钢结构课程设计总结范文
时间:2023-03-28 22:31:35
导语:如何才能写好一篇钢结构课程设计总结,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词 钢结构设计原理 桥梁与渡河工程 教学改革
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.048
随着钢桥和组合结构桥梁建设的不断增加,设计和施工单位急需大批熟练掌握桥梁钢结构设计和施工知识的专业人才。由于过去桥梁与渡河工程专业的本科阶段钢结构教学内容及教材侧重点与工业民用建筑专业无异,刚毕业的桥梁与渡河工程专业的大学生很难适应桥梁钢结构方面的工作,导致桥梁钢结构专业人才短缺、质量不高。一方面,钢桥和组合结构桥梁有着巨大的发展潜力和市场需求,另一方面,桥梁与渡河工程专业钢结构人才短缺,二者的矛盾造成了该领域就业空间广阔,并且在今后一个相当长的时期内该空间还将不断扩展。①为了满足社会对钢桥和组合结构桥梁人才的需求,我校桥梁与渡河工程专业“钢结构设计原理”课程在教学内容、教学方法及考核方式方面也在不断进行改革。
1 教学内容
1.1 教材
目前,国内已有的《钢结构设计原理》教材,大多基于《钢结构设计规范》(GB50017-2003)②编写,适合工业民用建筑专业的本科生进行学习。涉及公路桥涵、铁路桥梁的钢结构设计规范的《钢结构设计原理》教材极少,以至于桥梁与渡河工程专业的学生学习此类③④教材后,无法直接应用于钢桥和组合结构桥梁的钢结构构造与结构设计中。针对上述问题,我校桥梁与渡河工程专业“钢结构设计原理”课程,选用东南大学叶见曙教授编写的“结构设计原理”⑤第三版第四篇――钢结构。该书结合我国公路桥涵钢结构及木结构设计规范、钢-混凝土组合桥梁设计规范进行编写,较好地解决了教材脱离规范的问题。此外,结合钢桥、组合结构桥梁参考书籍,在授课过程中紧紧围绕桥梁专业用钢结构构件的设计原理进行讲解,使学生工作后,能够做到学以致用,更快适应工作。
1.2 侧重点
桥梁与渡河工程专业学生在进行“钢结构设计原理”课程的学习之前,材料力学、结构力学、建筑材料等专业基础课都已经进行了系统的学习。在“钢结构设计原理”课程的教学过程中,涉及到这部分的内容适当从简讲授,而增加更多针对桥梁钢结构的内容。例如在材料性能方面,将讲解的重点放在桥梁钢结构用钢材、高强钢绞线、桥梁钢结构用新材料如耐候钢、耐高温钢材等材料的性能方面,让学生了解现有桥梁用钢的现状及未来的发展趋势;结合这些材料在实际工程中的应用图片,提高学生的学习兴趣;在桥梁钢结构应用中,适当介绍索设计的内容,例如钢梁桥中的体外预应力索、斜拉桥中的拉索、悬索桥中的缆索等,以有助于学生学习后续的钢桥和组合结构桥梁课程,列出主要的参考文献,供学生在课余时间有选择地学习;桥梁钢结构尤其是铁路桥,由于受到动荷载的影响,钢结构焊接的疲劳问题不容忽视,在桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程中必须补充疲劳设计的相应内容。为拓展学生的就业面,在课程讲授过程中适当增加工业民用建筑用钢结构设计原理的知识,对其所用规范进行介绍,拓宽学生的知识面。
2 教学方法
桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程教学,应该既注重基本知识的传授,同时不断启发学生,调动他们学习的积极性和主观能动性,逐步培养出发现问题、思考问题、分析问题、最终解决问题的能力。通过对这种学习方法的传授,使学生既能掌握书本知识,又能不断创新进取,极大提高学生的学习积极性。
2.1 理论教学
针对学生对图片或视频信息的兴趣浓厚,对单纯的数字或者文字兴味索然的现实情况,对抽象的理论问题,用动画或搜集实际工程中的图片,以幻灯片或视频形式播放给学生,让学生以娱乐的方式掌握知识。例如,钢结构的连接和破坏问题,每一项钢结构的破坏或失稳现象都通过图片展现,引导学生思考这些现象背后的机理问题,诱发学生的兴趣,从而引出该节课程教授的重点,改善课堂教学的效果;同时,图片或视频的应用,还能加深学生对基本知识与基本原理的感性认识。
但对于计算原理和公式,一定要用板书演示其推导过程,让学生的思路紧随教师的演示,充分利用课堂时间,消化计算原理,提高教学效率。在计算理论讲解完成后,结合工程应用,介绍实际桥梁钢结构的细部处理及节点构造措施,让学生做到理论与实际相结合,掌握工程中处理具体问题的方法。
采用习题课、讨论课的方式,对学生作业过程中存在的问题进行深入剖析,点评解题过程中的易错点和答题错误的原因。在讲解和讨论的过程中,帮助学生理清解题思路,规范解题步骤,总结解题技巧,提高答题的正确率,同时培养学生严谨、认真、细致的工作作风。
2.2 现场教学
在桥梁与渡河工程专业的钢结构设计原理课程讲授过程中,多媒体、板书等多种手段是课堂教学的主要方法,但对于钢结构设计原理课程来说,仅有课堂教学是远远不够的。因为尽管有多媒体作为教学工具,但毕竟还是图片或短暂影片,学生难以形成一个完整的钢结构的概念,对钢结构的感性认识依旧不够具体深刻。在钢结构设计原理课程的理论教学学习期间或结束后,充分利用学校周围已建或在建钢桥与组合结构桥梁,进行现场参观、学习,便于理论知识与实际应用“接轨”,有选择性地带学生深入施工现场,进行教学实践很有必要。在进入现场之前,负责钢结构设计原理课程的教师,需要事先向学生讲解工地现场实践中所涉及的系统知识。安排好班级分组与带队教师,特别强调实习过程中的安全问题与组织纪律问题。在施工现场,让学生进一步认识真实的螺栓、焊缝、纵向和横向的加劲肋,辨别现实构件中的受拉构件、受压构件、受弯构件或压弯构件、拉弯构件,观察构件的现场连接拼装。请施工单位负责人讲解施工现场钢结构的基本概况,采用的施工方法,施工组织设计,施工质量控制要点,安全保障措施,施工过程中遇到的各种困难,出现的问题及解决的方案等。现场教学过程中,提醒学生注意观察,认真聆听讲解,将书本上的图纸和现场的实体结构充分比对,加深对书本知识的理解。同时,结合工程技术人员的讲解,学习工程中处理具体问题的方法,真正达到现场教学的目的。
2.3 实践教学
实践教学分为实验教学和课程设计两部分。学生在钢结构设计原理课程学习过程中,如果对某个问题有进一步研究的兴趣,可以通过参与大学生创新实验项目,提出自己的研究课题。设计实验方案,动手制作钢结构实验模型,通过实验结果验证自己的想法或发现自己提出的方案的不足,激发学生的创新热情,培养学生的动手能力,同时也可为今后的学习和工作提供宝贵的经验。课程设计,有助于帮助学生系统地应用理论课程学习到的知识,做到学以致用。但以往的课程设计都是在理论课讲授完毕后进行,设计效果不佳。为了改善课程设计效果,打破理论教学与课程设计的严格界限,将理论教学与课程设计同步进行。⑥在钢结构设计原理课程开始上课之时,就给定课程设计题目,随着授课进度的深入,让学生以长期大作业的方式分步骤完成。这样,在理论授课过程中,学生随时可以针对课程设计的内容进行提问,并能得到及时解答,课程设计周学生只需整理计算书、绘制图纸。这样,学生有充足的时间掌握钢结构设计原理的各项设计环节内容,遇到问题能够及时得到解决。
3 考核方式
在对钢结构设计原理课程的教学成果进行考核时,如果仅仅通过期中、期末的考试结果来评价学生的学习情况,显然将会是不全面的,也是不准确的。在钢结构设计原理的教学过程中,采用多种考核形式,例如随堂测验,课堂提问,组织学生进行小组讨论或者针对钢结构设计中存在的某一问题,让学生提交研究报告等方式进行考核。对学生的日常测验,也可以采用口试和笔试相结合的形式,或者把一次测验拆分为多次小的测验,这将有助于更加全面地评价学生的学习情况,降低一次考试所带来的偶然性。传统的考试方法大多偏重对知识的记忆,形式单一,难以客观、全面地评价教学效果,也难以调动学生自主学习的积极性。桥梁与渡河工程的钢结构设计原理课程考试,借鉴国家一级注册结构工程师的考试模式,在考卷中,可能涉及到的全部公式均给出,避免学生死记硬背。此外,可考虑“半开卷”考试,允许学生将自己认为重要的内容事先书写在一张A4纸上,考试时允许查看,考后随试卷上交。这样,学生对自己认为的重点进行总结,通过总结内容的实用性,可反映学生对课程重点的把控。
4 结语
针对桥梁与渡河工程专业学生钢结构设计原理课程学习中存在的问题,从教学内容、教学方法和考核方式三个方面,提出了一系列的改革措施。
(1)选用《结构设计原理》教材,并结合钢桥和组合结构桥梁相关参考书籍,已学过的内容适当从简讲授,紧紧围绕桥梁专业用钢结构构件的设计原理进行讲解。(2)对抽象的理论问题,用动画或搜集实际工程中的图片,以幻灯片或视频形式进行播放;但对于计算原理和公式,一定用板书演示推导过程;采用习题课、讨论课的方式,点评解题过程中的易错点,总结解题技巧。(3)在理论课学习期间,充分利用学校周围已建或在建钢与组合结构桥梁,进行现场参观、学习。(4)理论教学与课程设计同步进行,进行大学生创新实验。(5)考核中,借鉴国家一级注册结构工程师的考试模式,给出考卷中可能涉及到的全部公式;也可考虑“半开卷”考试。
注释
① 苏庆田,吴冲.钢与组合结构桥梁课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2013.22(4):37-40.
② 钢结构设计规范[S].GB50017-2003.
③ 陈绍蕃.钢结构[M].北京:中国建筑出版社,2003.
④ 彭伟.钢结构设计原理[M].成都:西南交通大学出版社,2004.
篇2
随着钢桥应用的推广,钢桥课程教学越来越受到重视,钢桥课程设计是课程重要的实践教学环节。由于目前钢桥课程设计参考较少,为了配合新版教材和规范的教学和应用,对钢桥课程设计教学进行了设计和实践。实践过程充分考虑学生专业背景和知识结构,结合钢桥课程的特点,既考虑课程的共性,也兼顾学生个体的差异性。方案的设置和难点问题的解决,充分锻炼了学生解决问题的能力。文章总结了实践过程中的问题,提出了改进措施。
【关键词】
土木工程;课程设计;方案设置;改进措施
0引言
近年来,国内外大跨度桥梁大多以钢桥为主,中小跨进桥梁的钢桥应用也在逐步推广。随着钢桥应用推广和实际工程增多,钢桥的知识教育受重视程度也逐渐增高。《钢桥》是桥梁工程专业学生从事桥梁设计施工必须掌握的课程,是一门要求学生理论知识与认识实践相结合的桥梁工程类专业课。《钢桥》课程近几年在各大高校教学中越来越受到重视,经历了无专门课程到设置为选修课的过程。近几年,越来越多的高校已将《钢桥》课程设置为专业必修课,并设置了《钢桥课程设计》的实践环节。课程设计是将课程理论转化为课程实践的“桥梁",同时也是实践教学和大学本科教学中的一个重要环节[1,2]。由于《钢桥》课程正处于起步阶段,目前,《钢桥》课程设计参考资料较少。河海大学《钢桥》课程已经开设多年(包括选修课阶段)。在选修课阶段,由于课时较少,学习要求较低,应用目前已有的相关教材基本能满足教学需求。但自2012版教学大纲将其调整为必修课后,目前教材的适应性存在一些问题。而新钢桥规范的颁布,也必须对原有钢桥教材内容进行变更。为了适应当前的教学需要,河海大学桥梁工程研究所编写了《钢桥》教材[3]。为了配合新教材的教学,设置了课程设计实践环节。由于《钢桥》课程设计教学经验缺乏,在参考了相关资料的基础上,进行了该课程的课程设计实践,并基于实施情况,进行了一些反思,提出了改进思路。
1钢桥课程设计方案设置
1.1设计思路
在开展《钢桥》课程设计之前,对《钢桥》课程设计资料进行调研,发现《钢桥》课程设计主要以钢桁架铁路桥为主,个别采用钢箱梁的课程设计也是采用计算软件进行分析,对于尚未学习有限元软件的本科生来说较为困难。基于以上情况,尝试采用土木工程类基本软件可计算的连续梁钢箱梁桥的《钢桥》课程设计。课程设计采用三跨连续钢箱梁桥,重点设计为桥面系部分。由于课时限制,不关注基础与桥墩的计算,内容由其他课程设计进行。钢箱梁设定为单箱钢箱梁,内容主要包括基本设计资料与截面拟定、主梁的内力计算、结构刚度验算、结构应力计算、桥面系计算、次要构件计算以及设计图和材料表绘制。计算内容与桥梁工程课程设计和钢结构课程设计存在交叉,并紧密衔接钢桥知识点。主要内容为桥面系的计算,重点突出钢桥相关计算,包括加劲肋的验算、横隔板的验算、刚度与应力验算。与最新出台的《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)相结合,强化设计过程中的规范应用。
1.2设计方案
课程设计时长为8天,要求学生在较短的时间内完成从查阅相关资料、基本资料设计、界面拟定到应力、刚度等验算内容,时间较为紧迫。对此,我们对《钢桥》课程设计方案进行了如下安排。因本次课程设计对象为本科生,学生所掌握的求解方法与应用软件较少。遇到的较大的问题有超静定结构的求解、加劲肋的验算与桥面系的内力计算三个方面。
1.3问题解决方案
1.3.1超静定结构求解
因采用三跨连续梁,故需要进行超静定计算。虽然学生在《桥梁工程》课程设计中有进行内力计算,但是大多数《桥梁工程》课程设计均采用简支梁桥,内力计算时为静定结构,学生手算即可。但是对于连续梁桥超静定结构,虽可采用结构力学方法进行计算,但是计算内容过多且难度很大。因此,在此次课程设计中采用了一种可计算超静定结构的力学软件进行计算。学生只需将尺寸、荷载等数据输入进软件中,并且确认最不利荷载布置方法即可进行超静定计算。既完成了对连续梁超静定结构的内力计算,又让学生巩固了结构力学中影响线的概念。
1.3.2加劲肋验算
加劲肋是钢箱梁桥的一大特征,所以《钢桥》课程设计中必然涉及到加劲肋的验算。《公路钢桥设计规范》5.1.6中对加劲肋的验算方法进行了详细的说明。但是,对于对钢结构桥梁构造了解较少的本科生来说,对加劲肋进行验算时,大部分学生在设计中都难以做到综合考虑和“瞻前顾后",经常出现设计参数前后矛盾的现象[4],导致学生将大量的时间浪费在调整尺寸构造上。所以,在进行加劲肋的计算前,笔者将几座类似桥型的构造参数发给学生,让学生对加劲肋的构造参数有一个基本的认知,并提供参考。
1.3.3桥面系的内力计算
本次课程设计最大的难点在于桥面系的内力计算。正交异性钢桥面板刚度在互相垂直的二个方向上有所不同[3],造成构造上的各向异性因为“加劲肋"钢箱梁这一特殊构造的存在,使得桥面系的计算变得极其复杂。对于正交异性钢桥面板的求解通常使用计算机软件进行求解,采用了很多新的数值法,对于尚未学习有限元软件分析的本科生验算是比较困难的。目前桥面系的计算方法主要有两种,分别是P.E(Pelikan-Esslinger)法与格子梁体系法。对于本科生来说,P.E法求解正交异性钢桥面板较难理解且利用较多的高等数学的知识,当荷载分布较复杂时难度过大。格子梁法通常采用有效分布宽度的方法计算[5],仍需配合有限元软件进行计算。笔者基于以上情况,提出了一种针对闭口加劲肋的简化箱梁方法,计算分为三个步骤。第一步:简化为连续梁的荷载的计算。取两个横隔板间的加劲肋进行考虑,将桥面板进行简化,将闭口加劲肋与桥面板焊接部位简化成为一个刚性支座,在横隔板处简化为固定支座。当纵向加劲肋布置的间距较小时,简化后的连续梁刚性支座过多,作用在其上的弯矩和剪力都很小,所以当纵向加劲肋的间距较小时可不进行纵向加劲肋的验算,只需要考虑横向加劲肋的验算。第二步:将闭口加劲肋简化为箱梁。闭口加劲肋的形状与斜腹板箱梁的形状基本一致,故可以将闭口加劲肋看作是一个小的斜腹板钢箱梁,但是箱梁存在剪力滞效应,所以闭口加劲肋的翼缘需要根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)进行计算得到翼缘有效宽度。第三步:荷载组合与修正计算。根据前两步骤的计算可以得到荷载与闭口加劲肋的界面特性。但是针对闭口加劲肋的简化箱梁方法存在一定误差,且需要考虑到汽车荷载的冲击作用,故需要将荷载进行组合和修正。通过该方法,学生利用现有知识即可求解桥面系,加深了对剪力滞效应的理解,并熟悉了新版的《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)。
1.4效果评价机制
为了培养学生的独立思考能力,避免学生在设计过程中出现抄袭现象,在课程设计中可采用分组设计和一人一题的方法[6]。本次课程设计分为综合设计计算书与答辩两个方面对学生课程设计效果进行考察。其中计算设计书要求学生制定详细的方案,大到桥梁整体布局,小到加劲肋的设计、变截面的尺寸变化。要求学生能完成设计图纸的绘制与材料表的计算。但是,仅仅依靠设计书对学生课程设计进行评价比较片面,学生可能存在懂得算法却不懂得原理的现象,因此要真实客观地反映学生的学习成果,就要综合考虑各个影响课程设计效果的环节,比如可以借鉴毕业设计考核方式,增设学生的课堂答辩[6],并要求学生对本次课程设计的方案进行评价与建议。
2实践问题总结
2.1实施效果
课程设计结束后,学生对此次课程设计进行了评价。对于现在少有的钢箱梁连续梁桥课程设计,网上资料少、计算难度大都是这次课程设计的问题。为了解决超静定问题与钢箱梁的截面特性问题同学们搜集了许多资料,试用了许多软件最终确定计算方法,锻炼了学生主动学习探索的思维与创新能力。在课程设计答辩中,加入了许多钢箱梁特性的问题,体现了本次课设的特色,例如剪力滞效应、桥面系简化算法的思路等。通过答辩发现学生们对剪力滞效应的概念十分清晰,达到了利用所学知识解决问题的效果。本次课程设计囊括了桥梁工程、钢结构、结构力学的知识。整个课程设计以桥梁工程知识为主线,主梁内力计算需要结构力学知识、加劲肋与顶板的焊缝验算也需要掌握钢结构的内容,本次课程设计达到了将知识进行整合利用的效果。课程结束后,学生评价良好,依托《钢桥》及其课程设计教学,笔者获得土木与交通学院第四届“我最喜爱的任课教师"第三名。
2.2存在的问题
(1)本次课程设计虽然每位同学的工况及参数都有所不同,但是计算过程方法相同,计算内容相似,计算结果相差不大,对于不同工况的部分学生为了计算方便采用相同的截面形式,存在雷同现象。绘制图纸时发现学生将已有做好的图纸进行修改,并没有从始至终地绘制一幅完整的设计图纸,没有达到让学生亲力亲为地设计一座桥梁的效果。(2)本次课程设计为了适应本科生所学知识采用了较多的简化算法,计算结果误差可能较大。大多采用简单易行、功能单一的软件计算,缺乏使用新技术新软件的的意识。(3)课程设计的探索过程主要由班里成绩较好的学生进行,待其确定计算方法后其余学生再开始计算,缺少了让每一同学探索、创新的过程。应加强不同层次需求和不同基础的学生全面锻炼的训练[7]。
2.3改进方案
(1)在设计中安排多种工况。例如要求钢箱梁分为直腹板与斜腹板,对设计车道有所区分等。让每个学生既要独立思考,又可以和同学进行交流合作。(2)将迈达斯等计算软件课程提至钢桥课程设计之前,让学生既能够准确计算又能够熟悉计算软件的使用方法,为以后的设计工作奠定基础。(3)改进反馈答辩机制,答辩时要考察学生理解整个课程设计的设计思路,将学生共同的学习成果全部吸收,增强对知识的理解与认知。(4)定期检查学生对资料文献的阅读情况,结合设计题目进行分析,选择与题目相适应的内容运用到设计中,培养学生“查-阅-析-用"的自主学习模式[4]。
3结语
本次《钢桥》课程设计不同于现有《钢桥》课程设计模板,提出了更适合于学习公路桥梁和知识储备量较少的本科生。让学生从提出方案到设计计算,全面体验设计一座桥梁的过程,为以后步入工作岗位奠定基础。在课程设计过程中,要求学生查阅文献、提出计算方法并进行验算,真正做到回归工程本质,平衡工程教育课程中“理论"与“实践"内容,构建集知识、技能和态度“三位一体"的课程目标,优化了课程结构,以应对知识经济对我国工程人才培养质量的挑战。
作者:傅中秋 吉伯海 姚悦 单位:河海大学
[参考文献]
[1]汤智林,韩龙君.课程设计教学环节的有效控制[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2008,8(3):28-30.
[2]刘敦文,杨光.安全工程专业实验课研究性教学与创新型人才培养[J].中国安全科学学报,2010,20(5):157-161.
[3]吉伯海,傅中秋.钢桥[M].北京:人民交通出版社,2016.
[4]吴仁伦,杨胜利.《矿山压力与岩层控制》课程设计教学改革与实践[J].教育教学论坛,2016,(6):139-140.
[5]小西一郎.钢桥[M].北京:中国铁道出版社,1980.
篇3
关键词:海洋工程钢结构;教学内容;改革探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)20-0122-02
一、海洋工程钢结构发展现状及对人才的需求
海洋工程钢结构与陆地钢结构有明显不同,体现在钢结构基本构件所受的载荷、载荷效应分析及设计方法等方面,其差异的根本原因在于钢结构所处的环境不同。由于海洋工程钢结构处于复杂、多变的海洋中,海洋环境施加于钢结构构件的载荷也由静力载荷变为动载荷,所以只有应用结构动力学的知识才有可能进行海洋工程钢结构的设计。传统的《钢结构》课程与培养土木工程结构设计人才相适应,而与培养海洋工程设计师的目标有些偏离。因此,教学内容要重组,将钢结构基本原理与海洋工程钢结构设计两部分内容有机结合。
二、钢结构课程教学内容改革的主要方面
关于钢结构教学内容的改革探索,主要表现在以下几方面。
1.加强这门课程与《工程力学》课程的联系。学习《钢结构》课程要以学好《工程力学》课程为基础,尤其是《工程力学》课程中的材料力学内容。在本课程的基本构件设计与计算内容中,轴心受力构件、受弯构件、偏心受力构件的基本概念都是材料力学的基本理论知识。学生需要在正确识别构件类型的基础上,应用材料力学的相关公式对构件进行正确的受力分析与计算,尤其是角焊缝连接中构件受弯与受扭两种不同受力状态的准确区分。由此可见,加强与《工程力学》课程的紧密联系对于钢结构课程教学是非常必要的。它可以使学生更透彻地理解钢结构基本构件的受力机理,并对构件整个的受力过程有更为全面的了解。这样学生就不会觉得这门课程内容和公式太多、太凌乱、太枯燥。只要学生在学习过程中可以结合《工程力学》的知识来绘制构件的计算简图,并依据平衡方程建立计算公式,就可以很容易掌握这门课程的主要知识,而且可以达到事半功倍的学习效果。
2.加强这门课程与《钢筋混凝土结构设计》课程的联系。钢结构与混凝土结构设计有相同与不同之处。在《钢结构》课程的授课过程中,笔者会有意引导学生比较这两种结构的优缺点。例如:相同荷载作用下,相同类型构件,在钢结构与混凝土结构这两种不同的结构形式下,构件计算的相同过程、构件截面的不同选取,由此可以更加深刻地体会钢结构“轻质高强”的突出优点,而且可以帮助学生很好地复习之前《混凝土结构设计》的相关知识,从而激发学生的学习兴趣。
3.抓住构件验算时两种极限平衡状态这条主线。钢结构基本构件的验算应抓住两种极限平衡状态这条主线,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。学生在做习题和考试过程中,对基本构件的验算往往出现遗漏的现象,尤其是构件刚度和局部稳定的验算。授课过程中,笔者在强化两种极限状态概念的基础上,引导学生对不同构件的极限状态验算内容进行具体的内容划分,尤其是构件的稳定问题,进而依据每项内容逐一进行验算,这样学生就可以准确掌握基本构件的设计思路。
4.抓住构件连接计算的主线。讲解角焊缝连接与普通螺栓连接的计算时,笔者注重抓住“连接破坏形式―计算公式建立”这条主线,这样便于学生对连接计算公式和适用条件的理解。例如,对普通螺栓的抗剪计算,先告知学生普通剪力螺栓的五种可能破坏形式,其中两种属于采取构造措施可以避免,而另外三种破坏形式(连接板的截面破坏、连接板的挤压破坏、螺栓杆的剪切破坏)需要进行计算来防止。这样讲授概念清晰,便于学生理解后续的计算公式。
5.抓住钢结构稳定这条主线。钢结构构件“轻质高强”的特点,使得稳定问题成为钢结构设计应主要考虑的问题。授课过程中,要注意构件失稳的物理现象、影响钢结构稳定的主要因素等基本概念,继而讲解相关计算公式的适用范围及应用。由于钢结构稳定计算公式比较抽象,因此不应把精力放在公式推导上面。要教会学生基本构件可能发生的失稳形式以及提高构件稳定性的构造措施,从宏观上掌握构件稳定计算的主要思路。
6.总结构件设计的相关专题。在讲授每种基本构件计算的基础知识之后,找出具体过程实例,引导学生进行构件的截面设计。例如,对于实腹式轴心受压构件,要根据稳定性、宽肢薄壁、连接方便、制造省工等设计原则,通过假定构件长细比λ进行截面初选,接着对初选后的截面进行强度、刚度、整体稳定、局部稳定等验算,直至所选截面满足要求。经过这样的实践练习,学生就可以对相关知识融会贯通,增加学习的自信心,同时也可以很好地为接下来的钢结构课程设计打下良好的基础。
7.添加与海洋工程钢结构设计相关的理论知识。随着海洋油气工程的迅速发展,海洋工程专业的学生应充分了解海洋工程钢结构设计的原理、方法与步骤,所以本课程有必要将钢结构的基本理论与海洋工程结构设计结合起来,系统阐述海洋工程结构设计的原理与方法。例如,以构件材料性能、几何尺寸、边界条件为依据,用结构强度与稳定理论分析海洋工程结构物各类简单与复杂的钢构件的承载能力,从而为学生今后进行海洋工程钢结构设计、分析打下坚实的理论基础。表1为本门课程的教学内容与学时安排。
三、钢结构教学内容改革的进一步思考
目前为海洋工程专业开设钢结构课程经过两年的教学实践,表明这门课程的开设十分必要,学生对于钢结构的学习积极性较高,基本达到了课程开设的教学目标。但是随着学科的不断发展,钢结构的教学中需要重点突出海洋环境与钢结构之间相互关系的问题,而目前这一点做得不是很充分,主要原因在于作用于海洋工程钢结构上的载荷间的效应组合目前还没有统一的标准。
四、结语
海洋工程专业是一门新专业,为了适应教育部“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的人才培养要求,以及各专业人才知识结构的不同需要,要对《钢结构》这门传统课程在课程内容上进行一定的教学改革,从而激发学生强烈的学习动力和浓厚的学习兴趣。
海洋工程钢结构设计这部分内容在全国钢结构教学内容中是一个比较新的内容,目前只有哈尔滨工程大学有这方面的教材可以参考,因此在教学内容改革中要随时关注相关的最新教学改革成果,及时地应用于对学生的教学实践之中。
参考文献:
[1]方荣,李海涛.以技能为核心开展钢结构教学改革[J].浙江水利水电专科学校学报,2007,19(4):85-87.
篇4
[关键词]土木工程;开放式实践教学;混凝土结构;设计课程
中图分类号:G649.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01
土木工程是一个传统老专业。进入新世纪以来,随着中国经济建设的飞速发展,整个土木工程行业领域也在不断焕发着新生命,作为培养土木工程人才的各类院校也应适应新形势,不断革新、探索新的教学模式。土木工程专业课程具有工程实用性强、课程复杂,内容多、难度大的特点,在理论和实践教学过程中开展“启发式”“开放式”教学非常必要。笔者结合多年土木工程专业课程教学及教改课题工作经验,对开放式教学在课程理论与实践教学中的重要作用及具体应用研究结果进行系统总结,以期与同行开展探讨。文章以混凝土结构课程教学为例探索了 “开放式” 教学活动在教学中的应用。
一、混凝土结构课程的特点
混凝土结构设计课程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的规范、规程等有关的专业基础课。在土木工程专业培养计划中占有重要的地位,各相关高等院校对该课程的教学工作也非常重视。课程内容分:钢筋混凝土结构设计原理及结构设计两大部分,前者是后者的基础,是原理部分的延伸和实际应用,两者互为依存、紧密联系。对于土木工程本科学生而言,通过学习,要求掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识,并能运用理论知识正确进行设计和综合分析,解决工程中的实际问题,具备一定的研究开发能力。同时,该课程也是研究生考试中(笔试或面试)重要的考试科目之一,在相关注册资格考试中也是很重要的必考内容。该课程特点主要有:内容多、公式多、符号系数多、涉及构造规定多“四多”特点;涉及的经验性知识较多;实用性强;解答非唯一性。
二、开放式教学在混凝土结构实践课程中的应用
(一)实验教学的开放
实验环节是土木工程学科学习的重要组成部分,强调课堂授课内容与课内试验、实习、 课程设计与毕业设计相结合,设置了必做与选做试验,并对学生实行了多方位预约式开放, 包括实验内容、实验场地、实验时间、实验器材设备的开放。更新实验教学内容,在基本实验基础上加强综合性实验和研究创新性实验,注重学生创新意识的培养。坚持“基本+提高” 的原则,使实验教学内容既达到课程基本要求,又让学生得到更好锻炼和探索的机会,具有鲜明的专业特色。实践中可将与土木工程主干课程关联密切的实验综合到一起作为学生“开放式”“综合式”实验项目。
(二)毕业设计、 课程设计的开放式
课程设计是对课程理论教学的有益补充。通过课程设计的实例练习可加深对混凝土结构课程所学内容的理解,将理论用于实际,学得更深刻。而毕业设计更是对学生学习的全面检验,通过对一个完整工程的独立设计,学以致用,真正全面地掌握所学知识。同样,课程设计和毕业设计也应做到开放式,在确定方向和设计题目前应与学生充分沟通,了解学生的想法,共同确定设计主题、范围,在设计过程中保持与学生的随时互动和沟通,同时,可将与设计相关的所有资料公布到网站上,让学生去学习、选择、讨论和发表意见,真正实现开放式和互动式。此外,还应强调毕业设计在社会效应和工程应用效应方面的开放性,即鼓励、 允许、引导学生结合实际工程进行设计,课题可来源于社会或科研课题,甚至可聘请设计、 施工单位的工程技术人员担任副导师,共同指导毕业设计。
(三)开放性实习
实习环节是混凝土课程乃至土木工程专业学生重要的实践性环节。实习环节的开放性体现在实习的具体内容及实习地点与学生商量确定,通过事先发放调查表, 统计学生选择方向的意愿和要求。如混凝土结构、砌体结构、钢结构或基坑、边坡、桥梁、道路,以及更细一步的选题方向,可与毕业设计挂钩,指导教师形成双向选择。学生可参与集中实习或自主实习,集中实习由教师带队参加在合作单位实习基地的实习,自主实习由学生自行联系工地进行(包括假期学生的自愿自主工地实习),形式上自由组合选定实习方向或实习工地。总之, 实习环节的开放式特点主要体现在指导思想、管理制度、实习具体内容及形式等方面。院系毕业设计指导小组和教师从思想上和管理上应予以支持,充分发挥学生创新性和灵活性的特点,不局限于规定的实习期,在条件允许的情况下可将自己置身于工程现场或实际工程项目氛围中开展实习活动。
三、结语
土木工程课程由于其专业特点,在教学过程中尤其应突出开放式特色。混凝土结构课程是土木工程专业的重要和典型课程,内容多、难度大、实用性强,对其教学与考评体系均宜结合实际进行,开展“开放式”“启发式”教学研究。笔者从该课程理论教学中的教学内容、 教学形式、课外教学补充、教学考评等方面,以及实践教学中的实验教学、课程设计及实习等环节,研究和讨论了如何开展“开放式”教学及其在课程中的具体应用,从实践看取得了较好的实际效果。
参考文献
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篇5
1基于BIM技术的毕业设计课题方向
目前与BIM技术相关的毕业设计聚焦于基础应用、技术融合和软件研发等三个主要方向,如图1所示。1.1BIM基础应用方向。BIM基础应用多数是基于BIM软件开展相关应用研究,是目前毕业设计的主流课题方向。如采用Revit软件建立三维信息模型,在此基础上进行施工图深化、碰撞监测、进度模拟、工程量统计、造价分析和三维动画展示等工作。早期的研究对象以房屋建筑为主,目前已拓展至桥梁、隧道、地铁等公共基础设施。在BIM应用软件方面,建模软件以Revit最为常用,碰撞检查和动画模拟多数采用Revisworks软件,工程算量和造价分析则常采用广联达和鲁班等国内软件。总体来看,该方向的毕业设计课题以应用为主,课题的完成情况与研究对象的复杂性、研究内容的丰富性、研究成果的实用性密切相关。随着信息技术的快速发展,当代大学生的计算机应用能力、新知识接受能力和创新能力也在不断提高,早期以多高层房屋为对象的“建模+动画+算量”的毕业设计课题已难以满足培养目标的要求。因此,该类课题的研究对象正逐步拓展至超高层建筑、大跨空间建筑、钢木结构建筑、地铁隧道等公共基础设施和市政工程项目;研究内容也延伸至进度控制、成本管理乃至运营维护等多个方面;同时,研究课题也越来越多地来源于实际工程,研究成果的实用性已成为毕业设计成绩评定的重要依据之一。1.2BIM与前沿技术融合方向。随着BIM技术的逐步普及,其应用和研究正在从传统的辅助设计施工向多技术融合的方向发展。如BIM与RFID(RadioFrequencyIdentification,无线射频识别)、BIM与GIS(GeographicInformationSystem,地理信息系统)、BIM与VR(VirtualReality,虚拟现实)、BIM与AR(AugmentedReality,增强现实)、BIM与三维激光扫描、BIM与结构健康监测等前沿技术融合方向。以BIM与RFID技术融合为例,在传统的施工现场,大批量地进行构件验收、安装时,主要通过人工方式填写报告、录入数据,信息延误的现象时有发生,工作人员常常无法判断构件的真实状况,很容易发生错误,导致各类问题频发。利用RFID技术可以实时追踪、监控构件的生产、运输、安装和运维状态,并以无线网络即时传递信息到BIM数据处理平台,可以实现对构件的实时追踪,解决信息错误和丢失等问题,能有效地提高工程项目的管理效率和经济效益。该类毕业设计课题通常要求指导教师有一定的前期研究基础,有时采用校企联合指导方式,由企业导师制定课题的研究内容,毕业设计开展过程中由校内和校外导师共同指导。1.3BIM软件研发方向。BIM的核心思想是信息的集成、交互与共享,模型是载体,软件是工具。在BIM软件平台研发方面,国内外各大软件开发商已经开发了各类适用于建筑不同阶段、提供不同功能的商业BIM软件。如,美国Autodesk公司推出的Revit、Navisworks、Civil3D等BIM软件;美国Bentley公司推出的ABD(AECOsimBuildingDesigner)软件;此外还有Tekla公司开发的专用于钢结构设计的Xsteel软件,Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。国内也有广联达、鲁班、PKPM、3D3S等公司开发的相关BIM软件。虽然商用BIM软件已较为成熟,但针对不同对象、不同功能、不同企业均存在一定的局限性,尚需定制研发。相比于BIM应用方向,软件研发类课题一方面要求指导教师有前期研究基础,另一方面要求学生有一定的编程基础,更重要的是对软件编程有兴趣。此外,也有部分研发类课题不需要编写代码,只需要设计软件功能和操作界面等,具体编程工作由他人或企业来完成。
2基于BIM技术的毕业设计案例
2.1BIM基础应用方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“超高层建筑模架装备模块化仿真设计与建造技术研究”为案例。该论文以上海市真如城市副中心A5地块项目1号办公楼为实际工程背景,借助BIM工具对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备开展研究,完成的主要工作包括:(1)对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备系统组成和工艺原理进行归纳总结,对超高层结构核心筒使用钢平台模架装备关键技术进行分析,包括模架的现场安装、标准层施工、桁架层施工和墙体收分层施工等技术;(2)分析钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化设计方法,初步确定模架标准构件库,根据模架装备标准构件创建Revit参数化族库,对标准构件和非标准构件进行组合,并进行整体钢平台模架装备的虚拟预拼装;(3)根据二维设计图纸建立该超高层建筑的核心筒模型,采用Navisworks进行整体钢平台模架模型和核心筒模型的合模,对钢平台模架施工关键技术进行可视化施工模拟。毕业设计成果提出了一种钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化方案,借助BIM软件建立了模架标准模块构件族以及核心筒模型,完成了模架模块的组合与拼装,实现了模架装备和核心筒的合模,并对钢平台安装、标准层施工、收分层施工等进行了三维可视化分析。该毕业设计的研究成果已应用于实际工程项目中,对模架装备的模块化和BIM技术的推广具有积极作用。2.2BIM与前沿技术融合方向毕业设计案例。目前,BIM与GIS、VR、RFID、三维激光扫描等技术的融合交叉应用已成为工程界和学术界的研究热点。以三维激光扫描为例,该技术是测绘领域继GPS之后的又一次技术革命,通过高速激光扫描测量方法,大面积、高分辨率地快速获取物体表面各点的坐标、反射率、颜色等信息,基于这些大量、密集的点信息可快速复建出真彩色三维点云模型,为后续的数据分析等工作提供准确依据。该技术具有快速性、非接触性、穿透性、高密度、高精度、实时性强等特点,很好地解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。以同济大学本科毕业论文“基于BIM技术对既有建筑快速建模方法的研究”为案例,该论文针对目前既有建筑建模时面临的竣工图纸无迹可寻、空间几何信息难以采集、建筑物细部特征难以捕捉、测量所需时间及金钱成本过高等问题,采用三维激光扫描技术对上海某演艺场所进行扫描,利用JRC3DReconstruction软件对点云数据进行降噪与配准,再采用ICP算法进行平滑操作,最后对该建筑进行整体建模,生成的三维模型见图3所示。该模型已用于其改造工程的后期设计与研究工作中。2.3BIM软件研发方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“基于二维码的钢结构构件追踪管理软件研发”为案例,该论文从研究国内外钢结构BIM建造管理平台入手,分析了构件信息追踪管理平台的研发和应用现状,将BIM技术与二维码技术相结合,设计了基于二维码的钢结构构件追踪管理软件主要功能和界面,基于B/S架构,采用Html、JavaScript和Neo4j等语言初步实现了构件追踪和进度管理等基本功能。构件追踪界面见图4所示,软件对每一根构件生成唯一的二维码,支持单独或批量下载功能。二维码存储构件的编号、安装位置、尺寸、长度和质量等基础信息。用手机扫描二维码即可查看构件的报验和质量检验等详细信息。通过二维码功能,可追踪构件的生产、制作、运输和安装等全过程信息,实现对构件加工和安装中的质量监控信息以及构件安装进度信息的实时掌控,而这些信息直接反映到构件的位置管理、质量管理和安装进度管理中,为这些管理活动的进行提供了帮助和支持,追溯到最上层则实现了加工制作计划的实时调整,而加工制作的调整又决定了现场施工情况。此外,通过二维码信息能够直观快速地发现现场质量问题,解决现场管理人员携带图纸及查询资料不方便等问题,提高了现场工作效率。本软件的开发涉及BIM模型的解析、上传和显示等功能,这些功能的实现需要大量的编程工作,很难由一位本科生在毕业论文周期内完成所有工作,因此,软件的前期开发工作已由指导教师团队完成,本论文主要是实现了基于二维码的钢结构构件追踪管理功能模块的设计和研发工作。
3提升基于BIM技术的毕业设计效果建议
3.1增加前沿课题数量。目前,BIM方向的毕业设计仍然以“建模+动画+算量”的软件应用型课题为主导,虽然该类课题的实用性强,但往往工作量大而难度不大,特别是对一些研究型高校的学生,该类课题的毕业设计主要是提高了学生的BIM软件使用能力,对学生的创新性培养不足。随着信息技术的快速发展,建议增加BIM与物联网、大数据、VR、AR等新型技术相结合的毕业设计课题,提高学生的实践能力和创新能力。此外,现有的主流BIM平台均被国外垄断,亟须发现和培养一批专注于软件研发的学科交叉类学生,可以通过增加平台研发类课题,锻炼学生的研发能力,为其将来的工作和继续深造打下基础。3.2加强校企合作。BIM技术无论是软件使用、平台研发,还是与新技术的创新应用,均具有很强的实践性。目前,很多土木建筑类大型企业均配备了BIM技术中心,具有较强的BIM应用、产品和新技术研发能力,而在国内高校中专职从事BIM教学和科研的教师非常欠缺。通过校企合作,可以弥补校内指导教师BIM实践能力的不足,促进产、学、研全面合作,充分发挥学校与企业在BIM人才培养过程中的职能作用,实现优势互补、资源共享,强化实践育人环节,对于提高人才培养质量具有积极的意义[6]。针对于此,同济大学与上海建工、华东建筑设计院等单位已建立了长期的校企合作关系,与BIM技术有关的毕业设计课题多数来自于企业,部分毕业设计成果已直接应用于实际工程,取得了较好的教学效果。3.3重构现有课程体系。近十年来,虽然BIM技术和软件已有长足的进步,正向设计已开始应用,但逆向建模仍是主流,在毕业设计中也最为常见,即学生根据二维CAD图纸创建其建筑、结构及机电等三维BIM模型。从已有的毕业设计效果看,存在两方面的问题,一是许多学生的识图能力较弱,特别是机电图纸的识图能力非常欠缺,需占用大量的毕业设计时间来提高识图能力;二是学生的BIM软件操作能力不足,很多时间被用于软件学习中,实际的毕业设计工作时间被大量挤占。目前,很多高校没有单独设置BIM课程,或者虽然单独设置但将其作为选修课,普及面不广,这就需要我们对现有的课程设置体系进行完善和重构。考虑到BIM技术的应用领域非常广泛,笔者建议将BIM技术的教学融入专业培养体系中,如:将BIM技术引入工程制图、房屋建筑学、钢结构和混凝土结构设计、土木工程施工、工程项目管理等多门课程中,特别在课程设计中,将其作为一项必修内容。通过BIM技术的三维可视化、虚拟仿真、信息共享等功能实现课程体系的有机整合。
BIM技术已被广泛视为改造建筑业这一传统产业的战略手段,正在导致建筑业进行一次史无前例的彻底变革。从高校的实践课程教学来看,BIM技术相关课题已成为建筑学、土木工程、工程管理等专业毕业设计的一个重要方向。本文归纳总结了与BIM技术相关的三大毕业设计课题方向:基础应用、前沿技术融合和软件研发,以同济大学为例展示了各方向的毕业设计案例,最后提出了增加前沿课题数量、加强校企合作、重构现有课程体系等用于提升毕业设计效果的建议,可以为BIM相关专业的毕业设计提供借鉴和参考。
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关键词:卓越工程师;土木工程;毕业设计
“卓越工程师教育培养计划”拟用10年(2010-2020)时间培养百余万高质量各类型工程技术人才,为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供人才支撑和智力保证。“卓越计划”为高等工程教育改革指明了方向,也是我国当前经济社会发展的需求。它定位了工程教育的培养目标-具有创新能力、实践能力和国际竞争力的综合人才,以适应和支撑产业发展。土木工程专业实践性强、工程性质明显,在当前的土木工程专业教育教学中,高校一般都会安排很长一段时间作为实践教学环节的总结阶段,让学生有足够的时间进行毕业设计。这个阶段可以充分培养学生的动手能力,实践创新能力和科学探索精神,也是培养卓越工程师的重要手段。
一现阶段本科毕业设计存在的问题
目前,对毕业设计的认识、毕业设计安排、选题和指导等方面存在诸多问题:其一,部分高校、学生缺乏对毕业设计这一教学环节对培养学生实践能力和创新能力培养的关键性,由于毕业设计和学生找工作或考研复试时间相冲突,所以大都对毕业设计流于应付的态度,指导教师对此也是听之任之,忽略对学生毕业设计过程的监管。其二,毕业设计选题过于单一化,常常是多人一题,并且,设计选题往往还与工程实践脱节。其三,部分指导老师缺乏土木工程设计和组织管理的实践经验,对学生的毕业设计的指导仅凭个人理解,在指导毕业设计过程中,难免片面甚至脱离实际工程设计要求。
二本科毕业设计改革目标及关键问题
土木工程毕业设计的目标是把本科生培养成适应和支撑产业发展、具有创新能力、实践能力和国际竞争力的卓越人才。这里需要解决的首要问题是把毕业设计从原有的制式的、程序化的教学环节,变成作为一种培养手段融入日常教学中,同时提高指导教师的实践水平并制定和执行工程教师的职务聘任、考核等相关制度。
三本科毕业设计改革内容及措施
(一)完善设计类课程体系
全面梳理土木工程专业本科生培养过程中的设计类课程,涉及到的课程有房屋建筑学、混凝土结构原理、房屋混凝土结构、钢结构、建筑结构概念设计、建筑工程施工、建筑结构抗震设计以及土木工程计算机辅助设计等课程,在相应课程结束后安排的课程设计有:多、高层住宅设计、现浇混凝土楼盖设计、单层工业厂房设计、施工组织设计等,进一步细化各个课程设计的任务和目标,并结合当前土木工程学科发展以及工程应用对工程师素质与技能的要求,对各类课程设计实践课程重新制定教学大纲。
(二)毕业设计的总体安排
在毕业设计的总体安排上,改变以往的整体化--全部学生都在第八学期进行毕业设计。从土木工程专业2013级学生开始,根据学生学习程度,对学习优异的学生,在大三开始布置毕业设计任务。这些学习程度优异的学生经过两年基础课的学习,这个时候布置毕业设计任务,有利于他们对学习专业基础课、专业课做到有的放矢,也激发了他们的学习兴趣和主动性。同时,他们对相对学习差的学生起到了示范带头作用。
(三)搭建实践平台,积极探索校企联合培养模式
“卓越计划”其最突出的一个特点,是企业深度参与人才培养的全过程,通过开展产学研合作的方式,不断扩大校外实习基地规模,为学生构建良好的工程实践教学环境。学校在加强现有基地建设的基础之上,根据行业对专业人才的需求,充分利用我校的优势资源,与施工单位,工程设计院等优秀企业建立联合培养模式,采用双导师制度,对于每个用人单位,乃至每个工程项目,都配备经验丰富的导师、辅助教师以及现场技术指导员。建立健全学生企业学习期间的医疗保险等保障措施。同时,加强校内实验室建设,以保证本科基础实验教学,同时建设校内实践教学示范区,以完成学生对实际工程的实践操作和训练,而且对复杂工程,学校已建立虚拟仿真实验教学中心,开发各种虚拟仿真项目,再现生产过程。
(四)毕业设计选题
毕业设计题目根据专业方向设置,按照毕业设计大纲要求并尽量结合实际工程进行选题,实际设计题目可以来源于学生的工程实践,也可以从设计单位实际项目中选题,由指导老师把握题目的难易度以及设计工作量,并由指导老师编写详尽的毕业设计任务书。毕业设计尽量一人一题,不同年份题目做到无重复。同时,本着自愿原则,选择少数学生参与教师科研项目,撰写毕业论文。指导教师确定的选题,经学院审查后,向学生公布。学生根据公布的选题,选择指导教师。最终根据双向选择的方法,确定毕业设计题目和指导教师。
(五)提高指导教师的实践水平
指导学生毕业设计,需要指导老师具有扎实的理论知识的同时,还需要具有较强的实践技能。一方面,结合学校工科教师评聘和考核制度改革,在教师聘任、考核、评价制度方面向具有工程实践经历的教师倾斜,并建立专职教师到企业工作或轮训制度、青年骨干教师出国到跨国公司研修制度,以使学院教师不断更新工程知识、掌握新的实践技能、丰富工程实践经验。另一方面,聘请企业从业人员参与制定土木工程专业培养目标和人才培养方案,聘请有工程背景的优秀人才做本专业兼职教师,以作为“卓越计划”培养人才的师资补充。
(六)实行每位学生毕业设计公开答辩制度
本科毕业设计公开答辩的做法类似研究生学位论文答辩,答辩评委小组由5位系内中级以上职称的老师,以及1位校外专家组成。并采取回避制度,答辩评委的学生不得参加本组答辩。每位学生答辩时间15分钟,其中设计成果汇报10分钟,回答评委问题5分钟。6位评委各自独立评分,小组的平均分作为学生的考核成绩。四结论在当前“一带一路”发展战略及“卓越工程师”培养模式下,现代化建设与经济发展需要大量的土木工程技术与管理人才,优秀的土木工程人才的培养仅靠课堂理论教学还远远不够,它需要各个高校紧紧把握“卓越计划”的主旨和要义,改善本科学生的实践教学,以提高学生综合应用和解决实践问题的能力为目标,以本科毕业设计的改革为抓手,为行业和社会发展培养高素质的、具有创新精神的高级应用型土木工程专业人才。
作者:贺东青 岳建伟 单位:河南大学
参考文献:
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关键词:土木工程;实践教学;模式
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)41-0237-02
一、引言
实践性教学是实现“应用型高等专门人才”培养目标的关键性教学环节,对于培养具有创新精神和实践能力的高质量人才有着不可替代的重要作用。而土木工程专业性质为技术应用型学科,研究对象是实际工程简化后的模型,理论体系是源自于实践,反之又通过总结、提炼、创新来指导实践。土木工程实践性教学以“技能训练—结构设计—工程设计”为主线,通过工程实践来增加学生的工程实感,巩固和拓展土木工程专业的基本理论和基本技能。而对于我国目前的高校土木工程专业教学来讲,教学模式通常是根据不同的研究方向采用班级为单元的教学方法。学生的学习基本上是被动的学习模式,主要包括课前预习讲课的内容,课上通过多媒体PPT学习和记录学习要点,师生互动、答疑和课后普通作业以及大作业等几个重要方面。对于土木工程专业的实践性教学环节,各个高校间相差不大,主要包括:实验室教学、针对实际工程而设计的课程设计、暑假的生产实习环节和大四的毕业设计等。基于我国高校多年的教学效果和毕业生的反馈分析表明:50%以上的实践性教学存在弊端或不足,主要体现在某些高校数年重复的课程设计,毕业设计(论文)中结合工程实际不够,题目重复率高,过分依赖已出版的设计示例等,缺乏学生自己的独立思考和主动性的设计。此外,实验课课时少,实验室仅在实验课对学生开放,缺乏科研能力的培养和锻炼;生产实习基本等同于观摩,学生难以直接参与工地劳动和管理工作;认识实习基本是1~2天,也没能达到令学生掌握从事专业工作所必须的基本常识。因此,如何开展高校土木工程专业实践教学,如何确保实践性教学的实施和质量,使该专业学生具备从事土木工程的项目规划、设计、施工与管理的能力和基本的研究开发能力,一直是我们深思的一个重要问题。本文将从激励机制的建立、项目教学法以及实践教学与国家注册工程师制度接轨等多个方面对高等学校土木工程专业实践教学模式进行探讨。
二、实践教学实现模式
1.通过激励机制培养教师的工程实践能力和创新意识。毕业后即参加工作的高校青年教师,基本均具备较强理论知识,但却缺乏一定的工程实践能力和创新意识。而加强教师队伍建设是人才培养的关键。只有教师具备实践意识和创新能力,才能激发学生相应的思想和能力。目前的评价体系中过分机械地套用美国和欧洲的评价模式,主要考核教师发表的高水平学术论文和纵向科研项目,而对于纵向科研的完成情况缺乏全过程的监督机制和考核标准,更谈不上全面的教师实践能力的培养。因此,考核教师的工程实践能力应该是全方位的。还要根据教师自己的发展目标和各层次学校学科建设的需要,鼓励直接从校园出来的青年教师定期地去对口的设计院、施工单位或监理公司等单位进行一年以上的挂职训练,通过参与企业单位的重大工程项目,发现自身的不足和培养独立实践能力和创新意识。良性激励机制的建立,对于学科的发展和教师工程实践能力与创新能力的提高具有重要的促进作用。对此,作者深有感会。作者曾在对口的设计院进行为期一年的挂职锻炼,对土木工程的实践设计有了全新的认识。对专业的课程体系、教学内容、教学方法与手段等也有了新的认识并进行了改进:将工程实践与所承担的理论教学相结合,教学内容面向实际,更多地采用工程实际案例分析。这样可以打破传统的纯课堂讲授模式,实现理论教学和实践教学的有机统一,近年来在我校的高校土木工程专业教学中取得了非常好的效果。
2.切实加强学生工程实践能力培养。工程实践教学是教学的重要环节。为了培养学生的工程素质,作者总结如下途径:①加强实验课、讨论课教学辅助地位。实验课和讨论课均宜以小组方式进行,根据设定的题目或者学生基于所学的内容自己选定题目,由学生自由分组,通过文献查阅,多媒体制作、课堂演讲、师生提问和共同讨论等一系列过程,加强学生对课程的理解,尤其是重要概念和原理的掌握。此外,专题讨论课可以提高学生的团队合作精神、专业报告写作与演示水平、语言表达能力和辩论能力等。而为了突显此类课程重要性,可将所取得的成绩纳入综合成绩评分标准中。通过不同小组学生的学习,可使学生自身获得在土木工程领域内综合运用所学知识的能力,培养学生的创新意识。②密切结合工程实际真正做好课程设计和毕业设计。课程设计和毕业设计是检验土木工程专业学生对于理论基础学习和综合运用知识能力程度的重要指标,可结合教学和企业生产的需要,安排在工程实践中由实习单位拟定,题目为真实的工程项目。学生的设计工作可直接为企业服务。而企业工程实例可提供最真实的数据、直观的检验标准等。我国高校正在逐步吸取西方著名高校的经验。近年来土木工程专业与企业在工程领域的合作进一步加强。甚至高校的部分教师直接来自企业单位。土木工程专业学生的实习由过去学校统一安排的模式正走向自己联系、中外联合培养、校企联合培养的模式。甚至有学生直接参与企业单位的工程设计实践。这将有利于企业选拔合适的人才对象,也有利于高校人才的培养。③工程实践教学。土木工程的实践教学必须落实到实处。学生进行工程实践必须进入工地现场,虚心向工程师学习,以普通工人的身份参加土木工程的全过程。其目的是让学生熟悉工地一般生产情况,了解生产的基本工艺过程和管理模式,培养学生的职业素养。实习结束后,学生要写出实习报告,由实习单位给出鉴定,交学校实践指导小组审查后方可通过。在中外培养和自己联系实习单位的实践环节中,尤其要注意学生全过程的考核和反馈。此外,在实践性较强的课程中均安排综合性大作业或设计,以增加学生工程应用能力和综合能力的训练,使其适应土木工程高度综合性的特点。课外还可持之以恒地组织学生进行各种形式结构设计竞赛活动。
3.项目与教学有机结合教学法。项目与教学的有机结合是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。项目教学主张师生的双向互动,使传统的被动教学通过项目自身的溶入,实现整个教学过程的主动性。这有利于调动学生的学习积极性,也对教师提出了较高的挑战,有利于形成师生双向主动的教学模式。项目实施之前教师首先需要确定能力目标、知识目标、素质目标。而项目实施过程中学生应充分发挥主观能动性,大胆实践,善于学习,勇于创新,深入研究项目要求,努力实现项目目标。项目与教学的有机结合,通过探索工程实例,可以使学生逐步建立工程结构意识,懂得如何运用所学的知识,实现以教师为“先导”,学生为“主体”的教学理念,充分发掘学生的创造潜能,在土木工程的专业素养培养过程中,形成实践能力、动手能力、分析能力、应变能力、交流能力、合作能力和解决实际问题综合能力的全过程培养体系。
4.土木工程实践教学与国家注册工程师制度接轨。注册工程师制度是一种执业资格制度,最早是西方国家对某些关系人民生命财产安全的执业人员实行的一种准入控制,在英、美等发达国家已经实施了很多年。实践证明,它有助于统一工程专业人员的水平,提高其专业综合素质及能力。这里以注册结构工程师考试为例。土木工程专业相关的注册考试包括注册结构师、注册建造师及注册岩土师等,注册土木工程师的考试所涉及的知识面非常广泛,不仅包括高等数学、计算机应用基础、物理学等公共基础课的内容,还包括建筑制图、建筑力学、建筑材料等专业基础课的内容,更有如房屋建筑学、施工技术与组织管理、土力学及地基基础、钢结构、土木工程概预算等专业课的内容。上述土木工程课程庞杂,其理论性和实践性较强。通过引入国家注册工程师制度,可以实现教学与实际工程应用相结合,学生学习也有了明确的方向和检验的标准。
三、结语
培养土木工程专业应用型人才就是要树立学生实际工程观念,培养学生的实践能力和创新能力。而实践性教学是教学科研与工程实际相结合的重要环节,同时又是教学过程中的薄弱环节。因此,本文从土木工程专业工程实践教学出发,探讨其实现模式,将学生应用能力和创新能力的培养贯穿在整个教学的各环节之中,促进教学改革向着满足时代要求的方向发展,为社会培养出更多合格有用的土木工程人才。
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1.1完善教学体系
在传统实践教学体系的基础上,增加第二课堂模块.通过第二课堂的培训与竞赛,培养专业兴趣、提升专业理论、提高动手能力.第二课堂包括两部分,即专业技能培训与竞赛和综合技能培训与竞赛.专业技能的培训与竞赛:测量、制图技能是当前企业对工程技术人才的基本要求,而力学是工程技术人员专业纵深发展的基本功底.因此,加强工程测量、工程制图、工程力学教学,对提高学生综合素质,适应社会需求有积极帮助.综合技能培训与竞赛,企业往往需要引进“上手快”、综合能力强的人才.所以,通过本科教育阶段的培养,使学生具有初步的应用理论知识解决工程实际问题的能力,也是大势所趋.为此,通过水工建筑物设计与模型制作竞赛、水利工程模拟招投标活动等方式,培养学生专业理论应用能力、动手能力和创新意识.
1.2充实教学内容
1.2.1专业实践模块
①认识实习基地建设:根据教学目的,以已建典型水利工程为平台,针对性建设认识实习基地.比如:为使学生认识水利枢纽及其建筑物组成、功能及布置,认识水电站枢纽建筑的组成及布置,以刘家峡水电站为认识实习基地;为使学生认识典型输水建筑及其功能及布置,以甘肃引大入秦工程为认识实习基地;为使学生认识河岸式取水枢纽的布置及建筑物组成,认识高扬程灌溉工程,以甘肃景泰川电力提灌工程为认识实习基地.
②课程设计题库建设:水工钢筋混凝土结构、水工钢结构、水能规划、水工建筑物、水电站等是水利水电工程专业的几门主要专业课,为规范这些课程设计,提高教学效果,设立课程设计题库.题库的建设力求与理论教学知识点紧密结合,各课程设计题目的数量,按照与学生比例1:10确定.
③综合性、设计性实验建设设计水力学等六门课程的综合性、设计性试验项目9个,水工混凝土配合比设计、渡槽排架施工、引水枢纽水工模型综合性实验、不同进水条件下泵站进水流态的观测、土的物理性质的综合测定、土的物理性质的综合测定、土的三轴实验、土的击实实验、水工建筑物消能实验、水库调度模型实验.
1.2.2综合实践模块
①生产实习基地建设建立管理、施工、监理、设计四模块相结合的生产实习基地.各模块以三个以上的单位或工程为平台,与生产单位签订培养协议,制定教学大纲,有计划有目的地开展实践教学.管理模块:主要用于认识实习,解决学生对水利工程运行管理、水利工程枢纽组成、各种枢纽建筑物形态及功能的感性认识.安排在第四学期末和暑假进行,为期2周,该模块教学以认识实习列入教学计划.学生以30~40人为一组,参观3~4个已建成典型水利工程,认识水利枢纽的整体布置,初步了解流域水资源规划及各种水工建筑物的结构、功能.分三个阶段:第一阶段通过听讲座的方式,了解实习工程(包括所在流域)的基本情况(1天);第二阶段工程实地参观学习,由带队指导教师和基地指导教师共同按照教学大纲进行讲解(7天);第三阶段学生汇编实习报告(2天).施工模块和监理模块:主要用于生产实习和大学生科研训练,施工模块也可用于毕业设计.学生直接参与施工或监理工作,亲历施工过程.安排在第六学期末和暑假进行,以生产实习列入教学计划,为期4周,学生以5~10人为一组,在1个在建典型水利工程参加施工生产或施工监理工作.分三个阶段:第一阶段通过听讲座、阅读设计图纸和有关文献,认识工程并明确生产任务和工作要点(3天);第二阶段工程实地从事施工或监理工作,在基地指导教师的指导下,参加某一分部工程的施工或监理,培养利用专业知识解决实际工程问题的能力(21天);第三阶段学生汇编实习报告(4天).设计模块:主要用于毕业设计,学生在企业项目负责人的指导下,参与工程项目设计,学会应用理论知识解决工程技术问题,制定技术方案.安排在第七学期16周后及第八学期进行,为期15周,本模块有两种运行方式.方式一学生以20~30人为一组,派到实践基地(设计院)参加工程设计,设计院根据生产需要,将学生分配到不同的项目,由项目负责人担任指导老师,指导设计工作,完成毕业设计;方式二设计院将设计项目的部分工作委托到学校,由老师指导学生在校内完成工程设计,同时按照学校教学大纲要求完成毕业设计.建立“建设、设计、施工、监理”为一体的实习教学基地,对学生进行水利工程建设的系统培养,改变传统的专业技术的单一培养方式,以适应社会对学生综合素质、综合能力要求不断提高的需求.
②毕业设计教学毕业设计是水利水电工程专业完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节,是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程,是学生学习、研究与实践成果的全面总结,是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验.毕业设计应强调理论联系实际提高学生分析、解决工程实际问题的能力,注意培养学生踏实、细致、严格、认真和吃苦耐劳的工作作风.水利水电工程专业涉及面宽毕业设计题目变化众多,分水能规划、坝工、水闸、水电站建筑物等四大类分别建立毕业设计题库,编制毕业设计任务书和指导书,按照一人一题的原则开展教学.在毕业设计的指导上,提倡校内外联合指导模式.即教师和学生走出校门,结合生产搞毕业设计,参加一些实际工程项目的设计工作,实现“真题真做”.实践证明,学生通过在生产第一线上经受了实战的锻炼,对树立正确的设计观点和培养严格的工作方法和工作作风有所帮助,理论进一步联系了实际,推动了技术的进步.同时,这种方式有利于培养学生的设计思想和政策观点,有利于培养学生运用所学理论和技能解决实际问题的能力和创新能力,有利于培养学生的独立工作能力和自学能力,还有利于培养学生的工作责任感和严谨的工作作风.因此从这个意义上说,结合生产进行毕业设计是有积极意义的.此外,传统的毕业设计指导方式是将学生分配到各个指导老师,由指导老师单独指导本组学生.这种方式最大的弊病是有些指导老师专业面较窄,而毕业设计是一项综合性很强的教学活动,需要贯穿本科学习期间的基础课、专业基础课和专业课中多门课程的知识,专业面较窄的老师,要指导需要系统的知识才能够完成的毕业设计,显得捉襟见肘.为此,模拟设计院的各个专业,成立由测量、地质、水文、水工、施工、造价、制图老师组成的指导小组,共同指导学生毕业设计,可以扬长避短,使本环节教学质量得到提高.
2.结语
篇9
关键词:结构力学;教学改革;教学质量
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)20-0115-02
一、前言
结构力学课程是土木工程专业的一个重要的基础课程。该门课程是在高等数学、线性代数、理论力学、材料力学等课程结束才开始学习的课程,同时结构力学也是钢筋混凝土结构和砌体结构、土力学与地基基础、钢结构和结构抗震设计等核心专业课的力学基础,是连接基础课和专业课的纽带,在整个专业培养计划体系中占有举足轻重的地位。结构力学教学效果的好坏不仅直接影响到学生对专业课程的掌握,而且还会影响到学生在实际工程中分析问题和解决问题的能力。学生在课程设计、毕业设计的过程中也要反复用到结构力学的知识。如何提高结构力学的教学质量,提高学生运用所学力学知识分析和解决实际工程问题的能力,是结构力学课程教学改革需要主要解决的问题。
二、教学内容改革
1.整合教学内容,提高教学质量。结构力学教学内容一般包括:结构体系的机动分析、静定结构的内力和位移计算、静定和超静定拱、静定结构的影响线、力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法、结构动力学和结构力学求解器、塑性极限分析、结构的灵活性和稳定性。结构力学在专业课与基础课之间起着桥梁作用,但随着新学科的发展,越来越多的课程开放实践,结构力学的时间减少,所以建议在理论力学知识,如桁架梁结构的静态和静态力计算。矩阵位移法在本章中因为内容复杂,一般没有足够的时间进行讲解,需要把握好重点、难点,对课程内容进行适当提炼。用最少的课时,达到要求的教学效果。有些学校不是关于动态内容,而是动态计算,是现代结构计算的重要M成部分,也是大多数高校研究生和注册结构工程师考试的内容,因此应该是教学的重点。
2.增加实践环节。结构力学的课程主要是理论研究,但它可以使学生了解抽象的、困难的和难以掌握的知识。例如,结构设计和开放实验,让学生创造性的设计房屋和桥梁模型,分析几何组成,计算结构的强度、刚度和稳定性,并通过试验测定了结构模型的强度、刚度和稳定性。同时,对实验和理论之间的差异进行了分析,并提出了优化方法。结构模型设计和制作的趣味性和概念性,大大拓展了学生的视野,学生可以把理论与实际结合,激活其用力学概念进行结构设计的潜质,锻炼其工程思维能力,从而取得良好的教学效果。
三、教学手段改革
1.重视传统教学与多媒体教学的有效结合。教师在黑板上解释和写的过程中向学生传达课程信息。随着计算机的广泛使用,多媒体技术在课堂教学中的应用越来越广泛。多媒体技术为现代教育提供了方便,利用多媒体技术对图像、声音、动画、文本、图形、线条等进行处理,可以提高学生的学习兴趣。但在抽象理论的解释中缺乏优势。例如,在计算结构力学公式时,如位移计算中的乘法公式、位移法等。如果直接用PPT演示,推导过程讲解太快,不宜于学生的理解和接受。教师在黑板上用文字说明,只有通过口头的、循序渐进的推导,并与学生互动,才能让学生在思考和速度上跟上节奏。可以引导学生同步思考,吸引学生的注意力,引导学生的思维,也可以使学生和教师产生教学良性互动,使教学效果达到最佳。因此,教学方法是充分利用自己在黑板上的写和多媒体相结合,从而提高教学质量。
2.重视网络教学的应用。网络教学已成为21世纪教学平台的一个组成部分,教师将课堂上讨论的问题在网站上展示,引导学生预习、复习和学习,从而提高课堂效率,丰富学生的力学知识有较强的自学能力,满足学生的求知欲,提高教学效率。网络是一个搭建沟通中心的平台,在以上问题的师生,让学生参与进来,通过沟通、讨论,消除混乱,加深对知识的理解和升华,取得良好的教学效果。
四、建立全过程学习质量监控及评估体系
建立全过程的学习质量监控体系,把学生的学习质量把控在整个教学过程。良好的质量评估体系会激励学生全程参与课程教学,让学生从被动学习到主动学习,从而成为课程主体,让学生从一开始上课就全心投入直至课程结束,保持课程知识体系的连续性。
建设质量监测评价体系的研究,应遵循“双评价、教与学、教与学”的互动评价体系,对教师和学生都有好处。确保质量的指导思想,树立以人为本、监控平台的结构和功能,根据监测对象的多维监控系统分为监控中心,可以快速响应各种学习活动的教学科目的学习跟踪、主体认识、指导、监控的要求,给出评价结果。多维监测的实施,学生做到全程、全员、全方位的监控,过程因素的教学和学习活动的识别,识别的影响教学质量的因素及该项目的主要内容学习。首先是出勤率。结构力学课程知识具有很强的连续性。经常性的缺课会让学生在下次课听课时,无法理解本节课讲述的内容,无法跟上讲课进度。为了避免学生不必要的缺课,可以进行课堂随机点名,课堂考勤作为平时成绩的一部分,保证学生课程学习知识的连续性。然后就是课堂提问。课堂提问一方面可以了解课堂的知识,另一方面可以在学生的监督中发挥作用。把课堂提问的问题回答情况计入平时成绩。学生为了得到一个较好的平时成绩,必须回答正确课堂的问题,这就需要在课堂上认真听讲。再者就是作业监控。因为结构力学课程的特点,学生必须在课下完成一定的作业,以此来检查对所学知识的掌握情况。作业是检查学生学习结构力学效果的一个重要工具,但是结构力学课程作业抄袭现象比较普遍。为了避免学生抄袭,可以增加作业题库容量,针对同一类型的习题,让学生完成自己学号最后两位对应的相应题目。对教师来说,要提前建好作业题库,而且还要建立比较完整的题目解答过程,方便教师的作业批改及课后对题目中错误的改正。这样,任课教师的工作量就比较繁重。最后是阶段性小测验。当所学知识成为一个小体系时,可以针对阶段所学内容,出一份试卷随堂考试来检验学生阶段的学习效果,及时发现学生课程学习中的问题。
以上几种方法均作为学生平时成绩的依据,最好能够明确各部分所占平时成绩的比例及平时成绩换算方法,让学生在接触课堂后就能了解如何来获得平时成绩,并且把平时成绩每两个星期公布一次,在考试前把平时成绩全部公布。让学生在学习过程中知道自己的学习情况及平时成绩的多少。这样引导学生把课程学习尽量在课堂上完成,通过每节课、每次作业、每次测验来监控学生的学习情况,避免普遍存在的在考试前集中突击的现象,让学生在学习中真正掌握课程知识。
五、结语
结构力学课程因为其教学内容的抽象、课堂容量大、课时紧,要在有限的时间内提高教学效果不是一件容易的事情,因此需要在实际教学活动中不断探索和发展。一方面,现代教学方法应充分利用;另一方面,充分调动了学生的主动性和积极性。结构力学课程教学改革任重道远,需要任课教师在授课过程中不断的发现和总结,针对教学中的问题来提出改革的有效措施。
参考文献:
[1]包世华.结构力学[M].武汉理工大学出版社,2010.
篇10
关键词: 高职;课程改造;职业能力;教学改革
Abstract: the course reform of higher vocational education curriculum reform is a very complicated system engineering, higher vocational education is the only way of teaching reform. According to the professional education training target, to explore the method of analysis course reform, ideas and higher vocational colleges to cultivate ability as the center of teaching reform.
Keywords: higher vocational; Curriculum reform; Professional ability; Teaching reform
中图分类号:F241.4文献标识码:A 文章编号:
一、学生背景分析
进入职业院校学生的学习准备不足表现为: 知识上的不足 ――无疑进入职业院校生源的学生底子薄,文化基础差,对基础课程学习的结果是不太理想的。除少数特殊情况外,大都是不会学习,不爱学习,也不想学习,在中小学没有养成良好的学习习惯,缺乏良好的学习氛围,没有打牢基础的缘故。因此,高职学生学习缺乏主动性、自主性,学习动机不高,没有良好的学习风气;心理上的不足 ――多年的学习成绩不佳以及老师、家长的责备、冷漠,已在学生心中深深地积淀了对学科课程的厌恶;现状:学生认为老师讲的东西无用、没趣,为了获取毕业证书,不得不勉强应付。
如何使学生“学有兴趣、学有乐趣、学有成效”?
解决学生“厌学”需要进行课程改造 (教师不要再抱怨学生基础差,素质低,我们现在及将来长期面临的教学对象情况不会改变,需要改变的是我们教学方法)通过课程改革实现有效地培养学生的职业能力,使其掌握终身学习的技能和态度。
二、高职教育的培养目标
高职教育的主要目标是使学生获得从事某个职业或某类专业所需的实际技能和知识,具备进入劳务市场所需的能力与资格,而且应当具备良好的职业道德、职业素质和熟练的职业技能,走上职业岗位之后具有持续发展的能力,换句话说,高职的学生应当能够从职业岗位的第一线起步。所谓起步,就是在第一线工作不但能够愉快胜任,还能迅速脱颖而出,展示自己学习和工作的潜力。
1、侧重于实践操作能力的培养。高职学生因为理论知识的掌握水平不高,对理论知识学习兴趣不浓,所以高职院校侧重于学生的动手能力的锻炼,与普通高校培养的研究型人才相比,着重培养技术型人才。 2、采用理论实践多样化教学。针对高职学生新鲜事物接受能力强的特点,将教学管理重点放在学生的技能学习上面,培养学生的动手操作能力的同时,采用多样化的教学模式,能更好地引起学生对技能学习的兴趣。
3、以就业为导向的参与型教学模式。
表现在教学方式上是师生互动,共同参与,充分发挥学生的主动性和创造性,培养学生的想像力、独立性、创新精神和创新能力;结合学生职业能力培养目标和职业生涯发展的实际来组织教学、开发课程、安排教学内容,以任务为导向,以活动为过程,创设真实工作情境,使学生具有熟练的专业职业能力,形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力。
三、课程改造理念:
1、专业定位以学生职业生涯发展为目标
学生的职业生涯发展是教育的目标,是实现学生自身发展的需要。专业定位要立足于学生职业生涯发展,尊重学生基本学习权利,给学生提供多种选择方向,如建筑工程技术设定施工方向、钢结构方向、设计方向,符合企业相关职业岗位的需求,使学生获得个性与职业能力协调发展,为学生的职业生涯发展奠定基础。
2、课程内容组织以职业能力为依据
高职教育教学的目标是培养学生的职业能力,职业教育是以能力为本位的教育。高职教育的课程设计应以满足产业界的要求为宗旨,在教学中是以“能力为本位”,能力本位的教育即以“取得从事某种职业工作应具备的能力”为主的教育,课程内容的选取应有利于职业能力的建构。课程内容是以典型工作任务为载体,整合理论知识与实践知识、显性知识与默会知识,实现课程内容的综合化,构建学生完成职业工作所需要的知识、能力与素质,课程内容以能够反映职业本质特征的典型工作任务为载体的学习情境,注重职业情境中实践智慧的养成,培养学生在复杂的工作过程中做出判断并采取行动的综合职业能力。
3、教学活动设计以以工作项目为导向
按照“贴近项目、贴近生产、贴近技术、贴近工艺”要求进行课程内容改革,根据工作岗位为主线的实践工作岗位,实现课程与岗位任务对接,提高课程的针对性、实用性、实践性、有效性。教学内容选择和实施应遵循三个原则设计
(1)第一,必需、够用的原则。内容深入浅出,平易晓畅。第二,实用、生活性原则,增强学生的直观体验,激发学生的学习兴趣。第三,职业导向性原则。课程内容应该紧密贴近学生的未来职业活动。第四,活动设计要符合学生的能力水平和教学需要。
4、以职业标准为参照实现“双证融通”
课程标准要涵盖职业标准。要选择社会认可度高、对学生劳动就业有利的职业资格证书,具体分析其技能考核的内容与要求,实现课程内容与职业标准的有效整合。将学生培养融入到企业现场和社会实践之中,注重学生的技能训练与职业素质养成,与行业共同探讨并完善学生职业资格考证制度。要优化训练条件,创新训练手段,提高训练效果,使学生在获得学历证书的同时,能顺利获得相应职业资格证书。
5、营造“职业情景化”的教学方式
探索职业情景化教学方式,实施课堂教学与实践实训一体化策略,积极创造基于仿真或模拟的实验实训条件,探索和实施任务驱动、项目导向的教学方式,将教学过程,置于仿真的职业情景中,实现教学过程与职业情景的“零距离”。 在校内,要按企业环境和专业课程岗位的操作流程,建设校内实训基地, 体现真实的职业环境,强调实训项目的应用性和操作的规范性;校外实习基地的建设满足学生的认知实习、生产实习、顶岗实习的需要,以及学生将来就业的企业类型和专业课程所涉及工作的内容。
6、设计“教、学、做”一体化方案。
教学设计的最终目的是使学生掌握社会对本课程所要求的知识和技能。要达到这一目的, 以一体化教学方法组织教学,根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源,将职业性、开放性和实践性作为课程的设计思路,体现能力本位的特点。学习的过程就是工作的过程。学生在教师的帮助下,围绕已明确了的学习目标,完成学习任务。教师的任务是为学生学习起咨询和辅导作用。师生双方共同在实训中心(或专业教室)进行边教、边学、边做来完成某―教学任务。一体化教学方法集理论传授、现场观摩、实践操作技能训练为一体。教学方式灵活机动,淡化理论和实验环节的界限,将要讲授的内容通过教学仪器、配套设备,现场展示或演示出来。课堂上学生身临其境,教师讲解直观、详细,注重的是知识的应用,有效地培养学生的职业能力。
7、实施“多样化”考核评分机制。
职业院校中学生最需要的能力为学会学习的能力、社会活动能力、组织和管理能力、问题解决能力等职业核心能力,这些能力都是利用一种考核方式考不出来的,因此结合课程性质和特点、学生情况进行多种方式的考核,使考核方式呈现多样化。将学成绩分成若干个考核项目,重点考察学生灵活运用知识的能力和操作技能,实施模块式(理论+技能)考核。理论模块以闭卷为主,结合案例分析、调查报告等形式;技能模块以过程式考核为主,结合实验设计、动手操作、模拟项目及职业技能鉴定等形式。同时学习过程中始终穿插着考核的过程考核方法。提高学生对课程学习的重视程度,促使学生关注课程学习的每一个细节。
在评价学生成绩和能力时实行专任老师和企业师傅的“专兼双考”评分机制。职业性成绩评定由专任教师把握,实践性成绩评定由兼职教师把握,这样可以调动三方积极性,即学生学习的积极性、专任教师教学的积极性和兼职教师指导的积极性。 四、课程改造思路方法
高职课程改革是一项系统工程,包括课程理念、目标、内容、组织与管理、师资队伍建设等方面,总体思路是通过校企合作,对专业典型工作任务分析,确定学习情境,制定课程标准,进行教学总体设计;教师通过对某门课程的整体设计,提高对“课程”的认识,实实在在的提高教学能力和水平。
总结:
课程改革势在必行,每个教师都要站在“为学生负责、为教育教学负责”的高度,积极参与课程改革。作为专业教师参与课程改革,最可行的途径是从课程设计入手。
[1]张元 职业院校学生职业能力的获得及其培养 [J].《高等教育研究)2008、7