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土木工程学习方法精选(九篇)

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土木工程学习方法

第1篇:土木工程学习方法范文

关键词:特色土木工程专业;土木工程材料;教学改革

福建江夏学院是一所以经、管、法等学科为主的大学,工科类专业较少。转型之际,学校立足发展特色工科,将土木工程专业作为新建本科专业及重点建设专业,以培养复合型创新型应用型人才为目标,创新学科专业建设,开展特色土木工程专业教育,以适应建筑产业现代化需求。土木工程材料是土木工程专业必修的基础课,也是土木工程建设的物质基础与质量保证,对土木工程建设的经济性有重要影响,并决定着工程的结构形式和施工方法[1]。开设该课程的目的是使学生学习土木工程材料的基础知识、基本理论与应用方法,为学习后续课程奠定基础,并为今后从事专业技术工作时合理选择与应用土木工程材料知识打下基础。课程改革是教学改革的落脚点,课程建设与教育质量的提升有密切关联[2]。本文以土木工程材料课程为例,探讨基于应用型的土木工程材料课程改革。

一、土木工程材料课程的特点

土木工程材料课程的主要特点是知识面广、知识点分散、系统性较差,且理论性及专业性较强。土木工程材料按不同角度可进行不同的分类,而课程教材往往按材料类别分章节,各个章节自成体系,章节间缺乏横向的联系。因此,教师授课常以叙述式为主,主要是各种材料在工程和实验上的经验总结,缺乏内容逻辑的串联及理论分析、计算[3];学生学习片面化,难成系统,往往仅处于识记层面而缺乏对知识点的对比联系。土木工程材料课程不同于一般基础课程,除了理论课程外,还有实验课程。实验演示、现场参观可加深学生的理解和感性认识;通过动手实验验证材料的基本性能,可学习试验方法,锻炼学生的实践能力。此外,实验课程还可增加设计类、综合类实验,培养学生的科学研究能力。

二、土木工程材料课程存在的问题

(一)认识不足,学习方法不当

学生对专业基础课程的重要性认识不足,认为力学类课程和专业类课程更重要而忽视基础课程的学习,对土木工程材料课程的重视程度较低。学生平时缺乏对课程的学习兴趣,且学习方法不当,考试仅依赖死记硬背,理解不足,知识掌握不牢固。

(二)知识体系欠缺,课程之间联系较少

以力学类课程为例,经过多个学期对理论力学、材料力学、结构力学的系统学习,学生可较好地建立知识体系、融会贯通知识点。而土木工程材料课程与土木工程专业其他课程之间的联系较少,该课程一般安排在第一或第二学年,学生在此前对该课程的认识较少,学过之后又没有直接应用的机会。同时,后续也少有课程复习到相应知识点,致使该课程“自成一派”,知识不成体系,导致学生对该课程的知识遗忘快。

(三)教材更新慢,图表符号难理解

新型土木工程材料层出不穷,而原有的教材往往只介绍基本材料,较少涉及新型材料,使教学明显滞后于应用。教材中涉及的材料种类繁多,不同材料之间的联系少、针对性差,使学生缺乏学习重点。教材中常以表格的形式介绍材料,材料代号较多却少有明文解释,表格中出现的指标多、杂,指标含义不明确,致使所涉及的专业知识枯燥且难以理解。

(四)教学手段少,教学场所单一

土木工程材料课程的教学主要以讲授为主,传授前人经验,因而学生学习兴趣不足。教学场所主要以课堂为主,学生对各种不同材料缺乏直观、感性的认识。教学与实际工程应用结合少,教学效果不佳。

三、土木工程材料课程教学改革内容

首先,在课堂教学之初,为学生介绍现代工程对材料的需求及材料在工程建设中的重要意义;介绍土木工程材料课程的教学目的、意义,以及课程在人才培养方案中的地位与在工程应用中的作用;介绍工程案例及工程全寿命概念,帮助学生正确认识土木工程材料的重要性,树立正确的学习态度。收集往届优秀学生的学习方法,结合自身备课感悟,帮助学生找到合适的学习方法,提高学习兴趣与效率。加强课后与学生之间的互动,建立良好的师生关系。运用互联网技术,建立网上联系,及时帮助学生解决课堂疑难。其次,针对福建江夏学院土木工程专业人才培养目标“专结构、懂施工、长材料”,调整人才培养方案,在通用土木工程材料的基础上,加入更深层次的水泥基材料课程和高性能混凝土课程,建立土木工程材料—水泥基材料—高性能混凝土的连贯课程体系,三门课程由浅及深,由通用至高新,由经验至理论,系统介绍土木工程材料的工程应用,特别是常用的水泥、混凝土材料,加深学生的认识及对知识的融会贯通。第三,优化教学内容,突出教学重点。引入工程案例,使课程内容更丰满,同时帮助学生理清知识点,构建知识框架,降低吸收知识的难度,使教材“由厚变薄”[4]。教学时,针对各种材料的图表符号展开说明,引入材料的相应技术标准,结合材料的基本性能和特点阐述各材料的适用性。建立网络课程,共享土木工程材料相关资料,提供前沿材料的资讯,帮助学生课后自主学习。开展学术讲座,邀请业界人士为学生介绍土木工程材料的应用现状及前沿高新材料,使教学内容与实际应用相结合,拓宽学生的知识面。第四,增加课堂微课环节,由学生自由分组选定某一材料作为选题,课后分工收集资料,制作PPT,并于课上10分钟内与同学交流。经实践,该环节效果显著,可调动学生的积极性,培养学生的自主学习能力,使学生发挥主观能动性,活跃课堂气氛。调整课程考核方法,提高平时成绩的比例,提高学生对实验课程的参与度和重视度,加强课程的过程性考核。组织学生参加“大学生混凝土配合比设计大赛”,提高学生学习兴趣,培养学生的动手能力,同时为学生提供外出学习的机会,扩大学生的眼界[5]。鼓励学生申请、参与大学生创新创业项目,结合导师制活动,吸纳优秀学生参与教师的科研项目,深入材料的试验研究当中,培养学生的深入学习兴趣及科研创新能力。最后,开放实验室,鼓励学生开展设计性、综合性实验,培养学生发现问题和解决问题的能力。实验教师给予实验指导,培养学生的创新能力和动手能力。在实验室内设置材料展示柜,增加学生对各种土木工程材料的感性认识。通过实习,多带学生走出课堂,如在建材市场参观学习,增加学生的直观感受。利用已有产学研基地,强化学生的实践应用能力,提高学生的综合素质,使学生了解当前企业对人才的需求,提高学生自主学习的意愿,为后续的学习、工作奠定基础。

四、结语

为适应建筑产业现代化需要,培养特色土木工程专业人才,需要对土木工程材料课程传统教学模式进行改革。由此,笔者提出针对该课程的特点和存在的问题进行课程体系、教学内容、教学方法、教学方式、实验教学等方面的改革调整,提高教学效果,激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习的意愿,加强学生的工程应用意识,提升学生的工程应用能力和综合素质。

参考文献:

[1]丁金昌.实践导向的高职教育课程改革与创新[J].高等工程教育研究,2015(1):119-124.

[2]白宪臣.土木工程材料[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:1-3.

[3]彭晓彤.林晨.土木工程专业建筑材料课程改革探索[J].高等建筑教育,2008(17),4:86-89.

[4]安明喆,吴萱,潘雨.土木工程材料课程教学内容改革[J].高等建筑教育,2006(2):89-92.

第2篇:土木工程学习方法范文

职业教育型本科,是指高校把培养应用型人才置于最突出位置,定位于培养技术技能型人才,强调回归职场,通过产教融合、校企合作,使培养出的人才与社会、企业单位紧密联系,能尽快适应市场需求。而土木工程施工课程,实践性非常强,其讲授的主要内容为建筑工程的施工工艺、方法及具体操作流程。随着科学及社会的进步与发展,土木工程施工的新工艺、新技术、新设备、新材料更新非常快。因此在职业教育背景下,以培养应用型人才为主要目的前提下,如何改进教学手段及教学方法,提高教学质量,是土木工程施工课程教师们共同面临的挑战。

2 职业型教育与学术型高等教育区别探讨

2.1 学术型教育以培养国家基础学科研究人才为目的,从学科出发划分专业、制定人才培养方案。职业型教育以培养能满足地方经济及社会发展的人才为目的,从技术岗位出发划分专业。

2.2 学术型教育主要培养理论研究人才,致力于探索新规律,而职业型教育主要培养实践人才,致力于发明新工艺,解决现实问题。

2.3 学术型教育以解决实际问题需要的知识与能力为出发点,而职业型教育不追求知识的完整性,更看重知识的针对性。

2.4 学术型教育的教师队伍强调学术研究能力,而职业型教育的师资队伍强调双师型,教师除了有较强教学能力外,还要求有技术研发、成果转化及实践指导能力。

2.5 学术型人才培养较为封闭,常通过实验室途径完成研究任务,职业型人才培养为开放型,以校企合作为平台,以工程施工项目为纽带。

2.6 学术型教育采用理论+ 实验教学方法,通过验证前人理论成果,掌握学习方法,获得研究能力,职业型教育采用知识+ 项目教学方法,通过完成实际项目,在解决实际问题过程中,获取知识应用能力。

3 土木工程施工课程教学存在的普遍问题

3.1 学生实际工程锻炼不足,知识应用能力差,课堂与实践教学联系不紧密

目前土木工程施工以课堂教学为主,尽管大纲的学时安排中,有少量工程参观学习、现场教学内容,但整个过程中学生没有参与、融入至现场管理中去,其动手实践能力很难得到有效提高。并且在现场教学中,学生只见到工程阶段性施工,理论与实践教学仍存在脱节。并且实际教学中,施工单位出于现场安全及施工效率等各方面的顾虑,不会同意大量学生进入施工现在学习,而学校鉴于安全性及可行性也经常只安排课堂教学。

3.2 教师理论知识扎实,但是缺少工程管理经验,施工前沿知识不足

土木工程施工教师,具有扎实的理论基础知识、专业知识,但鉴于土木工程施工课有很强的实践性,要达到职业型教育土木工程施工课程的教学目的,教师还必须有较为丰富的现场实践经验,但对于许多年轻教师而言,其刚从学校毕业就走上了教师岗位,没有实际工程施工的管理、实践经验。因此其教学中常常照本宣科,很难从实际工程案例出发,与工程实际相结合进行讲解,从而影响课堂教学效果及学生的学习积极性。

3.3 教材内容滞后,跟不上施工现场的技术更新,对学生考核方式单一

随着现代建筑科技突飞猛进, 新技术不断出现,而由于教材的编写和出版工作相对滞后,造成《土木工程施工》教材内容过时,随着科学技术的不断发展,国家建设部每年都会推广一些科技项目和十大新技术,但是目前出版的教材很难在内容选取上做到同步升级。

并且目前土木工程施工课程基本以卷面考试为主,对学生的知识、能力和素质的综合考查少,记忆性成分所占的比重过大,客观题比例大,主观分析论述题少,技能考核少,死记硬背多。

4 职业教育型本科土木工程施工教学改革措施

4.1 以校企合作为平台,以施工项目为纽带,加强学生现场问题解决能力,丰富教师现场管理经验目前江西科技学院大力发展校企合作,土木工程学院也与多家省内施工单位签订了战略合作协议,土木工程施工课程可以同生产实习有效结合,灵活安排生产实习任务,施工课教师给实习小组同学布置任务,如收集实习过程中的新材料、新工艺及先进的管理措施,并做成多媒体课件,等实习结束提交任课教师。并且在学生实习过程中,学校同步安排教师到施工企业锻炼学习,丰富其现场管理经验。

4.2 调整授课内容,改进教学手段

土木工程施工授课,课内及课外有效结合,课堂内采用多媒体对重、难点进行讲解,对于较为简单内容采用课外学生收集资料,课堂答疑讨论。若使学生通过课程学习,切实掌握土木工程施工技术和技能,学以致用,具备发现、分析和解决实际问题的能力,必须转变教学理念、革新教学方法、强化教学效果。

4.3 课程考核方式多样化

考核是激发学生学习潜能的重要方式,既是学生学习的压力也是动力,为了激发学生课程学习的积极性,对土木工程施工理论教学的考核方式进行了适当调整,按照理论考试、实习答辩、校外导师考核三种方式,综合评价学生对于土木工程施工课程学习情况,待课程结束分析学生学习效果,针对理论教学及实习环节出现的问题制定有效措施。

第3篇:土木工程学习方法范文

关键词:素养;设计;交往

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)01-0155-03

一、前言

一般来说,由于建筑学学科与土木工程学科之间的学科联系十分密切,因此在中国高等院校土木工程学科的教学大纲中,通常会开设一些具有建筑学学科特色的基础课程,对于这些课程,土木工程专业的学生通常会表现出很大的兴趣,但是由于学科的差距,学生在价值观建构和学习方法问题上常常产生困惑,“如何学”和“学了有何用”这一问题深深地困惑着学生。与此对应的是,“如何教”和“教了有何用”这一问题也值得教师思考。下面结合课堂教学实践,从一名建筑师所必需具备的专业素养、建筑设计能力、人际交往能力等方面,就如何开展土木工程学科的建筑学课程教学谈一些体会。

二、专业素养

专业素养是建筑师的基本素质,它是建筑师开展建筑设计实践活动的基础,很难想象专业素养欠缺的建筑师能够设计出优秀的建筑作品。专业素养的培养与熏陶贯穿于学生在校期间、工作以后,直至终身,是一个长期的、渐进的过程。专业素养主要体现于表现素养、审美素养两方面,下面分别阐述。

1.表现素养。相对于建筑学学科的学生而言,土木工程学科的教学大纲中对于建筑表现方面的课程设置较少,这种现象使得美术基础原本十分薄弱的学生在学习建筑设计时对于建筑表现的基本概念与要求不清,建筑表现技巧也十分欠缺。为了解决这一问题,教师可以通过以下几种途径解决。

开设专题讲座:讲解美术学科的素描、色彩方面的基本常识。此外,教师还应结合建筑实例讲解具体的绘画应用技巧,再布置一定的练习,这样既不枯燥,又使学生具有感性体验,有利于学生在有限的学时内掌握基本的美术理论与绘画表现技巧。

开展美术实践:除了课堂教学以外,课外美术实践环节的开展也必不可少,理论与实践的有机结合,可以加强学生对于课堂教学中美术基础知识的理解。

2.审美素养。建筑设计的过程是一个创造美的过程,这一过程的实现需要具有审美素养的创作主体来完成。而现实情况是,大多数土木工程专业的学生的理性与逻辑思维能力很强,而在需要理性思维与感性思维互动的建筑形式设计方面,他们经常有无所适从的感觉。勉强设计出的建筑形式,通常也很平淡,缺乏艺术气息。上面的情况表明:通过一定的艺术熏陶,提高学生的审美素养是建筑设计教学过程一个十分重要的环节。这一教学目标的实现需要教师与学生的共同努力。

对于教师而言,可以结合专业课程教学,给学生欣赏一些古今中外的优秀建筑实例图片,在图片赏析的过程中激发学生对审美的追求和热情。提高审美层次。

对于学生而言,应根据教学要求积极主动地学习。在课余时间,可以阅读一些中外名著,既拓宽视野,又提高审美情趣,何乐而不为?

歌德说过:“我们在投向世界每一瞥关注的目光的同时也在整理着世界。”[1],教师应鼓励学生运用课堂获得的审美知识去观察身边的建筑现象,在潜移默化过程中提高自身的美学素养,为以后的建筑形式设计打下基础。

三、建筑设计

建筑设计是土木工程学科的一门重要课程。从教学反馈情况看,大多数学生对建筑设计充满创作激情,但是由于对建筑设计的方法和原理的陌生而时常陷入困惑之中。从学生的设计作品来看,在平面功能设计方面存在一些问题,由于学生对以系统论和整体思维方法为基础的建筑平面功能设计方法的陌生,始他们在平面功能设计开始时体现出设计起步不对、过程中设计效率低下、完成后的图纸逻辑概念不清,缺乏艺术性与美感。在建筑形式设计方面问题也不少,问题主要体现于两种设计倾向。其一是一些学生逻辑思维能力较强,感性思维能力不足,设计时常会孤立地研究平面功能关系,而忽视了建筑的艺术性要求,或有一些形式创作欲望,但是在形式设计时,却不知如何通过建筑语言表现设计构思,久而久之也就失去了兴趣,最后设计的作品也就平淡无奇。其二是另一些学生有强烈的创作欲望,也敢于主动大胆地运用自己理解的方式表现设计构思,但是建筑形式的建构不严谨,最终的设计成果缺少逻辑和条理。其实,做任何事都要有一定的章法,有章法的事物总是美的,做设计也是一样。那么如何才能设计出有章法的方案呢?下面从平面功能设计和建筑形式设计两方面分别论述。

1.平面功能设计。任何事物的发展都有其内在的客观规律,建筑设计的过程也不例外,也有符合其自身发展规律的设计脉络。能否掌握“捕鱼”方法―设计脉络,直接关系到学生毕业以后能否胜任建筑设计实践项目。

那么,究竟设计脉络是怎么一回事呢?其实它是一种以系统思维方法为基础的设计程序。这种设计程序要求设计者按照系统论的要求,从整体到局部,有条理地开展设计活动。

在设计之初,设计者应进行环境分析,通过对基地内外各种环境条件的分析,合理地确定基地的主次出入口、各类人流进入建筑的出入口以及“图底”关系这两个事关全局的关键问题。

接下来进行功能分区设计,为了简化设计问题,在这一步通常采用“合并同类项”的方法把设计任务书中所要求的各种房间分为使用、管理、后勤等三个大的功能分区,再根据前一设计程序所确定的各类人流出入口条件,把这几大功能分区放在“图”中与各自出入口相对应的位置。接下来,再对使用、管理、后勤三个大的功能分区中的房间再采用“合并同类项”的方法细分,直到把所有房间全部合理地纳入“图”中。由于这种分析方法顺应了方案的生长规律,因此不会发生房间“串区”现象。

解决了功能分区设计以后,下面就可以进行水平与垂直交通设计,通过走道与楼梯的联系使三大的功能分区中的房间成为流线清晰,联系紧密的系统。

2.建筑形式设计。在传统的建筑设计课堂教学中,建筑形式设计的教学一直是困扰师生的一个问题。其原因在于建筑形式设计涉及到对于形式美基本规律的理解与认识,主观性很强,由于现代的很多建筑在形式设计上摒弃了传统美学原则而出现审美变异,光怪陆离的造型手法体现出多元化的设计倾向,其背后突显出设计者各不相同的价值倾向。面对这种现象,初学者由于艺术修养的欠缺,往往会一片茫然,或者是盲目模仿。因此,为了使学生少走弯路,不走歧路,教师既要帮助学生分析各种建筑形式设计的历史与社会根源、哲学倾向,培养学生树立正确的形式设计观,又要让学生明白建筑形式的设计不是随意的,而是要有一定的章法――建筑形式的逻辑,这种设计逻辑主要在内部功能、外部环境、几何构成、美学价值等方面体现出来,下面分别论述。

(1)内部功能。“在追求建筑意义的同时,应兼顾建筑的功能,欠缺的功能减损着建筑形式的光辉,完美的功能与富于表现力的形式相得益彰”[2]。在建筑功能设计时,不同的功能分区空间性质不同,对应着不同的空间形态,建筑形式设计应客观真实地反映不同的内部空间组合关系。有时,会有一些学生先设计一个造型框架,把功能硬塞进去,这不仅仅是形式与功能相脱离的不当设计方法,也是一种不良的设计态度,教师要予以及时纠正。

(2)外部环境。在具体的建筑形式设计实践中,建筑所处的外部环境一般是客观而真实的。从微观层面看,场地内的地形、地势、树木、河流、古迹,场地外的景观都形成建筑设计的外部条件。从宏观层面看,更大范围的自然环境、人文环境以及城市风貌等条件都是建筑形式设计时要考虑的因素。因此,建筑形式设计的目标与环境设计的目标是统一的。

(3)几何构成。从几何构成角度看,建筑是几何体块构成的实体形式,几何体块的构成不是随意的,而是具有一定的逻辑性。这种逻辑性体现在两方面。其一是几何性明确,这是对单一几何体而言,要求几何体块的形状明确,具有可识别性,例如方形、圆形、三角形等。对于初学者而言,了解这一要求可以使他们在几何构成时避免采用一些模棱两可的几何形式。其二是几何关系明确,这是对组合几何体而言,要求几何体组合时,相邻几何体之间的关系明确,这种关系一般是相离、相切、相交、相含等。

(4)美学价值。在设计之初,当设计者的设计构思确立以后,下一步就面临着几何形体的选择和形体之间几何关系的建构问题。由于建筑形式属于艺术范畴,艺术具有多样性与不确定性的特点,不可能象数学那么精确。因此能够体现一种设计构思的几何形体和形体之间的几何关系通常并不是唯一的。哪么如何选择几何体块的形状以及建构几何体块之间的相互关系呢?这里不但要考虑上面的几个要求,还涉及到一个关键问题―美学价值。

对于初学者而言,能否对几何体以及几何体之间关系的各种可能性进行综合评价与分析,选择出一种能够最大限度地在内部功能与外部环境要求、几何构成、美学要求之间取得平衡的几何形式无疑是具有一定挑战意义的,这一过程需要一定的设计综合分析能力、一定的三维空间想象力、以及一定的审美素养。

在建筑设计课程开始之前,首先,教师应向学生介绍形式美的构图规律,让学生了解对立统一的古典美学要求,以及现代建筑的一些手法变异。其次,教师应结合一些优秀建筑实例,讲解这些艺术法则在建筑实践中是如何应用的。最后,教师要发挥主体性地位,在解读建筑实例过程中,总结建筑形式的构图技巧。同时让学生运用描述、分析、比较、评价、判断、质疑等一系列思维方式对建筑作品进行认知与解读,不断提高思维能力。

在建筑设计课程进行中,教师既要引导学生从以上几个方面进行造型构思,又要鼓励学生积极探索,大胆创新,形成建筑的自身特色。只要学生能够说出一定的理由,哪怕并不充分,都可以让他们试探,但不鼓励没有任何道理地随意玩弄形式。

在建筑设计课程后期,尤其是到了立面设计阶段,要求学生运用形式美的构图规律,同时能够综合考虑平面功能、结构与构造、材料与色彩、施工技术等角度,尽力表现立面设计的效果,体现立面设计的意图。

四、人际交往能力

建筑设计活动的工作性质和方式具有开放性和社会性的特点,要求建筑师具有良好的人际交往与沟通能力,因此土木工程专业的学生毕业以后避免不了要与各种人往,但是现实情况是,大多数学生在高中阶段埋头苦读,学习圈子封闭而狭隘。当他们进入具有开放性特点的建筑设计教学环境中,一下子很难完成角色转换,因此教师在建筑设计教学过程中应给学生提供经常性的交流与学习机会,帮助学生破除中学封闭的学习习惯,在相互交流与学习过程中集思广益,共同成长与进步。

在改图过程中,要求学生主动向教师表达设计意图,从方案的构思、功能与形式设计、结构与构造等各方面介绍自己方案的设计特色。教师也可以有意识地从各种角度对学生方案的可能性与合理性进行质疑,以实现培养学生的语言表达与应变能力的教学目标。

随着时代的发展,科技的进步,在土木工程专业的建筑学教育过程中,教师要不断学习,不断创新,使建筑学教育既要保持土木工程专业的学科特色,又要注入新的时代内容。

参考文献:

[1]刘小枫.人类困境中的审美精神――哲人、诗人论美文选[M].上海:知识出版社,1994.

[2]戴志中.建筑创作构思解析――符号・象征・隐喻[M].北京:中国计划出版社,2006:234-235.

Accomplishment・Design・Affiliate with

―Thinking About the Teaching of Architectural Design in Civil Engineering Specialty

YE Jian-gong

(School of Civil and Transportation Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China)

第4篇:土木工程学习方法范文

基于土木工程专业人才培养方案对学员“知识、能力、素质”三个层次的培养要求,将土木工程材料课程知识体系相对应地划分为“教材知识、拓展知识、科学知识”三个层次。通过课前预习、课堂教学、实验教学、课程考核四个阶段的课程设计,分别采取不同的教学方法和考核方法,实现学员获得学习、实践和创新等方面能力和素质的目的。

关键词:

土木工程材料;知识分层;教学设计;教学实践;课程教学

知识是基础,是载体;能力是知识的综合体现;素质是知识与能力的升华。知识、能力、素质是进行创新的基础,只有将三者的教育与培养结合在一起,并贯穿于教育的全过程,才能培养出高水平的人才。高等教育应在传授知识的同时提高学生的综合能力,升华其素质,培养学生的创新精神和创新意识。布卢姆认为,只要在提供恰当的材料和进行教学的同时,给每个学生以适当的帮助和充分的时间,几乎所有的学生都能完成学习任务或达到规定的学习目标[1]。其实很多学生学习成绩不理想,学生智慧能力的欠缺并不是主导因素,未能提供适当的教学条件和合理的帮助才是造成学生学习成绩不理想的最大原因。因此,笔者在土木工程材料课程教学中采取知识分层的方法,将课程知识划分为不同层次,预定目标,并采取针对性措施,帮助学员实现获得“知识、能力、创新”不同层次知识的目的[2-4]。

一、土木工程材料课程知识分层的教学设计

土木工程材料课程主要介绍各类建筑材料的成分、生产过程、技术性能、质量检验以及应用等基本知识。材料种类繁多,内容繁杂,各章自成体系,而且概念多、术语杂;经验性的东西多,逻辑推理性内容少;文字叙述多,公式计算少。学员在学习过程中感觉对知识的理解并不难,难的是抓不住重点,感觉要记忆的东西太多,不能将繁杂的内容梳理出条理清晰的层次,以致学生感到学习难度较大,学习效率不高。 依据土木工程材料课程知识来源及其特点,将该课程教学内容划分为:教材知识、拓展知识、科学知识三个层次[5]。(1)教材知识:即人才培养方案和课程标准要求掌握的内容,包括水泥、混凝土、钢材、防水等材料的化学成分、生产工艺、技术性能、质量检验以及材料的基本性能试验等;(2)拓展知识:指教员对课本知识的分析和拓展,主要内容是教员在科研、工程等实践过程中积累的经验和知识,以及课本以外的专业知识等[6];(3)科学知识:与土木工程有关联的一切材料知识与实践,重点介绍材料科学发展的最前沿知识,及其在防护工程中的应用,如泡沫铝、纳米二氧化钛、石墨烯、相变材料、形状记忆材料等新材料的功能开发和应用研究,主要作用是激发学员的创造力。针对不同层次的知识,引导学生采用不同的学习方法和不同类型的评价方法,实现不同层次的教学目标[7]。通过任务—问题,引发学员的学习兴趣,实现学员获得“知识、能力、创新”三位一体课程知识的目的,培养学员的创新意识和创新能力。

二、土木工程材料课程知识分层的教学实践

为了深入贯彻理工大学精英教育理念,充分发挥教员的主导作用,引导学员全面成长,更好地对学员因材施教,拓宽学员视野,培养学员的实践能力和科研创新能力,从2009年开始,笔者尝试在土木工程材料课程教学过程中实施“本科生导师制”。实践中将导师制与课堂教学内容形成良好的衔接、互补,并对课程的知识体系进行梳理,逐步形成了“知识分层”的教学思想,在探索实践中,收到了较好的效果。

(一)课前预习以教材和学习指导书为载体,引导学员进行有针对性的课前自学,时间以10分钟至30分钟为限。课前自学能使学员对概念性知识有初步认识,对不能理解的知识点或各类疑问带到课堂上反馈给教员。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。

(二)课堂教学教员对学员的预习情况进行检查,获得学员不能理解的知识点或各类疑问,在课堂上有针对性地讲解必须掌握的重点、难点,确保学员能够掌握人才培养方案要求掌握的知识。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。在此基础上,教员对课本知识进行拓展,介绍真实的工程案例或事故,重点是军事工程。本过程以让学员了解和掌握拓展知识为目标。主要包括如下三方面内容:(1)大型工程涉及的材料:包括国内外各类典型工程及本地区的重点工程,如青藏铁路、水立方、鸟巢、苏通大桥、杭州湾大桥、永兴岛建设等工程中涉及的各类材料,体现理论知识与工程应用的紧密联系。(2)工程事故:包括各类媒体介绍的工程事故及环境污染实例,如重庆彩虹桥垮塌事件、家庭装修带来的“装修病”等,以此作为切入点介绍材料性能对工程结构质量和使用性能影响的重要性。(3)特种材料及技术:如“耐高温—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土结构抢修加固材料”“再生混凝土”“材料无损检测技术应用”等,并在此基础上引导学员针对工程实践特点,根据基础理论知识进行材料创新设计。

(三)实验教学实验教学作为大学本科教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和综合素质的重要教学环节。相对于理论教学,实验教学更具直观性,更能培养学生发现问题、解决问题和分析问题的能力,在提高大学生综合素质和创新能力方面发挥着重要作用[8-9]。1.基本实验按照《全国高等学校土木工程专业本科教育评估标准》对土木工程材料课程实验教学的要求,完成六个验证性实验。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。2.自主实验即开放式“三性”试验,实行自主选题、自行设计、自主操作。采取“本科生导师制”[10],引导学生组成兴趣小组或科研团队自行选择试验内容,合理利用实验室已有设备制定试验方案,并得出实验结论。遵循“引导—自学—辅导—实践”四个环节,激发学生自主进行研究性学习的热情,把综合理论知识和技术融入到研究过程中,培养学生合作研究能力、技术创新能力,增强学生的综合素质,充分开发学生的潜力,为培养优秀学员创造条件。本过程以让学员了解科学知识为目标。在自主实验的基础上,教员根据学员的选题提供研究思路,以国防工程新材料研制俱乐部为平台,带领学员进行各类实践活动,如面向学生的科研立项、开展学科竞赛、参与教员的科研项目等。主要成果形式可以分为三大类:论文类、发明类、竞赛类。(1)论文类,包括科普类论文和学术类论文。从材料角度对大型工程进行材料设计,或从工程事故分析报告等角度撰写论文,要求正式发表,包括会议论文。如论文《‘美国911事件’中钢材对火灾产生、蔓延的影响》《建筑环境污染事件中材料的决定因素》等;也可以根据国家战略或国防战略选题,如《设计南海、西南高寒地区所需要的特种建筑材料》等。(2)发明类:以土木工程建设、国防工程建设或军事需求进行选题,包括材料发明、材料结构设计等,通过试验进行发明创造,并申请发明专利或实用新型专利。(3)竞赛类:以材料的创造发明或论文形式,参加校内外各类学科竞赛。如每年一次的理工大学“卓越杯”科技创新大赛,每两年举办一届的“全国大学生混凝土设计比赛”“中国大学生新材料创新设计大赛”“‘挑战杯’全国大学生课外学术科技作品竞赛”等,甚至可以参加相关学科的竞赛,如“全国大学生混凝土结构大赛”等。

(四)课程考核课程考核包括教学不同阶段的全过程评价,既考核结果,也考核过程。一是考核学员对教材知识的掌握情况,占总成绩的70%,具体包括预习单、作业本、实验报告、考试成绩等。二是考核学员对拓展知识的了解、掌握情况,占总成绩的20%,主要包括课堂表现、创新选题等。三是考核学员对科学知识的了解、掌握情况,占总成绩的10%,是课程成绩评定为优的重要依据。主要以课外创新作品的呈现程度来进行评价,如撰写论文5分,如果了(或有录用通知)就10分;发明创造有作品的5分,申请了专利的10分;正式参加了比赛的5分,已经获奖的10分。

三、土木工程材料课程知识分层教学成效

在“土木工程材料知识分层”教学设计和实践的过程中,先后获得学院“建筑材料课程教学改革研究”“本科精英教育的探索———课外实践导师制”“基于建筑材料课程的学员自主学习能力的培养研究”等教学科研项目的支持,获得一些教学改革成果。在课程考核方面,近几年学生通过率都达到100%。优秀率从5%左右提高到10%以上。在撰写论文方面,学员团队在教员的指导下撰写了《泡沫铝的特性及其在防护工程中的应用探讨》《室内电磁辐射污染分析与评估》《基于金属热工艺“四火”原理实现铸强兵之“剑”》等多篇学术论文。在创造发明方面,在教员的指导下,学员自主开展“寒区单兵多用途自热包”“一种高强陶粒混凝土的研制”“K-15快速高强抢修加固材料”等材料研究,并申请了专利。在参加竞赛方面,学员连续四年组队参加理工大学“‘卓越杯’科技创新竞赛”“第三届全国大学生混凝土大赛”,多人次获奖;参与“本科生导师制”课外创新学习的学员,有多名被保送或考取研究生。

四、结语

在理工大学实行“一导五法”教学改革的大环境下,教员和学员参与教学改革的热情空前高涨,学员各类课外科技创新活动得到了校院多级政策支持,“本科生导师制”也在各学院深入推进。今后应将全国或兄弟院校的更多有价值的学科竞赛引入学校,并将参赛的组织模式固定下来。此外应进一步加大学员课外科技创新活动成效与学分、评优、保研等评价体系的联系,为学员的成长创造更加广阔的平台。

参考文献:

[1]李玲,熊健杰,韩玉梅.西方教育目标分类学对构建我国教师素质标准的启示[J].西南大学学报:社会科学版,2011,37(6):65-69.

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[3]李爱平,郝英.论分层教学在计算机课中的应用[J].高教视窗,2009(3):183-184.

[4]方岚.高等院校本科生综合素养的培育途径[J].当代经济,2009(6):116-117.

[5]徐家良,陈晓峰.分类分层次的计算机课程实践教学体系的构建[J].实验科学与技术,2012,10(3):56-59.

[6]杨湘.应用处方式分层教学模式的理论与实践探索[J].成人教育,2010(10):89-90.

[7]吴红耘.构建基础教育课程目标体系的现代心理学基础[J].教学与管理,2010(10):8-9.

[8]邹斌.教师知识与教师专业化[J].阜阳师范学院学报:社会科学版,2005(3):4-8.

[9]史平,胡方慧,李红梅.浅析学科教学知识的理论结构[J].消费导刊,2009(8):177.

第5篇:土木工程学习方法范文

【关键词】CDIO教育模式;土木工程;学问思辨行;创新人才培养

当前的高校工程教育与教学实践过程中,很多人学习把主要关注点放在“学”上,忽略了其余一些重要环节,这造成学生中普遍存在的一些奇怪现象,比如“老师不教我就不会”。21世纪更趋激烈的国际竞争,其根本是人才的竞争,人才问题是关系国家事业发展的关键问题。为了适应未来的发展,工科高校的合格毕业生必须具有更强的素质。实现这个目标,一方面是在技术和理论教育层面;另一方面要教育未来的工程师们,要求他们能够在新的产品和系统的研发当中去学习与创新。达到此目标的手段,可以在现有的教学体系内引入新的理念、模式与方法来实现,CDIO教育模式就是一个非常好的选择。

CDIO教育模式,是美国麻省理工学院(MTI)等多所高校经过4年的探案研究和实践而创立的工程教育模式,并成立了相应的国际合作组织。来自世界五大洲的50多所大学成为其成员,更多的大学也在申请加入,谋求共同研究、探索、实践与分享国际工程教育改革领域的这一新成果。CDIO模式,对于解决目前工科学生中较为常见的问题——偏于理论,几乎没有受到项目和团队工作的实际训练,提供的有效的解决途径。

本文就CDIO教育模式在土木工程教学中的应用展开探讨,借鉴美国CDI0工程教育改革的成功经验,并结合我国的具体国情,让学生全面了解和参与工程实践到运行流程的各个阶段之中,增强工程科技人才的竞争力与创造力。

一、 CDIO工程教育模式

(一) CDIO工程教育模式简介

CDIO代表构思-设计-实现-运行(conceive-design-implement-operate ),是由麻省理工学院等四所大学通过几年的研究、探索和实践建立的一种先进的工程教育模式。[1]它以产品从构思、研发、运行到废弃和再利用的全生命过程为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习和获取工程能力,包括个人的科学和技术知识、终身学习能力、交流和团队工作能力和在社会、企业环境下构建产品、过程和系统的能力。此模式符合工程人才培养的规律。实施CDIO工程教育模式需要学习和研究两个重要文件:CDIO大纲和标准。

CDIO大纲(syllabus )覆盖了一个现代工程师应具有的科学和技术知识、能力和素质。大纲分为四个层面,包括:(1)技术知识和推理能力,(2)个人能力、职业能力和态度,(3)人际交往能力,团队工作和交流,(4)在企业和社会环境下构思-设计-实现-运行系统方面的能力。CDIO大纲为课程体系和课程内容设计提供了具体要求。

CDIO的12条标准是一个对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统,它包括工程教育的背景环境、课程计划的设计与实施、学生的学习经验和能力、教师的工程实践和教学能力、学习方法、实验条件以及评价标准。

CDIO理念不但继承并发展了美国多年以来的工程教育改革的基本理念,而且将工程科学、工程学科知识和工程实践能力整合为一体的工程教育方法。可以说CD10模式具有一定的普适性和可操作性,它既能运用于对精英化的高水平创新人才的培养,也适用于大众化工程专业的教育,完全符合我国高等学校特别是工科类院校的工程师等高级人才的培养需要,对解决当前工程教育领域中存在问题也具有突出的指导意义。

(二) CDIO工程教育模式与儒家传统的“学问思辨行”比较、浅析

CDIO模式的理念及过程——“构思-设计-实现-运行”,与中国传统的儒家学说的治学方法有共通之处,可以说CDIO是“学问思辨行”中后几个步骤的具体化。

儒家经典《中庸》曰:“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之。有弗学,学之弗能弗措也;有弗问,问之弗知弗措也;有弗思,思之弗得弗措也;有弗辨,辨之弗明弗措也;有弗行,行之弗笃弗措也。”这就是儒家治学的根本方法,简单来说就是学问思辨行,翻译一下就是指做学问必须广泛的学习、反复地推敲、缜密地思考、明晰地分辨、一心一意坚持不懈地践行,最终做到“知行合一”。

比较CDIO工程教育模式与儒家传统的“学问思辨行”,两者本质上都要求教师必须千方百计激发学生学习兴趣,学习者须博学、审问、慎思、质疑、探究,并在大胆的实践中眼手脑并用,不断分析、认真辨别和判断,勤于积累和总结,以提高学习效率。CDIO模式中,更加强调将学生置于团队的环境中,以具体的实际工程与项目引导学生去更深入的学习、疑问、思考与实践。两者都强调,知与行的充分合而为一,在知中行、行中学和知。

因此,CDIO模式与中国的传统的治学理念是统一与协调,但各有侧重。

(三) CDIO工程教育模式对我国当前的工程教育的重要意义

第6篇:土木工程学习方法范文

一、土木工程专业四年级本科生的基本特点

在中国矿业大学(北京)3个土木工程本科班90人中,一般在大四进行专业方向的选择时,有近一半的学生选择了地下工程方向,“隧道工程”课程就是地下工程方向学生的重要专业选修课之一。这些学生的特点如下[1]:一是,大四毕业年级的学生,由于就业环境的原因,复习准备报考研究生的人数在逐年增加,而且这部分学生放弃或者敷衍应付正常安排的课程学习,专事复习研究生考试课程。二是,另有部分不准备报考研究生的学生,花费了大量的时间和精力往来于学校和社会各单位之间,参加各种人才和毕业生招聘会,为自己即将毕业后的工作而奔波,但要想做到上课学习和相关活动两不误,实在有些困难。三是,少部分学生对毕业后的实际工作十分迷惘,不知道毕业后是一个什么样的工作状况,甚至不知道学习的课程对他们将来的工作有什么作用,或者是如何应用他们所学的知识开展将来的工作。四是,更有极少部分学生晚上上网、白天睡觉,一般不上课,已经到了“少年不知忧愁”的状态,形成了比较坏的习惯。根据上述特点,在第一次课中,针对“隧道工程”这门课程的具体特点,与学生一起分析目前“隧道工程”的现状和他们将来可能的工作情况,尤其是正在大规模进行的城市地铁工程的现实需要,引起他们的兴趣,化解他们的疑问,初步解决部分问题,收到了一定效果!

二、隧道工程的特点

1.现场工程多,工程技术人员极度缺乏(1)“隧道工程”前程光明。除了矿山上需要开掘大量隧道工程(巷道工程)外,公路工程、铁路工程、市政工程、城市地铁工程、军事工程等也需要大量开挖隧道,因此隧道工程在中国才刚刚开始,其用武之地十分广阔。(2)以北京地铁为例,城市地铁的大量修建,迫切需要拥有地下工程设计、施工和管理方面的工程技术人员,这些人员不仅要懂得一般的隧道工程设计、施工和管理方法,还要懂得城市复杂条件下大断面地下工程设计、施工和管理方法[2](P.267-268)。(3)高速公路大断面隧道(山岭隧道),其跨度之大、高度之高是我们以前矿山隧道中所不曾见到的。其设计、施工和工程建设管理,将极大地依赖于具有相当高水平的隧道专业技术和管理人员。(4)过江、过河、跨海隧道的大量建设,也迫切需要我们隧道工作者研究其中的新问题,特别是隧道盾构/TBM法施工的大量开展,需要大批从事盾构/TBM隧道工程设计、施工和管理人员。

第7篇:土木工程学习方法范文

【关键词】钢结构 教学内容 教学方法 应用现状

【中图分类号】TU3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)10-0002-02

钢结构课程是土木工程学科领域仅次于混凝土结构的重要的核心课程,是高等学校土木工程专业重要的一门专业技术课[1]。目前,在建筑结构体系当中钢结构所占有的比重越来越大,特别是在高层、超高层建筑以及大跨空间结构建筑中。钢结构学科因此而处于不断的发展与更新之中,钢结构的应用领域从传统的工业建筑向民用建筑拓展,同时各种新型的钢结构体系在不断地涌现,例如大跨空间结构(悬索结构、索膜结构、张拉结构等)、轻钢结构等[2]。钢结构课程教学体系形成比较早,目前的钢结构教学体系与实际工程中的应用现状存在差距。

1.钢结构教学内容与实际应用现状

1.1钢结构教学内容

钢结构教学内容分两大部分:钢结构原理和钢结构设计,其中钢结构原理教学量占的比重大,约75%左右,剩余的25%左右教学量为钢结构设计部分。钢结构原理主要内容为:钢结构材料、钢结构连接、受弯构件、轴心受压构件、压弯和拉弯构件等,就是钢结构基本组成构件连接和单个杆件计算原理。钢结构设计主要内容为:单层厂房屋盖设计,轻钢结构门式刚架设计、轻钢结构网架设计初步原理等。教学过程中根据教学进程和计划安排,实践性环节教学(课程设计)安排在单层厂房屋盖设计结束后(教学计划第10-12周)两周课余时间。其设计内容大部分为三角形或者梯形角钢屋架以及由H型钢主、次梁组成的钢平台设计,通过理论计算后绘制设计图纸。

1.2钢结构实际应用现状

现在钢结构的应用情况发生了非常大的变化。伴随着钢产量高速增长,钢结构在土木建筑领域的应用日益广泛,例如钢结构的厂房、大跨度桥梁、多层及高层、超高层钢结构建筑、电视塔等高耸结构,以及体育馆、影剧院、会展中心等大型公共建筑等[2]。同时钢结构分析理论和应用技术的不断发展,轻钢门式刚架结构替代了原有单层厂房排架结构,并且出现了钢-混凝土组合结构、悬索结构、空间桁架结构、索网结构、膜结构等多种新型钢结构体系。钢结构课程的教学计划形成较早,这些变化和新的结构体系和分析理论,在目前的钢结构教学计划中还没有认真体现。

2.钢结构教学体系存在的问题

2.1钢结构教学计划

钢结构课程教学目的是为社会培养钢结构工程领域应用型高级专业人才,必须密切注视社会需求和相应学科社会发展现状,及时调整和改进教学计划。现有的钢结构教学计划实施比较早,与目前的工程应用现状存在差距,但是钢-混凝土组合结构、悬索结构、空间桁架结构、索网结构、膜结构等多种新型钢结构体系,其分析理论大部分涉及到非线性分析和有限元分析,讲课学时、学生理解能力等方面存在实际问题。适当调整和改进教学划是很有必要的,关键问题在于在现有的培养方案和教学大纲基础上,提出切实可行的符合实际教学状况的具体改进方法。

2.2钢结构原理学习过程

钢结构原理学习过程中,发现和反映问题最多的章节为第二章钢结构的连接。本章节的核心内容是,钢结构构件连接部位的焊缝连接和螺栓连接设计计算原理,焊缝连接主要内容为,钢板之间的相互连接和角钢和钢板之间的焊缝连接为主,没有目前实际工程中应用广泛的空间管结构体系的焊缝连接内容,螺栓连接的主要内容为,钢板之间的螺栓连接和钢结构梁与柱的螺栓连接为主,没有实际工程中已经普遍应用的管结构及素网结构的栓钉连接节点内容。

2.3钢结构设计学习过程

钢结构设计学习过程中,设计计算过程和设计图纸绘制过程最详细的结构体系为,桁架式角钢屋架设计,所占有的学时为约4学时左右,但这一结构体系涉及知识点较少,仅为轴心受力构件和轴心力作用下的角焊缝计算,构件类型少,接点单一,重复计算量大,有一定的局限性[3]。目前,钢结构实际工程中应用最广泛的结构体系为,轻钢结构门式刚架和钢框架结构体系,其次为空间网架结构和空间桁架结构。钢结构课程设计过程中,在节点设计上存在不少问题,单靠教科书上的理论知识和设计实例,很难全面掌握正确的设计知识。特别是在支座节点和杆件相交处的节点设计过程中,同学们缺乏钢结构制作、安装基础知识,对节点的立体构成缺乏概念,参考设计实例照旧绘制,说不出基本原理,考虑不到实际制作、安装过程中将要遇到的问题。并且在钢结构原理学习过程中,所掌握和接触到的节点连接方式非常有限,选用的范围存在局限性。

3.完善和提高方法

3.1钢结构教学计划

钢结构教学计划中,教学总学时是敏感的问题,如何利用有限的教学时间让学生有效地掌握大纲要求的内容,是教师需要解决的一大难题[4]。必须在不增加学识、不违背教学大纲的前提下,对教学内容和教学方法进行适当的调整和改进。通过对整个钢结构教学过程分析认为,为了适应目前钢结构发展和应用趋势,在原有的教学时间中调剂出4-6学时,利用这些时间补充进去新的钢结构体系基础理论和应用基础是可以做到的。在钢结构原理学习过程中调剂2-3学时,钢结构设计学习过程中调剂2-3时较为合理。

3.2钢结构原理学习

已经提到,钢结构连接学习内容中,没有新结构体系节点连接内容,关键问题是怎样从原有教学课时安排中调剂出2-3学时,并且怎样利用这2-3学时,有效的补充适合于本科生阶段掌握的新的结构体系相关内容。详细分析钢结构原理学习内容和学时安排发现,有部分教学内容存在重复,例如钢结构材料绝大部分内容已经在土木工程材料课程中详细讲过,不必要在这里重复讲,还有对个别内容,例如钢粱加劲肋设置和设计计算部分,对本科学习角度所占内容比重太大。所以认为这些方面认真调整,调剂出2-3学时是可以的。按结构体系分析理论和力学分析计算角度来说,新的钢结构体系理论和分析过程,都要通过复杂的非线性分析和有限元分析,本科学习角度掌握和理解存在很大的难度。所以掌握体系分析理论角度去努力是不客观的。但是把分析结果反映到相应节点上以后理解和掌握起来比较容易。因为分析过程再复杂的结构体系,其杆件节点部位连接原理基本都包括在焊缝连接和螺栓连接范畴,基本原理是相同的,所以切入点放在新的节点形式和受力特点(计算结果),补充到原有钢结构原理教学内容中,利用2-3学时掌握其基础理论和原理是切实可行的有效方法。

3.3钢结构设计

钢结构设计是整个钢结构教学过程和专业基础课程的综合过程,首先需要通过基础理论把实际钢结构建筑转换成便于力学分析的计算模型,并且通过荷载计算和荷载组合把实际荷载施加到计算模型上,通过进行力学计算得到的内力,最后进行杆件截面设计和相应节点设计。这一学习过程中,设计计算和施工图绘制最详细的(包括计算实例)结构体系,一直选用了桁架式角钢屋架,而对目前实际钢结构工程中应用最广泛的轻型钢结构门式刚架体系,以设计计算基本原理角度安排在教学过程,没有详细的设计计算实例,认为把桁架式角钢屋架设计计算和设计内容替换为实际应用最广泛的简单的轻型钢结构门式刚架设计计算和施工图纸绘制内容为最适合。钢结构课程设计是钢结构设计学习过程中的非常重要的实践性教学环节,以往情况来看,同学们开始进行课程设计时,对钢结构实际结构体系了解很少,基本接触不到钢结构制作、安装具体过程,所以对课程设计对象没有完整的立体概念。认为课程设计开始时,需要安排2-3学时,模型观摩和制作、安装视频教学,让同学们设计之前了解和掌握钢结构体系的实际基本构成。课程设计选题方面给同学们提供适当的选择空间,避免全靠教科书计算实例和设计实例现象。

4.实际应用效果

根据以上的研究基础,教研组从2009年开始,在不增加教学课时的前提下,对部分的钢结构教学计划和内容进行了适当的调整。钢结构原理学习过程中,调剂出2学时,在钢结构连接教学内容中补充了管桁架结构和索网结构中常用的两个节点计算原理,钢结构设计教学过程中,从参考资料中选择了简单的单层单跨门式刚架,组织进行了详细的教学,包括荷载计算及组合、力学计算、截面设计、施工图绘制等(替代了角钢桁架部分)。课程设计实践教学过程中,开始之前组织安排了当地规模较大的钢结构制作车间参观学习,还安排了模型观摩和安装视频观摩教学。课程设计选题方面为了发挥学生的主动性,提供了3个课程设计方向(钢平台、简单钢框架、简单门式刚架)。

为了了解改进后的实际教学效果,教研组从2011年下半年开始,通过不同渠道对12名毕业生(6名2009年以前毕业生、6名2010年以后毕业生)进行了实际调查,调查了解大学本科土木工程学习过程中掌握的钢结构基础知识在实际工作过程中适应情况。这12名毕业生从事于设计院、施工企业、工程管理部门等不同的领域,在调查过程中发现除了一名2010年毕业生外,其他同学都不同程度的接触到了钢结构实际工程项目(绝大部分为新的结构体系)。调查过程中2009年以前毕业的同学们说出了实话,参加实际工作过程中第一次接触倒钢结构工程时,摸不着头绪好像跟课堂上学的情况完全不同的感觉,虽然有丰富实际工程经验的老工程师热心教会和指导,但心里总是在想大学课堂中学的东西跟实际工程相差太大。但这些毕业生也承认,过了艰苦的一年多的学习和适应过程后发现,在大学学习过程中稍微挤出时间学习和接触实际工程应用和发展情况,不会出现这种非常困难局面。跟2010年以后毕业生的调查过程中发现,第一次接触钢结构实际工程,学习和适应过程有一定难度,但觉得不那么陌生,特别高兴地告诉我们经过调整和补充的钢结构教学内容对他们的影响和感受较深。

5.结束语

从发达国家的建筑发展历程和中国建筑行业发展情况来看,钢结构产业的发展还有较大空间,我们要清楚地认识到钢结构市场人才数量的需求越来越多,对人才质量的要求越来越高[5]。教学改革是永恒的主题,在高等教育大发展的今天,教师应改变传统的教学模式[6],要继续捉住本领域的发展趋势,及时更新教学内容,积极创新教学方法,使学生能够掌握最新的行业动态,并储备扎实的理论基础,为今后从事钢结构产业的相关工作打好基础。

参考文献:

[1]张哲.钢结构教学改革创新尝试[ J ]. 高等建筑教育, 2010, 19(5): 66-69.

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[3]陈兰. 钢结构课程设计的改革尝试[ J ]. 华南师范大学学报(自然科学版)高校土木工程专业教学研究(增刊),2004: 45-48.

[4]王晓菡.钢结构课程的教学方法分析与探讨[ J ]. 高等建筑教育, 2009, 18(3): 118-119.

第8篇:土木工程学习方法范文

关键词:建筑构造;实践性教学;网络化教学

新材料、新技术以及新施工工艺的出现,对应用性本科的教育提出了新的要求,但目前可供选用的教材内容陈旧,教学方法和教学手段落后于时代的需求。就土木工程专业学生的专业素质和职业能力发展而言,适应新形势下专业基础课程的改革势在必行。

一、建筑构造课程的特点

建筑构造课程是土木工程专业的一门专业基础课程。它是与建筑结构、建筑材料以及建筑施工技术密切相关的交叉学科。主要研究建筑物各构件间相互搭接的原理与方法;建筑物一般的装修类型和构造做法;同时注意建筑物必须满足防潮、防水、隔热、保温、隔声和防震等功能需求。

建筑构造课程与施工现场密不可分,实践性强,学生缺少相关的感性认识,与其他的专业课相比较,显得很枯燥,造成学习上的困难。另外相对于其他专业课程开课较早,内容繁多,再加上一些节点构造图,对于专业知识知之甚少的学生来讲,入门确实不易,教学难度很大。

二、建筑构造课程教学改革的必要性

(1)缺乏实践教学环节

建筑构造课程与工程实际联系密切,随着课程内容的深入,学生需要将课本上所学的内容与施工现场所看到的构配件相对应,加强感性认识,加深对构造做法的理解。然而在教学计划指定时,将建筑构造课程设置为纯理论课程,在讲授的过程中,造成重理论轻实践。

(2)教材内容陈旧

随着新工艺、新材料、新技术的出现。一些传统的构造做法逐渐被淘汰。尽管教材不断新编、并补充新的内容。但是新编教材需要时间,导致新编教材的内容与工程实际脱节。例如实际施工中已经淘汰的实心粘土砖、水刷石地面、湿挂石材幕墙的做法以及木窗、木门的构造做法在教材中任占主导。然而,如新的构造做法如绿色建筑、环保建筑、智能建筑未被及时的补充收录。再加上建筑行业的建筑规范和规则条例不断更新出台,教材中出现的规范要求与施工现场实际采用的有明显差异。导致学生还未走出校门,所接触的专业知识已经落后于社会的实际发展水平。

三、适应新要求,建筑构造教学方法改革的新措施

〈1〉加强建筑构造课程的实践性教学环节

在条件容许的情况下,带学生到施工现场进行参观教学,把施工场地作为学生的第二课堂,对于理解和消化专业课知识有积极的作用。例如在填充墙和构造柱的施工过程中,将课堂搬到在建的图书馆施工现场,学生通过观察现场施工,获得感性认识,并结合具体问题,积极进行思考。在楼梯教学中,学生上课的教室就是最好的例子,依据已有的楼梯外观,先让学生自己绘制楼梯的平面图、剖面图,然后讲解楼梯的基本组成、楼梯设计过程中常遇到的问题以及解决的具体措施。在屋顶教学的过程中,将学生带到高楼层处俯视裙房屋顶,讲解屋顶的排水方式以及有组织排水屋面的排水原理。强调理论教学与实践教学并重,重视在实践教学中培养学生动手能力和创新能力。

建立建筑构造模型实验室供学生观摩。将常见的基础构造、地下室构造、墙身构造、隔墙、地面及墙面装修、顶棚装修等常见的构造制作成实物模型,陈列出来,以供学生随时参观学习。实物模型缩短课堂教学与工程实践的距离,提高学生对专业知识的感性认识和理解能力。

结合课堂讲授的知识,指导学生利用业余时间调查和完成构造课作业,作业布置采用多种形式,无论是现场调研还是平时的制图作业,明确提出参观和汇报要求,将学生以单元划分,利用课余时间,结合建筑实例大量实地调查、分别拍出各种不同的图片,并配以相关的构造设计,用多媒体形式完成相关的调研报告,再进行集中讨论与讲评。加深学生对建筑构配件及节点构造做法的印象,提高学生学习的积极性,养成处处留心的职业习惯。通过这种教学方法调动学生学习的积极性和参与性,增强学生兴趣和主动性,使复杂的理论知识直观化、简明化的同时,也使学生养成善于观察、勤于思考的良好习惯。

〈2〉PPT教学模式的再升级

新技术、新材料、新工艺以及新设备不断催生出新的构造形式。如果教学模式陈旧、知识滞后于现实发展,将会导致学生学习兴趣不高,所以教学过程中需要现代化教学手段,利用互联网提供图、文、声、像等直观信息,增强学生学习专业知识的兴趣,加深对知识的理解,多媒体教学增加了课堂的知识量,突破了时间和空间的限制,在课堂上加强了实践性教学。

由于现场教学不易找到与教学同步的工地,所以难以实现。因此教师可以采取把现场搬进教室的做法,即教师可以到建筑工地拍摄相关的照片和录像,收集影像资料,通过筛选和整理形成系统的教学资料,在课堂上演示。

四、加强构造课与设计课的对接

建筑构造课程与建筑设计课程联系紧密,通过建筑设计课程的教学,来提高建筑构造课程学习的积极性。在课程设计周或毕业设计时,要求学生以建筑设计作业为基础,完成多层住宅或中小学教学楼的施工图设计, 掌握建筑施工图的表达方式和绘制方法。使学生建立起节点详图应与设计对应的关系,在不断深入和完善设计的过程中,建立起理论联系实际的思维模式,从中体会到掌握建筑构造知识的重要性,引导学生在建筑设计中主动解决构造问题。通过设计,培养学生对构造理论的综合运用能力,加深理解建筑方案与构造及技术之间的关系。

五、结语

建筑构造课程特殊的课程性质,决定了与建筑实际密不可分,只有不断的更新教学思路和方法,补充和完善新的教学内容,加强实践教学环节,利用网络教学平台将施工现场引入课堂等教学方法改变传统教学思路,使学生尽早摆脱单纯听讲、被动学习的局面,培养学生观察、实验、思考和讨论的主动学习方法。

参考文献:

[1]岳鹏,赵西平. 技术新形势下建筑构造课教学方法研究[J].高等建筑教育,2009,18( 1).

[2]唐丽,乔晓燕.对建筑学专业基础课程教改的思考―《以建筑构造》课程为例[J].中外建筑,2012(2).

第9篇:土木工程学习方法范文

关键词:基础工程;教学改革;概念教学;实践教学

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)10-0068-03

基础工程是研究基础或包含基础的地下结构设计、施工的一门应用科学,也叫做基础工程学[1-2]。基础工程是上部结构工程的一部分,也是下部地基基础工程的一部分。本质上讲,它是土力学理论的延续与应用,是土木工程、水利工程等专业的必修课。这门课程涉及工程地质学、岩土力学、材料力学、弹性力学、结构力学、钢筋混凝土结构等专业课程,同时涉及了各种现行规范,综合性、理论性、实践性很强。另外,随着科学技术的飞速发展,这一领域出现了许多新理论、新技术、新材料,知识更新很快。以传统教学方法为基础,考虑授课内容、授课对象变化,以及兼顾时展特征,如何做好教学工作,值得深思。为了实现教学目标,让学生真正掌握知识,并且付诸实践,必须不断进行教学改革探索。

一、教学内容改革

(一)教材存在的问题

原来土木工程专业招生分工民建、岩土、桥隧、防灾减灾等方向,各大高校按照学科特色,教学有所侧重。随着高等教育体制改革,现在教育强调宽口径、厚基础,基础工程理论课教学由原来的48学时减少到32学时,但是实际教学内容并没有减少,加上知识更新,实际教学内容反而更多了。

笔者根据求学、教课、工程实践,发现基础工程教学内容存在下列问题:(1)教材知识面相对较窄,不能及时参阅主要现行规范进行修改及引入新的基础工程设计理论与技术。尤其是改革开放以来,我国基础设施建设进入白热化阶段,如三峡工程、南水北调、西气东输、青藏铁路等一批生命线工程诞生了大量新的理论与方法,但是课本中却很少见到这些内容。(2)教材编写出现两个极端,要么越编越厚,所有的规范、工程实例都罗列进去,冲淡了中心思想;要么越编越薄,一些经典公式只有结论,如弹性地基上梁的分析。(3)学时过少。由表1知,我国同济大学等高校授课45学时,美国德州大学(奥斯汀)42学时,显然西北农林科技大学32学时偏少,出现了教学内容增多与课时减少之间的矛盾[3]。这种现象在全国高校中都比较普遍,应该引起相关高校的高度关注。新课改要求压缩学时,但像基础工程这样的主干课程学时不宜再减少,否则无法完成教学大纲要求。(4)部分课本为了节省纸张,字号太小,图纸与表格太少。有很多内容可以选用相应图纸或实物照片来表达,简单明了,文字叙述很麻烦,而且经常词不达意。(5)教材中经常需要罗列一些规范条目,建议每条另起一行,醒目且便于记忆,不要都放在一起。

表1 典型大学基础工程课程理论课时间对比表

(二)优选教材

教材是教学内容的根本,是学生获取知识的主要途径。针对上述问题,学校教研室选取教材的主要依据是:(1)教材内容具有系统性、连贯性,规定学时与教学学时近似一致。(2)融入最新主要规范。(3)原理阐述清楚,图文并茂,思考题与习题难易适中。通过反复比较,最终确定为赵明华的《基础工程》。

因为学时有限,教材中的内容还应该结合专业特色适当精简,突出重点。地基勘察、特殊土地基与特殊基础、地基处理等内容在土木工程地质、土力学、岩体力学等课程中有所介绍,所以此处略讲,重点是浅基础、桩基、基坑设计理论与施工方法。

二、教学方法改革

(一)倡导概念教学

一般而言,科学概念是客观事物的本质特征与共同属性在人脑中的反映,是人们观察、实验与思考的结果,是一种抽象。大学生虽然具有了基本的学习方法与思维方式,但是往往由于极少参与生产实践,短时间内难以理解生产过程中一些简单概念。所以,教师在讲解过程中必须讲明白科学概念的定义、内涵和外延。因为一般人们的学习要经历4个过程:(1)领会:知道有这么回

事,大致了解;(2)运用:凭借基本理解,把所学的公式、术语、概念、定理等用于解决一些理论问题或者实际生产、生活问题;(3)完善:完全理解定义本身,内涵,并且理论联系实际在解决问题中懂得概念的外延;(4)拓展:灵活运用,能够具体问题具体分析。

根据基础工程课程特点,笔者建议从3个方面实施概念教学:(1)增加实例,加强学生感性认识。人们头脑中能够形成一个概念,通常是感性认识的结果。大学在学习这门课程之前,往往对若干事物存在前概念。其中一些基于生活直觉的前概念,往往会干扰人们接受新事物。所以,教师应该尽可能多地介绍自己的生产、生活经验,填补学生的感性认识盲区,使学生尽快进入课程学习环境中来。(2)加强观察实验。观察实验是学生获取感性认识的重要渠道,讲师在演示实验时,要利用丰富的教学语言打动学生,使科学概念与实物联系起来,避免空对空。(3)引导学生多参与实践:任何理论或科学概念本身,必然来自于实践。教师应该引导学生多参与实践,只有通过实践,学生才能真正理解概念的内涵与外延,才能真正理论联系实际解决问题,才能把所学知识用活。

基础工程课程内容繁多,加之涉及大量的公式,学生们往往感觉无从下手。为了减轻学生负担,笔者尝试概念教学,取得了一些成果。比如,连续基础内力计算、结构设计相对难学,在讲解柱下条形基础之前,要阐述明白地基―基础―上部结构共同作用的概念,以及Winkler地基模型、弹性半无限空间地基模型、有限压缩层地基模型等基本地基模型。静定分析法与倒梁法不考虑共同作用,仅仅考虑静力平衡,而弹性地基梁法则考虑了地基―基础的相互作用。柱下十字交叉基础只不过是双向条形基础,筏板基础只不过是基底面积增大的独立基础或条基。所以,以基本概念为出发点,逐层递进,依次类推,而不要把精力都放在繁琐的公式推导上,这样能够起到事半功倍的效果。即,介绍清楚基本概念,让学生在头脑中形成知识网络,培养学生知识迁移的能力,而不要孤立地进行“满堂灌”或“填鸭式”教育。

(二)结合多媒体网络教学

传统教学方法是用板书,比较适合数理逻辑方面要求较高的课程,如高等数学中微积分公式的推演等。但是基础工程是一门专业课,更加强调实践应用,强调感性认识。目前,教学大纲规定的课时很少,利用多媒体网络等,图文并茂,同时刺激学生多种感觉器官,能够达到很好的教学效果。在教学过程中,可以精选一些案例,如教师本人参与的一些地基基础工程科研资料,做成电子课件。必要时,可以做一些动画过程,如地基基础的破坏,地基处理过程,或者放映一些地基处理、基础施工的录像,可以把漫长的现场施工过程浓缩在几十分钟之内,能够让学生有身临其境的感觉,便于学生消化吸收。另外,现在网络技术普及了,可以把一些课件、备课资料、视频等资料上传到校园网,把第一课堂做广义延伸,便于学生及时复习,巩固课堂知识。

不过,具体使用多媒体网络等工具,应该注意以下问题:(1)教师过分依赖多媒体,板书极少。多媒体课件放映速度很快,比较适合具象的事物,如基础类型、材料、埋深,减轻不均匀沉降的措施,地基―基础―上部结构的共同作用,地基处理等。板书比较适合抽象的事物,如基础设计的力学原理与数学公式的推演等。二者应该互相结合,互相补充。(2)教学语言与手势不够丰富。教学过程中,应该加强备课,不能以多媒体、网络等工具代替教学语言与手势,照本宣科更不可取。讲解过程中,可以适当穿插一些亲身项目经历,培养学生的学习兴趣,调动其积极性,让其能够主动求知求学。(3)PPT制作要简明扼要,传达清晰的思想,背景不要搞得花里胡哨,最好用单一颜色。字体和图形颜色最好不要超过两种。字号大小要适当,多用图表,少用文字。适当做一些动画,不要整篇都是动画,让人眼花缭乱,学生不容易把握主题。

(三)野外实习,重视实践教学

笔者曾经就岩土工程专业讨论过理论与实践的关系[4],清华大学李广信教授甚至提出,有志于从事岩土工程和岩土力学工作的青年学者们应当走一条什么样的研究道路,才能不浪费自己的才华和精力,从而在此学科中作出自己的贡献[5]。李老师的话是中肯的,也是非常严肃的。任何理论都来源于实践,实践是检验真理的唯一标准。基础工程作为一门综合性与实践性很强的专业课,必须让学生尽可能地参与一些实践活动。

相对于理论教学而言,实践教学是教学过程中最薄弱的环节,存在以下一些问题:(1)实践基地是流动的,杨凌远离大城市,基本建设强度中等偏下。两节课的实践教学往往就近处理,很难看到大型基坑开挖支护、大型桩基施工场景。目前的实践教学条件是有限的,学生的感性认识不强。(2)实践教学时间很短,学校安排了两节课的认识实习,国内还有很多学校根本没有实习机会。(3)实践教学组织管理制度不完善,没有切实可行的考核办法,教师学生态度上不重视。由于各方面的因素,特别是在基础工程实践教学过程中,难以做到以学生为主体,导致学生走马观花,没有达到实习目的。(4)部分教师缺乏现场工作经验。改革开放以来,我国高等教育大量扩招,本科生、硕士、博士招生规模逐年递增,但是培养质量有一定程度下降。尤其是研究生培养过程中,很多研究生怕吃苦,不愿意下实验室,也不愿意上工地,更愿意坐在电脑前编制一些程序,结果书本上谈得头头是道,可是实际上却解决不了什么问题。建议这样的教师应该多实习,多补补课。

基础工程实际上是土力学与地基基础工程中的第三个序列,强调基础设计与施工,强调知识融合与实际应用,强调学生解决实际问题的能力。我国幅员辽阔,岩土水种类很多,地质环境非常复杂,即使相同的上部结构,基础结构与形式也不可能完全相同。应该让学生认识到,基础工程是一门半经验半科学的课程,必须掌握好基本原理,具体情况具体分析。总之,应该让学生尽可能多地接触一些工程实际,培养学生的实践能力,使学生对基础工程这门课程有一个全面、正确、合理的认识。

(四)课程设计,强调理论应用

实践教学是高等教育中培养学生工程素质与科学素养的一个重要环节,在培养学生动手能力、独立思考与解决实际问题方面具有无法替代的作用[6]。课程设计,实际上也是一个重要的实践教学环节,同时也很好地巩固了理论知识。当前教育实行的是大土木教育,所以基础工程课本涵盖内容相对比较广泛:地基勘察,浅基础、连续基础、桩基础设计,基坑工程,地基处理,抗震基础等。但是实际上各大高校有所侧重,所以建议高校应该结合实际办学特色,选用某一章节作为课程设计内容。

目前,课程设计中存在一些问题:(1)只会对着书本照葫芦画瓢,硬性计算,不查阅规范,或者规范略微变动,不知公式含义。(2)不理解设计背景与要解决的实际问题,不去对比分析经济、技术、环境指标。(3)不能把地质资料与设计资料结合起来分析。(4)基础设计不符合行业规范要求。(5)基础选型与构造配筋舍简求繁,图纸乱七八糟,错误百出。类似这些问题暴露出学生没有理解地基基础设计的基本原理、复杂公式的字母含义,缺乏对主要现行规范的理解,以及缺乏解决实际问题的能力。

为了搞好课程设计,巩固理论知识,需要采取若干措施:(1)可以安排新教师与经验丰富的老教师一起合

作课程设计,发挥老教师“传、帮、带”的模范作用。(2)缺乏实践经验的教师寒暑假多到工地实习,提高自身能力。(3)课程设计宜安排在课程结束后1―2周,不要安排到第二学期或集中到大四,时间一长,学生都忘记了。(4)课程设计实际上是对理论课的系统回顾与应用,教师应该交代清楚设计涉及的理论知识,阐明基本原理。(5)对于学生课程设计中遇到的问题,即时答疑。

(五)全程考核,夯实基础知识

基础工程与其他专业课相比,差别很大。这门课程不仅理论性很强,而且涉及实验、野外认识实习、课程设计等内容,综合性与实践性也很强。所以,应该进行全程考核。一些高校虽然开设了基础工程这门课程,或缺乏实验仪器,或缺乏师资,往往只有理论课教学,显然这是远远不够的。要严格要求学生,不送人情分。现在虽然进行了教学体制改革,仍然存在很多不合理的地方,有些教师为了获得评教高分,对一些学生睁一只眼,闭一只眼,往往考试或课程设计不合格的学生也蒙混过关了。结果学生一参加工作,到了现场什么也不会干。这样做,其实不是帮学生,而是害学生。教师、学生都应该认识到这一点,切实从我做起,从自身小事做起,各负其责,认真完成本职工作。

基础工程教学要实行全程考核。期末总成绩包含平时成绩(考勤、实验、作业)与期末考试成绩;实践成绩包含考勤、野外实习表现、课程设计成绩。教育的根本目的在于培养学生动手操作能力,培养学生独立思考与解决实际问题的能力,所以教学必须重视过程,而不能简单地看结果了事。当前,受社会不良习气的影响,部分教师学生都很浮躁,功利主义在大学蔓延开来,背离了大学培养人才、追求真理、社会服务、文化传承的本质与初衷。

三、结论

第一,基础工程是土木工程专业的一门主干课,综合性、理论性、实践性都很强。教材知识面相对较窄,建议引入主要的现行规范,融入改革开放以来我国在基础设施建设方面取得的新理论、新技术、新方法,阐述清楚基础工程涉及的基本原理、方法,适当增加学时,优选教材,优化教学内容,做到教学过程突出重点,便于学生掌握。

第二,基础工程是一门半理论半经验的学科,与土力学一脉相承,涉及概念很多,力学原理与数学计算相对繁琐,是学生学习感到困难最主要的原因。在教学过程中,建议倡导概念教学,让学生在头脑中形成知识网络,不要死记硬背;建议采取板书结合多媒体网络教学,各取所长,尤其要重视野外实习、课程设计等环节,做到全程考核,激发学生的求知欲,激励学生自学,培养学生独立思考,解决实际问题的能力。

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[1]周景星,王洪瑾,虞石民等.基础工程[M].北京:清华大

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[2]赵明华,徐学燕.基础工程[M].北京:高等教育出版社,

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[3]王东元,毛毳,赵建军等.中美基础工程课程和教学方法

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[4]侯天顺,杨秀娟,张宽地.土力学课堂教学若干问题的反

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[5]李广信.关于土力学理论发展的一些看法[J].岩土工程

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[6]代国忠,史贵才,吴晓枫.“土力学与基础工程”课程建设