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關鍵詞過程分析;土木專業;本科畢業設計/論文
教育部在“關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知”①中指出:“畢業設計(論文)是實現培養目標的重要教學環節。畢業設計(論文)在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面,具有不可替代的作用,是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現,是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。”近年來,針對土木專業本科生畢業設計/論文階段“時間短,任務重;不安定因素相對集中”的特點和難點,國內各高校對于本科畢業設計(論文)教學加大了改革和創新的力度。②③④本文作者從事土木專業教學、研究生和本科生學位論文指導多年,積累了大量成功的方法和經驗。為適應我國高等教育的內在要求和大連理工大學提出的“精英教育”目標,貫徹“土木專業本科生畢業設計/論文指導工作方法”,提出了基于“過程培養”的土木專業本科生畢業論文指導模式,具有較好的實踐效果和創新意義。
1“過程培養”模式的特色
高等教育要著力培養學生創造性思維,終極目的是培育創造型新人才。為此,結合當前的教育背景和形式,改革傳統的畢業論文指導模式和手段勢在必行。本教學模式的特色即在于把畢業論文指導工作的重點放在“過程培養”上,目標是提高學生的“綜合科研能力”。結合畢業論文教學環節的特點,以最有效的方法,完成本科生由理論知識型行向實踐能力型人才的轉化,完成“理論與實踐的”完美結合。首先,只有在正確的方法論的指導下,才能制定科學可行的實施方案,進而才可能產生可靠的實施成果。本文采用先進的“過程工程學”分析方法,⑤⑥對本科畢業論文的全過程進行“駐點”分析,并探索各“駐點”的關聯性。其次,教學模式的改革實質就是“教”與“學”有機結合為一體,這一點,在畢業論文環節顯得尤為突出。如何充分引發學生的熱情和興趣、調動其的主觀能動性,積極主動、全神貫注的投入到課題中。以教師的誘導、啟發為方向,最終達到對人才培養由知識型向能力型的轉化,實現“理論與實踐相結合”的根本目標。第三,教學成果的總結及效果的評價對教學質量及效果的確認至關重要。申請者首先總結了歷年本科生畢業論文知道的經驗和教訓,從中提煉的理念和方法;同時,“他山之石,可以為玉”,本課題亦廣泛了解了國、內外有代表性的高校的相關專業在本科生畢業論文(設計)環節教學模式,充分研究各校特色,吸收先進的教學理念,吸取優質的教學素材,借鑒科學的教學方法和技術手段,用以補充完善本課題的實施方案,提升自我整體水平。進而探索本教學環節與精英教育相適應的教學模式和教學方法,將我校“精英教育”基本綱略的實施落在實處。
2本科生畢業論文教學環節全過程駐點分析
針對在畢業論文環節提高學生科學研究能力的問題,結合作者多年的教學實踐經驗與土木專業本科生畢業論文階段的特點,采用先進的“過程工程學”分析方法,對本科畢業論文的全過程進行“駐點”分析(如圖1所示),將本科生畢業論文全過程確定為五個駐點,即選題與查閱文獻、研究方案制定與實施、試驗數據采集及分析、論文撰寫及成果深化、答辯。該駐點是畢業論文的第一個環節,“過程訓練”的開端。好的開始是成功的一半。本“模式”所強調的全過程的學生參與,首先就是選題需要學生的參與,要充分考慮學生的特點和興趣。指導教師由于還有較重的教學和科研任務,不能全程地陪同學生的實驗研究,學生應是實驗工作的主體,教師僅起輔助的導向作用。學生對所做課題感興趣,他們通常能做到積極地去查文獻、用心地去設計實驗方案、認真地去做實驗,實驗出現問題,他們也會想方設法去加以解決,這樣學生往往能高質量地完成研究工作。反之,學生在心理上就有抵觸情緒、在工作態度處于消極狀態,被動完成任務,論文水平尚得不到保證,談何科研能力的培養和提高?因此,本課題實施中,指導教師應提供多個題目,采取自愿選題的原則,盡量讓學生選擇自己喜歡的課題,指導教師與學生充分溝通,亦可對課題的工作方向做適當的修正,共同確定任務書的內容,使論文質量能在現有條件下達到較高的水準。駐點2:研究方案制定與實施。學會運用文獻制定研究方案和進度計劃,是科研能力的重要方面,是獨立從事科研活動的基本素質之一。學生通過第一階段的文獻分析,充分了解所研究問題領域的發展現狀和研究水平,通過對比分析,尋求、借鑒擬研究問題的解決方法;在此過程中,學生大量參考文獻及相關標準規程,以確定正確合理的試驗方法,制定嚴密科學、切實可行的研究方案和合理的進度計劃。由于這一環節的工作質量直接影響論文工作的深度和質量,因此,指導教師要給予相對較多的關注和指導,幫助學生在研究方案細節的制定上力求科學、準確、可行;方案實施中以學生為主體,鼓勵他們勤動腦、多動手,積極解決實施過程中出現的各種學術及非學術問題。駐點3:試驗數據采集及分析。本階段著重培養學生客觀、實事求是的科學態度,訓練規范、縝密的思維習慣;學會尊重客觀規律,戒除急于求成和主觀臆斷的大忌。熟悉專業常規操作、培養實驗技能,提升發現問題、解決問題的實踐能力。這個環節中,指導教師不僅要指導學生掌握基本的數據處理和分析方法,更應在一定的高度上,采用適當的形式(如組會討論),啟發學生對實驗結果進行科學系統的討論和思考,不斷提升他們凝練科學問題、進行對比分析、舉一反三的科研能力。駐點4:論文撰寫及成果深化。相對于前三個階段,本階段重在對研究成果的深化分析,著重培養學生綜合的運用所學理論知識解釋試驗現象,提升論文工作的理論水平,避免“實驗報告”式畢業論文的出現。指導教師應鼓勵、啟發學生做更多、更深入的理論分析,而不是圖省事地取而代之,淪為“重使用輕培養”、“重結果輕過程”的反面典型。駐點5:答辯。這是全過程分析的最后一個駐點。無論從形式還是內容,都是具有重要意義的一個環節。采用規范的論文評閱和答辯形式,對于提升論文質量,完成最后的升華至關重要。本課題組成員均具有多年的相關工作經驗,學生論文經由課題組指導老師之外的兩名其他老師實質性的評閱,給出具體評閱意見,并由學生經修改后再進行答辯。答辯采用PPT講述方式,全面考察學生在論文過程中的工作質量。
3實施效果
2012-2015年,作者針對選題與查閱文獻、研究方案制定與實施、試驗數據采集及分析、論文撰寫及成果深化答辯五個駐點的具體內容,將“過程培養”模式的理念和方法實施運用到大連理工大學土木專業本科畢業論文指導的具體工作中——所指導的土木專業本科畢業生陳×(2012年)、李×(2013年)、白××(2014年)等同學,在論文過程及畢業答辯中表現突出,畢業論文成績均為“優”。特別是陳×(2012年)同學,不僅獲得2012年大連理工大學優秀本科生畢業論文,并于論文期間在學術期刊上發表了與其論文工作相關的學術論文,科研能力得到了全面的鍛煉和提升。實踐表明,該方法對于全面提高本科生的科研素質和創新能力,確實是行之有效的。因此,作者認為,應繼續深入探索研究、并在在更大范圍內推廣基于“過程培養”的創新型土木專業本科生畢業論文指導模式。
4結語
關鍵詞:畢業論文;指導課程;土木工程
基金項目:江西科技學院校級教改課題“基于CIDO模式下《土木工程材料》課程教學改革研究”(編號:JY1504)。
1 前言
畢業論文是土木工程專業學生大學本科教育過程的最后一個環節,是對大學四年所學專業課程的全面總結,也是對之前各個教學的繼續深化與拓寬[1]。畢業論文的完成情況不僅能反映出每個學生專業知識的掌握情況、科研思維的方法、寫作水平的高下,也能折射出學校教育教學的質量和水平[2]。但是,在目前高校的教學實踐中,大量的畢業設計出現雷同情況,學生的能力培養欠缺,出現大批畢業生面臨就業壓力,而設計、施工單位卻尋覓不到合適人才的狀況。
針對此種情況,本文從土木工程專業本科畢業論文存在問題及如何提高土木工程專業本科畢業論文質量兩方面加以分析,為進一步提高《畢業論文指導》課程教學質量提供參考。
2 土木工程專業畢業設計存在問題
2.1 選題單一或脫離實際
題目決定畢業設計的內容,課程概念多、實踐性強。但土木工程學院學生畢業論文題目大多集中在鋼筋混凝土框架結構,預應力簡支T梁上部結構設計,或者輔以施工組織設計,沉降觀測等。而鋼筋混凝土框架結構又以3-4層多層框架結構為主。主要是因為畢業設計要求本科生結合4年所學專業知識,所以基本以手算為主。而結構又必須考慮地震荷載作用下的內力計算,只有底部剪力法可通過手算完成。反應譜振型分解法及時程分析法均需靠電腦才能完成。只有框架結構屬于剪切變形為主,符合底部剪力法的適用條件。所以這也就是畢業設計以框架結構設計為主的原因。
2.2 大多數學生專業知識沒學好,畢業設計難于入手
學生基本都是根據教師提供的任務書進行結構設計并繪制施工圖。但很多學生建筑圖紙部分就耗費大量時間。后面的結構布置已經喪失信心,能簡便則簡便。
至于結構設計中的重難點,學生往往更難把握。樓板設計及次梁設計屬畢業設計的次要內容。水平荷載及豎向荷載作用下內力計算是畢業設計的重點。很多學生往往對力學基礎課程掌握不扎實,對于彎矩二次分配法的應用更是無從下手。
同時,荷載效應組合及梁柱截面設計通常是畢業設計的難點。如果學生能堅持手算到最后,那么內力組合也就會通過請教與自學來完成此次畢業設計任務。
2.3 施工圖紙不符合現行規范標準
很多學生在進行冗長的手算完成后,往往還是對自己所做的論文題目缺乏清晰的思路。所以圖紙也只是仿造同學的圖紙,修改開間進深的尺寸及配筋。其中有很多不合規范之處。而畢業設計質量的關鍵就在于圖紙的質量。
2.4 指導教師水平有待提高
指導教師的專業知識水平、論文指導能力直接影響本科畢業論文工作,從指導選題、寫作到答辯,指導教師的作用至關重要。選題是畢業設計的源頭,畢業論文水平的高低直接取決于選題方向。但現在許多指導教師給的選題方向偏大、任務過重,還存在偏難,或者與專業不對口的問題,超出本科生畢業設計能力水平。加之指導教師本身教學與科研任務繁重,無法分擔太多精力指導學生,學生自己在摸索過程中容易犯錯,致使學生在畢業設計寫作過程中與指導教師溝通不暢或者教師指導不力的情況發生。
3 土木工程專業畢業設計改革建議
3.1 選題多元化。
根據指導老師的課題研究方向或是工程實際項目,或者參考學生畢業實習崗位,制定與之相適應的畢業設計題目,盡可能真題真做。同時題目難易程度也應適中,能夠體現目前研究發展的主要方向及前沿問題,能夠對學生知識面有所擴充。
3.2 嚴格要求學生并認真指導
畢業答辯前對學生進行預答辯,或者階段性審查。及時發現學生畢業設計中的問題并督促其整改。對檢查不過關或是預答辯不過關的學生,推遲其答辯時間或是取消答辯資格,整體學風起到殺一儆百的作用。
同時,指導老師也應加強督促,并定期追蹤指導學生畢業設計進展情況。如果所帶學生數較多,還應集中指導所有學生,并合理規劃各學生進度。對設計能力較強的同學,可要求更嚴格后期準備推優。對進度較慢的同學加強檢查力度,加大檢查頻率。主要教會學生理清設計思路,運用正確的設計理論及設計方法,教會學生學會參考規范及查閱相關資料能力。
3.3 參考國家標準規范制圖
國家分別制定了《建筑設計制圖標準》及《結構設計制圖標準》,很多按自己制圖習慣繪圖的習慣應督促其整改。甚至有些同學動手能力較弱,對計算機的操作能力尚欠缺。教師不可能手把手進行指導,應充分發揮組員團隊合作能力,采取幫扶政策,引導動手能力較強的同學幫助動手能力較弱的同學。
4 結論
目前,大學畢業生流行“畢業就失業”,主要是學生在大學四年沒有學會解決實際問題的能力及創新能力。很多學生大學四年混混沌沌、迷迷茫茫中度過,平時課堂也難以集中注意力。教師應及時發現學生優勢,并鼓勵學生深層探究,大力培養學生創新能力,解決實際問題能力及合作交流能力。這樣學生才能在畢業前的3年里學有所獲,不至于畢業設計無從下手。
本文主要從3方面闡述了目前土木工程本科畢業設計所存在的問題,并提出了相應的整改建議。畢業設計是體現學生綜合能力的最后環節,也 學校本科評估的主要支撐材料,學校及學生均應引起重視,并提高畢業設計完成質量。
參考文獻
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[6] 歐孝奪.基寬口徑土木工程專業畢業設計(論文)的實踐與探索[J],廣西大學學報,2005(30),16~19.
畢業論文是教學環節中很重要的一個部分,是考察學生綜合使用所學理論知識的一個應用能力,發現和解決問題的能力也得到了重要體現。比如土木工程專業的學生,就能獲得在施工單位從方案環節到施工的整個過程的鍛煉,然后把這些理論和實踐都融匯到土木工程畢業論文中去。
通過畢業設計這一重要的教學環節,培養土木工程專業本科畢業生正確的理論聯系實際的工作作風,嚴肅認真的科學態度。 畢業設計要求我們在指導老師的指導下,獨立系統的完成一項工程設計,解決與之有關的所有問題,熟悉相關設計規范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法,具有實踐性、綜合性強的顯著特點。因此畢業設計對于培養學生初步的科學研究能力,提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。
在完成本次畢業設計過程中,我們需要運用感性和理性知識去把握整個建筑的處理,這其中就包括建筑外觀和結構兩個方面。還需要我們更好的了解國內外建筑設計的發展的歷史、現狀及趨勢,更多的關注這方面的學術動態,以及我們在以后的土木工程專業發展的方向。同時積極、獨立的完成本次畢業設計也是為今后的實際工作做出的必要的準備。
1.1研究現狀:
土木工程是建造各類工程設施的科學,技術和工程的總稱。土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌,因而土木工程也就成為社會歷史發展的見證之一。土木工程在我國可以分為:建筑工程、橋梁工程、公路和城市道路工程、鐵路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、給水和排水工程、環境工程。作為土木工程專業的學生,深知土木工程設計范圍之廣,以及和社會生活聯系之密切。我們在校只是學習了土木工程這一個小的分支并且著重學習了工民建部分。工民建方面就結構布置部分有以下幾種結構:框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、板柱-剪力墻結構、框架-支撐結構、筒體結構、框架-核心筒結構、巨型結構等等。
就此次的設計題目,以及結合任務書所給定的各項條件,選擇了框架結構比較合理并且切合實際。
1.2發展趨勢:
框架結構由梁柱構成,構件截面較小,因此框架結構的承載力和剛度都較低,它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,樓層越高,水平位移越慢,高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力,這時,現澆樓面也作為梁共同工作的,裝配整體式樓面的作用則不考慮,框架結構的墻體是填充墻,起圍護和分隔作用,框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間,可提供較大的使用空間,也可構成豐富多變的立面造型。國外多用鋼為框架材料,而國內主要為鋼筋混凝土框架,框架結構可通過合理的設計,使之具有良好的延性,成為“延性框架”,在地震作用下,這種延性框架具有良好的抗震性能。
[1]鋼筋混凝土多層框架結構作為一種常用的結構形式, 具有傳力明確、結構布置靈活、抗震性和整體性好的優點, 目前已被廣泛地應用于各類多層的工業與民用建筑中。隨著社會的發展,多層框架結構的建筑越來越多了。但隨著結構高度增加,水平作用使得框架底部梁柱構件的彎矩和剪力顯著增加,從而導致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,將給建筑平面布置和空間處理帶來困難,影響建筑空間的正常使用,在材料用量和造價方面也趨于不合理。框架結構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工,效率較高,工程質量較好。
[2]框架結構房屋的布置應對稱、均勻,減小抗側剛度中與水平荷載合力作用線的距離,減小結構重心和剛度中心之間的距離,以減小結構發生的扭轉。由于框架構件截面較小,抗側剛度較小,在強震作用下結構整移和層間位移都較大,容易產生震害。此外,非結構性破壞如填充墻、建筑裝修和設備管道等破壞較嚴重。因而其主要適用于非抗震區和層數較少的建筑,抗震設計的框架結構除需加強梁、柱和節點的抗震措施外,還需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等,以避免框架變形過大時填充墻的破壞。框架結構是柔性結構,有水平位移,房屋的總水平位移越大,人的感覺越不舒服,而層間位移會影響建筑物的裝修和隔墻開裂,因而對這兩種水平位移進行限,這樣在設計中要增大房屋的抗側剛度。在框架結構的抗震設計中,柱頂、柱底、梁端易出現裂縫。
[3]作為一座辦公樓設計,在設計之前作為設計者必須深入實際,調查研究,了解其所屬位置地理、經濟條件。而作為本課題中框架結構的辦公樓,必須整體設計、大門入口設計要體現行政辦公特征。設計要滿足室內水、電、暖、訊、消防、抗震等配套設計要求。因此必須察看相應的規范、標準等。
1.3研究方法:
框架是典型的桿件體系,近似計算的方法很多,工程中最實用的是力矩分配法及D值法,前者多用于豎向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
這些方法的使用都作了以下幾點的假定:
[1]忽略粱,柱軸向變形及剪切變形。
[2]桿件為等截面(等剛度),以桿件軸線作為框架計算軸線。
[3]在豎向荷載下結構的側移很小,因此在做豎向荷載下計算時,假定結構無側移。
1.4應用領域:
框架結構可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。框架鋼結構常用于大跨度的公共建筑、多層工業廠房和一些特殊用途的建筑物中,如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機庫、停車場、輕工業車間等。
2、課題任務、重點研究內容、實現途徑
本次畢業設計任務包括三個部分:建筑設計,結構設計和施工組織設計。
2.1建筑設計
2.1.1設計任務
根據設計任務書要求完成建筑平面、剖面及立面設計;根據相應的建筑設計規范并結合實際情況初步確定預設建筑物的平面形狀,立面外觀,側面外觀,單層平面尺寸,以及建筑物的層數;由功能分區的相關原則初步確定建筑物各部分的功能,最終初步確定出建筑設計部分的輪廓。
2.1.2設計成果:
(一)總平面圖:1:500要求標明建筑物位置、道路、綠化、標高、朝向等。
(二)平面圖:1:100或1:200平面圖應標明各房間名稱,固定設備布置。
1.底層平面圖:標注三道尺寸,注標高。
2.標準層平面圖:標注三道尺寸,注標高。
3.頂層平面圖:標注兩道尺寸,注標高。
(三)剖面圖:比例1:100或1:200(一個)
要求剖到樓梯,標注層高、樓梯平臺、屋頂、室內外地坪標高、標注兩道尺寸(門窗洞口、層高)。
(四)立面圖:比例1:100或1:200(二至三個)
1.入口立面
2.側立面或背立面
標注三道尺寸(墻段及洞口、層高、總高),標明室內外地坪標高,屋頂標高。
(五)節點詳圖:(二至三個)比例自定
(六)設計簡要說明:
1.建筑總平面及概況。
2.方案特點及主要建筑技術措施。
3.防火設計簡要說明。
(七)主要技術經濟指標
1.總用地面積
2.總建筑面積
3.建筑密度(底層建筑面積/總用地面積)
4.容積率(總建筑面積/總用地面積)
5.綠地率(綠地面積/總用地面積)
2.1.3進度安排
第1周:講解建筑設計基本原理、建筑設計基本步驟,了解并掌握辦公建筑基本設計知識。完成“一草”。
第2周:深入方案,細化初步設計,為結構設計提供必要的條件。完成“二草”。
第3周:結構設計完成之后,完成施工圖設計。
2.2結構設計
2.2.1設計任務
根據建筑設計方案及設計原始資料,選擇結構體系,布置結構構件,進行結構內力分析,確定構件配筋,繪制結構施工圖。
2.2.2設計內容和步驟
1.根據房屋基本情況確定結構設計基本參數
2.進行結構平面布置
3.手算一榀框架,并用計算機程序PK復核
4.使用PMCAD,建立結構整體計算模型,用SATWE進行結構空間分析與設計
5.設計一部現澆板式樓梯
6.基礎設計
7.整理計算書,繪制結構施工圖