楊艷敏， 郭靳時， 王 勃

(吉林建筑大學(xué)，吉林 長春 130118)

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戴明循環(huán)在結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)質(zhì)量管理中的應(yīng)用

楊艷敏， 郭靳時， 王 勃

(吉林建筑大學(xué)，吉林 長春 130118)

結(jié)合教學(xué)實踐，綜合分析了土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)改革亟待解決的問題，并將現(xiàn)代化質(zhì)量管理方法——戴明循環(huán)法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)改革中。通過提煉結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)質(zhì)量的主要影響因素，加強(qiáng)在計劃、實施、檢查和處理等各環(huán)節(jié)的過程管理，總結(jié)了應(yīng)用戴明循環(huán)理論在結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)改革工作中的具體應(yīng)用及取得的成效。隨著循環(huán)往復(fù)次數(shù)的增加，不斷提升了結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)水平，充分發(fā)揮了結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)改革在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用，使整個實驗教學(xué)質(zhì)量管理形成良性循環(huán)，全面推進(jìn)了土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)改革。

PDCA循環(huán)； 結(jié)構(gòu)實驗； 教學(xué)質(zhì)量； 創(chuàng)新能力

0 引 言

目前，我國土木工程專業(yè)學(xué)生的工程訓(xùn)練普遍不足，工程素質(zhì)有待提高，即：能力在工程領(lǐng)域的重要性沒有充分的體現(xiàn)，所學(xué)知識缺乏系統(tǒng)性、完整性，對學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合能力的培養(yǎng)重視不夠。因此，通過對土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)實驗課程改革，提升結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)水平、突出土木工程特色是教改的一項重要舉措。

戴明循環(huán)又稱“PDCA循環(huán)”，PDCA循環(huán)是質(zhì)量管理中非常重要的理論之一，在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]。通過計劃(P)、實施(D)、檢查(C)、改進(jìn)(A)的不斷循環(huán)，從制定計劃到實現(xiàn)計劃以質(zhì)量提高為目的的循環(huán)過程，以持續(xù)改進(jìn)為理念的質(zhì)量管理模式，并被逐步引入到教學(xué)質(zhì)量管理[2]。這種以持續(xù)改進(jìn)為理念的質(zhì)量管理模式，對提高結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)質(zhì)量效果明顯。

1 PDCA循環(huán)在結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 P階段(計劃)

對影響結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)質(zhì)量的諸多因素進(jìn)行分析，計劃解決以下亟待改進(jìn)的問題。

(1) 實驗項目內(nèi)容單一。與其他高校類似，我校開設(shè)了受彎構(gòu)件鋼筋混凝土梁正、斜截面破壞實驗，內(nèi)容相對單一，而且僅采用手算，缺乏對相關(guān)應(yīng)用軟件的訓(xùn)練。根據(jù)本課程的特點，這種單一類型訓(xùn)練與實際工程相距甚遠(yuǎn)。

(2) 授課時間安排不科學(xué)。我?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理、砌體結(jié)構(gòu)及相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)在第5學(xué)期，而結(jié)構(gòu)實驗課程安排在第7學(xué)期，時間間隔1年，不利于鞏固、深化所學(xué)的理論知識，課程安排不科學(xué)。

(3) 人員分組不合理。過去的混凝土梁實驗以班級為單位，1個班級試驗1片梁，未進(jìn)行人員分組。試驗時，由于人員較多，只有少數(shù)人員參與，多數(shù)只是處于觀摩狀態(tài)，限制了學(xué)習(xí)的積極性與主動性。

(4) 實驗裝置功能單一。創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)實驗項目很大程度上依賴于實驗裝置。結(jié)構(gòu)實驗室原有的實驗裝置功能單一，可擴(kuò)展性差，缺乏開展自主創(chuàng)新型實驗項目所需的多功能加載裝置。

(5) 教材缺少案例。目前，結(jié)構(gòu)實驗教材的理論內(nèi)容枯燥，缺乏相應(yīng)的工程案例，理論和實踐脫節(jié)，課前預(yù)習(xí)時學(xué)生無法從書本上獲得感性認(rèn)識，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。

1.2 D階段(執(zhí)行)

針對P階段存在的問題，鎖定改革創(chuàng)新重點[3]，實施改進(jìn)措施。

(1) 通過創(chuàng)新性實驗、訓(xùn)練項目、創(chuàng)新競賽活動、科學(xué)研究項目、社會創(chuàng)新實踐等環(huán)節(jié)凝練實驗教學(xué)項目，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。在教學(xué)組織方面注重基礎(chǔ)性、層次性、自主性、開放性[4]。結(jié)合吉林省建筑結(jié)構(gòu)抗震示范中心項目，增加了振動臺實驗，以木結(jié)構(gòu)作為實驗對象，通過不同的激勵方式，測試結(jié)構(gòu)的抗震性能。同時，學(xué)生也可以走進(jìn)木屋親自體驗地震荷載的作用；在受彎構(gòu)件破壞性實驗基礎(chǔ)上，為拓寬學(xué)生的知識面，增加了鋼筋混凝土偏心受壓柱的受壓性能實驗[5]，通過自主設(shè)計、自主施工、自主實驗，加強(qiáng)了學(xué)生對受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件的深入理解。而且現(xiàn)代土木工程人才應(yīng)具備實踐—理論—計算相結(jié)合的知識結(jié)構(gòu)[6]。因此，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計必須采用手算、電算兩種方式，避免學(xué)生走向社會盲目應(yīng)用軟件；注重從實際工程與科研項目中凝練實驗內(nèi)容，并轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)項目。如：現(xiàn)階段工程投訴案件中，鋼筋位置及保護(hù)層厚度不滿足規(guī)范要求占投訴比例非常大，因此，結(jié)合工程實際增加了鋼筋位置及混凝土保護(hù)層厚度測定的無損檢測項目；再如：目前常用的加固方法為碳纖維加固，在課外實踐環(huán)節(jié)大膽嘗試，利用上屆學(xué)生試驗的局部破壞的偏心柱進(jìn)行加固，然后進(jìn)行靜載試驗。學(xué)生通過對碳纖維加固理論、加固方法的學(xué)習(xí)與實踐，對其它加固方法觸類旁通。碳纖維加固組圖見圖1。

局部已破損試件鑿毛、清洗

先用細(xì)石混凝土修補(bǔ)

工人演示補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)

學(xué)生親自操作

加固后進(jìn)行荷載試驗

補(bǔ)強(qiáng)后破壞情況

(2)實驗教學(xué)安排應(yīng)具有連續(xù)性和科學(xué)性[7]，制訂完善的實驗組織和運作體系。以修訂新的培養(yǎng)方案為契機(jī)，由于相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課第5學(xué)期已基本結(jié)束，將結(jié)構(gòu)實驗由原來的第7學(xué)期調(diào)整為第6學(xué)期，同時避開了大四學(xué)生就業(yè)及考研時間點，以達(dá)到最好的教學(xué)效果。通過獨立設(shè)置實驗課，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性和系統(tǒng)性，在理論課程開始且加載試驗前1個月進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼筋下料、綁筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)等工作，試件制作1個月后方可進(jìn)行試驗，以確保混凝土達(dá)到強(qiáng)度再進(jìn)行靜載實驗。

(3)近幾年，為達(dá)到預(yù)期的教學(xué)質(zhì)量要求，做到人員分組，偏心受壓柱實驗每組5～8人。內(nèi)容分組，從截面尺寸、混凝土強(qiáng)度、破壞形式不同進(jìn)行分組。每組實驗人員分工明確，加載、讀數(shù)、觀察裂縫、記錄等等，充分調(diào)動了所有學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)生提供個性化培養(yǎng)空間奠定基礎(chǔ)，實驗報告也避免了雷同。

(4)開發(fā)了多套結(jié)構(gòu)實驗加載裝置，設(shè)計和開發(fā)綜合性實驗的鋼模和實驗裝置共計34個，其中舊式的四柱反力架既可拆分為2個又可以合并，每個上面附有電動機(jī)，橫梁可自由升降，為學(xué)生創(chuàng)新型實驗提供了前提保障。自主研發(fā)的四連桿加載裝置通過附屬連接件可做K型節(jié)點實驗，該裝置的研制成功很好地體現(xiàn)了“集約”的教學(xué)理念[8]。部分研發(fā)裝置見圖2。

自主研發(fā)的四連桿加載裝置自主設(shè)計的地震模擬振動臺自主改造的反力架

圖2 自主研發(fā)、設(shè)計、改造的實驗裝置

(5)打破傳統(tǒng)的教材編寫體系，讓學(xué)生在形象思維中完成學(xué)習(xí)和實現(xiàn)工程能力提升[9]。近幾年，結(jié)合行業(yè)實際及突出基于土建背景的土木工程專業(yè)實驗教學(xué)特色，自編教材3部。自編特色教材附有注冊師執(zhí)業(yè)資格模擬習(xí)題，均為選擇題，每節(jié)課結(jié)束前5min，與學(xué)生共同完成，培養(yǎng)了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。并附有學(xué)生喜聞樂見的國內(nèi)外專業(yè)知名人士介紹，還增加了學(xué)科前沿內(nèi)容，另附有與規(guī)范相關(guān)的附表及實驗報告等。在教材中增加了教學(xué)課件中教師親自參與的多個工程實例，提高了教材的趣味性，并有利于學(xué)生課后復(fù)習(xí)。在實驗教學(xué)中，整個實驗過程的感性認(rèn)識對于初次接觸實驗課的學(xué)生來說至關(guān)重要，因此，除理論課件外，對近些年的實驗教學(xué)成果進(jìn)行整合，制作實驗多媒體課件3個，再現(xiàn)了鋼筋混凝土梁正、斜截面共6種破壞形式，偏心受壓柱3種受壓破壞試驗以及一些創(chuàng)新型實驗與基礎(chǔ)試驗等多個典型的實驗項目的試驗過程。

1.3 C階段(檢查)

經(jīng)過近5年的不斷改進(jìn)與循環(huán)，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。本循環(huán)取得以下成效：

(1)通過PDCA循環(huán)，促進(jìn)了實驗教學(xué)體系的改革，完善了教學(xué)的內(nèi)涵建設(shè)。2013年重新修訂了人才培養(yǎng)方案，并對教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)、教學(xué)方法以及教學(xué)手段進(jìn)行改革，以“突出創(chuàng)新，強(qiáng)化實踐”為核心[10]，全面付諸實施，效果良好。

(2)通過結(jié)構(gòu)實驗驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計模型的受力合理性，我校土木工程學(xué)生在省內(nèi)及全國“大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽”、“全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽”中，多次獲得優(yōu)異成績。

(3)緊密的校企合作是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的前提條件，也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑[11-12]。我校學(xué)生配合省內(nèi)科研機(jī)構(gòu)完成的科研項目，獲得了委托方的高度評價與認(rèn)可；結(jié)合社會服務(wù)項目，學(xué)生參與實際工程檢測，創(chuàng)新實踐能力得以大幅度提升。學(xué)生參與完成的論文、項目為其就業(yè)提供優(yōu)勢，就業(yè)率及考研率得到大幅度提升。

(4)實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基地、實施科技創(chuàng)新的搖籃、踐行社會服務(wù)的窗口[13]。隨著我校實驗室建設(shè)的投入，規(guī)模、效益和水平都有顯著提高，實驗教學(xué)條件的改善加速了結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)質(zhì)量改革的進(jìn)程。雖然成效顯著，但存在的下列問題應(yīng)予以高度重視：

(1)目前開設(shè)的實驗項目其構(gòu)件受力形式單一。

(2)在實驗課件中，部分有視頻片段，但無錄音。

(3)實驗室的開放共享不到位、學(xué)生自主實驗?zāi)芰θ杂写岣摺?/p>

1.4 A階段(處理階段)

根據(jù)C階段的檢查，總結(jié)這一次循環(huán)尚未解決的問題，并將它們轉(zhuǎn)到下一次循環(huán)中。

(1)目前開設(shè)的實驗項目其構(gòu)件受力形式主要以單一的軸力、彎曲、剪切等形式為主，下一個循環(huán)擬擴(kuò)展為空間鋼結(jié)構(gòu)體系，并研究其結(jié)構(gòu)抗震性能。

(2)實驗課件需做進(jìn)一步的改進(jìn)，典型的實驗項目錄制成實驗教學(xué)片，增加錄音，從而提高結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)效果。

(3)以新建校區(qū)為契機(jī)，我校土木工程實驗中心是結(jié)合土木工程學(xué)科特點、人才培養(yǎng)目標(biāo)、著眼于未來學(xué)科發(fā)展水平、社會服務(wù)功能等統(tǒng)籌布局而建設(shè)的創(chuàng)新實驗平臺，構(gòu)建了技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備一流的實驗教學(xué)環(huán)境[14]，可以實現(xiàn)實驗室開放共享，通過構(gòu)建不同的研究方向，提升學(xué)生自主實驗?zāi)芰Α?/p>

2 結(jié) 語

綜上所述，以PDCA循環(huán)為研究方法，周而復(fù)始、循環(huán)不停，大環(huán)帶小環(huán)，小環(huán)保大環(huán)，循環(huán)前進(jìn)、階梯上升[15]，使計劃、實施、檢查和處理等各環(huán)節(jié)的控制達(dá)到科學(xué)化的管理水平，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)工作有的放矢，有始有終，并通過循環(huán)規(guī)則不斷發(fā)現(xiàn)問題，使結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)質(zhì)量不斷提高，并形成一個良性循環(huán)，效果良好。

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The Application of Deming Cycle in Teaching Quality Management of Structural Experiment

YANGYan-min，GUOJin-shi，WANGBo

(Jilin Jianzhu University， Changchun 130118, China)

Combining with teaching practice, this paper analyzed in detail a few urgent problems in the innovation of the structure of experimental teaching in civil engineering. The method of modern quality management-the PDCA cycle theory is applied to the innovation of the structure of experiment teaching. Through refining the major influencing factors of the quality of the structure of experimental teaching，strengthening the process management of the plan，operation，checking and so on，we elaborated on the specific application and the effects of the PDCA cycle theory in the innovation of the structure of experiment teaching. With the increase of cycling times，the level of the structure of the experimental teaching is rising. The reform has given full play to the important role of the innovation of the structure of experimental teaching in cultivating innovative talents，and makes further comprehensively improvement on the innovation of the structure of experimental teaching in civil engineering speciality.

PDCA cycle； structural experiment； teaching quality； creative ability

2014-02-24

吉林省教育廳研究項目(2010年，2012年)；吉林建筑工程學(xué)院質(zhì)量工程項目(2011-10)

楊艷敏(1969-)，女，吉林長春人，碩士，教授，主要從事教學(xué)、科研工作。Tel.：13104458811；E-mail 282872984@qq.com

TB 114.33;G 642.0

A

1006-7167(2015)01-0193-03