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畢業設計作為大學結束時間的一個實踐環節,有著其不可替代的地位所在,它的重要性和必要性將會很明顯的體現在將來的實際工作當中,它是大學階段一個尤為重要的環節,是對我們大學期間所學知識的一次綜合性和系統性的運用,要求我們做到知識的系統化、實際化,做到理論聯系實際。
在這次畢業設計中,我們要了解和掌握建筑設計的全過程,鍛煉自身的獨立分析和創新能力,并要做好調查研究,要養好搜集資料和查閱資料的習慣,鍛煉自我外文翻譯能力,讓自身向著一個合格工程師的方向去發展和努力。
此次畢業設計我的做的課題為重慶市某職業教育中心辦公樓設計,我要在設計過程中運用大學期間學到的各項知識,并利用CAD、天正、PKPM等相關軟件進行機算,并手算其中部分框架,并用計算機進行驗算。通過這個過程我不僅能學到設計相關的知識,發現自身的不足,還能了解框架結構的特點和設計方法等,使我對建筑結構有了更深一層的了解。這對我以后的工作學習有很大的幫助。
在現階段,隨著國內經濟的飛速發展,民營企業也在迅速崛起,促進了產業結構的變化,也促使第三產業的迅速發展,尤其是服務業,這也直接導致了辦公樓的需求量增加,尤其是經濟發展區塊如沿海一帶,但是由于城市空間的有限,這就要求辦公樓設計要做到物盡其值,這也就需要各設計人員不斷提高自身的設計水平,做到與時俱進。
以杭州為例,在2007年以前,辦公樓的銷售等方面一直處于不溫不火的狀態,但是自08年開始,有相關部門出具的各項信息我可以了解到,辦公樓的銷售情況一直在上漲,這也從一個角度反應了現在的辦公樓設計的重要性。
在國外,不管發達國家還是發展中國家,都有著各自的發展狀態,但是不管是何種發展狀態,經濟都在不斷更新和發展當中,辦公樓的使用和各項要求也在不斷變化,其設計技術也在不斷的升華中。
而現代辦公樓作為城市公共化的空間,就要讓人們能夠感覺到其公共性,即所謂的“可進入性”形式。比如在光線感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面進行表達,創造出某種空間秩序,使來訪者更加清楚建筑物所創造的不同空間層次氛圍,傳達這種場所的開放精神。信息時代的來臨,則更加突出了這種需求。并且在強調開放之余,還強調信息的高速流通,人們日常交流的便捷等。因而對現有辦公樓的需求從功能、形式上都發生了相應的變化。
人們由物質的需求轉向對信息的需求,交流的需求。因而現有辦公樓,尤其是辦公建筑,往往集辦公、娛樂、餐飲、休閑、購物、居住等一體,這樣不但節約城市用地,節省城市市政設施投資,縮短交通聯系路程,而且讓人們能夠有更多的時間和機會交流和溝通。辦公樓一經建成,其結構及布局就很難改變。因此,充分考慮設計的適應性、靈活性就成為現代辦公樓的一個重要特征。近年來興建的相當部分高層辦公樓都采用了大空間靈活平面布局形式,具有較強的應變能力。由于辦公的內容與方式不同,最合適的空間形式莫過于一個大空間,以適應現代辦公組織體系的不斷調整,不斷更新。
辦公樓因其自身的特點和所處位置等無可厚非的成為了城市空間的一個重要部分,影響著城市的美觀和使用等因素,這更體現了辦公樓設計的重要性。
另外我的這個課題設計采用三段式,即建筑設計、結構設計和施工組織設計三部分。在建筑設計方面考慮,要滿足建筑物的功能實用要求,為人們生產和生活營造良好的環境,這也是建筑設計的首要任務。在設計中,要采用合理的技術措施,正確選用建筑材料,根據建筑空間的特點,現則合理的結構、施工方案,使房屋堅固耐久、建造方便。
建造房屋時一個復雜的物質生產過程,需要大量的人力、物力和資金,在房屋的設計和建造中,要因地制宜、就地取材。盡量做到節省勞動力,節約建筑材料和資金。設計和建造房屋要有周密的計劃和核算,重視經濟領域的客觀規律,講究經濟效果。房屋設計的使用要求和技術措施要和相應的造價、建筑標準統一起來。建筑設計上還要考慮建筑美觀的要求,要符合總體規劃的要求等。
在進行建筑設計時候往往面臨一些問題和矛盾:內容與形式之間的矛盾;需要與可能之間的矛盾;投資者、使用者、施工制作、城市規劃等方面和設計之間以及它們彼此之間由于建筑物考慮角度不同而產生的矛盾;建筑物單體和群體之間、內部與外部之間的矛盾;各個技術工種之間在技術要求上的矛盾;建筑的適用、經濟、堅固、美觀這幾個基本要素本身之間的矛盾;建筑物內部各種不同使用功能之間的矛盾;建筑物局部和整體、這一局部和那一局部之間的矛盾等這些矛盾構成非常復雜的局面。而且每個工程中各種矛盾的構成又各不相同。于是一個工程往往會產生多個設計方案,這個就涉及了方案選擇的問題。
所以說,建筑設計工作的核心就是尋找解決上述各種矛盾的最佳方案。通過長期的實踐、設計者自身的創造,累積的一整套科學的方法和手段,可以用圖紙、建模等手段確切的表達出來,并與各個工種相互交流,使矛盾得到解決。此外,為了尋找最佳設計方案,還需要提出多種方案進行比較。方案比較是設計中常用的方法。從整體到每一個細節問題,一般都要想好幾個解決方案,進行一連串的反復推敲和比較。即使問題得到初步解決,也要不斷設想有無更好的解決方案,使得設計方案臻于完美。
主要參考文獻:
1)《建筑設計資料集4》;
2)《建筑結構制圖標準》GB/T50105-2001
3)《建筑結構荷載規范》GB50009-2001
4)《混凝土結構設計規范》GB50010-2002
5)《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002
6)《建筑抗震設計規范》GB50011-2001(2008年版)
7)《建筑結構設計統一標準》GB50068-2002
8)《砌體結構設計規范》GB50003-2001
9)《建筑結構構造資料集(上、下冊)》?中國建筑工業出版社出版
10)《混凝土結構計算手冊》建筑結構計算手冊叢書編委會編,中國建筑工業出版社出版
11)《鋼筋混凝土結構構造手冊》中國建筑工業出版社出版
12)《結構靜力計算手冊》或《結構計算手冊》
13)《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》03G101-1,03G101-2
14)《建筑施工手冊》
15)《勞動定額》
16)《產量定額》
17)相關教材
2、課題任務、重點研究內容、實現途徑
(1)課題任務:
本設計分為三個階段,要求獨立完成以下工作:建筑設計--總平面布置圖,建筑平、立、剖面圖,部分大樣詳圖。結構設計--結構荷載計算,計算模型選擇,內力分析計算,截面配筋計算,計算機輔助設計以及繪制部分結構施工圖、樓梯等結構詳圖并完成結構計算書。施工組織設計--施工部署,主要項目施工方法和技術措施,工具、機械、設備計劃,勞動力安排計劃,質量、安全和節約措施,經濟分析,進度計劃,施工總平面布置。要求圖紙用手繪制部分達到要求比例數量,其它部分圖紙用計算機CAD繪制。該題目要求完成的工作量飽滿,能鍛煉綜合應用所學專業課程的能力。
(2)重點研究內容:
一:建筑設計
1、根據建筑指導教師下發的地形圖,完成“辦公樓”畢業設計題目的建筑方案。要求總建筑面積3000~5000平方米,層數3~5層;主要橫向承重框架方向跨數含走道一般按3跨設計(也可按2跨考慮,但整個結構體系不宜過于簡單),柱網尺寸為6.6m~8.4m;
2、采用鋼筋混凝土框架結構,不設電梯,主結構考慮不設縫(設計主結構縱向長度宜控制在55m內),其它會議室等大開間可通過考慮設縫脫開處理;
3、要求功能基本完善、流線通暢、造型簡潔;
4、建筑設計的最后一周,學生應在建筑專業教師指導下完成總平面圖,建筑平、立、剖面圖及部分建筑大樣圖、設計說明等要求(具體按建筑指導教師的要求);
二:結構設計
1、設計條件
(1)該建筑抗震設防屬丙類建筑,重要性等級為二級,結構設計使用年限為50年;
(2)抗震設防:抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考慮;設計地震分組均為第3組,建筑場地類別均為II類;
(3)建筑地區基本風壓值取0.3kN/m2;設計時不考慮地下水的影響;
(4)基礎持力層埋置深度為h≤2m,地基承載力特征值為fa≥600~700kPa;
(5)要求建筑物層數為3~5層,計算單元應選擇承重框架(2~3跨),柱網尺寸為6.6m~8.4m。
2、結構方案
結構類型為框架結構;樓、屋蓋為現澆鋼筋混凝土。
3、設計內容及要求
(1)結構平面布置
1)根據建筑使用功能要求,確定承重框架方向并進行柱、梁、板的布置;
結合抗震要求確定結構平面及豎向布置(考慮平面形心與質心位置、高寬比限值、豎向剛度變化等);
2)確定是否設溫度伸縮縫、沉降縫及是否將其作為防震縫等;
(2)確定計算簡圖
1)估算梁、柱截面尺寸;確定柱計算長度,梁計算跨度;確定梁、柱截面形狀;
2)荷載計算:豎向荷載(恒荷載、活荷載);水平荷載(風荷載、地震作用);
3)計算梁、柱線剛度、抗側剛度、剛度分配系數;
(3)選取計算單元(具有代表性的框架),手算一榀承重框架,并用計算機復核
1)內力計算
a、豎向荷載作用下的內力計算:恒荷載作用下,采用分層法;活荷載作用下,采用滿布方法考慮;
b、水平荷載作用下的內力計算:風荷載及地震作用下均采用修正反彎點法;
2)荷載組合、內力組合
求出各構件控制截面的最不利內力以進行構件的設計;
3)框架梁、柱截面設計
a、結合構造要求,由控制截面的控制內力進行構件的截面設計;
b、按“強節點”要求驗算節點承載力;
c、正確給出節點區的鋼筋錨固與接長長度;
4)抗震變形驗算
進行風載及地震作用下的框架側移限值驗算;
5)利用計算機分析結果,校核手算平面框架計算結果;
(4)利用PMCAD程序,建立結構平面,通過TAT8、SAT8程序進行結構的空間分析;
(5)采用TAT8、SAT8軟件計算結構內力、配筋,進行施工圖繪制(平面表示方法);
(6)樓梯的設計計算(選擇一部樓梯進行設計計算);
(7)獨立基礎設計
確定基礎底面尺寸、基礎高度,進行抗沖切驗算、抗彎計算,確定基礎配筋。
4、施工圖要求(1號圖)
(1)手繪部分(5張,鉛筆圖)
1)平面框架配筋圖及控制截面的剖面圖(1張)
框架配筋圖比例1:50;剖面圖1:15~1:25
2)基礎施工圖(1張)
基礎平面布置圖(比例1:100~1:150);不同編號的基礎大樣圖(平面、剖面,比
例1:20~1:30);基礎配筋鋼筋表;基礎設計說明
3)樓梯施工圖(1張或插入索引大樣圖)
4)結構平面施工圖(3張)
標準層(或屋面)梁整體配筋圖(比例1:100);標準層(或屋面)結構平面布置圖(比例1:100,含板配筋、梁定位、梁板構造大樣等);柱平法施工圖(比例1:100)。
(2)計算機出圖(3張)
1)結構設計總說明;
2)結構屋面(或標準層)梁整體配筋圖(比例1:100);
3)結構屋面(或標準層)結構平面布置圖(比例1:100,含板配筋、梁定位、梁板構造大樣等);
(3)打印所驗算的一榀橫向框架的以下計算內容
1)恒載下的彎矩圖、軸力、剪力圖
2)水平地震作用下的彎矩圖、軸力、剪力圖3)彎矩包絡圖4)剪力包絡圖
(4)打印結構整體計算的以下計算內容
1)各層構件布置及截面尺寸
2)各層的構件配筋圖
5、完成結構計算書(按畢業設計要求,不允許用計算機打印)
三:施工設計
在施工專業教師指導下,確定施工方案,完成工程量計算,編制施工組織計劃,繪制施工平面布置圖及施工進度計劃圖等(具體指標及設計成果要求由施工教研室指導教師做出詳細規定)。
(3)實現途徑
本設計分為建筑設計,結構設計,施工設計。建筑設計主要是進行方案設計,使建筑設計達到房屋設置合理,使用方便,交通安全。結構設計首先是根據建筑技術、使用條件、場地條件和抗震設計等要求,合理進行結構選型、結構布置和基礎形式等,繪制結構布置圖;然后進行結構計算,采用框架結構近似計算法,求豎向荷載作用下的內力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內力時,有D值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法;然后進行結合所學過的知識、通過查閱參考資料初步設計,再交指導老師審查,審查通過后,利用AutoCAD、和手工完成繪圖,利用Excel、word等完成設計說明書及其他內容的編寫。
(4)、進度計劃
序號起止周次工作內容
11周至2周a)建筑設計,講課,做方案,交方案草圖
b)方案講評,修改,繪正圖
23周至4周1.依據建筑方案及結構設計任務書提供的資料,確定基本設計條件
2.確定結構方案,進行結構布置(平面、豎向)
3.選擇結構計算單元,建立結構設計計算簡圖
4.荷載及作用(恒、活、風、地震作用)計算
5.整理完成文獻綜述,譯文和開題報告
6.單工況荷載(恒、活)作用下框架的內力計算及調幅
7.單工況荷載(風、地震)作用下框架的內力計算
8.進行結構水平荷載下(風、地震)的彈性變形驗算
9.完成框架梁荷載組合和內力組合
35周至6周1.完成框架柱荷載組合和內力組合
2.計算機建模,分析,計算
3.梁、柱截面配筋,節點核心區抗震承載力驗算4.基礎設計、樓梯設計
47周至8周1.根據計算結果,繪制結構施工圖
1.學生方面情況復雜,進度不一。
畢業設計安排在大學最后一個學期,不同學生面臨就業、考研復試等不同出路,甚至少部分學生要進行畢業前大補考。學生心里狀態和壓力不同,影響到畢業設計的積極性和投入狀態,進而影響到畢業設計的進度和質量。設計中前期,學生對畢業設計這樣一個“大”的綜合性的任務不知如何下手,不能將所學專業理論知識與畢業設計選題順利結合,遇到問題不會及時反映解決,存在“等”、“拖”“、靠”的依賴心理,也會影響設計進度。
2.指導教師自身缺乏工程設計實踐經驗和知識更新。
畢業設計要求指導教師具有豐富的教學經驗和工程實踐經驗。部分指導教師一直從事理論研究或課程教學工作,工程實踐經驗不足甚至沒有,對整個工程設計過程缺乏了解和認識,對新規范、新的計算方法、新的施工技術的更新缺少關注。這樣在指導畢業設計時就會顯得力不從心,難以做到與時俱進,在一定程度上影響了畢業設計質量。
3.畢業設計過程監管不力。
通常,有些高校畢業設計管理制度不甚健全,或者制度健全但執行不到位,對學生日常不考勤或者考勤不嚴格,導致部分學生長期缺席,當然不能高質高量地完成畢業設計。另外,在畢業設計過程中,指導教師不重視對設計各階段的進度檢查,不了解學生的設計進度,也不能及時發現和解決出現的問題,從而導致學生在畢業設計前期比較松散,后期又加班追趕,高質量的畢業設計成果根本無法得到保證。
4.師生間缺乏溝通,不能及時發現設計問題。
設計過程中,很多學生不在設計室而去其他教室或宿舍,導致有問題不能及時詢問解決。老師輔導時,因見不到學生而不能及時發現學生的疑問或錯誤,從而將問題遺留到最后進行大修改甚至無法修改,致使設計質量嚴重下降。
5.計算機輔助設計利用不合理,學生收益不多。
畢業設計階段學生利用專業軟件PKPM對一榀框架進行計算并繪施工圖,這一工作只需學生一個上午即可完成。但學生對計算結果不分析、不調整,對圖紙的表達不思考、不判斷,基礎知識和專業知識掌握不牢固,對很多構造不明所以,似是而非,學生收獲甚少。
二、具體解決方法
解決畢業設計存在的問題,關鍵要解決好以下幾個方面:指導老師豐富工程經驗、提高指導水平的問題;畢業設計過程中手算、手繪與電算、電繪的比例與配合問題;畢業設計過程中對學生積極性的調動與監管監控問題;畢業設計的考核評估問題。下面具體討論。
1.提高指導教師素質、利用產學研用基地合作指導。
學校應鼓勵教師積極參加建設部組織的相關職業資格考試,鼓勵并組織指導教師積極參與工程實踐,與生產、設計單位合作,聘請理論功底扎實、實踐經驗豐富的工程師與校內指導老師合作,指導學生畢業設計并把關。學校可以建立產學研教學基地,除了服務于學生的實踐實習外,還可用于指導教師的工程經驗學習與提高,進一步加強高校與工程設計部門、企業單位之間的協調工作,從而提高指導學生畢業設計的水平。
2.堅持手算、手繪及軟件計算、計算機出圖并重。
為處理好在整個畢業設計過程中掌握基本理論、基本技能和計算機技術的關系,采用手算、手繪及軟件計算、計算機出圖并重的手段。在結構計算中“手算”和“電算”必須兼顧。“手算”應該占主導地位,在“手算”階段,應該培養學生綜合運用所學專業知識的能力和查閱相關資料的能力,從而鞏固理論知識,加強實踐操作能力。另外,在繪制施工圖時,要堅持手工畫圖和計算機繪圖相結合的原則。手工畫圖主要鍛煉學生的繪圖基本功、對構造要求的掌握以及對規范的學習和熟悉。計算機輔助畢業設計的主要目的是提高學生的計算機應用能力,同時熟悉社會上常用的工程商業軟件,做到就業時具備較強的工作適應能力和動手解決能力。因此,在計算機輔助畢業設計過程中結構計算部分要求學生手算與電算并行,兩者互為校核并完成對軟件的深入了解。繪圖主要由CAD軟件完成,部分節點詳圖與構造采用手工制圖,以加深學生的基本概念,熟悉結構細部構造,并能對計算成果和手算結果進行比較、分析和判斷。
3.針對學生不同水平分類指導方法。
對不同程度、不同進度的學生要使用不同的方法指導。對理解能力好、認真負責進度快的學生,要提前講解設計內容和方法,要求其有探索創新精神,培養學生自己獨立運用專業理論知識與畢業設計課題相聯系的能力,培養其主動查閱有關設計資料的能力等綜合專業素質,讓其在畢業設計中起到模范帶頭作用,也對學困生形成一定的壓力和激勵作用,敦促他們加快進度,認真設計。指導老師要有意培養1~3個模范生以加快整個小組的設計進度、提高小組的設計質量。對學習成績差、進度慢的學生,指導老師要付出更多耐心進行講解,讓其理解并最終掌握設計方法、步驟和過程,促其趕上整個設計進度。
4.考核制度嚴格,全面具體。
對學生畢業設計成績的評定應包括多個方面:考勤、設計進度、建筑設計部分、結構設計部分、計算書內容以及答辯情況等。應加強畢業設計的學生考勤和指導教師的考勤,加強設計過程中各個階段的考核,對學生出勤率、設計進度、設計階段成績及最后答辯成績等各個考核方面分別進行評分。這樣既可以引起學生對畢業設計的重視,也可以在設計過程中發現問題,總結經驗和教訓,進一步完善和改進后續設計工作。
1.1畢業設計選題局限性
選題的深度不夠,與工程實際脫節。地方高校土木工程學院多數沒有充足的校外實踐教學基地,多數課題都是由指導教師布置,缺少實際的工程背景及資料,涉及到的實際工程問題少,基本上都屬于假題假作類型,有些題目沿用多年,滯后于建筑行業的發展,使得設計題目沒有新意,跟不上時展。
1.2學校投入不足,師資力量薄弱
如何在高校持續擴招的情況下,不降低畢業設計質量,已是高等教育必須正視和解決的問題。隨著近幾年高校的擴招,學生人數越來越多,但專業繪圖教室及專業機房配套跟不上,學生做設計只能在宿舍完成;另外教師人數增加有限,每位畢業設計指導教師所指導的學生人數過多,同時指導教師還擔任其他課程教學任務和科研任務,使指導教師用于畢業設計的精力有限,每位學生的指導時間有限,指導不到位。
1.3就業壓力增大,學生重視不夠,時間投入少
根據培養計劃,畢業設計大多安排在第八學期,隨著就業壓力的逐年增大,第八學期大部分學生都忙于奔波在各大招聘會之間,真正靜下心用于做設計的時間很少。有些學生在前期基本上不做任何工作,到最后,隨便在網上找個相關內容復制粘貼,存在嚴重的抄襲現象,畢業設計的作用一點沒有實現,學生也學不到任何東西。
1.4評價體系不完善
部分高校管理體制不完善,沒有系統的畢業設計質量監控體系,成績評定時隨意性強,對一些不合格的設計不能嚴格要求。這樣也給學生造成了不良影響,認為畢業設計沒有不合格的,致使畢業設計質量逐年下降。
2地方應用技術型高校土木工程專業本科畢業設計模式
針對畢業設計中存在的諸多問題,結合該校應用技術型本科的發展定位,探求結合畢業生就業方向,采用團隊合作、分階段進行的畢業設計模式,提高畢業設計質量,使學生能真正在最后一個綜合實踐教學環節中得到鍛煉,實現從學校到工作角色的順利轉變。根據土木工程專業學生畢業去向分析,約70%同學在施工單位就業,其余是選擇考研,繼續深造,越占20%左右,剩余10%會去其他的一些方向,包括設計院所、業主單位、監理單位、檢測單位等與土木工程專業相關的單位。根據上述土木工程專業學生畢業去向的統計分析,將學生的畢業設計對應的選題方向分為兩種類型:科學研究型、工程實踐型。針對不同的畢業設計選題類型,提出適合每種類型的學生選題建議:科學研究型適合已經考取研究生的學生,工程實踐型適合畢業后從事施工方向的學生及其它就業方向的學生。目前,土木工程專業畢業設計安排在第七學期末至第八學期,基本是集中14周左右的時間,按照以下步驟進行:制定畢業設計任務書、收集和整理相關資料、與選題有關的中、英文文獻查閱與綜述、確定設計方案、理論計算和分析、經濟評價、圖紙繪制和說明書編寫、論文評閱和答辯。這整個過程是一個多學科知識綜合運用的過程,各學科在不同階段各有側重。因此,可以采用團隊協作學習,即學生以小組形式參與,小組成員之間相互依賴、相互溝通,相互合作、共同負責地學習,進而完成或達到共同目標的一種學習模式。結合該校師資力量現狀,進行畢業設計指導時,采用團隊協作模式,結合指導教師專業,實行畢業設計聯合指導組,每一組都配備一名有工程經驗的建筑學指導老師和一名結構專業指導老師,另外還可以根據條件配備一名建筑經濟與管理專業的指導老師。這樣畢業設計指導相對較全面,各專業都全過程參與指導,根據進度及設計內容分階段負責,有助于提高畢業設計質量。學生分組時結合畢業去向,每組成員均有去施工單位的學生和繼續讀研究生的學生組成,每位同學側重點不同,充分利用讀研學生扎實的理論基礎,結合準備做施工的同學了解的施工知識,相互配合,共同協作,高質量的完成畢業設計。在畢業設計的內容安排上,將畢業設計分為兩個部分:第一部分為建筑物的基本設計,主要考查學生對大學所學知識的綜合應用能力,側重大學所學專業知識的綜合應用,這一部分內容各種類型學生都要完成。第一部分任務完成后經指導老師確認方案可行后方可進入第二階段設計。第二部分為針對畢業去向的知識儲備和技能訓練,針對兩個選題方向分別制定不同的完成內容:工程實踐型的完成施工組織設計和工程概預算;科學研究型針對未來實際工程開展專題設計或專題研究。在成績評定階段,學生畢業設計成績由指導教師評定成績(50%)、評閱教師評定成績(20%)、答辯成績(30%)三部分組成,同時指導教師和評閱教師不參加自己學生的答辯,使成績盡可能真實的反映畢業設計質量和水平。
通過畢業設計這一重要的教學環節,培養土木工程專業本科畢業生正確的理論聯系實際的工作作風,嚴肅認真的科學態度。 畢業設計要求我們在指導老師的指導下,獨立系統的完成一項工程設計,解決與之有關的所有問題,熟悉相關設計規范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法,具有實踐性、綜合性強的顯著特點。因此畢業設計對于培養學生初步的科學研究能力,提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。
在完成本次畢業設計過程中,我們需要運用感性和理性知識去把握整個建筑的處理,這其中就包括建筑外觀和結構兩個方面。還需要我們更好的了解國內外建筑設計的發展的歷史、現狀及趨勢,更多的關注這方面的學術動態,以及我們在以后的土木工程專業發展的方向。同時積極、獨立的完成本次畢業設計也是為今后的實際工作做出的必要的準備。
1.1研究現狀:
土木工程是建造各類工程設施的科學,技術和工程的總稱。土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌,因而土木工程也就成為社會歷史發展的見證之一。土木工程在我國可以分為:建筑工程、橋梁工程、公路和城市道路工程、鐵路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、給水和排水工程、環境工程。作為土木工程專業的學生,深知土木工程設計范圍之廣,以及和社會生活聯系之密切。我們在校只是學習了土木工程這一個小的分支并且著重學習了工民建部分。工民建方面就結構布置部分有以下幾種結構:框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、板柱-剪力墻結構、框架-支撐結構、筒體結構、框架-核心筒結構、巨型結構等等。
就此次的設計題目,以及結合任務書所給定的各項條件,選擇了框架結構比較合理并且切合實際。
1.2發展趨勢:
框架結構由梁柱構成,構件截面較小,因此框架結構的承載力和剛度都較低,它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,樓層越高,水平位移越慢,高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力,這時,現澆樓面也作為梁共同工作的,裝配整體式樓面的作用則不考慮,框架結構的墻體是填充墻,起圍護和分隔作用,框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間,可提供較大的使用空間,也可構成豐富多變的立面造型。國外多用鋼為框架材料,而國內主要為鋼筋混凝土框架,框架結構可通過合理的設計,使之具有良好的延性,成為“延性框架”,在地震作用下,這種延性框架具有良好的抗震性能。
[1]鋼筋混凝土多層框架結構作為一種常用的結構形式, 具有傳力明確、結構布置靈活、抗震性和整體性好的優點, 目前已被廣泛地應用于各類多層的工業與民用建筑中。隨著社會的發展,多層框架結構的建筑越來越多了。但隨著結構高度增加,水平作用使得框架底部梁柱構件的彎矩和剪力顯著增加,從而導致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,將給建筑平面布置和空間處理帶來困難,影響建筑空間的正常使用,在材料用量和造價方面也趨于不合理。框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工,效率較高,工程質量較好。
[2]框架結構房屋的布置應對稱、均勻,減小抗側剛度中與水平荷載合力作用線的距離,減小結構重心和剛度中心之間的距離,以減小結構發生的扭轉。由于框架構件截面較小,抗側剛度較小,在強震作用下結構整移和層間位移都較大,容易產生震害。此外,非結構性破壞如填充墻、建筑裝修和設備管道等破壞較嚴重。因而其主要適用于非抗震區和層數較少的建筑,抗震設計的框架結構除需加強梁、柱和節點的抗震措施外,還需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等,以避免框架變形過大時填充墻的破壞。框架結構是柔性結構,有水平位移,房屋的總水平位移越大,人的感覺越不舒服,而層間位移會影響建筑物的裝修和隔墻開裂,因而對這兩種水平位移進行限,這樣在設計中要增大房屋的抗側剛度。在框架結構的抗震設計中,柱頂、柱底、梁端易出現裂縫。
[3]作為一座辦公樓設計,在設計之前作為設計者必須深入實際,調查研究,了解其所屬位置地理、經濟條件。而作為本課題中框架結構的辦公樓,必須整體設計、大門入口設計要體現行政辦公特征。設計要滿足室內水、電、暖、訊、消防、抗震等配套設計要求。因此必須察看相應的規范、標準等。
1.3研究方法:
框架是典型的桿件體系,近似計算的方法很多,工程中最實用的是力矩分配法及D值法,前者多用于豎向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
這些方法的使用都作了以下幾點的假定:
[1]忽略粱,柱軸向變形及剪切變形。
[2]桿件為等截面(等剛度),以桿件軸線作為框架計算軸線。
[3]在豎向荷載下結構的側移很小,因此在做豎向荷載下計算時,假定結構無側移。
1.4應用領域:
框架結構可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。框架鋼結構常用于大跨度的公共建筑、多層工業廠房和一些特殊用途的建筑物中,如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機庫、停車場、輕工業車間等。
2、課題任務、重點研究內容、實現途徑
本次畢業設計任務包括三個部分:建筑設計,結構設計和施工組織設計。
2.1建筑設計
2.1.1設計任務
根據設計任務書要求完成建筑平面、剖面及立面設計;根據相應的建筑設計規范并結合實際情況初步確定預設建筑物的平面形狀,立面外觀,側面外觀,單層平面尺寸,以及建筑物的層數;由功能分區的相關原則初步確定建筑物各部分的功能,最終初步確定出建筑設計部分的輪廓。
2.1.2設計成果:
(一)總平面圖:1:500要求標明建筑物位置、道路、綠化、標高、朝向等。
(二)平面圖:1:100或1:200平面圖應標明各房間名稱,固定設備布置。
1.底層平面圖:標注三道尺寸,注標高。
2.標準層平面圖:標注三道尺寸,注標高。
3.頂層平面圖:標注兩道尺寸,注標高。
(三)剖面圖:比例1:100或1:200(一個)
要求剖到樓梯,標注層高、樓梯平臺、屋頂、室內外地坪標高、標注兩道尺寸(門窗洞口、層高)。
(四)立面圖:比例1:100或1:200(二至三個)
1.入口立面
2.側立面或背立面
標注三道尺寸(墻段及洞口、層高、總高),標明室內外地坪標高,屋頂標高。
(五)節點詳圖:(二至三個)比例自定
(六)設計簡要說明:
1.建筑總平面及概況。
2.方案特點及主要建筑技術措施。
3.防火設計簡要說明。
(七)主要技術經濟指標
1.總用地面積
2.總建筑面積
3.建筑密度(底層建筑面積/總用地面積)
4.容積率(總建筑面積/總用地面積)
5.綠地率(綠地面積/總用地面積)
2.1.3進度安排
第1周:講解建筑設計基本原理、建筑設計基本步驟,了解并掌握辦公建筑基本設計知識。完成“一草”。
第2周:深入方案,細化初步設計,為結構設計提供必要的條件。完成“二草”。
第3周:結構設計完成之后,完成施工圖設計。
2.2結構設計
2.2.1設計任務
根據建筑設計方案及設計原始資料,選擇結構體系,布置結構構件,進行結構內力分析,確定構件配筋,繪制結構施工圖。
2.2.2設計內容和步驟
1.根據房屋基本情況確定結構設計基本參數
2.進行結構平面布置
3.手算一榀框架,并用計算機程序PK復核
4.使用PMCAD,建立結構整體計算模型,用SATWE進行結構空間分析與設計
5.設計一部現澆板式樓梯
6.基礎設計
中圖分類號:TU;G642477 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)03-0136-04
畢業設計(論文)是土木工程專業本科教育階段最后一個綜合性實踐教學環節,也是實現該專業人才培養目標的重要環節。畢業設計(論文)的質量直接反映了學生的專業水平,影響學生畢業后的工作能力和發展潛力,也是高等院校教學質量的直接反映。然而,目前許多普通高等院校土木工程專業的畢業設計(論文)教學環節存在諸多不足,畢業設計(論文)質量不容樂觀[1-3]。
溫州大學是一所市屬綜合性大學,旨在為地方經濟建設培養高素質的應用型人才。筆者結合近年來對畢業設計(論文)指導的探索性教學改革和實踐,探討了當前普通地方性高等院校在畢業設計(論文)教學中存在的問題以及解決方法。
一、本科畢業設計(論文)現狀剖析
(一)學生重視程度不夠,畢業設計(論文)只是簡單模仿
傳統意義上,本科畢業設計(論文)是在教師指導下,學生完成一項設計或研究的全過程。其最終的實質成果是一個符合規范要求但卻并不完整的設計圖紙,或是研究的部分成果。而大多數本科院校的培養計劃是將畢業設計(論文)安排在本科階段的最后一個學期,少數學校將時間提前到了大四上學期期中,時間大約為12周左右。畢業設計(論文)期間需要收集、分析設計(論文)資料和完成畢業設計(論文)的一些相關學習任務,如文獻綜述、外文翻譯和開題報告等,進一步壓縮了建筑、結構設計或論文寫作的時間。另外,大四學生忙于畢業設計(論文)的同時,還要參加研究生和公務員考試,以及各種招聘會和實習等,這極大地分散了學生的精力、消耗了大量時間,影響畢業設計(論文)正常進行。
而且,許多學生對畢業設計(論文)不夠重視,以致很多時候畢業設計(論文)只是一個模仿或者模擬過程,質量偏低,效果不好。
(二)指導教師投入不足,實踐經驗缺乏
大學擴招導致許多普通高等院校的師生比例不斷下降,導致教師指導畢業設計(論文)時間不足,力不從心。另外,畢業設計(論文)的指導工作要求教師具有豐富的教學經驗、工程實踐經驗或科學研究經驗,而近年來高校擴招亟需擴大教師隊伍,許多碩士、博士從學校畢業就直接進入了一線教學崗位,沒有經過工程實踐鍛煉和系統的崗前培訓,許多青年教師因缺少畢業設計(論文)的指導經驗、工程實踐經驗和長期科研經驗,在選題、教學手段、教學方法和教學內容等方面都存在較大不足,直接影響了畢業設計(論文)的質量。
(三)學生缺乏主動性和創新性
在以往的畢業設計(論文)過程中,指導教師也會讓學生對其設計或論文進行修改,學生只是被動地按指導教師要求修改,往往停留在改正錯誤層面上,而不是考慮使設計更合理或研究創新等問題。另外,學生即使根據教師的建議對設計或論文進行了修改,他們對當前的修改為什么能夠比較有效地滿足要求,是否還有其他更有效的方法,其他方法與當前修改比較起來效果如何等問題也不甚明了。
(四)學校的培養與實際工程需求明顯脫節
設計或研究過程并不是直線型的,其結果也不是唯一的。按照傳統的指導方法,學生完成畢業設計(論文)僅僅是知道了如何做的問題,而對滿足規范或研究要求的其他設計或分析方案(更好或者更壞的方案),則幾乎沒有概念。也就是說,幾乎還完全沒有考慮如何使設計或研究分析更合理、更有新意。但是在實際工程的設計和研究中,往往是要進行多種方案的比較,或嘗試用不同的方法研究分析,并根據其他單位、專業的要求修改、調整設計和研究。這就導致了學校的教學、人才培養和現實需求明顯脫節,學生的畢業設計(論文)缺乏創新。目前的探索與實踐工作就是試圖在一定程度上彌補這一缺陷,通過畢業設計(論文)環節提升學生的綜合能力和創新意識。
二、探索性教學改革目的
根據土木工程本科專業的人才培養目標,如何解決普通高等院校現階段畢業設計(論文)指導中存在的主要問題,是教學改革亟需探討的問題,具體措施為如下三方面。
(一)讓學生盡早熟悉培養方案,提前準備,積累相關知識與經驗
畢業設計結果可以粗略地分成合法的設計(滿足規范的設計)、可行的設計(合理的設計)、滿意的設計和優化的設計。畢業研究論文成果也可以粗略地分成初步的研究分析(采用常規分析方法)、系統的研究分析(采用常規分析方法)、有一定創新的研究分析、有較大創新的研究分析。學生在畢業設計(論文)開始前就應該知道有這樣一個鏈條,并且嘗試在這個鏈條中(而不是僅僅局限于鏈條的一個點上)做一些起步性的工作,開始積累相關知識和經驗,培養一個成熟工程師或研究人員所應具有的思維和意識品質。實際上,應鼓勵學生盡早和指導教師建立聯系,參與到指導教師的工程結構設計和科學研究工作中,這樣學生就有足夠的時間進入狀態、積累相關知識和經驗。
(二)通過畢業設計(論文)奠定學生工作基礎
土木工程專業評估,是我國工程學士學位專業中按照國際通行的專門職業性認證(professional programmatic accreditation)進行評估的首例[1]。第一屆全國高等教育土木工程專業教育評估委員會(NBCEA)成立于1993年,截止到2012年6月,全國共有66所高校的土木工程專業點通過了NBCEA組織的專業評估。雖然通過評估的專業目前僅占18%,但土木工程專業評估對我國土木工程教育質量的提高起到了巨大的推動作用,有效促進了工程界和教育界的深度合作,成為我國土木工程注冊師制度的堅實基礎[2]。目前我國結構工程一級注冊結構工程師中73%是來自通過評估專業院校的畢業生,充分說明了土木工程專業評估對我國土木工程專業人才培養質量的巨大貢獻。
我國土木工程專業評估已走過了整整二十年的歷程,不僅在國內產生了很大的影響,在國際上也得到了越來越多的認可。回顧土木工程專業評估走過的歷程,取得今天這樣的大好局面非常不易,但也還存在一些亟待解決的重要問題。為進一步深化評估工作,對土木工程專業評估工作進行深入細致的總結非常必要。土木工程專業評估值得和需要總結的方面很多,其中企業深度參與是土木工程專業評估工作得以順利開展的最重要保證之一,本文對其背景、現狀、作用及進一步發展需要解決的問題進行了較為全面的梳理,得到了一些重要的結論。
一、企業參與土木工程專業評估和人才培養的背景及現狀
土木工程專業是實踐性很強的專業,土木工程專業人才必須結合工程實踐培養,而這個結合必須要有企業的積極和深度參與。專業評估作為制訂、檢驗和判斷專業培養標準的專門工作,順理成章必須要有企業的深度參與。
1. 發達國家土木工程專業評估和人才培養充分體現了企業參與的重要作用
英、美、加等發達國家目前已形成了較為完善的土木工程專業人才培養體系和專業評估認證體系[3,4]。相關企業積極參與土木工程專業評估標準的制訂和評估過程控制,有效促進了工業界與高校人才培養方面的深度融合。如加拿大滑鐵盧大學產學研合作培養工程人才已成為長期堅持的有效模式,學校與數千家企業建立了長期穩定的人才培養合作關系,企業深度參與土木工程專業培養的全過程,發揮了重要的作用[3]。企業深度參與專業評估不僅使專業評估的標準更為科學,對專業的評價更為準確,大大促進了校企合作培養高質量人才;同時也因為有企業深度參與,校企合作培養人才的經驗和好的模式也能更加及時地反映到專業評估標準和工程之中,進一步促進高校與行業和企業的深度融合,從而形成了人才培養的良性循環。
企業深度參與專業評估,為行業表達對人才培養的重視和要求提供了一條有效途徑,促使政府和行業的相關政策有利于人才培養的調整,形成了培養高層次人才的良好社會環境。發達國家專業評估的實踐證明,企業深度參與專業評估工作,全方位提升了人才培養質量,營造了人才培養的良好環境,成為專業評估工作順利開展的最重要保證之一。
2. 我國企業深度參與土木工程專業評估和人才培養的現狀
作為我國工程學士專業中按照國際通行的專門職業性認證進行評估的首例,土木工程專業評估從啟動之初就充分重視企業參與[2],目前已形成了企業深度參與專業評估和人才培養的良好局面,主要體現在如下幾方面:
制度設計上充分保證企業深度參與。原國家建設部啟動土木工程專業評估時就緊緊依托相關高校和建設行業,企業專家不僅全程參與了調研、方案設計和過程控制,而且在土木工程專業評估相關規定中明確了企業深度參與的相關內容,有力地保證了企業參與土木工程專業評估的力度和長期可持續發展。
土木工程專業評估專家隊伍中包括足夠的企業專家。從首屆NBCEA建立開始,評估專家中均有不少于1/3來自企業,企業類型具有充分的代表性,如中國建筑股份有限公司、中國建筑科學研究院、華東建筑設計研究院等。
評估視察專家中近半為企業專家。企業專家參與評估的全過程和最重要的現場視察過程,保證了評估標準的全面落實和對參評高校土木工程專業辦學水平的準確評價。
二、企業深度參與土木工程專業評估的重要作用
我國土木工程專業評估的制度設計保證了企業深度參與評估有順暢的途徑,土木工程專業評估工作實踐表明,通過深度參與,企業在專業評估中發揮了多方面的重要作用,主要包括引領作用、保障作用、促進作用和示范作用。
一是引領作用。由于我國長期處于基本建設量大面廣的發展狀態,土木工程專業培養的人才除少部分轉行外,絕大多數從事與建設行業相關的工作。企業深度參與專業評估工作,使得專業評估標準能很好地適應行業用人要求,對專業的判定更能突顯行業用人標準的影響,對專業的發展方向和人才培養模式、途徑的改革起到了很好的引領作用。這也是通過評估專業的畢業生在注冊師考試通過人員中占絕大部分的重要原因。這充分說明由于企業深度參與,通過評估專業的人才培養質量與行業的契合度均有明顯提高,對我國土木工程專業人才培養發揮了引領作用。
二是保障作用。企業深度參與專業評估使相關高校土木工程專業對行業的具體要求和相關情況有較為準確的把握,制訂的人才培養計劃更能得到企業和行業的認可與支持,使企業能更順利地參與到土木工程專業人才培養中來,為土木工程專業人才培養尤其是實踐能力的培養提供了必要保障,同時較好解決了高校學生實踐能力培養方面資源、場地以及環境欠缺的重要問題[5,6]。
三是促進作用。企業深度參與土木工程專業評估還有利于促進高校和企業建立更廣泛的產學研合作,使人才培養納入到國家科技創新體系中,使產學研合作的廣度和深度均有明顯的發展。
四是示范作用。企業深度參與土木工程專業評估所具有的引領作用、保障作用、促進作用不僅有效地推動了土木工程專業人才培養質量的提高,也為我國工科類專業人才培養改革提供了很好的示范作用[7]。教育部于2011年正式啟動的卓越工程師教育培養計劃中,明確要求行業企業深度參與人才培養,正是土木工程專業評估要求的企業深度參與人才培養的經驗總結和提高。
三、企業參與在卓越計劃中得到進一步強化
土木工程專業實施“卓越計劃”是為了改革和創新工程教育人才培養模式,創立高校與行業企業聯合培養人才的新機制,著力提高學生服務國家和人民的社會責任感、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力。土木工程專業培養的人才要有強烈的質量、工期、安全、環境和成本意識,要有很好的團隊協作精神和寬闊的視野。圍繞卓越計劃,企業在人才培養中的作用在以下方面得到了進一步的強化。
1. 進一步深化了產學研結合的教育模式
產學研合作教育是利用學校和企業不同的教育資源和教育環境,發揮學校和企業在人才培養方面各自的優勢,將以課堂傳授理論知識為主的學校教育與直接獲取實際經驗和能力為主的生產現場教育結合,培養滿足企業需要的應用型和研究型人才為主要目標的教育模式。
產學研結合專業課教學模式,將專業課教學理論和實踐緊密結合,專業課講授與專業實習結合。理論課教學在課堂講授,涉及實踐環節的教學內容采取到設計單位和生產企業現場實物教學的方法,進行專題現場實物教學,專業課教師對于現場實物教學方法已經進行了實踐嘗試。
產學研實踐教學模式,學生可以在教學計劃外的寒暑假參與企業的生產實踐,每名學生均由學院指派一名指導教師,師生共同制訂實習計劃,預期目標和實習成果,學生定期向指導教師提交實習報告,實習結束后,學生應完成由實習企業簽署確認的實結報告,由實習企業進行實習效果評價。
產學研畢業設計和學位論文模式,卓越工程師畢業設計、學位論文選題來源注重工程實踐和創新能力培養,鼓勵學生到生產實踐中選題,由單一的教師命題發展成為學生自主選題、指導教師命題和學生自組團隊跨學科聯合選題等多種方式。對已有就業意向的學生,鼓勵其到就業單位選題,立題由指導老師嚴格把關。指導方式采取社會用人單位、學校雙導師制。畢業設計、學位論文與企業產品和技術研發相結合,學生在學校指導教師的指導下在學校完成理論設計工作,由企業指導教師指導在企業完成試驗和調試工作。
我校面向卓越土木工程師培養,以自身擁有的甲級建筑設計院為依托,建設開放式卓越工程師培養工程設計體驗工場。本科生和研究生可體驗工程設計全部過程,包含施工圖設計、審圖后修改、現場交底、施工過程中技術問題處理、工程驗收等全過程。
2. 校企雙向滲透打造了“高工級教授”型師資隊伍
卓越工程師培養必須擁有一支教學藝術與工程能力兼備的師資隊伍。學校根據卓越工程師培養對教師的特殊要求,出臺了多項政策措施,著力打造適應卓越工程師培養的專兼職結合的師資隊伍,包括優先引進具有三年以上工程實踐經歷的博士;教師具備相應工程經歷作為職稱晉升的必要條件;鼓勵教師獲得各類國家注冊師資格;聘請企業教授級高工為兼職教授以及設立高工級教授崗位等。對參與“卓越計劃”試點工作的企業工程師,通過講座加示范的形式,盡快提高工程師的教學水平,改進教學方法。經常開展教學法活動,指導工程師們如何編寫講義、教學大綱、教學進程、備課等,使他們逐步實現從工程師向教師身份的轉變,適應和達到教學要求。
四、需要進一步解決的主要問題
1. 國家政策應對企業深度參與人才培養提供更為有效的支撐和保障
我國已明確企業是創新的主體,并正在落實相關的政策。但對企業在人才培養方面的普遍性支撐和保障政策還不夠系統完善,如接受實習生的補貼制度、參與人才培養投入的免稅制度等,需要大力推進。
2. 學校和企業需落實企業深度參與人才培養的長期穩定政策
學校在吸引企業深度參與人才培養方面還缺乏長期
穩定政策,在調動教師和學生主動和企業合作方面還缺少高效保障措施;大多數企業迫于經營壓力還無法將主動參與人才培養放在企業發展足夠重要的地位,經費和人員保障嚴重不足。
3. 教師和學生需進一步認識企業深度參與人才培養的重要意義
由于多方面的原因,目前教師中普遍存在重科研輕教學的現象,教師在人才培養方面投入嚴重不足。在主動聯系和促進企業深度參與人才培養方面積極性不高,也缺乏有效的途徑和手段。隨著獨生子女成為學生主體和基礎教育長期以應試教育為中心的影響,大多數學生缺乏主動到企業學習、為企業發展服務的意識,加上擴招帶來學生人數眾多,導致企業深度參與人才培養的積極性下降,對土木工程這樣的寬口徑專業尤其如此。
4. 需要進一步營造良好的社會大環境
人才培養需要良好的社會大環境,不僅是高校和相關企業,也包括家庭、基礎教育、政府管理部門等社會的方方面面。我國還缺乏全社會為人才培養服務的意識,企業深度參與人才培養中碰到的不少問題的有效解決,有賴于良好的社會大環境的營造。
目前教育部正大力推進卓越工程師教育培養計劃試點,國家正推動創新型國家建設和人才強國戰略的實施,為高校人才培養改革提供了良好的機遇,土木工程專業評估在20年深厚積淀的基礎上,定能取得更大的進步。
參考文獻:
[1] 畢家駒.中國工程專業評估的過去、現狀和使命——以土木工程專業為例[J],高教發展與評估,2003,V21(1):40-42.
[2] 高延偉.我國建設類專業教育評估的回顧與思考[J],高等建筑教育,2003,V12(3):4-7.
[3] 吳啟迪,章仁彪,譚震威.專業評估與資質鑒定: 中國工程教育的“國際接軌”[J],復旦教育論壇,2003,V1(2):29-32.
[4] 黃長.國外專業人才培養戰略與實施[M],北京:社會科學文獻出版社,2006.
我國的保障性住房發展了已有十余年,國務院1995年推出“安居工程”,1998年推出“經濟適用房及廉租房”政策,2007年更提出系統的保障性住房政策,但效果甚微,并暴露出種種問題。保障性住房項目集中建設,加劇了低收入群體的空間聚集,強化了社會各階層的居住空間分異,容易導致貧困過度集中[1]。
由于住房的壽命期一般長達一百年,因此建設一旦實施,就會有很強的不可逆性,住房空間布局和城市社會空間結構將會被影響幾十年甚至上百年。因此,科學慎重地對待保障房的空間選址問題十分必要。
1、居住空間分異理論與保障房選址現狀
1.1空間分異理論
居住空間分異是一種居住現象:在一個城市中,不同特性的居民聚居在不同的空間范圍內,整個城市形成一種居住分化甚至相互隔離的狀況。在相對隔離的區域內,同質人群有著相似的社會特性、遵循共同的風俗習慣和共同認可的價值觀,或保持著同一種亞文化;而在相互隔離的區域之間,則存在較大的差異性[2]。
居住分異理論是城市經濟學和城市社會學的研究熱點,西方國家的研究主要討論不同種族(特別是白人和黑人)之間的居住分異。國內學者對北京、上海、廣州、深圳和西安等城市的研究都表明,我國城市的居住空間分異正在或已經形成[1]。
1.2保障房選址現狀
我國的保障房選址大多存在選址邊緣化、集中建設以及公共配套設施不完善的問題[3]。
政府為了減少土地收益損失,盡可能的將保障房選在較偏遠地區,由此導致被保障居民遠離就業密集區,并會造成交通不便。我國大力建設保障房而采取的集中建設模式,導致了低收入人群集聚,形成居住空間分異。而且由于小區位置的偏遠,周圍很難有成熟的住宅小區公共設施共用,這將對居民的生活造成極大不便。
2、南京市保障房實地調查
從目前各方學者對于我國保障房空間分布的研究來看,大規模保障房的建設是否能真正解決低收入群體的生活需求,從而帶動社會經濟的發展還不能妄下定論。因此本研究小組成員針對南京市大型保障房項目的所處區位、周邊環境以及具體配建情況進行了實地調查。
2.1項目簡介
2010年初南京市啟動了丁家橋、花崗、西善橋岱山西側、江寧上坊北側四大片區保障房項目。四大片區規劃總用地面積5.6平方公里,總建筑面積約950萬平方米,共計提供約8.2萬套保障性住房。
2.2四大片區基本信息
四大片區分布如圖所示:
江寧上坊保障房片區,位于江寧區上坊老鎮北側,總用地面積125公頃,規劃總建筑面積約193萬平方米。
岱山保障房項目位于寧蕪公路以南,雨花臺區西善橋街道岱山西側,與板橋新城相連。總用地面積228公頃,規劃總建筑面積約380萬平方米。
丁家莊保障房項目位于棲霞區邁皋橋街道,總用地約85公頃,規劃總建筑面積約167萬平方米。
花崗保障房項目位于棲霞區馬群街道,總用地約135公頃,規劃總建筑面積約211萬平方米。
3、選址評價模型構建與實地調查信息匯總
3.1選址合理性綜合評價模型構建
保障性住房的選址合理性評定是一個涉及諸多因素的綜合的過程,是自然環境與人類社會活動相互交織并與各種地域結合共同作用所產生的影響所決定的。因此, 該指標體系不但要從定性方面分析, 還應采取定量化分析。基于此, 我們構建了四大片區保障房選址研究分級指標體系。考慮各因素對保障房片區的居民的影響程度,通過查閱相關文獻并請專家打分確定各因子權重見表1。
3.2各片區信息匯總分析
由于研究項目涉及面積較大,且仍處于建設過程中,給信息的調查與收集帶來了很大難度。例如規劃中要求的基礎配套設施有很多尚未完成,所以只能通過資料查閱對相關信息進行完善。為了能夠對保障房的各種相關指標進行全面綜合的評價,本論文采取資料查閱、未來預測與實地調研相結合的方式對所需要研究的內容進行了完善。通過進一步的信息提取與匯總得出最終結果見表2。
根據本次調查最終所得的信息,我們對各個因素進行了打分。取每個二級指標滿分10分,按評判標準打分見表3。
最后,運用公式得出最終結果見表4。
為了能直觀得看出保障房四大片區選址評價的最終結果,我們以百分制對其進行表示,見表5。
4、實地調查結果分析
(1)上文測算結果是,丁家莊保障房片區選址得分最高,上坊片區選址得分最低,但四大片區的區位得分差別并不是很大,均遠離市區并分布于南京市。但從四大片區選址合理性分析的最終綜合得分來看,分值均高于60分,說明四大片區保障房的區位選擇都基本合理。
(2)對于交通,我們可以看出丁家橋保障房片區交通便利度最高,近乎是上坊保障房片區的兩倍。之所以會有這樣大的差別主要是由于丁家橋處在外城區,而其余三大片區處于郊區。而江寧上坊的得分最低,通過表中數據我們也很容易發現,其主要原因在于交通條件太差,進而拉低了最終綜合得分。實際上,由于整個江寧區都還正處于開發階段,相比于雨花臺區和棲霞區,其經濟的發展都較為滯后,而上坊保障房又處于江寧的外邊緣,綜合得分較低顯而易見。
(3)此外,就業的保障也是影響居民生活的重要因素之一。結果表明:花崗保障房片區的就業渠道最少,如果政府不針對這一問題采取必要的措施,隨著居民的大量入住,問題將會迅速凸顯出來,受保障人群的住房問題雖然得以解決,而生活卻并未得到保障。
(4)從上述分析我們也可以看出,與保障房建設同步的配套基礎設施的建設也是非常的重要,即表中第三個影響因素——相關配套,它對保障房的評判影響極大。保障性住房的入住群體是低收入人群,所以他們對基礎設施的依賴程度比較高。如果低收入家庭遠離就業地、醫院、學校等,他們就要承擔相對多的交通成本和時間,易造成一些人放棄原就業機會,同時縮小社交圈。
5、建議
由于政府的土地財政依賴及其他問題的存在,幾乎所有城市的保障性住房的選址很少能選在地段好、交通方便、周圍配套設施非常完善的地方[3]。因此,綜上分析提出以下建議:
(1)從地理位置上,綜合選址地的自然、經濟、社會條件,并在參考城市規劃方向的基礎上,選擇目前成本較低并在以后發展前景較好的位置。(2)從交通上,盡量選擇在已有的交通路線附近,未來可以完善延展。(3)從就業上,盡量選在靠近工業園區或企業較多的地方,可以為居民提供更好的就業條件。(4)為了減少居住空間分異,避免出現貧民區,可以采用保障房與商品房配套建設的混居模式。
選址是復雜的,我們在選址時不可能使每項因素都達到最優,但是我們可以對影響因素的重要性進行比較,在因素沖突時優先滿足較重要的選項,從而使選址總體得到平衡,保證保障房選址的相對合理性。
參考文獻
[1]鄭思齊,張英杰.保障性住房的空間選址:理論基礎、國際經驗與中國現實[J].現代城市研究,2010(09):18-22.
[2]師春梅.城市居住空間分異問題研究綜述[J].黑河學刊,2010(11):6-8.
[3]杜靜,趙小玲.我國保障性住房選址的決策因素分析[J].工程管理學報,2012(1):84-88.
[4]龍麗民,孫桂平,趙紅杰等.石家莊市居住空間分異模型及發展趨勢初探[J].石家莊職業技術學院學報,2006,18(01):20-24.
[5]楊曉冬,黃麗平.保障性住房選址問題及對策研究[J].工程管理學報,2012(04):103-107.
[6]張永波,翟健.北京市保障性住房空間布局探討[ C].北京:和諧城市規劃—2007 中國城市規劃年會論文集:1313-1321.
[7]楊靖,張嵩,汪冬寧.保障性住房的選址策略研究[J ].城市規劃,2009 (12):53-58.
[8]汪冬寧,湯小櫓,金曉斌等.基于土地成本和居住品質的保障住房選址研究——以江蘇省南京市為例[J].城市規劃,2010(03):57-61.
[9]陳乃棟,趙蕾,鄭曉華等.保障性住房的規劃選址研究——南京市的實踐與思考[J].江蘇城市規劃,2011(10):7-9.
[10]田野,栗德祥,畢向陽.不同階層居民混合居住及其可行性分析[J ].建筑學報,2006(4):38-41.
作者簡介
欒壽福(1992—),男,本科生,東南大學土木工程學院學生,專業:土木工程。
劉欣書(1991—),女,本科生,東南大學土木工程學院學生,專業:工程管理。
何雪英(1991—),女,本科生,東南大學土木工程學院學生,專業:工程管理。
沈耳東(1992—),男,本科生,東南大學土木工程學院學生,專業:工程管理。
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A
原標題:基于工程管理應用型人才培養的實踐教學探討
收錄日期:2013年3月27日
一、引言
工程管理專業是在管理工程專業、涉外建筑工程營造與管理專業、國際工程專業、房地產經營管理專業以及其他相關專業教育的基礎之上逐漸發展形成的。早些時候,開設工程管理這門專業的大中專院校非常少,大多數只是側重于某些重點方面進行專門的專業教育,如土木工程管理專業和信息工程管理專業等。直到九十年代初期,根據國家教委關于院系專業科目合并調整的指示精神,在新的全國普通高等學校專業設置目錄中才出現工程管理這一新興的、綜合的專業科目。目前大部分工科院校都設有工程管理專業。
工程管理專業具有較強的組合型和較大的專業覆蓋范圍,但在本科人才培養中,專業覆蓋范圍和應用型之間的矛盾已經相當突出,社會和用人單位對工程管理專業的認知度不高,已成為該專業發展的瓶頸。本文認為,加強工程管理應用型人才培養,應突出實踐教學環節的改革。工程管理專業的人才培養重點應該是提高實踐教學水平和人才培養質量,即著重培養符合時展的應用型人才,提高學生技術開發與應用能力,培養學生動手能力和發現問題、解決問題的能力。在實踐教學環節,必須尋求一種全新的模式,以適應對應用型工程管理人才培養的要求。
二、實踐教學環節存在的問題
1、課堂教學與實踐教學未能有機結合。工程管理專業是新興的工程技術與管理交叉復合性學科,其本科培養采用寬口徑的指導思想,平臺課程和方向課程模塊化教學。但該專業要融合多學科的成果,一方面是工程技術背景,一方面是管理、經濟等學科知識,課程涉及面非常廣,理論性與工程實踐性都很強。對于從未接觸過實際工程案例的學生來說,填鴨式的課堂理論教學過于抽象,難以掌握其知識的要點。
目前,雖然大多數高校的工程管理專業在培養方案中設置了專指委所要求的測量實習、認識實習、生產實習、課程設計和畢業設計或畢業論文,但在實施過程中仍存在著“重理論、輕實踐”的傾向,將指導課程設計或實習作為課堂教學之外的輔工作。
2、課程設計過于理論化。按照培養方案,工程管理專業的大部分課程都設置了對應的課程設計實踐環節,安排在相應課程的中后期進行,如《工程造價》、《工程項目管理》、《工程經濟學》、《房地產估價》等。大部分課程設計都是由主講教師向學生下達課程設計任務,在課堂進行指導答疑,學生按照任務書的要求完成設計內容。由于學生缺少對工程實例的認識,只能根據課本相關理論查找設計手冊,在純理論基礎上完成計算和設計,導致設計結果過于理論化,與工程實際相差甚遠,缺乏實際可行性。
3、實習基地建設落后于實踐教學需要。實習基地的建設能夠為實踐性教學環節的順利開展提供有力的保障,同時也為本專業學生接觸和了解工程管理實踐提供了一個很好的平臺。但是,由于社會條件的變化和工程項目的特殊性,校外實習難度大、程度高。很多高校存在實踐教學經費不足,一些企業不愿接收實習學生,學校缺乏穩定充足的實習崗位和實習基地等問題。學校與大多數實習單位之間的合作僅限于參觀實習,缺少與實習單位建立更深入的合作框架,實習基地的建設工作進展緩慢,落后于學生對崗位實習的需求。
此外,工程管理專業的案例庫還未建立,實踐教育的效果難以評價,也困擾著實踐環節的開展。
三、實踐教學改革建議
1、明確培養目標,構建適合的課程體系。學校應結合市場發展狀況和專業人才的需求,在課程設置和實踐環節既要面向就業市場的實際需要,強調工程實踐能力和動手能力的培養,更要著眼于學生今后的職業發展規劃,將培養方案和相關領域的執業資格考試內容相結合。
2、完善教學計劃,適當增加實踐教學環節的比例。在工程管理專業教學過程中,實踐性教學環節作為教學環節中的重要組成部分,不僅是檢驗學生掌握和應用所學理論知識的重要手段,也為學生的畢業論文(畢業設計)及畢業后更好地適應社會打下堅實的基礎,是培養應用型人才的關鍵環節。因此,應結合實際情況,完善教學計劃,合理增加實踐教學環節的比例。
3、改革教學和考核手段,提高學生學習興趣。工程管理專業是實踐性很強的專業,傳統的教學手段已經不適于學生對知識的掌握。因此,應改革教學和考核手段,采用電化教學、現場教學和案例教學等新型的教學手段,以提高學生學習的興趣。如針對施工技術,可以采用播放施工錄像或多媒體課件的方式,而對于建設項目管理、建設工程合同管理等課程,可采用案例教學、討論教學、發散思維教學等方式,鼓勵學生積極思考。
4、加強實驗室投入和實習基地建設。應根據辦學定位和學生培養目標,緊密結合課程教學和實踐教學,制定一個經過科學論證的實驗教學條件建設規劃,要加強校內外實習基地的建設。可以嘗試實行校內導師和校外導師相結合的雙導師制。既充分利用社會資源為工程管理專業的教學服務,同時又加強課堂教學和工程實踐之間的雙向聯系,促進工程管理專業辦學水平的提高。
主要參考文獻:
關鍵詞:
工程教育專業認證;課程體系;優化
一、引言
工程教育是我國高等教育的重要組成部分,我國的工程教育總規模已位居世界第一。工程教育專業認證是指專業認證機構針對高等教育機構開設的工程類專業教育實施的專門性認證,由專門行業協會、專業學會會同該領域的教育專家和相關行業企業專家一起進行,旨在為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證。工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度,也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求,是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。《華盛頓協議》于1989年成立,現已成為國際上最具影響力的工程教育互認協議。2006年5月,參照《華盛頓協議》成員國的做法,我國正式成立全國工程教育專業認證專家委員會,從此拉開了我國工程教育專業認證工作的帷幕。2013年6月19日,我國被接納成為《華盛頓協議》預備成員。我校測繪工程專業于2013年申請參加了工程教育專業認證,經過專家的評估和現場考查,最終通過了工程教育專業認證,有效期為2014年1月1日至2016年12月31日。2016年下半年,工程教育專業認證委員會將再次對我校測繪工程專業進行評估。工程教育專業認證要求專業課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生畢業能力達成這一核心任務展開,并強調建立專業持續改進機制和文化以保證專業教育質量和專業教育活力。近3年來,我們一直按照工程教育專業認證專家的意見對課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置進行持續改進并取得了顯著的成果。課程體系建設是專業建設的核心,本文將結合工程教育專業認證要求具體介紹我校測繪工程專業課程體系優化方面的情況。
二、舊版課程體系及認證專家指出存在的問題
該課程體系基本滿足測繪工程專業的培養要求,具有鮮明的特色,具體體現在:①作為地質院校開設的測繪工程專業,我們培養的學生應當了解地質方面的基礎知識,所以該課程體系包含了普通地質學、工程地質學基礎2門必修課以及固體地球物理學概論、工程物探、巖土工程監測、巖土工程、自然災害學原理、路橋勘測設計、土木工程概論等7門選修課,使學生能夠具有一定的地質素養。②注重實踐教學,不僅建立了全國一流的測量風雨實習場,較好地滿足了課間實習的需求,而且在課程體系設置上也開設了地形測量教學實習、攝影測量教學實習、大地測量教學實習、工程測量教學實習和GPS教學實習等綜合實習課程,使學生具有較強的動手實踐能力。③注重培養學生數據處理的能力,所以不僅開設了計算機高級語言程序設計、面向對象程序設計、數據庫概論、數據結構等4門計算機基礎課程,而且安排了計算機高級語言課程設計和面向對象程序設計課程設計2門綜合實習,并且還開設了測繪程序設計基礎課程,使學生的數據處理能力得到很大的提升。正是由于上述鮮明的特色,我校培養的測繪工程專業的學生深受用人單位好評,就業率一直在我校名列前茅。2013年工程教育認證專家在審核我校《工程教育專業認證自評報告》的基礎上對我校進行了現場考查,在現場考查報告中認為我校測繪工程專業的課程體系建設存在如下問題:①邀請過部分專家參與培養目標和教學計劃的修訂,但邀請的專家人數較少,代表性不強。②沒有專門開設地球科學概論、工程力學、工程制圖、計算機圖形學這四門課程,但其他課程有這些課程的相關內容,基本能夠滿足測繪工程專業的培養目標,但工程力學、工程制圖等課程的相關內容相對偏少。③學校圖書館信息中心對全校研究生、本科生開設了文獻信息檢索公開選修課程,但該課程不能保證覆蓋全體學生。④支撐國際視野和跨文化交流的課程偏少。
三、新版課程體系及其特點
2015年學校教務處組織我系教師對測繪工程專業培養方案進行了新一輪的修訂,形成了我校測繪工程專業新版課程體系.新版課程體系在征求了我校12個測繪企事業單位兼職教師意見的基礎上由全體專業教師經過多次討論修訂完成。與舊版課程體系相比,新版課程體系具有如下特點。1.該課程體系充分考慮了工程教育專業認證專家的意見。專門開設了地球科學概論、土力學、工程制圖、計算機圖形學等課程,使學生掌握了更多的工程基礎知識,使課程體系能夠更好地滿足測繪工程專業的培養目標。新開設了文獻信息檢索課程,保證該課程能覆蓋全體學生,為學生開展科學研究和不斷提高科學素養打下良好的基礎。增設了專業英語閱讀、科技論文寫作兩門課程,解決了支撐國際視野和跨文化交流的課程偏少的問題。2.對原有課程進行了優化整合,保留了舊版課程體系的特色。繼續培養學生的地質素養,開設的地質基礎知識方面的課程有地球科學概論、工程地質學基礎、土力學、路橋勘測設計、土木工程概論、巖土工程監測等6門課程。仍然注重學生實踐能力的培養,保留了所有的專業綜合實習課程。在這里要說明的是,新版課程體系中實踐環節學分所占比例有所減少,其實所有的實習周數沒有絲毫改變,只是由于我校對實習學分的計算方法有所改變,由原來一周的實習算1.5學分改為一周的實習算1學分,導致實踐環節學分值下降,實踐環節學分所占比例當然也就下降了。繼續加強學生數據處理能力的培養,保留了計算機高級語言程序設計、面向對象程序設計、數據結構與數據庫、測繪軟件設計等理論課與開發和計算機高級語言課程設計、面向對象程序設計課程設計等實踐課。3.新版課程體系更具有時代特色,緊跟測繪學科發展趨勢。新版課程名稱更具有時代特色,如測量學和數字測圖兩門課程整合成數字地形測量學,地籍測量與管理名稱改為不動產測量與管理,GPS原理及其應用名稱改為GNSS原理及其應用。“3S”技術各自不斷向前發展和不斷融合是測繪學科的發展趨勢,新版課程體系在保留了舊版課程體系中的地理信息系統原理、遙感原理與應用、遙感圖像處理3門課程的基礎上,增加了地理信息系統軟件與應用、遙感圖像解譯、地圖制圖學基礎、3S集成與應用、數字地球與智慧城市5門課程,使學生能夠更加全面地掌握測繪學科知識,了解測繪學科最新的發展方向,使學生更好地儲備工程單位所需的專業知識。
四、結語
工程教育專業認證不是以最終通過為目的,而是要各高校相關專業認真對照認證標準,尋找專業建設中的不足,建立基于反饋的持續改進機制,緊跟專業和行業發展趨勢,提升專業教育水準。我校測繪工程專業在通過了工程教育專業認證的基礎上,充分考慮了工程教育專業認證專家的意見,不斷整合優化課程體系,為下一次工程教育專業認證打下了良好的基礎。工程教育專業認證注重專業的多樣性和個性化特點,我校測繪工程專業整合優化課程體系時保留了自己鮮明的特色。另外,新版課程體系更具有時代特色,緊跟測繪學科發展趨勢,能更好地滿足測繪工程專業的培養要求。
作者:曾云 陳剛 吳北平 單位:中國地質大學(武漢)信息工程學院
參考文獻:
[1]楊化超,張書畢,卞和方.以專業認證為導向的測繪工程專業課程體系構建[J].科教導刊(上旬刊),2014,(28):65-66,86.
[2]楊強,何立恒,鄭加柱,史玉峰.基于測繪工程專業認證標準的課程體系構建[J].中國現代教育裝備,2015,(01):77-80.
[3]仇建,陳賓賓,胡維華.工程教育認證背景下的網絡專業課程體系建設[J].杭州電子科技大學學報(自然科學版),2015,(02):107-110.
[4]林健.工程教育認證與工程教育改革和發展[J].高等工程教育研究,2015,(02):10-19.
[5]韓峰,姚德新,英.以工程教育專業認證為導向的測繪工程專業建設研究[J].高等建筑教育,2015,(02):21-24.
[6]謝宏全,周立,焦明連,董春來.專業認證背景下的測繪工程專業課程體系優化[J].測繪工程,2015,(05):77-80.
[7]趙姝,劉曉曼,陳潔,張燕平.面向工程教育專業認證的《計算機組成與體系結構》課程建設研究[J].合肥師范學院學報,2015,(03):88-90,98.
[8]焦明連.專業認證背景下測繪工程專業建設研究[J].測繪科學,2015,(11):182-186.
[9]孔維華,曹俊茹,王殷行.測繪工程專業課程體系建設改革研究[J].測繪與空間地理信息,2014,(01):73-75,82.
中圖分類號:G420 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)26-0073-02
一、引言
實驗實踐是工科學生培養創新能力的最重要環節。一般大學本科教學期間,學生實踐能力的培養主要靠教學實驗、實習和畢業論文/設計三個環節來完成。其中畢業實習是學生進入生產實際、了解生產實際的一個非常重要的環節,對培養工科學生的動手能力、工程能力至關重要,然而,目前畢業實習是各高校所遇到的一個重要難題:一是經濟上的原因,一般高校都難以拿出大筆實習經費資助學生駐在企業進行生產實習。二是企業積極性不高,學生實習不能動手等種種原因,使畢業實習效果不理想。這勢必影響工科院校學生的教育質量,目前國內各高校都在積極想辦法解決這一問題。然而,這一問題不是短時間能解決好的,在這樣的背景下,一方面,對外我們要積極尋求穩定的、適合高校本科專業進行生產實習的合作單位進行長期合作,這是長遠的解決途徑;另一方面,對內我們應做好實驗教學的調整和改革,通過高校自身實驗教學改革,大力加強和調整實驗教學畢業論文/設計環節的內容,來彌補生產實習過程不足的這一缺憾。面對21世紀,對于高校材料科學與工程專業而言,必須通過這樣的改革途徑,建立符合材料科學與工程學科發展規律,適應本校辦學實際的實驗教學體系,培養學生的工程能力和創新能力[1,2,3]。
二、注重課程體系建設,整合優化實驗課程內容
1.注重實驗課程設置的科學、合理和完整性。材料科學與工程專業的專業課程設置中包括專業基礎課、專業課、專業選修課等內容,這些課程基本都設置有實驗內容,但有些實驗課程內容的設置彼此間沒有很好地協調與配套,有的甚至有重復。比如,對X射線內容的學習,專業課《晶體學》、《材料研究方法》、《無機材料測試技術》等課程均有與X射線衍射檢測技術相關的實驗內容,目前在內容設置上很多高校都有重復的現象。因此,考慮三門專業課的課程特點,每門課程的實驗內容調整應各自有所側重,彼此協調配套,設置科學合理,可以讓學生由淺入深,逐漸達到對X射線檢測這一專業檢測技術有很深入的了解和應用的目的。所以,要對這些專業的實驗課程進行科學、完整、合理優化。
2.強化專業基礎實驗。專業基礎實驗在工科類課程設計中有著重要的地位,它使學生對專業課程的理解和專業實踐能力的提高起著基礎的、承上啟下的作用。我們在進行材料科學與工程專業實驗課程體系建設時,提到一個重要的培養目標,就是將材料科學與工程專業的本科生作為材料工程師和研究型人才來培養,他們應具備相應的材料生產、制備、材料研究和材料分析檢測的知識和能力。需要在本科教育過程中結合本專業的特點,加強相應基礎實驗項目訓練。如,將水泥、玻璃、陶瓷、耐火以及新型建材等領域的原料處理、制備工藝、分析檢測等內容融入到實驗教學中。使這些相關行業的基礎實驗內容所占比例加大,為以后學習相關專業實驗的操作與理解打下堅實的基礎。
3.增加綜合、設計性實驗數量,減少演示、驗證性實驗。目前演示性、驗證性實驗內容一般都是由教師演示,學生觀摩,或觀摩后由學生動手按照老師演示和敘述自己操作一遍。這類實驗主要是訓練學生對一些實驗儀器、實驗原理、實驗方法的熟悉和掌握,而對科學方法的探索、獨立思考、自主創新等方面的訓練則相對欠缺。因此,這種按部就班、照方抓藥式的演示性、驗證性實驗過多,不容易引起學生對科學實驗和探索的興趣,不利于培養學生獨立思考和自主創新的能力。因此,需要在實驗課程設置時對其數量應進行合理控制,選取具有代表性的實驗內容開設就行;同時,也應對演示性、驗證性實驗內容和形式進行改進,在其中合理融入探索性和研究性的內容,使學生在驗證、操作的同時達到對基本知識、技能的系統化、完整化理解。如,我們在設計粘土交換容量測試實驗時,每組學生除了按照驗證實驗的步驟測試完老師指定的粘土外,再測試一種特性未知的粘土,讓學生們自己處理實驗中可能出現的和已知粘土不同的實驗現象,比較各自的實驗結果,總結粘土交換容量測試過程會出現的問題,以及相應的改良方案。
4.加強實驗內容間的銜接,減少重復性實驗。目前,由于儀器設備條件的限制和課程體系設置的原因,各專業課實驗項目的設置都比較獨立,再加之各課程教學小組之間的協調、溝通相對欠缺,因此,對不同課程之間的實驗項目設置時會有重復或相似的現象。比如,我們學院的《無機材料檢測技術》、《材料研究方法》等幾門涉及材料分析檢測技術的課程在設置實驗教學項目時有部分實驗內容有重復或相似現象。為此,我們在選定實驗內容時首先會了解學生所學的其他實驗課程,對里面有重復或相似的地方進行修改或刪除。同時,可以增加一些相應專業方向的適應性實驗內容,比如,水泥專業的學生,增加一些水泥行業生產實際中常見的檢測實驗內容。
5.增加探索性、研究性實驗。通過上述對實驗項目進行優化整合之后,實驗實踐教學在學時數安排上相對合理寬松,這為在課程教學進度中增加探索性、研究性綜合實驗項目成為可能。如我院學生自己設計的建陶廠拋光廢料的綜合利用的實驗項目,首先讓學生對建陶廠的生產情況進行調研,使其對這一行業的生產情況有大致了解,然后再設計不同的廢料利用方案,學生們可以分組進行,讓他們在實驗中互相交流,彼此評價出相對合理可行的利用方案。這一實驗項目的推出很受學生好評,學生積極性空前提高。學生依次實驗項目內容為主體組成研究團隊,多次獲得國家級的經費資助。此類實驗使教與學、學與解決實際問題融為一體,能充分發揮學生的智慧,為他們進行自主創新訓練提供實踐平臺。
6.有計劃地推進實驗室開放。實驗室開放對提高學生的知識創新能力具有促進作用。應該逐步地推進實驗室的開放程度,學院逐漸從經費、師資等方面為有創新欲望強的學生提供嘗試的平臺,讓其在相關教師的指導下,自己提出研究問題,自己擬訂實驗方案并動手開展實驗研究,這樣讓那些有科研天賦的學生能迅速脫穎而出[4]。
三、改進實驗教學方法
理想教學效果和目的的獲得,除了需要科學合理設置實驗項目外,實驗教學方法的影響也不容忽視。現階段,我國高校實驗教學方式主要是以教師為中心的傳授模式,學生反饋的意見普遍認為,做完實驗后收獲不大,教師對學生實驗成績和教學效果的評價也較為難。因此,改進教學方法對于提高專業課程教學水平和人才培養目標的實現具有重要意義[5]。
1.改進實驗教學過程。將以前由教師準備實驗的做法,改變為以學生為主體、學院實驗中心針對本科生由學院出資長期設置八個實驗助教崗位,由熱愛科學實驗、科研素養好、動手能力強的大三、大四的學生擔任。實驗課程開始前,由教師提供實驗指導書,儀器、試劑的準備由實驗助教組織上課的學生分組、獨立地完成,教師只負責監督指導。這樣可以讓每個學生從實驗準備階段就開始對即將進行的實驗內容有所了解。教師在實驗講授時盡量不講述具體的實驗步驟和過程,只強調實驗過程中的關鍵環節、注意事項,把時間留給學生自己思考。教師負責在學生實驗過程中按小組輪流巡視、觀察、指導學生注意操作方法的規范,及時糾正實驗中發現的問題,保證每個學生實驗操作水平基本達標。
2.改進實驗考核指標的改革。實驗教學效果和實驗教學考核的方法是主要依據實驗報告,結合學生平時實驗堂表現來進行。由于學生平時實驗課堂表現考核難以把握和量化,所以目前對實驗教學效果和考核的方法大多依據實驗報告。而實驗教學是一個多因素的過程,僅憑實驗報告作為評定學生實驗成績的好壞,顯然不盡合理,因為,這樣并不能完全反映出一個學生的真實成績。所以需要改進學生課堂表現評價,對這一點,我們學院也正在積極嘗試各種辦法。對于那些設計性、解決實際問題以及學生自主創新性的實驗內容,應單獨設立評價標準。
四、結束語
實踐環節是高校工科學生教學環節中非常重要的環節,它包括課程實驗、實習和畢業論文/設計環節。本文僅針對目前高校生產實習逐漸下滑的背景下,對實驗課程體系內容進行改革進行一些初步探討,以希望高校一方面對外繼續加強生產實習單位的建設,逐步建立長期穩定的生產實習基地;另一方面對外加強和調整實驗教學環節的內容,彌補暫時實踐教育環節的不足,從而繼續保持或增強工科學生的創新能力的培養,為國家培養出更多更優秀的工程技術人才。
參考文獻:
[1]畢鳳琴,李淑華.材料專業創新型人才培養實踐教學研究[J].中國電力教育,2009,(145):140-141.
[2]陳桂華,閆瑞強.材料化學專業實驗教學研究[J].洛陽師范學院學報,2009,(28):150-151.