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攀枝花学院IE专业设在机械工程学院,从05年开始招生,以机械制造为工程背景,人才培养方案已逐步完善并形成了教学体系,用人单位对毕业学生也较满意。但在人才培养过程中也出现了如下问题:1.IE专业教师基本都是从高校毕业又来到高校,缺乏工程实践的经历,导致讲授内容理论较多,而结合实践的较少。2.实验室和实习基地虽有,但面较窄。3.教材的更新不能满足社会对人才需求的需要。4.教学方法和教学手段以及现代教学资源和教学平台跟不上IT技术的飞速发展。
二、建设措施
(一)课程体系建设建立工业工程专业新型应用型创新人才培养的课程体系。改革以往IE教学中重理论教学轻实践能力培养、先理论后实践教学顺序的课程设置体系局面。IE培养方案的修订须以社会对该专业的需求为导向,通过对企业进行实地调研,充分了解企业对学生在校应学知识的要求,以及应具备的能力的要求等,把这些需求做统计分析,在培养计划的设计以及教学过程中充分考虑这些因素,且由企业与学院共同制订。针对专业培养目标,统筹理论教学与实践教学体系;建立“模块化”课程体系;使人才培养方案和课程体系与生产实际和社会需求紧密结合。在参考国内外多个高校IE课程设置的基础上,并结合学校具体情况,攀枝花学院IE课程设置包含如下几个模块:公共基础模块:政治、英语、数学、物理、计算机类、体育等课程。专业基础模块:机械专业基础课程、应用统计学、运筹学、系统工程导论、管理学、工业工程学、企业财务管理、市场营销学等课程。专业课程模块(含必修和选修):项目管理、生产计划与控制、质量管理、物流与设施规划、ERP原理与应用、工程经济学、人因工程学、先进制造技术、供应链管理、人力资源管理等课程。实践教学包括:机械设计基础课程设计、专业课程设计(管理信息系统、基础工业工程、人因、物流设施等)、各种实习等。在构建人才培养方案时,充分考虑工业工程专业的工程实践性,加大实践教学比例,以增强学生的实践动手能力;另外,增加选修课的比例和门类,让学生有选择地修习一些课程,扩大学生专业知识面、满足学生的兴趣爱好,发展他们某一方面的才能。
(二)师资队伍建设建设一支素质优良、专兼结合、梯队式的具有行业特色的双师型结构教师队伍。教师在实践能力上必须朝“双师型”方向发展,在专业跨越上朝“一专多能”方向发展。一方面,加强校企合作,教师到企业顶岗实践,与企业联合技术攻关,帮助企业解决生产实际问题,教师结合企业实际问题,编著教材或案例,使理论与实践,生产、科研与教学得到紧密结合,从而提高教师科研开发能力和实践创新能力,从而更好地指导、培养学生理论联系实际的能力;同时,聘请企业技术人员给学生授课,并指导学生实践教学,技术人员把企业应用的新技术、新生产管理理念等相关知识带到课堂,实现教师和企业技术人员人力资源共享以及双师型教师队伍的建设。另一方面,应加强“一专多能型”教师培养,积极创造条件让骨干教师分批到国内高校或出国学习培训、进修,脱产学习与业余自修相结合等措施,促进他们理论水平的提高。
(三)实验室和实践基地建设IE专业实验体系[3]包含:基础工业工程实验、工效学实验、物流规划与物流控制实验、质量控制实验、供应链与客户关系管理实验、数控加工实验、柔性制造系统实验、生产计划和控制实验等实验单元,它们相互关联,构成一个有机整体。在充分利用校内已有的实习工厂、工程和管理实验室的基础上,建立IE综合实验室,模拟现代制造的全过程,充分体现出IE特点和计算机集成制造的背景。通过大量现代IE工具和平台,以及各种工程实验增强IE专业学生的机械制造工程背景;通过开展综合性、设计性、开放性等实验项目,充分发挥学生的主动性和创新性,做到学以致用,解决生产实际问题。在加强校内实验室建设的同时,根据学生职业能力培养的要求,充分利用社会资源,加强校外实践教学基地建设。近年来,先后选择了一批生产规模适度,技术装备先进,管理科学规范的生产企业与之合作。安排学生到企业进行实习和设计,也就是毕业设计和课程设计以具体企业为研究对象,到企业和IE工程师一起解决企业实际问题,这样能培养学生对实际问题的研究能力,从而促使其毕业设计或课程设计内容的充实。
(四)教学方法和教学手段实施多元教学框架与立体教学模式。教学手段、方法逐步从“一本书,一只笔,一块黑板”原始的教学手段向多媒体教学技术、计算机辅助教学技术、虚拟技术等现代化教学手段的转变,逐步由学校独立培养教育向校企结合,学校、企业、社会同时进行教学教育培养模式转变。在教学方法上,采取“交流—互动式”、“启发—引导式”、“讨论—探究式”、“开放—发散式”等课堂教学模式,避免了传统的“灌输式”、“填鸭式”教学,如《工业工程学》课程,在教学的过程中,列举了许多日常生活中运用工业工程知识的案例;并提出一些生活中(如超市、快餐店、银行等)的案例,让学生做程序分析、作业分析、动作测定、分析等,进而达到了启发教育的目的。在教学组织上,根据教学需要,采取班级式、小组式、独立式等;课堂可以在教室、实验室、工厂及工程现场,从而使得教学具有启发性、实践性和探索性,如《物流与设施规划》课程,在讲“工厂布局设计”这部分内容时,把学生带到工厂现场,以现场出现的问题运用书本理论如何解决相结合讲解,使得学生对新知识更容易理解和接受。教学手段上,采用多媒体、网络课堂教学,一方面提高了课堂信息量,同时在课余时间学生也可上网自主学习,以此应对“科目多、课时少、任务重”的教学局面;同时采用网络课堂教学,把课件、上课视频、思考题等上传到网络课堂,提高了学生学习的主动性。另外,将学科竞赛引入课程教学,通过参加全国IE大赛、全省IE大赛把竞赛的思想和方法融入到IE课程教学中,以此推动IE专业的教学内容、教学方法的改革,促进教师教学水平的提高,并提高学生学习主动性。
(五)建设IE专业教学资源库和教学平台搭建IE专业的知识平台,把IE专业课程建成教学资源库,该资源库主要包括网络教学平台和多媒体视频课件等资源。教学平台以教学资源库为基础,将老师成功的教学经验,教学内容进行提炼,以课程知识体系的形式进行信息动态集成,为学生和设计界同行提供了终生学习和经验交流的场地。
(六)教材建设IE专业培养的是既懂“工程”又懂“管理”的人才,但教材并不是工程类和管理类教材的简单堆砌和组合,目前市面上的教材内容之间交叉重叠较多、融入IE思想的较少。这就要求教师对教材内容进行适当的取舍、重新组织,尽可能的根据学校人才培养的实际情况编写内容具有针对性的自编教材。
三、结束语
1.上好绪论课程,引入团队合作理念
在以往的绪论课程中,只讲授课程的学习内容,学习特点,学习方法等,在团队合作模式学习中,还要向学生介绍团队合作理念,团队的价值,例如:中国有古语“三个臭皮匠顶个诸葛亮”,自然界有“大雁团队”,牧羊犬的作用等等,通过讲寓言故事、职场故事让学生们接受团队的概念,认识团队合作的重要性,使学生能够积极主动的参与到学习中来。
2.组建团队,提出要求
采取组内异质,组间同质的模式组建团队,同时要求学生完成以下任务:选出一名组长、起个鼓舞人心的组名、写出小组的《学习公约》、确定小组学习目标。
3.设置小组竞赛式的课程形式,提升学生学习兴趣
在授课过程中,采用小组竞赛的课程形式,实行积分制,包括加分制度和扣分制度。其中,加分是任何有利于课程学习的行为表现,例如,课题探究式提问,给予小组相应的思考和讨论时间,回答正确的给予加分;小组制作小教具给予加分等。扣分是任何不利于课程学习的行为表现,例如:迟到、缺勤、早退等。核心知识点的讲解通过组织小组之间的辩论或互判作业等形式形成竞争,准备充分的、正确的小组加分,对抗失败的小组不得分。通过此种方式强调学习重点,通过竞争,提高了学生的学习兴趣。
二、团队合作中的几个重点
1.多方位指导团队合作学习过程
通过课上穿插、课后辅导、预留作业(包括预习作业、思考作业、小组作业、个人作业和趣味作业)等形式,使学生在学习本门课程知识的同时,了解团队合作的科学程序、组长与组员的权利与义务、团队内部的沟通与协作以及要达到目标所需要的要素等问题,合理规划团队合作的各种载体是团队合作模式学习成功的重要因素。
2.教学评价
定期地对团队合作小组进行评价,并反省在小组活动中,同时作为课程成绩的一部分。该课程每位同学的平时成绩由以下几部分组成:实验成绩(30%)+平时作业成绩(20%)+小组成绩(30%)+小组组长打分(20%)。
三、课程改革成效
既然工程教育改革是世界性的问题,我们就应该站在战略层面对其进行思考,从国际和国内工程教育改革的发展历史,分析教育与经济产业的强耦合关系,厘清工程教育改革的关键性战略和战略实施框架。
1.工程教育改革的驱动力
从全球产业的发展史上看,产业的转型和升级对工程人才的需求,一直是工程教育改革最为关键的驱动力。从20世纪70年代开始,处在产业链最高端的发达国家就已经开始谋求将劳动密集型和设备密集型产业向发展中国家转移,将知识密集型产业向欠发达国家转移。随着全球产业国际化转移,人力资源市场也成为国际化的统一市场,跨国公司在全球各地的产品研发、市场运作、销售、采购、服务外包等都需要大量的本地化和国际化的工程人才,这也对各国的工程教育改革提出了挑战,同时,也带来了前所未有的机遇,因此,产业转型与升级是工程教育改革的驱动力。
2.工程教育改革过程中存在的问题
首先,在认识上存在误区。对“以就业为导向”办学的目的认识不清,认为它只适合于“职业院校”,这样就导致了某些本科院校脱离了产业需求这个根本性的办学目的。第二,国家政策滞后。产学研合作涉及到经济、法律、劳资、知识产权、税收等各方面的激励机制,如果没有政府的政策制定、关系协调、经费支持,产学研合作就不会走上快速的轨道上来。第三,产学研办学机制需要不断开拓创新。高校不应该坐在家里空喊口号,应该脚踏实地地走出去。最后,教育经费不足有目共睹,这也严重制约着工程教育改革的步伐。
3.工程教育改革过程中存在的“共性”与“特性”
作为专业教育,工程教育的目的就是要培养学生能够胜任毕业以后的工作,成为合格的公民和称职的产业人员。因此,以就业为导向、以产学研合作为办学机制、以“做中学”为教学方法的工程教育模式,是工程教育改革的“本质”和“共性”;与产业分工和人力资源不同层次的人才需求所对应的各种不同的教育内容和教育模式,则是工程教育的“外延”和“特性”。只有认清和明确它们之间的区别和联系,才能为提出和构建本科院校工程教育改革关键性战略提供基础。
4.工程教育改革的关键性战略
通过分析工程教育改革的驱动力和国内高校在工程教育改革实施过程中存在的“共性”问题,借鉴和抽象国内外工程教育改革的最新成果,经过归纳、总结并确定我国工程教育改革的关键性战略。工程教育改革关键性战略的意义:
(1)产学合作的重大战略意义。产学合作是工程教育改革的基础,“卓越工程师培养计划”是教育部开展产学合作中的“最佳实践”典范。该计划是教育部于2010年6月推出的重大教育改革项目中的“最佳实践”典范。“卓越工程师计划”从本质上强调了与工程产业相关联的三大内涵,为更好地设计人才培养方案、课程体系、实践教学、创新创业等方面的战略实施提供了指导。其中,三大内涵包括:强调行业企业应该深度参与到高校的人才培养过程中;强调高校应该参照通用标准和行业标准培养工程人才;强调高校应该强化培养学生的工程能力和创新能力。
(2)“做中学”的重大战略意义。“做中学”是工程教育改革的方法论,“CDIO教学大纲”是“做中学”的抽象表达。CDIO包含三个核心文件:1个愿景、1个大纲和12条标准,其中,“标准”阐明了教育理论与工程实践的关系,起到了系统、全面的实施指引;“愿景”强调了教育应该建立在“构思、设计、实现、运行”工程过程背景环境上;“大纲”细化了工程师必须具备的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和系统视野能力。
(3)教育国际化的重大战略意义。教育即要服务于地方经济发展,也要着眼于全球经济发展。从全球经济产业一体化来看,中国要想真正融入世界,成为世界经济和政治强国,教育国际化必然要成为我国工程教育改革的战略目标,成为我国教育发展的一种全球性趋势,它不仅是一种教育理念,更是一种正在全球范围内被证实是强国富民的最佳教育实践。在本科院校工程教育改革过程中,国际化建设涉及多方面内容,包括培养方案、课程、教材、教学方法、就业取向等。
二、工程教育改革的战略实施框架
“产学合作”“做中学”和“国际化”三个关键性战略是主体,同时,又根据工程教育改革的目标和内涵,柔性地融入了我国教育部2009年发起的“卓越工程师培养计划”和2006年引入的“CDIO工程教育模式”。
(1)产学合作是工程教育改革的基础,“卓越工程师培养计划”是教育部开展产学合作中的“最佳实践”典范。在本科专业建设过程中,我们可以通过企业深度参与,按着国家或行业标准修改人才培养方案、课程体系、设计、实训、实习,改革创新创业教育,开拓校外实训基地,实现真正的校企合作。
(2)“做中学”是工程教育改革的方法论,“CDIO教学大纲”是“做中学”的抽象表达。在专业教学的具体实践过程中,可以通过“工程过程、行业标准、课程群组、情境环境、项目教学、评价标准”等各种工程元素,把教学内容与产业过程紧密地联系起来,即提高了学生们的学习情趣,又增加了知识的实用性。这是目前国内外各类工科院校在专业教育过程中普遍认可的教学方法。
(3)国际化是我国强国富民的高等教育改革必经途径。把“教育国际化”列入我国工程教育改革的战略规划之中,从根本上提升了我国普通本科院校工程教育改革的高度,不仅仅是为了服务于地方经济的发展,更应该从骨子里就有为强国富民、服务世界经济而
水源是节水灌溉工程中首要考虑的问题。对具体工程来讲,水源条件对工程类型选择影响很大,如山区中的一些果树种植区,大部分为微型水源工程,水资源量非常有限,若推广地面灌溉成大水漫灌,水量严重不足,控制面积很小,因此,推广果树喷灌、滴灌、水量出流灌等灌溉技术,尽量投入较大,但效益高,农民积极性高,应用就很成功。
2灌区的经济条件,农民的经济承受能力
按照“谁受益,谁负担”的原则,节水灌溉工程应由政府和农民共同投资,但国家和地方政府的投入是有限的,投资和受益的主体是农民,因此,要通过示范推广,提高农民的认识水平。政府要引导农民推广节水灌溉新技术,在选择工程形式时,要考虑农民的收入水平,投资方面,不能在大面积推广中片面追求投资的工程形式。比如秀屿区丘峻地带,农作物多采用渠道防渗技术结合应用灌或沟灌技术,推广节水灌制度,按照规范要求确定防渗工程和田间工程标准,灌溉水的利用率和水分生产率会有大的提高,投资低,农民容易接受。但农村劳动力,又能使其他行业创造更高的效益。莆田市的节水灌溉工程形式的选择,不应当超越历史发展阶段和当地经济条件,在没有进行技术经济条件论证的情况下,不能简单地把两种不同的工程类型进行比较。
3与当地的生产方式和农业现代化进程相适应
进行九十年代以来,灌溉工程建设已引起了各级政府和广大农民的高度重视,水利投入的加大,水资源的供需矛盾尖锐化,促进了节水灌溉技术的发展,农业机械化、现代化进程加快。为了保证农民的利益,中央制定了土地承包30年不变的政策,这为节水灌溉技术的发展提出了新的课题,如何使节水灌溉技术的发展与现有的农业生产方式相适应?同时又要和农业现代化建设相协调?比如大田喷灌技术,如果不解决种植多样化的问题,不形成规模经营和社会化服务的条件,是难以大面积推广的。要解决种植多样化的问题的方法是统一规划,适度规划经营和建立社会化服务体系或供水公司进行管理,解决了某些类型的节水灌溉技术与生产方式和农业现代化建设不适应的问题。
4必须搞好效益分析
在我国社会主义市场经济体制逐步完善的过程中,经济效益成为建设节水灌溉工程的敏感性问题,农民注重的是自身的经济效益,灌区注意的是管理单位的整体效益,国家在重视经济效益的同时,更重视社会效益、生态环境效益。在节水潜力最大的粮食作物中推广节水灌溉技术,由于水价低、粮食作物的对比效益低,选择灌溉工程形式应慎重。同时,节水灌溉工程的建设,必须多方筹集资金,实在经济,社会效益和生态环境的统一。
5参考成功的经验,考虑技术的成熟程度
不管哪一种节水灌溉工程形式,都有其工程技术特点,也有其使用范围,对于类似条件的地区应优先采用应用成功的技术,对于应用不成功的技术,要分析总结原因,慎重采用。同时,在选择工程形式时,要重视设备水平,技术成熟程度,有些不太成熟的技术如嘇灌技术等要先试验,后推广应用。转6非工程节水措施和农业种植结构
节水灌溉的目的是提高水的利用率扣水分生产率,但仅靠节水灌溉工程提高水分生产率是很有限的,灌溉和农业措施的结合,不仅是提高水分生产率的需要,也是农民增收增效的需要。除滴灌和地下灌溉形式外,其余节水灌溉形式都难以减少作物的棵间蒸发,特别在作物生产前期,作物的遮阴率低,棵间蒸发量大。通过农业节水措施减少这部分蒸发,在相同产量水平下水分生产率会大有提高。通常推广的农业节水技术有:耕作保滴技术,如“虚实并存”耕作技术。吉秆、地膜覆盖技术。不同的农业种植结构,要采取不同的节水措施,同时要考虑扣非工程措施的结合。
7如何管理
节水灌溉重建轻管的问题,已经引起人们的高度重视,特别是社会主义市场经济条件下和现有的生产方式下显得尤为重要。国内外的有关专家认为,节水灌溉工程的管理占总效益的50%,由此可见管理工作的重要。事实上,工程建设好,因管理不善使工程效益难以发挥的例子并不鲜见,哪里工程管理好,其效益就高。
就我国当前诸多水利工程而言,其建筑年代较早,大都集中在20世界五六十年代。在当时的条件下,不论是施工技术还是施工设备与材料都比较落后,而且在缺乏经验的和充分调研的情况下,一味追赶工期致使工程质量出现不同程度的问题,例如,设计与施工同时进行、临时改变方案、金属材料质量不符合标准、橡胶材料老化等。
2水利工程加固改造技术的特点
2.1施工难度大在上世纪,水利工程项目施工现场属于空旷之地,但随着社会经济的发展与城市化向周边的扩展,当前诸多水利工程项目的周围环境已经发生巨变,建筑越来越多,工程施工环境越发拥挤。因此,在进行水利工程加固改造施工时,施工面积变得十分狭小,极大的增加的了水利工程加固改造施工难度在水析水利工程加固改造过程中,有的作业需要使用大型的设备,但受施工面积的影响,只能进行人工施工,导致水利工程加固改造施工难度很大。
2.2协调配合程度低当今科技发展日新月异,科技丰富多样,学科划分日益精细,而水利工程加固改造技术范围较广,涉及的学科众多,导致施工环节中各学科之间融合、各施工部门或人员之间的配合、各工程分包单位之间的协调合作等难度日益加大,并最终影响到水利工程的加固改造,其修复质量有待于提升。
2.3施工过程变动因数多由于水利工程施工的特性,在加固改造过程中容易受到人为因素以及自然环境因素的影响,致使施工效果大大折扣。例如在施工过程中,水利工程的实例水位和施工文件标注的水位不同,就需要重新制定施工计划;如果在施工过程中,施工技术不达标,就需要对整个工程的施工质量进行重新评估等。
3水利工程除病加固措施
3.1护岸墙体垮塌的除险加固针对墙体发生位移的情况运用较广的方法为进行基桩处理以及基础换土处理,但不能笼统的加以处理,应针对性的加以处理以提升加固的效果,具体如下:其一,针对位移幅度较小的情况,应遵循“护岸先护”的原则进行抢护加固处理,重点保护好岸脚与堤坝,避免塌方扩大;其二,对于近护岸处河床被深挖而出现位移的情况,首先应停止施工再进行回填处理和抢救性加固,常用做法是抛石与抛笼护脚;其三,是抛枕护脚。做法是用柳枝或用芦苇扎成一定直径宽的小把,依大小铺上一定数量的小把,中问放块石头用铅丝捆紧成枕。
3.2墩墙与翼墙被撞损的险情处理由于施工过程中领两者容易受到外力因素的碰撞,可以分别采用以下方式进行加固。蹲墙加固:运用钢板包裹住容易受到撞击的墙体以避免混凝土内部钢筋结构因此受到破坏;翼墙加固:如损坏不大,基础保存较好,可在被撞击处增加钢板设施避免再撞或改建生钢筋混凝土翼墙。
3.3土坝裂缝的除险加固土坝裂缝是较为常见的现象但需要及时加以处理,针对土坝裂缝的加固处理可以采用以下方法:首先,于裂缝附近进行开挖回填处理;其次,使用相关材料加以灌浆处理。灌浆法主要是通过巨大的压力将浆液注入到坝体裂缝当中,并在此压力作用下达到密实与胶结效果进而将裂缝填补完整,达到土坝裂缝加固的目的。此外,因开挖工程量较大或开挖会危及坝坡稳定,以及土质疏松,施工碾压不实等情况,都可以采用灌浆处理。尤其是对坝体内部裂缝进行灌浆处理有良好的效果。
3.4土坝滑坡的除险加固堤坝滑坡出现滑坡的原因在于内部土体的抗滑力不足以抵抗滑动力所致,常用的加固方法有以下几类:其一,针对于坝体坡度超过了土体稳定的边坡的情况,可以采用放缓坝坡的措施并将排水体迁移到新的坝体;其二,开挖回填处理,具体开挖工作量根据滑坡体大小而定。对于方量较大的情况,适宜开挖部分面积并进行回填夯实;反之面积较小的情况可以全部进行开挖再回填;其三,对于滑坡情况特别严重的情况,需在滑坡地段下部采取压重固脚的措施进行加固以提升抗滑力;其四,是清淤排水,并在大坝脚用砂石或代料压重固脚。五是开沟导渠,滤水还坡。六是裂缝处理。即当采用灌浆处理时,在灌浆前应先进行压重固脚处理,撑住坝坡体后,再行灌浆。
1、改革内容
1.1优化整合土木工程施工课程的知识体系在课堂教学之前,施工课程教师要优化、整合课程知识体系,明确本节课需要教授的基本理论知识及重点、难点,从而有效提高教学效果。优化课程体系的过程中,要突出重点、难点,并与工程的施工实际保持一致,并及时查找相关资料及最新研究成果,以补充教学知识。
1.2将整合的课程体系加工为相对独立的教学模块对于知识容量比较大的教学章节,要根据实际施工的连续性、理论知识的内在联系等,分别设置为多个模块。比如,进行桩基工程案例教学时,需要把握以下知识点:预制桩的制作、运输、沉桩;灌注桩成孔及施工;桩基施工的质量事故分析和处理措施。进行吊装工程案例教学时,要突出以下内容:起重机的参数计算机选择方法;单层工业厂房的吊装;塔式起重机在高层建筑施工中的应用。
1.3确定各教学模块涉及的教学环节施工课程教师在设置教学模块及案例时,要有针对性,即一个案例对应一个模块,每一个案例的组成部分应包括有关本案例的施工现场录像、工程环境介绍、可能出现的工程问题以及演示工程原理过程的flas。
2、改革的教学环节
首先,可通过播放工程现场录像,让学生形成感性认识,激起其学习兴趣。录像内容可以包括施工场景、工程概况、地质条件、施工关键点及与施工有关的施工机械等。其次,可以以施工场景为基础,用专业工程语言提出地质、材料、设备等工程参数,并介绍工程施工中需要及时解决的问题,营造浓厚的施工现场氛围,提高学生的学习意识。再次,要用课堂教学方式讲解案例的关键知识点,构建各个模块涉及的知识理论体系。由于施工操作具有动态性,因此,课堂教学课结合flas进行演示。最后,理论知识的运用、检验。让学生分析案例教学中需要解决的实践问题,在讨论之后,有针对性的完成工程实践问题报告。
3、改革措施
首先,要优化教学计划。教学计划的优化,可以在一定程度上破除土木工程施工课程的弊端。第一,教学团队要结合社会实际编制教学大纲,目前采用的教学大纲大多是根据社会需求编制的,而忽视了现代化的科学技术及设备等内容,容易导致学生在以后就业中难以适应工作条件及环境。第二,改革学时分配,进一步丰富教学内容,如根据情况,将课时分别安排为教师课堂讲授、专题讲座等,不仅可完成教学内容,也能够丰富教学形式,激起学生积极性。其次,丰富教学手段。目前教师在课堂教学中,教学手段比较单一,基本是教师讲、学生听,笔者以为,要进行教学改革,就要丰富教学手段,如举办讲座、收集施工现场资料等进行教学。专题讲座如旋挖机灌注桩施工、混凝土施工工艺等,不仅可以丰富教学内容,还能够开拓学生视野,激发其对施工技术的就业热情。因此,教学模式及手段的改革,能够让学生充分感受到土木工程施工课程的实用性,从而提高其学习效率。
二、结语
[关键词]体育馆鞍形索网屋盖预应力钢绞线悬索结构
泰州师范学校体育馆位于江苏省泰州市师范学校校园内,建成后将作为该校的一个标志性建筑。该工程屋盖采用双曲抛物面鞍形索网结构形式,平面形状为近似菱形,对角尺寸为69.6m×67.2m,平面面积约为3459.5m2。索网悬挂在4根直线形箱形边梁上,梁截面为1400mm×1800mm,混凝土为C50。索网共设计有承重索(主索)40束,每束为2øj15.24钢绞线;稳定索(副索)4l束,每束为1øjl5.24钢绞线。索网网格水平投影尺寸为1.6m×1.6m,中央主索的矢度和中央副索的拱度均为6m(见图1)。
1施工工艺流程
本工程索网结构施工工艺流程为:边梁立模标索网孔位绑扎钢筋安装钢管焊接灌浆管和泌水管
搭满堂脚手架钢索锚具安装钢索下料
钢管制作
浇筑边梁混凝土混凝土养护索网张拉孔道灌浆端头封裹。
2锚具及夹具设计
2.1锚具及其配件设计
本工程选用的钢索为个15.24低松弛镀锌钢绞线,由于索与索之间的相互影响,在张拉的最后阶段需对钢索的内力进行微调,所以自行设计了一套非标准带微调的夹片锚具。主索使用双孔夹片锚具,副索使用单孔夹片锚具。夹片锚锚板有外螺纹,可以在张拉的最后阶段通过螺纹对索的内力进行适当调整,有利于索网成型,给施工带来方便。该锚具委托锚具厂加工,锚具的性能要求必须达到国家规定的I类锚具标准(即ηa≧0.95,єapu,tot≧2%),确保锚固性能的可靠性。
2.2夹具、立柱设计
对主索与副索之间的连接与固定,经过多次反复研究,自行设计了如图2所示的节点。
3边梁立模及放线
本工程钢筋混凝土箱形边梁的施工难度较大。边梁截面呈扭曲的平行四边形(不考虑大梁外侧的挂板),截面尺寸为1400mm×1800mm(见图3)。
天沟底板底模支模时要严格按照设计图纸,不能过高或过低,过高不能保证天沟深度,为屋面排水带来困难;过低则将出现索的预埋钢管嵌入天沟底板。边梁外模、底模、边模及天沟底板模安装完毕并经检查符合要求后,即可定出索孔位置。索孔位置用红十字线标明,并写上所属索号,以便安装钢管。待所有索孔位置都准确定位后,即可绑扎混凝土大梁内除隔板之外的钢筋。
4索孔钢管制作及安装
4.1钢管制作
主副索索孔留孔材料分别选用Ø76mm×3.75mm和Ø48mm×3.5mm普通焊接钢管。钢管在制作安装前要进行精确计算,考虑端部内凹孔留孔深度。下料时依据下料长度表逐一下料,用红色铅笔在钢管上写编号、所属索号及长度,以便识别分辨。钢管一端切口为直角,另一端(安装时与边梁内侧模板贴紧)切割成45°.
焊接锚垫板时要注意将管中心与铁板孔中心对准,螺旋筋同时焊接固定在锚垫板—亡(见图4)。
4.2钢管安装
在边梁内,主副索预埋钢管呈交叉布置,每根主管同时与2根副管在空间相交,每根副管也同时与2根主管相交。钢管按放线位置确定后。用钢筋井字架焊接在边梁上筋上,以固定其位置。端部用麻丝堵严,以防止浇混凝土时流进从浆。先安装主管,后安装副管,副管直接与主管焊接在一起。钢管安装固定完华后,制作文装预留孔模板。由于预留孔外侧面是不规则的四边形、制作有一定的难度。经考虑几种方案,最终选用水盒广的方法—)即用长度不限的l80mm宽、l0Omm厚的木板订成截面为l80mm×180mm的正方形长木盒,再逐一量测预留孔4条梭的长度,用锯准备下料。木盒子要与锚垫板严格垂直,盒内塞满水泥纸以防漏浆。木盒子用ø6短钢筋四面点焊在锚垫板和模板上,正下面托1根钢筋与边梁底筋或底模焊在一起(见图5)。
钢管安装过程中及女装完成后必须逐一对每根钢管的位置进行检查和校核,确保其准确无误。索孔定位及钢管安装位置准确性直接关系到索网形成后节点标高能否达到设计要求,在设计中、甲方及总包施工单位相关人员的密切合作下,使这一极其关键的工作得宜顺利完成、并经复核、满足设计要求。
5混凝土浇筑
索孔安装完毕后,即可绑扎隔板钢筋,立隔板模板,并经设计、质检部门作隐蔽工程验收合格后浇筑边梁及辅梁的混凝土。由于边梁为箱形梁,根据截面尺寸,先浇下部1200mm高的部分(包括隔板);待这部分混凝土初凝后即可拆除其模板,然后再支顶板模板,再一次浇筑成型。浇筑顺序如图6所示,辅梁混凝土同时浇筑。混凝土为C50,添加减水剂。浇筑混凝土过程中应避免振捣棒直接接触钢管,以免使钢管位置产生偏移,并确保预埋钢管的畅通。当益板混凝土达到一定强度后,拆除边梁内外侧模板,清理端部孔道。
6制索
6,1钢索的防腐防火处理
以往悬索结构施工,对钢索的防腐处理较为复杂,需除锈、除油、包裹等,工期长、耗用人工量大。本工程简化了钢索防腐处理,钢索直接采用镀锌钢绞线,包覆厚度为1mm以上的高密度聚乙烯塑料套管。索网的防火处理,采用在索网上刚防火涂料的方法。并且在立柱及夹具上涂防火涂料。
为防止索孔段灌浆后水泥浆对钢索表面镀锌层产生腐蚀作用,在钢索表面刷l层环氧树脂。
6。2钢索的下料
钢索在下料前应抽样复验,内容包括外观、外形尺寸、σb、σ600等,并出具相应检验报告。钢锁采用砂轮切割机下料,为保证下料长度的准确性,采用定长下料的方法。在每束钢钢锁上均用胶皮带牢固地粘上写有所属索号和长度的标签。以供穿束时对号入座。钢索的下料长度必须准确。不能过短或过长,并注意保护塑料套管。
下料前先要以索网初始态的曲线形状为基淮进行计算、下科长度应把理论长度加长至梁边,再加上张拉工作长度和施工误差等。另外在下料的应实际放样,以校核下料长度是否准确。
悬索结构钢索一般在下料前要进行预张拉,本工程采用的低松弛钢绞线,系在张力下生产,经试验证明,不进行预张拉仍具有良好的线弹性,因此,实际施工不进行预张拉,直接使用。
7钢索安装及索网初步调整
7,1钢索安装
在高空架设钢索是悬索结构施工中难度较大、并且很重要的工序。由土建施工单位用廖48mm×3.5mm的钢管搭设满堂脚手架,在边梁混凝土强度达到50%,并检查所有孔道均清理完毕后,即可挂束。先挂主索,后挂副索。主索依次从x40x0l,副索从y01y4l开始对称安装直到y2l索。挂索采用全人工用绳索拉的方法,按照在钢索上作的标记线将锚具安装到位。用卸甲卡在主索上防止副索向中间下滑,使副索在水平投影方向上是一条直线,并确保主副索在投影方向保持正交,在张拉日才适时再对这些卸甲的位置进行调整,张拉结束后即可卸掉卸甲。
7.2索网的调整
在所有主副索都安装完毕后,对照节点设计标高值对索网进行调整,使索网曲面初步成型,此即为初始态。
7.3安装夹具及立柱
索网初步成型后,开始安装夹具及小立柱,顺序为先安装马道位置处的夹具(计207个),再安装其它普通节点夹具及小立柱,所有夹具的螺母均不拧紧。待索网张拉完毕经验收合格后再拧紧。为防止夹具对钢索的外包塑料皮可能产生的损伤,在节点处副索外包裹1层1mm厚的铅板,随后安装剪刀撑(见图7)。间样,其与立柱连接的螺母待张拉结束后再拧紧。
8索网张拉工艺
张拉是悬索屋盖结构施工的关键工序。通过张拉使各索内力和索网节点标高都达到设汁要求。只有在边梁混凝土强度达到100%以后守能进行张拉。由于是轻层盖,故不必将张拉与加屋面荷载交替进行。可以在主副索全部张拉完毕后。再铺设檩条和层面板及悬挂吊顶。
张拉工艺中,其关键键环节是张拉顺序、循环次数及张拉力的大小等。针对本工程悬索屋盖基本上具有双向轴对称的特点。张拉顺序原则定为先副索后主索。分别从中心向四周依次进行,在两端各用1台张拉设备同步进行张拉。稳定索张拉用YCN-23型千斤顶,承重索张拉用YC-60型千斤顶,均配以高精度0.4级压力表。张拉顺序如图8所示。
为尽量使钢索及边缘构件均匀受力,张拉工作原计划分20%、50%、66%、80%、100%共5次循环,然后再进行数轮调整。张拉过程中同时控制内力和节点标高,按照设计人员的意图,张拉以应力控制为主,标高控制为辅。
张拉开始前测试所有标高控制点的标高,发现大部分节点的实际标高均低于设计值。经研究决定第1轮先张拉主索,后张拉副索。在每轮张拉结束后测读所有传感器读数,监测索网内力。实际张拉过程中,在第2轮张拉完成后通过分析内力测试数据,发现大部分副索的内力已达到或超过第3轮设计的拉力,故经设计同意,取消第3轮,直接张拉第4轮80%。最后一轮调整张拉时使用撑脚,张拉顺序为先拉主索,再拉副索。为消除锚具回缩的影响(每端约4mm),调整张拉时微调的方法为张拉力到位后拧紧锚杯外面的大螺母。经过3轮张拉和2轮调整以后,将传感器的测试结果与设计提供的索内力进行比较,并由设计人员认可,达到设计要求,至此张拉结束。
张拉结束以后,逐一将所有节点的夹具、立柱上的剪刀撑拧紧。切断两端多余钢绞线,使其露出锚具不少于50mm。为保证在边缘构件内的孔道与钢绞线形成有粘结,改善锚具受力状况,要进行索孔灌浆和端头封裹。这两项工作一定要引起足够的重视,因为灌浆和封裹的质量直接影响到索网的防腐措施是否有效持久,从而影响到索网的安全与寿命。
灌浆之前,先将孔道两端作初步封闭,并严防索网颤动。灌浆用材料为425号普通硅酸盐水泥、饮用水、JMIII混凝土减水微膨胀外加剂,水灰比为0.37。灌浆设备为手动轻型压浆泵,每个孔道要一次连续灌完,直至泌水孔冒浆后方可停止。孔道低处为灌浆孔,高处为泌水孔。最后,用C30细石混凝土将端头与锚具封裹,以防锈蚀。
9檀条加工和安装工艺
屋面擦条采用高200mm、厚1.6mm的内卷边槽钢钢擦条。为使索网受载均匀且与受力分析相对应,檩条架设在索网节点立柱上,通过角钢与之连接。
环境工程微生物学实验是环境工程微生物学理论知识的实验技能培养课。实验课程与理论教学二者相结合,相辅相成,在掌握理论知识的前提下,亲自动手实验,这样一来对所学的知识有了更深的理解。实验项目分为验证性、综合性、创新性等3种类型,验证性实验是课程的基础。为了使实验教学内容具有先进性与系统性,对教学内容进行重组织,让学生在从验证性实验到综合性实验再到创新性实验的过程中,慢慢提高,一点点加深内容,具备独立设计实验的能力。三种实验项目中验证性实验是必要的,它能使学生加深对知识的理解。仅仅对知识有理解性是不行的,必须要培养学生创新精神。综合性实验是几个实验的有机组合,对学生提出了更高更深层次的要求。因此,在实验教学改革中,将几个实验结合起来,将基本操作能力与实验有机结起来,有利于增强实验技能的系统性。
2.层次一体化的课程教学方法
在进行实验前,认真对实验所涉及到的设计方案、实验所会用到的具体步骤以及最后的实验结果探讨等细节步骤进行全面的分析,建立起一个崭新的教学方法。在教学中,把学生放在主体地位,采用教师和学生共同配合的方法,转变教师在教学过程中角色,让老师不再是知识的枯燥讲解者,而是学生们学习方向的引导者,对于具有创新性的实验项目,老师都应提前设计好教学方案,主动引导学生去搜集相关资料,根据资料中有用的信息来进行合理的实验,慢慢的,这种教学方案就能将学生的被动转变成主动,大大提升了教学的质量和进度,同时也锻炼了学生们的自主学习性和与老师的合作意识。
3.层次一体化的课程考核办法
在课程改革实施后,制定一系列的关于学生个人的动手操作技能和创新思维的考核办法,通过这些方法,对学生个人的具体方面进行全面、细致的综合评价,让学生对自身的动身实践能力、创新思维能力、辨析能力有一个更加清楚的认识。以往对学生成绩进行考核都是通过日常出勤率、平时表现、实验报告三个方面来进行的,然而改革后,则将启用平时成绩、专业操作技能、研究报告、实验结果的判定和答辩这些环节来对学生进行综合、真实、客观的反映,在专业操作技能方面,增加接种技术和微生物分离技术等专业性较强的实验项目,并现场对学生进行一一指导,让学生在实践中不断提高自己的专业技能水平,增强学生学习的积极性,达到考核改革方法的真实目的。实验报告并不是简单的数据堆砌,而是为了让学生们在实践中把自己遇到的实际问题是如何解决的进行一个详细的分析,使学生们在遇到任何问题时,都应通过具体的步骤来进行解决,让学生将其落实到书面材料上,老师可以根据其对所遇到的问题的理解程度进行合理的评分。对于有考研兴趣的同学,可以提交科研实验报告或在相关期刊上刊登自己所写的学术报告,让更多志同道合的朋友一起分享。环境工程微生物学实验在应用了“层次一体化”的教学新模式后,逐渐形成并完善了验证性到综合性再到创新性的一个循序渐进的实验层次模式,实现了课前指导到课上监督再到课后讨论的教学新方法,强化了学生在技能,考勤等方面的考核办法,改革的新模式,从很多方面得到体现,提高了教学水平,满足了学生的求学欲望,充分调动起学生的学习精神和积极性。为了更好的进行实验,应对器材数量进行有效的扩充,让更多的学生能同时进行实验,再也不用多人共用一台设备,大大提高了学习的进度。
4.结语
机械类专业重在培养学生对机电类产品的结构设计,加工制造,强度设计、工艺分析以及相应的软件和设备的使用等方面的能力。因此,学生不像其它那些直接给予结构设计、强度分析等课程那么受重视。用人单位在招聘中也不太考查学生系统分析、控制设计等方面的能力。因此更加重了学生认为控制工程是一门次要的课程,不实用,凑学分,应付了事即可的心态。只有部分考研和对自己要求比较高的学生,还有些学习的积极性。从上面两个方面的分析,可以看出现行的机械类控制工程基础课程是有必要进行教学改革的。我们将从理论教学、实践教学、考试与评价三个方面进行教学改革探讨。
2.教学改革措施
2.1理论教学
(1)精炼课堂教学内容:在保证课程内容的严谨性、系统性和完整性的前提下,精选教学内容。为方便学生更好的消化、吸收和应用课程知识,重点概念、原理和方法讲深讲透,略讲或不讲了解性内容和使用较少的内容。教学过程中重点讲思路、结论和应用,弱化数学推导和证明,重在展示该工程化的一面。并将当前机电领域中最新应用的自动化技术和科研成果以及发展动态和趋势更新到教学中。不断丰富课堂教学的例子,生动课堂,开阔学生的视野,以至保持本课程教学内容的先进性。强化控制思想,让学生自己在控制器设计时,灵活运用,提高分析和设计能力。
(2)分层次教学:将课程内容分为认知性内容、核心内容认知性内容和重点难点拓展性内容三个模块。根据培养目标、教学对象、专业层次的不同,可以优化课时分布,掌握程度和要求不同进行分层教学,以缓解其中的矛盾,达到熟悉认知性内容,掌握核心内容,了解拓展性内容。增强了学生的学习兴趣、学习热情和自信心。
2.2实践教学
(1)引入Matlab:Matlab是最好的控制系统仿真软件,将它引入到教学中来,能运用Matlab软件作为实践平台,引导学生验证教材中的理论知识,针对一些具体的控制系统,分析和设计系统并进行仿真实验。仿真实验的重点是给定性能指标,让学生自己独立设计控制方案,进行控制单元设计、参数计算,画出图纸,编写说明书,模拟工程设计的全过程,并用Matlab仿真检验设计效果。这将大大加强学生根据系统的性能要求,适当结合一些具体控制装置,搭建和调试系统,较大提高学生的动手能力和独立思考的能力。
(2)以科研促进教学:控制理论是工程实际与数学原理、计算机科学相互融合的结果。在教学过程中,教师可利用多媒体表现力强、图文并茂的特点,用多媒体把一些简单的控制系统用动画的形式展现给学生,以及适时地增加一些与当前科研相关的重点、热点问题,这能拓宽学生的知识面、了解学科的发展动态。这样不仅能使学生加深对概念的理解,摸清控制系统的各环节,明确认识整个控制过程,还能极大的提高学生的学习兴趣,激发求知欲望,培养创新能力。若条件允许,挑选一些能力强,对科研有兴趣的学生,参加教师的科研项目和一些科技竞赛活动,达到教学和科研相互促进的效果。
2.3优化考评方式
控制工程基础内容多、涉及广、原理抽象、计算繁杂,较难仅用试卷成绩来评价学生对知识内涵的掌握程度。即不能仅考查数学公式掌握,更应关注学生对数学公式所表达的物理本质内涵的理解,和运用基本的控制原理解决实际问题的分析设计能力和动手操作能力。因此,需综合考评课堂上和实践环节中基础理论、基本技能以及在融会贯通上分析和解决问题的能力及综合素质。这种加强平时考核,在各个环节上严格要求学生,改变一考定终身的考核制度,对平时学习提出了更高的要求。有助于引导学生主动学习,促进形成好的学习风气,改善学生的成绩。
3.结束语