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2.泡沫混凝土澆筑實驗設計
在土木工程材料成型實驗課教學過程中,通過授課教師的國家星火計劃項目“農作物廢棄物新型保溫建材制備技術集成與示范”,參與現場施工環節可以讓學生明確泡沫混凝土澆筑、養護與普通混凝土有何不同,分別注意哪些問題,具體涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知識。比如,在測定泡沫混凝土立方體抗壓強度的標準值時,標準試塊的制作、養護、齡期、加載方式,泡沫混凝土的導熱系數與強度之間的關系,以及減少泡沫混凝土收縮開裂的措施等。與此同時,可要求學生查閱有關保溫材料施工技術的文獻,以拓展知識面。
3.鋼筋的加載實驗
在鋼筋教學實驗中,可以采用逐級加載方式,對鋼筋施加荷載,指導學生如何使得鋼筋強化。首先未加荷載的鋼筋進行試驗,學生從中了解了鋼筋在拉伸過程中經歷了彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段四個階段,然后要求學生把一根鋼筋拉伸到強化階段的任何點后卸載,再對此鋼筋進行拉伸試驗,學生可以發現鋼筋的屈服點提高了。那么在實際工程中采用這種工藝會起到何種效果?通過現場實驗學生了解了鋼筋強化的過程及作用。另外,根據項目研究需要,為了提高鋼筋防銹能力,是在鋼筋強化前做防銹措施,還是在鋼筋強化后做防銹措施?把這些問題作為課后大作業,使學生進行充分討論。在探討的基礎上,授課教師對各種結果進行分析總結,最后確定具體的實驗方案。
4.試驗結果分析
在進行實驗課程教學改革后,學生研究性試驗結束,授課教師指導學生對實驗結果進行數據處理。分析結果對比《土木工程材料》教材的課堂教學的基本理論,從而可以進一步改革實驗教學內容,對實驗結果與實驗數據進行不同側面深入分析,比較各自的結果。通過分析比較可以提高學生對土木工程材料理解程度。
二、實踐過程中必須結合土木工程材料課程實驗教學
將工程實踐科研活動融入到土木工程材料實驗教學,必須做到以下幾點。
(一)學生參與科研項目與土木工程材料實驗課程要匹配
學生參與科研項目必須與土木工程材料實驗教學相匹配,二者要有機結合,只有在相應實驗課程的基礎上,融入相關的工程實踐科研活動,才能促使學生去沉下心思考問題。授課教師指導學生查閱相關資料,探索解決問題的方法,通過這一系列培養,學生的科研能力、實踐能力和創新能力會有大幅度提高。通過實踐,我們認為土木工程材料課程的培養模式,必須強調學生實踐能力的培養,而實踐能力不僅需要學生掌握土木工程材料的理論知識,而且更重要的是學生利用所學的土木工程材料理論知識在實踐過程中善于發現新的材料和新工藝。為了達到這一目標,授課教師在制訂課程培養方案時,相應縮短課程基礎理論課時,適當增加實踐教學環節課時,更重要的是要在實踐過程中注重授人以“漁”,注重授于學生解決工程實際問題的能力,指導學生自我更新知識的能力。
(二)學生參與的科研任務要與學生的能力相匹配
學生參與科研項目必須與學生的知識水平和能力相匹配,所布置的科研實驗不要使學生感到難度較大,無從入手,這樣的教學效果也難以達到預定教學計劃的目的。將工程實踐科研項目融入到土木工程材料實驗課程,授課教師在課外花更多精力進行指導,并提供試驗的場所和實驗條件,使學生從中受益。反之,如果授課教師所布置的科研實驗難度不大,就會使學生錯誤地認為科研實驗并不復雜,從而失去對科研實驗的興趣。因此,授課教師在制定土木工程材料實驗課的教學計劃時,必須注意科研實驗難度的合理安排。土木工程材料課程的教學計劃改革主要是強調學生實踐能力的培養,但并不是弱化基本概念的學習。目標是強化學生實踐能力的培養,在增加實踐環節的同時適當地壓縮了課堂教學時間,但基本概念教學內容不減少。在土木工程材料課程教學計劃制定的同時,兼顧基礎理論課時和實踐訓練的教學課時,將理論教學與科研實驗互相融合、互相補充。為了達到這一目標,項目組將實踐教學課時從原先的30%提高到50%,課程考核實驗實踐占50%,期末考試50%。
(三)學生參與的科研活動要合理組織
教學與科研的性質畢竟不同,有時二者之間會有沖突,授課教師就要根據教學內容,合理地安排相應的科研實驗,使教學內容與工程實踐科研活動相協調,使學生參與到教師的科研實驗中來,以促進學生掌握課堂知識,并形成學生在掌握課堂知識的同時又提出新的科研實驗的良性循環。土木工程材料課程所培養的學生是面向各類設計院、施工企業、監理企業、建筑材料制造企業、造價咨詢企業,其必須具備解決工程實際問題的能力。本專業學生畢業后在從事道路、橋梁及建筑工程的設計、施工、監理及檢測過程中,必須具備土木工程材料基礎知識及工程實踐能力,因此,制定土木工程材料課程教學計劃時,應著重從培養學生運用理論知識解決實際問題的能力出發,使學生畢業后能盡快地適應企業的生產和施工節奏。為了達到這一目標,授課教師在講解基本概念時結合工程實例,并輔以教師的科研成果,如有一年輕教師應用“鋼筋在環境———應力耦合作用下的銹蝕特征及演化規律(51008276)”國家自然科學基金項目把鋼筋與混凝土二個實驗合一起,指導學生在實驗過程中了解鋼筋在銹蝕過程中對鋼筋混凝土性能的影響,鋼筋在銹蝕后受力截面減小、混凝土銹漲開裂,導致鋼筋和混凝土力學性能下降,從而把混凝土和鋼筋二種材料串在一起,讓學生能更深入地理解課堂理論與概念,而在教學過程中,年輕教師也由此積累教學經驗。
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摘要:從應用型本科人才培養目標出發,考慮生源實際情況,結合《高等學校土木工程本科指導性專業規范》中對力學系列課程知識點的需求,提出了獨立學院土木工程專業基礎力學課程及教材建設的意義和方法,建議在教學中加入工程力學應用方面的具體內容,為培養應用型人才提供更好的課程平臺。
關鍵詞:基礎力學;課程建設;教材建設;獨立學院;土木工程專業
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)03-0055-03 一、獨立學院辦學定位及特色專業建設需求
獨立學院是由國家機構以外的社會組織或個人出資舉辦的本科學歷教育高等學校。自2008年教育部關于《獨立學院設置與管理辦法》[1]出臺以后,獨立學院發展迅速,規模效應已經形成。獨立學院辦學主要定位于應用型本科人才的培養,專業設置以市場為導向,服務地方經濟。因此,在西部大開發的形勢下,重慶大學城市科技學院土木工程專業成為學院的特色專業之一,為地方建設培養亟需的應用型專業人才。
土木工程專業學習的重要基礎課程是力學課程,力學課程是學習后續專業課程的基礎,也是學生今后參加建設工作必須掌握的專業基礎知識。學生無論就業于設計單位還是施工單位,力學知識必不可少,即使是在施工單位,也會碰到諸如塔吊或腳手架的強度和穩定性、模板強度等施工力學問題。因此,獨立學院土木工程專業中,基礎力學課程是基礎課程建設的重點。
二、獨立學院基礎力學課程建設和教材建設現狀
課程建設水平高低直接影響學校教育教學質量,課程建設的重點是教學內容改革、教材建設和師資隊伍建設,其中,教材建設是重點之一。獨立學院依托于母體學校,實行相對獨立的運作模式,資源共享。大多數獨立學院在依托母體學校辦學的過程中,課程建設基本應用母體學校的建設成果,即課程設置和教材使用等都與母體學校基本一致,這是獨立學院課程建設和教材建設的一大弊端。目前獨立學院招收的學生入學成績等狀況不如母體學校,培養定位也與母體學校有較大差別,屬于培養應用型本科層次。土木工程專業的學生就業方向基本是到基層建設單位從事施工、監理等技術工作。而能夠舉辦獨立學院的母體學校大多是211、985學校,屬于研究型學校,同類課程所用教材對于獨立學院的學生來說,理論教學內容偏多偏難,實踐性嚴重不足,針對性不強,對培養應用型人才的教學也極為不利。獨立學院的培養方向又有別于高職高專,屬于本科層次,不應定位在僅僅培養動手操作的能力層面。因此,針對獨立學院本科學生的課程和教材改革,已經提到議事日程。
三、獨立學院基礎力學課程建設和教材編寫定位
課程建設和教材編寫定位應符合學院的培養目標。獨立學院的培養目標是服務地方、服務基層,培養為地方經濟服務的應用型人才。一般而言,課程內容設置和教材內容改革應該針對學院的培養目標,保證夠用、適用、好用。
力學課程對于工科學生,特別是土木工程專業的學生,是很重要的專業基礎課程。土木工程專業的學生在大學期間學習的力學課程有理論力學、材料力學、結構力學、流體力學、土力學、彈性力學等?;A力學課程則包括理論力學和材料力學課程。因此,文章的討論主要針對理論力學和材料力學這兩門基礎力學的課程內容改革和教材編寫定位進行討論。
理論力學[2]和材料力學[3]是土木工程專業學生必修的基礎力學課程,通過課程的學習,構筑工程技術力學知識基礎,建立物體運動與受力狀態的關系,掌握質點、質點系和剛體的平衡,機械運動及動力學問題的基本規律及其研究方法,使學生明確桿件強度、剛度和穩定性問題的基本概念,掌握構件的基本變形及其應力應變的求解方法。通過力學課程的學習,使學生掌握相應的理論知識,并具有比較熟練的力學計算能力,培養學生的力學素質和定性、定量分析能力,以及分析解決某些實際工程問題中的力學問題能力。通過力學實驗課程,掌握測定金屬材料性質的基本知識、基本技能和基本方法,了解實驗應力的基本概念并初步掌握驗證材料力學理論公式的方法,培養學生初步的實驗能力,為學生學習相關專業課程及進行結構設計奠定良好基礎。通過力學課程的學習,為一系列后續專業課程,如鋼筋混凝土結構、鋼結構、建筑施工等課程打下必要的基礎,也可為學生在今后工作中解決所碰到的力學問題提供理論依據。因此,獨立學院的學生,必須掌握基礎力學的基本知識和基本概念。
2010年,土木工程專業指導委員會就土木工程專業中各知識點的需求和各個知識點的學時建議,頒布了《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[4],對力學系列課程知識點的需求提出了指導性的意見。但是,該規范所給出的只是對本科院校土木工程專業所需知識點的最低需求,并沒有明確各類高校的最低知識點的理論深度及其應用要求。
遵照規范建議,結合獨立學院的教學實際,基礎力學課程建設和教材建設的定位應為“緊扣最新規范,體現區域特色,強調工程實踐,服務人才培養”。在課程建設和教材建設中,教學內容的設置和教材內容的改革都應該符合規范中對各門課程的基本要求,緊密結合獨立學院應用型人才培養目標,理論上高于高職學院,實踐上強于重點本科母體學校。力學課程教學內容和教材內容應在保證理論知識體系的基礎上,加入力學知識在實際中應用的工程實例,以便學生在掌握力學理論課程的同時,了解力學在工程中的實際應用,同時培養學生應用力學知識和原理解決工程實際中的力學問題的能力,以使學生在今后專業課程學習和工作中,力學知識夠用,并且會用。在教學內容設置和教材內容的改革中,還應該加入最新科技發展的新知識,以培養學生的創新能力。
四、基礎力學課程內容和教材編寫內容選取
按照《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[3]中對力學系列課程知識點的需求,筆者認為獨立學院基礎力學課程內容和教材內容的設置應該滿足規范中的最低要求,各知識點有所側重,并在各知識點的理論介紹后,加入大量力學在工程中的應用實例。由于具體的各個知識點在《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[3] 中已經列出,筆者只討論基礎力學課程各個知識點理論的基本講解深度和工程實際問題在基礎力學教學中的應用。
在理論力學課程中,靜力學部分應為課程的重點,理論上由淺入深、循序漸進,課程設置在講解力學基本原理和基本概念之后,由平面力系到空間力系進行分析,理論上重視力學基本原理和基本概念、力系的簡化和平衡理論。在平面力系的簡化和平衡分析中,加入預制板、梁、柱子等預制構件吊裝時的吊點位置,起重機的傾覆穩定性問題,腳手架的靜力平衡問題,以及多跨梁、剛架、桁架等多種結構的平衡問題,約束反力的求解等工程實際力學分析問題。這部分需要學生透徹掌握相關理論,熟悉各種結構,包括物體系統的約束反力分析和計算,以便為后續的材料力學課程和結構力學課程學習奠定一定的基礎。
材料力學課程重點為5種基本變形概念,內力和變形分析,強度、剛度和壓桿穩定理論。要求學生熟練掌握基本變形和內力的分析與求解,在此基礎上,再針對理論力學課程中所涉及的相同工程問題,討論起吊構件的內力和變形條件,構件截面上的最大彎矩最小時,相應的變形最小,考慮吊裝時構件的材料特征,以便安全起吊。在討論壓桿穩定問題時,結合起重機械如塔機的桿件穩定性問題分析,討論塔機在達到其自由高度繼續向上頂升接高時,如何增強其穩定系數保持起重能力,避免失穩,以及塔機構件的壓桿穩定等工程實際問題。在講解內力和變形的基本概念后,加入多跨梁、剛架、桁架等具體工程問題的內力和變形分析。在講解強度理論后,分析上述工程實例的強度問題。所有這些實際工程問題以例題和習題的形式加入教材中,使學生在學習理論的同時,學會理論知識在工程中的應用。
由于現代科技的發展和對結構抵御地震、風災能力的重視,理論力學的運動學和動力學部分的基本內容的掌握也是必須的。即使獨立學院學生今后主要從事工程一線的工作, 也會在建筑機械的使用中碰到建筑機械的力學問題;因此,運動學和動力學部分的教學內容和教材內容,保留《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[4]中對這部分知識點的最低要求,針對學生特點,在復合運動速度和加速度合成定理的推導中,采用物理意義更為明確、直觀的幾何法進行推導,與985、211大學在這門課程教學中采用解析法推導相區別,避免了復雜的數學推導。在動力學中,重點為三大普適定理及其綜合應用,以及達朗貝爾原理的掌握。
隨著經濟和科技水平的迅猛發展,土木工程建設也迎來了發展的好時期和好機遇, 結構形式越來越復雜,施工方法和技術也越加先進。北京奧運場館、浦東國際機場、上海金茂大廈、國家大劇院、深圳帝王大廈,美國的亞特蘭大索穹頂、英國的千年穹頂和石油大廈、澳大利亞的天空穹頂等建筑,無一不體現結構的復雜性和施工的難度。結構每一階段的施工過程,都伴隨著邊界約束的變化、構件的增刪、溫度的變化以及預應力結構的預應力動態施加等變化。施工中的滑輪力學和拆撐時的力學分析問題,都需要現場工程師去面對。因此,在基礎力學的基本理論和實際工程應用學習的基礎上,加入滑輪力學、施工過程的時變力學、施工過程中的應力應變監測等最新施工力學分析成果的介紹,有助于培養學生的創新能力和今后處理實際工程中復雜問題的能力。
五、結語
獨立學院土木工程專業基礎力學的課程建設和教材建設有別于母體學校和高職高專學校,從培養應用型本科人才的培養目標出發,考慮生源實際情況,結合《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[3]中對力學系列課程知識點的需求,對獨立學院土木工程專業基礎力學課程及教材建設提出建議,倡導在教學內容和教材中加入工程應用方面的力學知識,為培養應用型人才提供更好的課程平臺。
參考文獻:
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[4] 土木工程專業指導委員會.高等學校土木工程本科指導性專業規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.
Course and textbook construction of mechanics and materials strength for
civil engineering in independent colleges
XIAO Mingkui, REN Xiaoqin, XIANG Juan, ZOU Zhaowen
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2、強調室內實驗是課堂書本學習的延伸。室內實驗主要目的是為野外地質實習做準備,學習地質羅盤等地質考察工具的使用,同時亦學習通過巖石標本來鑒別各類巖石,還要學習地質圖的填圖和閱讀等。
3、強調課堂學習與室外地質調查相結合的學習方式。從書本上學習到的知識僅僅停留在理論階段,書本上對地質相關概念的描述仍比較抽象,因此,各所高校皆強調野外地質實習對學習該門課程的重要性,把課堂上學習到的基本概念與現實工程中的真實地質條件一一對應起來,加深對基本知識的理解和掌握。一般而言,野外地質實習內容常包括野外巖石的識別、地質構造和地質年代的識別、巖層、節理等產狀的測定和描述等。各所大學對以上工程地質基本知識的學同小異,其目的是對工程地質這門課程有一個基礎的認識和感知,但是,同時,各所高校之間在這門課程內容設置方面有各有所側重。清華大學、同濟大學增加了現代先進的地質勘查技術的學習內容,介紹了地質超前預報的相關方法、原理及應用,比如介紹了地質雷達、紅外線探水、TSP等先進手段在隧道工程建設的應用。中南大學、湖南大學對野外地質實習極為注重,實習內容包括地質認識實習和工程實踐實習兩個階段,實習實踐時間長達20~30天,考察湖南西部地區在建或已建項目所處較為復雜的地質條件,以一個工程建設者的角度參與到實際項目的建設中去認識地質現象。石家莊鐵道大學地質教研室現有8名教師,教授2名,副教授3名,講師3名,其中具有博士學位的4人,碩士學位的4名。獲得的獎項包括校級講課比賽特等獎1名,二等獎1名,校級優秀教師1人,今年主持或參研的省部級及以上科研項目10余項,并承擔省級精品課程1項。雖然教研室在老師們的努力下取得了不錯的教學和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地質教研相比,我們仍然存在諸多不足之處。首先就是教師隊伍建設的不足,工程地質是一門經驗型極強的專業,需要足夠豐富的現場工程經驗,因此需要老中青傳幫帶,讓青年老師盡快熟悉和掌握工程地質教學的技巧和方法。其次,對工程地質教學的重視程度不夠,課時設置偏少。最后,教學內容更新不夠及時,工程地質中先進的技術方法在教學中介紹的內容不夠多。因此,為了跟上國內兄弟院校土木工程地質教學的步伐,教學改革刻不容緩。
二、當前土木工程地質教學存在的問題
通過以上詳細的調查和對比分析,目前土木工程地質教學仍存在以下問題:
1、土木工程地質教材的使用各自為政。目前各個高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據自己的講義編排而成,缺乏一個統一的標準,因而導致經典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統一性和協調性。例如中南大學所用的教材為《土木工程地質概論》,浙江大學的教材題名為《土力學與工程地質》,石家莊鐵道大學所用教材題名為《工程地質學基礎》等。
2、在教學內容上與其它課程交叉重復,無法突出本門課程的特色。工程地質是一門基礎課程,是巖土工程、隧道工程等課程學習的基礎,因此,由于與其它學科老師交流不夠充分,往往存在重復講授的情況。比如,以有效應力這個概念為例,在工程地質、土力學、基礎工程等課程都涉及到,由于這個概念的重要性,各科老師為了追求各門學科的系統性和完整性,都會著重講解這個概念,雖然在一定程度可以加深學生對這個知識點的理解,但是從側面也可說明知識的重復交叉導致學業內容的累贅。
3、課時安排過少。目前各所高校對土木工程地質這門課的重視程度,課堂課設課時大多是32~48個學時,因此,老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學安排來看,基本上講解完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后,沒有足夠的時間深入來探討地質條件對工程的影響,往往后面工程應用的章節皆為學生自學。
4、知識學習與工程案例結合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項目不多,同時又由于課時的不夠,這兩部分原因導致學習的主要內容集中在枯燥的理論知識部分,學生容易產生枯燥情緒。
三、土木工程地質教學改革措施
為了很好地解決當前土木工程地質教學中存在的問題,讓學生從這門課程中更多地學習到有助于工程實踐的知識,必須有針對性對當前教學實踐中存在的問題進行改革,具體改革措施如下所述:
1、建立和完善土木工地質程精品課程精品課程建設既是壓力,又是動力。通過精品課程建設,可以找出當前教學中存在的薄弱環節,精簡重復的教學內容,突出本門課程的特色,使土木工程地質這門課的教學目標和任務更加明確。精品課程建設首先就是教材建設,因此,有必要根據新時期土木工程培養目標,并結合當前土木工程建設中出現的新問題、新方法、新技術,編寫一本深入淺出的教材,教材中不僅包含傳統的知識要點和概念,還應包含當前新的地質知識觀點、新的地質勘查手段等,同時還應包含工程實例,讓學生盡可能地更深入地建立起工程地質與工程項目的聯系。精品課程建設中重要的一條就是教師隊伍的建設,因此,有必要加大對教師隊伍的培養力度,引進和培養一批有新視野、新知識的老師,以此給課堂注入新的氣象。
2、注重教學手段和教學方法的革新注意授課的科學性與藝術性,在教學過程中,善于發揮學生的主導地位,采用“討論試”、“啟發式”教學模式。同時,要注重課前的準備,精心備好每一節課,善于總結歸納每節課的重點,以“主線法”講授課程知識。
3、增強對工程地質教學的重視對工程地質教學的重視首先就體現在教學和學習的時間上。盡量安排更多的課時,讓老師有足夠充分的時間去講解基礎概念和工程實例。同時,老師也可以通過其它方式來增加學生們的學習時間,比如規定某個主題,要求學生自主獨立進行文獻調研,完成該主題相關文獻的歸納總結,并加大平時學習報告在總成績中的比例。另外,強化考試試題庫建設,完善考試規范和制度,強化對學生進行專業知識訓練。最后,要重視工程地質實習在教學中的作用,因為該門課程的實踐性很強,需要從大自然中去認識和掌握工程地質現象,使學生鞏固在書本上學到的知識,有感性認識上升到理性認識,同時在野外地質實習過程中,亦可鍛煉學生們的體魄和吃苦耐勞的能力。
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作者簡介:曾祥蓉(1970-),女,后勤工程學院軍事土木工程系副教授,碩士,主要從事結構工程教學及建筑物鑒定與加固研究,(E-mail)。
摘要:在混凝土結構設計原理課程教學中,通過加強對基本概念的理解、加強對設計規范的學習、加強對構造措施的掌握、加強對重點章節的講解、加強實踐環節的落實和將實體模型引入教學實踐、將工程案例引入教學實踐、將科研活動引入教學實踐,即“五加強”、“三引入”,能有效提高混凝土結構設計原理課程教學質量,培養學生的科研能力、實踐能力和創新能力。
關鍵詞:教學實踐;教學質量;工程案例;土木工程專業
中圖分類號:TV3-4;G423.07 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)03-0109-03 混凝土結構設計原理是土木工程專業基礎課的一門重要必修課程,起著為學生后續的專業課學習、畢業設計以及畢業后從事混凝土結構設計、科研、施工等工作打下必要基礎的作用,該課程在土木工程專業教學中具有重要的地位?;炷两Y構設計原理課程有以下一些特點:一是該課程內容涉及兩種建筑材料:鋼筋和混凝土,它們的物理力學性能完全不同,鋼筋是單一、彈性、勻質、連續的材料,混凝土是非均勻、非線性的材料,鋼筋混凝土構件的受力過程較復雜。二是混凝土結構設計原理課程涉及受彎、受壓、受拉、受扭構件的設計,無論是材料強度等級的選擇,還是截面尺寸的確定以及鋼筋的配置,其答案都不是唯一的,這與數學、力學等課程有著很大的區別。三是混凝土結構設計原理課程研究各種構件的性能、截面設計及構造措施,其理論大多建立在試驗研究的基礎上,并需要借助工程實踐來驗證。因此,混凝土結構設計原理課程教學內容具有概念多、假定多、公式多、系數多、構造多的特點。這些特點給學生學習該課程帶來了一定的難度。筆者多年從事混凝土結構設計原理課程的教學,對如何提高該課程教學質量進行了一定的探索。在教學實踐中,通過加強對基本概念的理解、加強對設計規范的學習、加強對構造措施的掌握、加強對重點章節的講解、加強實踐環節的落實和將實體模型引入教學實踐、將工程案例引入教學實踐、將科研活動引入教學實踐,即“五加強”、“三引入”,有效地提高了學生的科研能力、實踐能力和創新能力。
一、加強對基本概念的理解
混凝土結構設計原理課程教學應重視學生對結構理論基本概念的理解,比如徐變、塑性鉸等。只有正確理解了概念,才能靈活運用基本理論。而公式大多是在試驗和基本假定的基礎上建立起來的,并且公式的計算可以借助計算機軟件進行電算。因此在教學過程中不要拘泥于精確的公式推導和計算結果,但一定要讓學生把公式中的每個系數理解清楚,并要求學生學會手算,而不能依賴計算機,以加強學生對基本概念的理解。
二、加強對設計規范的學習
混凝土結構設計原理課程涉及的主要規范是《混凝土結構設計規范》。筆者在教學工作中先后經歷了該規范的三次調整,使用了該規范的GB50010-1989、GB50010-2002和GB50010-2010三種版本。每一次新規范的頒布,都迫切要求有關的工程技術人員、教師和學生學習掌握新規范。作為教師,尤其要盡可能地將新規范融入混凝土結構設計原理課程教學實踐中,要加強學生對規范條文的學習和理解,特別是修訂部分的內容,最好能讓學生理解其修訂內容的科研或工程背景,以便學生更好地掌握。只有這樣,學生才能了解混凝土結構的發展狀況與方向,及時更新知識。如:新版《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)其中一處變化就是采用高強度高性能的材料HPB300級光圓鋼筋取代HPB235級光圓鋼筋[1]。
三、加強對構造措施的掌握
構造措施與精確計算,對混凝土結構而言是同等重要的,不能重計算而輕構造?;炷两Y構設計原理課程涉及許多構造措施,比如:混凝土的最小保護層厚度;鋼筋的錨固長度、搭接長度及延伸長度;鋼筋間的凈距或間距;受力鋼筋的最小配筋率;箍筋的最小直徑及最大間距;箍筋的最小配筋率等等。如果一根簡支梁,通過計算確定了其受拉區需要鋼筋的面積,但忽視其鋼筋凈距必須滿足一定尺寸的構造要求,而直接選擇直徑小、根數卻較多的鋼筋,導致相鄰兩根鋼筋緊密排列,這樣勢必造成鋼筋表面沒有混凝土或者混凝土保護層厚度不足,鋼筋與混凝土之間缺少足夠粘結力,那么它們就不能形成整體而共同工作。
四、加強對重點章節的講解
在人才培養計劃的多次調整過程中,混凝土結構設計原理課程的課時都有所減少,而該課程的教學內容卻非常多,因此教師的課堂講解不可能對教材上的每一章節面面俱到,而應該重點章節重點講解,非重點章節作一般講解甚至不講解而安排學生自學,學生有不清楚的,教師可以作補充講解和答疑。比如:在四大構件里面,受彎構件、受壓構件比受拉構件、受扭構件重要,因此有關受彎構件、受壓構件內容應作重點講解(課時分別為22學時和16學時),而對受拉構件和受扭構件作一般講解(課時分別為2學時和4學時)。又比如:受彎構件中正截面和斜截面承載力的計算兩部分比較而言,前者涉及的基本概念多,所以應重點講解,需要14學時,而后者只需要8學時即可。教材上有些知識點是難點但本身卻不是重點,這部分內容可不作講解,比如變角度空間桁架模型。只有這樣抓重點抓核心,才能節約更多的時間來講重點要點,以達到更好的教學效果。
五、加強實踐環節的落實
實踐性教學環節是土木工程專業教學的重要組成部分,是提高專業人才創新能力、動手能力和專業素質的關鍵途徑與手段[2]。在混凝土結構設計原理課程教學中,過去一般比較重理論輕實踐,使得培養出來的學生實踐能力較弱。要改變這一現象,首先要求教師要加強實踐,在實踐中獲取經驗,并把過硬的實踐知識傳給學生;同時也要求學生在學習中將理論知識與實踐相結合,并通過實踐,將理論知識理解得更加透徹。
土木工程專業教學實踐環節主要包括課程實驗、課程設計和課外訓練等[3]。教學中,筆者主要從以下幾方面加強實踐環節的落實。
1.將實體模型引入教學實踐
為增強學生對土木工程結構的空間想象力,筆者所在的教研室建立了比較系統的土木工程專業系列課程教學實體模型室。模型室配置有包括混凝土結構、道路與橋梁工程結構、地下工程結構在內的各種結構教學模型40套(組)。其中混凝土結構有梁、柱、樓蓋等模型(見圖1),梁模型又有簡支梁、連續梁、懸臂梁、矩形梁、T形梁幾種。將實體模型引入課程教學實踐,其目的是模擬“施工現場”,將“工程搬進課堂”,增強學生的感性認識,提高學生對土木工程體系概念的整體思維能力和空間想象力,從而大大提高課堂教學效率和效果。
圖1 樓蓋模型
2.將工程案例引入教學實踐
工程案例即是產生于實際工程的典型事例。將工程案例引入教學,就是根據教學內容和教學目的的需要,在教學過程中圍繞一個或幾個實際工程問題展開描述、分析與討論,用以提高學生分析問題和解決問題的能力。將案例引入混凝土結構設計原理課程的教學實踐,要求教師不能只是孤立地介紹單個結構或構件的基本理論知識,而應該向學生介紹完整的工程結構,特別是在實際工程中如何解決具體問題。教師在課堂教學中既要介紹“工程案例”或“工程項目”,又要組織學生在學習過程中以實際工程案例為分析研究對象,通過對案例的分析、討論,引導學生學會收集相關信息,提供和評估備選方案,讓學生能身臨其境般地了解處于工程項目中的工程師所面臨的復雜情況和實際困難,以此訓練和提高學生在復雜環境下解決實際工程問題的能力和進行決策的能力。采用案例式教學,不僅可以活躍課堂學習氣氛,而且有利于培養學生的空間想象力,也有利于學生將理論知識融入實踐,培養學生的創造能力。當然,采用案例式教學,有兩點值得注意,一要完成工程案例的編制,形成案例庫;二要根據理論教學內容和教學進度對工程案例的素材進行編排、加工處理,使之符合課堂教學規律與特點。
3.將科研活動引入教學實踐
筆者承擔的重慶市科技攻關項目:“預應力碳纖維布加固連續受彎構件的應用技術及示范”,主要是對連續受彎構件進行加固研究。為方便研究試件的制作,連續受彎構件采用的是兩跨連續梁(圖2為科研試驗現場)。試驗梁對鋼筋和混凝土兩種材料的選擇、試驗梁的設計制作、試驗梁的加載方式、試驗結果的分析等,這些研究與混凝土結構設計原理課程內容有關,筆者將上述一系列科研活動引入混凝土結構設計原理課程教學實踐。實踐表明,在課程教學實踐中引入科研活動,以研促教,以研促學,大大提高了學生學習興趣,激發了學生的求知欲,達到了培養學生的科研能力、實踐能力和創新能力的教學目標。
圖2 試驗現場
綜上所述,在混凝土結構設計原理課程教學中,加強對基本概念的理解、加強對設計規范的學習、加強對構造措施的掌握、加強對重點章節的講解、加強實踐環節的落實,并將實體模型引入教學實踐、將工程案例引入教學實踐、將科研活動引入教學實踐,能有效提高混凝土結構設計原理課程教學質量,培養學生的科研能力、實踐能力和創新能力。
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Exploration and practice to improve teaching quality of concrete
structural design principle
ZENG Xiangrong, CHEN Jin, WANG Ping, WANG Wei, ZHANG Lei
篇5
以往的土木工程概論課程教學都是以老師講解為主,雖然多媒體教學已取代了傳統的板書教學,但單純的幻燈片放映模式,純理論的講解,讓學生上課極易產生疲勞感,不能很好地帶動學生學習的積極性與主動性。針對上述問題,可以從以下幾個方面對課程進行設計:
1.實踐教學
在理論教學中加入實踐課時,將部分認識實習調劑到概論的教學計劃中,這樣老師可以利用課堂多媒體教學手段展示工程實例的內容,使學生直觀感受土木工程的偉大,激發學生課堂學習的積極性;
2.互動式教學
每一堂課都可以創設一些問題,在老師的引領下,由學生來回答,讓學生參與到課堂中來;
3.合作教學
對于一些比較簡單的的章節,比如,土木工程防災與減災,可以讓學生主講,老師補充的方式進行授課,這樣通過大量查閱資料,不僅加強了學生的自學意識,也能更好掌握本章知識點,也給學生提供了一次展示自己的機會;
4.視頻教學
在課堂中可以放一些視頻,比如世界最高建筑迪拜塔修建視頻,通過視頻,學生不僅可以了解建筑設計、施工、管理等方面的知識,而且可以感受土木工程的偉大,幫助培養期專業意識。
(二)改革考核辦法
傳統的土木工程概論考試都是以閉卷方式進行,而且大多是對基本概念的考查,這樣容易出現學生考前死記硬背的現象,限制了學生的思維,不利于學生的長遠發展。結合本校土木工程概論課堂教學,我認為,土木工程概論的考試可以分期中、期末兩次進行,期中重點考查學生對概念的掌握情況,期中考試可以采取課堂競答、當堂計分的方式,在一個輕松愉悅的環境中進行,這樣新穎的考試方式可以提高學生學習的積極性,讓學生感受到學習的樂趣。期末考試可以采取論文或報告的方式進行,題目可以靈活多樣,在課程結束時提交。
二、加強校企合作,建立一支優秀的教學團隊
土木工程概論這門課程因其包含的內容比較寬泛,所以對授課教師的專業素養要求相對較高,這就要求我們建立一支優秀的教學團隊來共同承擔土木工程概論教學,發揮團隊的力量與優勢。這個教學團隊成員可以由學校專業教師及企業資深人士共同組成,學校專業教師可以主講各自專業方向的內容,企業資深人士實戰經驗較足,可以安排做一些專業方面的講座,以此加深學生對土木工程專業的認識。
三、對學生進行職業生涯規劃指導
土木工程概論是大一新生入學后接觸到的第一門專業課,這之前,學生對土木工程專業的認識并不多,往往在學習過程中出現迷茫,所以在概論這門課程中可以適當地增加對學生職業規劃設計的指導,明確自己的學習目標,并盡早規劃自己的大學學習及生活。
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“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)是教育部為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》,實施的一項重大的教育改革試點項目。2010年6月湖南大學成為第一批“卓越計劃”實施的試點高校,土木工程專業成為該校實施“卓越計劃”的4個本科專業之一。
值得注意的是,土木工程專業在“卓越計劃”的建設中,卓有成效地把其培養機制、培養方案、教學計劃、課程體系、課程建設、實踐環節、師資建設以及管理機制等綜合起來,作為一個有機整體,進行系統且有針對性的教改研究,以期使土木工程專業“卓越計劃”為土木工程專業綜合改革的不斷完善提供科學依據。本文以該學院土木工程專業的《水文學》課程改革為例,分析了目前《水文學》課程教學的現狀及存在的問題,根據“卓越計劃”建設的基本思路,探討土木工程專業“卓越計劃”試點班在《水文學》課程改革中的實踐及其在土木工程專業綜合改革中的指導示范作用。
一、《水文學》課程教學現狀分析
1.一般學生對專業選修課程重視不夠。在我國大部分高校,土木工程專業課程任務比較緊張。通過調查發現,大部分土木工程專業的學生對專業選修課程的重視不夠,相比而言,學生們更加重視專業核心課程,他們把絕大部分的時間和精力都放在專業核心課程的學習上[1,2]。因此,《水文學》作為土木工程專業針對建筑工程、道路工程、橋梁工程和巖土工程等多個方向的一門專業選修課程,一般學生對《水文學》課程重視不夠,學習的積極性也不高。
2.《水文學》課程涉及范圍廣泛,概念抽象。《水文學》課程授課時數少,但教材涉及范圍廣泛,教材中的部分內容陳舊且概念抽象不易被學生接受,計算煩瑣耗時長、考試死記硬背,等等。種種問題導致學生學習《水文學》課程的興趣差,學習的積極性低,學習的效果差。
3.《水文學》課程實踐環節欠缺。土木工程專業的《水文學》是一門實踐應用性很強的課程,課程內容是為涉水土木工程的施工與設計中所遇到的相關水文問題進行分析提供理論依據。但是實際上,《水文學》課程教學形式一般都是以課堂講授為主,課程實踐環節是長期欠缺的,課程內容體系主要針對基本理論,與土木工程實踐的聯系也不緊密,教學與工程設計存在著較嚴重的脫節。
二、“卓越計劃”試點班的培養方案制訂
院土木工程專業根據已有的研究成果,在分析比較國內外知名高校土木工程專業培養方案和教學計劃的基礎上,結合“卓越計劃”的培養目標和要求,制定了湖南大學土木工程專業“卓越計劃”試點班的專門培養方案和教學計劃,重點培養學生成為卓越土木工程師所需的工程素質――工程實踐能力、工程研究能力、工程創新能力和工程綜合能力,旨在使學生畢業后能盡快實現角色轉換,成為一名“寬知識、厚基礎、強能力、高素質”的卓越工程師。
1.“卓越計劃”試點班的教學計劃把水文學課程修改為必修課。“卓越計劃”試點班的培養方案是遵循保持現行培養方案基本穩定、實現寬口徑培養、加強實踐環節、加強綜合能力培養、突出企業參與的原則?!白吭接媱潯痹圏c班的教學計劃把《水力學(含水文學)》列為專業必修課程,其中與土木工程專業本科生普通班(建筑工程、道路工程、橋梁工程和巖土工程四個專業方向)教學計劃相比,在保持水力學課程課時均為32學時的情況下,還增加了16學時的《水文學》課程,這意味著《水文學》課程已由選修課轉變為必修課。
2.《水力學》和《水文學》可作為一個有機的整體。雖然《水力學》和《水文學》是兩門相互獨立的課程,但在理論應用方面卻有著非常緊密的關系。一方面,《水文學》不但是橋涵孔徑、管道渠道設計的理論基礎,而且是水文資料收集和整理的理論依據;另一方面,水文分析與計算的結果是《水力學》實際工程應用中不可或缺的參考依據。因此,《水力學》和《水文學》兩門課程相互補充形成一個有機的整體[3]。
3.《水文學》學時偏少?!白吭接媱潯痹圏c班的培養方案中《水文學》為16學時,相比土木工程專業本科生普通班的32學時來說,減少了一半,這就要求在《水文學》課程組織上,精選授課內容,培養學生的自學能力,做到少而精。教師講授內容要以《教學大綱》為依據,選擇主要的、疑難部分作為重點,力求通過對這些內容的講解使學生能夠做到舉一反三,既掌握了基本概念、基本原理,又能滿足工程實際需要。
三、改進教學內容
1.精簡課程內容,把抽象概念具體化。由于《水文學》課程存在課時少、教學涉及內容廣泛、概念抽象不易被接受等問題,因此,改進教學內容的一個重要部分就是精簡課程內容,把抽象概念具體化。例如,針對學生前期已經學過的《概率論與數理統計》課程,在《水文學》教學中可以一方面精簡概率統計的基本知識,另一方面把水文學概念和統計概念進行比較,例如,累積頻率轉化為重現期,水文實測系列即為樣本。
2.抓住主線,理清概念間的邏輯關系。在《水文學》課程教學安排上,要抓住主線,突出重點內容,理清概念間的邏輯關系,將相對分散的知識單元進行合理整合形成一個有機整體。例如,第一章“緒論”中包括水文現象、水文循環、水量平衡方程、水文現象的特性、研究方法等內容間的邏輯關系。
3.加強和改進實踐教學環節。由于《水文學》課程存在實踐環節欠缺、教學一直采用課堂講授等問題,因此,加強課程內容與土木工程實踐緊密聯系、盡可能使課堂教學結合工程設計等成為《水文學》課堂教學亟待解決的問題。在《水文學》課程教學中,突出水文分析計算的重要地位、擴展其廣度和深度、增加分析工程案例等可作為一個重要內容。由于水文計算存在煩瑣、耗時長、易出錯等弊端,同時目前Excel軟件簡單易學及其列表、繪圖、計算、編程等強大的功能,因此,在《水文學》教學中可采用Excel軟件來計算教材中的水文數據。這些都可以激發學生學習《水文學》課程的興趣,同時,用軟件進行課后作業可大大提高學生的學習積極性與主動性,加強學生對課程創新能力和實踐能力的培養。
通過土木工程專業“卓越計劃”試點班在土木工程專業相關的培養模式、課程建設、實踐基地、教學資源及教材建設等方面的改革實踐,有力地推動了學院在土木工程專業綜合改革中對“卓越工程師”的培養,為造就一批懂理論、會動手、實踐能力強的新時代工程師提供了良好的實踐平臺,這對于培養具有較強工程實踐能力和創新能力的“卓越工程師”有著重要的借鑒作用和現實意義。
筆者針對目前《水文學》教學的現狀及存在的問題,根據學院對“卓越計劃”建設的培養方案,對土木工程專業“卓越計劃”試點班的《水文學》教學內容進行了改進實踐,提高了對《水文學》課程教學改革的信心。
值得注意的是,土木工程專業“卓越計劃”試點班的一些成果對土木工程專業綜合改革起到很大的指導示范作用。院土木工程專業決定,2015級土木工程專業本科生普通班教學計劃均把《流體力學(含水文學)》列為專業核心課程,這為今后《水文學》教學改革提供了很大的動力,對《水文學》課程教學的健康發展將起著重要的作用。
參考文獻:
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一、土木工程投標報價的基本概念
土木工程投標的基本概念,就是指土木工程的投標企業單位,應該能夠按照招標企業單位發出的土木工程的總量清單,結合土木工程的施工現場的現實條件,自行制定土木工程施工的技術方案和土木工程施工的組織設計,按招標文件的要求,以企業定額或者參照本區域內的土木工程建設行政主管部門的綜合基價及其計價辦法、土木工程造價管理機構的市場價格信息編制投標報價,并且土木工程的投標報價由投標企業單位自主確定,不得低于本企業成本。
投標報價應按下列表格的規定編制:一是工程量清單投標報價總表;二是分部工程量清單報價表;三是分項工程量清單報價表; 四是施工技術措施項目費用表;五是施工組織措施項目費用表;六是工程量清單人工、主要材料、設備報價匯總表。
二、土木工程投標報價風險管理的意義
根據我國當前社會主義市場經濟體制的改革與發展,當前的市場競爭日趨激烈。如果對于一項工程項目的施工,僅僅是依靠高價中標贏得效益已經成為不現實的一種表現。當前我國土木工程企業迅速的增加,之間的競爭白熱化,土木工程企業想要不斷地發展和壯大,就必須注重市場開發階段的投標策略,抓住極有可能變更的項目,提高價格水平,為實施階段的索賠變更、調價補差工作埋下伏筆。同時,在進行土木工程施工投標過程中要注意,為了有效的保證中標采取提高投標基礎價格水平、下調消耗指標的策略是為實施階段新增項目重新作價奠定良好的基礎。經營和技術要緊密配合。在進行土木工程投標報價風險管理的過程中,現實有些專業經營人員不一定懂得技術,自身的專業素質水平也在一定程度上沒有達到標準,而且有些搞技術的人也對經營不是很了解,最終導致了土木工程施工技術方案與預算價格脫節,造成了在工程存在著嚴重的風險,給工程帶來了一定程度上的影響。
三、土木工程投標報價風險管理
對于承包商對一項工程進行承包來講,最關鍵的環節就是投標的報價。如何才能夠有效的對土木工程投標報價風險管理進行控制,盡可能的將土木工程投標報價的風險所帶來的影響降到最低,已經成為當前我國土木工程承包商需要重點關注的問題,是對一項土木工程能夠成功承包的關鍵所在。因此,在進行承包的過程中,要對土木工程投標報價風險管理進行深入的研究和分析,能夠有效的進行正確的判定。
1、爭取主動變更
從土木工程的技術角度上來看,對于一些工程上的變更措施,能夠有效的給土木工程中的施工過程帶來一定的方便和便捷,并且在質量安全方面也帶來了保證,使土木工程施工的進度得到提高,施工的成本降低,在經濟效益上得到了提升。
2、被動接受變更
有些變更的設計、業主要求的變更,這些變更可能對承包商不是很有利,但是為了能夠在整體面子上顧全大局、不失合作的誠意,承包商就不得不接受這種投標。對于這些的變更,承包商可以通過掌握業主對某些方面的急切心里,在費用補償上爭取得到主動權。
2、做好基礎資料
在進行土木工程施工的過程中,會有許多的施工技術,在實施的過程中要根據實際情況采取相應的技術手段,以最小的資金投入來獲取最大的利潤回報。有些技術手段在當前形勢下,在施工規范和施工技術的制約下是必然會發生的資金投入,如果這些資金是土木工程的承包商來承擔費用,那么就會給成本增加一定的負擔。為了能夠有效的降低承包商在這些方面所受到的風險,就需壓有效的運用基礎資料,將相關風險進行轉移。
3、做到凡事有備
在進行土木工程施工的過程中,有的項目雖然在施工中期計量中已經結算,但是由于各種實際問題導致了基礎資料的不齊全,計算公式的不統一,或者是施工合同在條款上面有矛盾,這些問題都導致了會被審計部門核減下來。審計部門的主要審計依據就是施工合同和基礎資料,因此,在土木工程施工之前在合同的簽訂上,要嚴格的按照規章制度辦理,并且要加強基礎資料的收集和整理,并有效的完善各項手續,在進行工程建設的過程中做到有理有據。
4、降低施工成本
只要在土木工程施工的過程中,能夠以最大程度地滿足土木工程施工質量的基本要求,能提高土木工程施工的進度、有效的節約成本、對施工建設創造價值和效益,任何新工藝、新技術、施工方法及施工設備都可以采用。
結束語
綜上所述,在進行土木工程投標報價風險管理的問題上,是當前我國土木工程行業需要重點考慮的一個問題。土木工程一般都應用在了我國的基礎設施的建設之中,基礎建設是我國發展的基礎,也是記錄歷史的一個有效的載體。這種建筑是需要經過幾十年、上百年的歷史洗禮的,不能夠因為在進行工程建設的投標報價風險管理中所存在的的問題而影響整體的工程。因此,對于土木工程的投標報價風險管理的研究要提高到一個更深層次的認識上來。在保證了土木工程真正的做到有的放矢的前提條件下,為人們生活水平的健康發展提供現實的需求,為國家的經濟效益和社會效益鋪墊。參考文獻
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篇8
《混凝土結構設計原理》是一門理論性與實踐性并重、綜合性強、教學難度較大的課程之一。該課程具有以下特點:(1)前導課程多。學習該課程需要有材料力學、結構力學、建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等前導課程。(2)經驗性理論內容占有較大的比例。具體表現為經驗公式多、基本假定多、規范條款變化多、設計方案不唯一。(3)基本概念和構造要求多,且在不斷變化。如混凝土保護層厚度的定義、受彎構件抗剪承載力的計算、最小配筋率的要求等,作者就學及工作以來都經過多次變化。對地質工程專業的本科生來說,往往由于自身缺乏必要的感性認識就更加難于理解。因此,如何在教學中使學生深刻理解最基本的計算理論和設計方法并學以致用,是教學方法的出發點。
1 課程開設的意義
近年來隨著國家多方向、通用性、復合型人才培養目標的推廣以及就業市場的需要,越來越多的非土木工程專業增設了混凝土結構設計原理課程,如地質工程、工程力學等土木工程邊緣學科專業。如對地質工程學生來說,畢業后幾乎不可能直接完成一般工業與民用建筑的設計,但會在邊坡治理、水利水電、基礎工程等領域從事擋土墻、壩基、樁基等方面的設計、施工、監理等工作,仍然需要一定的混凝土結構設計原理的基礎知識。對非土木工程專業來說,混凝土結構設計原理課程的教學在介紹基本概念、基本原理的同時更要適應不同專業應用領域的特殊混凝土結構的設計要求。
2 課程教學中存在的問題
結合該校地質工程專業,就其教學中存在的問題進行論述。
2.1 前導課程知識儲備不足
對地質工程專業來說,沒有開設建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等屬于土木工程的專業基礎課程,導致在正常教學過程中較多專業基礎知識的講授有一定難度,課程設計繪制的圖紙不規范。
2.2 教學時間短
課程安排在大四第一學期,32學時外加1周的課程設計。由于臨近畢業,大部分學生將面臨就業、考研等現實問題,降低了學生的學習興趣和有效學習時間。
2.3 所授課程深度掌握尺度不一
混凝土結構設計原理課程一般由土木工程專業教師擔任。往往由于授課教師隊伍的相對不固定以及教師對地質工程專業的掌握不同,因此對所授內容的刪減存在很大主觀性,也即簡單地把地質工程專業學生視同土木工程專業學生,放寬了一定的教學要求而已。
2.4 理論聯系實際少
地質工程專業學生由于沒有土木工程方面的認識實習,對建筑工地的現場知識也缺乏了解,反映在作業及課程設計圖紙中的截面設計的配筋往往不符合一般結構設計的常識。
2.5 學生缺乏獨立思考解決問題的能力
理論課程結束后的課程設計,結合地質工程的專業背景及今后的就業需要,設計內容是鋼筋混凝土擋土墻??紤]擋土墻的高度及上部作用荷載的變化,保證學生一人一題,杜絕抄襲。從這幾年的指導情況來看,學生們大都在參考范例上直接修改,很少有人進行必要的思考,更不善于通過查閱規范、文獻資料來主動解決問題,而是習慣于向老師求助,直接詢問來獲取答案。
3 教學改革建議
針對上述種種問題,結合其他高校在非土木工程專業混凝土結構設計原理教學中積累的成熟經驗,提出以下的改革建議。
3.1 了解授課專業的課程設置及內容
授課前要全面了解學生已修的結構方面有關的內容,了解學生掌握的內容及深度。對地質工程專業的學生來說,由于未修過建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等前導課程,教學時就必須補充相關知識,從而使學生建立工程結構的基本概念。課堂講授時,在例題講解中多介紹相應的工程背景,便于解決基礎知識不足的問題。
3.2 優化教學內容
教在教學上往往將地質工程專業學生與土木工程專業的學生相提并論,但大多數地質工程專業的學生將來不從事傳統建筑結構的工程設計,因而如何在教學內容及深度方面掌握得恰到好處,需要教師對地質工程專業的主要學習內容及就業去向都要比較了解,并由此制定出合適的教學目標,合理規劃教學內容。針對課程理論教學學時少又配有課程設計的特點,對混凝土材料的力學性能、受彎構件、受壓構件等基礎且必須的知識重點講授,而對受拉、受扭構件簡單提及即可,這樣才能保證在有限學時內完成基本內容的學習。
3.3 豐富教學手段
考慮到地質工程專業課程設置的特點,許多常規的建筑材料、建筑結構試驗沒法完成,因此學生們學習時對基本概念掌握不清,可以采用多媒體照片、錄像的形式進行彌補,不但能使學生產生直接的感官效果,同時又能彌補實踐性環節缺乏的問題。同時鼓勵學生除課堂學習外,充分利用網絡資源,將課程相關的教學要求、教學教案、課件資源共享,延伸了教學內容,豐富了教學形式。另外,在日常教學中注意利用校內的在建工地及投入使用的典型建筑結構作為教學背景,有效地理論聯系實際。為了在教學過程中學生能夠更深切地將所學理論與工程應用相對應,必要時可以安排學生到周邊在建建筑工地進行實地參觀學習,使學生了解建筑材料、設計圖紙、施工過程等內容,增加學生們的直觀認識,提高學生們的學習興趣,從而達到豐富教學手段、改善學習效果的目的。
3.4 穩定教師隊伍
地質工程專業的混凝土結構設計原理課程的教學任務主要由建筑工程系的教師擔任,雖然其具備了建筑方向扎實的理論及實踐功底,但往往對地質工程領域的混凝土結構不甚熟悉,工程背景較為欠缺,打鐵尚需自身硬,因此教師自身需要通過不斷的學習積累地質領域的必備知識來豐富教學內容、提高教學水平,這也需要相對穩定的授課隊伍來保證。
4 結語
地質工程專業混凝土結構設計原理課程的教學,不能等同于土木工程專業教學內容的簡單刪減,它需要在不斷的教學過程中逐漸建立科學合理、能用夠用的知識內容體系,因而需要在穩定授課教師隊伍的基礎上,逐步探索行之有效的教學手段,來提高學生的學習興趣,從而培養學生必要的工程應用能力。
參考文獻
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1.1 土木工程材料課程的地位與作用
土木工程材料是以高等數學、建筑力學、化學等課程為基礎的專業基礎課程,同時又與建筑學、建筑結構、建筑施工、建筑工程經濟等課程有著密切的聯系,所以在整個教學過程中,土木工程材料的教學肩負著使學生具備常用建筑工程材料的基本知識,為在建筑工程實踐中具有合理選擇與使用建筑工程材料的能力,并為后續課程打下基礎的使命[3]。結合我院以培養應用型人才為主要目標的辦學方針,要求學生掌握適度專業基礎理論知識的同時,具備一定的工程實踐能力,為適應未來就業環境和自主創業打下堅實基礎。所以,土木工程材料這門課程應兼顧理論知識與實驗驗證,在教學內容、教學方法和教學手段上改革創新,在此基礎上,充分調動學生學習的主觀能動性,鼓勵學生自主設計實驗內容,創新實驗方法。
1.2 精心設計課程教學內容,構建理論教學體系
土木工程材料課程內容龐雜,毗鄰知識多。如何根據課程特點,組織好教學內容,使主線分明,簡潔明了,激發學生對該課程的興趣,是精選教學內容首先考慮的問題。雖然每一種土木工程材料的性能各異,但相互之間都存在著一定的聯系,因此,每堂課所教的內容不是孤立的,前后教學都會有一定的關聯,授課時必須考慮內容的過渡與銜接,應與本專業開設的相關課程有機地結合,使教學內容突出重點,點面結合。
1.2.1 突出重點、刪繁就簡
根據專業性質,確定課程內容和要求,分清主次,哪些是必須講深講透的,哪些是適合學生自學的,哪些內容應該刪減,哪些內容必須更新;各章講授時必須抓住“重點”,突破“難點”,系統講授“基本理論”。精選內容的原則是既要保證學生學到最必需的知識,打好扎實的基礎,又要有一定的時間與精力去獨立思考、發現問題和解決問題,以利于培養學生的創造能力。同時課程教學內容還要有一定的廣度,避免過窄,使教學的對象具有一定的建材知識面。應該突出兩個重點,即材料的基本性質與結構材料。材料的基本性質是研究材料具有的共性的問題,通過研究如何充分利用材料的各種性質來滿足建筑物各部位的要求,對這部分內容應較詳盡講授材料的微觀結構、物理性質與力學性質,不僅要清楚基本概念,還要把這些概念與工程實際緊密結合,為學生分析解決實際問題打下理論基礎。結構材料能否正確使用,直接影響建筑物的安全,應圍繞當前土木工程中應用最普遍的鋼筋混凝土結構、鋼結構等方面考慮,把水泥、混凝土及鋼材三章列為重點。同時,將土木工程中使用較少的材料、敘述性的部分以及先后課程重疊覆蓋部分的內容刪減,或安排自學。如木材、裝飾材料等。
1.2.2 加強理論
土木工程材料是建立在相關專業學科基礎上的綜合性學科,就整個土木工程材料課程而言,物理、化學、數學、力學等都是它的基本理論,各類材料又有各自的基本理論。在教學中,可以以材料科學的觀點去充實課程的基礎理論知識,在重點章節中,應盡可能以基本理論為綱領,覆蓋全章內容,深入淺出地闡明問題,為學生認識和掌握材料性質及應用的途徑和方法提供必要的基礎理論知識。同時,不斷提高教師自身的業務素質,完善知識結構,豐富文化底蘊,加快知識更新,儲備豐富的有關材料研究和應用的實例,是精選教學內容、提高學生學習興趣、改善教學效果的必要條件。
1.2.3 追蹤前沿
為了使學生更好地掌握基本理論知識,了解學科前沿發展方向,必須深化課程內容設置,精心組織教學內容。在教學中,對當前大量使用的傳統材料,要介紹其成熟的理論和實踐應用經驗;對不斷涌現的新材料、新技術和新的研究成果要有選擇地及時向學生介紹。首先在課程內容設置上要求新,就是將最新的材料方面的科技信息安排在教學內容中,如近年來高性能混凝土發展迅速,在講述混凝土這一章時,就應增加高性能混凝土的制備、使用性能及國內外應用高性能混凝土的現狀等內容;再如節能建筑使用的保溫隔熱材料;高等級公路使用的新型路面材料等,以使學生對國內外的材料發展動態有個基本的了解,以保證教學始終追蹤學科發展前沿。其次要及時地將教學研究和科研成果引入教學中,讓學生了解老師的科研情況及成果,以激發學習興趣,提高教學效果。第三是注重前后內容的銜接,就是處理好課程內容中基礎知識與前沿知識的內在關系;處理好經典理論知識與現論的關系;處理好課程內容的詳略安排。在授課時將相關知識理成一條主線:即各種土木工程材料的制備—→各種土木工程材料的組成—→各種土木工程材料的建筑性能—→各種土木工程材料在建筑工程中的實際應用,貫穿始終。采用這條主線編排教學內容,使之章節分明,詳略得當,具有系統性。要求學生了解前沿知識,并及時查閱相關資料,掌握其特點,與基礎知識聯系起來,理解其理論上的發展和應用上的創新,同時要求學生用掌握的專業知識來分析解決相關問題[4]。
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關鍵詞:土木工程專業;結構力學;實驗教學;教學改革
中圖分類號:g642423文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05013304結構力學課程是土木工程專業力學系列課程中一門非常重要的專業基礎課,該課程的教學質量對于實現土木工程專業的“寬口徑”,以及培養能力強、素質高的土木工程師人才起著舉足輕重的作用。當前,土木工程領域計算機技術的廣泛應用拓寬了結構力學的應用領域,同時也對結構力學課程的教學提出了新的、更高的要求。從課程設置來看,并不能因為計算機技術的應用而降低基礎力學概念教學所占的比重。從國內外工科專業力學類課程的設置情況來看[1],國內土木工程專業力學類課程學分的比例基本上小于10%,而國外均大于10%,并且目前國際上比較注重學生對“基礎知識”的掌握,因此,力學類課程全部為必修課。
從現代科學研究的角度看,應用型基礎力學課程應包括理論教學和實驗教學兩方面,結構力學課程也應如此。但在長期的教學實踐中,由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間,這一不確定的定位導致其實驗教學部分往往被忽視,而僅專注于課堂理論教學。正是這種忽視,造成了土木工程專業的學生很難從對單根構件受力概念的形象理解,過渡到對整個平面結構直至空間結構受力概念的形象理解,對其后續結構課程的學習及工作實踐,乃至進一步的深造產生很大的負面影響。
一、 土木工程專業開設結構力學課程實驗的必要性
力學概念是從實踐中來的,本科階段學習的應用力學更是如此。作為一名長期主講結構力學課程的教師,筆者能夠深切地體會到結構力學課程實驗在幫助學生理解概念方面的重要意義和作用。以幾何組成分析為例,在學習這部分內容時雖然課堂上已經清楚講解了二元體的概念,但有一部分學生在遇到具體問題時還是不清楚。如圖1a)所示,這些學生會將3-5-6當作二元體來對待。究其原因,是沒有把“鏈桿的約束”這個概念搞清楚,如圖1b)所示,他們在作幾何組成分析時把2-4-6和3-5-6作為剛片,而將1-2和1-3作為鏈桿。又如圖2所示,三個剛片間以三對平行等長鏈桿連接而成為幾何常變體系的情況,很多學生對此根本沒有一點感性認識。諸如此類的問題,還出現在對“定向支座可以約束哪些方向的位移、約束反力如何”等等概念的理解上,這都是由于沒有提供實驗條件讓學生親自動手去“試一試”造成的。在建筑力學的課堂教學中,教師利用自己動手制作的一部分桿件以及連接件,結合課程內容當場做演示實驗,或者讓部分學生自己來做實驗。從課程測試的結果可以看出,學生在這部分內容的出錯率有做實驗的與未做實驗的相比有大幅下降,這充分說明了“動手”的重要性。類似的情況還出現在諸如彎矩圖需畫在受拉一側、剛結點處的彎矩平衡、互等定理、影響線、穩定、動力特性分析等,因此,需要通過實驗幫助學生形象而深入理解該課程概念部分的知識。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
孫旭峰,陶陽土木工程專業結構力學課程實驗的教學實踐
圖1
圖2
土木工程專業所涉及的主要是房屋建筑、橋梁、隧道等結構體系。在理論講授及實驗中如能緊密結合專業特色,對學生學習專業課知識與增加學習興趣都將起到事半功倍的效果。比如鋼筋混凝土結構設計中“強柱弱梁”的概念,柱端先破壞時會形成幾何可變體系,而梁先破壞則還是幾何不變體系。這個概念一般在鋼筋混凝土專業課中講解,但如果在幾何組成分析部分將其列入實驗課內容,則會加強學生對專業知識的形象理解。類似的例子還有:單層廠房中的縱、橫向支撐體系,頂點位移法計算房屋自振頻率,結構抗震中的“鞭端效應”等等。但是在實驗設計方面,由于學生此時還沒有學習專業課程,所以結構力學實驗和之后的專業課實驗必須有所區別,不應設置過高的難度,否則將適得其反。
結構
力學研究的對象是結構體系的受力性能,而結構體系的布置是非常靈活的,所以結構力學實驗還應該與材料力學實驗有所區別。在實驗中應以提高學生的動手能力、設計能力為目標,可以自行設計構件、連接支座裝置及結構體系。以結構體系為例,不一定要限定為平面桿件體系,而可以結合高層建筑、空間結構(如網架、網殼、索結構、開合結構、折疊結構等)等,通過教師的適當啟發,充分發揮學生的自主創新的能力。除完成基本實驗外,結構力學實驗課程應結合學科競賽,為學生創造實驗條件。
二、 土木工程專業結構力學課程實驗教學實踐
2010年,筆者所在的揚州大學對土木工程專業進行了課程實驗的教學改革,建立了土木工程專業本科系列開放性實驗教學平臺,將材料力學、結構力學、土木工程材料、土力學、混凝土基本理論等課程的實驗整合為土木工程專業基礎實驗課程,共1.5個學分,48學時(實驗時數為學時數乘以2),分三個學期完成,并統一編寫了相應的課程教學大綱。實驗課程分為基本型、提高型及創新型三個層次,其中基本型實驗要求學生在一個設計完整的實驗框架下重新驗證結果,讓學生通過實驗來驗證所學相關理論推導結論的正確性,從而加深對知識的理解,培養學生的推理能力、分析能力,訓練其實驗技能;提高型實驗內容涉及該課程的綜合知識或與該課程相關的知識,對學生的實驗技能進行綜合訓練,培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理以及查閱資料的能力,要求學生綜合運用兩種以上的基本實驗方法完成同一個實驗,培養學生運用不同的思維方式和不同的實驗原理綜合分析問題、解決問題的能力,掌握不同的實驗方法和實驗技能;創新型實驗要求學生根據給定的實驗目的要求和實驗條件,自己設計實驗方案,選擇實驗器材,制定操作程序,學生必須運用自己掌握的知識進行問題分析和探討,著重培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理能力。 實驗平臺中的結構力學實驗為新增設的模塊,按照實驗平臺建設要求并參考相關文獻[2-4]將幾何組成實驗、桁架及剛架靜內力測定實驗作為基本型實驗(實驗時數5,必選),將剛架穩定實驗、靜撓度測量實驗、影響線繪制實驗、結構優化實驗、自振頻率測定實驗作為提高型實驗(實驗時數2,5選1),將自行加載的模型實驗及其他實驗作為創新型實驗(實驗時數2,結合結構模型創新大賽,如獲獎還可取得相應的創新學分)。實驗課程各模塊按五級記分,其中平時成績(包括實驗理論及預習情況)占50%,實驗操作及實驗報告占50%,課程總成績以學期為單位按各模塊所得成績的平均值計分。
根據實驗平臺建設要求,揚州大學與南京航空航天大學合作研制了nhlx-gⅱ型剛架多功能實驗裝置,如圖3所示。該裝置由支撐剛架、定位板、支座、加載系統、加載桿等組成,可根據需要很方便地將支座更換為固定支座、鉸支座及定向支座等,可自由設置加載點位置,不僅可以完成剛架靜內力測定實驗,還可完成撓曲線測定、影響線繪制等實驗。在實驗中由學生自己粘貼應變片以及完成接線,以提高學生的實驗技能。在自主編寫的實驗報告中,除要求分析產生誤差的原因,還要求學生將實驗結果與結構力學求解器的求解結果進行對比分析,培養其科研思維能力,如:“計算中是否考慮剪切變形及軸向變形有什么影響?”、“考慮支座的實際尺寸時計算簡圖中計算長度的取值對結果有什么影響?應如何取值?”、“計算中是否考慮支座的實際彈性剛度對結果有什么影響?”等等。對這些問題的分析解答都是課堂理論教學所無法完成的。
圖3nhlx-gⅱ型剛架實驗裝置
在創新型實驗部分,學校將結構力學實驗與結構創新競賽(包括校內和校外競賽活動)相結合,引導學生進行自主學習,如三維空間體系的幾何組成分析及內力計算、簡單有限元軟件的應用(如sap2000)等等。圖4所示為學校舉辦結構模型制作及加載試驗比賽的場景,其中左圖為靜力加載,右圖為單向振動臺試驗。對于這些實驗,學生們參與的熱情非常高,達到了在趣味中感受結構力學的魅力,在趣味中提升對結構整體受力的感性認識的教學目的。
圖4結構模型制作加載試驗比賽
揚州大學自2010年課程實驗改革以來,結構力學實驗模塊的教學已在兩屆學生中得以實施。在課堂理論教學中可以明顯感到學生對結構力學學習興趣的增強,如課堂注意力較集中、課間課后提問較活躍等等。此
外,與實驗改革實施以前的兩屆學生(以每屆兩個教學班為單位)相比,幾何組成部分的卷面平均出錯率從19.3%下降為5.6%,做剛架彎矩圖時結點平衡概念的出錯率也大為降低,這從一個側面反映了結構力學課程實驗的教學成果。此外,學生還在各類結構創新大賽中屢獲佳績;以“減小支座彎矩”為概念的“抗震樓梯”設計還申報了國家專利,初步展現了創新型結構力學實驗教學的成果。
三、 結語
學校土木工程專業本科系列實驗教學平臺的專項建設,推動了結構力學實驗課程教學質量的提升。結構力學課程實驗的教學實踐成果主要體現在以下幾方面。
(1)實驗教學打破了結構力學課程課堂理論教學一統天下的局面,讓學生能真正參與課程教學互動,幫助學生學會獨立思考,并能靈活應用所學知識,與課堂理論教學形成良性互動。
(2)改革前后學生成績的對比,客觀上顯示了基礎型和提高型實驗在促進學生對課程基本概念的形象理解、基本技能和動手能力的提升方面的重要作用。
(3)創新型實驗的設置,激發了學生的創造性和自主學習的能力,增強了學生對專業的感性認識和學習興趣,取得了較好的實踐成果。
參考文獻:
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teaching practice in construction of structural mechanics course for civil engineering
sun xufeng, tao yang
(architectural science and technology institute, yangzhou university, yangzhou 225127, p. r. china)
篇11
繼續教育學院的前身為成人教育學院,是各大學里設置的專門從事成人教育、短期培訓等學歷教育與非學歷教育的二級教學單位。繼續教育是面向學校教育之后所有社會成員特別是成人的教育活動,是終身學習體系的重要組成部分[1]。成人教育有其群體特殊性,交流中發現,好多學員對目前的教學體系提出了抱怨:想學的沒學到,不想學的或者沒有應用價值的常規概念卻一直在重復。土木工程材料是土木工程專業的一門專業基礎課,學員受眾面廣。課程教學內容設置、教學方法的選擇及考核形式對教學效果和學員的學習積極性有著重要的影響。基于此,筆者對該課程的教學改革提出了自己的觀點。
一、土木工程材料課程的特點
土木工程材料對于不同的專業方向有不同的掌握要求,其突出特點是實踐性強。通常,土木工程材料課程包括理論教學和實驗兩部分:理論教學著重于使學生了解材料的基本性質、專業術語和基本概念;實驗教學主要是通過試驗讓學生學會材料性能的測試方法及實驗方案設計,為學生從事材料檢測及新材料研發工作奠定基礎。實驗部分與理論知識相互呼應,“理論與實踐相結合,知識與能力相結合”,才能取得良好的教學效果[2]。
二、改進土木工程材料教學的措施
(一)精選教學內容
以建筑方向為例,目前所用《土木工程材料》教材通常十五章左右,內容主要有[3]:材料的基本性質、天然石材、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料、墻體材料、瀝青與瀝青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、裝飾材料和絕熱、吸聲材料等。如果每個章節都有所涉及,講完整本教材至少需要60個學時。但繼續教育學院的課程安排通常僅為30個學時,甚至更少。既要保證教學質量又想面面俱到顯然是不可能的。交流中獲知,任課教師在制定教學大綱時通常出現兩種情況:一種是講授范圍比較寬泛,基本每章都有涉及,但講授內容較淺顯,有的章節僅停留在相關概念的認識上;另一種是壓縮講授范圍,通常只講教材的前半部分,授課相對深入。兩種做法各有優劣,前者能夠開闊學生視野,后者能夠深入學習相關知識?;趯W員群體實際情況,個人認為后者更具實際意義。如前所述,繼續教育學員為成人群體,都是基于職稱或專業技術需要等原因來校接受再教育。想通過繼續教育提高學歷獲取職稱的占絕大部分(90%以上)。該部分人群本就抱著混學位的思想來上課的,想通過課程授課讓其專業領域開拓視野基本上等于癡人說夢。如果將授課范圍壓縮,授課中能夠引入該群體工作中所面臨的常見問題展開,無疑將極大地提高他們的學習熱情,收到良好的教學效果和較高的教學評價。以2014年某班級為例,參與本課程學習的共有17人。開學之初,調查發現17位學員中有11人在土建行業一線從事專業工作,其余6人與土木專業根本不相干。了解學員情況后根據土建專業11人的專業背景,在教學中將材料的基本性質、天然石材、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料列為教學重點,累計占用26學時(其中24學時為教材理論知識講授,2學時用于講授施工方案的撰寫),其余章節占4學時,制訂教學計劃。教學中根據本人現場經驗及學員工作中遇到的實際問題進行理論還原,極大地提高了學員的學習熱情。相比據學員背景劃分教學重點,教材改革更是值得探索的一項根本措施。教師應積極著手教材建設,根據專業方向合理選擇統編教材和自編教材,跟蹤最新工程技術、施工工藝及材料發展趨勢,定期不定期地更新教材。教材還應以增加學生的學習興趣和自主學習能力的培養為出發點,做到主次分明、突出重點、簡明適用[4]。針對繼續教育學員這一特殊群體,本人認為“土木工程材料”課程的教材改革還應做到實用至上,教材中應大量引入工程實例。
(二)運用多樣化的教學手段
教學手段應用是否得當將直接影響教學效果和學生的學習興趣。近些年,隨著多媒體技術的發展和完善,大多數教師都采用多媒體教學,尤其是那些內容多、課時短的課程,多媒體教學更是備受青睞。多媒體教學確實有許多優點:運用動畫使教學內容更生動形象、聲圖并茂,可提高學生注意力;尤其針對一些較泛、較雜的學科,可以鏈接更多的信息。但多媒體教學的弊端也是同樣顯著存在:演示代替了互動,課件“統治”了課堂,教師往往將更多的精力放在課件上,使師生難以進行情感交流;打消了教師備課的主動性和積極性,有些教師因此消極備課,認為講課就是對著課件念,反正不會出現“掛在黑板上”的現象。這無疑將從根本上降低教學效果。目前,公認效果最好的教學手段為板書和多媒體相結合。因為它既克服了板書教學的枯燥和死板,又克服了多媒體信息量過大、學生不能及時跟進課程進度的缺點[5]。然而實踐表明,采用這些教學技巧應對繼續教育人員還是不夠的。因為他們只關注授課內容的實用性和與其工作的相關性,除采用上述教學手段之外學員更傾向于將部分授課內容搬至現場或者實驗室,即他們對現場教學更感興趣。這就要求授課教師在上課之前了解學生的專業背景和工作情況,制訂教學計劃時針對性地將部分課時設置成實驗課時或現場教學。這是完全能夠實現的:比如,混凝土章節可取3—4學時根據學員情況可聯系拌合站或施工現場或實驗室進行試配,根據材料學原理解決試配過程中存在的問題并進行工作性測試與評價,而不是照本宣科。
(三)改革考核辦法
同多數課程一樣,目前該課程考核仍采用閉卷筆試的方式進行。這種單一的考核方式歷來備受詬病。并不是學生覺得題目太難,而是因為以名詞解釋、填空、選擇、簡答、問答為主要題型的試卷閉卷考核方式,與被考核人員的工作能力、工作技能等幾乎毫無關系。比如:設定情景進行混凝土配合比設計是本課程??嫉闹攸c,計算中如果某個環節出錯或者某個公式沒有記清楚,將直接影響計算結果,從而大幅影響考試成績。但實際工程當中,配合比設計是由專業技術人員在規范指導下進行的,根本不存在公式記憶的問題。只要結構服役環境、強度及耐久性設計指標明確根本不會出現考試中無法進行的情況。并且工作中“填空”或“名詞解釋”的時候又有多少呢?實踐是檢驗教學效果和學習效能的唯一標準。結課考查的目的是加強學生對所學課程的了解、理解、掌握和應用。土木工程材料課程的特殊性要求我們應該注重實用,注重實踐。為此,該門課程可以采用開放式的考核方法,以大作業的形式進行———查閱資料進行案例分析或材料施工組織設計都是不錯的選擇。比如:北京國家美術館鋼筋銹蝕的原因分析,可提示大家結合美術館所處環境特點及鋼筋銹蝕產生的原因從混凝土中性化及早期混凝土配合比特點去分析解答;高速公路兩側護欄順筋開裂的原因及預防,則要從高速公路的服役環境、高速公路冬季除冰措施及氯離子對鋼筋侵蝕破壞的原理等著重分析凍融循環產生的原因及預防等等。這些開放性的題目鼓勵學生查閱資料或者與他人討論完成。這樣既能理論聯系實際又做到了提高學生查閱資料處理問題的能力,為其日后獨立解決工程問題奠定基礎。同時,這種考核方式對任課教師也提出了更高的要求,它要求任課教師必須有足夠的實踐經驗和現場問題的積累。
(四)端正教學態度
教學態度是教師綜合素質的體現,良好的教學態度是教學效果的基本保證。接受繼續教育的學員都是成年人,而且部分學員在各自的領域內取得了一定的成績。因此,課堂紀律有時難以把握。這就要求任課教師端正教學態度,以身作則。工作中既要做到善解人意又要堅定立場,堅持原則。同時,授課中應摒棄說教,多采用交流的方式進行。這樣既有利于加強與學生的交流,改善教學效果,又能提高教師的威望和學校的口碑。
三、結語
繼續教育是成人的再教育,是終身學習體系的重要組成部分。當今社會經濟的高速發展,對繼續教育提出了更高的要求,如何提高繼續教育教學水平日益成為社會關注的焦點。土木工程材料作為大土木下的一門專業基礎課,在繼續教育中受眾面廣。要提高該課程的教學質量必須做到以下幾點:第一,理論聯系實際,結合學生專業背景劃分授課班級、制定教學大綱、加強教材改革做到有的放矢;第二,多種教學手段相結合,尤其做到課堂教學和現場教學(實驗教學)相結合,加強學員實際操作能力;第三,采用開放式考核辦法,提高學生通過查閱資料、與專家進行技術交流等手段獨立解決實際問題的能力;第四,任課教師應端正教學態度、以身作則,為繼續教育工作的可持續發展做出應有貢獻。
參考文獻:
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1BIM技術的背景及概念
二十世紀九十年代,CAD技術開始逐漸廣泛地應用于工程規劃設計和施工之中,但是隨著信息的復雜化和信息交流的一體化趨勢的發展,CAD技術的弊端逐漸顯現,建立在幾何圖形交流上的數據交流方式已經無法適應時代需求,于是BIM技術便應運而生。BIM技術就是通過建立統一的數據庫來為工程各項流程提供數據支持的信息共享資源,相對于CAD技術而言,BIM的統一化知識庫能夠容納幾何信息和非幾何信息,數據更加全面,能夠實現統一的數據交流,貫穿于工程規劃到實施完成的所有過程。并且,BIM知識庫中的數據具備即時性和連續性,即數據快速更新的同時能夠實現前后數據的連接,數據具有參考價值且具有一致性。數據庫中資料以IFC格式為基礎,為不同階段的工作人員創設了一定的協作標準,使得交流更加便捷,而信息的修改以及綜整合等都能更加快捷而且便利地實現。
2BIM技術的理論知識體系
2.1BIM信息數據模型
數據信息模型的學習中,首先需要了解的是IFC格式的基本概念以及其空間架構,其次是學習STEP的基礎知識,融會貫通之后,能夠以STEP的語言規范來講解IFC使用的語言,對二者的表達格式進行比較,并解析IFC的空間層次,總結其表達規則及符號意義。總而言之,數據信息模型中,主要是IFC格式的學習,以STEP的語言來學習IFC的語言,而后是空間層次,最后總結表達規則及符號意義,IFC的學習分為這三大板塊。IFC是BIM技術的基礎數據格式,數據交流體系中最為基礎的語言輸入和輸出形式,如果不能掌握,則土木工程專業便無法融會貫通地使用BIM技術,可以說,IFC是BIM的語言。
2.2協同工作技術
協同工作模塊的主要內容是其概念、目標以及現今的發展情況,具體而言,首先學習協同技術的三個模式,初級、中級和高級,結合圖標進行學習,其次,介紹協同技術的多種類型,主要包括:狹義協同和廣義協同,前者指企業自身的協同工作,后者還包括企業外的協同工作,都需要做一定了解及區分,類型的學習中,主要的知識點是各類協同技術的概念、相同點以及區別都需要認真學習并熟練掌握。協同工作技術中的重點對象,或者是重點章節是協同工作技術在BIM技術中的應用,即BIM技術如何應用協同工作技術,實現協同工作,學習的內容主要是應用的方法,支持的原理以及存在的問題,這部分內容較為復雜,與現實對接性強,需要大量圖示的理解,同時,也需要結合具體的案例進行細致的分析。
2.3數據信息集成
土木工程專業學生在學習BIM技術時,首先需要了解的是其背景及內涵,也相當于BIM的理論概述,其次是具體的技術應用,即數據模型、協同工作及信息集成。信息集成技術需要掌握的知識點包括概念、發展過程、集成方法以及模式。具體學習而言,首先對于數據信息集成是什么以及其在BIM技術中所起的作用展開,然后學習其發展過程,對于其具體的模式以及應用方法和利弊衡量進行了解掌握,通過過程集成以及組織集成模式的細致分析系統學習信息集成模式的運行,聯系BIM技術的發展過程,詳述其信息累計過程。信息集成是BIM技術能夠創建統一數據庫的重要技術支撐,是容納大量數據并進行有效整合的關鍵,也是BIM技術能夠突破CID技術弊病的重要原因。
3土木工程中BIM的實踐知識體系
從實踐知識體系而言,可以從建筑結構設計、建筑節能效果、建筑成本控制等多方面進行實例研究,使得理論學習與實踐接軌。BIM的知識體系從理論與實踐出發,將技術的基礎理論知識和實踐應用進行細致的分析講解,使得土木工程的學生對于該技術有了全方位細致而深入的了解。建筑結構作用可以以水立方工程或者墨爾本的Eureka作為講解案例,BIM技術在這兩座建筑的設計中起到了至關重要的作用。施工管理中的BIM技術應用可以以AR公司為例,同時,以此為例還能夠對于BIM技術的節能、成本控制等進行分析,經典的應用案例在現今的世界各地已經不少,其中既有效果突出的地方,也不乏缺陷漏洞,土木工程學生對該技術的學習不能止步于了解已有的知識更是要從實際中的不足出發進行探討,力求完善這一技術,這也是筆者將實踐納入知識體系中的原因。
4總結
希望筆者的研究能夠對土木工程專業的BIM教學活動有所幫助,促進專業學生的學習效率和學習深度,更為系統化的學習。
參考文獻
篇13
RC樓蓋課程設計;樓蓋手算;樓蓋電算
1前言
多年來,作者的教學實踐證明,RC樓蓋課程設計對土木工程專業大學生能力的培育與培養起到了良好的不可或缺的作用。RC樓蓋課程設計雖然具有理論性、實踐性、實用性的優點,但是,該課程設計也具有如下缺點:首先,這是土木工程專業大學生接觸到的第一次結構方面實踐課程設計內容,由于學生的基本概念、基本理論還不是深入,故感覺很難、不好下手。其次,在計算過程中,對基本方法、基本構造、施工方法不是很熟悉,故結構布置、截面的選擇不是很理想、導致施工困難。最后,在計算過程中經常有錯誤和筆誤,導致后續計算結果不正確;例如板的荷載計算有誤,那么次梁的計算必然會出現錯誤,主梁的計算也同樣如此。
2RC樓蓋課程設計的實例
(1)教學實例簡介。樓面的活荷載標準值為10.0kN/m2,混凝土采用C30,主梁及次梁鋼筋:采用HRB400級鋼筋;板內鋼筋采用采用HPB300級。
(2)計算結果。按塑性分析法進行板設計??梢缘贸鯟DSSRC軟件計算結果和手算計算結果的最大誤差為,可以忽略不計。按塑性分析法進行板設計,電算計算結果:可以得出手算計算結果和電算計算結果的最大誤差為,可以接受。
3結論
本文通過對RC樓蓋課程設計的手算結果的準確性進行校核,并對誤差進行了分析,得出了如下結論:
(1)土木工程專業RC樓蓋課程設計是大學生必備的基本知識、基本內容;手算計算結果的在誤差允許范圍內,滿足要求。
(2)在計算過程中經常有筆誤和錯誤,導致后續計算結果不正確,利用手算校核程序,可以對計算結果進行修正。
作者:黃瑞新 岳喜妍 單位:青島農業大學
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