时间:2023-07-04 17:08:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土木工程基本概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
[摘 要] 针对新疆少数民族大学生土建类专业的砌体结构课程学习过程中存在的一些问题,围绕提高教学质量,探索适合新疆少数民族大学生特点的学习方法,提出一些可行性的建议,以便培养出高素质的土木工程少数民族专业人才。
[关键词] 少数民族;土木工程专业;砌体结构;教学方法
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 123
[中图分类号] G642.0;TU364 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2017)05- 0226- 02
0 引 言
砌体结构亦称砖混结构,在新疆地区应用量大、面广的传统最基本的结构形式之一。新疆高等院校土木工程专业的少数民族学生毕业后基本都在新疆疆内就业。他们走上工作岗位,往往最先接触的是砖、土坯等砌体结构房屋设计、施工、管理。笔者以提高少数民族砌体结构课程教学质量、培养学生工程理论与实践能力为主线, 在教学方法和教学内容上进行了一系列的探索、为培养少数民族土木工程人才培养提供借鉴和参考。
1 砌体结构课程的特点
在掌握砌体结构设计计算的基本理论和构造要求的基础上,才能顺利地从事砖、砌体等建筑房屋的设计、施工等工作。砌体结构课程涉及实验研究、砌体结构理论知识、砌体结构房屋抗震设计和砌体结构设计规范等多方面知识。
1.1 课程内容多,涉及的专业基础课程多
该课程综合了力学知识 、建筑结构荷载、建筑材料 、建筑结构抗震设计、结构可靠度等多门课程知识。不仅内容多, 而且涉及面广, 基本整合了土木工程的专业基础课。
1.2 计算公式的实际应用性强
这些公式逻辑推理到实际应用,不仅涉及力学理论知识和数学工具 ,而且需要学生对实际砌体结构工程有一定的认识。
1.3 砌体结构中的部分构件形式比较抽象,不容易理解
如网状配筋砖砌体构件的形式、配筋砌块砌体剪力墙构造要求、墙梁的形式与构造要求等内容都是较抽象的,对此,学生在脑海中没有形象,就很难掌握相关的设计与计算方法。
1.4 砌体结构的构造要求多,容易混淆
例如: 构造柱设置要求; 承重窗间墙的最小宽度、底部框架-抗震墙的最小配筋率等等。这些构造要求都是工程中不仅要满足的计算要求,而且要满足抗震构造要求,若平时学习中不重视,很容易被忽略。
2 课程学习中存在的问题
b于砌体结构课程特点和学生生源地的特殊性,少数民族学生在学习本课程的过程中存在一些问题。历年的该课程考试成绩和课程设计、毕业设计等教学效果来看,究其原因做以下分析。
2.1 存在语言上的差异
新疆高等院校少数民族班级的学生以维吾尔族、哈萨克族、柯尔克孜族、塔吉克族、乌孜别克族等多民族学生组成,汉语对于他们而言是第二种语言。而且,大学授课语言和所用课程教材均为汉语,使得少数民族学生对本课程的理解与运用能力上受到直接的影响。
2.2 学生对砌体种类与构件缺乏形象认识
一般砌体分为砖砌体、石砌体、配筋砌体和砌块砌体。其中学生比较能想象到的是砖砌体和砌块砌体,而配筋砌体和石砌体见得比较少,因此上课的过程中比较难想象。在砌体结构中还有圈梁、墙梁和构造柱等一些构件。学生对这些构件缺乏形象认识的情况下,这种授课方式使学生很难理解课堂内容。例如,在构造柱部分,无论如何讲解构造柱的概念、作用、布置数量和平面位置等知识,大部分学生就是无法掌握。在圈梁、墙梁等部分,无论如何给学生讲解墙梁、圈梁的基本概念、纵向受力钢筋位置、作用等知识,大部分学生就是很难理解与掌握。
2.3 缺乏工程实践学习与锻炼
砌体结构课程是实践性很强的应用型课程。实践教学是砌体结构课程非常重要的教学环节,是培养少数学生工程意识、实践能力和创新能力的关键环节,它的作用和功能是理论教学所不能替代的。如何构建适应当地教学、具有地方特色的实践教学体系,让学生更好的掌握砌体结构课程,已经成为砌体结构课程教学改革的重要课题。
3 关于课程教学的几点思考
3.1 结合当地建筑物的特色,加强学生对基本概念的理解
根据砌体结构课程特点,让学生更好的理解砌体结构教学内容,结合新疆当地建筑的特点,给学生拓展生土、土坯等砌体。土坯砌体房屋在新疆历史悠久,因地制宜、具有经济传统民居特色的建筑物。
通过对比传统土坯房屋与现在应用广泛的砌体结构在材料性能、承载能力、墙体稳定性能、构造要求等方面,加强学生对砌体结构基本概念和受力情况有更好的理解和掌握。
3.2 提高学生对专业词汇的理解与掌握
汉语对于少数民族学生而言是第二种语言,使得部分少数民族学生对本课程的理解与掌握受到直接的影响。因此在授课过程充分发挥作为少数民族老师的优点,对基本的概念、基本专业词汇用双语解释它们的含义和意义,帮助同学们在听课过程中,能更好地理解和掌握砌体结构知识。
3.3 加强课后练习,培养学生理论联系实际的能力
对于学生的课后作业,除了布置必要的、紧跟着教学计划的基础性的联系,还应该增加一些理论与实践紧密结合的联系题,考查学生对相关设计规范的掌握和应用情况,通过此类联系可逐步培养学生理论联系实际能力。另外,通过开展网上答疑为教师与学生之间随时随地的教与学的提供互动平台。还有就是要重视学生的作业完成情况,针对学生作业中反映出的问题,加强课后的辅导,以达到布置作业的目的。
3.4 加强学生实践活动
砌体结构在全新疆应用非常广泛的结构形式之一。大量的平房、低多层建筑以及地下工程、水利工程的构筑物都可采用砖混结构。我们通过土木工程专业的认识实习,组织学生去当地有代表性的砌体建筑物和施工现场参观。这样可以让学生在上砌体结构课程之前就有感性的认识。有条件允许的情况下,充分利用当地的特色建筑物和大学生寒暑假的时间,引导学生去参加实践活动,这样能让学生了解更多的实际工程情况。
4 结 语
在新疆少数民族土木工程专业砌体结构的课程教学中,砌体结构教学的特点与少数民族学生的特点相结合,充分发挥当地建筑物的特色,重视学生理解基本概念和基本原理,重视培养学生的理论联系实践能力培养,提高学生的专业知识,同时提高学生专业交流能力,培养成为今后的工作过程中快速适应工程需要的土木工程专业人才。
主要参考文献
[1]齐岳,赵文军,李方慧.砌体结构课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2014,23(1):58-60.
土木工程概论是土木工程专业学生的一门专业导入课,它肩负着将一个外行人引入土木工程专业,切实了解本专业的重大使命。关于土木工程概论课程的教学改革有不少教师在做,但目前该课程还存在着学生学习兴趣不浓、课堂气氛沉闷、对大学学习迷茫以及考核方式死板化等问题。结合自己在教学过程中的相关体会,本文拟从以下几方面对土木概论课程教学手段及考核方式改革进行一点探讨。
一、变学生的被动学习为主动学习
(一)课堂设计以往的土木工程概论课程教学都是以老师讲解为主,虽然多媒体教学已取代了传统的板书教学,但单纯的幻灯片放映模式,纯理论的讲解,让学生上课极易产生疲劳感,不能很好地带动学生学习的积极性与主动性。针对上述问题,可以从以下几个方面对课程进行设计:1.实践教学在理论教学中加入实践课时,将部分认识实习调剂到概论的教学计划中,这样老师可以利用课堂多媒体教学手段展示工程实例的内容,使学生直观感受土木工程的伟大,激发学生课堂学习的积极性;2.互动式教学每一堂课都可以创设一些问题,在老师的引领下,由学生来回答,让学生参与到课堂中来;3.合作教学对于一些比较简单的的章节,比如,土木工程防灾与减灾,可以让学生主讲,老师补充的方式进行授课,这样通过大量查阅资料,不仅加强了学生的自学意识,也能更好掌握本章知识点,也给学生提供了一次展示自己的机会;4.视频教学在课堂中可以放一些视频,比如世界最高建筑迪拜塔修建视频,通过视频,学生不仅可以了解建筑设计、施工、管理等方面的知识,而且可以感受土木工程的伟大,帮助培养期专业意识。
(二)改革考核办法传统的土木工程概论考试都是以闭卷方式进行,而且大多是对基本概念的考查,这样容易出现学生考前死记硬背的现象,限制了学生的思维,不利于学生的长远发展。结合本校土木工程概论课堂教学,我认为,土木工程概论的考试可以分期中、期末两次进行,期中重点考查学生对概念的掌握情况,期中考试可以采取课堂竞答、当堂计分的方式,在一个轻松愉悦的环境中进行,这样新颖的考试方式可以提高学生学习的积极性,让学生感受到学习的乐趣。期末考试可以采取论文或报告的方式进行,题目可以灵活多样,在课程结束时提交。
二、加强校企合作,建立一支优秀的教学团队
土木工程概论这门课程因其包含的内容比较宽泛,所以对授课教师的专业素养要求相对较高,这就要求我们建立一支优秀的教学团队来共同承担土木工程概论教学,发挥团队的力量与优势。这个教学团队成员可以由学校专业教师及企业资深人士共同组成,学校专业教师可以主讲各自专业方向的内容,企业资深人士实战经验较足,可以安排做一些专业方面的讲座,以此加深学生对土木工程专业的认识。
三、对学生进行职业生涯规划指导
土木工程概论是大一新生入学后接触到的第一门专业课,这之前,学生对土木工程专业的认识并不多,往往在学习过程中出现迷茫,所以在概论这门课程中可以适当地增加对学生职业规划设计的指导,明确自己的学习目标,并尽早规划自己的大学学习及生活。
四、结束语
本文结合本校实际情况,针对当前土木工程概论课程类课程教学中存在的一些问题提出了改进教学效果的措施和建议,以此来提高概论类课程的授课效果。
作者:刘亚丽 单位:长江师范学院
关键词:土木工程;安全文化;安全管理
一、土木工程安全文化的基本概念
安全文化作为一种文化成分,体现了组织对于安全的重视,也代表了相关组织对于实际的工作管理行为所形成的文化氛围,土木工程中的安全文化则更加具有特殊性。土木工程行业由于施工条件较为复杂,作为劳动密集型行业,安全问题将会给从业人员的生命安全带来直接影响,也会造成较大的社会影响,因此应该引起足够的重视。安全文化的建立会给从业人员的安全观念产生较大影响,帮助完善设计、施工过程中的管理制度,确定以安全为第一目标的施工观念,有助于形成良好的安全文化氛围,在土木工程建设的全过程中,最大限度的减少安全事故的发生,保证工程良好的经济效益和社会效益。
二、土木工程安全文化现状与问题
(一)土木工程安全文化现状。尽管我国土木工程发展迅速,近些年相关技术也取得了举世瞩目的成就,但由于我国在土木工程安全文化方面研究较少,目前国内还处在初步阶段,因此还存在较大的进步空间。近些年建筑市场的火热也在一定程度上带动了土木工程安全文化的发展,一些学者根据实际施工现场的环境特点和工程特点建立了相关的评价模型,用来给土木工程安全管理提供指导和参考,人们对于土木工程安全文化建设的重视程度也在逐渐提高,并将安全文化作为施工管理的一种方式。因此,从总体上来看,我国土木工程安全文化的建设一直在进步,也取得了一些较为重要的成绩,但由于种种因素的限制,我国土木工程安全文化建设还存在一些问题需要解决。
(二)土木工程安全文化建设的问题。对我国土木工程建设中出现的安全问题进行统计,可以将事故原因归纳为人为因素与责任事故,这些都与土木工程文化的建设有直接关系,具体来说,主要存在以下几方面的问题:(1)施工人员安全意识的匮乏。这一点是当前土木工程安全文化中的重要问题,国内发生的很多安全事故都有雨施工人员安全意识不强,没有正确认识到安全施工对于保护生命安全和企业财产的重要意义,在施工过程中不能严格按照相关的规范标准进行操作,给土木工程的施工带来了较大的安全隐患。(2)安全管理不到位。对我国土木工程事故进行调查,结果显示,由于安全管理不到位引起的土木工程事故占据了相当高的比例,很多施工单位没有建立明确的安全管理标准,进行现场施工管理过程中过于随意化,强调进度而忽视了安全性。尽管我国的建筑行业随着近几年的快速发展已经逐渐趋向于成熟,但在具体的施工中,很多施工单位并没有将完善的管理制度落实到实处,在安全管理方面也是流于形式,导致安全事故时有发生。(3)施工人员素质较低。这一点也是引起土木工程事故发生的重要因素,由于目前我国进行工程实际施工的人员多为农民工,这些工人缺乏必须的专业素质与工作经验,对于工程施工安全没有足够的认识,在施工过程中也无法按照相关的规范进行操作,导致整个施工队伍的素质不高,更加容易引起施工安全事故。(4)管理人员素质不高。随着相关技术的进步以及管理思想的成熟,当前土木工程中的很多事故都可以采取一些措施进行提前防范,这就给管理人员的综合素质提出了较高要求。由于我国土木工程行业发展速度太快,导致很多管理人员尽管素质和能力不能满足安全施工的要求,还是参与到了实际的管理 ,这些人员无法对施工现场可能出现的安全问题进行提前方法,出现事故后也没有足够的经验将事故的影响降到最低,也给土木工程施工安全带来了危害。(5)监理单位水平不足。土木工程在施工中,需要监理单位进行配合监督,提前发现施工中的安全隐患,并采取必要的措施进行规避,但目前国内的监理单位无论从监理人员的素质还是从整个建立队伍的制度建设等方面都存在较多的问题,监理单位无法按照相关标准实现对土木工程施工安全性的保障。(6)过于强调施工进度,影响施工安全。这一点是国内施工单位的通病,为了获得更多的利润,过于强调施工进度,忽略了施工的安全性,一些施工单位存在明显的工期压缩现象,给施工现场带来安全威胁的同时,也影响了施工质量,对工程的后期使用也带来了危害,这一点也是我国土木工程施工事故频发的重要原因。(7)前期勘查设计工作不足。土木工程施工的前期勘查设计工作十分重要,有助于帮助施工单位根据不同的环境特点调整施工方案,进而提高施工效率,对于提前了解施工现场的安全隐患也有较大帮助,但我国土木工程的前期勘查设计准确性不佳,一些明显的安全隐患无法通过前期勘查辨别,给后期的安全施工带来了较多的麻烦。
总的来说,在以上多个方面的原因共同作用下,我国的土木工程安全文化建设还有较大的进步空间和改进空间,安全文化的建设还需要各方面的努力。
三、土木工程安全文化的改进措施
根据以上分析,我国土木工程文化建设还需要继续努力,针对我国目前土木工程安全文化的现状,提出以下几点改进措施:(1)建立科学有效的土木工程安全文化模型。结合我国目前土木工程安全现伏,将人、组织、环境作为安全文化模型的三个层而,进行安全行为、安全意识、安全知识的教育培训来指导安全文化建设工作。(2)建立健全施工项目安全管理组织,保证安全管理的有效执行。在土木工程建筑施工项目中,形成多级安全管理体系,根据不同岗位制定相关安全知识教育工作计划,并且监督实施。同时,注意加强施工管理人员的风险意识以及风险管理的能力,做好日常安全监测工作。(3)工程项目利益相关者的不利影响,施工过程中需要与业主达成安全事故后果认识的一致,设计方案的确认以及监理工作的认可等建筑各利益相关方能够及时有效沟通,良好的团队协作有助于消灭安全隐患,预防安全事故的发生。(4)提高施工管理人员与施工人员的专业技能与安全理念。施工过程中,应该根据岗位需要,有针对性的进行相关专业技能的培训与安全理念的灌输,使管理者与施工者能够形成止确的安全文化价值观,提高管理能力与施工技术水平,增强处理安全隐患与事故的能力。(5)提高监理队伍的专业素养。安全管理素质对于监理人员非常重要。具备充足的安全知识与专业知识,能够使监理人员在工作时,很好的履行监督职责,及时发现并排除安全隐患。
总之,我国土木工程安全文化的建设还有较多的问题和挑战,需要从多个方面多个角度共同努力,建立完善的管理制度、提升从业人员的安全观念、建立完善的安全文化,才能从根本上改变当前土木工程施工现状,提高施工安全性。
结语:我国土木工程经过几十年的快速发展,相关的施工工艺与施工技术已经达到了世界领先水平。但在安全文化的建设上相比于发达国家还有一定的差距,需要通过多个方面的共同努力,促进安全文化建设的进步,最大限度的保障土木工程施工的安全性。改变从业人员的安全观念、建设完善的安全管理制度、提高施工人员的综合素质等措施能够有效促进安全文化的建设,推动土木工程安全施工的进步和发展。
参考文献:
关键词:BIM;毕业设计;三维建模;工程造价
1引言
毕业设计是土木工程专业教学过程中最后一个综合性的教学实践环节,是学生综合运用基本理论和专业技能分析和解决工程实际问题、实施独立工作和创新研究的演练过程。它是对学生学习能力和专业素质的全面检查,同时也是对教师的教学质量的评价。土木工程专业目前主要就业去向是设计公司、施工企业、咨询单位和建设单位,这些单位在工程建设过程中或多或少与工程造价有一定的联系。因此,在高校进行工程造价毕业设计,巩固专业知识,加强工程造价的综合训练和利用经济知识解决工程实际问题尤为必要。BIM是以三维数字为基础,以建设工程的全寿命周期为主线,将建设工程的可行性研究、初步设计、技术设计、施工图设计、招投标、施工、竣工移交、运营等各个环节并联起来,集合成建设工程整个寿命期的相关信息数据模型,具有直观、快捷,便于管理等特点,可应用在工程建设各个阶段,是建筑业未来的发展趋势。本文以安徽建筑大学土木工程专业工程造价方向毕业设计为例,介绍基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计的选题、设计内容、成果类型、成绩评定以及设计过程如何组织等,供同行借鉴与交流。
2基于BIM的工程造价方向毕业设计的特点
传统的土木工程专业工程造价方向毕业设计是结合一套完整的施工图纸,主要采用手工和少量应用相关软件计算工程量,计算钢筋用量和工料分析等,而BIM技术主要采用软件计算,其主要有如下几个特点。(1)设计选题均为综合性选题,团队合作、任务分解、分工协作、交流学习,能培养学生的集体精神;(2)主要采用计算机软件分析、计算和绘图,选题广泛,便于修改,也易激发学生学习兴趣;(3)成果形式丰富多样,便于沟通和理解,分工协作关联成果,增加了学生学习的成就感和集体荣誉感;(4)毕业答辩体现集体答辩与个人答辩相结合,集体成果与个人成果相结合,突出个人在团队中的合作和贡献等。
3基于BIM技术工程造价毕业设计的主要选题
土木工程专业除基础课和相关的结构课程外,与工程造价相关的课程主要有:土木工程施工技术、施工组织、工程造价、建设工程经济、建设工程法律法规、建设工程合同管理等,基于BIM技术土木工程专业工程造价方向毕业设计的选题,主要考虑与工程造价密切相关的知识,如施工方案、土建造价、安装造价、招投标文件、竣工结算所需资料等。
4基于BIM技术工程造价毕业设计的实践
基于BIM技术的毕业设计涉及的内容多,任务量大,各内容间关联性大。安徽建筑大学的做法是在第7学期结束前1个月,教师网上公布毕业设计选题后,全体师生见面,教师介绍毕业设计选题的内容和要求,然后师生网上互选,确定人员后召开第一次毕业设计团队会议,布置利用寒假学习软件和复习相关知识。在寒假期间,要求学生每星期在群上汇报学习进程,学生之间相互比较、督促,教师也能全面掌握学生情况。
4.1毕业设计进程安排
安徽建筑大学土木工程专业毕业设计在第8学期整个学期进行,持续时间16周(不含毕业实习2周,毕业答辩1周)。
4.2毕业设计过程督促与检查
毕业设计是个较长的过程,一环紧扣一环,前面的任务就是后续任务的基础,某一环节耽搁时间或疑难点没有解决,就影响下一个环节。基于BIM技术的毕业设计尤为明显。例如:识读图纸是造价建模与软件计算工程量的基础;施工措施的确定是计算措施费的前提;工程量计算完毕才能组价和取费等。因此,必须加强毕业设计过程的督促、检查与指导教师的引领。期初答辩:开学后的第一周,即毕业设计开始的第一周,答辩组织者和成员是指导教师,目的是检查学生寒假期间的准备和软件学习情况。中期答辩:大约在第十周(含2周毕业实习),答辩组织者是指导教师,成员是指导教师和相关专业教师,目的是检查进度情况、基本概念掌握情况、存在的问题和下一步的计划和安排等。模拟毕业答辩:大约在第十七周(含2周毕业实习),答辩组织者是指导教师,成员是指导教师、相关专业教师和相关工程单位的工程师,目的是检查成果情况、基本概念掌握程度、分析问题和解决问题的能力,以及存在问题和解决办法等,同时也是为毕业答辩做准备。毕业答辩:在第十九周,答辩组织者是土木学院,答辩成员是本院和其他院系相关专业教师和相关工程单位的工程师,目的是检查毕业设计完成质量、基本概念掌握程度、分析问题和解决问题能力、团队合作能力、集体成果与个人成果等。
4.3基于BIM技术土木工程专业工程造价毕业设计成果
毕业设计成果有集体成果和个人成果。集体成果:每人都要完成和掌握。主要有单位工程三维实体模型;进度计划(横道图、时标网络图、单代号网络图);单位工程施工组织设计;基础、主体、装饰装修、屋面等工程量清单;钢筋翻样、土建工程组价和成果集成等。个人成果:根据任务分工,每人必须完成的内容。主要有水卫安装工程造价;电气安装工程造价;招标文件与投标书编制;工程结算编制;单位工程竣工资料等。
4.4毕业答辩方式与成绩评定
基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计是团队力量与个人贡献的融合,团队成果与个人成果的展示,毕业答辩如何体现团队合作、个人在团队中的作用以及知识掌握程度是个难点。安徽建筑大学土木工程专业采取的办法是集体答辩与个人答辩相结合。首先在每组随机抽一人汇报整体设计情况,对共性部分答辩教师提出问题随机抽学生回答,对专题设计部分由设计学生汇报情况,答辩教师提出问题由该学生回答,若答不出来或回答不正确,其他学生可以回答,因为有的学生在完成了自己的内容外还学了其他专题,为鼓励和激励,回答正确的加分,通过这种方式,促使每个学生必须掌握共性设计部分,同时突出自己的优势,展示自己。成绩评定按照平时成绩40%,由指导教师给出;中期答辩10%,由答辩组给出;其他教师评阅10%,由评阅教师给出;毕业答辩40%,由答辩组给出。
5基于BIM技术土木工程专业工程造价毕业设计的体会和感悟
5.1培养学生能力与学习热情
5.1.1激发学生的学习动力和热情
兴趣是学习的动力源泉,基于BIM技术的毕业设计,每完成一步都能实现可视化,因此,成功的喜悦感能激发学生的学习动力和热情。就工程造价毕业设计而言,部分内容以前没有学过或学的深度达不到毕业设计的要求,但由于有兴趣,极大地激发了学习热情,每人都完成了2个以上的模块。
5.1.2加强学生的沟通能力
BIM技术是团队力量集成的成果,因此,需要成员间不断沟通和交流,这是课本知识所学不到的,也正是需要培养的。安徽建筑大学土木工程专业的做法是经常讨论,集思广益,使学生懂得团队合作的重要性和作用,潜移默化培养学生的沟通能力。
5.1.3学习过程中遇到问题的解决方法
基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计需掌握的软件较多,仅共性部分就涉及4个,专题部分每人至少要掌握1个软件,同时理论知识点要能正确应用,学习过程中遇到的问题很多,主要是通过教师指导、小组集体讨论、网络咨询、软件开发商指导等方法解决。其中小组集体学习能达到事半功倍的效果,做法是由组长牵头召集小组成员,每周不少于2次,学生集体交流、讨论、互相学习,每人必须带着问题和体会集体学习。
5.2教师引导
5.2.1指导教师贯通讲解,加强学生基本理论知识的掌握
基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计,由于实践性和应用性较强,极易导致学生重软件操作轻基础理论知识,设计成果重观感轻质量的问题。为避免此类问题发生,指导教师的指导思想、指导方式方法和内容安排十分重要。安徽建筑大学土木工程专业指导教师每周不少于3次贯通讲解学生即将要进行学习的基础理论知识,例如:造价计算程序、依据,各分部分项工程工程量计算方法;钢筋在图纸中的放置形状,钢筋下料的原理与方法;水电安装工程识图,水电安装工程与土建工程造价计算的异同点等。虽然教师的指导量非常大,但通过系统性串通讲解,不仅加强了学生对基础知识的掌握,也提高了学生的学习兴趣。
5.2.2充分发挥教师的指导作用
由于知识点多,实践性与应用性强,指导教师不仅要具有深厚的理论基础,而且更要有丰富的工程实践经验,同时选题广,涉及面宽,教师指导量非常大。师资力量不具备时可聘请校外工程单位工程师兼职指导,同时对一些涉及工程实践方面的问题,设计组集体到工地现场指导学习,效果非常明显。
5.3校方配合
5.3.1如何解决设计过程需要的软件和硬件问题
基于BIM技术毕业设计需要很多软件,可以采取学校购买的办法,但必须是购买网络版,这样可以多个学生同时学习;也可结合一些BIM设计比赛,利用一些软件供应商提供的试用版;也可利用学生交叉学习时间解决等。硬件方面主要是计算机配置,可利用学生的个人电脑、借用他人电脑和学校的公共机房等。
5.3.2如何处理毕业设计与就业的关系
毕业设计阶段也是学生就业阶段,要处理好二者之间的关系,不至产生严重的冲突。安徽大学土木工程专业的做法是根据学生就业面试的时间,调整集体学习和指导时间及内容,早晨、中午、晚上、周六或周日等都可以,同时尽可能利用互联网进行文件传输、问题解答和视频辅导等。
5.3.3学校要积极支持教学改革和实践
基于BIM技术毕业设计涉及的人力、物力、财力较多,学校要积极支持教师的教学改革和实践,要分期分批组织对教师进行BIM技术培训,送教师到相关企业进行实践性锻炼,积极引进BIM人才,对教师教学工作量的考核要有所倾斜,加强校企合作联合培养;同时要根据教学要求配置相关硬件与软件等,只有这样才能使基于BIM技术的毕业设计得以很好的实现。
参考文献
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[4]黄恒振.基于大数据和BIM的工程造价管理研究[J].建筑经济,2016(9):56-59.
[5]史文海,杨柯.土木工程专业毕业设计(论文)教学改革探讨[J].高等建筑教育,2012(3):136-139.
关键词:单筋矩形截面;RC受弯构件;手算与电算
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.004
1 前言
经过作者几年来的教学实践证明,单筋矩形截面RC受弯构件对土木工程专业大学生计算能力的培育与培养起到了非常重要的作用。单筋矩形截面RC受弯构件是土木工程专业大学生接触到的第一次混凝土结构构件方面实践课程内容,单筋矩形截面RC受弯构件虽然具有理论性、实用性、实践性的优点,但是由于学生的基本概念、基本理论还不是深入,故常计算错误。在计算过程中,学生对计算精度很迷茫。
2 单筋矩形截面RC受弯构件的实例
2.1 教学实例简介
某单筋矩形截面梁的尺寸为b=250mm, h=600mm,环境类别为一类,混凝土强度等级为C30,钢筋的强度等级为HRB400。弯矩设计值M=260kN.m,as=40mm,计算其配筋。
2.2 计算结果
手算和电算计算结果的最大误差为 ,误差不到0.1%,完全可以忽略不计。
配筋结果一样。
3 结语
本文校核了单筋矩形截面RC受弯构件手算结果的准确性,并对手算结果的误差进行了分析,得出了如下结论:
(1)在手算过程中经常有算错的时候,导致后续计算结果不正确,以至于返工重新计算,利用该程序,可以对计算结果进行检验。
(2)土木工程专业单筋矩形截面RC受弯构件是大学生必备的基本知识、基本内容和基本方法;手算计算结果的误差完全可以忽略不计。
参考文献:
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[3]魏晓.建筑学专业建筑结构课程教学设计与改革创新[J].教育界,2014(03):106-106.
关键词: 定性结构力学 土木工程 项目 应用
随着经济的快速发展,科技的不断进步,工程建设也得到了快速的发展,如何做好工程的建设,促进经济的快速发展成为社会和各行业关注的重要问题。而作为工程建设中的重要理论知识之一的“定性结构力学”也得到了人们的关注和学习,它的相关知识要点、知识要义在实践中发挥中重要的作用。定性结构力学包括“计算结构力学”定性结构力学,从定性分析、估算判断的基础上进而掌握结构力学的核心概念和基本方法。
一、定性结构力学的相关知识
结构概念是人们对建筑结构的一般规律和最本质特征的认识,正确的结构概念使人们能深刻理解结构的受力特性,从而使设计更加完善。下面谈谈几个重要的基本概念
1、基本受力状态。构件的基本受力状态可以分为拉、压、弯、剪、5种, 一般构件的受力状态都可分解为这几种基本受力状态,因此加深对这5种基本受力状态的理解和体会是非常重要的。轴心受拉是最简单的受力状态,不论构件截面形状如何,只要外力通过截面中心,截面上各点受力均匀,构件上任一点的材料强度都可以被充分利用,因此轴心受拉是最合理的受力状态、目前悬索、悬挂结构得到广泛应用,就是采用了轴心受拉的合理受力状态。轴心受压与轴心受拉相 比截面应力状态相同,只是拉压方向相反,截面上应力分布均匀,对于适合受压的材料也有很好的受力状态,例如石拱桥就充分利用了石材抗压的特点,结构经济合理。但受压构件较细长时会有稳定问题,偶然的附加偏心力会降低构件的承载能力,甚至引起失稳。
弯和剪往往同时发生,截面上弯曲正应力在中和轴近很小,离中和轴最远处最大;截面上剪应力刚好相反,中和轴处剪应力最大,离中和轴最远处剪应力为零,因弯和剪对材料的利用不充分,但这种受力状态在工程中可避免,所以选用合理的截面形式就显得很重要。对于大跨度的梁,可以改用杆件处于拉、压状态的桁架,从而材料得以充分利用。当构件受扭时截面上的剪应力在边缘处最大, 在中处最小,同时扭转变形在边缘处很大,因此扭转是最不的受力状态,除了选用合理的截面形式外,更应注意结的合理布置,尽量减小构件的扭距,同时对扭转变形较的部位进行局部加强,提高抗扭能力。
二、定性结构力学在土木工程项目改造中的应用
(屋面平面布局图)
不论新建工程还是改造工程,实施之前须先对工程结构中的力学行为做出定性分析,然后进行定量计算。本项目根据原有施工图特点,定性分析如下:
( 1 ) 原图中所有柱下独立基础的形状尺寸和配筋情况基本相同,考虑到地基承载力的时间效应,二层①~②轴的室外楼梯间和④~⑤轴的室外平台变为室内从基础受力及地基承载力上是可行的。
( 2 ) 根据设计经验,原柱配筋偏于安全,且所有角柱配筋相同、边柱和中柱的配筋也分别相同,因此,无须对原有柱子进行加固便可实现增层改造。
( 3 ) 通过对比,虽增加了隔墙,但该墙可通过植于框架柱上的钢筋来解决; 再之, 砖墙支承在框架梁上,故窗上过梁可 通过支承在墙体上的简支梁来解决。
( 4 ) 通过对比,改造后的结构虽在④轴和⑩轴上增加了外窗,但由于该窗所在的平面与轴线相同,故窗上过梁可通过简支于框架柱上的梁来解决,所不同是,由风荷载的影响,窗不能太高,为便于与整个结构的外形相协调,该梁尺寸定为100 m×1400m; 另外,①轴以左原为开敞式走廊,欲将其改造为封闭式,考虑风荷载的影响后,窗上也应设置过梁。由于过梁下无墙体支承,要实现这一点,需增加支承该梁的构造柱,该过梁可按单跨简支梁计算也可按多跨连续梁计算。
( 5 ) 通过对比,增加外窗的解决方案同第4 条;为实现室外楼梯变室内, 应采取植筋的方法现浇Z 一1,这样三层平面梁 可支承于该柱上。
( 6 ) 通过图3可以看出,原屋面的局部的,因此,图2 所示 的Z―2、Z ―3 也应采取植筋的方法,以便使其屋面梁支承于该柱上。
(7)根据结构受力简单、传力明确的原则,布支座形式应根据受力有利的原则构造确定。
关键词:
结构抗震设计;教学方法;课程联系;震害分析
中图分类号:TU3521;G6420文献标志码:A文章编号:
10052909(2018)02008004
中国属于地震多发国家,减轻地震灾害、保护人民生命安全,对保障社会经济发展和人民生活有着重要的作用,其中建筑结构抗震减震是减轻地震灾害的有效技术手段。建筑结构抗震设计是土木工程学科的专业课之一,是一门建立在震害调查基础上的理论性与实践性很强的课程[1],该课程对培养抗震意识、理解抗震理念、掌握抗震设计的专门人才有重要作用,目前很多学校的建筑结构抗震设计都是必修课程。
地震具有很强的不确定性、结构地震反应的非线性以及地震作用属于动力荷载的特点,因此相对其他土木工程专业课程,结构抗震设计课程理论不够系统、成熟,课程实际教学效果中学生对抗震设计流程不熟练、抗震设计理念掌握得不扎实,不能灵活运用抗震知识。在建筑结构抗震设计课程改革方面,哈尔滨工业大学提出在教学改革中要坚持理论与实际相结合,坚持教学、科研一体化,强化师资队伍建设,注重互动、启发的教学方法,建立长效考核机制的建议[2]。同济大学提出形成以反应谱理论、概念设计为主线的教学理念,并突出结构变形能力的重要性,讨论了地震震害特点、抗震设防原则、地震作用计算和概念设计及构造措施等四个方面的教学要点[3]。湖南大学提出土木工程专业应按照“大土木”的思想,将建筑结构抗震设计课程拓展为结构抗震设计课程,在教材建设、课程教学等方面做出调整和改革建议[4]。武汉大学提出合
理安排教学内容、重视理论推导、教学与规范相结合以及重视实践教学的教学建议[5]。由此可见,突出“教、学、研”一体化,教学和科研紧密结合,课程教学和实践教学相结合是建筑结构抗震设计课程教学的共同认识,同时应充分调动学生的主动性和积极性,以达到培养建筑抗震综合素质型人才的教育目的[6]。
笔者在承担该课程的教学过程中,根据本专业学生思维特点和学习情况,总结了该课程的教学过程应主要强调基本概念、基本理论以及知识体系的宽度,尤其要重视与相关课程知识体系间的衔接,使学生系统性地掌握抗震知识。
一、建筑结构抗震设计课程现状
在土木工程专业四年制本科教学中,建筑结构抗震设计课程通常安排在第六学期或第七学期开展,一般为32学时。该课程不仅要求学生有较好的数学(微分方程、概率论)、力学(材料力学、结构力学)以及动力学(单自由度、多自由度结构动力分析)基础,而且要求学生熟知建筑材料(砌体、混凝土、钢材)、地基基础、砌体结构、混凝土结构以及钢结构等专业课程知识。如何综合运用这些知识,理解掌握抗震设计理论和方法是课程学习的关键。
建筑结构抗震设计课程的教材通常包含了大量中国抗震设计规范[7]的条文、公式以及表格,条文涉及了许多调整系数和抗震构造措施,内容相对乏味且规律性不强。另外,由于建筑结构抗震设计课程与其他课程存在联系,检验教学效果需要涉及很多其他课程的知识,过多的知识重复容易降低学生课堂注意力,且学生对相关知识掌握程度的差异影响课程教学效果。
总的来说,建筑结构抗震设计课程具有以下特点:理论难度较大、知识面广、综合性强、实践教学少。
二、建筑结构抗震设计教学方法探索
(一)加强课程间联系,拓展知识和能力的深度和宽度
结构抗震设计是土木工程专业本科生阶段以结构动力学作为主要理论基础的专业课,其前继专业基础课程有理论力学、材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及设计等,它们主要以结构的静力分析和设计为主,与结构的动力分析有很大差别,而且在工程抗震设计实践中仍主要采用等效静力的设计方法。因此强调结构抗震设计课程与前继专业基础课程之间的联系和区别尤为重要。
结构抗震设计的首要任务是确定地震作用,它与混凝土结构和钢结构的设计流程完全相同,相当于结构设计的最不利荷载。反应谱理论是结构抗震设计中的核心概念,其目的就是确定结构的地震作用,同时反应谱理论又是结构动力分析和等效静力分析的联系纽带(如图1所示),是与其他课程的重要区别。因此,授课老师不仅要讲清楚反应谱理论的基本概念,更要清晰阐述如何通过反应谱理论从结构动力分析转换为等效静力分析。
单条地震动时程记录的反应谱曲线是通过单自由度结构动力时程分析直接得到,规范中的设计谱是通过统计大量地震动时程记录的加速度反应谱曲线,并结合经验进行平滑处理得到。因此通过规范中的设计谱可以近似得到单自由度结构在设计基准期内最大恢复力,将该力作为侧向荷载作用到单自由度结构的质点处进行设计,即完成了结构动力分析转换为等效静力分析的过程。
规范中的设计谱本质上是用来预估结构在设计基准期内可能遭受的地震作用,在前继课程混凝土结构设计原理和钢结构基本原理及设计中,荷载汇集同样是为了确定结构在设计基准期内的最不利荷载,其区别为恒荷载和活荷载是静力荷载,地震作用是动力荷载。因此,荷载汇集可以作为这些课程间的桥梁和纽带,以荷载汇集为课程间知识联系点讲授反应谱理论,一定程度上可拓展学生知识和能力的深度和宽度,加强课程间在培养学生知识、能力和素质等方面的内在联系,将各门课程粘合成一个联系紧密的整体。
(二)重视震害系统性分析,點面结合形成知识体系
地震给人类带来灾难的同时也给人类呈现出宝贵的抗震资料,抗震设计理论是在大量实际经验和教训的基础上发展的,几乎每经历一次大地震,都将呈现出未曾显现或重视的震害现象,抗震设计理论就会随之得到发展。由于地震的随机性和结构地震反应的滞回非线性,抗震设计理论经过一个世纪的发展,仍未形成系统成熟的理论。结构的震害,尤其是砌体结构和钢筋混凝土结构的震害还不能准确解释。因此,历史上成熟的震害经验就显得尤为宝贵,了解抗震设计理论的发展史将有助于加深学生对抗震理论的认识,拓展学生知识面。
例如,2008年汶川8.0级特大地震和2010年玉树71级地震中,中小学校舍建筑破坏较为严重,并导致许多中小学生伤亡。根据2010年玉树地震震害调查资料,中小学校舍建筑是所有调查建筑物中破坏最严重的建筑类型,严重破坏和倒塌的占76%,其中倒塌占21%。汶川地震中钢筋混凝土框架校舍建筑的震害现象为:框架柱震害明显比框架梁严重,不符合一般框架结构“强柱弱梁”原则,而且结构底层柱顶破坏比柱脚严重。通过震害照片、数值模拟分析结果系统阐述这一震害,指出震害的原因和解决方案:必须提高校舍建筑的设防标准,深化落实“强柱弱梁”的抗震措施,对学生产生知识点“爆炸冲击”,让学生从震害分析中获取抗震知识,牢固掌握结构的抗震设计理念。
(三)比较各国抗震设计方法,强化抗震设计思想
中国抗震规范采用两阶段设计方法来实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三个水准基本设防目标,大部分结构只需要进行第一阶段设计,即采用小震的地震作用进行截面承载力验算和弹性层间位移验算;通过抗震措施来实现第二和第三水准的性能要求。日本建筑基准法规定了两个水准的抗震设计,第一水准相当于中国的中震水平,按照容许应力验算结构的弹性强度;第二水准相当于中国的大震水平,进行结构层间变形、极限层剪力、刚度率和偏心率验算。美国抗震设计规范按照设计地震(相当于中国的中震水平)进行结构的抗震承载力验算和变形验算,通过选择结构的不同延性等级来满足相应设防水准的要求,采用结构反应调整系数R来折减弹性地震作用,从而考虑结构的弹塑性变形能力对弹性反应谱进行折减。
通过横向对比中、日、美抗震设计方法的异同,突出抗震設计的核心理念和中国抗震设计方法的特点。中国第二水准和第三水准抗震目标的实现属于定性设计,虽然简化了计算过程,表面上降低了运用设计方法的难度,但要求更深入地理解和掌握,务必强调第二水准和第三水准是结构抗震设计的重中之重,是保护结构抗震安全性的关键手段。通过对比各国抗震设计方法可以有助于学生理解、掌握抗震设计的关键点,更好地理解、运用中国的抗震设计方法。建筑结构的抗震设计应巧妙地顺应自然、适应自然,充分发挥结构体系、关键构件的塑性变形和耗能能力,才是降低地震灾害损失最有效的手段。
(四)加强实践教学,全方位体验抗震知识
学生对地震的认识主要通过教材和教学PPT,渠道相对单一,教学手段应充分利用网络资源和实验室资源。首先,让学生观看地震视频形成视觉冲击,如观看美国国家地理频道出品的《终极灾难·地震》片段,宏观感受地震对地球、大地、结构、室内物品的影响;观看日本E-Defense振动台的足尺结构试验录像,细致观察结构在地震作用下的振动、变形以及破坏情况。然后,利用实验室中模拟地震振动台真实再现地震过程,让学生如身临其境般感受地震,以及让学生观看结构或结构构件的静力推覆试验,了解结构抗震试验的基本情况。通过上述途径让学生全面了解地震、认识结构在地震下破坏情况,增强学生对于抗震知识的兴趣和好奇心,以便带着问题在课堂上学习抗震知识。
三、结语
【关键词】弹性力学;教学内容;教学方法
0 引言
弹性力学是固体力学的重要分支,也是土木工程专业的一门重要技术基础课程。在弹性力学课程中,公式多,逻辑推理严密,尤其是许多公式和计算均以偏微分方程形式出现, 很多同学觉得学习难度大、不易掌握。近年来,随着高校的改革和专业调整,实现宽口径、厚基础的教学基本要求,大多数高校的工科专业,譬如我校的土木工程专业的《弹性力学》就已下调到32学时,学时压缩幅度很较大。内容多,学时少,计算繁,理解难等问题成为我们教学中重点关注的问题。如何在有限的时间内,充分调动学生的积极性,确保其学有所获,能摆脱繁琐的数学公式和数学计算的迷惑,抓住力学理论和概念本质,在力学的研究方法上得到提高,是大多数弹性力学教师当前的主要面临的困难。
1 教学内容的优化
我校土木工程专业32学时的弹性力学教学,选用高等教育出版社出版,徐芝纶院士主编的《弹性力学简明教程》(第四版)。该书内容精炼,且已在前面版次的基础上经过一定的删减,但要在现有学时内完成教学,内容还是偏多,在讲课时应重视弹性力学基本概念的讲解,概念清晰会为以后的学习打下良好的基础。加强平面问题基本理论内容的讲解,把重点放在平面问题的基本理论和直角坐标解答上,并分配较多课时, 加强学生对平面问题的直角坐标解答部分的理解, 再布置一定的课后作业, 让学生课后通过查资料或相互讨论而完成。对于平面问题的极坐标解答的讲授宜采取和平面问题的直角坐标解答相对比的方法讲解。对于空间问题的基本理论采取和平面问题的基本理论相对比的方法讲解,使学生更容易掌握重点和基本概念。由于在高年级中一般开设了有限元课程,所以有限单元法解平面问题就可以略讲或少讲,差分法和变分法等有兴趣的学生可以通过自学了解一下。这样授课可以使学生更容易掌握重点和基本概念。
2 教学方法的改革
2.1 多媒体教学
当前弹性力学教学的最大矛盾就是内容多和学时少之间的矛盾。弹性力学的教学内容较多地涉及偏微分方程解法,且以前的大部分教学时间是在黑板上大量的推导公式。为了缓解这一矛盾,在目前的教学中,公式的推导、主要内容的讲授均采用多媒体,但在重要概念的阐述、重点习题和思考题的讲授上,仍采用传统的板书手段教学。利用多媒体教学时应根据各个章节内容搭建知识结构框图, 对版面进行合理的设置。特别是公式推导时,公式的弹出速度不能过快,要给学生一个思考的时间。在课时允许的条件下, 可将后续课程中如基础工程中所要用到的弹性力学计算结果,利用多媒体教学手段作为弹性力学思考题提出并求解。这样不但提高了教学效率,而且还能将弹性力学理论知识和解决具体工程问题结合起来,大大提高了学生的学习兴趣。
2.2 教学方法的改进
1)贯彻“少而精”的原则,避免形成“满堂灌”,把重点放在能够体现弹性力学方法的内容上,要结合各种提问,引导学生讨论、解疑发现结论,形成教学双边活动,进行启发式教学。例如求解一个弹性力学问题,可以设法引导学生分别确定弹性体中各点的位移、应变和应力函数,使其发现就是在讲15个控制方程解15个未知数,剩下的问题就是如何求解这些方程的问题。
2)擅于系统归纳,对比总结。在讲授弹性力学课程的过程中,要引导学生与其他力学课程进行归纳对比分析,使学生明确本课程 的地位和作用,从而激发学生的学习兴趣。以通过“简支梁受均布载荷”学习半逆解法为例。弹力与材力的共同之处在于研究方法上,都是考虑了弹性体(杆)上三方面问题――几何学、物理学、静力学。不同之处在于材料力学引用了一些假设(如平面假设),使其结论是近似的;弹性力学则是在微元体上研究建立了三组偏微分方程,严格考虑边界条件,因此其解答更为精确全面。
3)充分利用例题。很多同学反映弹性力学的题难做,不好分析而且很难算。因此重点讲解几道例题是必不可少的,但在讲解的过程中,让学生适当参与其中,分析例题每一步求解的来源,让学生认识到要求什么,有哪些方法,得到些什么结论等等。通过讨论分析,参与的学生能逐步摈弃畏难情绪,加深对弹性力学基本求解方法的理解。一部分同学还较好的总结了弹性力学问题就是基于位移的求解和基于应力的求解,且为使其求解起来更方便前人做了很多的工作。例如,同时满足平衡方程和应力表达的相容方程很难找到,于是就引入了应力函数。
3 考核方法的改革
根据弹性力学的课程特点,与其他课程差别最大的地方是它的公式太多且复杂,会让相当一部分学生在学习上产生厌学和恐惧情绪。传统的闭卷考试方式下,背公式成了学生的负担,考试成绩容易发生两极分化,考试不及格率高。所以如果适当控制试题的难易程度,弹性力学的课程结业考试,最好采用半开卷的考试方式,即允许学生带一张A4纸的知识总结进入考场,而教师出题范围可以适当加宽,难度可以适当提高,这样可以全面考核学生的分析、实际应用及解决问题的能力。另外由于很多弹性力学的题目都具是有一定难度,不太适合最终的考试,只能在平时解决,因此只采用期末考试进行学生成绩评定形式太过单一,可以在课堂上进行课堂测试,平时作业要比其他课程要求更严格,从而提高平时成绩在最终成绩中的比例,有效提高学生学习的积极性。
4 结束语
社会的发展对教师提出了更高的要求,如何做到以人为本,根据教学对象、内容的不同,采取行之有效的措施,提高学生的学习效果,为其将来解决更为复杂的工程问题打下坚实的基础,还需要广大力学工作者进一步思索。
【参考文献】
[1]徐芝纶.弹性力学简明教程[M].北京: 高等教育出版社,2002.
[2]王润富.弹性力学简明教程学习指导[M].北京: 高等教育出版社,2004.
[3]王润富.论弹性力学课程教学的基本要求和基本内容[J].力学课程报告论坛, 2010(8):239-250.
关键词:土木工程地质;课程教学;教学方法;教研改革
随着国家对新疆“一带一路”核心圈经济建设的大力投入,大量基础建设中需要具备较强工程地质专业背景的复合型人才。新疆大学作为边疆重点高校之一,正着力培养服务于西部开发与“一带一路”工程建设需要的综合性技术人才。通过工程地质课程的学习,学生了解实际工程建设中可能遇到的工程地质问题及其对工程本身的影响,依据所学知识能正确防治各类地质灾害,以保证工程建筑物的安全、经济和稳定。因此本课程对土木工程专业来讲是非常重要的一门专业基础课。
一、课程教学中存在的不足
1.前导课程设置不合理。工程地质学作为地质学的一门分支课程,其前导课程为“地质学基础”“水文地质学基础”“土力学”“岩体力学”等课程。根据新疆大学建筑工程学院土木专业最新培养计划,工程地质被安排大一下学期进行,因此会导致学生无法有效地理解和掌握一些工程地质术语的概念,导致学习效果不理想。在实际教学中,针对岩土体物理力学参数方面,学生在没有“岩体力学”“土力学”课程学习的前提下,不能较好地理解参数的具体含义及用途。此外,在滑坡稳定性计算案例中,学生不仅需要掌握岩土体物理力学的具体含义,还要具备一定的编程能力(包括Excel、C语言等)用于滑坡稳定性计算公式的编写,因此前导课程的不合理安排,导致许多教学任务无法顺利开展,这势必会影响学生专业知识掌握的熟练度。2.课程学时少、内容多。随着高校学分制的推行,笔者所在学院“土木工程地质”课时已缩短至28学时。为在有限的教学时间内完成教学任务,教师需要对教学内容做出一定调整与压缩,从而导致学生理论学习偏少,影响了课程教学质量。课程学时的压缩主,最直接的影响是案例的教学环节,学生理论知识需要借助于实际工程案例讲解才能较好地消化,如岩石矿物教学环节,必须让学生亲眼看见岩石、亲手感触到矿物才能印象深刻。此外,各类地质灾害也需要用到大量的工程案例来支撑讲解,学生往往对实际工程案例更加感兴趣。通过实际案例,学生不仅能更快掌握理论知识,也能更加今后工程实践中的工程地质问题。3.工程地质理论教学环节薄弱。目前的土木工程地质教学大纲主要侧重于地质基础知识的讲解,如岩石矿物、地层地质构造等,而具体的工程地质理论占总教学学时比例较少,如地下工程地质问题、边坡工程地质问题等。这势必会导致学生对工程地质的认识仅停留在基础地质方面,对今后工程实践可能遇到的边坡稳定、围岩稳定等问题缺乏足够的认识与重视。光靠地质基础知识根本无法解决实际工程中的各类工程地质问题。地质基础知识的学习是为了更好地掌握工程地质理论,但仅侧重地质基础知识的学习而忽视工程地质理论的学习,就无法凸显工程地质学学习的意义,学生今后无法从容应对工程实践中突发的工程地质现象与问题。4.实践教学环节没形成完整教学体系。工程地质是一门紧密联系实际工程的课程,需要学生在理论学习的基础上通过实践教学环节加以消化理解。然而,目前笔者所在学院土木工程地质实践环节尚无固定的实习路线,没有专业的实习指导书,因此实践教学效果较差,学生无法将课本所学理论知识联系实际,导致今后在实际工程中遇到工程地质问题无法快速识别与解决。实践教学环节预期效果不够理想主要表现在三方面:一是地质基础技能的掌握,如野外岩石识别、罗盘使用等;二是工程地质勘查实践能力,如滑坡、泥石流野外勘察能力;三是实习时间较短、路线长,许多学生难以掌握教学内容,实习报告编写质量堪忧。笔者针对所在学院土木专业的“土木工程地质”课程教学实践环节中存在的诸多问题进行分析总结,学校要解决这些不足,就必须采取一些行之有效的教学改革手段进行尝试探讨。
二、课程教学模式改革建议
为提高工程地质课程教学效果,让学生更深刻掌握课程知识,根据笔者所在学院“土木工程地质”教学现状,本文提出如下建议。1.优化培养计划课程编排。学校将“工程地质”课程安排在大二下学期进行,在学生学习完“土力学”“岩体力学”“计算机基础”等前导课程后学习“工程地质”课程。教师利用学生已学知识,课堂上引导学生自己探索岩土体各物理力学参数对围岩、边坡(滑坡)的稳定性影响规律,鼓励学生通过EXCEL或者C语言编程滑坡、崩塌体等地质灾害稳定性计算程序。2.突出教学重点。在无法增加课时量的情况下,教师需要把主要教学内容放在重点章节上。工程地质课程的主要任务是让学生了解工程建设中可能出现的各类工程地质现象和问题,分析各类工程地质问题对工程建设的影响,能提出相应的防治措施。因此在教学环节中,教师应重点讲解各类工程地质现象与问题的成因、影响因素、诱发机制、稳定性评价等,使学生能将所学知识能直接应用于实际工程建设中。针对部分地质基础知识,教师可适当减少教学内容,学生掌握其基本概念即可。3.加强地域特色案例教学。新疆位于我国西北边陲,处于亚欧中心,是我国陆地面积最大的省份。新疆地形地貌多元化特征明显,既有沙漠、隔壁、荒山,也有草甸、森林、河流。教师以新疆常发地质灾害类型重点分析,不仅能提高学生学习兴趣,也能为学生日后快速融入本地生产项目提供基础。裴向军通过对天山区公路边坡地质灾害发育特征的收集整理得出,新疆地区地质灾害类型主要表现为冻土、岩体冻融风化破坏、泥石流、水毁、雪害、冻害。因此,教师应在今后的工程地质教学与实践环节中,突出上述地质灾害类型的讲解,尽可能地在实践教学环节中加入上述案例现场教学。4.重视实践教学环节。新疆地貌特征虽然丰富,但由于幅员辽阔,不同地质现象相距甚远,因此导致学生的实习路线较长,学生在有限的实习时间内很难完成实习内容。因此,学校需要尽量选择地质现象特征明显、地质现象丰富的地区作为固定实习基地,安排专业教师提前踩点优化实习路线与实习日程安排,并制定完善好实习指导书。5.重视工程地质实习报告编写。学生工程地质专业知识掌握好坏的程度主要体现在工程地质实习报告中,通过实习报告,教师可知道学生是否掌握工程地质相关基本概念、罗盘使用是否正确、工程地质专业术语表述是否准确和恰当。因此,实习环节中教师需要认真指导学生识别地质现象、正确使用地质罗盘,使学生掌握野外记录薄的记录要求和地质素描技巧。教师要每天检查学生野外记录本内容,及时发现实习教学环节中的不足加以改进。实习后期,教师要加强学生实习报告编写指导,实习报告要图文并茂,地质现象描述准确。
三、结论
“工程地质”课程教学内容需要综合课程理论知识与工程实践,其教学内容多、涉及面广。教师要想在有限的课时内完成教学目标,需要在优化课程教学安排基础上突出教学重点,结合新疆地域特色,重点引入本地常见地质灾害案例,使学生快速消化理论知识。此外,教师需要重视教学环节,加强学生野外地质基本功练习,使学生更加快速牢固地掌握工程地质理论知识,达到培养复合型人才的要求。
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[5]徐文杰.工程地质教学改革、创新与MOOC建设——以清华大学《工程地质》课程为例[Z].中国吉林长春,2015
xxx年x月xx日上午8点整,在综和楼前,施成华老师给我们做了实习动员,着重给我们强调了一下几点:
1安全第一,要处处注意安全;
2严肃对待实习,要端正态度,每个人到要参加,不可以随便缺勤;
3一切行动听指挥,不要擅自独立行动;4在实习中可以帮助我们这些大一新生对土木工程有个感性的基础的认识,为将来的专业课程的学习打下良好基础。
之后,老师给我们上了一堂课,介绍了一下隧道与地下工程。隧道与地下工程概论的主要内容:
一、隧道工程的基本概念
1、广义定义:最终使用于地表面以下,不论以何种方式建造的所需形状和尺寸的空洞,内部净空面积在2平方米以上者。
2、狭义定义:是一种修建在地下的工程建筑物,修建在地下、两端有出入口,供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。
二、隧道工程的沿革与发展
(一)发展目标:20世纪:高层建筑;21世纪:地下空间
美国“未来学家”杂志社预测21世纪将有1/3的人口生活于地下。在我国,地下空间的开发利用始于60 年代,主要是地铁与人防工程,65年修建北京地铁;70年代修建了大量的人防工程,经改造利用,成了地下商业街、地下工厂、仓库和招待所,较好地发挥了经济效益。
(二) 历史发展
1.国际上
(1)古代:公元前180~2160年前后,在古巴比伦城幼发拉底河下修筑的人行隧道,是迄今已知的最早用于交通的隧道,为砖砌构构造物。
(2)现代:现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的,尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。
(3)目前世界上最长的交通隧道:山岭铁路隧道:日本的大清水隧;交通隧道:日本的青函隧道,英法海峡隧道;公路隧道:瑞士的圣哥达隧道。
2.国内
(1)古代:1、春秋时代《左传》就有“隧而相见”的记载2、三国时期的“官度之战”,曹操掘地道…3、封建时期各个朝代的帝王坟墓陵寝均修在地下
论文摘要:分析了目前课堂教学中存在的问题,并提出了调整教学内容、多元化教学、改革考核方式和更新教师自身的知识储备等改革方法,以便更好地培养实践型、创新型和专业技术复拿型的测量人才,与人才市场的需要接轨。
“土木工程测量”是中原工学院(以下简称“我校”)土木工程专业、建筑学专业、工程管理专业及国际合作办学建筑工程管理专业的一门实践性很强的专业基础课。测量工作贯穿于工程建设的勘察设计阶段、施工阶段及运营管理阶段,所以该课程的教学质量和效果将直接关系到学生毕业后的专业技术能力。u因此,如何使学生在有限的时间内掌握工程测量的基本原理及方法,熟练掌握测量的基本操作技能,培养学生完成工程测量任务的综合能力,进一步适应土建类专业人才的市场需求,是我们目前的主要目标之一。几年来,我们在“土木工程测量”课程实际教学中,分析了目前课堂教学及实践教学中存在的问题,提出了相应的改进方法,并对教学方法进行了改革实践。
一、“土木工程测量”课程教学存在的问题
1.课时少,内容多
专业的发展、专业课程的增多,导致每门课程的课时数减少。“土木工程测量”教学只有30个学时,而我们要完成测量学的基本概念、水准测量、角度测量、距离测量及直线定线、测量误差的基本知识、地形图的基本知识、小地区控制测量、大比例尺地形图的测绘、地形图的应用、施工测量的基本工作、建筑场地的施工控制测量、工程建筑物的施工测量、管道工程测量和建筑物变形观测及竣工总平面图的编绘等教学任务。课时少,内容多,在理论教学课时都无法保障的情况下,要开展实践教学难度更大。
2.理论多,实践少
如前所述“土木工程测量”是一门专业基础课,必须重视它的实践性和在工程实际中的应用。目前的教学中,教材内容过于繁杂,重点不突出或不恰当,从基本概念到误差理论及至各专业工种施工测量面面俱到。教学大纲的制定大多注重理论知识的培养,而轻实践技能的训练,不能达到真正的培养目的。以往教学中发现,尽管采取了多媒体教学,但教学效果并无多大改进。例如,在讲解仪器的组成与使用时,学生们对幻灯片上的照片仍提不起兴趣,只是被动地接受知识,到了实践课动手操作时,还是不会使用仪器,甚至有些学生不了解仪器的某些零件的具体用途。
3.叙述性强,枯燥无味
由于课程的文字叙述性较强,且内容琐碎,如果教师不采取适当的改进方法,学生会觉得枯燥无味,课堂气氛沉闷,教学效果不理想。
4.考查课属性,学生不重视
该课程的属性为考查课,由于考试课和考查课考试方式以及学分的差异,相当一部分学生的学习目的只是盲目地应付考试,.只是为了拿到该门课程的学分,而非能力的培养与训练,因此,对该课程往往不重视。
二、教学方法的改进
针对以上问题,我们对以往的教学方法尝试了如下改革:
1.调整教学内容
在总课时较少的情况下,以针对性、实用性为原则,重点放在水准测量、角度测量和距离测量的基本技能掌握、地形图的识读与应用、建筑场地的施工测量上,并在理论讲授的同时与实践结合。如水准测量教学中,改善教学环境,带领学生走出教室,在室外架设水准仪,采用边操作仪器边理论教学的方式,强化学生记忆,提高学生学习热情;简单介绍小地区控制测量、大比例尺地形图的测绘、建筑物变形观测及竣工总平面图的编绘;适当地删减如测量误差的基本知识、管道工程测量等内容。这在很大程度上缓解了课时紧张的教学压力,并将实践教学有效地融人到理论教学中来。
2.多元化教学,充分调动学生的主观能动性
“
授之以鱼不如授之以渔”,而大学教学“授之以渔不如授之以欲”。此处的“欲”为欲求之意,即学生学习的主观能动性。如何调动学生的主观能动性,使学生由被动地接受知识变为主动地寻求知识非常关键。
(1)采用实物现场教学法。采用实物现场教学法,使理论与实践相结合,更直观地将知识传输给学生。例如,在学习经纬仪的使用时,将一台经纬仪放置在三脚架上,用实物直观地告诉学生该仪器的各组成部件及其用途,如何对中整平,并让学生亲自观察整平后圆水准器和水准管中气泡的位置。通过这种直观地观察并动手操作的学习方法,不仅让学生很快熟悉了测量仪器,更激发了他们的学习兴趣。
(2)自制教具,提升教学效果。在讲授一些原理性的知识时,往往因为逻辑性强而不易被学生接受,教师可根据实际情况自制一些教具帮助学生理解掌握。如进行水平角测量原理和竖直角测量原理部分的学习时,单纯地靠教师讲或利用多媒体课件展示,效果均不理想。教师用硬纸壳自制了一个带有刻度的平盘和竖直面,讲授水平角测量时平盘不动,竖直面取值的原理;并自制了一个带有刻度的竖盘和指标线,用大头针将两者连接,告诉学生竖直角测量时指标线不动,竖盘转动的原理。这种教学方法直观、简易,学生很快理解并掌握了教学内容,教学效果良好。、
(3)讨论式教学。每次讲解一个新知识点时,教师可结合工地现场先提几个问题,给学生几分钟时间让他们带着疑问去看教材。然后请个别学生回答,并让大家讨论哪个同学的方法可行性最大,最后教师进行归纳总结。此方法一是改变了以往教师在讲台上唱独角戏、学生台下做观众的冷清局面;二是学生在主动寻求问题解决办法的同时也掌握了教学内容,使“教”与“学”得到最为理想的结果。
(4)灵活举例,吸引学生的注意力。根据实际情况教师可通过适当的举例来吸引学生的注意力。例如讲授目估法直线定线时,若发现学生李某思想抛锚,可举例:“同学们,现在请你们用目估法在老师和李某中间找两个点,同时保证这两点在我们两个之间的连线上。”经此一例,不仅李某的注意力会立刻集中在学习上,其他同学也会因为感觉新鲜或者担心被老师问到而思想集中起来。.
此外,还可以找些相关的视频资料在多媒体教室里播放,适当地变换—下教学“口味”,或是请一些学生走上讲台,拿起粉笔做一次老师,或是故意地讲错某个知识点让学生评判老师的正确与错误,或是在进行各章节的学习时,明确地告诉学生该部分的学习可以掌握何种实际操作技能等等。总之,通过以上多元化的教学方式,明显地调动了学生的主观能动性,师生互动,课堂的教学氛围非常活跃。
3.改变传统的试卷考试方式
对于“土木工程测量”这门实践性较强的课程,传统的一纸试卷判优劣的方法显然不适用,应提高实际动手操作技能考核的比例,采取两者相结合的办法。例如,期末试卷成绩占50%,考核方式为卷面考试;实际操作技能成绩占50%,考核方式为在室外并在老师面前亲自操作。因为要在老师面前亲自操作,学生必定会在思想上对此课程重视起来。
4.更新教师自身的知识储备
【关键词】CDIO教育理念;材料力学;教学改革;课程考核体系
0引言
材料力学是土木工程专业的技术基础课,是研究各类工程结构中普遍存在的受力和变形现象的学科,着重培养学生的逻辑思维、分析能力和解决实际问题能力。一直以来,我国大学中所讲授的力学课程内容大多由前苏联引进的内容,内容陈旧、枯燥、抽象、重理论轻实践。教学方法多采用灌输式教学,造成课堂气氛死板,有时甚至枯燥无味,大大降低了学生的学习热情。这些问题不但加剧了学生的学习惰性,也影响到其它课程的学习状况。针对以上问题,如何为实际工程提供合格的力学人才;如何在材料力学教学中充分调动学生的主动性和积极性;在目前有限的课时下,如何对旧有材料力学课程体系进行合并、筛选等工作已经成为教学改革工作不可回避的事实。CDIO工程教育理念提倡在实践中学习,在学习中实践,这为该问题的解决提供了一种思路。
1CDIO工程教育模式
CDIO模式以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO模式强调与社会大环境相协调的综合的创新能力,同时更关注工程实践,加强培养学生的实践能力,因此CDIO工程教育模式是提高大学生的创新和动手能力、推进产学研结合、加强实践教学环节以及加强学生参与交流与合作能力的有效途径。
2基于CDIO模式的材料力学教学大纲设计
CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。材料力学课程既包括专业知识学习,又强调应用能力的提升,根据这一教学目标设计的教学大纲如表1所示。
3改革方案设计
3.1教学内容的改革
对于传统教学中的基本概念、原理和方法,我们在教学中应该重视,可为了拓宽学生的视野和运用力学知识建模的能力,我们又应该对教学内容优化。随着科学技术的发展,新的理论、新的学科、新的计算工具和计算方法、新的试验方法不断涌现,在教学内容中适当增加这方面的介绍和练习,可以拓宽和增强学生系统解决实际工程的能力。此外,学生普遍对繁琐的理论推导缺乏热情,因此有必要在教学中加入实习环节或模型演示环节,实现教学与实践的结合,从而提高学生对力学课程的兴趣。
3.2教学方法和教学手段的改革
如何调动学生的主动思考,如何加强学生独立解决问题的能力,如何实现“在实践中学习,在学习中实践”?显然单纯的课堂教学很难实现这些目的。首先,材料力学应把课堂教学与案例教学或现场教学结合起来,并配合一定形式的课堂讨论。这样学生就能比较生动地、直观地去学习基本理论,并且可以明确学习的目的性。例如:弯曲问题可以在施工现场结合梁的配筋布设讲解;组合变形可以在实验室用模具演示教学等等。另一方面,CDIO教育理念重视个人能力及技能的同时,强调团队协作与交流,因此可以在教学过程中开展分组专项研讨。专项研讨任务以小组为单位,每组3~5人,让学生到施工现场进行调研,结合工程实际确定材料力学研讨主题,然后针对工程实际问题建立力学模型,通过小组探讨解决工程问题,从而锻炼学生收集信息、主动获取新的知识、解决问题和创新的能力。再一方面,还可以在教学过程中开展自主实验设计,推动学生自主学习能力。在教学手段上也应结合新技术、新方法的发展,在传统的板书基础上,融入PPT、Flas、仿真数值模拟等教学手段。一方面加强学生对传统力学知识的理解,另一方面,新的教学手段可以丰富教学内容,贴近工程实践,拓宽学生的视野。例如:PPT相对于板书,可以发挥信息量大的优点,让学生在有限时间内完成更多的课上练习;Flas可以在课堂上展现一些实验现象或者工程实际现象,这有助于学生对抽象力学概念的理解等等。
4课程评价体系改革
课程的考核评价体系和考核方法主导着学生的学习动力和方向,其改革必须匹配材料力学课程的CDIO教学大纲,起到引导学生有意识开展专业能力锻炼的目的。材料力学课程成绩包括三部分:书面理论考试、汇报答辩、实验报告,权重为0.4、0.4、0.2。书面理论考试主要以基本概念、基本理论、基本技能为主。汇报答辩要求学生对小组研讨专项做成PPT,图文并茂的在讲台上向老师和同学做报告,并回答老师和同学对改组项目提出的问题,考核重点在:调研的充分性、CDIO综合能力的展现性、技术和理论的结合度、团队的协作能力等方面。实验报告要体现自主实验设计的选题调研、方案设计、实物开发和交流评比等环节。
5结束语
基于CDIO的材料力学教学模式着手改革课程体系和教学模式、创新教学方法和教学手段、调整教学考核体系,从而调动学生的主动思考动力、培养学生的团队协作和交流能力、加强学生独立解决问题的能力,让学生“在实践中学习,在学习中实践”。
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