三)板書與多媒體演示的結(jié)合
智能材料與結(jié)構(gòu)課程信息量大,屬于多學(xué)科交叉綜合,不能完全采用板書教學(xué),插入多媒體教學(xué),可加快教學(xué)進(jìn)程,提高教學(xué)效率,結(jié)合圖案或聲音,能大大提高學(xué)生的 學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。與傳統(tǒng)的板書形式相比,多媒體教學(xué)信息量輸入緊湊,文字圖像信息清晰直觀,風(fēng)格多樣,內(nèi)容豐富,也能活躍課堂氣氛,增進(jìn)教學(xué)過程中的互動(dòng)。但當(dāng)講解一些重要的力學(xué)基本原理時(shí),也需要放慢講課速度,通過板書的形式來講解清楚,尤其是傳感器與驅(qū)動(dòng)器等智能元器件的工作原理解釋。例如:在講解形狀記憶合金工作原理時(shí),Ti-Ni合金的管接頭處于低溫狀態(tài)時(shí),套在需要連接的兩根管子上,升溫到Ti-Ni合金母相狀態(tài)的室溫,套管內(nèi)徑即可回復(fù)到原來的尺寸,從而把兩根管子咬緊,完成管子的連接。采用一個(gè)版面的動(dòng)畫演示即非常形象直觀地向?qū)W生解釋清楚,可以從中插入大量的工程應(yīng)用實(shí)例圖片和錄像,調(diào)動(dòng)課堂氣氛。同時(shí),在課堂教學(xué)中,增加與學(xué)生之間的互動(dòng),針對(duì)不同研究方向的研究生,選擇性地
講解智能材料與結(jié)構(gòu)的運(yùn)用問題,從而不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,在課程教學(xué)中板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合更有助于土木工程專業(yè)研究生掌握智能材料與結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念,加深學(xué)生印象,提高學(xué)習(xí)效率。
(四)實(shí)踐能力的培養(yǎng)
以智能材料與結(jié)構(gòu)課程中搭建土木工程結(jié)構(gòu)超聲無損檢測(cè)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)為例,采用預(yù)埋損傷的標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)(4學(xué)時(shí)+課余時(shí)間),構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制的橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模型,可將形狀記憶合金、磁流變材料及無線傳感理念融入其中,學(xué)生分組進(jìn)行,最后分組比較創(chuàng)新性(4學(xué)時(shí)+課余時(shí)間),電測(cè)應(yīng)變測(cè)量及應(yīng)力計(jì)算(2學(xué)時(shí))。
通過搭建實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,訓(xùn)練學(xué)生的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。在實(shí)驗(yàn)課堂上,讓部分土木工程專業(yè)優(yōu)秀本科生參與其中,學(xué)生通過實(shí)踐訓(xùn)練把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決科研問題。
三、成績(jī)?cè)u(píng)定
智能材料與結(jié)構(gòu)課程共設(shè)30學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí),需要預(yù)修壓電測(cè)量學(xué)。課程教學(xué)分為課堂教學(xué)、研討、實(shí)驗(yàn)三部分,考核方式采用筆試(閉卷)+平時(shí)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)成績(jī),實(shí)驗(yàn)成績(jī)通過三部分的實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告及學(xué)生答辯綜合評(píng)定。其中考試成績(jī)占70%,平時(shí)成績(jī)占10%,實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%。通過智能材料與結(jié)構(gòu)課程三部分的考核與過程管理,既考核了學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況,又考核了動(dòng)手操作能力,更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),開拓了視野。
四、結(jié)語
智能材料與結(jié)構(gòu)課程列舉了很多實(shí)用性和工程性強(qiáng)的實(shí)例,融入了最新的科研成果,是一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程。因此,該領(lǐng)域?yàn)閺V泛新興行業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速引進(jìn)和應(yīng)用提供了巨大的潛力。通過本課程的學(xué)習(xí),研究生將了解智能材料結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和進(jìn)展,為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)及科研打好基礎(chǔ)。通過智能材料與結(jié)構(gòu)課程在土木研究生教學(xué)中的實(shí)踐與探索,為土木工程專業(yè)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了指導(dǎo)。參考文獻(xiàn):
[1] 楊大智. 智能材料與智能系統(tǒng)[M].天津:天津大學(xué)出版社, 2000.
篇7
【關(guān)鍵詞】CDIO 土木工程專業(yè)英語 教學(xué)改革
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2012)10-0121-01
1.引言
目前,我國國際交流與合作日益增加,工程勞務(wù)輸出不斷擴(kuò)大、越來越多重大土木工程項(xiàng)目涉及國際公開招投標(biāo)或咨詢以及國際援建項(xiàng)目等國際工程技術(shù)交流不斷增加等。土木工程專業(yè)英語已成為工程技術(shù)從業(yè)人員的必備工具。培養(yǎng)既能綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段,又具備現(xiàn)代工程意識(shí)的工程技術(shù)人才,是高等工科院校急需研究解決的現(xiàn)實(shí)問題。國際最新的工程教育理念CDIO,對(duì)現(xiàn)代工程教育所要達(dá)到的目標(biāo)提出了系統(tǒng)和全面的大綱要求,并對(duì)理念的實(shí)施提出了的指引。本文根據(jù)工程教育的特點(diǎn),借鑒CDIO工程教育理念,就土木工程專業(yè)英語教學(xué)方法進(jìn)行探討。
2.CDIO工程教育理念
為了應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化形勢(shì)下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新工程人才的大量需求,20世紀(jì)90年代末美國創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO大綱以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作為主線,綜合地考慮了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人和職業(yè)的技能以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通的人際技能,以及在整個(gè)企業(yè),社會(huì)環(huán)境下進(jìn)行CDIO的過程。CDIO理念是:充分利用大學(xué)學(xué)科齊全、學(xué)習(xí)資源豐富條件,以盡可能接近工程實(shí)際涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、企業(yè)和社會(huì)的團(tuán)隊(duì)綜合設(shè)計(jì)大項(xiàng)目為主要載體,結(jié)合專業(yè)核心課程的教學(xué),使學(xué)生在CDIO的全過程中不斷地在理論知識(shí)、個(gè)人素質(zhì)和發(fā)展能力協(xié)作能力和集社會(huì)、歷史、科技為一體的大系統(tǒng)適應(yīng)與調(diào)控能力四個(gè)方面得到全面的訓(xùn)練和提高。
3.土木工程專業(yè)外語課程CDIO模式實(shí)施措施
3.1探索靈活多樣的教學(xué)方法,增加學(xué)生在課堂中的參與度
改變過往以教師為主導(dǎo)的課文翻譯教學(xué)模式,啟用課文教學(xué)、課堂小組討論、英文對(duì)話、實(shí)景模擬等互動(dòng)學(xué)習(xí)為主導(dǎo)的模式,增強(qiáng)學(xué)生在課堂上的參與度。
(1)課堂互動(dòng)、學(xué)生練習(xí)法
為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)英語的興趣,活躍課堂氣氛,課堂上可安排學(xué)生的翻譯、寫作和聽說實(shí)踐訓(xùn)練,從未講的課文中選取段落或從補(bǔ)充教材外挑選與所講的課文內(nèi)容相近的句子、段落,隨堂布置測(cè)試多種多樣的練習(xí)。組織“專業(yè)英語詞匯比賽”、“科技論文寫作競(jìng)賽”、“專業(yè)文獻(xiàn)翻譯競(jìng)賽”、“涉外工程談判模擬”等活動(dòng),增加學(xué)生的參與度。授課時(shí),老師一邊講解的同時(shí)應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的反應(yīng),根據(jù)學(xué)生課堂反應(yīng),時(shí)調(diào)整適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)手段和方法;學(xué)生做練習(xí)、做作業(yè)后,老師應(yīng)及時(shí)講解正確答案,并及時(shí)點(diǎn)評(píng)學(xué)生的翻譯。
(2)注重專業(yè)英語和專業(yè)知識(shí)的結(jié)合,根據(jù)學(xué)生反饋?zhàn)儞Q課程教學(xué)設(shè)計(jì)
為更好仿真實(shí)際工作環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和練習(xí),突出CDIO中“最佳實(shí)踐工作方法”核心,培養(yǎng)學(xué)生勤于實(shí)踐的習(xí)慣,教學(xué)中應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)專業(yè)英語和學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合起來。分組合作,各學(xué)習(xí)單元都采用理論講練和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)結(jié)合的形式,逐漸增大互動(dòng)時(shí)間教學(xué)比例;教師為學(xué)生提供思路和學(xué)習(xí)資源,引導(dǎo)學(xué)生積極尋找教材內(nèi)容與實(shí)際工作的結(jié)合點(diǎn),并開展討論。同時(shí),結(jié)合補(bǔ)充材料與所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)或者專業(yè)英語教材中涉及到的知識(shí),對(duì)比分析,逐漸擴(kuò)大知識(shí)面。
3.2組建科學(xué)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
高校的土木專業(yè)英語課程的授課教師有本專業(yè)教師和基礎(chǔ)英語教師兩類?;A(chǔ)英語老師的英語基本功扎實(shí),英語教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,相對(duì)缺乏土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí),在詞語的專業(yè)性上表現(xiàn)出不足。而專業(yè)教師作為土木工程專業(yè)英語老師,其英語水平參差不齊,相對(duì)基礎(chǔ)英語教師普遍存在口語差、聽力弱、發(fā)音不規(guī)范,對(duì)英語教學(xué)的規(guī)律和特點(diǎn)都不熟悉,很難將專業(yè)英語課本發(fā)揮完全。
實(shí)踐證明,專業(yè)英語的教學(xué)由專業(yè)院系組織、由專業(yè)教師授課是有一定的合理性的。專業(yè)教師在基礎(chǔ)英語水平及語言學(xué)教學(xué)方法等方面都有所欠缺,但在專業(yè)知識(shí)方面的優(yōu)勢(shì)明顯,專業(yè)課教師熟悉所教授專業(yè)課程的基本概念、基本原理、基本的專業(yè)詞匯和表達(dá)方法,有利于他們?cè)趯I(yè)英語的教學(xué)中突出重點(diǎn),保證教學(xué)效果。
3.3重視實(shí)踐過程,采取多樣化的考核方式
專業(yè)英語的考核方式也是參差不齊,多由于種種原因流于形式。以試卷形式的居多,其中內(nèi)容也多與基礎(chǔ)英語考試內(nèi)容相仿,并未突出專業(yè)英語的特色。
(1)考核方式注重語言綜合運(yùn)用能力
在考核形式上,專業(yè)英語考核多以偏重于翻譯能力考核的試卷考核的方式進(jìn)行,以翻譯課文中的詞匯、句為主,學(xué)生將學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在課文翻譯上而不是全面掌握專業(yè)英語的聽、說、讀、寫、譯技能上。因此,應(yīng)該采用較靈活的考試方式。增加考核的指標(biāo),采用卷面考核與課堂表現(xiàn)相結(jié)合;逐步增加課堂表現(xiàn)環(huán)節(jié)的權(quán)重,采用課堂回答、演講、比賽、對(duì)話、課程作業(yè)等綜合因素評(píng)價(jià)的考核方式,增加學(xué)生學(xué)習(xí)趣味性的同時(shí),提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性。
(2)延伸專業(yè)英語的考核
把專業(yè)英語的學(xué)習(xí)與運(yùn)用延伸到畢業(yè)設(shè)計(jì)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師要求讓學(xué)生結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,查閱英語參考資料和文獻(xiàn),加強(qiáng)英文摘要的練習(xí),強(qiáng)化英語知識(shí)綜合應(yīng)用教學(xué),加強(qiáng)學(xué)生聽、說、讀、寫、譯等各方面能力的考核。
4.結(jié)語
基于CDIO模式的土木工程專業(yè)英語教學(xué)一定程度上解決了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)的問題。學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生目標(biāo)明確,注重過程考核,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)習(xí)效率,而且也構(gòu)建了較好的學(xué)習(xí)環(huán)境,還可鍛煉學(xué)生多方面的能力。
參考文獻(xiàn):
[1]周麗.專業(yè)英語教學(xué)改革構(gòu)想[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2000.(11)83-85.
[2]白梅,魏麗麗,陳曉衛(wèi).基于CDIO理念的建筑學(xué)教學(xué)改革的探索[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,(4):152-154.
篇8
關(guān)鍵詞:土木工程施工;課程現(xiàn)狀;課程體系改革
“土木工程施工”作為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課,其主要任務(wù)是使學(xué)生了解土木工程施工中的新材料、新技術(shù)、新工藝的發(fā)展和應(yīng)用,掌握土木工程施工過程中各主要分部工程的施工技術(shù)和組織規(guī)律,具有發(fā)現(xiàn)并有效處理土木工程施工過程中的一般性技術(shù)和組織計(jì)劃問題的基本能力。本課程具有知識(shí)面廣、工程實(shí)踐性強(qiáng)、交叉性強(qiáng)、發(fā)展迅速等特點(diǎn)。要求教師們更新觀念、與時(shí)俱進(jìn),不斷探索教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革,以滿足綜合素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。
一、土木工程施工課程現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,土木工程施工技術(shù)不斷推陳出新,先進(jìn)的施工技術(shù)、科學(xué)的管理方法不斷涌現(xiàn),對(duì)工程技術(shù)人員的綜合素質(zhì)要求越來越高。在厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、大土木的背景下,如何在有限的課時(shí)內(nèi)使學(xué)生扎實(shí)掌握土木工程施工技術(shù)的工藝要求、組織管理控制要點(diǎn),提高實(shí)踐能力,滿足市場(chǎng)發(fā)展的需要,是教學(xué)過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。但長期以來,該課程在實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié),仍存在不少問題,嚴(yán)重制約了教學(xué)質(zhì)量,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
1.教學(xué)內(nèi)容滯后。
隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,針對(duì)土木工程施工方向的研究越來越多,涌現(xiàn)出大量的新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備。并且隨著國家對(duì)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的重視程度日益增加,國家和地方的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程等也不斷更新、完善。由于各高校教材使用周期的原因,其內(nèi)容更新較慢,缺乏新意和特色,部分內(nèi)容是現(xiàn)在施工中已經(jīng)淘汰或者相對(duì)滯后的工藝與標(biāo)準(zhǔn),很多現(xiàn)階段比較成熟的設(shè)備、技術(shù)、工藝沒有在教材中體現(xiàn)。例如,現(xiàn)在很多教材在砌筑工程中仍然以介紹黏土磚的砌筑方法為主,在教材設(shè)置中對(duì)綠色建筑的介紹較少。這造成了完全依靠教材,學(xué)生不能學(xué)以致用。
2.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)少。
由于土木工程施工綜合性、實(shí)踐性強(qiáng),要求培養(yǎng)出來的學(xué)生不但要具有一定的專業(yè)基礎(chǔ),而且還要具備綜合分析和實(shí)踐能力。但是,目前高?!巴聊竟こ淌┕ぁ苯虒W(xué)仍采用課堂式教學(xué)為主導(dǎo),教師對(duì)各分項(xiàng)工程進(jìn)行施工工藝流程講解時(shí),學(xué)生缺乏現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),不能對(duì)老師講授的要點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行深入掌握。事實(shí)上,若不重視實(shí)踐教學(xué)的安排,即使在課堂教學(xué)中穿行有限的施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)起不到太大作用。因?yàn)槿舾纱蚊撾x的現(xiàn)場(chǎng)觀摩,學(xué)生只看到的是某一時(shí)段的施工過程,無法對(duì)全局的施工控制進(jìn)行把握,導(dǎo)致理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)仍存在脫節(jié)現(xiàn)象。
3.教學(xué)模式單一。
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以板書為主,此種教學(xué)模式針對(duì)理論性強(qiáng)的課程有較好的效果。但針對(duì)土木工程施工課程,仍然采用傳統(tǒng)模式教學(xué),授課內(nèi)容缺乏直觀感和立體感。教師“講”,學(xué)生“聽”,師生間缺乏互動(dòng),學(xué)生處于被“灌輸”知識(shí)狀態(tài),學(xué)習(xí)熱情不高,課堂氣氛沉悶,教學(xué)效果欠佳。
二、教學(xué)改革的思路與方法
土木工程施工課程教學(xué)主要包括課堂教學(xué)、施工組織課程設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)三個(gè)環(huán)節(jié)。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,將各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)緊密的聯(lián)系起來,形成完整的課程體系是教學(xué)改革的重點(diǎn)。
1.實(shí)地調(diào)研為先導(dǎo)。
我校的土木工程施工課程安排在學(xué)生大三階段進(jìn)行學(xué)習(xí)。大二階段,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了土木工程材料、土木工程測(cè)量等專業(yè)課程,有一定的專業(yè)基礎(chǔ)。教師可以根據(jù)土木工程施工的具體實(shí)際,編制與施工技術(shù)、施工組織與管理相關(guān)的數(shù)百道題目,作為學(xué)生假期調(diào)研的方向。在大二春季期末放假前,動(dòng)員學(xué)生利用假期時(shí)間參與施工管理的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,每一位學(xué)生從題目庫中選擇一個(gè)調(diào)研方向,假期期間完成調(diào)研工作。
2.課堂教學(xué)多開花。
課堂教學(xué)作為傳授知識(shí)的主體形式,教學(xué)效果的好壞對(duì)學(xué)生知識(shí)與能力的提升有著至關(guān)重要的作用。針對(duì)土木工程施工課程自身的特點(diǎn),授課過程必須重視理論與實(shí)踐的結(jié)合,探索課堂教學(xué)的新形式。(1)教材內(nèi)容整合、更新。結(jié)合現(xiàn)在教材建設(shè)存在的問題,完全依靠教材學(xué)習(xí),無法使學(xué)生達(dá)到學(xué)以致用的目的。這樣要求教師在備課時(shí),應(yīng)重新整合教材資源,多與現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范相結(jié)合,備課中引入典型工程案例,對(duì)教材中沒有的工藝、方法進(jìn)行講解。結(jié)合國家的政策方向,引入綠色建筑的基本概念,確保教授內(nèi)容不過時(shí),切實(shí)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。(2)多媒體教學(xué)與工程案例相結(jié)合。在教學(xué)環(huán)節(jié)中,采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合的手段。教師在講解施工工藝、施工工法時(shí),可通過多媒體教學(xué)將自己在工地現(xiàn)場(chǎng)搜集到的視頻、圖片與課程進(jìn)度相結(jié)合,直觀的展示給學(xué)生,使學(xué)生對(duì)具體的施工工藝能有直觀的認(rèn)識(shí)。在理論性較強(qiáng)的知識(shí)講授時(shí),比如模板設(shè)計(jì)介紹時(shí),該部分涉及模板的選型、選材、荷載計(jì)算、組合設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí),可以采用傳統(tǒng)教學(xué)法,使學(xué)生對(duì)其基本原理進(jìn)行深入掌握。在教學(xué)中,注重多種教學(xué)手段相結(jié)合,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。例如在進(jìn)行土方工程降排水施工時(shí),集水井降水部分,先以動(dòng)畫形式引入,使學(xué)生對(duì)該種工法基本施工工序有初步認(rèn)識(shí),接著對(duì)該種工法的具體施工要點(diǎn)與控制要點(diǎn)進(jìn)行講解;對(duì)集水井降水缺點(diǎn)的分析引出產(chǎn)生流沙現(xiàn)象的原因以及防止措施;作為一種預(yù)防流沙的降水方法引出井點(diǎn)降水法;結(jié)合實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的操作視頻,輕型井點(diǎn)設(shè)備工作原理的動(dòng)畫播放,對(duì)輕型井點(diǎn)設(shè)備組成及各部分技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行講解;輕型井點(diǎn)的布置要求與井點(diǎn)計(jì)算主要采取課堂講授與實(shí)例分析的方法進(jìn)行。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工視頻對(duì)井點(diǎn)施工工藝流程進(jìn)行介紹。
3.專題研討貫穿理論教學(xué)。
學(xué)生通過假期的課外調(diào)研,對(duì)各自調(diào)研的主題有了一定的認(rèn)識(shí),在理論教學(xué)過程中,可以按照教學(xué)單元組織學(xué)生進(jìn)行專題研討。我們按照教學(xué)基本章節(jié)為主線,每章結(jié)束后,組織學(xué)生進(jìn)行專題討論。首先由參與相關(guān)內(nèi)容調(diào)研的學(xué)生結(jié)合調(diào)研情況談?wù)勛约簩?duì)本章內(nèi)容的看法,然后組織學(xué)生進(jìn)行討論,最后教師進(jìn)行總結(jié),對(duì)學(xué)生觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)、補(bǔ)充。通過專題調(diào)研,能使學(xué)生對(duì)假期調(diào)研內(nèi)容進(jìn)行印證,其他同學(xué)在討論過程中能對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行很好的復(fù)習(xí),不但調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,而且有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,在條件允許的情況下,可以聘請(qǐng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的工程設(shè)計(jì)師、施工現(xiàn)場(chǎng)管理專家到學(xué)校進(jìn)行專題講座,結(jié)合他們豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),針對(duì)工程實(shí)際建設(shè)當(dāng)中常遇到的問題,提出他們各自的看法。一方面使學(xué)生獲得了與現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)的第一手資料;另一方面,指引了學(xué)生今后的發(fā)展方向。
4.生產(chǎn)實(shí)習(xí)進(jìn)行理論知識(shí)升華。
前期調(diào)研主要側(cè)重于“問”,課堂學(xué)習(xí)重點(diǎn)在“學(xué)”,生產(chǎn)實(shí)習(xí)更加強(qiáng)調(diào)“做”。在學(xué)期末,組織學(xué)生進(jìn)行為期4周的生產(chǎn)實(shí)習(xí),可以使學(xué)生親自參與到施工管理工作中去。我校注重學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng),學(xué)院與南陽市的多家建筑公司建立了合作聯(lián)盟,成立了校外實(shí)訓(xùn)基地。利用資源優(yōu)勢(shì),在生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),將學(xué)生分以10人左右為單位分散到學(xué)校周邊的各個(gè)工地現(xiàn)場(chǎng)中去,要求學(xué)生以工地技術(shù)人員助手的身份,參與工地現(xiàn)場(chǎng)的組織與管理工作。任課教師、實(shí)習(xí)教師與建設(shè)施工單位技術(shù)人員組成生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師,生產(chǎn)實(shí)習(xí)前進(jìn)行安全教育培訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)相關(guān)知識(shí),提高學(xué)生安全生產(chǎn)責(zé)任意識(shí)。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中,指導(dǎo)教師全程指導(dǎo),帶領(lǐng)學(xué)生查閱施工圖紙、參與施工現(xiàn)場(chǎng)放線工作及各分項(xiàng)工程質(zhì)量檢查工作,保證學(xué)生全程參與,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量控制、進(jìn)度控制等問題進(jìn)行討論,使學(xué)生能主動(dòng)融入到現(xiàn)場(chǎng)管理的工作中去,極大提高了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。實(shí)習(xí)結(jié)束之后,要求學(xué)生根據(jù)實(shí)習(xí)工程特點(diǎn)與自己實(shí)習(xí)經(jīng)歷撰寫生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告,對(duì)工程中技術(shù)管理的要點(diǎn)和質(zhì)量控制的要點(diǎn)提出自己的看法,對(duì)土木工程施工課程的學(xué)習(xí)做總結(jié)。通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),使學(xué)生的理論知識(shí)進(jìn)行整合,從而達(dá)到從“學(xué)”到“用”的升華。
三、結(jié)語
由于土木工程施工技術(shù)的飛速發(fā)展,土木工程專業(yè)人才能力需求提升,對(duì)傳統(tǒng)的“土木工程施工”課程教學(xué)體系進(jìn)行改革已經(jīng)迫在眉睫,教學(xué)方法多樣可行、理論緊密貼合實(shí)際已成為課程改革的方向。教師應(yīng)該在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)儲(chǔ)備、業(yè)務(wù)能力等方面不斷提升,多管齊下,強(qiáng)化教學(xué)效果,通過不斷開拓創(chuàng)新,努力培養(yǎng)出專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力高的新型復(fù)合型人才。
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篇9
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽;應(yīng)用型人才;創(chuàng)新能力;土木工程專業(yè)
一、開展結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽的背景及意義
結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽(以下簡(jiǎn)稱“競(jìng)賽”)是一項(xiàng)針對(duì)土木工程專業(yè)學(xué)生的重要學(xué)科競(jìng)賽,是極富創(chuàng)造性,挑戰(zhàn)性的科技競(jìng)賽。通過學(xué)生綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)及土木工程施工等專業(yè)課知識(shí),結(jié)合功能需求進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)和制作,比較全面地考察了學(xué)生從力學(xué)到結(jié)構(gòu)、從掌握基本理論到自主設(shè)計(jì)模型的綜合應(yīng)用能力??梢姡谀P驮O(shè)計(jì)與制作過程中,鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力,運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和工具解決問題的能力,這是應(yīng)用型人才所需要的基本素質(zhì)之一。同時(shí),空間桿系結(jié)構(gòu)的桿件多,節(jié)點(diǎn)聯(lián)接質(zhì)量要求高,模型制作過程是較為繁瑣與復(fù)雜的,學(xué)生在對(duì)設(shè)計(jì)模型反復(fù)計(jì)算、重復(fù)加載及不斷改進(jìn)的過程中,既提高了綜合利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力,又提高了發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力,既掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本步驟,又了解了優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的,這些素質(zhì)能力的培養(yǎng)也是土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)所追求的目標(biāo)。此外,為了完成一個(gè)好的結(jié)構(gòu)模型作品,學(xué)生需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作,在這樣一個(gè)過程中,可以鍛煉學(xué)生的溝通能力和合作意識(shí)。因此,該大賽是對(duì)土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的推動(dòng)。
二、競(jìng)賽是對(duì)教學(xué)的有效補(bǔ)充
結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽是對(duì)現(xiàn)有教學(xué)環(huán)節(jié)的有效補(bǔ)充,主要表現(xiàn)在以下三方面:
(一)實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程知識(shí)的綜合運(yùn)用為了順利完成結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)制作任務(wù),學(xué)生不僅要掌握各門專業(yè)主干課程的相關(guān)內(nèi)容,諸如建筑制圖、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、材料力學(xué)試驗(yàn)等課程的相關(guān)知識(shí),還要將這些所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步消化,融會(huì)貫通。因此,結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽為學(xué)生提供了綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的最佳機(jī)會(huì)。
(二)培養(yǎng)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的初步能力學(xué)院的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽主要是大二和大三的學(xué)生參加。所以通過舉辦結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽,幫助學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)組成的基本原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要步驟,使他們面對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系時(shí),能通過自己的分析判斷,給出清晰的結(jié)構(gòu)受力情況和傳力路徑,初步具備結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的能力。
(三)以競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)相長結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽既是學(xué)生不斷學(xué)習(xí)不斷實(shí)踐的過程,同時(shí)有助于指導(dǎo)教師科研能力的提高和工程意識(shí)的增強(qiáng),特別有利于青年教師在專業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面的豐富和提高。青年教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型制作加工和優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí),共同探討相關(guān)力學(xué)基本概念和分析計(jì)算方法的傳授方式,從而起到提高課堂教學(xué)能力,教學(xué)相長的作用。
三、競(jìng)賽實(shí)施方案的規(guī)范與完善
目前,結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽已經(jīng)成為學(xué)校學(xué)術(shù)科技節(jié)的特色品牌活動(dòng)。學(xué)院本著“實(shí)基礎(chǔ)、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)理念,將在每年的春季學(xué)期舉辦一屆結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽,面向全校學(xué)生。為了保障結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽的可持續(xù)開展,學(xué)院將從以下幾方面進(jìn)一步規(guī)范和完善這項(xiàng)活動(dòng):
(一)建立健全大賽的相關(guān)機(jī)構(gòu)與制度
建立健全相關(guān)制度對(duì)學(xué)科競(jìng)賽進(jìn)行規(guī)范化管理是保障競(jìng)賽可持續(xù)開展的基礎(chǔ)。
1.建立三級(jí)組織管理機(jī)構(gòu)
由于我校高度重視學(xué)科競(jìng)賽,按照“學(xué)校主辦、學(xué)院承辦、目標(biāo)管理”的原則,采用校、院、競(jìng)賽項(xiàng)目負(fù)責(zé)人三級(jí)組織管理,可以確保信息流和資金流的順暢。
2.完善競(jìng)賽管理制度
高效的競(jìng)賽管理除了有健全的組織機(jī)構(gòu),還要有完善的管理機(jī)制。為了使競(jìng)賽管理工作更加科學(xué)化、規(guī)范化和制度化,有效達(dá)到競(jìng)賽目的,預(yù)先要制定競(jìng)賽實(shí)施方案,然后按照方案要求,分工負(fù)責(zé)組織實(shí)施競(jìng)賽。
3.構(gòu)建師生激勵(lì)機(jī)制
只有構(gòu)建師生雙贏的激勵(lì)機(jī)制,實(shí)施科學(xué)管理,才能充分調(diào)動(dòng)大多數(shù)教師和學(xué)生的積極性,即教師認(rèn)真積極指導(dǎo)學(xué)生,學(xué)生認(rèn)真積極參加競(jìng)賽,從而做到教學(xué)相長。對(duì)于競(jìng)賽獲獎(jiǎng)的學(xué)生給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì),并在綜合測(cè)評(píng)中給予綜合素質(zhì)加分及學(xué)分認(rèn)定;對(duì)于參加指導(dǎo)的教師,在年度評(píng)優(yōu)評(píng)先考核中,給予優(yōu)先考慮。
(二)大賽的組織運(yùn)作模式
為了提高大賽的有效性,除需建立健全相關(guān)制度外,還要確定每屆大賽的主題,不斷探索競(jìng)賽運(yùn)作模式的多樣化。譬如,2015年舉辦的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽主題為“砼力創(chuàng)新,專筑設(shè)計(jì)”。下面以2015年結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽為例,簡(jiǎn)要介紹該賽事的相關(guān)流程:
1.競(jìng)賽的組織
由于此次競(jìng)賽是面向全校學(xué)生開展的,所以分別設(shè)置了專業(yè)組和興趣組,一般非土木工程專業(yè)的學(xué)生分在興趣組。從組織報(bào)名、競(jìng)賽宣講會(huì)、模型材料的選擇、采購及領(lǐng)取乃至模型制作及作品提交,整個(gè)過程有條不紊。競(jìng)賽是由學(xué)院學(xué)生工作辦組織跟進(jìn),競(jìng)賽前制定了詳細(xì)的策劃書。
2.競(jìng)賽規(guī)則及制作技能培訓(xùn)
為了使結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽更具專業(yè)性和規(guī)范性,組織機(jī)構(gòu)將邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覍?duì)競(jìng)賽規(guī)則及模型制作技能給予專業(yè)指導(dǎo),如結(jié)構(gòu)模型的選型,模型材料的力學(xué)特性,設(shè)計(jì)計(jì)算書的內(nèi)容綱要等。另外,為每支參賽隊(duì)伍安排指導(dǎo)老師,學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下完成結(jié)構(gòu)選型和初步分析。同時(shí),召開所有報(bào)名參賽學(xué)生(數(shù)十支參賽隊(duì)伍)的培訓(xùn)會(huì),專業(yè)教師就結(jié)構(gòu)選型及模型制作等開展專題講座。
3.模型制作的過程化管理
(1)材料性能試驗(yàn)
對(duì)于專業(yè)組的結(jié)構(gòu)模型,評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)主要是模型的荷載-質(zhì)量比,即質(zhì)量越輕而承載能力越強(qiáng)的結(jié)構(gòu)模型將在競(jìng)賽中獲勝。而材料的力學(xué)性能優(yōu)劣直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力,但是,結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽所用材料可能不是一般常用的土木工程材料,譬如白卡紙、竹皮等,這些材料的力學(xué)性能參數(shù)從現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范中難以獲知。因此,參賽學(xué)生首先要自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,對(duì)模型所用材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。在此過程中,學(xué)生通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案、操作材料試驗(yàn)機(jī)、采集和處理數(shù)據(jù)等,鍛煉和提高了動(dòng)手能力,強(qiáng)化了對(duì)材料性能及其試驗(yàn)方法的了解與掌握。
(2)結(jié)構(gòu)模型制作
構(gòu)模型的制作相當(dāng)于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)施工過程的模擬,這是結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。雖然前期已經(jīng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)合理性的初步分析,但是如果模型制作不夠精細(xì),構(gòu)件之間的節(jié)點(diǎn)處理不得當(dāng),均可能導(dǎo)致前功盡棄。另外,為了減輕結(jié)構(gòu)模型的自重,在設(shè)計(jì)中一般會(huì)選用薄壁構(gòu)件,而薄壁桿件的截面尺寸和幾何形狀,關(guān)系到其拉、壓、彎、剪性能。這就需要學(xué)生從基本力學(xué)概念出發(fā),充分發(fā)揮空間想象力,根據(jù)不同桿件截面的受力特點(diǎn)及材料力學(xué)特性,在結(jié)構(gòu)模型的不同部位選用合適的桿件材料、截面形式及幾何尺寸。此外,模型的制作必須耐心細(xì)致,每一構(gòu)件的幾何尺寸和空間定位都要保證精確。通過結(jié)構(gòu)模型的加工制作,學(xué)生在一次次的失敗和改進(jìn)過程中,既能得到專業(yè)技能訓(xùn)煉,同時(shí)也能提高發(fā)現(xiàn)問題并加以解決的能力。在這一過程中,學(xué)生往往能夠設(shè)計(jì)出一些巧妙新穎的結(jié)構(gòu)形式和節(jié)點(diǎn)連接方式,對(duì)于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大有幫助。
(三)課程教學(xué)與競(jìng)賽的融通
為了培養(yǎng)大多數(shù)土木工程本科生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,除了組織結(jié)構(gòu)模型等競(jìng)賽以外,還需要開設(shè)相應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程,如結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn),隸屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其課程選題及操作環(huán)節(jié)與競(jìng)賽較為接近,但相對(duì)于競(jìng)賽而言,在此類課程教學(xué)中,教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力輔導(dǎo)會(huì)多一些,具體一些,而接受相應(yīng)培訓(xùn)學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)要多一些,接受效果會(huì)好一些。
四、競(jìng)賽成效與相關(guān)啟示
(一)競(jìng)賽成效
1.學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)情況。兩年來,通過舉辦結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽,在學(xué)生發(fā)現(xiàn)了一批理論基礎(chǔ)扎實(shí),實(shí)踐能力較強(qiáng)的苗子,如“敏捷杯”華南理工大學(xué)第十一屆土木結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,我院學(xué)生在與一本學(xué)校學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)中毫不遜色,獲得了三等獎(jiǎng)。在第五屆中南地區(qū)(七?。└咝M聊竟こ虒I(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)競(jìng)賽中,我院兩名學(xué)生分別榮獲三等獎(jiǎng)和優(yōu)秀獎(jiǎng),這對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生而言,實(shí)屬不易。
2.科技創(chuàng)新情況。土木工程學(xué)院創(chuàng)辦以來,積極組織學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新活動(dòng),開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐,多次獲得相關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng)。其中大學(xué)生研究計(jì)劃共立項(xiàng)4項(xiàng),學(xué)生在國家、省級(jí)學(xué)術(shù)期刊中2篇,2015年獲批省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)。幾年來的實(shí)踐證明,華廣土木工程學(xué)院學(xué)科競(jìng)賽體系運(yùn)行效果良好,學(xué)生的參與面逐漸擴(kuò)大,不僅提高了學(xué)習(xí)主動(dòng)性,擴(kuò)寬了專業(yè)知識(shí)面,動(dòng)手能力也得到了明顯提高。學(xué)科競(jìng)賽在促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,提高綜合素質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面起到了重要作用。
(二)相關(guān)啟示
學(xué)科競(jìng)賽在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面具有獨(dú)特的功能,尤其在應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)中更具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了確保學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)的持久良性發(fā)展,需要建立相應(yīng)的保障機(jī)制。
1.組織保障。校院兩級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視是學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)持久有序開展的前提,學(xué)校應(yīng)將學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)列為學(xué)校的常規(guī)工作,成立專門的校、院兩級(jí)學(xué)科競(jìng)賽工作委員會(huì),形成校院目標(biāo)管理,過程管理機(jī)制。
2.訓(xùn)練保障。學(xué)生是學(xué)科競(jìng)賽的主體,只有形成科學(xué)合理的學(xué)生訓(xùn)練、選拔機(jī)制,才能保證學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)的持久、健康發(fā)展。注重賽前規(guī)劃與訓(xùn)練,實(shí)施項(xiàng)目化運(yùn)行,以競(jìng)賽成績(jī)作為相關(guān)考核依據(jù),并將學(xué)科競(jìng)賽納入人才培養(yǎng)計(jì)劃中,如開設(shè)與學(xué)科競(jìng)賽相關(guān)的選修課,吸收學(xué)生參與教師科研活動(dòng),多種形式普及學(xué)科競(jìng)賽知識(shí)等。
3.隊(duì)伍保障。指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的開展起到了主導(dǎo)作用,因此需要構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)多樣化的指導(dǎo)教師隊(duì)伍,吸引教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心較強(qiáng)、有工作熱情、有一定科研經(jīng)驗(yàn)的教師加入指導(dǎo)教師隊(duì)伍。
4.經(jīng)費(fèi)保障。經(jīng)費(fèi)投入是學(xué)科競(jìng)賽能夠順利開展的重要物質(zhì)保證。學(xué)校應(yīng)設(shè)立學(xué)科競(jìng)賽專項(xiàng)基金,按學(xué)科競(jìng)賽的性質(zhì)和類別,設(shè)定相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)支持標(biāo)準(zhǔn),例如可以考慮通過立項(xiàng)方式對(duì)學(xué)科競(jìng)賽資金進(jìn)行管理??傊?,用保障機(jī)制推動(dòng)學(xué)科競(jìng)賽的可持續(xù)開展,對(duì)應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。
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篇10
針對(duì)土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)在人才培養(yǎng)和教學(xué)中存在的問題,構(gòu)建了結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)體系和內(nèi)容體系,基于整體性提出了結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)改革和實(shí)踐方案。實(shí)踐表明,提高了學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力和素質(zhì),縮短了學(xué)生畢業(yè)后工作的適應(yīng)期。
關(guān)鍵詞:
課程設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)素質(zhì);土木工程;適應(yīng)期
基金項(xiàng)目:
黑龍江省教育科學(xué)―十二五規(guī)劃課題(重點(diǎn)課題GBB1212055;規(guī)劃課題GBC1213115);黑龍江科技大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(JY14-88)。
目前,一般院校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)都趨向于培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才。土木工程專業(yè)的實(shí)踐性很強(qiáng),而土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)學(xué)生必備的業(yè)務(wù)能力之一,是土木工程專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的一個(gè)極其重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。土木工程結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)是本科生學(xué)完混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和土力學(xué)地基基礎(chǔ)等專業(yè)主干課程后,針對(duì)所學(xué)的各種不同結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)計(jì)算步驟等內(nèi)容進(jìn)行的階段性總結(jié)及設(shè)計(jì)訓(xùn)練。同時(shí),進(jìn)行結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)既是學(xué)生順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),又是學(xué)生畢業(yè)后從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)咨詢等工作的前奏。結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量將直接影響到學(xué)生畢業(yè)后從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力和素質(zhì),也將直接影響到學(xué)生就業(yè)質(zhì)量,但是,大多數(shù)高等院校的結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等不能適應(yīng)新新形勢(shì)下土木工程人才培養(yǎng)的要求。分析表明,主要存在以下幾方面問題:(1)各門結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)內(nèi)容相互獨(dú)立,缺乏系統(tǒng)性和整體性,并沒有充分考慮各門課程設(shè)計(jì)之間相關(guān)性;(2)各門課程設(shè)計(jì)的題目來源和設(shè)計(jì)內(nèi)容的工程背景不詳,缺乏與實(shí)際工程的緊密銜接,缺乏應(yīng)用性;(3)各門課程設(shè)計(jì)的任務(wù)書中所給基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和參數(shù)過于具體,不利于學(xué)生獨(dú)立分析問題解決問題能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng);(4)課程設(shè)計(jì)的過程管理,質(zhì)量監(jiān)控和成績(jī)?cè)u(píng)定缺乏有效機(jī)制;(5)條件保障有待于加強(qiáng),必要的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書等資料匱乏?;谏鲜龃嬖诘膯栴},進(jìn)行結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的改革研究與實(shí)踐勢(shì)在必行。因此,以系統(tǒng)論為先導(dǎo),基于土木工程結(jié)構(gòu)的整體性概念,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的多維度的研究與探索,對(duì)提高學(xué)生工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)素質(zhì),實(shí)現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的零適應(yīng)期培養(yǎng)具有重要的顯示意義。
1基于整體性構(gòu)建結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)體系和內(nèi)容體系
目標(biāo)是改革和建設(shè)的導(dǎo)向,課程設(shè)計(jì)的改革亦應(yīng)如此,明確培養(yǎng)目標(biāo)是首要的工作。依據(jù)社會(huì)對(duì)土木工程設(shè)計(jì)人才的需求,明確結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)改革主要目標(biāo)是:基于土木工程結(jié)構(gòu)的整體性,培養(yǎng)學(xué)生從事工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)咨詢等工作的能力和素質(zhì),實(shí)現(xiàn)畢業(yè)后從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零適應(yīng)期。具體說,學(xué)生在學(xué)完混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和土力學(xué)地基基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)類課程后,通過進(jìn)行系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步深化對(duì)結(jié)構(gòu)體系和各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本概念、基本理論和基本設(shè)計(jì)方法和公式的理解和應(yīng)用,并且從土木工程結(jié)構(gòu)整體上把握不同結(jié)構(gòu)體系及其基本構(gòu)件的具體設(shè)計(jì)方法和步驟;加強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)(結(jié)構(gòu)電算分析、繪圖等)和信息技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)生設(shè)計(jì)資料和參考文獻(xiàn)查詢與檢索能力的培養(yǎng),以及對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系及其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)施工圖表達(dá)能力的培養(yǎng);同時(shí),從多維度培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)(工程意識(shí)、工程設(shè)計(jì)能力等)、創(chuàng)新意識(shí)和能力,以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和品質(zhì)等。土木工程結(jié)構(gòu)是由各種不同受力狀態(tài)的構(gòu)件組成的一個(gè)空間結(jié)構(gòu)承重體系。對(duì)于建筑工程來說,任意一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)都是由豎向結(jié)構(gòu)承重體系、水平結(jié)構(gòu)承重體系和下部結(jié)構(gòu)承重體系組成的空間承重骨架,這三部分承重體系之間并不是孤立存在,而是相互連接,組成一個(gè)一個(gè)系統(tǒng)。這樣無論以哪一部分體系為內(nèi)容進(jìn)行課程設(shè)計(jì),都應(yīng)該基于整體(系統(tǒng))性去分析相互之間的關(guān)聯(lián)性[1-3]。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)內(nèi)容體系包括單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼屋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)在目前實(shí)際工程中應(yīng)用較少,且在排架柱設(shè)計(jì)時(shí),內(nèi)力組合理論與框架結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力組合理論相同,因此在新的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容體系中將其取消。根據(jù)土木工程的專業(yè)主干課課程體系構(gòu)建土木工程專業(yè)(建筑工程方向)結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)內(nèi)容體系。結(jié)合一幢多層混凝土框架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房(附帶有多層砌體結(jié)構(gòu)辦公樓)。從房屋建筑工程結(jié)構(gòu)整體性的角度編寫結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)任務(wù)書,內(nèi)容包括總則(包含設(shè)計(jì)目的、工程背景資料、建筑圖紙等)和各分項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要求及相關(guān)資料和參考文獻(xiàn),在課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中體現(xiàn)出:鋼屋蓋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)框架廠房的屋蓋,混凝土梁板結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)廠房及砌體結(jié)構(gòu)辦公樓的樓蓋和樓梯;通過完成屋蓋和樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),即可確定出由屋蓋和樓蓋傳遞給框架和墻體的荷載,這樣就可以進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)和砌體的課程設(shè)計(jì)。砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)砌體結(jié)構(gòu)部分的墻體、墻梁、過梁、圈梁和雨篷等。上述四項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的完成,即完成了整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系的上部結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),也確定出了上部結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)的荷載;再根據(jù)地質(zhì)條件等其他因素,進(jìn)行基礎(chǔ)工程的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算,完成基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1]。
2基于整體性培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新意識(shí)和能力
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)富于創(chuàng)新的工作。在課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中,根據(jù)建筑的使用功能要求和建筑模數(shù)的要求給定相關(guān)的尺寸(柱網(wǎng)尺寸、標(biāo)高、層高等),通過這些尺寸的合理交叉使班級(jí)每個(gè)學(xué)生具有一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù);對(duì)于樓面的做法、樓(屋)面可變荷載等都不直接給出,由學(xué)生自己設(shè)計(jì)或查閱資料確定,這相當(dāng)于每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案計(jì)算都不盡相同。對(duì)于結(jié)構(gòu)體系的具體結(jié)構(gòu)形式也不做明確的規(guī)定(如混凝土梁板結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)中不明確要求必須采用何種結(jié)構(gòu)形式的樓蓋和樓梯等),讓學(xué)生根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這樣通過課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,又培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。學(xué)生集中在第六學(xué)期8周的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)地完成規(guī)定五項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容,每項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容完成后,要求學(xué)生要保存每項(xiàng)課程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和成果,以便進(jìn)行下一項(xiàng)課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用到上一項(xiàng)課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù),保持其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。同時(shí),建立每個(gè)學(xué)生課程設(shè)計(jì)檔案,最終完成五項(xiàng)課程設(shè)計(jì)后,使每個(gè)學(xué)生的各項(xiàng)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成果歸檔到一起,統(tǒng)一保管,有利于學(xué)生在第8學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)提供參考?;谡w性學(xué)生系統(tǒng)地完成了任務(wù)書中規(guī)定的五項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)了一幢建筑的整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),既完成了結(jié)構(gòu)的上部承重體系(水平承重體系和豎向承重體系)和下部承重體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這樣組織開展課程設(shè)計(jì),系統(tǒng)地鞏固了學(xué)生所學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和土力學(xué)地基基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)類課程的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法,提高了學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用能力;設(shè)計(jì)既緊密結(jié)合工程實(shí)際,又提高了學(xué)生對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性認(rèn)識(shí)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在土木工程中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,用于結(jié)構(gòu)分析和繪圖的軟件(如PKPM、天正、CAD等)也較多,結(jié)合建筑工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的開設(shè),在課程設(shè)計(jì)中,對(duì)于每一分項(xiàng)課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生手工繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖相結(jié)合。要求至少一張手工繪圖,目的在于強(qiáng)化手工繪圖的基本技能;同時(shí),要求學(xué)生至少一張計(jì)算機(jī)繪圖。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,要求采用電算和手算相結(jié)合,應(yīng)用電算對(duì)手算進(jìn)行復(fù)核[4-5]。結(jié)構(gòu)類課程大作業(yè)也是對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的綜合性訓(xùn)練,有針對(duì)性地安排設(shè)計(jì)型大作業(yè),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練,及時(shí)檢測(cè)學(xué)生生多所學(xué)知識(shí)的掌握程度;同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)課程設(shè)計(jì)起到良好的銜接和促進(jìn)作用。例如,在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)中,當(dāng)講完受彎構(gòu)件縱向鋼筋的彎起、截?cái)嗪湾^固等內(nèi)容后,就可以及時(shí)地給學(xué)生布置一道均布荷載作用下外伸簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)的大作業(yè),主要是強(qiáng)化學(xué)生對(duì)受彎構(gòu)件縱向鋼筋彎起、截?cái)嗪湾^固等構(gòu)造要求的理解和掌握。學(xué)生完成此大作業(yè)后,有助于加深理解肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)和樓梯結(jié)構(gòu)中各類梁的縱向鋼筋構(gòu)造要求。此外,結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)內(nèi)容體系中取消了單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì),但單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算及組合的方法對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)是非常必要的。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解和應(yīng)用,可以安排排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和組合的大作業(yè)。
3基于整體性加強(qiáng)過程管理、質(zhì)量控制和評(píng)價(jià)機(jī)制
結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的時(shí)間比較緊,設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖的工作量較大;并且一般高的院校第六學(xué)期的結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)和高一年級(jí)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行,教師指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量較大。為此,在第五學(xué)期相關(guān)結(jié)構(gòu)類課程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容講完后,就把課程設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)到學(xué)生手中,使學(xué)生能結(jié)合所學(xué)內(nèi)容,有針對(duì)性地提前思考和準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì)。將課程設(shè)計(jì)緊密融入相關(guān)課程教學(xué)中;同時(shí),任課教師在結(jié)構(gòu)類課程教學(xué)中既要給學(xué)生講清本門課程的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和課程設(shè)計(jì)的必要性,又要講清課程設(shè)計(jì)直接相關(guān)的內(nèi)容,特別是指出學(xué)生設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。在具體設(shè)計(jì)時(shí),指導(dǎo)教師要通過正確的引導(dǎo),使學(xué)生進(jìn)一步重視課程設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。指導(dǎo)學(xué)生制定較為詳盡的課程設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃,按計(jì)劃每天加強(qiáng)指導(dǎo)和考核,培養(yǎng)學(xué)生自我管理、自我約束的意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的工程師品質(zhì),保證課程設(shè)計(jì)按時(shí)高質(zhì)量完成。五個(gè)分項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng),各分項(xiàng)課程設(shè)計(jì)按照“3+1”人才培養(yǎng)的要求,集中于第五學(xué)期完成,綜合性較強(qiáng),因此對(duì)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)能力和水平以及時(shí)間的保障也提出了較高要求。為保證指導(dǎo)質(zhì)量。依據(jù)教師專業(yè)能力優(yōu)勢(shì),對(duì)指導(dǎo)教師實(shí)行分組,每組集中對(duì)一個(gè)或幾個(gè)班級(jí)進(jìn)行指導(dǎo),要求每組指導(dǎo)教師對(duì)五項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的指導(dǎo),分工協(xié)作;對(duì)于不同分項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的指導(dǎo)實(shí)行主指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制,且對(duì)于不同分項(xiàng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)教師的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。避免一位指導(dǎo)教師集中指導(dǎo)一個(gè)或幾個(gè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)時(shí),在時(shí)間上和指導(dǎo)能力與水平上的不足。改革課程設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)辦法,基于整體性原則,在考核結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)選型的合理性、設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性和圖紙繪制規(guī)范性的基礎(chǔ)上,還要結(jié)合平時(shí)的表現(xiàn)考核獨(dú)立分析問題和解決問題的能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等。并且有必要通過答辯的方式進(jìn)一步考核學(xué)生課程設(shè)計(jì)是否存在抄襲、對(duì)設(shè)計(jì)基本理論的理解和應(yīng)用情況[6]。同時(shí),指導(dǎo)教師通過對(duì)課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)、審閱和答辯,及時(shí)進(jìn)行總結(jié)和研討課程設(shè)計(jì)中存在問題和不足;并且也有必要針對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)中存在的問題對(duì)學(xué)生組織召開課程設(shè)計(jì)專項(xiàng)總結(jié)會(huì)。這樣循序漸進(jìn),逐步提高學(xué)生設(shè)計(jì)的水平。
4基于整體性加強(qiáng)條件保障機(jī)制建設(shè)
良好的教學(xué)條件保障是完成高質(zhì)量課程設(shè)計(jì)的基石。對(duì)于結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的整體性改革,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),編制高質(zhì)量的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書是重要的條件保障之一。結(jié)合結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)任務(wù)書編寫其課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。針對(duì)學(xué)生初次進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),指導(dǎo)書中應(yīng)詳細(xì)說明各結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法和設(shè)計(jì)步驟;并且編寫具有代表性的工程實(shí)例及設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖中應(yīng)特別注意的問題。同時(shí),指導(dǎo)書中的工程實(shí)例集中反映現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范條文的應(yīng)用、最新科研成果及工程經(jīng)驗(yàn),這樣通過工程實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生加深理解所需理論知識(shí),進(jìn)一步促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合,有利于提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。
5結(jié)束語
上述結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)改革的研究成果已經(jīng)過兩屆畢業(yè)生的實(shí)踐性教學(xué)中的實(shí)踐,取得了較好的效果,學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)素質(zhì)得到了提高,促進(jìn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。從學(xué)生就業(yè)來看,近兩屆畢業(yè)生到設(shè)計(jì)單位就職的明顯增多;信息反饋表明,這些畢業(yè)生在實(shí)際工作中明顯體現(xiàn)出適應(yīng)期短、上手快的特點(diǎn),得到了工作單位的認(rèn)可。
作者:薛志成 裴強(qiáng) 李長鳳 杜文學(xué) 楊磊 單位:黑龍江科技大學(xué)建筑工程學(xué)院 大連大學(xué)土木工程技術(shù)研究與開發(fā)中心
參考文獻(xiàn):
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