土木工程类设计教学方式探索

土木工程类设计教学方式探索 课程设计、毕业设计等实践教学环节为建筑工程专业 的大学生工程素质的培养提供了一个良好的训练平台，发挥 好工程训练在高等教育中的作用。教师在课程设计教学环节 中必须注重对学生工程素质的培养如培养学生利用文献资 料的能力、独立获取知识的能力、分析问题解决问题的能力 等。在课程设计中，教师指导学生利用图书检索、网络等途 径查找资料，充分利用各种资源了解学科基本知识和动态， 了解国内外同类技术发展趋势。通过充分的知识准备过程， 学生养成调查研究、搜集资料的习惯，调动和发挥他们的主 观能动性，激发其积极动脑思考。如民用建筑课程设计（如 住宅设计）任务布置后，要求学生在网上收集住宅平面图， 利用业余时间参观校区周围新建和在建的住宅小区，阅读相 关建筑设计规范如民用建筑设计通则、住宅建筑设计规范 等，在大量知识积累的基础上，鼓励学生进行方案构思。在 课程设计过程中，当学生遇到问题的时候，老师不是直接给 出答案，而是引导学生思考和分析问题，培养学生独立解决 问题的能力。在整个课程设计教学中，当学生出现畏难情绪 的时候，教师应该多多鼓励，激励学生战胜困难的信心。 计算机作为现代技术的有力手段，它的作用越来越重 要。计算机运用能力也是工程素质的一个重要方面，在课程 设计教学过程中，除了必要的手算和手绘图的过程，多设置 学生运用计算机完成课程设计步骤的环节，如房屋建筑学课 程设计要求学生用Autocad画图，熟悉Autocad软件；钢筋 混凝土课程设计和钢结构课程设计适当要求学生应用PkPm 或Sap等结构计算软件进行计算，并将计算机计算结果与手 算结果进行比较分析；在施工组织与概预算课程设计中适当 要求学生应用概预算常用软件进行计算。要在课程设计过程 中重视对学生工程素质的培养，教师自身的工程意识和工程 素养也很重要。我国高等工科院校部分中青年教师毕业后直 接留校，没有在企业实际工作的经历，缺乏现代工程意识和 工程素养，对结构工程设计和施工过程不熟悉。这些教师在 指导学生实践能力训练时自然底气不足，必然影响到对学生 实践能力的培养。因此，高校教师自身也应该多与设计单位 和施工单位交流合作，对新技术新方法有一定的了解，在布 置课程设计任务时紧密联系实际工程，并将实际工程背景介 绍给学生，激发学生完成课程设计的兴趣。教师只有不断提 高自身的工程意识和工程素养才能在教学工作中理论联系 实际，取得好的教学效果。 课程设计内容的整合与优化 目前大多数高校的课程设计都是在对应的理论课程完 成后进行，内容通常是按该门课程设计指导教师规定的形式 和要求完成，与其他课程设计没有相关性。这种设计形式使 学生缺乏对工程项目全过程的认识，从立项、基本资料查找、 方案的比较等前期工作，建筑、结构施工图的完成，到施工 可行性分析、实际经济指标考核等后期工作没有形成一个整 体的概念，不利于学生综合实践能力的培养。设计内容指导 老师往往做了比较详细的规定，而不是让学生比较并选择合 理的结构型式，如钢筋混凝土楼盖结构设计要求只能是单向 板肋梁楼盖，这种方式不利于培养学生的创新精神和解决工 程实际问题的能力。为了让学生对工程项目形成一个整体的 认识，在课程设计教学中可以采用一体化的课程设计题目， 并针对实际项目进行课程设计，设计过程围绕工程项目实施 展开。教师应到设计院广泛收集工程设计资料，结合实际的 民用建筑工程和单层工业厂房，编制课程设计题目，达到理 论与实际相结合的目的。教研室统一组织，各门课程设计指 导教师协同讨论，使每个学生的课程设计题目整体化，即建 筑、结构、施工等相关课程设计依托一个大题目，编制一套 完整的土木工程专业建筑结构方向课程设计任务书，其中既 有总体要求和目标，也有分阶段、分课程实施的具体内容和 要求。课程设计任务书统一下达，然后分阶段完成各门子课 程设计内容，当所有专业课程的课程设计完成后，一个系统 的工程项目设计也完成了，如图1为单层工业厂房课程设计 内容，将几门课程设计内容整合到一个单体设计中。在房屋 建筑学课程设计阶段，即将编制好的整套课程设计任务书发 给学生，给学生介绍主要专业课及相关课程设计，各门课程 设计之间的关系。学生通过课程设计能获得过程体验，实现 对专业知识的融会贯通，从而获得解决实际问题的能力和综 合应用能力。课程设计的指导教师不应将课程设计的内容定 得太具体，这样就失去了 “设计”的意义，学生的课程设计 成果也会千篇一律。如在进行钢筋混凝土现浇楼盖课程设计 时，要求学生选用民用建筑设计中的某一层楼盖或某一部分 楼盖进行设计（见图1）,不要限定采用单向板或双向板，楼 盖面层可以按照学生在民用建筑课程设计里设计的做法确 定，混凝土等级和钢筋等级可以让学生根据楼盖荷载和跨度 自己选用。在课程设计过程中，学生应该是主角，老师只是 配角。 提早布置课程设计题目，灵活安排时间 课程设计往往与理论课程教学相对应，如“民用建筑 房屋课程设计”与“房屋建筑学”这门课程对应，“钢筋混 凝土楼盖课程设计”与“钢筋混凝土结构基本原理”这门课 程对应。课程设计一般是在相应课程完成后进行，安排在期 末，时间只有一至两周。期末考试多，很多学生牺牲课程设 计时间去复习应付考试，原本安排了一周时间的课程设计可 能就用3至4天时间草草完成，课程设计训练效果不好。如 果提早布置课程设计任务，在对应课程开始不久后就布置课 程设计任务，将课程设计贯穿于整个课程教学过程中，学生 可以根据自己的时间合理安排，而且学生也可以根据理论课 程教学内容及时完成部分课程设计内容。如民用建筑课程设 计可以在房屋建筑学这门课程讲授完建筑平面设计后布置 课程设计任务，让学生收集资料并构思楼层平面方案；在学 习完屋顶那一章节后可以要学生完成课程设计的屋面方案 设计部分；在学习完楼梯那一章节后安排学生完成课程设计 的剖面方案设计等，这样在理论课程学习结束后，课程设计 的方案部分已经初步完成，而且同步理论教学过程，加强了 理论教学效果，在期末的课程设计周里学生进一步完善方案 设计并完成施工图设计。通过提早布置课程设计题目的方 法，学生在对应理论课程的教学过程中就开始为课程设计做 准备，方便学生灵活安排时间，提高课程设计教学效果。 指导方式多样化 课程设计指导方式可以由指导教师到教室答疑这种单 一的指导方式，改为集中讲课、个别答疑和网上指导相结合 的方式。课程设计阶段教师不可能每堂课都在教室里指导， 但可以通过网络或手机短信及时帮学生解决问题。在整个课 程设计指导过程中，教师不只是简单地回答学生提出的问 题，而是“实时地”对计算或绘图中一些共性问题和难点问 题进行集中讲解，对一些容易出现错误或混淆不清的地方给 予提示。根据多年的教学经验发现，课程设计指导的“实时 性”非常重要，对问题讲解过早，学生不重视且容易忘记， 讲解过晚，学生已经做完，应该注意的问题没有注意，只有 当学生做课程设计过程中遇到问题的时候及时讲解，才能取 得最好效果。有条件的情况下，课程设计指导可以由校内指 导老师与设计院或施工单位的工程师联合起来进行，聘请设 计院的工程师在课程设计之前结合实际工程给学生做报告； 鼓励学生自己走出去，去学校附近设计院请