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關鍵詞:土木工程畢業設計;選題;過程管理
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)11-0198-02
土木工程專業實踐性很強,對于學生綜合素質、動手能力和創新精神的培養均有較高的要求,學生需要較好地處理設計、施工和管理等各方面的關系,而不是簡單地將設計規范中的指標套用到設計制圖中。[1]畢業設計作為本科教學最后也是最重要的環節,不僅是對所學專業課程綜合訓練的關鍵步驟,也是參加工作前的一次實戰演習。[2]2001年教育部下發的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》中指出,要“高度重視畢業實習,提高畢業設計、畢業論文的質量。”畢業設計質量的優劣直接影響到學生能否順利地適應工作崗位,其中畢業設計選題、設計要求、管理模式以及成績考核評定等都會對畢業設計質量產生重要影響。
一、畢業設計現狀及問題
1.選題方面
(1)題目類型單一,缺乏廣度。目前大多設計題目以房屋建筑類特別是民用建筑為主,其中教學樓、辦公樓、宿舍樓占到近90%,且大多為設計類,沒有科研論文。設計形式基本都是框架結構,高層、大跨結構設計較少,缺乏廣度。多采用獨立基礎等簡單形式,對箱式基礎、片筏基礎等很少采用。有些單位對畢業設計的要求太低,比如對基礎設計不做要求,或者不要求進行施工管理方面的設計,這些不合理的做法使學生無法全面、綜合運用其所學知識。
(2)選題難以與工程實際相結合。很多高校都提出畢業設計要以實際工程為依托,提倡真題真做,但目前部分院校缺乏足夠的校外實踐教學基地支持,有些教師長期從事教學工作,很少去施工現場,工程實踐經驗不足,所出題目也多來源于自己經歷或往屆設計,或參考書中的例題,甚至憑空設想一個方案,缺乏實際工程背景,幾乎沒有任何論證和設計理念,難以保證題目的難度和工作量,[3]難以培養學生的創新精神和解決實際工程問題的能力,這與目前提倡的“大土木”培養方式很不相稱。
2.管理環境
(1)管理模式滯后。目前畢業設計主要采用教師坐班制和指導教師負責制兩種方式。教師坐班制因指導學生數量多,且不少學生在設計期間外出找工作,難以對學生集中輔導,學生的出勤和答疑效果不夠理想。采用指導教師負責制時,由于人均指導學生人數較多,對教師缺乏有效的監控考核,以及指導教師的素質、責任心不同而致使畢業設計質量參差不齊。
(2)整個畢業設計過程安排不夠合理。大部分學生在建筑設計部分花費時間過多,對結構設計投入不足,而結構設計應是土木工程專業學生的強項。一方面雖然學生做過單門課程的設計,具備相關知識的運用能力,但仍缺乏結構設計的總體整合能力,論文進度前松后緊,主次不分,過多糾纏細節。另一方面指導教師督促不力,安排的時間不夠合理,特別是畢業設計后半段,沒有給學生確定必要的時間節點,學生倉促撰寫完成難免存在結構不合理、語句不通順、格式不規范等問題。
(3)考核和答辯環節不夠重視。目前大都建立了畢業設計檢查制度,并制定了評分標準,但在執行中不夠嚴格和規范。答辯過于形式化:指導教師數量相對較少,為了節省時間,答辯時主要是教師問,學生答,而不是由學生先自己陳述畢業設計的全過程再做答辯。考核成績是對整個設計期間學生學習態度、設計成果、答辯情況的考核,進而評出優、良、中、差,但考核缺乏針對性,體現不出學生的學習態度和設計能力。
3.學生角度
(1)學生就業壓力大,精力分散。畢業設計期間正是學生擇業的關鍵時期,目前就業形勢嚴峻,巨大的就業壓力很大程度上分散了學生的精力,加上用人單位要求學生提前適應,導致學生難以全身心投入到畢業設計中去。為完成就業任務,出現只要在規定時間能完成畢業設計任務即可等過程管理不嚴的現象;有的學生將畢業設計帶到實習單位,脫離了學校和指導教師管理,出現問題也無法解決;有的學生對畢業設計重視不夠,投入時間較少,敷衍了事,甚至抄襲他人設計。[4]
(2)學生基本概念不通、素質不高。畢業設計將“結構力學”、“混凝土結構”、“高層”、“抗震”等課程及現行規范密切結合,是對大學期間所學知識的綜合檢閱。有的學生專業課成績較低,對軸壓比、剪跨比、荷載組合效應等基本知識不清楚,畢業設計時只能機械效仿設計例題,做一步問一步,自然做不出優秀的成果。基本概念理解透徹是正確使用計算軟件和判斷計算結果的基礎。有的學生輕視手工計算,過分相信軟件,僅利用PKPM等軟件一算了之,對計算結果合理與否全然不知,致使學生對結構概念和計算過程理解不深,動手計算能力較差。
二、對策及建議
針對目前畢業設計過程中存在的諸多問題,要對管理模式進行有效改革,創新管理方法,建議從以下幾個方面進行改善。
1.選題環節
(1)選題應不拘一格、靈活科學。要把好命題關,題目是畢業設計的關鍵。目前建筑結構中鋼結構應用日益增多,在混凝土結構方面剪力墻結構或者框剪結構的應用越來越多,而純框架和砌體結構則相對減少。這些變化要求在選題時注意考慮全面,不同結構類型的題目均應有所涉及。在基礎設計方面,可以考慮獨立進行深基坑的支護設計。另外,要鼓勵學生自擬課題,但指導教師要認真審核,從問題分析、解決和驗證等方面給學生以充分的自由度,激發學生的主動性和創造性。
(2)課題應產學研結合,注重創新和實用。目前高層、大跨度、長懸臂結構等復雜建筑越來越多,要求結構師具備很強的創新性。為使學生適應社會的要求,選題時要體現出時代性和創新性。選題一般可以分為結構設計型和科學研究型兩種:對于結構設計型題目,可以直接來源于設計院的工程,或者指導教師將正在進行或已完成的工程項目適當簡化布置給學生,這樣可以避免選題與實際脫節。通過真題真做,將畢業設計與生產服務聯系起來,培養學生的工程意識和社會責任感。對于科學研究型題目,指導教師可以安排學生參與自己的科研課題,引導學生有目的的查閱文獻,了解學科前沿,協助教師解決部分問題。通過課題研究培養學生的科研能力,激發學生的科研興趣,為讀研或進入科研單位的同學奠定了堅實的基礎。
(3)結合學生興趣和能力,同時兼顧就業形式。選題還應考慮學生自身水平和專業基礎,分量和難度要適宜。教師可以針對學生的不同意向選題,特別是能激發學生研究興趣以及與將來從事工作相關的題目。近些年學生的畢業去向較之前有了很大變化,按學生數量從多到少,目前畢業生主要從事建筑施工管理(含施工預算)、建筑施工監理、公務員、結構設計及其他行業,另外還有相當數量的學生選擇讀研。為此應在畢業設計要求方面對建筑施工方面予以加強。
2.加強畢業設計過程控制與管理
(1)畢業設計分組時師生互選。畢業設計是一個動態的思維過程,每個學生都應有自己獨立的設計理念。要做到與指導教師良好地溝通和交流,選擇適合自己的指導教師十分重要。改變以往指定指導教師的固定方式,賦予學生自進行師生互選。教師要將自己的研究專長與往屆所帶畢業設計的范圍公示,學生據此初選自己感興趣的教師,并與之交流自己的選題理念,從而選定自己中意的教師,教師再根據實際情況調整學生人數。這樣既增強了學生和教師之間的溝通與良性互動,也能促使指導教師加強責任心,認真對待學生,做好畢業設計指導工作。
(2)精心安排,避免設計過程前松后緊。在畢業設計的管理過程中,應精心安排畢業設計(論文)時間、要求學生填寫畢業設計任務書、設置中期檢查環節和公開答辯環節等內容,避免畢業前才發現尚未完成的現象。在設計初期成立前期指導小組,由建筑和施工方向的教師共同組成,專門針對學生前期共同的問題集中指導,既能保障方案的質量和后期設計的順利實施,還可以避免畢業設計指導教師專業方向偏差的問題。另外,在設計初期還要制定出詳細的任務進度計劃,學生在每一階段任務完成前必須經由指導教師檢查并通過才能進行下一階段的工作,無特殊原因不能拖延進度,無故拖延進度者將受到警告、成績降級等懲處。
(3)規范考核評價和答辯過程。畢業設計成績由考勤、評閱和答辯三部分組成,其中考勤占10%,評閱占60%,答辯占30%,若任一部分不合格,則整個畢業設計成績不合格。考勤考核由出勤次數與整個畢業設計時間的比值決定,以保證學生投入足夠的畢業設計時間。評閱成績由指導教師根據學生文獻檢索、綜述能力、設計方案、理論知識運用及論文書寫規范、論文結構層次等,對畢業設計完成情況和論文質量給出成績。答辯成績由答辯評審委員會根據答辯情況,對每位學生就其畢業設計水平及工作量、課題內容、答辯準備、畢業設計陳述以及問題回答五方面綜合評價給出答辯成績。
畢業答辯由公開大組答辯和小組答辯組成,沖擊優秀畢業設計的學生要申請參加公開答辯,同時評審較差的學生由評審委員會指定必須參加公開答辯,其他則隨機分配到各小組參加小組答辯,并且采取指導教師回避制度。對于沒有準備好的學生可以申請緩期答辯。緩期答辯期間與指導教師聯系修改和完善畢業設計。
(4)設計指導中強化結構概念。建筑結構概念設計是結構設計的靈魂。一個優秀的結構工程師只有結構概念清晰明確,才能提出合理的結構方案,在結構計算與設計時思路清晰,對計算結果進行正確判斷,并合理地進行構造設計。同時,良好的結構概念也有利于指導施工。畢業設計作為高校教學計劃中的最后一個重要的教學環節,在培養學生綜合運用知識能力和工程實踐能力的同時,指導教師應將培養和強化學生的結構概念這一目標貫穿于整個畢業設計中,在答辯過程中對學生的設計思路及結構概念進行提問,如各種構造措施要求所基于的結構基本概念等。
(5)搭建畢業設計交流平臺。建立專門的畢業設計網站,便于學生查閱相關的理論和參數。上傳設計成果模板、專業課相關知識點、規范圖集等以供參考。要求一人一題,將學生所用的設計題目全部上傳,便于檢查自己的設計題目是否重合,避免雷同。建立校內局域網的師生交流平臺,方便學生提問,教師解答,或同學之間互相幫助。
3.提高學生的綜合素質
(1)學生動手能力和計算機能力并重培養。對畢業設計中的手繪圖紙做出最低要求,比如手工繪制建筑施工圖不少于3張(平面圖、立面圖和剖面圖各1張),結構施工圖不少于3張(分別為梁柱配筋平法圖、樓板配筋圖和基礎大樣各1張)。要認真檢查手繪圖紙,不合格的需重做。手工計算其中一榀框架或者一片剪力墻,并用計算軟件進行核算分析,手算和電算互相驗證。熟練掌握EXCEL和WORD,培養計算書文本編輯和排版能力。
(2)畢業設計資料規整能力。答辯結束后學生需將答辯中提出的問題認真整理,及時整改完成設計中出現的錯誤和問題,并將畢業設計所有材料整理打包上交指導教師,對不整改以及到最后期限畢業設計質量仍達不到要求的學生,指導教師可上報答辯委員會,建議給予成績降級或不予驗收畢業設計,學生必須重修。這些措施旨在引起學生對畢業設計的重視,培養規整材料的能力。
三、結束語
計劃周密、組織良好的畢業設計,可以提高學生綜合運用知識解決工程實際問題的能力,鍛煉組織能力、社交能力以及獨立工作能力,培養嚴謹的科學態度和腳踏實地的作風,是學生進入社會前最好的鍛煉機會。不斷提高學校本科教育質量、提升畢業設計水平,架好學校理論知識學習和就業單位中學以致用之間的橋梁,使學生盡快適應工作,是教育工作者不懈努力的目標和方向。
參考文獻:
[1]舒贛平,盧瑞華,吳京,等.土木工程專業畢業設計教學改革研究[J].高等建筑教育,2007,16(2).
[2]杜國鋒,趙彥.提高土木工程專業畢業設計質量的探索[J].高等建筑教育,2005,14(4).
關鍵詞:安全工程;專業認證;實踐教學;虛擬仿真;基于問題學習
1某高校安全工程專業實踐教學現狀及存在的問題
1.1某高校安全工程專業概況
山西大同大學安全工程專業由原煤炭工業部大同煤礦學校的礦井通風與安全專科升本科而成,于2010年開始招收本科生,2013年10月被確立為山西省高等學校服務轉型綜改試驗區專項特色專業。該校安全工程專業以煤礦安全為特色,不斷拓展領域范圍,分為煤礦安全和建筑安全兩大方向,已逐漸形成了以市場需求為導向、注重產學研結合、開展多元化實踐教學、為企業培養應用型人才的辦學特色。隨著國家《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》的,該校以改革創新的精神將辦學思路轉到服務地方經濟社會發展上,轉到產教融合校企合作上,轉到培養應用型技術技能型人才上,轉到增強學生就業創業能力上,全面提高學校服務區域經濟社會發展和創新驅動發展的能力[4]。目前學校安全工程專業共有五屆畢業生,共540多人,年均就業率達90%,且主要集中在考研繼續深造、煤礦單位和建筑施工單位,這說明本專業就業的專業相關度較高,社會需求上升,具有一定的發展潛力[5]。
1.2安全工程專業實習實踐教學現狀及存在的問題
目前山西大同大學安全工程專業執行2015版人才培養方案,其課程體系采用“三平臺一環節”模塊,由通識教育平臺、學科與專業基礎教育平臺、專業選修教育平臺和實踐教學環節組成。該校安全工程專業最低學時要求為2200學時,最低學分要求為169.5學分,其中實踐教學環節學分要求為54.5學分,占比達32.15%,可見實踐教學在應用型人才培養過程中的占比較高,作用十分重要。實踐教學包括專業實驗、專業社會實踐、認識實習、生產實習、課程設計、畢業實習及畢業設計(論文)等環節。為了確切掌握目前該校安全工程專業實踐教學的效果和存在的問題,本文設計了一份調查問卷,向參加過實踐教學活動的大二、大三、大四學生發放問卷共計199份,收回有效問卷174份,問卷回收率為87%。通過對問卷數據進行統計與分析,將安全工程專業實踐教學中存在的問題歸納如下:(1)實踐教學效果亟待提高。目前,盡管安全工程專業實踐教學能正常運轉,但是實踐教學的質量管理監控較薄弱,對于目前該校的教學實習實踐教學方式和效果,仍有30人(17.24%)不太滿意,90人(51.73%)基本滿意,54人(31.03%)很滿意;有23人(13.22%)認為通過教學實習對學生自身實踐能力的提升程度不明顯,105人(60.34%)認為提升效果一般,46人(26.44%)認為提升效果明顯;學生在整個實踐教學過程中積極性不高,有126人(72.41%)認為實習流于形式,外出實習好像“工廠參觀一日游”,只能起到開闊視野的作用,對提高分析和解決現實復雜問題的能力及培養創新性思維能力等幫助不大。(2)實踐教學設施投入不足。目前該校的實驗設備只能滿足基本的演示性和驗證性實驗,綜合設計性實驗和開放性實驗很難開展[6],且部分大型儀器設備的配套措施還有待進一步完善;目前該校安全工程專業未涉及VR教學方法,有129人(74.14%)未接觸或未體驗過VR技術,表示對此很期待;根據安全工程專業認證補充標準,該校還缺少安全監測檢測、電氣安全和防火防爆方面的實驗室[3]。(3)校外實踐教學基地領域不夠寬廣。目前該校安全工程專業校外實踐教學基地大多為煤炭行業,學生實習受限[7]。有122人(70.11%)認為學校應拓展實習基地,優化實踐活動,提高活動的參與度和挑戰性。(4)實踐教學缺乏科技創新。其原因是:有91人(52.35%)認為是學生自身參加安全科技創新活動的積極性不高,53人(30.23%)認為學校對學生需求的關注度不夠,30人(17.42%)認為缺乏老師的有效指導。
1.3畢業設計(論文)現狀及存在的問題
本文統計了該校五屆畢業生的畢業設計(論文)選題情況,根據選題內容分為煤礦一通三防類、建筑施工類、安全評價類、安全管理類、消防設施設計類和軟件應用類。該校安全工程專業的畢業設計選題類型逐年增多,基本上每年都會增加選題范圍,尤其2018年使用BIM、Pyrosim等軟件進行可視化研究的選題數量增多;煤礦一通三防類的選題比例逐年減少,建筑施工類和消防設施設計類的選題比例不太穩定,選擇安全評價和管理類的選題比例穩中有升。這與學生畢業當年的就業形勢有很大的關系。畢業設計(論文)存在的問題主要表現為:①畢業設計(論文)選題的范圍有待拓展,應結合當下社會需求的熱點問題進行研究;②學生在選題時存在避重就輕的現象,多傾向于選擇重復性課題,缺乏選擇新穎性題目;③每屆學生在畢業設計過程中都存在(且是大部分)按部就班地套用設計過程和程序的情況,學生的自主探究和思考能力無法得到鍛煉。
2解決措施
為了解決上述問題,培養應用創新型人才,使我校安全工程專業盡快順利通過工程教育專業認證,經深入學習教育教學基本理論和教育改革方法,本文從關注學生的需求、提倡教師終身學習、虛擬現實仿真實踐教學方法和基于問題學習的教學模式四個方面提出了如下具體解決措施:(1)關注學生的需求和興趣點,激發學生求知欲,處理好“魚”、“漁”、“欲”的關系[8]。“魚”指固有的基礎知識和基本技能,學生可以通過多種渠道靈活獲得;“漁”指可有效獲得知識的學習方法、策略和習慣,教師要在課堂講授過程中重點指導,并注重訓練學生的思維,尤其是批判性、創新性思維;“欲”指學生內在的學習欲望和動機,直接影響學生的積極性、主動性和學習效果,教師在教學過程中要做到引導和因材施教,留給學生思考、探索的時間和空間。(2)提倡專業教師要踐行終身學習的理念,為學生提供全方位的指導。專業教師要多聯系實習場地以開闊學生的視野,擴大畢業設計的選題范圍及就業范圍;以學科競賽和創新創業競賽為契機,結合新工科建設和安全產業發展的要求,指導學生為安全生產、防災減災、應急救援等安全保障活動提供技術、產品和服務。(3)采用虛擬現實仿真實踐教學方法[9-12]。為了進一步推進信息技術與教育的深度融合,發展“互聯網+”教育,本文提出安全工程專業VR實踐教學方法,結合學校煤礦安全和建筑安全兩個模塊,通過VR仿真系統模擬真實的生產環境和事故現場(如煤礦安全事故、建筑施工安全事故、火災等),讓學生如身臨其境般地學習,這種教學方法既可以解決實習經費不足、實踐教學設施不全、實踐基地受限的問題,也可以滿足工程教育專業認證的要求,同時培養了學生的實踐能力、創新能力、不斷學習和適應發展的能力。(4)采用基于問題學習的教學模式。PBL教學法由美國神經病學教授Barrows于1969年在加拿大的麥克瑪斯特大學醫學院首創,以后逐漸被推廣[13]。PBL教學法是以學生為中心、教師做引導、學生自主學習的教學模式,其強調把學習設置于現實問題中,讓學生通過查閱資料、小組討論,獲得解決該問題的方法;教師通過提問和引導,不斷地激發學生去思考、探索,從而培養學生自主探究和學習的能力,達到用以促學的目的。
3安全工程專業基于虛擬仿真和問題
學習的實踐教學新模式本文綜合考慮以上四個方面的解決措施,針對安全工程專業實踐教學提出了安全工程專業基于VR+PBL的實踐教學新模式,其具體實施路徑案例分析和效果評估如下。
3.1實施路徑
(1)在實踐教學課程進行前,指導教師根據教學大綱、學習進度和學生基礎布置相應的任務,學生根據自身興趣選題,5~6人一組,明確任務分工。(2)在實踐教學過程中,學生根據自己的任務,通過查閱文獻,到安全工程專業VR實驗平臺或現場參觀學習并收集資料,與現場指導人員交流,按照進度完成實踐教學內容。(3)實踐教學結束后,學生提交實踐成果,并對實踐教學效果進行考核評估,包括學生自評、小組成員互評和老師點評。
3.2案例分析
本文選擇山西大同大學2016級安全工程專業本科生的認識實習進行基于VR+PBL的實踐教學探索案例分析。該年級學生已學習的專業課程有安全科學導論與原理、安全管理學、安全系統工程及安全心理學。在實習進行前,根據認識實習教學大綱要求和學生基礎,老師給出6個方面的實習題目:①煤炭生產過程中危險有害因素辨識及控制;②建筑施工企業事故類型及安全措施;③某企業的安全管理、應急救援現狀及改進措施;④某企業員工的不安全行為調查及控制;⑤某商場的消防安全現狀調查和評價;⑥某煤礦工人的職業病現狀、原因及應對措施調查。學生根據興趣自由選擇實習題目,并形成實習小組,指導老師根據學生選擇的實習題目準備相關材料并聯系實習場地,實習小組內成員共同完成調查工作和實習報告的撰寫。
3.3效果評估
通過虛擬場景和現場實際的感受及調研,學生認為本次認識實習提升了自己的實踐能力,為專業課程的學習奠定了基礎,同時也培養了自己的責任感、社會交往能力以及團結協作精神,但相比以前的實習更累。教師通過評閱學生提交的實習報告,發現學生反映的內容不再空洞和雷同,但實習小組內成員的分工還不夠明確。
綜合就業特點、國家現階段的安全趨勢和企業需求,天津理工大學安全專業卓越工程師的目標定位為為企業培養“安全生產規范化及企業全面風險管理”的卓越工程師為特色。在學生培養中,注重扎實的專業基礎理論和基本技能相結合,特別強調學生實踐能力的培養。通過學校和企業共同開設的專業課、認識實習及源自企業實際的畢業論文等主要環節的培養,使學生在學習階段就能深入企業安全生產的實際工作,具備建立安全生產責任制,制定安全管理制度和操作規程,排查治理隱患和監控重大危險源,建立預防機制,規范生產行為的能力,從而保障企業落實安全生產工作的規范化、法制化。在培養中同時重視培養學生的創新意識,提高學生的綜合素質,通過理論學習及企業實踐鍛煉,使學生具備應用系統安全先進的理論和方法對系統的設計、生產、使用、維修、報廢的全壽命周期、全方位的風險識別、分析、評價、控制及風險安排的能力,從而使企業實現安全生產管理的科學化和系統化。
2安全工程專業卓越工程師培養模式的建立
2.1培養方案的制定根據培養目標,制定了卓越安全工程師四年本科教學的培養方案,該培養方案有以下特點:(1)形式上:采取“2+1+1”模式,即2年基礎理論教學,1年專業理論教學和綜合能力培養,1年企業實訓,其中,企業實訓以企業現場教學為主,校企教師聯合授課。(2)內容上:理論教學學分占60%;實踐環節占40%。理論課程內容覆蓋現場工程師知識要求和人文素質培養要求,強調安全管理能力提升要求;實踐教學系統化,著重現場工程師能力培養和工程素養的提高,取得從事安全工程相關的職業資格證書或具備相應職業資格要求的能力。(3)專業課教學上:將人事部組織的國家注冊安全工程師職業資格考試、勞動保障部組織的國家安全評價師職業資格證書考試要求以及企業安全標準化相關要求納入專業課教學內容中;教學模式采用課堂教學和現場教學相結合的方式,將生產中的事故案例進行現場教學講解,加強實踐應用能力的培養,強化課程體系對于工程師能力的訓練功能。(4)企業實訓課程:企業實訓課程考慮目前的就業形勢,分為建筑安全及化工安全兩個模塊,以滿足不同學生的興趣要求。
2.2校內培養方案校內培養方案分為兩部分,一部分為基礎理論教學,該部分課程以數學、體育、英語、物理、化學、計算機等基礎課程為主,目的是培養學生具有較好的人文社會科學素養、較強的社會責任感、工程職業道德和服務意識,通過學習獲得從事安全專業所需的自然科學知識和經濟管理知識,有一定的國際視野和跨文化交流、競爭與合作的能力。另外一部分是專業理論教學,該部分課程體系由安全系統工程、安全人機工程、安全管理學、工程熱力學、燃燒與爆炸原理等理論教學體系和安全工程實驗、課程設計等實踐教學體系構成,目的是要求學生掌握安全科學、安全工程、安全管理、職業健康的基本理論、基礎知識和基本技能。
2.3企業培養方案企業培養方案分為現場教學及實踐教學兩部分,現場教學部分分兩個專業方向,其中化工安全方向課程體系由石油化工工藝及設備安全,化工安全設計,化工安全管理標準化,化工事故案例分析四部分組成;建筑安全方向課程體系由建筑施工組織設計,建筑施工安全,建筑安全管理標準化,建筑事故案例分析組成。授課教師采用校企聯合,要求企業教師專業職稱至少為安全高級工程師,并具備多年的從業經驗。現場授課重點提高學生分析能力、解決實際工程問題能力、安全技術管理能力以及技術創新素質的培養。內容側重行業需求、行業發展方向、工程師素質、工程倫理、工程技術理論、工程技術方法、企業的主要生產工藝流程、原料、物料及產品的理化性質,各生產作業環節及主要生產設備存在的隱患及危險性,初步認識和了解安全防護裝置、安全設施的維護與運行情況,一旦發生事故可能的事故類型、事故原因及防范措施等方面。目的在于使學生了解安全工程專業發展以及需求,培養學生的專業興趣,從介紹安全工程的基本原理、知識和方法入手,對學生進行專業能力培養。
企業實踐教學部分由認識實習、專業設計、畢業設計三部分組成,認識實習主要通過現場參觀,使學生對各工藝過程、設備設施,尤其是安全設施作用有所了解,進而為后期的理論知識的學習提供基礎。認識實習時間為兩周主要內容。專業設計是畢業設計前的一項實踐教學活動,其主要目的是通過專業設計,使學生掌握安全工程的基本原理及基礎知識,并用所學知識完成一個理論問題探索的基本方法和基本技能,加深對所學專業的理解和認識,最后提交設計方案。與企業課程相對應安全工程卓越工程師專業設計分為兩個方向即化工安全方向和建筑安全方向。化工安全設計方向通過對主要工藝流程的危險辨識、評價提出保證工藝安全的設計方案。建筑安全設計方向通過對主要施工過程的危險辨識、評價提出保證施工安全的設計方案。畢業設計通過16周時間,學生在企業工程師及校內指導教師的共同指導下,選擇企業實際現場技術問題作為畢業設計選題,查閱、學習相關科技文獻資料,確定設計方案與技術路線,完成規定的設計任務,通過校企聯合組織的畢業設計答辯。
3結束語
【論文摘要】從荷載及荷載效應的計算和構件截面設計兩個方面,分析了多層鋼筋混凝土框架結構類畢業設計計算過程中存在的一些問題,并指出了正確的做法及其理論依據。筆者的畢業設計是包鋼一中新建教學樓:8度設防烈度、近震、主體結構為五層的框架結構。多層框架結構設計完整的設計內容主要包括:①根據建筑物的用途進行建筑方案設計和建筑施工圖的繪制;②進行結構布置和結構計算(先手算后電算);③繪制結構施工圖。其中結構計算的內容較多,存在的問題也較多,特別是抗震設計。本文就結構設計中的常見問題進行簡單分析。 1.荷載及其效應計算中常見問題分析 1.1.活荷載的折算與折減 對于單向板肋梁樓蓋中的連續梁板,往往忽略次梁對板、主梁對次梁的約束作用而采鉸支座確定其計算簡圖,當考慮樓面活荷載的最不利布置時,支座實際的轉動將減小連續梁板的內力使得計算誤差較大。此時應考慮活荷載的折算,即在保持總荷載不變的前提下,將部分活載折算為恒載進行內力計算,減小計算簡圖帶來的誤差。這在用活荷載最不利布置進行樓板及次梁內力計算時一定要考慮,但本人的設計按照活載滿布方式求內力,所以不需考慮活載折算,用彈性法只需將跨中彎矩擴大1.1~1.2倍進行調整,筆者用1.2倍。 在計算樓面梁和柱、基礎時,考慮到樓面活荷載不可能以荷載規范給出的標準值同時滿布在所有樓屋面上,需考慮活荷載的折減。對于教室、實驗室、閱覽室、會議室、醫院門診室等建筑,其樓面梁、柱和基礎各自的從屬面積超過50m2時,折減系數均為0.9。 1.2.地震作用計算時結構自振周期的計算 筆者的設計是質量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構,手算地震作用時采用底部剪力法,底部總剪力等于結構基本自振周期對應的地震影響系數與等效重力荷載代表值的乘積。《高層建筑混凝土結構技術規程》中關于底部剪力法的規定明確指出基本周期應按最點位移法計算(B..2愀)。 1.3.需震組合中不考慮屋面活荷載 在進行豎向荷載統計時,考慮到屋面活荷與雪荷載標準值同時出現的概率極小,《建筑結構荷載規范》4.3.1條規定:屋面均布活荷載不應與雪荷載同時組合,所以二者中只取較 大值進行計算。在進行內力組合時,非抗震組合中的活載內力應是根據屋面活載與雪荷載較大值計算出的,而抗震組合中的活載內力應是取屋面雪荷載計算出的。 1.4.每榀框架上的層間剪力計算 有些同學只針對一榀框架進行重力荷載代表值的統計,從而求出地震作用和層間剪力,用于內力計算。這樣簡化計算其實概念上非常不明確,是將結構問題簡化成了力學問題。筆者按照結構單元進行每層的重力荷載代表值統計,計算結構單元的自振周期、結構單元上作用的地震作用和層間剪力,然后根據側移剛度的比例將層間剪力分配到所選的框架上再計算內力。 1.5.梁彎矩調幅中跨中彎矩的處理 在計算豎向荷載作用下的框架內力時,需要考慮梁端負彎矩調幅。在進行框架梁設計時,可以主動考慮塑性內力重分布,對梁端負彎矩進行適當調幅,達到調整配筋分布、節約材料、方便施工的目的。當降低梁端負彎矩后,塑性內力重分布就會提前出現,梁的最終承載能力主要取決于跨中截面的彈性承載能力,所以跨中彎矩需要按照平衡條件相應增大,才能保證框架梁的總體承載能力不變。 1.6.內力組合中的“有利”問題 構件截面內力組合中出錯最多的是某種荷載效應對組合目標內力來說是“有利”的,但仍然按照“不利”時的分項系數計算,特別是以“軸力最小”為目標進行柱截面內力組合時最容易出錯。《建筑結構可靠度設計統一標準》中7.0.4條規定當荷載效應對結構構件承載力“有利”時,永久荷載的分項系數取1.0,不考慮可變荷載。在進行內力組合時,必須進行組合目標內力與豎向荷載內力之間的符號關系判別(水平荷載內力左右均考慮,選取不利值即可),若二者符號一致,此豎向內力應對結構不利,若二者符號相反,則此豎向內力應對結構“有利”再區分此豎向內力是由永久荷還是可變荷引起的,正確選取分項系數進行內力組合。
2.結構截面設計中的常見問題分析 2.1.場地類別對抗震等級的影響 需震等級對于框架截面設計的影響很大。一般情況下根據房屋高度和設防裂度從抗震規范中直接查出抗震等級,但對于“場地類別為Ⅰ類時,除6度外,可按表內降低1度所對應的抗震等級采取抗震構造措施,但相應的計算要求不應降低”。當采用Ⅰ類場地時,抗震計算的抗震等級與采取抗震構造措施的抗震等級不一樣,而筆者的畢業設計的場地類別為二類,按照原先的抗震構造措施。 2.2.框架柱的計算長度 確定框架結構計算簡圖時取框架柱的長度為結構的層高,但實際上梁柱縱筋相互交叉形成的節點連接是介于剛接與鉸接之間的,更接近于剛接。所以《混凝土結構設計規范》7.3.11條規定了各種柱的計算長度,對于現澆框架的底層柱取l0=1.H0,其余各層柱取l0=1.25H0 3.結束語 土木工程專業畢業設計的實施過程,歸根結底就是一個結構概念的分析過程,一定要注意力學方法在結構計算中應用的近似性及結構設計規范對這種“近似”帶來的誤差的調整 方法,學會分析結構問題,盡快熟悉土木相關規范,建立良好的工程習慣。
【參考文獻】
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關鍵詞:地方院校;電氣工程及其自動化專業;人才培養
作者簡介:魏立明(1974-),男,吉林省吉林市人,吉林建筑工程學院電氣與電子信息工程學院,教授;韓成浩(1972-),男,朝鮮族,吉林延吉人,吉林建筑工程學院電氣與電子信息工程學院,教授。(吉林 長春 130118)
基金項目:本文系吉林省教育科學“十二五”規劃課題(課題編號:GH12181)、2012年吉林建筑工程學院教學質量與建設工程項目的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0007-02
近年來,信息技術的迅猛發展給普通高等院校電氣工程及其自動化專業帶來了較多良好的發展機會,因此,如何對電氣工程及其自動化專業人才進行培養成為各高校的重要任務之一。如何構建新的培養模式,優化相應的人才培養方案,制訂良好的教學體系,培養具有創新能力和工程能力的電氣工程及其自動化專業高級應用型人才成為應用型工科院校所面臨的任務之一。吉林建筑工程學院是吉林省建筑類普通高等本科院校,屬于二本院校,其辦學理念是培養“理論基礎堅實、實踐能力扎實、思想作風樸實”、具有創新精神和創造意識的高級應用型專門人才。吉林建筑工程學院電氣工程及其自動化專業的培養目標是使學生能夠從事建筑電氣領域內的相關設計工作、施工工作、運行與管理工作,并且把他們培養成為應用型高級技術人才。根據吉林省經濟發展的需求和建筑行業的特點,加快電氣工程及其自動化專業應用型人才的培養成為電氣與電子信息工程學院實現飛速發展的有效渠道。為此,電氣與電子信息工程學院在優化培養方案、加強教學質量工程建設、構建應用型實踐教學體系等方面進行了有益的嘗試和探索。
一、優化人才培養方案
地方應用型本科院校的辦學定位應首先強調應用性,所以既不能延續普通本科傳統的教學模式,也不能削弱相關基礎理論的教學,而是應該兩個方面同時發展。特別是應該加強學生工程應用能力的訓練和培養,把相關課程中的應用環節(例如:實驗、課程設計、實習等)充分融入到教學過程之中,以便提高學生的動手能力和應用能力。應用型本科院校在教學環節中應突出實踐應用與理論教學的相互滲透,堅持工程實踐與科學教育并重的原則,逐步建立合理的符合應用型本科人才培養的課程體系。這樣做的目的主要有兩個:一是給學生打下較扎實的基本理論基礎;二是讓學生在大學期間參加相關專業工程的基本訓練,使學生具備建筑電氣方面的專業技能、提高學生在認知過程中發現問題、分析問題和解決實際工程問題的能力。
因此,吉林建筑工程學院組織電氣工程教研室教師進行了廣泛調研,主要通過座談會和實地訪問等多種形式。通過調研了解用人單位對學校所培養的人才的需求和要求。同時向沈陽建筑大學、北京建筑工程學院等有關其他院校進行調研,獲得其人才培養方案。學院還定期組織召開電氣學院校友會,了解往屆畢業生在工作中對大學期間所學知識、技能和能力要求的反饋。學院派教研室主任和骨干教師參加電氣工程及其自動化專業的指導委員會會議,了解該專業最近動向,廣泛聽取設計院和施工企業中的專家、企業負責人的意見及建議。在上述調研的基礎上,優化原有的電氣工程及其自動化專業的培養方案,形成自身的特色。該方案應以夯實基礎、開拓專業知識面、重視應用能力為主要原則,切實加強對學生工程能力的培養。
電氣與電子信息工程學院對電氣工程及其自動化專業的課程設置進行了優化,主要體現工程實踐教育,刪除課程之間重復的內容,構建了注重建筑特色的電氣工程及其自動化專業人才培養方案。電氣工程及其自動化專業課程體系的整合應依據吉林建筑工程學院的辦學定位,主動汲取建筑設計院、建筑施工企業等相關單位的意見,合理確定專業課程的學時以及實踐教學在整個課程體系中的比例。整合后的電氣工程及其自動化專業的課程體系平臺由“專業基礎課程模塊+專業課程模塊”構成。該平臺體現了課程的應用型人才培養。其中“專業基礎課程模塊”包括注冊電氣工程師資格考試應必備的理論基礎,其中有模擬電子技術、電路原理、電機與拖動、電氣控制技術、數字電子技術等課程。“專業課程模塊”課程的設置應體現建筑行業的特點。我院設置了建筑電氣技術措施、供配電技術、建筑照明、消防與安防系統、建筑電氣施工與概預算等課程。每一模塊含有理論教學、實驗教學和課程設計三個內容。上述課程的設置使電氣工程及其自動化專業符合建筑行業的特點和要求,使得學生在就業時更加明確自己的定位方向。同時課程體系平臺還可以根據就業方向進行相關選修課程的設置,以滿足工程應用性要求,例如設置綜合布線、樓宇智能化技術、嵌入式系統等課程。
二、加強電氣工程及其自動化專業教學質量工程建設
1.課程建設與教材建設
在優化專業課程、強調應用能力的課程建設原則指導下,應用型人才培養所需要的課程建設包括相關課程內容、教學方法改革、教學手段促進等方面的建設。我院電氣工程及其自動化專業的所開課程中電氣控制技術和數字電子技術被評為校級優秀課,單片機原理與應用被評為校級精品課,自動控制原理以及消防與安防系統兩門課程被評為省級優秀課,電路原理被評為省級精品課。在進行課程建設的同時,電氣與電子信息工程學院也非常重視電氣工程及其自動化專業課程的教材建設。教材建設應該體現電氣工程及其自動化專業教學成果,要積極推進紙質教材、電子教案、教學參考書以及教學課件四位一體化的教材建設,選用智能建筑專業指導委員會推薦的高質量教材,同時結合本學院課程撰寫相關建筑電氣教材。
2.教學管理制度的完善
規范有序的教學管理制度是提高學院的教學質量、推動學院教學改革的重要保證措施。為保證電氣工程及其自動化人才培養方案的全面落實,電氣學院充分發揮領導和學院教師的力量,建立起包括畢業設計(論文)規定和實習要求等相關教學管理的規章制度,對教師和教學管理人員的工作進行了具體規定,提出了明確要求,從制度上保證了電氣工程及其自動化專業人才培養的質量。學院成立了由學院領導、教研室主任和實驗室主任組成的二級教學督導組。督導組成員通過平時聽課、 課下與教師、學生交流等形式了解教師教學狀態以及學生的學習狀態,在一定程度上促進了學院教師教學水平的提高,并且為學院進行教學二級化管理提供了相關的依據。
按照電氣與電子信息工程學院教學質量評估實施規定,每學期由每一年級的輔導員組織各班學生對每一位專業任課教師的教學情況進行評估,根據學生所反映出的問題制訂相應的整改措施,以促進教學質量的提高。針對畢業設計(論文)的應用環節,學院結合電氣工程及其自動化專業特點,制訂了相應的畢業設計(論文)工作流程和考核辦法。該辦法規范了畢業設計指導過程中存在的問題,保證學生畢業設計(論文)質量的有效性。
3.采取多種教學形式,提高課堂質量
在教學形式上,改革傳統的“以老師講解為主”的教學形式,實行“老師教與學生學互動”以及“學生之間互動”的教學模式,建立起以培養學生實踐應用能力為主的教學方式。具體措施有:將老師的科研項目帶入課堂,拓寬學生的知識面;學習優秀的學生在課后充當其他學生的“老師”;讓學生討論某一教學內容,采用分組討論的形式。每一位老師將自己的科研項目引入課堂,將本專業的前沿知識引入課堂中,引導學生學習相應的知識點,同時講授該課程知識點在科研項目中是如何應用的。優秀學生當“老師”就是拿出一部分較容易的教學內容讓學生自己講,提高學生學習的主動性和積極性。學生分組討論就是在每一堂課中留出部分時間組織學生討論,每一小組發表自己的觀點,使學生在討論中增強對知識點的理解,培養學生分析問題和邏輯思維能力。與此同時,教師應該充分利用計算機網絡資源,搭建學生與教師溝通的新平臺。具體措施包括建立相關專業課程QQ群、構建課程教學資源網站等。
三、構建以工程能力訓練為特色的實踐教學體系
電氣與電子信息工程學院所構建的實踐教學體系主要以工程能力訓練為主要特色。這其中包括編寫實踐教學計劃、實綱和、專業教材時將本專業的的技術實用性及時反映出來。在制訂課程教學計劃時,應該明確規定所有實踐教學環節的目標和任務,并且按照每一個實踐項目分批次規定教學內容、教學要求和考核辦法等。以往的實驗教學中主要以驗證型實驗為主,現在變為以設計型和綜合型實驗為主導。同時在實驗考核要求上改變以往的考核方法,取而代之的是以每位學生實際操作能力、實驗數據的分析能力以及實驗過程中解決實驗疑難問題的能力的綜合考核方式。對于專業基礎課實驗考核(例如:電路原理、模擬電子技術等課程),應該在做實驗的時候一人一組進行考核。考核時應該根據教師所提的要求單獨設計相關實驗方案,在規定時間內獨立完成實驗,獲得正確的實驗結果并且對實驗結果誤差進行分析。實踐證明,上述做法對于提高學生的動手能力和創新能力是非常有效的。
我院擁有吉林省高等學校智能建筑系統集成與節能控制重點實驗室和吉林省科技廳建筑電氣綜合節能重點實驗室,上述兩個實驗室為電氣工程及其自動化專業本科生提供實踐訓練的場所。我院建立了較完善的大學生課外科技活動制度,舉辦了全國大學生智能建筑實踐技能競賽(北方賽區),從2004年至今連續舉辦了九屆校內大學生電子設計競賽。這些活動豐富了學生的課外科技活動,也充分調動了學生學習的積極性。電氣工程及其自動化專業的學生在所參加的各種課外科技活動中取得了優異的成績,例如2010年參加吉林省大學生電子設計競賽獲得一等獎2項、二等獎3項、三等獎5項的好成績,2010年參加全國大學生智能建筑實踐技能大賽獲一等獎。
四、結語
本文詳細闡述了地方院校在電氣工程及其自動化專業應用型人才培養方面的經驗和做法。具體通過優化人才培養方案、加強專業教學質量工程建設、構建培養學生應用能力的實踐教學體系等方面進行相應的改革與嘗試。同時,根據吉林建筑工程學院人才培養目標提出了電氣工程及其自動化專業人才培養中體現建筑行業發展和要求的新思路。
參考文獻:
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