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關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制可編程序控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用
在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中,有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置,例如電機(jī)的起停,電磁閥的開閉,產(chǎn)品的計(jì)數(shù),溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問題,若采用可編程序控制器(PC)來(lái)解決自動(dòng)控制問題已成為最有效的工具之一,本文敘述PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問題。
硬件選購(gòu)目前市場(chǎng)上的PC產(chǎn)品眾多,除國(guó)產(chǎn)品牌外,國(guó)外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德國(guó)的SIEMENS,韓國(guó)的LG等。近幾年,PC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降,其性價(jià)比越來(lái)越高,這是眾多技術(shù)人員選用PC的重要原因。那么,如何選購(gòu)PC產(chǎn)品呢?
1.系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PC單機(jī)控制,還是用PC形成網(wǎng)絡(luò),由此計(jì)算PC輸入、輸出點(diǎn)。數(shù),并且在選購(gòu)PC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)。
2.確定負(fù)載類型根據(jù)PC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及PC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出,還是晶體管輸出,或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。
3.存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的PC產(chǎn)品大體相同,但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開發(fā)軟件都不相同,而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的PC價(jià)格就越高,但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PC產(chǎn)品。
4.編程器的選購(gòu)PC編程可采用三種方式:
一是用一般的手持編程器編程,它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低,但對(duì)于系統(tǒng)容量小,用量小的產(chǎn)品比較適宜,并且體積小,易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,造價(jià)也較低。
二是用圖形編程器編程,該編程器采用梯形圖編程,方便直觀,一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如,但該編程器價(jià)格較高。
三是用IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)加PC軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式,但大部分公司的PC開發(fā)軟件包價(jià)格昂貴,并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
因此,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易,開發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)PC產(chǎn)品。
5.盡量選用大公司的產(chǎn)品其質(zhì)量有保障,且技術(shù)支持好,一般售后服務(wù)也較好,還有利于你的產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升級(jí)。
輸入回路的設(shè)計(jì)
1.電源回路PC供電電源一般為AC85—240V(也有DC24V),適應(yīng)電源范圍較寬,但為了抗干擾,應(yīng)加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等)。
2.Pc上DC24V電源的使用各公司PC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源,但該電源容量小,為幾十毫安至幾百毫安,用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量,同時(shí)作好防短路措施(因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響PC的運(yùn)行)。
3.外部DC24V電源若輸入回路有DC24V供電的接近開關(guān)、光電開關(guān)等,而PC上DC24V電源容量不夠時(shí),要從外部提供DC24V電源;但該電源的“—”端不要與PC的DC24V的“—”端以及“COM”端相連,否則會(huì)影響PC的運(yùn)行。
4.輸入的靈敏度各廠家對(duì)PC的輸人端電壓和電流都有規(guī)定,如日本三菱公司F7n系列Pc的輸入值為:DC24V、7mA,啟動(dòng)電流為4.5mA,關(guān)斷電流小于1.5mA,因此,當(dāng)輸入回路串有二極管或電阻(不能完全啟動(dòng)),或者有并聯(lián)電阻或有漏電流時(shí)(不能完全切斷),就會(huì)有誤動(dòng)作,靈敏度下降,對(duì)此應(yīng)采取措施。另一方面,當(dāng)輸入器件的輸入電流大于PC的最大輸入電流時(shí),也會(huì)引起誤動(dòng)作,應(yīng)采用弱電流的輸入器件,并且選用輸人為共漏型輸入的PC,Bp輸入元件的公共點(diǎn)電位相對(duì)為負(fù),電流是流出PC的輸入端。
輸出回路的設(shè)計(jì)
1.各種輸出方式之間的比較
(1)繼電器輸出:優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載,且電壓也可不同,帶負(fù)載電流可達(dá)2A/點(diǎn);但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載,這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少,一般在幾十萬(wàn)次至Jl百萬(wàn)次之間,有的公司產(chǎn)品可達(dá)1000萬(wàn)次以上,響應(yīng)時(shí)間為10ms
(2)晶閘管輸出:帶負(fù)載能力為0.2A/點(diǎn),只能帶交流負(fù)載,可適應(yīng)高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間為1ms.
(3)晶體管輸出:最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間短,一般為0.2ms左右,但它只能帶DC5—30V的負(fù)載,最大輸出負(fù)載電流為0.5A/點(diǎn),但每4點(diǎn)不得大于0.8A。
當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下時(shí),應(yīng)首選繼電器輸出,因其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。當(dāng)頻率為10次/min以下時(shí),既可采用繼電器輸出方式;也可采用PC輸出驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓三極管(5—10A),再驅(qū)動(dòng)負(fù)載,可大大減小電流。
2.抗干擾與外部互鎖當(dāng)PC輸出帶感性負(fù)載,負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)PC的輸出造成浪涌電流的沖擊,為此,對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管,對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路,可有效保護(hù)PC。
當(dāng)兩個(gè)物理量的輸出在PC內(nèi)部已進(jìn)行軟件互鎖后,在PC的外部也應(yīng)進(jìn)行互鎖,以加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。
3.“GOM“點(diǎn)的選擇不同的PC產(chǎn)品,其“COM”點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的,有的一個(gè)“COM”點(diǎn)帶8個(gè)輸出點(diǎn),有的帶4個(gè)輸出點(diǎn),也有帶2個(gè)或1個(gè)輸出點(diǎn)的。當(dāng)負(fù)載的種類多,且電流大時(shí),采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶1—2個(gè)輸出點(diǎn)的PC產(chǎn)品;當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類少時(shí),采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶4—8個(gè)輸出點(diǎn)的PC產(chǎn)品。這樣會(huì)對(duì)電路設(shè)計(jì)帶來(lái)很多方便,每個(gè)“COM”點(diǎn)處加一熔絲,1—2個(gè)輸出時(shí)加2A的熔絲,4—8點(diǎn)輸出的加5—10A的熔絲,因PC內(nèi)部一般沒有熔絲。
4.PC外部驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于PC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下,必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路:可以用三極管驅(qū),也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng),同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路,且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應(yīng)做成插拔式,易于維修。
PC的輸入輸出布線也有一定的要求,請(qǐng)看各公司的使用說(shuō)明書。
擴(kuò)展模塊的選用
對(duì)于小的系統(tǒng),如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng).一般不需要擴(kuò)展;當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí),就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品,對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制,當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足要求時(shí),可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);同時(shí),有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊,因此,在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí),各廠家也有一些規(guī)定,請(qǐng)看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。
各公司的擴(kuò)展模塊種類很多,如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。PC的這種模塊化設(shè)計(jì)為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。
PC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
當(dāng)用PC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí),其難度比PC單機(jī)控制大得多。首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型,對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解,并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則,不能適應(yīng)你的實(shí)時(shí)要求,造成系統(tǒng)崩潰。另外,對(duì)通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。
最后,還要向PC的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的技術(shù)資料,至于選用幾層工作站,依你的系統(tǒng)大小而定。
關(guān)鍵詞:土木工程專業(yè);建筑工程方向;畢業(yè)設(shè)計(jì);微課應(yīng)用;實(shí)效
0引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)生在校期間的最后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段,是學(xué)習(xí)深化、拓寬、綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的重要過(guò)程;是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié);是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)。土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力,在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、認(rèn)真積極的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和主觀能動(dòng)性,為將來(lái)學(xué)生在工作崗位上出色地完成任務(wù)打下基礎(chǔ)[2]。結(jié)合本人多年的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),學(xué)生獨(dú)立性差,習(xí)慣機(jī)械地照搬例題和應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件,以偏概全、以點(diǎn)帶面,知其然而不知其所以然,知識(shí)體系紊亂,設(shè)計(jì)成果漏洞百出。因此,如何提高本科院校土木工程專業(yè)畢業(yè)學(xué)生的設(shè)計(jì)水平,提高學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)效,是本科院校土木工程專業(yè)教育工作者必須探討的問題。
1土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)特征
1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的共性與個(gè)性
從近幾屆的畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)看,畢業(yè)設(shè)計(jì)課題具有如下共性:大多數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題均來(lái)源于工程實(shí)踐或模擬工程實(shí)踐,如教學(xué)樓、辦公樓、賓館、公寓、大型商場(chǎng)、高層住宅、圖書館等,其結(jié)構(gòu)型式為多層或高層混凝土框架結(jié)構(gòu),要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成建筑方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工圖繪制等基本任務(wù)。但根據(jù)各高校的具體情況,畢業(yè)設(shè)計(jì)課題具有其個(gè)性:選題方式、課題的深度、指導(dǎo)模式、質(zhì)量控制等各有特點(diǎn)。如我校畢業(yè)設(shè)計(jì)個(gè)性鮮明:老師按照1∶1.2的比例提供課題,并上傳至教務(wù)處網(wǎng)站,課題按難度分A、B、C三個(gè)等級(jí),學(xué)生在四年一期期末進(jìn)行網(wǎng)上選題,并分階段自主選擇指導(dǎo)老師;指導(dǎo)老師利用畢業(yè)設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)自主選擇學(xué)生,師生雙向選擇;同時(shí)制定質(zhì)量控制手冊(cè)統(tǒng)一成果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),按環(huán)節(jié)評(píng)分確保全過(guò)程質(zhì)量控制。
1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式
傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式是以班級(jí)為單位分派3~4位指導(dǎo)老師,指導(dǎo)老師協(xié)商排好值班表,確保工作期間的每個(gè)時(shí)間段均有老師值班,值班老師負(fù)責(zé)全班同學(xué)的答疑和指導(dǎo),由于每位老師指導(dǎo)的面廣、時(shí)間有限,對(duì)單個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)成果缺乏系統(tǒng)的了解,最終所取得的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果內(nèi)容不完整,深度不足,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)?;诖?,我校打破傳統(tǒng)的以班級(jí)為單位的指導(dǎo)模式,全院范圍內(nèi)分階段師生雙向選擇,結(jié)構(gòu)方向的老師指導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)階段,施工方向的老師指導(dǎo)施工組織和清單工程量計(jì)算階段,優(yōu)化了老師的資源配置。每位老師限額指導(dǎo)15~20位學(xué)生,全過(guò)程一對(duì)一的指導(dǎo),指導(dǎo)老師可現(xiàn)場(chǎng)答疑,也可遠(yuǎn)程指導(dǎo),全方位監(jiān)控學(xué)生的設(shè)計(jì)過(guò)程。
1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)效果
多年的實(shí)踐證明,我校土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革效果明顯,學(xué)生的設(shè)計(jì)成果質(zhì)量有較大幅度的提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的實(shí)施過(guò)程中,老師們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)深層次的問題:學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)意識(shí)較差,資源共享的理念缺乏,對(duì)問題的考察、論證能力較差。部分學(xué)生照搬書本或設(shè)計(jì)范例,過(guò)度的依賴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件和相應(yīng)程序,依賴?yán)蠋煟炔粚?duì)具體問題加以探究,又不對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果加以分析、校核,習(xí)慣于就某些數(shù)據(jù)或公式的來(lái)源提問。指導(dǎo)老師疲于回答這些表面的問題,有時(shí)甚至于一個(gè)問題重復(fù)回答10來(lái)次,耗費(fèi)了老師們大量的精力而無(wú)法深入疏通學(xué)生的知識(shí)體系和優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型。為了能掃清這些普遍性的問題,留出更多的時(shí)間針對(duì)每個(gè)學(xué)生的課題特點(diǎn)進(jìn)行特性指導(dǎo),我們引入了畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂。
2土木工程專業(yè)建筑工程方向畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂的架構(gòu)與實(shí)效
2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂的架構(gòu)
為了讓學(xué)生對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的了解且能融會(huì)貫通,更全面地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,我校土木工程專業(yè)建筑工程方向畢業(yè)設(shè)計(jì)向來(lái)是“假題真做”,其內(nèi)容包括建筑方案設(shè)計(jì)、全套建筑施工圖設(shè)計(jì)、一榀框架的結(jié)構(gòu)手算、結(jié)構(gòu)電算、全套結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)、清單工程量計(jì)算七大部分。多年的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)告知,設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的普遍問題是學(xué)生的結(jié)構(gòu)概念缺乏,建筑方案的結(jié)構(gòu)體系紊亂,建筑施工圖空洞、結(jié)構(gòu)施工圖不完整。其最大的問題在于手算一榀框架的內(nèi)力和配筋,學(xué)生盲目地照抄范例,機(jī)械地照搬計(jì)算過(guò)程,不探究?jī)?nèi)容的對(duì)與錯(cuò),對(duì)整個(gè)知識(shí)體系無(wú)系統(tǒng)的了解,結(jié)構(gòu)計(jì)算書雜論無(wú)章,答辯時(shí)一問三不知,設(shè)計(jì)效果差。如何培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,疏通知識(shí)體系,使其盡快的融于工程實(shí)踐,畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)課題組的老師們針對(duì)學(xué)生集中出現(xiàn)的問題和解題困惑,精心制作了20個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂,引導(dǎo)學(xué)生一步步地學(xué)習(xí),掌握結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計(jì)算的要點(diǎn)。在微課堂的架構(gòu)設(shè)計(jì)中,每個(gè)微課堂對(duì)應(yīng)一個(gè)知識(shí)點(diǎn),授課教師詳細(xì)地闡述了其要點(diǎn)、各計(jì)算環(huán)節(jié)關(guān)鍵問題的處理,制作了學(xué)習(xí)任務(wù)單、進(jìn)階練習(xí)題,微課視頻及微課課件,并上傳至湖南微課網(wǎng),學(xué)生點(diǎn)擊“注冊(cè)”,待身份審核通過(guò)后,即可在線學(xué)習(xí)、提問、進(jìn)階練習(xí),每天安排一位老師在線解決學(xué)生的問題。
2.2畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂的應(yīng)用實(shí)效
微課制作完成后,安排了5位老師對(duì)學(xué)生集中授課,詳細(xì)講解了微課的學(xué)習(xí)要點(diǎn),指導(dǎo)學(xué)生按微課排列順序進(jìn)行學(xué)習(xí)。要求每個(gè)學(xué)生上網(wǎng)獨(dú)立完成20個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂的學(xué)習(xí)并評(píng)價(jià),且做完全部的測(cè)驗(yàn),分析錯(cuò)誤的原因并在線提問,有錯(cuò)即改,直至滿分。整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段按100分計(jì)算,微課學(xué)習(xí)占20分。通過(guò)這些行之有效的措施,督助學(xué)生學(xué)完了20個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂,整個(gè)設(shè)計(jì)期間學(xué)生的微課點(diǎn)擊數(shù)達(dá)到23000多次,完成了521在線答疑。通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了一個(gè)全面、系統(tǒng)的了解,結(jié)構(gòu)計(jì)算中的一些基本問題通過(guò)自學(xué)微課解決了,老師們能騰出更多的時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性指導(dǎo),優(yōu)化其設(shè)計(jì)成果。大部分學(xué)生的手算計(jì)算書條理清晰、內(nèi)容完整,計(jì)算結(jié)果合理;答辯時(shí)思路清晰、問題回答較正確;設(shè)計(jì)成果深度完全滿足本科畢業(yè)設(shè)計(jì)階段人才培養(yǎng)方案的要求,設(shè)計(jì)效果較往屆有較大程度地提高,微課的應(yīng)用取得了實(shí)效,值得推廣。
3結(jié)束語(yǔ)
文中通過(guò)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)的特征,探討了畢業(yè)設(shè)計(jì)的共性與個(gè)性,從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容安排、畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)模式、師生的資源配置、畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)效果等方面進(jìn)行了比較,指出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式不利于優(yōu)化教師資源。為了能讓教師有更多的時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性指導(dǎo),優(yōu)化其設(shè)計(jì)成果,引入了畢業(yè)設(shè)計(jì)微課堂,微課堂系統(tǒng)地闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,針對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)中容易出錯(cuò)或遺漏的問題、各計(jì)算環(huán)節(jié)關(guān)鍵問題的處理等進(jìn)行了詳細(xì)地講述,有效地解決了學(xué)生設(shè)計(jì)中的共性問題。微課的應(yīng)用,既提高了指導(dǎo)老師的指導(dǎo)效率,同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生的結(jié)構(gòu)概念,取得就較理想的畢業(yè)設(shè)計(jì)效果。
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關(guān)鍵詞:畢業(yè)設(shè)計(jì);實(shí)踐教學(xué);激勵(lì)機(jī)制
作者簡(jiǎn)介:程良鴻(1957-),男,湖北老河口人,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系,教授;鄒恩(1956-),女,湖南株洲人,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系,教授。(廣東 廣州 510642)
基金項(xiàng)目:本文系華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“設(shè)立畢業(yè)設(shè)計(jì)激勵(lì)機(jī)制的研究與探索”(項(xiàng)目編號(hào):JG12041)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的研究與探索”(項(xiàng)目編號(hào):JG12014)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)14-0199-02
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力以及獨(dú)立分析與解決實(shí)際問題的能力,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力,使學(xué)生受到工作與研究能力的綜合訓(xùn)練,培養(yǎng)撰寫研究報(bào)告、設(shè)計(jì)說(shuō)明書和論文的能力,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的能力。[1]扎實(shí)完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)所能達(dá)到的綜合訓(xùn)練效果是其他教學(xué)環(huán)節(jié)不能替代的。然而,高校的部分現(xiàn)狀讓人感到這個(gè)環(huán)節(jié)雖然形式上存在,實(shí)質(zhì)上正在縮水。其教學(xué)質(zhì)量與訓(xùn)練效果滿意度有下滑趨勢(shì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量問題的表現(xiàn)如畢業(yè)論文作假、抄襲、摻水等。[2-4]此問題已引起許多學(xué)者的關(guān)注,主要建議和實(shí)施的措施有:完善職能部門的監(jiān)管和過(guò)程審查形式[3];提前開題延展畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間[2,5];選題結(jié)合學(xué)生專長(zhǎng)和就業(yè)方向、團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)和校企聯(lián)合指導(dǎo)等。這些措施能起到一定的效果,但問題還是存在,以至于有討論畢業(yè)設(shè)計(jì)存廢問題。[4]所以,進(jìn)一步探析問題存在的原因及解決方法具有現(xiàn)實(shí)意義。
本文擬從畢業(yè)設(shè)計(jì)主體參與者的主觀動(dòng)機(jī)層面研究問題存在的原因,提出在畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)立提前答辯資格認(rèn)定機(jī)制,并將其營(yíng)造成一種激勵(lì)機(jī)制的方案,以期賦予直接參與者做好此項(xiàng)工作的主觀動(dòng)機(jī)。
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量問題的癥結(jié)分析
人們資源投入的主觀動(dòng)機(jī)是把有限資源優(yōu)先投入到回報(bào)更高的項(xiàng)目。引發(fā)高校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量問題的一個(gè)重要原因是參與者資源投入主觀動(dòng)力不足所致,分析如下:
學(xué)校和老師深知畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)人才的重要性,教育部也有專門指示[6],具備做好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的職業(yè)道德本能。當(dāng)遭遇學(xué)生敷衍應(yīng)付時(shí)痛心焦急。得知起因?yàn)檎夜ぷ鞯却笫聲r(shí),又只能“諒解”。習(xí)慣成自然,發(fā)現(xiàn)原本需要學(xué)生高投入的工作卻遭遇投入嚴(yán)重不足。
學(xué)生方面,大學(xué)生在大四整個(gè)學(xué)年都需要忙于解決自己的著落問題。就業(yè)或深造都需要投入精力,而學(xué)校恰在大四安排了重磅的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)――畢業(yè)設(shè)計(jì)。盡管這種安排符合大學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律,但時(shí)間沖突在所難免。對(duì)學(xué)生而言,一邊是直接關(guān)系自己未來(lái)的重要事務(wù)活動(dòng),一邊是學(xué)校安排的最后一個(gè)必修任務(wù),要想真正做好都需要投入精力。但前者的可視回報(bào)“更大”是顯然的,于是學(xué)生扎實(shí)做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的主觀動(dòng)機(jī)相對(duì)不足。
按理,企事業(yè)用人單位更需要專業(yè)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、綜合應(yīng)用能力強(qiáng)的優(yōu)秀人才,畢業(yè)設(shè)計(jì)正是訓(xùn)練這種能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)訓(xùn)練,學(xué)生的專業(yè)技能及綜合分析、解決問題的能力會(huì)有明顯提高,既滿足企事業(yè)單位的人才需要,也有利于學(xué)生未來(lái)發(fā)展。對(duì)用人單位和學(xué)生個(gè)人都具有更大的回報(bào)。遺憾的是,畢業(yè)設(shè)計(jì)的真實(shí)價(jià)值只有扎實(shí)做過(guò)才能體會(huì)到。其回報(bào)是超視距的,身在其中的學(xué)生一時(shí)看不到,而盡快簽約的回報(bào)是可視的,學(xué)生選擇后者也在情理之中。更有用人單位只強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)試用,干脆無(wú)視求職者還有畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)沒有完成,更談不上將其作為重要指標(biāo)列入人才評(píng)判條件。另外,畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績(jī)也不作為研究生錄用單位復(fù)試的評(píng)判指標(biāo),盡管它更能體現(xiàn)考生的綜合能力。上述客觀事實(shí)帶給學(xué)生的導(dǎo)向是:畢業(yè)設(shè)計(jì)除了對(duì)自己的學(xué)位證有意義外,跟自己具備專業(yè)綜合實(shí)踐能力、成功走向人生下一站基本無(wú)關(guān)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的直接參與者如果缺失了積極參與的動(dòng)機(jī)或動(dòng)機(jī)不足,題目選得再真再實(shí),監(jiān)控表格欄目設(shè)計(jì)得再多再細(xì),結(jié)果學(xué)生還是敷衍應(yīng)付不配合,最終自然都流于形式。
二、設(shè)置一種激勵(lì)機(jī)制及可行性分析
如果設(shè)置這樣一種機(jī)制,即畢業(yè)設(shè)計(jì)“提前答辯資格認(rèn)定”機(jī)制,是否可以從參與動(dòng)機(jī)方面使問題得到一定程度的解決呢?下面分析可行性。
1.關(guān)于提前修完資格認(rèn)定機(jī)制及高校施行現(xiàn)狀
為了營(yíng)造寬松、適合學(xué)生個(gè)性發(fā)展的教育環(huán)境,高校教學(xué)體制中一般都設(shè)置了部分教學(xué)環(huán)節(jié),可以申請(qǐng)?zhí)崆靶尥曩Y格認(rèn)定機(jī)制??v觀各校的管理細(xì)則,可以看出其中一些共同點(diǎn):
(1)資格認(rèn)定都規(guī)定有嚴(yán)格的審核、考試考察程序,能通過(guò)證明申請(qǐng)人已具備相關(guān)環(huán)節(jié)規(guī)定的能力水平。
(2)一般資格條件門檻高,都規(guī)定達(dá)到該環(huán)節(jié)要求的優(yōu)秀水平。
(3)考慮到實(shí)踐環(huán)節(jié),如實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等通常需要特定的設(shè)備、場(chǎng)地,要有合適的選題和有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)老師的指導(dǎo),單靠個(gè)人自學(xué)難以達(dá)到訓(xùn)練目的,所以除少部分學(xué)校外[7]一般規(guī)定不可以申請(qǐng)?zhí)崆靶尥曩Y格認(rèn)定。
綜上,對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)的提前修完資格認(rèn)定,目前高校的監(jiān)管方針是:規(guī)定不可以申請(qǐng);規(guī)定可以,但門檻很高。如此客觀上使大多數(shù)學(xué)生知難而退,基本失去努力嘗試欲望。
其實(shí),只要制定適當(dāng)?shù)募?lì)機(jī)制,營(yíng)造大學(xué)生提早參與科研活動(dòng)的氛圍,部分大學(xué)生通過(guò)努力是可以獲得先修完資格認(rèn)定的。
2.因材施教,先行修完畢業(yè)設(shè)計(jì)不違背大學(xué)教育的認(rèn)知規(guī)律
大四最后一個(gè)學(xué)期安排畢業(yè)設(shè)計(jì)是因?yàn)閷W(xué)生已修完培養(yǎng)方案規(guī)定的全部課程,具備綜合能力訓(xùn)練的基礎(chǔ)。本文提議的提前修完資格認(rèn)證機(jī)制應(yīng)該不違背這種認(rèn)知規(guī)律。下面從畢業(yè)設(shè)計(jì)需要的必要條件入手,分析實(shí)施的可行性。
(1)足夠的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。為適應(yīng)學(xué)生大四找工作的需要,現(xiàn)行本科培養(yǎng)方案基本都遵循了課程緊湊安排、盡量提前的原則。進(jìn)入大三時(shí),學(xué)生通常已修完了基礎(chǔ)課和大部分主干專業(yè)基礎(chǔ)課,進(jìn)入大四時(shí)已修完專業(yè)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課。按這種進(jìn)度,若學(xué)生從大三第二學(xué)期開始通過(guò)參與各種科技創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng),已經(jīng)具備必要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),隨著設(shè)計(jì)工作的深入,課程學(xué)習(xí)也會(huì)同步跟進(jìn)。專業(yè)課知識(shí)可以帶著問題學(xué)。其實(shí),帶著問題學(xué)習(xí)新知識(shí),邊學(xué)邊用,在常規(guī)時(shí)段的畢業(yè)設(shè)計(jì)中也是常有的事。
(2)場(chǎng)地、設(shè)備、導(dǎo)師和選題。畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要求結(jié)合專業(yè)知識(shí)訓(xùn)練,要有適中的工作量、一定的先進(jìn)性和創(chuàng)新性,完成設(shè)計(jì)則需要富有經(jīng)驗(yàn)的老師指導(dǎo)、特殊的設(shè)備和場(chǎng)地,甚至需要團(tuán)隊(duì)合作,這些條件單憑個(gè)人課余自理難以實(shí)現(xiàn)。但通過(guò)參研老師的科研課題,參加學(xué)校倡導(dǎo)組織的各級(jí)別大學(xué)生創(chuàng)新比賽活動(dòng)就不難實(shí)現(xiàn)了。
(3)大量的時(shí)間。課余時(shí)間是有限的,客觀上也是零碎的。但若是有主觀動(dòng)機(jī),時(shí)間也是擠出來(lái)的。何況算上大三第二學(xué)期兩頭的寒暑假,就有兩個(gè)大塊時(shí)間段可資利用,若在常規(guī)畢業(yè)設(shè)計(jì)開始前夕申請(qǐng)?zhí)崆按疝q,此前的一個(gè)寒假也能用上。
綜上,對(duì)于一個(gè)學(xué)習(xí)狀態(tài)正常的學(xué)生而言,先行修完畢業(yè)設(shè)計(jì)不違背認(rèn)知規(guī)律,理論上是可行的,前提是適當(dāng)?shù)臅r(shí)間節(jié)點(diǎn)和個(gè)人主觀努力。
三、激勵(lì)機(jī)制對(duì)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的作用
如果制訂的提前修完資格認(rèn)證條件適中,則教學(xué)雙方都將具備積極參與的動(dòng)機(jī)。學(xué)生能通過(guò)提前答辯是一種榮譽(yù),是具有初步科研能力和創(chuàng)新能力的證明,寫在求職簡(jiǎn)歷上能彰顯學(xué)習(xí)效率和綜合實(shí)踐能力,能贏得一個(gè)學(xué)期(半年)的自主支配時(shí)間,增加就業(yè)成功率等。
指導(dǎo)教師能將原本課余就該做的科研項(xiàng)目、指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)等再賦予指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)涵;若學(xué)生提前答辯通過(guò),相應(yīng)的導(dǎo)師也計(jì)入指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量,原本第二課堂的活動(dòng)與第一課堂教學(xué)任務(wù)相關(guān)聯(lián),調(diào)動(dòng)了老師參與指導(dǎo)的積極性。學(xué)校管理部門在不增加額外投入的前提下能營(yíng)造大學(xué)生課余積極參與科研創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)術(shù)氛圍。通過(guò)學(xué)生和導(dǎo)師具備主觀動(dòng)機(jī)的努力會(huì)衍生更多本科生在??萍紕?chuàng)新成果,如公開、科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)以及申請(qǐng)專利等等。
調(diào)動(dòng)了各方積極參與的動(dòng)機(jī),并注意以下實(shí)施過(guò)程的科學(xué)性,對(duì)于提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量有促進(jìn)作用。制定合適的畢業(yè)設(shè)計(jì)提前修完資格認(rèn)定條件,能確保答辯通過(guò)的論文水平達(dá)到常規(guī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文水平的優(yōu)良檔次,否則不予通過(guò);提前答辯設(shè)在常規(guī)畢業(yè)設(shè)計(jì)開始之際,通過(guò)嚴(yán)格規(guī)范的答辯過(guò)程和評(píng)分結(jié)果對(duì)即將進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)的同年級(jí)學(xué)生具有實(shí)際意義的示范作用;對(duì)于資格認(rèn)證或未通過(guò)答辯的學(xué)生,前期的工作已經(jīng)為后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ),努力方向會(huì)更明確。
另外,學(xué)生參與教師的科研活動(dòng)有助于提高畢業(yè)論文質(zhì)量。[8]綜上,只要將提前修完資格認(rèn)定機(jī)制營(yíng)造成一種各方都具有積極參與動(dòng)機(jī)的激勵(lì)機(jī)制,從源頭解決畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量問題就有希望。
四、把提前修完資格認(rèn)定機(jī)制營(yíng)造成輔助激勵(lì)機(jī)制
圖1是“提前修完畢業(yè)設(shè)計(jì)資格認(rèn)定”機(jī)制實(shí)施流程圖。
提前修完資格認(rèn)定機(jī)制應(yīng)該成為一種輔助激勵(lì)機(jī)制,實(shí)施中不能與現(xiàn)行教學(xué)管理沖突。為此,應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):一是鼓勵(lì)但不強(qiáng)迫學(xué)生參與提前修完資格認(rèn)定活動(dòng)。學(xué)生根據(jù)個(gè)體能力及條件自愿選擇,不增加額外負(fù)擔(dān)。二是制定合適的資格門檻。要點(diǎn)在于激勵(lì)盡可能多的學(xué)生參與提前修完資格認(rèn)定的嘗試與努力,門檻定在應(yīng)屆生約三分之一能夠上線的檔次。正是因?yàn)樘崆靶尥曩Y格認(rèn)證機(jī)制具有挑戰(zhàn)性,本質(zhì)上就成為一種激活學(xué)生潛能的機(jī)制。建議將這種激勵(lì)效應(yīng)由傳統(tǒng)的只針對(duì)極少數(shù)人有效、營(yíng)造成針對(duì)多些人都有效的激勵(lì)機(jī)制。
提前修完資格認(rèn)定機(jī)制中的提前開題一定要提前答辯。實(shí)踐證明,提前開題但不提前答辯看似延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)工作時(shí)間,其實(shí)參與者的設(shè)計(jì)工作最終還是集中在后期進(jìn)行,這是惰性本能使然。而提前修完資格認(rèn)證機(jī)制中的提前開題目的明確,就是為了提前通過(guò)答辯,參與者自然會(huì)高效使用時(shí)間。
五、結(jié)論
引發(fā)高校畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量危機(jī)的客觀原因固然很多,但主觀原因是參與者動(dòng)機(jī)缺失。沒有動(dòng)機(jī),其他措施都會(huì)流于形式;在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)設(shè)立提前修完資格認(rèn)定機(jī)制是可行的。若措施得當(dāng),與大學(xué)教育的認(rèn)知規(guī)律不悖,所需要的時(shí)間、導(dǎo)師和設(shè)備場(chǎng)地也可以不缺;將提前修完畢業(yè)設(shè)計(jì)資格認(rèn)定機(jī)制營(yíng)造成一種激勵(lì)機(jī)制,一定要設(shè)置適中的資格門檻,使學(xué)生通過(guò)努力能夠達(dá)到。要點(diǎn)是這種激勵(lì)機(jī)制能夠賦予參與者以主觀努力的動(dòng)機(jī)。另外,為學(xué)生提供了自主選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間的可能,客觀上能避開時(shí)間沖突問題。比如,下一步準(zhǔn)備就業(yè)的學(xué)生可以作提前答辯資格認(rèn)定的努力;而準(zhǔn)備考研的學(xué)生則可以選擇先備考,后做畢業(yè)設(shè)計(jì)。
當(dāng)然,要想使提前修完畢業(yè)設(shè)計(jì)資格認(rèn)定機(jī)制真正成為期望的有用機(jī)制,有諸多問題還需要在實(shí)踐中探索、發(fā)現(xiàn)和解決。本文的分析旨在拋磚引玉,供感興趣的讀者共同關(guān)注與思考。
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【關(guān)鍵詞】土木工程;畢業(yè)設(shè)計(jì);教學(xué)改革
1、引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為土木工程專業(yè)本科教學(xué)中十分重要且必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),它不但可以幫助學(xué)生更加系統(tǒng)全面地認(rèn)識(shí)大學(xué)四年中所學(xué)的力學(xué)數(shù)學(xué)以及專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),使之成為一個(gè)有序的整體,更加能夠讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何解決實(shí)際工程問題,為將來(lái)從事的工作奠定良好的基礎(chǔ)。因此,在本科生的教育教學(xué)改革嘗試中,非常有必要探討一下該如何設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,采用怎樣的形式和手段將理論與實(shí)際充分結(jié)合,既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)動(dòng)手能力,又能夠滿足現(xiàn)代工程的需求。
畢業(yè)設(shè)計(jì)不同于一般性的課后習(xí)題和課程設(shè)計(jì),它代表的是更為實(shí)際和具體的工程項(xiàng)目,這個(gè)過(guò)程不但將本學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)串聯(lián)起來(lái),更是學(xué)生畢業(yè)后所從事工作的一個(gè)縮影,它不但可以讓學(xué)生鞏固已學(xué)理論知識(shí),更可以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力,因此,畢業(yè)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理安排對(duì)現(xiàn)代土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。土木工程專業(yè)的日常教學(xué),尤其是專業(yè)課程及相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)安排中,傳統(tǒng)的手算方法依然占主導(dǎo)地位,因此不難理解,畢業(yè)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的手算及手繪施工圖成為了必不可少的環(huán)節(jié)。不可否認(rèn),雖然計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算方法具有顯而易見的優(yōu)點(diǎn),但傳統(tǒng)手算求解過(guò)程可以讓學(xué)生夯實(shí)和加深對(duì)力學(xué)基本理論的認(rèn)知程度,為解決實(shí)際工程問題奠定基礎(chǔ),更重要的是,在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)具備扎實(shí)的力學(xué)知識(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)有充分了解,并且能夠?qū)?jiǎn)單結(jié)構(gòu)或構(gòu)件開展手工計(jì)算,從而對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢查和復(fù)核。但與此同時(shí),由于現(xiàn)代工程問題日益復(fù)雜,計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬已經(jīng)成為土木工程行業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要手段,而且它的更廣泛使用將是不可避免的趨勢(shì),因此,高校培養(yǎng)的現(xiàn)代土木工程專業(yè)技術(shù)人員必須熟練掌握數(shù)值計(jì)算軟件的應(yīng)用,借助它的優(yōu)勢(shì)來(lái)有效解決實(shí)際工程問題。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)改革要點(diǎn)
綜上可知,在土木工程本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中,傳統(tǒng)手工力學(xué)分析和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算手段應(yīng)當(dāng)有效結(jié)合、并重。通過(guò)科學(xué)合理的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題,使得學(xué)生能夠較好地實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合,具備手工計(jì)算和數(shù)值計(jì)算軟件應(yīng)用的能力。
1)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題原則
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),它的選題工作就需要綜合考慮多個(gè)方面的因素。宏觀上,要考慮到大多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后將從事生產(chǎn)一線工作,故應(yīng)該盡量體現(xiàn)較強(qiáng)的實(shí)踐性,最好能夠結(jié)合實(shí)際工程來(lái)進(jìn)行命題,這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,主動(dòng)思考主動(dòng)創(chuàng)新,又可以理論聯(lián)系實(shí)際,甚至讓學(xué)生到工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí),參考工程項(xiàng)目的實(shí)際功能需求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。微觀上,為了能夠在畢業(yè)設(shè)計(jì)中將手工計(jì)算與計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算有機(jī)結(jié)合起來(lái),既要充分考慮手工計(jì)算的特點(diǎn)和可能性,選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和布局,能夠提取工程簡(jiǎn)化模型,采用結(jié)構(gòu)力學(xué)手段進(jìn)行手工分析,又要考慮計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的必要性,即不能選擇過(guò)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式和單一的受力條件,無(wú)法代表或滿足實(shí)際工程項(xiàng)目的功能要求及受力狀態(tài)。一般地,結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕挝换蛟O(shè)計(jì)院所在建或已建實(shí)際工程項(xiàng)目進(jìn)行選題,可以較好地保證結(jié)構(gòu)形式的合理性,避免虛擬課題可能存在的過(guò)度復(fù)雜化和不切實(shí)際。
2)畢業(yè)設(shè)計(jì)中手工計(jì)算與計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算的有效結(jié)合
如前述,畢業(yè)設(shè)計(jì)是整個(gè)大學(xué)生教育教學(xué)過(guò)程中舉足輕重的部分,就土木工程專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)而言,它起著承前啟后的關(guān)鍵作用。為了使高校培養(yǎng)出的現(xiàn)代土木工程人員既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),又具備靈活應(yīng)用知識(shí)、使用新方法和手段解決實(shí)際工程問題的能力,學(xué)校在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)重視傳統(tǒng)方法與現(xiàn)代手段的有機(jī)結(jié)合和無(wú)縫對(duì)接,兩者相輔相成,使學(xué)生在最后這個(gè)階段得到最扎實(shí)的鍛煉和全面的訓(xùn)練。例如,在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題前期,指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容的大綱和框架,讓學(xué)生明確該項(xiàng)工程主要涉及哪些重要的力學(xué)知識(shí),進(jìn)行構(gòu)件受力、位移或變形等分析時(shí)的難點(diǎn)所在,需要掌握哪些計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法和軟件,以及選擇這些方法的原因,從而讓學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)全局有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí),了解手工計(jì)算與計(jì)算機(jī)模擬的不同之處和各自的優(yōu)缺點(diǎn),兩種方法該如何進(jìn)行對(duì)比比較以及計(jì)算結(jié)果的復(fù)核和校正。在設(shè)計(jì)任務(wù)的布置方面,要考慮到手工計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng),故不宜選擇結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)過(guò)于復(fù)雜的部分,宜選擇結(jié)構(gòu)形式較規(guī)整、受力均勻的部分進(jìn)行手工設(shè)計(jì)計(jì)算,而較為復(fù)雜的問題求解則通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)進(jìn)行。盡管計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法具有諸多優(yōu)點(diǎn),但計(jì)算過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)程序或參數(shù)錯(cuò)誤,需要技術(shù)人員做進(jìn)一步的檢查和復(fù)核,進(jìn)而優(yōu)化整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,此時(shí),手工計(jì)算結(jié)果就可以提供有益的參考,經(jīng)過(guò)反復(fù)修正計(jì)算機(jī)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
關(guān)鍵詞: 建筑學(xué); 畢業(yè)設(shè)計(jì); 質(zhì)量控制;
中圖分類號(hào): TU 4
建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是建筑學(xué)專業(yè)本科生五年學(xué)習(xí)的重要總結(jié),是課堂理論學(xué)習(xí)與實(shí)際工程實(shí)踐相結(jié)合的重要階段,畢業(yè)設(shè)計(jì)可以全面檢驗(yàn)學(xué)生的能力與素質(zhì),同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)創(chuàng)新精神的重要途徑。如何在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段有效地控制質(zhì)量,使每一位學(xué)生認(rèn)真完成大學(xué)本科五年最后一份答卷,是我們每一位專業(yè)課教師應(yīng)該認(rèn)真思考的問題。
針對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中可能存在的問題,我們主要從一下幾個(gè)方面加強(qiáng)了畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理。
1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目設(shè)置
建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的來(lái)源、規(guī)模與難易程度是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。在實(shí)際教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)脫離實(shí)際的情況,如有的選題為數(shù)十萬(wàn)平米的某某園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì),與學(xué)生在校所學(xué)知識(shí)嚴(yán)重脫節(jié),學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)不能完成任務(wù);有的難度偏小,甚至還不如課程設(shè)計(jì)深度,學(xué)生得不到應(yīng)有的鍛煉,達(dá)不到畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求。
建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的來(lái)源、大小與難易直接影響到畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量和時(shí)間安排,畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)的首要任務(wù)是確定設(shè)計(jì)課題。
(1)設(shè)計(jì)題目類型多元化
根據(jù)學(xué)生興趣、特長(zhǎng)和學(xué)習(xí)能力的不同,擴(kuò)大選題范圍,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的興趣。設(shè)定不同類型設(shè)計(jì)課題,設(shè)計(jì)題目里也可以設(shè)定不同的側(cè)重點(diǎn),和別的專業(yè)有結(jié)合的設(shè)計(jì),比如有強(qiáng)調(diào)生態(tài)技術(shù)措施的建筑設(shè)計(jì),有強(qiáng)調(diào)數(shù)字化設(shè)計(jì)的,有偏重城市設(shè)計(jì)等等設(shè)計(jì)題目,也可以有一些帶有研究性質(zhì)的課題,結(jié)合設(shè)計(jì)題目,從而提高學(xué)生的建筑理論研究水平,選題時(shí)采取提前公布題目,學(xué)生再選擇的方式,以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
(2)設(shè)計(jì)題目真實(shí)化
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容應(yīng)選擇真實(shí)的題目,地形圖、規(guī)劃意見書、任務(wù)書等基礎(chǔ)材料齊全,多為指導(dǎo)教師參與或熟悉的實(shí)際工程項(xiàng)目或設(shè)計(jì)院的一個(gè)真實(shí)項(xiàng)目,指導(dǎo)教師拿來(lái)資料以后,可按照畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱要求做一定修改,再作為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,以“實(shí)戰(zhàn)”的氛圍來(lái)感染學(xué)生,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生熟悉實(shí)際工程的操作程序,獲得較全面的“實(shí)戰(zhàn)”經(jīng)驗(yàn),促使學(xué)生在畢業(yè)前最大限度地完成轉(zhuǎn)型、成熟、蛻變的過(guò)程。
(3)設(shè)計(jì)題目的合宜性
建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大多都就業(yè)于設(shè)計(jì)單位,從近年來(lái)的設(shè)計(jì)單位情況來(lái)看,學(xué)生工作后將主要從事量大、面廣的普通民用建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。因此,我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)的選題上盡可能與其今后的工作相結(jié)合,即:以常見的公共建筑類型為設(shè)計(jì)課題,使學(xué)生就業(yè)后能很快進(jìn)入角色,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才直接為企業(yè)服務(wù)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。同時(shí),每年都會(huì)更新設(shè)計(jì)題目,保持學(xué)生的新鮮感。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)時(shí)間安排
畢業(yè)設(shè)計(jì)課程和以往設(shè)計(jì)課程的不同之處在于學(xué)生的時(shí)間和精力較分散。隨著學(xué)生就業(yè)壓力的逐漸增大,迫使學(xué)生不得不把主要精力用在尋找就業(yè)單位上。一些同學(xué)趁畢業(yè)設(shè)計(jì)階段外出求職擇業(yè),或者提前去就業(yè)單位實(shí)習(xí)、工作;還有一些考研的學(xué)生要在四月份參加研究生考試的復(fù)試,學(xué)生要求做研究生入學(xué)的復(fù)試準(zhǔn)備工作。這個(gè)時(shí)間段基本在畢業(yè)設(shè)計(jì)的中間環(huán)節(jié),會(huì)占用這部分學(xué)生很大的時(shí)間和精力。這會(huì)使得學(xué)生用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的有效時(shí)間減少,造成設(shè)計(jì)質(zhì)量下降。另外有些學(xué)生在求職、考研過(guò)程中如果遇到挫折,產(chǎn)生的壓力,也會(huì)影響畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間通常只有3-4個(gè)月時(shí)間,而且選擇的課題必須有一定的深度和難度。因此,為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的有效時(shí)間,畢業(yè)設(shè)計(jì)前期工作一定要提前一個(gè)學(xué)期開始,包括畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員、選題與分組。畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師經(jīng)多次討論確定設(shè)計(jì)題目,召集指導(dǎo)教師和全體畢業(yè)生開動(dòng)員大會(huì),幫助學(xué)生正確處理求職與畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系,闡述進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性;告知其畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、任務(wù)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守的相關(guān)紀(jì)律。學(xué)生明確選題與分組后,指導(dǎo)教師就可以對(duì)其下學(xué)期的指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和其他教學(xué)任務(wù)在時(shí)間上做好合理安排,避免沖突;學(xué)生則可盡早查找資料,與指導(dǎo)教師溝通,學(xué)生還可以利用寒假時(shí)間針對(duì)選題方向有目的的進(jìn)行一些實(shí)地調(diào)研,撰寫調(diào)研報(bào)告等。充分的畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研和其他準(zhǔn)備工作可以使畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)施過(guò)程少走彎路,節(jié)約大量時(shí)間,為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好一個(gè)基礎(chǔ)。
3.實(shí)施畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的質(zhì)量控制
有效的過(guò)程控制是保證畢業(yè)設(shè)計(jì)良好效果的有力手段。針對(duì)建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中常見的問題,結(jié)合以往的工作實(shí)踐和體會(huì),筆者認(rèn)為可以從畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)的方式、內(nèi)容、時(shí)間等多方面著手,對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行有效的質(zhì)量控制,從而保證和提高應(yīng)用型建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
(1)指導(dǎo)方式和內(nèi)容
在方案構(gòu)思階段,強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng),采用多溝通多交流的啟發(fā)式教學(xué)方式。每次在改學(xué)生圖紙之前,花上一定的時(shí)間與學(xué)生們一起討論設(shè)計(jì)任務(wù)書,從建筑物的造型到表達(dá)的方式,從建筑的風(fēng)格到語(yǔ)匯的運(yùn)用等各方面進(jìn)行分析討論,迅速有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作欲望與靈感。
在方案深入設(shè)計(jì)階段,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和對(duì)建筑技術(shù)方面知識(shí)的掌握能力,有針對(duì)性的講授一些建筑設(shè)計(jì)規(guī)范知識(shí),如防火規(guī)范、無(wú)障礙設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)通則、不同類型建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及一些與結(jié)構(gòu)、設(shè)備設(shè)計(jì)等工種的配合注意事項(xiàng)等。
(2)指導(dǎo)時(shí)間與指導(dǎo)記錄
在指導(dǎo)時(shí)間上,保證一周兩次的固定指導(dǎo)時(shí)間,其他時(shí)間可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等方式隨時(shí)交流溝通,這樣可以有效控制畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度。同時(shí),做好詳細(xì)的指導(dǎo)記錄,記錄每個(gè)學(xué)生的進(jìn)度情況、遇到的問題、解決方法,以便對(duì)下次指導(dǎo)內(nèi)容做大致的安排。
(3)階段性成果質(zhì)量控制
畢業(yè)設(shè)計(jì)成果質(zhì)量的要求是多方面的,教師除了以預(yù)先制定好的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求學(xué)生之外,還可以提前將評(píng)判依據(jù)告之學(xué)生,使學(xué)生自覺主動(dòng)地控制畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的質(zhì)量控制也非常重要,我們要求在畢業(yè)設(shè)計(jì)有中期答辯,要求學(xué)生通過(guò)答辯才能繼續(xù)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
4.總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)工作中的重要環(huán)節(jié),是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量的重要途徑。建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)應(yīng)重視科學(xué)選題、過(guò)程管理和教學(xué)方法的不斷探索和研究。本文所談到的幾點(diǎn)對(duì)策是近年來(lái)筆者在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐中一點(diǎn)體會(huì),希望能使建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和管理工作更加科學(xué)與合理。
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