引论:我们为您整理了13篇土木工程毕业论文范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。
篇1
在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状:
土木工程是建造各类工程设施的科学,技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为:建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生,深知土木工程设计范围之广,以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目,以及结合任务书所给定的各项条件,选择了框架结构比较合理并且切合实际。
1.2发展趋势:
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀,减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离,减小结构重心和刚度中心之间的距离,以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震作用下结构整移和层间位移都较大,容易产生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑,抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外,还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等,以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构,有水平位移,房屋的总水平位移越大,人的感觉越不舒服,而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂,因而对这两种水平位移进行限,这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中,柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计,在设计之前作为设计者必须深入实际,调查研究,了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼,必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法:
框架是典型的杆件体系,近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法,前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱,柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度),以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小,因此在做竖向荷载下计算时,假定结构无侧移。
1.4应用领域:
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分:建筑设计,结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
2.1.2设计成果:
(一)总平面图:1:500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
(二)平面图:1:100或1:200平面图应标明各房间名称,固定设备布置。
1.底层平面图:标注三道尺寸,注标高。
2.标准层平面图:标注三道尺寸,注标高。
3.顶层平面图:标注两道尺寸,注标高。
(三)剖面图:比例1:100或1:200(一个)
要求剖到楼梯,标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
(四)立面图:比例1:100或1:200(二至三个)
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高),标明室内外地坪标高,屋顶标高。
(五)节点详图:(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明:
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周:讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤,了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周:深入方案,细化初步设计,为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周:结构设计完成之后,完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架,并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型,用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
篇2
在这次毕业设计中,我们要了解和掌握建筑设计的全过程,锻炼自身的独立分析和创新能力,并要做好调查研究,要养好搜集资料和查阅资料的习惯,锻炼自我外文翻译能力,让自身向着一个合格工程师的方向去发展和努力。
此次毕业设计我的做的课题为重庆市某职业教育中心办公楼设计,我要在设计过程中运用大学期间学到的各项知识,并利用CAD、天正、PKPM等相关软件进行机算,并手算其中部分框架,并用计算机进行验算。通过这个过程我不仅能学到设计相关的知识,发现自身的不足,还能了解框架结构的特点和设计方法等,使我对建筑结构有了更深一层的了解。这对我以后的工作学习有很大的帮助。
在现阶段,随着国内经济的飞速发展,民营企业也在迅速崛起,促进了产业结构的变化,也促使第三产业的迅速发展,尤其是服务业,这也直接导致了办公楼的需求量增加,尤其是经济发展区块如沿海一带,但是由于城市空间的有限,这就要求办公楼设计要做到物尽其值,这也就需要各设计人员不断提高自身的设计水平,做到与时俱进。
以杭州为例,在2007年以前,办公楼的销售等方面一直处于不温不火的状态,但是自08年开始,有相关部门出具的各项信息我可以了解到,办公楼的销售情况一直在上涨,这也从一个角度反应了现在的办公楼设计的重要性。
在国外,不管发达国家还是发展中国家,都有着各自的发展状态,但是不管是何种发展状态,经济都在不断更新和发展当中,办公楼的使用和各项要求也在不断变化,其设计技术也在不断的升华中。
而现代办公楼作为城市公共化的空间,就要让人们能够感觉到其公共性,即所谓的“可进入性”形式。比如在光线感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面进行表达,创造出某种空间秩序,使来访者更加清楚建筑物所创造的不同空间层次氛围,传达这种场所的开放精神。信息时代的来临,则更加突出了这种需求。并且在强调开放之余,还强调信息的高速流通,人们日常交流的便捷等。因而对现有办公楼的需求从功能、形式上都发生了相应的变化。
人们由物质的需求转向对信息的需求,交流的需求。因而现有办公楼,尤其是办公建筑,往往集办公、娱乐、餐饮、休闲、购物、居住等一体,这样不但节约城市用地,节省城市市政设施投资,缩短交通联系路程,而且让人们能够有更多的时间和机会交流和沟通。办公楼一经建成,其结构及布局就很难改变。因此,充分考虑设计的适应性、灵活性就成为现代办公楼的一个重要特征。近年来兴建的相当部分高层办公楼都采用了大空间灵活平面布局形式,具有较强的应变能力。由于办公的内容与方式不同,最合适的空间形式莫过于一个大空间,以适应现代办公组织体系的不断调整,不断更新。
办公楼因其自身的特点和所处位置等无可厚非的成为了城市空间的一个重要部分,影响着城市的美观和使用等因素,这更体现了办公楼设计的重要性。
另外我的这个课题设计采用三段式,即建筑设计、结构设计和施工组织设计三部分。在建筑设计方面考虑,要满足建筑物的功能实用要求,为人们生产和生活营造良好的环境,这也是建筑设计的首要任务。在设计中,要采用合理的技术措施,正确选用建筑材料,根据建筑空间的特点,现则合理的结构、施工方案,使房屋坚固耐久、建造方便。
建造房屋时一个复杂的物质生产过程,需要大量的人力、物力和资金,在房屋的设计和建造中,要因地制宜、就地取材。尽量做到节省劳动力,节约建筑材料和资金。设计和建造房屋要有周密的计划和核算,重视经济领域的客观规律,讲究经济效果。房屋设计的使用要求和技术措施要和相应的造价、建筑标准统一起来。建筑设计上还要考虑建筑美观的要求,要符合总体规划的要求等。
在进行建筑设计时候往往面临一些问题和矛盾:内容与形式之间的矛盾;需要与可能之间的矛盾;投资者、使用者、施工制作、城市规划等方面和设计之间以及它们彼此之间由于建筑物考虑角度不同而产生的矛盾;建筑物单体和群体之间、内部与外部之间的矛盾;各个技术工种之间在技术要求上的矛盾;建筑的适用、经济、坚固、美观这几个基本要素本身之间的矛盾;建筑物内部各种不同使用功能之间的矛盾;建筑物局部和整体、这一局部和那一局部之间的矛盾等这些矛盾构成非常复杂的局面。而且每个工程中各种矛盾的构成又各不相同。于是一个工程往往会产生多个设计方案,这个就涉及了方案选择的问题。
所以说,建筑设计工作的核心就是寻找解决上述各种矛盾的最佳方案。通过长期的实践、设计者自身的创造,累积的一整套科学的方法和手段,可以用图纸、建模等手段确切的表达出来,并与各个工种相互交流,使矛盾得到解决。此外,为了寻找最佳设计方案,还需要提出多种方案进行比较。方案比较是设计中常用的方法。从整体到每一个细节问题,一般都要想好几个解决方案,进行一连串的反复推敲和比较。即使问题得到初步解决,也要不断设想有无更好的解决方案,使得设计方案臻于完美。
主要参考文献:
1)《建筑设计资料集4》;
2)《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001
3)《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
4)《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
5)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
6)《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)
7)《建筑结构设计统一标准》GB50068-2002
8)《砌体结构设计规范》GB50003-2001
9)《建筑结构构造资料集(上、下册)》中国建筑工业出版社出版
10)《混凝土结构计算手册》建筑结构计算手册丛书编委会编,中国建筑工业出版社出版
11)《钢筋混凝土结构构造手册》中国建筑工业出版社出版
12)《结构静力计算手册》或《结构计算手册》
13)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1,03G101-2
14)《建筑施工手册》
15)《劳动定额》
16)《产量定额》
17)相关教材
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
(1)课题任务:
本设计分为三个阶段,要求独立完成以下工作:建筑设计--总平面布置图,建筑平、立、剖面图,部分大样详图。结构设计--结构荷载计算,计算模型选择,内力分析计算,截面配筋计算,计算机辅助设计以及绘制部分结构施工图、楼梯等结构详图并完成结构计算书。施工组织设计--施工部署,主要项目施工方法和技术措施,工具、机械、设备计划,劳动力安排计划,质量、安全和节约措施,经济分析,进度计划,施工总平面布置。要求图纸用手绘制部分达到要求比例数量,其它部分图纸用计算机CAD绘制。该题目要求完成的工作量饱满,能锻炼综合应用所学专业课程的能力。
(2)重点研究内容:
一:建筑设计
1、根据建筑指导教师下发的地形图,完成“办公楼”毕业设计题目的建筑方案。要求总建筑面积3000~5000平方米,层数3~5层;主要横向承重框架方向跨数含走道一般按3跨设计(也可按2跨考虑,但整个结构体系不宜过于简单),柱网尺寸为6.6m~8.4m;
2、采用钢筋混凝土框架结构,不设电梯,主结构考虑不设缝(设计主结构纵向长度宜控制在55m内),其它会议室等大开间可通过考虑设缝脱开处理;
3、要求功能基本完善、流线通畅、造型简洁;
4、建筑设计的最后一周,学生应在建筑专业教师指导下完成总平面图,建筑平、立、剖面图及部分建筑大样图、设计说明等要求(具体按建筑指导教师的要求);
二:结构设计
1、设计条件
(1)该建筑抗震设防属丙类建筑,重要性等级为二级,结构设计使用年限为50年;
(2)抗震设防:抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考虑;设计地震分组均为第3组,建筑场地类别均为II类;
(3)建筑地区基本风压值取0.3kN/m2;设计时不考虑地下水的影响;
(4)基础持力层埋置深度为h≤2m,地基承载力特征值为fa≥600~700kPa;
(5)要求建筑物层数为3~5层,计算单元应选择承重框架(2~3跨),柱网尺寸为6.6m~8.4m。
2、结构方案
结构类型为框架结构;楼、屋盖为现浇钢筋混凝土。
3、设计内容及要求
(1)结构平面布置
1)根据建筑使用功能要求,确定承重框架方向并进行柱、梁、板的布置;
结合抗震要求确定结构平面及竖向布置(考虑平面形心与质心位置、高宽比限值、竖向刚度变化等);
2)确定是否设温度伸缩缝、沉降缝及是否将其作为防震缝等;
(2)确定计算简图
1)估算梁、柱截面尺寸;确定柱计算长度,梁计算跨度;确定梁、柱截面形状;
2)荷载计算:竖向荷载(恒荷载、活荷载);水平荷载(风荷载、地震作用);
3)计算梁、柱线刚度、抗侧刚度、刚度分配系数;
(3)选取计算单元(具有代表性的框架),手算一榀承重框架,并用计算机复核
1)内力计算
a、竖向荷载作用下的内力计算:恒荷载作用下,采用分层法;活荷载作用下,采用满布方法考虑;
b、水平荷载作用下的内力计算:风荷载及地震作用下均采用修正反弯点法;
2)荷载组合、内力组合
求出各构件控制截面的最不利内力以进行构件的设计;
3)框架梁、柱截面设计
a、结合构造要求,由控制截面的控制内力进行构件的截面设计;
b、按“强节点”要求验算节点承载力;
c、正确给出节点区的钢筋锚固与接长长度;
4)抗震变形验算
进行风载及地震作用下的框架侧移限值验算;
5)利用计算机分析结果,校核手算平面框架计算结果;
(4)利用PMCAD程序,建立结构平面,通过TAT8、SAT8程序进行结构的空间分析;
(5)采用TAT8、SAT8软件计算结构内力、配筋,进行施工图绘制(平面表示方法);
(6)楼梯的设计计算(选择一部楼梯进行设计计算);
(7)独立基础设计
确定基础底面尺寸、基础高度,进行抗冲切验算、抗弯计算,确定基础配筋。
4、施工图要求(1号图)
(1)手绘部分(5张,铅笔图)
1)平面框架配筋图及控制截面的剖面图(1张)
框架配筋图比例1:50;剖面图1:15~1:25
2)基础施工图(1张)
基础平面布置图(比例1:100~1:150);不同编号的基础大样图(平面、剖面,比
例1:20~1:30);基础配筋钢筋表;基础设计说明
3)楼梯施工图(1张或插入索引大样图)
4)结构平面施工图(3张)
标准层(或屋面)梁整体配筋图(比例1:100);标准层(或屋面)结构平面布置图(比例1:100,含板配筋、梁定位、梁板构造大样等);柱平法施工图(比例1:100)。
(2)计算机出图(3张)
1)结构设计总说明;
2)结构屋面(或标准层)梁整体配筋图(比例1:100);
3)结构屋面(或标准层)结构平面布置图(比例1:100,含板配筋、梁定位、梁板构造大样等);
(3)打印所验算的一榀横向框架的以下计算内容
1)恒载下的弯矩图、轴力、剪力图
2)水平地震作用下的弯矩图、轴力、剪力图3)弯矩包络图4)剪力包络图
(4)打印结构整体计算的以下计算内容
1)各层构件布置及截面尺寸
2)各层的构件配筋图
5、完成结构计算书(按毕业设计要求,不允许用计算机打印)
三:施工设计
在施工专业教师指导下,确定施工方案,完成工程量计算,编制施工组织计划,绘制施工平面布置图及施工进度计划图等(具体指标及设计成果要求由施工教研室指导教师做出详细规定)。
(3)实现途径
本设计分为建筑设计,结构设计,施工设计。建筑设计主要是进行方案设计,使建筑设计达到房屋设置合理,使用方便,交通安全。结构设计首先是根据建筑技术、使用条件、场地条件和抗震设计等要求,合理进行结构选型、结构布置和基础形式等,绘制结构布置图;然后进行结构计算,采用框架结构近似计算法,求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时,有D值法等。求水平地震作用的时候采用底部剪力法;然后进行结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计,再交指导老师审查,审查通过后,利用AutoCAD、和手工完成绘图,利用Excel、word等完成设计说明书及其他内容的编写。
(4)、进度计划
序号起止周次工作内容
11周至2周a)建筑设计,讲课,做方案,交方案草图
b)方案讲评,修改,绘正图
23周至4周1.依据建筑方案及结构设计任务书提供的资料,确定基本设计条件
2.确定结构方案,进行结构布置(平面、竖向)
3.选择结构计算单元,建立结构设计计算简图
4.荷载及作用(恒、活、风、地震作用)计算
5.整理完成文献综述,译文和开题报告
6.单工况荷载(恒、活)作用下框架的内力计算及调幅
7.单工况荷载(风、地震)作用下框架的内力计算
8.进行结构水平荷载下(风、地震)的弹性变形验算
9.完成框架梁荷载组合和内力组合
35周至6周1.完成框架柱荷载组合和内力组合
2.计算机建模,分析,计算
3.梁、柱截面配筋,节点核心区抗震承载力验算4.基础设计、楼梯设计
47周至8周1.根据计算结果,绘制结构施工图
篇3
本科毕业论文是高校本科教育中锻炼培养学生专业素质和能力的最后教学环节,也是评价高校教学质量和学生专业学习的重要指标[1,2]。本科毕业论文可以弥补以往教学过程中的薄弱环节,了解学生掌握理论和实践技能情况,能培养学生分析问题、查阅文献、解决问题以及科研创新能力,为今后走上工作岗位创造条件。教育部在“关于加强普通高等学校毕业论文工作的通知”[3]中指出:“毕业论文是高校本科教育重要的教学组成部分,在培养学生探求真理、增强社会意识、加强科研训练和提高实践能力等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。”土木工程类专业是实践性很强的工科专业,毕业论文应体现本专业的培养特色[4]。然而,目前众多高校中该专业的毕业论文存在较大问题。鉴于此,本文将着重探讨存在问题并做原因分析,在此基础上提出相应的提升路径。
2存在问题与原因分析
2.1选题与实践脱节
选取一定研究价值的课题是提高毕业论文质量的前提,由于很多院校缺少与企业合作,校外实习基地难以结合实际工程,导致在选题过程中出现题目宽泛、针对性缺乏、选题偏离本专业知识或缺乏新意等现象。
2.2缺乏科学创新性
随着本科毕业生与指导教师比例的增加,指导教师名下的毕业生数量增多,以笔者院系为例,每位专业老师所带毕业生数量在7-15个,超过了高校毕业生培养和教学评估规定的5个要求,且教学大纲要求本科毕业以设计为主,科研论文不超过总数的10%。难以制定多元化创新课题,毕业论文基本上以“公式化”设计计算为主,内容较为单调和理论化,缺乏创新性,该模式下培养的毕业生难以适应和满足国家对土木专业技术人才的需求。
2.3学生的重视度不够、论文时间冲突,存在严重抄袭或造假现象
本科毕业论文通常在第八学期开展,而大四是最忙碌的一年,很多学生同时参加研究生和公务员考试及工作招聘,与论文实验和撰写时间相冲突,使学生无法安心做论文。此外,一些学校流传着“只要找到工作,毕业论文都会通过;只要考研成功,毕业论文等级就是优”的说法,使学生心里轻视毕业论文,答辩前从网上下载往年学位论文、敷衍拼凑了事。
2.4缺乏教师的针对性指导
篇4
现有的毕业设计题目仅仅是对部分学科内容的综合应用,只是涉及工程的某一方面,没有培养学生对整个工程的全体把握.各个专业各自为阵、没有联系、缺乏学科间的交叉.例如,土木工程的学生只专注于结构设计,建筑专业学生则更为注重外形的美观,没有考虑力学的影响.工程管理的学生则更多地是选择软题目进行毕业设计的答辩,给排水专业的学生则在给定的图纸中添加上下水管道而不去考虑楼层的承重等问题,彼此之间没有信息的互通,难以达到毕业设计中模拟工程实训的要求[2].
1.2抄袭现象严重
目前大多数院校由于应届毕业生人数较多,每位指导教师可能同时指导多位学生进行毕业设计,所以在选题上会存在雷同的地方.而一些学生存在不求优秀但求通过的思想,因此在进行毕业设计时会不同程度地出现抄袭现象.
1.3时间安排不合理由于毕业设计大多安排在第八学期,学生面临找工作、实习、面试等问题,导致一些同学前期没有准备而在临近答辩前夕才匆匆完稿,答辩时仓促上阵,严重影响答辩质量.
2土木工程团队毕业设计的实践
为了提高毕业设计质量,锻炼学生的工程实践能力和创新意识,强化学生的团队协作精神,江苏科技大学船舶与建筑工程学院采用跨专业团队毕业设计的模式,尝试对毕业设计环节进行改革,经过试行取得了一些成果并积累了部分经验,所培养的毕业生在用人单位也受到了一致好评.
2.1合理选题团队毕业设计的题目
除了要符合专业教学要求,涵盖本专业绝大部分的专业领域,具有很强综合性,还必须与工程实际相结合,具有较强的实践性,同时具备一定的前瞻性和创新性.此外,还必须符合所有参与专业的专业要求,能够使团队成员分工明确[3].团队选题是以指导教师讨论决定课题的方向,再由学生团队自主确定课题题目,通过查阅各种文献、书籍及设计手册,搜集并整理资料,初步确定设计方案,并及时与老师交流,对方案进行完善,并形成最终方案.
2.2组织团队指导教师在毕业设计环节
要求每位学生都有一名指导教师,因此在毕业设计团队中,也为每位成员配备有各自的指导教师,指导教师也形成团队,选择其中一人为总负责人,负责收集学生在毕业设计过程中遇到的各种碰撞问题,协调指导教师团队集中对问题进行协商和解答.由于指导教师们的专长和知识结构各不相同,因此通过教师团队的指导,可充分发挥教师团队综合知识的优势,能更有效地指导团队毕业设计工作,同时也为学生树立了团队工作的榜样.
2.3学生团队项目制
以苏州御锦花园住宅楼的团队毕业设计为例,将之分为建筑、结构、基础、给排水、造价、施工组织等项目组成,各项目由一名同学担任责任人,以设计的各项任务和学生项目负责人建立工作任务分工表,明确哪项任务由哪位同学负责主办,并明确协办人员,由负责主办的同学统筹安排时间进度和工作进度,让所有同学都参与到该任务的设计中.每个学生明确自己在团队设计中的位置,并积极主动介入,群策群力,发挥应有的作用.学生在项目进行过程中,逐步学会了制定计划、讨论分工、协调工作内容和进度、定期举行小组会议、方案讨论与决策等团队工作的方式,培养了学生的团队精神和处理实际问题的能力.
2.4严格控制时间节点
毕业设计一般安排在第八学期进行,但是同时也是学生找工作、考研、面试、培训等方面的黄金时间,这样就难免会出现时间上的冲突.而如何在保证工作质量的基础上,如期完成各项工作任务,确保项目的整体进度,是团队毕业设计必须要解决的关键问题.因此我们将团队毕业设计提前至第七学期的第八周,并综合考虑上述因素,做到合理分配工作任务及工作时间。
2.5团队答辩模式
由于学生团队是跨专业组成的,因此在毕业答辩环节,由团队各专业教授组成了专家答辩组,对团队毕业设计进行公开答辩.由一名学生负责团队毕业设计总的概述,然后按照计划进度表中各项目组成由各项目负责人进行设计陈述,在各项目陈述过程中专家答辩组对团队毕业设计进行提问.通过本次团队毕业设计各专业学生彼此学习、相互交流,为完成苏州御锦花园住宅楼设计项目,团队学生群策群力进行设计和计算,既加深了对本专业课程的掌握,同时也扩充了自己的知识面,了解交叉学科的相关内容,真正做到学科的交叉与融合.
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1.2毕业设计选题脱离工程实际
一个与工程实际贴近的选题是保证毕业设计质量的前提和关键之一。然而,目前国内很多高校土木工程专业没有足够的校外实践基地,缺乏选题来源,这就导致了指导老师布置的题目以“假题假做”为主,在做的过程中忽略了很多工程实际问题。这就造成了从选题到设计再到最后的答辩都脱离了工程实际。因此目前土木工程毕业设计还停留在理论利用阶段,而不能起到培养学生利用理论知识解决工程实际问题的实践意义。
1.3管理松散
以我校为例,指导老师每周对学生集中辅导一次,缺乏严格的考勤制度,导致很多学生在整个毕业设计阶段脱离了指导老师的管理。每个指导老师指导10个~20个毕业生,在有限的时间内指导老师通常解答一些常见的问题,不能仔细检查学生的设计进度和设计过程。甚至有些学生提前到工作单位上班,把毕业设计带到工作岗位上完成,没有指导老师进行实时辅导,导致这些学生的毕业设计中存在大量的错误来不及改正。
1.4缺乏完善的答辩评审制度
完善的答辩评审制度是毕业设计质量的有效保障。然而有些高校流于形式,没有可供参考的评审制度,对设计成果把关不严,放任设计成果中存在的问题。甚至有个别高校存在指导老师个人对本组结果进行答辩评审的现象。在答辩评审中往往注重理论知识、规范规程的考察而忽视设计图纸的规范化、设计成果的可行性等工程实际考察。不能在实际工程中实施的设计对毕业生理论联系实际、工程素养的形成起不到培养意义,严重影响毕业生的培养质量。综上所述,目前高校土木工程毕业设计从选题、指导、答辩评审都脱离了工程实际,导致了毕业设计的质量不高,达不到预期的培养目标。因此土木工程毕业设计改革是当前教学改革亟待解决的一个问题。
2改革措施
2.1科学选题
科学的选题是保证毕业设计质量的前提。在选题的过程中应增加学生的主观能动性,结合自己将来的就业方向和兴趣初步确定选题方向(如结构设计、施工组织设计、概预算等方向)。指导老师提供实际工程项目或科研项目作为备选设计题目。废除当前指导老师指定学生的制度,由指导老师向所有毕业生提供备选设计题目,实行指导老师和学生的双向选择。学生选定指导老师和设计题目后根据自己的工程认识程度和兴趣与老师共同协商确定最终设计题目。毕业设计题目要包含最新的设计方法、理念或技术方法,提高毕业设计的创新性;增加毕业设计中复杂问题的处理,保证设计的深度。受毕业设计时间所限,为保证学生有充足的时间完成毕业设计,指导老师要合理安排好设计工作量。
2.2完善师资结构
由于很多博士生、研究生从高校毕业后直接进入高校工作,缺乏工程实践经验。当前的师资队伍与实践教学的要求还存在较大的差距。为解决指导老师自身实践经验不足的问题可采取以下措施:1)形成由2个~3个年轻教师和经验丰富的老教师组成的指导教师组,既能保证指导教师具备一定的工程经验又能帮助青年教师的成长;2)聘请施工单位、设计院有丰富工程经验的一线工程师指导毕业设计,这还能解决逐年扩招下师资力量不足的困难。
2.3强化管理过程
指导老师对毕业设计的具体指导过程是保证毕业设计质量的关键因素。目前很多指导老师由于承担的教学和科研任务较重而疏于管理。指导老师在设计开始前制定一个毕业设计进度计划表,严格要求学生按照进度计划表完成工作量。在每一个阶段开始之前以授课的形式对学生进行一次集中辅导,每周进行2次~3次答疑帮学生解答设计中碰到的复杂问题。在进度计划表的每一个时间节点检查每一个学生的设计进度和设计过程中存在的问题,督促学生及时完成任务和改正设计中存在的问题。此外,还要严格考核制度,要求学生执行每天定点签到制度,防止学生脱离指导老师的管理。
2.4完善毕业答辩体系
答辩是对毕业设计质量和学生综合利用理论知识解决工程实践问题的考核。完善的答辩体系能为答辩委员会老师提供答辩标准,严格把关毕业设计的质量。完善的答辩体系可以从以下几方面进行构建:1)成立由不同专长的教师、工程师共同组成的答辩委员会,且指导老师不能对本组学生答辩;2)明确答辩过程中要考察的内容,包括开题报告、计算书、图纸及实际问题的解决能力;3)确定计算书、图纸中具体考察点;4)确定各考察内容的权重,如开题报告、计算书、图纸、解决问题的能力各占10%,30%,30%,30%;5)明确计算书的格式、图纸的规范化的权重;6)制定毕业设计创新性加分策略,鼓励学生创新。
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文章编号:1671-489X(2014)18-0012-03
土木工程专业的实践性和应用性较强,毕业设计则是土木工程专业本科实践教学的综合,更体现了毕业生解决实际问题和独立解决问题的综合能力。随着卓越工程师培养和应用技能型人才培养的要求不断提高,传统的毕业设计指导模式已无法满足毕业设计的质量要求[1-2]。同时,建筑行业也对土木工程专业的人才培养提出新的要求。当前,在提出建设应用技能型高校,培养应用技能型人才的背景下,本文面向建筑行业需要,探索与创新土木工程专业毕业设计指导模式,建立团队指导、产学研联合培养、课程设计与毕业设计一体化、科研项目―创新实验―毕业论文一体化等毕业设计指导模式,以期提高毕业设计质量,锻炼学生运用综合知识的能力,实现卓越工程师和应用技能型人才的培养要求。
1 土木工程专业毕业设计存在的问题
毕业设计选题单一,与实际工程脱节 从毕业设计题目看,大多数毕业设计选题以工程设计为主,单一且陈旧,脱离实际,不能体现本学科最前沿的知识。土木工程专业毕业设计主要是多层民用建筑,虽可涉及办公楼、教学楼、商场、住宅等,但基本均为框架结构,较少涉及钢结构、工业厂房、高层建筑等。对技能型高校土木工程专业毕业生来说,只有少数学生可以进入设计单位,绝大部分毕业生从事施工、监理、造价、检测等工作[3],但毕业设计很少涉及,与实际工程需要脱节。
普遍存在前松后紧现象 土木工程专业毕业设计时间一般为14~16周。实践表明,在毕业设计开始时,部分学生无从下手,部分学生尚未进入状态,不急于开始毕业设计工作;另外,就业、考研成绩刚刚公布等因素,使得毕业设计的前期时间被大量占用,影响了毕业设计的质量和进度。随着毕业设计工作的开展,特别是到5月份,学生才意识到时间紧迫,于是开始加紧时间,加快速度,也使得毕业设计质量不高。总之,这种前松后紧的现象使得计算书和图纸错误较多,导致毕业设计质量下降。
照抄照搬现象亦较普遍 目前,土木工程专业毕业设计基本采用电脑绘图并完成计算书,锻炼了学生软件应用能力,但这也为学生照抄照搬别人的毕业设计成果提供了条件[4]。在毕业设计期间,不少学生能找到往届毕业生的毕业设计成果。很多学生由于前期进度较慢,后期直接将别人的毕业设计计算书和图纸稍加修改,从而短时间内完成毕业设计。这样完成的毕业设计往往错误百出,极易出现计算书前后矛盾、计算书与图纸自相矛盾等情况,失去毕业设计的目的。
指导教师水平有待提高 应用技能型高校,绝大部分本科办学时间不长,近年来引进教师较多,他们基本都是从学校到学校,对理论课程比较熟悉,但对实践教学内容明显不熟,工程实践训练更加缺乏,对规范条文也不够清楚,不能很好地指导毕业设计。同时,高校历来重视教师的学历层次、科研项目、论文、经费到账等,对教师的工程实践不够重视,导致部分高学历教师在指导毕业设计时,仅能解决毕业设计中的小问题,影响了毕业设计质量,与应用技能型高校的办学思想也不符。
2 土木工程专业毕业设计指导模式的创新途径
在应用技能型高校办学背景下,面向建筑行业需要,土木工程专业毕业设计指导模式亟需改革和创新。基于此,提出几种毕业设计指导模式。
团队指导毕业设计 土木工程专业涉及面广,其内容无法在毕业设计中全面体现。组建团队指导毕业设计,从科研、工程实际出发,由多名教师合作组建指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题[5]。例如,以某公路设计为团队毕业设计题目,学生团队可分别完成线形设计、路基路面设计、桥涵设计、概预算与施工组织设计、附属设施设计。另外,还可安排建筑工程方向学生完成加油站的结构设计。在这一过程中,团队成员之间相互交流、协调,最终完成一条公路的设计工作,每个学生都加强了对公路设计的全面认识,形成了比较完善合理的知识结构,加强了综合运用知识的能力。这不仅符合卓越工程师的培养要求,也是应用技能型人才的培养思路。
产学研结合毕业设计模式 应用技能型高校应加强与企业单位的联系与合作,这对创新土木工程专业毕业设计指导模式具有指导作用。很多高校指导教师选题缺乏工程实际背景,历年毕业设计土木具有相似性,造成学生对毕业设计缺乏新鲜感和产生脱离实际感,对毕业设计兴趣不高[6]。通过产学研结合,聘请校外企业导师单独联合校内导师指导毕业设计,可以丰富毕业设计内容,紧跟工程实际,也可直接参与工程单位项目,这样可以大大提高毕业设计质量;同时,学生也可以在企业导师的帮助下迅速适应工作环境,对就业大有益处。
课程设计和毕业设计一体化 土木工程专业本科教学中,毕业设计的内容基本是几门主干专业课程课程设计的综合。因此,可以利用某一完整的已完工的实际工程资料,根据课程需要,分解成各课程设计的原始参考资料,这样每个学生的课程设计内容整合后就是一个完整的工程项目设计。毕业设计时,只要将完成的课程设计有机组合成一个完整的设计文件即可。
以城市地下工程方向为例,该专业方向的课程设计除钢筋混凝土结构和基础工程课程设计外,一般还包括城市地下空间规划与设计、地下建筑结构、隧道工程和地下工程施工组织设计等课程设计[7]。从教学内容和教学体系上讲,这些课程之间存在紧密的依存、制约关系,如图1所示。根据地下工程的实际情况,可将设计内容分为四大块:规划设计、隧道设计、地下结构设计及施工组织。毕业设计时只要整合好这四大块内容,即将课程设计内容进行有机整合,并优化之,便可得到与实际工程基本一致的设计方案,甚至更优的设计方案[8]。
毕业论文与教师科研项目、学生创新项目一体化 为培养大学生的自主学习能力,培养大学生的创新精神,教育部、教育厅、高校设立了各级大学生实践创新项目,学生通过主持或参与这些创新项目,培养了创新意识、合作精神和工程实践能力。对于这些学生,允许他们以创新项目内容为基础申请做毕业论文,这样创新项目和毕业论文互为补充,实为一体。同样,指导教师也可以将自己的科研项目与毕业论文相结合,具体做法是将科研项目内容进行分解,以适合本科生毕业论文的要求,做到教学与科研相统一。在具体确定毕业论文课题时,应基于学生现有理论和专业知识,选择以锻炼动手能力和学习科研方法为出发点的课题。
3 几点建议
鼓励年轻教师走出去,增强工程实践能力 充分调动年轻教师的工作积极性,鼓励年轻教师加强与工程单位的交流与联系,积极参与具体工程,包括设计、施工、监理等不同工作性质,全方面提高自身的工程实践经验,做到理论与实践相结合。同时,鼓励年轻教师参加注册工程师考试,熟悉工程规范条文,提高解决实际工程问题的能力,取得注册师证书后还可更好地服务于工程单位。
加强毕业设计管理工作,实施全过程监控 学院要对毕业设计选题、教师指导时间、学生设计时间及毕业设计检查要求等方面做出详细规定,安排固定教室进行毕业设计,坚持毕业设计前期、中期、后期检查,并进行中期答辩,对中期答辩存在问题的学生进行红牌、黄牌、口头警告,做到全过程监控学生的毕业设计进度和质量。
保障毕业设计经费,调动指导教师和学生积极性 在教学经费比较紧张的情况下,务必要确保毕业设计经费,解决毕业设计过程中的经费问题,如毕业设计检查时相关资料的打印、复印等费用;对指导毕业论文的教师及学生可以解决一些试验材料、测试仪器等费用,充分调动指导教师和学生的积极性。另外,在有可能的情况下,可以适当增加教师指导毕业设计的教学工作量。
严把毕业设计答辩关,大力提倡公开答辩 毕业答辩环节十分重要,它是学生毕业设计成果的综合体现,严禁走过场。同时,大力提倡公开答辩。其中,对于优秀毕业设计必须参加公开答辩,并允许低年级学生旁听,让低年级学生对毕业设计有一定的感性认识,掌握一些问题的处理方法,为以后自己做好毕业设计打下基础,还能够促进优良学风的建立。
4 结语
建设应用技能型高校势在必行。毕业设计是土木工程专业应用型人才培养思路的一个集中体现,是培养卓越工程师的一个重要环节,也是建筑行业对应用技能型人才的迫切需要。本文以办好应用技能型高校土木工程专业为目标,总结土木工程专业毕业设计存在的问题,改革并创新土木工程专业毕业设计指导模式,并提出几点建议,希望对提高土木工程专业毕业生全面素质,对应用技能型高校如何办好土木工程专业具有借鉴作用。
参考文献
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土木工程专业研究生的培养应在保证硕士研究生具有正确价值观和良好道德情操、具备坚实理论知识和科研能力的基础上,侧重培养工程实践能力,使之能够具有解决实际工程中复杂问题的能力,成为与国际形势接轨、掌握建筑领域尖端技术的高素质工程型人才[3]。
(二)明确土木工程研究生培养质量的影响因素
单一的培养模式和传统的课堂教学模式,使学生的个性和特长得不到充分发挥,限制了学生的创造性思维发展,使研究生教育无异于本科教育,大部分缺乏独立研究和创新的能力。就土木工程专业来说,更应偏向实践和应用。
(三)研究生培养模式的建议
首先,高校应改革土木专业研究生教育模式。例如将土木专业研究生的培养类型细化到理论研究型和工程实践型等方向,使研究生的培养更具有针对性。在课程设置上,由于土木工程学科所包含的知识面宽,涉及的内容广,因此,课程设置要有针对性和普遍性,多设置基础课程[4],使学生主要掌握学习方法,而非单纯地学习课程本身。同时,教师要使学生形成完整的知识框架和体系,使学生有机会接受该领域最前沿的知识和研究方法,使研究生从基础知识的学习、查阅文献到撰写论文等工作中学到做科研应具备的基本素养和能力,并在此基础上使研究生将自己所学的知识应用到实验或实际操作中。
其次,针对研究生毕业后缺乏实践和动手能力的现状,高校应加强校企联合培养模式。鉴于土木工程本身的学科特点,实践与应用更是重中之重,因此,校企联合的培养模式具有更重要的现实意义。在教育体制上应尽快为高校创造条件,如建立产学研培训基地,使研究成果直接转化成社会生产需要,企业可以为高校的科研工作提供资金支持,同时高校可以为企业运作带来技术保障。高校还应为学生创造实践机会,使学生能够通过学校学习和社会实践,真正掌握和更深刻地理解所做研究的价值和意义。高校应实行学校导师和企业导师双导师制度,学校导师可以从事科研生产工作,企业导师也可进入高校学习和指导,这样既可以加强高校师资队伍建设,完善教育体制,又可以使土木工程研究生在科研能力和工程实践能力上得到充分提高。
再次,应借鉴国外教育体制,实行研究生教育宽进严出制度,这样既可以使更多的学生有机会接受更高层次的教育,又可以提高毕业生的素质和质量。严格控制毕业论文的通过率,提高论文评价标准,避免论文答辩流于形式。可以借鉴国外论文评价体制,对论文的质量采用等级制度,提高学生撰写论文的积极性。同时,在就业上应缩小研究生和本科生的待遇差异,这样既避免了研究生学习的功利性,又节约了国家教育资源,使土木工程研究生教育真正培养出具有科研精神和工程实践能力的高层次人才。
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高校;土木工程专业;实践教学;路径
高校土木工程专业涉及到土木工程的设计、土木工程概预算、土木工程材料、土木工程结构、土木工程施工组织等多个方面的内容,这些内容具有较强的实践性,需要通过各类试验及实践学习,以更好地架构土木工程专业知识结构。在高校教育改革的推动下,立足土木工程专业自身特点,探究实施高校土木工程专业实践教学模式更显重要。
一、开展高校土木工程专业实践教学的必要性
高校土木工程专业在人才培养目标上侧重于培养实践应用技能及创新能力较强的土木工程专业人才,在开展高校土木工程专业教学时,学生的实践应用能力需要经由实践教学及上岗实习等途径得以实现[1]。因此,从高校土木工程专业属性上看,要做到理论知识与实践应用的融会贯通,需要高校土木工程专业实践教学的及时跟进。而从高校土木工程专业教学现状上分析,较常采用的以班级教学为主、以多媒体教学手段为支撑、以理论教学、定期实习及留置作业为主要内容的教学模式暴露出一定的缺陷和问题,如设计作业及学科论文创新性不强、实验课程设置较少、实习岗位不够充足、实习效果不佳等,要解决这些缺陷和不足,客观上也需要科学完善的高校土木工程专业实践教学模式做保障。
二、高校土木工程专业实践教学中凸显的问题分析
首先,高校基于土木工程专业实践教学仍存在重理论轻实践的思想。一方面,高校在土木工程专业课程设置上,理论教学与实践教学的比重分配不够合理,另一方面,高校在土木工程专业实践教学软硬件设施上的投入相对有限,制约影响了土木工程专业实践教学的效果。其次,高校土木工程专业教学中用于学生提高实践技能和水平的实验室及实习基地较为匮乏,且稳定性不强。高校土木工程专业实践教学实验室及实习基地在数量上难以全面满足学生实践操作的需求,在使用时间及周期上也比较短暂,这就给高校土木工程专业实践教学的有效推进构成了阻碍[2]。第三,高校土木工程专业实践教学在设置课程及后续考核环节也欠缺合理。一是高校土木工程专业实践教学的课时较少,实践教学与岗位实习存在一定程度的重叠;二是高校土木工程实践教学考核中,对学生的毕业设计要求过于单一,导致毕业设计论文及作品雷同度高,形式化严重。
三、构建高校土木工程专业实践教学模式的路径探究
(一)重视土木工程专业实践教学,推行土木工程专业“双证融通”制度
高校在开展土木工程专业教学时,首先要强化对专业实践教学的重视程度,一方面要在课程设置中合理分配理论知识课程、实践操作课程及毕业设计课程的比重,让学生能够在理论与实践相结合中,对所学的诸如土木工程结构设计、土木工程材料选择、土木工程施工组织等内容加以实践验证,为后续的毕业设计做好铺垫;另一方面要投入充足的资金用于土木工程专业实验室及实习基地的建设,提高专业实践教学的硬件配置水平。在高校土木工程专业实践教学模式的构建中,可以借助高职院校改革成果,推行土木工程专业的“双证融通”制度,鼓励学生考取注册结构师、注册岩土师、注册建造师、注册工程师等证书,通过实施双证融通制度,提高学生参与实践教学的积极性。
(二)完善高校土木工程专业实践教学的方式方法
在高校土木工程专业实践教学中,应注重教学方式方法的完善和改进,着重做好以下两点:
1.借助实验课及分组讨论,提高土木工程专业理论课程的“实践性”。在土木工程专业理论课程教学中,在传授完基本理论知识后,可以将学生进行分组,让其自主选择实验内容,通过资料查阅及多媒体技术的应用,营造师生交流讨论的氛围,使学生更好地掌握相关理论知识和原理,为实践教学的实施打下基础。
2.在土木工程专业实践教学中,高校在实施校企合作及上岗实训等教学内容时,应集中让学生进入实训及实习现场,并做好实践教学的指导。在实训操作及岗位实习结束后,由学生出具实习报告,并由学校及实习企业共同加以鉴定评价。为提高高校土木工程专业实践教学及实习的效果,可以探索实施土木工程专业实践教学与项目建设相结合的模式,让学生在真正参与土木工程项目建设的过程中,对土木工程理论知识、现场操作能力、交流合作能力等加以全面培养[3]。
(三)依托信息技术,打造高校土木工程专业实践教学与评价的网络化平台
高校土木工程专业实践教学模式在构建过程中,应充分依托信息技术,在专业实践教学过程中打造网络化操作平台,从而形成高校土木工程专业实践教学的线上及线下双线并行的教学模式。通过土木工程专业实践教学网络化平台,一方面可能调动学生参与实践操作及实训学习的积极性,做好与土木工程企业的信息交流反馈,另一方面可以为学生在实操、实训及实习后的成果交流及作品共享创造条件,也便于通过网络化平台,让教师及企业对学生的实践成果、毕业论文、设计作品进行双向评价。
四、结语
高校土木工程专业实践教学模式应重点突出土木工程专业的实践性,在土木工程专业理论知识教学及实践操作、实训演练及上岗实习等多个环节做好实践教学的软件及硬件建设,并同步开展土木工程专业双证融通及土木工程专业实践网络化平台搭建,以为土木工程行业培养出理论与实践技能双优的专业人才。
作者:梁文静 单位:黔西南民族职业技术学院
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(三)课堂教学与评价方法在美国德克萨斯大学(UTA)为期1年的访学期间,全程旁听了土木工程系的土力学和基础工程两门专业核心课程。该课程授课内容与国内高校的土力学和基础工程课程类似,是土木工程专业本科生的主干必修课。采用大班授课,每周2次共3小时教师授课,以及每周一次的2小时自习课。自习课安排博士研究生(助教)为本科生答疑,自习课还包括点名和交作业的内容。该课程的成绩分配与国内高校比较类似,其中每学期至少安排两次闭卷小测试,占总成绩的20%;每学期一次分组大作业,占总成绩的15%;自习课占总成绩5%;期末考试成绩占总成绩60%。与我国的课程相比,美国课堂教学具有以下特点:1.每堂课的课程信息量非常多,学生需要课前预习才能跟上教师的节奏;教师教学风格自由,学生在课堂上可以随时打断教师,并提出自己的意见。2.课程网络建设比较成熟。由于大量采用现代多媒体教学手段,教学信息量大,为便于学生课后学习和复习,解决学生课堂来不及记笔记的问题,教师会在课后将课程全程录像,将笔记内容、课外阅读材料、上课讨论内容等放在课程网站上,供学生自由阅读。课表也会在网站公布,包括各课时授课内容计划、学期测试时间、大作业时间等,以便学生自习参考。3.分组大作业,培养学生团队合作能力,鼓励学生通过编程或者使用数值软件建模解决各种工程实际问题。4.强制参加自习课。对于基础主干课,自习是非常重要的。美国大学生在课余时间一般都会参加很多社会实践,对此,学校要求学生必须参加某些课程自习课。为了巩固学生的学习效果,美国高校的作业非常多,而且作业通常为综合或实际工程问题,需要学生结合教师的上课内容,查阅大量资料,通过分析问题,提出解决方案。为检验学生知识点的掌握程度,考试环节主要分为平时阶段的小测试、期中考试和期末考试三部分。可以避免学生平时不学习,在考试前突击学习的情况,保证了学习过程的连续性,确保学习效果。为综合评估教师的教学水平和效果,对于教学方面而言,美国高校有学生评价教师的评价体系,对教师教学的各环节进行指标量化评价,打出评价等级,作为评价教师教学的重要依据之一。
(四)实践教学环节实践教学环节主要包括实验、实习和设计等,是增加学生感性认识、增强动手能力、将理论知识转换为实践知识的重要手段,美国高校的土木工程专业非常重视这一实践性教学环节。以美国德克萨斯大学为例,土木工程专业采用课堂理论学习与工程实习相结合的方式开展。学生在校期间有3—5次工程实践机会,每次2—4个月。部分学生的毕业论文(设计)可直接在相关工程和科研单位进行,真正做到“真题真做”,而且提前实现上岗培训。
二、我国高校土木工程教育的启示
(一)注重基础课程的教育,加大专业课程比例为确保通识教育的教学质量和效果,美国土木工程院校规定授课教师必须是教授或者工程界的专家,而且要求最终的教学效果必须达到优良。为提高学生对土木工程专业的认识,增加对土木工程专业的兴趣,为今后的工作和继续深造打下扎实基础,我国大多数高校已规定具有教授职称的教师必须给本科生教授相关专业的基础课,如土木工程概论和结构力学等课程,但由于师资和教学资源的不均衡等原因制约,目前主要还是以年轻教师授课为主。相比国外高校,国内高校可参照美国大学土木工程专业的课程设置情况,根据人才培养方案,设置多个课程群模块。加大专业基础课程比例,加强专业基础课教育,处理好基础与专业技能,校内与校外,知识、能力与素质之间的关系,优化课程体系结构,保证课程之间的良好衔接,整合课程内容,避免内容重复,提高课程效率。
(二)加强理论教学与实践环节的结合实践教学是土木工程本科教学中重要的环节之一,目前国内土木工程专业教学课程设置存在实践教学环节比重偏少的问题,存在学生实践训练内容较少、实习时间短并流于形式等问题。参考美国高校土木工程的教育经验,有以下几点建议:1.聘请工程单位的专家开设工程设计和施工管理类课程。以选修课的形式,通过大量的工程实例教学模式,提出实践中亟待解决的问题,从而激发学生的学习兴趣,提高学生解决实践问题的能力。2.鼓励学生利用寒暑假时间去工程单位进行相关课程的现场实习,实习合格后给予一定的学分和资金资助,同时学校在学生奖学金和三好生评定等方面给予相应的考虑。3.提高教师的工程实践能力。特别是鼓励年轻教师定期到相关工程单位实习,和工程单位联合申报产学研项目,将课程教学与工程项目结合,提升教师的工程实践和科研能力,在职称评审和岗位考核方面给予政策支持,培养“双师型”教师队伍。4.实行毕业论文或设计的双导师制度,即校内导师和校外导师合作指导的模式。可以将毕业论文或设计直接安排在工程设计施工单位进行,真正做到毕业课题“真题真做”,学生毕业后可以直接上岗,缩短岗前培训的周期。
(三)加强学生创新和创业能力培养大学生创新和创业训练是培养学生创新、创业能力的最要途径之一。美国土木工程院校鼓励学生创新思维的训练,充分发展学生的个性,做到因材施教,鼓励学生的创造性思维的发展,培养具有创新能力的人才。加强有特色的本科生研究计划(UROP),UROP是美国麻省理工学院的首创,该计划鼓励学生在大学一年级就参加教师的研究工作,从而增长他们的学识和能力。微软公司的创始人比尔盖茨退学创业和Google的总裁布林的成功案例足以说明大学创新创业精神的必要性,这和美国的教育宗旨相吻合,能够充分发挥每个学生的特长。
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1.1土木工程专业起步较晚。
西部地区地方高校虽然较多,但土木工程专业起步较晚。造成这一局面的主要原因有两个:①历史原因导致西部地区地方高校办学理念没有随着时展即时转变过来,仍旧沉迷于自己相对成熟的文理科专业办学模式,延误了土木工程专业开设;②土木工程专业的办学要求较高,讲求的是工程实际,其师资水平、实践条件等,制约了土木工程专业的开办。
1.2土木工程专业办学特色不明显。
少数西部地方高校或是由于观念问题,或是由于财力问题,或是由于经验问题,虽然开设了土木工程专业,但要么在条件不具备的情况下仓促上马,要么照搬重点院校的办学模式,大都没能形成自己的办学特色,不适应西部经济大发展的需要。如湖南省西部地区地方高校的土木工程专业建设大多属于此类状况。
1.3土木工程专业毕业生的工程实际能力较弱。
社会实际需要的是具备扎实工程实际能力的土木工程专业人才,即用人单位不需要岗前培训就能单当一面地胜任工程各项任务的土木工程专业人才。受传统文理教学模式的影响,西部地区许多地方高校,没有找到与西部地区经济发展需要相匹配的土木工程专业人才培养模式,其土木工程专业的毕业生既不像重点院校的精英人才,又不能很快适应工程实际需要,客观上导致了学生就业困难。
2.西部地方高校土木工程专业人才培养方案不足
2.1办学理念滞后延误了土木工程专业开设。
西部地区许多地方高校是在国家政策扶持下建立并成长起来的,尤其是少数民族地区的地方高校更是如此。由于西部地区长期的经济不发达,信息较落后,思想较保守,人才较缺乏等原因,西部地方高校的办学理念也以稳扎稳打见长。当经济发达地区都在大力培养工科专业人才以满足快速增长的市场需求时,西部地方高校仍然坚守着传统的文理阵地。办学理念的滞后使土木工程专业的开设延误。国家现在已经意识到并重视这一问题,采取了一些补救措施帮助西部地方高校,如中山大学、中南大学已成为吉首大学的对口扶持单位。
2.2财力薄弱导致土木工程专业的实践教学条件不完备。
土木工程专业是为解决工程实际而开设的,其有别于其他专业的最大之处在于,该专业必须有完备的实践教学条件供学生训练,包括实验室、校内实践基地和校外实习基地等方面。这些都需要大量的财力支撑。西部地区经济欠发达,西部高校的财力显得更弱,尤其是在高校经费自筹的当下。这种短期内需要大量经费投入的专业,使得不少西部地方高校心有余而力不足,反映在土木工程专业的教学中便是用理科实验替代工科实践或干脆减少实践环节,其后果是工科专业成为理科专业,受害的是土木工程专业的学生,以及大量需要土木工程专业人才的西部地区。
2.3师资队伍结构不合理制约了土木工程专业发展。
西部地区的诸多区域劣势,如科技水平偏低、经济久发达等,使得西部地区难以引进高学历、高职称的专业人才,也难以稳定已有的专业队伍。这种现象在西部地方高校更是普遍存在。面对如此两难局面,西部地方高校大多从原有的师资队伍中选拔与土木工程专业相近的老师,采用进修等方式培养成自己的土木工程专业教师。这种模式培养出的教师,对于土木工程专业的理论教学应该是没有问题的,但对于土木工程专业的实践课程、毕业论文等却难以胜任,学生解决工程实际问题的能力没能得到很好的锻炼。西部地方高校师资队伍结构不合理已成为其土木工程专业发展的瓶颈。
2.4客观因素使得土木工程专业学生解决实际工程的能力偏低。
西部经济久发达的地域、西部地方高校办学艰难、土木工程专业办学积淀不深、师资队伍结构失衡等客观因素,导致土木工程专业的学生“厚基础,宽口径”,但难以“强能力”。这种培养模式下毕业的土木工程专业学生,其属性介于理科与工科之间,毕业后不能立即独当一面,大都需要一年以上的转型期,增加了学生就业压力,也增加了企业的培养成本,延缓了学生迅速发展的进程。此种培养模式唯一的优点就是,造就了一大批土木工程专业的考研高手。因为相对就业而言,研究生录取在实际操作方面要求较低。
3.西部地方高校土木工程专业人才培养方案优化
3.1以土木工程等工科专业办学,提高西部地方高校的核心力。
高等教育改革以来,办学观念已发生翻天覆地的变化,尤其是进入21世纪后,国家经济飞速发展,需要大量工程技术人员,重点院校已率先大力发展工科专业,土木工程专业便是其中优先发展的专业之一,这从各高等院校热门专业目录中可以看出。西部地方高校作为西部最直接的人才培养基地,也应及时跟上时代步伐,转变办学观念,着手发展工科专业。在如此大环境下,一些西部地方高校也相继行动起来,如吉首大学在“十二五”规划中明确指出要“优先发展工科专业,适度申报文理专业”,而土木工程专业便位列其中。
3.2以实践基地建设作为土木工程专业办学的保证。
土木工程专业的教学改革应强调专业技能的训练,注重理论与实践相结合,为此,必须在原有基础上加大实践教学的改革力度[1]。重点有:①加强校内土木工程专业实验室建设。材料力学实验室、建筑测量实验室、建筑材料试验室、土工实验室、建筑施工模拟实验室等是土木工程专业不可或缺的。校内实验设施可使课堂教学与实践教学方便、及时地互相结合和交融,在突出应用能力的培养上起到了重要作用。②建立长期、稳定的校外生产实习基地。如吉首大学已有十多家建筑企业、公司成为该校长期稳定的实验、实习基地。学生除在这些土木工程类的企业、公司进行真刀真枪演练之外,还可以进行“顶岗”实践,真正达到增强专业知识、提高实践能力的目的。③开展网络虚拟岛计划。学生在计算机上创立自己的虚拟岛,二年级学生在岛上进行规划,如布置建筑物、道路、桥梁、地下设施等,三、四年级学生对它们进行设计或虚拟施工[2]。学生在实施虚拟岛计划过程,对木工程领域有了全面的认识,规划、设计、施工、计算机应用等方面的能力得到了锻炼和提高,弥补了实践条件的不足,既经济又环保,体现了绿色工程的思想。
3.3以“双师”型队伍充实土木工程专业教学阵地。
培养土木工程专业类的应用型人才,师资队伍是关键性因素。没有工程经验、工程素质的教师队伍,在讲授工程技术知识时,只是纸上谈兵。因此,必须加强教师队伍素质结构的调整,构建具有工程特色的教师队伍,即工程专家型的教师队伍,以满足培养工程一线技术应用型人才的要求[3]。
西部地方高校大部分从事土木工程专业教学的教师没有工程实际经验,容易造成理论知识和工程实际的脱节。在高学历高职称土木工程专业人才难以引进的前提下,“双师”型教师队伍建设势在必行,可采取以下途径:①鼓励教师考取注册结构工程师、造价工程师、监理工程师、建造师等注册资格证书。高校教师要考取注册资格证书要求有两年以上的工程实践经历,学校应为其创造条件。②从当地建设、规划等相关部门引进具有注册资格证及工程实践经验的人员作为土木工程专业的实践教学老师。高校对人才引进大多设有硕士、博士等学历门槛,为满足教学需求,应适当降低这部分人员引进的门槛。③与重点院校及当地建设、规划等相关部门合作办学。利用他们的资源弥补土木工程专业实践环节的不足,带动自身发展。如吉首大学与中山大学、中南大学等签约了对口支援协议,与张家界国土、设计、规划、环境等六部门签约了联合办学协议。
3.4以工程实战训练培养学生工程实际能力。
土木工程专业实践教学内容体系核心包括基本技能(本专业的基本操作技能)、专业技能(从事具体职业岗位的专业工作中所具备的能力)、综合技能(基于专业和职业岗位的综合应用实践能力)及职业技能(从事某一工种的基本理论知识和操作技能)四大模块[4]。搭建土木工程专业工程实战平台是提高学生工程实际能力的必备措施,具体有:①理论知识以够用为原则,理论课学时适当缩短,实践课程学时尽量延长,以保证学生实战训练时间;②实验课程以综合应用型为主,基础型为辅,以培养学生分析问题、解决问题的能力;③实践课程到工程现场进行,让学生参与工程的设计、规划、施工、管理等全过程,并运用专业知识协同工程管理人员解决工程实际问题;④学生从大一开始就参与教师的科研课题,并鼓励学生在大二时独自进行“大学生研究性学习和创新性实验”,循序渐进地锻炼学生的科研水平及独自开展工作的能力;⑤毕业论文与毕业设计要结合工程实际进行,以当地工程实际的效果作为成绩的最终评判标准。
4.结语
西部地区地方高校土木工程专业在发展过程中,虽然在办学观念、办学条件、师资队伍等方面存在不足,导致学生工程实际能力偏低,但只要改变办学观念,大力发展社会实际需要的土木工程等工科专业,就一定会为广大西部地区乃至全国培养出合格的土木工程专业人才。
参考文献:
[1]王文仲,李广军,孙佳明.地方高校土木工程专业人才培养方案研究[J].世纪桥,2007,(146):99-101.
[2]吴瑾,程吉昕.新加坡国立大学土木工程人才培养方案及其特点[J].2004,13,(4):87-89.
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以知识结构、知识点、实现方法为基础设置理论课程,形成了“知识、能力、素质”三位一体的理论教学体系。
1通识教育
通识教育包括人文、社会科学基础知识、自然科学基础知识、体育知识、外语知识、经管知识、计算机信息技术等相关内容。
2专业教育
1)工程技术基础知识。开设有材料力学、画法几何与建筑制图、理论力学等3门主干必修课程以及电工学、流体力学、弹性力学B等3门限定选修课程,共计20学分。要求学生掌握理论力学、材料力学的基本原理和分析方法;掌握流体力学(水力学)的基本原理和分析方法,画法几何基本原理,电工学的基本理论,弹性力学的基本原理和分析方法。2)专业基础知识。开设有土木工程材料、土力学、基础工程、结构力学、工程地质、混凝土结构设计原理、房屋建筑学等7门主干必修课程,土木工程概论、工程测量2门非主干必修课程,专业外语、土木工程CAD等2门非主干限定选修课程。要求学生了解土木工程专业基础知识,为进一步学习各专业方向知识打下坚实基础。3)专业方向知识。土木工程专业知识教育按照建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、岩土工程等4个专业特色方向教学。
多层次一体化的实践教学体系
人才培养体系重视实践环节,实践环节时间共计40周。通识实践环节包括人文社会科学实践3周(3学分)、金工实习1周(1学分)、计算机基本技能训练1周(1学分)。专业实践包括混凝土结构原理课程设计等共10周(10学分),测量实习2周(2学分),认识实习、生产实习、毕业实习7周(7学分),毕业设计(论文)16周(16学分)。此外,还专门设置课外实践5学分,安排学生从事暑假社会实践、公益劳动等课外实践活动。除学校安排的实践活动外,土木工程专业结合专业特点,组织学生参加省土木建筑学会举办的优秀毕业设计大赛,并举办大学生创新性实验计划等活动,加深学生对所学知识的理解,激发学生对土木工程专业的学习兴趣。实践环节是培养学生工程应用能力和创新精神的重要途径,根据土木工程学科和专业特点,利用西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室、土木工程实验中心、岩土工程省级实验教学示范中心、校内岩土工程训练中心以及校外实践教学基地,搭建了土木工程专业实践教学平台。培养体系采用室内实验、校内实训、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、科研活动、学科竞赛等“多层次”的实践环节培养学生的实践能力,形成“一体化”的实践教学体系。
“设计型”题目和“科研型”项目结合的课程设计教学改革
在改革与实践过程中,根据土木工程专业4个不同的特色方向,探索了“设计型”题目和“科研型”题目在课程设计中的应用,编制了建筑工程方向“钢结构”与“钢筋混凝土整体式肋梁楼盖”课程设计、岩土工程方向“基础工程”与“隧道工程”课程设计、道路与桥梁工程方向“钢筋混凝土简支T型梁”与“等截面悬链线砼箱形无铰板拱桥”课程设计任务书与考核标准。地下工程方向延续了矿井建设专业的教学内容,编制了矿井建设中的”建井工程结构立井井架”课程设计任务书与考核标准。
基于全面质量管理(TQC)理论的毕业设计教学改革
基于全面质量管理(TQC)理论,开展毕业设计的全过程质量控制,在本科毕业设计环节中,分别采用了指导教师双向遴选制度、设计题目多样化、严格的开题报告制度以及多环节答辩制度,同时说明书和绘图采用手写与打印相结合形式,达到了管理的制度化,避免了管理中的随意性;同时发挥岩土工程、地下工程两个优势学科科研实力强的特点,在优秀本科生中选取重要科研课题中的问题作为本科毕业论文选题的做法提高了学生的科研能力,扩大了我校社会影响,提高了就业率。毕业设计选题多样化,真正实现“真刀真枪”做设计。同时要求毕业设计必须有电算内容,配备了各专业方向的电算教学软件,保证了毕业设计既有电算又有手算的特点,提高了学生专业软件的应用能力。编辑出版了《土木工程专业毕业设计指导丛书》。制定了土木工程专业毕业设计指导教师遴选标准、开提报告撰写标准、答辩基本规程、撰写标准、质量监控评价标准、评分标准、二次答辩基本规程等一系列毕业设计管理文件。
“多渠道一体化”的学生创新精神培养体系
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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