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本专业主要培养具备能从事各类工程建设的场地评价,岩土体特性分析,特种地基加固处理,地质灾害评价与治理等地质工程领域的各项工作的高级工程技术人才。
二、培养要求
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
具有较扎实的自然科学基础,了解当代科学技术的主要方面和应用前景,熟悉地质工程勘察、设计施工。 掌握工程地质、工程力学、岩土力学的基本理论,地下工程、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本知识。具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的能力;具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力。熟悉国家有关工程勘察,建筑工程等方面的政策、规范和法规。具有进行工程勘察、设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干学科 地质工程
四、主要课程
英语、高等数学、大学物理、普通化学、计算机基础、材料力学、结构力学、岩土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、道路勘测与设计、地下结构、施工技术与施工组织、地质工程经济与企业管理。
五、主要实践性教学环节(内容、要求)
设计1——钢筋混凝土课程设计
时间:1周
内容:钢筋混凝土结构
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理、方法和步骤。受到钢筋混凝土结构设计的初步训练。设计分两部分进行,一部分为钢筋混凝土楼盖设计,一部分为单层厂房结构设计。要求学生完成相应的计算说明书及结构设计图纸。
设计2——岩土体工程课程设计
时间:1周
内容:岩土体稳定性评价、岩土体工程设计
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握岩土体稳定性评价及岩土体工程设计的原理、方法和步骤,受到岩土体工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
设计3——基础工程设计
时间:1周
内容:根据工程地质勘察报告及有关资料选择基础方案,并进行设计、计算、绘出施工图。
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握基础工程设计的原理、方法和步骤。受到基础工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
测量实习,安排在第5学期,时间1周,内容为工程测量,要求学生在实习结束后,编写一份实习报告。
认识实习,安排在第4学期,时间3周,内容为地质认识实习。
教学实习,安排在第6学期,时间7周,内容包括工程地质勘察、原位测试、室内资料分析与整理。要求编写一份实习报告。
毕业实习及毕业设计(论文),安排在第8学期,时间12周。
毕业实习及毕业设计(论文)是实现本科培养目标的重要阶段,是学生学习、研究与实践成果的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。通过毕业实习和毕业设计(论文),使学生达到工程师工作能力的初步训练。
要求:选题尽可能结合生产实践,做到一人一题,要求学生在教师的指导下,独立完成毕业设计(论文)。
答辩:毕业设计(论文)完成后,由系统一组织答辩。
六、主要实验
室内试验(岩土物理力学性质测试、建筑材料试验等)、野外现场试验(岩土物理力学性质现场原位测试、工程监测及检测等)
七、最低毕业课内总学时:2500学时
最低毕业总学分:模块A:176学分+分 模块B:178学分+7学分
关键词:应用型;混凝土结构;人才培养;教改
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0131-02
一、引言
混凝土结构约有150年的历史,与钢、木和砌体结构相比,由于它在物理力学性能、材料来源以及工程造价等方面有许多优点,所以发展速度很快,应用也最广泛。我国是采用混凝土结构最多的国家,在高层建筑和多层框架中大多采用混凝土结构,混凝土结构在铁路、公路、城市立交、地铁隧道以及水利港口等交通工程中也得到广泛的应用,目前,建筑业应用最广泛的结构仍然是钢筋混凝土结构。混凝土结构这门课主要是对建筑结构进行分析和计算,是土木工程专业的考研专业复试科目,是一门核心专业课程,具有很强的综合性与实践性,涉及到结构设计、施工、造价、项目管理等各个领域。以往的教学侧重结构设计,强调理论分析,对学生的专业基础能力要求较高,这对考研及今后进设计院上班的同学很有帮助,但这种教学模式对部分基础知识相对较弱的学生来说学习起来比较吃力,与施工单位所需求的现场技术管理人员的技能要求也不能很好吻合,需要对本门课程进行一系列的教学改革。
二、本门课程的教学现状和面临问题
混凝土结构是高等院校土木工程类专业的一门核心专业课程,在整个教学计划中占有重要地位,并且直接影响到本科毕业设计能否顺利进行。该课程内容多、理论性强,传统的教学模式已不能满足行业和学生的需求,亟待进行教学改革。主要表现在以下几个方面。
(一)课程内容陈旧
混凝土结构课程在我国本科土建类专业已经开设了几十年,主要内容是讨论钢筋混凝土构件的受力性能、设计计算方法和配筋构造等,其基本理论涵盖了材料性能、结构设计方法、钢筋混凝土构件承载能力计算及裂缝、变形与耐久性的验算,还涉及了预应力混凝土构件的基本知识,这种强调理论学习的传统的教学思维模式已不适应当前应用型本科院校转型及深化教育教学改革的政策,不能满足职业岗位能力培养的需要。国内很多独立学院开始转变思想观念,改革传统的以学科型、研究型为特征的人才培养模式,确立以应用型、创新型为特征的人才培养模式,坚定不移地走以就业为导向、产学研结合的办学之路,着力培养合格的应用型人才。
(二)教学模式单一
混凝土结构设计是一门专业性、实践性较强且对学生的专业基础知识要求较高的课程,若仅仅依靠课本讲述理论知识,会使课堂内容较枯燥,同时,对于一些力学基础相对较弱的学生来说学起来比较吃力,从而致使部分学生丧失学习的兴趣和积极性。另外,随着网络资源的丰富和各种专业教学软件平台的推广,传统的以讲为主的授课模式已难以满足学生的需求,不能引导学生创新,不利于学生能力的培养。
(三)实践教学薄弱
目前本门课程是4个学分的理论课和1个学分的课程设计,课程设计一般安排在理论课结束后,时间为一到两周,采用集中教学的方法。但这样的安排仅能完成一项课程设计,通常内容为混凝土单向肋梁楼盖的设计,无法涵盖整个课程的教学内容,对知识的巩固十分不利。实践教学的匮乏,使学生在课堂上所学的理论难以和实践相结合,对结构的设计计算和构造要求的应用缺乏直观的认识,专业知识难以融会贯通,将影响后续课程的学习,甚至影响到毕业生到工作单位后的工作适应期。
三、教改的主要内容和措施
(一)将平法制图、识图引入教学环节中
目前大多的混凝土结构教材仍采用传统的那种将构件从结构平面布置图中索引出来,再逐个绘制配筋详图的方法,这种传统的方法较形象便于学生理解,但较烦琐且整体性较差。现在建筑行业已经广泛使用平法标注,也就是把结构构件的尺寸和配筋等,按照平面整体表示方法制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与标准构造详图相配合,即构成一套新型完整的结构设计。一方面,为了与市场相吻合,在教学和课程设计中引入结构施工图的识图环节,在课堂上借助钢筋算量及结构设计软件将二维结构施工图转化为三维钢筋模型,让学生对结构的配筋有一个直观的认识,从而提高学生学习趣味性和识读图纸的准确性。另一方面,课程设计将分为两部分:结构设计部分由考研或今后从事结构设计方向的学生完成,设计好的成果由今后从事施工管理岗位的学生用平法制图,并结合标准构造详图,汇出钢筋表,算出钢筋量。这种考虑学生今后不同发展方向而指定的教学模式,符合的社会岗位和学生自我发展的需求。
(二)采用较为灵活的分散式大作业的工程案例形式进行实践教学
目前的课程设计一般安排在课程结束后,时间为一到两个教学周,采用集中教学的方法。但这样的安排仅能完成一项课程设计,通常内容为混凝土单向肋梁楼盖的设计或简单的框架计算,无法涵盖整个课程的教学内容,对知识的巩固十分不利。
为强化实践环节在教学中的引导地位,可采用较为灵活的分散式大作业形式进行工程案例的设计,围绕一实际框架结构或砖混结构建筑施工图,要求学生分别完成楼面板、梁的荷载计算及承载力的计算和配筋设计、框架柱偏压承载力的计算和设计、楼梯和雨棚的设计。大作业以小组形式完成,每组由四名成员组成,学生可根据自己就业需求和兴趣自由选择,两名同学负责计算,另外两名同学负责绘图。在完成大作业的过程中,学生必然会查阅各种文献和图集,从而提高了其教学内容的实用性和工程应用性,使学生通过这一环节的训练真正做到“懂设计”、“会画图”。
(三)建立电子试题库
我国在建筑结构设计行业实行注册结构工程师制度。注册结构工程师分一级注册结构工程师和二级注册结构工程,是指经全国统一考试合格,依法登记注册,取得中华人民共和国注册结构工程师执业资格证书和注册证书,从事房屋结构、桥梁结构及塔架结构等工程设计及相关业务的专业技术人员。注册考试具有很强的综合性,涉及到《建筑结构荷载规范》《建筑结构可靠度设计统一规范》《混凝土结构设计规范》等内容,这与混凝土结构的教学内容包含的钢筋混凝土材料、结构设计方法、钢筋混凝土基本构件、钢筋混凝土结构设计等内容相对应。然而,混凝土结构设计原理课程的教学与注册结构工程师执业资格标准仍存一定差距。这与当前独立学院土木工程专业应用型创新人才培养的目标不协调,为使学生毕业后能顺利从事结构设计、工程施工和项目管理等工作,与当今土木工程行业社会需求接轨,本课程将注册结构工程师执业资格标准融入课程教学中,逐步建立包含注册结构师考试的电子试题库。混凝土结构设计课程的特点是计算与构造并重,学生在掌握设计计算的同时要熟悉行业规范。因此通过学生自己练习和老师讲解试题库里这些与现行规范结合得很紧密的试题可很好地提高学生对构造要求的理解和应用,增强学生对规范的重视和熟悉程度。
四、结语
在当前独立学院新一轮人才培养方案制定的背景下,理论性较强的课程已经不能满足社会行业和学生自身的需求,混凝土结构课程是土木工程专业的一门核心专业课,在整个专业建设中有举足轻重的作用,混凝土结构课程的教学改革势在必行,教改经过了两届学生的实践,教改前后相比,学生的工程实践能力增强明显,对后续课程的学习有很大的促进作用,学生学习的主动性、积极性明显提高,课堂效果较好,最终考核成绩较理想,达到了预期应用型人才培养的目标。
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Exploration on Teaching Reform of Concrete Structure Course Based on Educating Application Oriented Talents
WANG Xiao-ni,LU Yi-jun
(Zijin College Online,Nanjing University of Science & Technology,Nanjing,Jiangsu 210098,China)
《混凝土结构设计原理》是土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行规范、规程等有关的专业基础课。主要讲授:混凝土结构所用材料的性能,混凝土结构设计原则,混凝土结构中常见的种类受力构件(轴心受力、受弯、受剪、偏心受力、裂缝及变形、预应力混凝土构件)的破坏特征、设计模型建立及设计方法。混凝土结构课程包括两大部分内容:第一部分是基本(构件) 理论, 第二部分是结构(设计)部分。目前, 混凝土结构知识的学习基本上是通过授课答疑作业这一程序完成的, 学生掌握知识程度的判别, 基本上是一次考试确定, 课程设计也是一个题目全班做。由于集中授课人数多,而答疑时间相对少, 学生在学习过程中普遍存在课堂学习理解不够、课程设计存在抄袭现象。如何把握《混凝土结构设计原理》这门课程内容的主线,在教学中让学生深刻理解计算理论和设计方法,学以致用;如何在教学实践中使这门课生动起来,激发学生的学习兴趣与热情,使他们真正掌握这门课程,成为讲授该课程过程中值得探索和思考的问题。结合课程教学的经验,我们认为在教学方法上,应从以下几个方面着手提高和改进:
1 加强学生对本课程的认识
在第一部分: 基本理论教学中, 学生开始普遍反映不适应, 概念多、符号多、公式多、配筋构造多, 抓不住重点。而在第二部分: 结构设计中, 尤其是在进行工程设计时, 学生都反映听得懂, 但做不来。因此需要加强学生对本课程的认识。首先, 本课程与先修的力学课存在很大差异, 它所讨论的问题都是工程中必须解决的.其次, 学生在材料力学、结构力学课中一直接受的是性能比较单纯的构件受力分析, 而混凝土构件的材料性能比较复杂, 尽管如此, 分析方法与材料力学又有许多共共同之处: 它们都是通过几何关系、物理关系和平衡关系来推导计算公式的; 第三, 力学课中学生习惯于按设定的已知条件去求解, 解答往往是唯一的。混凝土构件设计不仅要进行承载力和变形计算, 而且包括材料、截面选择、配筋构造, 解答是多种多样的, 这就需要引导他们选择设计并优选出最佳配构结果; 第四, 确定结构方案需要综合考虑建筑功能、经济适用、便于施工等因素;而模型的建立更需要深入了解结构的受力特点.第五, 混凝土结构是一门还在不断发展的学科, 要求学生在学习时要不断了解和掌握这些新理论、新技术。
2 增强工程意识,激发学习兴趣
为了增强工程意识、使课程内容与实际工程联系起来, 从学生身边的教室、宿舍、楼梯、雨棚等看得见、摸得着的构件讲起, 并抽象为力学简图; 课前, 教师可以结合所教内容, 列举一些实际案例, 既可以是成功经验, 也可以是教训总结, 让学生认识到所学内容的重要性极其实际意义。由此明确学习目的, 激发学生的学习动力和兴趣。另外, 教师也可以多提一些有意义的问题,这样学生的学习兴趣被激发起来, 教学效果自然就好起来。
3 注意精简内容,做到融会贯通
在基本理论部分中, 应力分布和应力图形的采取是非常重要的, 应讲深学透。对构造不宜过多罗列, 否则不仅使讲授内容增多,影响学生对重点内容的学习和领会。另外, 教师应该找出各章节之间的联系, 使知识融会贯通, 形成一个网络。这样不仅学习起来比较轻松, 而且容易将前后知识点联系起来, 加深印象, 提高学习效果。
4 重视构造措施
构造措施是人们在长期实践经验的基础上总结出来的,可防止因计算中没有考虑的影响因素而使结构构件开裂和破坏,同时也是为了使用和施工上的需要而采用的。构造措施可以说是钢筋混凝土学习中既简单又难于掌握的一部分内容。简单在于规范规定很明确,而且表达形式简单,难于掌握在于规范的条文多,学生不易理清思路和记忆。例如在钢筋混凝土连续梁中,钢筋在支座处的断点与弯起点的构造问题,多数学生在学习时感到非常难于理解和记忆。但是构造措施在混凝土结构的设计中又是非常重要的。因此,教师应在教学中确定重点,帮助学生理解这些构造措施。
5 设计规范与书本内容结合, 重视课程设计
首先是设计规范要与课本的内容相结合。钢筋混凝土结构设计现行的规范(GB50010 - 2002) 是2002 年出版的版本,一方面,教师在讲课过程中,应该使学生认识到:作为实际工程结构设计,既要满足理论分析计算,还要符合现行规范规定的要求(包括理论和构造两个方面) 。另一方面,在讲课过程中应强调课程与规范的联系和相关性,使学生通过学习对规范有更深刻的理解;反过来,通过对规范的进一步理解,加强了课程与实际工程的联系,提高了学生处理实际问题的能力。其次是重视课程设计。通常混凝土设计课程设计安排在学期末进行,由于各门考试都安排在期末,学生经常会忙于复习而对课程设计投入不足,加上学生对课程设计不甚重视,因此建议将课程设计安排在课程结束后的下一个学期初始,这样学生就会有时间和精力投入到设计中。
6 调整考核方式
混凝土课程中公式、图表很多,如果单一地进行闭卷考试,一方面学生背公式的工作量太大,有些公式记忆的意义不大;另一方面由于是闭卷,很多内容就不适合作为考试题目,但这些内容在课程和实际工程中又比较重要,这样就导致考试的范围不全面,因此开卷与闭卷相结合是一个较好的方法。对概念性和一定需要记忆的内容采用闭卷考试,可以采用填空、选择、简答和论述等题型;对计算部分可采用开卷方式,题型和内容也可更丰富和灵活。我们认为,较为合理的成绩评定:期末考核(65%)+平时成绩(10%)+课程设计(25%)。
[关键词]钢筋混凝土 工程结构 课程特点 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0156-01
《工程力学与工程结构2》课程的前身是《结构设计原理》,为了适应高职高专院校学生的实际情况,将其课程名称定为《工程力学与工程结构2》,本课程采用的教材是白淑毅主编,人民交通出版社出版的《工程结构》。《工程力学与工程结构2》是高职道路与桥梁工程系各专业技术基础课,也是我系的专业主干课程。该课程在整个教学环节中占有重要的地位,对培养学生掌握基本理论、专业技能、培养一定的工程能力起重要作用[1]。该课程具有理论性与实践性结合紧密的特点,传统教学过于注重教而缺乏实践,造成学生动手能力差,不能满足行业需求。因此本文对《工程力学与工程结构2》课程特点和教学现状进行了分析, 并对该课程教学改革进行了探讨。
一、课程特点和教学现状
本课程教学的目的是使学生理解并掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理和方法,以基本构件为主线,掌握各类构件的设计方法,并为后续 “桥梁工程”、“基础工程”等课程的学习打下基础。其主要内容包括如何合理选择构件截面尺寸及其联结方式,并根据承受荷载的情况验算构件的承载力、稳定性、刚度和裂缝等问题。
本课程与其他基础课相比,具有内容多、符号多、公式多、构造规定多、半理论、半经验、设计的多方案性等特点。本课程具有较强的工程背景,在满足结构的安全性、适用性、耐久性的基础上还要考虑经济性,因此,《工程力学与工程结构2》课程学习难度较大,在新旧规范交替之际,需要学生有更强的分析、解决实际问题的能力。
根据多年的教学经验和对大量学生以及工程单位的调查研究,现有的教学方法不能满足于培养应用型技术人才的需要。目前我们的教学方式比较枯燥,教学手段比较单一,只注重讲授书本知识, 而忽略了理论与实践的结合,不利于调动学生学习的积极性和主动性,教学效果较差[3]。另外学生只是单纯的接受老师讲解基本构件的设计步骤,并没有得到创新能力的培养。
二、教学改革探讨
通过对学生进行问卷调查可知,很多学生在学习该门课程时,觉得公式多,符号多,学生学习起来感觉枯燥无味,抽象难懂,导致学习的积极性不高;诸多的构造要求,显得课程内容零散,系统性和逻辑性差,学生常常感到杂乱无章、概念混杂[2]。根据教学内容不同需要教师灵活应用教学方法,引导学生建立起所学课程之间的相互关系,增强知识的连贯性和系统性。
1.制作高质量的多媒体教学课件
现代技术的发展,为我们改进教学方法提供了强大的技术支撑。学生缺少对工程实际的了解,授课时可采用图片、动画、录像等多种手段增强了学生的感性认识,多媒体课件信息量大,生动富有吸引力,可以把抽象、难懂的教学内容形象化,加深了对理论知识的理解,提高了学生的学习兴趣,从而提高了教学效果。
2.课堂教学与实际工程相结合
本门课程是一门实践性非常强的课程,因此在教学过程中,应注意理论与工程实际相结合。课前安排2学时组织学生到学校综合实训场参观T梁、箱梁、钢筋骨架以及整座简支梁桥,简单介绍一下桥梁的组成部件,并从受力的角度分析桥梁中的受弯构件和受压构件,进行认识实习;课堂教学中可以选用教室里触手可及的梁、板、柱等结构构件为例进行介绍,从而增加学生的感性认识。同时对课程设计要贴近实际工程结构,增强学生的理性认识。
3.采用理实一体教学改革
该门课程在平时教学中,注重将构件的设计计算进行系统、连贯性的讲解。例如在应用公式解决实际问题时,规律一般为:基本公式――实际问题――确定未知量――补充条件――求解方程――公式适用条件――(重新确定计算方法和对应的公式)――计算结果――构造措施[5]。在学生充分了解截面、材料基本知识和设计步骤之后进行钢筋混凝土T梁受弯构件设计任务布置,根据学生学号,给定不同的设计条件,确保一人一题。以一片钢筋混凝土T梁的施工图为基础,采用先识别配筋图,再进行正截面、斜截面、变形及裂缝宽度的计算,最后以设计计算书、结构施工图纸、答辩等方式进行考核,完成钢筋混凝土T梁的受弯构件设计任务,培养学生结构设计能力。为避免同学在学习过程中遇到问题没办法及时解决,可以根据教学内容和进度安排实训课时,即配备多名实训指导老师,这样每个老师负责几个同学,按照基本构件的设计步骤对同学进行指导,同时也能把与专业相关的一些课程很好串联起来,达到预期的效果。
三、结束语
《工程力学与工程结构2》是高职道路与桥梁工程系各专业技术基础课,,具有理论性与实践性结合紧密的特点,对于学生以后从事设计、施工以及管理都是非常重要的专业课程。因此,在教学过程中,注重课堂教学与实际工程相结合,采取理实一体教学,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,提高学生的综合素质,为以后的工作和深造打下良好的基础。
参考文献
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基 本 资 料
姓 名
XXX
性 别
男
民 族
汉 族
籍 贯
广东广州
出生日期
1979/10/31
政治面貌
团 员
学 历
重点本科
健康情况
良 好
专 业
建筑环境与能源工程通讯地址重庆西南农业大学 76#
邮 编 400716
联系电话
023-6825**** (寝室) 1398320****
求 职
意 向
工民建、房地产、施工单位、工程预算、科研设计单位或与建筑业相关的行业
教 育
背 景
1999-09 —— 2003-07 西南农业大学
1996-09 —— 1999-07 广州市培英中学
个 人
技 能
英语通过四级(六级成绩未出),具有良好的听、说、读、写能力。正在备考计算机二级 C 语言(笔试已通过),对 OFFICE 办公系统软件、 PHOTOSHOP 、 AUTOCAD 、天正绘画等应用软件以及大部分操作系统能熟练操作,且对 PC 机的组装和维护有一定的经验
获奖情况
· 1999-09 —— 2000-09 获专业奖学金三等奖
曾 任
职 务
大三时担任班上团支书,且担任宿舍检查小组成员
大二时担任班上组织委员
社 会
实 践
大三暑假 曾跟随 老师在重庆南川一个农场进行为期二天的测量工作,且在上课期间在本校的实验大楼施工工地进行为期四天的建筑施工实习
大二期间,参与了本校部分区域、位置平面图设计,是测量小组的成员
大一暑假参加学校开展的“智力支乡”广州小分队
主 修
课 程
建筑给水排水工程,建筑制图,普通物理学,建筑测量,建筑材料,建筑审计与监理,传热学与流体力学,结构力学,建筑力学,弹性力学,房屋建筑学,钢筋混凝土,土力学地基基础,建筑电工,砌体结构,高层建筑结构,建筑机械 , 钢结构,建筑工程概预算,建筑施工,单层厂房,房屋建筑学课程设计,混凝土结构课程设计,砌体结构课程设计,单层厂房课程设计等
土木工程专业中实践教学环节主要有实验(如土力学实验、流体力学实验、土木工程材料实验、工程力学实验等)、实习(包括认识实习、测量实习、工程地质实习、生产实习、毕业实习)、课程设计(如道路勘察设计课程设计、混凝土结构设计原理课程设计、基础工程课程设计等)、毕业设计等。课程设计和毕业设计是土木工程专业实践教学的重要组成部分,其中课程设计时在课程理论教学完成后进行,时间为1~2周,毕业设计一般安排在大学的最后一个学期,时间约为13周。课程设计和毕业设计是完成教学计划、达到本科生培养目标的重要环节,主要培养学生分析问题和解决问题的能力。土木工程专业的课程设计和毕业设计大部分需要绘制图纸,要将自己所设计的内容通过图纸的形式表达出来,涉及到非常多土木工程制图的知识。因此,土木工程制图在课程设计和毕业设计中起着举足轻重的作用。
2课程设计和毕业设计图纸中存在的问题及原因
学生在课程设计和毕业设计的图纸中存在的主要问题有:图框及标题栏的绘制不规范、线型线宽错误、中心线缺失、图名和比例缺失、字体大小及图样布置不合理、尺寸标注错误、剖面图标注错误等。土木工程制图是一门非常严肃的课程,必须遵循制图国家标准,主要包括《技术制图》、《房屋建筑制图统一标准》、《建筑结构制图标准》、《道路工程制图标准》、《水利水电工程制图标准》等。课程设计和毕业设计图纸中出现的问题反映出教师和学生对制图标准的重视程度不够,学生没有形成严谨的态度。从教师而言,土木工程制图课教师、其他专业课教师、毕业设计指导教师对图纸的重视程度不够。土木工程制图的教授过程中,对工程实例的要求相对较少,造成学生对制图标准的认识和识图能力有限。很多课程设计甚至毕业设计的任务书中比较看重结构计算的内容,忽视了制图国家标准的要求,造成学生注重计算书而忽视图纸。从学生而言,学生从思想上对制图标准不重视,认为只要图纸上能表达清楚就行。汉字写得“龙飞凤舞”,不按制图课上要求的仿宋体书写;数字随意倾斜、潦草,大小不合适;绘图时不按照步骤执行,图样布置不合理。另外,很多学生认为以后的工作中计算机绘图很重要,忽视了手工制图的环节,导致学生对工程图样的表达方法、制图标准和读图绘图基本技能相对欠缺,对平面图形缺乏认识。此外,还存在一些客观原因。土木工程制图课程一般开设在大一的第一个学期,中期课程设计没有严格按照制图标准执行,大四第二个学期做毕业设计时很多标准中的要求都已经忘记,导致图纸的质量很差,不能符合国家标准要求。
3教学方法探讨
(1)分两个学期、小班授课。
土木工程制图课程内容多,其中画法几何和制图基础部分包括工程制图基本知识、多面正投影、轴测投影、标高投影等章节;专业工程图则包括房屋建筑施工图、建筑结构施工图、路桥工程图、水利工程图等。由于大一新生具备的土木工程专业的知识较少,在专业工程图讲解时需要介绍背景知识,否则会造成学生的专业工程图识读障碍。例如,在讲解建筑结构图中的钢筋混凝土构件图时,需要较详细介绍钢筋混凝土相关的知识,这样学生才能更好地理解房屋建筑、桥梁工程、水利工程中钢筋混凝土构件的表达内容和方法。将画法几何与制图基础、专业工程图与计算机绘图分为两大部分,分两个学期授课,更有利于学生对教学内容的理解和吸收。土木工程制图课程作业较多,尤其是在画法几何和制图基础部分,每次课后都有作业,每个同学出现的问题可能不同;在专业工程图的识读过程中,学生的理解角度可能存在差异。因此,需要针对不同的问题进行专门的讲解和辅导,小班授课有利于教师与学生的交流,教学效果较好。
(2)增强学生对课程的兴趣。
土木工程制图课程讲解时,由于内容多、教师需要不停地讲,会造成学生听觉疲劳。而理论部分的前后连贯性很强,如立体的截切与相贯要用到线面相交以及面面相交的知识,前面知识没有理解,后面学习就很困难。因此,增强学生对土木工程制图课程的兴趣,对于知识的掌握非常重要。在理论部分的教学过程中,可采用多媒体与板书、讲与练相结合方式,讲完一个知识点后立即让学生做练习,提高学生的成就感,缓解听觉疲劳。此外,可根据学生作业的情况,让学生讲解自己的解题思路和方法,让其他同学评判,调动学生的积极性。在专业工程图部分,可采取“找茬游戏”方式,让学生交换绘制好的图纸,遵照规范找错误,加深对规范的理解。另外,还可采取参观工程实例的方法,比如讲到直纹面的投影时,带学生寻找直纹面的工程实例,增强学生的感性认识。
(3)注重实际工程图的识读。
在教材及习题集中,由于受篇幅所限,专业图纸只是某项工程中的部分图样。由于图纸不完整,学生无法从宏观上认识工程图。为培养学生的实践能力,最好的方法是让学生在专业实践中锻炼。为此,在教学过程中,教师可收集典型的、相对简单的实际工程案例,给学生识读。比如,在房屋建筑图部分,可选取居住建筑或公共建筑施工图;在路桥工程图部分,可选取结构形式简单的桥梁工程图。首先对房屋或桥梁的整体情况做出讲解,然后让学生分组读图,从而达到从整体到局部再到整体、逐步读懂图样的目的。通过实际工程图的识读,在绘制图样时,也会自然而然地遵照规范的要求来实施,绘图的规范性也就得到了加强。
(4)注重土木工程制图实践能力的考核。
画法几何与制图基础部分的考核可采用平时成绩+闭卷考试的方式。平时成绩主要考查学生完成作业的情况,闭卷考试主要考查学生对基本理论的理解和应用。专业工程图和计算机绘图部分的考核可采用平时成绩+开卷考试的方式。平时成绩主要考查工程图样的补绘和抄绘等,针对问题及时纠正和指导,一般为单个图样。开卷考试可采取绘制工程图方式,由教师结合工程实例制定指导书,将学生分成小组,每个小组完成一整套图纸。在绘制过程中,要求学生以设计者的角度,充分理解整套图纸中各部分重点表达的内容,各部分的内在联系等,以此提高学生绘图能力。
(5)加强制图课程与课程设计及毕业设计的联系。
土木工程制图课程教师在授课时,应强调其作用和地位,还可将往届优秀的课程设计和毕业设计图纸向学生展示。课程设计和毕业设计教师在布置任务时,要强调规范作图的重要性,在任务书参考资料中增加相关制图规范,增加图纸质量的成绩比重,并加强易错点的讲解。只有加强土木工程制图课程与后续专业课程、毕业设计等环节的联系,才能让学生逐步积累、提升识图和绘图水平,增强实践能力。
4结语
关键词:混凝土结构设计原理;教学方法;土木工程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0267-02
混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的专业基础课,在专业教学中具有承上启下的作用,先修课程有建筑制图、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学等,对后续的混凝土结构设计、高层建筑结构设计等课程的学习有重要影响,也是课程设计、毕业设计等实践环节的重要基础。课程内容涉及混凝土结构材料的基本性能,构件承载力计算,构件的裂缝、变形和耐久性以及预应力混凝土构件设计[1]。
混凝土结构设计原理这门课程,具有材料的不确定性、解答的多样性、设计的综合性等特点[2],课程内容中的实验现象多、假定多、概念多、公式多、系数多、条件多、构造要求多,且逻辑性、系统性差,较为零散[3,4],但理论性与实践性较强,与先修课程相比差异性大,导致教师教起来不易、学生学起来困难。笔者结合近几年的教学,在以下几个方面进行了一些思考和实践,取得了较好的效果。
一、熟悉材料性能
钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理、力学性能很不相同的材料组成,只有熟悉钢筋和混凝土这两种材料的性能,才能较好地理解与解释实验现象。混凝土抗压强度高,抗拉强度低,因此结构构件处于承载力极限状态时,只考虑混凝土抗压,不考虑抗拉。混凝土由水泥、骨料、水等材料拌合而成,强度的离散性大,且混凝土的破坏属于脆性破坏,因此在确定其强度设计值时,材料分项系数取值较大。钢筋力学性能较好,抗拉强度高,在结构构件中主要承担拉力;在柱与双筋受弯构件中,也用于受压,其抗压强度与抗拉强度相当,但钢筋用于受压时,容易失稳,因此需要合理配置横向约束,即箍筋。钢筋及混凝土的应力-应变曲线是较为重要的,它是钢筋混凝土构件应力分析、建立强度和变形计算理论必不可少的依据。此外,还应熟悉钢筋和混凝土之间粘结力的相关知识,这是钢筋截断、锚固、弯起等构造措施的依据。
二、抓住教学主线
构件承载力计算是这门课程的重点,涉及到拉、压、弯、剪、扭等基本受力形式及其复合受力形式,但钢筋和混凝土均为弹塑性材料,且离散性大,因此无法根据先修力学课程采用纯理论的方法直接建立承载力计算公式。通常是在试验的基础上,引入合理的基本假定,画出应力图形,借助力学知识或回归分析等方法建立承载力计算公式(包括其适用条件),然后用于工程设计,对于计算公式中未考虑的一些不利因素,通过构造措施进行补充。因此,在承载力计算章节中,要牢牢抓住“试验现象分析―引入基本假定―画出应力图形―建立基本公式―进行工程设计”这一主线,其中试验与假定是基础,应力图形是关键,基本公式是结论,工程设计是目的[4]。值得注意的是,工程设计既包含计算,也包含构造措施。
在计算过程中,初学者往往习惯于联立解方程,实际上应用基本公式也是有主线可依的,如单筋矩形截面设计,按的步骤计算,思路清晰,每一步都可以检验适用条件。
三、进行对比分析
大多数教材将构件承载力计算分为多个章节,各章节之间看似没有联系,知识信息处于零散状态,学生学起来比较困难。教师需找出各章节之间的内在联系,对比讲解,便于学生掌握。
受弯构件中,单筋矩形截面较为简单,大多数学生能较好地掌握。与单筋矩形截面相比,双筋矩形截面在受压区配置了受力钢筋,图1(a)为双筋矩形截面,抵抗的极限弯矩为Mu。从受力的角度,可以将受压区的混凝土和钢筋分开,并配置相应的受拉钢筋,如图1(b)、(c)所示,其中图1(b)为单筋矩形截面,抵抗的极限弯矩为M1,图1(c)为纯钢筋部分,抵抗的极限弯矩为M2,根据叠加原理,有Mu=M1+M2。
四、引入案例教学
混凝土结构设计原理是一门实践性较强的课程,引入案例教学,可以增强学生对这门课程的认识和理解。设计案例应符合教学目标的要求、符合工程实际、符合混凝土结构设计的发展趋势[5],有一定的启发性和适用性。根据学生的实际情况合理设置案例的难度,选择现实生活中关心或常见的问题,可以提高学生的兴趣,使教学效果更好。在实施案例教学前,需要学生准备好相应的理论知识。呈现案例后,应明确要解决的问题。然后,寻找解决问题的方法,这是案例教学的核心部分,教师应当做适当的引导,对于学生提出的解决方案,应进行点评与总结,并对案例进行拓展与深化。案例教学过程中的重点在于学生的思路与讨论的质量,结果可以是多样化的。
五、培养实践能力
混凝土结构设计原理的理论体系不完善,很多公式是由试验结果回归而成,实践性强,问题抽象,理解起来较为困难。培养实践动手能力对于学好这门课程大有裨益,对今后从事相关工作也奠定了良好基础。实践能力可以从以下几个方面着手:①现场观摩,安排学生参观建成或在建的混凝土结构,加强对梁、板、柱等混凝土构件的感性认识;②参与试验,本课程中涉及大量的试验,应尽可能让每位学生参与到试验过程中,若学校不具备这样的试验条件,可以通过观看试验录像,加强对各种构件破坏机理的理解;③编制计算程序,教材中有各种承载力计算的框图,按框图写出程序(采用Excel表格也可以),可以加深对本课程的理解,也为毕业设计奠定了一定的基础;④理论联系实际,在学习相关内容后,可以让学生寻找相关破坏的工程实例,并分析其原因,具备这种能力后,毕业后可以较迅速地适应相关的工作。
六、板书与多媒体并重
当前,大多数教师习惯于采用多媒体进行教学,这种教学手段形象、信息量大,可以较好地调动学生学习的兴趣,加深对所学知识的理解。混凝土结构设计原理这门课程,涉及到大量的实验现象,大多数学校不具备开展各类型构件破坏试验的条件,但可以通过图文、录像资料重现试验过程,增加学生的感性认识,将枯燥的内容变得生动起来,再结合老师讲解,就能较好地理解实验过程中所蕴含的力学知识。但对于大量的公式推导,在黑板上一步步演示推导过程,可以加强学生对公式的理解和记忆。总之,在教学过程中,合理的结合板书和多媒体,可以提高学生的学习积极性,提高教学效果。
通过在上述几个方面的努力,这几年的教学效果逐渐提高,在今后的教学中,还需要在创新教育教学方法,培养实践动手能力,增强概念设计意识等方面进行进一步探索,进一步提高教学水平和教学效果。
参考文献:
[1]沈蒲生,梁兴文.混凝土结构设计原理(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
[2]关萍.《混凝土结构设计原理》课程建设[J].大连大学学报,2010,(5):116-118.
[3]李书进,沈少波.混凝土结构课程教学探讨[J].建筑结构,2008,38(9):204-206.
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民 族 汉 族 籍 贯 广州
出生日期 1979/10/31 政治面貌 团 员
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专 业 建筑环境能源工程
通讯地址 重庆西南农业大学 76# 邮 编 400716
联系电话 023-6825**** (寝室) 1398320****
求 职
意 向 工民建、房地产、施工单位、工程预算、科研设计单位或与建筑相关的行业
教 育
背 景 1999-09 —— 2003-07 西南农业大学
1996-09 —— 1999-07 广州市培英中学
个 人
技 能 英语通过四级(六级成绩未出),具有良的听、说、读、能力。正在考计算机二级 C 语言(笔试已通过),对 OFFICE 办公系统软件、PHOTOSHOP、AUTOCAD、天正绘应用软件以及大部分操作系统能熟练操作,且对 PC 机的组装和维护有一定的经验
获奖情况 · 1999-09 —— 2000-09 获专业奖学金三等奖
曾 任
职 务 大三时担任班上支书,且担任宿舍检查小组成员
大二时担任班上组织委员
社 会
实 践 大三暑假 曾跟随 老师在重庆南川一个农场进行为期二天的测量工作,且在上课期间在本的实验大楼施工工地进行为期四天的建筑施工实习
大二期间,参与了本校部分区域、位置平面设计,是测量小组的成员
大一暑假参加学校开展的“智力支乡”广州小分队
主 修
课 程 建筑给水排水工程,建筑制图,普通物理学,建筑测量,建筑材料,建筑审计与监理,传热学与流体力学,结构力学,建筑力学,弹性力学,房屋建筑学,钢筋混凝土,土力学地基础,建筑电工,砌体结构,高层建筑结构,建筑机械 , 钢结构,建筑工程概预算,建筑施工,单层厂房,房屋建筑学课程设计,混凝土结构课程设计,砌体结构课程设计,单层厂房课程设计等
兴趣爱好 看书,听音乐,玩电脑,打篮球等
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__________________________ 最高学历学校:_____________
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第二学历: _____________ 第二学历学校: _____________
专业: _____________ 时间:____年___月 至 ____年___月
教育情况描述:______________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
外语能力:
外语一: 基本技能:_____________________ 通过标准测试:__________________
外语二: 基本技能:______________________ 通过标准测试:___________________
其它:
工作经历:
____年____月——____年____月_______________公司_______________部门_______________工作
____年____月——____年____月_______________公司_______________部门_______________工作
个人能力:
________________________________________________________________________________
个人爱好:
【关键词】建筑结构实验工程技术应用型多层次开放式
【基金项目】江西省教改课题,课题名称:开放式实践教学在《工程结构》课程中的应用研究,课题编号:JXJG―12―75―8。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)05-0210-01
一、引言
教育要面向社会、服务社会、培养社会需要的合格人才,其中突出实践是工程技术应用型本科教育的重要特征。南昌大学科学技术学院(以下简称我院)作为一所办学实力较强的独立学院,所设土木工程专业,主要是面向施工单位、监理单位、检测单位、少数设计单位和科研单位,输送能吃苦耐劳、高素质工程技术应用型人才。
二、工程技术应用型本科教育的特点
工程技术应用型本科教育的主要特点:一是院校以培养本科生为主,侧重“教学型”,不以研究生培养为主;二是侧重“技术”,通过工程教育培养成熟的生产设计、指挥和组织管理的“技术型”人才,而非以设计、科研为主的“学术性”人才;三是强调“实践能力”,工程技术应用型本科教育以实践能力为本位,理论基础扎实即可,运用知识的智慧,通过实践转化为能力。
混凝土结构作为一门具有工程性和实践性很强的课程,实验教学是它重要的实践教学环节,通过实验教学不仅可以帮助学生加深理论知识的理解,更有助于培养学生的动手能力和创造能力。本文就《建筑结构》课程实验教学存在的问题,提出了实验教学改革的思路和方法。
三、《建筑结构》实验教学现状
目前《建筑结构》实验教学内容为钢筋混凝土梁的破坏性试验,试件尺寸大数量多,使得实验量大、资金投入多;试件的制作、养护成型、加载设备和测试装置的准备和安装,使得试验周期长,再者试验课时有限,时间安排紧张等。由于这些困难的存在,我院《建筑结构》课程实验内容主要包括钢筋混凝土梁正截面受弯和斜截面受剪性能试验,集中时间,以演示为主。在实验过程中学生始终处于被动的接受状态,导致出现严重的“围观”、抄袭等现象。
四、《建筑结构》实验教学改革措施
(一)调整教学计划,开设结构综合性技术实验
目前我院土木工程专业教学计划中,《建筑结构》和《结构试验》分别开设在第五和第六学期,依附于它们的试验与理论课同步,教学实验项目和内容分散。为此,教研组试将两个教学试验重新整合、设计,设置一门跨学期、跨课程、与理论教学有机联系而又相对独立的综合技术实验,构建一个以培养技术应用人才为主线、多层次、多项目,相互独立又相互衔接的实验教学体系,该实验体系包括基础型、提高型和创新型实验项目,采用开放式网络教学方式和科学的考核标准,重在培养学生的技术应用能力,实验项目如表1所示。
表1 建筑结构综合技术实验项目表
(二)采用开放式教学方法,完善实验室的管理
高校实验室开放是实施素质教育,是培养学生创新精神和综合能力、加强职业能力训练的重要途径,有利于学生自觉地把理论知识与实践有机结合,并得以加深巩固。制定开放实验室的管理办法,充分开发和利用现有资源,增加开放指导教师的投入,先以学生预约方式进入实验室做指定项目,积累经验,逐步将实验项目、实验内容、方法及时间等方面逐步开放,最终实现全面开放实验室。学生由现在的“我们规定的实验教学”转变成“学生们感兴趣、自觉地走入实验室,实施并完成实验技能训练”。
(三)建立网络教学平台,实现教学手段多元化
在实验教学过程中,如何运用现代化教学手段,将“教材、仪器、实验过程、教学”有机结合起来,调动学生的学习热情,提高教与学的效率。鉴于此,开发《建筑结构综合技术实验》网络教学平台,该教学平台包括在线学习、在线交流和相关资源三大板块。在线交流平台,为教师和学生提供无时空限制的交流通道,在论坛里教师或学生都可以对一些常见问题发起讨论,在讨论中寻求答案,教师可以方便的完成辅导和答疑工作。相关资源学习平台为学生提供了丰富的学习资源,供学生学习参考,如工程实例、规范规程(建筑施工、结构检测)、建筑施工工艺及建筑工程施工现场视频,开阔了学生的视野。
借助网络教学平台,为学生提供丰富的学习素材,通过生动的图像、动画,帮助学生更好的掌握实验技术和方法,顺利完成试验项目,提高学习效率,同时也解决了教学时数少、试验项目多的矛盾,促进教学质量和水平的提高。
五、结语
结合我院土木工程专业应用型人才培养的目标,加强学生的动手能力和创新能力,本文探索构建了多层次、开放式建筑结构实验教学体系。通过教学实践,学生的试验积极性、主动性有了极大提高。
参考文献:
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