時間:2022-05-01 04:42:54
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篇土木工程畢業,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。
[摘要]土木工程專業畢業設計是高校本科生人才培養的最后一個環節,是提高學生綜合素質和工程實踐能力、培養創新能力的重要載體。在實踐教學過程中,主要應注重培養學生綜合運用知識的能力,查閱使用相關文獻資料的能力,外語應用能力和設計能力,理論計算和計算軟件應用能力,創新能力,寫作(繪制)能力,自學能力和獨立工作的能力。
[關鍵詞]土木工程專業;畢業設計;能力培養
一、引言
土木工程專業畢業設計是高校本科人才培養計劃中的最后一個環節,也是重要的實踐教學環節。其目的在于培養學生綜合運用大學期間所學的課本上的基本知識、基本理論和獲得的基本技能,完成未來工程師基本素質的訓練和科學研究方法的初步訓練;鍛煉學生的文獻獲取、資料閱讀、行業規范應用、課題調研等方面的能力,自我學習能力,發現問題、分析問題、解決問題的能力;訓練學生獨立設計及團隊協作能力,行業內計算機軟件應用、編制文本的能力等。它是提高學生綜合素質和工程實踐能力、培養創新能力的重要載體;是對學生大學四年所學知識、能力、素質的全面檢驗,同時對學生的思想品德、工作作風、工作態度和獨立工作能力具有深遠的影響,是學生走向工作崗位前一次真實的演練。對學校來說,它是實現人才可持續發展的重要過程和環節[1];對學生來說,它是取得畢業資格和獲得學士學位的必修課程。畢業設計既是本科生大學階段學習的最后一個教學環節,也是高校實現人才培養目標的重要教學環節之一,更是全面檢驗大學生在本科階段的知識積累、實踐和創新能力的主要手段,是“產品”出廠前的檢驗。通過畢業設計這一環節的訓練,可以進一步培養及提高大學生各方面的素質和能力。
二、畢業設計中的能力培養
土木工程專業本科生畢業設計主要包括選題、資料收集、計算、撰寫(繪制)、定稿和答辯等環節。在這一實踐教學過程中,主要應注重培養學生以下幾方面的能力。(一)綜合運用知識的能力學生在大學四年中學習了基礎課、專業基礎課和專業課等多門課程,其中每一門課程學習過程中的作業或練習都是針對本門課程進行的,較少聯系其他課程。而畢業設計卻需要將各門課程的知識綜合應用于設計中,對所學知識進行一次系統的梳理和貫通。在這個過程中,學生遇到難題,就會不斷回顧已學的課本知識,不斷從不同的課程知識中尋找答案,這樣的實踐需求使得學生能主動將多學科的知識綜合運用,不斷加深理解,提高綜合運用能力。[2][3]比如土木工程學科本科生開設了混凝土基本理論課程,學生學習這門課程主要是為了掌握混凝土基本構件的構造與配筋設計。在本門課程教學時,配筋設計是在已知內力的情況下進行的,該課程中并不涉及復雜的內力計算和組合。而另外一門課程結構設計,則主要涉及結構構件在外荷載作用下的內力計算與組合,其教學的重點不是配筋計算。當進行畢業設計時,學生需要將涉及建筑構造、建筑材料、結構設計、混凝土基本理論等諸多課程的基本知識綜合運用在一起,這樣才能完成從方案比選、建筑設計到結構設計等一條龍的設計流程。(二)查閱使用相關文獻資料的能力眾所周知,科學與技術的發展具有連續性和繼承性,只有知道前人都做過了什么工作,取得了什么樣的成果,采用了什么方法等,才能在此基礎上做進一步的研究。另外,當今社會科技飛速發展,信息量大且雜亂,想要在浩如煙海的信息中快速獲得有用的信息,需要采取一些手段和方法。傳統的紙質圖書的使用,比如去圖書館查找閱讀是可行的,也可以利用便利的網絡及媒體技術,快速獲得電子版本的圖書、文章、圖集規范等。現代大學生一般兩種方法都使用,但更加偏好通過互聯網技術來獲得資料。針對土木工程專業本科生畢業設計的特殊性,文獻資料的查找和使用尤其重要。土木工程學科不能離開相關的行業規范和圖集等,本科生畢業設計就要訓練學生按照行業規范來進行,合理正確選用標準圖集等。比如鋼筋混凝土框架結構房屋的設計,就要使用相關的混凝土結構設計規范,此外還要涉及建筑細部構造的圖集、建筑做法的圖集、平法圖集、制圖標準等。畢業設計的訓練,能使學生在走出校門之前就具備工程師的基本素質。(三)外語應用能力土木工程專業的本科生階段一般都開設了大學英語和專業外語等課程,有的高校還將“通過大學英語四級”作為獲得學士學位的必要條件,這使得學生的外語能力得到了較好的訓練。而在后續的專業課程學習中,一般較少涉及外語的應用,所以有的學生誤認為外語能力在土木工程行業里是沒有用處的。實際上,隨著土木行業的不斷國際化,引進來的和推廣出去的項目都逐漸增多,外語能力正逐漸成為土木工程專業大學畢業生的一項基本技能。在過去幾屆畢業生中,每屆都有學生選擇“海外項目部”就業,他們走上工作崗位以后直接就被派駐海外項目基地參與國際項目了。在畢業設計環節,為了進一步提高學生的外語能力,學校往往要求學生閱讀一定數量的外文文獻,并翻譯成中文;另外還需要將設計計算書的摘要部分翻譯成外文。(四)設計能力土木工程專業本科生的畢業設計需要根據各項要求,在指導教師的帶領下,完成簡單的單體建筑或者某一分部分項工程的施工圖設計(或施工組織設計,或工程預算編制等)。這就需要學生運用所學知識,提出多種可行的設計方案,每種方案還可能涉及多種研究方法和手段,并進行各方案的比較,擇優選取。設計能力的訓練貫穿整個畢業設計全過程,從方案設計、建筑設計、結構設計,到細部設計、截面設計等。設計能力的培養也是土木工程專業本科生培養目標的一部分。(五)理論計算和計算軟件應用能力土木工程專業本科生在大學四年里學習了不少理論知識,包括數學的、力學的、材料方面的、結構設計理論方面的,等等。這些基本理論都是為解決實際工程問題而打下的基礎。在畢業設計過程中,需要結合實際工程的情況,做出合理的簡化和假設,運用這些基本理論來解決土木工程領域的現實問題。比如結構設計時需要進行荷載統計、模型簡化、受力分析、內力組合、截面設計等,這些都需要用到數學的、力學的、材料的基礎理論知識,然后結合土木工程的行業規范,進行理論的計算。對于簡單的建筑物,在設計中一般采用手工理論計算,外加專業軟件計算復核的模式進行;對于復雜的結構物,只能手工計算一部分內容,主要的理論分析和設計都需要借助專業軟件來完成。隨著科技的發展,土木工程行業的計算也越來越精細,越來越多的計算輔助軟件被開發出來。學生在學校里學習時就逐步接觸了一些行業的專用軟件,通過畢業設計這個環節加強,學生走出校門時可以直接與用人單位的要求接軌。(六)創新能力創新能力是科研工作者和工程師應該具備的首要素質。在本科畢業設計階段培養學生的創新思維能力是高校教學的一項有效實踐。在畢業設計階段培養學生的創新思維能力,指導教師應該針對學生選題的內容和預期將要完成的任務,有意識地引導學生從多角度思考問題,尋求解決問題的不同方法,并鼓勵和指導學生探索新方法、新思路。對畢業設計過程中出現的問題,指導教師要帶領學生一起討論,引導他們多查找文獻、多寫心得體會,并將其整理形成小論文,公開發表。(七)寫作(繪制)能力任何的科研成果或設計成果,都需要按照一定的方式表達出來,畢業設計成果也是一樣。土木工程專業本科學生的畢業設計成果一般包括兩部分:設計計算書和圖紙。其中計算書就是設計的整個過程的書面表達,它要求結構完整、用語準確規范,語言表達清晰流暢,圖表公式等使用恰當。這就要求學生具有一定的科技論文寫作水平,這個過程也是訓練學生寫作水平的一種形式。土木工程專業畢業設計成果一般都包括圖紙繪制:方案圖、施工圖、細部詳圖,等等。這些圖紙需要按照行業規范繪制,表達清晰,同時這也是計算書結果的另一種表達方法。(八)自學能力和獨立工作的能力在畢業設計過程中,也應該注重學生的自學能力和獨立工作能力的培養和鍛煉。大學生畢業以后走上工作崗位,需要在各自的崗位上獨立承擔一定的工作任務,但是他們在大學各階段的學習過程中,都不同程度的依賴家長、教師和同學,有些人甚至存在獨立工作的恐懼心理。針對這樣的情況,在畢業設計這個環節,指導教師應該將訓練學生的自學能力和獨立完成任務的能力作為另一項中心任務。指導教師應積極引導學生發現問題,要求學生針對問題獨立查找資料尋找解決問題的辦法,只幫助他們分析解決問題的可能途徑和思路,而不直接給出解決問題的步驟和結果。這樣有意識地鍛煉學生自己收集和消化資料、自我思考和獨立分析的能力,盡可能地發揮他們的創造性,培養他們獨立工作的素質。
三、培養機制的完善
隨著時代的發展,高校辦學目標和辦學層次都發生了相應的變化,同時教師對本科教學規律也有了更深的認識。針對土木工程專業本科畢業設計中學生能力培養這一目標,還需要進一步完善畢業設計的規范化管理,緊緊圍繞選題多樣化、指導細致化、中期檢查常態化、評閱答辯嚴格化、事后總結客觀化等,結合土木學科特點和高校的各項規章制度,更加明細畢業設計的規范和標準。
作者:王英 李文婷 朱美春 單位:上海師范大學建筑工程學院
(一)選題多元化與自主化
畢業設計選題可多元化,如建筑結構設計、基坑設計、施工組織與概預算及論文等類型。盡量選擇與學生將從事工作相關的題目,也可以讓學生自主選題,一方面使學生盡快熟悉工作性質和工作流程,另一方面增加設計的目的性,激發學生對畢業設計的熱情。需注意的是,畢業設計選題多元化、自主化不等于簡單的崗前培訓,應避免急功近利。應用型本科院校的畢業設計選題應具有一定的“全局觀”,不僅要讓學生知道做什么、如何做,也要掌握相關的結構基本概念。近幾年結構設計類課題選擇框架結構還是剪力墻結構一直存在較大的爭論,實踐證明,選做框架結構更能達到“授人以漁”的目的。
(二)選題團隊化與合作化
一項工程需要多專業分工合作或需要多方的比較優化,如一棟建筑的完成需要建筑、結構、暖通動力等專業人員的參與。采用團隊化課題,可讓相關專業學生都參與,模擬一個真實的工程環境,不但能激發學生的學習積極性,提高工程實踐能力,還能鍛煉學生組織溝通能力。針對此類選題,應注意制定科學靈活的考核方式。
(三)教研結合,相得益彰
應用型本科院校的大多數專業都需要教學和科研“雙肩挑”。科研項目一般都反映了本學科的最新發展動態,有利于開闊學生視野,激發學生好奇心、創造性和工作熱情。在應用型本科院校中,教研結合將更好地為學生創造真實的實踐環境,有利于學生職業目標的設定和實現。同時,結合科研選題還可解決應用型本科院校研究生少、科研人力不足的問題,從而可以讓專業教師擁有更多的時間提高教學質量。學院近幾年針對結合科研項目的畢業設計進行了諸多有益的嘗試,反響熱烈。
二、優化教學內容,注重結構概念
對結構設計類題目,手算設計效率不高,且目前設計單位均采用PKPM、ETABS或盈建科等專業軟件進行設計出圖。同時,應用型本科院校學生大多面臨到工作單位實習而畢業設計時間不足等問題。鑒于此,筆者建議應用型本科院校畢業設計可在手算為主、電算驗證的傳統模式基礎上,適當提高電算比例,并注重結構概念的培養。如對框架結構畢業設計,其中單榀框架結構在豎向荷載和水平作用下的內力分析可直接借助SAP2000等軟件完成,相比“分層法”和“D值法”可節省不少時間,專業理論知識得到工程實訓的同時,工作效率顯著提高,可讓學生從紛繁復雜的計算中抽身出來,擁有更多的時間去鞏固和提升結構概念設計能力。近幾年的畢業設計教學實踐證明,該種方式起到了良好的教學效果。需注意的是,電算比例的提高應以不影響結構概念掌握為原則,且利用專業軟件進行輔助設計的前提是對其計算原理、過程及參數的理解,只有這樣才能對其結果進行可靠的評判。近幾年,在答辯過程中發現不少學生完全依賴PKPM等軟件電算完成畢業設計,而對相關參數意義和設置一知半解,遠未達到畢業設計的教學目的。
三、建立創新機制,提高教學質量
畢業設計創新機制的建立,符合“卓越計劃”創新教育相關精神,可從畢業設計指導模式、學生優化分組及實踐教學基地建設等多方面入手,提高教學質量。
(一)導師小組聯合指導模式
一個教師帶幾個學生的畢業設計指導模式,師生之間能充分交流,有利于培養學生的獨立思考能力和創新能力。但由于每位教師專業技能、指導方式的差別,難以保障畢業設計的整體質量。由青年教師與富有教學和工程實踐經驗的教師組成聯合指導小組,既保證了每位學生得到全方位、高水平的專業訓練,還可彌補部分教師工程經驗不足的問題,起到“傳幫帶”的作用。
(二)雙導師合作指導模式
聘請理論功底扎實、實踐經驗豐富的工程師與校內指導教師合作指導學生畢業設計,不僅可培養學生解決實際問題的能力,還可提高校內指導教師的實踐水平。目前,學院校企合作指導畢業設計比例占總數的近60%,畢業設計質量明顯改善。
(三)優化學生分組
通過網絡雙向選擇的選題管理形式,雖可滿足學生個性化的培養要求,但在師生溝通不充分的情況下,易出現優良學生相對集中情況,不利于整個院系畢業設計工作的開展。院系應根據每個學生的理論水平和動手能力,通過合理分組,保證在同一導師或同一組下存在多層次水平的學生,有助于畢業設計整體質量的提升。
(四)實踐教學基地
通過建立校外實踐教學基地,借助社會力量辦學,是開拓畢業設計實踐性教學和綜合素質與工程能力培養的有利途徑。通過“產學研”渠道,與熱心支持學校教學的設計、施工和企事業單位建立機制靈活、優勢互補的校外實踐教學基地,可有效地解決畢業設計選題和指導與工程實際脫節的問題,對提高和保證畢業設計質量大有裨益。目前,學院已與上海華東發展城建設計(集團)有限公司等多家單位建立了合作指導畢業設計實踐教學基地。
四、加強實踐訓練,提高教師素質
應用型本科院校的土木工程專業畢業生大部分就業于施工單位,工作在生產第一線,側重于解決工程中的實際問題,因此教師除應有較深的專業理論功底之外,還應具有豐富的工程經驗和工程閱歷。學院近幾年通過以下措施,進一步提升了指導教師的工程素質。
(1)加強“雙師型”教師隊伍建設,鼓勵專業教師積極參加建設部組織的執業資格考試。目前,土木工程系60%以上的教師具有注冊結構工程師、注冊巖土工程師、注冊建造師及注冊監理師等專業執業資質。
(2)鼓勵教師積極參與工程實踐,并把工程實踐的成果納入教師考核體系。目前,教師參加橫向項目的比例達到100%。
(3)鼓勵教師去企業掛職鍛煉,并納入教師職稱評定要求。土木工程系每年派出1~2名教師去大型設計單位掛職實踐,大大提高了教師的專業水平。
五、強化監控管理,科學靈活考核
畢業設計整個過程包括確定指導教師、選題、查閱和收集資料、開題、中期檢查、結題驗收、評閱答辯及歸檔等各個環節。自2011年學院通過畢業設計系統實行網絡統一管理,嚴格控制各階段的時間節點,并成立畢業設計指導委員會對各環節進行階段性檢查,實施嚴格質量控制,如每周師生需有1~2次的見面交流機會,且相關記錄需及時上傳畢業設計系統。從論文質量、平時表現、創新能力、答辯成績等多方面對畢業設計進行全面考核。根據不同類型選題及團隊課題,制定科學靈活的考核標準。若畢業設計中出現抄襲他人成果、編造數據等現象則從嚴處理。近幾年,學院聘請校外專家參與畢業設計的答辯工作,請專家從實際工程的角度檢驗畢業設計質量,畢業設計質量逐年提高。
六、提升安全理念,促進安全土木
近年來,土木工程領域安全事故頻發。上海應用技術學院城建學院針對建筑業安全技術人員缺乏的現狀,充分利用土木工程與安全工程交叉學科的優勢,以培養“能分析、會檢測、懂施工、知處置的從事土木工程領域中的安全技術人才”為專業特色。畢業設計作為土木工程專業教學計劃中最重要的一個實踐性教學環節,指導教師時刻結合畢業設計內容給學生灌輸“安全土木”理念,使其日后成為土木工程領域中合格的安全技術人才。
七、結語
第一,缺乏系統性。土木工程專業培養計劃中明確解釋其培養目標是:能夠從事土木工程設計、施工、管理等方面的高級技術人才。主干課程主要以結構的設計理論與施工為主,因此在學生的畢業設計中應主要加強結構設計的訓練與實踐。但是,從往年參加畢業設計學生所選擇的課題來看,名目雖多,真正進行結構設計的學生人數不到20%,進行施工組織設計的占了大部分(55%以上)。因此,筆者認為,畢業設計的題目應慎重考慮,內容應結合四年所學的知識以結構的設計與實踐為主,同時根據學生的學習興趣和專業特色增加一些其它方向的題目(如巖土方向增加煤礦相關的設計,建工方向增加施工管理,交通方向增加交通規劃與管理等),重點突出,方向明確。這樣才能正確引導學生,調動其學習的積極性,使學生明確學習的方向和將來工作的走向。
第二,缺乏現實性。畢業設計是具體的有目的的行為活動,畢業設計的過程是一個模擬現實的過程。盡管我們的畢業設計題目大多數情況下提供的是一些假想的條件,但這些條件也是仿照真實的設計提出來的,因此畢業設計中應把這些假想的條件當作一種真實的情況對待。但是在學生的畢業設計中,脫離實際、憑空想象的成分占了大部,現實的東西少了。對國家頒布的相關規范、圖集知之甚少,沒有仔細閱讀。因此設計出來的圖紙有許多地方明顯與國家現行的規范不符。對現實工程中的設計和施工過程缺乏整體認識,使得在設計過程中不能有效的結合實際,不少東西憑空想象,和實際情況嚴重脫鉤。這也使得我們需要進一步加強實習的管理和監控。
第三,缺乏能動性。部分學生在畢業設計過程中自覺能動性和創造性能力不足,過分依賴專業教師的指導,不對畢業設計課題所要做的工作進行深入剖析。一方面說明學生專業基礎知識掌握不牢,另一方面也說明學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力不足。
第四,缺乏重視。畢業設計一般都是在大學最后階段完成,一方面學生對于這最后階段的實踐課程有些放松,另一方面大部分學生忙于找工作或其它事情,這使得學生對畢業設計的重視程度嚴重降低,投入畢業設計的時間和精力減少,學習積極性下降。在畢業設計階段,學生一邊忙于應付畢業設計,一邊忙于找工作或忙于考研,有的學生甚至覺得畢業設計就是走走過場,對畢業設計認識不夠導致嚴重不重視。加上有的學校和老師監管力度不夠,對學生聽之任之,導致學生自由散漫,畢業設計當然就不能到達應有的基本要求。第五,缺乏績效性。在往年畢業設計中,學生時有抄襲的現象。由于有的學生平時就不好好學習,在畢業設計階段根本就不能把已學知識綜合聯系在一起,也就不能獨自完成畢業設計,所以有時候他們就抄襲別的同學的資料,稍作修改就為己用。有的學生甚至就拿著施工單位的施工組織設計直接作為自己的畢業設計使用,使得這樣的畢業設計一點理論知識體系都沒有,根本無法達到畢業設計要求。
二、大學畢業設計管理模式的構建
第一,構建新型的實習管理模式。實習是學生把理論和實際相結合的重要階段,同時也使學生了解現實工程中的一些施工過程、施工工藝,使得學生在畢業之后能以最快的速度融入現實工程當中去。這就使得我們需要增加實習時間。同時,需要加強監管,只有在加強監管過程中才能使老師認真負責起來,才能使學生能真正在實習過程中學到知識,而不是把實習當作形式,甚至當作旅游。根據土木工程專業特點及培養目標,改革計劃,增加實習,加強實習監管。在以往的教學計劃中,最后一學期雖然沒有上課課程,但還有為期3-5周的專業課程設計,加上3-5周畢業實習,這樣留給畢業設計的時間大概只有5-6周時間。在這樣的時間內要求學生完成高質量的畢業設計本身就不太現實。所以我們從2012級教學計劃開始,決定最后一學期全部安排為畢業設計時間,這樣時間就能得到保障。
第二,科學的選題管理模式。畢業設計題目是畢業設計的第一步,也是重要的一步。選定題目也就選定了畢業設計的基本框架和內容。故選題是順利完成畢業設計工作的先決條件。在以往畢業設計題目方面,一般是專業教師隨便擬定一些題目,這些題目并不都是實際工程題目,甚至有可能和實際工程完全脫鉤。實際上,在畢業設計題目的選擇上,有兩種方式可供選擇,一種是學生自己根據以后工作單位的實際工程項目進行自己選題,另一種是指導教師根據已有工程或項目為學生選題。不管是那一種選題方式,所選題目都應該緊密結合專業培養方向,密切聯系實際,盡可能結合生產、科研或實驗室建設,做到真題真做。同時應注意專業知識和設計內容的應用和結合,適當拓寬知識面,增強學生的適應性,注意設計的深度和廣度,使學生能力所能及地完成有效的畢業設計。同時,系或教研室應定期組織相關專業教師對學生的選題、審題進行集體論證,要求選題恰當、內容適中、結構合理。實踐證明,所有學生從接觸任務開始就目的明確、興趣濃厚、主動積極,是高質量完成畢業設計的基礎。
第三,完善的題型庫管理模式。為了真正讓學生能運用所學知識解決實際問題,切實做到理論聯系實際,可以采取題型庫選題模式,題型庫可以采用模擬題型與實際題型相結合的方式。在每年的畢業設計中,可以選擇結合實際工程或項目的題目,也可以從實際工程或項目中簡化或抽象出來的一些模擬題目,在條件允許的情況下也可以選擇實驗研究類型的題目,如結構設計優化、編制具體工程的施工實施方案、項目經濟性分析等。讓學生“真槍實彈”地參加實際工程方案的設計,學生就會有一種成就感、滿足感,這有利于激發和培養學生的學習興趣,建立正確的學習動機和學習態度,大大地提高他們的熱情。
第四,有效的創新管理模式。為了更好地發揮學生的自覺性和主觀能動性,可以鼓勵學生了解當前實際工程技術中的一些難點、熱點問題,結合生產尋求畢業設計課題。對于學生結合實際工程自己擬定的畢業設計課題,在評定時應當給予適當的成績獎勵,以激發學生的自覺學習性和主觀能動性。同時,專業指導教師在指導學生進行畢業設計時,應避免全程式指導或填鴨式的教學方式,要引導學生了解并熟悉解決問題的方式和方法。提高學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力。“授之以魚不如授之以漁”,教師在指導學生畢業設計時,應當教給學生一種思考問題和解決問題的方法。
第五,系統的質量管理模式。對畢業設計實施全過程質量監控是提高設計質量的保證。學校教學和相關管理部門以及各二級學院(系部)應制定相關的管理辦法、實施措施和監督制度,加強過程化管理和監督,抓好畢業設計的每個環節。在畢業設計過程中應成立由相應人員組成的領導小組和督導組,深入到畢業設計各個環節中進行督促指導,如發現問題應及時與有關部門負責人或相關指導教師進行交流,做到及時處理。二級學院或系(教研室)對指導教師的聘任、畢業設計的選題審題、畢業設計的全程管理、畢業論文評閱、畢業答辯、畢業資料存檔等環節的工作程序、工作方式、工作內容、時間安排、質量標準、分工負責等均應有明確規定和實施細則。為了保證教師指導質量和學生畢業設計的時間,應實施每日考勤制度,指導教師考勤學生,院系(教研室)隨機考勤指導教師和學生。為了確保進度和質量,實行每周匯報制度,學生每周須向指導教師匯報本周成果和下周計劃。整個畢業設計過程中,應當組織三次檢查,從選題———過程———成果進行三維一體的質量控制體系。
三、結語
這次實習安排在畢業設計之前,具有相當重要的意義。畢業設計貫通整個本科四年所有專業知識,將平時所學的零散知識點第一次完完整整的串聯起來,第一次讓我們最真實的體會結構設計的方法和過程,對本專業學生今后的工作、生活和繼續深造具有深遠的影響。而這次實習過程中,建筑、結構、施工的老師還有現場技術負責人在全程中給予指導,帶領我們從實際工程中去認識書本知識的現實存在。通過比較,我們可以在自己的設計當中取長補短,借鑒他人的先進設計思想和經驗。
這次實習期一共五天:結構和施工四天,建筑一天。
實習的工程項目有:XXXX辦公樓、XXXXXXXX樞紐、XXXX學院新校區、XX大學XX校區圖文信息中心和學院綜合樓、XX大學建筑館
結 構
一、結構選型
本次實習工程項目多為多層結構。對于多層結構而言,在XX地區,采用框架結構既能滿足受力需要,功能需要而且相對而言經濟性好,因此結構形式多選框架結構或者框架剪力墻結構。
框架-剪力墻結構是目前結構選型中常用的形式,是框架結構和剪力墻結構的有機結合。框架結構易于形成較大的自由靈活的使用空間,以滿足不同建筑功能的要求;剪力墻則可提供很大的抗側剛度,以減少結構在風荷載或側向地震作用下的側向位移,有利于提高結構的抗震能力。
二、結構布置
1、平面布置
結構的平面布置是指在結構平面圖上布置柱和墻的位置以及樓蓋的傳力方式。從抗震角度看,最主要的是使結構平面的質量中心和剛度中心相重合或者盡可能靠近,以減小結構的扭轉反應。XX地區主要的地震設防烈度為6度,因此建筑物是需要考慮抗震要求的。在這次實習中,所有的建筑平面都并不規整,不滿足平面布置的要求。但是結構設計者通過靈活的設縫和柱網的布置,將不規則的建筑平面分割成多個規則的平面,從而使各個單獨的分體系滿足了抗震要求。
在抗震地區設縫應為防震縫,平面形狀復雜時,用防震縫劃分成較規則、簡單的單元。但對高層結構宜盡可能不設縫。
2、豎向布置
豎向布置的要求是:結構沿豎向(鉛直方向)應盡可能均勻且少變化,使結構的剛度沿豎向均勻。由于本次參觀的工程項目都屬于多層建筑,因此在豎向布置上的要求體現得并不多。
三、基礎設計
任何建筑物都建在地層上,因此,建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔,受建筑物影響的那一部分地層稱為地基,建筑物向地基傳遞荷載的下部結構稱為基礎。
進行地基基礎設計時,必須根據建筑物的用途和設計等級、建筑布置和上部結構類型,充分考慮建筑場地和地基巖土條件,結合施工條件以及工期、造價等各方面的要求,合理選擇地基基礎方案。
本次實習中各工程采用的基礎形式,既有柱下獨立基礎(淺基礎)又有樁基礎(深基礎)。以XX市XX辦公樓項目為例:該項目處于XX江畔,地質條件復雜,同時地下水位較高,并根據綜合評價,采用承臺樁基礎最為適宜。XXXXXXXX樞紐的一幢配套用房也采用了樁基礎的形式。但與前者不同的是這里的樁直接與地基梁連在一起,取消了承臺,二者類似柱與梁的關系。從中我們可以看出,基礎形式的選擇和組合,在符合規范的前提下,還是有很大的自由度的。
四、柱網的布置
柱是框架結構的主要豎向受力構件,柱網的布置對整個建筑結構的功能和力學性能有這至關重要的影響,同時優良的柱網布置能夠方便施工,加快施工進度。
柱網布置應滿足以下幾點要求:
1、滿足生產工藝的要求。
2、建筑平面布置的要求。
3、柱網布置要使結構受力合理。
4、方便施工。
五、承重框架的布置
柱網確定后,用梁把柱連起來,即形成框架結構。梁柱剛接構成雙向梁柱抗測體系。一般情況下柱在兩個方向均應有梁拉結,故應在房屋縱橫向均應布置框架梁。因此,實際的框架結構是一個空間受力體系。但為計算簡便起見,可把實際框架分成縱橫兩個方向的平面框架即橫向框架和縱向框架。
橫向框架--由建筑物短方向的梁柱組成。
縱向框架--由建筑物長方向的梁柱構成。
兩向框架分別承受各自方向的水平荷載。對于樓面豎向荷載,可由橫向框架承受,也可由縱向框架承受或縱、橫向共同承受。根據樓面豎向荷載的傳遞路線,可將框架的承重體系分為三種:
(1)橫向框架承重體系: 橫向框架跨數往往較少,有利于增加橫向房屋抗側移剛度;縱向連系梁截面尺寸較小,有利于建筑的通風采光。
(2)縱向框架承重體系:適用于大空間房屋,凈空高度較大,房屋布置靈活。
(3)縱橫向框架混合承重體系:各桿件受力較均勻,整體性能較好。
施 工
大三暑期學校已經安排了我們進行一次為期一個月的土木工程施工實習。在那次實習過程中,我們主要對施工現場的建筑機械設備,人員組織,施工方法,技術、質量和安全控制進行學習。而本次施工實習的主要目的是配合畢業設計當中的施工設計,因此,我們的實習重點是放在施工組織設計上的。
一、施工組織設計
施工組織設計是用來指導施工項目全過程各項活動的技術、經濟和組織的綜合性文件,是施工技術與施工項目管理有機結合的產物,它是工程開工后施工活動能有序、高效、科學合理地進行的保證。
施工組織設計的基本原則:
①配套投產,根據建設項目的生產工藝流程、投產先后順序,都要服從施工組織總設計的規劃和安排。安排各單位工程開竣工期限,滿足配套投產;
②確定重點,保證進度;
③建設總進度一定要留有適當的余地;
④重視施工準備,有預見地把各項準備工作做在工程開工的前頭;
⑤選擇有效的施工方法,優先采用新技術、新工藝,確保工程質量和生產安全;
⑥充分利用正式工程,節省暫設工程的開支;
⑦施工總平面圖的總體布置和施工組織總設計規劃應協調一致、互為補充。
施工組織設計一般分為三個階段:1、施工條件設計(或稱施工組織基本概況);2、施工組織總設計;3、各個建筑物等單位工程的施工設計
二、施工進度計劃
施工進度計劃是在確定工程施工目標工期基礎上,根據相應完成的工程量,對各項施工過程的施工順序、起止時間和施工工藝銜接關系以及所需的勞動力和各種技術物資的供應所優質的具體策劃和統籌安排。編制一份科學合理的施工進度計劃,協調好施工時間和配置關系,是施工進度計劃貫徹實施的首要條件。
施工項目進度計劃的編制的基本要求
1、保證擬建施工項目在合同規定的期限內完成,努力縮短施工工期。
2、保證施工的均衡性和連續性,盡量組織流水搭接、連線、均衡施工,減少現場工作面的停歇和窩工現象。
3、盡可能的節約施工費用,在合理范圍內,盡量縮小施工現場各種臨時設施的規模。
4、合理安排機械化施工,充分發揮施工機械的生產效率。
5、合理組織施工,努力減少因組織安排不當等人為因素造成時間損失和資源浪費。
6、保證施工質量和安全。
三、施工平面布置
1、施工平面布置的意義
施工場地平面布置是施工組織設計的重要組成部分之一,它對指導現場文明施工有著重要的意義。否則,施工場地布置不合理會造成施工秩序的混亂。一個項目的施工場地要容納上百人上千上萬的隊伍進行施工,各自承擔不同的任務難免會互相干擾,再加上施工場地布置得不明確或考慮不周到,施工過程中就有可能占用其他隊伍的施工場地,影響其他隊伍施工,就會產生糾紛。許多材料、機械需要存放,進行施工場地平面布置時如欠全面考慮,就可能出現存放位置占用了建筑物的設計位置等等,這些都會影響施工進度而增加施工成本。由于施工場地布置粗糙直接影響施工安全,并容易發生觸電、失火、水淹等危害,造成經濟損失和人身安全事故。因此,必須要充分重視施工場地的布置。
2、施工平面布置的作用
1)確定生產要素的空間位置。
2)項目施工過程中,確保施工互不干擾做到有秩序的進行施工。
3)可使施工所需各種資源及服務設施,相互間有效的組合和安全運行。
4)減少場內物、料的二次搬運費、降低施工成本。
5)施工現場平面布置圖是現場平面管理的依據,現場調度指揮標準。
3、施工平面布置圖
施工平面布置圖是建設項目施工階段建設區域平面布置的一種簡明圖解形式,用以表示在建的建筑物、構筑物和現有的建筑物、構筑物以及為施工服務的臨時性的生產、行政和生活用房、機械設備、塔吊軌道、室內和露天倉庫、道路(鐵路)、給排水管線、電力和熱力網及其他管線的相對平面位置。
建 筑
我所要做的設計是三段式:建筑、結構、施工三個部分都要自己完成。其中建筑設計對我來說是一片空白,平常了解到的也就是進行建筑造型和功能的劃分。但是到底如何設計,如何進行劃分,我是一點頭緒都沒有的。一切都是從零開始。
建筑實習是在我校比較有特點的建筑館進行的。這座建筑館算是建筑系最原始最真實的一個教材,整個建筑融合了建筑設計的許多要點,當然在實習過程中也體驗到了它的缺點。所以它是我們進行建筑實習的最佳對象。
實習所了解到的要點
一、入口設計
建筑物的入口既要滿足客觀的結構構成,又要產生主觀性質的情感的美學意義,但是最重要的是滿足功能要求。
比如建筑館門口的大踏步設計。它具有以下功能:
1、人員集散地
2、解決高差
3、入口造勢要求
二、立面設計
立面設計應根據初步確定的房屋平、剖面的內部空間組合關系作為設計基礎。
1、應反映出建筑的性格,即建筑的使用性質
2、應反映內部空間及其組織情況
3、應反映自然條件和民族特點的不同
4、應反映基地環境和建筑規劃的總體要求
三、中庭
中庭通常是建筑內部的庭院空間,形成具有位于建筑內部的“室外空間”,是建筑設計中營造一種與外部空間既隔離又相連系的特有形式。
中庭也是一種交流空間,這里可作為集會、慶典、展示的場所,有著豐富建筑物功能的作用。
四、灰空間
灰空間最早是由日本建筑師黑川紀章提出。其本意是指建筑與其外部環境之間的過渡空間,以達到室內外融和的目的,比如建筑入口的柱廊、檐下等。也可理解為建筑群周邊的廣場、綠地等。
按照我的理解,就像灰色是黑白的過渡色一樣,“灰空間”就是封閉空間與開放空間的中介,或者說是內容與功能不同的空間之間的過渡空間。由于它的存在,沖破了封閉空間的制約而爭取與戶外空間取得更加廣泛的聯系,從而使主體與客體情景交融。
五、平面設計
平面設計是建筑設計的開端,對建筑物的整體效果起著至關重要的作用,因此平面設計中要注意解決以下幾個方面的問題。
①各功能用房是否滿足使用要求。
③各功能用房之間是否聯系方便、相互影響較小。
③建筑平面與周圍環境是否協調。
④建筑設計是否經濟合理。
⑤建筑平面是否滿足國家強制性標準的要求。
⑥建筑形象是否有鮮明的個性。
各類民用建筑的平面主要由使用部分,交通聯系部分和結構部分組成,其中使用部分和交通聯系部分是平面設計所關注的重點。
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總 結
關鍵詞:土木工程專業;建筑工程方向;畢業設計;微課應用;實效
0引言
畢業設計是本科學生在校期間的最后學習和綜合訓練階段,是學習深化、拓寬、綜合應用所學知識的重要過程;是學生學習、研究與實踐成果的全面總結;是學生綜合素質與工程實踐能力培養效果的全面檢驗。土木工程專業畢業設計的目的是實現本科培養目標、培養學生綜合應用所學專業知識解決實際工程問題的能力,在畢業設計期間訓練學生嚴謹、細致、認真積極的工作態度,培養學生工程意識和主觀能動性,為將來學生在工作崗位上出色地完成任務打下基礎[2]。結合本人多年的畢業設計指導經驗,學生獨立性差,習慣機械地照搬例題和應用設計軟件,以偏概全、以點帶面,知其然而不知其所以然,知識體系紊亂,設計成果漏洞百出。因此,如何提高本科院校土木工程專業畢業學生的設計水平,提高學生的設計實效,是本科院校土木工程專業教育工作者必須探討的問題。
1土木工程專業畢業設計特征
1.1畢業設計課題的共性與個性
從近幾屆的畢業設計來看,畢業設計課題具有如下共性:大多數畢業設計課題均來源于工程實踐或模擬工程實踐,如教學樓、辦公樓、賓館、公寓、大型商場、高層住宅、圖書館等,其結構型式為多層或高層混凝土框架結構,要求學生在規定的時間內完成建筑方案設計、結構計算和施工圖繪制等基本任務。但根據各高校的具體情況,畢業設計課題具有其個性:選題方式、課題的深度、指導模式、質量控制等各有特點。如我校畢業設計個性鮮明:老師按照1∶1.2的比例提供課題,并上傳至教務處網站,課題按難度分A、B、C三個等級,學生在四年一期期末進行網上選題,并分階段自主選擇指導老師;指導老師利用畢業設計管理系統自主選擇學生,師生雙向選擇;同時制定質量控制手冊統一成果評定標準,按環節評分確保全過程質量控制。
1.2畢業設計指導模式
傳統的畢業設計指導模式是以班級為單位分派3~4位指導老師,指導老師協商排好值班表,確保工作期間的每個時間段均有老師值班,值班老師負責全班同學的答疑和指導,由于每位老師指導的面廣、時間有限,對單個學生的設計成果缺乏系統的了解,最終所取得的畢業設計成果內容不完整,深度不足,遠遠達不到本科教育的培養目標。基于此,我校打破傳統的以班級為單位的指導模式,全院范圍內分階段師生雙向選擇,結構方向的老師指導建筑結構階段,施工方向的老師指導施工組織和清單工程量計算階段,優化了老師的資源配置。每位老師限額指導15~20位學生,全過程一對一的指導,指導老師可現場答疑,也可遠程指導,全方位監控學生的設計過程。
1.3畢業設計指導效果
多年的實踐證明,我校土木工程專業畢業設計改革效果明顯,學生的設計成果質量有較大幅度的提高。在畢業設計改革的實施過程中,老師們發現了一個深層次的問題:學生之間的團隊意識較差,資源共享的理念缺乏,對問題的考察、論證能力較差。部分學生照搬書本或設計范例,過度的依賴結構設計軟件和相應程序,依賴老師,既不對具體問題加以探究,又不對設計結果加以分析、校核,習慣于就某些數據或公式的來源提問。指導老師疲于回答這些表面的問題,有時甚至于一個問題重復回答10來次,耗費了老師們大量的精力而無法深入疏通學生的知識體系和優化結構模型。為了能掃清這些普遍性的問題,留出更多的時間針對每個學生的課題特點進行特性指導,我們引入了畢業設計微課堂。
2土木工程專業建筑工程方向畢業設計微課堂的架構與實效
2.1畢業設計微課堂的架構
為了讓學生對大學四年所學的知識有一個系統的了解且能融會貫通,更全面地培養學生的工程實踐能力,我校土木工程專業建筑工程方向畢業設計向來是“假題真做”,其內容包括建筑方案設計、全套建筑施工圖設計、一榀框架的結構手算、結構電算、全套結構施工圖設計、施工組織設計、清單工程量計算七大部分。多年的指導經驗告知,設計中出現的普遍問題是學生的結構概念缺乏,建筑方案的結構體系紊亂,建筑施工圖空洞、結構施工圖不完整。其最大的問題在于手算一榀框架的內力和配筋,學生盲目地照抄范例,機械地照搬計算過程,不探究內容的對與錯,對整個知識體系無系統的了解,結構計算書雜論無章,答辯時一問三不知,設計效果差。如何培養學生的主觀能動性,疏通知識體系,使其盡快的融于工程實踐,畢業設計指導課題組的老師們針對學生集中出現的問題和解題困惑,精心制作了20個畢業設計微課堂,引導學生一步步地學習,掌握結構布置及結構計算的要點。在微課堂的架構設計中,每個微課堂對應一個知識點,授課教師詳細地闡述了其要點、各計算環節關鍵問題的處理,制作了學習任務單、進階練習題,微課視頻及微課課件,并上傳至湖南微課網,學生點擊“注冊”,待身份審核通過后,即可在線學習、提問、進階練習,每天安排一位老師在線解決學生的問題。
2.2畢業設計微課堂的應用實效
微課制作完成后,安排了5位老師對學生集中授課,詳細講解了微課的學習要點,指導學生按微課排列順序進行學習。要求每個學生上網獨立完成20個畢業設計微課堂的學習并評價,且做完全部的測驗,分析錯誤的原因并在線提問,有錯即改,直至滿分。整個結構設計階段按100分計算,微課學習占20分。通過這些行之有效的措施,督助學生學完了20個畢業設計微課堂,整個設計期間學生的微課點擊數達到23000多次,完成了521在線答疑。通過學習,學生對結構設計有了一個全面、系統的了解,結構計算中的一些基本問題通過自學微課解決了,老師們能騰出更多的時間對學生進行個性指導,優化其設計成果。大部分學生的手算計算書條理清晰、內容完整,計算結果合理;答辯時思路清晰、問題回答較正確;設計成果深度完全滿足本科畢業設計階段人才培養方案的要求,設計效果較往屆有較大程度地提高,微課的應用取得了實效,值得推廣。
3結束語
文中通過研究畢業設計的特征,探討了畢業設計的共性與個性,從畢業設計選題、畢業設計的內容安排、畢業設計的指導模式、師生的資源配置、畢業設計的指導效果等方面進行了比較,指出傳統的設計指導模式不利于優化教師資源。為了能讓教師有更多的時間對學生進行個性指導,優化其設計成果,引入了畢業設計微課堂,微課堂系統地闡述了結構設計理念,針對學生設計中容易出錯或遺漏的問題、各計算環節關鍵問題的處理等進行了詳細地講述,有效地解決了學生設計中的共性問題。微課的應用,既提高了指導老師的指導效率,同時也加強了學生的結構概念,取得就較理想的畢業設計效果。
參考文獻
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【關鍵詞】土木工程專業 畢業實習 實踐能力
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)16-0032-02
土木工程專業本科教學的培養目標是:培養適應社會主義現代化建設需要,德智體全面發展,掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創新精神的高級專門人才。畢業生能從事土木工程的設計、施工與管理工作,具有初步的項目規劃和研究開發能力。畢業實習是土木工程專業培養方案中非常重要的組成部分,是總結和深化理論知識、培養學生解決實際問題能力、獨立工作能力和創新能力的重要過程。
土木工程專業畢業實習往往在大四學年下學期開學前幾周進行,此時學生已經完成基礎理論課、專業基礎課和專業課的學習,即將進入畢業設計階段。如何通過畢業實習教學環節整合所學理論知識、獲得工程結構直觀經驗并對畢業設計服務是教育工作者需要關注的問題。本文從分析畢業實習的目的出發,討論當前畢業實習存在的問題,并探討適應目前社會環境的畢業實習組織、管理方法。
一 畢業實習的目的
畢業實習是教學計劃中的一個重要教學環節,是理論聯系實際的重要手段。學生在修完理論知識及專業課程后,在教師的指導下到工地實習和聽取專題技術報告。通過該實習所要達到的目的是:使學生了解工程結構從立項、報建到設計、施工和竣工驗收的全過程;增強學生對工程結構的感性認識;加深學生對專業理論課程的理解和應用;了解建筑結構領域的最新動態和發展方向;培養學生實踐能力和獨立工作能力;為畢業設計(論文)做準備。
二 畢業實習存在的主要問題
1.實習單位聯系有難度
在市場經濟的大環境下,企業以生產效益為核心,很多單位不愿意接收學生前往畢業實習。對于設計企業,其辦公場所有限,很難安排位置給實習生;另外設計人員生產任務繁重,也不愿指導實習學生。對于施工工地,由于現場環境比較復雜和危險,施工單位往往擔心實習學生的安全問題而拒絕學生實習;尤其是需要在一個工地上安排較多學生時,施工單位就更難接受了。
2.學生對畢業實習缺乏正確認識
在畢業實習中,部分學生對畢業實習的重要性和目的認識不清楚,實習的積極性不高,認為最后提交一個實習報告就可以了;有的學生自我約束能力較差,在沒有指導教師嚴格監督時,往往自我懈怠;有的學生在畢業實習時還面臨找工作的壓力,因而很難把心思放在實習上。這些因素都導致畢業實習達不到應有的效果,直接造成畢業實習的質量下滑。
3.畢業實習的管理困難
畢業實習指導教師往往在指導畢業實習的同時,還要兼顧其他的教學和科研任務,沒有足夠的時間與學生待在一起,再加上目前參加實習的學生人數眾多、實習地點分散,使得教師只是偶爾到工地指導、檢查,也就不能及時解決實習過程中出現的問題和督促學生認真實習,使得學生實習效果受到影響。另外,對于分散實習的學生的管理就更加困難,教師往往只能通過畢業實習報告來了解學生的實習情況,這也造成部分學生的畢業實習質量不高。
4.畢業實習的經費有限
畢業實習的經費也是一個不能回避的問題。目前車船費、住宿費等各項費用都較以前有不小的增幅,另外,高校擴招后,學生人數也大幅增加,這些都使得畢業實習所需經費加大。如果讓學生繳納實習經費,又會使得學生的經濟壓力加大,對于家庭貧困學生就更為嚴重。
三 畢業實習的組織與管理
嚴格有序的組織與管理是畢業實習順利實施的有力保障,教師在實習中應發揮主導作用,充分利用現場條件,與現場技術人員配合,全面安排好畢業實習,使學生學到知識,得到鍛煉。針對畢業實習教學環節的特點和當前存在的問題,筆者進行了一些有益的探索并提出了相應建議。
1.分散實習與集中實習相結合
目前,畢業實習的模式一般有分散實習、集中實習和兩者相結合三種。集中實習是以班或專業為單位,在指導教師的帶領下到實習單位實習,其優點主要是便于管理,缺點是實習內容較單一,經費和指導教師需要較多。分散實習主要是指學生自主聯系單位實習,其優點是實習內容豐富、節省經費,缺點是難以管理、畢業實習質量難以保證。
筆者所在學校目前采取的是分散實習和集中實習相結合的模式。大四學年下學期期末,學校就向學生宣布實習計劃,讓學生按照要求聯系單位實習,由于分散實習的單位大多是學生以后的工作單位,學生實習的積極性往往很高,企業也可按照新進員工來管理。未聯系到實習單位的學生則參加統一安排的集中實習,由于集中實習人數大幅減少,使得學校經費和聯系單位的壓力也得到減輕。
2.畢業實習與畢業設計結合
畢業實習很重要的一個目的就是為后續畢業設計做準備,將二者有效結合起來,讓畢業實習更好地為畢業設計服務,同時也能使畢業實習的目的性更強,學生畢業實習的積極性更高。筆者所在學校的做法是,在大四學年下學期期末就下發畢業設計的選題,讓學生帶著設計題目進入實習階段,可以讓學生實習期間有的放矢,能夠對畢業設計的各個設計階段都有比較明確的感性認識,也能夠最大程度地收集相關資料,為畢業設計打下堅實基礎。
3.加強畢業實習管理
嚴格的畢業實習管理才能夠保證好的畢業實習質量,也才能使得畢業實習順利實施。畢業實習主要有實習前的動員、實習中的檢查與監控、實習后的成績評定三個環節,畢業實習管理需要貫穿于整個實習教學環節。
首先,需要認真做好實習前的動員工作。要讓學生明確畢業實習的意義和目的。可請工地負責人或有經驗的教師對工地具體情況、施工流程等內容作具體介紹,使學生提前有一個初步了解。安全注意事項是動員大會中需要向學生灌輸的重點,一定要明確實習紀律,確保安全。
其次,需要認真落實實習中的檢查與監控。分散實習的學生要嚴格執行導師制度,要求每個學生在其實習單位都有一個企業指導教師,學校教師要加強與企業指導教師的溝通與聯系,隨時了解學生在企業的實習情況,并將相應情況及時與學生反饋交流。實行畢業實習中期檢查制度,通過中期檢查進一步加強對學生的督促和約束,也可通過中期檢查及時發現實習中存在的問題并做相應調整。
最后,需要對畢業實習成績評定環節嚴格把關。考慮到畢業實習日記和報告容易出現抄襲和作假現象,畢業實習成績的評定就不能只看學生的實習日記和報告,而著重要看學生對實習的理解及收獲,因此需要落實畢業實習答辯制度,即讓學生陳訴實習中的所見所得、遇到的問題和困難及解決方法等,并通過提出相關問題進一步考查學生對實習中相關知識的認識和理解。
四 結束語
土木工程專業畢業實習對于提高學生工程認知及動手能力具有重要的作用,是學生理論聯系實際和緊密結合社會的關鍵環節。本文結合筆者所在單位畢業實習開展的具體情況分析了目前畢業實習存在的一些問題,并針對性地提出了一些建議和措施,希望能夠對畢業實習教學環節的順利實施起到一些有益的推動作用。
參考文獻
[1]高等學校土木工程專業指導委員會編.高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱[M].北京:中國建筑工業出版社,2002
【關鍵詞】土木工程;畢業設計;教學改革
1、引言
畢業設計作為土木工程專業本科教學中十分重要且必不可少的一個環節,它不但可以幫助學生更加系統全面地認識大學四年中所學的力學數學以及專業基礎知識,使之成為一個有序的整體,更加能夠讓學生學會如何解決實際工程問題,為將來從事的工作奠定良好的基礎。因此,在本科生的教育教學改革嘗試中,非常有必要探討一下該如何設置畢業設計課題,采用怎樣的形式和手段將理論與實際充分結合,既能激發學生的學習興趣、培養動手能力,又能夠滿足現代工程的需求。
畢業設計不同于一般性的課后習題和課程設計,它代表的是更為實際和具體的工程項目,這個過程不但將本學科的專業基礎知識串聯起來,更是學生畢業后所從事工作的一個縮影,它不但可以讓學生鞏固已學理論知識,更可以培養學生解決實際問題的綜合能力,因此,畢業設計的科學合理安排對現代土木工程專業人才的培養起著至關重要的作用。土木工程專業的日常教學,尤其是專業課程及相應的課程設計安排中,傳統的手算方法依然占主導地位,因此不難理解,畢業設計中結構的手算及手繪施工圖成為了必不可少的環節。不可否認,雖然計算機數值計算方法具有顯而易見的優點,但傳統手算求解過程可以讓學生夯實和加深對力學基本理論的認知程度,為解決實際工程問題奠定基礎,更重要的是,在實際工程設計中,設計人員應具備扎實的力學知識,對結構的整體受力狀態有充分了解,并且能夠對簡單結構或構件開展手工計算,從而對計算機數值計算結果進行檢查和復核。但與此同時,由于現代工程問題日益復雜,計算機數值模擬已經成為土木工程行業結構設計計算的主要手段,而且它的更廣泛使用將是不可避免的趨勢,因此,高校培養的現代土木工程專業技術人員必須熟練掌握數值計算軟件的應用,借助它的優勢來有效解決實際工程問題。
2、畢業設計改革要點
綜上可知,在土木工程本科生畢業設計中,傳統手工力學分析和現代計算機數值計算手段應當有效結合、并重。通過科學合理的畢業設計選題,使得學生能夠較好地實現理論與實際相結合,具備手工計算和數值計算軟件應用的能力。
1)畢業設計選題原則
畢業設計是一個綜合性較強的實踐教學環節,它的選題工作就需要綜合考慮多個方面的因素。宏觀上,要考慮到大多數學生畢業后將從事生產一線工作,故應該盡量體現較強的實踐性,最好能夠結合實際工程來進行命題,這樣既可以調動學生的積極性,主動思考主動創新,又可以理論聯系實際,甚至讓學生到工程現場進行參觀學習,參考工程項目的實際功能需求來進行設計計算。微觀上,為了能夠在畢業設計中將手工計算與計算機數值計算有機結合起來,既要充分考慮手工計算的特點和可能性,選擇合理的結構形式和布局,能夠提取工程簡化模型,采用結構力學手段進行手工分析,又要考慮計算機數值模擬的必要性,即不能選擇過于簡單的結構形式和單一的受力條件,無法代表或滿足實際工程項目的功能要求及受力狀態。一般地,結合當地施工單位或設計院所在建或已建實際工程項目進行選題,可以較好地保證結構形式的合理性,避免虛擬課題可能存在的過度復雜化和不切實際。
2)畢業設計中手工計算與計算機數值計算的有效結合
如前述,畢業設計是整個大學生教育教學過程中舉足輕重的部分,就土木工程專業技術人員的培養而言,它起著承前啟后的關鍵作用。為了使高校培養出的現代土木工程人員既有扎實的理論基礎,又具備靈活應用知識、使用新方法和手段解決實際工程問題的能力,學校在本科畢業設計環節應當重視傳統方法與現代手段的有機結合和無縫對接,兩者相輔相成,使學生在最后這個階段得到最扎實的鍛煉和全面的訓練。例如,在畢業設計選題前期,指導教師應當為學生規劃設計內容的大綱和框架,讓學生明確該項工程主要涉及哪些重要的力學知識,進行構件受力、位移或變形等分析時的難點所在,需要掌握哪些計算機數值模擬方法和軟件,以及選擇這些方法的原因,從而讓學生對設計全局有一個整體的認識,了解手工計算與計算機模擬的不同之處和各自的優缺點,兩種方法該如何進行對比比較以及計算結果的復核和校正。在設計任務的布置方面,要考慮到手工計算耗時較長,故不宜選擇結構形式和受力狀態過于復雜的部分,宜選擇結構形式較規整、受力均勻的部分進行手工設計計算,而較為復雜的問題求解則通過計算機模擬來進行。盡管計算機數值模擬方法具有諸多優點,但計算過程中可能會出現程序或參數錯誤,需要技術人員做進一步的檢查和復核,進而優化整個結構設計方案,此時,手工計算結果就可以提供有益的參考,經過反復修正計算機模型來實現優化。
關鍵詞 成果導向 土木工程 畢業設計
Abstract In this paper, combined with the results oriented education background and problems, this paper discusses several problems in the teaching reform of the graduation design of civil engineering, mainly from the structure calculation tools, drawing tools, drawing, specification and textbook annotation method these four aspects are discussed.
Keywords outcome-based; civil engineering; graduation design
1 成果導向教育的背景及含義
導向教育(outcome-Based Education,簡稱OBE)是由美國首先提出來的,目前在美國、英國、加拿大等發達國家已成為了教育改革的主流理念。美國工程教育認證協會(ABET)全面接受OBE的理念,并將它貫穿于工程教育認證標準的始終。ABET和加拿大、英國、日本等國家簽署了《華盛頓協議》,該協議是世界上最具影響力的國際本科工程學位互認協議,其宗旨是通過雙邊或多邊認可工程教育資格及工程師執業資格,促進工程師跨國執業。該協議提出的工程專業教育標準和工程師職業能力標準,是國際工程界對工科畢業生和工程師職業能力公認的權威要求。2013年6月19日,我國加入《華盛頓協議》,成為該協議組織第21個成員。
我國工程教育專業認證協會最新頒布的《工程教育認證標準(2015)》也充分體現了OBE 理念,強調工程教育專業要實施成果導向教育,要求接受認證的專業必須:(1)明確學習成果(畢業要求);(2)按畢業要求安排教學活動;(3)對畢業要求的達成情況進行評價。其畢業要求有12條:P工程知識;Q問題分析;R設計/開發解決方案;S研究;T使用現代工具;U工程與社會;V環境和可持續發展;W職業規范;X個人和團隊; Y溝通; Z項目管理;[終身學習。這些要求跟ABET中的要求基本對應。
成果導向教育是指,學生最終所取得的學習成果就是教學設計和實施的目標,也就是以最終結果為目標進行反向課程設計。在制定教學大綱時首先考慮培養學生的最終目標是什么,是培養工程師還是培養學者,對應于當前的應用技術型大學和科研型大學。這一教育理念與目前很多學校理想化地制定教學大綱,根據大綱開設相關課程,最后根據畢業后學生的發展情況考核教學成果的思路剛好相反。成果導向教育理念顛覆了傳統的教育理念,卻被西方社會認可,因此我們有必要認真研究這一新的教育理念。
2 成果導向教育面臨的問題
成果導向教育目前在發達國家已經實踐了許多年,并且也證明了是一種的較好方式,值得我們學習與借鑒。目前我國高等教育面臨許多問題和挑戰,處于教育改革的前沿,很有必要嘗試這種先進的教育理念。但是在嘗試的過程中,一定不要完全照搬照抄,而是要結合自己的國情,取其精華,去其糟粕,要把我們高校本身優秀的教育經驗保留,然后加上新的理念,來實踐出更好的教育方法和成果,這可能需要較長的時間。這種嘗試對于高校的教育管理工作者、一線的教師都是很大的挑戰。
成果導向教育是一種實用性的教育理念,不需要很多看起來高大上但是并不實用的教學課程設計。根據成果導向理論,高校應該根據自己學校定位結合社會需求,確定需要培養什么樣的人才,以及培養的人才需要具備哪些能力,然后制定該學科的教學大綱,最后詳細到專業課程如何設置,具體到每門課需要講哪些內容。下面利用成果導向理論來討論土木工程畢業設計中的幾個問題。
3 成果導向教育在土木工程畢業設計的應用
對于土木本科的學生,畢業以后主要有三類出路:(1)進入工程施工單位、工程管理單位或者設計單位工作;(2)繼續在國內外讀研究生學習;(3)不從事本專業,在其他行業就業。其中第一類占的人數最多,對于第一類學生,做畢業設計的作用最直接,基本涵蓋所有的畢業要求,而對于(2)(3)類學生,做畢業設計則是提升綜合素質的過程。
下面Y合《工程教育認證標準(2015)》和目前某高校的畢業設計教學大綱,來探討改進方案。
某高校畢業設計的教學要求如下:畢業設計的目的是培養學生綜合運用四年所學的基礎理論知識、專業知識及基本技能,解決實際工程設計和施工組織等實際問題的能力;培養學生調查研究、綜合分析問題的能力以及查閱資料、圖紙、手冊和編寫設計技術文件的能力;培養學生建立理論聯系實際、踏實、認真、嚴格的科學作風,以及工程技術人員必須具備的全局觀念和經濟觀念。通過畢業設計,著重培養學生綜合分析和解決問題的能力,培養組織管理和社交能力,培養獨立工作的能力,培養嚴謹扎實的工作作風和強烈的事業心、責任感。為學生將來走上工作崗位,順利完成建設任務奠定堅實基礎。該高校畢業設計中工程設計教學環節和我國工程教育認證標準的對應關系如表1所示:
表1 某高校畢業設計中工程設計教學環節和我國工程教育認證標準的對應關系
其中有兩條沒有涉及到:個人與團隊和項目管理。目前畢業設計強調獨立完成,每個人的題目都不同,而不是一個團隊完成一個題目,因此不涉及到個人與團隊的關系。而在另一類施工組織設計中涉及到項目管理。施工組織設計在以前學習建筑施工課時已經進行,因此一般情況下學生會選做工程設計。可見畢業設計涵蓋非常廣泛的認證標準,所以需要認真組織執行。
在畢業設計指導過程中,有一些問題需要解決,下面結合成果導向理論來探討。
(1)用什么計算工具計算結構。由于畢業設計強調綜合運用四年所學的基礎理論知識、專業知識及基本技能,解決實際工程設計的實際問題。所以當前的畢業設計要求要有一榀框架或者剪力墻的手算計算書。但是考慮到畢業生將來可能去設計院工作,而設計院計算結構時用的是軟件,國內大部分用的是PKPM,所以還應該要求學生會使用PKPM,包括結構輸入,參數設置,結果讀取。PKPM雖然也可以出施工圖,但是比較粗糙,所以需要把PKPM的結果提取出來,再用CAD畫圖。所以畢業設計的要求應該改為上交的成果包括某一榀框架的手算結果,和其余部分結構的PKPM計算結果。
(2)用什么工具畫圖。現在大部分高校使用天正和CAD畫圖,但也有部分老師要求手工畫圖,以督促學生獨立完成。由于畢業設計的畫圖量很大,從成果導向理論來看,需要學生學會使用現代工具,因此還是應該用CAD繪圖,這樣更有助于畢業后更快地適應工作。
(3)圖紙標注方法。圖紙標注方法主要有兩種:分別是傳統的標注方法和平法標注。傳統的標注方法比較直觀,但是畫起來稍顯麻煩。而目前設計院和施工單位用的圖紙都是用平法標注的,平法標注有一套則,該規則需要學習后才能會看會用,在畢業設計之前的課程中沒有涉及到這方面的內容,所以從成果導向思想來看,應該在畢業設計階段,督促學生自學平法標注,并且用到畢業設計上,這樣有利于將來更快地融入工作,更能適應社會。
(4)引導學生翻規范而不是教材。現在的專業課教材基本是依據最新規范編著的,而將來工作了以后,不管是施工單位還是設計院或是甲方,接觸比較多的應該是各種規范,因此作為土木專業的最后一個教學環節,應該引導學生接觸規范,多研究了解規范,這樣跟將來的工作環境更加接近。
另外,對于師資的要求,最好指導老師能有設計單位或施工單位的實踐經歷,這樣可以更好地指導學生。這也是一個逐步完善的過程。
4 結論
本文主要結合成果導向教育的背景及面臨的問題,討論了土木工程專業畢業設計教學改革的幾個問題,主要從計算結構的工具、畫圖工具的選擇、圖紙標注方法、規范還是教材這四個方面的問題進行了討論。討論可見,在原有教學大綱和教學內容的基礎上,基于成果導向教育原則對教學實踐活動進行改進,可以更好地提高學生的適應社會的能力,有利于教育目標的實現。
參考文獻
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班級:08土木(三)班
學號:08202052325
姓名:汪盧彬
實習時間:2011.6.3—2011.6.5
實習地點:新華學府名都項目高層建筑住宅、波明科技股份有限責任公司的鋼結構廠房、北團承建安徽輝隆集團項目高層辦公大樓。
實習目的:為了讓我們土木專業的學生多了解一些當前比較普遍的建筑形式及建筑方法,磨練我們當代大學生的吃苦耐勞的毅力及勤看、勤問,勤思,勤學的習慣,把我們從理論的殿堂帶入實踐的前線,為了讓我們下學期更好的學習專業知識,在小學期學院組織我專業的學生進行了三天的土木專業認識實習。通過學習,對一般工業與民用建筑施工前的準備工作、整個施工過程和監理的基本知識體系有較清晰的了解。鞏固課本上的知識。理論聯系實際,鞏固和深入理解已學的理論知識,并為以后課程的學習積累感性知識。積累經驗。通過親身參加施工實踐,培養分析問題和解決問題的獨立工作能力,用理論聯系實際,為將來參加工作作好準備。通過實習和勞動,了解施工的基本生產工藝過程中的生產技術規范的監理細則。了解目前我國過施工技術與施工組織管理與監理的實際水平,聯系專業培養目標,樹立獻身社會注意現代化建設,提高我國建筑施工水平的遠大志向。與工人和基層生產干部密切接觸,學習他們的優秀品質和先進事跡。虛心學習,了解具體施工細節,學習工人師傅在長期的實踐中總結的寶貴經驗。
實習內容:經過三天的實習,我們每個土木人都學到了不少知識。以下是我個人學結的知識要點:
1.裂縫的原因:混凝土中產生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理,原材料不合格(如堿骨料反應),模板變形,基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝上的約束,又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6~1.0)×10。4.長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均勻,水灰比不穩定,及運輸和澆筑過程中的離析現象,在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。
2.溫度應力的分析:根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內形成殘余應力。(2)中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。根據溫度應力引起的原因可分為兩類:(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如,橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現拉應力,在中間出現壓應力。(2)約束應力:結構的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。改善約束條件的措施是:(1)合理地分縫分塊;(2)避免基礎過大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要,應特別注意避免產生貫穿裂縫,出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆筑混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產生過大的拉應力,具有顯著的效果。加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩定的,而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小,在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不超過100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫,其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,筆者在實踐中總結出其主要作用為:(1)混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發后毛細管中產生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確定。(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。(3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來補充。(4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。(5)提高水泥漿與骨料的粘結力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收縮時受到約束產生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。(8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。(9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發,減少干燥收縮.許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經濟。
關鍵詞:土木工程;畢業設計;團隊指導模式;教改實踐
作者簡介:陳春紅(1983-),女,江西吉安人,常州大學土木工程系,講師;朱平華(1966-),男,湖北天門人,常州大學土木工程系主任,教授。(江蘇 常州 213164)
基金項目:本文系2012年常州大學教育改革與研究項目(項目編號:GJY12020021)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0179-02
畢業設計是土木工程專業本科階段重要的綜合性實踐教學環節,是鍛煉學生綜合知識的運用能力,反映學生的科研能力、創新水平和高校教學質量,實現高校土木工程專業培養目標的關鍵環節。隨著土木工程專業口徑拓寬和工程技術更新,傳統的畢業設計運行模式已無法滿足畢業設計質量要求。[1,2]本文探索和創新土木工程專業畢業設計團隊指導模式,在組織形式、設計選題、過程控制等方面進行深化改革,以期提高畢業設計質量,加強學生的專業素養,實現“卓越工程師”的培養要求。
一、傳統畢業設計指導模式現狀
1.畢業設計選題
目前,多數高校土木工程專業的畢業設計選題面相對狹窄,題型單一,深度不足,且以“命題式”的設計題型居多。比如,工業與民用建筑方向的畢業設計一般為多層框架結構和單層工業廠房,學生很少接觸其他結構體系的設計,這就制約了學生的知識視野,體現不出厚基礎、寬口徑的專業培養要求。另外,設計中對土木工程各方向的內容分配不合理,往往是重結構、輕建筑和施工組織設計,對道橋和地下工程設計的內容較少。設計題目大多不是根據實際工程來命題,對設計結果無法校核、論證,且多年來題目類型相同,內容大同小異。[3,4]這使得學生普遍感到畢業設計和實際工程脫軌,缺乏工程實踐意義,降低了學生的積極性和創新欲望,不能充分發揮主觀能動性。
2.畢業設計時間安排
多數高校畢業設計安排在第八學期,而在這學期,找工作的學生忙于參加招聘會和面試,不能認真靜心地做畢業設計;考研的學生在準備研究生面試和復試時占據了大量的時間與精力,影響了畢業設計的進度和質量。有些學生意識不到畢業設計的重要性,忽視了畢業設計是土木工程專業學生將四年所學知識綜合化和整合化的唯一機會,在畢業設計時準備工作不充分,匆忙著手,對最新的專業設計規范、專業標準圖集、專業構造手冊熟悉較少,完全依靠教師的指導,被動性設計表現明顯,學生在設計中體會不到設計成就感,導致其重視程度、設計熱情下降。
3.畢業設計指導教師問題
在畢業設計中普遍存在指導教師嚴重不足的問題,畢業設計環節的生師比過高,有些高校甚至高達10∶1。很多青年教師從學校畢業后直接進入高校教學,知識結構不夠完整,缺乏工程設計和實踐經驗,這就影響了畢業設計的指導質量。比如建筑工程專業,畢業設計涉及到建筑設計、結構設計、施工組織設計等,指導教師必須精通這些專業知識才能高質量地指導學生開展畢業設計。同時,教師要兼顧繁重的教學和科研任務,投入指導畢業設計的精力有限,很難對所有學生的畢業設計管理和監控到位,致使學習主動性不強的學生設計進度嚴重滯后,畢業設計質量不高。
4.畢業設計成果達不到設計要求
在大學期間,土木工程專業除了學習專業技術基礎課和專業課外,還有課程設計實踐環節。但這些課程和實踐環節均局部獨立,片面性較強,缺乏全局系統性和整體性,使學生多以點狀形態記憶專業知識和工程技術問題,缺乏大土木觀,工程設計整體觀模糊,這使得有些學生在畢業設計中既不能分析具體工程問題,又不能校核論證設計結果,只能照搬結構設計范例,依賴結構設計軟件,缺乏獨立思考能力和創新精神,畢業設計成果遠遠達不到“卓越工程師”的培養目標。有些學生不能按照設計進度進行設計,畢業設計前期松松垮垮,而后期通宵作戰,導致畢業設計內容不完整,深度不足,設計水平不高,甚至出現了計算書前后矛盾以及計算書和設計圖紙自相矛盾的情況。
二、畢業設計團隊指導模式
畢業設計團隊指導模式是根據土木工程專業培養目標和“卓越工程師”培養要求,以實際工程和科研項目命題,由多名教師合作組建畢業設計指導教師團隊,指導多名學生完成較大的畢業設計課題,確定畢業設計中實施團隊指導的相關具體方案,提高畢業設計質量。
1.畢業團隊指導模式的目的和意義
畢業設計團隊選擇內容全面、結構體系豐富的課題,學生在設計時分工合作、各司其職,對土木工程多個專業方向知識均有汲取,有利于培養他們的工程意識。在畢業設計過程中采用討論式和啟發式教學,形成研討氣氛,充分激發學生的主動性和創新性,促進學生之間相互學習、補充、啟發,全體團隊成員的素質得到發展,共同進步,這為提高畢業設計教學質量奠定了基礎。多名教師共同指導,相互配合、優勢互補,為提高畢業設計質量創造條件,也有利于教師的進步和成長。
2.指導教師團隊的構建
指導教師團隊組建時要綜合考慮教師的學緣結構、學科專長和年齡結構,教師之間學科交叉合理,各有所長,優勢互補,老中青教師搭配組合。團隊負責人一般由有豐富理論知識和工程實踐經驗的教師擔當,在選題、設計成果考核等重要環節以及學術方向和關鍵技術等方面,對團隊教師起培養、指導、協調和組織作用。其他成員一般為中級職稱以上的教師,尤其要吸收青年教師加入團隊,根據其學科專長與特點負責對學生進行具體指導。[5]指導團隊既分工又合作,不同專業和方向的教師全程參與指導,根據進度和設計內容分階段負責。在團隊中以老帶新,培養年輕教師和專業基礎課教師。
3.學生團隊的構建
根據課題規模和任務的難易程度確定畢業設計團隊學生人數。學生團隊組建應基于雙向選擇原則,教師要對團隊的課題研究方向、研究思路和研究成果做初步闡述,讓學生對課題有所了解。在組建學生團隊時可以同專業,也可以跨學科、跨專業,應鼓勵不同層次的學生組隊,尤其要鼓勵基礎差的學生進入團隊。團隊組建后,應選一名理論知識扎實、責任心強、協調組織和溝通能力良好的學生擔任組長,負責團隊的研究進展、實驗組織和人員協調工作。
三、深化畢業設計改革
針對以往土木工程專業畢業設計現狀,常州大學土木工程專業進行畢業設計團隊指導模式教學改革實踐,旨在提高畢業設計教學質量,提升學生工程實踐能力,實現“卓越工程師”培養目標。
1.畢業設計選題改革
為了提高學生的工程實踐能力,滿足土木工程專業職業要求,選題要結合實際工程項目,與地方施工單位或設計院所合作選題,根據學生團隊的基礎知識和學習能力情況進行“真題真做”或“真題假做”,盡量避免“假題假做”,通過對比設計成果和現有工程的差異,有利于提高學生解決工程問題的能力,增強了學生的自信心和成就感;或者將教師的科研項目整理成為既能滿足畢業設計要求,又有一定科研性及學科前沿的綜合性的畢業設計題目。在選題時,注意給課題適當添加自由發揮空間,旨在鍛煉學生的創新能力和解決實際問題的能力。
2.畢業設計提前安排
為了解決畢業設計與就業的矛盾,一方面將部分學生在大三時就吸引進入教師的科研團隊,提前接觸科研項目,開拓學生的科研能力,為畢業設計做好知識儲備,另一方面將畢業設計的前期工作提前安排在第七學期末開展,增加了畢業設計的有效時間。指導教師詳細介紹課題的工程背景、研究背景、具體內容和預期成果,學生根據畢業設計的任務與要求收集資料,查閱參考文獻,分析課題的研究內容,提出研究思路和設想,完成科研實踐和文獻綜述(開題報告)。指導教師要及早介入學生的前期準備工作,縮短學生畢業設計適應時間,減少起始階段的盲目性。
3.加強團隊管理
過程管理是能否按時保質保量完成畢業設計的關鍵。所有指導教師對畢業生的開題、階段性檢查、中期檢查、答辯進行互相把關,互相促進。重點從以下幾點做好過程管理:
(1)團隊指導教師要分工明確,責任清晰,實行值班制,保證學生在畢業設計中遇到問題可以隨時得到教師指導;團隊負責人關注試驗進度,對畢業設計進行階段總結。
(2)制定有效的團隊管理制度和操作程序,建立良好的師生信息傳達和反饋渠道。
(3)充分調動學生主觀能動性。學生在設計過程中提出解決問題的思路和方案,教師不能選擇硬性壓制和忽略不問,而應積極引導學生通過主動思考和積極創新來解決問題。
(4)開設畢業設計講堂。針對畢業設計中涉及的難點和重點問題,由相應的教師以畢業設計講堂的形式進行專題講解,豐富畢業設計指導形式,提高畢業設計學習效果。
(5)集體評圖。團隊負責人組織團隊教師共同討論確定畢業設計圖紙要求和統一評圖標準,利于教師之間相互學習,很大程度上起到傳幫帶的作用,可以促進年輕教師快速成長。
4.加強與校外企事業單位深度合作,校企聯合培養畢業生
高校和企業深度合作是培養“卓越工程師”的重要途徑和提高畢業設計質量的有效方法,既解決了高校辦學資源匱乏問題,又為企業的發展與創新提供了人才。常州大學土木工程專業與校外企事業單位聯合培養畢業生,建立校內指導教師和校外工程師畢業設計聯合指導團隊。通過“產學研”相結合的方式,依托校企節能減排材料研發中心和校企重點實驗室建設,建立校外實踐教學基地,學生在企事業單位開展畢業設計,以實際工程為設計課題,設計結果可以對比校核,有利于培養學生嚴謹的工程意識和參與實際工程項目的熱情。[6,7]在聯合指導過程中,校內教師和校外工程師要分工明確、責任清晰,制定校外畢業設計管理制度,校內教師定期檢查學生畢業設計進度和畢業設計成果,并對階段性問題進行解答。
四、實踐效果
經過三屆畢業設計的探索和實踐,常州大學土木工程專業已逐漸規范和完善了畢業設計創新團隊的教學模式,畢業設計質量得到明顯改觀。通過畢業設計團隊指導模式的構建,畢業生整合構筑了較為完整的專業知識結構,提高了工程實踐應用能力,鍛煉了科研創新和團隊協作能力。同時,各專業和方向的教師之間的聯系得到強化,不同專業課程教師對相關課程的認識得以深化,加強了教師的教學水平。但是也要清醒地認識到,面向“卓越工程師”的培養目標,土木工程專業畢業團隊指導模式還存在不足之處,需要在今后的教學改革中不斷總結經驗和探索提高。
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關鍵詞:土木工程專業;畢業設計;存在問題;解決辦法
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)33-0096-02
土木工程專業是實踐性很強的工程應用類專業。畢業設計是培養學生實踐能力、創新能力和獨立解決問題能力的必要的集中實踐性教學環節,是實現該專業培養目標的重要的綜合性課程,是衡量一個學校培養學生素質及教學質量的一個標桿,也是學生走上工作崗位前的一次職業培訓,其成績是學生畢業及學位資格認定的重要依據。畢業設計教學質量的優劣直接關系到本專業學生能否在畢業后短時間內適應社會要求,并在實際工作中獨立地解決工程建設中遇到的有關設計、施工、管理等方面的問題[1]。筆者結合多年指導土木工程專業畢業設計的教學心得和研究結果,對目前該專業畢業設計的存在問題作一簡要分析,并提出相應解決辦法。
一、土木工程專業畢業設計存在的問題
目前,土木工程專業畢業設計存在的問題如下。
1.學生方面情況復雜,進度不一。畢業設計安排在大學最后一個學期,不同學生面臨就業、考研復試等不同出路,甚至少部分學生要進行畢業前大補考。學生心里狀態和壓力不同,影響到畢業設計的積極性和投入狀態,進而影響到畢業設計的進度和質量。設計中前期,學生對畢業設計這樣一個“大”的綜合性的任務不知如何下手,不能將所學專業理論知識與畢業設計選題順利結合,遇到問題不會及時反映解決,存在“等”、“拖”、“靠”的依賴心理,也會影響設計進度。
2.指導教師自身缺乏工程設計實踐經驗和知識更新。畢業設計要求指導教師具有豐富的教學經驗和工程實踐經驗。部分指導教師一直從事理論研究或課程教學工作,工程實踐經驗不足甚至沒有,對整個工程設計過程缺乏了解和認識,對新規范、新的計算方法、新的施工技術的更新缺少關注。這樣在指導畢業設計時就會顯得力不從心,難以做到與時俱進,在一定程度上影響了畢業設計質量。
3.畢業設計過程監管不力。通常,有些高校畢業設計管理制度不甚健全,或者制度健全但執行不到位,對學生日常不考勤或者考勤不嚴格,導致部分學生長期缺席,當然不能高質高量地完成畢業設計。另外,在畢業設計過程中,指導教師不重視對設計各階段的進度檢查,不了解學生的設計進度,也不能及時發現和解決出現的問題,從而導致學生在畢業設計前期比較松散,后期又加班追趕,高質量的畢業設計成果根本無法得到保證。
4.師生間缺乏溝通,不能及時發現設計問題。設計過程中,很多學生不在設計室而去其他教室或宿舍,導致有問題不能及時詢問解決。老師輔導時,因見不到學生而不能及時發現學生的疑問或錯誤,從而將問題遺留到最后進行大修改甚至無法修改,致使設計質量嚴重下降。
5.計算機輔助設計利用不合理,學生收益不多。畢業設計階段學生利用專業軟件PKPM對一榀框架進行計算并繪施工圖,這一工作只需學生一個上午即可完成。但學生對計算結果不分析、不調整,對圖紙的表達不思考、不判斷,基礎知識和專業知識掌握不牢固,對很多構造不明所以,似是而非[2],學生收獲甚少。
二、具體解決方法
解決畢業設計存在的問題,關鍵要解決好以下幾個方面:指導老師豐富工程經驗、提高指導水平的問題;畢業設計過程中手算、手繪與電算、電繪的比例與配合問題;畢業設計過程中對學生積極性的調動與監管監控問題;畢業設計的考核評估問題。下面具體討論。
1.提高指導教師素質、利用產學研用基地合作指導。學校應鼓勵教師積極參加建設部組織的相關職業資格考試,鼓勵并組織指導教師積極參與工程實踐,與生產、設計單位合作,聘請理論功底扎實、實踐經驗豐富的工程師與校內指導老師合作,指導學生畢業設計并把關。學校可以建立產學研教學基地,除了服務于學生的實踐實習外,還可用于指導教師的工程經驗學習與提高,進一步加強高校與工程設計部門、企業單位之間的協調工作,從而提高指導學生畢業設計的水平。
2.堅持手算、手繪及軟件計算、計算機出圖并重。為處理好在整個畢業設計過程中掌握基本理論、基本技能和計算機技術的關系,采用手算、手繪及軟件計算、計算機出圖并重的手段。在結構計算中“手算”和“電算”必須兼顧。“手算”應該占主導地位,在“手算”階段,應該培養學生綜合運用所學專業知識的能力和查閱相關資料的能力,從而鞏固理論知識,加強實踐操作能力。另外,在繪制施工圖時,要堅持手工畫圖和計算機繪圖相結合的原則。手工畫圖主要鍛煉學生的繪圖基本功、對構造要求的掌握以及對規范的學習和熟悉[3,4]。計算機輔助畢業設計的主要目的是提高學生的計算機應用能力,同時熟悉社會上常用的工程商業軟件,做到就業時具備較強的工作適應能力和動手解決能力。因此,在計算機輔助畢業設計過程中結構計算部分要求學生手算與電算并行,兩者互為校核并完成對軟件的深入了解。繪圖主要由CAD軟件完成,部分節點詳圖與構造采用手工制圖,以加深學生的基本概念,熟悉結構細部構造,并能對計算成果和手算結果進行比較、分析和判斷。
3.針對學生不同水平分類指導方法。對不同程度、不同進度的學生要使用不同的方法指導。對理解能力好、認真負責進度快的學生,要提前講解設計內容和方法,要求其有探索創新精神,培養學生自己獨立運用專業理論知識與畢業設計課題相聯系的能力,培養其主動查閱有關設計資料的能力等綜合專業素質,讓其在畢業設計中起到模范帶頭作用,也對學困生形成一定的壓力和激勵作用,敦促他們加快進度,認真設計。指導老師要有意培養1~3個模范生以加快整個小組的設計進度、提高小組的設計質量。對學習成績差、進度慢的學生,指導老師要付出更多耐心進行講解,讓其理解并最終掌握設計方法、步驟和過程,促其趕上整個設計進度。
4.考核制度嚴格,全面具體。對學生畢業設計成績的評定應包括多個方面:考勤、設計進度、建筑設計部分、結構設計部分、計算書內容以及答辯情況等。應加強畢業設計的學生考勤和指導教師的考勤,加強設計過程中各個階段的考核,對學生出勤率、設計進度、設計階段成績及最后答辯成績等各個考核方面分別進行評分。這樣既可以引起學生對畢業設計的重視,也可以在設計過程中發現問題,總結經驗和教訓,進一步完善和改進后續設計工作[5]。
根據土木工程專業畢業設計的課程特點,結合本專業最新的社會發展狀況,針對有關畢業設計各方面所存在的問題進行詳細闡述,并提出相應的解決辦法及改革內容,以期培養出能快速適應工程需要的設計人員和施工人員,以及具有一定創新能力和探索精神的新時期工程人才。通過畢業設計,學生可以較為系統的掌握本專業的理論知識、專業技能,熟悉相關規范、規定,了解本專業商業軟件的運用操作,達到對學生各類工種綜合能力的訓練,滿足工程界、企業界對適應面廣、通用性強的人才需求。
參考文獻:
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[3]羅臻,鄧敏,葉雁冰.提高地方院校土木工程專業畢業設計質量的措施與實踐[J].高等建筑教育,2010,(3):123-126.
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關鍵詞:土木工程;畢業設計(論文);教學改革;教學質量
中圖分類號:TU;G642477 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)03-0136-04
畢業設計(論文)是土木工程專業本科教育階段最后一個綜合性實踐教學環節,也是實現該專業人才培養目標的重要環節。畢業設計(論文)的質量直接反映了學生的專業水平,影響學生畢業后的工作能力和發展潛力,也是高等院校教學質量的直接反映。然而,目前許多普通高等院校土木工程專業的畢業設計(論文)教學環節存在諸多不足,畢業設計(論文)質量不容樂觀[1-3]。
溫州大學是一所市屬綜合性大學,旨在為地方經濟建設培養高素質的應用型人才。筆者結合近年來對畢業設計(論文)指導的探索性教學改革和實踐,探討了當前普通地方性高等院校在畢業設計(論文)教學中存在的問題以及解決方法。
一、本科畢業設計(論文)現狀剖析
(一)學生重視程度不夠,畢業設計(論文)只是簡單模仿
傳統意義上,本科畢業設計(論文)是在教師指導下,學生完成一項設計或研究的全過程。其最終的實質成果是一個符合規范要求但卻并不完整的設計圖紙,或是研究的部分成果。而大多數本科院校的培養計劃是將畢業設計(論文)安排在本科階段的最后一個學期,少數學校將時間提前到了大四上學期期中,時間大約為12周左右。畢業設計(論文)期間需要收集、分析設計(論文)資料和完成畢業設計(論文)的一些相關學習任務,如文獻綜述、外文翻譯和開題報告等,進一步壓縮了建筑、結構設計或論文寫作的時間。另外,大四學生忙于畢業設計(論文)的同時,還要參加研究生和公務員考試,以及各種招聘會和實習等,這極大地分散了學生的精力、消耗了大量時間,影響畢業設計(論文)正常進行。
而且,許多學生對畢業設計(論文)不夠重視,以致很多時候畢業設計(論文)只是一個模仿或者模擬過程,質量偏低,效果不好。
(二)指導教師投入不足,實踐經驗缺乏
大學擴招導致許多普通高等院校的師生比例不斷下降,導致教師指導畢業設計(論文)時間不足,力不從心。另外,畢業設計(論文)的指導工作要求教師具有豐富的教學經驗、工程實踐經驗或科學研究經驗,而近年來高校擴招亟需擴大教師隊伍,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(論文)的指導經驗、工程實踐經驗和長期科研經驗,在選題、教學手段、教學方法和教學內容等方面都存在較大不足,直接影響了畢業設計(論文)的質量。
(三)學生缺乏主動性和創新性
在以往的畢業設計(論文)過程中,指導教師也會讓學生對其設計或論文進行修改,學生只是被動地按指導教師要求修改,往往停留在改正錯誤層面上,而不是考慮使設計更合理或研究創新等問題。另外,學生即使根據教師的建議對設計或論文進行了修改,他們對當前的修改為什么能夠比較有效地滿足要求,是否還有其他更有效的方法,其他方法與當前修改比較起來效果如何等問題也不甚明了。
(四)學校的培養與實際工程需求明顯脫節
設計或研究過程并不是直線型的,其結果也不是唯一的。按照傳統的指導方法,學生完成畢業設計(論文)僅僅是知道了如何做的問題,而對滿足規范或研究要求的其他設計或分析方案(更好或者更壞的方案),則幾乎沒有概念。也就是說,幾乎還完全沒有考慮如何使設計或研究分析更合理、更有新意。但是在實際工程的設計和研究中,往往是要進行多種方案的比較,或嘗試用不同的方法研究分析,并根據其他單位、專業的要求修改、調整設計和研究。這就導致了學校的教學、人才培養和現實需求明顯脫節,學生的畢業設計(論文)缺乏創新。目前的探索與實踐工作就是試圖在一定程度上彌補這一缺陷,通過畢業設計(論文)環節提升學生的綜合能力和創新意識。
二、探索性教學改革目的
根據土木工程本科專業的人才培養目標,如何解決普通高等院校現階段畢業設計(論文)指導中存在的主要問題,是教學改革亟需探討的問題,具體措施為如下三方面。
(一)讓學生盡早熟悉培養方案,提前準備,積累相關知識與經驗
畢業設計結果可以粗略地分成合法的設計(滿足規范的設計)、可行的設計(合理的設計)、滿意的設計和優化的設計。畢業研究論文成果也可以粗略地分成初步的研究分析(采用常規分析方法)、系統的研究分析(采用常規分析方法)、有一定創新的研究分析、有較大創新的研究分析。學生在畢業設計(論文)開始前就應該知道有這樣一個鏈條,并且嘗試在這個鏈條中(而不是僅僅局限于鏈條的一個點上)做一些起步性的工作,開始積累相關知識和經驗,培養一個成熟工程師或研究人員所應具有的思維和意識品質。實際上,應鼓勵學生盡早和指導教師建立聯系,參與到指導教師的工程結構設計和科學研究工作中,這樣學生就有足夠的時間進入狀態、積累相關知識和經驗。
(二)通過畢業設計(論文)奠定學生工作基礎
在實際工作中,由于設計或研究分析時間有