橋梁工程畢業設計改革探討

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橋梁工程畢業設計改革探討

摘要:

橋梁工程畢業設計是土木工程道橋方向教學計劃中最后的重要教學實踐環節。本文首先指出在橋梁工程畢業設計這一環節中出現的問題,接著,針對這些問題分析討論如何在畢業設計環節更好地貫徹實施“高素質”具備工程能力本科畢業生培養的途徑和方法。

關鍵詞:

橋梁工程;畢業設計;教學改革

我國“十三五規劃綱要”第七篇“構筑現代基礎設施網絡”中提到2020年,我國高速鐵路營業里程達到3萬千米,覆蓋80%以上的大城市,新建改建高速公路通車里程約3萬千米,新增城市軌道交通運營里程約3000千米,基本建成京津冀、長三角、珠三角等城市群城際鐵路網,建設其他城市群城際鐵路網主骨架。從此規劃可以看出,隨著經濟發展和鐵路、公路網、軌道交通新建及改造建設工作的不斷深入,道橋工程技術人員在當前和今后一段時期內需求量還將不斷上升。但隨著高校畢業生的增多,在人才市場上的競爭越來越激烈,用人單位對畢業生也提出了更高的要求。如何提高學生在就業市場中的競爭力,高校的培養教育是非常重要的。2004年由麻省理工學院、瑞典皇家工學院等4所大學創立CDIO教育模式。CDIO是構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運行(Operate)4個英文單詞的縮寫,它是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達,它以工程項目從研發到運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程,使學生養成現代工程技術的職業素養[1]。2007年,美國土木工程師學會(ASCE)出版的專題報告《2025年的土木工程》,在有關工程師培養改革方面,進一步明確了大學教育將工程理論和工程實踐結合的重要性,指出了持續學習的能力、團隊協作與溝通能力、創造性的思維能力是21世紀土木工程師的立業之本。這與CDIO工程教育理念(全過程培養學生的工程能力)基本相同。綜上所述,對土木工程這一與實踐緊密結合的學科專業,我國及世界多個國家都認識到:當今社會,學校不僅要培養學生的專業知識,還要培養學生的動手實踐能力、團隊協作能力、溝通能力、創新思維、工程管理等多方面的素質,造就適應現代土木工程需求的“高素質”人才[2-3]。本文將結合我校土木工程道橋方向橋梁工程畢業設計這一教學計劃中最后的重要教學實踐環節。首先指出我校在畢業設計這一環節中出現的問題,接著,針對這些問題分析討論如何在畢業設計環節更好地貫徹實施“高素質”具備工程能力本科畢業生培養的途徑和方法。

一、橋梁工程畢業設計中存在的問題

1.學生對待畢業設計態度不夠端正,不認真,不積極主動,缺少鉆研精神。相當一部分同學對待畢業設計的態度是敷衍了事,但求及格能畢業就行。在這樣的態度下,進行橋梁方案比選時盡可能地選擇較為容易完成的等截面的簡支轉連續橋型方案。只有少部分同學進行變截面連續梁或者連續剛構的設計。對于鋼管混凝土等橋型則基本沒有同學愿意做。在進行橫向分布系數計算、沖擊系數等手算內容時也是根據范例照葫蘆畫瓢,缺少自己的獨立思考,對于計算結果的對錯也不加判斷,直接將其帶入進行后續的內力計算,從而導致最后的結果也是錯誤的。例如:有的同學連續梁的基頻算出來小于1.5HZ,有的是大于14HZ,明顯不符合連續梁的基頻合理范圍,從而導致求得的沖擊系數過小或是過大,影響活載內力結果。

2.CAD工程圖繪制能力弱,缺少基本的繪圖常識。畢業設計要求提交的圖紙成果較多。主要有方案比選圖、橋型布置圖、主梁構造圖、鋼束布置圖等。很多同學在圖紙繪制時犯一些低級錯誤:例如不按實際尺寸繪圖,各部分構造比例不協調;立面圖與平面圖不對應,尺寸標注字體太小,圖紙布局不合理等。由此反映出很多同學對于基本的繪圖常識不了解,平時對實際工程圖紙關注少,對一些基本的繪圖命令掌握不好,沒有養成良好的圖紙繪制習慣。

3.利用專業軟件完成畢業設計主要的計算內容,缺乏對結果正確與否的判斷。由于畢業設計橋型為多跨連續梁,為多次超靜定結果,學生主要依靠橋梁博士軟件或者MIDAS完成主體計算內容。在畢業設計中需要花時間學習如何利用軟件進行建模,特別是施工過程如何準確地在軟件中加以模擬費時較多。所以很多同學只管利用軟件能算出個結果,而對于結果的對錯卻缺少初步的判斷。例如有同學在支座不均勻沉降值輸入時小數點搞錯,多輸入10倍,造成活載內力結果很大卻還繼續往下配筋,做了無用功。有的同學在施工過程中邊界條件設置錯誤造成計算結果有誤卻不知道問題出在哪里。在進行配筋后的驗算時,很多同學對于截面應力驗算不能通過的情況不知道如何進行調整,亂調一氣,造成越調整問題越多。出現以上問題,總的來說還是學生基本力學概念不清晰,出現問題時不懂得如何從受力原理出發分析產生問題的原因從而有的放矢地進行調整來解決問題。

4.部分同學對畢業設計投入時間、精力不夠。部分同學在畢業設計初期尚未找到工作,因此無心做畢業設計,耗費較多時間外出找工作。另外,考研同學因為要準備研究生復試,在接近一個月的時間里也基本沒有進行畢業設計。這樣就導致這部分同學需要在畢業設計剩下的時間內趕進度,造成畢業設計質量不佳。

5.“雙師型”畢業設計指導教師數量嚴重不足。近幾年學院教師學歷學位的不斷提升,一大批高學歷的年輕教師走上了大學的講壇,盡管這些年輕教師理論基礎雄厚,自學能力強,思維敏捷,但大多從高校到高校,從書本到書本,理論知識具備但缺乏實踐鍛煉,動手能力欠缺,普遍存在“重科學研究,輕工程實踐”,再加上高校“重論文、輕應用”等評價體系的錯位,使專業教師自身不重視工程實踐。

二、橋梁工程畢業設計教學改革途徑和方法

1.將生產實習與畢業設計及今后工作相結合。我校道橋專業學生的生產實習安排在大四上學期,總共八周。同時將暑假的時間也利用起來實習,所以學生在實習單位能夠有16周的實習時間。在安排實習時,詳細了解實習單位將來的用人需求,然后將符合條件的學生安排過去。由于有足夠長的實習考察期,用人單位一般都會優先錄用在實習期間表現良好的學生。這些同學的畢業設計題目跟生產實習期間的工程項目結合起來做,學生進行畢業設計的興趣較高,愿意主動思考解決在畢業設計中遇到的問題。還有的同學畢業設計選題為今后工作的內容,為了提高在今后就業單位的競爭力,這部分同學愿意選擇一些具有挑戰性的題目,并且很積極主動地完成。例如:有個同學的就業單位主要是進行鋼管混凝土拱橋的施工,他的畢業設計橋型就選擇了鋼管混凝土拱橋,且利用MIDAS軟件進行建模計算,雖然該同學之前從未用過該軟件。但在老師的指導和自己的鉆研下順利地利用MI-DAS軟件完成了鋼管混凝土拱橋的3維建模以及施工過程的模擬,最終很好地完成了畢業設計,該畢業設計還被評為學校優秀畢業設計。

2.對學生進行工程圖紙繪制基本常識的培訓。在進行畢業設計前,在計算機房,花兩天時間對畢業生專門講解工程繪圖的一些常識,包括圖框怎么確定;說明字體、標題、標注字體大小如何確定;如何利用分層進行繪圖;圖紙如何合理布局;常用的一些繪圖命令的講解。并且針對以往同學容易犯的錯誤專門進行強調。然后結合交通部T梁和斜腹板小箱梁標準圖進一步讓同學們認識到正規的施工圖紙應該繪制成什么樣。實踐表明通過這樣集中培訓后,基本可以杜絕以往同學易犯的繪圖中的一些低級錯誤,且繪圖效率和圖紙質量明顯提高。

3.加強過程控制,定期組織集中討論。指導老師除了平時在網上通過QQ、微信等方式及時解答同學在畢業設計中遇到的問題外,每周至少組織所帶同學集中在一起面對面的交流畢業設計進展以及討論相關問題。通過這樣的交流討論更能激發同學的學習熱情,許多問題也在討論中迎刃而解,且大家印象深刻。同時也鍛煉了大家的團隊協作能力。

4.提高專業課程教師工程素養,加強“雙師”型師資隊伍建設。一是向專業教師開展有計劃、有步驟、有重點的培養培訓工作,健全專業教師到生產單位進行工程實踐、學習交流的機制。鼓勵支持教師赴企業掛職鍛煉,參加工程項目設計、產學研合作項目研究和技術服務。二是積極開展國際合作與技術交流,培養具有國際視野的教師隊伍,選派教師到國外高等院校學習和開展合作項目研究,選派教師到國際知名企業進行培訓。三是建立一支數量質量穩定、來自生產一線、實踐經驗豐富的兼職教師隊伍,健全專兼結合、校外專家兼職授課機制。四是提倡、鼓勵、促進教師積極參加注冊工程師考試認證、申報工程系列職稱,努力承擔工程設計、檢測、鑒定、咨詢等技術服務項目,參與各種工程技術評審會議,全方位地提升專業教師的工程素養。

三、結語

通過對近幾年來在道橋方向橋梁工程畢業設計中存在的問題分析及探討。文章給出針對性的解決問題的方法及手段。通過將其運用于橋梁工程畢業設計指導中取得了比較明顯的教學效果改善,畢業設計以及人才培養的質量也得以提高。

作者:盧春玲 劉均利 王志兵 單位:桂林理工大學土木與建筑工程學院

參考文獻:

[1]包秋燕.基于CDIO理念探討大學生現代工程意識培養[J].福建工程學院學報,2008,6(5):451-454.

[2]徐光亞,劉小燕,易壯鵬.橋梁工程專業畢業設計中創新能力培養的研究與實踐[J].中國電力教育,2013,263(4):158-159.

[3]王榮霞,宋娃麗,黃海新.基于工程能力培養的橋梁工程畢業設計教學改革研究[J].高等建筑教育,2015,24(3):135-138.

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