時間:2023-09-25 18:00:22
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁工程的課程設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
先前的橋梁工程教學中存在的不足及原因
創新型卓越工程師的培養內涵就是著力于創新能力的提高,創新意識的訓練,特別是重視強化培養工程意識、工程素質和工程創新精神,以達到提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力為目標,同時高等教育要在培養過程中和行業企業深化合作,創新高校與行業企業聯合培養卓越人才的機制,理論與實踐相統一的工程教育人才培養模式,構建布局合理、結構優化、類型多樣、主動適應經濟社會發展需要的創新型卓越工程師的培養機制。針對這一要求,現行的橋梁工程教學存在以下問題。
1.教學內容滯后于橋梁發展現狀。目前,各專業在總的課程學時保持不變的情況下,通過大幅度精簡課程學時,來增加課程的數量。由于授課學時有限,橋梁工程課程的授課內容仍然重點講授簡支梁橋和拱橋的構造與計算,對于其它橋型只作簡要介紹。根據對學生的調查訪問,我們發現很多學生對橋梁建設技術水平的認識還停留在十幾年前,對最新的科研方向和技術水平知之甚少。
2.對橋梁施工與養護技術不夠重視。近年來,隨著我國交通事業的快速發展,需要修建更多的大跨度橋梁以跨越江河海峽等。橋梁跨度越大,其施工難度也越大。另外,我國既有橋梁坍塌事故頻頻發生,橋梁病害問題令人堪憂,種種現象表明,建國后第一個橋梁養護高峰已經來臨,而養護管理是解決養護工作的靈魂。然而,在教學中我們對這兩方面的重視還遠遠不夠。
3.師生互動交流不足。在國家大力發展教育的背景下,各大學紛紛擴招,專業人數大幅增加。很多學校往往把同一專業的學生們集中在一個大教室中,集體授課。由于在上課時,老師要面對更多的學生授課,從而無法顧及到每個學生具體的學習狀況,師生之間就專業問題也會缺乏充分的交流。
4.實習內容繁雜,缺乏針對性。為了讓學生能夠把所學理論與實踐相結合,教學中學生往往會被安排很多的實習內容。然而,由于教學實踐環節總學時保持不變,從而使每個實踐活動安排的時間減少,這就使得學生對所參加的實踐項目缺乏充分的準備,往往草草了事。
針對創新型卓越橋梁工程師培養而進行的課程改革
1.調整橋梁工程課群方向的專業課設置。進一步提高本科教學質量和辦學水平,針對當前社會需求以及橋梁工程學科發展的需求進行透徹分析,在原有的基礎上對本科生培養計劃做適當調整,對本科生教學的課程進行完善,同濟大學橋梁工程系在2009年2月20日、26日和3月3日分別召開討論會和教授沙龍專題討論土木工程專業(橋梁課群方向)專業課設置調整。經過再三討論決定,在學生的培養計劃任選課部分增加“橋梁施工與養護”、“橋梁工程發展與展望”和“軌道交通橋梁”三項內容,相應取消了“橋梁抗震與抗風”“、橋梁電算”和“箱梁分析”三項可選內容;在實踐環節將“簡支梁橋課程設計”、“連續梁橋課程設計”、“拱橋課程設計”和“墩臺與基礎大作業”四項內容穿插在“大跨度混凝土橋梁課程設計”和“鋼與組合結構橋梁課程設計”中。
2.所有課程開設小班教學。在專業課總學分和總學時不變的情況下,為了提高專業課教學效果,鑒于目前土木工程專業(橋梁課群方向)學生人數已達80人左右,滿足開設兩個平行班的基本條件,因此,擬將所有專業課限選課由原來的一個班,修訂為平行開設兩個班。
3.創新教學評價方法。創新型卓越工程師人才的綜合素質綜合了知識、能力及人格的培養要求,在教學評價上不僅要重視書本理論知識、專業知識的評價,也要考查學生的自我學習能力、實踐能力及創新能力,要實現能力的培養就要改革傳統的考試方式,重視對學生獲取能力的考核與評價,為不同類型的能力制定相應的操作標準和評價方法,明確能力考核目標。通過建立興趣團隊小組共同完成一個工程實踐或研究項目,學習團隊建設以及團隊成員間的分工合作,討論、答辯以提高運行效率。專業知識通過課堂講授、實驗、訓練、習題練習、課程設計等多種形式進行教與學,具體內容根據課程大綱要求,結合專業課程要求確定實施;專業知識的評價方法可以期中、期末考試成績為主,參考平時能力及人格的表現能力,可采用多種形式如專題論文、課程設計、平時訓練、小組合作完成課程課題等進行單獨或綜合評價。
Abstract: Massive open online courses provide a mutual learning and exchange platform for learners, sharing of curriculum resources, enable learners to become a leader in learning and improve the learning effect. This paper introduces ideas, significance and main contents of the open online course construction of Bridge Engineering Test and Detection. This open online course is built to improve the teaching level of civil engineering testing technology professional courses and learning effect in a practical way.
關鍵詞:橋梁工程試驗與檢測;在線開放課程;教學設計
Key words: Bridge Engineering Test and Detection;open online course;teaching design
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)09-0187-02
0 引言
大規模在線開放課程(Massive Open Online Course,簡稱MOOC)起源于美國,2012年以美國一批頂尖高校建設的網絡課程為代表,為學習者提供免費優質的學習資源[1]。國內于2015年出臺了《關于加強高等學校在線開放課程建設應用與管理的意見(教高[2015]3號)》,鼓勵高校建設一批優質在線開放課程,掀起了國內建設在線開放課程的熱潮。
《橋梁工程試驗與檢測》是土木工程檢測技術專業的一門專業核心課程,總學時96個,5.5學分。先修課程主要有材料力學應用、工程識圖、工程測量、土木工程材料試驗與檢測、高性能混凝土試驗與檢測等,后續課程主要有試驗室組建與管理等。為了使學生掌握橋梁工程的檢測任務、內容和檢測項目,合理選擇檢測儀器及了解儀器的使用性能;具備查閱相關技術規范規程,掌握常用技術規范規程的能力;能夠正確填寫試驗記錄,正確處理試驗數據,并最終給出科學合理的工程質量評價結果。結合學院智慧職教課程資源平臺,本著“建以致用”的原則[2],建設在線開放課程,為將來開展線上和線下教學提供保障。
1 建設思路
本n程依據土木工程檢測技術專業核心能力培養目標,按照職業行動領域與職業能力中的橋梁工程試驗與檢測工作項目設置。其總體設計理念與思路是以橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段的檢測項目組織教學內容。利用檢測項目內容采用任務驅動的方法使得學生掌握相關的理論知識和職業能力。檢測項目以橋梁工程建設順序為引導,理論知識圍繞指導工作任務需要,充分發揮校企合作關系,共同開發教學資源,實現學生培養過程共管,培養質量共評。采用工學結合的形式,使得學生在真實檢測工作條件下最終掌握職業能力。同時結合高職教育及職業資格證書獲取對理論知識、職業能力和職業素養的要求,融入相關內容,并由此形成過程性考核、項目考核和終結性考核相結合的課程考核方式。
1.1 合理設置學習情境,構建“崗位能力+職業目標”的課程標準
按照土木工程檢測技術專業“雙融共育三結合”人才培養模式要求,依據土木工程檢測技術專業人才培養方案,開發“橋梁工程試驗與檢測”課程標準,以橋梁工程為載體劃分學習情境,以檢測員真實、完整的工作內容構建學習情境內容,由橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段為主線安排學習情境順序。
1.2 緊密結合檢測員崗位需求,構建理實一體化的“項目化”教學模式
參照檢測員崗位工作流程,采用工學結合“任務驅動”方式培養學生綜合能力,建立了理實一體化教學流程,如圖1所示,實現了理論教學與實踐環節的有效結合。
2 建設內容
2.1 構建基于工作過程的課程體系(圖2)
2.2 構建情境化的學習項目
按照工作任務流程,從橋梁工程整體評價方法、檢測試驗儀器介紹著手,以橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段的檢測項目為設計思路,將課程劃分為兩個模塊七個教學情境,基礎模塊包括橋梁工程試驗與檢測概述和橋梁工程結構試驗檢測儀器設備連個學習情境,核心模塊包括橋梁工程原材料試驗檢測、橋梁工程制品試驗檢測、橋梁工程地基與基礎試驗檢測、橋梁構件狀況及耐久性檢測、橋梁荷載試驗與承載力評定五個學習情境,每個情境采用任務驅動的方式,引導學生學習。
2.3 建設流程
在線開放課程具有知識“碎片化學習”特點[3],側重于網絡平臺的在線交互學習交流[4],鑒于此制定相應的建設流程。
2.3.1 網絡平臺建設
由學院提供的職業院校數字化學習中心為網絡平臺,將課程分為課程公告、課程內容、作業、考試、討論區、答疑、筆記、學習檔案八個網絡模塊。
2.3.2 知識點設計
按照在線開放課程知識“碎片化學習”的特點,需要將《橋梁工程試驗與檢測》課程所有知識點進行梳理,再進行教學設計并將他們串接起來,每個知識點時間控制在10分鐘左右,并設置相應的測試。
2.3.3 課程設計
《橋梁工程試驗與檢測》課程設計主要包括課程簡況、教學簡況、課程設計思路、成果、考核評價、教學條件、參考資料、教學組織這八個方面。
2.3.4 課程錄制
建設團隊根據課程內容確定錄制的知識單元、錄制場景和風格,將每個知識點做好腳本后進行錄制。
2.3.5 課程上線
將制作好的課程資源上傳至網絡平臺,課程網址,課程正式上線。
3 數字資源規范要求
為了提高在線開放課程維護效率和學習者的學習效率,數字資源的規范要求很重要,主要體現在結構的規范性和格式的規范性。
3.1 結構的規范性
在線開放課程結構的規范見表1。
3.2 格式的規范性
在線開放課程格式的規范見表2。
4 結語
《橋梁工程試驗與檢測》在線開放課程的建設,使專業教學形式更加靈活,學生通過網絡學習,開放性更好,可以與老師隨時進行網絡交互式探討,提高了學習效率,提升了學生試驗檢測技能,提升了學生的就業競爭力。
參考文獻:
[1]袁莉,斯蒂芬?鮑威爾,馬紅亮.大規模開放在線課程的國際現狀分析[J].開放教育研究,2013,19(3):56-62.
[2]于歆杰.在線開放課程需要建以致用[J].中國高等教育, 2015(24):9-10.
一、城南學院橋梁工程方向應用型人才培養方案和課程體系特點
(一)課程體系的構成學院橋梁工程專業人才培養方案課程體系的構成采用“基礎平臺+專業方向”的形式,專業教學計劃中的必修課設置三個平臺,選修課設置專業方向選修課。必修課三個平臺為:1.第一平臺:即公共課平臺。開設這類課程是對學生進行通識教育和素質教育的基本途徑。主要包括兩課、體育、外語、計算機基礎等。2.第二平臺:即基礎課與專業基礎課平臺。此類課程為土木、水利工程、道路、橋梁工程大類平臺內的課程。包括結構力學、流體力學、土力學、基礎工程、工程地質等。3.第三平臺:即專業課平臺。該平臺構建在前兩個平臺的基礎上,主要設置專業主干課程,包括砼結構、土木工程施工、高層建筑結構、路橋工程、建筑結構抗震、道路工程等。(二)學時、學分分布總學分:專業四年至少修滿168學分。其中理論教學總學分118學分,集中實踐教學環節總學分50學分。理論教學總學分:在118學分中,必修課占83.5學分,選修課占34.5學分。選修課包括專業方向選修課和公共選修課。(三)實踐教學環節安排實踐教學是與理論教學密切聯系且又相對獨立的教學體系,其重點是強化對土木工程專業學生素質與應用能力的培養。在制定實踐教學環節的具體方案時,應從對學生創新意識和實踐能力培養的角度出發,按基礎實踐、專業實踐和綜合生產實踐三個層次制定。在不同層次的具體環節中,可以設置不同的選修“模塊”,由學生根據個人興趣和就業工作趨向選修。實踐環節總學分為50學分。具體內容:1.基礎實踐,共約4學分,包括軍事理論及訓練、大學物理實驗、英語應用能力實習等。2.專業實踐包括測量實習、工程地質實習、認識實習、結構設計原理課程設計、基礎工程課程設計、橋梁工程課程設計等,共約31學分。3.專業綜合實踐,共約15學分,包括畢業(生產)實習,不少于5周,畢業設計10周。整個框架在考慮橋梁工程專業基本教學的同時,系統考慮了外語能力、計算機能力、結構設計能力三個方面能力的培養。3城南學院橋梁工程方向應用型人才培養方案改革。從2006年起在土木工程專業進行了試點和探索,“5+1+2”應用型人才培養體系根據人才培養模式的多樣化和最優化與橋梁工程專業方向的特點結合,進行了相應的調整。(1)理論教學的調整:首先調整了必修課和理論課,增加選修課,確保實踐教學要求。A、將必修課時間壓縮,如“高等數學”由160學時改為136學時。B、將必修課內容整合,如“畫法幾何”(34學時)、“土木工程制圖”(60學時)合并為“畫法幾何與工程制圖”(64學時)。C、將專業課內容和時間進行調整,教學內容由設計理論為主線改為以設計方法為主線。然后調整了選修課內容,增加土木工程相關專業(道路、隧道、建筑)等方向的專業選修課,便于學生結合工程實踐的內容進行相關調整。增加一些提高土木工程師素養的選修課程,如工程經濟、管理、法律等相關課程。2實踐教學的調整:A、將原來分散在各個學期的校內外課程實習整合集中到暑期前后的夏季學期。B、工程實踐時間延長到1年,實習的同時完成學校布置的畢業設計。通過對橋梁工程方向培養計劃具體的修改,可以看到,課內教學時間明顯縮短,實踐教學時間明顯增加,幾乎占在校時間的40%,集中性實踐教學時間超過了70周。在培養方案中,課程設計和工程實踐結合的更為緊密,由原來單一的重視設計轉變為設計與施工技術的綜合平衡,突出了“應用”,與學生的基礎素質更好地協調。(4)城南學院橋梁工程方向人才培養方案的實踐探索城南學院橋梁工程方向人才培養方案的實踐探索主要從以下幾個方面來開展:(1)原來校內外課程實習是零散的分布在各個學期,實習效率較低,有時受氣候環境影響大,為改變這種情況,新的然才培養方案將分散在各個學期的校內外課程實習整合到工程實踐中,集中在暑期前后的夏季學期進行。(2)工程實踐周期延長到1年,其中包括2個春秋學期和2個夏季假期,打破原有人才培養方案中學期和假期的界限。學生從三年級第二期末開始工程實踐,學校聯系在建重大工程項目和學生自主聯系相對分散的實習項目相結合開展實習,結合在建高速公路、技術復雜的長大橋梁等重大工程項目進行工程實踐,加強實踐鍛煉的同時,完成學校布置的畢業設計。通過不同項目的工程技術特色實現橋梁工程專業人才特色培養和專長培養。(3)為保證程實踐期間的安全管理和教學質量管理,學院采取了工程實踐指導學校(指導教師)和社會(生產一線專家)相結合的方式,實行“雙導師制”。通過上述方式提高工程實踐的效果,加強學生工程實踐能力。
二、結語
目前,“5+1+2”模式已在長沙理工大學城南學院橋梁工程專業實施了4年。經過這幾年的教學和實踐過程,城南學院土木工程專業橋梁工程方向人才培養改革取得了比較明顯的效果。在突出獨立學院特點,充分考慮獨立學院學生的基礎素質實施因材施教的前提下,以“應用”為目標,以學以致用為原則,以人才市場需求為導向,根據畢業生就業走向(施工單位、監理單位、建設單位)制訂并完善了土木工程專業橋梁工程方向人才培養計劃,強化實踐教學,提高學生的工程實踐能力,增強了畢業生在就業大軍中的競爭力,進而提升獨立學院自身教育質量,突出了辦學特色保持了自身市場競爭力。
作者:徐曉霞 劉揚 單位:長沙理工大學 土木與建筑學院
關鍵詞:橋梁;結構計算;教與學
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)18-0065-03
同濟大學土木工程本科專業自1998年開始實施寬口徑人才培養模式。按個人興趣和擇優錄取的原則,部分學生在第三學年進入橋梁工程課群組。這些學生在前兩年的公共基礎課和專業基礎課學習階段中,已經學習了《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》、《混凝土結構基本原理》、《鋼結構基本原理》、《荷載與結構設計原則》等基礎課程。經過這些課程的訓練,學生已經儲備了各種橋型結構計算的一些基礎知識。但學生在各門專業課程中學到的計算方面的知識和方法仍然是分散的,而針對一座橋梁的系統的、全面的結構計算直到畢業設計階段才得到鍛煉,導致在有限的畢業設計時間內不能取得良好的效果。為此,同濟大學橋梁工程系配合“卓越工程師”培養計劃進行了課程設置改革,將橋梁課群組培養計劃中涉及到的橋梁結構計算方面的內容整合成一門獨立的《橋梁結構計算》課程,成為基礎知識與實踐能力間的重要紐帶。本文著重介紹《橋梁結構計算》課程的教學目的和課程設置,并就教學特色談談作者的體會。
一、課程設置
橋梁結構計算是指:通過橋梁設計資料的匯集提煉出計算條件后,運用結構分析理論和方法,計算得到結構的位移、內力、應力、約束反力等效應,再對計算結果進行判斷、審核,在決定取舍后將結果轉換成有用的設計數據,作為評估橋梁性能和進行結構優化的直接依據提供給設計者的全過程。《橋梁結構計算》必須解決的問題是在學生學習完直到《橋梁工程》等階段的專業課程后,通過本課程的教學,使學生掌握橋梁工程設計及科研中常用的一些橋梁結構分析基礎理論、方法,并初步具備使用橋梁結構計算程序進行結構分析的能力,為后續專業課程及畢業設計中遇到的結構計算奠定必要的基礎。《橋梁結構計算》課程主要設置以下內容:
1.橋梁結構分析的準備工作。荷載橫向分布計算是得到廣泛應用的橋梁結構空間內力計算的一種實用近似方法,對簡化計算步驟,提高計算效率具有十分重要的作用。而在采用有限元程序計算結構內力和變位,乃至計算橋梁橫向分布以及對橋梁構件進行承載力和應力驗算時,作為結構有限元分析求解中的重要數據,我們都會遇到斷面幾何特性的計算。課程中介紹了梯形分塊法、三角形分塊法、矩形條法、分艙板法等常用的截面特性計算方法,以及杠桿法、剛性橫梁法、鉸接板法、鉸接梁法、剛接梁法、比擬正交異性板法(G-M法)等常用的荷載橫向分布方法,通過手算及電算掌握其原理和計算方法。
2.橋梁結構分析的基本理論和橋梁結構計算程序的編寫原理。有限單元法作為一種數值分析方法在當今工程分析界中獲得了最廣泛的應用,其基本理論是在開發或使用以有限元為基礎的橋梁結構分析程序之前所必須基本掌握的。課程中基于結構力學中位移法的基礎知識,介紹桿系結構有限單元法分析原理和靜力分析程序的編制原理,包括桿系結構的單元剛度矩陣、坐標轉換矩陣、總體剛度矩陣及荷載列陣的集成、邊界條件處理、方程求解得到節點位移、單元內力及支承反力計算等內容。圖1給出了桿系結構靜力分析程序的流程圖。
3.橋梁結構殊問題的分析理論和方法,以及將一般桿系分析程序擴充為具有施工仿真分析功能程序的原理和技巧。實際橋梁工程中的一些結構特性往往超越了普通桿系結構有限單元法的適用范圍,橋梁結構計算必須能夠明確橋梁結構殊問題的分析方法,并能對一般的有限元程序進行改造,實現橋梁結構的特殊分析。橋梁在施工過程中后期結構的受力狀態與前期結構的受力狀態密切相關,因此進行施工分析程序是必要的。課程中介紹帶剛臂單元、等效節點荷載、節點同位移約束、單元端點自由度釋放、支座強迫變位等一些特殊問題的分析理論與方法,介紹橋梁結構施工分析程序編制原理,另外將較為復雜的預應力效應分析、徐變效應分析、活載效應分析和索力調值
計算等內容作專題進行介紹。圖2給出了橋梁施工分析程序流程圖。
4.初步應用橋梁專用程序系統進行各橋型的結構分析。利用橋梁結構計算原理與程序進行實橋的結構分析是橋梁結構計算的直接目的。課程中介紹梁橋的結構計算,主要涉及一次落架法與懸臂澆筑法兩種典型結構施工方法,并重點關注結構撓度計算和預拱度設置、掛籃模擬、連續剛構橋群樁基礎的簡化模擬等內容;介紹拱橋結構計算,包括拱橋的結構體系、施工方法概述、拱橋的穩定分析、拱橋的動力分析、上承式混凝土拱橋計算、中承式梁拱組合體系橋計算、斜拉扣掛法施工中承式桁架鋼拱橋計算等;介紹斜拉橋結構計算,包括斜拉橋的結構體系與施工方法概述、斜拉橋合理成橋狀態及合理施工狀態確定方法、斜拉橋幾何非線性分析方法介紹。由于懸索橋結構計算涉及到較為復雜的幾何非線性分析,超出本科生教學要求和接受能力,因此本課程暫未講授相關內容。課程中還給出了各橋型橋梁分析的一般流程,其中具有代表性的梁式橋的結構分析流程如圖3所示。
二、橋梁結構計算教學特色
同濟大學橋梁工程系在國內土木工程專業較早開展了《橋梁結構計算》課程,作為橋梁工程教學改革的一部分,這門課嘗試了一些新的教學方法,具有以下幾個方面的特點:
1.強調手算能力向電算能力的過渡與銜接。不斷推出的國內外結構分析通用程序和橋梁分析專用程序,為橋梁工作者提供了有效的分析工具,也成為土木工程專業橋梁工程課群組本科畢業生必須初步掌握的內容。橋梁課群組學生通過《結構力學》、《結構設計原理》等課程學習到了計算原理,并通過課程作業及配套的課程設計鍛煉了手算能力。同濟大學橋梁工程系不僅在實踐教學環節開設了專門講授常用橋梁結構計算程序使用方法的《工程軟件應用》課程,更重要的是,作為手算和電算方法的過渡,開設《橋梁結構計算》課程作為基礎課程和畢業設計綜合應用鍛煉之間的重要紐帶,加強學生實踐能力培養。
2.強調課程內容的循序漸進、由簡入繁。課程內容考慮到學生群體多為初涉橋梁工程的中高年級本科生的現狀,從橋梁結構計算的基本原理入手,再有層次地引入相關程序功能的介紹,最后實現對實橋的結構計算。這樣的教學思路不僅強化了學生的基本概念,同時也符合思維認知的一般過程,降低了學生掌握課程內容的難度。
3.強調橋梁結構計算實現方法的非唯一性。橋梁結構計算實現方法的非唯一性體現在兩個層面:通過對不同橋梁結構計算軟件的比較,可以發現各軟件的程序編制原理存在著不同,這一點在預應力、徐變等模塊上體現得尤為明顯;使用人員對同一計算需求采用的不同計算方案,也會導致結果不同。學生在學習完課程后,能夠了解橋梁結構計算的基本原理,對于特定的結構能夠進行準確的模擬與合理的簡化,選擇適合該結構的計算軟件與相應的實現方法。
4.強調計算分析人員對程序結果的把握。程序終究只是結構計算分析人員的工具,無法替代工程師在結構計算分析中的主導性。學生要理解輸入數據的計算方法(比如預應力線形輸入的導線法),以及如果輸入了不同數據可能造成什么后果;要具有定性判斷程序計算是否合理的能力。課程特別關注了學生對程序輸入模塊中各輸入對象的理解,例如在預應力線形的輸入中,課程利用導線法示意圖扼要地講解了其原理,學生在理解了基本原理后,也就自然掌握了預應力線形的輸入方法。
5.強調學生實踐能力的培養。通過布置荷載橫向分布電算與簡支梁結構電算作業,鍛煉學生的動手能力。課程本身較強的實踐性成為較為偏重理論的《橋梁工程》課程的有益補充,同時配合學生之前先修的預應力混凝土簡支梁課程設計(手算)以及之后需要修習的大跨度橋梁課程設計(電算)等實踐課程,為學生架起了從手算到電算之間的橋梁,便于學生把握手算與電算的異同,切實提升學生的設計能力。
6.注重和先修主干課程的有機聯系。在第5點中已經可以看出,作為一門整合學生已有知識,培養學生結構計算能力的重要課程,《橋梁結構計算》十分重視和其他課程的有機聯系。這樣的聯系不僅體現在實踐環節的課程上,也體現在《混凝土結構基本原理》、《鋼結構基本原理》等專業主干課程上。例如在講解受彎構件承載力計算部分的內容時,課程給出了脈絡清晰的計算程序框圖(圖4)。
7.介紹了多種橋梁結構計算分析軟件。對當今國內主流的橋梁結構計算程序橋梁博士、Midas Civil等都有簡要的介紹。多種軟件的介紹不僅使得學生在之后的課程設計及畢業設計中能夠較快上手,勝任結構計算的工作,更能夠極大地鍛煉學生的思辨能力,從而增進對橋梁結構計算基本理論的理解與對相同結構在不同軟件下電算結果的把握。
三、學生反應
本文的第二作者是曾選修過《橋梁結構計算》的學生,也切實地感受到《橋梁結構計算》對于提高學生能力的重要作用,給學生印象最深刻的是《橋梁結構計算》課程在橋梁工程課群組中的紐帶作用。譬如在《橋梁工程》中對荷載橫向分布也有介紹,但限于課程目標與課時限制,對常用的荷載橫向分布方法只有原理性的介紹。而《橋梁結構計算》則通過剛性橫梁法的手算聯系加深了對橫向分布理論的認知,同時讓學生通過軟件采用其他多種方法計算結構的荷載橫向分布效應,節省了計算機時代前繁復而意義不大的手工計算,高效地促進了學生對各種荷載橫向分布方法理論的認知。又如課程中的實橋結構計算部分,老師提供一個完整的與給定結構相關聯的“橋梁博士”計算模型,學生在此基礎上進行修改與擴充,并通過對結構分析基本理論的理解采用Midas Civil軟件進行復核,解決了學生對于一個實橋結構難以直接上手的問題,有機地串聯了課程的大部分內容,讓學生在利用兩種軟件分別建模的過程中體會橋梁結構計算實現方法的非唯一性以及各軟件在不同模塊上表現的差異,對兩個模型結果進行比較來相互驗證,從而確保計算結果的準確性。
同濟大學橋梁工程系在課程改革中開設《橋梁結構計算》這門課程,希望能夠引導學生把握橋梁結構計算分析發展的時代步伐,在牢固掌握基本理論的同時注重加強程序應用實踐的意識。我們有理由相信,作為未來橋梁設計中堅的他們,一定能夠使我國早日實現從橋梁大國到橋梁強國的跨越。
參考文獻:
[1]肖汝誠.橋梁結構分析及程序系統[M].北京:人民交通出版社,2002.
關鍵詞 橋梁工程師 研究生 培養方案
中圖分類號:G643 文獻標識碼:A
Bridge Engineering Course Group Excellence Engineer
Postgraduate Training Program Reform
WU Xun, ZHANG Zhichao
(Bridge Department, Tongji University, Shanghai 200092)
Abstract Curriculum system and teaching content reform is critical to the successful conduct of an outstanding engineer training must be completed and challenging critical work. Tongji Bridge Engineering Group lessons according to the "excellent engineer training program", in-depth research university postgraduate training program, and then carries out the reform of curriculum system and teaching content of bridge engineering graduate. This paper introduces the excellent engineer training program, and then according to the practice of Bridge Engineering, Tongji University graduate training, training program focused on reform, and look forward to this research can provide a reference for bridge engineering education reform, for outstanding engineers successfully cultured to lay the foundation.
Key words bridge engineer; postgraduate; training program
1 卓越工程師培養與課程體系簡述
大學課程體系是指大學根據本校制定的人才培養目標而設計和構建的由既各自獨立又相互關聯的一組課程所構成的有機整體。課程體系是大學人才培養的主要載體,是大學教育理念付諸實踐和人才培養目標得以實現的橋梁。大學的人才培養目標是對培養對象在知識、能力和素質方面提出的理想預期,而課程體系則決定了培養對象所能具有的知識、能力和素質結構,決定了教育理想能否成為教育現實。因此,橋梁工程系人才培養的關鍵目標是課程體系的設計與構建。國家教育部通過多年研究和調研提出“卓越工程師教育培養計劃” ,這是我國現有工程教育模式的重大創新和突破,教育主管部門的指導思想、主要目標和改革措施主要是通過“卓越計劃”參與專業的專業培養方案的制定和實施得以實現,其中核心內容即為圍繞課程體系和教學內容改革的專業培養方案改革。根據上級教育主管部門的指示和學校學院有關文件的精神,橋梁工程系制定自己的培養標準,以達到滿足學校要求的培養目標,從而保證卓越工程師培養計劃的順利實施。本文根據“卓越計劃”的總體要求,面向卓越工程師的培養,分析和研究橋梁工程研究生的課程體系和教學內容改革。首先分析評價橋梁工程系現有課程體系,根據教授沙龍,學生調研,教師反饋等手段匯總改革問題,尋找改革思路,以期為我校橋梁工程課群組“卓越計劃”專業課程體系和教學內容的改革提供借鑒和參考,為卓越工程師的成功培養奠定基礎。
2 橋梁工程課群組培養方案改革
同濟大學橋梁工程系研究生橋梁與隧道工程專業自學校辦學之初開始設立,具有悠久的歷史,師資力量雄厚,辦學特色鮮明,先后有三位院士任職于橋梁工程系,多位院士被聘請為客座教授,目前為國內同類專業中綜合實力最強,專業發展最為均衡的傳統優勢學科,以其培養的卓越人才和取得的豐碩教學科研成果在國內外學術界、工程界享有盛譽。橋梁工程系多年秉承理論聯系實際,科研投身實踐的育人思想,在加強教育教學的基礎上,積極投身生產實踐,努力培養出一大批優秀的研究生,他們參與我國橋梁工程事業的建設中,解決了眾多技術難題,經過努力,其中多數已成為國內相關領域的領導和技術骨干。現今國家正處于高速發展時期,基礎工程和交通工程浩大,大量鐵路、公路橋梁建設項目投入建設,為橋梁工程專業學生提供了廣闊的實踐平臺,但同時也為研究生的教學培養提出了更高的要求和新的挑戰。為了更好地面對國際化、競爭性、創新型的社會,保持專業的特色和優勢,為社會培養出更多的有用之才,橋梁工程課群組落實同濟大學提出的“卓越工程師培養計劃”,不斷完善教學課程體系、先后建立實踐教學平臺、努力搭建國際交流平臺。作為土木工程學院下屬的重要單位之一,橋梁工程系應當著眼于橋梁工程專業未來的發展方向,根據《同濟大學深入開展高等工程教育改革實施方案》的精神,著力于培養具有人文精神、創新精神、國際視野和專業特色的卓越工程師。通過對當前社會需求以及橋梁工程學科發展的透徹分析,橋梁工程系在原有課程體系的基礎之上,經過教授沙龍的多次討論,對研究生的教學培養提出了諸多修改意見。由于研究生的課程教學主要為專業課和實踐課,修改方案主要集中在專業課的設置和實踐環節的課程設置。在新修訂的培養方案中,同濟大學橋梁工程方向的碩士研究生首次全部改為專業型碩士學位,取消了學術型碩士學位,有力地增強了學生實踐能力和實地工程技能,為培養卓越工程師提供切實保障。專業課程也進行了修改,橋梁工程師同時建立“教學質量工程”,新的課程體系將納入其中。同濟大學橋梁工程系將在學校學院的領導下,繼續深化改革,以全面提升橋梁工程系的教學質量和水平。
(1)研究生教育取消學術學位碩士,僅采用全日制專業學位碩士一種培養模式。創新能力的培養和提高,是創新型卓越工程師的培養的重要內涵,對于工科學生的培養,就要著重于培養工程意識、工程素質和工程創新精神,由此便產生工科學生高等教育的反思,全日制專業學位碩士培養模式是研究生教育的重大突破,其實現的重要方式為在培養過程中和行業企業深化合作,通過加強創新高校與行業企業深化合作,可以引進企業敏銳的市場嗅覺和創新前沿,高校可以發揮自身創新性的優勢,與行業企業聯合培養卓越人才。針對這一要求,橋梁工程課群組研究生教育取消學術學位碩士,僅采用全日制專業學位碩士一種培養模式。全日制專業學位碩士培養模式是理論聯系實際教學的重要改革,在其課程設置中,與原學術學位碩士培養模式最大的不同就是加入了學生工程實踐環節,按照方案規定,每位全日制專業學位碩士生需進行為期半年到一年的工程實踐實習,相應的,每位碩士生的學分將由原來的28~32學分調整到36學分,其中增加的學分即為專業實踐學分。為了確保學生的實習質量,土木工程學院和橋梁工程系曾多次聯系合作單位,同中建集團、上海建工集團、中鐵集團等多家實力較強的土木工程領域知名企業進行協商合作,確立了學校企業雙導師制度,制定了完善的效果跟蹤和考查辦法,有力地保證了教學水平和質量。
(2)將原只重專業課程體系改革為核心課程加擴展課程體系。為進一步提高橋梁工程系研究生教學質量和辦學水平,橋梁工程課群組針對當前教育教學計劃和培養方案,并對卓越工程師培養計劃進行透徹分析,在原有課程體系的基礎上對本系研究生培養方案做適當調整,對研究生教學的課程進行完善。同濟大學橋梁工程課群組進過發多次專題會議討論土木工程專業(橋梁工程課群組)課程體系改革,進過再三討論,決定將原只重專業課程體系改革為核心課程加擴展課程體系。
表1 橋梁工程課群組核心課程表
其中,核心課程主要為橋梁工程專業課程,包括高等橋梁結構理論、高等橋梁結構試驗、數值分析等;擴展課程為跨學院課程,可在其他學院的研究生課程中選擇,增強本系研究生的交叉能力培養。核心課程設置按照少而精,重原理,重訓練的原則,通過大作業和大題量的訓練來保證質量;擴展課程設置按照廣而博,重系統,重實踐的原則,鼓勵研究生多做交叉研究,多了解相關學科前沿。同時,在核心課程建設中,要注重內涵建設。研究生課程是本科生課程的延續,很多內容具有相關性,其課程設計要既具有延續性,又避免重復性,這就需要加強課程內涵建設。考慮到各個學校本科生課程設置的不同,應該設置研究生選修本科生課程,這部分課程沒有學分,供沒有上過相關基礎課程的研究生選修。
3 總結
實踐證明,在創新型卓越工程師課程改革的指導下,通過改進課程教學內容和課程教學體系,加上實習實踐環節的引入和加強,同濟大學橋梁工程課群組形成的課程體系在教學和實踐中取得了良好的效果,通過與企業的交流合作,高校師生提高了實踐能力,企業獲得自身需要的研究人才,取得良好的社會效益,全日制專業學位碩士培養模式提高了橋梁工程系各課程的教學質量,激發了學生的學習興趣和積極性。課群組將對課程體系改革進行更加深入的探討和努力,將學生的學術能力和職業能力進一步提升。
參考文獻
[1] 趙洋,焦洪波,趙順波.橋梁工程課程的教學內容改革研究[J].華北水利水電學院學報,2011.27(3).
【關鍵詞】公路與橋梁專業 技工學校 教學實踐 問題 改進措施
中圖分類號:K928.78 文章編碼
隨著我國國民經濟持續高速發展,城市建設和公路建設項目持續高漲,對公路與橋梁人才的培養數量和質量都提出了新的更高要求。施工單位對崗位工作人員的專業水平要求比較高,因此結合公路與橋梁專業的教學實踐目標,改進教學方法,解決現有教學中的問題,以培養出更多符合行業需求的、專業功底扎實、職業道德高尚的技能型人才,是擺在技工學校公路與橋梁專業老師面前的重要問題。
一、公路與橋梁專業的教學實踐目標
技工學校的公路與橋梁專業旨在培養德、智、體全面發展的掌握公路與橋梁工程技術基本理論知識,具有較強公路與橋梁專業施工技術的專門性技術人才。為了適應市場對于技能型公路與橋梁專業人才的需求,技工學校的公路與橋梁專業的教學實踐目標有如下三點:一是在教學實踐中有針對性的介紹職業素養方面的知識,使學生具有良好的職業素養和職業道德。在教學實踐中,培養學生與專業相關的各種職業素養,為確保學生畢業后可在公路施工、監理、養護以及其他土建工程行業順利工作打下堅實的基礎;二是通過實踐教學,應讓學生具備扎實的專業基本素質和實踐操作技能。公路與橋梁專業的技工類畢業生應掌握公路橋梁施工、測量放樣、現場管理、土工實驗、材料實驗、監理等方面的知識與技能,同時也應具備相應的實際操作技能;三是通過實踐教學將學生培養為公路工程施工、公路工程養護及交通土建工程方面的施工與管理技術人才。
二、公路與橋梁專業教學實踐中存在的主要問題
(一)課程設計環節形式單一
課程設計是技工學校公路與橋梁專業教學實踐中的一個重要環節。對于公路橋梁結構設計原理、路基路面工程、橋梁工程和公路勘測等涉及專業基礎知識的課程,更應該重點關注他們的課程設計和課程內容的質量。然而,現有的公路與橋梁專業教學實踐普遍存在的通病就是課程設計的單調性和簡單重復性。例如,對于橋梁工程這門課程,大多數技工學校在進行課程設計時僅僅把簡支梁橋設計作為主要內容,而很少涉及其它橋型的設計,這樣就不能及時有效的鍛煉學生的設計和計算能力,這種課程設計環節的局限性導致學生往往很難在畢業之前取得良好的學習成果,相關的教學實踐就實現不了相關的教學目標。
(二)教學方式和教學手段落后
隨著我國社會經濟的發展和科技水平的不斷提升,新材料和新技術被廣泛的應用到公路和橋梁的建設中來。極大的促進了公路和橋梁建設事業的發展。然而當前很多技工學校由于傳統教材固有的封閉性和滯后性,很難將現代公路建橋技術作為新的內容融合到教育教學實踐活動中。因此,采用豐富的多媒體教學手段和先進的教學方式顯得必不可少。然而,在現實的公路與橋梁專業教學實踐中教學方式和教學手段還是相對比較落后的。雖然許多學校已經普及了基本的電教設備,不少老師也經常使用投影儀和演示文稿等教學手段來輔助教學,但是公路與橋梁專業課程信息量龐大,而課程學時有限,教師往往花費很多精力,也無法恰當合理地從空間和時間維度表達公路和橋梁建筑的本質特征。顯然, 用靜止的傳統的二維方式來解說公路和橋梁設計原理和建造技術,其中的不足和缺憾是不言而喻的,已經難以適應時展的要求,難以達到良好的教學效果。
(三)缺乏必要的教學實踐
對于公路與橋梁這樣一個實踐性的專業而言,要保證人才的培養質量,教學實踐環節無疑是至關重要的。但是在現有的技工學校道路與橋梁專業的實際教學中,教學實踐環節的缺失是一個十分嚴重的問題。不少教學單位組織的教學實踐就是只進行公路和橋梁工程的參觀學習,不但不能使學生系統的了解橋梁的完整建設過程, 而且難以讓學生得到全面的實踐體驗和鍛煉,這樣就導致了課堂教學內容與教學實踐活動嚴重脫節的現象, 必然使學生對教學實踐環節沒有興趣從而思想上不重視,其結果必將是學生實踐能力不足,難以達到社會的要求。筆者認為,技工學校公路與橋專業學生各種能力的培養目標中,最應該得到充分重視的是實際動手和實踐操作能力。目前,大多數技工學校在這方面所做得工作明顯不足,相關的實踐教學多是結合一兩門課程進行簡單實驗,不利于學生專業操作技能的掌握。
三、改進公路與橋梁專業教學實踐的措施
(一)優化課程設計,充實教學內容
一方面,要構建科學合理的課程結構。良好的課程結構必須能讓各門相關課程之間實現優化組合,這樣形成的知識體系才是科學合理而且有利于學生成長的。公路與橋梁專業課程的優化組合就是要在保持原有學科知識結構不變的前提下,精選和優化授課內容, 突出教學過程中的重難點, 注重思路和方法的傳授; 打破傳統課程條條框框的限制,強化各門專業課程間的聯系以適應學科發展的需要。
另一方面,要對教學內容不斷充實。在科學知識不斷膨脹的時代背景下,課程教學內容必須保持同步更新,才能跟上時展的步伐。因此,公路與橋梁專業在課程中要充分體現現代公路橋梁建筑技術的最新發展動態和成果。同時應分析現用教材并進行重組,在原有教材的基礎上定期地增加適應時展需要的新內容。
(二)充分利用現代教學手段,豐富教學方式
計算機網絡和多媒體技術帶來了一場新的信息傳播革命,也為教育教學的改革發展提供了良好的契機。利用現代化的教學手段是促進公路與橋梁專業課程改革、提高專業教學水平的有效途徑。首先,多媒體能夠通過綜合運用圖文聲像等媒體元素給學生以多種感官刺激,運用在公路與橋梁專業教學活動中,能夠方便學生對公路橋梁抽象概念和空間結構的理解,實現有效組織與管理教學信息,提高教師教學效率的目的。其次,多媒體具有較強的交互性, 充分發揮它的這一優勢激發學生學習興趣,強化學生動手參與的意識,增強分析問題和解決問題的能力。因此開發高質量的,適應學科發展需要的公路與橋梁專業的多媒體課件,千方百計豐富教學方式是十分必要的。
(三)加強公路與橋梁專業教學實踐環節
公路與橋梁工程是一門直接服務于當代社會經濟的發展的學科,具有很強的實踐性。因此, 如何培養學生的實踐能力是廣大技工學校公路與橋梁專業教學工作者在教學工作中面臨的主要任務之一。而達到這個目的有效方式就是要加強公路與橋梁專業教學中的實踐環節。可以通過增加本專業實驗課的次數、提供更多的教育實踐和鍛煉機會、組織開展豐富多彩的專業活動等方式來培養學生實踐能力。在實習過程中,要帶領學生深入施工現場, 結合自己所學的專業知識, 提出合理的公路橋梁施工方案和施工組織設計, 并在施工過程中不斷修改和完善。逐步培養學生在實踐中分析問題和解決問題的能力。
結語:實踐表明,當前廣大技工學校公路與橋梁專業教學實踐中存在的種種問題已經成為制約公路與橋梁專業教學實踐目標實現的重要因素。因此,分析公路與橋梁專業教學實踐目標和現實存在的問題并積極探索科學有效的教學方式,是提高技工學校公路與橋梁專業教學水平和教學質量的關鍵。
參考文獻:
[1]蔡云霞. 高職道路與橋梁專業教學改革探討[J]. 神州教育,2012(l).
交通土建專業在國內外諸多院校皆有開設,查閱資料表明,目前對于該專業一些課程的配套課程設計指導資料較多,但主要存在三點問題:第一,課程設計與課程教學內容的銜接性較弱,沒有很好地突出課堂教學內容的重點,因此在設計中沒有針對性的進行練習;第二,設計資料的編制往往主要面對某一門專業課程,沒有從整個專業的角度構建課程設計教學體系;第三,課程設計資料沒有專業特色。我校交通土建專業方向自1994年設立以來,多年來經過不斷的建設和完善,在專業課程設置上不斷的豐富,目前有7門專業課程,其中《道路規劃與勘測設計》、《道路工程》、《橋梁工程》作為專業主干課程開設最早,目前課堂教學建設部分非常完善,但對其配套的課程設計的教學建設工作因為開展較晚,目前成果仍處于初級階段。每門課程初步建立了相對獨立的課程設計大綱和較為簡單的課程設計指導書。總結來看,目前存在的主要問題有三點:第一,鑒于這三門課程在教學內容上有先后順序,是一個完整的體系,《道路規劃與勘測設計》主要介紹一般道路的路線線形設計,在此基礎上《道路工程》對一般道路的結構進行介紹,因此《道路工程》教學大綱中明確要求《道路規劃與勘測設計》是其先修課程之一;而《橋梁工程》在課程教學中同樣需要《道路規劃與勘測設計》、《道路工程》為其基礎。現有課程設計指導材料沒有反映出課程內容之間的這種銜接,體現不出課程內容上的承襲。第二,因現有課程設計材料編制相對獨立,因此,在內容上互相之間有一定的重復,例如《道路規劃與勘測設計》課程設計中有路線縱斷面的設計要求,而《道路工程》課程設計中同樣有該部分的設計要求等。第三,在設計開展的時間上沒有很好的協調,教學效果不能得到更好的發揮。
二、改革內容研究
(1)交通土建專業課程體系合理結構
目前我校現有交通土建專業主干課程中《交通規劃與道路勘測設計》、《道路工程》以及《橋梁工程》三門專業課之間的關系是:《交通規劃與道路勘測設計》主要講述路線幾何線形,《道路工程》則主要講述道路結構的角度,這兩門課程構成了道路工程專業知識的主體,而道路在延展過程過必不可少的出現橋梁結構,因此,橋梁結構是道路交通的重要組成部分,不可或缺。針對三門課程輔助設置課程設計加強對課程的學習,從而構成了最基礎的交通土建課程設計專業體系。而這種課程設計體系的構成,要明確課程知識之間的聯系與區別,抓住課堂教學中需要通過實踐練習加以鞏固掌握的知識重點,合理建立課程設計的基本任務和目標。
(2)建立交通土建專業課程設計體系教學大綱
目前三門課程設計相互之間聯系性不強,沒有形成一個連貫的體系,例如《交通規劃與道路勘測設計》課程設計中完成了路線平、縱、橫的線形設計,同時對路基工程量進行了統計,而《道路工程》課程設計中同樣對道路的縱、橫斷面進行了設計工作,同時加上了路面結構設計與支檔設計,最后同樣統計了工程量。因此需要對兩個設計內容進行梳理和整合,通過改革形成一個較為完好的體系。因此,應對現有課程設計指導大綱進行針對性的梳理、改革和完善,建立課程設計體系新版教學大綱,體現了課程體系上的相關性和完整性。
(3)確立交通土建課程設計體系教學內容
現有課程教學指導材料內容、結構、難度上存在不足,在有些方面應進行擴展和加深,例如道路結構方面的設計中,應該適當的增加設計內容,在現有的瀝青混凝土路面設計基礎上,應該增加水泥混凝土路面結構的設計,兩種結構的設計都應該要求設計,從而達到對路面材料與結構設計知識的全面掌握和鞏固;而對有些方面則進行了必要的刪改,例如道路的縱斷面設計部分不應該出現重復,這樣使得設計中出現了大量的無效練習,應該把重點放在路面結構設計上和支擋設計上,同時考慮加入排水系統的設計。通過改革和完善最終形成新的交通土建課程設計體系教學指導書,使得各門課程設計從內容上構建成一個有機整體,同時,從工作量和難度上確定合理的尺度,經過投入使用收到了較好的教學效果。
三、結語
關鍵詞:高職;橋梁工程施工;教學設計;橫向教育;縱向教育
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)08-0035-03
近年來,高職教育成為國家、社會廣泛關注的焦點,教育部在《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中,明確了校企合作、工學結合,基于工作過程的學習課程教學設計改革,建議高職院校根據職業技術崗位(群)的任職要求和職業資格標準進行課程體系和教學內容改革。隨后,基于工作過程的學習課程教學設計改革如雨后春筍,幾乎每一所高職院校都在進行基于標準模板的課程教學設計改革,到處充滿了基于工作過程系統化的學習情境設計,使課程內容體系中的每一個教學單元都成為與“典型工作任務”相對應的綜合信息載體。但人們忽略了社會科技經濟在快速發展,職業技術崗位(群)的任職要求和職業資格標準也在不斷更新,更重要的是學科之間本身存在差異性。所以,進行教學設計改革應該考慮動態因素,并充分考慮學科差異性,不應該有統一的標準,各門課程應該根據不同的實際情況安排教學內容及教學過程。筆者擬根據對高職《橋梁工程施工》課程教學的總結和反思,對高職《橋梁工程施工》課程的教學設計改革進行探討。
指導思想
要進行高職課程教學設計改革,首先就要認清什么是高職教育,也就是要明確課程教學設計改革的指導思想。
廣州番禺職業技術學院的查吉德指出:職業教育的本質是“為了職業的教育”,但“為了職業的教育”并不等于“與職業有關的教育”,職業性并不是職業教育的本質屬性。高職教育不僅是與職業相關的教育,也就是人為了生存與發展所需接受的教育,普通高等教育也是人為了生存與發展所需接受的教育,同樣也具有職業性,所以,高職教育與普通高等教育的根本目標是統一的,如中南大學的校訓就是“經世致用”。但高職教育與普通高等教育又不是完全相同的,高職教育更多地注重實際應用,也就是對人類現有知識的綜合應用,更少地探索人類新的知識,而普通高等教育更側重于在人類現有知識的基礎上,探索新的知識。但它們之間是相互溝通與聯系的,所以,高職教育與普通高等教育是高等教育的兩個方面,高職教育主要是橫向教育,而普通高等教育主要是縱向教育,這也是社會發展的兩個方面,一個是寬度,另一個則是深度。
高職教育是對人類現有知識加以綜合應用的橫向教育。認清高職教育之后,高職教育的課程教學設計改革就有了方向。課程教學要著重于人類現有的知識,教學目標是使學生掌握現有的人類知識,更重要的是如何將這些知識應用到社會實際中。
改革思路
本課程教學設計改革思路是在引入系統概念的前提下進行的。首先要清楚系統的概念。系統是由兩個或兩個以上元素相互關聯、相互作用、相互影響形成的有機整體,具有功能目的性、整體涌現性等。21世紀之前,西方遵循以“還原論”為基礎的線性思想,在教育教學上形成了“填鴨式”方式,這種以“還原論”為基礎的思想,忽略了整體涌現性。進入21世紀以來,隨著非線性科學的興起,系統整體思想逐漸成為主流。但在教育教學方面還存在一定的滯后性,雖然在教學上提出了以學生為中心、基于工作過程等觀念,但都沒有脫離“還原論”的思想。
根據課程教學改革的綱領性指導思想,高職教育是對人類現有知識加以綜合應用的教育,那就要求培養學生對知識的綜合應用能力。要培養學生對知識的綜合應用能力,前提是學生對知識牢固掌握,但更重要的是綜合應用,也就是知識與知識的聯系,知識與實際的聯系,突出了聯系性和整體性,也就是對現有知識系統的整合。可見系統性是十分重要的,不但課程教學改革要求具有系統性,更重要的是課程教學過程也要具有系統性。課程教學設計改革應沿著系統性這條主線進行。
具體到本課程的教學設計改革思路,要打破以“還原論”為基礎的思想、以進行零散知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式。要以建設體現專業培養方案的課程體系為一項系統工程,本課程是系統工程中的一個子系統,然后將課程子系統再分成多個子系統,以系統、組成元素為中心組織課程內容。要邀請行業企業專家對本課程的性質以及所對應的專業背景、專業所涵蓋的行業領域進行分析,并以此為依據確定本課程的系統及組成元素。要根據行業涉及本課程的相關知識和應用技能要求,設計若干個系統,再將每個系統具體細化,劃分為若干個學習元素。系統選取和編排思路體現的是體系的整體性和關聯性,而每個系統學習元素的編排則要按照實際應用過程進行。
教學設計改革的實施
關鍵詞:波折腹板;組合結構橋梁;畢業設計;探討
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0186-02
一、引言
畢業設計有助于學生熟練所學專業知識,培養學生獨立分析、解決實際問題的能力,有利于學生使用軟件、樹立正確的工程意識,是實現本科生培養目標的重要教學階段,是衡量學生所學知識的重要評價內容。本科生畢業設計可以使學生的素質和動手實踐能力提升,對學生以后的發展有著重要的作用,因此對本科生畢業設計的指導有著重大的意義。鋼與混凝土組合結構作為僅次于鋼結構、混凝土結構的第三種結構形式,利用鋼結構和混凝土結構的優點,以達到充分利用材料特性的目的。橋梁工程課群組本科生系統地學習鋼與組合結構橋梁基本知識,進行課程設計和畢業設計有著重要的工程意義。
二、波折鋼腹板組合橋梁
為了減輕下部結構、地基和基礎的負擔,減小橋梁結構自重,提高橋梁結構受力性能,解決混凝土箱梁頂底板的溫差及其腹板的干燥收縮、徐變等引起的應力集中問題,法國工程界提出用彎成波折形狀的鋼板代替混凝土腹板,與混凝土頂底板形成組合箱梁體系新型結構,由混凝土頂底板、波折鋼腹板、橫隔板、體內外預應力鋼筋或鋼索等構成,如圖1所示。
波折鋼腹板組合箱梁主要利用波折鋼腹板較高的抗剪承載性能抵抗截面剪力,混凝土頂、底板單獨承擔截面彎矩;通過波折鋼板的自由伸縮變形減小預應力施加量。波折鋼腹板箱梁恰當地將鋼、混凝土兩種不同材料結合起來,提高了結構的穩定性、強度及材料的使用效率,在國內外具有很強的生命力,是因為這種結構具有許多優越性:(1)波折鋼板充當腹板,使得箱梁自重大為降低,大約可以減輕20%-30%,從而可以增大跨徑、減少基礎用量;(2)波折鋼腹板縱向剛度較低,因此對上、下混凝土板的徐變、干燥收縮變形不起約束作用,避免預加力向鋼腹板的轉移,大幅度提高施加預應力的效率;(3)波折鋼板具有較高的抗剪屈曲能力,因而可以做得很薄,且無需縱橫向加勁;(4)波折鋼腹板制作可以實行工廠化,并且伴隨著自重減輕,架設施工容易;(5)波折鋼腹板使橋梁具有較強的美感,易與周圍的環境相協調,是山區、風景區較好的橋型選擇;(6)采用體外預應力筋方式,可免除在混凝土腹板內預埋管道的煩雜工序,縮短工期,使施工更加方便,利用傳統的施工設備和方法就能完成橋梁架設,對于因工期受到制約的地區,施工非常有效。
隨著我國鋼橋和組合結構橋梁技術的發展,越來越多的波折腹板組合結構橋梁應用于工程實際。對于即將進入設計、施工工作崗位的土木工程專業畢業生,通過畢業設計初步了解這種新型組合結構橋梁的特點,基本掌握該類型橋梁的設計、計算流程,為今后該新型橋梁的大力推廣奠定基礎。
三、現存問題分析
1.結構新穎,設計難度較大。波折鋼腹板組合箱梁橋在國外獲得了工程界的廣泛關注,相關的學術研究和工程實踐與創新也是方興未艾。我國對于波折鋼腹板組合箱梁橋的研究起步不久,理論研究相對滯后,波折腹板組合箱梁在受力機理、構造措施和設計、新型連接構造及施工方法仍需要系統的理論分析和試驗驗證來逐步解決,本科生進行波折腹板組合結構橋梁畢業設計,難度較一般混凝土橋梁設計大。
2.學生對組合結構力學知識了解較少。土木工程專業本科生在土木大類基礎課程中,進行了《結構設計原理》《混凝土結構基本原理》和《鋼結構基本原理》的學習,對鋼與混凝土組合結構知識了解較少,基礎知識不扎實、牢靠。
四、改進方法
1.彌補學生組合結構知識。在進行波折腹板組合結構橋梁設計之前,通過波折腹板橋梁的圖片、視頻等多媒體手段結合工程實例對該新型橋梁的設計特點以及細節構造等進行介紹,使學生從感性角度認識與了解這種橋型的特點、優點以及與常規橋梁的不同點。其次通過現場參觀實際工程,設計與施工代表現場講解加深學生對波折腹板橋梁設計流程與施工方法的認識。最后結合講座學習、答疑為輔的方法,讓學生了解組合結構連接件的類型,學習波折腹板橋梁的剪切性能、彎曲性能、扭轉性能、長期性能、動力性能及連接性能,掌握焊釘連接件及開孔板連接件極限承載力以及抗剪剛度計算方法,為波折腹板橋梁的畢業設計打下理論基礎。
2.規范設計思路。通過介紹國內外波折腹板組合橋梁的設計規范,包括美國AASHTO規范、歐洲EC4規范、日本波折鋼腹板組合結構橋梁設計指南,以及我國目前正在修訂的波折腹板組合橋梁設計指南,熟悉該新型橋梁的設計流程以及設計相關內容。綜合各規范與指南的相關規定,將波折腹板組合結構橋梁設計分為混凝土構件設計、波折腹板設計和連接件設計三部分,指導學生從橋跨布置、方案必選、混凝土構件尺寸擬定、波折腹板尺寸擬定、連接件布置設計、施工階段力學性能驗算、成橋階段力學性能驗算分步進行,對學生進行階段輔導和檢查。
3.鼓勵學生創新。波折鋼板不僅局限于替代混凝土腹板應用在組合箱梁結構,而且具有新的應用價值,通過為學生講解及剖析波折腹板與管狀翼緣I-型梁,波折鋼腹板鋼管混凝土梁,波折鋼腹板鋼管混凝土拱,波折鋼腹板懸臂挑梁的鋼-混凝土組合脊骨梁,蜂窩組合結構梁等工程創新實例,開發學生大腦,鼓勵學生進行創新。
4.與工程實際相結合。指導學生運用橋梁博士、Midas、ANSYS等橋梁結構計算軟件,與企業合作,讓學生的畢業設計與實際工程相結合,讓學生更加真實地了解實際工程的設計,培養學生的集體意識和互相協作能力,提高學生獨立鉆研和學習的能力。
畢業設計有助于學生熟練所學專業知識,培養學生獨立分析、解決實際問題的能力,有利于學生使用軟件、樹立正確的工程意識,是實現本科生培養目標的重要教學階段,是衡量學生所學知識的重要評價內容。應進一步通過探討波折腹板鋼與組合結構橋梁理論與畢業設計內容的結合,并融入相關工程背景,鼓勵學生多思考,激發學生創新的熱情。
參考文獻:
[1]童樂為,張偉平,劉勻等.土木工程畢業設計教學質量提升與創新研究[J].高等建筑教育,2011,20(3).
[2]劉玉擎.組合結構橋梁[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]劉玉擎,辛灝輝.鋼與組合結構橋梁課程設計的教學實踐[J].教育教學論壇,2013(10).
水力學與橋涵水文課程是交通土建專業本科生的一門必不可少的專業基礎課。結合多年的教學實踐,通過對課程設置、教學環節的組織、考核標準的制定等三方面的分析,提出了一些提高課程教學效果的措施和建議,如水力學與橋涵水文合并開課、教學緊密結合工程實際、正確運用現代化教學手段、合理組織教學過程、完善考核標準等。教學實踐表明,以上措施,有助于改善專業考查課教學方法枯燥、學生學習被動和課程考核方式單一的現狀,有利于提高課程教學效果,培養學生的綜合能力。研究成果也適用于大土木類其他專業基礎課程的教學實踐。
關鍵詞:水力學與橋涵水文課程;教學研究;課程教學;教學實踐;考核標準
中圖分類號:G6420;TV3文獻標志碼:A文章編號:
10052909(2017)01011904
水力學與橋涵水文課程是交通土建專業本科生的一門重要的專業基礎課。該課程教學旨在使學生掌握必要的橋涵水文學的基本概念、理論、計算方法,并能應用這些知識解決實際工程問題,如合理選定橋位、推求設計流量、孔徑計算與墩臺沖刷深度計算等,為以后從事道路與橋梁工程設計、施工等相關工作打下必要的基礎[1-2]。該課程涵蓋的專業知識豐富,教學難度大。課程一般設置在土木工程專業交通土建方向第5學期,性質為選修課,教學計劃為48學時。在學生沒有任何“水文水力計算”基礎的前提下,如何給交通土建方向的學生講授這門重要的專業基礎課,并保障課程教學效果?筆者根據對該課程多年教學實踐的探索,從課程設置、教學環節、考核標準制定等三方面,具體探討提升課程教學效果的一些措施。
一、n程設置
水力學和橋涵水文在學科方面雖然各自都較獨立,但在理論應用方面卻關系密切[3]。水力學是橋涵水文的理論基礎,內容包括水靜力學、水動力學、明渠水流、水流運動規律等;橋涵水文講述的是水力學基本理論在道路與橋梁工程水文計算中的應用,主要內容為橋位選擇、設計流量推求、孔徑布置、橋梁墩臺沖刷計算等。過去由于各種原因,一些院校僅選擇開設水力學課程或橋涵水文課程,不會同時開設這兩門課。橋涵水文計算是橋涵布設與結構設計的重要依
據,橋面高程、孔徑大小、基礎埋置深度等參數均需要橋涵水文專業知識,僅開設水力學課程對人才的知識結構是非常不利的。而僅開設橋涵水文課程,雖然看起來學生也能解決工程應用問題,但由于對水力學基本原理缺乏一定深度的認知,學習橋涵水文知識難度加大,工程應用時也會因為一知半解而出現問題。因此,水力學和橋涵水文兩門課程是有機的整體,均需設置。
對水力學課程和橋涵水文課程,以前很多院校是將其分開設置的。水力學課程開設在第3或第4學期,是大土木學科必修的理論基礎課。橋涵水文課程則開設在第5、第6或第7學期,是交通土建專業的專業基礎課。目前將兩門課程合并設置的原因:一方面,教材的一致性難以保證,學習時間間隔較大,不便于教與學;另一方面,當前高等院校教學改革的趨勢是優化課程體系,打破課程間的壁壘,進行課程的重組和整合[4]。因而,無論是從水力學和橋涵水文本身知識體系的聯系,還是從教學改革的導向及有利于教與學的角度來看,將“水力學與橋涵水文”作為一門課程比分開設置要好得多,這也是目前的大趨勢。在此背景下,鄭州大學土木工程學院交通工程專業在2012年制定的培養計劃中,明確將水力學和橋涵水文作為一門課程來安排教學。具體課時安排見表1。
二、 教學環節
合并后的水力學與橋涵水文課程,其教學大綱及課程內容并未減少,要求也未降低,但總學時卻減少了不少。為達到較好的教學效果,要求教師在教學方法、教學手段、教學組織上作較大的改進,提高課堂教學效率,充分調動和發揮學生的積極性和主動性。
首先,水力學與橋涵水文課程是一門工程實踐性很強的課程,授課過程中教師一定要結合工程實際,大量應用啟發式教學,調動學生的學習興趣。要將在學生眼中還是抽象概念的知識點具體到工程實踐中,并通過圖片或視頻等形式呈現出來,提高課堂講授效率。如:結合一橋梁圖示,幫助
學生明白,
在工程設計時需要確定的橋面高度孔徑大小、墩臺最小埋置深度等,都需要通過課程知識來解決,可見課程內容的重要性;結合淺基橋梁圖片,啟發學生了解合理的基礎埋置深度的重要性;結合鄭州市域九座黃河大橋分布圖,分析橋位選擇的原則等。化抽象為具體,通過工程需要尋找解決辦法,目的性強,相比純理論講授,更易調動學生的學習積極性。
其次,在課堂教學中應采用多媒體教學與傳統教學相結合的教學方式。該課程知識點多,理論部分比較抽象、枯燥,采用傳統板書式的課堂教學方式,很多重要內容學生難以理解,學習效率低。多媒體教學可以通過巧妙的構思、生動的畫面、形象的演示,使實際工程結構的呈現更清晰直觀,易于學生理解和掌握,提高課堂教學效率。山區河流和平原區河流的水流特征、不同河段的橋位選擇和孔徑布置要求、適線法計算時理論頻率曲線與經驗頻率曲線的對比、橋面最低高程的影響因素、墩臺沖刷的理論推導圖示及墩形、導流堤和丁壩的設置及其形式和小橋涵的水流計算及進出水口的處理等,這些內容建議采用多媒體教學手段授課。雖然多媒體教學方式好處很多,但在重要計算公式的推導部分還是建議采用板書方式效果會更好,因為在板書的過程中,可以給學生充分的思考時間,更利于學生接受理解。如:明渠均勻流水力計算、流量計算、小橋和涵洞孔徑計算等。隨著計算機的普及,教師應有意識地培養學生使用計算機解決課程有關問題的能力。如:習題課時,借助AutoCAD、EXCEL、自編程序等,將相關分析、數理統計法流量計算、孔徑布置、最低橋面高程和沖刷深度計算等橋涵水文計算,在多媒體上按步驟一步步地推導。多媒體教學和傳統教學方式的結合,既能直觀、方便地完成教學任務,又有助于培養學生利用現有手段解決問題的能力,減少手算麻煩和易錯的弊端。總之,根據授課內容的不同,合理選擇多媒體課件、黑板板書和現有計算機輔助計算軟件等,有側重地講解知識。
最后,重視教學內容的組織與設計。水力學與橋涵水文課程知識點橫跨多個學科,專業知識豐富,教學難度大。本著服務于道路與橋梁工程應用研究為目標,在課堂教學中要突出橋涵水文知識和橋涵水文設計技能的講授,根據工程應用研究需要具體設置教學內容的難度、深度和廣度,不必面面俱到。如水力學部分重點詳細講解明渠水流、水靜力學、水動力學、水流阻力和水頭損失
等;橋涵水文部分重點講解水文統計法、設計流量計算、孔徑計算、橋梁墩臺沖刷計算等,一般性介紹河川徑流、橋位勘測和橋位選擇、小橋涵孔徑計算,簡單介紹調治構造物,
要求學生課下自學海洋水文和橋梁水工模型試驗。在上述基本原則下合理分配講授學時。講授順序按照便于理解與應用的目標設置,部分知識點可將水力學和橋涵水文知識融合在一起講解,結合河流的水流狀態,講解相應的水力學計算理論,如明渠均勻流的水力特征和基本公式、明渠非均勻流的水力特征和基本公式、復式斷面明渠均勻流的水力計算、謝才公式的推導及其應用等。也可將復式斷面明渠均勻流水力計算與歷史洪水流量計算一起介紹。還可將臨界水深、臨界底坡、水躍、水跌與小橋涵孔徑計算合并講解。
三、考核標準的制定
除教學環節外,考核標準制定得是否合理和學習效果也有著密切關系。一般選修課傳統的考核方式有考查和考試兩種。采用考查方式考核,學生會對相關選題有相對全面的了解,能夠接觸到新的研究成果,但對課程整個知識體系的掌控可能較弱。采用考試方式考核,目前標準化考題客觀題多,主觀性、綜合性試題少,雖然能給出相對客觀的評判,但對學生綜合運用知識解決實際問題能力的考核力度不夠。目前考試改革的大方向[5]是順應新時代要求,建立以培養學生創新精神和實踐能力為核心的綜合評價體系,既要有標準化考試,又要有非考試性測評;要增加主觀題的分量,重視綜合運用能力的考核;鼓勵學生參與教學、工程實踐和科研工作,并給予相應的加分獎勵等。
結合以上考試改革方向,筆者認為該課程考核可采取如下一些措施:
第一,設置平時表現考核環節(占20%),包括課堂表現(占10%)和平時作業(占10%)。加強對學生平時表現的考核,有利于督促學生學習,調動學生學習的積極性。具體內容有出勤情況、課堂活躍程度(課堂搶答、學生提問等)、作業完成質量等。
第二,卷面考核環節(占50%)。在考試題型的設計上,減少客觀題分值,加大問答題、計算題、論述題比重,特別是增加一些綜合性試題。如計算一座中小橋梁的設計流量需要搜集哪些資料?這類問題既綜合考核了相關知識點,又與工程實際緊密結合,能有效培養學生解決實際問題的能力。
第三,加強對課程設計環節的考核(占30%)。課程設計是學生與工程實際接觸的橋梁,缺少課程設計必將影響日后學生對水文問題的認識與處理,因此,對課程設計環節必須加以重視,嚴格考核。需要注意的是,要避免像傳統課程設計那樣集中在學期末(時間緊)和室內統一進行(枯燥乏味),既有課外實踐環節,又有內業處理環節。具體做法:事先選定橋位,組織學生現場勘測河床斷面、水面坡度,收集流域水文參數、河道糙率系數、歷史洪水流量資料,調查歷史特大洪水情況,了解河床基本狀況等;要求學生3~5人一組完成橋位的設計流量計算、孔徑布置、橋面高程確定、沖刷計算等基本的水文計算。通過分析對比,最終選擇合理的計算結果作為設計依據,盡量做到與實際工程分析計算相同。推薦學生借助AutoCAD、EXCEL、自編程序等完成計算,不推薦使用商業水文計算軟件,因為作為初學者需要掌握將基本理論應用于工程實際的方法。
第四,在理論與實踐應用方面有創新成果和獨到見解的,應給予加分獎勵。
四、結語
從課程設置、教學環節、考核標準制定等三方面,探討了提升水力學與橋涵水文課程教學效果的一些具體措施。一是將水力學和橋涵水文作為一門課程來教學,而不是作為兩門課分開來安排教學。二是在教學環節,結合實際工程授課,采用適當的教學手段合理組織教學活動,有助于提高課堂教學效率,發揮學生的積極性和主動性。三是制定合理的考核措施,培養學生綜合應用知識解決實際問題的能力。從近幾年的教學實踐來看,課堂教學氛圍活躍,80%左右的學生卷面考核成績優良,在平時作業、課程設計和畢業設計的水文計算等環節,大部分學生能夠保質保量順利完成學習任務。
可見,采取上述措施能使學生牢固掌握
知識點,并具有解決實際問題的能力,教學效果良好。參考文獻:
[1]葉鎮國.水力學及橋涵水文[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2]高冬光.橋涵水文[M].北京:人民交通出版社,2008.
[3]陳.水力學與橋涵水文課程教學體會與思考[J].高等建筑教育,2009,18(1):81-83.
[4]甘民.大學生減負淺談[J].中國高教研究,2000(7):76
[5]周富春,楊斌,涂忠仁.“水力學與橋涵水文”教學改革探討[J].重慶交通學院學報:社科版,2003,3(增刊):57-58.
Abstract:
Hydraulics and hydrology of bridge and culvert course is an essentialprofessional basic coursefor undergraduates majoring in traffic and civil engineering. In order to exploreitsteaching effect as an elective course,some effective teaching strategieswere discussedcombined with years of teaching practice and the analysis of curricula arrangement, teaching organizationand assessment standards. Some measures and suggestionsto improve the teaching effect of this course were put forward: combining hydraulics course with hydrology of bridge and culvert course, close integration with engineering practice, correct use ofmodern teaching means, reasonable teaching process organization, perfecting assessment standards, and so on. Teachingpractice showedthat the above measures and suggestionswere effective, and the condition of boring teaching method, passive learning and assessment standardssingleness had been changed. So it is helpful to improve the teaching effect of this course and cultivate comprehensive ability of students.Research results arealsoapplicabletoteaching practice of professional basic courses opened in civil engineering.
【關鍵詞】道路建筑材料,高職教育,項目化教學
【中圖分類號】U414-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2012)11-0247-01
《道路建筑材料》是道橋專業的一門核心課程,其實踐性強。通過這門課程的學習,可以使學生掌握建筑材料的基礎知識,掌握材料的性能、應用及試驗檢測技能,使學生在今后的工作中能正確選擇、合理使用建筑材料,并為后續課程的學習打下堅實的基礎。針對目前道路與橋梁建筑材料的發展方向,面對新材料、新技術、新設備不斷出現的現狀,如何及時合理地調整教學計劃,進行教學改革,培養出高質量的技術應用型與管理型道橋專業的人才已成為高職院校共同面臨的課題。我們課題組在《道路建筑材料》課程的教學中運用項目教學法,經過幾年的實踐,取得了非常好的效果。
1、課程人才培養方案的制定
為了使《道路建筑材料》課程能充分體現高職教育的特點,遵循“生活即教育,社會即學校,教學做合一”的學院教育理念,堅持學生“畢業即就業,就業即上崗,上崗即頂崗”的培養要求,適應我國特別是黑龍江省交通業發展的需求,培養高質量技術應用型與管理型人才,我們依托黑龍江省公路迅猛發展的優勢,進行了廣泛深入的市場調研,包括設計、施工、監理單位及兄弟院校,以市場為導向,對公路、橋梁工程建設中所需的建筑材料知識結構進行調整。在充分的調查研究的基礎上,緊密結合企業與社會需求,確定“以學生職業能力形成過程為核心的工學結合人才培養模式”。修訂了《道路建筑材料》課程教學大綱、教學內容和教學方法手段、考試方法。同時,對教學模式及教學組織方式進行改革,推行課堂教學與實踐實訓一體化、任務驅動、項目導向等有助于培養學生職業能力的教學模式;制訂包括課程教學標準、教學組織設計在內的教學設計系列文件,以確保新的人才培養模式、教學模式能得以高質高效地運行。
2、課程設計
本課程設計時依照學院抓住“高等”和“職業”的兩大脈搏,以“校企共定標準、企業引導課程、技能決定知識”為教改思路,以材料檢測與管理崗位需求為出發點,以崗位職業能力培養為核心,以實際材料檢測過程為導向,以典型項目任務為載體,以材料檢測職業資格為依托,在傳承中創新。根據培養目標與能力,以工作過程系統性為導向,對傳統的課程體系進行解構、重構,形成基于工作過程的課程體系及相應的教學內容。
2.1 課程目標設計
總體目標:掌握常用道橋工程材料的檢驗方法,能夠對常用道橋工程材料進行性能檢驗和評價,正確分析處理施工過程中道橋工程材料出現的質量問題,具有施工現場試驗員和材料員的職業能力。并為施工員、質檢員、安全員、預算員、監理員提供相關的職業技能知識。
知識目標:了解道橋工程材料的組成,掌握建筑材料的性能、應用;掌握常用建筑材料的檢驗方法。
專業能力目標:能夠對常用道橋工程材料進行質量檢驗和性能評價,能完成施工現場檢驗員及材料員的工作。
社會和方法能力目標:能夠分析處理施工過程中道橋工程材料出現的質量問題,評價其質量;針對不同工程特點,合理配置道橋工程材料,具有良好的職業道德,人際構通和團隊協作能力,在實際工作中保持科學、公平、公正的工作態度。
2.2 課程內容設計
本課程在項目設計時遵循的原則:突出能力目標;職業活動導向;項目任務載體;學生主體;理實一體化;教學做一體化。本課程以公路工程試驗檢測員的技能鑒定要求為依據,通過本課程基于工作過程的項目訓練,使學生具備科學、合理、經濟地選用各種道路建筑材料所需的能力。本課程根據學生應掌握的能力,劃分為原材料檢測和復合材料檢測兩大部分內容,下設8個項目和若干個工作任務,具體內容(見圖1)。
3、課程實施
項目教學計劃制定完成之后,就要按教學計劃進行項目教學。其基本步驟為:
(1)劃分項目組。根據自愿報名和統一調配的原則,將全班按5“7人的規模組成一個小組,每組推選一名組長。
(2)依據項目任務的計劃進度布置任務。學生按任務要求查找相關信息,制定工作計劃;教師審察計劃,提出建議,學生修改。
(3)充分地利教學資源,我院設有校內實驗實訓基地可以滿足材料檢測技能訓練、復合材料配置實訓的需求。同時與多家實力較強的行業單位和大型企業簽訂校企合作協議,建立了穩定的校外實訓基地,滿足了頂崗實習得需求。《道路建筑材料》的實驗實訓課程采用小班教學,突出了學生職業技能的培養,教學效果顯著。
(4)定期檢查進度。按照教學計劃,規定學生在一定時間完成一個小模塊,及時組織學生以小組為單位進行相互交流,檢查各自任務的完成情況。
(5)成績評定。由指導教師按學生實際動手能力和學生自評、小組互評等方面進行成績評定。加大平時成績在學生總評成績的比重,降低期末成績的比重,引入實踐操作考核。讓學生將重點放在平時的學習上而不只是期末幾天的復習迎考上。平時成績主要通過小組展示成果,教師與學生共同評價組成。教師在進行成績評定時,以表揚和鼓勵為主,調動學生自主學習的興趣。
1.1高校開設課程情況
以南京為例,南京理工科院校中開設了土木工程專業路橋方向的高校較多,這些院校中大部分都購買了相應的土木工程方面的軟件,如PKPM結構設計軟件,魯班造價類軟件,廣聯達造價類軟件,為了滿足學士學位授予權評審要求,因此也建立了相應的專業機房,但是專門開設的有軟件應用系列課程的并不多,專業機房的利用率也并不是很高,主要是用于課程設計和畢業設計/畢業論文階段的集中實踐環節教學。民辦院校和高職高專、大專院校中對于軟件技術應用的課程,開設的相對較多。這樣有利于學生在校階段就能充分接受和社會上需求一致的軟件操作訓練,從而為日后走上工作崗位做好鋪墊。
1.2可開設專業軟件技術應用的課程
土木工程路橋方向可開設軟件技術應用的課程很多,根據市場需求情況,主要有以下幾類。
1.2.1道路橋梁方向設計類課程
路橋類可開設軟件應用的課程主要有:道路勘測設計,橋梁工程,路基路面工程,專業軟件具體又分道路和橋梁計算機輔助設計軟件系統兩種類型。目前國際主流道路輔助設計軟件主要有:CARD/1,Bently,Civil3D。國內常見的道路輔助設計軟件主要有:緯地三維道路設計系統,路線大師,EICAD,海地,天正市政道路,鴻業市政道路及路面結構HTDS2003。國內常見的橋梁輔助設計軟件主要有:橋梁博士,橋梁大師,橋梁通等等。
1.2.2道路橋梁施工組織及造價類課程
工程施工組織及工程造價類可開設軟件應用的課程主要有:土木工程施工,建設工程造價,工程造價管理,工程合同管理,工程招投標等課程。專業軟件主要有:同望公路造價軟件、海德縱橫公路工程造價軟件、廣聯達系列軟件、上海魯班系列軟件、清華斯維爾系列軟件、神機妙算軟件、南京未來清單軟件等等。
1.3存在的問題及原因分析
社會上存在的工程類軟件如此之多,各個地區及企業的實際情況不同,對軟件的購買也不一樣。各大高校對于軟件的購買以及開設相關課程,也是針對學生就業市場需求,以及學校年度設備采購計劃而定。對于高校中,要熟練地掌握這些軟件需要學生在課后花費較多的時間去練習,而這往往是很多學生不愿做的,只要教師不作硬性規定或要求,主動學習和應用這些軟件的學生鳳毛麟角。因此,直到大學畢業,真正能夠掌握或部分掌握這些軟件的學生極少[3]。鑒于以上的情況,高校路橋方向開設軟件信息技術類課程,主要還存在著以下幾方面問題。
1.3.1現有軟件開發合作不理想
現有軟件開發缺乏統一部門的管理,從而導致很多軟件功能基本相同,只是適用地區不一樣。同時,很多軟件公司里面的員工大多數是計算機等專業出身,對工程實際并不很熟悉,從而設計開發出來的軟件,在處理真正的工程實際時,會產生一些偏差。
1.3.2教學資源及人才的缺乏
各大高校中的教師,絕大部分是本科—碩士—博士畢業而來,教學經驗雖然非常豐富,實際工程經驗相對較差,因此教學缺乏與工程實際接軌。
1.3.3學生的主動學習意識還不強
學生在校階段的學習時間非常有限,對于軟件應用類的課程,必須要求學習者經常上機操作,熟能生巧,應用軟件來解決實際工程圖紙中的問題,這樣,軟件應用能力才能不斷得到提高。
1.3.4地區行業標準相對獨立
由于不同的地區有不同的建筑行業標準,這就使得教師在訓練學生軟件操作時,必須選擇采用某一個省份的地區定額作為教學需求,很多教師都是選擇學校所在地的省份的定額,但學生來自全國各地,因此,當學生畢業后如果回到家鄉,對于工程軟件部分就必須按照工程所在地的操作來進行。
2提高專業軟件化程度的措施
2.1高校方面
1)高校工程管理專業編制教學計劃的時候,就應該充分考慮,在滿足學生修滿學分,不額外增加學生學習壓力的前提下,開設專門的軟件應用課程,而不是僅僅在課程設計或畢業設計的時候集中培訓。2)對于軟件的選擇,高校在購買軟件的時候,要充分考慮市場對軟件的評價或用戶的多少,而不能單純考慮價格,盡量購買專業方向的主流軟件。我校在充分調研論證的基礎上,先后購買了有關專業軟件。如天正建筑CAD、魯班系列軟件、PKPM系列軟件,EICAD,橋梁博士。為我院土木工程專業路橋方向學生全面提高計算機專業軟件應用能力和水平,實現理論與應用有機結合,路橋方向應用型實踐教學體系改革奠定了基礎。3)機房的管理。專業教研室應建立自己的專業機房,同時配備專業的維護人員。4)教師培訓。學校應鼓勵教師參加各種軟件培訓,然后服務于教學。5)積極參加各種軟件開發商舉辦的高等院校軟件競賽。目的不是在于獲得獎勵,主要是能和其他兄弟院校的學生同臺競爭,從而找出自己的差距。6)校企共建“雙師”結構的實踐教學團隊。通過引進、培養補充緊缺專業人才,加強專業帶頭人培養和骨干教師隊伍建設,強化“雙師結構”教師隊伍建設。7)加強實習基地建設,提高生產實習、畢業實習和畢業設計水平。
2.2學生方面
1)鼓勵學生認真學習路橋方向各種軟件,而不是僅僅為了應付考試,因此,對于軟件課程的考核,不應采取課堂考試的形式,可采取機房上機考試,或者布置大作業的形式,讓學生充分思考后獨立完成,才能達到應有的教學效果。目前,計算機輔助設計已廣泛應用于土木工程領域,在畢業設計中加入計算機輔助設計的內容,是提高畢業設計質量與學生計算機應用能力的重要途徑[4]。我院根據教改項目的構思,在畢業設計中加入了專業軟件應用。目前已經在2013,2014屆畢業設計中實施,同時計劃在往后的畢業設計中進一步加大專業軟件的應用。通過畢業設計環節的鍛煉,學生專業軟件應用能力得到很大提高。2)學工部組織成立軟件應用興趣小組或社團,讓學生充分了解軟件信息后,才會更認真的學習。3)鼓勵學生報名參加各種軟件競賽,走出校園,了解其他兄弟院校的同學情況。同時,對于獲獎的學生,應給予表彰。
3結語