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土木工程專(zhuān)業(yè)專(zhuān)題論文
土木工程在整個(gè)建筑行業(yè)所占的比重越來(lái)越大，因此在這方面的研究也是十分的多。下面是小編想跟大家分享的土木工程專(zhuān)業(yè)專(zhuān)題論文，歡迎大家瀏覽。
摘要：
由于我國已將建設創(chuàng )新型國家作為重要戰略決策，因此教育系統尤其重視學(xué)生創(chuàng )新能力的培養。本文以華南理工大學(xué)廣州學(xué)院為原型，以結構模型設計競賽為例，從競賽開(kāi)展的意義，競賽的實(shí)施及保障機制等方面闡述了學(xué)科競賽對于應用型本科高校學(xué)生創(chuàng )新能力的培養的重要性。
關(guān)鍵詞：
結構模型設計競賽;應用型人才;創(chuàng )新能力;土木工程專(zhuān)業(yè)
一、開(kāi)展結構模型設計競賽的背景及意義
結構模型設計競賽(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“競賽”)是一項針對土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要學(xué)科競賽，是極富創(chuàng )造性，挑戰性的科技競賽。通過(guò)學(xué)生綜合運用結構力學(xué)、建筑材料、結構設計與實(shí)驗及土木工程施工等專(zhuān)業(yè)課知識，結合功能需求進(jìn)行模型的設計和制作，比較全面地考察了學(xué)生從力學(xué)到結構、從掌握基本理論到自主設計模型的綜合應用能力�？梢�(jiàn)，在模型設計與制作過(guò)程中，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng )新思維和動(dòng)手能力，運用專(zhuān)業(yè)知識和工具解決問(wèn)題的能力，這是應用型人才所需要的基本素質(zhì)之一。同時(shí)，空間桿系結構的桿件多，節點(diǎn)聯(lián)接質(zhì)量要求高，模型制作過(guò)程是較為繁瑣與復雜的，學(xué)生在對設計模型反復計算、重復加載及不斷改進(jìn)的過(guò)程中，既提高了綜合利用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識的能力，又提高了發(fā)現和解決問(wèn)題的能力，既掌握了結構設計的基本步驟，又了解了優(yōu)化設計的主要目的，這些素質(zhì)能力的培養也是土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養所追求的目標。此外，為了完成一個(gè)好的結構模型作品，學(xué)生需要團隊協(xié)作，在這樣一個(gè)過(guò)程中，可以鍛煉學(xué)生的溝通能力和合作意識。因此，該大賽是對土木工程專(zhuān)業(yè)應用型人才創(chuàng )新能力培養的推動(dòng)。
二、競賽是對教學(xué)的有效補充
結構模型設計競賽是對現有教學(xué)環(huán)節的有效補充，主要表現在以下三方面：
(一)實(shí)現專(zhuān)業(yè)課程知識的綜合運用為了順利完成結構模型的設計制作任務(wù)，學(xué)生不僅要掌握各門(mén)專(zhuān)業(yè)主干課程的相關(guān)內容，諸如建筑制圖、結構力學(xué)、土木工程材料、結構設計原理、材料力學(xué)試驗等課程的相關(guān)知識，還要將這些所學(xué)課程的知識點(diǎn)進(jìn)一步消化，融會(huì )貫通。因此，結構模型設計競賽為學(xué)生提供了綜合運用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識的最佳機會(huì )。
(二)培養結構概念設計的初步能力學(xué)院的結構模型設計競賽主要是大二和大三的學(xué)生參加。所以通過(guò)舉辦結構模型設計競賽，幫助學(xué)生從整體上認識結構組成的基本原理與結構設計的主要步驟，使他們面對復雜的結構體系時(shí)，能通過(guò)自己的分析判斷，給出清晰的結構受力情況和傳力路徑，初步具備結構概念設計的能力。
(三)以競賽促進(jìn)教學(xué)相長(cháng)結構模型設計競賽既是學(xué)生不斷學(xué)習不斷實(shí)踐的過(guò)程，同時(shí)有助于指導教師科研能力的提高和工程意識的增強，特別有利于青年教師在專(zhuān)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗方面的豐富和提高。青年教師在指導學(xué)生進(jìn)行結構模型制作加工和優(yōu)化設計的同時(shí)，共同探討相關(guān)力學(xué)基本概念和分析計算方法的傳授方式，從而起到提高課堂教學(xué)能力，教學(xué)相長(cháng)的作用。
三、競賽實(shí)施方案的規范與完善
目前，結構模型設計競賽已經(jīng)成為學(xué)校學(xué)術(shù)科技節的特色品牌活動(dòng)。學(xué)院本著(zhù)“實(shí)基礎、重實(shí)踐”的人才培養理念，將在每年的春季學(xué)期舉辦一屆結構模型設計競賽，面向全校學(xué)生。為了保障結構模型設計競賽的可持續開(kāi)展，學(xué)院將從以下幾方面進(jìn)一步規范和完善這項活動(dòng)：
(一)建立健全大賽的相關(guān)機構與制度
建立健全相關(guān)制度對學(xué)科競賽進(jìn)行規范化管理是保障競賽可持續開(kāi)展的基礎。
1.建立三級組織管理機構
由于我校高度重視學(xué)科競賽，按照“學(xué)校主辦、學(xué)院承辦、目標管理”的原則，采用校、院、競賽項目負責人三級組織管理，可以確保信息流和資金流的順暢。
2.完善競賽管理制度
高效的競賽管理除了有健全的組織機構，還要有完善的管理機制。為了使競賽管理工作更加科學(xué)化、規范化和制度化，有效達到競賽目的，預先要制定競賽實(shí)施方案，然后按照方案要求，分工負責組織實(shí)施競賽。
3.構建師生激勵機制
只有構建師生雙贏(yíng)的激勵機制，實(shí)施科學(xué)管理，才能充分調動(dòng)大多數教師和學(xué)生的積極性，即教師認真積極指導學(xué)生，學(xué)生認真積極參加競賽，從而做到教學(xué)相長(cháng)。對于競賽獲獎的學(xué)生給予一定的物質(zhì)獎勵，并在綜合測評中給予綜合素質(zhì)加分及學(xué)分認定;對于參加指導的教師，在年度評優(yōu)評先考核中，給予優(yōu)先考慮。
(二)大賽的組織運作模式
為了提高大賽的有效性，除需建立健全相關(guān)制度外，還要確定每屆大賽的主題，不斷探索競賽運作模式的多樣化。譬如，2015年舉辦的結構模型設計競賽主題為“砼力創(chuàng )新，專(zhuān)筑設計”。下面以2015年結構模型設計競賽為例，簡(jiǎn)要介紹該賽事的相關(guān)流程：
1.競賽的組織
由于此次競賽是面向全校學(xué)生開(kāi)展的，所以分別設置了專(zhuān)業(yè)組和興趣組，一般非土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生分在興趣組。從組織報名、競賽宣講會(huì )、模型材料的選擇、采購及領(lǐng)取乃至模型制作及作品提交，整個(gè)過(guò)程有條不紊。競賽是由學(xué)院學(xué)生工作辦組織跟進(jìn)，競賽前制定了詳細的策劃書(shū)。
2.競賽規則及制作技能培訓
為了使結構模型設計競賽更具專(zhuān)業(yè)性和規范性，組織機構將邀請相關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)家對競賽規則及模型制作技能給予專(zhuān)業(yè)指導，如結構模型的選型，模型材料的力學(xué)特性，設計計算書(shū)的內容綱要等。另外，為每支參賽隊伍安排指導老師，學(xué)生可以在老師的指導下完成結構選型和初步分析。同時(shí)，召開(kāi)所有報名參賽學(xué)生(數十支參賽隊伍)的培訓會(huì )，專(zhuān)業(yè)教師就結構選型及模型制作等開(kāi)展專(zhuān)題講座。
3.模型制作的過(guò)程化管理
(1)材料性能試驗
對于專(zhuān)業(yè)組的結構模型，評價(jià)的技術(shù)指標主要是模型的荷載-質(zhì)量比，即質(zhì)量越輕而承載能力越強的結構模型將在競賽中獲勝。而材料的力學(xué)性能優(yōu)劣直接影響結構的承載能力，但是，結構模型設計競賽所用材料可能不是一般常用的土木工程材料，譬如白卡紙、竹皮等，這些材料的力學(xué)性能參數從現行技術(shù)規范中難以獲知。因此，參賽學(xué)生首先要自行設計試驗方案，對模型所用材料的力學(xué)性能進(jìn)行測試。在此過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)設計試驗方案、操作材料試驗機、采集和處理數據等，鍛煉和提高了動(dòng)手能力，強化了對材料性能及其試驗方法的了解與掌握。
(2)結構模型制作
構模型的制作相當于實(shí)際工程結構施工過(guò)程的模擬，這是結構模型設計競賽中相當重要的一個(gè)環(huán)節。雖然前期已經(jīng)進(jìn)行了結構選型及結構合理性的初步分析，但是如果模型制作不夠精細，構件之間的節點(diǎn)處理不得當，均可能導致前功盡棄。另外，為了減輕結構模型的自重，在設計中一般會(huì )選用薄壁構件，而薄壁桿件的截面尺寸和幾何形狀，關(guān)系到其拉、壓、彎、剪性能。這就需要學(xué)生從基本力學(xué)概念出發(fā)，充分發(fā)揮空間想象力，根據不同桿件截面的受力特點(diǎn)及材料力學(xué)特性，在結構模型的不同部位選用合適的桿件材料、截面形式及幾何尺寸。此外，模型的制作必須耐心細致，每一構件的幾何尺寸和空間定位都要保證精確。通過(guò)結構模型的加工制作，學(xué)生在一次次的失敗和改進(jìn)過(guò)程中，既能得到專(zhuān)業(yè)技能訓煉，同時(shí)也能提高發(fā)現問(wèn)題并加以解決的能力。在這一過(guò)程中，學(xué)生往往能夠設計出一些巧妙新穎的結構形式和節點(diǎn)連接方式，對于創(chuàng )新能力的培養大有幫助。
(三)課程教學(xué)與競賽的融通
為了培養大多數土木工程本科生的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力，除了組織結構模型等競賽以外，還需要開(kāi)設相應的創(chuàng )新實(shí)驗課程，如結構模型設計與實(shí)驗，隸屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節。其課程選題及操作環(huán)節與競賽較為接近，但相對于競賽而言，在此類(lèi)課程教學(xué)中，教師對學(xué)生的實(shí)踐能力輔導會(huì )多一些，具體一些，而接受相應培訓學(xué)生的動(dòng)手機會(huì )要多一些，接受效果會(huì )好一些。
四、競賽成效與相關(guān)啟示
(一)競賽成效
1.學(xué)科競賽獲獎情況。兩年來(lái)，通過(guò)舉辦結構模型設計競賽，在學(xué)生發(fā)現了一批理論基礎扎實(shí)，實(shí)踐能力較強的苗子，如“敏捷杯”華南理工大學(xué)第十一屆土木結構模型設計競賽中，我院學(xué)生在與一本學(xué)校學(xué)生的競爭中毫不遜色，獲得了三等獎。在第五屆中南地區(七省)高校土木工程專(zhuān)業(yè)結構力學(xué)競賽中，我院兩名學(xué)生分別榮獲三等獎和優(yōu)秀獎，這對于獨立學(xué)院的學(xué)生而言，實(shí)屬不易。
2.科技創(chuàng )新情況。土木工程學(xué)院創(chuàng )辦以來(lái)，積極組織學(xué)生參加各類(lèi)科技創(chuàng )新活動(dòng)，開(kāi)展創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)實(shí)踐，多次獲得相關(guān)獎項。其中大學(xué)生研究計劃共立項4項，學(xué)生在國家、省級學(xué)術(shù)期刊中發(fā)表論文2篇，2015年獲批省級大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目1項。幾年來(lái)的實(shí)踐證明，華廣土木工程學(xué)院學(xué)科競賽體系運行效果良好，學(xué)生的參與面逐漸擴大，不僅提高了學(xué)習主動(dòng)性，擴寬了專(zhuān)業(yè)知識面，動(dòng)手能力也得到了明顯提高。學(xué)科競賽在促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，提高綜合素質(zhì)，培養創(chuàng )新型人才方面起到了重要作用。
(二)相關(guān)啟示
學(xué)科競賽在培養創(chuàng )新人才方面具有獨特的功能，尤其在應用型本科院校的人才培養中更具有重要的現實(shí)意義。為了確保學(xué)科競賽活動(dòng)的持久良性發(fā)展，需要建立相應的保障機制。
1.組織保障。校院兩級領(lǐng)導的重視是學(xué)科競賽活動(dòng)持久有序開(kāi)展的前提，學(xué)校應將學(xué)科競賽活動(dòng)列為學(xué)校的常規工作，成立專(zhuān)門(mén)的校、院兩級學(xué)科競賽工作委員會(huì )，形成校院目標管理，過(guò)程管理機制。
2.訓練保障。學(xué)生是學(xué)科競賽的主體，只有形成科學(xué)合理的學(xué)生訓練、選拔機制，才能保證學(xué)科競賽活動(dòng)的持久、健康發(fā)展。注重賽前規劃與訓練，實(shí)施項目化運行，以競賽成績(jì)作為相關(guān)考核依據，并將學(xué)科競賽納入人才培養計劃中，如開(kāi)設與學(xué)科競賽相關(guān)的選修課，吸收學(xué)生參與教師科研活動(dòng)，多種形式普及學(xué)科競賽知識等。
3.隊伍保障。指導教師對學(xué)科競賽的開(kāi)展起到了主導作用，因此需要構建知識結構多樣化的指導教師隊伍，吸引教學(xué)經(jīng)驗豐富、責任心較強、有工作熱情、有一定科研經(jīng)驗的教師加入指導教師隊伍。
4.經(jīng)費保障。經(jīng)費投入是學(xué)科競賽能夠順利開(kāi)展的重要物質(zhì)保證。學(xué)校應設立學(xué)科競賽專(zhuān)項基金，按學(xué)科競賽的性質(zhì)和類(lèi)別，設定相應的經(jīng)費支持標準，例如可以考慮通過(guò)立項方式對學(xué)科競賽資金進(jìn)行管理�？傊�，用保障機制推動(dòng)學(xué)科競賽的可持續開(kāi)展，對應用型人才創(chuàng )新能力的培養是至關(guān)重要的。
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