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随着经济全球化的发展及知识经济时代的到来,创新成为推动社会科技进步与经济不断发展的决定性力量[1]。城市经济的发展、建筑工程的规模逐渐扩大及其形式功能的日新月异则要求土木工程技术也不断地发展与创新,同时也要求高校土木工程专业[2]培养大量应用型创新高等工程技术人才。毕业设计论文作为土木工程本科专业中最后的一个理论性与实践性综合的教学环节,其目的是培养学生独立分析与解决工程技术问题,最终使学生符合应用型创新工程人才的基本要求。因此,毕业设计[3,4]论文必须具有综合知识、能力与创新相结合的特点。企业、高校与科研院所[5]之间通过生产、教学和科研紧密结合,在课程教学与实践过程中有机结合企业生产实践与科研创新,可以较好地培养学生综合素质、能力以及创新能力。同时,使学生在实际毕业设计论文过程中,提升科学研究能力与团队合作精神,增强设计与参与生产实践的事业心和责任感[6],在更好地运用综合专业知识提升毕业设计质量的同时,达到应用型创新人才的培养目标。
1创新土木工程毕业设计模式
产学研有机结合土木工程毕业设计论文的创新,就是在毕业设计与研究论文中,实现毕业设计[7]、教学与土木工程实践相结合的创新模式,提升土木工程专业学生的实践能力。土木工程产学研项目中,结合科研创新与生产实践来优化课程教学,培养土木工程学生的实习实践能力,有助于全面培养有能力的土木工程专业学生。在具体的土木工程毕业设计创新模式之中,可以优化开展实施产学研合作,有效建立健全当前土木工程教育中产学研结合教育课程评价[8]及调控机制,改变传统的土木工程教育模式。同时,也有助于实现企业、高校以及研究机构间的优势资源互补,优化培养应用型土木工程专业创新人才。
2基于产学研土木工程毕业设计的意义
利用产学研机制与应用型创新人才培养目标进行创新性土木本科毕业设计论文的选题,从工程实际与学术问题的联合创新出发,丰富与扩展课题的研究目标,将产学研科研或工程项目转化为创新型的实验项目、依据工程实际与实验模型培养学生的动手能力、扩展创新能力。同时,创新性土木本科毕业设计过程中,也可以提升学生的论文写作能力,优化学生力学模型计算能力,培养技术学术交流,扩展学生思维,具有重要创新意义。基于产学研的课程实践与毕业设计工作,能够优化提高土木工程产学研合作水平和效率,实现共赢,共同发展。创新模式,搭建土木工程产学研平台,优化服务,能够优化推进企业与高校、科研院合作,提高合作层次,有效实践产学研合作,提升土木工程毕业设计质量,发挥积极影响。而且,在土木工程专业中,其毕业设计与实际工程密切相关,使其与产学研相结合,有助于培养学生的实践能力与创新能力,也可以提升毕业设计质量,具有重要意义。
3基于产学研土木工程毕业设计创新的实现措施
3.1完善产学研结合体系
密切协调土木工程教学与后期毕业设计间的联系,基于产学研创新模式,设置课程教学与生产实践,最终为毕业设计的选题、实习与设施打下基础,增强课程试验与毕业设计等与外部生产与科研创创新等因素之间的关系,提升毕业设计质量。考察学生的知识综合应用能力,解决工程中与企业科技生产中的实际问题,从而使学生能够更好的理解工程毕业设计题目,使其能够聚精会神地投入到毕业设计中,提升学生参加土木工程毕业设计的热情。
3.2提升土木工程专业产学研基地实力
高校院系加强与地方科研生产合作,建立完善土木工程专业的产学研基地,鼓励教师参与生产实践,提升其实践指导实力,为毕业设计与论文提升工程实际的支撑,激发土木工程学生在毕业设计中的潜在能力。通过土木工程专业产学研联合的课程教学实践与毕业设计,更深层次地让学生通过融入到土木工程设计实践中。
3.3提升选题水平
创新性毕业设计论文选题工作,必须要确保选题符合土木工程专业的实际特点,切合应用型创新人才的培养目标要求,保障土木工程毕业设计的选题深度可为学生所接受,一方面避免选题简单重复的陈旧题目,适应经济与社会发展的需要;另一方面避免在毕业设计中选题过深、题目过大而脱离生产实际的情况,确保学生切实完成毕业设计工作。
3.4提高毕业设计指导质量
院系在毕业设计指导中,应细化到具体教学指导单位,根据各专业学生毕业设计的专业特点,制定适合创新模式的毕业设计论文指导细则。指导教师在学生毕业设计中,能够积极引导学生去创新思维,建立学生对毕业设计的多元文化意识,培养土木学生的工作、人际交流能力。
3.5协调毕业设计考核环节
建立基于产学研的毕业设计分阶段考核方法,首先对指导教师要求其书面陈述毕业设计课题来源、选题依据、设计论文内容、难以程度及工作量等情况,由院系讨论与考核设计选题。在此基础上,增加创新学分与创新能力的评价标准,使学生更加有积极性地投入创新能力的培养,同时,激励教师培育基于产学研等的创新课程与毕业设计的实践,给予相应的政策支持。基于产学研的毕业设计论文实施过程,可以根据实际情况,适当的调节增加实践环节的考核,以保证毕业设计的质量提升。
4产学研创新毕业设计论文案例探索
盐城工学院土木工程学院依据江苏省特色专业和国家特色专业建设点,逐步推行创新教学与科技管理体制改革,努力提高科技水平,走产学研相结合的道路,积极为地方社会经济服务,承担了大量的企业科技开发项目。土木工程学院在基于产学研的教学与毕业设计改革上,利用校企协同育人平台,引入企业深度参与教学实践,开发了“企业文化、建筑工业化技术、施工安全管理、现代施工关键技术、建筑信息化技术、绿色建筑技术、建筑设备工程”等校企网络课程。进一步,加强教学方法改革,利用校企网络共享络课程,鼓励开展学生主动学习、研究性学习与合作性学习;对“土木工程测量、土木工程材料与工程结构测试技术训练”等课程实施以能力考核为主的考核方式改革,为切实完成实践课程培养目标与创新性毕业设计论文工作提供有力保障。学院教师团队目前承担的产学研项目,紧密结合土木工程教学与企业生产实践科技问题,为培养应用型创新人才进行卓有成效的探索。笔者所在的课题组,目前承担“深大基坑开挖施工对工程桩的影响及其检测关键技术研究”产学研项目,旨在结合教学与工程实践科技创新的同时,进行土木工程创新毕业设计与应用型创新人才的培养等探索工作。在教学中,针对盐城多河地区特点,分析深大基坑开挖的设计、施工与环境影响特点,将工程难点问题引入课堂与试验及实习实践。对深大基坑开挖回弹引起的桩基承载形状变化等问题,在“桩基工程”课程的设计与施工检测等课程中,进行针对性的分析,充分调动学生的学习兴趣,利用课程试验与产学研课题研究试验有机的结合,引导学生参与科研试验研究,为创新性毕业设计提供知识能力的积累。在此基础上,进行基于产学研的毕业设计论文工作,根据学生情况并结合项目特点,毕业设计选题有“先锋岛三期多面临河深大基坑的设计与施工”“盐城多河地区的基坑支护形式与插入深度研究”“深大基坑开挖条件下的工程桩承载力计算”“深大基坑开挖坑底回弹与桩基承载计算与检测”“临河高层建筑深大地下室基础设计与施工方案”等,创新了土木工程毕业设计论文的形式,并推动了工程生产实践与企业的技术创新等工作。
5结语
在土木工程教学、试验实践及毕业设计的各阶段,基于产学研联合研究项目改革教学方法与毕业设计选题及实施,促进土木工程本科毕业设计论文的创新与实践,使学生在毕业设计阶段直接接触到工程实例与企业技术创新实践,可有效保证学生完成土木工程专业的教育培养计划,培养学生的专业创新能力,为完成土木工程应用型创新人才的培养目标发挥重大作用。
参考文献
[1]查文炜,葛友华,刘平成,等.基于产学研机制的应用型创新人才培养的研究[J].教育园地,2009(33):28-29.
[2]杨果林,曾伏爱.土木工程专业创新性本科毕业设计探讨[J].长沙铁道学院学报:社会科学版,2008(3):109-111.
[3]潘福婷.土木工程专业产学研结合毕业设计模式探讨[J].时代教育:教育教学版,2012(17):21-22.
[4]周林聪,邱建慧.土木工程专业毕业设计现状分析与改进措施[J].高等建筑教育,2011,20(1):124-126.
[5]戴益民.校企产学研联合培养提升实习及毕业设计质量[J].中国科教创新导刊,2014(4):57-58.
[6]陈树华,郭轶宏,梁文彦,等.基于跟踪管理的土木工程专业毕业设计教学探讨[J].教育教学论坛,2013(38):66-68.
毕业设计选题缺乏创新体现在以下三方面:1)目前,毕业设计还以指导老师指定题目为主,这就造成了每一届毕业生的毕业设计题目相似,甚至一模一样;2)毕业设计的选题单一,教学楼、办公楼占85%以上,而住宅、工业建筑、地下工程很少涉及;3)从设计的结构形式看,均为框架结构的多层或小高层,而框架剪力墙结构、框筒结构的高层或超高层基本没有。由于设计选题缺乏创新,很多毕业设计都可以照抄参考书、教材的例题和往届毕业设计,而没有起到让毕业生独立设计、综合利用理论知识的目的。笔者翻阅了我校近5年的毕业设计,抄袭率高达60%。由于框架的多层或小高层以板—次梁—主梁—柱为传力体系,且基础都采用简单的独立基础或条形基础。这造成了设计的选题深度不够,未能利用最新的设计方法和理念。
1.2毕业设计选题脱离工程实际
一个与工程实际贴近的选题是保证毕业设计质量的前提和关键之一。然而,目前国内很多高校土木工程专业没有足够的校外实践基地,缺乏选题来源,这就导致了指导老师布置的题目以“假题假做”为主,在做的过程中忽略了很多工程实际问题。这就造成了从选题到设计再到最后的答辩都脱离了工程实际。因此目前土木工程毕业设计还停留在理论利用阶段,而不能起到培养学生利用理论知识解决工程实际问题的实践意义。
1.3管理松散
以我校为例,指导老师每周对学生集中辅导一次,缺乏严格的考勤制度,导致很多学生在整个毕业设计阶段脱离了指导老师的管理。每个指导老师指导10个~20个毕业生,在有限的时间内指导老师通常解答一些常见的问题,不能仔细检查学生的设计进度和设计过程。甚至有些学生提前到工作单位上班,把毕业设计带到工作岗位上完成,没有指导老师进行实时辅导,导致这些学生的毕业设计中存在大量的错误来不及改正。
1.4缺乏完善的答辩评审制度
完善的答辩评审制度是毕业设计质量的有效保障。然而有些高校流于形式,没有可供参考的评审制度,对设计成果把关不严,放任设计成果中存在的问题。甚至有个别高校存在指导老师个人对本组结果进行答辩评审的现象。在答辩评审中往往注重理论知识、规范规程的考察而忽视设计图纸的规范化、设计成果的可行性等工程实际考察。不能在实际工程中实施的设计对毕业生理论联系实际、工程素养的形成起不到培养意义,严重影响毕业生的培养质量。综上所述,目前高校土木工程毕业设计从选题、指导、答辩评审都脱离了工程实际,导致了毕业设计的质量不高,达不到预期的培养目标。因此土木工程毕业设计改革是当前教学改革亟待解决的一个问题。
2改革措施
2.1科学选题
科学的选题是保证毕业设计质量的前提。在选题的过程中应增加学生的主观能动性,结合自己将来的就业方向和兴趣初步确定选题方向(如结构设计、施工组织设计、概预算等方向)。指导老师提供实际工程项目或科研项目作为备选设计题目。废除当前指导老师指定学生的制度,由指导老师向所有毕业生提供备选设计题目,实行指导老师和学生的双向选择。学生选定指导老师和设计题目后根据自己的工程认识程度和兴趣与老师共同协商确定最终设计题目。毕业设计题目要包含最新的设计方法、理念或技术方法,提高毕业设计的创新性;增加毕业设计中复杂问题的处理,保证设计的深度。受毕业设计时间所限,为保证学生有充足的时间完成毕业设计,指导老师要合理安排好设计工作量。
2.2完善师资结构
由于很多博士生、研究生从高校毕业后直接进入高校工作,缺乏工程实践经验。当前的师资队伍与实践教学的要求还存在较大的差距。为解决指导老师自身实践经验不足的问题可采取以下措施:1)形成由2个~3个年轻教师和经验丰富的老教师组成的指导教师组,既能保证指导教师具备一定的工程经验又能帮助青年教师的成长;2)聘请施工单位、设计院有丰富工程经验的一线工程师指导毕业设计,这还能解决逐年扩招下师资力量不足的困难。
2.3强化管理过程
指导老师对毕业设计的具体指导过程是保证毕业设计质量的关键因素。目前很多指导老师由于承担的教学和科研任务较重而疏于管理。指导老师在设计开始前制定一个毕业设计进度计划表,严格要求学生按照进度计划表完成工作量。在每一个阶段开始之前以授课的形式对学生进行一次集中辅导,每周进行2次~3次答疑帮学生解答设计中碰到的复杂问题。在进度计划表的每一个时间节点检查每一个学生的设计进度和设计过程中存在的问题,督促学生及时完成任务和改正设计中存在的问题。此外,还要严格考核制度,要求学生执行每天定点签到制度,防止学生脱离指导老师的管理。
2.4完善毕业答辩体系
答辩是对毕业设计质量和学生综合利用理论知识解决工程实践问题的考核。完善的答辩体系能为答辩委员会老师提供答辩标准,严格把关毕业设计的质量。完善的答辩体系可以从以下几方面进行构建:1)成立由不同专长的教师、工程师共同组成的答辩委员会,且指导老师不能对本组学生答辩;2)明确答辩过程中要考察的内容,包括开题报告、计算书、图纸及实际问题的解决能力;3)确定计算书、图纸中具体考察点;4)确定各考察内容的权重,如开题报告、计算书、图纸、解决问题的能力各占10%,30%,30%,30%;5)明确计算书的格式、图纸的规范化的权重;6)制定毕业设计创新性加分策略,鼓励学生创新。
当前我国土木工程机构设计存在的诸多问题对工程的整体造成了严重的影响,诸如机构设计缺乏牢固性、耐久性、设计规范不统一等等都是非常普遍的问题,具体主要包括以下三大方面的内容:
1.当前土木工程结构设计缺乏整体牢固性。当前我国土木工程结构设计缺乏整体牢固性,土木工程建筑的承压力底低,建筑工程的安全性差,导致建筑物事故多发。当地震、爆炸等事故发生时,建筑整体结构就会因为承载能力差,设计整体缺乏牢固性,而容易造成房屋倒塌、人员伤亡等重大问题的发生,给人民的生命和财产造成巨大的损失。
2.当前土木工程结构设计没有合理的安全规范。我国土木工程结构设计安全规范的设置不全面、执行不严格,与国外严格的全面的规范相比存在着很大的差距。国外的很多古建筑历经百年依然屹立不倒,而我国很多建筑十几年不到就已经发生了墙体开裂等问题。因此我国土木工程结构设计安全设置需要进一步提高。
3.当前土木工程结构设计缺乏持久性。由于我国各地区环境的差异较大,环境变化较大,环境的湿度、土质的温度以及酸碱都会对建筑造成影响,影响钢筋混凝土和建筑材料的寿命,然而我国土木工程结构设计之所以出现耐久性差的原因就是忽视了环境因素对于建筑的影响,造成了建筑物的耐久性差,年久衰败,出现安全隐患,造成事故多发。
二、安全性前提下的土木工程结构设计策略方法研究
1.制定并不断完善土木工程结构设计的行业规范和标准。社会的发展和人们生活水平的提高使得对于土木工程结构设计提出了更高的要求,技术的发展和科学的进步也促进了安全性设计的规范。土木工程结构设计安全性需要有重要的制度和规范来保障,所以制定相关规范并随着社会的发展不断完善是生产建设出高质量、高水准的建筑物的必备条件,是保障结构设计安全的重要内容。制定行业规范和标准需要工作人员认真学习并严格执行,相关部门和国家要监督管理部门的执行,如果遇到不合理和不合法的设计一定要及时停止并按照行业规范和标准加以严格改进。行业规范和标准的严格制定是工程安全的重要保障,所以一定要不断完善我国的土木结构设计规范,跟随时代的脚步,建设出符合时代要求、符合人民需要、符合安全标准的建筑物。
2.不断加强土木工程设计工作人员的安全意识的培养。土木工程结构设计与人们的生产生活有着密切的联系,设计人员的安全意识非常重要,只有其自身意识到自己工作的重要性和土木工程的安全性有多重要才能更好地完成工作,才能使建筑物达到应达到质量标准。所以必须严格加强对于土木工程设计人员的安全意识的培养,使其坚持“安全第一,质量至上”的思想。具体可以通过相关内容的考试规范其行为,加强设计人员的安全意识,灌输土木工程结构设计安全性的重要性,让工作人员意识到土木工程结构设计安全性对于人们的影响,增强工作人员的责任心。与此同时,土木工程设计人员不仅仅需要有超强的安全意识,更要有专业的理论知识和强硬的技术能力,严谨的工作态度和丰富的实践经验,只有将这些软件设备植入于安全操作的过程中,才能使土木工程的安全得到强有力的保障。因此,要提高设计工作人员的安全意识,就要对其专业知识、操作技能、思想意识进行严格的规范与要求。
3.综合性评估土木工程结构设计方案。土木工程结构设计方案是土木工程结构设计的基础和前提,对设计方案进行综合性的评估需要在设计之前进行,对其安全性、经济性、合理性等方面做出综合性、准确精确地评估,形成一个清晰明了的设计报价和评估总结,确定其经济性和安全性,从头抓起,在土木工程建设的首要阶段进行严格规范,以保障接下来建设工作的顺利实施,保障土木工程的安全进行。
对于房屋建筑学课程设计部分,结合我系土木工程专业“三位一体”的“666”实践教学模式,课题组通过两届学生教学,尝试将课程设计分布在建筑设计教学内容之后的教学过程中,将理论教学和实践相结合,形成一个有机整体,并尝试多人合作指导课程设计的模式。课题组老师根据教学需要及自己专业特长,拟定不同结构体系、不同使用功能、分量适当的课题,由学生自愿选择指导老师进行设计,一则可以满足学生爱好、激发其设计潜能,二则可以减轻科任教师工作量,效果良好。此外,在设计过程中应该强化规范意识,引导学生正确设计,充分挖掘学生的业余时间,严格考核,及时总结,以求提高教学质量。
1.2钢结构课程设计教学改革措施
1.2.1以项目实例为依托,开展设计教学。
在课程设计讲解过程中,以已修建实际工程为主,对实际工程进行设计。将书本理论知识与身边实际工程相结合,使学生把课堂所学知识加深理解和巩固。近两年榆林麻黄梁汽车产业园区,兴建了一批汽车销售4S店工程,主体为门式刚架。就以实际工程为依托,进行课程设计。带领学生到工地进行参观已修建好的门式刚架,了解结构形式,翻阅完整设计图纸等资料,把理论知识与实际工程一一对照、比较,增加了实际工程认知度,增强了施工图的绘制能力。在校教师再对钢结构施工图中的要点一一讲解,学生能从中获得更多的知识。
1.2.2优化教学内容。
在不增加学时的前提下,能让学生更多地掌握课程设计内容。把课程设计相关内容融入到实践教学中集中讲解,不占用理论教学时间。理论教学学时压缩后,我校安排以理论部分较强的钢结构原理为主。对于课程设计部分的讲解学时几乎所剩无几,那么对于钢屋架课程设计中的支撑布置、荷载导算、内力计算、构件计算、节点设计等几部分以平时作业的形式让学生多加练习,通过作业发现问题指正问题。在课程设计过程中遇到问题及时强调,这样能够保证设计各环节的质量。学生普遍反映良好。另外,要求学生查阅最新规范、图集;课程设计以实际工程为依托,那么就要以最新设计规范为依据。
1.2.3教学模式和设计内容多样化。
在钢结构课程设计中培养学生的创新意识和合作能力,开展多种多样的教学模式。一种引入“参与•合作”教学模式。把一个设计项目拆分为几个子项,2-4人组成设计小组,以设计小组为单位,参与到实际工程中去,对某一项目进行设计,每人设计一个子项。“参与•合作”教学模式的要点是通过教师的指导设计作用,形成学生主动、积极、创新的设计理念,团队合作的设计学习情景,教师与学生、学生与学生之间相互作用,相互促进。
1.3工程概预算课程设计教学改革措施
1.3.1将课程设计与理论教学相互穿插。
传统教学方法在教学过程中,课程设计与理论讲解在实施上是分开的,导致理论知识的讲解空洞、乏味,学生难以理解,教学效果一般。考虑到教学与课程设计是相辅相成的,理论知识是课程设计的基础,课程设计是理论知识的实践与应用,笔者提倡理论,笔者尝试将课程设计与理论讲解相互穿插组织教学,取得了较好的效果。
1.3.2选择恰当的题目,确定合理的课程设计份量。
笔者对开设工程概预算课程设计的院校进行调研,发现大多数院校该环节考核采用同一题目(同一套施工图)进行考核,形式单一,而且在多届学生中使用,对课程设计的质量产生了负面影响。笔者认为在进行设计选题时应本着“工期新、结构新颖,任务分量适当”的原则,同时尽可能选用正在建的工程,方便学生在设计过程中能将设计蓝图与实物联系起来,增强学生的感性认识和设计的积极性,提高设计质量。
1.3.3加强老师跟踪式指导,发挥学生的认知能动性,推行学生成果互审制。
为确保设计质量,增加学生的主动认知能动性,在进行课时设计组织运行时,将工程量计算安排在教室集中指导,每天不定期的检查学生的初稿,及时发现学生的问题,帮助学生解决问题,并且对一些共性、难点的问题集中讲解。定额套价、材料调差和取费统一安排在模拟算量实验室,使用网络版的广联达计价软件来进行操作,既方便教师的跟踪检查、指导,又可以使学生对基本工程量汇总计算等进行互审,既可调动学生学习的积极性、主动性,又可确保教学质量。
1.4施工组织课程设计教学改革措施
施工组织课程设计是《土木工程施工技术与管理》课程的综合性、实践性教学环节。本课程设计通过一个常见的、典型的多层建筑工程施工组织设计的编制,使学生熟悉单位工程施工组织设计编制的内容及程序,提高解决实际问题的能力,实现所学施工技术与管理知识的系统化、条理化,为在项目施工、管理领域执业奠定坚实基础。根据我校应用型人才培养定位,笔者认为该课程设计应做好以下几方面的内容。①将设计课题与理论教学相互穿插,杜绝“两段式”教学。传统教学方法将课程设计与课程理论分开组织,忽略了两者的内在联系,建议在组织教学的时候将二者相互穿插,重点讲好项目施工工艺的组织流程、项目进度控制方法及工艺间的逻辑关系等内容,为后续的工程项目的专项组织设计奠定坚实的基础。②尝试校企合作联合开展课程设计环节。针对我系培养应用型人才的办学定位,结合学校校企合作育人的构想,以现有产教合作项目为依托,以具体的工程项目为背景,尝试校企双向合作育人,激发学生的积极性,使学生较早融入工作岗位,使课堂理论知识与实践应用能力拓展的“零距离”对接,实现“学校知识学习厚基础、企业环境养素质、顶岗实践强能力”。③构建“多任务教学、多人合作指导设计”的实践教学模式。考虑到该课程实践性较强,与施工工艺联系紧密,建议构建集“多层民用建筑(住宅、办公楼等)施工组织设计、单层工业厂房施工组织设计”等为主线的多任务设计课程,并配备不同的专业教师进行设计指导,确保设计质量。④与生产实习相结合,革新课程设计的考核方法。按照原有人才培养方案,施工组织课程设计安排在生产实习教学前,经过近几年的实践,效果不是太好。建议在组织课程设计时,在生产实习前布置任务,生产实习后提交作品,使学生可以在实习过程中将一些新的施工工艺、工法等融入设计,有利于设计中工程质量、文明施工、施工组织专项设计及季节性施工措施等内容的深化。在成绩考核方面,可以结合生产实习环节通过ppt汇报等环节进行,亦可与实习企业联合进行考核,效果较好。
1.5钢筋混凝土结构课程设计教学改革措施
钢筋混凝土结构课程设计主要包括钢筋混凝土梁盖设计、单层工业厂房设计两个环节,是对混凝土结构及基本原理教学的重要补充。对于钢筋混凝土梁盖设计部分,主要以理论计算为主,应注重学生理论知识的内化、积累;对于单层工业厂房设计部分,则主要注重学生综合应用能力的培养,改革措施如下。单层工业厂房设计的主要作用是将课程中所学的单个知识点,如单个受力构件设计计算方法、荷载计算方法、内力计算方法、内力组合原则等实际应用于厂房建筑整体的结构设计中,让学生通过设计理解所掌握的计算方法在工程中如何运用,怎样实现教材内大量的构造措施等。雷洋等对单层工业厂房课程设计的设计内容及重难点进行剖析,并提出改进教学质量的方法,具体如下:①合理安排教学内容,突出重点教学。该课程设计涉及到的知识点比较多,教师要在教学中以讲明各个知识点之间的逻辑关系为重点,以学生能够综合运用各个知识点为目的。本人在教学中尝试采用“倒叙法,即根据设计结果反推设计过程,抓住每个过程中的主要矛盾,各个击破,教学效果较好。②合理安排教与学关系,培养学生实践能力。从教学过程的性质来看,教师的主导作用是从教师对教学过程的领导、组织和控制这一角度出发的。而学生在教学过程中首先必须积极参与,然后才能成为积极的推动者,成为学习的主体,这就是“教”与“学”同时在场时对学生的角色定位。③合理优化教学过程,提高设计效率。我校在进行课程设计时间安排上是按照二周,学时排在学生没课的时间和周末,这样从第一次课到最后一次课最久能拖一个月之久,需加强过程控制,方可确保设计质量。此外,笔者认为,对于单层工业厂房设计这块,为确保设计质量,应加强与房屋建筑学等课程的互动、沟通,在指导教师配置方面,亦可以配置房建老师及企业领域的工程技术人员进行指导。
师资问题一直是独立学院不得不面对的棘手问题。独立学院的人事制度与公办高校不同,教师实行聘任制,这导致了独立学院进人难、留人难的尴尬境地,教师数量一直没有显著的改善。独立学院的师生比例失调,很多独立学院越过了师生比1:18这个红线,明显高于教育部规定的标准。同时,随着高校扩招和人们对本专业的热捧,土木工程专业的学生越来越多,教师的增长达不到同步,导致了一名指导教师带很多毕业生的现象,指导时间上不能满足。并且,独立学院的教师多为年轻教师,很多教师从校门到校门,缺乏工程实际经验和对相关规范的熟悉,指导过程中存在一定的疏漏。
2.类型单一,脱离实际
琴岛学院土木工程专业的毕业设计题目多由指导教师根据毕业设计的要求假想而来。虽然各指导教师给出的题目不同,但仅仅是设计时的建筑方案存在差别,在结构计算时基本上都采用选取一榀框架进行手算的模式,形式比较单一。同时由于教师本身的实践经验有限,加之工程量大小等因素的限制,毕业设计题目与工程实际存在明显的差距,学生在做的过程中缺乏工程意识训练,很难达到良好的效果。
3.学生的积极主动性不强
毕业设计一般安排在大学的最后一个学期,这个阶段的大部分学生处在找工作的阶段,这使得他们对毕业设计投入的时间、精力不够充足。同时,学生对毕业设计没有一个感性的认识,大多数学生在懵懵懂懂中就开始了毕业设计工作,依赖性较强,缺乏独立思考的能力,总是问一步做一步,带有较大的盲从性。再者,一些学生对设计过程是否正确、是否符合实际等问题缺乏认真的思考和讨论,对毕业设计马虎应付,及格万岁的思想在这一教学环节尤为突出。
4.基础不牢,概念模糊
独立学院的学生一般基础比较薄弱,在课程学习中对一些基本概念、基本理论掌握不牢,概念混淆,加之现在学生考前突击的做法,使得毕业设计前期需要花费较多的力气进行基本理论的熟悉,影响设计进度。再有,学生的制图功底普遍比较薄弱,所设计的施工图存在较多不符合标准与疏漏,内容表达不全面,影响最终质量。同时,学生在学习过程中无法自主将课程联系起来,对课程认识不深,导致他们在毕业设计过程中缺乏整体思维,对学过的内容无法进行联系与拼接,需要老师的指点才能达到从整体到局部的思维对接。
5.资源不足
独立学院因为是一个新生事物,其图书积淀相对不足。在毕业设计过程中,学生需要查阅大量的参考书、规范,而图书馆的专业存书有限,远远满足不了学生借阅的需要。同时,由于学院的计算机配置有限和经费有限,学生在电算部分往往借助于盗版软件,这使得最终的结果与正版软件计算结果之间存在差异,容易误导学生。
二、独立学院土木工程专业毕业设计改革的迫切性
毕业设计作为学生毕业前的实践预演,其重要性是不言而喻的。对于目前的独立学院而言,其毕业设计教学环节已经到了不改革就没有出路的地步。具体表现在:
1.毕业设计达不到教学大纲要求
由于独立学院师资的特殊性,其毕业设计题目几年都没有实质的变化,并且题目多为虚拟,缺少实际工程的背景支持,能够设计的实际问题基本没有,设计内容的深度和广度上一直没有扩展。同时,琴岛学院的毕业设计一直遵循建筑设计、结构设计、施工组织设计这样一条主线来进行,求大求多求全,而实际进行过程中由于时间所限,绝大多数学生在施工组织设计这一部分都没有认真对待,导致这一部分流于形式化。这样,施工组织设计部分就很难达到大纲的要求,同时还影响了其他环节的质量。
2.抄袭现象严重
毕业设计大多是在大学的最后一个学期,与学生就业的时间重合。现阶段我国大学毕业生的就业压力普遍较大,尤其对于独立学院的学生来讲,社会及单位的认可程度尚不高,就业压力尤其大,这就导致了部分毕业生分身乏术,把本该用在毕业设计上的时间用来找工作,对毕业设计敷衍应对。同时,陈旧的毕业设计题目与类型也给了学生可乘之机,部分学生从网上下载或从往届学生那里拷来就交给老师,有学术剽窃之嫌。针对以上两个方面,独立学院土木工程专业的毕业设计教学环节的改革已经迫在眉睫,不能单纯为了毕业而设计。如果不改革,势必影响培养目标的实现,影响毕业生的质量,影响专业及学校声誉,严重的可能会影响专业生存。
三、适合琴岛学院的土木工程专业毕业设计教学实践探索
基于上述毕业设计中出现的问题和改革的必要性论述,笔者在这里给出自己的一些建议,希望对以后的毕业设计有所借鉴,提高毕业设计的教学质量。
1.充分做好师资配备
教师是保证教学质量的首要前提。独立学院应用型人才的培养目标决定了大部分毕业生将会直接进入到生产一线,从事设计、施工、管理、造价等工作。学生专业水平的高低、动手实践能力的强弱跟教师有着直接关系。做好师资配备主要应从两方面入手:其一为指导教师的配备,其二为指导教师专业素养的提高。
(1)指导教师配备。琴岛学院土木工程专业历届的毕业设计工作中,指导教师绝大多数由土木工程系结构教研室的教师担任,极少数有外聘的情况。每位指导教师分配的学生人数较多,达不到良好的指导效果。针对生师比严重超负的现象,建议独立学院在指导教师选用时,可以充分发挥体制灵活的特点,从母体学校或者企业选聘经验丰富的教师、工程师来担任外聘教师,这样一方面减轻了每位教师的工作量,另一方面也能够给毕业设计指导工作带来更先进的理论和方法。
(2)指导教师专业素养的提高。名师出高徒,要让学生有较高水平的毕业设计,指导教师必须既有深厚的理论功底,又有丰富的实践经验,上得了讲台,下得了工地。独立学院的自有教师多为研究生毕业后选聘而来,这些教师很多都是从校门到校门,缺乏实际工程的锻炼。而毕业设计环节恰恰是实践性、综合性最强的环节,因此,提高教师的专业素养,建设一支既懂理论又懂实践的教师队伍,成为了独立学院师资方面急需解决的问题。提高教师的专业素质可以从以下几方面入手:
(1)鼓励专业教师积极参加各类执业资格考试,像注册结构工程师、注册建造师、注册监理工程师等,准备考试的过程也是自我提高的过程,与同行交流的过程中更能学到很多先进的理论和技术;
(2)促进青年教师的顶岗锻炼,在不影响教学工作的前提下,可以分批次有计划地派青年教师到校外企业中参加工程实践,接触实际工程,加深对理论知识的理解与应用;
(3)建设双师型教师队伍,积极引进理论功底扎实、实践经验丰富的高级工程师来改善教师队伍结构;
(4)督促青年教师积极了解本学科最新发展动态,不断更新知识结构,注意现行规范规程的更新与修订。通过充分的师资准备,教师在指导毕业设计的过程中才能够授人以渔,而不是授人以鱼。这样培养出来的学生,也才能在发现问题、解决问题方面有更出色的能力表现,也才会受到用人单位的好评。
2.优化课程体系,做好知识贮备
独立学院的课程体系大多是依照母体学校设置的,理论必修课安排较多,实践课所占的比例偏少,而实践课中相当一部分跟毕业设计的时间相差较远。虽然在培养方案中有很多课程设计、实习、实验等诸多实践教学环节的锻炼,学生在学习过程中多数是点状记忆,而不能将这些知识有机地串联在一起,形成对土木工程较为完整的概念。因此,在平时的教学过程中,教师应该注意在课程讲授的基础上,逐步培养学生的结构观念,培养他们查阅资料的能力、分析解决问题的能力、计算机应用的能力;在课程设计安排上,建议将课程设计与毕业设计结合起来,制定培养方案的过程中将各门课程设计的时间尽量相对连续,课程设计任务书尽量兼顾毕业设计,使学生通过相对连续的课程设计形成连贯的课程体系,而不是仅仅完成老师布置的任务。
3.科学选题,类型多样
题目是毕业设计的关键,是完成毕业设计的第一步。毕业设计的选题既要满足教学的要求,也要贴近实际,同时也要考虑到题目的多样性。要做到科学选题,类型多样,可以从以下几方面着手:
(1)贴合培养目标,反映专业特点。毕业设计的题目应紧扣应用型人才的培养目标,切实能起到综合性训练的作用。
(2)难度相当。针对学生的实际情况,选择难度恰当的题目,既能达到培养目标的要求,又不至于使学生太过紧张或松懈。
(3)贴近工程实际。毕业设计题目应面向工程、将社会需求与毕业设计有机结合起来,在条件允许的情况下,可以采用真题真做的方式,使学生提前接触实际工程,走产学研相结合的道路。
(4)设计题目多样化。土木工程专业的学生就业范围广泛,在进行题目设计的时候应避免单一的结构设计,而应该不拘一格,向多元化的道路发展,在结构形式上创新,在结构体系上创新,在设计内容上创新。
4.加强过程监控,合理评定成绩
毕业设计的过程一般包括准备、正式设计、答辩三个环节。要保证毕业设计的质量,就应该从每个环节入手,加强过程监控。
(1)毕业设计准备环节。在毕业设计开始前,一般都会有毕业实习,其目的是为毕业设计收集资料。实习的过程,是学生感性直观的认识的过程,学生能从识图开始,逐步接触工程的各个施工阶段,对毕业设计和未来的工作有个亲身感受,第一次完成从理论知识到工程实际的飞跃。在该环节,教师应注意定期与学生联系,督促学生积极收集各种资料,为回校的毕业设计打下基础。
1.1设计结构不牢固土木工程结构是决定整个建筑物安全的重要因素,土木工程结构不牢固是我国现阶段设计工作的短缺部分,所谓的结构牢固,就是要保证整个建筑工程出现局部损坏时,不破坏其整体性能,能够在地震、狂风等一些自然灾害或者人为事故中保证结构的冗余度和延性。现代土木设计工作中不能有效的对各种施工要点和结构进行完善,导致施工过程中出现坍塌、损坏等工程事故,造成不可弥补的人员伤亡。
1.2存在安全规范的漏洞我国土木工程设计工作受到工作人员随意性的影响,设计部门的权威性也不高,导致整个设计结果的质量低下,一些建筑工程在较短的时间内出现了墙壁变形、开裂等问题,其主要诱因就是设计工作中的结构规范不符合实际施工要求,存在一定的漏洞。
1.3构造柱和结构柱混淆、承重面积小现代土木工程施工设计工作中,部分工作人员会将构造柱的设计工作与承重柱设计工作互相混淆,从而影响整个土木工程的牢固性,造成严重的工程事故。构造柱在土木施工过程中,通过与梁体的配合,能够有效避免房屋建筑的墙壁出现裂缝,从而来提升整个建筑的实际抗震能力,若设计人员在设计工作中把构造柱误认为承重墙来进行指导施工,就会导致房屋在发生地震等自然灾害时,无法承受过大的强度,因此出现沉降、裂缝等问题。所以,设计人员要在土木工程设计工作中,科学区分承重墙与构造柱的不同。在进行土木工程设计工作时,有的设计人员对于抗震烈度要求较低的建筑设计时,会调小整个承重柱的界面,方便其对受力进行分析,但是当房屋受到外力作用时,会使梁体和柱体出现开裂的质量问题,导致整个房屋的使用寿命大大缩短。
2如何保障土木工程设计工作中的安全性和经济性
2.1提升土木工程设计人员的素质我国现阶段的土木工程设计工作较之以前而言取得了明显的进步,设计人员也有着较为丰富的工作经验,掌握较多先进科学的设计方法。但是,一般设计工作者,设计人员过多的注重施工图纸,很难兼顾到实际施工过程中可能遇到的问题。施工图纸在整个设计工作中都只是一部分参考资料,与实际的施工过程相比较,建设单位要想能够保证整个土木工程的质量和标准达到相关的要求,必须要保证设计人员能够将自己的设计意图表达的完整准确。现阶段的工程管理者专业水平较低,对于土木工程的结构以及设计环节的相关知识较为缺乏,因此,在指导施工时,往往会对图纸产生误解,导致设计工作和施工工作出现误差。所以,土木工程设计人员要不断提升自身的专业素质,通过继续教育以及自学等相关途径,加深对工程设计技术的理解和掌握,从而提升认识水平和业务能力,保证设计工作能够更好地指引施工工程的顺利进行
。2.2保证土木设计工作的安全性要想提高整个土木工程设计工作的安全性,就要先从管理工作入手,首先要选择那些等级高、资历老、具有先进管理水平的设计单位来承担工程设计工作,只有保证设计单位具有先进的设备、高素质的设计人员,才能从根本上提升整个设计工作的水平。还要强化设计人员的理论基础知识,因为,设计人员对设计知识的掌握程度会对整个土木工程项目产生重要的影响,只有保证设计工作人员能够对基本设计方法进行掌握,并且不断更新自己的设计理论,才能保证整个设计工作满足不断提升的施工要求。还要保证设计工作中尽量不产生失误,在进行设计计算时,不出现缺项和漏项的现象,保证设计图纸不出现较大的质量问题。设计人员要对相关数据进行认真检查,并仔细核对,避免出现人为疏忽的问题,只有保证设计图纸能够全面、详细,才能够指导施工人员进行科学施工,不出现任何工程施工事故,工程管理人员要强化对设计环节的监督和管理工作,并且对整个施工过程进行全面管理。设计单位在完成相关工作之后,还要与施工方时刻保持联系,及时解答施工人员对设计图纸提出的种种疑问,一旦发现任何问题,要及时进行审核,修改出现的任何错误,保证施工工作的顺利进行。
2.3保证土木设计工作的经济性土木设计工作的经济性要求有关部门可以通过招标与投标的方式来对不同的设计方案进行分析和比较,在保证工程安全的基础上,选择经济性突出的设计方案,从而来节省工程开支。在进行工程施工设计工作时,还要不断鼓励设计者开拓他们的思路,采用灵活的设计理念来进行工程设计,可以通过标准图来降低整个设计工作量,加快设计工作的进度,但是,这样的设计方法会加大整个工程施工成本。因此,设计人员要在日程设计工作时,保证整个工程安全的同时兼顾设计工作的经济性,对于能够压缩工程成本的细节进行反复核算,从而保证设计工作能够兼顾安全性和经济性,节省一切不必要的工程开支。设计人员还要控制多参数的设计工作,例如在土木工程混凝土钢筋结构的设计工作中设计的安全因素和成本较多,相同的荷载往往会出现不同的设计结果,各个部门只有在互相沟通与合作的基础之上,通过相关数据和资料才能提升整个设计工作的经济性。
对于施工技术的要求,总会因一个工程的项目,工程选用地的地质条件、施工的材料性能、建筑需要的荷载条件、施工现场必要的设备环境、各个资源供求情况和当地气候条件等而受到限制,这在传统的施工过程中是不得不要求考虑周到的。因此,要想发展新型的施工技术,实现创新,首先须从打开这些限制开始,克服限制条件,从而实现技术的优化。现代这个时代,五花八门的新材料、新结构越来越多,由于更多具有规模,而且技术复杂的土木工程结构要求,施工技术也随着潮流在更新进步。以下是发展新型施工技术的简单举例。深基坑施工技术的开发和展望:目前设计者已经设计出一种适用于深基坑支护设计的软件设备,但因其费用较高,需要资金和技术要求特别高,使其普及受到限制。但是深基坑施工技术的开发是为了保证土木工程地下结构的安全,和保障基坑周围地理环境不受影响,而需要提倡的一种对周边环境的加固、支档的新措施。因此,对于发展受限的问题,就需要发动国家和政府的力量,帮助解决深基坑设计的限制发展问题,更好的为工程质量的提升打好基础。钻孔灌注桩基础施工技术的介绍:由于我国现状,高层建筑崛起。钻孔灌注桩基础技术的发展,正是为这些高层建筑的安全的起到了保障的作用。该技术对于施工材料质量和施工操作规范性要求非常之高,使得桩基础施工发展受到阻碍。因此,为了安全起见,该技术问题的解决迫在眉睫。预应力技术的创新:体外预应力是指预应力筋设置在混凝土截面之外的预应力,跟设置在截面内部的预应力筋,完成无粘结或者是有粘结的预应力相对应。目前,在我国建筑混凝土桥梁和大跨度建筑工程以及特殊结构中都会用到。主要形成的两种体系:一是有粘结体外预应力体系;二是无粘结体外预应力体系,这两个体系都各具优点。作为后张预应力体系的一个主要的分支,体外预应力与传统预应力体系比较来看,它的优势得到了认可,是预应力施工技术的进步和骄傲,且对工程经济效益有积极影响。
1.2如何提高结构设计中的经济性能
首先是对设计方案进行综合性评佑,目的是为了更大地降低成本需要。第二,要求设计者设计思路灵活,应充分发挥设计人员的设计能力,以降低工程结构造价和保障安全性能为主,进行合理设计。第三,在施工过程中,努力搞好各个相关部门的合作关系,要求设计人员在设计时,尽力与多个相关部门进行沟通和合作,这样不仅可以获取较为全面的资料和数据,还可以更大程度的提高设计的经济性。
1.3如何提高结构设计中的安全性能
第一,保证结构设计的安全性:在建筑施工的过程中,为了有效的提升土木工程结构设计的质量,对在建筑的整体安全性起到了保障性的作用的前提下。在选取工程设计单位方面,偏向于选择实力较强的、质量有保障的、在管理方面较为先进的单位,因为这些设计单位一般都具备较为丰富设计经验,和先进的设计设备,具有先进的管理手段以及专业素质较高的相关人员,这样对建筑结构设计安全性就具备了基础准备。完善和加强建筑和设计的理论。在结构设计中,要想完善和加强设计理论,首先需要对某些概念性的结构设计有一个较为深刻的理解,同时还需要有一个较为清晰明了的设计思路。因当前的概念结构设计方面已经成为保障建筑结构性安全的重点设计思想,所以,设计理论的完善刻不容缓[3]。对要重视对建筑文件的说明。为了保证土木工程施工结构的安全性能,并且确保和预期的安全方向一致性。设计人员需要对说明书的内容编制进行重视。首先做到简洁明了,太过复杂的话,会使专业素质存在差异的工作人员不能理解说明书中所体现的重点;其次在一些较为复杂的工程设计中,必须注重说明书的文件说明编制,以保证施工的正常进行和安全性能。
虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展,建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升,但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决,只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性,保证建筑工程质量。下面就结合工作实际中遇到的一些问题做如下探讨。
一、 地基承载力深度修正的问题
设计不超过 20 层的高层、多层建筑时,我们经常直接选择桩基的基础形式,其实在非软弱土地区,应首先探讨采用天然地基的可行性,以利于降低基础造价,合理地确定地基承载力值就显得尤其重要,《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定:地基承载力特征值应按下式进行修正:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5),而在地基承载力值的组成中,深度修正部分占有较大的比重。这对于主裙楼一体结构,在进行主楼地基承载力计算时,因裙楼基础的有利及不利影响,如何合理地确定用于深度修正的深度值 d 尤为重要。规范在 5.2.4 条条文说明中这样规定“对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度的两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。”这就要求设计人员在进行具体工程设计时,应根据此条的要求,结合工程实际情况合理地确定承载力深度修正所采用的埋深
值 d,但设计人员对此认识却并不一致,经常有困扰。最常见的是高层主楼带地下车库这种类型.
(1)当高层主楼采用筏板或箱型基础时,在主楼纵、横两个方向上,若 B1、B2 均大于 2B0,才能考虑裙楼荷载对地基土产生的超载作用,将超载折算成土体厚度 d2,(两侧超载不同时,取小值),此时 d=d0+d2,若 b1、b2 中有一值大于 2B0,而另一值小于 2B0 时,或均小于 2B0 时,裙楼荷载作为超载折算为土体厚度 d2,当 d=d0+d2≥d1 时,取 d=d1,当 d=d0+d2
(2)当主楼采用柱下独立基础加防水板的形式时,则靠近地下室一侧的基础可考虑土的超载作用,d 的取值同 1,但主楼内的其他基础的埋深 d=d0。合理确定用于深度修正的基础埋深值 d,从而确定主体结构的地基承载力值 fa,这样才能使结构的基础设计达到合理经济,最优化。
二、 主次梁节点设计问题
我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况,时常会发现框架主梁扭矩很大,抗扭承载力不足,有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接,释放扭矩,但这样处理是否合理,与实际的受力情况是否一致呢?个人以为:作为梁端铰接,就是要保证梁端有一定的转动能力;固接,就是要限制梁端的转动能力;而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接,梁端铰接不能随意地人为设置。
设置铰接梁,是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝,但是不会破坏,就是说形成朔性铰之后,此梁由超静定变成静定结构,结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大,才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大,支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接,即使为铰接,《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定,要求上部配置构造钢筋,且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的 1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了,这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理,首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋,加宽框架梁解决受扭不满足,如果条件所限不能加宽,那才可以看能不能铰接次梁了,但这里的铰是指的假想铰,而是要保证支座负筋首先屈服,造成内力的卸载和重分布,分布后达到和铰接类似的受力情况,此时的铰接就得要从构造措施上进行保证,现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(11G101-1)第 86 页针对非框架梁(即次梁)的配筋构造做出了明确的示意。
结构设计最重要的原则是:结构设计建模要立足于结构自身,主要力学模型要与实际构件接近,以保证计算结果能够真实反映结构状况,这样才能保证结构的安全。
三、 地下室嵌固端的选择问题
在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否作为上部结构的嵌固是很重要的。这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑,对结构设计造成难点。嵌固的概念,这里所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固―― 完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。而强度嵌固―― 柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法:(1)增大梁的抗弯能力;(2) 增大地下室柱顶的抗弯能力;(3)满足规范的各项要求。嵌固端所在层楼板要求连续,这样才能保证水平地震力的传递。实际工程中常遇到地下室顶板开洞,甚至是大面积的开洞,此时必须要与建筑专业配合,避免将洞口设在主楼周边,开洞面积不宜大于嵌固端层楼板面积的 30%,同时将洞口周边楼板加厚,以满足刚性楼板的要求。工程中还会碰到当地下室顶板的标高不一致的情况,以下沉式广场为代表,如果地下室顶板与地上一层高差小于层高的 1/3,则只要地上一层的侧向刚度能满
足规范要求,则地下室顶板可作为嵌固端,即使高差稍稍超过 1/3 层高,也可将主楼周边一跨的楼板适当抬高以满足高差,不过需进行加强处理:有错层部位加大梁的刚度,在错层处楼板加腋,以保证水平剪力的传递路径。
四、 结语
建筑结构设计是建筑工程的开端,其需要设计师具有扎实理论功底和创新思维,以及严谨的设计工作态度。对于结构设计中出现的问题,设计师要积极采取相应的措施进行解决,保证建筑结构设计的合理性和科学性,以此来保证建筑结构的稳定性和建筑工程质量,推动建筑行业的不断向前发展。
参考文献:
[1]温启平,殷欣.基于防震考虑的高层建筑结构设计要点探析[J].建筑知识(学术刊),2013(02).
[2]吴毅宽.建筑结构设计基本原则及合理设计方案分析[J].建材与装饰(上旬刊),2013(01).
关键词:
高校;土木工程专业;实践教学;路径
高校土木工程专业涉及到土木工程的设计、土木工程概预算、土木工程材料、土木工程结构、土木工程施工组织等多个方面的内容,这些内容具有较强的实践性,需要通过各类试验及实践学习,以更好地架构土木工程专业知识结构。在高校教育改革的推动下,立足土木工程专业自身特点,探究实施高校土木工程专业实践教学模式更显重要。
一、开展高校土木工程专业实践教学的必要性
高校土木工程专业在人才培养目标上侧重于培养实践应用技能及创新能力较强的土木工程专业人才,在开展高校土木工程专业教学时,学生的实践应用能力需要经由实践教学及上岗实习等途径得以实现[1]。因此,从高校土木工程专业属性上看,要做到理论知识与实践应用的融会贯通,需要高校土木工程专业实践教学的及时跟进。而从高校土木工程专业教学现状上分析,较常采用的以班级教学为主、以多媒体教学手段为支撑、以理论教学、定期实习及留置作业为主要内容的教学模式暴露出一定的缺陷和问题,如设计作业及学科论文创新性不强、实验课程设置较少、实习岗位不够充足、实习效果不佳等,要解决这些缺陷和不足,客观上也需要科学完善的高校土木工程专业实践教学模式做保障。
二、高校土木工程专业实践教学中凸显的问题分析
首先,高校基于土木工程专业实践教学仍存在重理论轻实践的思想。一方面,高校在土木工程专业课程设置上,理论教学与实践教学的比重分配不够合理,另一方面,高校在土木工程专业实践教学软硬件设施上的投入相对有限,制约影响了土木工程专业实践教学的效果。其次,高校土木工程专业教学中用于学生提高实践技能和水平的实验室及实习基地较为匮乏,且稳定性不强。高校土木工程专业实践教学实验室及实习基地在数量上难以全面满足学生实践操作的需求,在使用时间及周期上也比较短暂,这就给高校土木工程专业实践教学的有效推进构成了阻碍[2]。第三,高校土木工程专业实践教学在设置课程及后续考核环节也欠缺合理。一是高校土木工程专业实践教学的课时较少,实践教学与岗位实习存在一定程度的重叠;二是高校土木工程实践教学考核中,对学生的毕业设计要求过于单一,导致毕业设计论文及作品雷同度高,形式化严重。
三、构建高校土木工程专业实践教学模式的路径探究
(一)重视土木工程专业实践教学,推行土木工程专业“双证融通”制度
高校在开展土木工程专业教学时,首先要强化对专业实践教学的重视程度,一方面要在课程设置中合理分配理论知识课程、实践操作课程及毕业设计课程的比重,让学生能够在理论与实践相结合中,对所学的诸如土木工程结构设计、土木工程材料选择、土木工程施工组织等内容加以实践验证,为后续的毕业设计做好铺垫;另一方面要投入充足的资金用于土木工程专业实验室及实习基地的建设,提高专业实践教学的硬件配置水平。在高校土木工程专业实践教学模式的构建中,可以借助高职院校改革成果,推行土木工程专业的“双证融通”制度,鼓励学生考取注册结构师、注册岩土师、注册建造师、注册工程师等证书,通过实施双证融通制度,提高学生参与实践教学的积极性。
(二)完善高校土木工程专业实践教学的方式方法
在高校土木工程专业实践教学中,应注重教学方式方法的完善和改进,着重做好以下两点:
1.借助实验课及分组讨论,提高土木工程专业理论课程的“实践性”。在土木工程专业理论课程教学中,在传授完基本理论知识后,可以将学生进行分组,让其自主选择实验内容,通过资料查阅及多媒体技术的应用,营造师生交流讨论的氛围,使学生更好地掌握相关理论知识和原理,为实践教学的实施打下基础。
2.在土木工程专业实践教学中,高校在实施校企合作及上岗实训等教学内容时,应集中让学生进入实训及实习现场,并做好实践教学的指导。在实训操作及岗位实习结束后,由学生出具实习报告,并由学校及实习企业共同加以鉴定评价。为提高高校土木工程专业实践教学及实习的效果,可以探索实施土木工程专业实践教学与项目建设相结合的模式,让学生在真正参与土木工程项目建设的过程中,对土木工程理论知识、现场操作能力、交流合作能力等加以全面培养[3]。
(三)依托信息技术,打造高校土木工程专业实践教学与评价的网络化平台
高校土木工程专业实践教学模式在构建过程中,应充分依托信息技术,在专业实践教学过程中打造网络化操作平台,从而形成高校土木工程专业实践教学的线上及线下双线并行的教学模式。通过土木工程专业实践教学网络化平台,一方面可能调动学生参与实践操作及实训学习的积极性,做好与土木工程企业的信息交流反馈,另一方面可以为学生在实操、实训及实习后的成果交流及作品共享创造条件,也便于通过网络化平台,让教师及企业对学生的实践成果、毕业论文、设计作品进行双向评价。
四、结语
高校土木工程专业实践教学模式应重点突出土木工程专业的实践性,在土木工程专业理论知识教学及实践操作、实训演练及上岗实习等多个环节做好实践教学的软件及硬件建设,并同步开展土木工程专业双证融通及土木工程专业实践网络化平台搭建,以为土木工程行业培养出理论与实践技能双优的专业人才。
作者:梁文静 单位:黔西南民族职业技术学院
参考文献:
基金项目:江西科技学院校级教改课题“基于CIDO模式下《土木工程材料》课程教学改革研究”(编号:JY1504)。
1 前言
毕业论文是土木工程专业学生大学本科教育过程的最后一个环节,是对大学四年所学专业课程的全面总结,也是对之前各个教学的继续深化与拓宽[1]。毕业论文的完成情况不仅能反映出每个学生专业知识的掌握情况、科研思维的方法、写作水平的高下,也能折射出学校教育教学的质量和水平[2]。但是,在目前高校的教学实践中,大量的毕业设计出现雷同情况,学生的能力培养欠缺,出现大批毕业生面临就业压力,而设计、施工单位却寻觅不到合适人才的状况。
针对此种情况,本文从土木工程专业本科毕业论文存在问题及如何提高土木工程专业本科毕业论文质量两方面加以分析,为进一步提高《毕业论文指导》课程教学质量提供参考。
2 土木工程专业毕业设计存在问题
2.1 选题单一或脱离实际
题目决定毕业设计的内容,课程概念多、实践性强。但土木工程学院学生毕业论文题目大多集中在钢筋混凝土框架结构,预应力简支T梁上部结构设计,或者辅以施工组织设计,沉降观测等。而钢筋混凝土框架结构又以3-4层多层框架结构为主。主要是因为毕业设计要求本科生结合4年所学专业知识,所以基本以手算为主。而结构又必须考虑地震荷载作用下的内力计算,只有底部剪力法可通过手算完成。反应谱振型分解法及时程分析法均需靠电脑才能完成。只有框架结构属于剪切变形为主,符合底部剪力法的适用条件。所以这也就是毕业设计以框架结构设计为主的原因。
2.2 大多数学生专业知识没学好,毕业设计难于入手
学生基本都是根据教师提供的任务书进行结构设计并绘制施工图。但很多学生建筑图纸部分就耗费大量时间。后面的结构布置已经丧失信心,能简便则简便。
至于结构设计中的重难点,学生往往更难把握。楼板设计及次梁设计属毕业设计的次要内容。水平荷载及竖向荷载作用下内力计算是毕业设计的重点。很多学生往往对力学基础课程掌握不扎实,对于弯矩二次分配法的应用更是无从下手。
同时,荷载效应组合及梁柱截面设计通常是毕业设计的难点。如果学生能坚持手算到最后,那么内力组合也就会通过请教与自学来完成此次毕业设计任务。
2.3 施工图纸不符合现行规范标准
很多学生在进行冗长的手算完成后,往往还是对自己所做的论文题目缺乏清晰的思路。所以图纸也只是仿造同学的图纸,修改开间进深的尺寸及配筋。其中有很多不合规范之处。而毕业设计质量的关键就在于图纸的质量。
2.4 指导教师水平有待提高
指导教师的专业知识水平、论文指导能力直接影响本科毕业论文工作,从指导选题、写作到答辩,指导教师的作用至关重要。选题是毕业设计的源头,毕业论文水平的高低直接取决于选题方向。但现在许多指导教师给的选题方向偏大、任务过重,还存在偏难,或者与专业不对口的问题,超出本科生毕业设计能力水平。加之指导教师本身教学与科研任务繁重,无法分担太多精力指导学生,学生自己在摸索过程中容易犯错,致使学生在毕业设计写作过程中与指导教师沟通不畅或者教师指导不力的情况发生。
3 土木工程专业毕业设计改革建议
3.1 选题多元化。
根据指导老师的课题研究方向或是工程实际项目,或者参考学生毕业实习岗位,制定与之相适应的毕业设计题目,尽可能真题真做。同时题目难易程度也应适中,能够体现目前研究发展的主要方向及前沿问题,能够对学生知识面有所扩充。
3.2 严格要求学生并认真指导
毕业答辩前对学生进行预答辩,或者阶段性审查。及时发现学生毕业设计中的问题并督促其整改。对检查不过关或是预答辩不过关的学生,推迟其答辩时间或是取消答辩资格,整体学风起到杀一儆百的作用。
同时,指导老师也应加强督促,并定期追踪指导学生毕业设计进展情况。如果所带学生数较多,还应集中指导所有学生,并合理规划各学生进度。对设计能力较强的同学,可要求更严格后期准备推优。对进度较慢的同学加强检查力度,加大检查频率。主要教会学生理清设计思路,运用正确的设计理论及设计方法,教会学生学会参考规范及查阅相关资料能力。
3.3 参考国家标准规范制图
国家分别制定了《建筑设计制图标准》及《结构设计制图标准》,很多按自己制图习惯绘图的习惯应督促其整改。甚至有些同学动手能力较弱,对计算机的操作能力尚欠缺。教师不可能手把手进行指导,应充分发挥组员团队合作能力,采取帮扶政策,引导动手能力较强的同学帮助动手能力较弱的同学。
4 结论
目前,大学毕业生流行“毕业就失业”,主要是学生在大学四年没有学会解决实际问题的能力及创新能力。很多学生大学四年混混沌沌、迷迷茫茫中度过,平时课堂也难以集中注意力。教师应及时发现学生优势,并鼓励学生深层探究,大力培养学生创新能力,解决实际问题能力及合作交流能力。这样学生才能在毕业前的3年里学有所获,不至于毕业设计无从下手。
本文主要从3方面阐述了目前土木工程本科毕业设计所存在的问题,并提出了相应的整改建议。毕业设计是体现学生综合能力的最后环节,也 学校本科评估的主要支撑材料,学校及学生均应引起重视,并提高毕业设计完成质量。
参考文献
[1] 刘丽萍.土木工程专业毕业设计实践探索[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2015(3).
[2] 陈兰.土木工程专业毕业设计若干问题剖析[J].东南大学学报,2012(14):24-27.
[3] 周红星,李兵,赵瑞芬.应用型本科院校提高学生毕业论文质量的探索[J].教育与职业,2012,(12):177~178.
[4] 刘正远,段玉玺.本科毕业论文选题质量的探索与实践[J].辽宁科技学院学报,2009,(03).
[5]季民,马德刚.建立毕业设计管理体系提高毕业设计质量[J].中国大学教学,2007(05).
复合型课程的支撑体系
为了顺利实现课程体系改革的目标,构建自内向外的复合型课程支撑体系,内部为课程设置、教学方法和考核方式,外部为导师队伍建设和产学研结合,如图3所示。
(一)课程设置
一要加强实践课程,包括实验、设计、模拟、实习等,处理好理论课程与实践课程的比例关系,提高建筑与土木工程领域工程硕士研究生分析和解决工程实际问题的能力;二要加强交叉课程建设,合理调整技术、管理、经济、法规课程的比例,使工程硕士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概览建筑与土木工程各学科相互间交叉、渗透和融合的特征,拓展专业并形成较高的视野;三要加强人文课程,通过专题课或者学术讲座的形式,丰富研究生的人文科学素养。
(二)教学方法
教学内容首先要更加重视其宽广性、应用性和实践性,培养工程硕士研究生的应用能力和实践能力[4];其次要反映建筑与土木工程领域最前沿的知识,使研究生熟悉研究方向的新动向,增强科研兴趣;同时要做到与后续课程和论文研究的有效衔接,减少研究生课程学习的盲目性。教学形式要以研究型形式为主,如讨论式教学、参与导师课题等,实现研究生从被动接受到主动钻研的有效转变,教师起到启发引导的作用。教学方法还要灵活多样,如模拟软件、实地调研等,优化教学过程并提高教学质量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改变本科阶段一贯的终结性考核制度,将课程互动评价、阶段成果和终结性考试三部分作为每门课程的成绩。在论文或设计研究阶段,要加强论文开题、阶段报告、中期报告和论文答辩的过程考查,提高专业学位的授予水平,改变目前中国“严进宽出”培养模式的不利局面;其次,要将理论课程与实践活动结合,评价学生理论知识掌握情况和与之对应的实验或实践活动完成情况,形成多元化综合评价体系,促进评价结果的客观性和公正性。
(四)导师队伍建设
导师是研究生学习和生活的指导者,导师的责任感、知识结构和学术水平是保证研究生质量的关键因素。因此,要建立公平的竞争机制对导师严格遴选,从源头上提高导师队伍水平;要鼓励导师定期深入企业了解生产实际需要,与企业合作开展科学研究工作,推动科研成果的转化。这样一方面促进导师知识结构的不断更新和学术水平的持续提升,另一方面也提高了导师对专业学位研究生有针对性的指导能力。
(五)产学研结合
学校一方面吸纳社会上具有一定学术造诣的同行专家加入导师队伍,不仅满足工程硕士研究生规模扩大的需求,而且将行业课题带进学校;另一方面通过加强与建设领域内的投资建设、项目管理、工程设计、施工总承包、工程咨询等单位的联系,使建筑与土木工程领域工程硕士研究生达到其课程学习内容适应企业和社会需求,论文或设计选题来源于工程实践的目的。
课程改革的评价体系
根据复合型课程的目标体系和支撑体系的内容,建立相应的评价体系。结合层次分析法对评价系统进行分析,计算各指标权重,进行方案层的优先排序。评价指标体系如表1所示。笔者设计调查问卷,由国内相关高校建筑与土木工程领域的专家对各指标权重评判,结果如表2所示。表2数据显示,建筑与土木工程全日制工程硕士课程评价体系的一级指标中,相对重要程度依次为:课程设置、导师队伍建设、产学研结合、教学方法和考核方式。二级指标中,课堂授课、实验、设计和实践课程的合理安排、学生参与行业单位的项目实践和导师的学术水平是最重要的三项内容,也是建筑与土木工程全日制工程硕士研究生课程体系改革的首要任务。
课程改革的建议
(一)优化课程设置
优化课程设置是基础,关键要合理安排课堂授课、实验、设计和实践课程比例,形成以实验、设计和实践课程为主,理论授课为辅的课程结构。通过适当减少人文课程学分和课时数、增加学科基础课和专业方向课的实验和设计环节,以学科基础课和专业方向课将实验和设计为课程主线,增加实践课程的时间安排等优化课程设置。这样的课程结构更有利于工程硕士研究生主动吸收知识和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解决实际问题的能力。
(二)加强导师队伍建设
作者简介:戴素娟(1963-),女,江苏南通人,山东科技大学土木建筑学院,教授;王崇革(1970-),男,山东泰安人,山东科技大学土木建筑学院,教授。(山东 青岛 266590)
基金项目:本文系2012年山东省省级教改项目“基于CDIO的土木工程专业毕业设计探索和研究”(项目编号:2012241)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)31-0173-01
高等学校毕业设计(论文)是大学生学习阶段的最后一个环节,这一过程既是对学生三年多学习成果、创新能力的检验,也是对教师教学质量全面、综合的检查。毕业设计(论文)质量的提高,直接关系到我国高等教育的健康发展。近年来,由于高等教育由精英化向大众化转变,高校扩大了招生规模,导致教师指导的本科生毕业设计人数增多,相对而言,指导教师在每个学生身上投入的精力相对减少。同时,学生在毕业设计(论文)期间还要找工作和备考研究生等,毕业设计(论文)质量普遍下滑。因此,如何提高大学生毕业设计(论文)质量,是当前提高我国高等教育质量面临的一个刻不容缓的问题。[1]
土木工程专业实践性较强,其毕业设计既不同于理论教学,也不同于设计部门的工程设计,[2]本文结合山东科技大学土木工程专业(建筑工程方向)的教学实践提出了相应的实施方案和措施。
一、导师制的可行性
我国研究生教育中普遍推行导师制,导师制可以更好地贯彻全员育人、全过程育人、全方位育人的现代教育理念,更好地适应素质教育的要求和人才培养目标的转变。这种制度要求在教师和学生之间建立一种“导学”关系,针对学生的个性差异,因材施教,指导学生的思想、学习与生活。[3]
在土木工程专业毕业设计中,要求学生综合运用所学的材料、力学、结构等基本理论、基本知识、基本技能去分析和解决实际的工程问题。这一过程与研究生阶段学习十分相似,在教师的指导下,从选课题、查资料、做设计到处理数据,都要求学生具有一定的主观能动性。这种相似性说明,将研究生教育阶段普遍运用的导师制引入到具有相似特点的土木工程专业本科生毕业设计中是合理可行的。
在土木工程专业毕业设计过程中实施导师制,一名教师辅导固定的几个学生,可以避免出现班建制中教师精力有限,对学生辅导广而不精的现象。
二、导师制在毕业设计中的优越性
1.有利于系统训练,提高土木工程专业毕业设计质量
导师制使学生提前介入毕业设计课题,有充分的时间调研和思考,毕业设计时间相对延长,从而使学生早着手、早准备。土木工程专业学生在学习和实习过程中,因为有毕业设计这一目标,会有意识地加强对知识的积累,提高了学生的学习效率。
2.有利于实践教学环节作用的充分发挥
根据教学安排,土木工程专业从大三暑假开始有较多的实践环节,包括生产实习和毕业实习等。将这两次实习和毕业设计有机的结合起来,在导师或带队教师的具体指导下,学生有重点的进行分析和思考,并把实习阶段获得的知识直接运用到毕业设计中,既可以避免以往学生在实习期间无目的、走过场的情况,又可以拉近学生与工程实际的距离,减少学生在毕业设计时,尤其是建筑设计部分异想天开的做法。
3.有利于拉近师生关系
大学的课程安排决定了师生之间很少有机会近距离的交流接触。实施导师制,不论是实习期间还是毕业设计期间,导师与学生都是面对面的交流。由于一名教师只负责指导几名学生,教师对学生的设计思想和薄弱之处都有比较清晰的把握,在给学生提出修改意见后,下次指导时能更有针对性地审查。在不断的接触中,导师的人格、品德、治学态度和良好的人际沟通能力潜移默化的影响着学生成长,成为学生的榜样。
4.有利于学生开阔眼界
山东科技大学土木建筑学院土木工程系大部分指导教师不仅承担本科教学任务,还作为研究生导师指导研究生学习。实施导师制,在导师给研究生上课或布置任务时,许多本科学生主动来听讲,有利于学生提前了解研究生学习、生活,并参与到研究生团队的科研活动中去,积累实践经验,在实践活动中学会创造性的思维方法,开阔了思路,培养了创新精神。
5.有利于拓宽学生就业渠道
实施导师制,导师可以利用自己的人脉关系介绍学生去单位实习;导师可通过加强毕业设计的组织与管理,追踪用人单位的实际需要来确定毕业设计课题,使毕业实习和设计的过程成为学生与用人单位相互选择的过程。这样对于学生来讲,解决了实习机会难找的困境,增加了可靠的就业机会;对于用人单位来说,可从学生的实习与设计中了解学生的工作态度,避免招聘过程中的盲目性。另外,可促使学生认真对待毕业设计,从而提高了人才培养质量。
三、实施方案和措施
1.确定合适的实施导师制的时间
在土木工程专业(建筑工程方向)本科生大三学期末开始实施导师制,因学生在本科教育的前三年,以积累基础知识为主,过早实施导师制对提高学生的专业素养实际作用有限;选在大三期末,学生的生产实习、毕业实习和毕业设计可以形成一个体系,有利于实践教学环节的衔接和统一。
2.按学生的不同层次划分毕业设计小组
将土木工程专业(建筑工程方向)的学生按专业课成绩划分层次,然后由每个层次中的学生共同组成一个小组,这样可实现学生在毕业设计学习过程中互帮互助、共同提高。
3.探讨导师制的毕业设计模式
从本科生三年级末开始实行本科生导师制,指导教师要根据具体情况指导学生的学习计划(生产实习、毕业实习、毕业设计等),四年级时为小组的每个学生选择合适的毕业设计题目、指导并保证毕业设计质量。通过这种方式可以锻炼学生的自主学习能力及与人沟通的能力。一般由老教师牵头2~3名教学年限不同的教师组成导师组共同指导一个大组学生的毕业设计。在学生毕业设计的这段时间,导师往往还要承担其他教学任务,不可能及时为学生解疑答问,因此可以尝试某个阶段以一个教师为主,多个其他教师同时兼职指导的模式,使学生知识结构得以向多方面交叉渗透。采用这种方式,导师之间可以彼此协调,既能保证及时解答学生毕业设计中遇到的各种问题,又不会耽误导师的其他教学活动,还能实现年轻教师与老教师的优势互补。
4.探讨团队协作的毕业设计模式
几个毕业设计小组在毕业设计过程中采用讨论式教学,定期交流在毕业设计中出现的问题,形成研讨氛围,通过这种模式可以促使小组成员间互相学习、补充、启发,培养学生的动手能力,训练学生的协作交流能力、思维能力和创新意识,发挥学生的主动学习能力和创新性;使学生最大化地参与到整个学习进程中,同时指导教师可以对各个学习环节进行观察、调控和指导,以保证毕业设计的质量。
5.采取毕业设计中期答辩提高学生的自觉性
土木工程专业(建筑工程方向)学生期中检查答辩时,由不同组的导师共同参与,这样既模拟了毕业答辩的场景,又丰富了教师检查学生设计成果的视角,有效地提高了毕业设计的质量。
四、结论
毕业设计在本科教学环节中占有重要位置。近两年,山东科技大学在土木工程专业(建筑工程方向)学生中从三年级期末开始实施导师制,这对提高山东科技大学土木工程专业(建筑工程方向)学生的毕业设计质量起到了积极作用。相信通过不断的实践和探索,导师制这一措施将进一步完善,从而为提高土木工程专业学生的工程能力和专业技能提供有力保证。
参考文献: