時間:2022-06-23 03:10:56
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑畢業設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
近幾年來,房地產市場發展推動了市場對高素質、高技能型裝飾設計、裝飾施工、裝飾管理人才的需求。眾多的高校紛紛開設建筑裝飾專業,使市場上裝飾行業就業人員成倍增長。建筑裝飾畢業設計是專業教學的核心,是檢驗學生學習的試金石,畢業設計的教學在整個專業教學中起到了至關重要的作用。
1.建筑裝飾專業畢業設計現狀
(1)學生方面。
目前高校設有本科四年制、高職??迫曛?,畢業學生在最后的一年里有半個學期或一年的實習期。這個時間段是建筑裝飾專業畢業設計教學的重要時期,也是學生面對擇業的巨大壓力的時期,實習學生在公司還要承擔公司交給的工作等。這就造成學生的畢業設計大打折扣、降低要求、濫竽充數等現象的出現,嚴重影響了畢業設計的質量。
(2)教師方面。首先,高校招生規模擴大,師資短缺。有的指導教師本身就承擔了繁重的教學任務,同時還要指導10~30名畢業學生,導致教師精力投入不足;其次,畢業設計題目陳舊、重復,脫離了培養目標;最后,有的青年教師缺乏工程實踐鍛煉,指導畢業設計能力不足、質量不高,這也是不容回避的事實。因此在選題、指導、質量控制環節上,教師方面的因素對畢業設計的影響更為關鍵。
2.改進建筑裝飾畢業設計教學方法
(1)建立建筑裝飾專業畢業設計題庫范圍。
針對建筑裝飾專業的培養目標,從室內到室外、從家裝到工裝、從小戶型到大戶型,多層次分類建立裝飾專業畢業設計試題庫,滿足不同題型方向的要求。在畢業設計前公布畢業設計題目,學生根據自己的專長愛好選擇適合自己的題目,提高學生的適應能力,同時還可以選擇平時教學認真、嚴謹且有造詣的教師作為自己的導師。這一方面促進了學生的積極性,另一方面促進了教師自身形象、教學態度、教學方法、業務能力的提高。
(2)建筑裝飾畢業設計課題的工學結合。
建筑裝飾畢業設計題目盡可能選擇實際工程項目方案,使其符合專業培養目標,又具有綜合運用所學知識和培養創新能力的雙重職能。畢業設計的工作量要飽滿,內容上要有一定的深度、難度和廣度,增強學生對裝飾工程自覺適應的能力。鼓勵教師深入企業,尋找實際應用工程項目為課題,使得畢業設計能夠真題真做。這樣不僅能讓學生增強責任感,還能使教師的科研課題在學生的參與下得到較好的完成,調動了教師的工作積極性,更好地促進了教學質量的提高。
(3)建立裝飾畢業設計中的答疑制度。
將裝飾畢業設計的答疑分為前、中、后三期,根據畢業設計不同階段進行對畢業設計存在的問題答疑。前期,指導老師對選題、任務書、開題報告、物質準備等前期工作進行指導;中期,指導老師了解學生畢業設計的進展情況、畢業設計中存在的問題并設法解決;后期,指導老師對學生畢業設計所有工程項目的相關圖紙進行綜合檢查和指導,檢查是否有序、規范。
3.規范畢業設計教學管理
(1)完善畢業設計的教學文件。
根據《高等學校畢業設計(論文)指導手冊》的精神,應對畢業設計的工作條例進行完善。其中對畢業設計過程中的征題、審題、選題、任務書的填寫、開題報告、方案論證、對學生的要求、畢業設計論文的審查與評閱、答辯以及論文評優等主要內容要提出明確而具體的規定,使之更符合當前教學的要求。
(2)建立畢業設計中的檢查制度。
由系部建立畢業設計的檢查小組,組織專家進行對教師完成的對學生畢業設計指導工作的質量檢查,檢查應分前、中、后三期。根據畢業設計不同階段對檢查的內容應作明確的規定。通過檢查,教師能夠認真地完成對學生建筑裝飾專業畢業設計過程中的指導。
建筑裝飾畢業設計質量的好壞關系到學生是否具備專業知識、專業技能,是否能順利畢業。本文針對目前建筑裝飾專業畢業設計教學存在的問題從各個層面系統地進行了詳細的論證和改進,提高了建筑裝飾專業畢業設計教學的實效性,有利于培養出符合市場需要的高素質技能型人才。
參考文獻:
[1]包玉梅.淺析畢業設計教學質量的提高[J].科技資訊,2008(01).
這篇建筑工程畢業設計的開題報告分析的關鍵詞是開題報告,建筑工程畢業設計,
1.課題名稱:
鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發
2.項目研究背景:
所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計,建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中,由若干構件,即組成結構的單元如梁、板、柱等,連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》gb50010-xx,該規范與原混凝土結構設計規范gbj10-89相比,新增內容約占15%,有重大修訂的內容約占35%,保持和基本保持原規范內容的部分約占50%,規范全面總結了原規范實施以來的實踐經驗,借鑒了國外先進標準技術。
3. 項目研究意義:
建筑中,結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分,它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關,對發展新技術。新材料,提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
由于結構計算牽扯的數學公式較多,并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大,近年來,隨著經濟進一步發展,城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化,更加劇了房屋設計的復雜性,許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上,都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣,結構軟件開發就顯得尤為重要。
一棟建筑的結構設計是否合理,主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決,結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了,因此原來在學校使用的手算方法,將被運用到具體的程序代碼中去,精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法,還要想到如何把這些做法用代碼來實現,
4.文獻研究概況
在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的,做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯,計算機也是如此的。
建筑結構設計統一標準(gbj68-84) 該標準是為了合理地統一各類材料的建筑結構設計的基本原則,是制定工業與民用建筑結構荷載規范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規范以及地基基礎和建筑抗震等設計規范應遵守的準則,這些規范均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規范時,可參照此標準規定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構筑物)的整個結構,以及組成結構的構件和基礎;適用于結構的使用階段,以及結構構件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現代結構可靠性設計理論,采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法分析確定,即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變量,使設計的概念和方法都建立在統計數學的基礎上,并以主要根據統計分析確定的失效概率來度量結構的可靠性,屬于“概率設計法”,這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發展的總趨勢,而我國在設計規范(或標準)中采用概率極限狀態設計法是迄今為止采用最廣泛的國家。
結構的作用效應 常見的作用效應有:
1.內力。
軸向力,即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力;
剪力,即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力;
彎矩,即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩;
扭矩,即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。
2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。
5.變形。作用引起的結構或構件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。
6.應變:如線應變、剪應變和主應變等。
極限狀態 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求,此特定狀態稱為該功能的極限狀態。極限狀態可分為兩類:
1.承載能力極限狀態。結構或結構構件達到最大承載能力或達到不適于繼續承載的變形的極限狀態:
(1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);
(2)結構構件或連接因材料強度被超過而破壞(包括疲勞破壞),或因過度的塑性變形而不適于繼續承載; (3)結構轉變為機動體系;
(4)結構或結構構件喪失穩定(如壓屈等)。
2.正常使用極限狀態。結構或結構構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態。出現下列狀態之一時,即認為超過了正常使用極限狀態:
(1)影響正常使用或外觀的變形;
(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);
(3)影響正常使用的振動;(4)影響正常使用的其它特定狀態。
結構設計的基本任務,是在結構的可靠與經濟之間選擇一種合理的平衡,力求以最低的代價,使所建造的結構在規定的條件下和規定的使用期限內,能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達到這個目的,人們采用過多種設計方法。以現代觀點看,可劃分為定值設計法和概率設計法兩大類。
1.定值設計法。將影響結構可靠度的主要因素(如荷載、材料強度、幾何參數、計算公式精度等)看作非隨機變量,而且采用以經驗為主確定的安全系數來度量結構可靠性的設計方法,即確定性方法。此方法要求任何情況下結構的荷載效應s(內力、變形、裂縫寬度等)不應大于結構抗力r(強度、剛度、抗裂度等),即s≤r。在20世紀70年代中期前,我國和國外主要都采用這種方法。
2.概率設計法:將影響結構可靠度的主要因素看作隨機變量,而且采用以統計為主確定的失效概率或可靠指標來度量結構可靠性的設計方法,即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設計結構,也就是出現結構荷載效應3大于結構抗力r(s>r)的概率應小于某個可以接受的規定值。這種方法是20世紀40年代提出來的,至70年代后期在國際上已進入實用階段。我國自80年代中期,結構設計方法開始由定值法向概率法過渡。
面向對象編程
使創建windows程序較為容易的關鍵技術是面向對象編程,或oop。這種技術可以創建可重用組建,它是程序的組成模塊。
幾個定義
控件 提供程序可見界面的可重用對象。控件的示例有文本框、標簽和命令按鈕。
事件 由用戶或操作系統引發的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標、一段時間的限制,或從端口接收數據。
方法 嵌入在對象定義中的程序代碼,它定義對象怎樣處理信息并響應某事件。例如,數據庫對象有打開紀錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。
對象 程序的基本元素,它含有定義其特征的屬性,定義其任務和識別它可以響應的事件的方法??丶痛绑w是visual basic中所有對象的示例。
過程 為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用于響應特定的事件。
屬性 對象的特征,如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀,有時也決定對象的行為。屬性也用于為對象提供數據和從對象取回信息。
5.設計主要內容
本軟件適用于現澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設計。畢業設計要完成的工作包括:
1.平面鋼架分析程序的改造
對結構力學教研室版平面鋼架分析程序進行修改和補充。要求:
(1) 編寫自動生成節點坐標和單元節點編號的程序,或以圖形方式輸入計算簡圖。
(2) 修改程序,使之適合多工況內力計算; (3) 根據輸入、輸出數據的特點,設計適當的人機界面。輸出應可選的顯示各構件端力和內力圖。
2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機構的構件設計程序
(1) 根據有關的規范,應明確計算的各種荷載(恒載、樓屋面活載、風荷載和地震作用等)的計算方法,在次基礎上編寫自動生成各種荷載作用下的結點荷載和單元荷載的程序。
地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經驗公式確定。
(2) 計算各種荷載單獨作用時框架各桿件的內力。計算結構存放在各自的桿端力(隨機)文件中。
對豎向荷載下的梁端彎距進行塑性調幅。
(3) 在(2)中產生的桿端力文件基礎上,分別計算各種可能的荷載組合下,梁、柱控制截面的內力。計算結果存放在適當的文件中。
(4) 從(3)生成的文件中選出最不利組合,同時給出截面配筋。
梁、柱截面配筋的確定應考慮抗震設計的要求。
3.位移。作用引起的結構或構件中某點位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。
4.撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內垂直于軸線或中面的線位移。
(5) 部分編程較熟練的同學可根據計算結果和構造規定,用auto-cad vba 繪制梁、柱配筋圖。
5.成果形式
本畢業設計的成果應包括:
1.可運行的、并能給出正確計算結果的源程序
在存放源程序的軟盤中,應至少有一個算例的數據文件,可在基本不需另外鍵入數據的前提下,顯示正確地運行結果。
2.軟件使用手冊
這是為用戶準備的關于軟件使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。
3.軟件說明書
這是軟件作者的工作檔案,是軟件維護的基本資料。其中應包括:
(1) 軟件所依據的工作檔案、力學和工程結構模型的較為詳細的描述,主要的計算公式及其使用的符號的含義,重要算法的文字說明:
(2) 程序的結構:模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關系及各模塊的功能;
(3) 帶有較為詳細的注釋的源程序文本。其中應注明各標識符的含義(盡可能的采用通用公式中的符號)。各程序段的功能、相應的數學公式和特殊算法的說明; (4) 為使他人根據軟件說明書讀懂你的程序所必需的其他資料。
(5) 部分編程較熟練的同學可遞交梁、柱配筋圖紙一張。
4.對自己所編程序的評價
(1) 對算例計算結果的合理性進行必要的分析;
(2) 總結軟件設計過程中的經驗和及教訓,提出設計改進意見。
以上各項資料處源程序文本以軟盤形式提交外,其余均用計算機打印。
6.進度計劃
第一周 畢業實習,參觀工程,收集資料 。
第二周 需求分析:描述計算機模型,編些初步的軟件說明書。
第三周 軟件設計:選擇模塊劃分的方案
第四周 模塊設計:數據輸入界面設計(梁柱截面數據)
或 數據輸入界面設計(可視化圖形輸入)
第五周 數據輸入界面設計(框架數據、附加荷載)
第六周 模塊設計:荷載計算(恒載、活載),相應的內力計算
第七周 荷載計算(風荷載、地震作用),相應的內力計算
第八周 模塊設計:梁配筋計算
第九周 梁荷載組合,確定梁配筋
第十周 梁荷載組合,確定梁配筋
第十一周 模塊設計:柱配筋計算
第十二周 柱荷載組合,確定柱配筋
第十三周 柱荷載組合,確定柱配筋
第十四周 軟件測試 或用autocad vba 繪制梁、柱配筋圖;
第十五周 軟件測試
第十六周 整理源程序,編寫軟件說明數和用戶手冊
關鍵詞:聯合畢業設計 設計準備 過程管理
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0221-02
建筑工程是當前社會上比較熱門的行業,社會對建筑人才的需求量很大。各建筑類高校每年也都培養了大量相關專業(如建筑、結構、給排水、暖通、電氣等)的人才[1]。而作為學生培養計劃的最后一個實踐性教學環節,畢業設計歷來受到各高校的重視,因為它是對學生大學期間所學基礎知識、專業知識的全面總結與提升,旨在培養學生的獨立分析、解決問題的能力。
但傳統的畢業設計模式,存在一個主要不足,就是只重視本專業知識的鍛煉、忽視相關專業知識的拓展,學生缺乏建筑整體概念、不能適應現代社會需求?,F實工程中,因各專業間的配合不默契,容易出現設計進度慢、施工過程中返工等現象,而配合不默契的主要原因就是因為各專業的人才欠缺其它相關專業的知識[2]、缺乏互相協作的意識。比如設計過程中經常出現給排水管道與梁、承臺、剪力墻沖突的問題,就是因為給排水專業不知結構專業設計的基本要求(如梁高、承臺大小、剪力墻性質等),等設計到一定階段才發現互相沖突、造成返工,浪費了時間和精力、拖延了設計進度。
因此,需要對現有的畢業設計模式進行改革,以拓寬學生多專業知識,使學生盡快適應社會需要。為此,我校提出了建筑工程多專業聯合畢業設計模式(以下簡稱“聯合模式”),即選定一個設計題目,模擬設計院的工作流程,讓建筑工程相關專業(建筑、結構、給排水、暖通、電氣等)的學生一起合作完成設計。此舉旨在打破專業之間的壁壘,促進不同專業交流,有利于學生建立建筑整體概念,培養其創造性思維、協調溝通能力和團結協作精神,引導學生掌握發現、分析和解決問題的能力,是對高校創新人才培養模式、探索教育體系改革的一次嘗試,希望能為高校教學體系建設和綜合改革提供有益經驗。
1 聯合畢業設計模式的的實踐
1.1 設計準備
我校在2013屆、2014屆部分畢業生中進行了“聯合模式”實踐,為順利實施新模式,達到上述預期目的,必須做好充分的設計準備。
首先是題目選擇。設計題目既要滿足各專業教學大綱的要求、完成相應的設計內容,又要適合專業間相互配合訓練的要求,同時難易程度還應與學生基礎水平相適應,并盡量提高學生的設計興趣。因此,我校2013屆“聯合模式”實踐,選擇了本校在建的教學綜合樓作為題目(2014屆則選擇了本校在建的圖書館),各專業學生一起完成該工程的施工圖設計(以該工程的初步設計圖紙為基礎)。學生對該類建筑較熟悉、興趣較高,設計過程中可組織現場參觀、讓學生理解設計與施工結合的過程,設計后期學生可與設計師交流、探討不同設計思路和方法,同時該題目難易程度適中、學生可按時完成設計。
其次是師生配備。為充分貼近實際工作情形、模擬設計院的工作流程,師生配備力求短小精干。為此,每個專業配備2~4名學生、1名指導教師,并以項目組的形式組成一個設計團隊進行畢業設計[2]。其中學生以自愿報名、擇優錄取的方式確定,以保證其在設計過程中始終充滿熱情和主觀能動性;指導老師則盡量選擇具有實際工程經驗者,并講究年齡梯隊合理、充分利用年長教師的經驗和年輕教師的干勁,以確保設計順利進行。
最后是外部條件?!奥摵夏J健睂嵺`需要諸多外部條件,尤其是離不開學校的支持。如為方便學生在設計過程中互相交流,學校專門安排了一間實驗室給項目組,并配備適合圖紙展開的桌子、投影儀、電腦等;學校與施工單位協商、安排進度,讓學生參觀現場,讓學生對工程有直觀的感性認識;學校又與該工程的設計院聯系,安排設計師與學生交流、提高學生的設計水平。
1.2 過程管理
學生精力充足、思維活躍,但自我控制能力較差,容易產生惰性、忽視畢業設計;同時部分學生忙于實習、找工作等而分散了精力,容易完不成設計。因此畢業設計過程管理需要引起高度重視。
進度控制是“聯合模式”成功的前提。首先各個專業根據自身在“聯合模式”中的角色,完善各自的設計任務書、指導書,突出專業協作的環節。然后項目組根據各專業的特點,制定統一的設計進度表,尤其是根據各專業設計內容、專業間的配合需要進行時間分配,以充分鍛煉學生的專業協作意識和能力,并在整個設計過程中嚴格執行進度表(見表1)。例如在第3周進行的各專業互提條件,是本模式的基礎環節,即各專業在建筑的初步設計圖紙基礎上,提出本專業所需要的指標和參數(如給排水專業需要的管井、水泵房、消防水池,電氣專業需要的配電房、電纜井,暖通專業需要的風機房、風井等數據),并互相協調、確保互不沖突,再由建筑專業進行綜合、深化;學生在此環節,加深了對本專業設計條件的領會,也對其它專業的需求、可能產生的沖突有了初步認識。又如第12周的專業套圖,即使在設計院也容易忽視該環節,但卻是專業協作的關鍵一步,只有所有圖紙拼在一起,才能發現互相矛盾、沖突的地方,并加以改進,保證施工順利進行。
講座是“聯合模式”成功的靈魂。各專業的指導教師定期舉行講座,解答學生在設計過程中的疑問,介紹本專業的設計思路和基本方法,著重突出本專業在設計過程中與其它專業的協作內容和階段,以及可能產生沖突的地方和解決方法。比如給排水專業應先布置好消火栓,并及時提交給建筑和電氣專業,以不影響這2個專業的設計進度;結構專業則需盡快確定梁、柱的位置、大小,并提交給其它專業。這樣,各專業的學生都能簡單了解其它專業的設計內容和思路,拓展了相關專業知識,知道在不同的設計階段,可能與哪些專業發生矛盾或需要提供哪些設計條件,從而避免專業間發生大的沖突(當然,隨著設計進程的推進,專業間的小矛盾在所難免,到時邊協調邊提高)。
教師例會是“聯合模式”成功的基石。畢業設計不是學生一個人在做,而是教師與學生合作的過程。在設計過程中,各教師既給予本專業學生指導,同時還收集學生的反饋和出現的問題,在不定期召開的教師例會中進行交流,及時研究和解決,保證畢業設計順利的進行。因此,在新模式下,教師也加深了對專業協作的理解,拓展了相關專業知識,提升了對本專業知識的理解。
實踐環節是“聯合模式”成功的助力。在設計之初參觀工地,可以讓學生對工程有直觀的印象;在設計尾聲參觀工地,讓學生對照自己的設計圖紙,看與實際施工有何區別,加深了理論與實踐的轉化理解,明確了專業間協作的作用和意義,減少了“紙上談兵”的遺憾。而讓學生結合自己的設計思路與該工程的設計師交流,則讓學生更好的領會書本理論與實際工程的區別,意識到自己設計的不足,也對實際工作情況有了認識、便于其融入今后的工作中。
指導方式是“聯合模式”成功的保障。新模式下,每個教師不僅要回答本專業學生的疑問,還要回答其它專業學生的提問。因此,靈活多樣的指導方式是必須的。除了每周1~2次在實驗室學生集中設計時教師到現場輔導,還應充分發揮網絡資源,如以QQ、MSN等方式進行指導,并在網絡上共享相關圖紙、規范、圖集等資料,節約學生查詢時間。
聯合答辯是“聯合模式”成功的點綴。答辯是對畢業設計成效的檢驗,多專業聯合答辯則是“聯合模式”成功的最后推動力。為讓學生得到最后的綜合學習機會,采取各專業統一答辯方式,即各專業教師、學生一起參加,在答辯過程中,最后一次學習相關專業知識、明確專業間配合環節。為讓學生更好的體會設計理念,我校還邀請該工程的設計師擔任評委,讓學生在答辯過程中,對畢業設計進行一次全面總結和回顧。
2 結論與建議
2.1 結論
“聯合模式”在我校2屆部分畢業生中的實踐(2014屆正在進行)證明,該模式具有較好的效果,應得到各高校的重視,并在實踐中不斷完善、推廣。
首先是提高了學生的興趣和本專業的設計質量。各個專業學生一起設計、畫圖、討論,在相互配合和學習中,既獲得了知識交流、創新等成就感,又結交了新朋友,提高了對畢業設計的興趣,能夠以較好的精神狀態完成整個設計過程。與我校未參加該模式的同學相比,學生繪制的圖紙、計算書等質量都略勝一籌。
其次是學生拓展了相關專業的知識,具有了專業協作的意識和習慣。經過一個畢業設計,學生初步明白了在哪些環節該與哪些專業進行溝通,初步知曉其它專業對本專業的要求,培養了學生的團隊協作精神。
再次,拓寬了指導教師的知識面。通過本模式的實踐,教師加深了對相關專業的認識,對本專業的課程教學也有啟發,比如會在日常教學中加強實際工程的引入、強調專業配合的環節等。
最后,學生提高了就業競爭力。經過“聯合模式”的鍛煉,學生具有了建筑整體概念,有較好的專業協作能力,能較快融入團隊合作中,盡快成為一名社會急需的復合型人才,無形中提高了就業競爭力和適應工作的能力。
2.2 建議
從“聯合模式”在我校的實踐,我們發現有幾個方面需要引起注意。
首先,“聯合模式”相比傳統的模式,需要完成更多的設計內容、需要學習其它專業知識以及互相配合,因此對師生均提出了更高的要求,需要師生付出更多的努力才能取得預期的效果。如果師生認識度不夠,或學生基礎較差、師資力量不足,則“聯合模式”容易流于形式、得不償失。因此“聯合模式”并不適于所有學生,而應在具有充足且豐富實際工程經驗的師資力量前提下,在部分基礎較好的畢業生中進行推廣應用。
其次,“聯合模式”在題目選擇、進度管理等環節均需給予足夠的重視,確保畢業設計能順利完成。
最后,各專業的課程設置和日常教學中,應根據專業協作的需要進行相應調整,增加專業配合的內容和訓練,使學生在課程學習中就具有專業配合的意識,在畢業設計中就能盡快進入角色、較好的完成設計任務。
參考文獻
2.項目研究背景:
所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計,建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中,由若干構件,即組成結構的單元如梁、板、柱等,連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》GB50010-2002,該規范與原混凝土結構設計規范GBJ10-89相比,新增內容約占15%,有重大修訂的內容約占35%,保持和基本保持原規范內容的部分約占50%,規范全面總結了原規范實施以來的實踐經驗,借鑒了國外先進標準技術。
3.項目研究意義:
建筑中,結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分,它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關,對發展新技術。新材料,提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
由于結構計算牽扯的數學公式較多,并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大,近年來,隨著經濟進一步發展,城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化,更加劇了房屋設計的復雜性,許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上,都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣,結構軟件開發就顯得尤為重要。
一棟建筑的結構設計是否合理,主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決,結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了,因此原來在學校使用的手算方法,將被運用到具體的程序代碼中去,精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法,還要想到如何把這些做法用代碼來實現,
4.文獻研究概況
在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的,做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯,計算機也是如此的。
建筑結構設計統一標準(GBJ68-84)該標準是為了合理地統一各類材料的建筑結構設計的基本原則,是制定工業與民用建筑結構荷載規范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規范以及地基基礎和建筑抗震等設計規范應遵守的準則,這些規范均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規范時,可參照此標準規定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構筑物)的整個結構,以及組成結構的構件和基礎;適用于結構的使用階段,以及結構構件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現代結構可靠性設計理論,采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法分析確定,即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變量,使設計的概念和方法都建立在統計數學的基礎上,并以主要根據統計分析確定的失效概率來度量結構的可靠性,屬于“概率設計法”,這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發展的總趨勢,而我國在設計規范(或標準)中采用概率極限狀態設計法是迄今為止采用最廣泛的國家。
結構的作用效應常見的作用效應有:
1.內力。
軸向力,即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力;
剪力,即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力;
彎矩,即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩;
扭矩,即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。
2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。
3.位移。作用引起的結構或構件中某點位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。
4.撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內垂直于軸線或中面的線位移。
5.變形。作用引起的結構或構件中各點間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。
6.應變:如線應變、剪應變和主應變等。
極限狀態整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求,此特定狀態稱為該功能的極限狀態。極限狀態可分為兩類:
1.承載能力極限狀態。結構或結構構件達到最大承載能力或達到不適于繼續承載的變形的極限狀態:
(1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);
(2)結構構件或連接因材料強度被超過而破壞(包括疲勞破壞),或因過度的塑性變形而不適于繼續承載;(3)結構轉變為機動體系;
(4)結構或結構構件喪失穩定(如壓屈等)。
2.正常使用極限狀態。結構或結構構件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態。出現下列狀態之一時,即認為超過了正常使用極限狀態:
(1)影響正常使用或外觀的變形;
(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);
(3)影響正常使用的振動;(4)影響正常使用的其它特定狀態。
結構設計的基本任務,是在結構的可靠與經濟之間選擇一種合理的平衡,力求以最低的代價,使所建造的結構在規定的條件下和規定的使用期限內,能滿足預定的安全性、適用性和耐久性等功能要求。為達到這個目的,人們采用過多種設計方法。以現代觀點看,可劃分為定值設計法和概率設計法兩大類。
1.定值設計法。將影響結構可靠度的主要因素(如荷載、材料強度、幾何參數、計算公式精度等)看作非隨機變量,而且采用以經驗為主確定的安全系數來度量結構可靠性的設計方法,即確定性方法。此方法要求任何情況下結構的荷載效應S(內力、變形、裂縫寬度等)不應大于結構抗力R(強度、剛度、抗裂度等),即S≤R。在20世紀70年代中期前,我國和國外主要都采用這種方法。
2.概率設計法:將影響結構可靠度的主要因素看作隨機變量,而且采用以統計為主確定的失效概率或可靠指標來度量結構可靠性的設計方法,即非確定性方法。此方法要求按概率觀念來設計結構,也就是出現結構荷載效應3大于結構抗力R(S>R)的概率應小于某個可以接受的規定值。這種方法是20世紀40年代提出來的,至70年代后期在國際上已進入實用階段。我國自80年代中期,結構設計方法開始由定值法向概率法過渡。
面向對象編程
使創建Windows程序較為容易的關鍵技術是面向對象編程,或OOP。這種技術可以創建可重用組建,它是程序的組成模塊。
幾個定義
控件提供程序可見界面的可重用對象。控件的示例有文本框、標簽和命令按鈕。
事件由用戶或操作系統引發的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標、一段時間的限制,或從端口接收數據。
方法嵌入在對象定義中的程序代碼,它定義對象怎樣處理信息并響應某事件。例如,數據庫對象有打開紀錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。
對象程序的基本元素,它含有定義其特征的屬性,定義其任務和識別它可以響應的事件的方法??丶痛绑w是VisualBasic中所有對象的示例。
過程為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用于響應特定的事件。
屬性對象的特征,如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀,有時也決定對象的行為。屬性也用于為對象提供數據和從對象取回信息。
5.設計主要內容
本軟件適用于現澆鋼筋混凝土多層、多跨的框架的設計。畢業設計要完成的工作包括:
1.平面鋼架分析程序的改造
對結構力學教研室版平面鋼架分析程序進行修改和補充。要求:
(1)編寫自動生成節點坐標和單元節點編號的程序,或以圖形方式輸入計算簡圖。
(2)修改程序,使之適合多工況內力計算;(3)根據輸入、輸出數據的特點,設計適當的人機界面。輸出應可選的顯示各構件端力和內力圖。
2.編寫鋼筋混凝土多層多跨框架機構的構件設計程序
(1)根據有關的規范,應明確計算的各種荷載(恒載、樓屋面活載、風荷載和地震作用等)的計算方法,在次基礎上編寫自動生成各種荷載作用下的結點荷載和單元荷載的程序。
地震作用按底部剪力法確定。自振周期用經驗公式確定。
(2)計算各種荷載單獨作用時框架各桿件的內力。計算結構存放在各自的桿端力(隨機)文件中。
對豎向荷載下的梁端彎距進行塑性調幅。
(3)在(2)中產生的桿端力文件基礎上,分別計算各種可能的荷載組合下,梁、柱控制截面的內力。計算結果存放在適當的文件中。
(4)從(3)生成的文件中選出最不利組合,同時給出截面配筋。
梁、柱截面配筋的確定應考慮抗震設計的要求。
(5)部分編程較熟練的同學可根據計算結果和構造規定,用Auto-CADVBA繪制梁、柱配筋圖。
5.成果形式
本畢業設計的成果應包括:
1.可運行的、并能給出正確計算結果的源程序
在存放源程序的軟盤中,應至少有一個算例的數據文件,可在基本不需另外鍵入數據的前提下,顯示正確地運行結果。
2.軟件使用手冊
這是為用戶準備的關于軟件使用方法、操作步驟和其他必要的文字材料。
3.軟件說明書
這是軟件作者的工作檔案,是軟件維護的基本資料。其中應包括:
(1)軟件所依據的工作檔案、力學和工程結構模型的較為詳細的描述,主要的計算公式及其使用的符號的含義,重要算法的文字說明:
(2)程序的結構:模塊的劃分的情況、各模塊相互之間的關系及各模塊的功能;
(3)帶有較為詳細的注釋的源程序文本。其中應注明各標識符的含義(盡可能的采用通用公式中的符號)。各程序段的功能、相應的數學公式和特殊算法的說明;(4)為使他人根據軟件說明書讀懂你的程序所必需的其他資料。
(5)部分編程較熟練的同學可遞交梁、柱配筋圖紙一張。
4.對自己所編程序的評價
(1)對算例計算結果的合理性進行必要的分析;
(2)總結軟件設計過程中的經驗和及教訓,提出設計改進意見。
以上各項資料處源程序文本以軟盤形式提交外,其余均用計算機打印。
6.進度計劃
第一周畢業實習,參觀工程,收集資料。
第二周需求分析:描述計算機模型,編些初步的軟件說明書。
第三周軟件設計:選擇模塊劃分的方案
第四周模塊設計:數據輸入界面設計(梁柱截面數據)
或數據輸入界面設計(可視化圖形輸入)
第五周數據輸入界面設計(框架數據、附加荷載)
第六周模塊設計:荷載計算(恒載、活載),相應的內力計算
第七周荷載計算(風荷載、地震作用),相應的內力計算
第八周模塊設計:梁配筋計算
第九周梁荷載組合,確定梁配筋
第十周梁荷載組合,確定梁配筋
第十一周模塊設計:柱配筋計算
第十二周柱荷載組合,確定柱配筋
第十三周柱荷載組合,確定柱配筋
第十四周軟件測試或用AutoCADVBA繪制梁、柱配筋圖;
第十五周軟件測試
第十六周整理源程序,編寫軟件說明數和用戶手冊
隨著計算機技術的蓬勃發展和廣泛應用,計算機輔助教學管理也日趨普及。計算機輔助高等教育評估是其中一個比較新的分支,它的出現不僅改善了教育評估方式,而且有力地促進了傳統教育評估方法向高效率、高質量和更加準確可靠的方向轉變,促進了教育評估系統的改革,推動了教育評估方法的更新。教育評估是高等教育活動中一個非常重要的方面。而建筑工程專業畢業設計(論文)工作則是本科生培養中一個至關重要的環節,做好本科生畢業設計(論文)評估工作,有助于改進建筑工程專業本科生的培養。遺憾的是,多年來對本科生畢業設計(論文)評估工作普遍重視不夠,或者雖然重視,卻僅僅停留在定性評價的階段,缺乏準確可靠的評價標準,所有這些都不同程度地影響了本科生畢業設計(論文)工作的質量。在這種情況下,將計算機引人本科生畢業設計(論文)評估活動中來,可以大大改善這種狀況。計算機具有存儲量大、可連續工作等特點,而且利用計算機處理評估材料,獲得評估結果,具有速度快、效率高、結果可靠的特點,只要指標體系建立合理,計算機能不受任何人為因素的干擾,提供給教學管理人員實事求是的結果,成為他們工作中得力的助手。為此,我們開發研制了建筑工程專業畢業設計(論文)計算機輔助評估預測系統(以下簡稱評估預測系統)。
二、評估預測系統的開發研制
(一)基本原理與方法
如何實現評估過程從定性到定量的轉變,是開發研制該系統的關鍵所在。我們依據高等教育評估的原理,采用模糊綜合評價的基本原理和方法,給出了建筑工程專業畢業設計(論文)評估的量化模型,具體步驟如下:
1.建立畢業設計(論文)評估指標體系。一級指標分為教師、學生、選題、客觀條件四個方面。各方面再細分則為二級指標,如:教師方面分為準備工作、課堂講授、出勤率、答疑情況、教學方式、教師職稱等六個方面;學生方面分為學習態度、平時成績、計算書完成情況、圖紙完成情況、創新情況、譯文完成情況等六個方面;選題方面分為結構類型、課題新穎程度、計算機應用合理程度、題目性質、外文資料、創新性等六個方面;客觀條件分為設計教室、繪圖儀器及圖板、機房及出圖設施、每位教師指導學生人數等四個方面。
2. 設立評價等級V,V=1好(VI),較好(V2),—般(V3),較差(V4)|。
3. 構造單因素評判矩陣R,
其中,R中每一個元素rij表示第i個評價因素對第j個評價等級的隸屬度。
4. 設立各評價因素權重集A,例:一級指標權重集八=(0_35,0.35,0.15,0_15),八的取值可根據經驗,并依據以往各屆畢業設計(論文)評估結果經反復試算確定。
5.計算綜合評判矩陣
6.對各級指標體系重復步驟
7.計算測評結果
求得最終評判矩陣B該量化模型針對畢業生總體進行評估,評價畢業生的綜合質量,改變了過去僅片面地對個人進行評估的狀況。
(二)評估預測系統的計算機開發語言
系統采用流行的Windows人機交互式界面,力爭做到界面友好,操作方便。根據本系統的特點和具體要求,我們選用了Windows環境下的VisualBasic5.0可視化編程語言開發本系統。VisualBasic5.0是微軟公司開發的功能十分強大而又簡單易用的可視化編程環境,編程速度快,界面質量高,是編寫Windows應用程序的最佳選擇。使用VisualBa?sic語言開發本系統充分體現了本系統處理數據、信息快捷方便的特點。
(三)評估預測系統的總體結構
在Windows操作系統下安裝本系統后,啟動系統,進人主菜單,依據界面提示您就可以輕松完成評估工作,系統主框圖如下:
三、評估預測系統的優點
1. 量化評估,提前預測,動態管理。該計算機輔助評估預測系統能夠對畢業設計(論文)工作方案可能取得的效果進行預測。教學管理人員只要依據該系統的提示輸人各項有關畢業設計(論文)工作方案的參數,系統隨即能計算出畢業設計(論文)工作的成績,從而對各項工作方案的結果作出預測。通過反復改變參數——計算成績,教學管理人員就能夠發現各種方案的優缺點,即哪一項安排對畢業設計(論文)工作是有利的,如果實施下去會取得好的工作效果;哪一項安排對畢業設計(論文)工作是不利的,實施下去必將導致畢業設計(論文)工作成績下滑。這種預測如果安排在畢業設計(論文)工作開始之前,管理者就能有效地對畢業設計(論文)方案進行調整,從而獲得滿意的效果。我們將99屆與往屆的工作方案作了一下比較,發現由于老教授退休較多,本次畢業設計年輕教師比例上升,但年輕教師職稱偏低,講師居多,教授、副教授比例嚴重下降,用該系統初步預測發現畢業設計整體質量將要下滑。根據這個信息,系學術委員會馬上采取措施,對年輕教師提出更高要求:指導教師中講師一級必須具有碩士學歷,且應有一定的工程實踐經驗,在課題選擇及指導上必須具有較強的創新性,最后經系學術委員會嚴格審查后方可上崗。再用本系統預測后發現,畢業設計(論文)工作最終得分并未降低,反而稍有提高。目前,99屆畢業設計(論文)工作已經結束,最終得分的確較98屆有所提高,與系統預測結果吻合較好。
2. 有效監督,對癥下藥。畢業設計(論文)工作進行到中期時,系里為了加強對畢業設計(論文)工作的監督管理,一般要求安排一次中期檢查。該檢查能發現一些問題,但對這些問題造成的結果卻很難預知。這樣的話,發現缺點往往不能及時糾正,任其發展下去必將導致不良后果。這時,如果用該計算機輔助評估預測系統進行一下“中期評估”,各種問題可能導致的結果將一覽無遺,且該系統會幫助教學管理人員清楚地發現各種導致畢業設計(論文)工作成績偏低的原因,從而有針對性地,高效率地對缺點進行糾正,對優點給予肯定,保證畢業設計(論文)工作順利進行,最終取得優異成績。例如,99屆某老師所帶設計組,由于指導教師出勤率過低,中期檢查時系統評估預測該設計小組成績偏低,系領導馬上對指導教師進行了批評教育。由于糾正及時,最終這個小組成績達到了總體平均成績。
3.總結校核,公平合理。畢業設計(論文)工作結束后,系里要對指導教師、學生的工作學習成績進行評定。由于諸多非客觀因素的影響,結果往往難以做到公平合理。此時借助該系統對畢業設計(論文)工作的成績進行校核評估,可使畢業設計(論文)成績評定1:作更加公平合理。該軟件是“誠實的檢查官”,只要輸入的各項參數正確,系統將實事求是地予以評分,這就摒棄了人為因素的干擾。
2012年,教育部下發《關于全面提高高等教育質量的若干意見》,提出提高人才培養質量的“轉觀念,立標準,調結構,促改革、強保障”15字政策措施。高校工程類專業學生應滿足實用性與工程性的要求,在工作中能較好地應用專業知識解決工程中存在的問題,具備工程師基本素養。畢業設計(論文)是培養學生綜合應用所學知識解決實際問題的能力和學生進行知識創新的主要途徑,是實現教學、科研和社會實踐相結合的訓練過程,是學生畢業及學位資格認定的重要依據;同時也是本科人才培養方案中學分比重最大的、最重要的實踐教學環節,能綜合反映高等工程教育教學質量與水平。根據《工程教育認證標準》要求,畢業設計(論文)選題要結合本專業的工程實際問題,培養學生的工程意識和協作精神,以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力,對畢業設計(論文)的指導和考核要求有企業或行業專家參與。
畢業設計(論文)作為綜合實踐教學環節,包含畢業設計和畢業論文兩種類型。從筆者調查的情況來看,80%以上學生選擇做工程設計。根據建筑環境與能源應用工程專業(以下簡稱建環專業)規范[1],專業工程方案與施工設計的主要實踐單元和知識技能點包含:掌握綜合工程方案設計的方法;掌握建筑負荷計算、設備選型、輸配管路設計、能源供給量等的計算方法;熟悉工程圖紙正確表達工程設計的方法;熟悉工程設計規范、標準、設計手冊的使用方法,能夠進行方案論證選定,并做出運行調節方案。
針對畢業設計環節各高校建環專業開展了形式多樣、內容豐富的教學改革研究。丁云飛等[2]提出畢業設計環節應該有效利用社會資源,變校內工程設計為校外工程設計模式,或模擬設計院場景進行多專業綜合畢業設計,并以不同類型的重點工程為依托,在設計的不同階段邀請工程行業專家講授設計過程和設計方法,強化設計理念,以達到強化學生工程能力培養的目的。周義德等[3]針對“如何滿足‘一人一題’的要求”和“畢業設計如何與當今技術的發展相結合”等問題進行了探索,尋求有效提升畢業設計教學質量的途徑。趙海謙等[4]從六個方面探索建環專業畢業設計自主學習能力的培養,強調以學生為主體的教學理念,重視學生終身學習能力的培養。李俊梅等[5]從專業內涵出發,探討了在系統設?過程的各個階段如何培養學生的節能意識,幫助學生建立建筑節能工程理念。張健[6]探索在畢業設計階段采用情景模擬教學法,提高學生主動思考問題的能力、應變能力和口頭表達能力,強化學生分析問題、解決問題和創新思維的能力,以適應社會的需要。謝東等[7]針對當前暖通空調領域存在的問題,總結出“一題多方案、一方案一人,多方案比較”畢業設計新的指導方法。
本文在相關文獻研究的基礎上,根據專業規范要求和工程教育認證標準,針對筆者所在學校畢業設計教學過程中存在的對學生工程能力培養不足的問題,尤其是對近年來暴露出的典型問題進行系統反思,從畢業設計全過程教學管理角度,探索基于工程能力培養目標,提高建環專業畢業設計教學質量的有效途徑,可供相近專業參考。
一、 典型問題分析
(一)指導教師隊伍建設滯后,教師工程教育能力不足
隨著高等教育的快速發展,學生數量迅速增加,生師比普遍較高,按“一人一題”要求教師的指導工作量繁重,教育教學資源不足。從擬定畢業設計選題到畢業設計答辯工作結束,畢業設計指導工作周期長,任務重,而且指導教師往往還同時承擔了其他課程的教學任務和科研任務,能實際投入畢業設計指導的時間有限。此外,多數年輕教師雖有注冊公用設備工程師資格,但缺少足夠的工程實踐現場鍛煉經歷,對多樣化的畢業設計題目指導能力明顯不足。
(二)工程設計計算內容雷同,工程創新意識不足
雖然畢業設計題目不同,選用建筑也不同,但設計內容多數套用往屆模板,系統方案雷同,缺少對工程領域新技術、新設備和新方案的應用。比如,公共建筑的暖通空調設計,對空調方案學生只會就全空氣與空氣―水系統方案進行簡單比較,設計內容限于夏季定風量工況,對冬季和過渡季節缺少分析說明;風管設計只考慮空調送風管路,對新風、回風與排風不作說明;冷熱源方案只會傳統的電動制冷+熱水鍋爐,或采用冷熱同源的直燃式溴化鋰機組、風冷熱泵機組,很少結合建筑功能和使用特性進行冷熱源配置,鮮見采用可再生能源方案。這表明學生專業知識面過窄,對專業前沿技術缺乏了解,工程創新意識不足。
(三)設計說明文件缺乏分析,工程應用能力提升不足
畢業設計過程中,學生自主學習意識不強,方法和手段單一,文獻查閱能力不足,缺乏團隊協作精神和工程系統觀念。建筑環境與建筑能源系統設計方案很少提供施工說明與運行調控策略,僅僅限于典型工況設計和設備選型計算,對設備與建筑如何協調、冷暖設備容量在部分負荷下如何調控、管網輸配動力裝置如何調節等缺乏系統分析。大多學生雖能套用設計手冊和應用工程設計軟件,但對參數取值依據和計算結果的合理性不能進行有針對性的說明,不會用簡練的文字和評價指標表達設計內容的合理性。學生最終能完成設計計算說明書,但對設計的優缺點認識不足,缺少團隊訓練,不能合理評價自己的設計成果;學生能采用專業繪圖軟件,但對如何應用平面圖、系統圖、剖面圖和大樣圖等綜合表達設計意圖缺乏整體認識,設計說明依據不充分??傊瑢W生應用理論知識解決工程實際問題的能力明顯不足。
(四)就業壓力下學生畢業設計投入精力不足,崗位責任意識不強
畢業設計選題和任務書一般在第七學期下達,實際實施大都安排在第八學期。而這一階段,許多學生忙于找工作,畢業設計被迫為就業讓步,學生對畢業設計投入精力不足。有些用人單位還要求已簽約的學生提前上崗,致使學生無暇顧及自己的畢業設計。一些學生主觀上對畢業設計的重要意義缺乏認識,降低對自身的要求,認為能順利通過答辯就行,有的甚至敷衍抄襲,尤其是圖紙照抄的現象非常普遍。多數學生崗位意識不強,缺乏工程責任意識。
(五)缺乏畢業設計過程質量控制措施,工程質量意識不足
目前,畢業設計指導主要以每周一次集中輔導與分散答疑相結合的方式為主,但集中輔導時間較短,指導教師對學生實際獨立完成情況的了解不充分,僅根據所提交成果質量進行評分,缺少有效的檢查手段,對學生畢業設計過程督促檢查不嚴,導致部分學生蒙混過關。階段設計成果沒有量化考核標準,過程質量難以控制,不同指導教師評分標準存在較大差異。此外,學校對畢業設計指導教師工作評價重量輕質,按學生人數計算學時量,對指導過程及教學質量缺乏有效評價機制和獎懲制度。
二、 基于工程能力培養的畢業設計過程管理途徑
隨著學科交叉的發展,以及學生跨專業就業的情況越來越多,建環專業畢業學生可以從事設計、施工、監理工作,也可以從事制冷空調設備研發、制造、工程造價咨詢、物業設備管理等工作。這就要求學生專業知識面寬,基礎功底深厚,具備再學習能力[8]。在畢業設計教學環節,應培養學生掌握一般的工程應用原理,以“問題導向”引導學生學會學習的方法,更應注重授人以 “漁”,教會學生如何將所學工程知識應用到工程項目中去,分析和解決實際工程問題。這就需要完善畢業設計指導實施細則和制定畢業設計成果質量標準,規范指導教師和學生行為,確保畢業設計教學質量,以達到工程教育的培養目標要求。
根據上述畢業設計環節存在的典型問題及其原因,結合筆者所在專業的實踐情況,可從以下幾個方面加強畢業設計全過程教學質量管理。
(一)利用校企合作平臺資源,加強畢業設計指導教師隊伍建設
建環專業職業崗位要求的工程素質是綜合素質,其中,專業技術知識素質要求學生能全方位了解建筑環境營造和建筑能源設備使用過程,熟悉建筑能源系統的能耗特性,掌握室內環境調控和提高建筑能源利用效率的基本理論和方法,熟悉建筑環境與能源工程管理方面的基本原理和方法,熟悉專業標準和現行規范。校內外指導教師首先要具備相應的知識和技能,具備相應工程設計經歷,并懂得如何指導學生達成畢業設計教學目標,才能確保畢業設計的教學質量。
學校通過與多家企業共建工程實踐教育中心,企業提供生產實習和畢業實習崗位,學校邀請企業專家到校授課和參與畢業設計環節指導。比如,重慶科技學院與重慶盛世新興格力電器銷售有限公司共建工程實踐教育中心,同時與格力電器銷售旗下的十幾家企業建立合作關系,專業教師可到企業進行工程鍛煉,提升教師的工程教育能力;同時,學生結合實習崗位進行畢業設計選題,并邀請企業暖通專家參與畢業設計過程指導,參與畢業設計答辯,按工程設計標準與規范要求對學生畢業設計成果進行評價等。這就形成了畢業設計指導教師的“雙師型”隊伍,有利于促進畢業設計教學環節的教師工程教育能力持續提升。
(二)從源頭抓好畢業設計選題申報、任務書和開題報告的組織管理
畢業設計全過程包括畢業設計選題、任務書下達、外文翻譯和開題報告、畢業設計計算說明與繪圖、成果提交與畢業答辯等五個階段,每一個階段實施情況都直接影響學生工程能力的培養質量。
應從源頭質量控制抓好選題申報、任務書下達和開題報告的審核工作。選題申報要確保每個題目所涉及的設計項目對象和范圍要明確,避免同一項目簡單更換地點重復申報;任務書所涉及內容應符合畢業設計教學要求,具有先修課程基礎,體現綜合性與應用性,對設計成果的數量和形式要明確,同一專業的設計深度要求應一致,不能超出學生能力范圍。
好的開題報告,是畢業設計的良好開端,可以訓練學生結合實際項目進行系統方案設計和設備選型,進一步熟悉設計任務和要求,為后續設計計算和繪圖奠定基礎。畢業設計的開題報告不同于畢業論文,應結合選題和任務書中的實際項目,做建筑環境或建筑能源系統的方案設計論證說明,同一項目不同設計范圍的學生要確保系統方案有一定差異性,避免學生開題報告內容空洞、概念堆砌,從而避免后續設計內容因采用相同方案而互相抄襲。在畢業設計初期,指導教師引導學生查閱專業標準、規范和設計手冊,結合實際項目提出不同的系統方案,繪制系統方案草圖,讓每個學生結合自己的項目實際進行初步設計與論證。組織學生開展方案設計大討論,并在小組討論中發言,充分認識方案設計的可行性與合理性,最后形成文字說明,作為開題報告的主體內容。尤其是針對團隊課題,開題報告要組織集中開題,明確學生的分工與設計范圍,指導教師可以根據學生所做方案的合理性、口頭和文字交流表達能力進行實時評價,幫助學生建立工程設計規范意識和團隊協作意識,形成工程設計系統方案比較的初步能力。
(三)抓過程質量控制,建立畢業設計成果分級評分標準
在開題方案設計基礎上,畢業設計的具體內容包括負荷計算、空氣處理過程計算與設備選型、房間氣流組織計算與風口選型、空?庥肜淙人?管路布置與水力計算、冷熱源機房系統設計計算等。針對不同類型的建筑項目、設計參數和指標取值、系統方案類型和設備管路布置方式等,可成立畢業設計指導教師教學團隊,共同制定專業的畢業設計指導實施細則,同時確定畢業設計成果的質量分級評分標準。以負荷計算為例,實施細則應明確負荷計算所采取的方法,根據設計要求明確計算內容深度,若施工圖設計階段要求房間冷負荷應逐時計算,典型工況設計指標作為設備容量配置的依據;若需要制定全年運行調控策略或冷熱源采用了可再生能源技術,還應進行全年動態負荷計算。對負荷計算結果的分析說明,應明確要求對負荷構成特性、日變化特性和全年冷熱負荷指標進行比較分析,結合建筑類型和主要房間功能說明負荷指標的合理性。對設計內容的完成數量和質量,實施細則應給出必須完成項、選擇完成項和特色加分項,并在任務書下達時充分說明,使學生從一開始就有明確的學習目標和努力方向,形成結果倒逼的工程評價思維。
建立畢業設計成果質量評分標準,按不同階段的設計內容提煉知識點,對應不同知識點說明其對工程設計能力培養的支撐作用,將學生的工程能力培養程度分為不滿足、基本滿足、較滿足、滿足和優秀五個等級,細化評分標準。按學生階段提交成果對工程能力培養的達成度進行等級評分,有利于指導教師客觀、公正地評價學生,及時反饋階段評價結果,促進學生對畢業設計過程質量的重視,有利于加強對學生和指導教師的過程管理,形成工程質量標準意識。
(四)協調學業與就業關系,注重學生工程文化素質培養
當前,高等教育發展成大眾化教育,應用型人才培養與社會需求的矛盾尤為突出。一方面,用人單位對高校工科畢業生的實踐能力和操作水平要求越來越高;另一方面,隨著高校的擴招,地方高校受地域和教育資源的限制,學生就業壓力越來越大。通過提高畢業設計教學質量,規范學生畢業設計期間的行為,協調好畢業設計與就業的關系,確保學生有效投入畢業設計的時間,促進畢業生更好就業。畢業設計的選題與過程指導盡量考慮學生的就業取向,根據未來可能的崗位工作內容來開展畢業設計,有利于激發學生的學習主動性,能更快適應崗位工作要求。學生申請校外畢業設計應滿足專?I對口,并有明確的校外指導老師,否則,學生應在校內教師指導下完成畢業設計內容。
由于建筑工程涉及主體利益、風險與責任的分配等問題,這就要求學生能初步分析工程設計結果應用可能帶來的社會、經濟和環境方面的風險,會進行技術經濟綜合比較,將設備及系統的初投資與運行費用結合用戶需求進行綜合考慮,進行系統決策和理性思考。因此,在畢業設計階段加強培養學生的工程文化素養,建立職業使命感和責任心尤為重要。指導教師專題案例教學,可邀請行業專家到校授課,讓學生更好地將畢業設計內容與未來工作崗位職責相聯系,全面分析不同的設計方案對工程應用帶來的影響。通過工程文化教育幫助學生樹立正確的工程價值觀,使建環專業工程人才具備相應的人文精神和情懷,才能在將來的職業崗位上擔當綠色能源工程師的使命。
(五)利用互聯網+畢業設計進行教學管理,加強學生的規則意識
隨著教育現代化程度的越來越高,計算機和網絡在大學教育中已經普及。針對大學生信息時代下的學習特點,合理利用智能手機和互聯網平臺開展畢業設計教學管理已成為可能?;ヂ摼W教育模式的本質就是在師生分離的情況下,借助于互聯網信息技術開展新型的教育教學模式,實現“以學生為中心”的教學理念,而教師則成為整個教學活動的組織者和引導者?,F有的雨課堂、課堂派等微信平臺和今目標等網絡免費共享平臺,可以實現手機與計算機信息共享。
在畢業設計期間,指導教師可以利用這些網絡平臺進行教學過程管理,實現考勤點名和設計進度控制,布置階段任務。學生通過公眾平臺在規定時間內提交指定部分內容,共享項目資源;同時可以不受時間和空間限制,開展網絡討論,讓同學們分享階段設計成果,交流學習經驗;對學生提交的成果可以進行,教師可以實時掌握每個學生每天畢業設計進展情況。這樣,手機、筆記本電腦與網絡不僅不會干擾學習,反而是必需的學習工具與途徑。這種教學方式和途徑,既能激發學生熱情,也有利于促進學生形成良好習慣,按時完成各階段設計任務,避免畢業設計前松后緊、復制抄襲等現象,遵守網絡規則,也有助于形成良好的工作習慣和規則意識。
關鍵詞:土木工程專業;畢業設計;質量控制;PDCA循環控制
中國分類號:TU;G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)01-0101-02
一、前言
畢業設計的質量就是土木工程專業教育質量的體現,畢業設計質量的高低直接影響學生畢業后在工作崗位上能力的發揮,也是一所高校教育質量的直接反映[1-2]。戴素娟等(2009)從重視畢業設計動員、加強師資隊伍建設、合理選擇畢業設計題目、適當提前畢業設計時間、加強過程指導、完善評價體系等方面,提出了提高土木工程專業本科生畢業設計質量的一些建議[3]。徐曉紅等(2015)從工程實踐能力培養出發,對實踐教學中的畢業設計和課程設計環節進行分析和研究,找出影響畢業設計質量的主要因素,從多方面分析研究對策,確定有效的改革措施,建立系統的質量保證體系[4]。
本文通過分析土木工程專業畢業設計中存在的主要問題,提出了基于PDCA循環控制的方法和提高畢業設計質量思路,以期為今后指導學生畢業設計提供可參考的方法。
二、土木工程專業畢業設計中存在的問題
通過整理2011屆-2015屆土木工程專業畢業學生的畢業設計,從設計準備階段、選題階段、設計階段和成果提交階段,對畢業設計中存在的問題進行了分析。主要問題包括:(1)選題形式單一,主要是以設計類題目為主,研究類題目較少。(2)選題范圍比較窄,結構形式較少,主要為框架結構,其他結構形式較少。(3)學生查閱和運用規范的能力比較弱。(4)指導教師的平均指導人數多,教師精力投入不足。(5)畢業設計硬件資源不夠,指導老師對學生的指導難度增加。由于學校學生的規模持續增加,使得現有的教學資源無法滿足學生的使用要求。(6)由于部分畢業生因就業及參加考試等客觀原因,學生用在畢業設計的有效時間不夠。
三、PDCA循環的質量控制思路
PDCA循環是計劃(Plan)、執行(Do)、檢查(Check)、處理(Action)工作循環的簡稱。它是企業推行全面質量管理(TQC)在方法上的重大變革。這個循環工作法是美國的戴明發明的,故又稱“戴明循環”[5-6]。這4個階段的主要工作為:第一階段為計劃(P)階段:確定任務、目標、活動,并作好所有需要的軟、硬件準備工作;第二階段為執行(D)階段:按照計劃要求及制定的目標、標準、操作規程去組織實施;第三階段為檢查(C)階段:將實際工作結果與計劃內容相對比,通過檢查,看是否達到預期效果,找出問題和異常情況;第四階段為處理(A)階段:根據比較結果采取一定措施,糾正偏差、總結經驗、改正缺點。
四、PDCA循環控制在畢業設計設計階段中的應用
根據土木工程專業畢業設計的特點,將設計階段分為4個階段,即方案設計階段、方案設計階段、設計階段和結成果提交階段。在畢業設計設計中引入PDCA循環質量控制原理,加強畢業設計全過程控制。
1.方案設計階段。方案設計是畢業設計的重要環節,方案設計的優劣,決定著畢業設計的最終質量。以最優設計方案為目標,要求學生提供至少兩個方案,并提供相應的方案設計說明和圖紙。學生對兩個方案結合規范進行自我評價,并提交評價報告。指導教師結合規范要求、畢業設計要求,確定合理方案。
2.建筑設計階段。建筑設計階段所要完成的主要任務是建筑施工圖的繪制,包括建筑首層平面圖、建筑標準層平面圖、屋面排水圖、建筑立面圖、建筑剖面圖、樓梯平面圖、單元大樣圖、墻身大樣圖及節點詳圖等。在明確設計任務后,學生應根據所選的最優設計方案,補全建筑施工圖,并對建筑施工圖進行認真反復的檢查和修改。檢查內容包括:(1)建筑平面圖表達內容。一是主要構件的構造要求及做法。如二層出入口處的雨篷平面、屋面的排水方式、女兒墻等等。二是尺寸標注。建筑平面圖的尺寸標注包括平面尺寸和標高。平面尺寸包括總尺寸、定位尺寸和細部尺寸。標高應標注室內外地坪、樓面、地下層地面等處的標高。(2)建筑立面圖表達內容。一要明確建筑物的外貌特征,包括形狀、位置以及各部位所用面材及色彩。二是要檢查立面必要的豎向尺寸和標高表達是否完整。如窗口高度、樓地面標高、門窗洞口標高等。(3)建筑剖面圖表達內容。既要明確房屋內部結構的構造特征及做法。也要檢查是否完整表達了建筑物的豎向尺寸和標高。如建筑高度、各層樓面、陽臺、樓梯平臺、屋面板頂等尺寸和標高。(4)建筑詳圖的表達的內容。如樓梯、墻身、散水、窗臺等的細部構造和尺寸等。
3.結構設計階段。結構設計階段需要完成的任務包括結構平面布置和構件詳圖配筋圖。結構平面布置圖應采用和建筑施工圖相同的比例,不同的結構形式結構平面布置圖的內容不一樣。對于鋼筋混凝土框架結構應包括基礎梁、標準層梁、框架柱平面布置、標準層板配筋圖及屋面板配筋圖等。構件詳圖主要包括基礎、樓梯、陽臺、雨篷、梁、柱等構件詳圖。在完成所布置的任務后,應對主要內容對照計算書進行詳細檢查,并逐一進行修改。
4.設計成果提交。土木工程專業畢業設計成果包括畢業設計計算書和符合規范的設計圖紙。由指導教師對學生設計成果進行全面檢查。一是檢查計算書的內容。結構計算書內容宜完整、清楚,計算步驟要條理分明,引用數據有可靠依據,構件編號、計算結果應與圖紙一致。當采用計算機程序計算后,總體輸入信息、計算模型、幾何簡圖、荷載簡圖和結果輸出應整理成冊。二是檢查建筑和結構施工圖。圖紙內容要完整和準確。建筑施工圖包括建筑施工圖設計說明、建筑平面圖、建筑立面圖、建筑剖面圖、建筑詳圖。結構施工圖包括結構設計總說明、基礎平面圖、基礎詳圖、各層結構平面圖、屋面結構平面圖、鋼筋混凝土構件詳圖、節點構造詳圖、樓梯圖等。
五、結論
畢業設計是土木工程專業整個本科教學過程中最后一個綜合性的教學實踐環節,是學生綜合運用土木工程專業基本理論和專業技能分析和解決工程實際問題、實施獨力工作和創新研究的演練過程,也是對學生學習能力和專業素質的全面檢查。畢業設計過程管理是保證學生按時完成畢業設計任務的重要條件,指導教師要清楚掌握學生設計狀況,從而能夠進行有效的監督、指導。將PDCA循環應用于畢業設計全過程的探索和實施,將在畢業設計選題的標準化、設計內容的規范化以及管理過程的科學化等方面起到積極作用。
參考文獻:
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The Quality Control of Civil Engineering Graduation Design Based On PDCA Cycle Control
YANG Yong-dong,ZHANG Zhen-ning,TENG Zun-li,WANG Feng-jiao
(College of Civil Engineering,Longdong University,Qingyang,Gansu 745000,China)
針對目前高校土建類專業畢業設計大多為各專業單獨實施、缺乏多專業配合的現狀,文章提出了基于工程項目的土建類多專業協同畢業設計模式,采取組建工程項目所涵蓋的多專業畢業設計團隊、搭建設計平臺、創建協調評價考核體系等方法,培養畢業生的整體工程意識。從實施的效果來看,學生參與的積極性非常高,知識面得到進一步拓展,工程設計能力有了明顯提高。
關鍵詞:工程項目;畢業設計;教學模式;教學研究
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2013)04011704
一個系統的工程項目設計涉及建筑學、結構、巖土工程、給排水、暖通空調、電氣、室內設計等多個專業。整個過程是一個多專業、多學科交叉的組合設計過程,也是體現各個專業創造性思維的過程。該過程由方案設計、初步設計、施工圖設計等幾個階段組成[1]。在整個設計過程中,土建類各專業之間如何協調合作,對設計、招投標、施工、運行管理等各方面起著至關重要的作用。設計過程中的有效溝通,不僅能把各個專業的創造性思維融入到建筑實體內,而且能夠最大限度地降低建筑設計、施工、運行維護費用,使建筑保持設計者的初始設計理念。因此,加強各專業的融合,樹立“大土木”意識顯得尤為重要。
一、 土建類人才培養的現狀與不足
目前很多參與高層建筑設計的工程師、項目經理都深深地體會到,一個大型建筑工程項目就各個專業而言是相當優秀的設計,但結合在一起有時卻并不完美。出現此類情況,表象是各個子專業與整體建筑的不協調,其實質是土建類各專業設計人員對專業以外的其他專業的基礎知識欠缺,對相關設計規范、設計流程不了解,局部獨立性、片面性較強,全局系統性、整體性較差,對本專業的工程技術問題多以點狀形態體現,對土木工程的全貌缺乏認識,工程設計大局觀不強,尤其是在設計過程中缺乏有效的溝通與協調,造成項目建設過程中浪費了大量的人力、物力、財力。歸根結底,這些問題的出現反映了中國現行土建類人才培養模式的弊端。目前中國各高校土建類專業的學生培養模式仍停留在傳統的專業細分、單獨培養的模式上,土建類各專業畢業生在畢業設計過程中缺少有效的溝通,畢業設計僅局限于本專業范圍內[2]。通過這種畢業設計模式培養出來的畢業生進入工作崗位后,仍需要較長一段時間才能適應實際工作的需要,并出現畢業生在實際工程項目設計過程中與其他各專業協同性差的現象。
二、“基于工程項目的土建類多專業協同畢業設計模式”的定義與意義
“基于工程項目的土建類多專業協同畢業設計模式”(Engineering Collaborative Graduation Design Mode,以下簡稱“ECGDM”)是以在校畢業生為主體,以實際工程項目為依托,模擬建筑設計院的工程設計模式,從多個專業的畢業生中分別選取少數學生組建成一個設計團隊,通過多方位的交流溝通與協調,完成一個具體項目的畢業設計任務,得到一套集土建類各專業于一體的、完整的設計施工圖和相應的圖像資料。通過該實訓環節的培養,使在校學生在畢業設計階段就得到了本應在實際工作中才能得到的鍛煉,有助于提高學生適應社會需要的能力,對培養高素養的專業技術人才具有重要的現實意義。
(一)培養大局觀念,建立整體意識
以工程項目為基礎,將土建類各專業在校學生組建成一個畢業設計團隊,將實體工程項目設計作為畢業設計任務,通過整個設計過程的訓練,使各專業學生能夠從整體去了解、認識建筑,培養學生的整體設計思維,從源頭上促使土建類各專業設計人員在從事工程項目設計時能顧全大局,全面掌握工程的具體規劃和實施情況,從整體的角度來部署整個工程設計,并幫助學生掌握正確的設計程序和步驟[3]。經過這一方式完成的工程設計,將充分體現工程項目和建筑環境的和諧統一,建筑與環境更加相得益彰。
(二)提高溝通協調能力,增強團隊合作意識
多專業協同畢業設計模式能促使團隊成員牢固樹立團隊合作意識,養成經常和其他專業成員溝通、協調的良好習慣。這將大大減少后期各相關專業在施工、管理、維護過程中產生的矛盾,最大限度地降低施工、管理、運行、維護等建筑成本。該培養模式大大提高了高校培養土建類工程技術人才的實效性。
(三)拓寬知識層面,提高創新能力
以工程項目為基礎的畢業設計團隊,其成員之間經常進行各專業內容的交流,能促使團隊成員相互學習、相互啟發,團隊成員的知識面得到有效拓展[4],使成員自身素質得到提高,達到共同進步的目的。此外,不同專業背景設計團隊成員之間的交流,在一定程度上能起到促動科研思維,解放專業思想,提升專業創新能力的作用。
(四)夯實基礎,提升適應社會的能力
設計所采用的工程項目來源于實際建設項目,有利于學校育人與社會用人的接軌,根據社會需求有針對性地開展人才培養。通過對土建類專業畢業設計協同配合的設計型人才培養,使畢業生能夠比較系統、全面地了解各建筑專業相關知識,掌握各專業設計流程,熟悉相關專業的交叉點,并有意識地去協調處理設計過程中專業之間的分歧問題,使學生在畢業設計中體驗實際工作氛圍、工作環境和工作方式,使其能更快地融入實際工作,縮短工作適應期,滿足未來建筑設計發展的要求。
(五)儲備技能,為培養工程項目管理人才奠定基礎
隨著建筑市場的逐步規范,工程項目基本采用項目經理承包和管理的模式。作為一個工程的項目經理,往往需要具有“大土木”的觀念和相應的專業知識技能,需要了解各個專業在整個項目中的具體運行情況,通過該畢業設計模式的培養,可以在一定程度上儲備相應的專業知識,加強學生的創業和管理能力,為其未來的發展打下堅實的基礎。
三、實施“ECGDM”的具體措施
近年來,筆者所在學院開展了“基于工程項目的建筑類多專業協同畢業設計模式”的探索與實踐,實施的具體措施如下。
(一)確定工程項目類型
從實際的工程項目中挑選合適的項目作為畢業設計題目是實施ECGDM的關鍵。作為畢業設計的工程項目應滿足以下基本要求。
(1)設計內容全面。為確保全面、順利實施ECGDM,所選工程項目的設計內容應涵蓋土建類各個專業,如:建筑、結構、巖土、給排水、暖通空調、電氣等,如條件成熟,甚至可以加入城市規劃和道路橋梁等專業。
(2)設計工作量飽滿。目前高校土建類學生畢業設計時間大致為12~16周,在選擇工程項目時,應充分考慮學生的實際情況,合理安排設計的工作量,既要保證學生能如期完成,又不能讓學生在設計過程中感覺特別清閑。不過,為了保證設計小組有充分的時間相互溝通、協調,工作量可比獨立設計的工作量稍少。
(3)設計難度適中??紤]到學生是首次進行工程項目設計,設計難度應適中。工程項目也不宜過大,學生最后的設計施工圖最好能控制在一定數量范圍內。
(4)工程項目的使用功能應具有代表性。土建類學生畢業后從事設計工作以工業與民用建筑項目居多,在選擇作為畢業設計用的工程項目時應考慮其使用功能的普遍性,盡量避免選用服務于特種行業的工程項目。
(二)組建畢業設計教師指導團隊
ECGDM能否順利實施,指導教師是關鍵。為此,應組建高水平的畢業設計教師指導團隊,對進入該團隊的指導教師要嚴格篩選。此項工作可分兩步走。
(1)挑選具有豐富工程經驗的各專業教師作為團隊的指導教師。畢業設計教師指導團隊的成員應該涵蓋各個專業,每個專業確保有1名指導教師,并且該教師應擔任過實際工程項目的設計工作,具有相對豐富的工程經驗,能熟練掌握并制定優秀設計方案,能正確處理設計過程中遇到的專業問題,懂得如何協調處理與其他專業的“打架”現象。如果學校不具備該條件,可通過不同途徑從設計院聘請相關設計人員。
(2)適當吸納部分青年教師參與??蛇m當吸納部分青年教師參與畢業設計教師指導團隊。一方面可將部分指導工作分流,減輕老教師的工作強度;另一方面通過鍛煉,盡快提高青年教師的實踐工程能力,彌補當前高校土建類專業青年教師參與實際工程項目機會少、有效解決實際工程問題能力差、理論與實際聯系不緊密等方面的不足,以老帶新,提升教師的整體指導水平。
(三)組建畢業設計小組
選定畢業設計項目后,指導教師根據設計內容制定畢業設計任務書。通過畢業設計動員,從自愿報名的學生中每個專業挑選1~3名畢業生組成實施ECGDM的畢業設計小組。指導教師應將具體的設計任務和設計要求對小組作詳細的說明和安排,各組則根據要求做好畢業設計的各項準備工作。
(四) 搭建設計平臺
為保證畢業設計小組能較好地完成畢業設計任務,取得較好的畢業設計效果,應搭建畢業設計平臺,提供一定的畢業設計條件。主要包括以下5個方面。
(1)場地。為將土建類多個專業有效地融合,加強各專業的相互配合、了解和滲透,應給畢業設計小組提供一個獨立的設計場地。畢業設計小組的成員可以集中商討設計方面的問題,同時也為教師指導學生提供一個便捷的平臺。目前有不少學校申請加入了“卓越工程師人才培養計劃”,配備了專門的場所來保證該計劃的實施,利用該場所進行畢業設計可以有效提高該場所的使用效率。
(2)資料。設計過程中需要各專業的設計手冊、規范、技術措施、標準圖集等相關資料,這些資料可以通過學校圖書館、學院圖書室和各專業的資料室獲得。此外,學生還可從相關的專業網站獲取大量的專業文獻和類似的參考圖例。不過,從網上獲取相關資料時,應仔細甄別,避免被某些不太合理的設計引入歧途。
(3)實習基地。參與設計的學生是第一次接觸工程項目設計,缺乏現場經驗和感性認識,僅僅依靠理論知識難以有效地解決有關設計問題。應建設合適的實習基地,設計小組成員帶著問題去現場,對照實物范例,找到解決問題的具體辦法和措施,許多疑難問題就可迎刃而解。
(4)交流平臺。設計團隊必須要有一個很便利的交流平臺,以便各專業設計成員能隨時針對設計中存在的問題進行交流和溝通??赏ㄟ^建立QQ群和使用電子郵件,老師和學生均可隨時就設計中的問題進行協調指導和問答。從實施的情況來看,該平臺十分有效,學生的疑問可以隨時得到教師的指導而被很快解答,從而保障畢業設計的如期進行。
(5)經費。工程項目涉及的內容很多,涵蓋各個專業,設計過程必然涉及費用問題。如工程項目的外觀效果圖、3D動畫、項目規劃圖、各專業的設計施工圖以及資料等費用。因此,設計團隊的運作需要一定的經費支持。該項經費可通過課題經費和學校的畢業設計經費兩方面來解決。
(五)創建運行機制,建立管理制度
ECGDM的順利實施,需要一定的運行機制和管理制度來保障;理順設計程序,建立有效的運行機制和畢業設計管理制度是ECGDM順利實施的關鍵。為此應做到以下幾點。
(1)規范早期準備工作,特別是安排好各專業介入的先后次序。以某一幢建筑物建設工程為例,土木工程各專業應作為設計的主體,給排水、暖通空調、建筑電氣等專業應為配套專業,因此,土木工程相關專業應該提前介入,尤其是建筑學專業、城市規劃專業。目前大多數高校的畢業設計時間安排在7-8學期,為了在畢業設計開始時能有一個大致的設計參照物,城市規劃和建筑學專業可利用之前的課程設計環節,將選定的工程項目進行初步建筑設計。畢業設計開始時即將該初步設計方案提交給其他各個專業,畢業設計階段再依據其他專業提出的設計要求來完善該初步設計,并不斷加強其設計深度,最終完成施工圖。其他專業以此建筑圖為依據,根據建筑物的使用功能,結合專業的具體內容,分別對其他專業提出設計要求,在充分協調的基礎上開展本專業內容的設計。
(2)建立定點、定時考勤制度。畢業設計階段,指導教師團隊應全面掌控設計的過程和質量,真正落實設計目標,在提供的設計場地每周定時進行考勤,師生聯動,從思想上高度重視該畢業設計,確保有充足的畢業設計時間。
(3)做好進度計劃。為了能按時、保質、保量地完成畢業設計任務,指導教師團隊應制定詳細、周密的畢業設計進度計劃,內容可具體到每周應完成的工作量,便于學生了解具體的設計任務,并根據設計進度計劃來調整自己的設計時間。
(4)召開專業協調例會,填寫協調聯系單。在畢業設計階段每周至少開一次專業協調會,所有參與設計的人員均應到會。會上各專業同學就設計過程中的問題進行協調,并將協調的內容和協調結果填入協調聯系單。這樣,一方面可培養學生良好的工作習慣,同時也為后續的設計提供文字資料。
(5)明確設計目的,做好圖紙會審。多專業協同畢業設計的目的是使工程設計中的各專業更和諧統一,更好地發揮其有效功能。因此,在畢業答辯前應組織一次設計圖紙會審,各專業應做好圖紙會審紀要。針對會審過程中提出的相關問題進行修改,形成最終的畢業設計成果。
(六)制定有關設計成果的質量評價體系
實施ECGDM,其畢業設計成果的考核方式和質量評價體系與傳統模式應有本質區別。除考核專業范圍內的具體設計內容外,給其他專業提出順利開展本專業設計的設計條件、協調各專業的設計工作等應在考核中占有一定份量。為此,應專門制定針對ECGDM的畢業設計質量評價體系。筆者所在課題組制定的考核標準見表1。
四、結語
近年來,有部分高校的教師開展了該模式的相關討論和研究,但實際教學中其研究成果難以有效推廣,主要受到以下因素的制約:
(1)學校設置的相關專業不夠全面。如果設計團隊中缺少幾個專業,實施該模式的效果不明顯。
(2)師資力量有限。目前很多學校的專業教師力量較薄弱,而不少青年教師直接從學校畢業任教,缺乏與其他專業協調的工程經驗。
(3)畢業設計時間短。畢業生第一次面對工程設計,對很多內容感覺陌生,需要一定的時間去學習和消化,但不少高校給予學生設計的時間較短。沒有時間的保證,該模式很難進行。
可見,在高校人才培養過程中實施“基于工程項目的土建類多專業協同畢業設計模式”,涉及面廣,需要具備的條件較多。如何有效促進該畢業設計模式的順利進行,確保最大程度地提高畢業生的設計能力,增強畢業生“大土木”工程意識,還需要從事土建類專業技術人員群策群力,集思廣益。期待能有更多的專業人員來關注和探討該問題,以促進土建類專業的可持續的快速發展。
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Exploration and practice of multiprofession collaborative graduation design mode of civil engineering based on engineering project
CHEN Gang, LI Huimin, GAN Yuanchu, YANG Haihui, YUAN Huashan
(School of Urban Construction, University of South China, Hengyang 421001, P. R. China)
Abstract:
校級優秀畢業設計評價是過程監控的最后一個環節,是學校對各二級學院優秀畢業設計成果的綜合檢驗,學校嚴把質量關,原則上校級優秀畢業設計比例不得超過畢業生數的5%,學校組織專家組評審優秀畢業設計,同時對于有爭議的畢業設計成果送校外專家進行盲審,確保評優過程公平公正。學校制訂校級優秀畢業設計的基本評價標準主要包括:選題質量、文獻資料應用能力、調查研究能力、畢業設計格式、畢業設計質量、創新能力、工作量及工作態度等7個方面評價指標,各項指標成績均達到90分以上才能推薦為校級優秀畢業設計,同時規定各二級學院優秀畢業設計比例不得超過畢業生數的15%。
校院兩級畢業設計管理體系的實施
學院層面工作:以學校制度為原則、依據,制定二級學院相關管理細則;二級學院成立相應的畢業設計領導、管理機構,對選題環節的指導教師資格確定、學生畢業設計資格確定、畢業設計課題確定、師生雙向互選、開題等過程環節組織開展和實施,進行階段性工作檢查,以書面形式向學校匯報并接受校級檢查。中期檢查環節是手段:畢業設計中期檢查工作是學生順利、較好的完成畢業設計成果的保障性手段。一方面促進學生注意畢業設計進度和質量,另一方面促進學生回顧、整理畢業設計前一階段工作,便于總結和提高:(1)學校層面工作:從制度上要求根據學生選題、任務和工作計劃,采取答辯或質疑等方式逐一了解和檢查學生開題報告和畢業設計進展情況。學院層面工作:二級學院可以結合專業特點,采取多種形式對學生開題報告(外文翻譯、文獻綜述)、階段性成果等進行質量和進度檢查;對指導教師指導畢業設計情況進行檢查等;并以書面形式向學校匯報選題與開題,學校反饋意見的落實及整改情況。答辯環節是落實:畢業設計答辯是畢業設計的檢驗環節,可以全面檢查和評估學生畢業設計成果質量,全面考查指導教師的指導水平和二級學院的組織管理水平:(1)學校層面工作:從制度上要求成立答辯組織機構,上報并公布答辯安排,對學生畢業設計答辯資格進行審查。在答辯期間,組織有關專家和管理人員對二級學院畢業設計答辯組織、安排等方面進行檢查,同時作為評選校級畢業設計先進組織單位的重要依據之一。(2)學院層面工作:二級學院成立院級答辯委員會、答辯小組,上報并予以公布;按學校要求安排畢業設計答辯,上報并予以公布;組織、落實學院畢業設計答辯工作,按時完成畢業設計成績評定工作。評優環節是標志:優秀校級畢業設計成果是學校畢業設計教學工作最高水平的代表,是學校教學水平和質量的標志:(1)學校層面工作:組織校級優秀畢業設計、校級優秀畢業設計指導教師、先進畢業設計組織單位的評選工作;匯編校級優秀畢業設計選集。(2)學院層面工作:按學校評優工作要求,推薦院級優秀畢業設計、院級優秀畢業設計指導教師參加校級評優,提交相應畢業設計管理材料、總結等參加先進畢業設計組織單位評選。
校院兩級畢業設計管理體系的創新
我校以校院兩級管理制度為依據,根據自身專業傳統優勢,結合建筑行業發展快的特點,以多種形式開展畢業設計工作,既緩解畢業設計中出現的矛盾,又鍛煉了學生綜合實踐能力,達到了良好的效果,值得推廣。1.組織校內不同專業開展跨專業畢業設計我校組織建筑與城市規劃學院、土木與交通工程學院、環境與能源工程學院等開展跨專業的畢業設計,各專業學生任務有機組合,共同完成一個大型綜合工程項目的相關部分。為了模擬施工實際,同時邀請一部分企業高級職稱的工程技術人員作為兼職指導教師,按照施工現場各專業配合的工作流程,結合行業特點和技術要求聯合指導。這種跨專業聯合畢業設計既提高了學生工程綜合能力,又鍛煉了學生的團隊精神和協作能力,有利于學生就業后迅速進入工作角色。2.組織校外相同專業開展聯合畢業設計我校積極組織和推動具有相同行業背景的高校共同開展畢業設計,作為建筑類八校聯合畢業設計發起人之一,我校聯合清華大學、天津大學、同濟大學、重慶大學、東南大學、浙江大學、中央美院等七校聯合開展建筑學專業聯合畢業設計,到現在已經開展了五屆,每屆選題都涉及復雜的城市與建筑綜合問題,如2010年的南京城南舊城區改造、2011年的重慶十八梯改造等課題,都是當地城市化發展中很棘手的難題。通過現場調研、中期匯報、終期評估以及設計項目展示四個環節,形成最終成果并將優秀學生作品編輯成書。這種聯合開展畢業設計的方式,不僅使建筑學專業的畢業生提前進入職業狀態,更搭建起一個國內同類學校相互交流和學習的平臺,參與師生都受益匪淺。3.組織開展海外聯合畢業設計學校依托現有北京市級校外人才培養基地——北京建工集團,積極開展土木與交通工程學院的海外畢業設計項目,選拔優秀畢業生參加北京建工集團的海外項目開展畢業設計。我校師生已經連續三年分別在安哥拉、盧旺達、阿聯酋、沙特、迪拜等施工項目現場開展畢業設計,在我校聘任的企業導師的指導下,實際參與國際項目的設計與施工,進行不少于3個月的海外實習和畢業設計,真刀真槍的實際工程環境,極大的激發了學生的學習熱情,有效的提高了畢業設計質量,同時也對學生開拓國際視野和提高外語水平起到很好的作用,以往參加海外畢業設計的學生目前均已成為企業的技術骨干。
結束語
畢業設計“以管理制度來規范,以檢查反饋來監控”的校院兩級教學管理體系的建立,是學校校院兩級教學管理和實踐教學的改革和創新不斷深入,是主動適應學校發展的具體體現。該體系符合我校畢業設計教育教學和培養學生工程實踐能力和創新能力的規律,符合我校人才培養的實際情況。該體系的實踐有利于學校教務處調整管理職能,發揮宏觀調控職能,提升學校整體畢業設計教學管理水平,做到有效管理;有利于強化學院的二級管理地位,給予學院更大的管理權限以充分發揮其辦學積極性,提高畢業設計教學水平和質量。
作者:楊湘東 李雪華 倪欣 單位:北京建筑工程學院
實習任務一:蘇州城市建筑設計的學習 地點:蘇州人民路
實習日期: 07.3.3(晴) 指導老師:aa
實習的第一天,我們來到了歷史文化古城——蘇州,蘇州素有人間天堂之稱,即“上有天堂,下有蘇杭”。第一次來蘇州,感覺沒什么特別的,不是我們想象的高樓大廈。聽老師介紹說:蘇州進行現代化建設, 受到諸多保護條文規范的制約,關注建筑風格成為規劃審批的一個重要組成部分, 因而, 對建筑風格的要求, 以某種法制法規的形成存在, 并對蘇州城市建筑的設計產生深遠的影響。城市規劃方面采取對古城風貌的保護的原則,所以現代化的建設要兼顧到歷史文化遺產的留存與合理利用。
根據資料介紹:這種源自保護城市風貌的舉措對于創造地方特色而言, 并不是一個完全相同的概念, 應該承認前者可以用較為穩妥, 保守的手法來達成保護的效果, 在某些特定場合, 甚至可以沿用傳統樣式和仿古建筑。而后者相對來說是富有開創性, 探索性的創造過程, 它關注地方文化, 自然環境, 建筑歷史等眾多地域因素, 其表達方式和設計手法具有相當的差異和豐富性。在蘇州, 總體文化背景的相對保守和保護任務的緊迫性所導致的對建筑風格的專注是蘇州創作環境的一個特點, 從這個意義上說, 蘇州地方主義或地方特色的再創造還有相當大的發展空間。
所以,蘇州市區的建筑,不論是什么結構,都要維持這種現狀,表現蘇州城市的特點。在我們參觀的人民路與干將路的城市建筑是反映蘇州地方建筑的一對絕好例子。人民路是蘇州古城結構的歷史延續, 最北端的北寺塔, 中段的觀前街, 怡園,文廟和南端的城市園林——滄浪亭使得人民路從北到南有一個完整的景觀序列。干將路著重體現地方性符號以及與城市文脈的關聯, 其開發規模較大, 改造力度較強, 但在追求條理化和程序化的過程中又體現了人文關懷的場所精神。最典型就是人民路上蘇州圖書館新館,是一棟著力體現蘇州地方文化特色建筑。其輕巧靈秀的立面造型手法, 與早期人民路建筑古樸厚重的性格形成鮮明的對比, 其中也隱藏了時代文化上的對比。對地方“風格”的關注在蘇州圖書館就集中地表現出來, 這種現象和江南其它地區的表現相比更顯突出。
作為一個土木工程專業畢業的本科生,畢業設計是大學階段尤為重要的一個環節,它是對我們大學階段所學知識的一次綜合運用,不但使我們各方面的知識系統化,而且使所學知識實踐化。畢業設計實習是在畢業設計前進行一次系統的綜合考察,結合所學知識及自己的畢業設計課題,選擇自己的設計方向。通過畢業設計實習,使我們能夠了解建筑設計的全過程,培養我們獨立分析解決實際問題的能力及創新能力,并鍛煉我們調查研究的能力,對畢業設計有著重要的指導作用。
實習任務一:蘇州城市建筑設計的學習 地點:蘇州人民路
實習日期: 07.3.3(晴) 指導老師:aa
實習的第一天,我們來到了歷史文化古城——蘇州,蘇州素有人間天堂之稱,即“上有天堂,下有蘇杭”。第一次來蘇州,感覺沒什么特別的,不是我們想象的高樓大廈。聽老師介紹說:蘇州進行現代化建設, 受到諸多保護條文規范的制約,關注建筑風格成為規劃審批的一個重要組成部分, 因而, 對建筑風格的要求, 以某種法制法規的形成存在, 并對蘇州城市建筑的設計產生深遠的影響。城市規劃方面采取對古城風貌的保護的原則,所以現代化的建設要兼顧到歷史文化遺產的留存與合理利用。 根據資料介紹:這種源自保護城市風貌的舉措對于創造地方特色而言, 并不是一個完全相同的概念, 應該承認前者可以用較為穩妥, 保守的手法來達成保護的效果, 在某些特定場合, 甚至可以沿用傳統樣式和仿古建筑。而后者相對來說是富有開創性, 探索性的創造過程, 它關注地方文化, 自然環境, 建筑歷史等眾多地域因素, 其表達方式和設計手法具有相當的差異和豐富性。在蘇州, 總體文化背景的相對保守和保護任務的緊迫性所導致的對建筑風格的專注是蘇州創作環境的一個特點, 從這個意義上說, 蘇州地方主義或地方特色的再創造還有相當大的發展空間。
所以,蘇州市區的建筑,不論是什么結構,都要維持這種現狀,表現蘇州城市的特點。在我們參觀的人民路與干將路的城市建筑是反映蘇州地方建筑的一對絕好例子。人民路是蘇州古城結構的歷史延續, 最北端的北寺塔, 中段的觀前街, 怡園,文廟和南端的城市園林——滄浪亭使得人民路從北到南有一個完整的景觀序列。干將路著重體現地方性符號以及與城市文脈的關聯, 其開發規模較大, 改造力度較強, 但在追求條理化和程序化的過程中又體現了人文關懷的場所精神。最典型就是人民路上蘇州圖書館新館,是一棟著力體現蘇州地方文化特色建筑。其輕巧靈秀的立面造型手法, 與早期人民路建筑古樸厚重的性格形成鮮明的對比, 其中也隱藏了時代文化上的對比。對地方“風格”的關注在蘇州圖書館就集中地表現出來, 這種現象和江南其它地區的表現相比更顯突出。
(一)學生選做大跨空間結構畢業設計的積極性不夠由于大跨空間結構畢業設計課題開設時間較短,學生對此課題難易程度的認識有偏差,在畢業設計選題階段,學生更易于選擇常規的混凝土框架結構和框剪結構畢業設計課題。為提高學生選做大跨空間結構畢業設計的積極性,對多屆畢業生進行了深入的調查分析,現總結出學生不愿選做大跨空間結構畢業設計的主要原因如下:(1)與傳統的混凝土框架結構和框剪結構相比,學生直觀地認為大跨空間結構的建筑造型新穎、奇特,但其結構形式復雜、多樣,簡化力學分析模型困難,結構受力分析難度大,難以應用所學知識順利完成此類型的畢業設計。(2)由于大跨空間結構的鋼屋蓋需應用有限元設計軟件進行受力分析,此部分工作量難以在計算書和圖紙中反映出來,學生擔心最終計算書沒有完全反映出自己的工作量,影響最終答辯成績。(3)部分學生認為大跨空間結構畢業設計的主要工作是應用有限元軟件進行鋼屋蓋設計,而鋼結構和混凝土結構的基礎理論知識沒有得到有效訓練。(4)學生認為大跨空間結構在實際工程中的應用較少,對以后工程實踐幫助不大。
(二)題目設置不當,難度及工作量過大或過小為使畢業設計選題與目前建筑業的發展趨勢結合,學院鼓勵畢業設計題目直接來源于設計院的工程實際,拿來“真題真做”。但是大跨空間結構類型的工程實踐一般為奧運場館、大型會展中心、劇院、機場航站樓等大型復雜建筑工程,若直接“真題真做”,作為本科生的畢業設計題目其難度及工作量過大。因此,實際的大跨空間結構畢業設計沒有從設計院拿來就“真題真做”,而是選擇性地刪掉一些設計內容,在此過程中若控制不當,將導致此類畢業設計題目的難度及工作量過大或過小。目前,大跨空間結構畢業設計內容多為大跨度鋼屋蓋的設計,結構形式為網架或網殼,主要設計內容包括建筑選型、結構選型、屋蓋(網架或網殼)構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計。這類大跨空間結構畢業設計題目內容新、實踐應用廣、實用價值高,但是局限于結構設計、知識結構考察不夠全面、系統綜合性不強,且主要計算工作應用工程設計軟件完成,工作量難以在計算書和圖紙中反映出來。實際中,另一類大跨空間結構畢業設計刪掉的設計內容較少,接近于“真題真做”,但學生普遍反映此類畢業設計的難度和工作量過大。通過調查分析,得知:(1)由于大跨空間結構的建筑造型新穎、奇特,學生在建筑選型時耗費大量時間,且后期結構設計方案很難滿足前期選擇的建筑造型,因此,學生返工現象較為普遍,增大了畢業設計的工作量。(2)為滿足大跨空間結構建筑要求,學生偏向選用玻璃幕墻體系作為維護結構,但是學生對玻璃幕墻及其支撐鋼結構體系的設計較為陌生,此部分設計難度較大。(3)由于大跨空間結構的受力體系較為復雜,學生很難簡化出合理的力學分析模型。(4)學生普遍認為鋼柱腳的設計難度較大,尤其是對底板上加勁肋的計算方法理解困難。
(三)參考資料缺乏,學生自主查閱資料能力有限由于大跨空間結構畢業設計題目是近幾年新增的畢業設計題目,往屆學生的畢業設計成果相對較少。目前,學校圖書館及網絡資源中關于框架結構和框剪結構畢業設計的相關資料較多,而大跨空間結構畢業設計的參考資料匱乏。學院圖書館的規范及標準圖更新速度太慢,盡管學院加大了對圖書和資料的投入力度,但學生在畢業設計時總覺得可利用的設計規范及設計手冊較少,尤其是最近兩三年剛頒布的規范和規程。大跨空間結構設計不能局限于有限的教科書內容,需要學生自主查閱各種現行的建筑結構設計規范、設計手冊、標準圖集及其他工具書等。在畢業設計過程中遇到問題,學生首先想到詢問指導教師某個系數的取值,而不是系統地查閱相關規范條例的具體內容,也不深究其使用條件、使用范圍是否滿足設計題目的要求。在標準構件的選型上更是不問出處,拿來就用。大跨空間鋼結構的構造節點較多,其節點形式要和結構體系的計算模型相一致,學生在這方面的結合能力也較差。
(四)學生軟件應用能力欠缺為提高學生的動手能力和計算機操作能力,學院提倡學生在手算基礎上利用計算軟件進行電算,鼓勵學生利用C語言或FORTRAN語言對部分計算進行編程,在計算中采用表格Excel進行重復計算以簡化計算過程。但從了解的情況看,學生平時雖有接觸常用的辦公軟件MicrosoftOffice、繪圖軟件AutoCAD、工程設計軟件3D3S等,但是沒有經過實際鍛煉,學生掌握得并不理想。很多學生把Office簡單認為就是打字,而Word中的排版、長文檔處理、公式符號輸入等都不熟悉,對Office中其他幾個軟件的了解更少。工程設計軟件采用的基本假定和計算方法與手算的基本假定和計算方法有所不同,但學生對此理解并不深刻。
(五)指導教師缺乏實際工程經驗大跨空間結構畢業設計的指導工作要求教師具有豐富的工程實踐經驗,以指導學生結構選型、屋蓋(網架或網殼)構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計等工作。由于大跨空間構的屋蓋結構形態呈三維狀態,在荷載作用下具有三維受力特性,且構件呈空間工作狀態,在屋蓋結構計算部分需應用工程設計軟件(如3D3S軟件)。因此,大跨空間結構畢業設計還要求指導教師具有熟練應用工程設計軟件的能力。但是近年來高校不斷擴招并擴大教師隊伍,許多碩士、博士從學校畢業就直接進入了一線教學崗位,沒有經過工程實踐鍛煉和系統的崗前培訓,許多青年教師因缺少畢業設計的指導經驗和工程實踐經驗,在大跨空間結構畢業設計的題目設置、難度及工作量的控制方面都存在較大不足,直接影響了畢業設計的質量。(六)研究生復試、找工作等占用畢業設計時間畢業設計是大學生的最后一個教學環節,受到研究生復試或找工作的影響較為嚴重。部分優秀學生雖然重視,但精力有限,尤其是達到研究生復試分數線的學生,整日忙于面試、調劑等事情。部分學習認真成績良好的學生,到5月份才開始應付畢業設計,導致畢業設計毫無思路,且不熟悉辦公軟件、繪圖軟件、工程設計軟件,嚴重影響畢業設計質量。畢業設計期間,有些學生為了參加求職面試、公務員考試等,頻繁往返與學校、家和各用人單位。因此,學生的畢業設計成果不可能做到盡善盡美,就不得不羅列的大量數據,繪制不算規范的設計圖紙,計算書表達也不夠完全和規范,畢業設計的質量無法保證。
二、大跨空間結構畢業設計的改進措施
(一)大跨空間結構理論教學方面為提高大跨空間結構畢業設計質量,學院現已開設《空間結構》等相關課程,但課時有限,因此要求指導教師應深入研究教學大綱,熟悉培養目標,精選教學內容,制定合理的教學計劃。在理論教學過程中,一邊進行理論知識學習,同時還要安排學生參觀典型的大跨空間結構,實地講解鋼屋架(網架或網殼)、鋼柱、鋼梁、鋼支撐以及節點、柱腳、預埋件的連接構造形式,使學生對大跨空間結構的結構體系、構件類型、受力特征、截面形式、尺寸、材料等有進一步理解,對鋼結構有更深入的了解,提高學生學習的積極性,從而提高大跨空間結構的教學質量。
(二)合理設置題目的難度及工作量為了保證大跨空間結構畢業設計的質量,要求設置的題目應該是內容新穎、知識結構全面、工作任務圓滿、系統綜合性強、實踐應用廣、實用價值高。實踐證明,所有學生從接觸此類題目的任務書開始便目的明確、興趣濃厚、主動積極,為高質量完成畢業設計打下良好基礎。經過不懈探索,實踐出適合土木工程專業大跨空間結構畢業設計題目,此類畢業設計的結構體系如圖1所示,結構設計主要包括以下幾個方面:(1)大跨度鋼屋蓋的設計,結構形式為網架或網殼,主要設計內容包括網架或網殼結構選型、構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計。此部分設計工作主要應用工程設計軟件完成,并輔以相應的手算校核,包括鋼構件強度及穩定驗算、螺栓球節點和支座節點設計復核。(2)鋼剛架的設計,此部分設計以手算為主,包括鋼柱、鋼梁、柱腳、梁柱節點設計。(3)混凝土框架設計。實際大跨空間結構下部多設置兩、三層的框架結構作為辦公區域,框架頂部設置鋼柱支撐上部網架、網殼結構,既能滿足建筑功能,又能節省建筑成本。此部分設計以手算為主,包括框架梁、框架柱、樓板、樓梯、基礎、雨篷、預埋件設計。
(三)加強畢業設計資料庫的建設高校普遍存在設計資料陳舊和數量不足的現象,尤其是大跨空間結構方面的設計資料更少。學校應增加投入力度,盡快更新規范和規程及標準圖集。隨著科技進步和網絡普及,資料庫的建設也應跟上時代的發展,可以嘗試在校園內建立一個畢業設計網站,收錄各種類型的畢業設計實例,建筑設計、施工及驗收規范,結構計算手冊和構造圖集等。此畢業設計網站可實現網絡資源共享,信息更新速度快,查閱方式比傳統方式便捷。
(四)完善指導教師分組制度根據專業方向、新老教師搭配、自愿組合等原則,建立畢業設計指導教師小組,每組推薦一位經驗豐富的老教師作為小組負責人。小組負責人組織本組成員對年輕教師進行崗位培訓,拓寬年輕教師的思路,提高其指導水平,適時地邀請一些經驗豐富、德高望重的專家舉行講座。定期考核年輕指導教師的教學實踐能力,建立長期有效的監督處理機制。
(五)強化過程管理,培養學生獨立解決問題的能力畢業設計的效果、質量與指導教師采取的管理、指導密切相關。指導教師應定期檢查學生畢業設計的進度和質量,特別要做好開題報告、中期進度檢查和答辯前的檢查工作。在畢業設計指導過程中,指導教師要啟發學生的思路,采取討論式、探討式的教學方法。當學生面對問題時,提倡學生自己查閱資料,自己解決問題,并鼓勵學生在畢業設計中運用新技術、新材料,進行多種結構方案的比較,建立優化設計的概念,培養學生自我發展能力,為走向社會打下堅實的基礎。
三、結語
關鍵詞:畢業設計;給排水科學與工程專業;環境類專業;改革與實踐
中圖分類號:G642477 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2015)05013804
應用創新型人才培養是普通高等學校人才培養的方向,而實踐能力的培養是其關鍵環節之一[1]。設計、實習、實驗、科研活動等是實踐能力培養的主要環節[2]。其中, 畢業設計作為大學教學中最為重要,與工作崗位接軌的實踐性教學環節,是培養具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才的需要,具有不可替代的作用[3]。
市政、環境類專業包括給水排水科學與工程(原給水排水工程)、環境工程、環境科學等專業,均屬于綜合性、應用性、交叉性強的學科,學科體系和內容上有諸多交叉滲透,相似性強,因此其畢業設計也有很多一致性。
遼寧工程技術大學給水排水工程專業和環境工程專業自1989年招生以來,經過幾代教師的努力,形成具有學校特色的理論和實踐教學體系,畢業設計的改革取得了諸多成果。文章結合學校市政、環境類專業畢業設計的實際情況,對畢業設計存在問題進行分析,介紹市政、環境類專業畢業設計改革的實踐成果,為相關院校畢業設計改革提供參考。
一、 本科畢業設計存在問題
據調查,自高校擴招以來,本科畢業設計普遍存在質量滑坡現象 [4],許多專家學者針對畢業設計中存在的問題進行了大量
研究[5-7]。筆者結合遼寧工程技術大學實際情況,查找畢業設計過程中存在的問題,以利于提高市政、環境類專業畢業設計質量。
(1)設計選題不合理,多為紙上談兵,與實際工程脫軌嚴重。許多高校仍在實行約束性選題方式,在選題范圍上必然存在過寬或過窄的問題,題目陳舊,與就業實際需求相去甚遠,不利于發揮學生的主體意識和主觀創造精神。2006年之前,學校給排水專業畢業設計題目主要集中在凈水廠設計、污水處理廠設計和建筑給水排水工程設計。設計題目范圍較窄,而且很多題目都是假題假做或年復一年的課題重復,與工程實際的設計要求差距較大。環境類專業的水污染控制理論方向,在污廢水處理設計中,工藝方案大同小異,缺乏創新。水環境質量評價選題,多運用模糊綜合評判等數學方法代數即可,創新性和實用性較差。這些導致學生參加工作后,一時很難上手,滿足不了設計與工程單位對畢業生盡快進入工作狀態的要求,與應用創新型人才培養目標存在較大差距。
(2)高校連續10多年的擴招造成學生數量急劇增加,與師資數量不足、教師工程實踐能力缺乏之間存在較大矛盾,直接影響畢業設計質量。1999年擴招以后,市政、環境類專業教師每人指導學生人數在10~20人,造成指導教師精力投入不足,指導深度不夠,監督和考核不到位等現象。同時,為了解決高校教師短缺問題,引進的博士直接進入課堂授課、指導設計,沒有經歷助教過程,缺少實際工程經驗,加上科研指標的量化,高校青年教師在教學和科研雙趨沖突壓力下,往往忙于寫論文、申請課題,從而造成重科研輕教學現象,這也導致青年教師的設計指導質量不容樂觀。另外,隨著畢業生人數增多,與設計相關的圖書資料明顯不足,設計室更是無法保證,失去了教師對學生的有效指導和監督。
(3)學生設計精力投入不足,態度不認真,有的甚至抄襲他人論文等。部分學生忙于找工作,考研面試等,無暇顧及畢業設計。值得指出的是,學校鼓勵學生到已簽約工作單位結合工程實際完成畢業設計,雖然初衷很好,但從畢業設計成果看,部分學生沒有取得預想效果。另外,畢業設計中抄襲現象非常多。通常,學生畢業設計被安排在最后學期的10~15周,設計時間短,任務重,同時,學生常在答辯前才加班加點,匆忙拼湊,敷衍過關。甚至存在照例題套構筑物計算、圖紙網上直接下載等現象。
(4)學生雖然對水處理專業原理性知識有一些了解,但是對一些具體的構筑物卻很陌生且很難在大腦里構建出這些構筑物,而在認識實習、生產實習和畢業實習時,看到的也只是構筑物外貌,由于池體被水充滿,很難看到構筑物內部結構,因此造成設計思路不清晰,設計參數盲目選擇,給構筑物設計計算帶來很大困難。
(5)高校畢業設計管理工作有待進一步提高。雖然學校、學院都針對畢業設計制定了相應的管理制度,但在執行過程中,各級管理部門和指導教師存在執行不嚴格、不規范現象,從而影響了畢業設計的質量。另外,畢業設計一次性考核模式(指導教師給予學生學習態度分占20%、評閱教師給予設計成果分占30%、答辯委員會成員給予答辯分占50%),導致學生沒有改過的機會,也達不到人才培養的真正效果。
二、 提高畢業設計質量的實踐
相信筆者所述我校市政、環境類專業本科畢業設計存在的問題在其他高校同類專業,甚至所有工科專業都不同程度地有所表現。為此,探究解決高校學生畢業設計解決方法,真正提高畢業設計質量,進而提升學生工程實踐能力和創新能力,就成為當前畢業設計改革工作中的重要課題。針對目前市政、環境類專業畢業設計存在的問題,結合我校近年畢業設計改革的新做法、新模式、新思考,借鑒國內改革經驗,提出畢業設計具體的改革建議[8-10]。
(一)重視畢業設計選題工作
首先,擴大選題范圍。目前來看,市政、環境類專業設計題目范圍較小,與學生就業范圍有較大差距。從畢業生看,給排水科學與工程專業去凈水廠和污水廠的學生較少,去建筑施工單位較多。環境工程和環境科學專業利用學校地礦特色,去各企業工作學生比重較大。結合學生就業單位特點設計題目,能提高學生的設計興趣。因此,最近幾年,在了解學生就業方向基礎上,設計多個選題方向,學生先選擇設計方向,再結合具體工作情況選題,效果較好。在原有凈水廠設計、污水處理廠設計、建筑給排水工程設計、區域水環境質量評價、工業廢水處理站設計基礎上,增加的設計方向包括:城市給水排水管網系統優化設計、城市污水再生利用工程設計、建筑小區中水回用工程設計、建筑小區雨水利用工程設計、工業給水處理工程設計、給水排水工程(環境工程)施工組織設計及工程造價等方向。在工業廢水處理工程設計中,每年結合學生未來從事工作,進行了礦山廢水、皮革廢水、化工廢水、食品廢水、制藥廢水、鋼鐵廢水等多種廢水的設計工作,得到學生和就業單位的認可。
其次,注重設計的靈活性和實效性。目前盡管設計做到了一人一題,但與實際工程結合不足,因此,我們在設計中進行了一些新的嘗試。例如,從事建筑給排水工程設計的學生,與學校建筑學、土木工程、建筑環境與能源應用工程、工程管理、電氣自動化等專業學生共同組成設計小組,一起完成學校新校區圖書館、博物館、實驗樓等同一實際工程設計,設計完成后指導施工,真正實現了“真題真做”,避免了抄襲現象,而且鍛煉了學生的組織協調能力。針對軟件學得較好的學生,兩名學生共同完成同一設計,一名進行筆算,另一名編制軟件程序,兩者互相校正,共同提高;針對考研學生,指導教師讓他們參加所主持課題的實驗研究中,跟研究生一起完成論文,使他們盡早進入研究狀態。一些學生簽到工作后,單位希望去實習,做單位的實際工程設計,對此,我們實行企業和學校雙導師制度,單位負責學生在該單位的學習、生活等情況,校內指導教師負責開題、中期檢查、畢業答辯,以及與就業單位的聯系,定期檢查學生畢業設計完成質量,使學生設計質量得到保證。
(二)用多媒體課件協助教師指導學生畢業設計
市政、環境類專業畢業設計方向性、規律性和系統性較強,由于學生較多,資源有限,教師每天親自指導較為困難,教師為學生畢業設計做的指導書又太過簡單,而且并不直觀。多媒體課件具有文字、圖、聲、像并茂特點,具有很強的生動性、直觀性和條理性,能化抽象為具體,化平淡為生動,充分調動學生學習興趣。同時,還具有可反復播放特點,學生哪一步驟不懂,就可以對照課件進行觀察,直到理解為止。畢業設計指導課件每個設計方向一個,最終將課件模塊化,將教師從企業獲得的研究課題、合作教育中遇到的實際工程問題,凝練成畢業設計(論文)選題,均鏈接到設計模塊,建設成為虛擬實踐教育平臺,可切實提升學生實踐能力和創新能力,并可使資源由一?!蔼氂小保兂啥嘈!肮蚕怼?。
以制作完成的工業廢水處理工程畢業設計指導課件為例,課件內容包括:(1)工業廢水處理站設計目的、要求、步驟和原則,設計所用參考規范、手冊,形成廢水站設計任務書和設計指導書各1份;(2)工業廢水處理站基本建設程序;(3)工業廢水處理站與污水廠設計的相同點與不同之處;(4)工業廢水處理站典型水質(化工廢水、鋼鐵廢水、印染廢水等)特點及出水標準;(5)工業廢水處理站設計前需調查分析和解決問題;(6)工業廢水處理站工藝路線選擇的基本步驟、比選原則;(7)工業廢水常見處理方法及國內典型工業廢水處理工藝流程介紹;(8)典型構筑物(調節池、隔油池、水解酸化池、曝氣生物濾池、生物接觸氧化池、膜法水處理系統等)設計基本理論、池體類型、優缺點及適用條件分析,設計規范要求,設計參考范例、計算軟件編制、構筑物運行動畫,現場實際運行工程照片。本部分是課件主體,共鏈接標準1部、參考計算書籍1本、主體構筑物運用動畫7個,制作計算程序3個,插入現場照片25張,圖片12張;(9)污泥處理的目的、常見處理方法及系統設計,插入現場照片4張;(10) 工業廢水處理站各構筑物的總體布置和廢水處理流程的高程設計,介紹了布置原則、計算方法及典型案例分析;(11)工業廢水處理工程經濟分析及概預算具體方法和軟件應用;(12)圖紙繪制標準及方法。
(三) 設計全過程管理與質量監控
實行畢業設計全過程管理,建立質量監控機制是保證畢業設計質量不可或缺環節,采用校、院及教研室三級管理機制來完善畢業設計的系統質量監控。
1.以指導教師、教研室為主的全過程管理
教研室主任制定本專業畢業設計管理辦法,從細節上對教師指導和學生設計要求進行規范,并組織中期成果匯報答辯。畢業設計成績構成改為:指導教師檢查設計效果10%+期中答辯20%+評閱教師質疑設計成果20%+畢業答辯50%。指導教師從學生選題、開題報告撰寫、方案確定、構筑物設計計算、繪圖全過程進行指導、檢查。筆者幾年的指導發現,指導教師平時考核不僅看學生出勤,平時提交成果,還要多問學生“為什么”。因為一些學生設計中往往從手冊或參考書上套公式計算,沒弄清構筑物去除污染物原理、構筑物結構等基本知識。比如氣浮池設計,要學生首先了解除油方法、選擇氣浮池原因、氣浮池種類、除油機理、運行過程、池體結構,然后繪出草圖,再設計計算,經過這樣的過程,學生才能真正學到知識。
2.院級教學管理與監督機制
學院形成以教學副院長為組長的指導、監督小組,成員包括各專業退休返聘的老教授、教務科教學管理人員。教務科教學管理人員從形式、進度進行檢查,老教授利用自己豐富的教學實踐經驗,不僅能指出設計存在問題,還能提出改進方案,在提高設計質量的同時,有效地帶動了年輕教師的成長。
3.校級教學管理與監督機制
學校制定了《遼寧工程技術大學本科畢業設計(論文)管理制度匯編》,從畢業設計工作條例、寫作規范、校外畢業設計管理辦法、優秀畢業設計評選、成績不及格率最低3%的規定、開題報告、附本等方面進行規范化要求,并組成校督導檢查組,進行初、中、末的全程檢查,促進設計質量的提高。
三、 結語
畢業設計作為大學教學中的最后一個實踐性教學環節,可培養、提高和展示學生綜合運用所學知識解決實際問題能力及創新能力,對市政、環境類專業學生來講,更是緊密聯系工程實際,培養學生獨立工作能力的重要步驟。文章結合我校市政、環境類專業畢業設計中常見問題,提出了一些實踐對策,供同行參考,希望能有利于工程類高校實踐能力培養質量的提高。參考文獻:
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