基于工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的PKPM課程教學(xué)改革與探討

【摘要】PKPM是集實(shí)踐性、實(shí)用性為一體的專業(yè)課程，本文對(duì)課程教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述和分析，提出了基于工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程教學(xué)理念，將軟件學(xué)習(xí)與相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)實(shí)踐課程有機(jī)結(jié)合，通過實(shí)際工程案例實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生在工程設(shè)計(jì)中的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生處理好專業(yè)理論知識(shí)、軟件應(yīng)用與工程實(shí)際間的關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】PKPM課程教學(xué) 工程案例 應(yīng)用型人才培養(yǎng)

【基金項(xiàng)目】濱州學(xué)院實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（BZXYSYXM201705）。

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）01-0217-02

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析理論和計(jì)算機(jī)軟件輔助技術(shù)在不斷地進(jìn)步和完善，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在土木工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中被越來越廣泛的應(yīng)用。PKPM系列設(shè)計(jì)軟件由中國(guó)建筑科學(xué)研究院研發(fā)而成，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)設(shè)計(jì)院通過該軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)，是目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)分析軟件之一。

PKPM軟件是包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)（給排水、暖通、電氣）等設(shè)計(jì)模塊的集成化體系系統(tǒng)，同時(shí)還有建筑施工模塊（施工技術(shù)、招投標(biāo)、安全分析）、施工企業(yè)信息化和建筑概預(yù)算模塊（工程計(jì)價(jià)、鋼筋計(jì)量、工程計(jì)量）。

基于此，PKPM課程在高校的土木工程專業(yè)中作為專業(yè)基礎(chǔ)課被普遍開設(shè)，該課程是集實(shí)踐性、實(shí)用性為一體的專業(yè)課程，以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，講授PKPM系列軟件的基本操作以及在結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工圖繪制中的應(yīng)用。通過PKPM課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握軟件的基本命令和操作流程，同時(shí)能夠?qū)ο绕谒鶎W(xué)的專業(yè)課基礎(chǔ)理論知識(shí)有更深層次的認(rèn)識(shí)和提升[1]。PKPM課程的開設(shè)可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際工程的實(shí)踐能力，提升計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在本科教學(xué)階段課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的使用率，逐步培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)基本知識(shí)解決工程問題的綜合實(shí)踐能力，提升學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)，培養(yǎng)適應(yīng)建筑行業(yè)發(fā)展需要的工程應(yīng)用型復(fù)合人才。

1.PKPM課程教學(xué)現(xiàn)狀

PKPM是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，綜合了土木工程專業(yè)本科階段所學(xué)課程，包括力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)原理、建筑結(jié)構(gòu)抗震、鋼結(jié)構(gòu)基本原理等。學(xué)生在熟練掌握軟件的基本執(zhí)行命令和操作流程的基礎(chǔ)上，要對(duì)先期所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理、理解和掌握，并注重理論知識(shí)與軟件操作相結(jié)合，達(dá)到理論與軟件相輔相成、綜合提高的目的。

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)PKPM課程教學(xué)模式中，多數(shù)高校采用以軟件使用為目的的單一教學(xué)模式，注重對(duì)軟件的基本操作、執(zhí)行步驟和教材基本理論的學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容偏重于PKPM軟件各模塊的操作流程講解，課題教學(xué)僅停留在基本命令使用的初級(jí)層面上，未能較好地將結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)思想、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于軟件教學(xué)過程中，從而會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件尺寸和布置、計(jì)算分析簡(jiǎn)圖和結(jié)果分析校核等方面不滿足結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)理念，違背現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求的問題。另外，軟件理論課程教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容未能保證一致性，忽略了軟件自身工程實(shí)踐性和應(yīng)用性的本質(zhì)特點(diǎn)，缺少與工程實(shí)際相結(jié)合，未能綜合考慮各學(xué)科間的相互融合，這就導(dǎo)致課堂理論知識(shí)無法指導(dǎo)軟件使用技能的訓(xùn)練，出現(xiàn)理論知識(shí)與工程實(shí)際產(chǎn)生脫離的現(xiàn)象，未能做到理論與實(shí)際的彼此結(jié)合，從而使得學(xué)生技能學(xué)習(xí)出現(xiàn)偏差，與實(shí)際工作對(duì)技術(shù)人員能力和素質(zhì)的要求出現(xiàn)脫離現(xiàn)象。

2.基于工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的PKPM課程教學(xué)

PKPM軟件是一種建筑結(jié)構(gòu)輔助計(jì)算工具，在熟練掌握軟件基本操作的同時(shí)，要理解并掌握各設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置的意義和取值，這樣才能在具體工程項(xiàng)目中建模并進(jìn)行計(jì)算，一旦設(shè)計(jì)參數(shù)取值有誤，結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)一系列的問題。因此，在學(xué)習(xí)軟件基本操作的同時(shí)，要融合土木工程專業(yè)各學(xué)科課程知識(shí)，通過引入工程案例進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)性操作和訓(xùn)練[2]，提高課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力。

2.1軟件教學(xué)

PKPM課程教材不像傳統(tǒng)的教材那樣完善，需要教師在教學(xué)內(nèi)容上結(jié)合理論知識(shí)和工程項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行組織和設(shè)計(jì)，還要在教學(xué)方式上進(jìn)行改革創(chuàng)新。選取適應(yīng)本科階段教學(xué)的、復(fù)雜程度適中的混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，融合計(jì)算機(jī)輔助制圖和設(shè)計(jì)軟件，指導(dǎo)學(xué)生通過選定的實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行軟件操作和工程設(shè)計(jì)，完成一定的工程設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的工程實(shí)踐能力[3]。在學(xué)習(xí)理論知識(shí)和軟件實(shí)際操作過程中，調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，在遇到無法解決的問題時(shí)主動(dòng)與同學(xué)和老師探討研究，構(gòu)建了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的情境和氛圍。

采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)控制軟件，可以實(shí)現(xiàn)教師在進(jìn)行軟件操作時(shí)，演示畫面內(nèi)容可以同步展示在學(xué)生電腦屏幕上，實(shí)現(xiàn)一名教師對(duì)多位學(xué)生的手把手教學(xué)，這樣學(xué)生對(duì)軟件的界面、命令的執(zhí)行和操作流程有更加直觀的認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。在課堂理論講解和軟件操作演示的基礎(chǔ)上，學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行軟件操作訓(xùn)練，并基于PKPM模型創(chuàng)建指令完成特定的建模工作，使學(xué)生對(duì)所學(xué)軟件命令得到強(qiáng)化和提升。在課堂講解演示過程中，部分學(xué)生或許上網(wǎng)、玩游戲等做一些無關(guān)課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，為防止此類事情的發(fā)生，利用多媒體教學(xué)控制軟件對(duì)學(xué)生電腦屏幕進(jìn)行鎖定，使學(xué)生在課堂演示時(shí)只能觀看屏幕畫面而無法進(jìn)行任何操作，這有助于提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率，在課堂演示結(jié)束后，統(tǒng)一對(duì)學(xué)生電腦接觸控制，讓學(xué)生按演示內(nèi)容進(jìn)行上機(jī)操作，通過完成簡(jiǎn)單任務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)堂課程內(nèi)容的理解和掌握。

學(xué)習(xí)PKPM軟件首先要明白各模塊命令的位置，理解命令執(zhí)行的含義，在執(zhí)行命令的同時(shí)要時(shí)刻關(guān)注命令行中的文字信息提示，并根據(jù)信息提示進(jìn)行下一步操作，完成正確的指令。命令行中的文字內(nèi)容是對(duì)相應(yīng)命令執(zhí)行的詮釋和提示，只要理解命令行提示的含義，就能夠依據(jù)信息內(nèi)容完成下一步的操作和命令執(zhí)行，從而提升了實(shí)際操作能力，加強(qiáng)了專業(yè)綜合知識(shí)的理解和掌握。同時(shí)注重講授命令執(zhí)行和功能實(shí)現(xiàn)的相互關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)際操作領(lǐng)悟同一功能可以由不同的命令進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)軟件操作的熟練程度。

利用基本建模命令完成建筑結(jié)構(gòu)基本模型的建立后，接下來就要進(jìn)入模型計(jì)算分析模塊，這一階段需要注意以下幾點(diǎn)：

一、切忌盲目建模和分析計(jì)算。在取得工程項(xiàng)目圖紙之后，首先要全面分析項(xiàng)目情況和圖紙內(nèi)容，充分了解工程建筑功能、荷載情況，初步選擇合適的結(jié)構(gòu)類型。

二、建模計(jì)算前的前處理要符合規(guī)范要求。按建筑功能進(jìn)行荷載的準(zhǔn)確計(jì)算，設(shè)計(jì)參數(shù)要與工程項(xiàng)目相符合，并要滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。

三、在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，要了解每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的意義，不要盲目修改參數(shù)，修改時(shí)要有依據(jù)。

四、注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要充分了解項(xiàng)目的總體狀況和市場(chǎng)現(xiàn)狀，注重結(jié)構(gòu)施工的可行性和建筑結(jié)構(gòu)整體的經(jīng)濟(jì)成本。對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)和鋼筋配置，在滿足計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，還要考慮施工可行性，不能隨意的加大構(gòu)件的截面或增加鋼筋用量，構(gòu)建專業(yè)綜合設(shè)計(jì)理念，培養(yǎng)學(xué)生形成良好的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德。

五、結(jié)構(gòu)模型計(jì)算完成后，要針對(duì)指標(biāo)文件和構(gòu)件配筋結(jié)果進(jìn)行適度的調(diào)整和修改，以保證結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果滿足現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2專業(yè)實(shí)踐課程的融合

畢業(yè)設(shè)計(jì)作為土木工程專業(yè)實(shí)踐課程之一，起著理論與實(shí)踐結(jié)合，由課堂學(xué)習(xí)過渡到實(shí)際工程的重要作用。將PKPM課程融入畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，可以很好的提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，對(duì)培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才起著極其重要的作用。

土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括建筑結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算分析和施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)分析計(jì)算階段需要學(xué)生完成單榀框架的手算工作和整體結(jié)構(gòu)的電算工作。通過單榀框架的手算過程訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生查詢專業(yè)文獻(xiàn)資料和綜合運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)的能力，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)確定合理的結(jié)構(gòu)體系，選取分析模型進(jìn)行荷載分析和構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算，進(jìn)而完成構(gòu)件設(shè)計(jì)[4]。整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析階段利用PKPM設(shè)計(jì)軟件完成整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，適當(dāng)調(diào)整構(gòu)件布置和尺寸，保證計(jì)算結(jié)果符合規(guī)范要求。最后將手算結(jié)果與電算結(jié)果進(jìn)行比較研究，如數(shù)據(jù)誤差較大，應(yīng)分析導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的具體原因，并進(jìn)行適度調(diào)整以減小誤差。

在結(jié)構(gòu)施工圖的繪制階段，基礎(chǔ)平面布置圖、各層結(jié)構(gòu)平面圖、構(gòu)件配筋圖等均用PKPM軟件繪制，既提高繪圖效率，又與設(shè)計(jì)行業(yè)接軌。設(shè)計(jì)圖是設(shè)計(jì)師的語言，圖紙的規(guī)范化程度可以顯示工程師的素質(zhì)。在學(xué)好課程的同時(shí)，要有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生在工程設(shè)計(jì)中的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)。作為工科學(xué)生，學(xué)習(xí)一門課程不是目的，而是要在實(shí)際工程中得以具體應(yīng)用，只有具備良好的專業(yè)知識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)，才能夠在實(shí)際工程中得心應(yīng)手，才能更好的服務(wù)社會(huì)。

3.結(jié)語

PKPM課程是綜合性和應(yīng)用型很強(qiáng)的課程，課程教學(xué)應(yīng)以專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用為主線，將軟件應(yīng)用與相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)實(shí)踐課程有機(jī)結(jié)合，在教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生綜合分析能力、實(shí)踐能力的訓(xùn)練，注重學(xué)生在實(shí)際工作過程中的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題，正確處理專業(yè)理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用與工程實(shí)際的關(guān)系，將理論知識(shí)與PKPM軟件應(yīng)用相結(jié)合，并在實(shí)際工程項(xiàng)目中合理的進(jìn)行使用。

參考文獻(xiàn)：

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[4]陳怡，唐碧秋.一站式案例在土木工程專業(yè)教學(xué)中的研究[J].大眾科技，2013（5）：215-216.

作者簡(jiǎn)介：

鄭建波（1983年11月-），男，山東濱州人，漢族，工作單位：濱州學(xué)院，碩士，講師，主要從事土木工程專業(yè)教學(xué)與科研工作。