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關鍵詞:建筑工程概預算;課程建設;人才培養;教學改革
作者簡介:黃山(1980-),女,湖南長沙人,蘭州交通大學土木工程學院,講師。(甘肅 蘭州 730070)
基金項目:本文系甘肅省科技計劃資助(項目編號:0916RJZA052)、蘭州交通大學網絡課程建設教改項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)32-0154-02
學生能力的培養需要通過課程學習和工程實踐過程來完成,“建筑工程概算”課程在工程管理專業人才培養中具有非常重要的作用。通過理解和掌握工程概預算的基本原理和方法、熟練運用工程概預算軟件進行各種工程建設投資項目的造價編制、理解大工程項目管理本質是該課程對培養高素質工程管理應用型人才的定位。[1]
通過多年的努力,蘭州交通大學(以下簡稱“我校”)土木工程學院“建筑工程概預算”課程的發展和優化對學生就業及專業發展起到積極的促進作用。如我們和廣聯達、魯班等企業建立了穩定的合作關系,多次在我校舉辦“甘肅省高校廣聯達杯算量大賽”和“西部高校工程管理論壇”,提高了我校工程管理專業的知名度,反過來也促進了工程管理專業的就業和人才培養。
在調研各高校“建筑工程概預算”課程建設的基礎上,根據地方經濟發展對管理工程應用型人才的需要,對課程建設進行了重新定位和梳理,提出“頂層設計、整體優化、突出特色”的建設思路,依據“重實踐、求創新”的原則,在已有成果的基礎上,不斷實踐和總結,加強薄弱環節建設,形成系統化課程教學資源,突出課程工程特色。在課程建設過程中注重學生實踐能力、創新能力的培養,構建完整、合理的工程實踐培養體系,把創新型應用人才培養融入到課程建設之中。
一、課程建設現狀分析
本專業開設的“建筑工程概預算”課程是一門知識面廣,區域性、技術性、專業性、實踐性、綜合性和政策性都很強的課程,是我校工程管理專業的核心專業課。而我校工程管理專業學生就業渠道主要集中在施工單位、建設單位、咨詢單位等。因此,掌握建筑工程概預算定額的基本原理及應用,掌握建筑工程概預算的編制方法與審查方法,掌握建筑工程工程量清單計價方法,掌握計算機在建筑工程概預算編制中的應用,使學生具備進行建設項目全過程造價管理和造價咨詢的基本能力,是開設本課程的主要目的。
近年來,我們積極開展“建筑工程概預算”課程教學改革與實踐。師資方面,形成了老、中、青的合理梯隊,主講教師都在職攻讀了博、碩士學位,且都參加了廣聯達等專業軟件的培訓,并在設計院等單位參與眾多的實際工程項目,積累了豐富的實踐經驗。教材方面,編寫了多部高質量教材。課件和教輔建設也有了一定的積累,初步形成了立體化的教學資源。實踐教學方面,每年都邀請廣聯達、魯班等企業講師進校講授實訓課程,鼓勵學生參加各種競賽和實習,極大地增強了學生實踐動手能力,促進了學生對課程教學內容的深刻理解。[2]
雖然取得了一定的成果,但也存在一些問題。首先是沒有一個合適的網絡平臺展示這些教學成果。其次是缺乏頂層設計,沒有系統化整合教學資源。最后是學生實踐能力還需要繼續加強,實踐教學體系和考核評價體系仍需進一步優化。[3]
二、課程建設思路
結合“建筑工程概預算”課程建設實際現狀,按照精品課程要求及內涵,借鑒國內國家級精品課程建設以及立體化教學資源開發的先進經驗,從頂層進行設計和規劃,著眼于課程的整體優化,反映我校“建筑工程概預算”課程的教學特色。在組織教學內容、實踐教學、改革教學方法和手段等方面進行系統配套的改革;將授課、討論、實踐、考核、教材等教學環節作為一個整體統籌考慮,充分利用現代化教育技術手段和教學方式,將基礎課程教材、專業課程教材配套建設,加強計算機輔助教學軟件、多媒體軟件、電子教案、教學資源庫的配套建設;積極整合已有的教學資源和成果,補充不完善的教學資源和薄弱環節,將最新科學研究成果及時融入教學,形成系統化的網絡教學資源,從而不斷發展和完善“建筑工程概預算”課程的建設。
三、課程建設實踐
1.系統設計、整體優化課程,培養應用型人才
(1)“建筑工程概預算”課程經過多年的教學改革實踐,已形成眾多的教學資源和成果,形成了“重實踐、求創新”的課程特色。但這些教學成果比較零散,沒有得到很好的整合和優化。所以我們擬對課程的教學資源和成果進行分類,按照頂層設計、整體優化的思想,構建系統化的教學資源框架,對薄弱環節進行補充和豐富。
(2)課堂采用教學—建模—教學的方式,加強理論與實踐結合,培養學生分析問題、解決問題的能力,激發學生的創造性。利用實際工程案例,在進行理論教學時,用軟件建模形成工程實體。一方面,學生在建模過程中能不斷充實專業知識,理解工程構造原理,通過直觀效果圖、算量步驟等幫助學生理解計量規則等。另一方面,用專業軟件操作實際案例,可以幫助學生熟悉軟件操作過程,培養實踐動手能力。這樣不僅能激發學習興趣,也能把他們帶入寬松愉悅的學習環境中。
(3)根據課程特性,確立以“教為主導,學為主題”的思路,培養學生自主學習的能力。例如在教學過程中,讓學生上臺用專業軟件操作實際案例工程,主動參與到整個教學過程中,充分調動了學生學習的積極性。
2.以課程建設為中心,構建開放、系統的網絡教學資源平臺
以課程建設為中心,對整個資源進行優化,建設“建筑工程概預算”課程網絡教學資源,利用學校網絡資源,及時將取得的教學成果展示給學生,構建起開放的、系統的網絡教學資源平臺。同時,提供課程建議和教學資源補充平臺,不斷豐富和完善網絡課程教學資源的建設。該課程已進入校網絡課程建設的第一批名單。網絡教學資源的建設依照精品課程建設要求,從教師隊伍建設、教材建設、教學內容建設、實踐教學建設、考核評價體系建設等多個方面整合已有的教學成果和教學資料,形成分層次的“建筑工程概預算”網絡教育課程。
目前,我校已經搭建好了全校網絡課程教學綜合平臺(如圖1所示),首批資助40門課程進行網絡課程的建設。“建筑工程概預算”網絡課程已獲批復,進行了專門的師資培訓和實踐,這為構建開放、系統的“建筑工程概預算”網絡教學資源課程解決了技術和資金上的問題,能充分保證網絡課程的建設,促進學生“隨時、隨地、隨愿”的個性化學習。
3.重能力、求創新,構建多層次遞進式的實踐教學體系
改變以往理論課時過多、實踐課時偏少、實踐體系單一的情況。以核心課程群建設為中心,構建課堂實驗、專題實驗、創新實驗、項目實訓、課程設計、畢業設計、企業實習、競賽等多層次遞進式的實踐培養體系。通過與企業合作、企業贈送與購買的方式,在工程管理專業實驗室安裝業內知名的正版專業軟件,如廣聯達造價軟件、魯班算量軟件、PKPM造價軟件、神機妙算軟件等。讓學生參加廣聯達等公司在工程管理專業實驗室進行的各種培訓,并為他們提供參與廣聯達軟件全國算量大賽的機會,從而形成了多層次遞進式的實踐教學體系。
4.深化教學,構建全面、科學的教學評價體系
為了對課程的教學過程進行動態多因素的綜合評價,需要建立一種全面的、科學的教學評價方法。
(1)評價形式多樣化。采用“開卷、閉卷相結合,安排一次期中考試和一次期末考試,每次考試采用閉卷理論考試和開卷上機考試相結合”的教學評價方式。
(2)評價內容多元化。包括對出勤、獨立完成作業、學習態度、課堂提問、回答問題、積極參與教學互動的狀態、小組中的貢獻等方面進行評價。
(3)評價主體多元化。改變只有教師進行成績評定的方法,形成綜合教師評價、學生自我評價、學生間相互評價的多元化主體評價方法。
根據研究和實踐,建立了課程合理、多元的評價指標體系,并根據信息熵和粗糙集的方法確定各評價指標的權重。通過全面科學的評價方法,對教學的全過程進行了動態、多因素的綜合評價,有效地促進了教學水平的提高。
四、總結
通過課程建設的不斷實踐和發展,促進了我校工程管理專業應用型人才的培養,形成了具有鮮明鐵路交通、大工程應用特色的課程建設體系,培養了一批批基礎理論扎實、工程實踐能力和創新能力較強、踏實實干的工程管理應用型人才,充分得到鐵路工程、建筑工程等大型企業的認可和青睞。反過來,人才培養的認可提高了我校工程管理專業的知名度,促進了學校在課程建設方面的投入,不斷完善了課程的建設,在課程建設和應用型人才培養之間形成了良性的互動。在今后的課程建設中,將進一步完善“建筑工程概預算”課程建設和人才培養方案,探索具有創新能力的應用型人才的培養新模式。
參考文獻:
[1]鮑學英,等.蘭州交通大學工程管理省級特色專業建設探討[J].高等建筑教育,2011,(4).
為了進一步促進高等職業學校辦出特色,全面提高高等教育質量,教育部《關于推進高等職業教育改革創新引領職業教育科學發展的若干意見》(教職成[2011]12號文件)指出,高等職業教育要繼續推行任務驅動、項目導向等學做一體的教學模式。近年來,“能力本位、項目化”課程改革受到各高職院校的重視,西職院從2012年上半學期開始對“能力本位、項目化”課程教學進行培訓、指導、比賽、交流和實施。工程造價教研室教學團隊將《建筑工程計量與計價》課程進行項目化課程改革。
二、課程設計過程
1、課程定位
組織專業教師進企業進行深入調研,確定本課程面向的工作崗位是工程造價員。專業教研室組織成立由豐富經驗的企業專家和學校專業教師共同組成的課程建設團隊,確定課程的技能要求是能夠編制工程量清單、能夠進行工程預算、能夠使用造價軟件。
2、課程目標
能力目標:(1)能夠利用《建設工程工程量清單計價規則》編制建筑裝飾工程工程量清單;(2)能夠編制招標控制價與投標報價;(3)能夠熟練使用軟件編制造價。
知識目標:(1)掌握建筑裝飾工程工程量清單的編制;(2)掌握招標控制價與投標報價編制;(3)掌握廣聯達軟件編制工程造價。
素質目標:(1)具備團隊協作的能力,能夠服從項目組長的統一安排,合作完成項目任務;在自己的項目任務完成的情況下,能夠輔助其他成員完成項目任務;(2)具備獨立思考的能力,能夠根據規則和定額獨立完成造價文件的編制,獨立分析問題,解決問題的能力;(3)具備吃苦耐勞的能力,工程造價文件的編制需要大量時間和精力,且經常進入施工現場,需要具備吃苦耐勞的能力;(4)具備獨立自學和創新的能力,能夠隨著規范和定額的更新,通過自學完成造價文件編制,且勇于創新。
3、課程總體設計
構建“學、培、賽、訓”四位一體課程教學總體設計,實現學生兩年不斷線的課程學習。
“學”:即課內學習,以能力目標為本位,對課程整體內容進行重新設計。通過課程調研,與企業專家設計課程項目,采用實際項目進行工程量清單編制及建筑工程造價的計算。課內學習安排在第3學期完成。
“培”:即技能培訓,根據陜西省工程量清單計價規范、消耗量定額和計價辦法,按照初級造價員要求,進行崗位適應能力培訓。通過技能培訓,學生獲得初級造價員職業證書。技能培訓安排在第4學期完成。
“賽”:即技能比賽,我系每年舉行廣聯達算量大賽,在比賽中選取優秀學生參加全國廣聯達算量軟件大賽和陜西省教育廳組織的工程造價技能大賽。通過比賽,鍛煉學生的軟件操作能力,及團隊協作的能力。技能比賽安排在第5學期進行。
“訓”:即綜合實訓,校企合作共同開發實訓項目、實訓內容和實訓考核辦法,根據實際工程項目,分組編制工程量清單、投標報價或控制價。綜合實訓安排在第5學期進行。
4、教學項目設計
依據課程標準來整體設計學習項目,確定本課程的項目一為西職院6號公寓樓工程量清單編制;項目二為西職院6號公寓樓工程造價編制;項目三為西職院6號公寓樓廣聯達軟件造價編制。選取教學樓項目(框架結構)為課外拓展項目,成立興趣小組完成實訓樓項目(框剪結構)。通過不同結構工程的訓練,掌握建筑工程工程清單的編制、工程組價和計價。教學項目設計進度圖見表1。
根據設定的實際教學項目,進行每個項目的情景設計,引出項目任務,編制每個任務的子任務,并確定任務的目標要求。
5、教學實施
在“理論”夠用的基礎上,強化學生的技能訓練。[1]在全面把握課程和企業需求的前提下,調整課程教學內容,將理論知識與生產實際應用相結合。在本門課程教學中,我們將造價基礎理論分配到各項目中,讓學生在項目中掌握造價理論知識,學生在做中學、邊做邊學習,提高了學生的動手能力,使教學更接近工作崗位需求,做到了“課堂上練習的,就是將來工作的內容”[2]。
本課程教學中以校內建筑物作為教學和練習案例,使課程教學更具直觀性、實操性和興趣性。課內項目為我院6號公寓樓項目;課后拓展項目為3號教學樓項目;成立算量興趣小組,完成實訓樓項目工程算量與計價。這是一個由少到多,由簡單到復雜,由單因素到多因素,不斷循環遞進的教學方法。同時,我系每年舉辦一次工程算量大賽,并參加全國廣聯達算量大賽,使課程教學與技能競賽有機結合。
6、課程考核
基于工作過程的項目化教學評價模式采用“全方位、多角度、綜合性”的考核評價模式。[3]課程考核分為過程評價和成果評價兩部分,其中過程評價占60%,成果評價占40%,充分體現了過程控制的重要性,滿足職業崗位的需求。
三、改革成果
本課程通過幾年的改革和實施取得了一定的成果,通過項目化教學,學生的學習積極性明顯提高。工程造價專業學生90%獲得初級造價員證。在第五、六屆全國廣聯達算量大賽中獲得團體二等獎。在第一屆陜西省工程造價技能大賽中獲得1個一等獎、1個二等獎、2個三等獎,在第二屆陜西省工程造價技能大賽中獲得團體二等獎。與此同時也培養了一批雙師素質專業教師。
【關鍵詞】建筑給水排水工程,課程建設,建構主義,實踐教學
前言
建筑給水排水工程是研究工業與民用建筑用水供應和污廢水的匯集、處置,及滿足生活、生產的需求和創造衛生、安全、舒適的生活、生產環境的工程學科。建筑給水排水工程課程的任務是使學生通過學習掌握建筑給水排水工程的設計、安裝和管理等方面的知識,并培養學生從事該領域設計、管理、科研等工作的基本能力。
目前建筑給水排水工程課程教學中普遍存在以下的問題:一、教學內容唯教材,忽視本學科以及交叉學科的發展現狀,學生知識面窄;二、重理論輕實踐,學生遇到實際問題時,“滿腹經綸”亦枉然;三、重知識傳授,輕知識認知能力的培養,學生的發展潛力不足。
以上種種,很大程度上是由于課程教學的指導思想與當前社會對人才要求不相適應所造成的。課程首先是一個載體,是學科知識、認知和創新的平臺。在當今知識大爆炸的時代,各種知識、信息浩如煙海,學科交叉越來越普遍,這使得在課程平臺上,知識量本身的地位逐漸下降,而對學生認知能力乃至自主創新意識的要求越來越高。當務之急,是要轉變建筑給水排水工程課程教學的指導思想:即課程由知識載體向知識認知和知識創新載體轉變,由簡單的知識傳授向不斷提升學生的認知能力和創新意識轉變。
建筑給水排水工程課程建設包括師資隊伍、教學模式、課堂教學內容、教學手段、實踐教學等多個教學環節的改革與建設,各環節應共同圍繞課程教學的指導思想的轉變而展開,形成一個有機的整體。
一、師資隊伍建設
課程建設首先是優秀師資隊伍的建設,它包括兩個方面:德才兼備的教師的培養和合理的教師梯隊的建設,二者相輔相承,不可或缺。教師的知識、理念、追求以及在其經歷中逐漸形成的人格魅力是課程的“精髓”。從事建筑給排水教學的教師首先應是資深的工程師,即應具備扎實的給排水工程理論基礎和豐富的工程實踐經驗。學校從管理層面上,應努力為教師創造深造特別是從事科研實踐的機會,以提高教師的專業水平。教師還要把握建筑給水排水工程課程教學的指導思想的轉變,不斷探索教育規律,把自己的才識融入到課程教學中去。建筑給排水教師作為工科專業教師,還應著力培養良好的師德素養,以其德藝雙馨的人格魅力感染學生,激發學生學習本課程的熱情,這一點在課程建設中也是不容忽視的。
目前,各高校建筑給水排水教師梯隊建設多有不足。與水質工程學等課程相比,從事建筑給排水課程教學的教師人數偏少甚至嚴重不足,教學經驗的切磋和探討困難;教師梯隊年齡、知識結構配置不合理,年輕教師缺乏老教師的傳、幫、帶作用,教學水平難以提高。因此,要重視教師個人的發展,也不忽視教師梯隊的建設。合理的教師梯隊為教師個人發展提供充足的養分,而個人發展又有利于梯隊優化,從而使師資質量呈螺旋式提升。
二、教學模式改革
建筑給水排水工程課程在傳統的教學模式下,居課程主體地位的教師負責在課堂上將教材中的知識逐點灌輸給學生,而學生則基本上處于被動接受的地位。其主要弊端是:學生自主學習的主觀能動性和,學習積極性低,課堂氣氛沉悶;學生在課程中的收獲只是對知識點一鱗半爪的記憶,雖然勉強可以應付課程考試,但遇到實際工程問題則束手無策;學生創造性思維被壓制,難以滿足當前社會對富創新精神的高素質工程人才的要求。建筑給水排水工程課程傳統的教學模式的改革勢在必行。
建構主義理論作為西方教育學的最新教學理論,自上個世紀八十年代以來,得到不斷完善,并逐漸在教育理論界被普遍認同。建構主義理論認為,知識不是通過教師傳授得到,而是學習者在一定的情景(如一定的工程背景)下,借助他人(包括教師和同學)的幫助,利用必要的學習資料,通過建構的方式而獲得。建筑給排水工程課程教學模式的改革應以建構主義理論為指導,在教學過程重新定位教師、學生等教學要素的地位,從而形成新型的教學模式。在新型教學模式中,學生不再是被動的知識的接受者,而是知識意義的主動建構者,是學習過程中的主體;教師作為知識傳授者的功能弱化,轉而成為教學活動的策劃者、組織者,學生獲得知識的引導者、促進者。總之,新型教學模式不以知識的傳授為教學目標,而以學生認知、創新能力的培養為目標。
三、課堂教學內容
近年來,建筑給水排水工程學科發展很快,其內容已涵蓋建筑內部給水、排水、中水、熱水、消防等系統和居住小區給排水系統,特點是既多又雜,特別是涉及的相關規范、規程數量眾多。而隨著高層建筑、特殊建筑的迅猛發展,建筑給水排水工程學科新理論、新技術、新設備不斷涌現,造成課程教材內容往往滯后于學科的發展。建筑給水排水工程與供熱、通風、空調、供電和燃氣等工程共同組成建筑環境與設備工程,這些相關學科是相互聯系共同發展的。因此,教師在本教學過程中如完全拘泥于教材,不注意內容拓展,則學生對本學科最新動態和相關學科發展情況缺乏了解,且以靜止、孤立的觀點對待課程學習,難以培養發展、聯系的思維方式,這將造成他們個人發展的滯障。
關鍵詞:工程設計;可施工性;工程施工
建筑工程設計的可實施性是建筑工程進行的基礎,只有具備可行性,才能進一步安排相關工作。這無疑是重要的,并且在建筑工程設計的可施工性研究中,必須要踏踏實實做好每一步,不能有絲毫的懈怠和馬虎。一旦一點地方出現問題就會影響后續的工作,因為建筑工程的可施工性研究是基礎,是前提,之后的工作能否進行取決于他,之后的工作如何進行也依賴于他。建筑工程設計的可施工性研究對于改善設計企業的成品質量,提高設計企業的核心競爭力具有重要的意義。所以,下文就相關問題進行了一系列的論述。
一、建筑工程設計的可施工性研究的必要性
(一)建筑工程設計的可施工性是建筑工程設計的基礎
建筑工程設計是以具有可施工性為前提的,只有施工對象具有可施工性才能進行建筑工程設計的后續工作。沒有可施工性作為保障任何工作進行都是不能的且不行的。可施工性是對工程進行的安全性的確認以及未來建成工程后可使用的保證。只有確認建筑工程設計的可施工性才能對此研究后續工作,如果建筑工程設計并不具備可施工性則工程是不能進行的,如果可施工性確認了就可以進行后續的相關工作了。并且,工程建筑過程如何施工也是依據可施工性的評定結果的。對照可施工性評定結果,選擇合適的施工材料,做好相應的防范措施,提前預測可能出現的問題,才能使得工程的進行更加安全、高效并且便利。
(二)對建筑工程設計的可施工性研究會影響建筑質量
建筑工程的質量對于人員安全具有極大的意義,所以把好質量的關是重要的。那么這就需要做好建筑工程設計的可施工性研究。因為可施工性研究能夠評定工程的可施工性,能夠預測工程的安全系數,從而為今后的工作做好準備,這些準備包括如何更好地選擇建筑材料,選擇怎樣的建筑材料以及需要做好哪方面的防范措施。只有做好可施工性研究才能確定今后的工作如何進行,才能保證整個工程的安全。但是如果在可施工性研究中出現了疏漏,則會使得工程質量大打折扣。還有就是如果研究工作做好了才能讓未來的施工目標更加明確,才能讓工程的進行更加順利。
(三)研究建筑工程設計的可施工性有利于提高施工的便利性和高效性
建筑工程設計的可施工性研究能夠在工程進行之前更好的了解相關事項,了解更為具體的相關信息。這樣會大大地提高施工的便利性和高效性。首先,實現數據的收集能夠為以后的工作提供便利,所有的工作因為事前的了解而變得更加方便,這讓整個工作能夠更加高效的進行。再者就是可施工性的研究使得工程的進行能夠更加高效率,所有的事前數據為效率的提高提供了準備。
二、增強可施工性的措施
(一)向員工普及相關的基礎知識
基礎知識是進行建筑工程的基礎,只有保證每一個員工都能清楚地知道相關的基礎知識才能讓每個人在工程建設中最大的貢獻出自己的力量。也只有讓每個員工了解并熟知相關的知識才能增強工程的可施工性。所以必須要對員工進行基礎知識的普及,因為只有確保每個員工都清楚地知道想關注是才能讓整個團隊中沒有效率低的人,才能增強整個團隊的貢獻力量,讓整個團隊都能夠最大化的發揮自己的作用。這樣就能夠提高可施工性的同時提高工程進度。基礎知識的普及工作看起來并不困難,但需要切實深入的進行,只有每個人都踏踏實實的掌握才能保證更好的結果。
(二)招聘技術人員,增強技術實力
人才是一個項目進行的重要因素,只有充分的人才才能給項目的進行提供足夠的力量。所以,招聘技術人員,增強技術實力是重要的且有意義的。只有招聘技術人員才能保證整個工程的順利進行,招聘技術人員就是為項目注入鮮活的血液,從而保證工程進行的效率,保證整個工程進行的方向的正確性。招聘技術人員,增強技術實力,才能提高整個建筑工程的可行性,從而提高整個工程的效率。人才和技術在當今的時代是重要而有意義的,所以必須要不斷地招聘技術人員,引進先進技術,增強技術實力。可施工性研究也是一項極具技術性的工作,所以必須要有技術作為基礎,人才作為支持。
(三)加大資金投入,保證建筑過程的安全
資金是一個項目進行的必要條件,只有充足的資金才能給工程奠定堅實的基礎。才能為所有的工作做好保障工作。特別是安全保障,安全對于工程的進行是重要的,只有保障安全,才能讓施工人員放心的進行施工工作。也只有保障安全,才能讓最后的工程成果更完滿。所以必須要加大資金投入,資金的投入將會保障相關工作的進行,這樣就能夠有充足的資金用于支付工作人員薪酬,也有充足的資金來引進先進的技術。這樣就能夠充分調動工程人員的積極性,且能大大的增加施工的便利性,設備和先進技術的引進能夠起到事半功倍的效果。加大資金投入會增加施工的便利性,提高施工的效率,保障建筑過程的安全。這些是工程建設的必要條件,所以需要充分的重視。
三、總結
建筑工程設計是工程建筑過程中重要的環節,只有設計好建筑工程,才能使得設計出來的工程更加美觀且實用。但是建筑工程設計并不是簡簡單單就能完成的,這個工作包括多個環節,其中建筑工程設計的可施工性研究就是其中的基礎性環節。所以可施工性研究對于建筑工程的意義就越發重要。這就要求我們對于建筑工程設計的可施工性研究必須有足夠的重視。本文就建筑工程設計的可施工性研究的必要性進行了論述。對于如何增強建筑工程設計的可施工性提出了幾點建議,希望能夠有幫助。相信做好建筑工程設計的可施工性研究一定能提高工程的質量、安全性和高效性。
參考文獻:
[1]李東.大型油田建筑屋面防水工程設計[J].油氣田地面工程,2014(8):15-16.
[關鍵詞]大工程觀;工程素質;應用型本科;公共基礎課;課程建設
[中圖分類號] G423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)07-0017-03
學生的工程素質――解決實際問題的意識與能力是應用型本科院校人才培養的核心內容。許多學校往往從專業課程和實踐課程著手,強化學生的工程素質培養,而公共基礎課在這方面的改革力度不大,相應的,各門課程的課程建設也缺乏這種關聯。本文依據“大工程觀”的工程教育理念,分析了公共基礎課在培養學生的工程素質中應發揮的作用。公共基礎課應以培養學生的工程素質為主線,開展課程建設,提高人才培養質量。
一、公共基礎課在培養學生的工程素質中的作用
(一)公共基礎課在培養學生解決實際問題的能力中的作用
工程尤其是現代工程是一個復雜的系統,不可避免地涉及政治、經濟、文化等多方面的因素。按照工程教育的“大工程觀”的教育理念,工程應用型人才的培養應更加重視工程的系統性及其實踐特征。美國工程與技術認證委員會(ABET)對21世紀新的工程人才提出了11條評估標準[1] [2],其強調的重點,一是職業道德以及社會責任感,二是多學科的基礎、背景及多方面的綜合能力,三是工程實踐能力。
為體現工程教育的這一理念,一般的應用型本科院校在制訂人才培養方案時均按照社會發展的需求,構建公共基礎課、專業基礎課和專業課的課程體系。從總量上看,大學本科教育的前兩年,主要是公共基礎課;從內容上看,思想政治理論課程體現了對學生職業道德以及社會責任感的培養,語言類課程體現了學生綜合能力中的表達和溝通能力的培養,數學、物理和計算機等自然科學類課程一方面體現了學生多學科的基礎與綜合方面的素質的培養,另一方面又具有較強的工具特性。這些課程的工具特性、課程與實際應用的聯系、與課程配套的實驗課程等在培養學生的工程實踐能力方面均發揮著重要作用。所以,公共基礎課對培養學生解決實際問題的能力將起到至關重要的作用。
(二)公共基礎課在幫助學生形成解決實際問題的意識中的作用
依據意識形成過程分析,解決實際問題的意識的養成需要具有熱愛事業、樂于為事業奉獻的職業道德及社會責任感,需要學會通過觀察、思考來發現問題,需要具備解決實際問題的信心,這種信心是建立在曾經解決過實際問題的體驗之上的。雖然,專業課程和實踐環節在這種意識的培育中起著重要作用,但這種意識的形成并不能一蹴而就,需要較長時間對大腦進行刺激,潛移默化才能形成,所以在大學的一開始就應該注重這種意識的培育。公共基礎課的教學恰好具備上述各項功能。如思想政治理論課程可通過我國近代史和成功人士的經歷等內容激勵學生發憤圖強,樂于奉獻,樹立社會責任意識;數學、物理和化學等課程中含有大量的與實際問題有關的生動實例,在教學中可以讓學生在不斷地解決這些問題的過程中獲得成功,建立自信;計算機語言課程更是幫助學生體驗成功的重要課程。事實上,學生從分析實際問題(哪怕是很簡單的問題)開始,到自編程序,上機運行,一般都要經歷程序不能通過或運行結果不正確等失敗過程,最后獲得成功。
公共基礎課中這些體驗成功的積累過程就是對大腦中解決實際問題的意識不斷刺激與強化的過程。學生從大學一開始就經歷這樣的過程,會逐漸形成尋找問題、分析問題的意識和習慣,激發解決問題的欲望。
二、應用型本科公共基礎課教學存在的問題
(一)公共基礎課課程的課時不足
為了強化學生的工程實踐能力,很多學校增加了專業課程和實驗、實訓等課程的教學學時,這勢必減少了公共基礎課的課程學時。一些應用型本科院校的公共基礎課的總學時與一般的學校相比減少了10%以上,有的甚至減少了20%以上。這使得專業課和公共基礎課課程的比例重新回到20世紀的不合理狀態,和工程教育重基礎、重交叉、重人文、重實踐的導向大相徑庭。[2]
(二)公共基礎課的教學目標定位不當
部分應用型本科院校對公共基礎課教學定位把握不當,過于強調基礎課的理論性、完整性。有些獨立學院還沿用原有母體學校的教學要求,將教學重點放在知識的理論體系、嚴謹的邏輯推理和解題技巧上,教學內容抽象化、神秘化,脫離了學生的基礎和應用型人才培養的教學目標。還有一些教師把應用型本科的人才培養理解為低層次、低要求的本科人才培養,加上學時壓縮,因此在教學中沒有按照應用型人才培養的要求對教材內容進行取舍,而是把所有內容與要求簡單化,一些重要的內容如課程中最基本的科學思想方法、原理,一些知識要點與工程應用的聯系及實踐環節等,都沒有得到應有的強化。
(三)公共基礎課的教學內容脫離工程實際
相對專業課程而言,很多學校公共基礎課的教學內容改革力度不大。使用的教材的內容還是比較傳統、陳舊的。尤其是課程與現代社會的發展,與工程應用的聯系不夠。如大學物理實驗中固體密度的測定還停留在規則物體的測量與計算上,對于不規則物體的密度測定以及高精度的測定方法沒有深入展開;很多高等數學教材中的應用實例不僅少,而且像吸水做功、鴨子過河的軌跡等這樣的實例既缺少時代氣息,又看不到應用價值。一些學校的公共基礎課教學內容仍然是從理論到理論,沒有體現應用型人才培養的特色。
還有一些學校,由于學時減少,對很多和工程應用有聯系的教學內容不作要求或簡單化處理。如導數概念的簡單化處理致使相當一部分學生在學了微積分后對給出質點運動的位移求運動速度這樣簡單的問題都搞不清楚,物理學中的光的干涉、衍射只講現象不講其與工程應用的聯系。教學內容脫離原有的知識體系和工程實際。
(四)公共基礎課的師資條件滿足不了教學的要求
許多應用型本科院校公共基礎課的教師以年輕教師為主。這些教師由于缺少社會經歷和科學研究尤其是參與實際問題的研究的經歷,在教學中往往不愿意涉及和應用有關的內容,造成課堂教學內容枯燥單一,不能理論聯系實際,缺少生動活潑的時代氣息。如思想政治理論課程由社會經歷豐富的教師結合生動成功的案例鼓勵學生勵志奮斗更有優勢,而有些年輕教師只能照本宣科,空洞說教;年輕教師在講授計算機語言課程的時候,容易把重點放在計算機語言的規則、功能和單一問題的算法上,對自編程序如何在計算機上順利編譯、運行及對運行出現不正常的結果如何分析,查找錯誤等缺少指導經驗。而這些恰恰是在解決實際問題過程中非常重要的環節。
三、公共基礎課課程建設的主線和若干措施
根據以上分析,公共基礎課的課程建設除了課程的教學條件建設,各主要教學環節的規范要求等常規建設內容以外,應根據工程教育的理念,針對存在的問題,以培養學生的工程素質為主線,開展課程建設,提高教學質量。主要有如下措施:
(一)優化教學大綱
優化教學大綱是課程建設的重要內容。公共基礎課雖然大多有全國統一的教學基本要求,但由于各個學校的人才培養目標和教學時數不同,具體的教學內容和要求仍然有較大的彈性。應用型本科公共基礎課的教學大綱應與其他類型的學校有明顯的不同,不能簡單地認為這種差別就是教學要求高與低的差別,而應是側重點不同,各自的特色不同。應用型本科學生的理論基礎知識相對薄弱,但他們在與人交往、認知的興趣和動手能力等方面有一定優勢。因此,應將課程知識體系的基本原理、認知的科學方法、理論聯系實際的訓練等作為教學的重點;應圍繞培養學生的工程素質這一目標來精選教學內容,明確教學要求。如有限逼近無限、線性逼近非線性的極限思想與方法,對解決工程實際問題非常重要。因此,在教學內容的要求上應淡化極限理論與解題技巧,而直觀的極限思想與應用則一定要提出較高的要求;自然科學中的一些重要的定律,要明確通過觀察、實驗達到“理解”的要求,在應用定律解決實際問題上達到“熟練掌握”的要求,對定律的適應條件與環境以及進一步發展或改進可提出“了解”的要求。課程大綱還應對課程的應用技能與實踐提出明確的教學要求。如大學英語課程中要突出聽與說的情境教學內容,數學課程對數學軟件可提出“了解”、“會用”的教學要求。為了解決課時與內容的矛盾,應充分利用課外和第二課堂教學活動,安排好課堂教學與自學的比例,將一部分教學內容采用課外自主學習、觀摩以及實踐等多樣化教學的方式。如思想政治課程可安排一定數量的課外社會實踐,計算機課程可安排一定數量的課外上機內容,數學軟件可作為課外自主學習的內容等。各個學校的公共基礎課課時數有多有少,要求有深有淺,但應用型本科的教學特點,是應該在大綱中體現的。
(二)加強課程與工程的聯系
加強課程與工程的聯系是課程建設的核心內容,可從如下幾個方面著手。
1.強化知識要點與工程應用聯系
公共基礎課中很多知識要點和工程應用都有密切的聯系,應將這些聯系充分展現在學生面前。如工程活動是“真善美”的綜合,因此,應將倫理、道德、心理、藝術等方面的內容融入相應課程,用人文的內容豐富課程的內涵。高等數學課程中導數的概念,本身來源于曲線的切線問題和運動物體的速度問題,但實際上它同樣可表示植物生長、細菌繁殖、熱量擴散、化學反應等速度。這樣,學生在接受導數這一概念的時候就會同時了解導數和工程應用之間的密切聯系。線性方程組來源于大量的實際問題,應通過實際問題列舉出方程組有唯一解、有無窮多個解、無解的三種情形,從而引導出對應的條件與解的結構。在介紹靜電場、磁場和光的有關概念時,應將大氣中產生的電場,如何避雷,光盤、磁盤的讀寫原理等作為應用背景,建立知識要點與應用的聯系。
2.選擇或構建好的應用實例
好的應用實例可讓學生在課堂教學中接觸到大量鮮活的實踐內容,讓學生在具體的問題情境中積極思考、主動探索,不斷發展自己的思維,提高分析問題和解決問題的能力。計算機課程中大量的例子和習題都可與應用建立聯系,數學、物理等課程中的實例,要達到通過不斷的刺激來幫助學生形成工程意識的教學要求還很不夠,應組織教師不斷尋找、挖掘并簡化有時代氣息、有應用意義的實例。如高等數學課程中可增加一些諸如按揭貸款利率的計算,高鐵軌道的彎道連接,血管中血液流量的計算,醫學CT診斷與曲線積分等例子或應用問題,大學物理可選擇超導、核磁共振、納米材料和激光技術的應用等例子。
新穎和生動的實例很容易引起學生注意,產生難忘的記憶。但實際問題往往比較復雜,要避免過于復雜的例子,以免讓學生產生懼怕的心理。選用的例子應敘述簡單,易于教師講授,數據來源于實際但不復雜,應對真實情境進行適當處理,避免過多復雜因素對教學過程主導因素的干擾,使學生真正感受到解決應用問題帶來的樂趣。
3.強化實踐能力的培養
解決實際問題是“做”的實踐過程。“做”就不能僅停留在想法上,而需要通過實踐來完成。因此,實踐教學是理論聯系實際,培養和鍛煉學生的動手能力、創新能力的重要環節。公共基礎課在強化學生的實踐能力培養方面有很大的潛力。
如大學英語應設法營造適宜的校園環境與校園文化,鼓勵學生利用英語進行交流,以此提高學生聽和說的能力;思想政治理論課程可組織學生對社會的熱點問題利用課外的時間來進行調查、討論,撰寫研究報告或論文,強化學生對社會擔當的責任意識;計算機課程可結合案例式教學,讓學生通過上機操作的實踐嘗試解決一些應用問題;要強化各類實驗課程對學生動手能力的培養,尤其要通過綜合性、設計性實驗,將認識世界的觀察、歸納、懷疑、概括等實驗科學方法傳授給學生;大學數學課程也要利用課內或課外介紹一些常見的數學軟件,并讓學生使用這些軟件解決一些實際問題。
強化實踐能力的培養還應改革傳統的教學方法,比如將翻轉課堂的教學模式應用到部分課程的部分內容中。如近代史的部分內容,就可以列出學習的提綱,明確教學要求,讓學生自主學習,通過觀看一些視頻和影像資料,上網查找有關文獻、檔案,撰寫小論文。計算機程序設計的綜合編程,數學軟件等部分教學內容教師可以布置來源于實際的一些問題,在課堂上介紹這些問題的背景、相關知識,讓學生自主學習一些語言規則,然后針對給出的問題,一邊學,一邊用。事實上,相當一部分科技人員編制軟件需要的計算機語言知識都不是來源于學校的課堂所授。
為了把實踐教學落到實處,課程應注重實踐教學的考核,如大學英語應明確聽與說的考核比例,數學軟件應用可作為平時成績的主要依據等。
(三)加強教師隊伍建設
課程負責人的教育理念對教學大綱的制定、教學內容的取舍乃至教學內容的考核等教學各個環節都起著關鍵作用,因此,要選好課程負責人,并以課程負責人為抓手,開展教育思想的討論,更新教學觀念,通過課程負責人把握教學定位,精選教學內容。
應鼓勵教師開展科學研究,尤其是參與解決實際問題的工程技術研究。比如計算機課程的教師要加強與企業的聯系,幫助企業開發一些應用軟件,數學課程的教師要設法參與一些工程項目的計算,還可以對全國大學生數學建模競賽的問題開展進一步的研究。教師通過參與解決實際問題的科學研究,可以獲得大量的應用型實例,豐富教學內容,同時獲得解決工程應用問題的體驗,并在教學過程中將這種體驗傳遞給學生。如筆者編寫的高等數學教材就融入了反應器的模擬與優化,地震波的傳播,空洞檢測等許多實例,這些實例來自于筆者參與的若干科研項目。[3]
學校或教育主管部門還可通過分類培訓,幫助教師了解社會的發展對課程的新要求,了解公共基礎課課程中基本理論或方法產生的新技術、新應用等最新知識,從而在教學中把這些新知識傳授給學生。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 趙婷婷,買楠楠.基于大工程觀的美國高等工程教育課程設置特點分析[J].高等教育研究,2004(6):105-113.
關鍵詞:建構主義;工程項目管理;教學改革
本文為安徽財經大學教學研究項目中期研究成果(編號:ACJYYB201289)
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A
收錄日期:2012年8月16日
一、課程改革背景
工程項目管理是工程管理專業一門重要的綜合性、實踐性很強的專業基礎課程,涉及進度管理、成本管理、質量管理和風險管理等領域。其主要講授工程項目管理的基本原理和方法,在工程管理專業課程體系中起著承上啟下的作用,是學生認知工程管理專業的敲門磚。通過工程項目管理教學和課程設計,可以培養學生建立工程項目管理的相關概念,掌握工程項目管理基本知識與基本方法,并為進一步學習工程管理、建筑施工等課程打下良好的基礎,引導學生逐步進入專業領域。其課程建設的好壞直接影響到工程管理專業學生培養質量,因此,對于該課程的課程建設顯得十分迫切和重要。
近年來,為滿足社會對工程管理人才的大量需求,筆者在講授該課程時,對課程教學內容改革做出了一定的嘗試:根據用人單位需求,優化了課程教學大綱,充實了課程教學內容,整合教學資源,教學質量得到一定的提高,教學效果得到了學生的認可。但是,與其他傳統課程比較來說,《工程項目管理》這門課程具有非常強的實踐性,近年來工程管理理論研究與實踐也給這門課程賦予了很強的時代性。學生學到的知識比較零散不系統,無法直觀了解工程生命周期管理的全過程,學生在學習這門課程時,普遍反映該課程理論性太強、可操作性差、課程很多內容抽象,以“以教師為中心,以教師講授為主”的傳統教學模式,使得學生不能主動參與教學過程,而一直處于“被動接受”狀態,所以,對該課程的課程教學模式和教學方法進行適度的改革是必要和迫切的。
二、建構主義應用于“工程項目管理”課程教學的可行性分析
(一)建構主義學習理論所倡導的教學模式。建構主義理論認為,學習是學習者通過與周圍環境交互而自主建構內在心理表征的過程,知識不是靠教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境即社會文化背景下,借助其他人的幫助,利用必要的學習材料,通過意義建構的方式而獲得。我們平日的學習是在一定的情境中借助其他人的幫助,即通過人際協作、討論等活動,在進行意義建構的過程中獲得的。建構主義學習理論認為,情境、協作、會話和意義建構是學習環境中的四大要素。建構主義這一學習理論突破了傳統教學理論及其所倡導的教學模式。建構主義理論認為:學習過程中,教師不能把現成的知識教給學生,只能引導學生去主動探索,讓學習者掌握學習和解決問題的方法,成為一個自主的學習者和知識的創造者。就目前很多教學實踐中建構主義教學模式,按照其本質可以歸納為兩種教學模式:布魯納提出的“發現和探索式”教學模式和Lantolf提出的“合作和互動式教學”。
(二)建構主義理論實踐于本課程的教學可行性分析
1、符合課程的特點。建構主義所倡導的教學方法對于實踐性強的課程,教學效果更明顯。而《工程項目管理》就是以培養學生在以后的工作環境中解決實際問題的能力。
2、符合因材施教的理念。建構主義所倡導的教學方法能充分調動學生的思維,激發學生自身的潛能,多方面多角度地了解問題,系統地討論解決方法,更加符合學生學習特點。
3、符合自主學習的要求。每個學生都是以自己已有的經驗背景和知識背景去接受、理解新知識,再根據自己的理解,構建新的知識體系。建構主義強調學習的個人體驗,更加突出學生在學習過程中的主體地位。
三、基于建構主義的工程項目管理課堂教學設計
(一)建構主義工程項目管理課程學習氛圍的設計。建構主義教學方法,首先要打破傳統的以“教師講授”為主的教學方法,建立以教學目標為目標的,以學生為主體、以教師為引導,以網絡技術為支持,充分利用情景教學、協作互動等學習環境要素,努力突破教與學在受到時間和地點的限制,立體多方位的課堂教學模式。
按照建構主義教學理論,我們設計課程教學三大板塊:一是基礎知識講解板塊,該板塊教學組織方式是:利用多媒體課件,采用傳統授課模式;知識點的講解,用了傳統教學模式中的優秀部分,發揮了傳統課堂教學的優勢,充分利用多媒體設備和教學課件的大信息量和大班容量的優勢,既節省了師資,又提高了效率;二是工程項目管理技能訓練,該板塊教學組織方式是通過任務型、合作性、參與式教學組織,采用學生分組互動模式;學生分組互動部分,則以開展師生之間、學生與學生之間的互動和協作學習為主,學生在任務型、參與式活動中構建知識體系;三是綜合運用,該板塊則利用校園網和學習軟件,采用自主學習。突破了其他學習方式受時間和地點的限制。
(二)建構主義工程項目管理課程教學方法的設計
1、情景體驗教學方法。情景體驗式教學是指在教學過程中,教師以一定的理論為指導,有目的地創設教學情境,激發學生情感,并對學生進行引導,讓學生親自去感知、領悟知識,并使這些知識在實踐中得到證實,從而成為真正自由獨立、情知合一、實踐創新的完整的人的教學模式。教學實踐過程中,它強調知識與學習主體的互動聯系,注重學習者的深入參與,注重學習者情感的激發和內心的深刻體驗,突出教師與學生、學生與教材的雙向交流,不強求劃一認識而尊重個體差異,各有所獲。它突出的不是對知識體系原封不動的儲存,而是融合知情意行為一體的內化系統,是培養學生學會用心去體驗事物的一種能力。根據課程內容設計情景,讓學生融入情景去理解知識。
2、項目教學法。項目教學法由教師根據教學內容設計一個模擬項目任務,為學生提供了具體現實的情境,有利于提高學生分析問題解決問題的能力。項目教學要求展示項目成果,最后由小組代表發言,陳述項目任務完成的方法過程結果。項目教學通常將學生分成一個個小組參加項目的設計與運作,在此過程中,需要通過集體互動,使學生在合作中學會與他人溝通技巧。首先,在項目教學中教師扮演著信息庫的作用,學生在做項目時,教師要給學生隨時補充必要的信息和方向性的引導,在學生有疑問時及時進行咨詢答疑,充當參考數據的作用。其次,在整個項目教學中,教師還扮演著導演的角色,各小組的活動都應在教師的緊密監控與指導下進行,各個小組工作的進展中遇到的難題和最終成果,教師都要參與決定和進行個別輔導。在項目實施中,教師還應發揮指揮員的作用,引導學生進入狀態,幫助學生明確各項目的目標,掌握各項目的程序規范和操作方法,提出明確的教學要求,編制教學計劃和進度表,使每個學生做到心中有數,目的明確,盡早進入狀態。
(三)建構主義工程項目管理課程考核和評價設計。一個好的考核方式不僅有利于全面真實地反映學生的學習水平,而且有利于反映教學中的問題,以便教師能夠及時作出相應調整。建構主義所倡導的考核方式應該完全不同于大部分高校課程在結束時的考核(一般都會進行統一的閉卷考試)。單一的閉卷方式只是考核學生的記憶能力,難以考核學生的實戰技能,容易造就高分低能的人才。為避免出現這樣的問題,筆者認為必須實施建構主義教學方式之后,應該改革考核方法,采用多種形式相結合的措施,可以采用課堂學生表現、課堂討論、實踐作業調查報告、項目管理實踐報告書為期末考試成績這幾種考核形式,分別給予一定的比重。目前,大部分高校在實行的考核中平時成績只占20%~30%,這個比重偏低,筆者認為提高到70%~90%是比較合適的。
四、總結
建構主義教學通過對項目管理實踐,訓練學生正確的項目管理技能、培養學生良好的現代項目管理思維,提高學生的項目管理理論應用能力和實踐創新能力,使學生成為適應工程企業一線需要的人才,最終體現自身對企業生存發展和社會發展的價值。
在建構主義理論指導下開展《工程項目管理》課程的教學對教師素質、教材建設、設施設備等都有較高的要求,應根據實際情況具體把握。具體可以從以下幾點出發:
1、從知識聯系的角度,課程內容是相互聯系的,教師要幫助學生理清其中的邏輯關系。在設計教學任務時,應適當增加一些與該問題有關的,學生已經掌握的知識內容,這樣可幫助學生在學習新知識的同時及時復習已學過的知識。
2、從教學技巧的角度,教師在課程設計時不要面面俱到,要給學生的思考和嘗試留有余地。教學實踐中,要鼓勵和啟發學生親自去嘗試、去探究、去發現,啟發他們舉一反三、觸類旁通。
3、從課程教學管理的角度,教師把握方向,發現問題及時指正。對于學生的表現要積極地給予正面表揚,讓學生有成就感、幸福感,整個教學過程充滿愉悅,有助于師生溝通及團隊合作。
主要參考文獻:
[1]郭建鵬.如何準確理解建構主義教學思想.教育學報,2005.12.
關鍵詞:多學科;設計應用;優化;建筑工程;
1. 多學科優化設計
多學科設計優化 (Multidisciplinary Design Optimization,簡稱 MDO)是一種通過充分探索和利用工程系統中相互作用的協同機制來設計復雜系統和子系統的方法論。多學科優化設計的中心思想是在復雜系統設計的整個過程中利用分布式計算機網絡技術來集成各個學科的知識,應用有效的設計優化策略,組織和管理設計過程。多學科設計應用于建筑設計中,實現了充分開發利用各個學科間相互作用關系達到協同效應,在建筑設計中進行最優化的系統整合。由于實現了多學科的并行設計,節約了設計時間,更增強了設計的效果。
建筑設計環節在建筑工程項目的全壽命周期中占有重要位置,不僅影響著工程下階段的子項目質量,也影響著建筑的經濟、節能等效應。多學科優化設計體現于建筑工程設計的各個環節,在方案設計階段,涉及到建筑學、環境學、經濟學等學科;在施工圖設計階段涉及結構力學、流體力學、暖通等學科。
目前,建設工程設計中存在耗時、低效、費錢等問題,多學科知識在設計中的應用并未得到綜合整合、優化,學科間存在溝通、交流障礙。設計中,各學科信息得不到共享,成為主要的阻力之一。根據建筑工程設計多學科優化理論有效改善了工程設計的現狀,并經歷了獨立靜態優化、獨立動態優化和均衡優化的理論發展過程,使得設計中各個資源優勢得到有效發揮,合理設計資源結構的配置。也就是將改變傳統將各學科之間的聯系僅限于建筑工程設計的具體問題的應用,多學科優化設計重視了各學科間的緊密聯系、互相作用、綜合效應。不難發現,多學科設計優化將在建筑工程設計各個環節中引起巨大的影響。
2. 多學科優化設計的優勢
傳統工程項目設計中,先由建筑設計師制定符合業主要求的設計方案,再由工程項目團隊成員共同設計完成設計圖紙。工程設計團隊一般由結構工程師、機械工程師、暖通工程師、電氣工程師組成。工程設計團隊各工程師在相對獨立的環境下工作,在遇到具體問題時,才通過合作交流、信息共享來解決。最后,通過業主與工程師間的信息交流,完成設計整個過程。這種建筑項目設計僅能滿足設計的建筑物符合各類標準,達到設計上的合理性、實用性,沒有過多的考慮設計過程的系統優化。如在建筑結構設計、建筑機械系統設計、照明系統設計上等都處于各自獨立,使得建筑結構的整體效能、各子系統的配合協同程度低。而且,設計過程多有人工操作完成,且各工作人員間信息交流不便,導致設計階段的耗時長、效率差,影響了整個建筑工程的進度。傳統的設計過程和方法不符合現代設計理念,需要經過創新和改變來完善。分析過去設計環節過程中大致存在如下問題:阻隔了設計師間的交流、信息共享存在障礙,工程師將重心較大投入與設計的管理和執行,忽視了信息的自動化和對信息進行的評價。如果能合理分配設計環節,注重設計環節的資源配置,提高設計的效率和效益,提高信息的自動化水平和信息評價結果,才能真正達到建筑設計的目的。
建筑工程設計中多學科優化設計理念還體現于對于設計多套可行性代替方案上。因為設計理念的最優化來自于對多個可行性方案的不斷的替換和提高。以往,設計工程師注重于一個可行性方案,忽略了設計目的在于最優化的設計。為此,有必要對設計元素做多方面探索、假設,使其達到功能上最優化。設計工程師在良好可變環境下,尋找替代可行方案的多種幾何與非幾何參數,實質是在原有的設計方案上進行修改、替換,達到優化的目的。這類優化設計不太費時,因其不需要對設計參數重新定義。通過多個可替代方案的結合,最終確立一種最為優化的方案,確立最終的決策。并且,在設計過程中,引入參數設計分析自動化替代人工分析操作。避免了參與者在重復進行的人工優化整合方案分析中出錯,也減少了人工工作量,提高了效率和科學化的方案設計,將多余時間用來評估設計結果和作出科學決策。
建筑工程設計中,MDO技術的具體應用于:1. 設計團隊通過建立參數拓撲模型來定義設計空間,選擇可變參數以及相關可行域。根據某個參數配置,利用參數化CAD工具,在設計空間中的每個點建立不同的幾何模型。2. 進行幾何模型設計的多學科綜合分析,得出分析結果,通過參數計算出材料、設備的用量、成本。3. 用適于設計空間搜索需要的統計方法來控制新參數配置的選擇,最后通過優化器反饋空間最優的位置。MOD技術的應用,改變了工程師以經驗為主的參數設計,從協助參數指定和對設計空間的規定方面的角色轉變。通過自動化的設備分析設計參數,工程師將重心轉移到解讀、分析、評價設計結果上,為設計管理與執行騰出時間,更能綜合優化設計結果。借助高科技,能減輕設計工程師的工作量,并加強了決策的科學性。
3. 多學科設計優化技術的應用
使用對象化的數字物體用以描述和表現真實世界的建筑構件,稱為建筑信息模型。在同一個數據庫的管理下,實現參數化建模,動態捕捉和傳遞建筑信息。參數化的建筑設計模型具有真實世界的行為和屬性表現,實現了設計上的智能性、實用性,通過參數化的設計保持了建模在真實世界的反應,其設計的相互性與真實世界差異不大。而且,該操作方便、快捷。當我們需要對設計圖紙稍加修改時,系統可以實現自動保留原來資料數據,通過設置各構件的相關參數值,可自動生成構件的空間位置。
參數化建模是讓設計工程師從整體、直觀上審查設計建筑本身,幫助分析設計上的缺陷,并給出合理、標準的信息模型,設計工程師只需在此基礎上通過幾何形態的修改來完成工作內容,大大減少了設計工作的重復性。在參數化建模中,應用多學科知識,在建筑設計原有的基礎上,具備靈活性,滿足人類智能化需要。建模設計一般以建立合適的設計對象樹來實現。DOT(Design Object Tree)是設計對象樹英文縮寫,其中DO為設計對象,每個DO包含參數集、約束集、目標集、方法集。
在建筑工程多學科優化設計中,根據設計過程牽涉的各學科特性及要求,分為若干個子系統。每個子系統能夠獨立分析求解、并行優化,建立各個子系統的關系,耦合優化,最終達到整體協調效應即設計的最優解。該優化過程不僅縮短了循環設計的時間,并將多種可替代方案進行整合,實現了設計的質量目的和效應目的,提高了工程管理的組織化水平,基于信息化基礎設計,可操作性強等。
參考文獻:
[1]趙敏.操安喜.崔維成.多學科設計優化方法的比較[J].中國造船.2008
[關鍵詞]天正給排水;建筑給排水;課程設計
[DOI]1013939/jcnkizgsc201550214
隨著我國城市化進程的加速,城市人口越來越密集,城市建筑越來越多,一棟建筑離不開水暖電基礎設施。《建筑給排水工程》這門課程主要是介紹建筑的供水和排水,包括建筑給水、排水、消防及熱水等系統的分類、組成、供水排水方式、管材設備選擇等內容,本門課程要求學生掌握以上各個系統的設計、施工和運行管理。
目前社會用人單位對畢業生實際操作能力要求越來越高,除掌握基本的專業理論知識外,還需具備一定的專業實踐操作能力,包括專業軟件的使用和設備管道的安裝調試等。為適應社會對給排水專業人才的要求,培養學生掌握實踐操作基本技能,非常重要。
《建筑給水排水工程》是給水排水工程專業一門主干課,全國70%~80%給排水專業畢業生選擇建筑給排水領域的工作。為此,熟練掌握目前建筑給水排水工程繪圖的基本軟件――天正給水排水,非常重要。
天正給排水軟件,是專門針對建筑給水排水設計而開發的軟件,使用此軟件繪圖計算,不僅可提高效率,還可以通過軟件檢查,發現管道碰撞的問題。此軟件有大量圖塊附件使用,衛生器具可定義當量流量,方便管道尺寸計算。對于復雜的大樣系統圖,通過天正給排水軟件的繪制,也能變得簡單快速,不易出錯。
1《建筑給水排水工程》課程主要內容
11建筑給水系統
建筑給水系統是將室外小區道路旁的自來水(或市政管道自來水)引入建筑物室內,并且分配給每一個衛生器具。基本組成有各種管道:引入管、橫干管、立管、入戶管、支管;為了保證水流通常及檢修方便,管道上設置各種閥門附件,如截止閥、閘閥等;為了保證足夠的水量和水壓,某些建筑可能會設置水泵、水池和水箱。
建筑給排水管道、閥門、附件的設置既要保證檢修的方便,又要保證不影響建筑物的正常使用,不占用空間,管道力求橫平豎直,沿墻角和屋頂敷設。
12建筑排水系統
建筑排水系統可分為建筑物內污廢水排水系統和雨水排水系統。污廢水排水包括衛生間排水、廚房排水、空調排水、陽臺洗衣機排水、地下車庫清洗排水等。雨水排水一般包括屋面雨雪水排水、陽臺排水、車庫入口排水等。
污廢水排水系統基本靠重力將衛生器具產生的污廢水通過管道輸送至室外道路旁的污水管道。因為污廢水水質較差,容易堵塞,污水橫管和立管必須設置一定的檢查裝置,如清掃口、檢查口等;并且污水橫管盡量短,少轉彎,立管靠近排水量大及水質差的衛生器具。
13建筑熱水系統
建筑熱水系統根據供水時間分為全日制和定時制。為了保證用戶及時取到一定水溫的熱水,熱水系統一般設有循環系統,補充管路散失的熱量。熱水管道系統的組成、敷設方式基本與給水系統一樣。但是熱水系統一般需要設置水加熱裝置:鍋爐、太陽能、地源熱泵等。
14建筑消防系統
常見的建筑消防系統主要有消火栓系統和濕式自動噴水滅火系統。這兩種系統平時處于戒備狀態時,管道系統中有一定的壓力。
消火栓系統除平時可見到的消防箱、消防管道外,一般情況下還需設置一些加壓措施保證滅火和戒備狀態水量水壓的要求。為了保證戒備狀態的壓力,一般會設置屋頂消防水箱氣壓罐等設施,保證初期滅火的水量和水壓;后續滅火的有效性、及時性能夠得到保障,一般還需要設置消防水池和消防水泵。為了預防室內消防水池水量不足,水泵損壞,不能及時滅火,達到一定規模的建筑,在其周圍設置水泵接合器與室內消防干管連接,火災時由消防車加壓向室內消防系統供水。
自動噴水滅火系統比消火栓系統滅火更及時,在滅火成功率上更高,系統組成也更復雜。除平時可見的吊頂上的噴頭外,該系統還有多個報警裝置,像水流指示器、報警閥、感煙感溫等設施。在發生火災時,噴頭爆破,可自動出水滅火并進行報警,啟動消防泵等設施。
15室外管道系統
室外管道系統一般有室外給水管道系統、室外污廢水管道系統、室外雨水管道系統、室外消防管道系統,當有中水回用設施時,還會增設中水管路回用系統。
室外管道系統組成主要是管道和給水井;室外污廢水管道系統和雨水管道系統主要是排水管道和污水井、雨水井;室外消防管道系統除必要的閥門外,主要還設置有室外消火栓、水泵接合器等裝置。
以上是建筑給排水工程的主要的幾個組成系統,為了保質保量保壓地將自來水、消防水、熱水送給用戶,并及時可靠將使用后的污廢水或雨水排除,需要對各個系統進行合理地設計。
2天正給排水軟件應用
為了學生在建筑給排水的設計中更加合理,所出圖紙工程適用性強,錯誤少,下面介紹天正給排水軟件在建筑給排水領域中的應用,主要從三個方面作介紹:大樣圖、平面系統原理圖和室外管道圖繪制。
21大樣圖
衛生間大樣圖主要有衛生間大樣平面圖和衛生間大樣系統圖。使用天正給排水軟件軟件繪制衛生間大樣平面圖后可自動生成衛生間大樣圖,但是在繪制大樣平面圖時,必須設置管道的標高,并通過管連潔具連接衛生器具和管道后,方可生成系統圖。
使用天正菜單欄的工程設置,設置好該項目使用的相應繪圖參數后,即可進行繪圖。
以繪制建筑給水管道為例:首先選擇天正菜單欄的“管線”按鈕,點擊后,即會彈出管線和修改繪制的各種按鈕,點擊“繪制管線”后,會彈出另一個對話框,點擊“給水”按鈕,即可在屏幕上繪制給水管線。在管線繪制之前,可以在菜單欄下方修改管線的管徑和標高,修改后的標高對大樣系統圖很有用。
給水管線繪制好后,可以對潔具進行定義。在天正菜單欄下方,有一個“平面”,點擊后即可看到“定義潔具”按鈕,選擇潔具,定義潔具的冷水給水點、熱水給水點、排水點,給出供水方向后即可定義成功。在一張圖上,同類衛生器具只需定義一次。
同樣在“定義潔具”按鈕的下方是“管連潔具”,點擊此按鈕后,選擇管線和要定義的潔具,即可將潔具和管線連接。
在天正菜單欄中的“系統”,中,有“系統生成”,彈出系統生成對話框后,點擊“直接生成單層系統圖”后,框選剛才所畫給水平面圖,確定后即可出現給水大樣系統圖。
對生成的系統圖進行調整,使看起來美觀清晰,再進行管徑、標高、潔具的標注。對平面標注,可使用標注工具,標注管線距墻距離,管線長度等。
其他系統的大樣圖操作方法基本同此。
22平面圖、原理圖
管線平面圖繪制與大樣圖繪制基本相同。以給水平面為例進入“管線”“給水”繪制平面給水管線。在管線高程變化連接處,繪制管線可自動生成上下扣彎,顯示管線高程變化。管線末端也可自行設置扣彎,指示管線走向。
原理圖繪制,以住宅建筑給水原理為例介紹。進入“系統”“住宅給水”,彈出新對話框,輸入住宅參數,包括衛生器具當量、住宅人數、樓層數、樓層高度等信息,即可生成給水原理圖,在此原理圖上可進行水力計算。但原理圖只能顯示立管一側的給水橫管。
也可繪制給水系統展開圖,方法基本同原理圖。展開圖既可繪制立管兩側供水,也可繪制立管單側供水,較為方便。
23室外管線
在天正菜單欄中,點擊“設置”“室外設置”即可進入室外繪圖環境。進行給水管線、給水井、排水井、雨水口等繪制。并可對井、管道參數進行標注。
1 建筑環境設備施工組織與經濟課程主要內容
建筑環境設備施工組織與經濟涉及的內容非常多,概括起來包括兩個部分,一部分是施工組織與管理課程的內容,另外一部分則是工程經濟方面的內容。而這兩部分的內容對應的是工程管理專業的核心知識和工程造價方面的核心知識。因此,建筑環境設備施工組織與經濟課程的教學目標包含了兩個方面的內容。
施工組織與管理部分主要介紹建筑安裝工程項目管理、項目組織及項目管理目標; 熟悉工程施工成本、進度、質量和安全目標控制的基本方法; 了解建筑設備安裝合同的概念訂立、履行和管理,掌握合同違約責任的界定和施工索賠。培養學生從事工程施工組織和管理的綜合能力。這些內容對應工程管理專業的核心課程:工程項目管理、工程設計管理、工程合同管理、施工組織與管理、工程質量管理[3].工程經濟部分主要是工程造價及其計價的基礎知識,包括: 工程造價的計算原理、方法與工具; 編制施工圖預算和設計概算,進行工程量清單計價的基本方法; 工程招投標、施工合同的訂立、合同的履行、變更和終止、合同違約責任以及施工索賠等方面的內容。這些內容也對應工程造價課程體系當中的概預算課程、工程經濟學、合同管理等[4].由上面的介紹可以看出建筑環境設備施工組織與經濟是一門綜合性非常強的課程,不僅包括工程管理方面的內容,還要求掌握工程經濟方面的基本知識,知識點多,又相互關聯; 既有基礎理論,又有很強的實用性和操作性。
2 建筑環境設備施工組織與經濟課程現狀
現有的課程體系當中存在如下的現狀。
2. 1 課時安排較少
本人所在的學校教學計劃中,本課程安排了 32 個理論課時,使用教材《建筑設備安裝工程經濟與管理》( 第二版) .而上述兩個方面的基本內容,很難在 32 個課時內全部實現。此外,現有的課程體系設置中沒有安排課程設計的環節。而在工程管理和工程經濟相關專業的課程當中都設置有課程設計、畢業設計實踐環節來強化理論知識的實際操作。
2. 2學生的相關基礎知識缺乏
本課程面對的是建筑環境與能源應用專業的本科生,規范中設置的課程體系當中( 見表 1) ,傳統的暖通空調的核心技術基礎和專業課設置的較多,而建筑設備施工組織與經濟課程需要的支撐課程如工程經濟學和工程管理學等方面的相關課程則沒有設置,學生在學習本門課程時基本沒有相關的基礎知識和概念。在這種情況下,要求同學在較短的課時內接觸比較陌生的課程,教學難度相對較高。
3 教學方法改革的探索
針對現有課程體系設置的現狀,筆者在進行建筑設備施工組織與經濟課程教學時,為了提高教學質量,避免填鴨式的教學效果,進行了有益的探索。
1) 采用案例教學法,培養實際操作能力。由于本課程不僅要介紹基礎理論知識,更要培養同學一定的實際操作能力,而案例教學法無疑是一個良好的手段 [9,10],既可以避免簡單概念和方法的灌輸,又可以解決同學不知道如何學以致用的問題。例如,在講解項目管理有關概念和方法的時候,以暖通空調的實際工程案例進行即興分析講解; 講解概預算和清單計價等,首先講解最新版的預算定額和計價方法,通過工程案例,帶領同學們在課堂進行實際操作,將基本概念如工程量清單、直接費和間接費等融入到實際操作中。
2) 采用參與式教學方法,激發學生的學習興趣。參與式教學,是相對于“布道式”教學而言。參與式教學是新型的教育理念,其主要特征在于激發學生的學習興趣,提高其學習積極性[5-7].根據參與式教學的基本原理,筆者開展了如下實踐: a. 在講述本課緒論部分的時候,從介紹本專業畢業生未來就業出發,如果從事工程管理方面的工作需要獲得相關的執業資格證書,如注冊建造師、注冊監理工程師、注冊造價工程師等,將這些考試的大綱與本課程的教學大綱進行對比,從而使同學對于本課程的重要性有一個感性的認識。b. 在講述工程項目管理相關內容時,先介紹項目管理的基本概念以及項目管理成本、質量和時間目標,然后從同學們的大學學習、生活規劃舉例,帶領同學以學習或者生活片段作為一個項目進行管理,利用所學的概念對成本、質量、時間目標進行分析探討,讓同學結合自己的大學學習生活對項目管理的方法有一個直接應用。通過采用參與式教學,帶領同學將本門課程與未來的工作和生活結合,充分激發學習興趣。
3) 避免采用程序教學法,充分利用多媒體手段。傳統的程序教學法思想,按教材內容和框架組織教學,或根據教材內容編寫案例并進行教學[8].本課程具有內容多課時短的特點,采用程序教學法必然無法在較短的課時內保質保量的傳授相關內容,為此,在進行教學時充分利用多媒體手段進行組織教學。a. 通過多媒體形象化展示抽象的理論內容,使得學生有直觀的認識。如講解到施工平面、工作面、施工段等抽象概念時利用施工現場的圖片進行分別講解,同學們一目了然。b. 利用多媒體手段展示工程管理類軟件的使用和操作方法。如在講解網絡計劃、施工組織設計等時,使用專業施工管理軟件講解有關例題和方法,較原有的板書或者 ppt 講解不僅提高了效率,還讓同學們對專業軟件的使用有了初步了解。
4 總結與展望
建筑環境施工組織與經濟是本專業的核心專業課程,是建筑環境與能源應用專業復合型專業技術人才知識結構當中重要的一部分,是將來從事管理工作乃至成為行業領導者的重要基礎。
本文針對本課程知識點多課時少的特點,對課程教學改革進行了探索。通過對筆者所帶學生的跟蹤,絕大多數同學們可以在課程結束后掌握施工管理與工程經濟方面的基本知識,并且在畢業參加工作后較快的適應相應崗位的要求,有的同學較快通過執業資格考試,取得了較好的教學成果。目前,新的專業教學規范正式實施不久,培養目標和課程體系有了一定的調整,本門課程需要根據培養目標進一步調整與其他專業課的關系,進一步進行教學改革,如增加課程設計部分或者在畢業設計和相應專業課的課程設計時適當增加相對應工程管理與經濟的內容,以彌補授課時間不足帶來的問題; 進一步利用參與式教學、案例教學法和多媒體等手段,創新教學模式,激發同學們的學習興趣和熱情,提高教學質量。
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