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江苏省常州工学院土木工程学院 常州 213002
摘要：本文探讨有利于土木工程应用型人才培养的钢结构毕业设计教学改革与实践，结合学生的就业，将钢结构结构验算与施工组织设计融为一体，密切结合科研项目设置毕业设计子课题，在钢结构毕业设计教学环节中注重学生综合素质与创新能力的培养。
关键词：应用型人才培养 钢结构 毕业设计 综合素质 创新能力
The steel structure graduation project and the student innovate ability raise
Zhao Fenghua
Abstract:This article discusses is advantageous to the civil engineering application personnel training steel structure graduation project educational reform and the practice,unifies students employment,merges into one organic whole the steel structure structure checking calculation and the construction organization plan,closely unifies the scientific research item establishment graduation project sub-topic,pays great attention to the student in the steel structure graduation project teaching link to synthesize the quality and the innovation ability raise.
Keywords:Using personnel training Steel structureGraduation project Synthesis qualityInnovation ability
【中图分类号】G640【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)03-0065-02
毕业设计教学过程作为理工科高等院校教学体系的一个重要组成部分，是高等学校培养学生创新精神和应用能力的一个综合性教学环节。而土木工程专业钢结构毕业设计的教学改革与实践，必须突破传统的毕业设计教学模式，改革毕业设计教学体系结构，按照素质教育的要求，以培养创新能力为主线。而创新能力培养模式改革的重点是要加强对学生的素质教育，特别是创新能力和实践能力的培养，紧紧围绕应用型人才的培养，使创新意识与实践能力的培养贯穿于毕业设计教学的全过程。
1.钢结构毕业设计现状
目前，土木工程专业的毕业设计大体分为两大部分，一是结构设计，二是施工组织部分设计。而结构设计对于大部分学校应用型本科土木工程专业而言，大多数是多高层钢筋混凝土结构设计或工业厂房结构设计。即便是设置钢结构专题的毕业设计，也还是存在如下问题：
1.1 学生对所学知识缺乏完整的概念。
大学入学后，由于教学多以分科课堂教学为主，学生对专业知识的掌握比较分散，多以点状形态记忆，缺乏对工程问题的整体性认识。比如：从材料力学到钢结构教学，对学生在课程学习阶段的要求多是单独的计算一根柱、一棵梁及一个基础的内力及截面选择与验算，而荷载、受力形式及支座约束等都作为已知条件，学生只须根据给定条件求解就可以了。但实际工程的结构设计却首先要根据结构安全性、适用性、耐久性的要求，并考虑经济合理、技术先进的原则，进行结构选型、结构布置、分析荷载传力方式、确定计算简图、进行内力分析与内力组合，然后才作截面验算、构造设计等，最后还要考虑施工条件、经济效益等诸多因素。中间的求解往往要反复修正，要进行综合分析、比较，才能做出合理选择。因此，毕业设计是一个综合性很强的实践性教学环节，以培养学生的实际工程能力为主。毕业设计阶段面临的一个基本任务，就是使学生将四年所学知识通对实际的工程设计建立较为完整的概念，培养分析问题与解决问题的能力。
1.2 教学方法传统，缺乏“学导式”教学。
目前，教师在钢结构毕业设计指导过程中，仍然存在着传统的指导方法，即按设计步骤引领学生去完成，甚至存在“牵着鼻子走”的现象，学生的主观能动性不能得以充分发挥，更不便于培养学生的综合素质与创新能力。
1.3 选题方面。
钢结构专题的毕业设计同样存在两种倾向：一是只做结构分析计算，不考虑施工组织和经济分析；二是只完成施工组织设计部分内容，忽视结构分析和计算部分的训练。前者会导致部分学生忽视施工基本技能的训练，一些学生虽然毕业成绩较好，但实际动手能力欠缺，使得毕业设计覆盖面过小，就业施工单位后，面对许多具体工作不能马上进入角色，需花费较长时间才能胜任；后者会出现毕业设计内容不完整，深度不够、设计水平不高，导致学生毕业后结构概念含糊不清，也不能很好面对施工组织工作。尤其是部分学生在施工单位边实习边设计，对毕业设计重视程度和精力投入不足，个别学生在毕业设计前期基本上不下功夫，而临近答辩阶段才去抄袭，实际工作所需技能未能得到培养和锻炼，至于创新能力的培养更是无稽之谈。
其次，毕业设计在内容上通常是学生按规定的结构形式和要求完成结构计算、构件设计、施工图绘制等，这占据了训练过程的主要时间。对工程项目的全过程，从方案比较的前期工作到施工可行性分析、实际经济指标考核等后期环节都重视不够，对于相关专业的配套了解甚少。
2.拓宽毕业设计选题范围
选择科学、有新意的课题是培养毕业生创新能力的前提条件。在设置毕业设计课题时，以培养学生创新能力和综合应用能力为目标，不仅考虑题目内容、难以程度、知识覆盖面等是否能满足实践教学的基本要求，更要注重培养学生的创新能力，强调毕业设计的实践教学与纵（横）向科研项目相结合、施工管理与结构分析相结合，并同时考虑学生的就业倾向等。
2.1 选题首先要考虑学生的就业。
毕业设计的题目应在满足教学基本要求以及专业培养目标的前提下，以面向工程实际、促进社会需求与毕业设计的有机结合为指导方针，尽可能结合实际工程项目来选题，使学生直接参与工程实践。
毕业设计的教学内容不仅要培养学生工程设计的综合能力，还要结合学生就业和市场需求，及时补充教材上没有的教学内容。缩短书本知识与就业的差距，是毕业设计教学改革的重要措施。如：笔者所在学校原结构设计的题目只有钢筋混凝土结构的多高层房屋设计，而面对当前大跨与多高层钢结构建筑的飞速发展，社会需求越来越多的钢结构设计、施工及工程技术管理人员，毕业设计应该与毕业生就业有机结合。因此，2008届毕业设计，先安排一个小组的学生进行钢结构专题设计，该组完成从初步设计到施工图绘制的整个过程设计任务，也就是说不仅仅完成了结构部分的设计计算及结构施工图的绘制，同时也完成了建筑部分的方案设计及部分建筑施工图的绘制，并且计算书图文并茂，全部由电子文档排版打印。目前，钢结构的参考资料甚少，可以说涉及知识面广，难度及工作量也较大。但由于教师的精心指导，学生确实狠下了功夫，毕业设计成果是可喜的。在钢结构毕业设计教学过程中，要注重以下几个方面的改革：
2.1.1 加强工程设计软件和有限元计算分析软件的应用，使计算机辅助技术应用于毕业设计，并采用电算、手算相结合，电算和手算结果相互复核、比较的方法。同时让学生了解到绝大多数计算机辅助系列商业软件均具有一定的局限性或适用条件，无法分析诸如国家体育场、国家游泳中心等这些形体复杂的结构，故建议学生采用ANSYS或SAP有限元分析软件进行内力复核或计算。其次，对烦琐的内力组合工作，让学生运用EXCEL制表功能，既快又准。对梁、柱构件设计，建议学生用一些小程序进行分析计算。
2.1.2 增强学生对设计中的有关荷载分析、内力组合、抗震验算、构造要求等的认识，尤其是构造设计。结合5.12汶川大地震的破坏特点，对结构工程而言，不但要计算强度、刚度及稳定性，还要特别注重房屋的整体性，包括维护结构与承重结构的整体连接等。同时，要求学生编制内容全面的计算书，阐明设计方案、设计依据、计算方法、技术措施等，包括目录、设计说明、计算过程及专业术语等都要规范化。
2.2 结构计算与施工组织设计相结合。
在毕业设计中必须加大运用已学的知识处理实际工程能力的培养，在教学过程中，融结构、施工、项目管理、经济分析的知识为一体，为学生营造一个融会贯通的综合知识系统，将书本知识转化为解决实际工程问题的能力。考虑到学生目前的就业情况，本届毕业设计在原来施工组织设计及工程量清单报价等内容的基础上，增加了多高层框架结构的结构验算工作量，这样既方便了学生就业于施工单位后尽量减小与实际工作的差距，又使其在本专业常用建筑结构的力学概念、荷载的分配与传递、建筑结构的基本设计原理等方面得到综合训练，为今后更好地从事施工管理或工程监理工作等打下坚实的工作基础。
2.3 选题与科研相结合。
密切结合指导教师的在研科研项目设置毕业设计题目，分出子课题，根据课题的工作量，确定一个或几个学生共同完成，学生的研究成果可作为在研项目研究成果的一部分。这种题目无论对学生或指导教师来说都是一种挑战。如笔者在2007届毕业设计论文中选定三位学生做科研子课题—“复合轻质墙板及屋面板的研究”，通过收集资料、模型制作及三组试件的试验研究，到受弯、受剪计算公式的导出及撰写论文等，这一过程不仅锻炼了学生的动手能力，同时也能开发学生的创新思维，充分发挥学生的主观能动性，同时为学生继续深造奠定了一定的科研基础。
3.注重创新能力的培养
毕业设计的改革必须突破传统的毕业设计教学模式，改革毕业设计教学体系结构，按照素质教育的要求，以培养创新能力为主线。
创新能力的培养模式是要加强对学生的素质教育，特别是创新能力和实践能力的培养，鼓励学生的个性发展。因此，在新的毕业设计教学体系结构中，应贯彻因材施教的原则，以满足不同层次学生的需求。对毕业设计教学内容进行整体优化，使创新意识与实践能力的培养贯穿于毕业设计教学的全过程。
毕业设计教学体系的改革是一项系统工程，必须处理好与创新人才培养的关系，与理论教学体系的关系以及与实验方法和手段的关系。在构建新的毕业设计教学体系结构时，还必须注意继承与创新、数量与质量、个性与共性、循序渐进和适度跳跃、统一性和多样性的关系，毕业设计教学体系的执行还应当考虑不同专业的特点作相应的调整，保证改革的可行性。
如对于土木工程专业的钢结构毕业设计，依然要做好以下三方面的工作：
3.1 针对学生不善于确定结构方案和不善于根据结构受力特点建立合理的力学分析模型，故将典型结构的结构体系、结构布置等制作成多媒体课件，积极推行讨论式、启发式、提问式、发现式等教学方法，引导学生构思可能达到预期设计目标的各种方案、提出解决问题的办法，鼓励学生创新；并采用对比方法，比较各种方法的优劣；最后，采用归纳式和步进式方法，对各种结构方案做以总结，易加强对学生结构体系、结构布置、结构方案、设计分析等能力的培养。
3.2 针对部分学生重计算，轻构造的弱点，采用案例分析法，选取典型工程事故、工程实例进行分析，更好的将理论知识与构造措施相结合。通过对钢结构工程事故、工程实例进行剖析，一可以变换分析问题的角度，二可以对教材内容给予扩宽、深化或修正，三可以增强学生的职业责任感、激发学习兴趣。
3.3 钢结构毕业设计中应加强土木工程规范与法规的教育，学生在毕业设计阶段，应养成从规范或标准中找设计依据的习惯，应重视阅读规范原文和有关的条文说明。学生创新能力的培养，并不等于要突破专业规范，对待规范的态度是遵守。熟悉现行的土木工程规范与法规，是学生毕业后从事土木工程的首要问题，也是围绕着提高教学质量培养学生的工程实践能力的一个重要问题。
参考文献
［1］ 谢安邦.高等教育学［M］.北京：高等教育出版社，2001
［2］ 朱高峰.高等工程教育研究：关于中国工程教育的改革与发展问题［J］.2005(2):1~9
［3］ 李咏梅等.高等理科教育：高校土木工程专业毕业设计教学环节的改革与实践［M］.兰州，2008(1):92~95
［4］ 张俊林.重庆科技学院学报：在本科毕业设计中培养学生创新能力的改革与实践［J］.重庆，2008(1):191~192
摘要：本文探讨有利于土木工程应用型人才培养的钢结构毕业设计教学改革与实践，结合学生的就业，将钢结构结构验算与施工组织设计融为一体，密切结合科研项目设置毕业设计子课题，在钢结构毕业设计教学环节中注重学生综合素质与创新能力的培养。
关键词：应用型人才培养 钢结构 毕业设计 综合素质 创新能力
The steel structure graduation project and the student innovate ability raise
Zhao Fenghua
Abstract:This article discusses is advantageous to the civil engineering application personnel training steel structure graduation project educational reform and the practice,unifies students employment,merges into one organic whole the steel structure structure checking calculation and the construction organization plan,closely unifies the scientific research item establishment graduation project sub-topic,pays great attention to the student in the steel structure graduation project teaching link to synthesize the quality and the innovation ability raise.
Keywords:Using personnel training Steel structureGraduation project Synthesis qualityInnovation ability
【中图分类号】G640【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)03-0065-02
毕业设计教学过程作为理工科高等院校教学体系的一个重要组成部分，是高等学校培养学生创新精神和应用能力的一个综合性教学环节。而土木工程专业钢结构毕业设计的教学改革与实践，必须突破传统的毕业设计教学模式，改革毕业设计教学体系结构，按照素质教育的要求，以培养创新能力为主线。而创新能力培养模式改革的重点是要加强对学生的素质教育，特别是创新能力和实践能力的培养，紧紧围绕应用型人才的培养，使创新意识与实践能力的培养贯穿于毕业设计教学的全过程。
1.钢结构毕业设计现状
目前，土木工程专业的毕业设计大体分为两大部分，一是结构设计，二是施工组织部分设计。而结构设计对于大部分学校应用型本科土木工程专业而言，大多数是多高层钢筋混凝土结构设计或工业厂房结构设计。即便是设置钢结构专题的毕业设计，也还是存在如下问题：
1.1 学生对所学知识缺乏完整的概念。
大学入学后，由于教学多以分科课堂教学为主，学生对专业知识的掌握比较分散，多以点状形态记忆，缺乏对工程问题的整体性认识。比如：从材料力学到钢结构教学，对学生在课程学习阶段的要求多是单独的计算一根柱、一棵梁及一个基础的内力及截面选择与验算，而荷载、受力形式及支座约束等都作为已知条件，学生只须根据给定条件求解就可以了。但实际工程的结构设计却首先要根据结构安全性、适用性、耐久性的要求，并考虑经济合理、技术先进的原则，进行结构选型、结构布置、分析荷载传力方式、确定计算简图、进行内力分析与内力组合，然后才作截面验算、构造设计等，最后还要考虑施工条件、经济效益等诸多因素。中间的求解往往要反复修正，要进行综合分析、比较，才能做出合理选择。因此，毕业设计是一个综合性很强的实践性教学环节，以培养学生的实际工程能力为主。毕业设计阶段面临的一个基本任务，就是使学生将四年所学知识通对实际的工程设计建立较为完整的概念，培养分析问题与解决问题的能力。
1.2 教学方法传统，缺乏“学导式”教学。
目前，教师在钢结构毕业设计指导过程中，仍然存在着传统的指导方法，即按设计步骤引领学生去完成，甚至存在“牵着鼻子走”的现象，学生的主观能动性不能得以充分发挥，更不便于培养学生的综合素质与创新能力。
1.3 选题方面。
钢结构专题的毕业设计同样存在两种倾向：一是只做结构分析计算，不考虑施工组织和经济分析；二是只完成施工组织设计部分内容，忽视结构分析和计算部分的训练。前者会导致部分学生忽视施工基本技能的训练，一些学生虽然毕业成绩较好，但实际动手能力欠缺，使得毕业设计覆盖面过小，就业施工单位后，面对许多具体工作不能马上进入角色，需花费较长时间才能胜任；后者会出现毕业设计内容不完整，深度不够、设计水平不高，导致学生毕业后结构概念含糊不清，也不能很好面对施工组织工作。尤其是部分学生在施工单位边实习边设计，对毕业设计重视程度和精力投入不足，个别学生在毕业设计前期基本上不下功夫，而临近答辩阶段才去抄袭，实际工作所需技能未能得到培养和锻炼，至于创新能力的培养更是无稽之谈。
其次，毕业设计在内容上通常是学生按规定的结构形式和要求完成结构计算、构件设计、施工图绘制等，这占据了训练过程的主要时间。对工程项目的全过程，从方案比较的前期工作到施工可行性分析、实际经济指标考核等后期环节都重视不够，对于相关专业的配套了解甚少。
2.拓宽毕业设计选题范围
选择科学、有新意的课题是培养毕业生创新能力的前提条件。在设置毕业设计课题时，以培养学生创新能力和综合应用能力为目标，不仅考虑题目内容、难以程度、知识覆盖面等是否能满足实践教学的基本要求，更要注重培养学生的创新能力，强调毕业设计的实践教学与纵（横）向科研项目相结合、施工管理与结构分析相结合，并同时考虑学生的就业倾向等。
2.1 选题首先要考虑学生的就业。
毕业设计的题目应在满足教学基本要求以及专业培养目标的前提下，以面向工程实际、促进社会需求与毕业设计的有机结合为指导方针，尽可能结合实际工程项目来选题，使学生直接参与工程实践。
毕业设计的教学内容不仅要培养学生工程设计的综合能力，还要结合学生就业和市场需求，及时补充教材上没有的教学内容。缩短书本知识与就业的差距，是毕业设计教学改革的重要措施。如：笔者所在学校原结构设计的题目只有钢筋混凝土结构的多高层房屋设计，而面对当前大跨与多高层钢结构建筑的飞速发展，社会需求越来越多的钢结构设计、施工及工程技术管理人员，毕业设计应该与毕业生就业有机结合。因此，2008届毕业设计，先安排一个小组的学生进行钢结构专题设计，该组完成从初步设计到施工图绘制的整个过程设计任务，也就是说不仅仅完成了结构部分的设计计算及结构施工图的绘制，同时也完成了建筑部分的方案设计及部分建筑施工图的绘制，并且计算书图文并茂，全部由电子文档排版打印。目前，钢结构的参考资料甚少，可以说涉及知识面广，难度及工作量也较大。但由于教师的精心指导，学生确实狠下了功夫，毕业设计成果是可喜的。在钢结构毕业设计教学过程中，要注重以下几个方面的改革：
2.1.1 加强工程设计软件和有限元计算分析软件的应用，使计算机辅助技术应用于毕业设计，并采用电算、手算相结合，电算和手算结果相互复核、比较的方法。同时让学生了解到绝大多数计算机辅助系列商业软件均具有一定的局限性或适用条件，无法分析诸如国家体育场、国家游泳中心等这些形体复杂的结构，故建议学生采用ANSYS或SAP有限元分析软件进行内力复核或计算。其次，对烦琐的内力组合工作，让学生运用EXCEL制表功能，既快又准。对梁、柱构件设计，建议学生用一些小程序进行分析计算。
2.1.2 增强学生对设计中的有关荷载分析、内力组合、抗震验算、构造要求等的认识，尤其是构造设计。结合5.12汶川大地震的破坏特点，对结构工程而言，不但要计算强度、刚度及稳定性，还要特别注重房屋的整体性，包括维护结构与承重结构的整体连接等。同时，要求学生编制内容全面的计算书，阐明设计方案、设计依据、计算方法、技术措施等，包括目录、设计说明、计算过程及专业术语等都要规范化。
2.2 结构计算与施工组织设计相结合。
在毕业设计中必须加大运用已学的知识处理实际工程能力的培养，在教学过程中，融结构、施工、项目管理、经济分析的知识为一体，为学生营造一个融会贯通的综合知识系统，将书本知识转化为解决实际工程问题的能力。考虑到学生目前的就业情况，本届毕业设计在原来施工组织设计及工程量清单报价等内容的基础上，增加了多高层框架结构的结构验算工作量，这样既方便了学生就业于施工单位后尽量减小与实际工作的差距，又使其在本专业常用建筑结构的力学概念、荷载的分配与传递、建筑结构的基本设计原理等方面得到综合训练，为今后更好地从事施工管理或工程监理工作等打下坚实的工作基础。
2.3 选题与科研相结合。
密切结合指导教师的在研科研项目设置毕业设计题目，分出子课题，根据课题的工作量，确定一个或几个学生共同完成，学生的研究成果可作为在研项目研究成果的一部分。这种题目无论对学生或指导教师来说都是一种挑战。如笔者在2007届毕业设计论文中选定三位学生做科研子课题—“复合轻质墙板及屋面板的研究”，通过收集资料、模型制作及三组试件的试验研究，到受弯、受剪计算公式的导出及撰写论文等，这一过程不仅锻炼了学生的动手能力，同时也能开发学生的创新思维，充分发挥学生的主观能动性，同时为学生继续深造奠定了一定的科研基础。
3.注重创新能力的培养
毕业设计的改革必须突破传统的毕业设计教学模式，改革毕业设计教学体系结构，按照素质教育的要求，以培养创新能力为主线。
创新能力的培养模式是要加强对学生的素质教育，特别是创新能力和实践能力的培养，鼓励学生的个性发展。因此，在新的毕业设计教学体系结构中，应贯彻因材施教的原则，以满足不同层次学生的需求。对毕业设计教学内容进行整体优化，使创新意识与实践能力的培养贯穿于毕业设计教学的全过程。
毕业设计教学体系的改革是一项系统工程，必须处理好与创新人才培养的关系，与理论教学体系的关系以及与实验方法和手段的关系。在构建新的毕业设计教学体系结构时，还必须注意继承与创新、数量与质量、个性与共性、循序渐进和适度跳跃、统一性和多样性的关系，毕业设计教学体系的执行还应当考虑不同专业的特点作相应的调整，保证改革的可行性。
如对于土木工程专业的钢结构毕业设计，依然要做好以下三方面的工作：
3.1 针对学生不善于确定结构方案和不善于根据结构受力特点建立合理的力学分析模型，故将典型结构的结构体系、结构布置等制作成多媒体课件，积极推行讨论式、启发式、提问式、发现式等教学方法，引导学生构思可能达到预期设计目标的各种方案、提出解决问题的办法，鼓励学生创新；并采用对比方法，比较各种方法的优劣；最后，采用归纳式和步进式方法，对各种结构方案做以总结，易加强对学生结构体系、结构布置、结构方案、设计分析等能力的培养。
3.2 针对部分学生重计算，轻构造的弱点，采用案例分析法，选取典型工程事故、工程实例进行分析，更好的将理论知识与构造措施相结合。通过对钢结构工程事故、工程实例进行剖析，一可以变换分析问题的角度，二可以对教材内容给予扩宽、深化或修正，三可以增强学生的职业责任感、激发学习兴趣。
3.3 钢结构毕业设计中应加强土木工程规范与法规的教育，学生在毕业设计阶段，应养成从规范或标准中找设计依据的习惯，应重视阅读规范原文和有关的条文说明。学生创新能力的培养，并不等于要突破专业规范，对待规范的态度是遵守。熟悉现行的土木工程规范与法规，是学生毕业后从事土木工程的首要问题，也是围绕着提高教学质量培养学生的工程实践能力的一个重要问题。
参考文献
［1］ 谢安邦.高等教育学［M］.北京：高等教育出版社，2001
［2］ 朱高峰.高等工程教育研究：关于中国工程教育的改革与发展问题［J］.2005(2):1~9
［3］ 李咏梅等.高等理科教育：高校土木工程专业毕业设计教学环节的改革与实践［M］.兰州，2008(1):92~95
［4］ 张俊林.重庆科技学院学报：在本科毕业设计中培养学生创新能力的改革与实践［J］.重庆，2008(1):191~192