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关键词:建筑工程概预算;课程建设;人才培养;教学改革
作者简介:黄山(1980-),女,湖南长沙人,兰州交通大学土木工程学院,讲师。(甘肃 兰州 730070)
基金项目:本文系甘肃省科技计划资助(项目编号:0916RJZA052)、兰州交通大学网络课程建设教改项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0154-02
学生能力的培养需要通过课程学习和工程实践过程来完成,“建筑工程概算”课程在工程管理专业人才培养中具有非常重要的作用。通过理解和掌握工程概预算的基本原理和方法、熟练运用工程概预算软件进行各种工程建设投资项目的造价编制、理解大工程项目管理本质是该课程对培养高素质工程管理应用型人才的定位。[1]
通过多年的努力,兰州交通大学(以下简称“我校”)土木工程学院“建筑工程概预算”课程的发展和优化对学生就业及专业发展起到积极的促进作用。如我们和广联达、鲁班等企业建立了稳定的合作关系,多次在我校举办“甘肃省高校广联达杯算量大赛”和“西部高校工程管理论坛”,提高了我校工程管理专业的知名度,反过来也促进了工程管理专业的就业和人才培养。
在调研各高校“建筑工程概预算”课程建设的基础上,根据地方经济发展对管理工程应用型人才的需要,对课程建设进行了重新定位和梳理,提出“顶层设计、整体优化、突出特色”的建设思路,依据“重实践、求创新”的原则,在已有成果的基础上,不断实践和总结,加强薄弱环节建设,形成系统化课程教学资源,突出课程工程特色。在课程建设过程中注重学生实践能力、创新能力的培养,构建完整、合理的工程实践培养体系,把创新型应用人才培养融入到课程建设之中。
一、课程建设现状分析
本专业开设的“建筑工程概预算”课程是一门知识面广,区域性、技术性、专业性、实践性、综合性和政策性都很强的课程,是我校工程管理专业的核心专业课。而我校工程管理专业学生就业渠道主要集中在施工单位、建设单位、咨询单位等。因此,掌握建筑工程概预算定额的基本原理及应用,掌握建筑工程概预算的编制方法与审查方法,掌握建筑工程工程量清单计价方法,掌握计算机在建筑工程概预算编制中的应用,使学生具备进行建设项目全过程造价管理和造价咨询的基本能力,是开设本课程的主要目的。
近年来,我们积极开展“建筑工程概预算”课程教学改革与实践。师资方面,形成了老、中、青的合理梯队,主讲教师都在职攻读了博、硕士学位,且都参加了广联达等专业软件的培训,并在设计院等单位参与众多的实际工程项目,积累了丰富的实践经验。教材方面,编写了多部高质量教材。课件和教辅建设也有了一定的积累,初步形成了立体化的教学资源。实践教学方面,每年都邀请广联达、鲁班等企业讲师进校讲授实训课程,鼓励学生参加各种竞赛和实习,极大地增强了学生实践动手能力,促进了学生对课程教学内容的深刻理解。[2]
虽然取得了一定的成果,但也存在一些问题。首先是没有一个合适的网络平台展示这些教学成果。其次是缺乏顶层设计,没有系统化整合教学资源。最后是学生实践能力还需要继续加强,实践教学体系和考核评价体系仍需进一步优化。[3]
二、课程建设思路
结合“建筑工程概预算”课程建设实际现状,按照精品课程要求及内涵,借鉴国内国家级精品课程建设以及立体化教学资源开发的先进经验,从顶层进行设计和规划,着眼于课程的整体优化,反映我校“建筑工程概预算”课程的教学特色。在组织教学内容、实践教学、改革教学方法和手段等方面进行系统配套的改革;将授课、讨论、实践、考核、教材等教学环节作为一个整体统筹考虑,充分利用现代化教育技术手段和教学方式,将基础课程教材、专业课程教材配套建设,加强计算机辅助教学软件、多媒体软件、电子教案、教学资源库的配套建设;积极整合已有的教学资源和成果,补充不完善的教学资源和薄弱环节,将最新科学研究成果及时融入教学,形成系统化的网络教学资源,从而不断发展和完善“建筑工程概预算”课程的建设。
三、课程建设实践
1.系统设计、整体优化课程,培养应用型人才
(1)“建筑工程概预算”课程经过多年的教学改革实践,已形成众多的教学资源和成果,形成了“重实践、求创新”的课程特色。但这些教学成果比较零散,没有得到很好的整合和优化。所以我们拟对课程的教学资源和成果进行分类,按照顶层设计、整体优化的思想,构建系统化的教学资源框架,对薄弱环节进行补充和丰富。
(2)课堂采用教学—建模—教学的方式,加强理论与实践结合,培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性。利用实际工程案例,在进行理论教学时,用软件建模形成工程实体。一方面,学生在建模过程中能不断充实专业知识,理解工程构造原理,通过直观效果图、算量步骤等帮助学生理解计量规则等。另一方面,用专业软件操作实际案例,可以帮助学生熟悉软件操作过程,培养实践动手能力。这样不仅能激发学习兴趣,也能把他们带入宽松愉悦的学习环境中。
(3)根据课程特性,确立以“教为主导,学为主题”的思路,培养学生自主学习的能力。例如在教学过程中,让学生上台用专业软件操作实际案例工程,主动参与到整个教学过程中,充分调动了学生学习的积极性。
2.以课程建设为中心,构建开放、系统的网络教学资源平台
以课程建设为中心,对整个资源进行优化,建设“建筑工程概预算”课程网络教学资源,利用学校网络资源,及时将取得的教学成果展示给学生,构建起开放的、系统的网络教学资源平台。同时,提供课程建议和教学资源补充平台,不断丰富和完善网络课程教学资源的建设。该课程已进入校网络课程建设的第一批名单。网络教学资源的建设依照精品课程建设要求,从教师队伍建设、教材建设、教学内容建设、实践教学建设、考核评价体系建设等多个方面整合已有的教学成果和教学资料,形成分层次的“建筑工程概预算”网络教育课程。
目前,我校已经搭建好了全校网络课程教学综合平台(如图1所示),首批资助40门课程进行网络课程的建设。“建筑工程概预算”网络课程已获批复,进行了专门的师资培训和实践,这为构建开放、系统的“建筑工程概预算”网络教学资源课程解决了技术和资金上的问题,能充分保证网络课程的建设,促进学生“随时、随地、随愿”的个性化学习。
3.重能力、求创新,构建多层次递进式的实践教学体系
改变以往理论课时过多、实践课时偏少、实践体系单一的情况。以核心课程群建设为中心,构建课堂实验、专题实验、创新实验、项目实训、课程设计、毕业设计、企业实习、竞赛等多层次递进式的实践培养体系。通过与企业合作、企业赠送与购买的方式,在工程管理专业实验室安装业内知名的正版专业软件,如广联达造价软件、鲁班算量软件、PKPM造价软件、神机妙算软件等。让学生参加广联达等公司在工程管理专业实验室进行的各种培训,并为他们提供参与广联达软件全国算量大赛的机会,从而形成了多层次递进式的实践教学体系。
4.深化教学,构建全面、科学的教学评价体系
为了对课程的教学过程进行动态多因素的综合评价,需要建立一种全面的、科学的教学评价方法。
(1)评价形式多样化。采用“开卷、闭卷相结合,安排一次期中考试和一次期末考试,每次考试采用闭卷理论考试和开卷上机考试相结合”的教学评价方式。
(2)评价内容多元化。包括对出勤、独立完成作业、学习态度、课堂提问、回答问题、积极参与教学互动的状态、小组中的贡献等方面进行评价。
(3)评价主体多元化。改变只有教师进行成绩评定的方法,形成综合教师评价、学生自我评价、学生间相互评价的多元化主体评价方法。
根据研究和实践,建立了课程合理、多元的评价指标体系,并根据信息熵和粗糙集的方法确定各评价指标的权重。通过全面科学的评价方法,对教学的全过程进行了动态、多因素的综合评价,有效地促进了教学水平的提高。
四、总结
通过课程建设的不断实践和发展,促进了我校工程管理专业应用型人才的培养,形成了具有鲜明铁路交通、大工程应用特色的课程建设体系,培养了一批批基础理论扎实、工程实践能力和创新能力较强、踏实实干的工程管理应用型人才,充分得到铁路工程、建筑工程等大型企业的认可和青睐。反过来,人才培养的认可提高了我校工程管理专业的知名度,促进了学校在课程建设方面的投入,不断完善了课程的建设,在课程建设和应用型人才培养之间形成了良性的互动。在今后的课程建设中,将进一步完善“建筑工程概预算”课程建设和人才培养方案,探索具有创新能力的应用型人才的培养新模式。
参考文献:
[1]鲍学英,等.兰州交通大学工程管理省级特色专业建设探讨[J].高等建筑教育,2011,(4).
为了进一步促进高等职业学校办出特色,全面提高高等教育质量,教育部《关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》(教职成[2011]12号文件)指出,高等职业教育要继续推行任务驱动、项目导向等学做一体的教学模式。近年来,“能力本位、项目化”课程改革受到各高职院校的重视,西职院从2012年上半学期开始对“能力本位、项目化”课程教学进行培训、指导、比赛、交流和实施。工程造价教研室教学团队将《建筑工程计量与计价》课程进行项目化课程改革。
二、课程设计过程
1、课程定位
组织专业教师进企业进行深入调研,确定本课程面向的工作岗位是工程造价员。专业教研室组织成立由丰富经验的企业专家和学校专业教师共同组成的课程建设团队,确定课程的技能要求是能够编制工程量清单、能够进行工程预算、能够使用造价软件。
2、课程目标
能力目标:(1)能够利用《建设工程工程量清单计价规则》编制建筑装饰工程工程量清单;(2)能够编制招标控制价与投标报价;(3)能够熟练使用软件编制造价。
知识目标:(1)掌握建筑装饰工程工程量清单的编制;(2)掌握招标控制价与投标报价编制;(3)掌握广联达软件编制工程造价。
素质目标:(1)具备团队协作的能力,能够服从项目组长的统一安排,合作完成项目任务;在自己的项目任务完成的情况下,能够辅助其他成员完成项目任务;(2)具备独立思考的能力,能够根据规则和定额独立完成造价文件的编制,独立分析问题,解决问题的能力;(3)具备吃苦耐劳的能力,工程造价文件的编制需要大量时间和精力,且经常进入施工现场,需要具备吃苦耐劳的能力;(4)具备独立自学和创新的能力,能够随着规范和定额的更新,通过自学完成造价文件编制,且勇于创新。
3、课程总体设计
构建“学、培、赛、训”四位一体课程教学总体设计,实现学生两年不断线的课程学习。
“学”:即课内学习,以能力目标为本位,对课程整体内容进行重新设计。通过课程调研,与企业专家设计课程项目,采用实际项目进行工程量清单编制及建筑工程造价的计算。课内学习安排在第3学期完成。
“培”:即技能培训,根据陕西省工程量清单计价规范、消耗量定额和计价办法,按照初级造价员要求,进行岗位适应能力培训。通过技能培训,学生获得初级造价员职业证书。技能培训安排在第4学期完成。
“赛”:即技能比赛,我系每年举行广联达算量大赛,在比赛中选取优秀学生参加全国广联达算量软件大赛和陕西省教育厅组织的工程造价技能大赛。通过比赛,锻炼学生的软件操作能力,及团队协作的能力。技能比赛安排在第5学期进行。
“训”:即综合实训,校企合作共同开发实训项目、实训内容和实训考核办法,根据实际工程项目,分组编制工程量清单、投标报价或控制价。综合实训安排在第5学期进行。
4、教学项目设计
依据课程标准来整体设计学习项目,确定本课程的项目一为西职院6号公寓楼工程量清单编制;项目二为西职院6号公寓楼工程造价编制;项目三为西职院6号公寓楼广联达软件造价编制。选取教学楼项目(框架结构)为课外拓展项目,成立兴趣小组完成实训楼项目(框剪结构)。通过不同结构工程的训练,掌握建筑工程工程清单的编制、工程组价和计价。教学项目设计进度图见表1。
根据设定的实际教学项目,进行每个项目的情景设计,引出项目任务,编制每个任务的子任务,并确定任务的目标要求。
5、教学实施
在“理论”够用的基础上,强化学生的技能训练。[1]在全面把握课程和企业需求的前提下,调整课程教学内容,将理论知识与生产实际应用相结合。在本门课程教学中,我们将造价基础理论分配到各项目中,让学生在项目中掌握造价理论知识,学生在做中学、边做边学习,提高了学生的动手能力,使教学更接近工作岗位需求,做到了“课堂上练习的,就是将来工作的内容”[2]。
本课程教学中以校内建筑物作为教学和练习案例,使课程教学更具直观性、实操性和兴趣性。课内项目为我院6号公寓楼项目;课后拓展项目为3号教学楼项目;成立算量兴趣小组,完成实训楼项目工程算量与计价。这是一个由少到多,由简单到复杂,由单因素到多因素,不断循环递进的教学方法。同时,我系每年举办一次工程算量大赛,并参加全国广联达算量大赛,使课程教学与技能竞赛有机结合。
6、课程考核
基于工作过程的项目化教学评价模式采用“全方位、多角度、综合性”的考核评价模式。[3]课程考核分为过程评价和成果评价两部分,其中过程评价占60%,成果评价占40%,充分体现了过程控制的重要性,满足职业岗位的需求。
三、改革成果
本课程通过几年的改革和实施取得了一定的成果,通过项目化教学,学生的学习积极性明显提高。工程造价专业学生90%获得初级造价员证。在第五、六届全国广联达算量大赛中获得团体二等奖。在第一届陕西省工程造价技能大赛中获得1个一等奖、1个二等奖、2个三等奖,在第二届陕西省工程造价技能大赛中获得团体二等奖。与此同时也培养了一批双师素质专业教师。
【关键词】建筑给水排水工程,课程建设,建构主义,实践教学
前言
建筑给水排水工程是研究工业与民用建筑用水供应和污废水的汇集、处置,及满足生活、生产的需求和创造卫生、安全、舒适的生活、生产环境的工程学科。建筑给水排水工程课程的任务是使学生通过学习掌握建筑给水排水工程的设计、安装和管理等方面的知识,并培养学生从事该领域设计、管理、科研等工作的基本能力。
目前建筑给水排水工程课程教学中普遍存在以下的问题:一、教学内容唯教材,忽视本学科以及交叉学科的发展现状,学生知识面窄;二、重理论轻实践,学生遇到实际问题时,“满腹经纶”亦枉然;三、重知识传授,轻知识认知能力的培养,学生的发展潜力不足。
以上种种,很大程度上是由于课程教学的指导思想与当前社会对人才要求不相适应所造成的。课程首先是一个载体,是学科知识、认知和创新的平台。在当今知识大爆炸的时代,各种知识、信息浩如烟海,学科交叉越来越普遍,这使得在课程平台上,知识量本身的地位逐渐下降,而对学生认知能力乃至自主创新意识的要求越来越高。当务之急,是要转变建筑给水排水工程课程教学的指导思想:即课程由知识载体向知识认知和知识创新载体转变,由简单的知识传授向不断提升学生的认知能力和创新意识转变。
建筑给水排水工程课程建设包括师资队伍、教学模式、课堂教学内容、教学手段、实践教学等多个教学环节的改革与建设,各环节应共同围绕课程教学的指导思想的转变而展开,形成一个有机的整体。
一、师资队伍建设
课程建设首先是优秀师资队伍的建设,它包括两个方面:德才兼备的教师的培养和合理的教师梯队的建设,二者相辅相承,不可或缺。教师的知识、理念、追求以及在其经历中逐渐形成的人格魅力是课程的“精髓”。从事建筑给排水教学的教师首先应是资深的工程师,即应具备扎实的给排水工程理论基础和丰富的工程实践经验。学校从管理层面上,应努力为教师创造深造特别是从事科研实践的机会,以提高教师的专业水平。教师还要把握建筑给水排水工程课程教学的指导思想的转变,不断探索教育规律,把自己的才识融入到课程教学中去。建筑给排水教师作为工科专业教师,还应着力培养良好的师德素养,以其德艺双馨的人格魅力感染学生,激发学生学习本课程的热情,这一点在课程建设中也是不容忽视的。
目前,各高校建筑给水排水教师梯队建设多有不足。与水质工程学等课程相比,从事建筑给排水课程教学的教师人数偏少甚至严重不足,教学经验的切磋和探讨困难;教师梯队年龄、知识结构配置不合理,年轻教师缺乏老教师的传、帮、带作用,教学水平难以提高。因此,要重视教师个人的发展,也不忽视教师梯队的建设。合理的教师梯队为教师个人发展提供充足的养分,而个人发展又有利于梯队优化,从而使师资质量呈螺旋式提升。
二、教学模式改革
建筑给水排水工程课程在传统的教学模式下,居课程主体地位的教师负责在课堂上将教材中的知识逐点灌输给学生,而学生则基本上处于被动接受的地位。其主要弊端是:学生自主学习的主观能动性和,学习积极性低,课堂气氛沉闷;学生在课程中的收获只是对知识点一鳞半爪的记忆,虽然勉强可以应付课程考试,但遇到实际工程问题则束手无策;学生创造性思维被压制,难以满足当前社会对富创新精神的高素质工程人才的要求。建筑给水排水工程课程传统的教学模式的改革势在必行。
建构主义理论作为西方教育学的最新教学理论,自上个世纪八十年代以来,得到不断完善,并逐渐在教育理论界被普遍认同。建构主义理论认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情景(如一定的工程背景)下,借助他人(包括教师和同学)的帮助,利用必要的学习资料,通过建构的方式而获得。建筑给排水工程课程教学模式的改革应以建构主义理论为指导,在教学过程重新定位教师、学生等教学要素的地位,从而形成新型的教学模式。在新型教学模式中,学生不再是被动的知识的接受者,而是知识意义的主动建构者,是学习过程中的主体;教师作为知识传授者的功能弱化,转而成为教学活动的策划者、组织者,学生获得知识的引导者、促进者。总之,新型教学模式不以知识的传授为教学目标,而以学生认知、创新能力的培养为目标。
三、课堂教学内容
近年来,建筑给水排水工程学科发展很快,其内容已涵盖建筑内部给水、排水、中水、热水、消防等系统和居住小区给排水系统,特点是既多又杂,特别是涉及的相关规范、规程数量众多。而随着高层建筑、特殊建筑的迅猛发展,建筑给水排水工程学科新理论、新技术、新设备不断涌现,造成课程教材内容往往滞后于学科的发展。建筑给水排水工程与供热、通风、空调、供电和燃气等工程共同组成建筑环境与设备工程,这些相关学科是相互联系共同发展的。因此,教师在本教学过程中如完全拘泥于教材,不注意内容拓展,则学生对本学科最新动态和相关学科发展情况缺乏了解,且以静止、孤立的观点对待课程学习,难以培养发展、联系的思维方式,这将造成他们个人发展的滞障。
关键词:工程设计;可施工性;工程施工
建筑工程设计的可实施性是建筑工程进行的基础,只有具备可行性,才能进一步安排相关工作。这无疑是重要的,并且在建筑工程设计的可施工性研究中,必须要踏踏实实做好每一步,不能有丝毫的懈怠和马虎。一旦一点地方出现问题就会影响后续的工作,因为建筑工程的可施工性研究是基础,是前提,之后的工作能否进行取决于他,之后的工作如何进行也依赖于他。建筑工程设计的可施工性研究对于改善设计企业的成品质量,提高设计企业的核心竞争力具有重要的意义。所以,下文就相关问题进行了一系列的论述。
一、建筑工程设计的可施工性研究的必要性
(一)建筑工程设计的可施工性是建筑工程设计的基础
建筑工程设计是以具有可施工性为前提的,只有施工对象具有可施工性才能进行建筑工程设计的后续工作。没有可施工性作为保障任何工作进行都是不能的且不行的。可施工性是对工程进行的安全性的确认以及未来建成工程后可使用的保证。只有确认建筑工程设计的可施工性才能对此研究后续工作,如果建筑工程设计并不具备可施工性则工程是不能进行的,如果可施工性确认了就可以进行后续的相关工作了。并且,工程建筑过程如何施工也是依据可施工性的评定结果的。对照可施工性评定结果,选择合适的施工材料,做好相应的防范措施,提前预测可能出现的问题,才能使得工程的进行更加安全、高效并且便利。
(二)对建筑工程设计的可施工性研究会影响建筑质量
建筑工程的质量对于人员安全具有极大的意义,所以把好质量的关是重要的。那么这就需要做好建筑工程设计的可施工性研究。因为可施工性研究能够评定工程的可施工性,能够预测工程的安全系数,从而为今后的工作做好准备,这些准备包括如何更好地选择建筑材料,选择怎样的建筑材料以及需要做好哪方面的防范措施。只有做好可施工性研究才能确定今后的工作如何进行,才能保证整个工程的安全。但是如果在可施工性研究中出现了疏漏,则会使得工程质量大打折扣。还有就是如果研究工作做好了才能让未来的施工目标更加明确,才能让工程的进行更加顺利。
(三)研究建筑工程设计的可施工性有利于提高施工的便利性和高效性
建筑工程设计的可施工性研究能够在工程进行之前更好的了解相关事项,了解更为具体的相关信息。这样会大大地提高施工的便利性和高效性。首先,实现数据的收集能够为以后的工作提供便利,所有的工作因为事前的了解而变得更加方便,这让整个工作能够更加高效的进行。再者就是可施工性的研究使得工程的进行能够更加高效率,所有的事前数据为效率的提高提供了准备。
二、增强可施工性的措施
(一)向员工普及相关的基础知识
基础知识是进行建筑工程的基础,只有保证每一个员工都能清楚地知道相关的基础知识才能让每个人在工程建设中最大的贡献出自己的力量。也只有让每个员工了解并熟知相关的知识才能增强工程的可施工性。所以必须要对员工进行基础知识的普及,因为只有确保每个员工都清楚地知道想关注是才能让整个团队中没有效率低的人,才能增强整个团队的贡献力量,让整个团队都能够最大化的发挥自己的作用。这样就能够提高可施工性的同时提高工程进度。基础知识的普及工作看起来并不困难,但需要切实深入的进行,只有每个人都踏踏实实的掌握才能保证更好的结果。
(二)招聘技术人员,增强技术实力
人才是一个项目进行的重要因素,只有充分的人才才能给项目的进行提供足够的力量。所以,招聘技术人员,增强技术实力是重要的且有意义的。只有招聘技术人员才能保证整个工程的顺利进行,招聘技术人员就是为项目注入鲜活的血液,从而保证工程进行的效率,保证整个工程进行的方向的正确性。招聘技术人员,增强技术实力,才能提高整个建筑工程的可行性,从而提高整个工程的效率。人才和技术在当今的时代是重要而有意义的,所以必须要不断地招聘技术人员,引进先进技术,增强技术实力。可施工性研究也是一项极具技术性的工作,所以必须要有技术作为基础,人才作为支持。
(三)加大资金投入,保证建筑过程的安全
资金是一个项目进行的必要条件,只有充足的资金才能给工程奠定坚实的基础。才能为所有的工作做好保障工作。特别是安全保障,安全对于工程的进行是重要的,只有保障安全,才能让施工人员放心的进行施工工作。也只有保障安全,才能让最后的工程成果更完满。所以必须要加大资金投入,资金的投入将会保障相关工作的进行,这样就能够有充足的资金用于支付工作人员薪酬,也有充足的资金来引进先进的技术。这样就能够充分调动工程人员的积极性,且能大大的增加施工的便利性,设备和先进技术的引进能够起到事半功倍的效果。加大资金投入会增加施工的便利性,提高施工的效率,保障建筑过程的安全。这些是工程建设的必要条件,所以需要充分的重视。
三、总结
建筑工程设计是工程建筑过程中重要的环节,只有设计好建筑工程,才能使得设计出来的工程更加美观且实用。但是建筑工程设计并不是简简单单就能完成的,这个工作包括多个环节,其中建筑工程设计的可施工性研究就是其中的基础性环节。所以可施工性研究对于建筑工程的意义就越发重要。这就要求我们对于建筑工程设计的可施工性研究必须有足够的重视。本文就建筑工程设计的可施工性研究的必要性进行了论述。对于如何增强建筑工程设计的可施工性提出了几点建议,希望能够有帮助。相信做好建筑工程设计的可施工性研究一定能提高工程的质量、安全性和高效性。
参考文献:
[1]李东.大型油田建筑屋面防水工程设计[J].油气田地面工程,2014(8):15-16.
[关键词]大工程观;工程素质;应用型本科;公共基础课;课程建设
[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)07-0017-03
学生的工程素质――解决实际问题的意识与能力是应用型本科院校人才培养的核心内容。许多学校往往从专业课程和实践课程着手,强化学生的工程素质培养,而公共基础课在这方面的改革力度不大,相应的,各门课程的课程建设也缺乏这种关联。本文依据“大工程观”的工程教育理念,分析了公共基础课在培养学生的工程素质中应发挥的作用。公共基础课应以培养学生的工程素质为主线,开展课程建设,提高人才培养质量。
一、公共基础课在培养学生的工程素质中的作用
(一)公共基础课在培养学生解决实际问题的能力中的作用
工程尤其是现代工程是一个复杂的系统,不可避免地涉及政治、经济、文化等多方面的因素。按照工程教育的“大工程观”的教育理念,工程应用型人才的培养应更加重视工程的系统性及其实践特征。美国工程与技术认证委员会(ABET)对21世纪新的工程人才提出了11条评估标准[1] [2],其强调的重点,一是职业道德以及社会责任感,二是多学科的基础、背景及多方面的综合能力,三是工程实践能力。
为体现工程教育的这一理念,一般的应用型本科院校在制订人才培养方案时均按照社会发展的需求,构建公共基础课、专业基础课和专业课的课程体系。从总量上看,大学本科教育的前两年,主要是公共基础课;从内容上看,思想政治理论课程体现了对学生职业道德以及社会责任感的培养,语言类课程体现了学生综合能力中的表达和沟通能力的培养,数学、物理和计算机等自然科学类课程一方面体现了学生多学科的基础与综合方面的素质的培养,另一方面又具有较强的工具特性。这些课程的工具特性、课程与实际应用的联系、与课程配套的实验课程等在培养学生的工程实践能力方面均发挥着重要作用。所以,公共基础课对培养学生解决实际问题的能力将起到至关重要的作用。
(二)公共基础课在帮助学生形成解决实际问题的意识中的作用
依据意识形成过程分析,解决实际问题的意识的养成需要具有热爱事业、乐于为事业奉献的职业道德及社会责任感,需要学会通过观察、思考来发现问题,需要具备解决实际问题的信心,这种信心是建立在曾经解决过实际问题的体验之上的。虽然,专业课程和实践环节在这种意识的培育中起着重要作用,但这种意识的形成并不能一蹴而就,需要较长时间对大脑进行刺激,潜移默化才能形成,所以在大学的一开始就应该注重这种意识的培育。公共基础课的教学恰好具备上述各项功能。如思想政治理论课程可通过我国近代史和成功人士的经历等内容激励学生发愤图强,乐于奉献,树立社会责任意识;数学、物理和化学等课程中含有大量的与实际问题有关的生动实例,在教学中可以让学生在不断地解决这些问题的过程中获得成功,建立自信;计算机语言课程更是帮助学生体验成功的重要课程。事实上,学生从分析实际问题(哪怕是很简单的问题)开始,到自编程序,上机运行,一般都要经历程序不能通过或运行结果不正确等失败过程,最后获得成功。
公共基础课中这些体验成功的积累过程就是对大脑中解决实际问题的意识不断刺激与强化的过程。学生从大学一开始就经历这样的过程,会逐渐形成寻找问题、分析问题的意识和习惯,激发解决问题的欲望。
二、应用型本科公共基础课教学存在的问题
(一)公共基础课课程的课时不足
为了强化学生的工程实践能力,很多学校增加了专业课程和实验、实训等课程的教学学时,这势必减少了公共基础课的课程学时。一些应用型本科院校的公共基础课的总学时与一般的学校相比减少了10%以上,有的甚至减少了20%以上。这使得专业课和公共基础课课程的比例重新回到20世纪的不合理状态,和工程教育重基础、重交叉、重人文、重实践的导向大相径庭。[2]
(二)公共基础课的教学目标定位不当
部分应用型本科院校对公共基础课教学定位把握不当,过于强调基础课的理论性、完整性。有些独立学院还沿用原有母体学校的教学要求,将教学重点放在知识的理论体系、严谨的逻辑推理和解题技巧上,教学内容抽象化、神秘化,脱离了学生的基础和应用型人才培养的教学目标。还有一些教师把应用型本科的人才培养理解为低层次、低要求的本科人才培养,加上学时压缩,因此在教学中没有按照应用型人才培养的要求对教材内容进行取舍,而是把所有内容与要求简单化,一些重要的内容如课程中最基本的科学思想方法、原理,一些知识要点与工程应用的联系及实践环节等,都没有得到应有的强化。
(三)公共基础课的教学内容脱离工程实际
相对专业课程而言,很多学校公共基础课的教学内容改革力度不大。使用的教材的内容还是比较传统、陈旧的。尤其是课程与现代社会的发展,与工程应用的联系不够。如大学物理实验中固体密度的测定还停留在规则物体的测量与计算上,对于不规则物体的密度测定以及高精度的测定方法没有深入展开;很多高等数学教材中的应用实例不仅少,而且像吸水做功、鸭子过河的轨迹等这样的实例既缺少时代气息,又看不到应用价值。一些学校的公共基础课教学内容仍然是从理论到理论,没有体现应用型人才培养的特色。
还有一些学校,由于学时减少,对很多和工程应用有联系的教学内容不作要求或简单化处理。如导数概念的简单化处理致使相当一部分学生在学了微积分后对给出质点运动的位移求运动速度这样简单的问题都搞不清楚,物理学中的光的干涉、衍射只讲现象不讲其与工程应用的联系。教学内容脱离原有的知识体系和工程实际。
(四)公共基础课的师资条件满足不了教学的要求
许多应用型本科院校公共基础课的教师以年轻教师为主。这些教师由于缺少社会经历和科学研究尤其是参与实际问题的研究的经历,在教学中往往不愿意涉及和应用有关的内容,造成课堂教学内容枯燥单一,不能理论联系实际,缺少生动活泼的时代气息。如思想政治理论课程由社会经历丰富的教师结合生动成功的案例鼓励学生励志奋斗更有优势,而有些年轻教师只能照本宣科,空洞说教;年轻教师在讲授计算机语言课程的时候,容易把重点放在计算机语言的规则、功能和单一问题的算法上,对自编程序如何在计算机上顺利编译、运行及对运行出现不正常的结果如何分析,查找错误等缺少指导经验。而这些恰恰是在解决实际问题过程中非常重要的环节。
三、公共基础课课程建设的主线和若干措施
根据以上分析,公共基础课的课程建设除了课程的教学条件建设,各主要教学环节的规范要求等常规建设内容以外,应根据工程教育的理念,针对存在的问题,以培养学生的工程素质为主线,开展课程建设,提高教学质量。主要有如下措施:
(一)优化教学大纲
优化教学大纲是课程建设的重要内容。公共基础课虽然大多有全国统一的教学基本要求,但由于各个学校的人才培养目标和教学时数不同,具体的教学内容和要求仍然有较大的弹性。应用型本科公共基础课的教学大纲应与其他类型的学校有明显的不同,不能简单地认为这种差别就是教学要求高与低的差别,而应是侧重点不同,各自的特色不同。应用型本科学生的理论基础知识相对薄弱,但他们在与人交往、认知的兴趣和动手能力等方面有一定优势。因此,应将课程知识体系的基本原理、认知的科学方法、理论联系实际的训练等作为教学的重点;应围绕培养学生的工程素质这一目标来精选教学内容,明确教学要求。如有限逼近无限、线性逼近非线性的极限思想与方法,对解决工程实际问题非常重要。因此,在教学内容的要求上应淡化极限理论与解题技巧,而直观的极限思想与应用则一定要提出较高的要求;自然科学中的一些重要的定律,要明确通过观察、实验达到“理解”的要求,在应用定律解决实际问题上达到“熟练掌握”的要求,对定律的适应条件与环境以及进一步发展或改进可提出“了解”的要求。课程大纲还应对课程的应用技能与实践提出明确的教学要求。如大学英语课程中要突出听与说的情境教学内容,数学课程对数学软件可提出“了解”、“会用”的教学要求。为了解决课时与内容的矛盾,应充分利用课外和第二课堂教学活动,安排好课堂教学与自学的比例,将一部分教学内容采用课外自主学习、观摩以及实践等多样化教学的方式。如思想政治课程可安排一定数量的课外社会实践,计算机课程可安排一定数量的课外上机内容,数学软件可作为课外自主学习的内容等。各个学校的公共基础课课时数有多有少,要求有深有浅,但应用型本科的教学特点,是应该在大纲中体现的。
(二)加强课程与工程的联系
加强课程与工程的联系是课程建设的核心内容,可从如下几个方面着手。
1.强化知识要点与工程应用联系
公共基础课中很多知识要点和工程应用都有密切的联系,应将这些联系充分展现在学生面前。如工程活动是“真善美”的综合,因此,应将伦理、道德、心理、艺术等方面的内容融入相应课程,用人文的内容丰富课程的内涵。高等数学课程中导数的概念,本身来源于曲线的切线问题和运动物体的速度问题,但实际上它同样可表示植物生长、细菌繁殖、热量扩散、化学反应等速度。这样,学生在接受导数这一概念的时候就会同时了解导数和工程应用之间的密切联系。线性方程组来源于大量的实际问题,应通过实际问题列举出方程组有唯一解、有无穷多个解、无解的三种情形,从而引导出对应的条件与解的结构。在介绍静电场、磁场和光的有关概念时,应将大气中产生的电场,如何避雷,光盘、磁盘的读写原理等作为应用背景,建立知识要点与应用的联系。
2.选择或构建好的应用实例
好的应用实例可让学生在课堂教学中接触到大量鲜活的实践内容,让学生在具体的问题情境中积极思考、主动探索,不断发展自己的思维,提高分析问题和解决问题的能力。计算机课程中大量的例子和习题都可与应用建立联系,数学、物理等课程中的实例,要达到通过不断的刺激来帮助学生形成工程意识的教学要求还很不够,应组织教师不断寻找、挖掘并简化有时代气息、有应用意义的实例。如高等数学课程中可增加一些诸如按揭贷款利率的计算,高铁轨道的弯道连接,血管中血液流量的计算,医学CT诊断与曲线积分等例子或应用问题,大学物理可选择超导、核磁共振、纳米材料和激光技术的应用等例子。
新颖和生动的实例很容易引起学生注意,产生难忘的记忆。但实际问题往往比较复杂,要避免过于复杂的例子,以免让学生产生惧怕的心理。选用的例子应叙述简单,易于教师讲授,数据来源于实际但不复杂,应对真实情境进行适当处理,避免过多复杂因素对教学过程主导因素的干扰,使学生真正感受到解决应用问题带来的乐趣。
3.强化实践能力的培养
解决实际问题是“做”的实践过程。“做”就不能仅停留在想法上,而需要通过实践来完成。因此,实践教学是理论联系实际,培养和锻炼学生的动手能力、创新能力的重要环节。公共基础课在强化学生的实践能力培养方面有很大的潜力。
如大学英语应设法营造适宜的校园环境与校园文化,鼓励学生利用英语进行交流,以此提高学生听和说的能力;思想政治理论课程可组织学生对社会的热点问题利用课外的时间来进行调查、讨论,撰写研究报告或论文,强化学生对社会担当的责任意识;计算机课程可结合案例式教学,让学生通过上机操作的实践尝试解决一些应用问题;要强化各类实验课程对学生动手能力的培养,尤其要通过综合性、设计性实验,将认识世界的观察、归纳、怀疑、概括等实验科学方法传授给学生;大学数学课程也要利用课内或课外介绍一些常见的数学软件,并让学生使用这些软件解决一些实际问题。
强化实践能力的培养还应改革传统的教学方法,比如将翻转课堂的教学模式应用到部分课程的部分内容中。如近代史的部分内容,就可以列出学习的提纲,明确教学要求,让学生自主学习,通过观看一些视频和影像资料,上网查找有关文献、档案,撰写小论文。计算机程序设计的综合编程,数学软件等部分教学内容教师可以布置来源于实际的一些问题,在课堂上介绍这些问题的背景、相关知识,让学生自主学习一些语言规则,然后针对给出的问题,一边学,一边用。事实上,相当一部分科技人员编制软件需要的计算机语言知识都不是来源于学校的课堂所授。
为了把实践教学落到实处,课程应注重实践教学的考核,如大学英语应明确听与说的考核比例,数学软件应用可作为平时成绩的主要依据等。
(三)加强教师队伍建设
课程负责人的教育理念对教学大纲的制定、教学内容的取舍乃至教学内容的考核等教学各个环节都起着关键作用,因此,要选好课程负责人,并以课程负责人为抓手,开展教育思想的讨论,更新教学观念,通过课程负责人把握教学定位,精选教学内容。
应鼓励教师开展科学研究,尤其是参与解决实际问题的工程技术研究。比如计算机课程的教师要加强与企业的联系,帮助企业开发一些应用软件,数学课程的教师要设法参与一些工程项目的计算,还可以对全国大学生数学建模竞赛的问题开展进一步的研究。教师通过参与解决实际问题的科学研究,可以获得大量的应用型实例,丰富教学内容,同时获得解决工程应用问题的体验,并在教学过程中将这种体验传递给学生。如笔者编写的高等数学教材就融入了反应器的模拟与优化,地震波的传播,空洞检测等许多实例,这些实例来自于笔者参与的若干科研项目。[3]
学校或教育主管部门还可通过分类培训,帮助教师了解社会的发展对课程的新要求,了解公共基础课课程中基本理论或方法产生的新技术、新应用等最新知识,从而在教学中把这些新知识传授给学生。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 赵婷婷,买楠楠.基于大工程观的美国高等工程教育课程设置特点分析[J].高等教育研究,2004(6):105-113.
关键词:建构主义;工程项目管理;教学改革
本文为安徽财经大学教学研究项目中期研究成果(编号:ACJYYB201289)
中图分类号:G64 文献标识码:A
收录日期:2012年8月16日
一、课程改革背景
工程项目管理是工程管理专业一门重要的综合性、实践性很强的专业基础课程,涉及进度管理、成本管理、质量管理和风险管理等领域。其主要讲授工程项目管理的基本原理和方法,在工程管理专业课程体系中起着承上启下的作用,是学生认知工程管理专业的敲门砖。通过工程项目管理教学和课程设计,可以培养学生建立工程项目管理的相关概念,掌握工程项目管理基本知识与基本方法,并为进一步学习工程管理、建筑施工等课程打下良好的基础,引导学生逐步进入专业领域。其课程建设的好坏直接影响到工程管理专业学生培养质量,因此,对于该课程的课程建设显得十分迫切和重要。
近年来,为满足社会对工程管理人才的大量需求,笔者在讲授该课程时,对课程教学内容改革做出了一定的尝试:根据用人单位需求,优化了课程教学大纲,充实了课程教学内容,整合教学资源,教学质量得到一定的提高,教学效果得到了学生的认可。但是,与其他传统课程比较来说,《工程项目管理》这门课程具有非常强的实践性,近年来工程管理理论研究与实践也给这门课程赋予了很强的时代性。学生学到的知识比较零散不系统,无法直观了解工程生命周期管理的全过程,学生在学习这门课程时,普遍反映该课程理论性太强、可操作性差、课程很多内容抽象,以“以教师为中心,以教师讲授为主”的传统教学模式,使得学生不能主动参与教学过程,而一直处于“被动接受”状态,所以,对该课程的课程教学模式和教学方法进行适度的改革是必要和迫切的。
二、建构主义应用于“工程项目管理”课程教学的可行性分析
(一)建构主义学习理论所倡导的教学模式。建构主义理论认为,学习是学习者通过与周围环境交互而自主建构内在心理表征的过程,知识不是靠教师传授得到的,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人的帮助,利用必要的学习材料,通过意义建构的方式而获得。我们平日的学习是在一定的情境中借助其他人的帮助,即通过人际协作、讨论等活动,在进行意义建构的过程中获得的。建构主义学习理论认为,情境、协作、会话和意义建构是学习环境中的四大要素。建构主义这一学习理论突破了传统教学理论及其所倡导的教学模式。建构主义理论认为:学习过程中,教师不能把现成的知识教给学生,只能引导学生去主动探索,让学习者掌握学习和解决问题的方法,成为一个自主的学习者和知识的创造者。就目前很多教学实践中建构主义教学模式,按照其本质可以归纳为两种教学模式:布鲁纳提出的“发现和探索式”教学模式和Lantolf提出的“合作和互动式教学”。
(二)建构主义理论实践于本课程的教学可行性分析
1、符合课程的特点。建构主义所倡导的教学方法对于实践性强的课程,教学效果更明显。而《工程项目管理》就是以培养学生在以后的工作环境中解决实际问题的能力。
2、符合因材施教的理念。建构主义所倡导的教学方法能充分调动学生的思维,激发学生自身的潜能,多方面多角度地了解问题,系统地讨论解决方法,更加符合学生学习特点。
3、符合自主学习的要求。每个学生都是以自己已有的经验背景和知识背景去接受、理解新知识,再根据自己的理解,构建新的知识体系。建构主义强调学习的个人体验,更加突出学生在学习过程中的主体地位。
三、基于建构主义的工程项目管理课堂教学设计
(一)建构主义工程项目管理课程学习氛围的设计。建构主义教学方法,首先要打破传统的以“教师讲授”为主的教学方法,建立以教学目标为目标的,以学生为主体、以教师为引导,以网络技术为支持,充分利用情景教学、协作互动等学习环境要素,努力突破教与学在受到时间和地点的限制,立体多方位的课堂教学模式。
按照建构主义教学理论,我们设计课程教学三大板块:一是基础知识讲解板块,该板块教学组织方式是:利用多媒体课件,采用传统授课模式;知识点的讲解,用了传统教学模式中的优秀部分,发挥了传统课堂教学的优势,充分利用多媒体设备和教学课件的大信息量和大班容量的优势,既节省了师资,又提高了效率;二是工程项目管理技能训练,该板块教学组织方式是通过任务型、合作性、参与式教学组织,采用学生分组互动模式;学生分组互动部分,则以开展师生之间、学生与学生之间的互动和协作学习为主,学生在任务型、参与式活动中构建知识体系;三是综合运用,该板块则利用校园网和学习软件,采用自主学习。突破了其他学习方式受时间和地点的限制。
(二)建构主义工程项目管理课程教学方法的设计
1、情景体验教学方法。情景体验式教学是指在教学过程中,教师以一定的理论为指导,有目的地创设教学情境,激发学生情感,并对学生进行引导,让学生亲自去感知、领悟知识,并使这些知识在实践中得到证实,从而成为真正自由独立、情知合一、实践创新的完整的人的教学模式。教学实践过程中,它强调知识与学习主体的互动联系,注重学习者的深入参与,注重学习者情感的激发和内心的深刻体验,突出教师与学生、学生与教材的双向交流,不强求划一认识而尊重个体差异,各有所获。它突出的不是对知识体系原封不动的储存,而是融合知情意行为一体的内化系统,是培养学生学会用心去体验事物的一种能力。根据课程内容设计情景,让学生融入情景去理解知识。
2、项目教学法。项目教学法由教师根据教学内容设计一个模拟项目任务,为学生提供了具体现实的情境,有利于提高学生分析问题解决问题的能力。项目教学要求展示项目成果,最后由小组代表发言,陈述项目任务完成的方法过程结果。项目教学通常将学生分成一个个小组参加项目的设计与运作,在此过程中,需要通过集体互动,使学生在合作中学会与他人沟通技巧。首先,在项目教学中教师扮演着信息库的作用,学生在做项目时,教师要给学生随时补充必要的信息和方向性的引导,在学生有疑问时及时进行咨询答疑,充当参考数据的作用。其次,在整个项目教学中,教师还扮演着导演的角色,各小组的活动都应在教师的紧密监控与指导下进行,各个小组工作的进展中遇到的难题和最终成果,教师都要参与决定和进行个别辅导。在项目实施中,教师还应发挥指挥员的作用,引导学生进入状态,帮助学生明确各项目的目标,掌握各项目的程序规范和操作方法,提出明确的教学要求,编制教学计划和进度表,使每个学生做到心中有数,目的明确,尽早进入状态。
(三)建构主义工程项目管理课程考核和评价设计。一个好的考核方式不仅有利于全面真实地反映学生的学习水平,而且有利于反映教学中的问题,以便教师能够及时作出相应调整。建构主义所倡导的考核方式应该完全不同于大部分高校课程在结束时的考核(一般都会进行统一的闭卷考试)。单一的闭卷方式只是考核学生的记忆能力,难以考核学生的实战技能,容易造就高分低能的人才。为避免出现这样的问题,笔者认为必须实施建构主义教学方式之后,应该改革考核方法,采用多种形式相结合的措施,可以采用课堂学生表现、课堂讨论、实践作业调查报告、项目管理实践报告书为期末考试成绩这几种考核形式,分别给予一定的比重。目前,大部分高校在实行的考核中平时成绩只占20%~30%,这个比重偏低,笔者认为提高到70%~90%是比较合适的。
四、总结
建构主义教学通过对项目管理实践,训练学生正确的项目管理技能、培养学生良好的现代项目管理思维,提高学生的项目管理理论应用能力和实践创新能力,使学生成为适应工程企业一线需要的人才,最终体现自身对企业生存发展和社会发展的价值。
在建构主义理论指导下开展《工程项目管理》课程的教学对教师素质、教材建设、设施设备等都有较高的要求,应根据实际情况具体把握。具体可以从以下几点出发:
1、从知识联系的角度,课程内容是相互联系的,教师要帮助学生理清其中的逻辑关系。在设计教学任务时,应适当增加一些与该问题有关的,学生已经掌握的知识内容,这样可帮助学生在学习新知识的同时及时复习已学过的知识。
2、从教学技巧的角度,教师在课程设计时不要面面俱到,要给学生的思考和尝试留有余地。教学实践中,要鼓励和启发学生亲自去尝试、去探究、去发现,启发他们举一反三、触类旁通。
3、从课程教学管理的角度,教师把握方向,发现问题及时指正。对于学生的表现要积极地给予正面表扬,让学生有成就感、幸福感,整个教学过程充满愉悦,有助于师生沟通及团队合作。
主要参考文献:
[1]郭建鹏.如何准确理解建构主义教学思想.教育学报,2005.12.
关键词:多学科;设计应用;优化;建筑工程;
1. 多学科优化设计
多学科设计优化 (Multidisciplinary Design Optimization,简称 MDO)是一种通过充分探索和利用工程系统中相互作用的协同机制来设计复杂系统和子系统的方法论。多学科优化设计的中心思想是在复杂系统设计的整个过程中利用分布式计算机网络技术来集成各个学科的知识,应用有效的设计优化策略,组织和管理设计过程。多学科设计应用于建筑设计中,实现了充分开发利用各个学科间相互作用关系达到协同效应,在建筑设计中进行最优化的系统整合。由于实现了多学科的并行设计,节约了设计时间,更增强了设计的效果。
建筑设计环节在建筑工程项目的全寿命周期中占有重要位置,不仅影响着工程下阶段的子项目质量,也影响着建筑的经济、节能等效应。多学科优化设计体现于建筑工程设计的各个环节,在方案设计阶段,涉及到建筑学、环境学、经济学等学科;在施工图设计阶段涉及结构力学、流体力学、暖通等学科。
目前,建设工程设计中存在耗时、低效、费钱等问题,多学科知识在设计中的应用并未得到综合整合、优化,学科间存在沟通、交流障碍。设计中,各学科信息得不到共享,成为主要的阻力之一。根据建筑工程设计多学科优化理论有效改善了工程设计的现状,并经历了独立静态优化、独立动态优化和均衡优化的理论发展过程,使得设计中各个资源优势得到有效发挥,合理设计资源结构的配置。也就是将改变传统将各学科之间的联系仅限于建筑工程设计的具体问题的应用,多学科优化设计重视了各学科间的紧密联系、互相作用、综合效应。不难发现,多学科设计优化将在建筑工程设计各个环节中引起巨大的影响。
2. 多学科优化设计的优势
传统工程项目设计中,先由建筑设计师制定符合业主要求的设计方案,再由工程项目团队成员共同设计完成设计图纸。工程设计团队一般由结构工程师、机械工程师、暖通工程师、电气工程师组成。工程设计团队各工程师在相对独立的环境下工作,在遇到具体问题时,才通过合作交流、信息共享来解决。最后,通过业主与工程师间的信息交流,完成设计整个过程。这种建筑项目设计仅能满足设计的建筑物符合各类标准,达到设计上的合理性、实用性,没有过多的考虑设计过程的系统优化。如在建筑结构设计、建筑机械系统设计、照明系统设计上等都处于各自独立,使得建筑结构的整体效能、各子系统的配合协同程度低。而且,设计过程多有人工操作完成,且各工作人员间信息交流不便,导致设计阶段的耗时长、效率差,影响了整个建筑工程的进度。传统的设计过程和方法不符合现代设计理念,需要经过创新和改变来完善。分析过去设计环节过程中大致存在如下问题:阻隔了设计师间的交流、信息共享存在障碍,工程师将重心较大投入与设计的管理和执行,忽视了信息的自动化和对信息进行的评价。如果能合理分配设计环节,注重设计环节的资源配置,提高设计的效率和效益,提高信息的自动化水平和信息评价结果,才能真正达到建筑设计的目的。
建筑工程设计中多学科优化设计理念还体现于对于设计多套可行性代替方案上。因为设计理念的最优化来自于对多个可行性方案的不断的替换和提高。以往,设计工程师注重于一个可行性方案,忽略了设计目的在于最优化的设计。为此,有必要对设计元素做多方面探索、假设,使其达到功能上最优化。设计工程师在良好可变环境下,寻找替代可行方案的多种几何与非几何参数,实质是在原有的设计方案上进行修改、替换,达到优化的目的。这类优化设计不太费时,因其不需要对设计参数重新定义。通过多个可替代方案的结合,最终确立一种最为优化的方案,确立最终的决策。并且,在设计过程中,引入参数设计分析自动化替代人工分析操作。避免了参与者在重复进行的人工优化整合方案分析中出错,也减少了人工工作量,提高了效率和科学化的方案设计,将多余时间用来评估设计结果和作出科学决策。
建筑工程设计中,MDO技术的具体应用于:1. 设计团队通过建立参数拓扑模型来定义设计空间,选择可变参数以及相关可行域。根据某个参数配置,利用参数化CAD工具,在设计空间中的每个点建立不同的几何模型。2. 进行几何模型设计的多学科综合分析,得出分析结果,通过参数计算出材料、设备的用量、成本。3. 用适于设计空间搜索需要的统计方法来控制新参数配置的选择,最后通过优化器反馈空间最优的位置。MOD技术的应用,改变了工程师以经验为主的参数设计,从协助参数指定和对设计空间的规定方面的角色转变。通过自动化的设备分析设计参数,工程师将重心转移到解读、分析、评价设计结果上,为设计管理与执行腾出时间,更能综合优化设计结果。借助高科技,能减轻设计工程师的工作量,并加强了决策的科学性。
3. 多学科设计优化技术的应用
使用对象化的数字物体用以描述和表现真实世界的建筑构件,称为建筑信息模型。在同一个数据库的管理下,实现参数化建模,动态捕捉和传递建筑信息。参数化的建筑设计模型具有真实世界的行为和属性表现,实现了设计上的智能性、实用性,通过参数化的设计保持了建模在真实世界的反应,其设计的相互性与真实世界差异不大。而且,该操作方便、快捷。当我们需要对设计图纸稍加修改时,系统可以实现自动保留原来资料数据,通过设置各构件的相关参数值,可自动生成构件的空间位置。
参数化建模是让设计工程师从整体、直观上审查设计建筑本身,帮助分析设计上的缺陷,并给出合理、标准的信息模型,设计工程师只需在此基础上通过几何形态的修改来完成工作内容,大大减少了设计工作的重复性。在参数化建模中,应用多学科知识,在建筑设计原有的基础上,具备灵活性,满足人类智能化需要。建模设计一般以建立合适的设计对象树来实现。DOT(Design Object Tree)是设计对象树英文缩写,其中DO为设计对象,每个DO包含参数集、约束集、目标集、方法集。
在建筑工程多学科优化设计中,根据设计过程牵涉的各学科特性及要求,分为若干个子系统。每个子系统能够独立分析求解、并行优化,建立各个子系统的关系,耦合优化,最终达到整体协调效应即设计的最优解。该优化过程不仅缩短了循环设计的时间,并将多种可替代方案进行整合,实现了设计的质量目的和效应目的,提高了工程管理的组织化水平,基于信息化基础设计,可操作性强等。
参考文献:
[1]赵敏.操安喜.崔维成.多学科设计优化方法的比较[J].中国造船.2008
[关键词]天正给排水;建筑给排水;课程设计
[DOI]1013939/jcnkizgsc201550214
随着我国城市化进程的加速,城市人口越来越密集,城市建筑越来越多,一栋建筑离不开水暖电基础设施。《建筑给排水工程》这门课程主要是介绍建筑的供水和排水,包括建筑给水、排水、消防及热水等系统的分类、组成、供水排水方式、管材设备选择等内容,本门课程要求学生掌握以上各个系统的设计、施工和运行管理。
目前社会用人单位对毕业生实际操作能力要求越来越高,除掌握基本的专业理论知识外,还需具备一定的专业实践操作能力,包括专业软件的使用和设备管道的安装调试等。为适应社会对给排水专业人才的要求,培养学生掌握实践操作基本技能,非常重要。
《建筑给水排水工程》是给水排水工程专业一门主干课,全国70%~80%给排水专业毕业生选择建筑给排水领域的工作。为此,熟练掌握目前建筑给水排水工程绘图的基本软件――天正给水排水,非常重要。
天正给排水软件,是专门针对建筑给水排水设计而开发的软件,使用此软件绘图计算,不仅可提高效率,还可以通过软件检查,发现管道碰撞的问题。此软件有大量图块附件使用,卫生器具可定义当量流量,方便管道尺寸计算。对于复杂的大样系统图,通过天正给排水软件的绘制,也能变得简单快速,不易出错。
1《建筑给水排水工程》课程主要内容
11建筑给水系统
建筑给水系统是将室外小区道路旁的自来水(或市政管道自来水)引入建筑物室内,并且分配给每一个卫生器具。基本组成有各种管道:引入管、横干管、立管、入户管、支管;为了保证水流通常及检修方便,管道上设置各种阀门附件,如截止阀、闸阀等;为了保证足够的水量和水压,某些建筑可能会设置水泵、水池和水箱。
建筑给排水管道、阀门、附件的设置既要保证检修的方便,又要保证不影响建筑物的正常使用,不占用空间,管道力求横平竖直,沿墙角和屋顶敷设。
12建筑排水系统
建筑排水系统可分为建筑物内污废水排水系统和雨水排水系统。污废水排水包括卫生间排水、厨房排水、空调排水、阳台洗衣机排水、地下车库清洗排水等。雨水排水一般包括屋面雨雪水排水、阳台排水、车库入口排水等。
污废水排水系统基本靠重力将卫生器具产生的污废水通过管道输送至室外道路旁的污水管道。因为污废水水质较差,容易堵塞,污水横管和立管必须设置一定的检查装置,如清扫口、检查口等;并且污水横管尽量短,少转弯,立管靠近排水量大及水质差的卫生器具。
13建筑热水系统
建筑热水系统根据供水时间分为全日制和定时制。为了保证用户及时取到一定水温的热水,热水系统一般设有循环系统,补充管路散失的热量。热水管道系统的组成、敷设方式基本与给水系统一样。但是热水系统一般需要设置水加热装置:锅炉、太阳能、地源热泵等。
14建筑消防系统
常见的建筑消防系统主要有消火栓系统和湿式自动喷水灭火系统。这两种系统平时处于戒备状态时,管道系统中有一定的压力。
消火栓系统除平时可见到的消防箱、消防管道外,一般情况下还需设置一些加压措施保证灭火和戒备状态水量水压的要求。为了保证戒备状态的压力,一般会设置屋顶消防水箱气压罐等设施,保证初期灭火的水量和水压;后续灭火的有效性、及时性能够得到保障,一般还需要设置消防水池和消防水泵。为了预防室内消防水池水量不足,水泵损坏,不能及时灭火,达到一定规模的建筑,在其周围设置水泵接合器与室内消防干管连接,火灾时由消防车加压向室内消防系统供水。
自动喷水灭火系统比消火栓系统灭火更及时,在灭火成功率上更高,系统组成也更复杂。除平时可见的吊顶上的喷头外,该系统还有多个报警装置,像水流指示器、报警阀、感烟感温等设施。在发生火灾时,喷头爆破,可自动出水灭火并进行报警,启动消防泵等设施。
15室外管道系统
室外管道系统一般有室外给水管道系统、室外污废水管道系统、室外雨水管道系统、室外消防管道系统,当有中水回用设施时,还会增设中水管路回用系统。
室外管道系统组成主要是管道和给水井;室外污废水管道系统和雨水管道系统主要是排水管道和污水井、雨水井;室外消防管道系统除必要的阀门外,主要还设置有室外消火栓、水泵接合器等装置。
以上是建筑给排水工程的主要的几个组成系统,为了保质保量保压地将自来水、消防水、热水送给用户,并及时可靠将使用后的污废水或雨水排除,需要对各个系统进行合理地设计。
2天正给排水软件应用
为了学生在建筑给排水的设计中更加合理,所出图纸工程适用性强,错误少,下面介绍天正给排水软件在建筑给排水领域中的应用,主要从三个方面作介绍:大样图、平面系统原理图和室外管道图绘制。
21大样图
卫生间大样图主要有卫生间大样平面图和卫生间大样系统图。使用天正给排水软件软件绘制卫生间大样平面图后可自动生成卫生间大样图,但是在绘制大样平面图时,必须设置管道的标高,并通过管连洁具连接卫生器具和管道后,方可生成系统图。
使用天正菜单栏的工程设置,设置好该项目使用的相应绘图参数后,即可进行绘图。
以绘制建筑给水管道为例:首先选择天正菜单栏的“管线”按钮,点击后,即会弹出管线和修改绘制的各种按钮,点击“绘制管线”后,会弹出另一个对话框,点击“给水”按钮,即可在屏幕上绘制给水管线。在管线绘制之前,可以在菜单栏下方修改管线的管径和标高,修改后的标高对大样系统图很有用。
给水管线绘制好后,可以对洁具进行定义。在天正菜单栏下方,有一个“平面”,点击后即可看到“定义洁具”按钮,选择洁具,定义洁具的冷水给水点、热水给水点、排水点,给出供水方向后即可定义成功。在一张图上,同类卫生器具只需定义一次。
同样在“定义洁具”按钮的下方是“管连洁具”,点击此按钮后,选择管线和要定义的洁具,即可将洁具和管线连接。
在天正菜单栏中的“系统”,中,有“系统生成”,弹出系统生成对话框后,点击“直接生成单层系统图”后,框选刚才所画给水平面图,确定后即可出现给水大样系统图。
对生成的系统图进行调整,使看起来美观清晰,再进行管径、标高、洁具的标注。对平面标注,可使用标注工具,标注管线距墙距离,管线长度等。
其他系统的大样图操作方法基本同此。
22平面图、原理图
管线平面图绘制与大样图绘制基本相同。以给水平面为例进入“管线”“给水”绘制平面给水管线。在管线高程变化连接处,绘制管线可自动生成上下扣弯,显示管线高程变化。管线末端也可自行设置扣弯,指示管线走向。
原理图绘制,以住宅建筑给水原理为例介绍。进入“系统”“住宅给水”,弹出新对话框,输入住宅参数,包括卫生器具当量、住宅人数、楼层数、楼层高度等信息,即可生成给水原理图,在此原理图上可进行水力计算。但原理图只能显示立管一侧的给水横管。
也可绘制给水系统展开图,方法基本同原理图。展开图既可绘制立管两侧供水,也可绘制立管单侧供水,较为方便。
23室外管线
在天正菜单栏中,点击“设置”“室外设置”即可进入室外绘图环境。进行给水管线、给水井、排水井、雨水口等绘制。并可对井、管道参数进行标注。
1 建筑环境设备施工组织与经济课程主要内容
建筑环境设备施工组织与经济涉及的内容非常多,概括起来包括两个部分,一部分是施工组织与管理课程的内容,另外一部分则是工程经济方面的内容。而这两部分的内容对应的是工程管理专业的核心知识和工程造价方面的核心知识。因此,建筑环境设备施工组织与经济课程的教学目标包含了两个方面的内容。
施工组织与管理部分主要介绍建筑安装工程项目管理、项目组织及项目管理目标; 熟悉工程施工成本、进度、质量和安全目标控制的基本方法; 了解建筑设备安装合同的概念订立、履行和管理,掌握合同违约责任的界定和施工索赔。培养学生从事工程施工组织和管理的综合能力。这些内容对应工程管理专业的核心课程:工程项目管理、工程设计管理、工程合同管理、施工组织与管理、工程质量管理[3].工程经济部分主要是工程造价及其计价的基础知识,包括: 工程造价的计算原理、方法与工具; 编制施工图预算和设计概算,进行工程量清单计价的基本方法; 工程招投标、施工合同的订立、合同的履行、变更和终止、合同违约责任以及施工索赔等方面的内容。这些内容也对应工程造价课程体系当中的概预算课程、工程经济学、合同管理等[4].由上面的介绍可以看出建筑环境设备施工组织与经济是一门综合性非常强的课程,不仅包括工程管理方面的内容,还要求掌握工程经济方面的基本知识,知识点多,又相互关联; 既有基础理论,又有很强的实用性和操作性。
2 建筑环境设备施工组织与经济课程现状
现有的课程体系当中存在如下的现状。
2. 1 课时安排较少
本人所在的学校教学计划中,本课程安排了 32 个理论课时,使用教材《建筑设备安装工程经济与管理》( 第二版) .而上述两个方面的基本内容,很难在 32 个课时内全部实现。此外,现有的课程体系设置中没有安排课程设计的环节。而在工程管理和工程经济相关专业的课程当中都设置有课程设计、毕业设计实践环节来强化理论知识的实际操作。
2. 2学生的相关基础知识缺乏
本课程面对的是建筑环境与能源应用专业的本科生,规范中设置的课程体系当中( 见表 1) ,传统的暖通空调的核心技术基础和专业课设置的较多,而建筑设备施工组织与经济课程需要的支撑课程如工程经济学和工程管理学等方面的相关课程则没有设置,学生在学习本门课程时基本没有相关的基础知识和概念。在这种情况下,要求同学在较短的课时内接触比较陌生的课程,教学难度相对较高。
3 教学方法改革的探索
针对现有课程体系设置的现状,笔者在进行建筑设备施工组织与经济课程教学时,为了提高教学质量,避免填鸭式的教学效果,进行了有益的探索。
1) 采用案例教学法,培养实际操作能力。由于本课程不仅要介绍基础理论知识,更要培养同学一定的实际操作能力,而案例教学法无疑是一个良好的手段 [9,10],既可以避免简单概念和方法的灌输,又可以解决同学不知道如何学以致用的问题。例如,在讲解项目管理有关概念和方法的时候,以暖通空调的实际工程案例进行即兴分析讲解; 讲解概预算和清单计价等,首先讲解最新版的预算定额和计价方法,通过工程案例,带领同学们在课堂进行实际操作,将基本概念如工程量清单、直接费和间接费等融入到实际操作中。
2) 采用参与式教学方法,激发学生的学习兴趣。参与式教学,是相对于“布道式”教学而言。参与式教学是新型的教育理念,其主要特征在于激发学生的学习兴趣,提高其学习积极性[5-7].根据参与式教学的基本原理,笔者开展了如下实践: a. 在讲述本课绪论部分的时候,从介绍本专业毕业生未来就业出发,如果从事工程管理方面的工作需要获得相关的执业资格证书,如注册建造师、注册监理工程师、注册造价工程师等,将这些考试的大纲与本课程的教学大纲进行对比,从而使同学对于本课程的重要性有一个感性的认识。b. 在讲述工程项目管理相关内容时,先介绍项目管理的基本概念以及项目管理成本、质量和时间目标,然后从同学们的大学学习、生活规划举例,带领同学以学习或者生活片段作为一个项目进行管理,利用所学的概念对成本、质量、时间目标进行分析探讨,让同学结合自己的大学学习生活对项目管理的方法有一个直接应用。通过采用参与式教学,带领同学将本门课程与未来的工作和生活结合,充分激发学习兴趣。
3) 避免采用程序教学法,充分利用多媒体手段。传统的程序教学法思想,按教材内容和框架组织教学,或根据教材内容编写案例并进行教学[8].本课程具有内容多课时短的特点,采用程序教学法必然无法在较短的课时内保质保量的传授相关内容,为此,在进行教学时充分利用多媒体手段进行组织教学。a. 通过多媒体形象化展示抽象的理论内容,使得学生有直观的认识。如讲解到施工平面、工作面、施工段等抽象概念时利用施工现场的图片进行分别讲解,同学们一目了然。b. 利用多媒体手段展示工程管理类软件的使用和操作方法。如在讲解网络计划、施工组织设计等时,使用专业施工管理软件讲解有关例题和方法,较原有的板书或者 ppt 讲解不仅提高了效率,还让同学们对专业软件的使用有了初步了解。
4 总结与展望
建筑环境施工组织与经济是本专业的核心专业课程,是建筑环境与能源应用专业复合型专业技术人才知识结构当中重要的一部分,是将来从事管理工作乃至成为行业领导者的重要基础。
本文针对本课程知识点多课时少的特点,对课程教学改革进行了探索。通过对笔者所带学生的跟踪,绝大多数同学们可以在课程结束后掌握施工管理与工程经济方面的基本知识,并且在毕业参加工作后较快的适应相应岗位的要求,有的同学较快通过执业资格考试,取得了较好的教学成果。目前,新的专业教学规范正式实施不久,培养目标和课程体系有了一定的调整,本门课程需要根据培养目标进一步调整与其他专业课的关系,进一步进行教学改革,如增加课程设计部分或者在毕业设计和相应专业课的课程设计时适当增加相对应工程管理与经济的内容,以弥补授课时间不足带来的问题; 进一步利用参与式教学、案例教学法和多媒体等手段,创新教学模式,激发同学们的学习兴趣和热情,提高教学质量。
参考文献:
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