《建筑结构电算》创新实践课程教学探索

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1、《建筑结构电算》创新实践课程教学探索　　摘要：以“提高学生工程素质，激发学生创新意识，培养学生自学能力，服务学生就业市场”作为《建筑结构电算》课程建设的着眼点，选用专业设计软件——PKPM建筑结构设计和通用有限元软件——ANSYS为平台进行课程教学，将整个课程划分为“基础性验证”、“设计性综合”、“分析与创新”三个能力训练模块，实现了从课内学习向课外工程实践的延伸，增强了学生的专业学习兴趣和实践动手能力，缩短了专业理论学习与工程实践的距离，培养了学生工程素质和创新能力。关键词：土木工程；工程实践；工程素质；创新能力中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674

2、-9324（2013）33-0044-027土木工程是一门与实际工程紧密结合、实践性很强的应用学科。随着计算机技术的迅猛发展和工程结构型式的日趋复杂，用人单位对从事土木工程技术人员的软件应用能力提出了更高的要求。对于非计算机专业的土木工程专业学生来说，唯有在掌握扎实的专业理论知识基础上，同时具备常用工程软件的应用能力，才能适应社会发展和满足学生就业市场的需要。北京工业大学从2007级土木工程专业本科生起，开设创新实践课程——《建筑结构电算》。该课程是为土木工程建筑结构方向本科生在完成专业基础课学习之后开设的一门实践课程选修课。本文对这门新兴课程的教学模式进行了探索，旨在

3、为土木工程应用型创新人才培养模式的改革奠定基础。一、《建筑结构电算》课程面临的问题目前，一般高等院校对于土木工程专业大学生计算机应用能力的培养还大大落后于信息时代对高素质人才的客观要求，在计算机应用方面存在以下问题。1.土木工程软件的多样性。现阶段的土木工程类软件十分庞杂，例如目前的结构计算程序主要有：PKPM系列、TBSA系列、GSCAD、SAP2000、ETABS，以及德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、MARC等。在有限的教学学时内，选择适宜的软件来开展教学活动是比较困难的，例如软件地域性问题，南方和北方

4、所使用的主流结构设计软件就不尽相同，而各个软件都有自己的优势和不足。2.缺乏实用的电算教材。现阶段土木工程专业计算机辅助课程，国家并没有相应的统编教材。由于土木工程专业应用软件十分庞杂，结构计算软件与规范、规程紧密联系，流行软件的版本更新很快，等等一系列的原因，使得市面上流通的电算教材虽然不少，但良莠参半，而且大多教材都与专业课程脱离，仅仅对软件功能、具体操作步骤进行讲解，与实际工程结合显得欠缺，实际应用起来效果欠佳。7二、优化《建筑结构电算》教学内容课堂教学是培养学生工程素质及创新能力的主渠道。《建筑结构电算》是一门新兴课程，其设置正是为了加强学生土木工程专业知识与计

5、算机技术的紧密结合，以达到深化专业理论、拓宽专业知识和延伸专业技能的目的。该课程具备两大特点：第一，属于结构设计类课程；第二，同时又具备实践教学环节的特点。由于计算机应用技术的迅猛发展，其教学内容必须不断更新，不应该把该课程局限于一些兄弟院校开设的基于计算机辅助绘图、仅讲授AUTOCAD知识的课程。优化教学内容是该课程能否达到良好教学效果的关键。以“提高学生工程素质，激发学生创新意识，培养学生自学能力，服务学生就业市场”作为《建筑结构电算》课程建设的着眼点，将结构分析软件分为专业设计软件和通用有限元软件两大部分教学内容讲授。71.专业设计软件。结构分析计算的专业设计软件

6、很多，在有限的学时内教师不可能一一讲授，选择PKPM系列结构CAD软件作为电算课程教学的主要内容。①专业设计软件教学的基本要求。了解结构电算常用软件的发展、应用以及目前建筑结构设计软件的种类，掌握运用PKPM系列软件对常见结构体系进行建模、计算分析以及绘制结构施工图的一般步骤及方法。②专业设计软件的教学内容。介绍结构电算常用软件的发展、应用，以及目前建筑结构设计软件的种类、特点，掌握运用PKPM系列软件的基本功能和主要技术条件：主要讲授钢筋混凝土构件设计（GJ）、结构平面计算机辅助设计软件（PMCAD）、钢筋混凝土框架、排架计算设计与施工图绘制软件（PK）、多层建筑结构

7、空间有限元分析设计软件（SAT-8，SATWE）、梁柱结构施工图、基础工程计算机辅助设计（JCCAD）、楼梯计算机辅助设计（LTCAD）。2.通用有限元软件。工程师必须自己编制计算程序予以解决一些专业软件无法解决的问题。程序设计是大学阶段的计算机应用知识的一个薄弱环节，而作为一名土木工程师，掌握编程能力解决结构分析中的问题是一项基本技能。因此，在学校加强计算机编程能力的培养十分必要。故需学习某一通用有限元软件，以此软件为平台，编程解决设计中的计算问题。这能加深学生对专业概念的理解，增强学生分析解决问题的能力。①通用有限元软件教学的基本要求