安 麗 媛

(南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，江蘇 南京 211156)

基于工程實(shí)踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程教學(xué)探索

安 麗 媛

(南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，江蘇 南京 211156)

針對結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程內(nèi)容繁雜、邏輯性差、綜合性強(qiáng)以及應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，分析了該課程在教學(xué)過程中存在的問題，并從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革，對學(xué)生應(yīng)具備的基本理論知識，實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。

結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計課程，教學(xué)，改革，素質(zhì)

0 引言

隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在建筑工程設(shè)計領(lǐng)域的不斷發(fā)展，逐漸涌現(xiàn)出各類計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design，簡稱CAD)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計逐漸從手算階段進(jìn)入到電算時代。其中，PKPM軟件具有適合國情、自主研發(fā)、操作簡便等特點(diǎn)，逐漸成為國內(nèi)建筑工程界應(yīng)用最廣，用戶最多的一套計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)。

本科高等院校的土木工程專業(yè)，大多開設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程，該課程是聯(lián)系理論知識與工程實(shí)踐的橋梁，具有綜合性、實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。其宗旨在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生具備對各種錯綜復(fù)雜因素的綜合分析能力和解決工程實(shí)際問題的能力[1]。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程在土木工程培養(yǎng)計劃中占有重要地位。

1 課程特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程以PKPM系列軟件為研究對象，由軟件操作訓(xùn)練、結(jié)果綜合分析和施工圖繪制三部分組成[2]。軟件操作訓(xùn)練屬于基本技能范疇，要求學(xué)生熟練運(yùn)用PMCAD模塊的各項(xiàng)操作命令，掌握結(jié)構(gòu)建模的基本內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計；結(jié)果綜合分析屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化范疇，主要介紹參數(shù)的設(shè)置、計算結(jié)果的分析與調(diào)整，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已有知識解決實(shí)際工程問題的能力；施工圖繪制屬于工程素質(zhì)范疇，著重培養(yǎng)學(xué)生讀圖、識圖能力，正確繪制結(jié)構(gòu)施工圖，并重視構(gòu)造措施。綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程作為一門理論知識與工程實(shí)踐并重的課程，具有如下特點(diǎn)：

1)課程內(nèi)容繁雜，邏輯性差。PKPM軟件課程具有操作命令多、參數(shù)設(shè)置多、計算假定多、構(gòu)造要求多等特點(diǎn)。特別是參數(shù)設(shè)置部分，其系統(tǒng)性、邏輯性較一般理論課程差，涉及規(guī)范條文多，需要緊緊抓住“建立模型是前提，計算分析是關(guān)鍵，出施工圖是結(jié)果”這條主線進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織。

2)學(xué)科交叉融合，綜合性強(qiáng)。PKPM軟件課程基于結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程，涉及多學(xué)科知識，也是畢業(yè)設(shè)計的重要內(nèi)容。該課程在提升學(xué)生的操作能力、分析能力、實(shí)踐能力等方面起著重要作用，是培養(yǎng)工程實(shí)踐人才綜合素質(zhì)的重要內(nèi)容。

3)來源工程實(shí)踐，應(yīng)用性強(qiáng)。PKPM軟件課程在教學(xué)方面?zhèn)戎赜趯I(yè)技術(shù)教育，在應(yīng)用上與行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)、最新規(guī)范相接軌，與工程實(shí)踐密不可分。無論土木工程專業(yè)學(xué)生將從事何種工作，其關(guān)鍵就在于掌握各種結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理和優(yōu)化，具備基本的識圖繪圖能力。

2 主要問題

土木工程專業(yè)的理論教學(xué)，通常采用傳統(tǒng)的講授法，對學(xué)生進(jìn)行滿堂灌的單向注入式教學(xué)。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生處于被動地位，生搬硬套，缺乏理解，教學(xué)僅停留在基本操作命令使用的初級層面上，不夠深入，難以形成清晰的工程認(rèn)知。

實(shí)際上，結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力及綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)以學(xué)生未來職業(yè)活動為導(dǎo)向，基于實(shí)際工程進(jìn)行課程教學(xué)。然而，由于經(jīng)典教材較少，對結(jié)合工程實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié)的重視程度不夠，以致理論教學(xué)內(nèi)容落后，針對性和適用性較差。除此之外，還存在學(xué)生自學(xué)能力較差，依賴性強(qiáng)，缺乏獨(dú)立思考、解決問題的能力；強(qiáng)調(diào)基本操作訓(xùn)練而弱化結(jié)構(gòu)概念設(shè)計；重視計算配筋而忽略結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施；識圖繪圖能力薄弱，欠缺基本工程素養(yǎng)；設(shè)計過程中重視手算過程而疏于PKPM電算調(diào)整等問題。

3 改革措施

根據(jù)當(dāng)代社會對高素質(zhì)應(yīng)用型工程實(shí)踐人才的現(xiàn)實(shí)需要，結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程，積極搭建學(xué)科交叉融合的大平臺，具體改革措施如下。

3.1 多元化教學(xué)，培養(yǎng)自學(xué)能力

PKPM軟件的課堂教學(xué)中，以提高教學(xué)效果為宗旨，傳統(tǒng)教學(xué)方式和現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段相結(jié)合，采取多元化教學(xué)方式。針對結(jié)構(gòu)建模內(nèi)容，通過教師演示操作，學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)并通過動手操作練習(xí)的方式；針對參數(shù)設(shè)置內(nèi)容，結(jié)合規(guī)范條文，采用板書教學(xué)，通過教師演示推導(dǎo)相關(guān)內(nèi)容，給學(xué)生時間以便理解掌握；針對施工圖繪制內(nèi)容，訓(xùn)練學(xué)生的識圖讀圖能力，結(jié)合實(shí)際工程結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行講解。

隨著知識更新不斷加快，單純依靠有限的課堂實(shí)踐難以達(dá)到教學(xué)要求，這就需要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。多元化教學(xué)方式相結(jié)合，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性，靈活運(yùn)用所學(xué)知識，解決工程中的實(shí)際問題，避免學(xué)生思維疲勞，達(dá)到良好的教學(xué)效果。其學(xué)習(xí)效果顯著加強(qiáng)，遠(yuǎn)非單向注入式教學(xué)所能比的。

3.2 重視概念設(shè)計與構(gòu)造措施

所謂概念設(shè)計，一般不進(jìn)行數(shù)值計算，而是綜合運(yùn)用力學(xué)關(guān)系、材料性能、施工工藝、破壞機(jī)理、地震震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)等，形成基本的設(shè)計原則，宏觀控制建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和細(xì)部構(gòu)造措施[3，4]。構(gòu)造措施，作為計算假定的保證，則是計算中忽略某個因素或某項(xiàng)內(nèi)容的彌補(bǔ)和補(bǔ)充，一般是針對難以計算的內(nèi)容作出強(qiáng)制性規(guī)定。

在PKPM軟件課程的授課過程中，應(yīng)充分重視概念設(shè)計與構(gòu)造措施。針對結(jié)構(gòu)布置、尺寸估算及參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容，根據(jù)先修專業(yè)課程，結(jié)合相關(guān)的國家現(xiàn)行規(guī)范、圖集，增強(qiáng)學(xué)生對整體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，加深學(xué)生對規(guī)范條文、圖集內(nèi)容的理解，使學(xué)生從結(jié)構(gòu)的整體層面掌握設(shè)計原則，合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，選取構(gòu)件尺寸，優(yōu)化參數(shù)設(shè)置，最終達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，融會貫通的教學(xué)目標(biāo)。

3.3 結(jié)合實(shí)例，訓(xùn)練識圖繪圖能力

建筑工程界，圖紙是工程技術(shù)人員交流溝通的語言文字，而識圖繪圖能力是培養(yǎng)工程實(shí)踐人才綜合素質(zhì)的基本教學(xué)任務(wù)。傳統(tǒng)理論學(xué)習(xí)中，往往存在重視計算能力而忽略繪圖能力培養(yǎng)。尤其是工作以后，無論是從事施工、設(shè)計還是監(jiān)理工作，識圖能力薄弱將導(dǎo)致部分學(xué)生無法較快勝任本職工作。

PKPM課程通過選擇難易適宜、工作量和內(nèi)容覆蓋面相近的實(shí)際工程的一部分作為設(shè)計題目，其主要目的和任務(wù)是掌握結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行設(shè)計的基本流程，理論與實(shí)踐性相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生正確、熟練運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、手冊、各種標(biāo)準(zhǔn)圖集及參考書等資料的能力，提高學(xué)生結(jié)構(gòu)施工圖的識圖繪圖等方面的能力，建立建筑工程師責(zé)任意識，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。

3.4 側(cè)重綜合能力的考核

從傳統(tǒng)課程考核方法來看，采用閉卷考試方法來評價學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程的掌握程度，過于主觀和片面，不利于工程實(shí)踐能力和綜合工程素質(zhì)的培養(yǎng)。但是單一的上機(jī)操作方式，又會使學(xué)生過于側(cè)重命令的操作，而忽略理論知識的掌握。

隨著PKPM教學(xué)改革的深入，考核方式更應(yīng)注重綜合能力的考查，故采取閉卷考試和上機(jī)操作相結(jié)合。其中，筆試主要考察學(xué)生對設(shè)計流程、基本理論和規(guī)范規(guī)程的掌握程度，機(jī)試主要檢驗(yàn)學(xué)生對軟件的熟練程度和基本操作技能，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)快速完成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工圖繪制，并能夠進(jìn)行初步優(yōu)化[5]。實(shí)踐證明，這種考核方式，既客觀的考查了學(xué)生總體知識和技能的掌握情況，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，多層次、多角度、全方位地考核學(xué)生對知識的掌握、運(yùn)用能力。

4 結(jié)語

結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程作為土木工程專業(yè)課程之一，既有很強(qiáng)的理論背景，又與工程實(shí)踐密切相關(guān)，體現(xiàn)了適用性和實(shí)踐性。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程教學(xué)改革的不斷深入和探索，培養(yǎng)具有一定的理論基礎(chǔ)、寬厚的專業(yè)知識和良好的實(shí)踐能力，獲得工程師的基本訓(xùn)練，能勝任相應(yīng)工作，具有較強(qiáng)的責(zé)任意識、創(chuàng)新能力、自學(xué)能力的工程實(shí)踐人才，逐步做到教學(xué)相長，共同提高，不斷完善。

[1] 李文雄.PKPM軟件應(yīng)用課程教學(xué)目標(biāo)與方式探討[J].山西建筑,2011,37(15):249-250.

[2] 王 娜,靳元峻.PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程教學(xué)方法的探討[J].河北廣播電視大學(xué)學(xué)報,2006,11(3):46- 47.

[3] 胡尚瑜,覃荷瑛.融合結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的建筑結(jié)構(gòu)PKPM軟件課程教學(xué)探索[J].高教論壇,2014,4(4):68-69.

[4] 吳曉春.結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計[J].山西建筑,2006,32(15):60-61.

[5] 趙海燕,趙 軍,聞玉輝.PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程教學(xué)探討[J].價值工程,2011,30(1):283-284.

Teaching exploration of structural design software based on engineering practice

An Liyuan

(JinchengCollege,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronaustic,Nanjing211156,China)

According to the features of the structural design software courses with complicated contents, weakness in logic, emphasis on comprehensiveness and high application, the paper analyzes some problems of the course in the teaching process, undertakes the teaching reform from the teaching contents, teaching approaches and examination approaches, and points out higher demands for students’ basic theoretic knowledge, practical capacity and comprehensive quality.

structural software design course, teaching, reform, quality

2015-06-16

安麗媛(1986- )，女，助教

1009-6825(2015)25-0254-02

G642.0

A