土木工程基本概念实用13篇

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2.泡沫混凝土浇筑实验设计

土木工程材料成型实验课教学过程中,通过授课教师的国家星火计划项目“农作物废弃物新型保温建材制备技术集成与示范”,参与现场施工环节可以让学生明确泡沫混凝土浇筑、养护与普通混凝土有何不同,分别注意哪些问题,具体涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知识。比如,在测定泡沫混凝土立方体抗压强度的标准值时,标准试块的制作、养护、龄期、加载方式,泡沫混凝土的导热系数与强度之间的关系,以及减少泡沫混凝土收缩开裂的措施等。与此同时,可要求学生查阅有关保温材料施工技术的文献,以拓展知识面。

3.钢筋的加载实验

在钢筋教学实验中,可以采用逐级加载方式,对钢筋施加荷载,指导学生如何使得钢筋强化。首先未加荷载的钢筋进行试验,学生从中了解了钢筋在拉伸过程中经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段四个阶段,然后要求学生把一根钢筋拉伸到强化阶段的任何点后卸载,再对此钢筋进行拉伸试验,学生可以发现钢筋的屈服点提高了。那么在实际工程中采用这种工艺会起到何种效果?通过现场实验学生了解了钢筋强化的过程及作用。另外,根据项目研究需要,为了提高钢筋防锈能力,是在钢筋强化前做防锈措施,还是在钢筋强化后做防锈措施?把这些问题作为课后大作业,使学生进行充分讨论。在探讨的基础上,授课教师对各种结果进行分析总结,最后确定具体的实验方案。

4.试验结果分析

在进行实验课程教学改革后,学生研究性试验结束,授课教师指导学生对实验结果进行数据处理。分析结果对比《土木工程材料》教材的课堂教学的基本理论,从而可以进一步改革实验教学内容,对实验结果与实验数据进行不同侧面深入分析,比较各自的结果。通过分析比较可以提高学生对土木工程材料理解程度。

二、实践过程中必须结合土木工程材料课程实验教学

将工程实践科研活动融入到土木工程材料实验教学,必须做到以下几点。

(一)学生参与科研项目与土木工程材料实验课程要匹配

学生参与科研项目必须与土木工程材料实验教学相匹配,二者要有机结合,只有在相应实验课程的基础上,融入相关的工程实践科研活动,才能促使学生去沉下心思考问题。授课教师指导学生查阅相关资料,探索解决问题的方法,通过这一系列培养,学生的科研能力、实践能力和创新能力会有大幅度提高。通过实践,我们认为土木工程材料课程的培养模式,必须强调学生实践能力的培养,而实践能力不仅需要学生掌握土木工程材料的理论知识,而且更重要的是学生利用所学的土木工程材料理论知识在实践过程中善于发现新的材料和新工艺。为了达到这一目标,授课教师在制订课程培养方案时,相应缩短课程基础理论课时,适当增加实践教学环节课时,更重要的是要在实践过程中注重授人以“渔”,注重授于学生解决工程实际问题的能力,指导学生自我更新知识的能力。

(二)学生参与的科研任务要与学生的能力相匹配

学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配,所布置的科研实验不要使学生感到难度较大,无从入手,这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的。将工程实践科研项目融入到土木工程材料实验课程,授课教师在课外花更多精力进行指导,并提供试验的场所和实验条件,使学生从中受益。反之,如果授课教师所布置的科研实验难度不大,就会使学生错误地认为科研实验并不复杂,从而失去对科研实验的兴趣。因此,授课教师在制定土木工程材料实验课的教学计划时,必须注意科研实验难度的合理安排。土木工程材料课程的教学计划改革主要是强调学生实践能力的培养,但并不是弱化基本概念的学习。目标是强化学生实践能力的培养,在增加实践环节的同时适当地压缩了课堂教学时间,但基本概念教学内容不减少。在土木工程材料课程教学计划制定的同时,兼顾基础理论课时和实践训练的教学课时,将理论教学与科研实验互相融合、互相补充。为了达到这一目标,项目组将实践教学课时从原先的30%提高到50%,课程考核实验实践占50%,期末考试50%。

(三)学生参与的科研活动要合理组织

教学与科研的性质毕竟不同,有时二者之间会有冲突,授课教师就要根据教学内容,合理地安排相应的科研实验,使教学内容与工程实践科研活动相协调,使学生参与到教师的科研实验中来,以促进学生掌握课堂知识,并形成学生在掌握课堂知识的同时又提出新的科研实验的良性循环。土木工程材料课程所培养的学生是面向各类设计院、施工企业、监理企业、建筑材料制造企业、造价咨询企业,其必须具备解决工程实际问题的能力。本专业学生毕业后在从事道路、桥梁及建筑工程的设计、施工、监理及检测过程中,必须具备土木工程材料基础知识及工程实践能力,因此,制定土木工程材料课程教学计划时,应着重从培养学生运用理论知识解决实际问题的能力出发,使学生毕业后能尽快地适应企业的生产和施工节奏。为了达到这一目标,授课教师在讲解基本概念时结合工程实例,并辅以教师的科研成果,如有一年轻教师应用“钢筋在环境———应力耦合作用下的锈蚀特征及演化规律(51008276)”国家自然科学基金项目把钢筋与混凝土二个实验合一起,指导学生在实验过程中了解钢筋在锈蚀过程中对钢筋混凝土性能的影响,钢筋在锈蚀后受力截面减小、混凝土锈涨开裂,导致钢筋和混凝土力学性能下降,从而把混凝土和钢筋二种材料串在一起,让学生能更深入地理解课堂理论与概念,而在教学过程中,年轻教师也由此积累教学经验。

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摘要:从应用型本科人才培养目标出发,考虑生源实际情况,结合《高等学校土木工程本科指导性专业规范》中对力学系列课程知识点的需求,提出了独立学院土木工程专业基础力学课程及教材建设的意义和方法,建议在教学中加入工程力学应用方面的具体内容,为培养应用型人才提供更好的课程平台。

关键词:基础力学;课程建设;教材建设;独立学院;土木工程专业

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0055-03 一、独立学院办学定位及特色专业建设需求

独立学院是由国家机构以外的社会组织或个人出资举办的本科学历教育高等学校。自2008年教育部关于《独立学院设置与管理办法》[1]出台以后,独立学院发展迅速,规模效应已经形成。独立学院办学主要定位于应用型本科人才的培养,专业设置以市场为导向,服务地方经济。因此,在西部大开发的形势下,重庆大学城市科技学院土木工程专业成为学院的特色专业之一,为地方建设培养亟需的应用型专业人才。

土木工程专业学习的重要基础课程是力学课程,力学课程是学习后续专业课程的基础,也是学生今后参加建设工作必须掌握的专业基础知识。学生无论就业于设计单位还是施工单位,力学知识必不可少,即使是在施工单位,也会碰到诸如塔吊或脚手架的强度和稳定性、模板强度等施工力学问题。因此,独立学院土木工程专业中,基础力学课程是基础课程建设的重点。

二、独立学院基础力学课程建设和教材建设现状

课程建设水平高低直接影响学校教育教学质量,课程建设的重点是教学内容改革、教材建设和师资队伍建设,其中,教材建设是重点之一。独立学院依托于母体学校,实行相对独立的运作模式,资源共享。大多数独立学院在依托母体学校办学的过程中,课程建设基本应用母体学校的建设成果,即课程设置和教材使用等都与母体学校基本一致,这是独立学院课程建设和教材建设的一大弊端。目前独立学院招收的学生入学成绩等状况不如母体学校,培养定位也与母体学校有较大差别,属于培养应用型本科层次。土木工程专业的学生就业方向基本是到基层建设单位从事施工、监理等技术工作。而能够举办独立学院的母体学校大多是211、985学校,属于研究型学校,同类课程所用教材对于独立学院的学生来说,理论教学内容偏多偏难,实践性严重不足,针对性不强,对培养应用型人才的教学也极为不利。独立学院的培养方向又有别于高职高专,属于本科层次,不应定位在仅仅培养动手操作的能力层面。因此,针对独立学院本科学生的课程和教材改革,已经提到议事日程。

三、独立学院基础力学课程建设和教材编写定位

课程建设和教材编写定位应符合学院的培养目标。独立学院的培养目标是服务地方、服务基层,培养为地方经济服务的应用型人才。一般而言,课程内容设置和教材内容改革应该针对学院的培养目标,保证够用、适用、好用。

力学课程对于工科学生,特别是土木工程专业的学生,是很重要的专业基础课程。土木工程专业的学生在大学期间学习的力学课程有理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学、弹性力学等。基础力学课程则包括理论力学和材料力学课程。因此,文章的讨论主要针对理论力学和材料力学这两门基础力学的课程内容改革和教材编写定位进行讨论。

理论力学[2]和材料力学[3]是土木工程专业学生必修的基础力学课程,通过课程的学习,构筑工程技术力学知识基础,建立物体运动与受力状态的关系,掌握质点、质点系和刚体的平衡,机械运动及动力学问题的基本规律及其研究方法,使学生明确杆件强度、刚度和稳定性问题的基本概念,掌握构件的基本变形及其应力应变的求解方法。通过力学课程的学习,使学生掌握相应的理论知识,并具有比较熟练的力学计算能力,培养学生的力学素质和定性、定量分析能力,以及分析解决某些实际工程问题中的力学问题能力。通过力学实验课程,掌握测定金属材料性质的基本知识、基本技能和基本方法,了解实验应力的基本概念并初步掌握验证材料力学理论公式的方法,培养学生初步的实验能力,为学生学习相关专业课程及进行结构设计奠定良好基础。通过力学课程的学习,为一系列后续专业课程,如钢筋混凝土结构、钢结构、建筑施工等课程打下必要的基础,也可为学生在今后工作中解决所碰到的力学问题提供理论依据。因此,独立学院的学生,必须掌握基础力学的基本知识和基本概念。

2010年,土木工程专业指导委员会就土木工程专业中各知识点的需求和各个知识点的学时建议,颁布了《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[4],对力学系列课程知识点的需求提出了指导性的意见。但是,该规范所给出的只是对本科院校土木工程专业所需知识点的最低需求,并没有明确各类高校的最低知识点的理论深度及其应用要求。

遵照规范建议,结合独立学院的教学实际,基础力学课程建设和教材建设的定位应为“紧扣最新规范,体现区域特色,强调工程实践,服务人才培养”。在课程建设和教材建设中,教学内容的设置和教材内容的改革都应该符合规范中对各门课程的基本要求,紧密结合独立学院应用型人才培养目标,理论上高于高职学院,实践上强于重点本科母体学校。力学课程教学内容和教材内容应在保证理论知识体系的基础上,加入力学知识在实际中应用的工程实例,以便学生在掌握力学理论课程的同时,了解力学在工程中的实际应用,同时培养学生应用力学知识和原理解决工程实际中的力学问题的能力,以使学生在今后专业课程学习和工作中,力学知识够用,并且会用。在教学内容设置和教材内容的改革中,还应该加入最新科技发展的新知识,以培养学生的创新能力。

四、基础力学课程内容和教材编写内容选取

按照《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[3]中对力学系列课程知识点的需求,笔者认为独立学院基础力学课程内容和教材内容的设置应该满足规范中的最低要求,各知识点有所侧重,并在各知识点的理论介绍后,加入大量力学在工程中的应用实例。由于具体的各个知识点在《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[3] 中已经列出,笔者只讨论基础力学课程各个知识点理论的基本讲解深度和工程实际问题在基础力学教学中的应用。

在理论力学课程中,静力学部分应为课程的重点,理论上由浅入深、循序渐进,课程设置在讲解力学基本原理和基本概念之后,由平面力系到空间力系进行分析,理论上重视力学基本原理和基本概念、力系的简化和平衡理论。在平面力系的简化和平衡分析中,加入预制板、梁、柱子等预制构件吊装时的吊点位置,起重机的倾覆稳定性问题,脚手架的静力平衡问题,以及多跨梁、刚架、桁架等多种结构的平衡问题,约束反力的求解等工程实际力学分析问题。这部分需要学生透彻掌握相关理论,熟悉各种结构,包括物体系统的约束反力分析和计算,以便为后续的材料力学课程和结构力学课程学习奠定一定的基础。

材料力学课程重点为5种基本变形概念,内力和变形分析,强度、刚度和压杆稳定理论。要求学生熟练掌握基本变形和内力的分析与求解,在此基础上,再针对理论力学课程中所涉及的相同工程问题,讨论起吊构件的内力和变形条件,构件截面上的最大弯矩最小时,相应的变形最小,考虑吊装时构件的材料特征,以便安全起吊。在讨论压杆稳定问题时,结合起重机械如塔机的杆件稳定性问题分析,讨论塔机在达到其自由高度继续向上顶升接高时,如何增强其稳定系数保持起重能力,避免失稳,以及塔机构件的压杆稳定等工程实际问题。在讲解内力和变形的基本概念后,加入多跨梁、刚架、桁架等具体工程问题的内力和变形分析。在讲解强度理论后,分析上述工程实例的强度问题。所有这些实际工程问题以例题和习题的形式加入教材中,使学生在学习理论的同时,学会理论知识在工程中的应用。

由于现代科技的发展和对结构抵御地震、风灾能力的重视,理论力学的运动学和动力学部分的基本内容的掌握也是必须的。即使独立学院学生今后主要从事工程一线的工作, 也会在建筑机械的使用中碰到建筑机械的力学问题;因此,运动学和动力学部分的教学内容和教材内容,保留《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[4]中对这部分知识点的最低要求,针对学生特点,在复合运动速度和加速度合成定理的推导中,采用物理意义更为明确、直观的几何法进行推导,与985、211大学在这门课程教学中采用解析法推导相区别,避免了复杂的数学推导。在动力学中,重点为三大普适定理及其综合应用,以及达朗贝尔原理的掌握。

随着经济和科技水平的迅猛发展,土木工程建设也迎来了发展的好时期和好机遇, 结构形式越来越复杂,施工方法和技术也越加先进。北京奥运场馆、浦东国际机场、上海金茂大厦、国家大剧院、深圳帝王大厦,美国的亚特兰大索穹顶、英国的千年穹顶和石油大厦、澳大利亚的天空穹顶等建筑,无一不体现结构的复杂性和施工的难度。结构每一阶段的施工过程,都伴随着边界约束的变化、构件的增删、温度的变化以及预应力结构的预应力动态施加等变化。施工中的滑轮力学和拆撑时的力学分析问题,都需要现场工程师去面对。因此,在基础力学的基本理论和实际工程应用学习的基础上,加入滑轮力学、施工过程的时变力学、施工过程中的应力应变监测等最新施工力学分析成果的介绍,有助于培养学生的创新能力和今后处理实际工程中复杂问题的能力。

五、结语

独立学院土木工程专业基础力学的课程建设和教材建设有别于母体学校和高职高专学校,从培养应用型本科人才的培养目标出发,考虑生源实际情况,结合《高等学校土木工程本科指导性专业规范》[3]中对力学系列课程知识点的需求,对独立学院土木工程专业基础力学课程及教材建设提出建议,倡导在教学内容和教材中加入工程应用方面的力学知识,为培养应用型人才提供更好的课程平台。

参考文献:

[1] 教育部令第26号.独立学院设置与管理办法[Z].2008.

[2] 肖明葵.理论力学[M].北京:机械工业出版社,2007.

[3] 刘德华.材料力学[M].重庆:重庆大学出版社,2010.

[4] 土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[S].北京:中国建筑工业出版社,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、强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备,学习地质罗盘等地质考察工具的使用,同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石,还要学习地质图的填图和阅读等。

3、强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。

二、当前土木工程地质教学存在的问题

通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:

1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。

2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。

3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。

4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。

三、土木工程地质教学改革措施

为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:

1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。

2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。

3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。

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作者简介:曾祥蓉(1970-),女,后勤工程学院军事土木工程系副教授,硕士,主要从事结构工程教学及建筑物鉴定与加固研究,(E-mail)。

摘要:在混凝土结构设计原理课程教学中,通过加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实和将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践,即“五加强”、“三引入”,能有效提高混凝土结构设计原理课程教学质量,培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。

关键词:教学实践;教学质量;工程案例;土木工程专业

中图分类号:TV3-4;G423.07 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0109-03 混凝土结构设计原理是土木工程专业基础课的一门重要必修课程,起着为学生后续的专业课学习、毕业设计以及毕业后从事混凝土结构设计、科研、施工等工作打下必要基础的作用,该课程在土木工程专业教学中具有重要的地位。混凝土结构设计原理课程有以下一些特点:一是该课程内容涉及两种建筑材料:钢筋和混凝土,它们的物理力学性能完全不同,钢筋是单一、弹性、匀质、连续的材料,混凝土是非均匀、非线性的材料,钢筋混凝土构件的受力过程较复杂。二是混凝土结构设计原理课程涉及受弯、受压、受拉、受扭构件的设计,无论是材料强度等级的选择,还是截面尺寸的确定以及钢筋的配置,其答案都不是唯一的,这与数学、力学等课程有着很大的区别。三是混凝土结构设计原理课程研究各种构件的性能、截面设计及构造措施,其理论大多建立在试验研究的基础上,并需要借助工程实践来验证。因此,混凝土结构设计原理课程教学内容具有概念多、假定多、公式多、系数多、构造多的特点。这些特点给学生学习该课程带来了一定的难度。笔者多年从事混凝土结构设计原理课程的教学,对如何提高该课程教学质量进行了一定的探索。在教学实践中,通过加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实和将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践,即“五加强”、“三引入”,有效地提高了学生的科研能力、实践能力和创新能力。

一、加强对基本概念的理解

混凝土结构设计原理课程教学应重视学生对结构理论基本概念的理解,比如徐变、塑性铰等。只有正确理解了概念,才能灵活运用基本理论。而公式大多是在试验和基本假定的基础上建立起来的,并且公式的计算可以借助计算机软件进行电算。因此在教学过程中不要拘泥于精确的公式推导和计算结果,但一定要让学生把公式中的每个系数理解清楚,并要求学生学会手算,而不能依赖计算机,以加强学生对基本概念的理解。

二、加强对设计规范的学习

混凝土结构设计原理课程涉及的主要规范是《混凝土结构设计规范》。笔者在教学工作中先后经历了该规范的三次调整,使用了该规范的GB50010-1989、GB50010-2002和GB50010-2010三种版本。每一次新规范的颁布,都迫切要求有关的工程技术人员、教师和学生学习掌握新规范。作为教师,尤其要尽可能地将新规范融入混凝土结构设计原理课程教学实践中,要加强学生对规范条文的学习和理解,特别是修订部分的内容,最好能让学生理解其修订内容的科研或工程背景,以便学生更好地掌握。只有这样,学生才能了解混凝土结构的发展状况与方向,及时更新知识。如:新版《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)其中一处变化就是采用高强度高性能的材料HPB300级光圆钢筋取代HPB235级光圆钢筋[1]。

三、加强对构造措施的掌握

构造措施与精确计算,对混凝土结构而言是同等重要的,不能重计算而轻构造。混凝土结构设计原理课程涉及许多构造措施,比如:混凝土的最小保护层厚度;钢筋的锚固长度、搭接长度及延伸长度;钢筋间的净距或间距;受力钢筋的最小配筋率;箍筋的最小直径及最大间距;箍筋的最小配筋率等等。如果一根简支梁,通过计算确定了其受拉区需要钢筋的面积,但忽视其钢筋净距必须满足一定尺寸的构造要求,而直接选择直径小、根数却较多的钢筋,导致相邻两根钢筋紧密排列,这样势必造成钢筋表面没有混凝土或者混凝土保护层厚度不足,钢筋与混凝土之间缺少足够粘结力,那么它们就不能形成整体而共同工作。

四、加强对重点章节的讲解

在人才培养计划的多次调整过程中,混凝土结构设计原理课程的课时都有所减少,而该课程的教学内容却非常多,因此教师的课堂讲解不可能对教材上的每一章节面面俱到,而应该重点章节重点讲解,非重点章节作一般讲解甚至不讲解而安排学生自学,学生有不清楚的,教师可以作补充讲解和答疑。比如:在四大构件里面,受弯构件、受压构件比受拉构件、受扭构件重要,因此有关受弯构件、受压构件内容应作重点讲解(课时分别为22学时和16学时),而对受拉构件和受扭构件作一般讲解(课时分别为2学时和4学时)。又比如:受弯构件中正截面和斜截面承载力的计算两部分比较而言,前者涉及的基本概念多,所以应重点讲解,需要14学时,而后者只需要8学时即可。教材上有些知识点是难点但本身却不是重点,这部分内容可不作讲解,比如变角度空间桁架模型。只有这样抓重点抓核心,才能节约更多的时间来讲重点要点,以达到更好的教学效果。

五、加强实践环节的落实

实践性教学环节是土木工程专业教学的重要组成部分,是提高专业人才创新能力、动手能力和专业素质的关键途径与手段[2]。在混凝土结构设计原理课程教学中,过去一般比较重理论轻实践,使得培养出来的学生实践能力较弱。要改变这一现象,首先要求教师要加强实践,在实践中获取经验,并把过硬的实践知识传给学生;同时也要求学生在学习中将理论知识与实践相结合,并通过实践,将理论知识理解得更加透彻。

土木工程专业教学实践环节主要包括课程实验、课程设计和课外训练等[3]。教学中,笔者主要从以下几方面加强实践环节的落实。

1.将实体模型引入教学实践

为增强学生对土木工程结构的空间想象力,笔者所在的教研室建立了比较系统的土木工程专业系列课程教学实体模型室。模型室配置有包括混凝土结构、道路与桥梁工程结构、地下工程结构在内的各种结构教学模型40套(组)。其中混凝土结构有梁、柱、楼盖等模型(见图1),梁模型又有简支梁、连续梁、悬臂梁、矩形梁、T形梁几种。将实体模型引入课程教学实践,其目的是模拟“施工现场”,将“工程搬进课堂”,增强学生的感性认识,提高学生对土木工程体系概念的整体思维能力和空间想象力,从而大大提高课堂教学效率和效果。

图1 楼盖模型

2.将工程案例引入教学实践

工程案例即是产生于实际工程的典型事例。将工程案例引入教学,就是根据教学内容和教学目的的需要,在教学过程中围绕一个或几个实际工程问题展开描述、分析与讨论,用以提高学生分析问题和解决问题的能力。将案例引入混凝土结构设计原理课程的教学实践,要求教师不能只是孤立地介绍单个结构或构件的基本理论知识,而应该向学生介绍完整的工程结构,特别是在实际工程中如何解决具体问题。教师在课堂教学中既要介绍“工程案例”或“工程项目”,又要组织学生在学习过程中以实际工程案例为分析研究对象,通过对案例的分析、讨论,引导学生学会收集相关信息,提供和评估备选方案,让学生能身临其境般地了解处于工程项目中的工程师所面临的复杂情况和实际困难,以此训练和提高学生在复杂环境下解决实际工程问题的能力和进行决策的能力。采用案例式教学,不仅可以活跃课堂学习气氛,而且有利于培养学生的空间想象力,也有利于学生将理论知识融入实践,培养学生的创造能力。当然,采用案例式教学,有两点值得注意,一要完成工程案例的编制,形成案例库;二要根据理论教学内容和教学进度对工程案例的素材进行编排、加工处理,使之符合课堂教学规律与特点。

3.将科研活动引入教学实践

笔者承担的重庆市科技攻关项目:“预应力碳纤维布加固连续受弯构件的应用技术及示范”,主要是对连续受弯构件进行加固研究。为方便研究试件的制作,连续受弯构件采用的是两跨连续梁(图2为科研试验现场)。试验梁对钢筋和混凝土两种材料的选择、试验梁的设计制作、试验梁的加载方式、试验结果的分析等,这些研究与混凝土结构设计原理课程内容有关,笔者将上述一系列科研活动引入混凝土结构设计原理课程教学实践。实践表明,在课程教学实践中引入科研活动,以研促教,以研促学,大大提高了学生学习兴趣,激发了学生的求知欲,达到了培养学生的科研能力、实践能力和创新能力的教学目标。

图2 试验现场

综上所述,在混凝土结构设计原理课程教学中,加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实,并将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践,能有效提高混凝土结构设计原理课程教学质量,培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。

参考文献:

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50010—2010混领土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]刘建勇,李友群,刘广静.加强实践性教学培养土木工程专业学生的创新能力[J].高等建筑教育,2008,17(5):107-109.

[3]潘颖.提高混凝土结构原理课程教学质量的思考[J].高等建筑教育,2011,20(4):74-77.

Exploration and practice to improve teaching quality of concrete

structural design principle

ZENG Xiangrong, CHEN Jin, WANG Ping, WANG Wei, ZHANG Lei

篇5

以往的土木工程概论课程教学都是以老师讲解为主,虽然多媒体教学已取代了传统的板书教学,但单纯的幻灯片放映模式,纯理论的讲解,让学生上课极易产生疲劳感,不能很好地带动学生学习的积极性与主动性。针对上述问题,可以从以下几个方面对课程进行设计:

1.实践教学

在理论教学中加入实践课时,将部分认识实习调剂到概论的教学计划中,这样老师可以利用课堂多媒体教学手段展示工程实例的内容,使学生直观感受土木工程的伟大,激发学生课堂学习的积极性;

2.互动式教学

每一堂课都可以创设一些问题,在老师的引领下,由学生来回答,让学生参与到课堂中来;

3.合作教学

对于一些比较简单的的章节,比如,土木工程防灾与减灾,可以让学生主讲,老师补充的方式进行授课,这样通过大量查阅资料,不仅加强了学生的自学意识,也能更好掌握本章知识点,也给学生提供了一次展示自己的机会;

4.视频教学

在课堂中可以放一些视频,比如世界最高建筑迪拜塔修建视频,通过视频,学生不仅可以了解建筑设计、施工、管理等方面的知识,而且可以感受土木工程的伟大,帮助培养期专业意识。

(二)改革考核办法

传统的土木工程概论考试都是以闭卷方式进行,而且大多是对基本概念的考查,这样容易出现学生考前死记硬背的现象,限制了学生的思维,不利于学生的长远发展。结合本校土木工程概论课堂教学,我认为,土木工程概论的考试可以分期中、期末两次进行,期中重点考查学生对概念的掌握情况,期中考试可以采取课堂竞答、当堂计分的方式,在一个轻松愉悦的环境中进行,这样新颖的考试方式可以提高学生学习的积极性,让学生感受到学习的乐趣。期末考试可以采取论文或报告的方式进行,题目可以灵活多样,在课程结束时提交。

二、加强校企合作,建立一支优秀的教学团队

土木工程概论这门课程因其包含的内容比较宽泛,所以对授课教师的专业素养要求相对较高,这就要求我们建立一支优秀的教学团队来共同承担土木工程概论教学,发挥团队的力量与优势。这个教学团队成员可以由学校专业教师及企业资深人士共同组成,学校专业教师可以主讲各自专业方向的内容,企业资深人士实战经验较足,可以安排做一些专业方面的讲座,以此加深学生对土木工程专业的认识。

三、对学生进行职业生涯规划指导

土木工程概论是大一新生入学后接触到的第一门专业课,这之前,学生对土木工程专业的认识并不多,往往在学习过程中出现迷茫,所以在概论这门课程中可以适当地增加对学生职业规划设计的指导,明确自己的学习目标,并尽早规划自己的大学学习及生活。

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“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是教育部为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,实施的一项重大的教育改革试点项目。2010年6月湖南大学成为第一批“卓越计划”实施的试点高校,土木工程专业成为该校实施“卓越计划”的4个本科专业之一。

值得注意的是,土木工程专业在“卓越计划”的建设中,卓有成效地把其培养机制、培养方案、教学计划、课程体系、课程建设、实践环节、师资建设以及管理机制等综合起来,作为一个有机整体,进行系统且有针对性的教改研究,以期使土木工程专业“卓越计划”为土木工程专业综合改革的不断完善提供科学依据。本文以该学院土木工程专业的《水文学》课程改革为例,分析了目前《水文学》课程教学的现状及存在的问题,根据“卓越计划”建设的基本思路,探讨土木工程专业“卓越计划”试点班在《水文学》课程改革中的实践及其在土木工程专业综合改革中的指导示范作用。

一、《水文学》课程教学现状分析

1.一般学生对专业选修课程重视不够。在我国大部分高校,土木工程专业课程任务比较紧张。通过调查发现,大部分土木工程专业的学生对专业选修课程的重视不够,相比而言,学生们更加重视专业核心课程,他们把绝大部分的时间和精力都放在专业核心课程的学习上[1,2]。因此,《水文学》作为土木工程专业针对建筑工程、道路工程、桥梁工程和岩土工程等多个方向的一门专业选修课程,一般学生对《水文学》课程重视不够,学习的积极性也不高。

2.《水文学》课程涉及范围广泛,概念抽象。《水文学》课程授课时数少,但教材涉及范围广泛,教材中的部分内容陈旧且概念抽象不易被学生接受,计算烦琐耗时长、考试死记硬背,等等。种种问题导致学生学习《水文学》课程的兴趣差,学习的积极性低,学习的效果差。

3.《水文学》课程实践环节欠缺。土木工程专业的《水文学》是一门实践应用性很强的课程,课程内容是为涉水土木工程的施工与设计中所遇到的相关水文问题进行分析提供理论依据。但是实际上,《水文学》课程教学形式一般都是以课堂讲授为主,课程实践环节是长期欠缺的,课程内容体系主要针对基本理论,与土木工程实践的联系也不紧密,教学与工程设计存在着较严重的脱节。

二、“卓越计划”试点班的培养方案制订

院土木工程专业根据已有的研究成果,在分析比较国内外知名高校土木工程专业培养方案和教学计划的基础上,结合“卓越计划”的培养目标和要求,制定了湖南大学土木工程专业“卓越计划”试点班的专门培养方案和教学计划,重点培养学生成为卓越土木工程师所需的工程素质――工程实践能力、工程研究能力、工程创新能力和工程综合能力,旨在使学生毕业后能尽快实现角色转换,成为一名“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的卓越工程师。

1.“卓越计划”试点班的教学计划把水文学课程修改为必修课。“卓越计划”试点班的培养方案是遵循保持现行培养方案基本稳定、实现宽口径培养、加强实践环节、加强综合能力培养、突出企业参与的原则。“卓越计划”试点班的教学计划把《水力学(含水文学)》列为专业必修课程,其中与土木工程专业本科生普通班(建筑工程、道路工程、桥梁工程和岩土工程四个专业方向)教学计划相比,在保持水力学课程课时均为32学时的情况下,还增加了16学时的《水文学》课程,这意味着《水文学》课程已由选修课转变为必修课。

2.《水力学》和《水文学》可作为一个有机的整体。虽然《水力学》和《水文学》是两门相互独立的课程,但在理论应用方面却有着非常紧密的关系。一方面,《水文学》不但是桥涵孔径、管道渠道设计的理论基础,而且是水文资料收集和整理的理论依据;另一方面,水文分析与计算的结果是《水力学》实际工程应用中不可或缺的参考依据。因此,《水力学》和《水文学》两门课程相互补充形成一个有机的整体[3]。

3.《水文学》学时偏少。“卓越计划”试点班的培养方案中《水文学》为16学时,相比土木工程专业本科生普通班的32学时来说,减少了一半,这就要求在《水文学》课程组织上,精选授课内容,培养学生的自学能力,做到少而精。教师讲授内容要以《教学大纲》为依据,选择主要的、疑难部分作为重点,力求通过对这些内容的讲解使学生能够做到举一反三,既掌握了基本概念、基本原理,又能满足工程实际需要。

三、改进教学内容

1.精简课程内容,把抽象概念具体化。由于《水文学》课程存在课时少、教学涉及内容广泛、概念抽象不易被接受等问题,因此,改进教学内容的一个重要部分就是精简课程内容,把抽象概念具体化。例如,针对学生前期已经学过的《概率论与数理统计》课程,在《水文学》教学中可以一方面精简概率统计的基本知识,另一方面把水文学概念和统计概念进行比较,例如,累积频率转化为重现期,水文实测系列即为样本。

2.抓住主线,理清概念间的逻辑关系。在《水文学》课程教学安排上,要抓住主线,突出重点内容,理清概念间的逻辑关系,将相对分散的知识单元进行合理整合形成一个有机整体。例如,第一章“绪论”中包括水文现象、水文循环、水量平衡方程、水文现象的特性、研究方法等内容间的逻辑关系。

3.加强和改进实践教学环节。由于《水文学》课程存在实践环节欠缺、教学一直采用课堂讲授等问题,因此,加强课程内容与土木工程实践紧密联系、尽可能使课堂教学结合工程设计等成为《水文学》课堂教学亟待解决的问题。在《水文学》课程教学中,突出水文分析计算的重要地位、扩展其广度和深度、增加分析工程案例等可作为一个重要内容。由于水文计算存在烦琐、耗时长、易出错等弊端,同时目前Excel软件简单易学及其列表、绘图、计算、编程等强大的功能,因此,在《水文学》教学中可采用Excel软件来计算教材中的水文数据。这些都可以激发学生学习《水文学》课程的兴趣,同时,用软件进行课后作业可大大提高学生的学习积极性与主动性,加强学生对课程创新能力和实践能力的培养。

通过土木工程专业“卓越计划”试点班在土木工程专业相关的培养模式、课程建设、实践基地、教学资源及教材建设等方面的改革实践,有力地推动了学院在土木工程专业综合改革中对“卓越工程师”的培养,为造就一批懂理论、会动手、实践能力强的新时代工程师提供了良好的实践平台,这对于培养具有较强工程实践能力和创新能力的“卓越工程师”有着重要的借鉴作用和现实意义。

笔者针对目前《水文学》教学的现状及存在的问题,根据学院对“卓越计划”建设的培养方案,对土木工程专业“卓越计划”试点班的《水文学》教学内容进行了改进实践,提高了对《水文学》课程教学改革的信心。

值得注意的是,土木工程专业“卓越计划”试点班的一些成果对土木工程专业综合改革起到很大的指导示范作用。院土木工程专业决定,2015级土木工程专业本科生普通班教学计划均把《流体力学(含水文学)》列为专业核心课程,这为今后《水文学》教学改革提供了很大的动力,对《水文学》课程教学的健康发展将起着重要的作用。

参考文献:

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一、土木工程投标报价的基本概念

土木工程投标的基本概念,就是指土木工程的投标企业单位,应该能够按照招标企业单位发出的土木工程的总量清单,结合土木工程的施工现场的现实条件,自行制定土木工程施工的技术方案和土木工程施工的组织设计,按招标文件的要求,以企业定额或者参照本区域内的土木工程建设行政主管部门的综合基价及其计价办法、土木工程造价管理机构的市场价格信息编制投标报价,并且土木工程的投标报价由投标企业单位自主确定,不得低于本企业成本。

投标报价应按下列表格的规定编制:一是工程量清单投标报价总表;二是分部工程量清单报价表;三是分项工程量清单报价表; 四是施工技术措施项目费用表;五是施工组织措施项目费用表;六是工程量清单人工、主要材料、设备报价汇总表。

二、土木工程投标报价风险管理的意义

根据我国当前社会主义市场经济体制的改革与发展,当前的市场竞争日趋激烈。如果对于一项工程项目的施工,仅仅是依靠高价中标赢得效益已经成为不现实的一种表现。当前我国土木工程企业迅速的增加,之间的竞争白热化,土木工程企业想要不断地发展和壮大,就必须注重市场开发阶段的投标策略,抓住极有可能变更的项目,提高价格水平,为实施阶段的索赔变更、调价补差工作埋下伏笔。同时,在进行土木工程施工投标过程中要注意,为了有效的保证中标采取提高投标基础价格水平、下调消耗指标的策略是为实施阶段新增项目重新作价奠定良好的基础。经营和技术要紧密配合。在进行土木工程投标报价风险管理的过程中,现实有些专业经营人员不一定懂得技术,自身的专业素质水平也在一定程度上没有达到标准,而且有些搞技术的人也对经营不是很了解,最终导致了土木工程施工技术方案与预算价格脱节,造成了在工程存在着严重的风险,给工程带来了一定程度上的影响。

三、土木工程投标报价风险管理

对于承包商对一项工程进行承包来讲,最关键的环节就是投标的报价。如何才能够有效的对土木工程投标报价风险管理进行控制,尽可能的将土木工程投标报价的风险所带来的影响降到最低,已经成为当前我国土木工程承包商需要重点关注的问题,是对一项土木工程能够成功承包的关键所在。因此,在进行承包的过程中,要对土木工程投标报价风险管理进行深入的研究和分析,能够有效的进行正确的判定。

1、争取主动变更

从土木工程的技术角度上来看,对于一些工程上的变更措施,能够有效的给土木工程中的施工过程带来一定的方便和便捷,并且在质量安全方面也带来了保证,使土木工程施工的进度得到提高,施工的成本降低,在经济效益上得到了提升。

2、被动接受变更

有些变更的设计、业主要求的变更,这些变更可能对承包商不是很有利,但是为了能够在整体面子上顾全大局、不失合作的诚意,承包商就不得不接受这种投标。对于这些的变更,承包商可以通过掌握业主对某些方面的急切心里,在费用补偿上争取得到主动权。

2、做好基础资料

在进行土木工程施工的过程中,会有许多的施工技术,在实施的过程中要根据实际情况采取相应的技术手段,以最小的资金投入来获取最大的利润回报。有些技术手段在当前形势下,在施工规范和施工技术的制约下是必然会发生的资金投入,如果这些资金是土木工程的承包商来承担费用,那么就会给成本增加一定的负担。为了能够有效的降低承包商在这些方面所受到的风险,就需压有效的运用基础资料,将相关风险进行转移。

3、做到凡事有备

在进行土木工程施工的过程中,有的项目虽然在施工中期计量中已经结算,但是由于各种实际问题导致了基础资料的不齐全,计算公式的不统一,或者是施工合同在条款上面有矛盾,这些问题都导致了会被审计部门核减下来。审计部门的主要审计依据就是施工合同和基础资料,因此,在土木工程施工之前在合同的签订上,要严格的按照规章制度办理,并且要加强基础资料的收集和整理,并有效的完善各项手续,在进行工程建设的过程中做到有理有据。

4、降低施工成本

只要在土木工程施工的过程中,能够以最大程度地满足土木工程施工质量的基本要求,能提高土木工程施工的进度、有效的节约成本、对施工建设创造价值和效益,任何新工艺、新技术、施工方法及施工设备都可以采用。

结束语

综上所述,在进行土木工程投标报价风险管理的问题上,是当前我国土木工程行业需要重点考虑的一个问题。土木工程一般都应用在了我国的基础设施的建设之中,基础建设是我国发展的基础,也是记录历史的一个有效的载体。这种建筑是需要经过几十年、上百年的历史洗礼的,不能够因为在进行工程建设的投标报价风险管理中所存在的的问题而影响整体的工程。因此,对于土木工程的投标报价风险管理的研究要提高到一个更深层次的认识上来。在保证了土木工程真正的做到有的放矢的前提条件下,为人们生活水平的健康发展提供现实的需求,为国家的经济效益和社会效益铺垫。参考文献

[1]赵灵燕.浅析我国城市桥梁建设的安全度及耐久性[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011,(08) .

[2]汝连海.对土木建筑结构安全性问题的探讨[J].经营管理者,2011,(03) .

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《混凝土结构设计原理》是一门理论性与实践性并重、综合性强、教学难度较大的课程之一。该课程具有以下特点:(1)前导课程多。学习该课程需要有材料力学、结构力学、建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程。(2)经验性理论内容占有较大的比例。具体表现为经验公式多、基本假定多、规范条款变化多、设计方案不唯一。(3)基本概念和构造要求多,且在不断变化。如混凝土保护层厚度的定义、受弯构件抗剪承载力的计算、最小配筋率的要求等,作者就学及工作以来都经过多次变化。对地质工程专业的本科生来说,往往由于自身缺乏必要的感性认识就更加难于理解。因此,如何在教学中使学生深刻理解最基本的计算理论和设计方法并学以致用,是教学方法的出发点。

1 课程开设的意义

近年来随着国家多方向、通用性、复合型人才培养目标的推广以及就业市场的需要,越来越多的非土木工程专业增设了混凝土结构设计原理课程,如地质工程、工程力学等土木工程边缘学科专业。如对地质工程学生来说,毕业后几乎不可能直接完成一般工业与民用建筑的设计,但会在边坡治理、水利水电、基础工程等领域从事挡土墙、坝基、桩基等方面的设计、施工、监理等工作,仍然需要一定的混凝土结构设计原理的基础知识。对非土木工程专业来说,混凝土结构设计原理课程的教学在介绍基本概念、基本原理的同时更要适应不同专业应用领域的特殊混凝土结构的设计要求。

2 课程教学中存在的问题

结合该校地质工程专业,就其教学中存在的问题进行论述。

2.1 前导课程知识储备不足

对地质工程专业来说,没有开设建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等属于土木工程的专业基础课程,导致在正常教学过程中较多专业基础知识的讲授有一定难度,课程设计绘制的图纸不规范。

2.2 教学时间短

课程安排在大四第一学期,32学时外加1周的课程设计。由于临近毕业,大部分学生将面临就业、考研等现实问题,降低了学生的学习兴趣和有效学习时间。

2.3 所授课程深度掌握尺度不一

混凝土结构设计原理课程一般由土木工程专业教师担任。往往由于授课教师队伍的相对不固定以及教师对地质工程专业的掌握不同,因此对所授内容的删减存在很大主观性,也即简单地把地质工程专业学生视同土木工程专业学生,放宽了一定的教学要求而已。

2.4 理论联系实际少

地质工程专业学生由于没有土木工程方面的认识实习,对建筑工地的现场知识也缺乏了解,反映在作业及课程设计图纸中的截面设计的配筋往往不符合一般结构设计的常识。

2.5 学生缺乏独立思考解决问题的能力

理论课程结束后的课程设计,结合地质工程的专业背景及今后的就业需要,设计内容是钢筋混凝土挡土墙。考虑挡土墙的高度及上部作用荷载的变化,保证学生一人一题,杜绝抄袭。从这几年的指导情况来看,学生们大都在参考范例上直接修改,很少有人进行必要的思考,更不善于通过查阅规范、文献资料来主动解决问题,而是习惯于向老师求助,直接询问来获取答案。

3 教学改革建议

针对上述种种问题,结合其他高校在非土木工程专业混凝土结构设计原理教学中积累的成熟经验,提出以下的改革建议。

3.1 了解授课专业的课程设置及内容

授课前要全面了解学生已修的结构方面有关的内容,了解学生掌握的内容及深度。对地质工程专业的学生来说,由于未修过建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程,教学时就必须补充相关知识,从而使学生建立工程结构的基本概念。课堂讲授时,在例题讲解中多介绍相应的工程背景,便于解决基础知识不足的问题。

3.2 优化教学内容

教在教学上往往将地质工程专业学生与土木工程专业的学生相提并论,但大多数地质工程专业的学生将来不从事传统建筑结构的工程设计,因而如何在教学内容及深度方面掌握得恰到好处,需要教师对地质工程专业的主要学习内容及就业去向都要比较了解,并由此制定出合适的教学目标,合理规划教学内容。针对课程理论教学学时少又配有课程设计的特点,对混凝土材料的力学性能、受弯构件、受压构件等基础且必须的知识重点讲授,而对受拉、受扭构件简单提及即可,这样才能保证在有限学时内完成基本内容的学习。

3.3 丰富教学手段

考虑到地质工程专业课程设置的特点,许多常规的建筑材料、建筑结构试验没法完成,因此学生们学习时对基本概念掌握不清,可以采用多媒体照片、录像的形式进行弥补,不但能使学生产生直接的感官效果,同时又能弥补实践性环节缺乏的问题。同时鼓励学生除课堂学习外,充分利用网络资源,将课程相关的教学要求、教学教案、课件资源共享,延伸了教学内容,丰富了教学形式。另外,在日常教学中注意利用校内的在建工地及投入使用的典型建筑结构作为教学背景,有效地理论联系实际。为了在教学过程中学生能够更深切地将所学理论与工程应用相对应,必要时可以安排学生到周边在建建筑工地进行实地参观学习,使学生了解建筑材料、设计图纸、施工过程等内容,增加学生们的直观认识,提高学生们的学习兴趣,从而达到丰富教学手段、改善学习效果的目的。

3.4 稳定教师队伍

地质工程专业的混凝土结构设计原理课程的教学任务主要由建筑工程系的教师担任,虽然其具备了建筑方向扎实的理论及实践功底,但往往对地质工程领域的混凝土结构不甚熟悉,工程背景较为欠缺,打铁尚需自身硬,因此教师自身需要通过不断的学习积累地质领域的必备知识来丰富教学内容、提高教学水平,这也需要相对稳定的授课队伍来保证。

4 结语

地质工程专业混凝土结构设计原理课程的教学,不能等同于土木工程专业教学内容的简单删减,它需要在不断的教学过程中逐渐建立科学合理、能用够用的知识内容体系,因而需要在稳定授课教师队伍的基础上,逐步探索行之有效的教学手段,来提高学生的学习兴趣,从而培养学生必要的工程应用能力。

参考文献

[1] GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2] 程文玻王铁成,等.混凝土结构设计原理[M].5版.北京:中国建筑工业出版社,2012.

[3] O彗星.非土木工程专业钢筋混凝土结构课程教学探讨[J].山西农业大学学报,2005,4(5):18-19.

[4] 张晓燕,李凤兰,曲福来.混凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育,2011,20(1):79-82.

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1.1 土木工程材料课程的地位与作用

土木工程材料是以高等数学、建筑力学、化学等课程为基础的专业基础课程,同时又与建筑学、建筑结构、建筑施工、建筑工程经济等课程有着密切的联系,所以在整个教学过程中,土木工程材料的教学肩负着使学生具备常用建筑工程材料的基本知识,为在建筑工程实践中具有合理选择与使用建筑工程材料的能力,并为后续课程打下基础的使命[3]。结合我院以培养应用型人才为主要目标的办学方针,要求学生掌握适度专业基础理论知识的同时,具备一定的工程实践能力,为适应未来就业环境和自主创业打下坚实基础。所以,土木工程材料这门课程应兼顾理论知识与实验验证,在教学内容、教学方法和教学手段上改革创新,在此基础上,充分调动学生学习的主观能动性,鼓励学生自主设计实验内容,创新实验方法。

1.2 精心设计课程教学内容,构建理论教学体系

土木工程材料课程内容庞杂,毗邻知识多。如何根据课程特点,组织好教学内容,使主线分明,简洁明了,激发学生对该课程的兴趣,是精选教学内容首先考虑的问题。虽然每一种土木工程材料的性能各异,但相互之间都存在着一定的联系,因此,每堂课所教的内容不是孤立的,前后教学都会有一定的关联,授课时必须考虑内容的过渡与衔接,应与本专业开设的相关课程有机地结合,使教学内容突出重点,点面结合。

1.2.1 突出重点、删繁就简

根据专业性质,确定课程内容和要求,分清主次,哪些是必须讲深讲透的,哪些是适合学生自学的,哪些内容应该删减,哪些内容必须更新;各章讲授时必须抓住“重点”,突破“难点”,系统讲授“基本理论”。精选内容的原则是既要保证学生学到最必需的知识,打好扎实的基础,又要有一定的时间与精力去独立思考、发现问题和解决问题,以利于培养学生的创造能力。同时课程教学内容还要有一定的广度,避免过窄,使教学的对象具有一定的建材知识面。应该突出两个重点,即材料的基本性质与结构材料。材料的基本性质是研究材料具有的共性的问题,通过研究如何充分利用材料的各种性质来满足建筑物各部位的要求,对这部分内容应较详尽讲授材料的微观结构、物理性质与力学性质,不仅要清楚基本概念,还要把这些概念与工程实际紧密结合,为学生分析解决实际问题打下理论基础。结构材料能否正确使用,直接影响建筑物的安全,应围绕当前土木工程中应用最普遍的钢筋混凝土结构、钢结构等方面考虑,把水泥、混凝土及钢材三章列为重点。同时,将土木工程中使用较少的材料、叙述性的部分以及先后课程重叠覆盖部分的内容删减,或安排自学。如木材、装饰材料等。

1.2.2 加强理论

土木工程材料是建立在相关专业学科基础上的综合性学科,就整个土木工程材料课程而言,物理、化学、数学、力学等都是它的基本理论,各类材料又有各自的基本理论。在教学中,可以以材料科学的观点去充实课程的基础理论知识,在重点章节中,应尽可能以基本理论为纲领,覆盖全章内容,深入浅出地阐明问题,为学生认识和掌握材料性质及应用的途径和方法提供必要的基础理论知识。同时,不断提高教师自身的业务素质,完善知识结构,丰富文化底蕴,加快知识更新,储备丰富的有关材料研究和应用的实例,是精选教学内容、提高学生学习兴趣、改善教学效果的必要条件。

1.2.3 追踪前沿

为了使学生更好地掌握基本理论知识,了解学科前沿发展方向,必须深化课程内容设置,精心组织教学内容。在教学中,对当前大量使用的传统材料,要介绍其成熟的理论和实践应用经验;对不断涌现的新材料、新技术和新的研究成果要有选择地及时向学生介绍。首先在课程内容设置上要求新,就是将最新的材料方面的科技信息安排在教学内容中,如近年来高性能混凝土发展迅速,在讲述混凝土这一章时,就应增加高性能混凝土的制备、使用性能及国内外应用高性能混凝土的现状等内容;再如节能建筑使用的保温隔热材料;高等级公路使用的新型路面材料等,以使学生对国内外的材料发展动态有个基本的了解,以保证教学始终追踪学科发展前沿。其次要及时地将教学研究和科研成果引入教学中,让学生了解老师的科研情况及成果,以激发学习兴趣,提高教学效果。第三是注重前后内容的衔接,就是处理好课程内容中基础知识与前沿知识的内在关系;处理好经典理论知识与现论的关系;处理好课程内容的详略安排。在授课时将相关知识理成一条主线:即各种土木工程材料的制备—→各种土木工程材料的组成—→各种土木工程材料的建筑性能—→各种土木工程材料在建筑工程中的实际应用,贯穿始终。采用这条主线编排教学内容,使之章节分明,详略得当,具有系统性。要求学生了解前沿知识,并及时查阅相关资料,掌握其特点,与基础知识联系起来,理解其理论上的发展和应用上的创新,同时要求学生用掌握的专业知识来分析解决相关问题[4]。

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关键词:土木工程专业;结构力学;实验教学;教学改革

中图分类号:g642423文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05013304结构力学课程是土木工程专业力学系列课程中一门非常重要的专业基础课,该课程的教学质量对于实现土木工程专业的“宽口径”,以及培养能力强、素质高的土木工程师人才起着举足轻重的作用。当前,土木工程领域计算机技术的广泛应用拓宽了结构力学的应用领域,同时也对结构力学课程的教学提出了新的、更高的要求。从课程设置来看,并不能因为计算机技术的应用而降低基础力学概念教学所占的比重。从国内外工科专业力学类课程的设置情况来看[1],国内土木工程专业力学类课程学分的比例基本上小于10%,而国外均大于10%,并且目前国际上比较注重学生对“基础知识”的掌握,因此,力学类课程全部为必修课。

从现代科学研究的角度看,应用型基础力学课程应包括理论教学和实验教学两方面,结构力学课程也应如此。但在长期的教学实践中,由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间,这一不确定的定位导致其实验教学部分往往被忽视,而仅专注于课堂理论教学。正是这种忽视,造成了土木工程专业的学生很难从对单根构件受力概念的形象理解,过渡到对整个平面结构直至空间结构受力概念的形象理解,对其后续结构课程的学习及工作实践,乃至进一步的深造产生很大的负面影响。

一、 土木工程专业开设结构力学课程实验的必要性

力学概念是从实践中来的,本科阶段学习的应用力学更是如此。作为一名长期主讲结构力学课程的教师,笔者能够深切地体会到结构力学课程实验在帮助学生理解概念方面的重要意义和作用。以几何组成分析为例,在学习这部分内容时虽然课堂上已经清楚讲解了二元体的概念,但有一部分学生在遇到具体问题时还是不清楚。如图1a)所示,这些学生会将3-5-6当作二元体来对待。究其原因,是没有把“链杆的约束”这个概念搞清楚,如图1b)所示,他们在作几何组成分析时把2-4-6和3-5-6作为刚片,而将1-2和1-3作为链杆。又如图2所示,三个刚片间以三对平行等长链杆连接而成为几何常变体系的情况,很多学生对此根本没有一点感性认识。诸如此类的问题,还出现在对“定向支座可以约束哪些方向的位移、约束反力如何”等等概念的理解上,这都是由于没有提供实验条件让学生亲自动手去“试一试”造成的。在建筑力学的课堂教学中,教师利用自己动手制作的一部分杆件以及连接件,结合课程内容当场做演示实验,或者让部分学生自己来做实验。从课程测试的结果可以看出,学生在这部分内容的出错率有做实验的与未做实验的相比有大幅下降,这充分说明了“动手”的重要性。类似的情况还出现在诸如弯矩图需画在受拉一侧、刚结点处的弯矩平衡、互等定理、影响线、稳定、动力特性分析等,因此,需要通过实验帮助学生形象而深入理解该课程概念部分的知识。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

孙旭峰,陶阳土木工程专业结构力学课程实验的教学实践

图1

图2

土木工程专业所涉及的主要是房屋建筑、桥梁、隧道等结构体系。在理论讲授及实验中如能紧密结合专业特色,对学生学习专业课知识与增加学习兴趣都将起到事半功倍的效果。比如钢筋混凝土结构设计中“强柱弱梁”的概念,柱端先破坏时会形成几何可变体系,而梁先破坏则还是几何不变体系。这个概念一般在钢筋混凝土专业课中讲解,但如果在几何组成分析部分将其列入实验课内容,则会加强学生对专业知识的形象理解。类似的例子还有:单层厂房中的纵、横向支撑体系,顶点位移法计算房屋自振频率,结构抗震中的“鞭端效应”等等。但是在实验设计方面,由于学生此时还没有学习专业课程,所以结构力学实验和之后的专业课实验必须有所区别,不应设置过高的难度,否则将适得其反。

结构

力学研究的对象是结构体系的受力性能,而结构体系的布置是非常灵活的,所以结构力学实验还应该与材料力学实验有所区别。在实验中应以提高学生的动手能力、设计能力为目标,可以自行设计构件、连接支座装置及结构体系。以结构体系为例,不一定要限定为平面杆件体系,而可以结合高层建筑、空间结构(如网架、网壳、索结构、开合结构、折叠结构等)等,通过教师的适当启发,充分发挥学生的自主创新的能力。除完成基本实验外,结构力学实验课程应结合学科竞赛,为学生创造实验条件。

二、 土木工程专业结构力学课程实验教学实践

2010年,笔者所在的扬州大学对土木工程专业进行了课程实验的教学改革,建立了土木工程专业本科系列开放性实验教学平台,将材料力学、结构力学、土木工程材料、土力学、混凝土基本理论等课程的实验整合为土木工程专业基础实验课程,共1.5个学分,48学时(实验时数为学时数乘以2),分三个学期完成,并统一编写了相应的课程教学大纲。实验课程分为基本型、提高型及创新型三个层次,其中基本型实验要求学生在一个设计完整的实验框架下重新验证结果,让学生通过实验来验证所学相关理论推导结论的正确性,从而加深对知识的理解,培养学生的推理能力、分析能力,训练其实验技能;提高型实验内容涉及该课程的综合知识或与该课程相关的知识,对学生的实验技能进行综合训练,培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力,要求学生综合运用两种以上的基本实验方法完成同一个实验,培养学生运用不同的思维方式和不同的实验原理综合分析问题、解决问题的能力,掌握不同的实验方法和实验技能;创新型实验要求学生根据给定的实验目的要求和实验条件,自己设计实验方案,选择实验器材,制定操作程序,学生必须运用自己掌握的知识进行问题分析和探讨,着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。 实验平台中的结构力学实验为新增设的模块,按照实验平台建设要求并参考相关文献[2-4]将几何组成实验、桁架及刚架静内力测定实验作为基本型实验(实验时数5,必选),将刚架稳定实验、静挠度测量实验、影响线绘制实验、结构优化实验、自振频率测定实验作为提高型实验(实验时数2,5选1),将自行加载的模型实验及其他实验作为创新型实验(实验时数2,结合结构模型创新大赛,如获奖还可取得相应的创新学分)。实验课程各模块按五级记分,其中平时成绩(包括实验理论及预习情况)占50%,实验操作及实验报告占50%,课程总成绩以学期为单位按各模块所得成绩的平均值计分。

根据实验平台建设要求,扬州大学与南京航空航天大学合作研制了nhlx-gⅱ型刚架多功能实验装置,如图3所示。该装置由支撑刚架、定位板、支座、加载系统、加载杆等组成,可根据需要很方便地将支座更换为固定支座、铰支座及定向支座等,可自由设置加载点位置,不仅可以完成刚架静内力测定实验,还可完成挠曲线测定、影响线绘制等实验。在实验中由学生自己粘贴应变片以及完成接线,以提高学生的实验技能。在自主编写的实验报告中,除要求分析产生误差的原因,还要求学生将实验结果与结构力学求解器的求解结果进行对比分析,培养其科研思维能力,如:“计算中是否考虑剪切变形及轴向变形有什么影响?”、“考虑支座的实际尺寸时计算简图中计算长度的取值对结果有什么影响?应如何取值?”、“计算中是否考虑支座的实际弹性刚度对结果有什么影响?”等等。对这些问题的分析解答都是课堂理论教学所无法完成的。

图3nhlx-gⅱ型刚架实验装置

在创新型实验部分,学校将结构力学实验与结构创新竞赛(包括校内和校外竞赛活动)相结合,引导学生进行自主学习,如三维空间体系的几何组成分析及内力计算、简单有限元软件的应用(如sap2000)等等。图4所示为学校举办结构模型制作及加载试验比赛的场景,其中左图为静力加载,右图为单向振动台试验。对于这些实验,学生们参与的热情非常高,达到了在趣味中感受结构力学的魅力,在趣味中提升对结构整体受力的感性认识的教学目的。

图4结构模型制作加载试验比赛

扬州大学自2010年课程实验改革以来,结构力学实验模块的教学已在两届学生中得以实施。在课堂理论教学中可以明显感到学生对结构力学学习兴趣的增强,如课堂注意力较集中、课间课后提问较活跃等等。此

外,与实验改革实施以前的两届学生(以每届两个教学班为单位)相比,几何组成部分的卷面平均出错率从19.3%下降为5.6%,做刚架弯矩图时结点平衡概念的出错率也大为降低,这从一个侧面反映了结构力学课程实验的教学成果。此外,学生还在各类结构创新大赛中屡获佳绩;以“减小支座弯矩”为概念的“抗震楼梯”设计还申报了国家专利,初步展现了创新型结构力学实验教学的成果。

三、 结语

学校土木工程专业本科系列实验教学平台的专项建设,推动了结构力学实验课程教学质量的提升。结构力学课程实验的教学实践成果主要体现在以下几方面。

(1)实验教学打破了结构力学课程课堂理论教学一统天下的局面,让学生能真正参与课程教学互动,帮助学生学会独立思考,并能灵活应用所学知识,与课堂理论教学形成良性互动。

(2)改革前后学生成绩的对比,客观上显示了基础型和提高型实验在促进学生对课程基本概念的形象理解、基本技能和动手能力的提升方面的重要作用。

(3)创新型实验的设置,激发了学生的创造性和自主学习的能力,增强了学生对专业的感性认识和学习兴趣,取得了较好的实践成果。

参考文献:

[1] 黄再兴,胡海岩.国内外大学工科专业力学课程设置情况对比[j].力学与实践,2003,1:44-46.

[2] 刘礼华,等.以基本内容为核心创建结构力学实验体系[j].理工高教研究,2007,26(1):116-117.

[3] 张乃群,等.分层次开放性实验教学模式探索[j].南阳师范学院学报, 2009,8(6):105-108.

[4] 申静波,等.初探开放性实验对学生能力的培养[j].高校实验室工作研究, 2008,95(1):56-57.

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

继续教育学院的前身为成人教育学院,是各大学里设置的专门从事成人教育、短期培训等学历教育与非学历教育的二级教学单位。继续教育是面向学校教育之后所有社会成员特别是成人的教育活动,是终身学习体系的重要组成部分[1]。成人教育有其群体特殊性,交流中发现,好多学员对目前的教学体系提出了抱怨:想学的没学到,不想学的或者没有应用价值的常规概念却一直在重复。土木工程材料是土木工程专业的一门专业基础课,学员受众面广。课程教学内容设置、教学方法的选择及考核形式对教学效果和学员的学习积极性有着重要的影响。基于此,笔者对该课程的教学改革提出了自己的观点。

一、土木工程材料课程的特点

土木工程材料对于不同的专业方向有不同的掌握要求,其突出特点是实践性强。通常,土木工程材料课程包括理论教学和实验两部分:理论教学着重于使学生了解材料的基本性质、专业术语和基本概念;实验教学主要是通过试验让学生学会材料性能的测试方法及实验方案设计,为学生从事材料检测及新材料研发工作奠定基础。实验部分与理论知识相互呼应,“理论与实践相结合,知识与能力相结合”,才能取得良好的教学效果[2]。

二、改进土木工程材料教学的措施

(一)精选教学内容

以建筑方向为例,目前所用《土木工程材料》教材通常十五章左右,内容主要有[3]:材料的基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料、墙体材料、沥青与沥青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、装饰材料和绝热、吸声材料等。如果每个章节都有所涉及,讲完整本教材至少需要60个学时。但继续教育学院的课程安排通常仅为30个学时,甚至更少。既要保证教学质量又想面面俱到显然是不可能的。交流中获知,任课教师在制定教学大纲时通常出现两种情况:一种是讲授范围比较宽泛,基本每章都有涉及,但讲授内容较浅显,有的章节仅停留在相关概念的认识上;另一种是压缩讲授范围,通常只讲教材的前半部分,授课相对深入。两种做法各有优劣,前者能够开阔学生视野,后者能够深入学习相关知识。基于学员群体实际情况,个人认为后者更具实际意义。如前所述,继续教育学员为成人群体,都是基于职称或专业技术需要等原因来校接受再教育。想通过继续教育提高学历获取职称的占绝大部分(90%以上)。该部分人群本就抱着混学位的思想来上课的,想通过课程授课让其专业领域开拓视野基本上等于痴人说梦。如果将授课范围压缩,授课中能够引入该群体工作中所面临的常见问题展开,无疑将极大地提高他们的学习热情,收到良好的教学效果和较高的教学评价。以2014年某班级为例,参与本课程学习的共有17人。开学之初,调查发现17位学员中有11人在土建行业一线从事专业工作,其余6人与土木专业根本不相干。了解学员情况后根据土建专业11人的专业背景,在教学中将材料的基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料列为教学重点,累计占用26学时(其中24学时为教材理论知识讲授,2学时用于讲授施工方案的撰写),其余章节占4学时,制订教学计划。教学中根据本人现场经验及学员工作中遇到的实际问题进行理论还原,极大地提高了学员的学习热情。相比据学员背景划分教学重点,教材改革更是值得探索的一项根本措施。教师应积极着手教材建设,根据专业方向合理选择统编教材和自编教材,跟踪最新工程技术、施工工艺及材料发展趋势,定期不定期地更新教材。教材还应以增加学生的学习兴趣和自主学习能力的培养为出发点,做到主次分明、突出重点、简明适用[4]。针对继续教育学员这一特殊群体,本人认为“土木工程材料”课程的教材改革还应做到实用至上,教材中应大量引入工程实例。

(二)运用多样化的教学手段

教学手段应用是否得当将直接影响教学效果和学生的学习兴趣。近些年,随着多媒体技术的发展和完善,大多数教师都采用多媒体教学,尤其是那些内容多、课时短的课程,多媒体教学更是备受青睐。多媒体教学确实有许多优点:运用动画使教学内容更生动形象、声图并茂,可提高学生注意力;尤其针对一些较泛、较杂的学科,可以链接更多的信息。但多媒体教学的弊端也是同样显著存在:演示代替了互动,课件“统治”了课堂,教师往往将更多的精力放在课件上,使师生难以进行情感交流;打消了教师备课的主动性和积极性,有些教师因此消极备课,认为讲课就是对着课件念,反正不会出现“挂在黑板上”的现象。这无疑将从根本上降低教学效果。目前,公认效果最好的教学手段为板书和多媒体相结合。因为它既克服了板书教学的枯燥和死板,又克服了多媒体信息量过大、学生不能及时跟进课程进度的缺点[5]。然而实践表明,采用这些教学技巧应对继续教育人员还是不够的。因为他们只关注授课内容的实用性和与其工作的相关性,除采用上述教学手段之外学员更倾向于将部分授课内容搬至现场或者实验室,即他们对现场教学更感兴趣。这就要求授课教师在上课之前了解学生的专业背景和工作情况,制订教学计划时针对性地将部分课时设置成实验课时或现场教学。这是完全能够实现的:比如,混凝土章节可取3—4学时根据学员情况可联系拌合站或施工现场或实验室进行试配,根据材料学原理解决试配过程中存在的问题并进行工作性测试与评价,而不是照本宣科。

(三)改革考核办法

同多数课程一样,目前该课程考核仍采用闭卷笔试的方式进行。这种单一的考核方式历来备受诟病。并不是学生觉得题目太难,而是因为以名词解释、填空、选择、简答、问答为主要题型的试卷闭卷考核方式,与被考核人员的工作能力、工作技能等几乎毫无关系。比如:设定情景进行混凝土配合比设计是本课程常考的重点,计算中如果某个环节出错或者某个公式没有记清楚,将直接影响计算结果,从而大幅影响考试成绩。但实际工程当中,配合比设计是由专业技术人员在规范指导下进行的,根本不存在公式记忆的问题。只要结构服役环境、强度及耐久性设计指标明确根本不会出现考试中无法进行的情况。并且工作中“填空”或“名词解释”的时候又有多少呢?实践是检验教学效果和学习效能的唯一标准。结课考查的目的是加强学生对所学课程的了解、理解、掌握和应用。土木工程材料课程的特殊性要求我们应该注重实用,注重实践。为此,该门课程可以采用开放式的考核方法,以大作业的形式进行———查阅资料进行案例分析或材料施工组织设计都是不错的选择。比如:北京国家美术馆钢筋锈蚀的原因分析,可提示大家结合美术馆所处环境特点及钢筋锈蚀产生的原因从混凝土中性化及早期混凝土配合比特点去分析解答;高速公路两侧护栏顺筋开裂的原因及预防,则要从高速公路的服役环境、高速公路冬季除冰措施及氯离子对钢筋侵蚀破坏的原理等着重分析冻融循环产生的原因及预防等等。这些开放性的题目鼓励学生查阅资料或者与他人讨论完成。这样既能理论联系实际又做到了提高学生查阅资料处理问题的能力,为其日后独立解决工程问题奠定基础。同时,这种考核方式对任课教师也提出了更高的要求,它要求任课教师必须有足够的实践经验和现场问题的积累。

(四)端正教学态度

教学态度是教师综合素质的体现,良好的教学态度是教学效果的基本保证。接受继续教育的学员都是成年人,而且部分学员在各自的领域内取得了一定的成绩。因此,课堂纪律有时难以把握。这就要求任课教师端正教学态度,以身作则。工作中既要做到善解人意又要坚定立场,坚持原则。同时,授课中应摒弃说教,多采用交流的方式进行。这样既有利于加强与学生的交流,改善教学效果,又能提高教师的威望和学校的口碑。

三、结语

继续教育是成人的再教育,是终身学习体系的重要组成部分。当今社会经济的高速发展,对继续教育提出了更高的要求,如何提高继续教育教学水平日益成为社会关注的焦点。土木工程材料作为大土木下的一门专业基础课,在继续教育中受众面广。要提高该课程的教学质量必须做到以下几点:第一,理论联系实际,结合学生专业背景划分授课班级、制定教学大纲、加强教材改革做到有的放矢;第二,多种教学手段相结合,尤其做到课堂教学和现场教学(实验教学)相结合,加强学员实际操作能力;第三,采用开放式考核办法,提高学生通过查阅资料、与专家进行技术交流等手段独立解决实际问题的能力;第四,任课教师应端正教学态度、以身作则,为继续教育工作的可持续发展做出应有贡献。

参考文献:

[1]朱淼,黄艳.新时期下高校教师继续教育模式的探讨与实践[J].继续教育研究,2014,(3).

[2]中国工程院工程教育代表团访美考察报告[J].高等工程教育研究,2002,(5).

[3]杭美艳,张黎明等.土木工程材料[M].北京:化学工业出版社,2014.

篇12

1BIM技术的背景及概念

二十世纪九十年代,CAD技术开始逐渐广泛地应用于工程规划设计和施工之中,但是随着信息的复杂化和信息交流的一体化趋势的发展,CAD技术的弊端逐渐显现,建立在几何图形交流上的数据交流方式已经无法适应时代需求,于是BIM技术便应运而生。BIM技术就是通过建立统一的数据库来为工程各项流程提供数据支持的信息共享资源,相对于CAD技术而言,BIM的统一化知识库能够容纳几何信息和非几何信息,数据更加全面,能够实现统一的数据交流,贯穿于工程规划到实施完成的所有过程。并且,BIM知识库中的数据具备即时性和连续性,即数据快速更新的同时能够实现前后数据的连接,数据具有参考价值且具有一致性。数据库中资料以IFC格式为基础,为不同阶段的工作人员创设了一定的协作标准,使得交流更加便捷,而信息的修改以及综整合等都能更加快捷而且便利地实现。

2BIM技术的理论知识体系

2.1BIM信息数据模型

数据信息模型的学习中,首先需要了解的是IFC格式的基本概念以及其空间架构,其次是学习STEP的基础知识,融会贯通之后,能够以STEP的语言规范来讲解IFC使用的语言,对二者的表达格式进行比较,并解析IFC的空间层次,总结其表达规则及符号意义。总而言之,数据信息模型中,主要是IFC格式的学习,以STEP的语言来学习IFC的语言,而后是空间层次,最后总结表达规则及符号意义,IFC的学习分为这三大板块。IFC是BIM技术的基础数据格式,数据交流体系中最为基础的语言输入和输出形式,如果不能掌握,则土木工程专业便无法融会贯通地使用BIM技术,可以说,IFC是BIM的语言。

2.2协同工作技术

协同工作模块的主要内容是其概念、目标以及现今的发展情况,具体而言,首先学习协同技术的三个模式,初级、中级和高级,结合图标进行学习,其次,介绍协同技术的多种类型,主要包括:狭义协同和广义协同,前者指企业自身的协同工作,后者还包括企业外的协同工作,都需要做一定了解及区分,类型的学习中,主要的知识点是各类协同技术的概念、相同点以及区别都需要认真学习并熟练掌握。协同工作技术中的重点对象,或者是重点章节是协同工作技术在BIM技术中的应用,即BIM技术如何应用协同工作技术,实现协同工作,学习的内容主要是应用的方法,支持的原理以及存在的问题,这部分内容较为复杂,与现实对接性强,需要大量图示的理解,同时,也需要结合具体的案例进行细致的分析。

2.3数据信息集成

土木工程专业学生在学习BIM技术时,首先需要了解的是其背景及内涵,也相当于BIM的理论概述,其次是具体的技术应用,即数据模型、协同工作及信息集成。信息集成技术需要掌握的知识点包括概念、发展过程、集成方法以及模式。具体学习而言,首先对于数据信息集成是什么以及其在BIM技术中所起的作用展开,然后学习其发展过程,对于其具体的模式以及应用方法和利弊衡量进行了解掌握,通过过程集成以及组织集成模式的细致分析系统学习信息集成模式的运行,联系BIM技术的发展过程,详述其信息累计过程。信息集成是BIM技术能够创建统一数据库的重要技术支撑,是容纳大量数据并进行有效整合的关键,也是BIM技术能够突破CID技术弊病的重要原因。

3土木工程中BIM的实践知识体系

从实践知识体系而言,可以从建筑结构设计、建筑节能效果、建筑成本控制等多方面进行实例研究,使得理论学习与实践接轨。BIM的知识体系从理论与实践出发,将技术的基础理论知识和实践应用进行细致的分析讲解,使得土木工程的学生对于该技术有了全方位细致而深入的了解。建筑结构作用可以以水立方工程或者墨尔本的Eureka作为讲解案例,BIM技术在这两座建筑的设计中起到了至关重要的作用。施工管理中的BIM技术应用可以以AR公司为例,同时,以此为例还能够对于BIM技术的节能、成本控制等进行分析,经典的应用案例在现今的世界各地已经不少,其中既有效果突出的地方,也不乏缺陷漏洞,土木工程学生对该技术的学习不能止步于了解已有的知识更是要从实际中的不足出发进行探讨,力求完善这一技术,这也是笔者将实践纳入知识体系中的原因。

4总结

希望笔者的研究能够对土木工程专业的BIM教学活动有所帮助,促进专业学生的学习效率和学习深度,更为系统化的学习。

参考文献

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RC楼盖课程设计;楼盖手算;楼盖电算

1前言

多年来,作者的教学实践证明,RC楼盖课程设计对土木工程专业大学生能力的培育与培养起到了良好的不可或缺的作用。RC楼盖课程设计虽然具有理论性、实践性、实用性的优点,但是,该课程设计也具有如下缺点:首先,这是土木工程专业大学生接触到的第一次结构方面实践课程设计内容,由于学生的基本概念、基本理论还不是深入,故感觉很难、不好下手。其次,在计算过程中,对基本方法、基本构造、施工方法不是很熟悉,故结构布置、截面的选择不是很理想、导致施工困难。最后,在计算过程中经常有错误和笔误,导致后续计算结果不正确;例如板的荷载计算有误,那么次梁的计算必然会出现错误,主梁的计算也同样如此。

2RC楼盖课程设计的实例

(1)教学实例简介。楼面的活荷载标准值为10.0kN/m2,混凝土采用C30,主梁及次梁钢筋:采用HRB400级钢筋;板内钢筋采用采用HPB300级。

(2)计算结果。按塑性分析法进行板设计。可以得出CDSSRC软件计算结果和手算计算结果的最大误差为,可以忽略不计。按塑性分析法进行板设计,电算计算结果:可以得出手算计算结果和电算计算结果的最大误差为,可以接受。

3结论

本文通过对RC楼盖课程设计的手算结果的准确性进行校核,并对误差进行了分析,得出了如下结论:

(1)土木工程专业RC楼盖课程设计是大学生必备的基本知识、基本内容;手算计算结果的在误差允许范围内,满足要求。

(2)在计算过程中经常有笔误和错误,导致后续计算结果不正确,利用手算校核程序,可以对计算结果进行修正。

作者:黄瑞新 岳喜妍 单位:青岛农业大学

参考文献:

[1]刘雁,邹小静.混凝土结构中单向板肋梁楼盖课程设计思考[J].高等建筑教育,2012,21(01):107-110.

[2]王强,陈慕杰,陈宜虎.单向板肋梁楼盖课程设计教学改革探讨[J].新课程,2013(08):74-75.

[3]魏晓.建筑学专业建筑结构课程教学设计与改革创新[J].教育界,2014(03):106-106.

[4]东南大学,同济大学,天津大学.混凝土结构(上、中册)[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

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