时间:2022-05-01 04:42:54
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篇土木工程毕业,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]土木工程专业毕业设计是高校本科生人才培养的最后一个环节,是提高学生综合素质和工程实践能力、培养创新能力的重要载体。在实践教学过程中,主要应注重培养学生综合运用知识的能力,查阅使用相关文献资料的能力,外语应用能力和设计能力,理论计算和计算软件应用能力,创新能力,写作(绘制)能力,自学能力和独立工作的能力。
[关键词]土木工程专业;毕业设计;能力培养
一、引言
土木工程专业毕业设计是高校本科人才培养计划中的最后一个环节,也是重要的实践教学环节。其目的在于培养学生综合运用大学期间所学的课本上的基本知识、基本理论和获得的基本技能,完成未来工程师基本素质的训练和科学研究方法的初步训练;锻炼学生的文献获取、资料阅读、行业规范应用、课题调研等方面的能力,自我学习能力,发现问题、分析问题、解决问题的能力;训练学生独立设计及团队协作能力,行业内计算机软件应用、编制文本的能力等。它是提高学生综合素质和工程实践能力、培养创新能力的重要载体;是对学生大学四年所学知识、能力、素质的全面检验,同时对学生的思想品德、工作作风、工作态度和独立工作能力具有深远的影响,是学生走向工作岗位前一次真实的演练。对学校来说,它是实现人才可持续发展的重要过程和环节[1];对学生来说,它是取得毕业资格和获得学士学位的必修课程。毕业设计既是本科生大学阶段学习的最后一个教学环节,也是高校实现人才培养目标的重要教学环节之一,更是全面检验大学生在本科阶段的知识积累、实践和创新能力的主要手段,是“产品”出厂前的检验。通过毕业设计这一环节的训练,可以进一步培养及提高大学生各方面的素质和能力。
二、毕业设计中的能力培养
土木工程专业本科生毕业设计主要包括选题、资料收集、计算、撰写(绘制)、定稿和答辩等环节。在这一实践教学过程中,主要应注重培养学生以下几方面的能力。(一)综合运用知识的能力学生在大学四年中学习了基础课、专业基础课和专业课等多门课程,其中每一门课程学习过程中的作业或练习都是针对本门课程进行的,较少联系其他课程。而毕业设计却需要将各门课程的知识综合应用于设计中,对所学知识进行一次系统的梳理和贯通。在这个过程中,学生遇到难题,就会不断回顾已学的课本知识,不断从不同的课程知识中寻找答案,这样的实践需求使得学生能主动将多学科的知识综合运用,不断加深理解,提高综合运用能力。[2][3]比如土木工程学科本科生开设了混凝土基本理论课程,学生学习这门课程主要是为了掌握混凝土基本构件的构造与配筋设计。在本门课程教学时,配筋设计是在已知内力的情况下进行的,该课程中并不涉及复杂的内力计算和组合。而另外一门课程结构设计,则主要涉及结构构件在外荷载作用下的内力计算与组合,其教学的重点不是配筋计算。当进行毕业设计时,学生需要将涉及建筑构造、建筑材料、结构设计、混凝土基本理论等诸多课程的基本知识综合运用在一起,这样才能完成从方案比选、建筑设计到结构设计等一条龙的设计流程。(二)查阅使用相关文献资料的能力众所周知,科学与技术的发展具有连续性和继承性,只有知道前人都做过了什么工作,取得了什么样的成果,采用了什么方法等,才能在此基础上做进一步的研究。另外,当今社会科技飞速发展,信息量大且杂乱,想要在浩如烟海的信息中快速获得有用的信息,需要采取一些手段和方法。传统的纸质图书的使用,比如去图书馆查找阅读是可行的,也可以利用便利的网络及媒体技术,快速获得电子版本的图书、文章、图集规范等。现代大学生一般两种方法都使用,但更加偏好通过互联网技术来获得资料。针对土木工程专业本科生毕业设计的特殊性,文献资料的查找和使用尤其重要。土木工程学科不能离开相关的行业规范和图集等,本科生毕业设计就要训练学生按照行业规范来进行,合理正确选用标准图集等。比如钢筋混凝土框架结构房屋的设计,就要使用相关的混凝土结构设计规范,此外还要涉及建筑细部构造的图集、建筑做法的图集、平法图集、制图标准等。毕业设计的训练,能使学生在走出校门之前就具备工程师的基本素质。(三)外语应用能力土木工程专业的本科生阶段一般都开设了大学英语和专业外语等课程,有的高校还将“通过大学英语四级”作为获得学士学位的必要条件,这使得学生的外语能力得到了较好的训练。而在后续的专业课程学习中,一般较少涉及外语的应用,所以有的学生误认为外语能力在土木工程行业里是没有用处的。实际上,随着土木行业的不断国际化,引进来的和推广出去的项目都逐渐增多,外语能力正逐渐成为土木工程专业大学毕业生的一项基本技能。在过去几届毕业生中,每届都有学生选择“海外项目部”就业,他们走上工作岗位以后直接就被派驻海外项目基地参与国际项目了。在毕业设计环节,为了进一步提高学生的外语能力,学校往往要求学生阅读一定数量的外文文献,并翻译成中文;另外还需要将设计计算书的摘要部分翻译成外文。(四)设计能力土木工程专业本科生的毕业设计需要根据各项要求,在指导教师的带领下,完成简单的单体建筑或者某一分部分项工程的施工图设计(或施工组织设计,或工程预算编制等)。这就需要学生运用所学知识,提出多种可行的设计方案,每种方案还可能涉及多种研究方法和手段,并进行各方案的比较,择优选取。设计能力的训练贯穿整个毕业设计全过程,从方案设计、建筑设计、结构设计,到细部设计、截面设计等。设计能力的培养也是土木工程专业本科生培养目标的一部分。(五)理论计算和计算软件应用能力土木工程专业本科生在大学四年里学习了不少理论知识,包括数学的、力学的、材料方面的、结构设计理论方面的,等等。这些基本理论都是为解决实际工程问题而打下的基础。在毕业设计过程中,需要结合实际工程的情况,做出合理的简化和假设,运用这些基本理论来解决土木工程领域的现实问题。比如结构设计时需要进行荷载统计、模型简化、受力分析、内力组合、截面设计等,这些都需要用到数学的、力学的、材料的基础理论知识,然后结合土木工程的行业规范,进行理论的计算。对于简单的建筑物,在设计中一般采用手工理论计算,外加专业软件计算复核的模式进行;对于复杂的结构物,只能手工计算一部分内容,主要的理论分析和设计都需要借助专业软件来完成。随着科技的发展,土木工程行业的计算也越来越精细,越来越多的计算辅助软件被开发出来。学生在学校里学习时就逐步接触了一些行业的专用软件,通过毕业设计这个环节加强,学生走出校门时可以直接与用人单位的要求接轨。(六)创新能力创新能力是科研工作者和工程师应该具备的首要素质。在本科毕业设计阶段培养学生的创新思维能力是高校教学的一项有效实践。在毕业设计阶段培养学生的创新思维能力,指导教师应该针对学生选题的内容和预期将要完成的任务,有意识地引导学生从多角度思考问题,寻求解决问题的不同方法,并鼓励和指导学生探索新方法、新思路。对毕业设计过程中出现的问题,指导教师要带领学生一起讨论,引导他们多查找文献、多写心得体会,并将其整理形成小论文,公开发表。(七)写作(绘制)能力任何的科研成果或设计成果,都需要按照一定的方式表达出来,毕业设计成果也是一样。土木工程专业本科学生的毕业设计成果一般包括两部分:设计计算书和图纸。其中计算书就是设计的整个过程的书面表达,它要求结构完整、用语准确规范,语言表达清晰流畅,图表公式等使用恰当。这就要求学生具有一定的科技论文写作水平,这个过程也是训练学生写作水平的一种形式。土木工程专业毕业设计成果一般都包括图纸绘制:方案图、施工图、细部详图,等等。这些图纸需要按照行业规范绘制,表达清晰,同时这也是计算书结果的另一种表达方法。(八)自学能力和独立工作的能力在毕业设计过程中,也应该注重学生的自学能力和独立工作能力的培养和锻炼。大学生毕业以后走上工作岗位,需要在各自的岗位上独立承担一定的工作任务,但是他们在大学各阶段的学习过程中,都不同程度的依赖家长、教师和同学,有些人甚至存在独立工作的恐惧心理。针对这样的情况,在毕业设计这个环节,指导教师应该将训练学生的自学能力和独立完成任务的能力作为另一项中心任务。指导教师应积极引导学生发现问题,要求学生针对问题独立查找资料寻找解决问题的办法,只帮助他们分析解决问题的可能途径和思路,而不直接给出解决问题的步骤和结果。这样有意识地锻炼学生自己收集和消化资料、自我思考和独立分析的能力,尽可能地发挥他们的创造性,培养他们独立工作的素质。
三、培养机制的完善
随着时代的发展,高校办学目标和办学层次都发生了相应的变化,同时教师对本科教学规律也有了更深的认识。针对土木工程专业本科毕业设计中学生能力培养这一目标,还需要进一步完善毕业设计的规范化管理,紧紧围绕选题多样化、指导细致化、中期检查常态化、评阅答辩严格化、事后总结客观化等,结合土木学科特点和高校的各项规章制度,更加明细毕业设计的规范和标准。
作者:王英 李文婷 朱美春 单位:上海师范大学建筑工程学院
(一)选题多元化与自主化
毕业设计选题可多元化,如建筑结构设计、基坑设计、施工组织与概预算及论文等类型。尽量选择与学生将从事工作相关的题目,也可以让学生自主选题,一方面使学生尽快熟悉工作性质和工作流程,另一方面增加设计的目的性,激发学生对毕业设计的热情。需注意的是,毕业设计选题多元化、自主化不等于简单的岗前培训,应避免急功近利。应用型本科院校的毕业设计选题应具有一定的“全局观”,不仅要让学生知道做什么、如何做,也要掌握相关的结构基本概念。近几年结构设计类课题选择框架结构还是剪力墙结构一直存在较大的争论,实践证明,选做框架结构更能达到“授人以渔”的目的。
(二)选题团队化与合作化
一项工程需要多专业分工合作或需要多方的比较优化,如一栋建筑的完成需要建筑、结构、暖通动力等专业人员的参与。采用团队化课题,可让相关专业学生都参与,模拟一个真实的工程环境,不但能激发学生的学习积极性,提高工程实践能力,还能锻炼学生组织沟通能力。针对此类选题,应注意制定科学灵活的考核方式。
(三)教研结合,相得益彰
应用型本科院校的大多数专业都需要教学和科研“双肩挑”。科研项目一般都反映了本学科的最新发展动态,有利于开阔学生视野,激发学生好奇心、创造性和工作热情。在应用型本科院校中,教研结合将更好地为学生创造真实的实践环境,有利于学生职业目标的设定和实现。同时,结合科研选题还可解决应用型本科院校研究生少、科研人力不足的问题,从而可以让专业教师拥有更多的时间提高教学质量。学院近几年针对结合科研项目的毕业设计进行了诸多有益的尝试,反响热烈。
二、优化教学内容,注重结构概念
对结构设计类题目,手算设计效率不高,且目前设计单位均采用PKPM、ETABS或盈建科等专业软件进行设计出图。同时,应用型本科院校学生大多面临到工作单位实习而毕业设计时间不足等问题。鉴于此,笔者建议应用型本科院校毕业设计可在手算为主、电算验证的传统模式基础上,适当提高电算比例,并注重结构概念的培养。如对框架结构毕业设计,其中单榀框架结构在竖向荷载和水平作用下的内力分析可直接借助SAP2000等软件完成,相比“分层法”和“D值法”可节省不少时间,专业理论知识得到工程实训的同时,工作效率显著提高,可让学生从纷繁复杂的计算中抽身出来,拥有更多的时间去巩固和提升结构概念设计能力。近几年的毕业设计教学实践证明,该种方式起到了良好的教学效果。需注意的是,电算比例的提高应以不影响结构概念掌握为原则,且利用专业软件进行辅助设计的前提是对其计算原理、过程及参数的理解,只有这样才能对其结果进行可靠的评判。近几年,在答辩过程中发现不少学生完全依赖PKPM等软件电算完成毕业设计,而对相关参数意义和设置一知半解,远未达到毕业设计的教学目的。
三、建立创新机制,提高教学质量
毕业设计创新机制的建立,符合“卓越计划”创新教育相关精神,可从毕业设计指导模式、学生优化分组及实践教学基地建设等多方面入手,提高教学质量。
(一)导师小组联合指导模式
一个教师带几个学生的毕业设计指导模式,师生之间能充分交流,有利于培养学生的独立思考能力和创新能力。但由于每位教师专业技能、指导方式的差别,难以保障毕业设计的整体质量。由青年教师与富有教学和工程实践经验的教师组成联合指导小组,既保证了每位学生得到全方位、高水平的专业训练,还可弥补部分教师工程经验不足的问题,起到“传帮带”的作用。
(二)双导师合作指导模式
聘请理论功底扎实、实践经验丰富的工程师与校内指导教师合作指导学生毕业设计,不仅可培养学生解决实际问题的能力,还可提高校内指导教师的实践水平。目前,学院校企合作指导毕业设计比例占总数的近60%,毕业设计质量明显改善。
(三)优化学生分组
通过网络双向选择的选题管理形式,虽可满足学生个性化的培养要求,但在师生沟通不充分的情况下,易出现优良学生相对集中情况,不利于整个院系毕业设计工作的开展。院系应根据每个学生的理论水平和动手能力,通过合理分组,保证在同一导师或同一组下存在多层次水平的学生,有助于毕业设计整体质量的提升。
(四)实践教学基地
通过建立校外实践教学基地,借助社会力量办学,是开拓毕业设计实践性教学和综合素质与工程能力培养的有利途径。通过“产学研”渠道,与热心支持学校教学的设计、施工和企事业单位建立机制灵活、优势互补的校外实践教学基地,可有效地解决毕业设计选题和指导与工程实际脱节的问题,对提高和保证毕业设计质量大有裨益。目前,学院已与上海华东发展城建设计(集团)有限公司等多家单位建立了合作指导毕业设计实践教学基地。
四、加强实践训练,提高教师素质
应用型本科院校的土木工程专业毕业生大部分就业于施工单位,工作在生产第一线,侧重于解决工程中的实际问题,因此教师除应有较深的专业理论功底之外,还应具有丰富的工程经验和工程阅历。学院近几年通过以下措施,进一步提升了指导教师的工程素质。
(1)加强“双师型”教师队伍建设,鼓励专业教师积极参加建设部组织的执业资格考试。目前,土木工程系60%以上的教师具有注册结构工程师、注册岩土工程师、注册建造师及注册监理师等专业执业资质。
(2)鼓励教师积极参与工程实践,并把工程实践的成果纳入教师考核体系。目前,教师参加横向项目的比例达到100%。
(3)鼓励教师去企业挂职锻炼,并纳入教师职称评定要求。土木工程系每年派出1~2名教师去大型设计单位挂职实践,大大提高了教师的专业水平。
五、强化监控管理,科学灵活考核
毕业设计整个过程包括确定指导教师、选题、查阅和收集资料、开题、中期检查、结题验收、评阅答辩及归档等各个环节。自2011年学院通过毕业设计系统实行网络统一管理,严格控制各阶段的时间节点,并成立毕业设计指导委员会对各环节进行阶段性检查,实施严格质量控制,如每周师生需有1~2次的见面交流机会,且相关记录需及时上传毕业设计系统。从论文质量、平时表现、创新能力、答辩成绩等多方面对毕业设计进行全面考核。根据不同类型选题及团队课题,制定科学灵活的考核标准。若毕业设计中出现抄袭他人成果、编造数据等现象则从严处理。近几年,学院聘请校外专家参与毕业设计的答辩工作,请专家从实际工程的角度检验毕业设计质量,毕业设计质量逐年提高。
六、提升安全理念,促进安全土木
近年来,土木工程领域安全事故频发。上海应用技术学院城建学院针对建筑业安全技术人员缺乏的现状,充分利用土木工程与安全工程交叉学科的优势,以培养“能分析、会检测、懂施工、知处置的从事土木工程领域中的安全技术人才”为专业特色。毕业设计作为土木工程专业教学计划中最重要的一个实践性教学环节,指导教师时刻结合毕业设计内容给学生灌输“安全土木”理念,使其日后成为土木工程领域中合格的安全技术人才。
七、结语
第一,缺乏系统性。土木工程专业培养计划中明确解释其培养目标是:能够从事土木工程设计、施工、管理等方面的高级技术人才。主干课程主要以结构的设计理论与施工为主,因此在学生的毕业设计中应主要加强结构设计的训练与实践。但是,从往年参加毕业设计学生所选择的课题来看,名目虽多,真正进行结构设计的学生人数不到20%,进行施工组织设计的占了大部分(55%以上)。因此,笔者认为,毕业设计的题目应慎重考虑,内容应结合四年所学的知识以结构的设计与实践为主,同时根据学生的学习兴趣和专业特色增加一些其它方向的题目(如岩土方向增加煤矿相关的设计,建工方向增加施工管理,交通方向增加交通规划与管理等),重点突出,方向明确。这样才能正确引导学生,调动其学习的积极性,使学生明确学习的方向和将来工作的走向。
第二,缺乏现实性。毕业设计是具体的有目的的行为活动,毕业设计的过程是一个模拟现实的过程。尽管我们的毕业设计题目大多数情况下提供的是一些假想的条件,但这些条件也是仿照真实的设计提出来的,因此毕业设计中应把这些假想的条件当作一种真实的情况对待。但是在学生的毕业设计中,脱离实际、凭空想象的成分占了大部,现实的东西少了。对国家颁布的相关规范、图集知之甚少,没有仔细阅读。因此设计出来的图纸有许多地方明显与国家现行的规范不符。对现实工程中的设计和施工过程缺乏整体认识,使得在设计过程中不能有效的结合实际,不少东西凭空想象,和实际情况严重脱钩。这也使得我们需要进一步加强实习的管理和监控。
第三,缺乏能动性。部分学生在毕业设计过程中自觉能动性和创造性能力不足,过分依赖专业教师的指导,不对毕业设计课题所要做的工作进行深入剖析。一方面说明学生专业基础知识掌握不牢,另一方面也说明学生综合运用所学知识解决实际问题的能力不足。
第四,缺乏重视。毕业设计一般都是在大学最后阶段完成,一方面学生对于这最后阶段的实践课程有些放松,另一方面大部分学生忙于找工作或其它事情,这使得学生对毕业设计的重视程度严重降低,投入毕业设计的时间和精力减少,学习积极性下降。在毕业设计阶段,学生一边忙于应付毕业设计,一边忙于找工作或忙于考研,有的学生甚至觉得毕业设计就是走走过场,对毕业设计认识不够导致严重不重视。加上有的学校和老师监管力度不够,对学生听之任之,导致学生自由散漫,毕业设计当然就不能到达应有的基本要求。第五,缺乏绩效性。在往年毕业设计中,学生时有抄袭的现象。由于有的学生平时就不好好学习,在毕业设计阶段根本就不能把已学知识综合联系在一起,也就不能独自完成毕业设计,所以有时候他们就抄袭别的同学的资料,稍作修改就为己用。有的学生甚至就拿着施工单位的施工组织设计直接作为自己的毕业设计使用,使得这样的毕业设计一点理论知识体系都没有,根本无法达到毕业设计要求。
二、大学毕业设计管理模式的构建
第一,构建新型的实习管理模式。实习是学生把理论和实际相结合的重要阶段,同时也使学生了解现实工程中的一些施工过程、施工工艺,使得学生在毕业之后能以最快的速度融入现实工程当中去。这就使得我们需要增加实习时间。同时,需要加强监管,只有在加强监管过程中才能使老师认真负责起来,才能使学生能真正在实习过程中学到知识,而不是把实习当作形式,甚至当作旅游。根据土木工程专业特点及培养目标,改革计划,增加实习,加强实习监管。在以往的教学计划中,最后一学期虽然没有上课课程,但还有为期3-5周的专业课程设计,加上3-5周毕业实习,这样留给毕业设计的时间大概只有5-6周时间。在这样的时间内要求学生完成高质量的毕业设计本身就不太现实。所以我们从2012级教学计划开始,决定最后一学期全部安排为毕业设计时间,这样时间就能得到保障。
第二,科学的选题管理模式。毕业设计题目是毕业设计的第一步,也是重要的一步。选定题目也就选定了毕业设计的基本框架和内容。故选题是顺利完成毕业设计工作的先决条件。在以往毕业设计题目方面,一般是专业教师随便拟定一些题目,这些题目并不都是实际工程题目,甚至有可能和实际工程完全脱钩。实际上,在毕业设计题目的选择上,有两种方式可供选择,一种是学生自己根据以后工作单位的实际工程项目进行自己选题,另一种是指导教师根据已有工程或项目为学生选题。不管是那一种选题方式,所选题目都应该紧密结合专业培养方向,密切联系实际,尽可能结合生产、科研或实验室建设,做到真题真做。同时应注意专业知识和设计内容的应用和结合,适当拓宽知识面,增强学生的适应性,注意设计的深度和广度,使学生能力所能及地完成有效的毕业设计。同时,系或教研室应定期组织相关专业教师对学生的选题、审题进行集体论证,要求选题恰当、内容适中、结构合理。实践证明,所有学生从接触任务开始就目的明确、兴趣浓厚、主动积极,是高质量完成毕业设计的基础。
第三,完善的题型库管理模式。为了真正让学生能运用所学知识解决实际问题,切实做到理论联系实际,可以采取题型库选题模式,题型库可以采用模拟题型与实际题型相结合的方式。在每年的毕业设计中,可以选择结合实际工程或项目的题目,也可以从实际工程或项目中简化或抽象出来的一些模拟题目,在条件允许的情况下也可以选择实验研究类型的题目,如结构设计优化、编制具体工程的施工实施方案、项目经济性分析等。让学生“真枪实弹”地参加实际工程方案的设计,学生就会有一种成就感、满足感,这有利于激发和培养学生的学习兴趣,建立正确的学习动机和学习态度,大大地提高他们的热情。
第四,有效的创新管理模式。为了更好地发挥学生的自觉性和主观能动性,可以鼓励学生了解当前实际工程技术中的一些难点、热点问题,结合生产寻求毕业设计课题。对于学生结合实际工程自己拟定的毕业设计课题,在评定时应当给予适当的成绩奖励,以激发学生的自觉学习性和主观能动性。同时,专业指导教师在指导学生进行毕业设计时,应避免全程式指导或填鸭式的教学方式,要引导学生了解并熟悉解决问题的方式和方法。提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力。“授之以鱼不如授之以渔”,教师在指导学生毕业设计时,应当教给学生一种思考问题和解决问题的方法。
第五,系统的质量管理模式。对毕业设计实施全过程质量监控是提高设计质量的保证。学校教学和相关管理部门以及各二级学院(系部)应制定相关的管理办法、实施措施和监督制度,加强过程化管理和监督,抓好毕业设计的每个环节。在毕业设计过程中应成立由相应人员组成的领导小组和督导组,深入到毕业设计各个环节中进行督促指导,如发现问题应及时与有关部门负责人或相关指导教师进行交流,做到及时处理。二级学院或系(教研室)对指导教师的聘任、毕业设计的选题审题、毕业设计的全程管理、毕业论文评阅、毕业答辩、毕业资料存档等环节的工作程序、工作方式、工作内容、时间安排、质量标准、分工负责等均应有明确规定和实施细则。为了保证教师指导质量和学生毕业设计的时间,应实施每日考勤制度,指导教师考勤学生,院系(教研室)随机考勤指导教师和学生。为了确保进度和质量,实行每周汇报制度,学生每周须向指导教师汇报本周成果和下周计划。整个毕业设计过程中,应当组织三次检查,从选题———过程———成果进行三维一体的质量控制体系。
三、结语
这次实习安排在毕业设计之前,具有相当重要的意义。毕业设计贯通整个本科四年所有专业知识,将平时所学的零散知识点第一次完完整整的串联起来,第一次让我们最真实的体会结构设计的方法和过程,对本专业学生今后的工作、生活和继续深造具有深远的影响。而这次实习过程中,建筑、结构、施工的老师还有现场技术负责人在全程中给予指导,带领我们从实际工程中去认识书本知识的现实存在。通过比较,我们可以在自己的设计当中取长补短,借鉴他人的先进设计思想和经验。
这次实习期一共五天:结构和施工四天,建筑一天。
实习的工程项目有:XXXX办公楼、XXXXXXXX枢纽、XXXX学院新校区、XX大学XX校区图文信息中心和学院综合楼、XX大学建筑馆
结 构
一、结构选型
本次实习工程项目多为多层结构。对于多层结构而言,在XX地区,采用框架结构既能满足受力需要,功能需要而且相对而言经济性好,因此结构形式多选框架结构或者框架剪力墙结构。
框架-剪力墙结构是目前结构选型中常用的形式,是框架结构和剪力墙结构的有机结合。框架结构易于形成较大的自由灵活的使用空间,以满足不同建筑功能的要求;剪力墙则可提供很大的抗侧刚度,以减少结构在风荷载或侧向地震作用下的侧向位移,有利于提高结构的抗震能力。
二、结构布置
1、平面布置
结构的平面布置是指在结构平面图上布置柱和墙的位置以及楼盖的传力方式。从抗震角度看,最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或者尽可能靠近,以减小结构的扭转反应。XX地区主要的地震设防烈度为6度,因此建筑物是需要考虑抗震要求的。在这次实习中,所有的建筑平面都并不规整,不满足平面布置的要求。但是结构设计者通过灵活的设缝和柱网的布置,将不规则的建筑平面分割成多个规则的平面,从而使各个单独的分体系满足了抗震要求。
在抗震地区设缝应为防震缝,平面形状复杂时,用防震缝划分成较规则、简单的单元。但对高层结构宜尽可能不设缝。
2、竖向布置
竖向布置的要求是:结构沿竖向(铅直方向)应尽可能均匀且少变化,使结构的刚度沿竖向均匀。由于本次参观的工程项目都属于多层建筑,因此在竖向布置上的要求体现得并不多。
三、基础设计
任何建筑物都建在地层上,因此,建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担,受建筑物影响的那一部分地层称为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。
进行地基基础设计时,必须根据建筑物的用途和设计等级、建筑布置和上部结构类型,充分考虑建筑场地和地基岩土条件,结合施工条件以及工期、造价等各方面的要求,合理选择地基基础方案。
本次实习中各工程采用的基础形式,既有柱下独立基础(浅基础)又有桩基础(深基础)。以XX市XX办公楼项目为例:该项目处于XX江畔,地质条件复杂,同时地下水位较高,并根据综合评价,采用承台桩基础最为适宜。XXXXXXXX枢纽的一幢配套用房也采用了桩基础的形式。但与前者不同的是这里的桩直接与地基梁连在一起,取消了承台,二者类似柱与梁的关系。从中我们可以看出,基础形式的选择和组合,在符合规范的前提下,还是有很大的自由度的。
四、柱网的布置
柱是框架结构的主要竖向受力构件,柱网的布置对整个建筑结构的功能和力学性能有这至关重要的影响,同时优良的柱网布置能够方便施工,加快施工进度。
柱网布置应满足以下几点要求:
1、满足生产工艺的要求。
2、建筑平面布置的要求。
3、柱网布置要使结构受力合理。
4、方便施工。
五、承重框架的布置
柱网确定后,用梁把柱连起来,即形成框架结构。梁柱刚接构成双向梁柱抗测体系。一般情况下柱在两个方向均应有梁拉结,故应在房屋纵横向均应布置框架梁。因此,实际的框架结构是一个空间受力体系。但为计算简便起见,可把实际框架分成纵横两个方向的平面框架即横向框架和纵向框架。
横向框架--由建筑物短方向的梁柱组成。
纵向框架--由建筑物长方向的梁柱构成。
两向框架分别承受各自方向的水平荷载。对于楼面竖向荷载,可由横向框架承受,也可由纵向框架承受或纵、横向共同承受。根据楼面竖向荷载的传递路线,可将框架的承重体系分为三种:
(1)横向框架承重体系: 横向框架跨数往往较少,有利于增加横向房屋抗侧移刚度;纵向连系梁截面尺寸较小,有利于建筑的通风采光。
(2)纵向框架承重体系:适用于大空间房屋,净空高度较大,房屋布置灵活。
(3)纵横向框架混合承重体系:各杆件受力较均匀,整体性能较好。
施 工
大三暑期学校已经安排了我们进行一次为期一个月的土木工程施工实习。在那次实习过程中,我们主要对施工现场的建筑机械设备,人员组织,施工方法,技术、质量和安全控制进行学习。而本次施工实习的主要目的是配合毕业设计当中的施工设计,因此,我们的实习重点是放在施工组织设计上的。
一、施工组织设计
施工组织设计是用来指导施工项目全过程各项活动的技术、经济和组织的综合性文件,是施工技术与施工项目管理有机结合的产物,它是工程开工后施工活动能有序、高效、科学合理地进行的保证。
施工组织设计的基本原则:
①配套投产,根据建设项目的生产工艺流程、投产先后顺序,都要服从施工组织总设计的规划和安排。安排各单位工程开竣工期限,满足配套投产;
②确定重点,保证进度;
③建设总进度一定要留有适当的余地;
④重视施工准备,有预见地把各项准备工作做在工程开工的前头;
⑤选择有效的施工方法,优先采用新技术、新工艺,确保工程质量和生产安全;
⑥充分利用正式工程,节省暂设工程的开支;
⑦施工总平面图的总体布置和施工组织总设计规划应协调一致、互为补充。
施工组织设计一般分为三个阶段:1、施工条件设计(或称施工组织基本概况);2、施工组织总设计;3、各个建筑物等单位工程的施工设计
二、施工进度计划
施工进度计划是在确定工程施工目标工期基础上,根据相应完成的工程量,对各项施工过程的施工顺序、起止时间和施工工艺衔接关系以及所需的劳动力和各种技术物资的供应所优质的具体策划和统筹安排。编制一份科学合理的施工进度计划,协调好施工时间和配置关系,是施工进度计划贯彻实施的首要条件。
施工项目进度计划的编制的基本要求
1、保证拟建施工项目在合同规定的期限内完成,努力缩短施工工期。
2、保证施工的均衡性和连续性,尽量组织流水搭接、连线、均衡施工,减少现场工作面的停歇和窝工现象。
3、尽可能的节约施工费用,在合理范围内,尽量缩小施工现场各种临时设施的规模。
4、合理安排机械化施工,充分发挥施工机械的生产效率。
5、合理组织施工,努力减少因组织安排不当等人为因素造成时间损失和资源浪费。
6、保证施工质量和安全。
三、施工平面布置
1、施工平面布置的意义
施工场地平面布置是施工组织设计的重要组成部分之一,它对指导现场文明施工有着重要的意义。否则,施工场地布置不合理会造成施工秩序的混乱。一个项目的施工场地要容纳上百人上千上万的队伍进行施工,各自承担不同的任务难免会互相干扰,再加上施工场地布置得不明确或考虑不周到,施工过程中就有可能占用其他队伍的施工场地,影响其他队伍施工,就会产生纠纷。许多材料、机械需要存放,进行施工场地平面布置时如欠全面考虑,就可能出现存放位置占用了建筑物的设计位置等等,这些都会影响施工进度而增加施工成本。由于施工场地布置粗糙直接影响施工安全,并容易发生触电、失火、水淹等危害,造成经济损失和人身安全事故。因此,必须要充分重视施工场地的布置。
2、施工平面布置的作用
1)确定生产要素的空间位置。
2)项目施工过程中,确保施工互不干扰做到有秩序的进行施工。
3)可使施工所需各种资源及服务设施,相互间有效的组合和安全运行。
4)减少场内物、料的二次搬运费、降低施工成本。
5)施工现场平面布置图是现场平面管理的依据,现场调度指挥标准。
3、施工平面布置图
施工平面布置图是建设项目施工阶段建设区域平面布置的一种简明图解形式,用以表示在建的建筑物、构筑物和现有的建筑物、构筑物以及为施工服务的临时性的生产、行政和生活用房、机械设备、塔吊轨道、室内和露天仓库、道路(铁路)、给排水管线、电力和热力网及其他管线的相对平面位置。
建 筑
我所要做的设计是三段式:建筑、结构、施工三个部分都要自己完成。其中建筑设计对我来说是一片空白,平常了解到的也就是进行建筑造型和功能的划分。但是到底如何设计,如何进行划分,我是一点头绪都没有的。一切都是从零开始。
建筑实习是在我校比较有特点的建筑馆进行的。这座建筑馆算是建筑系最原始最真实的一个教材,整个建筑融合了建筑设计的许多要点,当然在实习过程中也体验到了它的缺点。所以它是我们进行建筑实习的最佳对象。
实习所了解到的要点
一、入口设计
建筑物的入口既要满足客观的结构构成,又要产生主观性质的情感的美学意义,但是最重要的是满足功能要求。
比如建筑馆门口的大踏步设计。它具有以下功能:
1、人员集散地
2、解决高差
3、入口造势要求
二、立面设计
立面设计应根据初步确定的房屋平、剖面的内部空间组合关系作为设计基础。
1、应反映出建筑的性格,即建筑的使用性质
2、应反映内部空间及其组织情况
3、应反映自然条件和民族特点的不同
4、应反映基地环境和建筑规划的总体要求
三、中庭
中庭通常是建筑内部的庭院空间,形成具有位于建筑内部的“室外空间”,是建筑设计中营造一种与外部空间既隔离又相连系的特有形式。
中庭也是一种交流空间,这里可作为集会、庆典、展示的场所,有着丰富建筑物功能的作用。
四、灰空间
灰空间最早是由日本建筑师黑川纪章提出。其本意是指建筑与其外部环境之间的过渡空间,以达到室内外融和的目的,比如建筑入口的柱廊、檐下等。也可理解为建筑群周边的广场、绿地等。
按照我的理解,就像灰色是黑白的过渡色一样,“灰空间”就是封闭空间与开放空间的中介,或者说是内容与功能不同的空间之间的过渡空间。由于它的存在,冲破了封闭空间的制约而争取与户外空间取得更加广泛的联系,从而使主体与客体情景交融。
五、平面设计
平面设计是建筑设计的开端,对建筑物的整体效果起着至关重要的作用,因此平面设计中要注意解决以下几个方面的问题。
①各功能用房是否满足使用要求。
③各功能用房之间是否联系方便、相互影响较小。
③建筑平面与周围环境是否协调。
④建筑设计是否经济合理。
⑤建筑平面是否满足国家强制性标准的要求。
⑥建筑形象是否有鲜明的个性。
各类民用建筑的平面主要由使用部分,交通联系部分和结构部分组成,其中使用部分和交通联系部分是平面设计所关注的重点。
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总 结
关键词:土木工程专业;建筑工程方向;毕业设计;微课应用;实效
0引言
毕业设计是本科学生在校期间的最后学习和综合训练阶段,是学习深化、拓宽、综合应用所学知识的重要过程;是学生学习、研究与实践成果的全面总结;是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。土木工程专业毕业设计的目的是实现本科培养目标、培养学生综合应用所学专业知识解决实际工程问题的能力,在毕业设计期间训练学生严谨、细致、认真积极的工作态度,培养学生工程意识和主观能动性,为将来学生在工作岗位上出色地完成任务打下基础[2]。结合本人多年的毕业设计指导经验,学生独立性差,习惯机械地照搬例题和应用设计软件,以偏概全、以点带面,知其然而不知其所以然,知识体系紊乱,设计成果漏洞百出。因此,如何提高本科院校土木工程专业毕业学生的设计水平,提高学生的设计实效,是本科院校土木工程专业教育工作者必须探讨的问题。
1土木工程专业毕业设计特征
1.1毕业设计课题的共性与个性
从近几届的毕业设计来看,毕业设计课题具有如下共性:大多数毕业设计课题均来源于工程实践或模拟工程实践,如教学楼、办公楼、宾馆、公寓、大型商场、高层住宅、图书馆等,其结构型式为多层或高层混凝土框架结构,要求学生在规定的时间内完成建筑方案设计、结构计算和施工图绘制等基本任务。但根据各高校的具体情况,毕业设计课题具有其个性:选题方式、课题的深度、指导模式、质量控制等各有特点。如我校毕业设计个性鲜明:老师按照1∶1.2的比例提供课题,并上传至教务处网站,课题按难度分A、B、C三个等级,学生在四年一期期末进行网上选题,并分阶段自主选择指导老师;指导老师利用毕业设计管理系统自主选择学生,师生双向选择;同时制定质量控制手册统一成果评定标准,按环节评分确保全过程质量控制。
1.2毕业设计指导模式
传统的毕业设计指导模式是以班级为单位分派3~4位指导老师,指导老师协商排好值班表,确保工作期间的每个时间段均有老师值班,值班老师负责全班同学的答疑和指导,由于每位老师指导的面广、时间有限,对单个学生的设计成果缺乏系统的了解,最终所取得的毕业设计成果内容不完整,深度不足,远远达不到本科教育的培养目标。基于此,我校打破传统的以班级为单位的指导模式,全院范围内分阶段师生双向选择,结构方向的老师指导建筑结构阶段,施工方向的老师指导施工组织和清单工程量计算阶段,优化了老师的资源配置。每位老师限额指导15~20位学生,全过程一对一的指导,指导老师可现场答疑,也可远程指导,全方位监控学生的设计过程。
1.3毕业设计指导效果
多年的实践证明,我校土木工程专业毕业设计改革效果明显,学生的设计成果质量有较大幅度的提高。在毕业设计改革的实施过程中,老师们发现了一个深层次的问题:学生之间的团队意识较差,资源共享的理念缺乏,对问题的考察、论证能力较差。部分学生照搬书本或设计范例,过度的依赖结构设计软件和相应程序,依赖老师,既不对具体问题加以探究,又不对设计结果加以分析、校核,习惯于就某些数据或公式的来源提问。指导老师疲于回答这些表面的问题,有时甚至于一个问题重复回答10来次,耗费了老师们大量的精力而无法深入疏通学生的知识体系和优化结构模型。为了能扫清这些普遍性的问题,留出更多的时间针对每个学生的课题特点进行特性指导,我们引入了毕业设计微课堂。
2土木工程专业建筑工程方向毕业设计微课堂的架构与实效
2.1毕业设计微课堂的架构
为了让学生对大学四年所学的知识有一个系统的了解且能融会贯通,更全面地培养学生的工程实践能力,我校土木工程专业建筑工程方向毕业设计向来是“假题真做”,其内容包括建筑方案设计、全套建筑施工图设计、一榀框架的结构手算、结构电算、全套结构施工图设计、施工组织设计、清单工程量计算七大部分。多年的指导经验告知,设计中出现的普遍问题是学生的结构概念缺乏,建筑方案的结构体系紊乱,建筑施工图空洞、结构施工图不完整。其最大的问题在于手算一榀框架的内力和配筋,学生盲目地照抄范例,机械地照搬计算过程,不探究内容的对与错,对整个知识体系无系统的了解,结构计算书杂论无章,答辩时一问三不知,设计效果差。如何培养学生的主观能动性,疏通知识体系,使其尽快的融于工程实践,毕业设计指导课题组的老师们针对学生集中出现的问题和解题困惑,精心制作了20个毕业设计微课堂,引导学生一步步地学习,掌握结构布置及结构计算的要点。在微课堂的架构设计中,每个微课堂对应一个知识点,授课教师详细地阐述了其要点、各计算环节关键问题的处理,制作了学习任务单、进阶练习题,微课视频及微课课件,并上传至湖南微课网,学生点击“注册”,待身份审核通过后,即可在线学习、提问、进阶练习,每天安排一位老师在线解决学生的问题。
2.2毕业设计微课堂的应用实效
微课制作完成后,安排了5位老师对学生集中授课,详细讲解了微课的学习要点,指导学生按微课排列顺序进行学习。要求每个学生上网独立完成20个毕业设计微课堂的学习并评价,且做完全部的测验,分析错误的原因并在线提问,有错即改,直至满分。整个结构设计阶段按100分计算,微课学习占20分。通过这些行之有效的措施,督助学生学完了20个毕业设计微课堂,整个设计期间学生的微课点击数达到23000多次,完成了521在线答疑。通过学习,学生对结构设计有了一个全面、系统的了解,结构计算中的一些基本问题通过自学微课解决了,老师们能腾出更多的时间对学生进行个性指导,优化其设计成果。大部分学生的手算计算书条理清晰、内容完整,计算结果合理;答辩时思路清晰、问题回答较正确;设计成果深度完全满足本科毕业设计阶段人才培养方案的要求,设计效果较往届有较大程度地提高,微课的应用取得了实效,值得推广。
3结束语
文中通过研究毕业设计的特征,探讨了毕业设计的共性与个性,从毕业设计选题、毕业设计的内容安排、毕业设计的指导模式、师生的资源配置、毕业设计的指导效果等方面进行了比较,指出传统的设计指导模式不利于优化教师资源。为了能让教师有更多的时间对学生进行个性指导,优化其设计成果,引入了毕业设计微课堂,微课堂系统地阐述了结构设计理念,针对学生设计中容易出错或遗漏的问题、各计算环节关键问题的处理等进行了详细地讲述,有效地解决了学生设计中的共性问题。微课的应用,既提高了指导老师的指导效率,同时也加强了学生的结构概念,取得就较理想的毕业设计效果。
参考文献
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[2]郭晓燕.土木工程专业毕业设计的改革与实践[J].东南大学学报增刊,2012(11):260.
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[4]孙文彬.土木工程专业毕业设计教学改革与实践[J].长沙大学学报,2006(9):101.
[5]祝彦知.土木工程课程设计与毕业设计模式探索[J].高等建筑教育,2009(4):109.
【关键词】土木工程专业 毕业实习 实践能力
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)16-0032-02
土木工程专业本科教学的培养目标是:培养适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作,具有初步的项目规划和研究开发能力。毕业实习是土木工程专业培养方案中非常重要的组成部分,是总结和深化理论知识、培养学生解决实际问题能力、独立工作能力和创新能力的重要过程。
土木工程专业毕业实习往往在大四学年下学期开学前几周进行,此时学生已经完成基础理论课、专业基础课和专业课的学习,即将进入毕业设计阶段。如何通过毕业实习教学环节整合所学理论知识、获得工程结构直观经验并对毕业设计服务是教育工作者需要关注的问题。本文从分析毕业实习的目的出发,讨论当前毕业实习存在的问题,并探讨适应目前社会环境的毕业实习组织、管理方法。
一 毕业实习的目的
毕业实习是教学计划中的一个重要教学环节,是理论联系实际的重要手段。学生在修完理论知识及专业课程后,在教师的指导下到工地实习和听取专题技术报告。通过该实习所要达到的目的是:使学生了解工程结构从立项、报建到设计、施工和竣工验收的全过程;增强学生对工程结构的感性认识;加深学生对专业理论课程的理解和应用;了解建筑结构领域的最新动态和发展方向;培养学生实践能力和独立工作能力;为毕业设计(论文)做准备。
二 毕业实习存在的主要问题
1.实习单位联系有难度
在市场经济的大环境下,企业以生产效益为核心,很多单位不愿意接收学生前往毕业实习。对于设计企业,其办公场所有限,很难安排位置给实习生;另外设计人员生产任务繁重,也不愿指导实习学生。对于施工工地,由于现场环境比较复杂和危险,施工单位往往担心实习学生的安全问题而拒绝学生实习;尤其是需要在一个工地上安排较多学生时,施工单位就更难接受了。
2.学生对毕业实习缺乏正确认识
在毕业实习中,部分学生对毕业实习的重要性和目的认识不清楚,实习的积极性不高,认为最后提交一个实习报告就可以了;有的学生自我约束能力较差,在没有指导教师严格监督时,往往自我懈怠;有的学生在毕业实习时还面临找工作的压力,因而很难把心思放在实习上。这些因素都导致毕业实习达不到应有的效果,直接造成毕业实习的质量下滑。
3.毕业实习的管理困难
毕业实习指导教师往往在指导毕业实习的同时,还要兼顾其他的教学和科研任务,没有足够的时间与学生待在一起,再加上目前参加实习的学生人数众多、实习地点分散,使得教师只是偶尔到工地指导、检查,也就不能及时解决实习过程中出现的问题和督促学生认真实习,使得学生实习效果受到影响。另外,对于分散实习的学生的管理就更加困难,教师往往只能通过毕业实习报告来了解学生的实习情况,这也造成部分学生的毕业实习质量不高。
4.毕业实习的经费有限
毕业实习的经费也是一个不能回避的问题。目前车船费、住宿费等各项费用都较以前有不小的增幅,另外,高校扩招后,学生人数也大幅增加,这些都使得毕业实习所需经费加大。如果让学生缴纳实习经费,又会使得学生的经济压力加大,对于家庭贫困学生就更为严重。
三 毕业实习的组织与管理
严格有序的组织与管理是毕业实习顺利实施的有力保障,教师在实习中应发挥主导作用,充分利用现场条件,与现场技术人员配合,全面安排好毕业实习,使学生学到知识,得到锻炼。针对毕业实习教学环节的特点和当前存在的问题,笔者进行了一些有益的探索并提出了相应建议。
1.分散实习与集中实习相结合
目前,毕业实习的模式一般有分散实习、集中实习和两者相结合三种。集中实习是以班或专业为单位,在指导教师的带领下到实习单位实习,其优点主要是便于管理,缺点是实习内容较单一,经费和指导教师需要较多。分散实习主要是指学生自主联系单位实习,其优点是实习内容丰富、节省经费,缺点是难以管理、毕业实习质量难以保证。
笔者所在学校目前采取的是分散实习和集中实习相结合的模式。大四学年下学期期末,学校就向学生宣布实习计划,让学生按照要求联系单位实习,由于分散实习的单位大多是学生以后的工作单位,学生实习的积极性往往很高,企业也可按照新进员工来管理。未联系到实习单位的学生则参加统一安排的集中实习,由于集中实习人数大幅减少,使得学校经费和联系单位的压力也得到减轻。
2.毕业实习与毕业设计结合
毕业实习很重要的一个目的就是为后续毕业设计做准备,将二者有效结合起来,让毕业实习更好地为毕业设计服务,同时也能使毕业实习的目的性更强,学生毕业实习的积极性更高。笔者所在学校的做法是,在大四学年下学期期末就下发毕业设计的选题,让学生带着设计题目进入实习阶段,可以让学生实习期间有的放矢,能够对毕业设计的各个设计阶段都有比较明确的感性认识,也能够最大程度地收集相关资料,为毕业设计打下坚实基础。
3.加强毕业实习管理
严格的毕业实习管理才能够保证好的毕业实习质量,也才能使得毕业实习顺利实施。毕业实习主要有实习前的动员、实习中的检查与监控、实习后的成绩评定三个环节,毕业实习管理需要贯穿于整个实习教学环节。
首先,需要认真做好实习前的动员工作。要让学生明确毕业实习的意义和目的。可请工地负责人或有经验的教师对工地具体情况、施工流程等内容作具体介绍,使学生提前有一个初步了解。安全注意事项是动员大会中需要向学生灌输的重点,一定要明确实习纪律,确保安全。
其次,需要认真落实实习中的检查与监控。分散实习的学生要严格执行导师制度,要求每个学生在其实习单位都有一个企业指导教师,学校教师要加强与企业指导教师的沟通与联系,随时了解学生在企业的实习情况,并将相应情况及时与学生反馈交流。实行毕业实习中期检查制度,通过中期检查进一步加强对学生的督促和约束,也可通过中期检查及时发现实习中存在的问题并做相应调整。
最后,需要对毕业实习成绩评定环节严格把关。考虑到毕业实习日记和报告容易出现抄袭和作假现象,毕业实习成绩的评定就不能只看学生的实习日记和报告,而着重要看学生对实习的理解及收获,因此需要落实毕业实习答辩制度,即让学生陈诉实习中的所见所得、遇到的问题和困难及解决方法等,并通过提出相关问题进一步考查学生对实习中相关知识的认识和理解。
四 结束语
土木工程专业毕业实习对于提高学生工程认知及动手能力具有重要的作用,是学生理论联系实际和紧密结合社会的关键环节。本文结合笔者所在单位毕业实习开展的具体情况分析了目前毕业实习存在的一些问题,并针对性地提出了一些建议和措施,希望能够对毕业实习教学环节的顺利实施起到一些有益的推动作用。
参考文献
[1]高等学校土木工程专业指导委员会编.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2002
【关键词】土木工程;毕业设计;教学改革
1、引言
毕业设计作为土木工程专业本科教学中十分重要且必不可少的一个环节,它不但可以帮助学生更加系统全面地认识大学四年中所学的力学数学以及专业基础知识,使之成为一个有序的整体,更加能够让学生学会如何解决实际工程问题,为将来从事的工作奠定良好的基础。因此,在本科生的教育教学改革尝试中,非常有必要探讨一下该如何设置毕业设计课题,采用怎样的形式和手段将理论与实际充分结合,既能激发学生的学习兴趣、培养动手能力,又能够满足现代工程的需求。
毕业设计不同于一般性的课后习题和课程设计,它代表的是更为实际和具体的工程项目,这个过程不但将本学科的专业基础知识串联起来,更是学生毕业后所从事工作的一个缩影,它不但可以让学生巩固已学理论知识,更可以培养学生解决实际问题的综合能力,因此,毕业设计的科学合理安排对现代土木工程专业人才的培养起着至关重要的作用。土木工程专业的日常教学,尤其是专业课程及相应的课程设计安排中,传统的手算方法依然占主导地位,因此不难理解,毕业设计中结构的手算及手绘施工图成为了必不可少的环节。不可否认,虽然计算机数值计算方法具有显而易见的优点,但传统手算求解过程可以让学生夯实和加深对力学基本理论的认知程度,为解决实际工程问题奠定基础,更重要的是,在实际工程设计中,设计人员应具备扎实的力学知识,对结构的整体受力状态有充分了解,并且能够对简单结构或构件开展手工计算,从而对计算机数值计算结果进行检查和复核。但与此同时,由于现代工程问题日益复杂,计算机数值模拟已经成为土木工程行业结构设计计算的主要手段,而且它的更广泛使用将是不可避免的趋势,因此,高校培养的现代土木工程专业技术人员必须熟练掌握数值计算软件的应用,借助它的优势来有效解决实际工程问题。
2、毕业设计改革要点
综上可知,在土木工程本科生毕业设计中,传统手工力学分析和现代计算机数值计算手段应当有效结合、并重。通过科学合理的毕业设计选题,使得学生能够较好地实现理论与实际相结合,具备手工计算和数值计算软件应用的能力。
1)毕业设计选题原则
毕业设计是一个综合性较强的实践教学环节,它的选题工作就需要综合考虑多个方面的因素。宏观上,要考虑到大多数学生毕业后将从事生产一线工作,故应该尽量体现较强的实践性,最好能够结合实际工程来进行命题,这样既可以调动学生的积极性,主动思考主动创新,又可以理论联系实际,甚至让学生到工程现场进行参观学习,参考工程项目的实际功能需求来进行设计计算。微观上,为了能够在毕业设计中将手工计算与计算机数值计算有机结合起来,既要充分考虑手工计算的特点和可能性,选择合理的结构形式和布局,能够提取工程简化模型,采用结构力学手段进行手工分析,又要考虑计算机数值模拟的必要性,即不能选择过于简单的结构形式和单一的受力条件,无法代表或满足实际工程项目的功能要求及受力状态。一般地,结合当地施工单位或设计院所在建或已建实际工程项目进行选题,可以较好地保证结构形式的合理性,避免虚拟课题可能存在的过度复杂化和不切实际。
2)毕业设计中手工计算与计算机数值计算的有效结合
如前述,毕业设计是整个大学生教育教学过程中举足轻重的部分,就土木工程专业技术人员的培养而言,它起着承前启后的关键作用。为了使高校培养出的现代土木工程人员既有扎实的理论基础,又具备灵活应用知识、使用新方法和手段解决实际工程问题的能力,学校在本科毕业设计环节应当重视传统方法与现代手段的有机结合和无缝对接,两者相辅相成,使学生在最后这个阶段得到最扎实的锻炼和全面的训练。例如,在毕业设计选题前期,指导教师应当为学生规划设计内容的大纲和框架,让学生明确该项工程主要涉及哪些重要的力学知识,进行构件受力、位移或变形等分析时的难点所在,需要掌握哪些计算机数值模拟方法和软件,以及选择这些方法的原因,从而让学生对设计全局有一个整体的认识,了解手工计算与计算机模拟的不同之处和各自的优缺点,两种方法该如何进行对比比较以及计算结果的复核和校正。在设计任务的布置方面,要考虑到手工计算耗时较长,故不宜选择结构形式和受力状态过于复杂的部分,宜选择结构形式较规整、受力均匀的部分进行手工设计计算,而较为复杂的问题求解则通过计算机模拟来进行。尽管计算机数值模拟方法具有诸多优点,但计算过程中可能会出现程序或参数错误,需要技术人员做进一步的检查和复核,进而优化整个结构设计方案,此时,手工计算结果就可以提供有益的参考,经过反复修正计算机模型来实现优化。
关键词 成果导向 土木工程 毕业设计
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 成果导向教育的背景及含义
导向教育(outcome-Based Education,简称OBE)是由美国首先提出来的,目前在美国、英国、加拿大等发达国家已成为了教育改革的主流理念。美国工程教育认证协会(ABET)全面接受OBE的理念,并将它贯穿于工程教育认证标准的始终。ABET和加拿大、英国、日本等国家签署了《华盛顿协议》,该协议是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议,其宗旨是通过双边或多边认可工程教育资格及工程师执业资格,促进工程师跨国执业。该协议提出的工程专业教育标准和工程师职业能力标准,是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求。2013年6月19日,我国加入《华盛顿协议》,成为该协议组织第21个成员。
我国工程教育专业认证协会最新颁布的《工程教育认证标准(2015)》也充分体现了OBE 理念,强调工程教育专业要实施成果导向教育,要求接受认证的专业必须:(1)明确学习成果(毕业要求);(2)按毕业要求安排教学活动;(3)对毕业要求的达成情况进行评价。其毕业要求有12条:P工程知识;Q问题分析;R设计/开发解决方案;S研究;T使用现代工具;U工程与社会;V环境和可持续发展;W职业规范;X个人和团队; Y沟通; Z项目管理;[终身学习。这些要求跟ABET中的要求基本对应。
成果导向教育是指,学生最终所取得的学习成果就是教学设计和实施的目标,也就是以最终结果为目标进行反向课程设计。在制定教学大纲时首先考虑培养学生的最终目标是什么,是培养工程师还是培养学者,对应于当前的应用技术型大学和科研型大学。这一教育理念与目前很多学校理想化地制定教学大纲,根据大纲开设相关课程,最后根据毕业后学生的发展情况考核教学成果的思路刚好相反。成果导向教育理念颠覆了传统的教育理念,却被西方社会认可,因此我们有必要认真研究这一新的教育理念。
2 成果导向教育面临的问题
成果导向教育目前在发达国家已经实践了许多年,并且也证明了是一种的较好方式,值得我们学习与借鉴。目前我国高等教育面临许多问题和挑战,处于教育改革的前沿,很有必要尝试这种先进的教育理念。但是在尝试的过程中,一定不要完全照搬照抄,而是要结合自己的国情,取其精华,去其糟粕,要把我们高校本身优秀的教育经验保留,然后加上新的理念,来实践出更好的教育方法和成果,这可能需要较长的时间。这种尝试对于高校的教育管理工作者、一线的教师都是很大的挑战。
成果导向教育是一种实用性的教育理念,不需要很多看起来高大上但是并不实用的教学课程设计。根据成果导向理论,高校应该根据自己学校定位结合社会需求,确定需要培养什么样的人才,以及培养的人才需要具备哪些能力,然后制定该学科的教学大纲,最后详细到专业课程如何设置,具体到每门课需要讲哪些内容。下面利用成果导向理论来讨论土木工程毕业设计中的几个问题。
3 成果导向教育在土木工程毕业设计的应用
对于土木本科的学生,毕业以后主要有三类出路:(1)进入工程施工单位、工程管理单位或者设计单位工作;(2)继续在国内外读研究生学习;(3)不从事本专业,在其他行业就业。其中第一类占的人数最多,对于第一类学生,做毕业设计的作用最直接,基本涵盖所有的毕业要求,而对于(2)(3)类学生,做毕业设计则是提升综合素质的过程。
下面Y合《工程教育认证标准(2015)》和目前某高校的毕业设计教学大纲,来探讨改进方案。
某高校毕业设计的教学要求如下:毕业设计的目的是培养学生综合运用四年所学的基础理论知识、专业知识及基本技能,解决实际工程设计和施工组织等实际问题的能力;培养学生调查研究、综合分析问题的能力以及查阅资料、图纸、手册和编写设计技术文件的能力;培养学生建立理论联系实际、踏实、认真、严格的科学作风,以及工程技术人员必须具备的全局观念和经济观念。通过毕业设计,着重培养学生综合分析和解决问题的能力,培养组织管理和社交能力,培养独立工作的能力,培养严谨扎实的工作作风和强烈的事业心、责任感。为学生将来走上工作岗位,顺利完成建设任务奠定坚实基础。该高校毕业设计中工程设计教学环节和我国工程教育认证标准的对应关系如表1所示:
表1 某高校毕业设计中工程设计教学环节和我国工程教育认证标准的对应关系
其中有两条没有涉及到:个人与团队和项目管理。目前毕业设计强调独立完成,每个人的题目都不同,而不是一个团队完成一个题目,因此不涉及到个人与团队的关系。而在另一类施工组织设计中涉及到项目管理。施工组织设计在以前学习建筑施工课时已经进行,因此一般情况下学生会选做工程设计。可见毕业设计涵盖非常广泛的认证标准,所以需要认真组织执行。
在毕业设计指导过程中,有一些问题需要解决,下面结合成果导向理论来探讨。
(1)用什么计算工具计算结构。由于毕业设计强调综合运用四年所学的基础理论知识、专业知识及基本技能,解决实际工程设计的实际问题。所以当前的毕业设计要求要有一榀框架或者剪力墙的手算计算书。但是考虑到毕业生将来可能去设计院工作,而设计院计算结构时用的是软件,国内大部分用的是PKPM,所以还应该要求学生会使用PKPM,包括结构输入,参数设置,结果读取。PKPM虽然也可以出施工图,但是比较粗糙,所以需要把PKPM的结果提取出来,再用CAD画图。所以毕业设计的要求应该改为上交的成果包括某一榀框架的手算结果,和其余部分结构的PKPM计算结果。
(2)用什么工具画图。现在大部分高校使用天正和CAD画图,但也有部分老师要求手工画图,以督促学生独立完成。由于毕业设计的画图量很大,从成果导向理论来看,需要学生学会使用现代工具,因此还是应该用CAD绘图,这样更有助于毕业后更快地适应工作。
(3)图纸标注方法。图纸标注方法主要有两种:分别是传统的标注方法和平法标注。传统的标注方法比较直观,但是画起来稍显麻烦。而目前设计院和施工单位用的图纸都是用平法标注的,平法标注有一套则,该规则需要学习后才能会看会用,在毕业设计之前的课程中没有涉及到这方面的内容,所以从成果导向思想来看,应该在毕业设计阶段,督促学生自学平法标注,并且用到毕业设计上,这样有利于将来更快地融入工作,更能适应社会。
(4)引导学生翻规范而不是教材。现在的专业课教材基本是依据最新规范编著的,而将来工作了以后,不管是施工单位还是设计院或是甲方,接触比较多的应该是各种规范,因此作为土木专业的最后一个教学环节,应该引导学生接触规范,多研究了解规范,这样跟将来的工作环境更加接近。
另外,对于师资的要求,最好指导老师能有设计单位或施工单位的实践经历,这样可以更好地指导学生。这也是一个逐步完善的过程。
4 结论
本文主要结合成果导向教育的背景及面临的问题,讨论了土木工程专业毕业设计教学改革的几个问题,主要从计算结构的工具、画图工具的选择、图纸标注方法、规范还是教材这四个方面的问题进行了讨论。讨论可见,在原有教学大纲和教学内容的基础上,基于成果导向教育原则对教学实践活动进行改进,可以更好地提高学生的适应社会的能力,有利于教育目标的实现。
参考文献
[1] 李志义,朱泓,,夏远景.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革.高等工程教育研究,2014.2.
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[3] 李志义.成果导向的教学设计.中国大学教学,2015(3).
班级:08土木(三)班
学号:08202052325
姓名:汪卢彬
实习时间:2011.6.3—2011.6.5
实习地点:新华学府名都项目高层建筑住宅、波明科技股份有限责任公司的钢结构厂房、北团承建安徽辉隆集团项目高层办公大楼。
实习目的:为了让我们土木专业的学生多了解一些当前比较普遍的建筑形式及建筑方法,磨练我们当代大学生的吃苦耐劳的毅力及勤看、勤问,勤思,勤学的习惯,把我们从理论的殿堂带入实践的前线,为了让我们下学期更好的学习专业知识,在小学期学院组织我专业的学生进行了三天的土木专业认识实习。通过学习,对一般工业与民用建筑施工前的准备工作、整个施工过程和监理的基本知识体系有较清晰的了解。巩固课本上的知识。理论联系实际,巩固和深入理解已学的理论知识,并为以后课程的学习积累感性知识。积累经验。通过亲身参加施工实践,培养分析问题和解决问题的独立工作能力,用理论联系实际,为将来参加工作作好准备。通过实习和劳动,了解施工的基本生产工艺过程中的生产技术规范的监理细则。了解目前我国过施工技术与施工组织管理与监理的实际水平,联系专业培养目标,树立献身社会注意现代化建设,提高我国建筑施工水平的远大志向。与工人和基层生产干部密切接触,学习他们的优秀品质和先进事迹。虚心学习,了解具体施工细节,学习工人师傅在长期的实践中总结的宝贵经验。
实习内容:经过三天的实习,我们每个土木人都学到了不少知识。以下是我个人学结的知识要点:
1.裂缝的原因:混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×10。4.长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2.温度应力的分析:根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。改善约束条件的措施是:(1)合理地分缝分块;(2)避免基础过大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确定。(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。
关键词:土木工程;毕业设计;团队指导模式;教改实践
作者简介:陈春红(1983-),女,江西吉安人,常州大学土木工程系,讲师;朱平华(1966-),男,湖北天门人,常州大学土木工程系主任,教授。(江苏 常州 213164)
基金项目:本文系2012年常州大学教育改革与研究项目(项目编号:GJY12020021)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0179-02
毕业设计是土木工程专业本科阶段重要的综合性实践教学环节,是锻炼学生综合知识的运用能力,反映学生的科研能力、创新水平和高校教学质量,实现高校土木工程专业培养目标的关键环节。随着土木工程专业口径拓宽和工程技术更新,传统的毕业设计运行模式已无法满足毕业设计质量要求。[1,2]本文探索和创新土木工程专业毕业设计团队指导模式,在组织形式、设计选题、过程控制等方面进行深化改革,以期提高毕业设计质量,加强学生的专业素养,实现“卓越工程师”的培养要求。
一、传统毕业设计指导模式现状
1.毕业设计选题
目前,多数高校土木工程专业的毕业设计选题面相对狭窄,题型单一,深度不足,且以“命题式”的设计题型居多。比如,工业与民用建筑方向的毕业设计一般为多层框架结构和单层工业厂房,学生很少接触其他结构体系的设计,这就制约了学生的知识视野,体现不出厚基础、宽口径的专业培养要求。另外,设计中对土木工程各方向的内容分配不合理,往往是重结构、轻建筑和施工组织设计,对道桥和地下工程设计的内容较少。设计题目大多不是根据实际工程来命题,对设计结果无法校核、论证,且多年来题目类型相同,内容大同小异。[3,4]这使得学生普遍感到毕业设计和实际工程脱轨,缺乏工程实践意义,降低了学生的积极性和创新欲望,不能充分发挥主观能动性。
2.毕业设计时间安排
多数高校毕业设计安排在第八学期,而在这学期,找工作的学生忙于参加招聘会和面试,不能认真静心地做毕业设计;考研的学生在准备研究生面试和复试时占据了大量的时间与精力,影响了毕业设计的进度和质量。有些学生意识不到毕业设计的重要性,忽视了毕业设计是土木工程专业学生将四年所学知识综合化和整合化的唯一机会,在毕业设计时准备工作不充分,匆忙着手,对最新的专业设计规范、专业标准图集、专业构造手册熟悉较少,完全依靠教师的指导,被动性设计表现明显,学生在设计中体会不到设计成就感,导致其重视程度、设计热情下降。
3.毕业设计指导教师问题
在毕业设计中普遍存在指导教师严重不足的问题,毕业设计环节的生师比过高,有些高校甚至高达10∶1。很多青年教师从学校毕业后直接进入高校教学,知识结构不够完整,缺乏工程设计和实践经验,这就影响了毕业设计的指导质量。比如建筑工程专业,毕业设计涉及到建筑设计、结构设计、施工组织设计等,指导教师必须精通这些专业知识才能高质量地指导学生开展毕业设计。同时,教师要兼顾繁重的教学和科研任务,投入指导毕业设计的精力有限,很难对所有学生的毕业设计管理和监控到位,致使学习主动性不强的学生设计进度严重滞后,毕业设计质量不高。
4.毕业设计成果达不到设计要求
在大学期间,土木工程专业除了学习专业技术基础课和专业课外,还有课程设计实践环节。但这些课程和实践环节均局部独立,片面性较强,缺乏全局系统性和整体性,使学生多以点状形态记忆专业知识和工程技术问题,缺乏大土木观,工程设计整体观模糊,这使得有些学生在毕业设计中既不能分析具体工程问题,又不能校核论证设计结果,只能照搬结构设计范例,依赖结构设计软件,缺乏独立思考能力和创新精神,毕业设计成果远远达不到“卓越工程师”的培养目标。有些学生不能按照设计进度进行设计,毕业设计前期松松垮垮,而后期通宵作战,导致毕业设计内容不完整,深度不足,设计水平不高,甚至出现了计算书前后矛盾以及计算书和设计图纸自相矛盾的情况。
二、毕业设计团队指导模式
毕业设计团队指导模式是根据土木工程专业培养目标和“卓越工程师”培养要求,以实际工程和科研项目命题,由多名教师合作组建毕业设计指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题,确定毕业设计中实施团队指导的相关具体方案,提高毕业设计质量。
1.毕业团队指导模式的目的和意义
毕业设计团队选择内容全面、结构体系丰富的课题,学生在设计时分工合作、各司其职,对土木工程多个专业方向知识均有汲取,有利于培养他们的工程意识。在毕业设计过程中采用讨论式和启发式教学,形成研讨气氛,充分激发学生的主动性和创新性,促进学生之间相互学习、补充、启发,全体团队成员的素质得到发展,共同进步,这为提高毕业设计教学质量奠定了基础。多名教师共同指导,相互配合、优势互补,为提高毕业设计质量创造条件,也有利于教师的进步和成长。
2.指导教师团队的构建
指导教师团队组建时要综合考虑教师的学缘结构、学科专长和年龄结构,教师之间学科交叉合理,各有所长,优势互补,老中青教师搭配组合。团队负责人一般由有丰富理论知识和工程实践经验的教师担当,在选题、设计成果考核等重要环节以及学术方向和关键技术等方面,对团队教师起培养、指导、协调和组织作用。其他成员一般为中级职称以上的教师,尤其要吸收青年教师加入团队,根据其学科专长与特点负责对学生进行具体指导。[5]指导团队既分工又合作,不同专业和方向的教师全程参与指导,根据进度和设计内容分阶段负责。在团队中以老带新,培养年轻教师和专业基础课教师。
3.学生团队的构建
根据课题规模和任务的难易程度确定毕业设计团队学生人数。学生团队组建应基于双向选择原则,教师要对团队的课题研究方向、研究思路和研究成果做初步阐述,让学生对课题有所了解。在组建学生团队时可以同专业,也可以跨学科、跨专业,应鼓励不同层次的学生组队,尤其要鼓励基础差的学生进入团队。团队组建后,应选一名理论知识扎实、责任心强、协调组织和沟通能力良好的学生担任组长,负责团队的研究进展、实验组织和人员协调工作。
三、深化毕业设计改革
针对以往土木工程专业毕业设计现状,常州大学土木工程专业进行毕业设计团队指导模式教学改革实践,旨在提高毕业设计教学质量,提升学生工程实践能力,实现“卓越工程师”培养目标。
1.毕业设计选题改革
为了提高学生的工程实践能力,满足土木工程专业职业要求,选题要结合实际工程项目,与地方施工单位或设计院所合作选题,根据学生团队的基础知识和学习能力情况进行“真题真做”或“真题假做”,尽量避免“假题假做”,通过对比设计成果和现有工程的差异,有利于提高学生解决工程问题的能力,增强了学生的自信心和成就感;或者将教师的科研项目整理成为既能满足毕业设计要求,又有一定科研性及学科前沿的综合性的毕业设计题目。在选题时,注意给课题适当添加自由发挥空间,旨在锻炼学生的创新能力和解决实际问题的能力。
2.毕业设计提前安排
为了解决毕业设计与就业的矛盾,一方面将部分学生在大三时就吸引进入教师的科研团队,提前接触科研项目,开拓学生的科研能力,为毕业设计做好知识储备,另一方面将毕业设计的前期工作提前安排在第七学期末开展,增加了毕业设计的有效时间。指导教师详细介绍课题的工程背景、研究背景、具体内容和预期成果,学生根据毕业设计的任务与要求收集资料,查阅参考文献,分析课题的研究内容,提出研究思路和设想,完成科研实践和文献综述(开题报告)。指导教师要及早介入学生的前期准备工作,缩短学生毕业设计适应时间,减少起始阶段的盲目性。
3.加强团队管理
过程管理是能否按时保质保量完成毕业设计的关键。所有指导教师对毕业生的开题、阶段性检查、中期检查、答辩进行互相把关,互相促进。重点从以下几点做好过程管理:
(1)团队指导教师要分工明确,责任清晰,实行值班制,保证学生在毕业设计中遇到问题可以随时得到教师指导;团队负责人关注试验进度,对毕业设计进行阶段总结。
(2)制定有效的团队管理制度和操作程序,建立良好的师生信息传达和反馈渠道。
(3)充分调动学生主观能动性。学生在设计过程中提出解决问题的思路和方案,教师不能选择硬性压制和忽略不问,而应积极引导学生通过主动思考和积极创新来解决问题。
(4)开设毕业设计讲堂。针对毕业设计中涉及的难点和重点问题,由相应的教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解,丰富毕业设计指导形式,提高毕业设计学习效果。
(5)集体评图。团队负责人组织团队教师共同讨论确定毕业设计图纸要求和统一评图标准,利于教师之间相互学习,很大程度上起到传帮带的作用,可以促进年轻教师快速成长。
4.加强与校外企事业单位深度合作,校企联合培养毕业生
高校和企业深度合作是培养“卓越工程师”的重要途径和提高毕业设计质量的有效方法,既解决了高校办学资源匮乏问题,又为企业的发展与创新提供了人才。常州大学土木工程专业与校外企事业单位联合培养毕业生,建立校内指导教师和校外工程师毕业设计联合指导团队。通过“产学研”相结合的方式,依托校企节能减排材料研发中心和校企重点实验室建设,建立校外实践教学基地,学生在企事业单位开展毕业设计,以实际工程为设计课题,设计结果可以对比校核,有利于培养学生严谨的工程意识和参与实际工程项目的热情。[6,7]在联合指导过程中,校内教师和校外工程师要分工明确、责任清晰,制定校外毕业设计管理制度,校内教师定期检查学生毕业设计进度和毕业设计成果,并对阶段性问题进行解答。
四、实践效果
经过三届毕业设计的探索和实践,常州大学土木工程专业已逐渐规范和完善了毕业设计创新团队的教学模式,毕业设计质量得到明显改观。通过毕业设计团队指导模式的构建,毕业生整合构筑了较为完整的专业知识结构,提高了工程实践应用能力,锻炼了科研创新和团队协作能力。同时,各专业和方向的教师之间的联系得到强化,不同专业课程教师对相关课程的认识得以深化,加强了教师的教学水平。但是也要清醒地认识到,面向“卓越工程师”的培养目标,土木工程专业毕业团队指导模式还存在不足之处,需要在今后的教学改革中不断总结经验和探索提高。
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[5]王金梅,郑培超.毕业设计团队指导模式的研究与探索[J].高教论坛,2012,(20):31-32.
关键词:土木工程专业;毕业设计;存在问题;解决办法
中图分类号:G642.477 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)33-0096-02
土木工程专业是实践性很强的工程应用类专业。毕业设计是培养学生实践能力、创新能力和独立解决问题能力的必要的集中实践性教学环节,是实现该专业培养目标的重要的综合性课程,是衡量一个学校培养学生素质及教学质量的一个标杆,也是学生走上工作岗位前的一次职业培训,其成绩是学生毕业及学位资格认定的重要依据。毕业设计教学质量的优劣直接关系到本专业学生能否在毕业后短时间内适应社会要求,并在实际工作中独立地解决工程建设中遇到的有关设计、施工、管理等方面的问题[1]。笔者结合多年指导土木工程专业毕业设计的教学心得和研究结果,对目前该专业毕业设计的存在问题作一简要分析,并提出相应解决办法。
一、土木工程专业毕业设计存在的问题
目前,土木工程专业毕业设计存在的问题如下。
1.学生方面情况复杂,进度不一。毕业设计安排在大学最后一个学期,不同学生面临就业、考研复试等不同出路,甚至少部分学生要进行毕业前大补考。学生心里状态和压力不同,影响到毕业设计的积极性和投入状态,进而影响到毕业设计的进度和质量。设计中前期,学生对毕业设计这样一个“大”的综合性的任务不知如何下手,不能将所学专业理论知识与毕业设计选题顺利结合,遇到问题不会及时反映解决,存在“等”、“拖”、“靠”的依赖心理,也会影响设计进度。
2.指导教师自身缺乏工程设计实践经验和知识更新。毕业设计要求指导教师具有丰富的教学经验和工程实践经验。部分指导教师一直从事理论研究或课程教学工作,工程实践经验不足甚至没有,对整个工程设计过程缺乏了解和认识,对新规范、新的计算方法、新的施工技术的更新缺少关注。这样在指导毕业设计时就会显得力不从心,难以做到与时俱进,在一定程度上影响了毕业设计质量。
3.毕业设计过程监管不力。通常,有些高校毕业设计管理制度不甚健全,或者制度健全但执行不到位,对学生日常不考勤或者考勤不严格,导致部分学生长期缺席,当然不能高质高量地完成毕业设计。另外,在毕业设计过程中,指导教师不重视对设计各阶段的进度检查,不了解学生的设计进度,也不能及时发现和解决出现的问题,从而导致学生在毕业设计前期比较松散,后期又加班追赶,高质量的毕业设计成果根本无法得到保证。
4.师生间缺乏沟通,不能及时发现设计问题。设计过程中,很多学生不在设计室而去其他教室或宿舍,导致有问题不能及时询问解决。老师辅导时,因见不到学生而不能及时发现学生的疑问或错误,从而将问题遗留到最后进行大修改甚至无法修改,致使设计质量严重下降。
5.计算机辅助设计利用不合理,学生收益不多。毕业设计阶段学生利用专业软件PKPM对一榀框架进行计算并绘施工图,这一工作只需学生一个上午即可完成。但学生对计算结果不分析、不调整,对图纸的表达不思考、不判断,基础知识和专业知识掌握不牢固,对很多构造不明所以,似是而非[2],学生收获甚少。
二、具体解决方法
解决毕业设计存在的问题,关键要解决好以下几个方面:指导老师丰富工程经验、提高指导水平的问题;毕业设计过程中手算、手绘与电算、电绘的比例与配合问题;毕业设计过程中对学生积极性的调动与监管监控问题;毕业设计的考核评估问题。下面具体讨论。
1.提高指导教师素质、利用产学研用基地合作指导。学校应鼓励教师积极参加建设部组织的相关职业资格考试,鼓励并组织指导教师积极参与工程实践,与生产、设计单位合作,聘请理论功底扎实、实践经验丰富的工程师与校内指导老师合作,指导学生毕业设计并把关。学校可以建立产学研教学基地,除了服务于学生的实践实习外,还可用于指导教师的工程经验学习与提高,进一步加强高校与工程设计部门、企业单位之间的协调工作,从而提高指导学生毕业设计的水平。
2.坚持手算、手绘及软件计算、计算机出图并重。为处理好在整个毕业设计过程中掌握基本理论、基本技能和计算机技术的关系,采用手算、手绘及软件计算、计算机出图并重的手段。在结构计算中“手算”和“电算”必须兼顾。“手算”应该占主导地位,在“手算”阶段,应该培养学生综合运用所学专业知识的能力和查阅相关资料的能力,从而巩固理论知识,加强实践操作能力。另外,在绘制施工图时,要坚持手工画图和计算机绘图相结合的原则。手工画图主要锻炼学生的绘图基本功、对构造要求的掌握以及对规范的学习和熟悉[3,4]。计算机辅助毕业设计的主要目的是提高学生的计算机应用能力,同时熟悉社会上常用的工程商业软件,做到就业时具备较强的工作适应能力和动手解决能力。因此,在计算机辅助毕业设计过程中结构计算部分要求学生手算与电算并行,两者互为校核并完成对软件的深入了解。绘图主要由CAD软件完成,部分节点详图与构造采用手工制图,以加深学生的基本概念,熟悉结构细部构造,并能对计算成果和手算结果进行比较、分析和判断。
3.针对学生不同水平分类指导方法。对不同程度、不同进度的学生要使用不同的方法指导。对理解能力好、认真负责进度快的学生,要提前讲解设计内容和方法,要求其有探索创新精神,培养学生自己独立运用专业理论知识与毕业设计课题相联系的能力,培养其主动查阅有关设计资料的能力等综合专业素质,让其在毕业设计中起到模范带头作用,也对学困生形成一定的压力和激励作用,敦促他们加快进度,认真设计。指导老师要有意培养1~3个模范生以加快整个小组的设计进度、提高小组的设计质量。对学习成绩差、进度慢的学生,指导老师要付出更多耐心进行讲解,让其理解并最终掌握设计方法、步骤和过程,促其赶上整个设计进度。
4.考核制度严格,全面具体。对学生毕业设计成绩的评定应包括多个方面:考勤、设计进度、建筑设计部分、结构设计部分、计算书内容以及答辩情况等。应加强毕业设计的学生考勤和指导教师的考勤,加强设计过程中各个阶段的考核,对学生出勤率、设计进度、设计阶段成绩及最后答辩成绩等各个考核方面分别进行评分。这样既可以引起学生对毕业设计的重视,也可以在设计过程中发现问题,总结经验和教训,进一步完善和改进后续设计工作[5]。
根据土木工程专业毕业设计的课程特点,结合本专业最新的社会发展状况,针对有关毕业设计各方面所存在的问题进行详细阐述,并提出相应的解决办法及改革内容,以期培养出能快速适应工程需要的设计人员和施工人员,以及具有一定创新能力和探索精神的新时期工程人才。通过毕业设计,学生可以较为系统的掌握本专业的理论知识、专业技能,熟悉相关规范、规定,了解本专业商业软件的运用操作,达到对学生各类工种综合能力的训练,满足工程界、企业界对适应面广、通用性强的人才需求。
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关键词:土木工程;毕业设计(论文);教学改革;教学质量
中图分类号:TU;G642477 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0136-04
毕业设计(论文)是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节,也是实现该专业人才培养目标的重要环节。毕业设计(论文)的质量直接反映了学生的专业水平,影响学生毕业后的工作能力和发展潜力,也是高等院校教学质量的直接反映。然而,目前许多普通高等院校土木工程专业的毕业设计(论文)教学环节存在诸多不足,毕业设计(论文)质量不容乐观[1-3]。
温州大学是一所市属综合性大学,旨在为地方经济建设培养高素质的应用型人才。笔者结合近年来对毕业设计(论文)指导的探索性教学改革和实践,探讨了当前普通地方性高等院校在毕业设计(论文)教学中存在的问题以及解决方法。
一、本科毕业设计(论文)现状剖析
(一)学生重视程度不够,毕业设计(论文)只是简单模仿
传统意义上,本科毕业设计(论文)是在教师指导下,学生完成一项设计或研究的全过程。其最终的实质成果是一个符合规范要求但却并不完整的设计图纸,或是研究的部分成果。而大多数本科院校的培养计划是将毕业设计(论文)安排在本科阶段的最后一个学期,少数学校将时间提前到了大四上学期期中,时间大约为12周左右。毕业设计(论文)期间需要收集、分析设计(论文)资料和完成毕业设计(论文)的一些相关学习任务,如文献综述、外文翻译和开题报告等,进一步压缩了建筑、结构设计或论文写作的时间。另外,大四学生忙于毕业设计(论文)的同时,还要参加研究生和公务员考试,以及各种招聘会和实习等,这极大地分散了学生的精力、消耗了大量时间,影响毕业设计(论文)正常进行。
而且,许多学生对毕业设计(论文)不够重视,以致很多时候毕业设计(论文)只是一个模仿或者模拟过程,质量偏低,效果不好。
(二)指导教师投入不足,实践经验缺乏
大学扩招导致许多普通高等院校的师生比例不断下降,导致教师指导毕业设计(论文)时间不足,力不从心。另外,毕业设计(论文)的指导工作要求教师具有丰富的教学经验、工程实践经验或科学研究经验,而近年来高校扩招亟需扩大教师队伍,许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位,没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训,许多青年教师因缺少毕业设计(论文)的指导经验、工程实践经验和长期科研经验,在选题、教学手段、教学方法和教学内容等方面都存在较大不足,直接影响了毕业设计(论文)的质量。
(三)学生缺乏主动性和创新性
在以往的毕业设计(论文)过程中,指导教师也会让学生对其设计或论文进行修改,学生只是被动地按指导教师要求修改,往往停留在改正错误层面上,而不是考虑使设计更合理或研究创新等问题。另外,学生即使根据教师的建议对设计或论文进行了修改,他们对当前的修改为什么能够比较有效地满足要求,是否还有其他更有效的方法,其他方法与当前修改比较起来效果如何等问题也不甚明了。
(四)学校的培养与实际工程需求明显脱节
设计或研究过程并不是直线型的,其结果也不是唯一的。按照传统的指导方法,学生完成毕业设计(论文)仅仅是知道了如何做的问题,而对满足规范或研究要求的其他设计或分析方案(更好或者更坏的方案),则几乎没有概念。也就是说,几乎还完全没有考虑如何使设计或研究分析更合理、更有新意。但是在实际工程的设计和研究中,往往是要进行多种方案的比较,或尝试用不同的方法研究分析,并根据其他单位、专业的要求修改、调整设计和研究。这就导致了学校的教学、人才培养和现实需求明显脱节,学生的毕业设计(论文)缺乏创新。目前的探索与实践工作就是试图在一定程度上弥补这一缺陷,通过毕业设计(论文)环节提升学生的综合能力和创新意识。
二、探索性教学改革目的
根据土木工程本科专业的人才培养目标,如何解决普通高等院校现阶段毕业设计(论文)指导中存在的主要问题,是教学改革亟需探讨的问题,具体措施为如下三方面。
(一)让学生尽早熟悉培养方案,提前准备,积累相关知识与经验
毕业设计结果可以粗略地分成合法的设计(满足规范的设计)、可行的设计(合理的设计)、满意的设计和优化的设计。毕业研究论文成果也可以粗略地分成初步的研究分析(采用常规分析方法)、系统的研究分析(采用常规分析方法)、有一定创新的研究分析、有较大创新的研究分析。学生在毕业设计(论文)开始前就应该知道有这样一个链条,并且尝试在这个链条中(而不是仅仅局限于链条的一个点上)做一些起步性的工作,开始积累相关知识和经验,培养一个成熟工程师或研究人员所应具有的思维和意识品质。实际上,应鼓励学生尽早和指导教师建立联系,参与到指导教师的工程结构设计和科学研究工作中,这样学生就有足够的时间进入状态、积累相关知识和经验。
(二)通过毕业设计(论文)奠定学生工作基础
在实际工作中,由于设计或研究分析时间有