時間:2023-07-06 17:15:31
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑學與土木工程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1.1課程內容完善了土木工程專業建筑學知識的內容體系
土木工程專業的建筑方案設計課程是在房屋建筑學課程基礎上,講解現行建筑設計規范、不同類型建筑設計原理和設計方法,通過具體的設計專題,培養學生正確的設計思維,更好地掌握建筑工程的設計方法。雖然土木工程專業房屋建筑學課程包含了關于建筑設計的知識,但內容只有4學時,而畢業設計環節中涉及建筑設計的環節為4-5周。如果沒有建筑方案設計課程的內容對房屋建筑學課程中的設計知識做進一步的深化和完善,那么學生將嚴重缺乏建筑設計方面的知識,從而影響畢業設計的進度和質量。因此,開設建筑方案設計課程,從課程內容上完善了土木工程專業建筑學知識的內容體系。
1.2課程設置保證了土木工程專業建筑學類課程之間的關聯性和延續性
目前,土木工程專業開設的建筑學類的課程有建筑制圖、房屋建筑學、計算機輔助設計、建筑美術等課程。這些課程的開設較為獨立,彼此之間缺乏關聯性,缺少過渡和呼應。建筑方案設計課程的開設可以將這些建筑類的課程統籌和協調起來,加強課程之間的相互聯系。通過學習建筑制圖和房屋建筑學課程,學生掌握了建筑制圖的標準和要求、建筑細部的構造要求及淺略的建筑設計知識。在此基礎上,開設建筑方案設計課程,通過講解理論性的設計原理和方法、進行具體題目的實踐設計,可以進一步讓學生開拓視野、掌握正確的設計方法,能夠獨立地分析、解決設計問題。在建筑方案設計課程之后開設計算機輔助設計和建筑美術課程,可以有助于學生運用建筑美學原理強化建筑平、立面設計,并通過計算機技術準確的將設計方案轉化為二維或三維圖形,形成更直觀的建筑表達效果,加強學生對空間的理解和組合能力。因此,開設建筑方案設計課程,有助于加強土木工程專業建筑學類課程之間的關聯性和延續性。
1.3課程開設有助于土木工程專業應用型高素質復合型人才的培養
在工程設計領域,建筑、結構和設備是緊密結合的三個部分,建筑設計控制著建筑室內外空間的舒適度和建筑外立面的藝術效果,結構設計在此基礎上實現建筑的安全和穩定,設備從水、電、空調三個方面來實現建筑使用的舒適度。這三個部分合作的好壞決定了建筑設計成果的優劣,因此作為土木工程專業的學生應當掌握建筑設計和設備設計的知識,以實現三方在實施工程項目時能合作共贏。當前,建筑行業的競爭日益激烈,在這種大趨勢下,更加迫切要求土木工程專業的學生掌握相關的建筑設計知識,適應社會的需求。因此,開設建筑方案設計課程有助于拓寬和提高學生的知識面和理論素養,有助于培養應用型高素質復合型人才。
2建筑方案設計課程在教學過程中出現的問題
1)、老師在上課過程中的理論課時偏多,造成了學生實踐設計課時偏少,從而無法實現老師一對一的輔導學生,師生之間的交流偏少,學生學習較為被動。同時,在實踐課時中,學生之間的相互交流也較少,很多學生都是悶著頭自己做。2)、學生在實踐設計中,不善于查閱資料,缺少分析問題、解決問題能力。例如在設計過程中,任務書中只規定了每種房間的面積,房間具體的開間和進深尺寸要由學生確定。很多學生在確定房間開間和進深尺寸時,不考慮房間的使用功能,只憑空想隨意確定,最后設計出來的房間完全無法滿足使用功能的要求。其實只要學生站在使用者的角度去考慮房間的使用對尺寸的要求,并查閱相關的設計規范或建筑設計資料集,都能夠確定較為合適的尺寸。3)、學生在進行建筑設計時偏重建筑平面設計,忽略立面設計。在設計過程中,學生往往花費大量的時間進行建筑平面的設計,導致沒有太多時間進行建筑立面的設計。同時,由于缺少一定的建筑美學基礎,學生設計出來的建筑立面比較簡單、呆板。最終出來的圖紙往往是平面設計達到了深度要求,立面只是在平面的基礎上生成的,毫無美感可言。
3建筑方案設計課程的教學改革措施
3.1轉變教學思路和教學形式,重新定位老師和學生在教學中的角色。
土木工程專業的建筑方案設計課程應該由傳統的以老師為主體的偏重理論教學的思路轉變為以學生為主體、老師為主導、以實踐設計為主線、理論與實踐相結合的教學思路。教學形式由以老師集中的理論授課為主的轉變為以學生進行多個專題的實踐設計為主要內容,理論知識的講授穿插在各個設計專題中。在新的教學思路和教學形式下,老師角色由傳統的教學主體轉變為學生設計過程中的協助者、引導者,在學生完成各個設計專題的過程中一對一的輔導學生,針對不同學生出現的不同問題做具體的指導,啟發和引導學生獨立地解決問題;學生的角色由傳統的知識被動接受者轉變為教學中的主體,能夠主動地根據老師下達的設計任務書,查閱相關資料、制定設計進度安排,并進行實踐設計,最終完成專題設計的任務。在整個教學過程中,老師和學生的關系是平等的,老師和學生共同研究學習,一起合作解決問題。
3.2采取啟發式、案例式的教學方法,拓展學生的思維
土木工程專業的建筑方案設計課程中理論教學部分可采取啟發式、案例式的教學方法,來拓展學生的思維,提高學生發現問題、分析問題的能力。啟發式的教學方法主要是通過老師引導學生發現并把握設計中的主要矛盾,選擇可行的解決方法,尋找設計的切入點。通過啟發式的教學方法,可以充分調動學生的主觀能動性,發揮學生的創造力,啟發學生從不同角度思考、分析、對比不同方案的優劣,為提高設計能力打下基礎。參觀加實例分析的案例式的教學方法可以加深學生對設計專題相關知識的印象。老師通過方案圖片介紹多個相關建筑設計實例,研究其功能組織、立面細部做法、建筑形體與色彩等方面的內容,引導學生討論分析各個方案的設計思路及其優缺點,不僅能夠讓學生全方位的了解設計專題,同時也能提高學生分析問題的能力。除了通過圖片展示開展案例式的教學,也可以將上課地點移至真實的建筑空間內,更直觀地從功能設計、形態設計、空間設計等進行詳細的分析和講解,讓學生更直接的接觸和感受建筑空間,并進行對比分析。
3.3教學內容應選擇適合土木工程專業的設計專題,嚴格控制設計進度
土木工程專業的建筑方案設計課程作為專業選修課,從深度和廣度上無法與建筑學專業的建筑設計課程相提并論,因此課程內容應以大量性建筑作為設計專題以培養學生具備建筑設計的基礎知識。同時,在設計過程中,應當將現行的建筑設計標準和規范最大限度的融入教學和設計中,不僅能夠端正學生嚴謹和規范的設計態度,也能夠培養學生在設計過程中查閱規范的良好習慣。此外,在設計過程中,老師對設計構思的過程要進行層層控制,嚴格檢查各階段設計草圖,以實現學生在每個設計階段都能有所收獲。為保證設計質量,老師要嚴格按照設計控制學生的設計進度,,學生的最終成績也應涵蓋學生平時的表現。
4結語
近幾年來,地震災害不斷,對廣大人民的生命財產安全造成了極大的威脅。為了解決這個困境,我們要大力發展土木工程智能結構體系,它能夠有效地降低自然災害的影響。如今,加強智能化技術的研究和應用是當前建筑學的熱點問題和發展方向。本文從土木工程智能結構的原件及材料構成入手,對今后智能結構研究的關鍵性問題提出合理的解決建議,希望能為廣大的同行們帶來一點啟示。
關鍵詞:
土木工程;智能結構體系;現狀與發展
一般來說,大型土木工程結構的使用壽命少說幾十年,甚至有使用上百年的。但是,近幾年來,地震災害不斷,對廣大人民的生命財產安全造成了極大的威脅。因此,為了解決這個困境,我們要大力發展土木工程智能結構體系,它能夠有效地降低自然災害的影響。雖然最近我國土木工程智能結構的研究從被動轉變為主動,但是因其起步較晚,還是有很多需要完善的方面。所以,加強智能化技術的研究和應用是當前建筑學的熱點問題和發展方向。本文從土木工程智能結構的原件及材料構成入手,詳細分析了在土木工程中對智能材料的具體應用,進而對今后智能結構研究的關鍵性問題提出合理的解決建議,希望能為廣大的同行們帶來一點啟示。
1土木工程智能結構的原件及材料構成
1.1土木工程智能結構的系統組成
土木工程智能結構體系由信號處理器、傳感器和控制器3個部分組成。在該系統中,傳感器和信號驅動元件的穩定性能都比較好,他們二者將有機地結合在一起進行工作。如果發現該智能結構體系中存在危險,那么傳感器會立即開始工作,利用外部傳輸系統將這些不安全的信息傳送到控制器中。控制器一旦接收到信號后就立刻被激活開始進行工作,促使建筑工程做好減震的準備。與此同時,建筑物本身配備了適應裝置而具有傳導性。當建筑物受到地震等災害的侵襲時,這個適應裝置就可以隨著外界環境的改變來調整建筑物的結構,從而達到安全性的目的。
1.2土木工程智能材料的組成
土木工程智能結構的材料一般來說由以下兩大類構成。第一,形狀記憶材料、電(磁)流變體材料、電致磁致伸縮材料、功能凝膠等等。這些材料用于智能結構系統中的控制器材料,因為這些材料可根據溫度、電磁場的變化來改變自身的形狀、結構、尺寸、頻率、位置或剛性,所以這些材料對于環境的改變損害較小。第二,主要包括光導纖維、應變合金、愈合材料等特種傳感器材料。這些材料用于智能結構系統中的傳感器材料。
2在土木工程中對智能材料的具體應用
2.1應用形狀記憶合金
由于形狀記憶合金的相變回復力十分高,因此可以利用該特性研制出被動耗能控制系統,這個系統可以進行土木工程結構的被動耗能抗震控制。其工作原理是通過耗能器感受到建筑結構的層間變形,從而達到消耗地震能量的目的。
2.2應用電(磁)流變體
應用電(磁)流變體主要是進行結構振動控制,目前利用該材料已經研發出了多種減振控制器,對土木工程結構進行振動控制。在建筑結構中使用減振控制器可以顯著減小結構的層間位移與扭轉,從而保證建筑物的安全穩定性。
2.3應用壓電材料
如今,利用壓電材料主要應用于土木工程結構的噪聲主動控制、靜變形控制、自適應修復、健康監測、安全評定以及抗震抗風等方面[1]。這其中在建筑結構中利用壓電堆技術可以有助于建筑物主動進行抗震控制,并且取得了很好的控制效果。
2.4應用磁致伸縮材料
磁致伸縮材料的主要應用范圍在于驅動器的制造方面,該研究目前還在主動隔振有效性試驗中。雖然試驗取得了有效的控制效果,但是還僅僅對實驗室階段的小型結構有效。如果想要應用于大型土木工程結構中,還需要一段時間的研究。
2.5應用光導纖維
光導纖維材料是地震響應主動控制中傳感器的主要制造材料,有利于土木工程結構的健康診斷。其工作原理是在傳統的混凝土中埋入光纖作為傳感元件進行結構強度、損傷、變形、振動等方面的自動診斷、監測及控制,形成具有智能功能的混凝土結構,從而達到建筑結構的自檢測和自修復的目的。
2.6應用愈合材料
在混凝土結構中加入愈合材料,有利于建筑物在受到損傷后能夠進行快速的修復,是解決土木工程結構中混凝土材料損傷的最佳途徑。然而,該項技術還處于研究階段,相信在不久的將來一定能夠得到廣泛的應用。
3智能結構的關鍵性問題和研究建議
3.1提高智能傳感技術
智能傳感技術是整個智能體系中最重要和最核心的技術,利用適當的材料可以明顯的提高傳感元件的敏感性和穩定性,對于整個建筑結構體系的實時檢測功能有著巨大的幫助和作用。除此之外,提高智能傳感技術還要充分結合如電磁學、仿真學等多門學科,綜合多門學科的特點及優點,可以從整理上來提高傳感技術[2]。
3.2推廣智能驅動技術
智能驅動技術主要用于土木工程結構形狀的控制及修復上。這項技術的工作原理主要是如果出現外界條件的改變時,驅動元件可以改變自身結構來適應外部環境的變化,從而保證建筑物結構的穩定性。今后我們可以多從智能結構本身出發,利用該技術在第一時間內自動的改變外界環境對于結構整體的影響。
3.3發展智能控制集成技術
智能控制集成技術最大的特點就是集成化處理模式,通過高效的內部集成系統對各個部件進行集中、綜合的管理,這也將成為未來的主要研究方向之一。
3.4提高信息處理與傳輸技術
信息處理與傳輸技術是整個智能體系的重要輔助成分,他們相當于整個體系的橋梁,一旦出現問題,那么會產生巨大的影響[3]。因此對于如何同時進行數據傳輸也將成為一個重點研究的對象。
4結束語
綜上所述,土木工程智能結構體系可以說是目前該行業中較為熱門的研究重點,該體系如今已經被廣泛地應用到各個工程之中。對于智能結構體系的研究,能在很大一定程度上提高建筑物的安全性。然而,隨著科學進步,不斷有新材料和新技術的出現,這就要求我們一定要與時俱進,用發展的眼光和創新的技術來武裝自己,結合智能材料的優點,實事求是的開展結構設計,大力推動土木工程智能結構體系的研究與發展。
作者:宣磊 單位:沈陽世昌建筑工程有限公司
參考文獻:
[1]富維信,,盧木林,劉建國,張曉琪.智能材料結構系統在土木工程中的應用與發展現狀[J].地震工程與工程振動,2012(13):21-24.
關鍵詞:綠色建筑材料;土木工程;施工;應用
目前,在土木工程行業快速發展的同時也出現了很多的問題,例如霧霾、溫室效應等問題。用于土木工程中的建筑材料大多數是傳統的建筑材料,這些材料的過度開采勢必會出現很多浪費資源的情況。隨著科學技術的不斷提升以及人們對環境問題的重視,越來越多的人將注意力放在了綠色建筑材料上。綠色建筑材料不僅可以保護人們的身體健康,降低建筑材料對環境造成的污染,還可以節約土木工程項目施工成本。所以,本文主要探究綠色建筑材料在土木工程施工中的應用,重點分析綠色建筑材料在土木工程中的設計、外部建造及內部裝修等。
1綠色建筑材料的特征及重要性
1.1綠色建筑材料的特征
從對綠色建筑材料的界定角度來說,綠色材料大致分為五個方面:①綠色材料對資源、能源消耗比較少,所以形成的環境污染程度比較小,一般情況下,綠色材料的制作工藝具有很高的要求,需要強大的技術支持;②綠色建筑材料可以減少土木工程在生產和使用過程中的能量消耗。目前,在大多數的綠色建筑材料中大都具備高強度、防水、自重輕等優點,在類似的施工過程中,例如搬運綠色建筑材料途中產生的費用比傳統的建筑材料更低;③綠色建筑材料的材料性能與傳統的建筑材料相比,綠色建筑材料的材料檔次更高、性能更優異,比如目前使用率較高的輕質高強混凝土材料等;④綠色建筑材料可以起到改善人們生活環境的作用;⑤綠色建筑材料在制作的過程中,一般會將工業廢棄物進行利用,可以避免造成二次污染。因此,使用綠色建筑材料可以為人們的生活和生產提供一定的便利,國家應該大力支持,土木工程的相關行業也應該盡量使用綠色建筑材料,對土木工程行業的可持續發展有著重要意義。
1.2綠色建筑材料在土木工程施工中的重要性
在人們生產生活中,綠色建筑材料能夠起到關鍵作用。綠色建筑材料在土木工程施工中的重要性主要包括消費者可以滿足對綠色建筑材料的需求;促進資源的可持續發展以及我國經濟結構的轉變。土木工程中,綠色材料的使用充分滿足了消費者的需求。當前我國經濟在迅速發展的同時對環境也造成了一定污染,環境污染問題引起了人們的關注,加上環保理念的不斷普及,人們的環保意識逐漸得到提高。怎樣才能更好地利用資源,增強資源的利用率,讓人們的生活環境更加美好成為了大多數人思考的問題。在這樣的背景下,首先消費者逐漸將注意力放在了各行各業所需材料的安全性能、環保性能上。綠色建筑材料的出現,滿足了消費者的需求,與此同時,還讓生態環境污染受到了控制。其次,綠色建筑材料可以促進社會及建筑工程行業內部的可持續發展,因為綠色建筑材料主要是通過運用高科技將廢棄資源或者礦石殘渣進行特殊處理得到的,所以建筑材料在一定程度上可以起到節約資源的作用,促進了社會的可持續發展。此外,從土木工程行業的角度來說,綠色材料可以增加本行業材料的選擇范圍,讓消費者的選擇更加多樣化,充分滿足行業內的需求,促進該行業的可持續發展。最后,建筑行業在中國經濟發展中處于重要地位,在土木工程施工的過程中應該增加對綠色建筑材料的使用,以促進中國經濟結構的調整。
2綠色建筑材料在土木工程施工中的應用
2.1綠色建筑材料在頂端設計中的應用
綠色建筑材料涉及土木工程施工過程中的每個環節。在頂端設計中,綠色建筑材料因其自身的優點被廣泛應用,如綠色建筑材料的力學性能比傳統建筑材料更好。綠色建筑材料雖然具備很多的優勢,但是也要科學合理使用。在選擇綠色建筑材料的過程中要確定材料的各項指標,深入了解土木工程所需要的建筑材料的要求,然后利用先進的科學技術對綠色建筑材料進行嚴格篩選,以保證綠色建筑材料的優勢能夠被充分利用和發揮。例如在設計高層建筑頂部的時候,需要從建筑學以及對該城市規劃的角度出發,從建筑學的角度來看,對頂端設計線條的流動性、趣味性等,都有很高的要求,設計師將建筑整體設計成M形或者其他形狀,但是沒有充分考慮建筑的承重問題,使得優秀的設計不能得到實施,而綠色建筑材料就能夠充分滿足相關的設計要求,并且可以將優秀的設計應用到現實當中。從城市規劃的角度來看,建筑的頂端位于高空位置,通過進行一定的調整就會有可能成為一個地區的標志性建筑,以往傳統的建筑材料沒有綠色建筑材料那樣具有象征意義,所以在頂端設計中需要增加對綠色建筑材料的使用。綠色建筑材料在土木工程施工的過程中應該與施工技術進行有效結合。目前,我國的土木工程項目數量比較龐大,工程施工人員和設計人員需要具備多項技能,把科技創新和施工技術進行緊密結合,讓綠色建筑材料的施工技術相互結合,將綠色建筑材料的使用價值與美學價值發揮到極致,這些對中國的土木工程發展起到至關重要的作用。
2.2綠色建筑材料在建筑外部施工中的應用
土木工程的施工時間較長,一般先從外部施工,再到內部裝修。隨著人們日益增加的環保理念,越來越多的土木工程項目選擇使用綠色建筑材料進行施工。綠色建筑材料應用于建筑外部的主要目的是用來進行保溫和隔熱,此外還可以減少施工成本,同時還可以滿足美學效應。首先,從保溫和隔熱的角度來說,綠色建筑材料在一般情況下具有保溫隔熱的作用,綠色建筑材料的使用可以為人們日常的生活提供便利。特別是在中國南方地區,氣候條件比較特殊,年平均氣溫較高,在夏季,綠色建筑材料可以在一定程度上起到隔熱的作用。在中國北方地區的春秋季節,綠色建筑材料可以起到降低室內溫度的作用,從而減少人們使用空調的次數,這樣不僅可以保護生態環境,還可以實現生態環境的可持續發展。其次,綠色建筑材料具備屏蔽輻射的作用,與此同時在一定程度上可以有效應對地震、泥石流等自然災害,起到保護人們生命安全的作用。因為綠色建筑材料具備較高的穩定性以及堅固性,所以在施工的過程中,使用綠色建筑材料可以提高建筑的安全性能。最后,綠色建筑材料的成本雖然比較高,但是也具有很高的科技含量,大多數綠色建筑材料利用的是廢棄物,不僅不會出現二次污染,還可以實現廢棄物的二次利用。因此,在建筑的外部建設中大量使用綠色建筑材料,無論是對社會還是個人都有很多好處。
2.3綠色建筑材料在土木工程施工內部裝修中的應用
隨著社會經濟的迅速發展,人們對建筑內部裝修的要求越來越高,不再只局限于滿足居住需求,人們對建筑的美觀性以及舒適度也有了一定的要求。由于傳統的建筑材料在環保方面的性能較低,有的甚至沒有環保性,在使用一段時間后還會產生一些有害氣體,對人們的健康產生一定的危害。另外,傳統的建筑材料局限于質量等問題,沒有辦法在內部裝飾中起到應有的作用。但是這些問題綠色建筑材料都可以解決。首先,從舒適的角度來看,綠色建筑材料不僅具備隔熱隔濕等功能,還可以減少外界噪聲對人們的傷害,進而得到更加舒適的環境體驗。其次,從美觀的角度來說,綠色建筑材料可以被應用到室內裝修,如櫥柜、地板以及壁紙等,使用綠色建筑材料不僅可以節省人力、物力,還可以讓室內的空間加大,如在建設閣樓時使用綠色建筑材料,使建筑質量更好,重量更輕,不會超出底層承重范圍。此外,使用綠色建筑材料還可以設計出很多傳統建筑材料不能完成的設計,同時還能夠達到完美的設計效果,使人們居住環境更加舒適。中庭空間中使用綠色建筑材料(如圖1所示),其不但可以增加建筑的美觀性,還可以讓室內的空間加大,并且它的保溫隔熱功能能夠節約能源。總之,在土木工程內部裝修中使用綠色建筑材料可以讓施工的效果更加明顯,對土木工程的發展具有積極意義。
3結語
從綠色建筑材料在頂端設計、建筑外部施工、土木工程施工內部裝修中的應用等方面進行了深入分析和探討。綠色建筑材料具有很好的功能性和安全性,在建筑領域被廣泛應用。綠色建筑材料對傳統的建筑材料具有強烈的沖擊,并起到革新作用,綠色建筑材料不僅表現在建筑領域,其自身的環保和節能特征對于社會的可持續發展也具有重要的促進作用。提高了建筑的安全性和穩定性,減少了環境污染和資源浪費,進而促進了建筑行業的可持續發展,對國家建設和社會發展起到積極的促進作用。因此,在今后的土木工程施工過程中,需要繼續加大對綠色建筑材料的使用與研究。
參考文獻:
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隨著經濟全球化和社會的快節奏發展,所謂的高樓大廈、繁華多彩已經成為一座城發展水平的評價標準之一。為了提高我國建筑行業和提高建筑質量,我國的高等院校就應培養更多的建筑人才。當今高校土木工程專業的教育中對人才的培養不僅是理論知識的灌輸,而且結合了實踐能力的培訓,以更好的適應我國社會發展的需求。工程案例教學模式適應了土木工程專業的教學需要。
一、案例教學的含義
案例教學法就是指教師根據教學內容和教學目標,預先準備適合課程內容的案例,在課堂上以案例作為教學的線索,學生通過案例進行個人學習、小組合作學習的方式來分析和研究案例,從而加深學生對理論知識的理解和學生對課堂上所學內容的鞏固,使學生在實際工作中更好地運用所學到的知識來解決遇到的問題,全面提升學生的綜合能力。在土木工程專業使用案例教學方法,通過具體的工程來解釋枯燥的理論知識,便于學生學習和掌握。土木工程專業培養的人才不僅需要豐富的理論知識,更需要較強的實踐能力,在工程中可以有效且合理地解決所遇到的難題,案例教學可以將實際工程融入到課堂教學中,適應了學生和教師的需要。
二、工程案例教學在土木工程專業教學當中的應運
土木工程專業課程的主要任務是,通過對專業課程系統化的學習,使學生擁有正確選擇、設計方案、成功進行施工管理等能力,為學生今后從事結構工程設計、工程監理、工程合同控制等工作掌握扎實的土木工程理論和實踐知識,具備一定的解決工程實踐問題的能力,進而提高本專業大學生的就業能力。土木工程專業具有較強的工程實踐性、案例性等特點,為土木工程專業課程進行案例教學提供了方便,那么該如何在土木工程專業運用工程案例教學呢?1.教師在備課時應根據教學內容和教學目標來選擇合適的案例案例的選擇應堅持由簡到難、由淺入深的原則,使課程知識和實際工程較好的聯系起來。在課程案例的準備中,要采用當今的科學技術,例如采用視頻、圖片等方式使案例更加形象具體,容易引起學生的學習興趣。當老師講“坑基建設”時,老師參加的一項工程中坑基開挖并對其進行錄像,在課程內容講授時利用多媒體進行播放視頻,視屏的內容主要涉及與基坑開挖方式和基坑降水有關的工程概況、場地情況、施工機械、基坑降水設備及其工作過程等內容。這樣的案例教學可以引起學生學習的興趣,使其更加直觀地了解工程現場的情況,有針對性的進行學習。2.在土木工程專業中教師應運用案例創設相關情景,提出相應的問題老師通過對實際工程介紹,展示工程場景和具體工程參數,提出相關問題讓學生思考和解決。老師不要直接給出答案,而應由學生研究、討論、分析后得出結論。工程案例教學屬于啟發式教學,可以更好的讓學生參與到課堂中,調動學生學習的積極主動性。3.利用案例突出重點難點知識,加深學生對理論知識的理解和應用在“坑基建設”課程的講解中,坑基建設的排水問題和坑基建設的穩固問題就是重點學習的內容。使用案例教學在這部分知識的講解中可以直觀形象地表現重難點知識在實際工程中的應運。4.利用工程案例在土木工程專業中進行教學利于知識系統框架的構建土木工程專業的知識有較強的系統性,利用工程案例講授土木工程專業知識,可以幫助學生建立更好的知識框架體系,使學生有更好的理論知識素養。
三、工程案例教學在土木工程專業中應運的好處
1.案例教學不僅可以改變老師傳統的教學模式,豐富課堂活動形式,還可以充分調動學生學習興趣和學習積極性,學生主動地參與到課堂活動中。2.利用工程案例在土木工程專業中進行教學,可以使學生感受到工程現場的實際情況,將理論知識與實踐操作相結合,使學生具備工程建設的需要的能力。3.建筑事業在不斷發展,對建筑人才的需求也不斷增加,土木工程專業是我國培養建筑人才的重要基地,在教學中使用案例教學可以幫助學生了解崗位對就業者能力的要求,從而進行有針對性的訓練,使其在激烈的就業競爭中獲得優勢。
四、小結
隨著高校教育改革的實施,高等院校不再一味地講解理論知識,更加注重對學生實踐能力的培養,特別是在土木工程這種對實踐能力要求較高的專業中,如何更好地將理論知識與實際操作相連接變得越來越重要。工程案例教學更好地將理論知識與實踐操作相結合,符合廣大師生的需求,有利于培養更多具有理論知識和實踐能力的建筑人才。
作者:李亞芝 單位:長春建筑學院
關鍵詞:土木工程;施工;鋼結構應用
1前言
近些年來,我們國家的社會經濟水平正在逐步的提高,為我們國家建筑行業中鋼結構的發展提供了一個很好的機會。在目前的經濟發展水平之下,我們國家的建筑工程也有很大的進步,建筑工程中的鋼結構使用也越來越頻繁。但是,由于我國大多數的鋼結構發展技術在土木工程技術中的使用還存在一定的缺陷,會在一定的程度上影響土木工程施工的進度。
2土木工程施工中鋼結構技術應用的優勢
2.1能夠提高建筑物的抗壓能力
由于建筑工程中的鋼結構是由不同形式的鋼筋共同組成的一種結構,這樣產生的鋼筋體系就有了一定的安全系數。建筑物中額鋼結構所具有的鋼筋最主要的特點,就是具有一定的抗壓能力。因此,在土木工程中使用鋼結構來進行工程的加固,能夠有效的提高土木工程中建筑物的穩定性,以提高建筑物的抗壓能力。
2.2能夠提高建筑物的安全系數
現階段我們國家土木工程建筑中所使用的最多的材料就是混凝土,由于混凝土具有一定的建筑局限性,經常會在建筑一段時間之后出現變形,或者是裂縫等情況。這都會對整個建筑工程的質量造成不利的影響,進一步的影響了建筑物的安全系數。如果在土工工程建筑中使用鋼結構來建造,那么就能夠有效地避免建筑中出現了裂縫情況,進而提高建筑物的安全系數,保證人們的生命和財產安全。
2.3能夠提高建筑物的經濟效益
由于傳統的建筑物所使用的材料是混凝土,而混凝土是由各種各樣的材料進行混合而形成的泥土,在這個過程中就需要大量的人力物力和財力進行施工工作,也會進行大量的資金投入。如果使用鋼結構進行建筑材料的使用,那么就可以在一定的程度上提高施工的效率,并且降低施工的成本,有效的為施工實現經濟效益的最大化。
3土木工程施工中鋼結構技術現狀
3.1鋼結構技術應用復雜
由于鋼結構自身存在一定的復雜性,所以一旦鋼結構在施工的過程中出現問題的時候,就有可能是由多種因素造成的,加之由于鋼結構存在相同的質量問題也可能是由于多種原因造成的。所以,鋼結構具有一定的復雜性。
3.2鋼結構技術具有嚴重性
現階段我們國家在土木工程施工建筑中存在著一定的鋼結構技術嚴重性的問題,主要是指在施工的過程中,施工人員對于鋼結構施工的技術掌握不準確,常常會導致危險事故的發生,進而會對整個土木工程造成影響,不僅會加大資金的投入,還會給社會造成不良的影響。
3.3鋼結構技術的應用具有多變性
由于現階段所出現的鋼結構技術應用問題是一直在改變的,所以很多外界環境的變化都會對建筑物造成影響,并且由于鋼結構技術的應用質量也存在一定的變化,所以建筑物的質量問題也在不斷的出現。
4針對鋼結構技術的現狀問題提出對策
4.1嚴格建筑施工隊伍的管理機制
一般情況下,在土木工程建筑施工的過程中,常常會由于一些建筑工程中不良的管理機制導致安全事故的發生,這不僅會給施工單位帶來財產的損失,也會在一定的程度上威脅施工人員的生命。因此,施工單位要按照自身單位的特點進行有效的監督管理制度的建立,并且要對施工的過程進行嚴格的監督管理,有效的減少安全事故的發生。并且,應該在施工單位內部進行法律法規知識中安全施工知識的宣傳工作,不斷的對施工安全的制度進行完善。
4.2選擇性能較好的建筑材料
安全系數是整個建筑工程中的重要宗旨,因此為了更好的保障建筑施工過程中的安全性,施工單位應該選擇質量好的建筑材料進行施工。不能為了節約成本,贏得利益而采取一些不符合實際的行為。
4.3開展安全教育培訓活動
在很多的土木工程建筑過程中,大部分的建筑工人由于文化水平較低,缺少一定的安全意識,又由于對于安全知識了解的非常少,所以導致安全事故發生。有效的減少建筑施工過程中安全事故的發生效率,就應該積極的重視安全教育的問題,有組織的定期的對員工進行安全培訓教育,以保證能夠在未來對鋼結構在土木建筑施工中的應用效果。
5結語
綜上所述,在經濟發展的浪潮之下,土木工程建筑行業也在風生水起,鋼結構在土木工程中的使用也越來越多。傳統的建筑行業所使用的混凝土以及逐漸被鋼筋所取代,鋼筋的范圍使用的越來越廣泛。但是現階段鋼結構在土木工程中的使用還存在著一定的問題,經過本文的討論,提出了相應的解決對策:嚴格建筑施工隊伍的管理機制、選擇性能較好的建筑材料、開展安全教育培訓活動。希望通過這次的討論能夠給土木工程施工中的鋼結構技術的應用帶來一些幫助。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑結構;教學改革;工程管理;建筑學
作者簡介:白崇喜(1981-),男,黑龍江肇源人,東北農業大學水利與建筑學院,講師;邵新妍(1976-),女,黑龍江雙城人,東北農業大學水利與建筑學院,講師。(黑龍江 哈爾濱 150030)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)01-0116-02
結構課程是土木工程專業的核心課程,其包括“混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼結構”、“地基與基礎”、“建筑抗震”等,這幾門課都用較多的學時單獨講授,學生的力學基礎扎實,容易掌握結構知識。對于非土木類專業而言,結構課程卻不是核心課程,因此,非土木類專業學習結構課程所需的學時及所學的重點明顯不同于土木工程專業。目前,“建筑結構”課程采用教材的內容基本是由傳統的“混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼結構”、“建筑抗震”等幾門課程簡單化后的“拼盤”,未能擺脫以培養結構設計人才為目標的內容框架。[1]為此,有必要對建筑結構課程的教學內容和教學方法進行改革,改革目標是用簡單、形象、生動的語言表達復雜的技術問題,進行技術課程的“白話”革命。
一、非土木類專業對建筑結構知識的需求
非土木類專業,比如工程管理專業、建筑學專業,它們與土木類專業在學生的培養目標和要求上存在著較大差別,而這一差別在學生的培養過程中得不到足夠重視,往往“建筑結構”課程都是由結構專業的教師來講授,教師的授課較容易受到結構專業課程設置的影響。如果未針對非土木類專業的特點和學生的特點,來組織教學內容和選擇教學方法,而僅僅參考結構專業的教學內容和教學思路來授課,會嚴重影響學生的學習效果和教師的教學效果。
“建筑結構”課程是工程管理專業一門重要的技術類課程,該課程在工程管理專業人才培養中起重要作用。[2]工程管理專業學生的學習重點是建立工程概念,使學生掌握建筑結構方面的基礎知識及有關的構造要求,具備在實際工作中分析和解決一般結構問題的能力。“建筑結構”課程是建筑學專業的基礎課,[3]建筑學專業學生的學習重點是建立結構中的力學概念,將其學到的建筑結構知識應用到建筑設計中,這樣建筑師和結構師才能緊密合作。
土木工程專業與工程管理專業及建筑學專業的從業對象都是建筑工程,但是從業目標卻不相同,土木工程專業側重于結構設計和施工管理,工程管理專業側重于項目決策和全過程管理,建筑學專業側重于建筑設計和建造藝術。從業目標的不同決定了不同專業對建筑結構知識的需求也不相同,即工程管理專業和建筑學專業對建筑結構知識的需求明顯弱于土木工程專業。
二、“建筑結構”課程教學內容改革
1.對教學內容的整體把握
教學內容應根據建筑結構知識與非土木類專業對其需求之間的關系來安排,培養學生結構整體思維意識。教師應從建筑結構整體的角度,闡述建筑結構概念設計,改變傳統的只重視基本構件而輕視結構整體分析的教學模式,強調鋼筋混凝土結構(構件)、砌體結構(構件)、鋼結構(構件)這三類結構(構件)在設計時的異同點,通過類比加深學生對知識點的理解,重原理輕公式,側重于技術知識的有效性,弱化計算公式的推導過程及其參數的講解,從而引導學生掌握技術課程的精華。[4]
教師還要注重非土木類專業知識體系向建筑結構知識體系的過渡。非土木類專業的建筑結構教材內容過于強調結構設計自身,其與非土木類專業的知識體系之間的聯系較少,缺乏非土木類學生在理解建筑結構知識所必需的過渡階段,不利于學生形成結構素養,這方面的過渡則由授課教師來把握。由實體結構向力學模型簡化的過程同樣需要引起重視,要加強建筑結構與相關知識體系的聯系,幫助學生樹立建筑結構整體概念。
最后教師要能把握知識的縱、橫向擴展。圍繞真實的典型工程設計案例連續地組織授課內容,可使各部分相對獨立的課程內容彰顯其內在邏輯性,更具工程直觀性。以建筑結構知識為主體,授課內容應優選與專業相關的、學生感興趣的且工程中易引起誤解的主題。
2.增加閱讀結構施工圖相關知識
工程圖一直被稱為工程界的共同語言,凡是從事建筑工程設計、施工、管理及相關行業的工程技術人員都離不開圖紙,[5]因此,“建筑結構”課程的教學內容有必要融入結構施工圖的識讀這一內容。先講解每種結構(構件)的結構設計原理,隨后講解與該部分結構(構件)相應的結構施工圖的識讀,對結構施工圖的識讀與對構件計算的理解是相互促進的。
結構施工圖主要包括建筑工程結構制圖規定、鋼筋混凝土結構構件配筋圖、鋼結構構件及連接的表示方法,通過介紹有關建筑工程制圖標準使用方法,使學生在工作崗位中具有獨立工作的能力。結合專業實踐,引導學生掌握建筑結構設計的基本過程及結構施工圖的形成過程,增強閱讀結構施工圖的能力。
3.根據科研成果充實教學內容
隨著科學研究地不斷深入,新材料、新技術不斷出現在各類建筑結構中,比如FRP材料、活性粉末混凝土、異形柱等,而書本內容往往不能及時反映新的科研成果。因此,教學過程中要根據建筑結構科學研究的發展情況納入新知識。任課教師要努力承擔科研任務并密切關注新的科研成果,堅持教學與科研一體化,實現教學與科研相互促進、協調發展。
三、貼近專業需求的教學方法
1.提升教師非土木類專業的專業能力
“建筑結構”課程的任課教師多數情況下是結構專業的教師,而這些教師缺乏非土木專業的專業素養,這樣不利于實現非土木專業知識向結構知識的良好過渡。因此,為適應專業需求及社會發展,需要專業型的教師來完成“建筑結構”課程教學。對于工程管理專業的“建筑結構”課程,則應更多地了解工程管理專業的工程實踐,從中找出相應的結構知識,從而建立管理知識與結構知識之間的聯系。
專業型教師除了定期深入到工程第一線學習與結構專業及非土木類專業相關的工程實踐知識外,還有必要參加國家注冊結構工程師、建筑師、建造師等工程執業資格考試。實踐證明,只有具有非土木專業的專業素養的教師才能更好地進行“建筑結構”課程教學,才能培養出與專業需求相適應的專業人才。
2.加強學生的感觀認識
拍攝反映工程建設各個階段的照片,并逐步在教學過程中應用,通過直觀的照片將書本上枯燥的知識形象化,增強學生的感觀認識,更好地幫助學生理解結構知識。利用各種渠道借用工程項目的施工圖紙,在教學的相應環節對圖紙內容及表達方式加以介紹,逐步提高學生的讀圖能力,培養工程意識。
為滿足形象化教學的需要,學校應配置一定量的教學模型。如制作各種結構體系的教學模型,以及配筋構件模型,結合模型講解結構知識,通過這種直觀的教學方式既可以增加學生的學習興趣,又可以加深學生對知識的掌握程度。全國大學生結構設計競賽是全國九大大學生學科競賽之一,教師在條件許可的情況下,可鼓勵學生積極參與這種結構設計競賽,或者搜集歷屆獲獎作品將其制作成教學模型,通過對這類模型的講解,激發學生的創造力和想象力。
3.重視現代教學手段的運用
教師通過CAI課件將枯燥的知識活化,形象地呈現給學生。課件內容要符合專業特點,盡量多用圖片、動畫等影音形式,加大Photoshop、Flash等軟件在課件制作中的使用頻率。運用多媒體技術展示大量的工程實例及各結構形式在實際工程中的應用,通過表情、手勢和語調引導學生思路,同時利用黑板講解調整講課節奏,避免單一教學手段給學生帶來的視覺和心理疲勞。根據近幾年的教學經驗,完全采用多媒體課件教學,效果并不十分理想,可以采取傳統教學與多媒體教學相結合的方式。
對于某些構件的受力破壞過程及破壞形態,如在課堂上通過視頻把構件的受力全過程播放出來,可避免語言的枯燥,學生將會有一個動態的全過程認識。比如,講解鋼筋混凝土梁發生剪切破壞的三種破壞形態,即斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞,可用視頻把梁發生每種剪切破壞的全過程展現給學生,學生的學習效果會明顯好于用語言枯燥的講解。
4.進行考試方法的改革
考試是教學過程中的一個重要環節,考試方法的得當與否直接影響學生的學習效果及教師的教學效果。考試應以準確評價學生對知識的掌握程度,培養學生獨立的設計能力、創新精神及自學意識為目的。建筑結構考試應由平時考核與傳統的閉卷考試相結合,這兩項各占50分,對研究性學習和實踐性學習考慮一定的附加成績。以求創新、重能力為導向確定考核內容,主要考察以下幾方面的內容:建筑結構概念和體系;結構基本構件設計(包括計算和構造);結構施工圖的繪制及識讀;對建筑結構相關規范及資料的文獻檢索能力。
四、結語
“建筑結構”課程涉及學科較廣,是理論性與實踐性均很強的綜合性技術學科。對非土木類專業人才的需求正從具有單一專業能力向綜合素質能力轉變,而“建筑結構”課程對綜合素質的培養有著重要影響,因此該課程將更具重要性。教學改革實踐表明,立足于專業需求,進行教學內容和教學方法改革,可增強學生的學習效果和教師的教學效果、拓展學生的專業能力。經過不斷地改革與實踐,一定能培養出兼具基礎理論知識和全面實踐能力的專業人才。
參考文獻:
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關鍵詞:素養;設計;交往
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)01-0155-03
一、前言
一般來說,由于建筑學學科與土木工程學科之間的學科聯系十分密切,因此在中國高等院校土木工程學科的教學大綱中,通常會開設一些具有建筑學學科特色的基礎課程,對于這些課程,土木工程專業的學生通常會表現出很大的興趣,但是由于學科的差距,學生在價值觀建構和學習方法問題上常常產生困惑,“如何學”和“學了有何用”這一問題深深地困惑著學生。與此對應的是,“如何教”和“教了有何用”這一問題也值得教師思考。下面結合課堂教學實踐,從一名建筑師所必需具備的專業素養、建筑設計能力、人際交往能力等方面,就如何開展土木工程學科的建筑學課程教學談一些體會。
二、專業素養
專業素養是建筑師的基本素質,它是建筑師開展建筑設計實踐活動的基礎,很難想象專業素養欠缺的建筑師能夠設計出優秀的建筑作品。專業素養的培養與熏陶貫穿于學生在校期間、工作以后,直至終身,是一個長期的、漸進的過程。專業素養主要體現于表現素養、審美素養兩方面,下面分別闡述。
1.表現素養。相對于建筑學學科的學生而言,土木工程學科的教學大綱中對于建筑表現方面的課程設置較少,這種現象使得美術基礎原本十分薄弱的學生在學習建筑設計時對于建筑表現的基本概念與要求不清,建筑表現技巧也十分欠缺。為了解決這一問題,教師可以通過以下幾種途徑解決。
開設專題講座:講解美術學科的素描、色彩方面的基本常識。此外,教師還應結合建筑實例講解具體的繪畫應用技巧,再布置一定的練習,這樣既不枯燥,又使學生具有感性體驗,有利于學生在有限的學時內掌握基本的美術理論與繪畫表現技巧。
開展美術實踐:除了課堂教學以外,課外美術實踐環節的開展也必不可少,理論與實踐的有機結合,可以加強學生對于課堂教學中美術基礎知識的理解。
2.審美素養。建筑設計的過程是一個創造美的過程,這一過程的實現需要具有審美素養的創作主體來完成。而現實情況是,大多數土木工程專業的學生的理性與邏輯思維能力很強,而在需要理性思維與感性思維互動的建筑形式設計方面,他們經常有無所適從的感覺。勉強設計出的建筑形式,通常也很平淡,缺乏藝術氣息。上面的情況表明:通過一定的藝術熏陶,提高學生的審美素養是建筑設計教學過程一個十分重要的環節。這一教學目標的實現需要教師與學生的共同努力。
對于教師而言,可以結合專業課程教學,給學生欣賞一些古今中外的優秀建筑實例圖片,在圖片賞析的過程中激發學生對審美的追求和熱情。提高審美層次。
對于學生而言,應根據教學要求積極主動地學習。在課余時間,可以閱讀一些中外名著,既拓寬視野,又提高審美情趣,何樂而不為?
歌德說過:“我們在投向世界每一瞥關注的目光的同時也在整理著世界。”[1],教師應鼓勵學生運用課堂獲得的審美知識去觀察身邊的建筑現象,在潛移默化過程中提高自身的美學素養,為以后的建筑形式設計打下基礎。
三、建筑設計
建筑設計是土木工程學科的一門重要課程。從教學反饋情況看,大多數學生對建筑設計充滿創作激情,但是由于對建筑設計的方法和原理的陌生而時常陷入困惑之中。從學生的設計作品來看,在平面功能設計方面存在一些問題,由于學生對以系統論和整體思維方法為基礎的建筑平面功能設計方法的陌生,始他們在平面功能設計開始時體現出設計起步不對、過程中設計效率低下、完成后的圖紙邏輯概念不清,缺乏藝術性與美感。在建筑形式設計方面問題也不少,問題主要體現于兩種設計傾向。其一是一些學生邏輯思維能力較強,感性思維能力不足,設計時常會孤立地研究平面功能關系,而忽視了建筑的藝術性要求,或有一些形式創作欲望,但是在形式設計時,卻不知如何通過建筑語言表現設計構思,久而久之也就失去了興趣,最后設計的作品也就平淡無奇。其二是另一些學生有強烈的創作欲望,也敢于主動大膽地運用自己理解的方式表現設計構思,但是建筑形式的建構不嚴謹,最終的設計成果缺少邏輯和條理。其實,做任何事都要有一定的章法,有章法的事物總是美的,做設計也是一樣。那么如何才能設計出有章法的方案呢?下面從平面功能設計和建筑形式設計兩方面分別論述。
1.平面功能設計。任何事物的發展都有其內在的客觀規律,建筑設計的過程也不例外,也有符合其自身發展規律的設計脈絡。能否掌握“捕魚”方法―設計脈絡,直接關系到學生畢業以后能否勝任建筑設計實踐項目。
那么,究竟設計脈絡是怎么一回事呢?其實它是一種以系統思維方法為基礎的設計程序。這種設計程序要求設計者按照系統論的要求,從整體到局部,有條理地開展設計活動。
在設計之初,設計者應進行環境分析,通過對基地內外各種環境條件的分析,合理地確定基地的主次出入口、各類人流進入建筑的出入口以及“圖底”關系這兩個事關全局的關鍵問題。
接下來進行功能分區設計,為了簡化設計問題,在這一步通常采用“合并同類項”的方法把設計任務書中所要求的各種房間分為使用、管理、后勤等三個大的功能分區,再根據前一設計程序所確定的各類人流出入口條件,把這幾大功能分區放在“圖”中與各自出入口相對應的位置。接下來,再對使用、管理、后勤三個大的功能分區中的房間再采用“合并同類項”的方法細分,直到把所有房間全部合理地納入“圖”中。由于這種分析方法順應了方案的生長規律,因此不會發生房間“串區”現象。
解決了功能分區設計以后,下面就可以進行水平與垂直交通設計,通過走道與樓梯的聯系使三大的功能分區中的房間成為流線清晰,聯系緊密的系統。
2.建筑形式設計。在傳統的建筑設計課堂教學中,建筑形式設計的教學一直是困擾師生的一個問題。其原因在于建筑形式設計涉及到對于形式美基本規律的理解與認識,主觀性很強,由于現代的很多建筑在形式設計上摒棄了傳統美學原則而出現審美變異,光怪陸離的造型手法體現出多元化的設計傾向,其背后突顯出設計者各不相同的價值傾向。面對這種現象,初學者由于藝術修養的欠缺,往往會一片茫然,或者是盲目模仿。因此,為了使學生少走彎路,不走歧路,教師既要幫助學生分析各種建筑形式設計的歷史與社會根源、哲學傾向,培養學生樹立正確的形式設計觀,又要讓學生明白建筑形式的設計不是隨意的,而是要有一定的章法――建筑形式的邏輯,這種設計邏輯主要在內部功能、外部環境、幾何構成、美學價值等方面體現出來,下面分別論述。
(1)內部功能。“在追求建筑意義的同時,應兼顧建筑的功能,欠缺的功能減損著建筑形式的光輝,完美的功能與富于表現力的形式相得益彰”[2]。在建筑功能設計時,不同的功能分區空間性質不同,對應著不同的空間形態,建筑形式設計應客觀真實地反映不同的內部空間組合關系。有時,會有一些學生先設計一個造型框架,把功能硬塞進去,這不僅僅是形式與功能相脫離的不當設計方法,也是一種不良的設計態度,教師要予以及時糾正。
(2)外部環境。在具體的建筑形式設計實踐中,建筑所處的外部環境一般是客觀而真實的。從微觀層面看,場地內的地形、地勢、樹木、河流、古跡,場地外的景觀都形成建筑設計的外部條件。從宏觀層面看,更大范圍的自然環境、人文環境以及城市風貌等條件都是建筑形式設計時要考慮的因素。因此,建筑形式設計的目標與環境設計的目標是統一的。
(3)幾何構成。從幾何構成角度看,建筑是幾何體塊構成的實體形式,幾何體塊的構成不是隨意的,而是具有一定的邏輯性。這種邏輯性體現在兩方面。其一是幾何性明確,這是對單一幾何體而言,要求幾何體塊的形狀明確,具有可識別性,例如方形、圓形、三角形等。對于初學者而言,了解這一要求可以使他們在幾何構成時避免采用一些模棱兩可的幾何形式。其二是幾何關系明確,這是對組合幾何體而言,要求幾何體組合時,相鄰幾何體之間的關系明確,這種關系一般是相離、相切、相交、相含等。
(4)美學價值。在設計之初,當設計者的設計構思確立以后,下一步就面臨著幾何形體的選擇和形體之間幾何關系的建構問題。由于建筑形式屬于藝術范疇,藝術具有多樣性與不確定性的特點,不可能象數學那么精確。因此能夠體現一種設計構思的幾何形體和形體之間的幾何關系通常并不是唯一的。哪么如何選擇幾何體塊的形狀以及建構幾何體塊之間的相互關系呢?這里不但要考慮上面的幾個要求,還涉及到一個關鍵問題―美學價值。
對于初學者而言,能否對幾何體以及幾何體之間關系的各種可能性進行綜合評價與分析,選擇出一種能夠最大限度地在內部功能與外部環境要求、幾何構成、美學要求之間取得平衡的幾何形式無疑是具有一定挑戰意義的,這一過程需要一定的設計綜合分析能力、一定的三維空間想象力、以及一定的審美素養。
在建筑設計課程開始之前,首先,教師應向學生介紹形式美的構圖規律,讓學生了解對立統一的古典美學要求,以及現代建筑的一些手法變異。其次,教師應結合一些優秀建筑實例,講解這些藝術法則在建筑實踐中是如何應用的。最后,教師要發揮主體性地位,在解讀建筑實例過程中,總結建筑形式的構圖技巧。同時讓學生運用描述、分析、比較、評價、判斷、質疑等一系列思維方式對建筑作品進行認知與解讀,不斷提高思維能力。
在建筑設計課程進行中,教師既要引導學生從以上幾個方面進行造型構思,又要鼓勵學生積極探索,大膽創新,形成建筑的自身特色。只要學生能夠說出一定的理由,哪怕并不充分,都可以讓他們試探,但不鼓勵沒有任何道理地隨意玩弄形式。
在建筑設計課程后期,尤其是到了立面設計階段,要求學生運用形式美的構圖規律,同時能夠綜合考慮平面功能、結構與構造、材料與色彩、施工技術等角度,盡力表現立面設計的效果,體現立面設計的意圖。
四、人際交往能力
建筑設計活動的工作性質和方式具有開放性和社會性的特點,要求建筑師具有良好的人際交往與溝通能力,因此土木工程專業的學生畢業以后避免不了要與各種人往,但是現實情況是,大多數學生在高中階段埋頭苦讀,學習圈子封閉而狹隘。當他們進入具有開放性特點的建筑設計教學環境中,一下子很難完成角色轉換,因此教師在建筑設計教學過程中應給學生提供經常性的交流與學習機會,幫助學生破除中學封閉的學習習慣,在相互交流與學習過程中集思廣益,共同成長與進步。
在改圖過程中,要求學生主動向教師表達設計意圖,從方案的構思、功能與形式設計、結構與構造等各方面介紹自己方案的設計特色。教師也可以有意識地從各種角度對學生方案的可能性與合理性進行質疑,以實現培養學生的語言表達與應變能力的教學目標。
隨著時代的發展,科技的進步,在土木工程專業的建筑學教育過程中,教師要不斷學習,不斷創新,使建筑學教育既要保持土木工程專業的學科特色,又要注入新的時代內容。
參考文獻:
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―Thinking About the Teaching of Architectural Design in Civil Engineering Specialty
YE Jian-gong
(School of Civil and Transportation Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China)
關鍵詞:土木工程;施工技術;優化策略
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
引言
土木工程建設在我國有著悠久的歷史,經過漫長的歷史也積累了豐富的技術。自上世紀五十年代開始,我國的土木工程現代化建設開始進入飛速發展的時期,眾多新結構、新技術以及新材料在土木工程建設中的運用,使得土木工程更加能夠滿足現代社會發展的需求。
1、土木工程施工技術的特性
土木工程施工具有與其他生產和組織迥異的特點、方式和組織,土木工程施工技術的運用直接影響到土木工程施工質量的高低和成本,必須對此有著職業的敏感和高度的重視。
1.1 土木工程施工技術具有固定性和流動性
土木工程施工過程中,運用的施工技術在一段時間內表現為固定不變的特點,同時土木工程施工隊伍和技術人員在空間上和組織上表現出一定的流動性;
1.2 土木工程施工技術具有多樣性和單件性
土木工程施工過程中涉及很多環節和項目,這在技術上表現出多樣化的傾向,同時,對于單一的土木工程施工項目而言,土木工程施工具有較強的單件性;
1.3 土木工程施工技術的綜合性和協作性
整體的土木工程施工過程需要諸多技術的綜合運用,同時又要實現各技術之間的統籌運用,必須在加強合作和協調的基礎上才能實現土木工程施工技術的有效運用。
1.4 土木工程施工技術的復雜性和易受干擾特點
土木工程施工中環境因素、管理原因都會形成對土木工程施工技術的影響,且土木工程施工技術本身又存在相當大的難度和復雜程度,這導致土木工程施工極易受到各種因素的干擾,產生各種難于解決的問題。
2、土木工程施工中主要施工技術
2.1 土木工程地基施工技術
當前的土木工程施工中往往出現地基不能滿足土木工程需要的承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固,加固方法:換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等。
2.2 土木工程混凝土灌注樁施工技術
混凝土灌注樁施工是土木工程中常見的樁基施工類型,在施工現場的樁位處用機械或人工成孔,然后在孔內放入鋼筋籠、澆筑混凝土(或者直接澆筑混凝土)而成的一種施工方法,通過干作業成孔、泥漿護壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆擴成孔等方法形成混凝土灌注樁的孔洞,進而進行土木工程樁基的灌注。進行土木工程混凝土灌注樁施工中應該發揮灌注樁適應地層變化強、施工振動小等優點,注意混凝土的養護,確保混凝土灌注樁的性能和質量達到預定的設計目標。
2.3 土木工程沉井基礎施工技術
沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
2.4 土木工程預應力混凝土結構施工技術
土木工程預應力混凝土結構施工有三種主要的技術,即:一是先張法施工,在澆筑混凝土構件之前,張拉預應力鋼筋并將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構件,待混凝土到達一定強度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力后,放松預應力鋼筋,借助混凝土與預應力鋼筋之間的粘結,使混凝土產生預壓應力。二是后張法施工,先制作混凝土構件并預留孔道,待混凝土達到一定強度后,將預應力鋼筋傳入孔道,利用張拉機具張拉預應力鋼筋,然后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿。三是粘結預應力施工,采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預應力筋,鋪設在模板內,然后澆筑混凝土,待達到預定強度后再進行張拉,達到錨固的作用和效果。
3、土木工程施工技術優化管理策略分析
3.1 建立健全施工技術管理組織體系,制定嚴謹的管理制度
具體包括:(1)施工圖紙會審制度,嚴格進行建筑工程施工圖紙的會審,檢查設計中存在的漏洞、弊端,是否違反合同要求及相關標準,并且進行積極的修改;在審查之后,建筑施工管理人員必須認真的熟悉整個圖紙,了解設計師的理念和整個工程的施工過程,對特殊的項目要加以注意。(2)施工資料技術管理交底制度,技術交底要及時準確,技術交底的具體目的是讓所有的施工人員在正式施工前對建筑的設計情況、特點、技術要求以及注意事項全面了解。(3)設計變更和技術核定管理制度;(4)施工日記制度;(5)工程質量檢驗與評級制度。此外還應當成立領導小組對項目施工管理人員進行定期的考核,促使項目負責人員能夠負責盡職,及時的發現施工問題并且解決問題。
3.2 做好技術管理的基本工作
做好技術管理的基本工作,主要包括以下幾方面:①明確技術標準和技術規程;②建立健全技術原始記錄;③完善技術檔案管理工作,主要包括施工圖管理、施工組織設計文件、施工方案或大綱、施工圖放樣、技術措施;④掌握技術信息,重視建筑技術發展的最新動態,結合實際狀況,努力推廣使用先進成果,提高市場競爭力;做好計量工作。
3.3 加強對土木工程施工技術執行的監督
確保土木工程施工技術的各個環節責任制,加強在施工環節監管工作,及時制止和糾正不符合操作規程的違規操作,重點關注工程進度、施工的客觀條件,在技術、物資、人力和組織等方面為工程創造一切必要的條件,使施工過程持續均衡地進行,保證工程在規定的工期內交付使用,使工程施工在保證質量的前提下,提高勞動生產率和降低工程成本
3.4 其他策略
加強土木工程施工技術創新,改變傳統的技術,打破落后的技術水平,廣泛采用新材料、新設備、新工藝來提升施工技術,如采用人工的方式振搗混凝土,往往由于人員的松懈和怠慢,常會出現振搗不實的現象,但是如果采用先進的現代化設備進行振搗配合人工的方式就能夠使振搗效果達到一個理想的狀態;嚴格按照建筑施工技術規范和制度進行施工;對施工成本和工期進行控制,合理編制施工組織設計方案,使整個工程施工按照一個科學、合理的步驟進行;加大施工管理強度與人才引進工作,提高管理人員的自身素質及管理水平;提高工程質量管理,嚴格控制所以進場的建筑原材料、半成品以及成品,加強施工人員的管理,組織專門的團隊處理新技術和新設備所帶來的新問題,確保工程質量與進度;大力提高建筑工程修建安全設置水準;加強安全施工管理工作;提升竣工階段的施工技術管理,不合格產品應當立即采取補救措施,對其進行加固以及補強等策略。
結束語
總而言之,隨著我國現代化建設工程規模的加大以及施工水平的提升,土木工程施工技術優化對施工企業有著重大的意義,其增強了施工企業的經濟效益和市場競爭力。只有通過技術優化管理,才能滿足施工企業的需求,同時促進建筑業的健康發展。
參考文獻
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關鍵詞:地質工程 混凝土結構 教學方法
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)04(c)-0212-02
《混凝土結構設計原理》是一門理論性與實踐性并重、綜合性強、教學難度較大的課程之一。該課程具有以下特點:(1)前導課程多。學習該課程需要有材料力學、結構力學、建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等前導課程。(2)經驗性理論內容占有較大的比例。具體表現為經驗公式多、基本假定多、規范條款變化多、設計方案不唯一。(3)基本概念和構造要求多,且在不斷變化。如混凝土保護層厚度的定義、受彎構件抗剪承載力的計算、最小配筋率的要求等,作者就學及工作以來都經過多次變化。對地質工程專業的本科生來說,往往由于自身缺乏必要的感性認識就更加難于理解。因此,如何在教學中使學生深刻理解最基本的計算理論和設計方法并學以致用,是教學方法的出發點。
1 課程開設的意義
近年來隨著國家多方向、通用性、復合型人才培養目標的推廣以及就業市場的需要,越來越多的非土木工程專業增設了混凝土結構設計原理課程,如地質工程、工程力學等土木工程邊緣學科專業。如對地質工程學生來說,畢業后幾乎不可能直接完成一般工業與民用建筑的設計,但會在邊坡治理、水利水電、基礎工程等領域從事擋土墻、壩基、樁基等方面的設計、施工、監理等工作,仍然需要一定的混凝土結構設計原理的基礎知識。對非土木工程專業來說,混凝土結構設計原理課程的教學在介紹基本概念、基本原理的同時更要適應不同專業應用領域的特殊混凝土結構的設計要求。
2 課程教學中存在的問題
結合該校地質工程專業,就其教學中存在的問題進行論述。
2.1 前導課程知識儲備不足
對地質工程專業來說,沒有開設建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等屬于土木工程的專業基礎課程,導致在正常教學過程中較多專業基礎知識的講授有一定難度,課程設計繪制的圖紙不規范。
2.2 教學時間短
課程安排在大四第一學期,32學時外加1周的課程設計。由于臨近畢業,大部分學生將面臨就業、考研等現實問題,降低了學生的學習興趣和有效學習時間。
2.3 所授課程深度掌握尺度不一
混凝土結構設計原理課程一般由土木工程專業教師擔任。往往由于授課教師隊伍的相對不固定以及教師對地質工程專業的掌握不同,因此對所授內容的刪減存在很大主觀性,也即簡單地把地質工程專業學生視同土木工程專業學生,放寬了一定的教學要求而已。
2.4 理論聯系實際少
地質工程專業學生由于沒有土木工程方面的認識實習,對建筑工地的現場知識也缺乏了解,反映在作業及課程設計圖紙中的截面設計的配筋往往不符合一般結構設計的常識。
2.5 學生缺乏獨立思考解決問題的能力
理論課程結束后的課程設計,結合地質工程的專業背景及今后的就業需要,設計內容是鋼筋混凝土擋土墻。考慮擋土墻的高度及上部作用荷載的變化,保證學生一人一題,杜絕抄襲。從這幾年的指導情況來看,學生們大都在參考范例上直接修改,很少有人進行必要的思考,更不善于通過查閱規范、文獻資料來主動解決問題,而是習慣于向老師求助,直接詢問來獲取答案。
3 教學改革建議
針對上述種種問題,結合其他高校在非土木工程專業混凝土結構設計原理教學中積累的成熟經驗,提出以下的改革建議。
3.1 了解授課專業的課程設置及內容
授課前要全面了解學生已修的結構方面有關的內容,了解學生掌握的內容及深度。對地質工程專業的學生來說,由于未修過建筑制圖、建筑材料、房屋建筑學等前導課程,教學時就必須補充相關知識,從而使學生建立工程結構的基本概念。課堂講授時,在例題講解中多介紹相應的工程背景,便于解決基礎知識不足的問題。
3.2 優化教學內容
教在教學上往往將地質工程專業學生與土木工程專業的學生相提并論,但大多數地質工程專業的學生將來不從事傳統建筑結構的工程設計,因而如何在教學內容及深度方面掌握得恰到好處,需要教師對地質工程專業的主要學習內容及就業去向都要比較了解,并由此制定出合適的教學目標,合理規劃教學內容。針對課程理論教學學時少又配有課程設計的特點,對混凝土材料的力學性能、受彎構件、受壓構件等基礎且必須的知識重點講授,而對受拉、受扭構件簡單提及即可,這樣才能保證在有限學時內完成基本內容的學習。
3.3 豐富教學手段
考慮到地質工程專業課程設置的特點,許多常規的建筑材料、建筑結構試驗沒法完成,因此學生們學習時對基本概念掌握不清,可以采用多媒體照片、錄像的形式進行彌補,不但能使學生產生直接的感官效果,同時又能彌補實踐性環節缺乏的問題。同時鼓勵學生除課堂學習外,充分利用網絡資源,將課程相關的教學要求、教學教案、課件資源共享,延伸了教學內容,豐富了教學形式。另外,在日常教學中注意利用校內的在建工地及投入使用的典型建筑結構作為教學背景,有效地理論聯系實際。為了在教學過程中學生能夠更深切地將所學理論與工程應用相對應,必要時可以安排學生到周邊在建建筑工地進行實地參觀學習,使學生了解建筑材料、設計圖紙、施工過程等內容,增加學生們的直觀認識,提高學生們的學習興趣,從而達到豐富教學手段、改善學習效果的目的。
3.4 穩定教師隊伍
地質工程專業的混凝土結構設計原理課程的教學任務主要由建筑工程系的教師擔任,雖然其具備了建筑方向扎實的理論及實踐功底,但往往對地質工程領域的混凝土結構不甚熟悉,工程背景較為欠缺,打鐵尚需自身硬,因此教師自身需要通過不斷的學習積累地質領域的必備知識來豐富教學內容、提高教學水平,這也需要相對穩定的授課隊伍來保證。
4 結語
地質工程專業混凝土結構設計原理課程的教學,不能等同于土木工程專業教學內容的簡單刪減,它需要在不斷的教學過程中逐漸建立科學合理、能用夠用的知識內容體系,因而需要在穩定授課教師隊伍的基礎上,逐步探索行之有效的教學手段,來提高學生的學習興趣,從而培養學生必要的工程應用能力。
參考文獻
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學生在課程設計和畢業設計的圖紙中存在的主要問題有:圖框及標題欄的繪制不規范、線型線寬錯誤、中心線缺失、圖名和比例缺失、字體大小及圖樣布置不合理、尺寸標注錯誤、剖面圖標注錯誤等。土木工程制圖是一門非常嚴肅的課程,必須遵循制圖國家標準,主要包括《技術制圖》、《房屋建筑制圖統一標準》、《建筑結構制圖標準》、《道路工程制圖標準》、《水利水電工程制圖標準》等。課程設計和畢業設計圖紙中出現的問題反映出教師和學生對制圖標準的重視程度不夠,學生沒有形成嚴謹的態度。從教師而言,土木工程制圖課教師、其他專業課教師、畢業設計指導教師對圖紙的重視程度不夠。土木工程制圖的教授過程中,對工程實例的要求相對較少,造成學生對制圖標準的認識和識圖能力有限。很多課程設計甚至畢業設計的任務書中比較看重結構計算的內容,忽視了制圖國家標準的要求,造成學生注重計算書而忽視圖紙。從學生而言,學生從思想上對制圖標準不重視,認為只要圖紙上能表達清楚就行。漢字寫得“龍飛鳳舞”,不按制圖課上要求的仿宋體書寫;數字隨意傾斜、潦草,大小不合適;繪圖時不按照步驟執行,圖樣布置不合理。另外,很多學生認為以后的工作中計算機繪圖很重要,忽視了手工制圖的環節,導致學生對工程圖樣的表達方法、制圖標準和讀圖繪圖基本技能相對欠缺,對平面圖形缺乏認識。此外,還存在一些客觀原因。土木工程制圖課程一般開設在大一的第一個學期,中期課程設計沒有嚴格按照制圖標準執行,大四第二個學期做畢業設計時很多標準中的要求都已經忘記,導致圖紙的質量很差,不能符合國家標準要求。
2.教學方法探討
(1)分兩個學期、小班授課。
土木工程制圖課程內容多,其中畫法幾何和制圖基礎部分包括工程制圖基本知識、多面正投影、軸測投影、標高投影等章節;專業工程圖則包括房屋建筑施工圖、建筑結構施工圖、路橋工程圖、水利工程圖等。由于大一新生具備的土木工程專業的知識較少,在專業工程圖講解時需要介紹背景知識,否則會造成學生的專業工程圖識讀障礙。例如,在講解建筑結構圖中的鋼筋混凝土構件圖時,需要較詳細介紹鋼筋混凝土相關的知識,這樣學生才能更好地理解房屋建筑、橋梁工程、水利工程中鋼筋混凝土構件的表達內容和方法。將畫法幾何與制圖基礎、專業工程圖與計算機繪圖分為兩大部分,分兩個學期授課,更有利于學生對教學內容的理解和吸收。土木工程制圖課程作業較多,尤其是在畫法幾何和制圖基礎部分,每次課后都有作業,每個同學出現的問題可能不同;在專業工程圖的識讀過程中,學生的理解角度可能存在差異。因此,需要針對不同的問題進行專門的講解和輔導,小班授課有利于教師與學生的交流,教學效果較好。
(2)增強學生對課程的興趣。
土木工程制圖課程講解時,由于內容多、教師需要不停地講,會造成學生聽覺疲勞。而理論部分的前后連貫性很強,如立體的截切與相貫要用到線面相交以及面面相交的知識,前面知識沒有理解,后面學習就很困難。因此,增強學生對土木工程制圖課程的興趣,對于知識的掌握非常重要。在理論部分的教學過程中,可采用多媒體與板書、講與練相結合方式,講完一個知識點后立即讓學生做練習,提高學生的成就感,緩解聽覺疲勞。此外,可根據學生作業的情況,讓學生講解自己的解題思路和方法,讓其他同學評判,調動學生的積極性。在專業工程圖部分,可采取“找茬游戲”方式,讓學生交換繪制好的圖紙,遵照規范找錯誤,加深對規范的理解。另外,還可采取參觀工程實例的方法,比如講到直紋面的投影時,帶學生尋找直紋面的工程實例,增強學生的感性認識。
(3)注重實際工程圖的識讀。
在教材及習題集中,由于受篇幅所限,專業圖紙只是某項工程中的部分圖樣。由于圖紙不完整,學生無法從宏觀上認識工程圖。為培養學生的實踐能力,最好的方法是讓學生在專業實踐中鍛煉。為此,在教學過程中,教師可收集典型的、相對簡單的實際工程案例,給學生識讀。比如,在房屋建筑圖部分,可選取居住建筑或公共建筑施工圖;在路橋工程圖部分,可選取結構形式簡單的橋梁工程圖。首先對房屋或橋梁的整體情況做出講解,然后讓學生分組讀圖,從而達到從整體到局部再到整體、逐步讀懂圖樣的目的。通過實際工程圖的識讀,在繪制圖樣時,也會自然而然地遵照規范的要求來實施,繪圖的規范性也就得到了加強。
(4)注重土木工程制圖實踐能力的考核。
畫法幾何與制圖基礎部分的考核可采用平時成績+閉卷考試的方式。平時成績主要考查學生完成作業的情況,閉卷考試主要考查學生對基本理論的理解和應用。專業工程圖和計算機繪圖部分的考核可采用平時成績+開卷考試的方式。平時成績主要考查工程圖樣的補繪和抄繪等,針對問題及時糾正和指導,一般為單個圖樣。開卷考試可采取繪制工程圖方式,由教師結合工程實例制定指導書,將學生分成小組,每個小組完成一整套圖紙。在繪制過程中,要求學生以設計者的角度,充分理解整套圖紙中各部分重點表達的內容,各部分的內在聯系等,以此提高學生繪圖能力。
(5)加強制圖課程與課程設計及畢業設計的聯系。
土木工程制圖課程教師在授課時,應強調其作用和地位,還可將往屆優秀的課程設計和畢業設計圖紙向學生展示。課程設計和畢業設計教師在布置任務時,要強調規范作圖的重要性,在任務書參考資料中增加相關制圖規范,增加圖紙質量的成績比重,并加強易錯點的講解。只有加強土木工程制圖課程與后續專業課程、畢業設計等環節的聯系,才能讓學生逐步積累、提升識圖和繪圖水平,增強實踐能力。
3.結語
【關鍵詞】土木工程,教改班創辦,特色與實踐
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
一、前言
土木工程專業教改班創辦是土木工程專業教育中重要的一個組成部分,土木工程專業教改班創辦的的質量不僅關系著專業的教育的質量,而且與還可以培養具有創新精神的土木工程專業的復合應用型人才。
二、土木工程專業教改班創辦的意義
新時期需要大量掌握必需、夠用的專業理論知識,擁有較強的崗位能力和本領,具有創新素質和創業能力的專業人才。應用型人才的教育是高等教育的重要組成部分,是以培養具有一定理論知識和較強實踐能力、面向基層、面向生產、面向服務和管理一線崗位的實用型、技能型專門人才為目的的教育。在我國高等教育由精英階段向大眾化階段的歷史性轉變過程中,高等教育系統也在重新構建,新老本科高校都在重新審視和調整自己的辦學定位,確定新的發展目標和戰略。近些年來成立的新建本科院校大都以應用型為辦學定位,形成了一批占全國本科高校總數近30%的與傳統本科院校不同的應用型本科院校。所謂應用型本科教育,在我國現階段,就是培養、加強專業基礎教育的同時,注重對學生的技能培養,培養適應現代化建設需要的基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、素質高,面向基層、面向生產、面向服務和管理一線崗位的實用型、技能型的高級應用型人才。
三、土木工程專業教改班創辦的特色
1、廣挑精選
末位淘汰一個人的潛能是天賦的,但能否發揮要靠教育。學生的“原材料”在其成才過程中占有舉足輕重的地位。由于培養目標的高定位,高校教改班招生辦法也應有一套嚴格的程序,以確保生源質量的高起點。在此方面,中南大學土木建筑學院以升班學生的遴選采取綜合初試和復試兩步進行,初試范圍為第一學年智育成績年級前60名的學生,內容涉及英語、數學、計算機以及基本的專業知識,采用筆試方式,按照考試成績從中選拔45人參加復試。復試采用面試方式,考核內容包括語言表達能力、英語口語以及本人特長,最終選拔30人進入以升班。以升班的整個培養階段遵循“優勝劣汰”的原則,實行動態管理,每學年從學業成績、思想品德、工作能力、競賽成績等方面進行年度考核,并按權重量化,淘汰排名后5位同學,回到原班級繼續學習。缺額從除以升班學生外年度綜合排名靠前的同年級學生中增補。
2、夯實基礎
加強實踐在以升班實施夯實基礎,加強實踐的培養思路,其目的是使教學實現“知識本位”向“能力本位”的轉變。傳授知識主要通過課堂教學幫助學生建立知識技能結構;培養能力主要是通過實踐教學使學生在動手能力、表達能力、創造能力等方面得到鍛煉;傳授知識是培養能力的必要條件。中南大學土木建筑學院以升班在此培養思路下,不拆散入選學生的原先所屬班級,不影響原班級正常的教學進度,只增加額外的培養內容。
3、因材施教
以升班的教學管理實行高年級因材施教制,使學生有較大的課程選擇自由度,可以“因人而宜”根據自己的情趣及個人發展方向選課,還可以“量力而行”使學有余力的學生“多吃快跑”,構建更加寬厚的基礎知識平臺。對專業的淡化培養,不僅有利于以升班的學生達到“拔尖人才”的“尖”,而且有利于達到“大土木寬口徑”的“寬”。通過聘請有責任心、有教育經驗、有學術水平的資深教授,擔任以升班同學的導師,在因材施教、淡化專業培養的基礎上進一步培養出具有主觀能動性和豐富個性的杰出人才。
4、全面發展
鼓勵創新要使一個人的知識和能力更好地為社會服務,為祖國做貢獻,不僅需要良好的思想道德素質和文化素質,還需要有淵博的知識和創新能力。以升班是積極探索有利于創新人才培養教學方式的產物,變“授之以魚”為“授之以漁”,引導學生自主學習,提倡教學互動,鼓勵學生的質疑精神,使其做到“不唯師,不唯書”,著重培養學生綜合素質和創新能力。中南大學土木建筑學院以升班把加強學生綜合素質教育和創新能力的培養,鼓勵學生的個性發展作為人才培養模式改革的重點之一,目的在于拓寬學生的知識視野和對社會的適應性。
四、土木工程專業教改班創辦的實踐
1、新課程體系的構建
知識能力結構建設。為了重點培養學生的動手能力,我們在課程體系設置時,緊密圍繞人才培養目標,從明確畢業學生畢業后從事該職業,所必須具備的職業素養和動手能力入手,并立足這些素養和能力將專業課程進行分類和模塊化,依相應模塊構建模塊化課程體系。教學內容的整合與優化:對于教學內容改革,必須要根據建筑工程專業的發展要求,從教學內容的前瞻性和工程應用性方面考慮,適時更新教學課程中對建筑新技術、新工藝和建筑新材料方面講授內容。重點突出本專業、本領域新的知識點、新技術和能力,開發新課程,自編最適合地方與行業特色的教學講義、習題集、案例集。
構建實踐教學的新體系。創新實踐教學體系框架,即認識實習,校內實訓,生產實習,畢業實習三位一體,將“雙證制”引入實踐教學環節,加大實習實踐課在總教學學時中的比重。力爭使學生在畢業前,除獲得英語和計算機等級考試合格證外,再通過培訓考試獲得土建施工員、質檢員、造價員等行業崗位證和測量放線工等工種技能上崗證。
2、教學手段的教學方法和改革
改變原有老師課堂講,學生被動聽的教學模式,引入技能型培養教學模式。過去對專業課的教學主要是前期學基礎知識,后期學專業知識,然后逐步進行提高。改革后的教學模式,突出對學生技能的培養,適當淡化對基礎知識的講授,采取技能的推進和模塊化組合的方式,漸進性的逐漸的接近基礎知識。
采用基于項目的課程教學法,增強學生的專業技能和動手能力。采用針對一個具體工程項目,展開課堂教學安排,努力將理論知識和實踐教學內容進行有機的結合,調動學生的積極能動性和學習的興趣,綜合培養學生解決實際問題的能力。在每一堂課的教學安排中,努力使課堂內容能圍繞一個真實的項目和具體的目標進行授課。在諸如施工組織方案設計,施工過程安排,計量計價實習,招投標設計安排等方面,均要圍繞這個共同的項目展開訓練。
教學方式的多樣化。教學過程中,可以采取工地現場教學、項目事例教學、實踐實習教學、系統化教學和多媒體教學等多樣化的教學方式。這樣就豐富課堂授課內容,擴展了學生對新知識認識的思路,使學習效果更佳。
3、改革實踐教學方式方法
改革實踐教學方法,最大程度地調動學生的主觀能動性。引導學生進行獨立的思考和操作,多安排學生動手操作完成老師的要求,課堂教學和實踐多采取啟發式和引導式教學方法。切實把學生作為實踐教學的主體,老師主要起輔助協調作用。通過漸進式的提問和幫助,幫助學生自己找到解決問題的最佳方案,允許學生在操作中出現錯誤,在錯誤中得到學習和啟發,這樣更能使學生學到真正的本事。
對現有專業課教材進行改變,突出實踐性內容,使新教材更多地能以工程項目為依托、適應工程項目需要、反映新的工程技術特點和要求,研究制定具有土木工程專業特色的實踐教學大綱、課程實施方案和實訓指導教材,鼓勵專業教師編寫體現行業與地方特色,突出能力培養的實踐教學教材。
五、結束語
綜上所述,加強對土木工程專業教改班的剖析,能夠對土木工程專業教改班創辦的特色與實踐進行把握,進而能夠提出一些好的方案,如此方可在實踐的教改班中對此進行掌控,提高土木工程專業教改班的質量。
參考文獻
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基于應用型本科獨立學院土木工程專業人才培養的目標,針對 BIM 技術在我國的發展現狀及土木工程行業對BIM人才的迫切需求,分析獨立院校BIM人才的培養方式。結合土木工程專業課程體系及教學資源情況,提出基于BIM的多課程聯合教學建議,包括對現有課程BIM內容設置的建議、利用BIM優勢提高專業教學效果的建議等,以此提高學生對BIM技術的認知和應用能力,以便快速適應BIM技術在我國的發展狀況。
關鍵詞:BIM;獨立院校;土木工程專業;多課程聯合教學
中圖分類號:G6420;TU 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2016)06008506
隨著計算機信息技術的飛速發展,越來越多的信息技術被運用到土木工程行業當中,其對提升土木工程行業的整體效率起到了關鍵作用。BIM技術的出現更是對整個土木工程行業帶來了巨大的技術沖擊。BIM技術的應用和發展逐漸在歐洲、新加坡、日本等發達國家普及。在我國,BIM技術的應用目前處于起步階段,人們普遍開始關注BIM,更多的企事業單位開始積極探索使用BIM,并取得了一定的成果。
究竟什么是“BIM”?不少人誤認為BIM就是一個軟件,實際上BIM(Building Information Modeling)――建筑信息模型可以理解為一種新的管理理念。通過運用信息技術建立建筑模型,將工程項目從規劃設計、施工到竣工驗收、投產使用并拆除等各個階段的信息置于建筑模型中,模擬建筑物各個階段的真實情況,并且能夠隨時更新,從而實現項目參與方的協同管理和項目的全壽命周期管理[1]。
BIM技術要實現的功能和目的非常龐大和繁多,BIM的應用能提高整個土木工程行業的生產效率,并使工程成本得到有效控制。目前,在項目的設計階段、造價招投標階段、施工管理階段等不同階段都對應有不同的BIM軟件,需要通過這些軟件的完美結合來實現BIM目標[2]。
一、 BIM在我國的應用與發展中遇到的難題
據調查顯示,目前BIM在我國的應用狀況并不理想,真正能夠應用BIM的企業極少,有些地方企業甚至完全沒有聽說過BIM。在所調查的30家企業當中,接觸BIM在兩年以上的企業占15%,接觸BIM在1~2年的企業占25%,接觸BIM不超過1年的企業占35%,剛剛聽說過BIM的企業占20%,還有5%的企業完全沒有聽說過BIM。因此,
從以下3個方面分析BIM未能得到廣泛應用的原因。
(一)技術不夠成熟
現階段,國內BIM技術正處于起步階段,在軟件、規范標準方面都比較欠缺。BIM跨階段應用難,各個階段的BIM模型無法銜接、無法往下傳遞、無法集成,仍需要重復建模。雖然BIM技術在歐洲、新加坡、日本等發達國家已經使用了多年,已有比較成熟的技術規范和標準,但是由于國外的國情
有別于我國國情,國外軟件中的許多參數并不能直接被我國使用。雖然我國也通過使用一些國外軟件和國內軟件進行對接,但國內軟件和國外軟件數據的兼容性和精確性并不理想。可見,上述問題都制約了我國BIM技術的發展,所以必須盡快研發出符合我國國情的BIM系列軟件。
目前,廣聯達、魯班、斯維爾等軟件公司都在致力于BIM系列軟件的研發與推廣。軟件眾多、各界人士對BIM的看法不一,加之技術不夠成熟,導致企業在選擇BIM技術方面難以做出抉擇,導致BIM應用無法普及。
(二)缺乏BIM人才
BIM需要大量的相關人才,如BIM軟件開發方面的人才、BIM標準研究方面的人才以及BIM專業應用方面所需要的人才。由于BIM人才的稀缺,有些企業為了招到人而放寬招聘條件,只要應聘人員懂BIM技術甚至可以放開學歷等方面的要求予以錄用。隨著BIM不斷發展,BIM今后必然會成為企業選拔人才的一個硬性指標,無論是BIM知識技能還是BIM軟件的使用,都將成為企業選拔人才的重點考慮因素。因此,為了給學生就業創造更好的條件,為了給社會提供更多的BIM人才,在高校開展BIM相關的課程與培訓勢在必行。
(三) BIM人才培養難度大
BIM技術人員不僅要具備建筑方面的專業知識和技能,還要精通軟件,包括設計類的軟件、施工管理類的軟件、造價管理類的軟件、運營管理類的軟件等,這些知識和軟件的學習需要花大量的時間和精力。尤其是對于已經參加工作的企業人員,在忙碌的工作當中抽時間來學習顯然難度更大,而且培訓費用較高,學起來也不夠系統。因此,在高校學生畢業之前實現針對BIM技術大規模、系統的教育和培訓,無疑大大降低了BIM人才的培養難度。可見,高校培養BIM人才將會對BIM技術在我國的發展起到重要作用。
二、獨立學院土木工程專業BIM人才培養方式分析
由于各高校人才培養的類型與目標不同,定位于BIM人才培養目標也不同,如一些研究型和綜合型大學著重于BIM的研究和軟件開發,并成立專門的BIM研究中心,而應用型本科院校則著重于BIM技術應用人才的培養[3]。湖北工業大學工程技術學院屬于應用型本科獨立院校,應以BIM技術應用人才的培養為主要目標,使學生掌握BIM技術在實際工程中的具體應用。由于BIM知識體系龐大而復雜,需要通過信息技術實現工程項目從規劃設計到投產使用并拆除的全壽命周期管理和各參建單位的協同管理,涉及到的BIM軟件主要有建筑設計、結構設計、機電設計、模型綜合碰撞檢查、工程算量、工程計價、施工管理等,它融合了土木工程專業大學4年不同的專業知識,學生在短時間內系統掌握并應用BIM技術較為困難。針對這種情況,很多獨立院校都開始積極探索BIM技術應用人才的培養方式。
(一)參加BIM大賽
近年來,廣聯達、魯班、斯維爾等公司都致力于BIM系列軟件的研發,為了推廣各自的BIM軟件和擴大市場占有率,均開始舉辦各類BIM大賽,大賽制度也越來越完善。越來越多的高校開始參與到大賽中,BIM大賽的開展對各大高校BIM教學改革起到了很好的推動作用,不少高校BIM人才的培養都是從參加BIM大賽開始,然后發展到BIM教學改革。大賽以BIM系列軟件為基礎,由幾名學生組成一個小組,通過分工協作共同完成任務。通過大賽,參賽學生了解并體驗了BIM系列軟件的應用,訓練了BIM軟件的多方協同應用能力。我校也積極鼓勵學生通過參加斯維爾、廣聯達等BIM大賽來學習BIM知識和BIM軟件,通過參賽,學生對BIM的認識和應用得到了很大的提升。但是,由于受到參賽時間和軟件的限制,大多數參賽學生主要負責自己模塊軟件的學習和應用,對其他模塊并不了解,不利于系統學習和應用BIM;并且,受到參賽人員數量的限制,絕大多數同學都沒有機會參加比賽,因此BIM知識和BIM軟件的應用無法得到普及,不利于BIM人才的大規模培養。
(二)設置BIM方向的畢業設計
目前很多高校沒有開設BIM相關課程,而僅僅在畢業設計環節中設置了一些BIM方向的選題,依靠學生個人興趣進行題目的選擇。但是由于學生在之前的課程學習過程中沒有接觸過BIM,缺乏BIM技術基礎知識,所以具體操作起來難度較大,需要花費大量的時間來自學相關的軟件。雖然教師給予的指導一定程度上提高了學生對BIM的認識和BIM技術的應用能力,但是單單通過畢業設計,很多學生接觸到的BIM知識仍是片面的、不完整的,在BIM技術的綜合應用能力方面的訓練比較欠缺,不利于BIM人才的大規模培養。
(三)獨立開設BIM課程
一些高校選擇在土木工程專業課程中獨立開設一門BIM課程。獨立開設一門BIM課程有兩種方式:一種是在低年級的時候開設,系統地講解BIM理念和BIM軟件的應用,這樣有利于學生在掌握基本的軟件技能后,在高年級的專業課程中更好理解并應用BIM[4],但是這對于缺乏專業基礎知識的低年級學生來說接受起來比較困難,學生也無法將BIM綜合運用到具體工程中,對于BIM的認識只能停留于表面,教學效果并不理想;另外一種方式則是在學生完成所有專業課的學習之后,直接在大四開設一門獨立的BIM軟件應用課程,主要講授BIM相關軟件的應用,這相對于前面一種方式來說,學生已經具備了專業基礎知識,更加容易理解。
很顯然,無論在哪一階段,獨立開設一門BIM課程都是比較簡單直接的BIM課程
設置方式,不需要考慮各專業課程教學之間的銜接和教師之間的協同工作。但是,對獨立教授BIM課程的教師要求非常高,其需要全面掌握各專業課程形成的BIM知識體系和所有BIM軟件的應用,需要具備與BIM課程相關的工程實踐經驗,如設計經驗、工程造價管理經驗、施工管理經驗等,因此這類老師在很多高校極其缺乏。同時,無法為學生提供本門課程的教材,導致該課程無法得到開展。另外,這種獨立開設BIM應用課程的模式,受到教學時間和資源的限制,只能保證學生掌握BIM相關軟件的應用,而各專業課程之間缺乏聯系,導致BIM知識與各專業課程知識無法深度融合,便學生對BIM知識和BIM技術缺乏深層次的理解。
(四)基于BIM的多課程聯合教學
將BIM知識貫穿到現有的土木工程系列專業課程中,選擇在現有專業課程的理論教學和實踐教學環節中增加對應的BIM知識和BIM軟件的應用,形成多課程聯合教學[5],是比較理想的教學形式,可以彌補上述三種BIM人才培養方式存在的不足之處。此種方式不需要任課教師精通所有BIM的知識和BIM軟件的應用,不同專業課程的任課教師只需要熟練掌握各自課程的BIM知識和BIM軟件,對其他專業課程的BIM知識和BIM軟件了解即可。不僅如此,教師在各自課程的教學過程中還可以有效利用BIM的可視化技術,提高學生的空間認知能力,幫助學生更好理解并掌握相關的專業知識。BIM知識與專業知識的學習相輔相成,從而使學生對專業知識和BIM知識的理解、應用做到融會貫通。
很多高校都提到了將BIM知識體系進行分解,融合到大學四年的課程體系中,但是如何進行分解、將哪些BIM知識和BIM內容融入到哪些課程中、具體如何操作卻都沒有給出明確的方案。因此,筆者提出以下建議。
三、對實施BIM多課程聯合教學的建議
(一)現有課程BIM內容的設置
土木工程專業課程中,能夠納入BIM內容的有土木工程概論、土木工程制圖、房屋建筑學、建筑結構、土木工程施工、工程概預算與招投標、工程項目管理等,可以將建筑設計、結構設計、機電設計、模型綜合碰撞檢查、工程算量、工程計價、施工管理等BIM知識和BIM軟件分散到對應的專業課程中傳授給學生,并要求學生完成對應的BIM課程設計。據調查,目前國內使用比較多的BIM軟件有Revit、CAD、廣聯達系列軟件,土木工程專業相關課程可以依據我國BIM發展現狀和現有的BIM軟件來設置相應的BIM內容,各相關課程涉及到的BIM知識和BIM軟件如表1所示。
(二)多課程BIM教學案例的選擇
一直以來,各專業課程教師都是按照各自特定的課程內容進行教學案例的選擇,這些教學案例都是相互獨立的,僅限用于各專業課程內部的教學中,對整個土木工程專業的課程體系并沒有起到承上啟下的作用。然而,BIM知識體系涉及到的專業課程較多,從設計、施工、造價到工程項目管理等專業知識是相互貫通、相互遞進的,若各門課程都選擇各自不同的案例,各任課教師基于各自的教材和案例進行教學,不能體現出BIM案例教學的漸進性和連貫性,不利于BIM理念的體現,學生所獲得的BIM知識也是零散、不系統的。因此,各專業課程所涉及到的BIM知識應建立在同一個案例基礎上,結合土木工程專業課程之間的相互聯系,根據學生的認知規律,把典型案例貫穿到土木工程不同階段的專業課程BIM教學中。
同時,教學案例的選擇應具有代表性和典型性,在教學過程中應注意各專業課程之間的銜接,案例應結合實際工程來進行選取,規模和難度要適中,可以對實際工程案例進行適當簡化,方便各專業課程的教學。如果案例過于復雜,可能由于教學學時的限制,無法完成整個案例的講解,學生接受起來也更加困難,從而降低學生學習的積極性。同時,選擇的案例也不能過于簡單,否則不利于學生對BIM知識進行更加系統的認知。
(三)各專業課程的銜接及教師的協同工作
為了達到大規模培養BIM人才的目標,各專業課程教師應當結合土木工程專業現有的課程進行協商探討,合理規劃BIM課程體系和教學計劃,實現各專業課程之間BIM知識的合理銜接,從而保證學生學習BIM知識的連續性和系統性。
由于各專業課程的BIM教學要基于同一個工程案例,所以在進行工程案例的選取時,各相關專業課教師務必要在案例的選取上達成一致意見,既要方便各課程的教學,又要方便前后課程之間的銜接。在整個專業課程體系的教學過程中,首先由土木工程概論的任課教師完成BIM相關理論及軟件的入門講授,土木工程制圖的任課教師完成基本制圖規則和繪圖軟件的講授。基于共同的教學案例,房屋建筑學的任課教師在授課過程中帶領學生利用Revit軟件完成案例中建筑施工圖的設計,在Revit完成的三維模型的基礎上,建筑結構課程的任課教師指導學生完成相應的結構施工圖的設計。在土木工程施工課程階段,授課教師利用前面課程已經完成的建筑設計和結構設計的模型指導學生完成對應的施工組織方案的設計,包括利用軟件完成施工進度計劃的編制、施工技術方案的確定、各施工階段的三維現場的布置、模板腳手架的設計等,以便后續工程概預算課程能夠利用前面房屋建筑學和建筑結構課程提供的三維模型以及土木工程施工課程提供的施工組織設計方案進行工程造價文件的編制。在編制造價文件的過程中,如果對建筑設計模型、結構設計模型、施工組織設計方案存在疑問,應由相應的專業課程教師進行解答和指導。最后,工程項目管理課程根據前面編制的施工組織設計方案和工程造價文件,帶領學生利用BIM 5D軟件完成該工程的成本、進度、質量等管理與控制。此階段有學生對于前面的建筑設計模型、結構設計模型、施工組織設計方案以及造價文件存在疑問的,由相應的專業課程教師進行解答和指導。通過上述過程讓學生完整地體會到BIM在項目的全壽命周期管理中應用的連續性,并掌握BIM技術在項目不同的建設階段和不同專業之間的銜接應用手段。
(四)充分利用BIM優勢提高專業課程教學效果
在傳統的土木工程專業課程教學過程中,無論是設計、施工、造價還是項目管理等專業課程,教師往往都是通過圖片、文字描述、板書等方式來向學生講解知識的,提供的圖紙往往也是用直線、曲線等表示出平面圖、剖面圖、立面圖。由此可見,對于建筑的真實情況僅僅靠學生的空間想象能力很難呈現出來,尤其是空間結構比較復雜的情況下,缺乏空間想象能力的學生學起來就更加困難,這樣也會降低學生學習的自信心和積極性。另外,工程的施工建造過程,學生也并不能觀察到實際、完整的建造過程,這些都增加了學生理解的難度。
然而,將BIM技術與現有課程相結合進行教學,可以顯著提高學生對知識的理解程度和學習興趣,從而提高教學效果。BIM展現的優勢對土木工程專業相關課程帶來的教學效果如表2所示。
(五)加強BIM專業師資培養和教學設施的改進
在現有的專業課程中增加BIM內容,無疑給授課老師帶來了更大的挑戰,教師需要花費大量的時間來學習BIM知識和BIM軟件。同時,在進行BIM的多課程聯合教學過程中,為了保證BIM各專業知識體系之間的銜接,需要依賴不同專業課程教師之間的協作和配合,這給各專業課程教師的授課帶來一定困難,教師不僅要精通本專業課程的BIM知識,對其他專業課程知識也要有所涉獵。因此,學校應給專業教師提供更多關于BIM知識的學習機會和交流平臺,讓教師有更多時間和精力參加國內外BIM師資培訓和BIM學術交流會議,同時鼓勵教師到企業進行掛職鍛煉,獲得更多的工程實踐經驗。
另外,BIM相關軟件對計算機硬件配置的要求較高,學校實驗室應加強計算機設備和BIM相關軟件的投入,建設與BIM專業教學相配套的實驗室,不僅為學生提供好的BIM軟件學習環境,教師也可以充分利用此條件進行BIM的學習和教學。
(六)增加綜合應用BIM技術的實踐環節
學生完成所有BIM相關課程的學習以及具備更系統的BIM知識后,增加綜合應用BIM技術的實踐環節,布置跨專業課程的BIM作業,如將設計與造價相結合、設計與施工管理相結合或設計、造價與施工管理相結合等,提高學生綜合應用BIM知識的能力,同時也需要不同專業課程的老師進行聯合指導。在畢業設計環節提供更多BIM方向的選題,使學生從建筑、結構設計、造價到施工管理所有環節系統、完整地使用BIM技術,增強學生應用BIM進行工程全過程管理、解決實際工程問題的能力,從而提升其專業競爭力。
四、結語
實施基于BIM的多課程聯合教學,將BIM知識和BIM技術納入相關專業課程中,是培養BIM人才的重要方式,可以使BIM教學效果和專業課程教學效果得到同步提升。當然,各高校可以根據自身擁有的軟硬件條件、師資力量、學生基礎等情況來選擇不同BIM人才培養方式并逐步完善,以滿足整個土木工程行業對BIM人才的迫切需求。
參考文獻:
[1]National Institute of Building Sciences. United States National Building Information Modeling Standard,Version1[R].USA: National Institute of Building Sciences,2007.
[2]何關培.BIM和BIM相關軟件[J].土木建筑工程信息技術,2010,2(4):110 -117.
[3]楊榮華,連宇新.基于BIM技術的工程管理專業課程體系構建[J].中國建設教育,2015(6):19-26.