□羅 敏
獨立學院土木工程結構類課程體系優(yōu)化研究
——以金城學院為例
□羅 敏
為培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質應用型人才,在分析結構類課程設置現狀的基礎上,綜合學生畢業(yè)去向及問卷調查結果,提出結構類課程設置優(yōu)化方案,對獨立學院土木工程專業(yè)制定培養(yǎng)計劃具有一定的借鑒意義。
優(yōu)化;結構;實踐
“高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”,為此,南京航空航天大學金城學院土木工程專業(yè)以培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質應用型人才為目標,其課程設置與實際工程緊密相關,特別是結構類課程的設置,是凸顯應用型本科學生就業(yè)優(yōu)勢的重要教學環(huán)節(jié)。普通高校土木工程專業(yè)辦學歷史悠久,培養(yǎng)目標明確,培養(yǎng)計劃較為完善,而金城學院作為獨立學院2010年才開設土木工程專業(yè),辦學時間較短,經驗尚且不足,結構類課程設置需根據實際教學情況進行優(yōu)化。
表1 土木工程結構類課程體系(工業(yè)與民用建筑方向)
根據高等學校土木工程專業(yè)指導委員會制定的培養(yǎng)方案,結構類課程以鋼筋混凝土結構、鋼結構的力學性能、設計、施工方法為研究對象,主要由課程、實踐課兩大部分組成。目前金城學院土木工程專業(yè)結構類課程開設情況見表1。
結構類課程作為一系列理論知識、實驗研究與工程實踐并重的課程,具有如下特點:
1.課程內容繁雜,難度較大
結構類課程概念多、參數符號多、假定多、計算公式多、構造要求多;既有理論推導,又有實驗研究,系統性、邏輯性及知識的嚴謹性相對于一般力學較差。學生在掌握設計原理的基礎上還必須參照現行規(guī)范、圖集等才能完成結構的設計。對于自學、自律能力較為欠缺的三本學生來說難度較大。
2.學科交叉融合,綜合性強
結構類課程前述基礎課程有“土木工程材料”“房屋建筑學”“材料力學”“結構力學”“土木工程制圖與計算機繪圖”等,涉及課程較多并與前設課程聯系緊密?;A課程特別是力學類課程基礎薄弱,則后期結構受力分析概念則會模糊不清。結構類課程中結構設計基本原理部分屬于專業(yè)基礎課范疇,要求學生掌握基本構件的受力特點、截面設計和構造措施等要求。結構類課程中結構設計部分屬于專業(yè)課范疇,主要介紹一般工業(yè)與民用建筑的設計理念、計算假定、計算方法,強調概念設計與計算并重。
3.來源工程經驗,實踐性強
結構類課程具有較強的工程背景,與實際工程聯系緊密,實踐性較強。在滿足結構的安全性、適用性、耐久性基本功能的基礎上還要考慮其經濟性,因此,與常規(guī)力學課程答案的唯一性有所不同,結構的最終設計結果具有多樣性。結構傳力途徑、構造等知識需要通過實際工程才能有直觀的認識,進而指導結構設計。
目前,在一系列結構類課程中,有課程設計環(huán)節(jié)的課程僅僅有2門,占結構類課程的12.5%,分別為“工程結構設計原理課程設計”“基礎工程課程設計”。具有實驗環(huán)節(jié)的課程僅有4門,占結構類課程的25%。整體課程設置重理論知識,輕實踐環(huán)節(jié)。
截至目前,土木工程系已經畢業(yè)三屆學生,通過對學生進行問卷調查并結合學生的畢業(yè)去向做出以下分析:
1.畢業(yè)去向及結構類知識使用率調查
87.1%畢業(yè)生從事本專業(yè)工作,其中施工單位占63.0%,造價占11.1%,設計院占3.7%,監(jiān)理占1.9%,讀研占7.4%。
雖然大部分學生不從事結構設計,但是93%的學生認為結構知識在實際工作用都能用到,32%認為用得較多。充分肯定目前結構教學重心設置是合理的,必須堅持不懈地以工民建方向為主,下一步需要從多方面加強結構類課程教學。
63.0%學生畢業(yè)后從事施工工作這一現狀給結構類課程的優(yōu)化指明了一定方向:在教學過程中,結構的知識面要廣,深度要適宜,并且要盡量結合施工過程講解,使學生容易接受。此外,還需增加實踐動手環(huán)節(jié)。
2.結構類課程難度設置調查
50%的學生認為結構知識難度較難,50%覺得適中,并且84%的學生認為需將結構類課程按難度分級。
調查結果說明對于學生來說目前結構類課程難度適宜,但是還需有針對性地區(qū)分難度,或者在教學過程中明確難點重點,指引學生有針對性地進一步學習。
3.結構類實踐課程設置調查
在實踐教學方面,學生認為應增加實習機會、增加結構類課程實驗。69%的學生認為結構類課程設計設置適中,16%學生認為過多,16%學生認為過少。除此之外,部分學生認為應該加強抗震、制圖、規(guī)范解讀等方面的教學,多實習、實驗,少理論。
對于在讀的學生其培養(yǎng)計劃已經無法更改,因此,基于不改變現有培養(yǎng)計劃的原則,在分析結構類課程設置現狀的基礎上,綜合學生畢業(yè)去向以及問卷調查結果,對結構類課程設置進行優(yōu)化改革。
1.土木工程結構的重要實踐教學環(huán)節(jié)之一在于實驗,結構類課程需保質保量地開設相關課程試驗
2014年3月在院方的大力支持下,金城學院建立了土木工程結構實驗室,并同時具有配套的材料實驗室,為土木工程專業(yè)結構實踐教學提供了高效的平臺。通過“土木工程材料”課程實驗讓學生掌握土木材料的制備和性能測試;通過“工程結構實驗與檢測”課程實驗讓學生掌握工程結構試驗和檢測的基本方法原理、熟悉相關儀器設備的操作;通過“土質學與土力學”課程實驗,讓學生掌握土體各項指標的測定;通過“工程結構設計原理”課程實驗讓學生掌握鋼筋混凝土構件破壞特征、設計原理。以上的實驗都是有針對性的、局部的課程試驗,最后通過“綜合性工程訓練”課程實驗,將之前所學知識進行綜合,從鋼筋混凝土梁的理論計算(包括配筋設計、下料計算、配合比計算)到實際動手(包括箍筋彎制、鋼筋籠綁扎、混凝土梁澆筑、混凝土梁養(yǎng)護),整個梁的設計與制作均由學生自行完成,教師只負責指導與把關,這使得學生對構件設計有最直觀的認識。
2.基于不改變現有培養(yǎng)計劃的原則,增加教學實踐環(huán)節(jié)
既然不能增加單獨的課程設計,就以課程作業(yè)的形式進行補充。在“房屋建筑學”中增加多層教學樓或住宅建筑設計,在“混凝土與砌體結構設計”中增加鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋結構設計,在“鋼結構設計”中增加鋼結構樓蓋結構設計,在“建筑結構設計軟件應用”中增加框架結構建模與抗震分析大作業(yè)。
3.增加抗震理論知識教學內容
針對學生抗震知識薄弱而又缺乏相應課程這一現象,在“混凝土與砌體結構設計”中增加抗震理論知識教學內容,課時設定為6課時,同時在該課程中完成抗震知識的手算鞏固。在“建筑結構設計軟件應用”中詳細講解抗震參數的含義和設定原則,完成抗震知識的電算鞏固。
4.加強制圖部分的考核
“土木工程制圖與計算機繪圖”課程開設在大一下,當時學生還沒有接觸實際建筑結構圖,學生的專業(yè)圖紙識圖和繪制能力較薄弱。因此,在新增的課程作業(yè)中,如“建筑結構設計軟件應用”“混凝土與砌體結構設計”的任課教師要加強學生制圖部分的教授和考核。此外,有必要在畢業(yè)設計時再次鞏固學生的識圖、繪圖能力。在畢業(yè)設計開展過程中,拿出往屆建筑、結構圖紙,現場解讀常見錯誤,讓應屆學生對照自己的設計進行改正。有條件的可以請經驗豐富的教師現場示范繪圖基本步驟。
通過結構類課程教學方案的優(yōu)化研究,使學生進一步認識到土木結構知識在實際工作的重要性;將各課程的知識點融會貫通,形成合理的知識體系,既相互關聯,又存在差別,既有深度,又讓學生容易掌握;使課程理論知識與實踐緊密銜接,提高學生的結構設計實踐能力。結構類課程教學方案的優(yōu)化研究可為獨立學院土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的制定提供一定參考價值。
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(編輯:秦俊嫄)
本文系南京航空航天大學金城學院教育教學改革項目“應用型本科土木工程結構類課程體系優(yōu)化”(編號:2014-x-01)的研究成果之一。
G642.0
A
1671-0568(2016)26-0023-02
羅敏,碩士,南京航空航天大學金城學院講師。研究方向:結構工程。