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摘要:文章首先分析了土木工程專業混凝土框架結構畢業設計存在的問題,然后提出了土木工程專業混凝土框架結構畢業設計的改革措施,包括豐富畢業設計內容、加強專業理論知識講解、加強平法識圖和軟件應用實訓教學、加大指導教師培養和實踐鍛煉、完善畢業設計質量保障體系,最后闡述了土木工程專業混凝土框架結構畢業設計改革成效。
關鍵詞:土木工程專業;混凝土框架結構畢業設計;實訓教學
畢業設計是土木工程專業本科教學過程中最重要的實踐教學環節,是學生綜合運用大學期間所學的理論知識和專業技能解決實際工程問題的全面訓練[1]。把好畢業設計質量關,是實現土木工程專業人才培養目標的重要途徑。宿遷學院(以下簡稱“我校”)建筑工程學院土木工程專業畢業設計安排在第8學期,歷時14周,選題分結構設計型和施工設計型兩類,其中混凝土框架結構設計是主要的選題方向之一,約占60%。學生座談、教師輔導和論文抽樣的反饋結果表明,我校的混凝土框架結構畢業設計仍存在較多問題[2-3]。本文在總結混凝土框架結構畢業設計存在問題的基礎上,提出相應的改革措施,以期提高畢業設計質量和人才培養質量。
一、土木工程專業混凝土框架結構畢業設計存在的問題
(一)畢業設計內容相對單一混凝土框架結構畢業設計對象多為多層教學樓、宿舍樓、辦公樓、酒店和廠房等,要求學生根據建筑平面規劃圖和任務書進行合理的建筑設計,繪制建筑施工圖;選定某榀框架進行詳細的結構計算,應用結構設計軟件進行全面的結構分析,繪制結構施工圖。混凝土框架結構畢業設計內容存在以下問題:一是設計內容、課題難度多年不變,且脫離實際工程,不利于培養學生解決工程問題的能力;二是隨著BIM技術在建設項目上的推廣和運用,我校雖然開展了BIM技術的教學和研究,但是仍未將BIM技術融入畢業設計內容中,不利于學生適應行業發展。
(二)學生的專業理論知識薄弱學生對工程力學、結構力學、土力學、混凝土結構設計、基礎工程和工程結構抗震原理等理論性強、難度大的結構設計類專業課程的重視程度和學習興趣不高,普遍掌握較差。畢業設計過程中,很多學生避難就易,仿照混凝土框架結構設計指導書[4],人為地將畢業設計課題設計成類似于例題中簡單規則的框架結構,機械地更改例題數據,生搬硬套,不會靈活運用框架結構設計理論和規范條文進行合理地分析計算,時常導致設計結果錯誤百出,需要多次返工修改。另外,部分學生在畢業設計期間還需要參加工作招聘、考研復試、公務員或事業單位考試等,無法保證充足的畢業設計有效時間;由于前期進度緩慢,學生后期只能犧牲質量趕進度,最終導致設計結果錯誤較多、計算書前后不一致、計算書與圖紙不一致等情況,畢業設計質量低下。
(三)學生的識圖繪圖與軟件應用能力欠缺由于沒有深入學習《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》,很多學生讀不懂結構施工圖,不清楚柱、梁、板、基礎和樓梯平法施工圖的注寫方式和注寫內容,對柱、梁、板、基礎和樓梯的配筋構造模糊不清、知之甚少,無法在圖紙上準確地表達結構設計結果。另外,很多學生利用PKPM軟件進行結構設計時,不明白軟件中設計參數的基本概念和選取方法,不理解結構設計涉及的規范條文,不會根據SATWE模塊輸出的結果圖形與文本顯示進行分析,對于不合理之處不知道如何調整結構模型和設計參數。以上原因導致學生的設計圖紙與計算書不一致、不能正確表達結構設計結果、不符合國家制圖標準等情況。
(四)指導教師的指導能力不足我校辦學時間僅十余年,專業教師多為年輕教師且數量不足。年輕教師參加工作的時間不長,畢業設計指導經驗相對缺乏,而且畢業后從高校直接到高校,幾乎沒有接觸過工程設計項目,對設計規范條文的理解不透徹,對工程問題的處理做法不熟悉,對施工圖的繪制、修改方法不清楚。另外,因為專業教師數量不足,每個教師指導的學生人數過多,同時還需要承擔繁重的教學和科研任務,指導教師投入畢業設計上的精力不夠,對畢業設計的過程管理也不到位。以上情況說明我校教師的畢業設計指導能力還不足,從而影響了畢業設計質量。
二、土木工程專業混凝土框架結構畢業設計的改革措施
(一)豐富畢業設計內容第一,畢業設計內容與實際工程相結合。鑒于江蘇地區軟土地基大量存在的實際工程條件,我校要求部分學生將以往畢業設計中多采用的柱下獨立基礎設計成預制樁基礎或灌注樁基礎;擯棄實際工程中很少存在的方方正正的建筑方案,要求學生多開展貼近實際工程的建筑方案設計,并合理設置變形縫;借助宿遷市土木建筑學會平臺,與校外設計院加強聯系和合作,每年選派約5%的學生前往設計院,讓學生的畢業設計內容與工程實踐相結合,運用設計院已有的工程設計資料和硬軟件設施,在校外企業導師的指導下完成畢業設計。第二,畢業設計內容與BIM技術相融合。我校從2016年開始將BIM技術引入土木工程專業課程教學中,并將BIM技術率先融入2014級土木工程專業工程結構設計、施工組織設計和工程造價預算的畢業設計中,其中約5%的學生在框架結構畢業設計中增加BIM應用,利用Revit軟件繪制平面建筑方案,建立三維建筑模型,繪制建筑總平面圖,并生成建筑圖,最后進行結構手算、PKPM輔助設計等實踐。
(二)加強專業理論知識講解針對學生專業理論知識薄弱的問題,我校要求指導教師對結構設計中結構布置、構件截面尺寸確定、框架內力計算、框架內力組合、框架梁柱截面設計、現澆樓面板設計、基礎設計和樓梯設計等過程涉及的專業理論知識進行詳細講解,對結構設計需要滿足的構造要求進行著重強調,并指導學生加以靈活運用,同時培養學生養成查閱規范、手冊和圖集等工具書的好習慣。另外,要求指導教師每周至少見面輔導2次,確保足夠的指導時間,同時建立QQ群,便于師生及時交流、討論和答疑。
(三)加強平法識圖和軟件應用實訓教學2017年我校開始在2014級土木工程專業第七學期的實踐教學中增設建筑平法圖識讀實訓、Revit軟件和PKPM軟件綜合實訓,各1周時間。教師要詳細講解《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》(16G101-1、16G101-2、16G101-3),讓學生結合工程圖紙進行識圖訓練,提高學生的結構施工圖識讀和繪制能力;詳細講解Re-vit軟件、PKPM軟件的操作步驟,讓學生結合工程圖紙創建BIM模型、結構計算模型,進行結構分析計算,繪制符合實際工程需要的建筑施工圖和結構施工圖,提高學生的軟件應用能力。
(四)加大指導教師培養和實踐鍛煉為提高指導教師的指導能力,我校安排青年教師擔任老教師的助教,讓其跟隨老教師學習畢業設計指導方法和過程管理;支持青年教師參加國內教育教學改革學術會議,積極改革、創新畢業設計指導模式;選派青年教師到杭州、南京和北京等城市參加BIM軟件培訓,提高教師自身的業務素質;每年選派1~2名青年教師前往設計院進行為期半年到一年不等的脫產實踐鍛煉,積極參與工程設計,積累工程經驗;邀請南京工業大學、淮陰工學院等高校的土木工程學科知名教授來校做專題報告,介紹畢業設計過程中如何進行科學選題、綜合指導、中期檢查、規范評審和答辯等,讓指導教師明確各環節注意事項。
(五)完善畢業設計質量保障體系除了上述改革措施,我校建筑工程學院在省、校畢業設計管理文件的基礎上又制定了《建筑工程學院本科畢業設計(論文)管理辦法》《關于教師指導本科生畢業設計(論文)的規定》等管理文件,對指導教師、學生和過程管理等提出明確的要求,健全畢業設計管理制度,保障畢業設計質量。1.實施指導教師獎懲制度。為保證指導教師有足夠的精力指導畢業設計,高校應嚴格控制每名教師指導的人數,教授、副教授限制在6~10人,講師限制在4~8人;校內指導教師每周當面指導不少于兩次,聯建指導教師和兼職指導教師每周當面指導不少于一次,網上指導一次。對獲得省級和校級優秀畢業設計的指導教師,學校和學院給予表彰和獎勵,對缺乏責任心的指導教師和畢業設計抽檢結果為基本合格、不合格的指導教師給予懲罰,甚至取消其畢業設計指導資格。2.加強學生考勤制度。高校可制定考勤簽到表,實行學生簽名制,指導教師將每次輔導時學生的出勤情況及時上報至學院,作為小組檢查時學生出勤得分的依據,同時認真檢查學生的畢業設計進度和階段性成果質量。3.執行小組檢查制度。所謂小組檢查,是分別在畢業設計的第5~6周、第10~11周檢查指導教師的過程指導是否認真,檢查學生的出勤率、畢業設計進度和階段性成果質量是否符合要求等,并將檢查成績計入最終的畢業設計成績。檢查小組教師要及時反饋檢查結果,對檢查不合格的學生亮“黃牌”,提出改進意見,一周后再次復檢,對仍不合格的學生亮“紅牌”,取消畢業設計小組答辯資格。4.完善畢業設計評價制度。為科學評判畢業設計成績,高校可制定成績評定規范與標準。最終成績由四部分組成,其中小組檢查占20分、指導教師評價占30分、評閱教師評價占20分、畢業答辯占30分。在畢業答辯環節實施“一票否決制”,即對小組答辯表現較差的學生可以直接選定參加公開答辯,對畢業設計存在抄襲的學生可以直接取消畢業設計成績。
三、土木工程專業混凝土框架結構畢業設計改革成效
經過幾年的改革和實踐,畢業設計指導教師的指導能力提高了,學生的畢業設計質量提升了。近3年,我校建筑工程學院獲江蘇省普通高等學校本科畢業設計(論文)三等獎1項,江蘇省普通高等學校本科團隊畢業設計(論文)1項,全國高校BIM畢業設計作品大賽二等獎3項、三等獎4項,“構力杯”高校BIM裝配式設計大賽(PKPM)一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項,宿遷學院優秀畢業設計12項。總之,混凝土框架結構畢業設計改革對提高土木工程專業畢業設計質量和人才培養質量具有重要的推動作用。從近幾年教學改革的實施效果來看,教師的指導能力逐漸提升,學生的畢業設計質量不斷提高,因此在以后的混凝土框架結構畢業設計過程中我校仍需進一步深化改革,始終注重將畢業設計與工程實踐緊密結合,努力培養滿足工程需求的應用型人才。
參考文獻:
[1]楊永東,張振寧,滕尊莉.土木工程專業畢業設計中存在的問題及改進措施研究[J].高等建筑教育,2016,25(3):132-135.
[2]喬燕.土木工程專業畢業設計質量管理體系的研究與實踐[J].陜西教育(高教版),2009(10):209,213.
[3]孫傳智,喬燕.土木工程專業多層框架結構畢業設計常見問題分析[J].教育現代化,2016,3(34):114-116.
[4]徐秀麗.混凝土框架結構設計[M].2版.北京:中國建筑工程出版社,2016.
作者:蔣連接 朱方之 孫焱焱 單位:宿遷學院建筑工程學院