前言:我们精心挑选了数篇优质土木工程开题报告文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
毕业设计是集理论与实践一体,是大学四年里最重要的实践环节,是对大学四年所学知识的一个系统的回顾与总结。通过一个完整的毕业设计,对于《建筑抗震设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等相关设计规范、手册、制图标准以及工程实践中常用的方法有较系统地认识了解。
此次毕业设计我做的课题为四川宜宾育才中学教学楼设计,这不仅能使我所学到的专业知识得到应用,同时也能让我了解现代框架结构的特点,使我对建筑结构有了更深一层的了解。这对我以后的工作学习有很大的帮助。
建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一,近年来,我国建筑业发展十分迅速,框架结构以坚固耐用而著称,被广泛应用,其结构外表可以设计的多元化,既美观又实用,建筑平面布置灵活,使用空间大,延性较好,所以被广泛应用。
框架结构是由梁柱板系构成,能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系,主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时,为协调变形和合理分配内力,框架结构不宜设计成单跨结构。
框架建筑的主要优点:空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。
竖向荷载作用下,框架结构以梁受弯为主要受力特点,梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下,框架柱承担水平剪力和柱端弯矩,并由此产生水平侧移,在梁柱节点处,由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力,因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。
教学楼的主要功能是满足教学要求,其主要功能分为教学空间、办公空间和交通空间。为了满足人们对建筑产品的要求即安全、经济、实用、美观,教学楼作为公共建筑,在适应时代需求的同时,不仅有与其他公共建筑的共性,也有自己独特的特点。其总体特征有以下几个方面:
(1)教学楼一般为多层建筑,多层建筑的防震能力强,它的平面类型较多。
(2)主体采用框架结构,以满足教学建筑的大开间、大进深要求。材料上多采用钢筋混凝土,以满足承受自重、活荷载以及教学用具荷载,并保证具有足够的强度和稳定性要求。
(3)为减轻结构自重,现代框架结构内部填充墙多采用加气砼砌块,外墙多采用非承重黏土空心砖。
(4)教学楼为满足学生课间活动要求,一般布置为外廊式,竖向则布置多部楼梯。
(5)作为特殊的公共建筑,作用也因功能的不同而各异,因此在设计时还应充分考虑便于各功能部门的服务要求。
(6)教学楼中有一些特殊用途的房间,如合班教室,自然教室,史地教室等,由于其建筑面积很大,且内部要求空旷,不能布置柱,因此在结构设计中式难点,需要特别重视,重点考虑。
(7)教学环境的好坏会影响教学效率的高低,因此现代教室应充分考虑保温隔热,消音通风等要求,采用新型无毒装饰材料,减少对教师和学生的影响。
(8)随着现在能源的日益紧缺,建筑作为能源消耗大户,也应充分考虑环保要求。现代教学楼建筑多采用新型、环保技术和材料,以减少对能源的消耗,最大限度的节约能源。
主要参考文献:
1)《建筑结构制图标准》 (gb/t 50105-XX)
2)《建筑结构荷载规范》 (gb50009—XX)
3)《混凝土结构设计规范》 (gb50010—XX)
4)《建筑地基基础设计规范》 (gb50007—XX)
5)《建筑桩基技术规范》 (jbj94—XX)
6)《砌体结构设计规范》 (gb50003—XX)
7)《建筑抗震设计规范》 (gb50011—XX)
8)《高层建筑混凝土结构技术规程》 (jgj3—XX)
9)《建筑结构构造资料集(上、下册)》建筑结构构造资料集编委会编,中国建筑工业出版社出版
10)《混凝土结构计算手册》建筑结构计算手册丛书编委会编,中国建筑工业出版社出版
11)《钢筋混凝土结构构造手册》中国建筑工业出版社出版
12)《建筑结构构造设计手册》中国建筑工业出版社出版
13)《多层及高层建筑结构设计》李宏男等编,中国建筑工业出版社出版
14)《工民建专业毕业设计手册》杨志勇主编,武汉工业大学出版社出版
15)标准图集
a、预应力混凝土空心板图集 (西南 g-231, 西南 g-232)
b、平表法标准图集 ( 11g101)
16) 教材
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
(1)课题任务
本毕业设计题目属建筑、结构、施工三段式类型,三个阶段的时间分配分别为建筑3周,结构6周,施工3周。要求各阶段的工作务必在规定时间内完成。建筑设计--总平面布置图,建筑平、立、剖面图,部分大样详图及技术指标。结构设计--结构荷载计算,计算模型选择,内力分析计算,截面配筋计算,计算机辅助设计以及绘制部分结构施工图、楼梯等结构详图并完成结构计算书。施工组织设计--施工部署,主要项目施工方法和技术措施,工具、机械、设备计划,劳动力安排计划,质量、安全和节约措施,经济分析,进度计划,施工总平面布置。要求图纸用手绘制部分达到要求比例数量,其它部分图纸用计算机cad绘制。该题目要求完成的工作量饱满,能锻炼综合应用所学专业课程的能力。
(2)重点研究内容
一、建筑设计:
1、根据建筑指导教师下发的地形图,完成“中学教学楼”毕业设计题目的建筑方案。要求总建筑面积4000~5000平方米,层数3~5层;采用内廊式或外廊式;主要横向承重框架方向跨数含走道一般按3跨设计,柱网尺寸为6.6m~8.4m;
2、采用钢筋混凝土框架结构,不设电梯,主结构考虑不设缝(设计主结构纵向长度宜控制在55m内);
3、满足基本功能、流线通畅、造型简洁;
4、建筑设计的最后一周,学生应在建筑专业教师指导下完成总平面图,建筑平、立、剖面图及部分建筑大样图、设计说明等要求(具体按建筑指导教师的要求);
二、结构设计:
1、设计条件
(1) 建筑物3~5层,其中需手算的承重框架3~4跨,柱网尺寸为6.6m~8.4m。
(2)建筑场地为ⅱ类,环境类别为i类;
(3)地基主要受力层范围内无软弱粘性土层,地下水位很低,设计时不考虑地下水的影响;
(4)基础可采用独立基础,基础底面持力层为中砂,地基承载力特征值为400kpa;
(5)楼、屋面板均现浇。
(6)根据建筑的性质、特征、地理位置等条件,确定其抗震设防类别和抗震设防标准;
2、结构方案
结构类型为框架结构;楼、屋盖为现浇钢筋混凝土。
3、设计计算内容及要求
1)根据建筑方案及设计条件确定结构类型——框架结构;
2)结构平面布置
a.根据建筑使用功能要求,确定承重框架方向并进行梁柱板的布置;
b.结合抗震要求确定结构平面及竖向布置(考虑平面形心与质心位置、高宽比限值、竖向刚度变化等);
c.确定是否设温度伸缩缝、沉降缝及是否将其作为防震缝等;
3) 手算
a.选取计算单元(具有代表性的框架):一榀横向(或纵向)承重框架
b.确定计算简图
荷载计算并分别绘出各荷载简图:
竖向荷载(恒荷载、活荷载);
水平荷载(风荷载、地震作用);
估算梁柱截面尺寸;确定柱计算长度,梁计算跨度;确定梁、柱截面形状;
计算梁、柱线刚度、抗侧刚度、刚度分配系数。
c. 内力计算
竖向荷载作用下的内力计算:
恒荷载作用下,采用分层法;
活荷载作用下,采用满布荷载法(梁跨中弯矩放大1.1~1.2)。
水平荷载作用下的内力计算:
地震作用采用底部剪力法,其中重力荷载代表值按手算框架近似计算;
风荷载及地震作用下结构效应采用d值法。
d. 荷载组合、内力组合
求出各构件控制截面的最不利内力以进行构件的设计。
e. 框架梁、柱截面设计
结合构造要求,由控制截面的控制内力进行构件的截面设计;
若设计条件需要,进行1个框架节点核芯区的抗震验算;
正确给出节点区的钢筋锚固与搭接长度。
f. 抗震变形验算
进行风载及地震作用下的框架侧移限值验算。
g 基础设计
独立基础
确定基础底面尺寸、基础高度,进行抗冲切验算、抗弯计算,确定基础配筋。
h 楼梯设计
选取1部两跑楼梯进行设计。
4)电算
a、对手算的横向框架采用pk程序进行计算机复核
b、采用satwe程序对结构进行空间受力分析
4、绘制施工图(1号或2号)
1)施工图要求
设计说明 1张,机画
手绘框架施工图(立面、剖面和钢筋表) ≥1张,手画
柱平法配筋图 ≥1张,手画;
楼、屋面梁配筋图(平法表示) ≥2张,其中一张必须手画;
楼、屋面结构平面布置(包括板配筋图) ≥2张,其中一张必须手画;
基础施工图 1张,手画;
楼梯施工图 手画。
2)打印内容
a、pk手算框架验算
恒载下的弯矩图、剪力图、轴力图;
活载下的弯矩图、剪力图、轴力图;
水平地震作用下的弯矩图、剪力图、轴力图;
风载作用下的弯矩图、剪力图、轴力图;
弯矩包络图、剪力包络图
b、satwe整体结构计算
各层构件布置及截面尺寸;
各层构件配筋图
5、完成结构计算书(按毕业设计要求,不允许用计算机打印)
三、施工设计:在施工专业教师指导下完成工程量计算,编制施工组织计划,绘制施工平面布置图及施工进度计划图等(具体指标及设计成果要求由施工设计指导教师做出详细规定)。
(3)实现途径
本设计分为建筑设计,结构设计,施工设计。建筑设计主要是进行方案设计,使建筑设计达到房屋设置合理,使用方便,交通安全。结构设计首先是根据建筑技术、使用条件、场地条件和抗震设计等要求,合理进行结构选型、结构布置和基础形式等,绘制结构布置图;然后进行结构计算,采用框架结构近似计算法,求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时,有d值法等。求水平地震作用的时候采用底部剪力法;然后进行结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计,再交指导老师审查,审查通过后,利用autocad 、和手工完成绘图,利用excel、word等完成设计说明书及其他内容的编写。
3、进度计划
进 度 安 排
1毕业实习第四周至第四周
2确定建筑方案,确定建筑总平面,平面,立面及剖面形式第五周至第五周
3深入建筑方案,细化初步设计,为结构设计提供必要条件第六周至第七周
4确定结构方案,进行结构平面布置,基础布置,荷载计算第八周至第八周
5建立计算简图,进行横向框架的内力及变形计算;进行梁、柱荷载组合,内力组合,进行配筋计算,进行梁、柱的节点验算;进行基础的设计计算; 进行一部现浇楼梯的设计计算第九周至第十周
6上机进行结构电算第十一周至第十一周
毕业论文是教学环节中很重要的一个部分,是考察学生综合使用所学理论知识的一个应用能力,发现和解决问题的能力也得到了重要体现。比如土木工程专业的学生,就能获得在施工单位从方案环节到施工的整个过程的锻炼,然后把这些理论和实践都融汇到土木工程毕业论文中去。
通过毕业设计这一重要的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的科学态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状:
土木工程是建造各类工程设施的科学,技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为:建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生,深知土木工程设计范围之广,以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目,以及结合任务书所给定的各项条件,选择了框架结构比较合理并且切合实际。
1.2发展趋势:
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀,减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离,减小结构重心和刚度中心之间的距离,以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震作用下结构整移和层间位移都较大,容易产生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑,抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外,还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等,以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构,有水平位移,房屋的总水平位移越大,人的感觉越不舒服,而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂,因而对这两种水平位移进行限,这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中,柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计,在设计之前作为设计者必须深入实际,调查研究,了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼,必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法:
框架是典型的杆件体系,近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法,前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱,柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度),以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小,因此在做竖向荷载下计算时,假定结构无侧移。
1.4应用领域:
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分:建筑设计,结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
2.1.2设计成果:
(一)总平面图:1:500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
(二)平面图:1:100或1:200平面图应标明各房间名称,固定设备布置。
1.底层平面图:标注三道尺寸,注标高。
2.标准层平面图:标注三道尺寸,注标高。
3.顶层平面图:标注两道尺寸,注标高。
(三)剖面图:比例1:100或1:200(一个)
要求剖到楼梯,标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
(四)立面图:比例1:100或1:200(二至三个)
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高),标明室内外地坪标高,屋顶标高。
(五)节点详图:(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明:
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周:讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤,了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周:深入方案,细化初步设计,为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周:结构设计完成之后,完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架,并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型,用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
7.整理计算书,绘制结构施工图
厚硬顶板高压预注水弱化机理研究硕士毕业论文开题报告
学科专业: 岩土工程
1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题,并附主要参考文献:
1.1 课题来源
淮南矿区已进入深部开采,厚硬顶板难冒问题突出,造成重大经济损失。为此,淮南矿业集团高度重视,XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察,并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理,并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.2 选题依据背景情况
煤炭是我国的基础能源,在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展,国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨,XX年原煤产量29.6亿吨,XX年原煤产量超过30.0亿吨,XX年原煤产量为35.2亿吨,预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少,煤矿相继进入深部开采期,随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高,难于冒落,如不及时采取强制处理,将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落,一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架,从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面,采空区积存的大量高浓度瓦斯气体,沿风巷、机巷涌出,造成瓦斯超限,并形成破坏力很风,在风暴所经过之处,其强烈的冲击作用,摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭,甚至使矿车翻倒,轨道弯曲,对井下人员及设备造成严重的危害。例如,潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象,造成重大经济损失。为此,淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察,并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理,并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.3 课题研究目的
以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药,炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力,使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气,存在一定的危险性,稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水,利用水对岩体的压裂和软化作用,破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度,当工作面采过后,顶板可正常垮落,减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性,变难冒为易冒,实现长壁综合机械化采煤,提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量,改善劳动环境;注水与回采作业平行,预先释放部分瓦斯等优点等优点。
1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题
我国厚硬顶板控制的研究始于60年代,已有近50年历史,处于世界领先的地位,在生产实践中积累了丰富的经验。
靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究,较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;
王开,康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究,提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;
靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果,在总结其他人的研究成果的基础上,对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。
陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明:随软化系数的减小和软化厚度的增加,上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小:若厚硬岩层岩样本身能被注水软化,而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法,可选用其他弱化厚岩层的方法,或注水软化法与其他弱化方法共同使用,从而有效控制采场矿山压力。
宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后,顶板岩体发生塑化,改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中,从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落,减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数,减小顶板来压强度,从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。
以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析,或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述,而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。
1.5 主要参考文献
[1]宋永津,控制煤层坚硬难冒顶板技术[m],煤炭工业出版社,XX,9.
[2]靳钟铭,徐林生,煤矿坚硬顶板控制[m],北京,煤炭工业出版社,1994.
[3]钱鸣高,石平五,矿山压力与岩层控制[m],中国矿业大学出版社,XX,11.
[4]王桂尧,孙宗顺,徐纪成,岩石压剪断裂机理及强度准则的探讨,岩土工程学报,1996,18(4):68~74.
[5]rebinder p a,sehreiner l a,zhigach k f.h,aridness reducers in
drilling:a physico—chemical method of facilitating mechanical destruction
of rocks during[m].moscow:akad naunk,tansl.by melboune:csiro,1994.
[6]汤连生,张鹏程,王思敬,水——岩化学作用之岩石断裂力学效应的试验研究.岩石力学与工程学报,XX,21(6):22~27.
[7]郑少河,朱维中,裂隙岩体渗流损伤耦合模型的理论分析,岩石力学与工程学报,XX,20(2):156~159.
[8]周维垣,高等岩石力学[m],北京,水利水电出版社,1990.
[9]y.p chugh,effects of moisture on strata control in coal mines,engineering geology,1981(17):241~255.
[10]康红普,水对岩石的损伤,水文地质与工程地质,1994,(2):39~40.
[11]朱珍德,胡定,裂隙水压力对岩体强度的影响,岩土力学,XX,21(1):6l~67.
[12]闫少宏,宁宇,康立军等,用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究,煤炭学报,XX,25(1):32~35.
[13]a.巴内基等,a.k.雷,g.辛格,高压注水控制坚硬顶板,中国煤炭,XX,30(12):73~74.
[14]陈荣华,张连英,厚硬顶板采场注水软化的数值模拟,矿山压力与顶板管理,XX,3:85~86.
[15]陈荣华,钱鸣高,缪协兴,注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟,岩石力学与工程学报,XX,z4(13):2266~2271.
[16]宁宇,陈晖,坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究,煤炭学报,1990,15(1):83~92.
[17]刘东燕,严春风,陈彦峰,压剪应力作用下岩体裂纹扩展概率模型研究,岩土工程学报,1999,21(1):56~59.
[18]孙广忠,岩体结构力学[m],北京,科学出版社,1998.
2 课题的主要内容,拟解决的主要技术问题,在理论和应用方面的意义,完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法:
2.1 课题的主要内容,拟解决的主要技术问题,在理论和应用方面的意义
本项目拟在大量调研的基础上,采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法,开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究,使坚硬顶板弱化,使难冒顶板转化为可冒落顶板,改善坚硬顶板的冒落性,减少采空区的悬顶面积,从而减轻周期来压对工作面支架的影响,保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下:
(1)水对裂隙岩体强度的影响,重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。
(2)研究水在岩体中的渗流问题,建立流固耦合的渗流方程,并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。
(3)研究定向水压致裂的机理,为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。
2.2 主要技术路线
2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法:
本人在本科阶段主修土木工程,在理论分析上对地上、地下结构,以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段,在导师的指导和带领下,专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践,并阅读了大量的文献资料。
另外,国内关于坚硬顶板控制资料相对较多,基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持,给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。
在课题准备阶段,在导师徐颖教授的指导下,以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。
3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。
(1)XX年2月~4月:资料收集、查阅文献资料等;
(2)XX年5月~8月:厚硬顶板高压预注水机理研究分析
(3)XX年8月~10月:对高压注水破坏过程进行数值模拟分析,并得出结论
(4)XX年6月~XX年1月:论文编写;
[关键词]土木工程;毕业设计;综合素质;创新能力
高等教育教学工作要以加强人才培养的针对性、应用性、实践性为核心,要根据社会实际需要,以培养面向基层的技术应用、技术管理和服务的各类应用性人才为宗旨。土木工程专业是实践性很强的专业,而毕业设计是土木工程专业教学最重要的实践综合性环节。毕业设计选题科学与否、时间安排合理与否、管理模式妥当与否、成绩评定真实与否,都会对毕业设计质量产生影响。结合我院新建本科院校的现状及多年指导毕业设计的教学实践,我们对土木工程专业(建筑工程方向)毕业设计进行综合改革,以提高学生综合素质,适应当前的社会需求。
一、毕业设计中存在的问题
近年高校持续扩招及增设新专业,学生数量激增,而师资队伍建设的发展出现滞后现象。新增加教师大部分是青年教师,不少青年教师参加科研、工程设计、工程实践的训练不够,基本功不扎实,缺乏工程背景和工作实践经验,因而不能很好地指导学生进行毕业设计,这在一定程度上影响着毕业设计的质量;再者,高校毕业生就业双向选择,竞争激烈,学生外出参加“双选会”等分散了学生许多精力,花费大量的时间,也影响了毕业设计的正常进行。
二、提高毕业设计质量的途径
针对目前土木工程专业毕业设计中存在的实际问题,我们在毕业设计中重点加强实践性教学环节,采取“放出去,收回来”的方针,让学生在实际工程中运用所学专业知识,解决生产中遇到的实际问题,最大限度地发挥其主观能动性、积极性和创造性,提高学生的综合素质。同时,实践性教学环节也为毕业生拓宽就业渠道,减少上岗培训时间,增强就业竞争能力,发挥了积极的促进作用。
1.健全毕业设计教学文件。根据本专业的培养目标和教学要求,制定毕业设计大纲。大纲的原则,除力求有利于巩固、深化和扩大学生所学的知识、有利于学生得到全面的训练和培养学生的独立工作能力外,还应尽可能结合生产科研实际,以调动学生的主动性、积极性,增强学生的责任感,激发学生的创新精神,提倡学生参加与实际工程设计的毕业设计,加强对毕业设计的全过程的管理。毕业设计的几个重要环节如开题报告、中期检查及答辩要求要认真制定,以重过程管理,保证毕业设计质量。
2.导师制促进毕业设计过程。我院自2004年开始在本科生中实施导师制。导师要求由具有讲师以上职称或硕士以上学位的教师担任,其主要职责是从思想、学习、生活和生理上全面关心学生,引导学生积极参加科研、社会实践等活动,培养学生的创新精神与创新能力,促进学生综合素质的提高。我们在土木工程专业中实行导师制与毕业设计相结合的教学改革。指导老师不仅全面负责指导学生毕业设计,还要关心学生的全面成长,有针对性地引导学生参与到工程实践和科研活动中,指导学生开展科技竞赛和创新活动。另外,指导教师通过多年来“产学研”结合的渠道,精心培育,建立了相对稳定、机制灵活的毕业设计实践教学基地。
3.“双师”制指导毕业设计模式。目前我国部分高校,如清华大学、同济大学、东南大学、湖南大学等,开始摸索改变以往毕业设计的固有模式,尝试把学生放到生产实践单位去做毕业设计或论文,实际效果不错。为适应现代高等教育的发展要求,我们在土木工程专业毕业设计中采用“双师”共同指导的办法,即同时聘请土木工程建设单位的技术专家参与实践教学的指导工作。实践证明,这种教师和工程师联合指导实践教学的举措,显著地提高了实践教学的效果。
4.科学选择毕业设计题目。毕业设计题目合适与否,不仅影响学生的学习兴趣,而且关系到毕业设计的质量。我们立足于学院的发展定位,即培养适应当前社会建筑市场需要,德智体美全面发展,掌握土木工程学科的基本理论、基本知识及基本技能,具备从事土木工程的项目设计、开发、施工及管理能力,能在土木工程的设计、施工、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作,并具有创新精神的“应用型”高级工程技术人才。有鉴于此,我们在毕业设计题目选择上重点加强工程设计与施工、科研方面的训练。毕业设计选题提倡“真题真做”,取材工程建设的实际课题设计,使选题能真正反映本专业领域的发展水平和前沿动态,使学生真正了解工程设计,参与工程设计。同时,题目应做到难易程度适中,增加学生的设计兴趣,使毕业设计成为学生综合能力培养和向工作岗位过渡的重要阶段。
5.把好毕业答辩关。采用开放式的答辩方式,让同级或低年级的学生参加旁听。公开答辩可以扩大毕业设计的影响,创造相互学习的机会,给低年级学生对毕业设计有初步了解,学习对问题的思考方法、解决办法。答辩中的公平、公正性,对答辩者有直接影响,对到场者也有影响,还关系到学风的建设。所以,在建立答辩小组、确定答辩成员时,我们依据课题内容,按照指导教师与非指导教师、专业基础课教师与专业教师相结合的原则组成答辩小组。要求答辩小组成员一定要事先仔细阅读毕业设计,做到心中有数,不能边听边看边提问,以克服随意性,增加针对性,并对答辩者的回答做出正确评价。评分时要遵照评分标准评分,力求客观正确,减少和消除个人感情和感觉评分因素,以确保成绩的真实性。
三、结语
通过对土木工程专业(建筑工程方向)毕业设计的改革实践,我们从根本上解决了该专业毕业设计形式的单调性和设计内容的人为性,完成了由单一学校培养向学校与社会结合培养的转变,建立了学生综合能力培养的动态渠道。毕业设计内容的实际性必将有利地推动学生就业工作的实效性;毕业设计内容的多样性将促成学生工作性质的针对性;毕业设计方式的灵活性将开拓学生发展空间,加强学生就业的竞争力,使其较快地进入工作角色,减少再培训时间。
参考文献:
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北京:中国建筑工业出版社,2002.
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[3]马芹永.改革土木工程专业毕业设计指导方法培养创新能力的高素质人才[J].安徽理工大学学报,2005,(9).
关键词:项目 毕业设计 探索研究
毕业设计环节是高等院校培养合格人才必不可少的重要教学环节,尤其是对于应用型专业来讲,毕业设计质量的好坏直接影响到学生毕业后就业能力的高低,直接影响学生日后工作中专业知识的运用能力,是学生在走向工作岗位之前最实战的一场演习。每一个本科院校,都很重视学生毕业设计环节的质量,往往采取初期让学生思考,撰写开题报告,中期进行检查,最后采取毕业答辩,环环相扣,本文基于土木工程专业的毕业设计环节,提出以项目为思路进行毕业设计环节的探索研究,以项目为思路使学生感受到自己是毕业设计项目的主体,从主体主观能动性方面提高学生毕业设计的积极性和主动性,从而提高学生毕业设计的质量。
在传统的毕业设计过程中,一般的步骤是首先指导教师给的毕业设计题目,学生进行选题和分组,接下来进行开题报告的撰写,最后进入毕业设计的实施环节,最后进行毕业设计答辩。
针对以上毕业设计的传统步骤,除了毕业设计的实施环节,之前的几步学生都是处于比较被动的角色,为了完成任务而完成,缺乏主观能动性,例如在批阅开题报告过程中会发现,学生撰写毕业设计开题报告明显缺乏积极主动的态度,对即将进行的毕业设计内容缺乏较为深刻的认识,主要原因在于由于学生对于为什么要撰写开题报告这个问题没有达到深刻的认识,以及为什么要进行毕业设计分组也没有进行过深刻的思考,缺乏对这些问题的主动思考,缺乏把自己作为毕业设计的主体的思维进行前期的工作,势必造成对于前期工作缺乏积极主动性,前期工作的质量就难以得到保证。
对于毕业设计环节来说,它本身就是一个项目,是需要学生付出一定努力的一次性成果,因此对于毕业设计的前期工作,相当于项目的前期策划阶段,项目的前期策划阶段只要是由项目构思―项目目标设计―项目定义―项目实施―项目检查―项目评价―项目后评价这几个阶段构成的,如何让学生以项目的角度,把自己作为毕业设计项目的主体开展毕业设计工作,进而加深学生对毕业设计学习环节的理解,最终提高毕业设计质量,是每个学校都应该十分重视的问题。
一、明确毕业设计以学生为主体,教师为辅助角色
对于毕业设计环节,以项目的角度来讲,大体可以分为3个阶段,毕业设计前期阶段、实施阶段及毕业答辩阶段。在设计环节中,参与毕业设计项目的相关者主要以学生和指导教师为主,学生是主体,指导教师只是起辅助学生完成毕业设计的辅助作用。通过整个毕业设计环节梳理本专业相关知识的系统性和联系性,加强本专业知识的实践应用能力是学生将自己作为毕业设计主体的需求和期望,将贯穿于整个毕业设计过程中。因此,必须发挥学生的主观能动性,主观能动性不仅体现在毕业设计的实施环节,还要体现在毕业设计前期的工作中,如毕业设计题目的选择、开题报告的撰写环节。因此,从项目角度来讲,毕业设计项目的参与者中,学生是主体,教师及相关教学管理单位是监督管理者,辅助学生毕业实际的实施。
二、项目构思贯穿于毕业设计题目的选择与确定
作为教师,在一定的范围内确定若干个毕业设计题目,确定若干个选题,出发点就是需要解决问题,作为教师主要是基于以下三个主要因素考虑毕业设计题目的选择:
(1)考虑学生在校的前三年半时间内所学知识的综合考虑,所确定的毕业设计选题要能在一定程度上覆盖学生所学专业知识的其中几个重要方面,这样才能起到将学生所学知识的梳理和综合运用的作用。
(2)考虑学生在以后的岗位中实际所从事的工作,毕业设计选题的确定考虑与学生毕业上岗能力直接相关的题目,以培养学生的上岗能力为主要目标,奠定实践基础为出发点。
(3)对于毕业设计题目的难度选择方面,主要考虑以中上水平的学生分析问题、解决问题的能力为出发点。毕业设计是一个涵盖各个课程知识的综合选题,学生要解决这个选题,必须通过积极查阅资料,梳理所学专业知识,建立清楚的解决问题脉络,才能够达到解决培养解决专业难点和关键问题的能力。
作为学生,选择毕业设计题目时,主要基于以下两个方面考虑:
一方面,是基于自己的兴趣出发,如作为本院土木工程专业的学生,毕业设计选题的范围主要包括:建筑结构设计组、结构施工预算组。这两个毕业设计组的涉及的侧重点有所不同,建筑结构设计组主要侧重建筑方案设计、结构方案设计;结构施工预算组主要侧重在建筑方案确定的前提下,进行结构设计和施工组合安排及进行图预算。学生根据自己的兴趣特点,选择设计组,达到兴趣和能力培养的结合。
另一方面,从自己将来所从事的工作考虑,选择与即将从事的工作相关的毕业设计选题,希望通过毕业设计,增强实践实动手能力,为实际工作奠定坚实的理论基石,为毕业上岗奠定一个良好的基础。
论文关键词:土木工程;毕业设计;创新能力;实践
高等院校的培养目标要求本科毕业生掌握本专业的基础理论、专业知识和基本技能,具有分析与解决实际问题的能力,具有从事本专业工作的能力和初步的科学研究能力。近年来,我国建筑经济发展较快,社会对高等学校土木工程专业的人才需求量增大,对其质量的要求也逐步提高。土木工程专业毕业设计是反映学生综合运用大学四年所学的基础理论和专业知识独立分析和解决问题的能力,及进行工程设计和科学研究的能力。如何抓好毕业设计这一实践环节,提高毕业设计质量,应引起高校专业课教师的高度重视。为提高学生毕业设计的质量,更好地适应社会,各项教学改革均应考虑毕业设计的教学效果,并采取相应的改革措施,使毕业设计环节充分发挥应有的作用。在毕业设计的教学工作中,还存在一些问题。
一是教师自身创新能力有限,责任心不够。教师课堂教学任务繁重,投入到毕业设计实践环节的时间远远不够,更无精力要求学生毕业设计创新。
二是毕业设计过程中忽视对学生进行创新能力的培养。毕业设计选题及内容单一,不灵活。
三是毕业设计模式僵化,学生发挥创新思维的条件受限。仅局限于校内做毕业设计,反对校企结合的模式,不利于学生创新能力的拓展。
四是毕业设计过程检查和考核评价体系有待创新。毕业设计开题报告、中期检查等环节只注重形式,没有起到应有的作用,毕业设计成绩给定标准需要细化。
一、实施方案和实施方法
1.提高教师自身的创新能力和责任感
高校教师自身的创新能力对创新教育起着重要作用。在这方面,学校应积极支持并出台鼓励教师进行创新的政策,鼓励专业课教师深入现场,解决社会生产实际中的具体问题,在教学和科研中提高创新能力,养成创新的良好教风,不断积累开展创新教学工作的经验。鼓励教师积极申报国家级、省级教学改革及科学研究项目,充分发挥创新能力,并带动学生把毕业设计融入到科研项目中。毕业设计不像课堂教学,它可以巧妙加入个人对以前所学知识的充分理解。在这个过程中,教师思路灵活,思维开阔,不断创新才能带动学生有更开阔的思路。另外,高校教师应把创新教育当作一种责任教育,充分认识到创新给学生带来的效益。学校在安排教学任务时,尽量减轻有指导毕业设计教师的课堂工作量;或者课堂教学任务重的教师指导毕业设计学生数尽量控制在可指导的范围内。保证教师有足够的时间指导毕业设计并进行创新能力发挥。
2.培养学生的创新意识,抓好毕业设计选题工作,发挥教师和学生的创新能力
毕业设计作为大学教育最后一个实践教学环节,必须更好地体现创新能力的培养与训练。在进行专业课教学计划过程中,结合认识实习、生产实习及课程设计,一方面由各专业教师结合自己参加的科研课题,组织学生参加本专业的科研活动,进行创新能力和实践能力的锻炼;另一方面在进行毕业设计之前,利用4周的毕业实习时间,由学生结合毕业实习基地,在专业教师的指导下,结合专业方向对土木工程企业单位和设计院的新材料和新技术进行调研,学生自己选题后,由指导教师根据选题和研究的内容是否具有创新性而确定是否开题。这样可以有效调动学生发挥创新能力的积极性和主动性。
有计划的提前进行设计也是培养学生创新能力的一种途径。为了使学生的专业课学习与毕业设计紧密结合,可以在专业课学习和毕业实习过程中就逐步引入毕业设计。例如,在第八学期让学生熟悉和掌握毕业设计所涉及的相关专业知识,明确设计任务,查阅相应文献资料,提前进入毕业设计工作状态,学期末做出初步设计方案。提前进行毕业设计某种程度上变相延长了毕业设计时间,使学生有足够的时间进行创新思考,为正式的毕业设计打下良好基础,也有助于激发学生的学习积极性和主动性,既有利于专业课学习质量的提高,也促进学生增加对毕业设计工作的投入。提前进入毕业设计也可以使学生与专业教师有较多的接触机会,有更多的时间向教师请教设计方法和设计思路,有利于学生创新精神和创新能力的培养。
毕业设计选题是否合适,对毕业设计的质量、学生能力的发挥以及学生知识水平的提高有很大影响。总结起来,选题应符合以下要求:(1)选题要符合培养目标要求,覆盖专业主干课程内容;(2)选题要联系生产实际,或者结合教师的科研项目,提高就业后的科研能力;(3)选题应新颖,不要局限于历年的单一模式,可以扩展到本专业相近的专业题目,例如施工组织设计、建筑概预算等,如果工作量不够可以增加部分结构构件的计算作为补充。设计结束后学生创新能力有明显的提高。
3.改革毕业设计模式,校企结合,设计与就业相结合,营造良好的创新条件
为了适应社会的快速发展,必须改变传统的毕业设计模式。在教学过程中,教师可以与建筑工程企业或者设计院相结合,采取统一安排、学生根据就业意向自主安排的模式,一方面可以使理论更好地联系实际,另一方指导教师和学生可以学到一些课本上涉及不到的专业具体细节问题。结合现场做毕业设计的学生可以在建筑公司相关专业技术负责人的指导下进行毕业设计工作,不仅可以拓宽知识面,还可以解决具体的生产实际问题。但需要教师严格把关,要求学生定期汇报毕业设计的阶段性成果,对这些学生的要求要比在校学生更高,对学生具有一定的挑战性和创造性。这可以改善学生在毕业设计中被动接受自己不感兴趣的课题的现状,从而最大限度开发了学生潜在创新能力。
同时,学校和学院应加快土木学院产、学、研结合步伐,鼓励教师通过校友及有渠道的学生与大型建筑企业或者设计院联系,建立合作关系,学院主动与这些单位磋商,达成联合办学,签订学生在单位进行毕业实习和毕业设计的有关协议。这样的改革措施可以为专业课程设置,教学内容改革方向提供依据,也可以缩短学校教学与企业需求之间的差距。
4.加强毕业设计过程检查和成绩考核体系的创新
毕业设计进行过程中,指导教师是主导,学生是主体,组织管理是保障。毕业设计应是严格的、规范化的过程。
(1)教师编写毕业设计指导书和任务书。任务书应明确设计题目范围、设计内容、设计进度安排及对设计成果的要求等。指导教师应注意培养学生独立工作能力、查阅和使用工具书的能力,教师按设计进度,有针对性地对学生进行启发式辅导。
(2)定期检查。毕业设计开始一周后,要求每位学生写好开题报告和设计计划,并向指导教师汇报,教师要对设计方案、工作计划、进度安排等进行全面指导,提出明确要求。校、院可以对开题的情况进行抽查。在毕业设计全过程中,指导教师要保证有足够的时间与学生直接见面,应对本组学生每周进行一次工作进程和质量的抽查。每月进行一次阶段检查,提出指导意见。毕业设计的中期检查对扎实开展毕业设计工作,减少“前松后紧”的现象,起到督促和推动作用。
(3)严格答辩程序,客观评定设计成绩。学院要成立答辩工作领导小组和答辩委员会,下设答辩小组,分别由4~5名教师组成。答辩前,学生将独立完成的毕业设计交给指导教师审阅,指导教师给出评语和成绩后由评阅教师评阅,然后决定是否可以进入答辩程序。这些顺序决不能任意调整,流于形式,也不能减少任一程序。对不遵守纪律、抄袭他人或者下载网上设计的学生,取消毕业答辩资格,绝不姑息。学生的毕业设计成绩由开题报告成绩、中期检查成绩、指导教师评定成绩、评阅教师评定成绩和答辩成绩五部分组成,各部分所占比例建议分别为5 %、5 %、50 %、15 %、25 %。对毕业设计成绩评定要求科学、严格、客观、公正,标准统一。对毕业设计进行客观、合理的考核,对促进学生充分发挥积极性和主动性,对做好毕业设计和提高毕业设计质量起到重要激励的作用。
土木毕业设计的开题报告一题目:南昌教育局机关办公楼
院(系):建筑工程
专业:土木工程
班级:**
姓名:***
学号:***
导师:熊**
一、毕业设计综述
(一)毕业设计题目及背景
本工程项目位于南昌市,属多功能综合办公结合建筑。建筑面积约4880㎡(±5%);建筑层数为4层,结构类型为现浇混凝土框架结构。
建筑结构安全等级为二级;建筑结构设计使用年限为50年,地震基本烈度为7度;地震设防分类为丙类,抗震设防烈度为7度,框架抗震等级为二级;防火按二类二级设计,地基基础设计等级:丙级;建筑场地类别:二类;基础类型:采用柱下独立基础。
(二)毕业设计研究意义
本次设计的课题来源于工程实际,对我来说有很大的现实意义:
(1)通过该项目设计,可以对我大学四年以来所学的专业知识进行综合应用,不但使我各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。
(2)使我了解并且掌握建筑设计的全过程,培养我独立分析解决实际问题的技能及创新技能,并锻炼我调查研究、收集资料、查阅资料及阅读中外文文献的技能。
(3)在设计中还涉及到很多计算机软件,如 Office中的Word、Excel,绘图软件AutoCAD和天正,结构计算的PKPM及等软件,通过对这些软件的应用,更能提高我对计算机的应用技能。
所有的这些,都为我今后从事土木工程设计与施工奠定基础。
(三)设计要求:
1、学习要求
通过本设计使同学们综合应用所学习的有关建筑设计理论及工程技术知识,进一步熟悉和掌握建筑设计的依据、原则、方法与步骤,对高层办公楼类建筑的组成、要求及设计特点作深入研究,提高同学们对大中型民用建筑设计的技能。建筑设计的重点是根据使用功能要求,解决总体布局、平面组合、立面造型、内部空间环境处理等技术问题,进一步培养同学们独立分析问题和解决问题的技能。
根据本专业的方向和教学大纲的要求,确定本毕业设计的建筑设计部分仅作到初步设计深度,并能发展成为施工图,以配合结构设计。
根据建筑使用功能要求,学生在建筑专业教师指导下完成建筑平、立、剖面图,部分建筑大样图等。
2、建筑要求
根据实用、经济、美观的原则,独立进行建筑设计,并完成主要的建筑设计施工图。造型设计应庄重、新颖、大方。根据造型需求,可适当增加阳台、雨棚及出屋面楼梯之类,但不得超出总建筑面积的5%。外装修中高档,内装修以中档为主,重点空间可高档。防火按二类二级设计。
二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
(一)研究的主要内容
1.建筑设计部分
建筑设计就是根据设计任务书要求并结合相应的建筑设计规范以及实际情况确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数,完成建筑平面、剖面及立面设计;由功能分区的相关原则确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分。
2.结构设计部分
结构设计就是根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件(柱网、框架梁、次梁、缝的设置,铺板方向等),进行结构计算,确定构件配筋,整理计算书并绘制结构施工图。
(二)研究的方案、方法
1.建筑设计:通过毕业实习、参观实体建筑、查阅相关规范图集确定建筑方案。
2.结构计算:
结构计算采用框架结构近似计算法,求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时用D值法进行计算。
结构部分计算的大概步骤:
(1)确定梁柱截面尺寸(通过轴压比验算、结构的层间位移验算 )
(2)水平荷载作用下横向框架的内力计算
(3)竖向荷载作用下框架的内力计算
(4) 框架梁柱配筋
(5) 板的配筋计算
(6) 楼梯配筋
(7) 基础的设计及配筋计算
三、本课题研究的重点及难点,前期已开展工作
研究重点:选择结构体系、布置结构构件(柱网、框架梁、次梁、缝的设置,铺板方向等)、建筑功能分区、框架结构设计计算—地震荷载作用下结构的层间位移验算、水平及竖向荷载作用下内力验算、内力组合、截面设计(截面尺寸、配筋计算)及施工图绘制。
难点:框架结构设计计算—地震荷载作用下结构的层间位移验算、水平荷载作用下的内力计算、竖向荷载作用下内力验算、内力组合、截面设计(截面尺寸、配筋计算)。
前期已开展工作:认真熟悉设计任务书,参观本设计实体建筑,参加了毕业实习,查阅并收集相关规范资料,仔细参考、阅读设计实例,还查找并翻译了相关外文资料。
四、完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
毕业实习、熟悉任务书、确定建筑方案绘制方案草图第1~3.5周
结构方案设计及结构布置第4周
结构计算第5~12周
施工组织设计 整理建筑说明书及结构计算书 第13~17周
整理图纸、答辩第18 周
参考文献
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[7]建筑地基基础设计规范(GB50007—2002)北京:中国建筑工业出版社2002
[8] 李比瑜主编,《房屋建筑学》武汉理工大学出版社2005
[9]钢筋混凝土及砌体结构教材(上、下册)
[11] 彭一刚主编,《建筑空间组合论》,中国建筑工业出版社1998
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土木毕业设计的开题报告二1、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等)
毕业设计是一个总结性的教学环节,是学生全面系统地融汇所学理论知识和专业技能并运用于解决实际问题的过程。通过本教学环节,要加深学生对所学基本理论知识的理解,培养学生综合分析和处理问题的技能以及设计创新精神,使学生得到有关单位工程建设从方案制定到施工组织的全过程系统性的训练。
通过毕业设计这一重要的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的学科态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的学科研究技能,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题技能有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状:
土木工程是建造各类工程设施的学科,技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为:建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生,深知土木工程设计范围之广,以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目,以及结合任务书所给定的各项条件,选择了框架结构比较合理并且切合实际。
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀,减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离,减小结构重心和刚度中心之间的距离,以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震作用下结构整移和层间位移都较大,容易产生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑,抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外,还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等,以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构,有水平位移,房屋的总水平位移越大,人的感觉越不舒服,而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂,因而对这两种水平位移进行限,这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中,柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计,在设计之前作为设计者必须深入实际,调查研究,了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼,必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法:
框架是典型的杆件体系,近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法,前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱,柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度),以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小,因此在做竖向荷载下计算时,假定结构无侧移。
1.4应用领域:
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分:建筑设计,结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
(一)总平面图:1:500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
1.底层平面图:标注三道尺寸,注标高。
2.标准层平面图:标注三道尺寸,注标高。
3.顶层平面图:标注两道尺寸,注标高。
要求剖到楼梯,标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高),标明室内外地坪标高,屋顶标高。
(五)节点详图:(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明:
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周:讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤,了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周:深入方案,细化初步设计,为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周:结构设计完成之后,完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架,并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型,用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
关键词本科毕业论文质量提升路径土木工程
1引言
本科毕业论文是高校本科教育中锻炼培养学生专业素质和能力的最后教学环节,也是评价高校教学质量和学生专业学习的重要指标[1,2]。本科毕业论文可以弥补以往教学过程中的薄弱环节,了解学生掌握理论和实践技能情况,能培养学生分析问题、查阅文献、解决问题以及科研创新能力,为今后走上工作岗位创造条件。教育部在“关于加强普通高等学校毕业论文工作的通知”[3]中指出:“毕业论文是高校本科教育重要的教学组成部分,在培养学生探求真理、增强社会意识、加强科研训练和提高实践能力等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。”土木工程类专业是实践性很强的工科专业,毕业论文应体现本专业的培养特色[4]。然而,目前众多高校中该专业的毕业论文存在较大问题。鉴于此,本文将着重探讨存在问题并做原因分析,在此基础上提出相应的提升路径。
2存在问题与原因分析
2.1选题与实践脱节
选取一定研究价值的课题是提高毕业论文质量的前提,由于很多院校缺少与企业合作,校外实习基地难以结合实际工程,导致在选题过程中出现题目宽泛、针对性缺乏、选题偏离本专业知识或缺乏新意等现象。
2.2缺乏科学创新性
随着本科毕业生与指导教师比例的增加,指导教师名下的毕业生数量增多,以笔者院系为例,每位专业老师所带毕业生数量在7-15个,超过了高校毕业生培养和教学评估规定的5个要求,且教学大纲要求本科毕业以设计为主,科研论文不超过总数的10%。难以制定多元化创新课题,毕业论文基本上以“公式化”设计计算为主,内容较为单调和理论化,缺乏创新性,该模式下培养的毕业生难以适应和满足国家对土木专业技术人才的需求。
2.3学生的重视度不够、论文时间冲突,存在严重抄袭或造假现象
本科毕业论文通常在第八学期开展,而大四是最忙碌的一年,很多学生同时参加研究生和公务员考试及工作招聘,与论文实验和撰写时间相冲突,使学生无法安心做论文。此外,一些学校流传着“只要找到工作,毕业论文都会通过;只要考研成功,毕业论文等级就是优”的说法,使学生心里轻视毕业论文,答辩前从网上下载往年学位论文、敷衍拼凑了事。
2.4缺乏教师的针对性指导
师生比的减少使许多教师的教学工作量繁重,无法针对每位学生选题和完成情况进行“一对一”指导;其次,青年教师虽然具备良好的科研素养和能力,但缺乏一线工程实践经验,不能将自己的学识和能力有效传递给学生;再者,在现有教师职称评定中,较注重教师科研成果,使教师重视项目申报和科研而忽视教学;在论文指导过程中,多应付学校各种形式检查和表格填写,难以在毕业论文实施过程中提高学生科研素养和创新实践能力。
关键词:毕业设计 评定指标 模糊数学 层次分析法
毕业设计是高等院校实践教学过程中最为重要的环节,是考察学生是否达到预定学习目标的重要考核指标。通过毕业设计,使学生全面掌握选题、开题、撰写论文的整个过程,为学生进入研究生阶段奠定基础。同时,毕业设计也是对学生进行分析问题、解决问题能力及语言表达等全面的考察,也是对学生四年所学的理论知识和专业技能的系统回顾和总结。经历一学期的毕业设计,不仅提高了学生工程实践的能力,而且对学生的科学研究基本素养也有很大的促进作用。基于此,本文针对本科生毕业设计所存在的一些问题,探讨提高毕业设计的一些方法。
一、毕业设计的现状及问题
1.学生主动性不足
毕业设计不同于一般的课题教学,不进行考试,因此很多学生更本不用心对待。在前期的教学过程中,很多学生经历了课程设计等内容,他们对这种实践课程已经有了初步的不正确的认识(不用认真对待),对于毕业设计也是抱着这种心态。因此,进行毕业设计时,觉得随大流过去就行了,心思放在了找工作、考研复试等方面,主动性比较差。
2.毕业设计时间不能保障。
学校的招聘会定在3月中旬,很多学生忙于找工作,心思未放在毕业设计上,加之近年来的就业形势不好,很多同学要不时地出去找工作;找到工作的同学,需要去新单位实习;考研的同学需要准备研究生的面试。以上因素在较大程度上影响了毕业设计的质量。
3.存在抄袭现象
大多数本科生的毕业设计选题较为单一,同时高校的扩招造成毕业生人数较多,相应的每个老师就要带10人以上的毕业生,从而导致老师对学生的监督不到位。部分学习主动性差的学生为了赶进度,直接将其他学生的毕业设计作为模板“照猫画虎”。
4.教师指导时间有限
高校的大规模扩招导致学校师资队伍建设跟不上,教师严重短缺。有些指导教师要指导将近二十名学生,再加上教学、科研任务较重,很多教师都没有足够的精力指导毕业设计,这些都影响着毕业设计的质量。
5.考核指标不合理
目前,大多数高校毕业设计的考核指标包含设计说明书、答辩两部分,设计说明书的差异不大,难易判定,只能通过答辩情况来断定,不能真正体现学生的毕业设计水平。因此,在答辩的过程中会存在教师提问的问题难度较难统一,答辩过程中,问题的重复率不能太高,所以有些问题会展开提问或增加深度,从而造成得那些毕业设计很积极,专业知识掌握的较好学生,遇到一些刁钻的问题,造成毕业答辩成绩不理想;而一些学生毕业设计不积极,专业知识一般,但是被提问的问题较简单,答辩成绩反而较好。与此同时,各答辩组的教师会存在着性格上的差异,有的过于严肃使学生紧张,或多或少地影响了学生的心情和答辩的发挥。
二、改善毕业设计质量的措施
1.突出过程管理
毕业设计的过程管理是指从学生选题、开题、撰写论文等直到毕业答辩的过程,对提高毕业设计质量、锻炼学生自身综合能力和素养等方面所采取的管理措施。本文主要提出以下几点措施:
(1)过程管理的中心是学生,重心是设计室,因此应建立健全的设计室管理制度。学生的毕业设计应在固定的教室进行,并按照学校的作息时间进行设计。每天对学生的考勤进行严格管理,并对学生的进度进行抽查,并将考勤、完成进度情况记入最后的毕业设计成绩。同时,学院教务办公室人员不定期抽查考勤情况,并配合学校进行中期阶段普查。对缺勤3次以上的学生进行警告,并将他们定为二次答辩人员,对于缺勤5次以上的学生取消其毕业设计资格。
(2)过程管理的负责人是指导教师,为了达到预定的毕业设计目标,应对指导教师的指导人数进行控制(10人以内)从而保证其充分的精力。尤其是毕业设计初期,必须对学生的方案设计进行严格把关,为保证学生毕业设计顺利进行保驾护航。在后面的毕业设计过程中,指导教师应对毕业设计进行阶段性的规划,制定每周的设计计划,并定期检查学生的阶段性成果。
2.建立合理的答辩考核体系
毕业设计成绩评定是一个多因素综合评价问题,建立合理的答辩考核体系,可更准确的表达学生的答辩情况。因此,采用模糊评价法能避免评价过程中主观性因素对结果的影响。
根据模糊数学原理,以土木工程专业为例,建立毕业设计评价指标体系,见表1。
进行模糊评判的主要步骤如下 (以一级指标为例):
(1)确定评价指标集,U={开题报告,中期检查,指导教师评分,评阅教师评分,答辩成绩};
(2)建立评价尺度集,V={优秀,良好,中等,及格,不及格}。
应用模糊层次分析法,根据表1中各评价指标体系,确定各评价指标的隶属度,并运用公式(1)和(2)求得相应的隶属度向量,并根据公式(3)确定最终的隶属度等级。因此,按照上述评分体系,计算可得xx同学最终答辩成绩为90.4分,优。通过实例表明,该评价体系的评判过程更为详细,使得交界处有争议的评判结果更为精确、合理。
三、结论
毕业设计是一项综合实践教学环节,是对学生实际工作能力的系统训练和考察过程。影响毕业设计最终成绩的因素比较多,有针对性地进行过程管理是其中重要的环节,同时,建立合理的答辩考核体系可更真实的反应学生毕业设计成绩,并调动学生认真进行毕业设计的积极性。
参考文献:
[1]孙文彬.提高毕业设计质量的探索与实践[J].高教论坛,2006,(5):85-87.
[2]卢红琴,李雪红,叶燕华,等.土木工程专业本科生毕业设计(论文)教学实践探索[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2012,14(Sup.):251-252.
[3]杨雪华,杨姝,蒋宁.本科毕业设计(论文)质量监控体系的研究与实践[J].辽宁行政学院学报,2012,14(1):141-143.
[4]丁军霞,常建梅,冯怀平.提高土木工程本科毕业设计质量的思考与实践[J].教师观点,2012.149-150.
[5]王英浩.土木工程专业毕业答辩成绩评定标准探讨[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2012,14(Sup.):38-39.
Abstract: Graduation design is the most important link in the practical teaching of civil engineering major, and is important stage of achieving the objectives and requirements of professional development. The quality of graduation design is an important index to measure the higher education and teaching quality, and it directly affect the development of students' ability after they go to work, and also reflects the university's educational level. According to the teaching practice of graduation design of civil engineering major, this paper summarized some of the practices and thinking of graduation design teaching from the selection, teachers' arrangement, performance evaluation and other aspects.
关键词: 创新能力培养;土木工程;毕业设计;课题模块化;教师多元化
Key words: innovative ability;civil engineering;graduation design;subject modular;teacher diversity
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)05-0013-02
0引言
毕业设计是土木工程专业教学计划中最重要的一个实践性教学环节,也是实现本专业培养目标要求的重要阶段,具有时间长、内容涉及面广、综合性和实践性强等特点。通过毕业设计这一实践环节,培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能,分析、解决和处理工程实际问题的能力。毕业设计作为培养学生创新精神和工程实践能力的一次较为系统的训练,应特别注意综合能力的培养:①调查研究、查阅中外文献、收集资料和自主学习的能力;②理论分析、制定设计方案或试验方案的能力;③分别运用程序和人工进行设计、计算和绘图的能力;④实验研究、数据处理及解决问题的能力。显然毕业设计是培养学生自主创新和工程实践能力的一种良好途径,可以使学生得到工程师的初步训练。
毕业设计质量的好坏、是衡量高等学校教育、教学质量的一个重要评价指标,它直接影响着学生毕业走上工作岗位后能力的发挥,同时也反映了高校的办学水平,怎样提高毕业设计的质量是本科教育的一项重要内容。下面以本院土木工程专业建筑工程方向为例,介绍毕业设计实践教学的改革思路和实践,为从事这项工作的老师提供参考。
1做到毕业设计课题的模块化
毕业设计课题应有利于巩固、加深和扩大学生所学的专业知识,有利于学生得到全面的、综合的专业技能训练,有利于培养学生的独立工作能力。设计课题应尽可能贴近实际工程建设项目、或与解决某专项工程难题的科研相结合,以充分调动学生的学习积极性和主动性,增强学生的责任感,激发他们的工程实践能力和自主创新能力。
为了使学生能够根据自身的兴趣爱好、今后的就业方向等,选择自己喜好的课题进行毕业设计,要求毕业设计课题模块化。根据本院多年的实践与探索,土木工程专业的毕业设计课题主要包括工程项目设计、科研及施工技术三大方模块面。
工程项目设计模块设计题目一般直接来源于设计院,也可由老师拟定。毕业设计的选题应充分考虑到设计的可行性,课题难度应适中、同时要与建筑业的发展紧密联系,题目的覆盖面应该尽量广一些。既可选择钢筋混凝土框架结构、又可选钢结构。框架结构应包括建筑设计、结构设计等二部分。一般可选规模适中的公共建筑如综合楼、商住楼、办公楼、教学楼、实验楼等实际工程。手工绘制建筑图不少于2张,结构图不少于3张,以训炼绘图基本功、磨练其心智。其余利用绘图软件AutoCAD或天正建筑设计软件进行计算机绘图,以提高学生的动手能力和计算机应用水平。计算书要求手工计算、并用PKPM设计软件进行核算。
科研模块毕业设计选题一般来自指导老师的纵向或横向课题。如混凝土碳化、再生骨料混凝土、高性能混凝土、混凝土楼板裂缝的控制等大量应用性强的课题,深受用人单位和学生的欢迎。学生在老师的指导下,首先要查阅大量参考文献(一般应不少于30篇),对课题的国内外研究现状有较全面的了解,撰写开题报告。提出科研课题的基本内容和拟解决的主要问题、完成课题的方法、步骤及进度安排。然后综合应用所学知识,同教师一起制定科研方案、通过试验或理论分析,协助老师解决与研究项目相关的科学难题,并写出研究报告。通过科研模块毕业设计,可培养学生应用所学知识解决科研问题的能力,培养学生严谨的科学态度,为学生今后继续进行学业深造及从事科学研究打下基础。
施工技术模块毕业设计与施工现场管理、施工技术及施工组织等有关,主要培养学生利用所学专业知识,特别是施工方面的知识,编制专项施工方案、施工组织设计的能力,或解决工程施工及管理中问题的能力,为学生今后走向与施工有关的工作岗位打下坚实基础。施工技术型毕业设计一般来源于真实的实际工程,包括各种类型的施工方案设计、施工组织设计、经济分析等内容。对于这类课题应要求做到数据计算与图表、文字相结合;针对性强、避免雷同、抄袭;多方案进行技术、经济分析。
2实现教师与学生的双向选择
毕业设计的课题由具备相应资格的教师提出申请,并撰写毕业设计课题方案,再由毕业设计指导委员会对各个课题方案进行考察和可行性研究,最后将课题方案公布于网上。
关键词:土木工程;实验教学体系;教学改革
作者简介:曾榕(1977-),男,四川泸州人,桂林理工大学土木与建筑工程学院,实验师;尹霞(1984-),女,湖北汉川人,桂林理工大学应用技术学院,实验师。(广西 桂林 541004)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0100-02
《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》(教高[2011]1号)中明确指出,卓越工程师培养计划的主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。由此可见,卓越土木工程师除了应具有扎实的理论基础、精深的专业知识外,还应具有良好的工程实践能力。
目前国内高校在基础教育方面做得比较完善,但对实践能力的培养却不够重视,忽略了实践教学在学生动手能力和科研创新能力培养中的重要作用。例如,在传统实验教学中构件为委托加工的成品,学生没有参与构件全过程制作,缺乏对构件制作全过程的了解;实验设备安装与加载由教师操作,学生缺乏现场实验前的动手锻炼,单纯的读数观测无法培养学生的创新思维。[1]许多毕业生知识结构不合理,尤其是对实用技能掌握不足,不能立刻胜任岗位的要求。[2]作为未来的土木工程师,要养成良好的科学素养,单靠理论教学是难以实现的,需要实验教学的促进作用。[3]构建与卓越工程师培养相适应的实验教学体系迫在眉睫。
一、实验教学理念与改革思路
1.实验教学相关政策
首先,学校应制定并完善一系列实验工作管理制度,保证实验教学各项工作的正常进行。其次,以重点学科、精品课程、重点实验室、博士点建设等项目的实施为平台,高度重视实验教学,成立校级实验室建设工作领导小组,在组织方面为提高实验教学水平奠定良好的基础。再次,制定学生科技工作和科技竞赛活动的管理办法、实验室开放管理办法等配套制度,以支持、鼓励广大学生和教师积极参与各类科技竞赛活动,加强素质教育,充分发挥实验室的资源优势,促进实验教学改革,创造良好的育人环境。最后,通过制定相关制度,鼓励高职称和双师型教师讲授实验课,同时注重培养青年教师的实验教学水平和能力,形成一支年龄结构合理的实验教学队伍。
2.实验教学定位
以培养具有工程实践能力和创新意识的应用型人才为目标,在立足向学生传授实验技术理论、验证理论知识的“基础验证型实验”之上,增加了“综合型实验”和“科研创新型实验”两个阶段,建立了“进阶式开放实验教学体系”,将知识传授、能力培养和素质提高三者结合,使实验教学与理论教学相辅相成,实现了从应试教育向素质教育的转变,以培养社会迫切需要的应用型人才。
3.实验教学改革思路
实验教学作为高校教育全面推进素质教育的最基本的教学形式之一,对学生的知识深化、能力培养和素质提高至关重要,是培养适应经济社会发展需要的工程技术人才的重要手段。应重点改革实验室管理、实验课程体系和实验教学的内容、模式、方法与手段。
二、实验教学体系与内容
1.实验教学体系建设
分为课内教学和课外开放教学两大组成部分。课内教学从传授基本实验技术和验证基本理论入手,继而引导学生开展综合型实验和科研创新型实验。在课内教学体系的建设中要注重优化教学内容和重组教学结构,设置实验项目时要强调循序渐进。通过这种梯级型的教学体系来保证学生在掌握基础知识的同时培养学生的实践动手能力和科研创新能力。课外开放教学包括大学生科技立项、研究生毕业论文实验、教师科研项目和社会横向项目等类型。课外开放教学以提高实践动手能力和科研创新能力为核心,内容主要以学科前沿和社会需求为导向。
2.实验教学与科研和实践结合
积极主动与地方单位、企业寻求合作,联合开展科研合作,建立实验基地。例如与当地的建筑勘察设计单位、建设单位、工程研究所等签定合作协议,建立稳定的实验基地,为学生提供理想的实验场所,为实践性教学环节的开展提供保证,同时将理论知识与生产实际有机地结合起来,起到课堂教学不可替代的作用。
三、实验教学方法与手段
1.教学方法
(1)强调基本实验技术训练。土木工程专业实验所需的仪器设备较多,且有很多是大型仪器设备,为保证实验项目的顺利开展和实验过程中的安全,学生必须根据自身的上课时间和实验室开放时间自行安排课前预习,以实验小组为单位进行仪器操作学习和基本实验技术训练,经有关人员确认合格后方可开展综合型、科研创新型和课外开放实验等项目。
学生在仪器设备操作和基本技术训练时遇到的问题应写入实验报告并进行讨论分析;不同实验小组的问题可由教师进行汇总,并安排时间进行集中交流、讨论和解答。
(2)根据实验要求的不同和学生的学习规律,采用进阶式教学方法。第一阶段为课堂教学,以传授实验相关知识为教学目的,主要内容包括实验技术理论、如何查阅文献资料及实验数据分析处理等,为下一阶段的动手实践打好充分的理论基础。第二阶段以训练学生基本动手技能为教学目的。本阶段主要进行基础验证型实验,学生在对实验指导书进行充分的预习后,以小组为单位独立完成实验系列工作,教师以巡查的方式对学生在实验过程中遇到的问题进行现场解答,再由学生自行改正或完善。第三阶段以提高学生实验动手技能和培养科研创新能力为教学目的。本阶段主要开展综合型和科研创新型实验,以学生兴趣方向划分小组,在教师的指导下,首先分析了解相应学科前沿或社会需求等背景知识,继而确定研究方向,最终完成从实验方案设计到提交实验报告的全过程。
通过进阶式教学方法,除了使学生能够熟练掌握基本实验技能外,更重要的是培养了学生提出问题、分析问题和解决问题的科研能力,为学生今后工作中的科研创新奠定了坚实的基础。
2.教学手段
(1)积极推行先进教学手段,深化教学改革。在实验教学实践中,在每一门实验课程中均可开设开放创新型实验,通过学校制定的实验室开放管理办法保证其顺利开展。推行课外开放实验教学旨在培养学生积极参与科研创新的兴趣,通过学生亲自动手来激发自身的创造力,从而达到提高其综合素质的目的。如何吸引学生参与到课外开放实验中来,此时采用先进的教学手段则是一个有效途径。
首先,借助现代多媒体技术,购买或自行编制教学软件,将实验仪器设备立体化、实验过程生动化和具体化,起到降低学生的学习难度,提高其学习兴趣,同时解决实验课时不足的现实问题的作用。其次,建立实验教学校园网络平台,在网络平台上共享购买或自制的教学软件供学生学习和自测。同时在网络上开通学生提问、教师解答版块,从而促进师生交流,加强教学互动,培养学生独立思考问题和分析、探讨交流及解决问题的能力。最后,定期或不定期聘请土木工程界著名学者开设讲座,以土木工程学科前沿知识为切入点,对各类高精尖实验仪器设备进行介绍,开阔学生的视野,深化专业技能。
(2)建立科学的实验考核制度。课程的考核制度对于提高学生的学习积极性和能否获得满意的实践教学效果具有导向作用。因此,要培养具有工程实践能力和创新意识的应用型人才,必须建立全面而科学的实验课程考核制度。
对于基础验证型实验,应重点考核实验操作过程、对实验原理和方法的理解以及实验报告的完成情况,评分标准可参照表1;对于“综合型、科研创新型”实验,学生需经历从实验开题、方案设计、构件制作及加工、仪器设备调试和数据记录、数据处理和讨论分析、实验结论等整个过程。全过程经汇总整理后形成科研性实验报告,教师根据实验报告的整体完成情况进行综合评分。
四、结语
为实施卓越工程师教育培养计划,积极应对社会经济发展和高等教育改革形势提出的挑战,创新高校人才培养模式,推动及深化教育教学改革,地方高校开始探索开展卓越人才的培养。为此,在建立现代化高效运行的实验室管理机制和建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境的基础上,应树立以基础知识传授、应用能力培养和创新素质提高为核心的实验教学观念,建立进阶式开放实验教学体系,才能有利于培养学生的实践能力和创新能力。
参考文献:
[1]洪兴,吴京,王恒华.土木工程实验教学示范中心建设与实践[J].实验室研究与探索,2009,28(9):83-87.
关键词:土木工程类专业;硕士研究生;自我培养
中图分类号:G643;TU37 文献标志码:A 文章编号:10052909(2017)02003105
硕士研究生阶段的教育在教育目标、教育主体定位和教育形式等方面,都与之前的本科阶段、中学阶段和小学阶段具有本质的区别。从教育目标来看,研究生阶段教育的目的是将研究生培养成为具有独立科研能力的科研工作者和职业工程师,强调自主科研和工作的能力[1]。从教育主体定位来看,研究生在整个教育过程中处于主体地位,与本科及之前阶段以教师教学为主的定位有很大差异[2]。从教育形式来看,研究生阶段的教育更加强调自我培养和自我教育,绝大部分的教育过程需要研究生通过自主学习完成,研究生导师一般只发挥引导和指导作用[3]。
因此,能否在两到三年的研究生学习阶段实现良好的自我培养,就成了研究生教育成败的关键。近年来,随着专业硕士研究生制度的实施和研究生教育从精英教育向大众教育的转变,研究生数量迅速增加,生源质量良莠不齐。很
多研究生对研究生教育阶段强调自我培养的特点认识不足,在研究生学习阶段仍然是本科甚至高中时期的学习态度和方式,以致培养效果难以令人满意。
究其原因,除了对研究生阶段自我培养的特点认识不足之外,一个很重要的原因是对自我培养的目标和方法缺乏理性的认识,需要进行深入的指导。为解决这一问题,本文拟从研究生培养工作的实际出发,对土木工程类硕士研究生自我培养的目标、方法和途径进行讨论,旨在为土木工程类研究生的培养提供理论上的参考和建议。
一、 研究生自我培养的必要性和可行性
所谓研究生的自我培养,是指以研究生自身为教育主体,在自我意识的支配下,根据社会需求和自身发展的需要,发挥主体能动性作用,把自己作为教育的实施者和接受者,不断进行自我开发和自我教育,优化知识结构和能力水平,最终实现研究生阶段培养的目标,成为满足社会需求的科研工作者和技术工程师[4-5]。
研究生阶段教育的最大特点就在于研究生的自我培养和自我教育[6],这是由研究生阶段的培养目标决定的。研究生阶段教育的最终目的,是培养一批能够独立进行科研工作的科技工作者,以及能够在企事业技术岗位解决实际问题的技术工程师[7]。要想获得独立的科研能力和工程实践能力,就必须具备自主发现问题和解决问题的能力。而这些能力的培养,必须也只能通过自主科学研究和自主工程实践获得[8]。此外,是否具备基本的自主科研能力和工程实践能力,也一直是各高校衡量研究生培养质量的重要标准。部分高校甚至直接以这两项能力作为研究生毕业和获得硕士学位的基本条件[9]。因此,以培养自主科研能力和工程实践能力为目标进行自我培养,是研究生阶段教育的必然要求。
研究生阶段的学习和生活呈现出很大的自主性和独立性[10]。研究生导师在研究生教育过程中的定位,是科研工作上的指导者和合作者,并以此为基点,对研究生的学术道德和价值观进行引导[11]。除此之外,研究生自主把握工作和学习的各个阶段,有足够的时间和空间自主规划,自我学习,为研究生的自我培养提供了主体条件上的可行性。事实上,是否能够有效利用这种自主性,抓住机会进行自我培养,一直都是研究生培养成败的关键。
二、 土木工程类专业硕士研究生自我培养的目标和内容
土木工程类专业硕士研究生培养的最终目标,一是使研究生具备基本的科研能力,以满足业之后以一个独立的科研工作者的身份从事本专业科研工作的需要;二是具备一线的工程实践能力,以满足毕业之后从事结构设计或现场施工工作的需求;除此之外,还必须培养一定的人际交往能力。因此,具体而言,土木工程类专业硕士研究生应当着重在专业知识水平、基础科研能力和实践工作能力等三个方面进行自我培养。
(一)专业知识水平的培养和提高
具备深厚的专业基础,了解本专业的研究特点、研究方向以及基本理论和方法,是顺利开展研究生阶段学习和科研工作的前提条件,这也是研究生入学考试和面试衡量学生是否具备入学资格的重要标准。但是,随着近年来硕士研究生数量的迅速扩张,新入学研究生的专业知识水平并不能令人满意。以某校土木工程和防灾减灾工程专业硕士研究生的面试为例,一位面试教师提问了一个基本的结构力学问题,即力法基本方程的实质是力的平衡方程还是位移协调方程?就这么一个二选一的问题,参加面试的数十位学生回答正确的不到一半,绝大多数都是仅凭字面意思勉强回答甚至完全是瞎蒙胡猜。另一位教师提问地震烈度的概念,能将这一概念与地震震级区分开并解释清楚的更是寥寥无几。带着这样的专业基础知识开始研究生阶段的学习和研究,效果如何可想而知。
因此,研究生阶段自我培养的第一课,就是夯实专业基础,把本科阶段没有学好而研究生阶段又显然会用到的高等数学、结构力学、结构设计等课程查漏补缺,提高到本科毕业生应该有的水平。在此基础上,还要把研究生阶段开设的数学分析、有限元方法、结构动力学、弹塑性理论等专业基础课学好学透,为后续即将开展的科研工作做好准备。
除了课堂学习之外,研究生阶段的学习还应该包括一个很重要的方面,即自学能力的培养。与本科生阶段主要依靠教师传授专业基础知识、培养专业思维能力不同,研究生阶段最重要的是要学会如何发现问题和解决问题。当今时代是一个知识大爆炸的时代,是多种学科融汇交流的时代。研究生在开展科研工作的过程中,必然会遇到很多以前没有接触过的知识,甚至不同的专业和学科的知识。这就只能通过各种渠道查找资料,自我学习,不断积累,培养自我学习的能力和习惯,实现自我教育,最终解决所遇到的问题。而终身学习和自我教育,正是作为一名科研工作者所必须具备的基本素质之一。
(二) 基础科研能力的培养
一般而言,科研能力的根本是科学思维能力和科学研究方法,这也是研究生阶段需要着力培养的目标之一。所谓的科学思维能力,是指应用专业知识发现问题、研究问题和解决问题的科学思维方式。所谓科学研究方法,是指采用理论研究、试验验证、统计分析对科学问题进行研究的方法。科研能力的培养是一个抽象的潜移默化的过程。这就需要研究生集中精力,刻苦钻研,全身心地投入研究生阶段的研究和学习,一点一点地积累提高,最终实现科研能力的全面提升。
科研能力的培养包括很多方面,本文仅就开展科学研究所必须具备的一些基本工作能力进行深入讨论。这些基本工作能力一般包括办公软件的使用能力、专业软件的使用能力、文字表达能力和专业英语水平等。
办公软件的使用能力是进行一切文字工作的基础。在研究生进行开题报告、中期考核、毕业答辩的过程中,必然会用到以下软件:word、PowerPoint、Excel。这些软件看上去很常见,但很多本科毕业生都只停留在会打开、输入、关闭的水平,远远达不到研究生利用这些软件完成论文写作任务的目标。研究生阶段使用word,目标就是撰写论文。要做到会用word排版,正确处理标题、目录、图表、段落、参考文献等,按照要求写出格式规范、排版合理的毕业论文。PowerPoint是研究生用于做报告和答辩的必备软件,要求做出来的幻灯片界面美观,条理清楚,能准确无误地表达研究生的全部科研成果。Excel是一个功能强大的软件,科研论文所需数据的汇总和统计、图表的设计和制作都可以用它来完成。
专业软件的使用是当代研究生必须具备的能力之一。对于土木工程类专业的研究生来说,AutoCAD是最基本的制图工具,其重要性自不必多说。除此之外,还需要掌握本专业广泛使用的各种专业软件,如结构设计所需的Sap2000、理正工具箱,结构分析所需的ANSYS、ABAQUS,编程所需的Matlab等。当今时代,用专业软件解决问题已经成为科研工作的基本要求,不会使用这些基本的工作软件,就无法开展科研工作。
文字表达能力是研究生撰写论文和进行学术交流
必备的另一项能力,而这一点又恰恰是很多土木工程类专业研究生的短板。土木工程类专业一般属于纯工科专业,大部分学生从高中毕业后就很少接受文字表达能力的训练。特别是本科毕业做的是毕业设计,没有写过毕业论文,失去了一次重要的科技文献撰写能力的培养机会。造成的结果就是文字表现能力较差,往往需要走很多弯路才能达到撰写科技论文的水平。因此,土木工程类专业的硕士研究生需要在研究生学习阶段有意识地培养语言文字表达能力,特别是要熟悉和掌握撰写科技论文所需要的特有的客观理性的文字表述方式。
科研工作基本能力的第四个方面,是专业英语水平。阅读英文专业文献、用英语撰写论文是科研工作的基本需求。我国的英语教育从初中甚至从小学就开始,到研究生阶段至少经过了10年的学习,但实际的效果却并不能令人满意。很多研究生在写论文时用到英文题名和摘要,第一反应就是利用网络上的翻译软件。部分研究生论文的英文题名和英文摘要甚至是用翻译软件直接翻译一下就粘贴上去了,错漏百出,笑话满篇。因此,提高专业英语水平,是研究生阶段必须保质保量完成的一项重要学习任务。
(三)工作能力的培养
研究生阶段学习的最终目标是要进行工作实践,很多研究生一毕业就会进入设计和施工单位工作。因此,工作能力的培养也是研究生阶段自我培养的重要内容之一。
在研究生阶段培养实践工作能力具有得天独厚的优势。在这一时期,研究生是作为一个基本独立的科研工作者来完成自己的课题,与导师和其他同学是交流与合作的关系,因而攻读研究生的过程也就自然而然成为工作能力的培养过程。
对于研究生来说,工作能力包括科研能力、实践能力和工作素质等多个方面。其中科研能力和实践能力都需要在工作和学习中逐渐积累和培养。本文仅就个人工作素质进行简单探讨。
个人工作素质的第一点,是工作中的自我定位。工作是有分工的,在任何一项工作中,都会有人主导,有人配合,有人把控大局,有人执行细节。在工作中摆正自己的位置,是一切工作得以顺利完成的保证。如果人人各行其是,最终的结果必然是一事无成。研究生阶段的学习是研究生科研工作的起点,在后续的科研和实践工作中,都必须保持谦虚谨慎的态度,尊重导师,尊重身边的同学和同事,积极主动地向他们学习。只有这样,才能不断提高自己的水平,实现研究生阶段自我培养的目标。
个人工作素质的第二点,是要有责任心,勇于担当。做事情有始有终,是研究生应当持有的基本工作态度。接受任何工作任务之后,应该以积极主动的态度考虑如何保质保量地完成。遇到困难要学会利用学校和单位提供的各种资源积极解决,而不是稍遇挫折便打退堂鼓。最不可接受的态度是,稍遇困难不仅止步不前,还不积极与导师或上级沟通,工作任务搁置半个月甚至一两个月,直到再次被问起才告知遇到问题未能继续。这样消极负面的工作态度,在任何工作单位都是不能被容忍的,在研究生阶段必须绝对避免。研究生应珍惜和抓住研究生阶段学习的大好时机,培养优秀的工作素质,是研究生阶段自我培养的又一重要任务。
三、 土木工程类专业研究生自我培养的基本途径
成人教育土木工程专业的毕业设计质量总体来说较差,仅仅能达到或者勉强达到教学大纲的要求。存在的问题主要有:
1.理论水平低
与普通高校学生相比,成人教育学生理论学习的系统性和深度差距较大,理论分析能力不足[1]。一些学生选好设计题目后,不知如何开始设计;结构方案提出后,不知建模计算;建模计算后不知如何判断计算结果的准确性;在建模后将PKPM或GSCAD导出的施工图直接作为施工图,不知如何修改;该手算的地方不懂手算,致使计算书东拼西凑,毫无章法。
2.重视程度不够
成人教育的学生大概有两类:一类是跟全日制本科生类似的学生,另一类是已经工作的学生。前一类学生在做毕业设计的同时,面临着找工作的压力、考研的压力等,不能把全部心思放在提高毕业设计质量上。后一类已经工作的学生可能面临着工作、家庭的压力,更不能把全部心思放在毕业设计上。
3.教师精力不够,不够重视
毕业设计的质量与指导教师有很大的关系,毕业设计在确定选题、熟悉建筑图、初步设计到施工图设计的全过程,指导教师都应当发挥指导监督、点拨启发、促进提高等作用,但在现实中,指导教师却指导不到位,导致设计质量不高。对土木工程专业毕业生设计的指导不利,主要原因有(1)随着扩大招生规模使学生与教师的比例失调,教师完成繁重的日常教学任务已经不易,而对于要投入更多时间和精力的毕业设计指导工作,只能是应付而已;(2)由于毕业生人数的剧增,一些不具备指导毕业设计资格的年轻教师也被迫担当起指导教师的重任,其指导的质量和有效性就打了折扣;(3)部分教师对成人教育学生的毕业设计不够重视,认为只是其工作的一个附带品而已。
4.题目混乱
成人教育毕业设计课题的选取一直是一个值得探讨与商榷的问题,设计课题的选取各个学校不很统一,部分院校照搬全日制本科的毕业设计,在完成建筑施工图的基础上进行结构设计。但随着高校的扩招,生源的素质受到较大影响,而且开设的混凝土结构和结构抗震设计等课程课时相对本科课时偏少,理论授课时讲解深度不够,许多学生在做结构设计时出现做不下去的现象,教师在指导过程中也感觉非常吃力。
5.管理混乱
成人教育毕业设计检查标准与监督机制不健全或执行力度不够,学校在毕业设计管理方面尽管有相应的检查制度和评分标准,但仍然缺乏一种强有力的质量管理保障机制。主要表现在:对指导教师的约束力度不足,缺乏对毕业设计全过程的有效监控;缺乏对参加毕业设计指导教师的业务培训,导致指导教师专业水平不高,知识结构老化,无法准确把握毕业设计题目的广度和深度;对学生毕业设计无具体的质量要求和合理的成绩评定办法,或者为了让学生毕业和就业有意对毕业设计敷衍;缺乏有效的激励机制等。
二、建立毕业设计质量管理体系
提高毕业设计的质量是一个系统工程,我院针对成人教育土木工程专业毕业设计存在的问题和现状,就建立毕业设计质量管理体系进行了一些实践和探讨。
1.毕业设计与就业一体化模式
在进行毕业实习及相关课程实习时,提醒学生留意自己喜欢的工作和准备选择毕业设计课题,尽可能将毕业设计与学生的兴趣及工作联系起来,因材施教。对于学生找到工作或者需学生去实习的,尽可能将学生放到生产、设计单位去做毕业设计,直接参加实际工程施工、设计的毕业设计,但必须注意毕业设计的指导和管理,采取生产设计部门配备指导教师和学院教师指导的双导师制,负责学生在该单位的学习、生活等情况,及时和学校的指导教师联系。
2.多专业联合毕业设计
由学院的建筑学、土木工程、给排水和建筑设备专业选派教师和学生,组成设计小组,由建筑学专业提出建筑设计方案,土木工程专业的学生进行结构设计,给排水专业和建筑设备专业进行配套设计[2]。这一模式最大的优势在于能够使学生完成本科阶段毕业设计的同时,学会与其他专业的配合,这与设计院的工作模式是一致的,设计过程使学生的团队协作能力和专业协调能力得到有效锻炼,达到较好的设计效果。但是各个专业的设计时间安排便成了较大的难题,现在还处于初步探索阶段。
3.结合实际选择题目
毕业设计题目应有一定的深度和广度,使学生能在毕业设计的过程中综合应用所学的基础知识和专业知识[3]。要求指导教师多渠道采集课题,题目要做到与生产、科研、技术开发紧密结合,尽可能地反映本专业领域的发展水平和前沿动态,并不断更新题目。设计题目应全部来源于设计院、生产项目,结构类型包括现代常用的结构形式。为激发学生的设计兴趣和就业前景,我们采取了公布题目、双向选择、综合调控的做法,学生可根据自身条件、工作意向或兴趣自由选题,最后由毕业设计指导委员会根据学生的实际情况做宏观调控,尽可能使每个教师指导学生数相对平均。在学生人数增多,生师比扩大的情况下,预先给定设计方案图难以保证毕业设计做到一人一题。为此将给定设计方案图方法改为由学生根据设计题目要求自己完成方案设计,学生必须从方案比较的前期工作到施工可行性分析、实际经济指标考核都进行独立思考,还要了解相关工种的配合问题,这样在不同立意、构思下的方案真正做到了一人一题,通过毕业设计教学实践过程培养了学生运用已学的理论知识处理实际工程的能力,同时可以避免同学间相互抄袭现象。
4.加强师资队伍建设
建立一支工程设计经验丰富的指导教师队伍,这些教师应具有较高的学术水平,同时又是优秀的工程师,形成“双师”型教师[4]。可采取的措施有:(1)鼓励专业教师积极参加建设部等相关部委组织的执业资格考试,如注册结构师、注册建造师、注册监理师、注册造价师等,我院有半数以上教师具有上述证件;(2)要求教师积极参与工程实践,并把工程实践的成果纳入到教师考核体系;(3)聘请高水平的校外工程师或学院老教师与青年教师一起指导学生毕业设计,实行青年教师导师制,以老带新;(4)要求教师及时了解本学科的最新发展动态,经常查阅现行规范,不断更新自己的知识结构,拓宽视野。
5.“三阶段”质量监控体系
毕业设计前期阶段,要求选题具有真实性,严格审查指导教师的毕业设计任务书和学生的开题报告,明确任务和要求。中期指导阶段,强调及时到位,提倡校内外联合指导方式、优势互补,不仅要进行业务指导,更要教书育人,重点提高学生综合素质和工程能力。除指导教师对学生定期进行检查督促外,系里在毕业设计中期还将组织有关教师进行交叉检查,对学生毕业设计中出现的问题迅速反馈给指导教师,及时调整解决。后期总结答辩阶段,坚持能力要求与毕业设计答辩标准的统一,采取聘任教师评阅制度,严格毕业答辩资格审查和毕业答辩考核。
6.坚持答辩与成绩评定
坚持二级答辩形式:系级答辩和院级答辩,根据学生的工作能力、工作态度、设计质量等方面综合评分。系级答辩采取小组答辩形式,实行预审制度,即参加小组答辩的学生毕业设计须经过指导教师和评阅人双重同意。院级答辩、学院答辩采取公开答辩形式,组成学院学术委员会,参加的是小组答辩成绩前15%者和对小组答辩成绩有异议的学生。毕业设计成绩由指导教师、评阅人和答辩成绩三部分组成,比例分别为30%、30%和40%。对于小组答辩前15%的学生参加学院答辩,成绩再为优秀,才能获得优秀毕业设计。对于小组答辩成绩不及格者,坚持推迟再答辩甚至推迟毕业。在毕业设计答辩结束后,组织学院学术委员会组对毕业设计进行检查,给出质量评估意见,全体教师开会总结,指出不足和需要改进之处,使毕业设计教学质量逐年提高。
成人教育土木工程专业的毕业设计质量总体来说较差,仅仅能达到或者勉强达到教学大纲的要求。存在的问题主要有:
1.理论水平低
与普通高校学生相比,成人教育学生理论学习的系统性和深度差距较大,理论分析能力不足[1]。一些学生选好设计题目后,不知如何开始设计;结构方案提出后,不知建模计算;建模计算后不知如何判断计算结果的准确性;在建模后将PKPM或GSCAD导出的施工图直接作为施工图,不知如何修改;该手算的地方不懂手算,致使计算书东拼西凑,毫无章法。
2.重视程度不够
成人教育的学生大概有两类:一类是跟全日制本科生类似的学生,另一类是已经工作的学生。前一类学生在做毕业设计的同时,面临着找工作的压力、考研的压力等,不能把全部心思放在提高毕业设计质量上。后一类已经工作的学生可能面临着工作、家庭的压力,更不能把全部心思放在毕业设计上。
3.教师精力不够,不够重视
毕业设计的质量与指导教师有很大的关系,毕业设计在确定选题、熟悉建筑图、初步设计到施工图设计的全过程,指导教师都应当发挥指导监督、点拨启发、促进提高等作用,但在现实中,指导教师却指导不到位,导致设计质量不高。对土木工程专业毕业生设计的指导不利,主要原因有(1)随着扩大招生规模使学生与教师的比例失调,教师完成繁重的日常教学任务已经不易,而对于要投入更多时间和精力的毕业设计指导工作,只能是应付而已;(2)由于毕业生人数的剧增,一些不具备指导毕业设计资格的年轻教师也被迫担当起指导教师的重任,其指导的质量和有效性就打了折扣;(3)部分教师对成人教育学生的毕业设计不够重视,认为只是其工作的一个附带品而已。
4.题目混乱
成人教育毕业设计课题的选取一直是一个值得探讨与商榷的问题,设计课题的选取各个学校不很统一,部分院校照搬全日制本科的毕业设计,在完成建筑施工图的基础上进行结构设计。但随着高校的扩招,生源的素质受到较大影响,而且开设的混凝土结构和结构抗震设计等课程课时相对本科课时偏少,理论授课时讲解深度不够,许多学生在做结构设计时出现做不下去的现象,教师在指导过程中也感觉非常吃力。
5.管理混乱
成人教育毕业设计检查标准与监督机制不健全或执行力度不够,学校在毕业设计管理方面尽管有相应的检查制度和评分标准,但仍然缺乏一种强有力的质量管理保障机制。主要表现在:对指导教师的约束力度不足,缺乏对毕业设计全过程的有效监控;缺乏对参加毕业设计指导教师的业务培训,导致指导教师专业水平不高,知识结构老化,无法准确把握毕业设计题目的广度和深度;对学生毕业设计无具体的质量要求和合理的成绩评定办法,或者为了让学生毕业和就业有意对毕业设计敷衍;缺乏有效的激励机制等。
二、建立毕业设计质量管理体系
提高毕业设计的质量是一个系统工程,我院针对成人教育土木工程专业毕业设计存在的问题和现状,就建立毕业设计质量管理体系进行了一些实践和探讨。
1.毕业设计与就业一体化模式
在进行毕业实习及相关课程实习时,提醒学生留意自己喜欢的工作和准备选择毕业设计课题,尽可能将毕业设计与学生的兴趣及工作联系起来,因材施教。对于学生找到工作或者需学生去实习的,尽可能将学生放到生产、设计单位去做毕业设计,直接参加实际工程施工、设计的毕业设计,但必须注意毕业设计的指导和管理,采取生产设计部门配备指导教师和学院教师指导的双导师制,负责学生在该单位的学习、生活等情况,及时和学校的指导教师联系。
2.多专业联合毕业设计
由学院的建筑学、土木工程、给排水和建筑设备专业选派教师和学生,组成设计小组,由建筑学专业提出建筑设计方案,土木工程专业的学生进行结构设计,给排水专业和建筑设备专业进行配套设计[2]。这一模式最大的优势在于能够使学生完成本科阶段毕业设计的同时,学会与其他专业的配合,这与设计院的工作模式是一致的,设计过程使学生的团队协作能力和专业协调能力得到有效锻炼,达到较好的设计效果。但是各个专业的设计时间安排便成了较大的难题,现在还处于初步探索阶段。
3.结合实际选择题目
毕业设计题目应有一定的深度和广度,使学生能在毕业设计的过程中综合应用所学的基础知识和专业知识[3]。要求指导教师多渠道采集课题,题目要做到与生产、科研、技术开发紧密结合,尽可能地反映本专业领域的发展水平和前沿动态,并不断更新题目。设计题目应全部来源于设计院、生产项目,结构类型包括现代常用的结构形式。为激发学生的设计兴趣和就业前景,我们采取了公布题目、双向选择、综合调控的做法,学生可根据自身条件、工作意向或兴趣自由选题,最后由毕业设计指导委员会根据学生的实际情况做宏观调控,尽可能使每个教师指导学生数相对平均。在学生人数增多,生师比扩大的情况下,预先给定设计方案图难以保证毕业设计做到一人一题。为此将给定设计方案图方法改为由学生根据设计题目要求自己完成方案设计,学生必须从方案比较的前期工作到施工可行性分析、实际经济指标考核都进行独立思考,还要了解相关工种的配合问题,这样在不同立意、构思下的方案真正做到了一人一题,通过毕业设计教学实践过程培养了学生运用已学的理论知识处理实际工程的能力,同时可以避免同学间相互抄袭现象。
4.加强师资队伍建设
建立一支工程设计经验丰富的指导教师队伍,这些教师应具有较高的学术水平,同时又是优秀的工程师,形成“双师”型教师[4]。可采取的措施有:(1)鼓励专业教师积极参加建设部等相关部委组织的执业资格考试,如注册结构师、注册建造师、注册监理师、注册造价师等,我院有半数以上教师具有上述证件;(2)要求教师积极参与工程实践,并把工程实践的成果纳入到教师考核体系;(3)聘请高水平的校外工程师或学院老教师与青年教师一起指导学生毕业设计,实行青年教师导师制,以老带新;(4)要求教师及时了解本学科的最新发展动态,经常查阅现行规范,不断更新自己的知识结构,拓宽视野。
5.“三阶段”质量监控体系
毕业设计前期阶段,要求选题具有真实性,严格审查指导教师的毕业设计任务书和学生的开题报告,明确任务和要求。中期指导阶段,强调及时到位,提倡校内外联合指导方式、优势互补,不仅要进行业务指导,更要教书育人,重点提高学生综合素质和工程能力。除指导教师对学生定期进行检查督促外,系里在毕业设计中期还将组织有关教师进行交叉检查,对学生毕业设计中出现的问题迅速反馈给指导教师,及时调整解决。后期总结答辩阶段,坚持能力要求与毕业设计答辩标准的统一,采取聘任教师评阅制度,严格毕业答辩资格审查和毕业答辩考核。
6.坚持答辩与成绩评定
坚持二级答辩形式:系级答辩和院级答辩,根据学生的工作能力、工作态度、设计质量等方面综合评分。系级答辩采取小组答辩形式,实行预审制度,即参加小组答辩的学生毕业设计须经过指导教师和评阅人双重同意。院级答辩、学院答辩采取公开答辩形式,组成学院学术委员会,参加的是小组答辩成绩前15%者和对小组答辩成绩有异议的学生。毕业设计成绩由指导教师、评阅人和答辩成绩三部分组成,比例分别为30%、30%和40%。对于小组答辩前15%的学生参加学院答辩,成绩再为优秀,才能获得优秀毕业设计。对于小组答辩成绩不及格者,坚持推迟再答辩甚至推迟毕业。在毕业设计答辩结束后,组织学院学术委员会组对毕业设计进行检查,给出质量评估意见,全体教师开会总结,指出不足和需要改进之处,使毕业设计教学质量逐年提高。
关键词:道桥;毕业设计;问题;措施
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)26-0005-02
道路与桥梁工程(简称道桥)方向是土木工程专业分设的一个重要专业方向,就我校而言,该方向每年毕业生基本保持4个班级大约120人的数量。作为实践教学关键环节的道桥毕业设计,是对学生大学期间所学知识的复习、综合、运用和提高的重要训练阶段,同时也是培养学生独立思考、开拓创新能力和团队配合能力的关键环节。做好毕业设计既有利于提高高校本科教学质量,也有利于提高毕业生的个人能力和在就业市场里的竞争力,故改善毕业设计中存在的一系列突出问题就变得非常迫切和有意义。
一、道桥方向毕业设计中存在的突出问题
(一)组织与管理方面存在的问题
1.缺少工程资料造成的选题单一或者选题不当。大部分毕业设计的题目是由指导老师找题目,学生来做,这样使学生丧失了主动性,加之学生素质和能力参差不齐,对部分学生来说,命题可能过于简单,而对另一部分学生来说又可能做起来很有难度[1]。由于缺少工程资料或者工程资料老旧,指导老师能给出的图纸等往往会不多,缺少新意,这样学生做起来既与当代工程实际相脱节[1-2],也造成了不少学生相互参考、成果雷同的现象。
2.组织者因各种原因没有投入充足的时间。由于学生多,指导老师较少,师生比例较小,一般情况下一个指导老师要同时指导10多个学生,加之很多老师同时面临着上课、科研、兼职辅导员或班主任以及评定职称等压力,所以就不可避免地会出现指导时间不足的缺陷。
3.考核评定方法不够科学严谨。毕业设计考核评定方法过于程式化,一般来说都会分为开题、中期和答辩三个阶段,这看起来还算比较合理,但实际运用中,往往存在三期脱节的现象,即开题后,学生思想很容易放松、拖沓,转眼中期即至,许多人还没有像样的成果可以报告,而中期后,又有很多学生面临找工作和考研复试等事情,所以到了答辩往往是应付了事。看似有用的三期汇报,其实并没有起到真正的监督作用。而在给予考核成绩时,都是以优、良、中等、及格和不及格来断定,其中老师的主观判断和个人感情有时会影响打分,学生则大多并不清楚成绩划分优良的判别标准。
4.软件等客观因素。对道桥方向的学生来说,设计时经常会用到一些专业设计软件,比如纬地、桥梁博士等。从头开始学习新软件需要一段时间,另外因这些软件版本大都是学生在网上自行下载的破解版,因与系统存在不兼容问题只有少部分学生才能安装上,且输出的设计图表显示不规范,需要大量的修改和后期处理工作。更严重的是,使用盗版软件将会面临被追究侵权的法律责任。
(二)执行者方面存在的问题
1.对指导老师的依赖性太强。这可能也是我国学生从小面临的问题,学习与否,怎样学习,都是老师教出来的,缺乏主观能动性,很少有学生主动提出选题方案或想法,都是在等老师的组织和安排,汇报则像考试一样突击和应付的情况严重。一旦老师不给出图纸或者下一步的思路,则停滞不前或消极对待[3]。
2.资料准备不足,专业课程实践的综合应用能力差。有些学生平时成绩还可以,到毕业设计综合运用的时候却往往缺少思路,无从下手。这说明学生的知识面不够,创新思维受到限制,而对学过的各门专业课程又不能灵活地综合运用,所以造成实际分析和解决问题的能力薄弱,又因为没有施工经验而对计算模型和实际模型之间的转化的施工方法、结构要求及规范等不够熟悉和了解[4]。很多学生查阅资料的能力不足,往往找不到适合自己的文献材料,不能很好地利用学校数字图书馆及文本文献,这些都一定程度地影响了设计图表完成和说明书编制等环节的进度。
3.设计内容多而不精,工作量偏大。本校道桥方向毕业设计时间一般安排为13周,虽然看似设计时间充足,但道桥方向毕业设计任务书要求内容较多,主要包括:确定选题方向、方案选择、方案设计及软件出图、计算书编制、专题设计、专业文献翻译、汇集材料答辩等,应该说,整个过程的工作量较大,不少学生因此感到时间仓促,以至部分学生的毕业设计质量不理想。
4.执行者的个人因素。毕业设计的持续时间段一般为3月份到6月份,而这段时间往往也是未落实就业单位的应届毕业生找工作的繁忙阶段,要参加大小招聘会、面试等,考上研的学生也在该期间准备及参加研究生复试,实际真正用来做毕业设计的时间又被压缩掉几周。再者,因为一学期的设计时间基本全由学生自由支配,学生不能够很好地把握设计进度并按照开题时拟定的进度按时完成,往往前松后紧,指导教师进行阶段性检查前再临时突击进度。
二、解决措施
(一)组织管理方面的措施
1.与施工单位结合,努力克服选题不当或单一。选题对毕业设计来说无疑代表着一个好的开始,选题一定不能仓促,对于组织者来说,应该鼓励学生加强与企业、施工单位的联系,多与工程实践相结合,题目不用太大,可以仅完成工程项目的分支,这样,真题真做,再由施工方管理人员给予实际施工指导。这对于即将毕业的道桥方向学生来说具有很重要的意义,这无疑是书本知识和实际施工的有利结合,为他们走向工作岗位打下了基础。
2.组织者时间上的保证。毕业设计期间,组织者应以指导学生毕业设计为主要任务,一定要统筹安排好自己的时间,不要让过多的其他任务影响了自己在时间上对学生及时辅导的保障。其他任务可提前在毕业设计之前或者之后来集中完成,必要时应增加指导教师的人数。
3.量化考核成绩,减少主观因素的影响。考核成绩应针对设计题目的难易有区别地对待,比如对不同难度的题目分别给出最高分数的限制,或者首先针对不同难度的题目给出一个权衡指数,最后的成绩与权衡指数相乘来确定最终分数。这一点非常重要,既可以提高自主选题的主动性,也使学生对自己的成绩由来有一个清楚的认识,并且还对“都能及格”这一大众化消极观点给予了强有力的回击,真正做到客观、公正。
4.做好软件准备等后勤保障工作。组织者应加强与学院或学校方面的联系,由学院或学校牵头,对经常用到的毕业设计软件应尽量提供正版,或者期限较长的试用版,再由专业人员进行安装指导,对于无法满足提供正版或长期试用版的软件,要由组织者经试用后把最优版本提供给学生使用,必要时应提供安装等方面的指导。
(二)执行者方面采取的措施
1.加强文献检索能力和资料查找能力,对所学内容灵活运用。对于即将踏上工作岗位或新的学习研究阶段的毕业生来说,四年来他们所学的内容也许并不少,但具体运用能力还没有得到锻炼,当然,这也与缺少工程实践有关,而学习实践之余,学生不爱动脑、得过且过的缺点也暴露无疑,且缺少专业知识的延伸,对于相关文献资料的查找能力有限,在遇到困难时往往找不到解决途径。此时,我们可以借鉴研究生阶段的方法,由指导老师加以引导,对所学专业知识进行综合,并由组织者或已经成为师哥师姐的研究生在实践工作和文献查找等方面进行专题指导,以此提高学生的检索技能和知识运用能力。
2.进行时间优化和设计内容优化。对于已具规模的较大的毕业设计,在第七学期末这一阶段,提前交给学生设计任务书或图纸,对于自主命题的学生提前给出选题标准和要求,这样就有效延长了毕业设计的寿命,使大的综合设计题目得以较为细致地完成,并有利于在施工单位做设计的同学提前确定好设计方向,可不必要对大规模工程做整体设计,而是进行切块设计。
3.执行者个人时间的灵活掌握。对于要找工作和考研复试的同学,应及早做好时间上的安排,而不能以任何理由来应付和消极对待毕业设计,这就需要每个执行者对自己的时间做出及早的安排,督促自己把时间限定在计划内,既不影响毕业设计进程,也不影响其他必要的时间安排。
三、结语
道桥方向毕业设计是对学生收集设计资料、制定方案、计算绘图、编写设计文件等方面能力的一次全面锻炼,每一个大四学生都应该认真对待这实战练兵般的毕业设计,每一个指导老师都应当切实对自己指导的学生负好责任。目前阶段遇到的问题,应当及时采取应对措施,以期提高毕业设计质量,全面提高毕业生的综合素质和能力。
参考文献:
[1]郑鑫,解恒燕.提高土木工程专业毕业设计质量的研究与实践[J].赤峰学院学报:自然科学版,2010,26(7):178-179.
[2]张国芳.土建类专业本科学生毕业设计过程管理探析[J].襄樊学院学报,2007,28(8):86-88.
[3]石志晓,田鲁.土木工程专业本科毕业设计教学改革与实践[J].高教论谈,2010,(7):61-62,88.