劉家友

摘要：根據(jù)土木工程專業(yè)計算機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀，對土木工程專業(yè)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容、計算機(jī)程序設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和計算機(jī)輔助設(shè)計教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了分析和探討，提出通過改革計算機(jī)課程教學(xué)方式、合理安排課程授課學(xué)期和學(xué)時、提高計算機(jī)操作熟練程度和拓展計算機(jī)應(yīng)用教學(xué)范圍等強化學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，提高學(xué)生利用計算機(jī)解決專業(yè)問題的能力。

關(guān)鍵詞：土木工程專業(yè)；計算機(jī)；專業(yè)軟件；改革措施

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2014)26-6113-02

Abstract：According to the situation of computer course teaching?of?civil engineering major, the teaching content of computer basis, computer program design and computer aided design is analyzed and discussed. Reforming teaching method, arranging computer courses?semester?and time reasonably, improving computer?operation proficiency and expanding scope of the?computer application teaching, etc. are put forward to strengthen?computer application foundation?of students and to?improve the students' ability to?use computers to solve?professional problems.

Key words: Civil engineering major; Computer; Professional software;?Reform measures

1 概述

隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)以其方便性、高效性、快捷性、功能強大等優(yōu)勢在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 。目前，在土木工程領(lǐng)域，從基本的文檔處理，到工程圖紙繪制、工程概預(yù)算以及大規(guī)模的數(shù)值計算等都離不開計算機(jī)，計算機(jī)已經(jīng)成為土木工程專業(yè)發(fā)展不可缺少的重要工具之一。因此，在土木工程專業(yè)學(xué)習(xí)過程中，有必要強化計算機(jī)相關(guān)課程教學(xué)，拓寬計算機(jī)在專業(yè)課程中應(yīng)用范圍，以加強學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，提高學(xué)生利用計算機(jī)解決專業(yè)問題的能力。

2 土木工程專業(yè)計算機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

2.1土木工程專業(yè)計算機(jī)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

以山東科技大學(xué)泰安校區(qū)土木工程專業(yè)計算機(jī)相關(guān)課程教學(xué)為例，計算機(jī)課程共分為三個層次：第一層次為計算機(jī)文化基礎(chǔ)，主要向?qū)W生了介紹計算機(jī)的基本知識和計算機(jī)操作系統(tǒng)，使學(xué)生能夠使用應(yīng)用軟件進(jìn)行基本的文檔處理和網(wǎng)絡(luò)操作等；第二層次為計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，學(xué)生需要學(xué)習(xí)一門計算機(jī)程序設(shè)計語言，能夠進(jìn)行簡單的程序設(shè)計，目前，學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言為Visual C++；第三層次為計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，分為兩個部分，一部分為計算機(jī)輔助設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)，要求學(xué)生掌握AutoCAD軟件基本的繪圖功能和編輯功能，一部分為計算機(jī)輔助設(shè)計專業(yè)教學(xué)，使學(xué)生掌握PKPM軟件的基本繪圖功能和計算功能。三個層次的計算機(jī)教學(xué)安排遵循循序漸進(jìn)，由基礎(chǔ)到專業(yè)的規(guī)律，有利于學(xué)生的不斷提高計算機(jī)應(yīng)用水平。

2.2土木工程專業(yè)計算機(jī)教學(xué)存在問題分析[1]

土木工程專業(yè)計算機(jī)課程教學(xué)中，部分課程學(xué)時（特別是上機(jī)學(xué)時）安排相對較少，學(xué)生通過上機(jī)能夠掌握一些相關(guān)軟件的基本操作，但熟練程度不夠。教學(xué)方式上，雖然采用多媒體教學(xué)方式，但由于在課堂授課期間，學(xué)生幾乎沒有操作機(jī)會，課堂教學(xué)效果較差。由于課程設(shè)置學(xué)期不恰當(dāng)以及在專業(yè)課程教學(xué)中對計算機(jī)應(yīng)用拓展不夠，學(xué)生對把所學(xué)的專業(yè)知識與計算機(jī)應(yīng)用相結(jié)合的認(rèn)識不足，不利于學(xué)生利用計算機(jī)作為有效工具解決專業(yè)問題。

為了適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，提高土木工程專業(yè)學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用能力，對計算機(jī)教學(xué)改革有必要進(jìn)行探索，以充分發(fā)揮計算機(jī)在土木工程專業(yè)學(xué)習(xí)中的作用。

3 土木工程專業(yè)計算機(jī)教學(xué)內(nèi)容分析

3.1計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容分析

計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)一般在本科一年級第一學(xué)期開設(shè)。教學(xué)內(nèi)容主要包括計算機(jī)基本知識、系統(tǒng)軟件基本操作、辦公軟件應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)基本操作等內(nèi)容。其中系統(tǒng)軟件基本操作和辦公軟件應(yīng)用內(nèi)容占有較大的比例。調(diào)查顯示，剛?cè)胄５拇笠恍律^大多數(shù)具有一定的計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，但對相關(guān)知識的系統(tǒng)性把握和熟練程度不夠，因此教學(xué)內(nèi)容的安排上應(yīng)注重加強學(xué)生對系統(tǒng)軟件和辦公軟件基本操作技能的練習(xí)，以提高熟練程度。計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容涉及計算機(jī)基本操作技巧，提供了應(yīng)用計算機(jī)解決問題的最基本的知識，也是學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)行計算機(jī)課程學(xué)習(xí)和熟練應(yīng)用軟件處理文字、表格等的必要基礎(chǔ)。因此，應(yīng)要求學(xué)生熟練掌握一種操作系統(tǒng)（Windows系列系統(tǒng)）、一種集成辦公軟件（Office系列軟件）及網(wǎng)絡(luò)基本操作技巧，使他們具備計算機(jī)應(yīng)用的基本技能。

3.2計算機(jī)程序設(shè)計教學(xué)內(nèi)容分析

計算機(jī)程序設(shè)計教學(xué)一般設(shè)置在本科一年級第二學(xué)期。教學(xué)內(nèi)容為一種程序設(shè)計語言的基本知識、基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和簡單程序設(shè)計。通過程序設(shè)計可以將復(fù)雜的問題簡單化，提高解決問題的效率。目前，各高校土木工程專業(yè)計算機(jī)程序設(shè)計選擇的設(shè)計語言主要為Fortran語言和C語言兩種。Fortran語言具有強大的計算工程，因此在工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其最新版本也實現(xiàn)了與Visual C++類似的可視化編程。C語言編程靈活，在各個專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，也是大多數(shù)工科專業(yè)選擇學(xué)習(xí)的程序設(shè)計語言。根據(jù)土木工程專業(yè)的特點，很多專業(yè)問題的解決需要大量數(shù)值計算來實現(xiàn)，因此，F(xiàn)ortran語言具有很好的適用性，但C語言靈活編程的優(yōu)點也有可取之處，特別是現(xiàn)在大型的數(shù)值計算軟件需要采用UDF，F(xiàn)ortran語言和C語言都可以實現(xiàn)與軟件的對接。因此，對于程序設(shè)計語言的選擇可以根據(jù)學(xué)校實際情況確定，加之各種語言在結(jié)構(gòu)上的相似性及算法上相通，學(xué)好一門程序設(shè)計語言對于自學(xué)其他程序設(shè)計語言是也是有益的。

3.3 計算機(jī)輔助設(shè)計教學(xué)內(nèi)容分析

計算機(jī)輔助設(shè)計教學(xué)一般在本科三年級開設(shè)。教學(xué)內(nèi)容通常為AutoCAD軟件學(xué)習(xí)和PKPM軟件學(xué)習(xí)。AutoCAD軟件是土木工程專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的軟件之一，主要用于工程制圖，要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握基本的繪圖功能和編輯功能。雖然該軟件更新較為頻繁，且各種教程相對滯后，但一些基本功能并未改變，因此不論采用哪個版本的AutoCAD軟件，必須注重學(xué)生對一些基本繪圖和編輯功能的掌握，強化學(xué)生操作的熟練程度，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)適當(dāng)引入天正軟件Tarch的學(xué)習(xí)，以更好的提高繪圖效率。PKPM系列軟件在我國土木工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，是進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要工具，是土木工程專業(yè)必須學(xué)習(xí)的專業(yè)軟件之一，PKPM軟件的教學(xué)應(yīng)在AutoCAD軟件和專業(yè)課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，利用案例教學(xué)使學(xué)生熟練掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和步驟[2]。

3.4 其他應(yīng)用軟件教學(xué)內(nèi)容分析

土木工程領(lǐng)域還有一些其他的設(shè)計軟件（如輔助道路路線設(shè)計軟件Hint CAD、橋梁工程輔助設(shè)計軟件橋梁博士等）和計算軟件（如計價軟件GBQ、數(shù)值計算軟件Ansys、Flac 3D等）。這些軟件教學(xué)可根據(jù)專業(yè)方向有選擇地進(jìn)行設(shè)置。對于數(shù)值計算軟件，由于涉及到數(shù)值計算的基本知識，可根據(jù)課程設(shè)置情況有選擇地進(jìn)行開設(shè)，以為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造奠定基礎(chǔ)。

4 土木工程專業(yè)計算機(jī)教學(xué)改革建議

4.1改變傳統(tǒng)教學(xué)方式

傳統(tǒng)的計算機(jī)課程教學(xué)方式為課堂多媒體教學(xué)加學(xué)生上機(jī)練習(xí)。該方式雖然給學(xué)生提供了上機(jī)練習(xí)機(jī)會，但由于上機(jī)練習(xí)的滯后性以及課堂信息量大，大多數(shù)學(xué)生不能真正領(lǐng)會一些具體的操作步驟，上機(jī)效果不好，加之課堂授課學(xué)時與上機(jī)學(xué)時通常為1:1設(shè)置，很多學(xué)生在上機(jī)練習(xí)時很難完成練習(xí)內(nèi)容。因此，有必要改進(jìn)傳統(tǒng)的授課方式。計算機(jī)課程授課可以采取“一人一機(jī)”的課堂授課方式加上機(jī)練習(xí)，該方式可使學(xué)生根據(jù)教學(xué)進(jìn)度實時進(jìn)行操作，掌握操作步驟，改善課堂教學(xué)效果。使用該方式必須注意控制授課節(jié)奏和采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，以使大多數(shù)學(xué)生能夠跟上課程進(jìn)度。

4.2 合理安排授課學(xué)期和課程學(xué)時

計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)和計算機(jī)程序設(shè)計教學(xué)應(yīng)安排在本科一年級，計算機(jī)輔助設(shè)計教學(xué)應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)計劃安排在大部分專業(yè)基礎(chǔ)課程已開設(shè)的學(xué)期，一般可以安排在本科三年級下學(xué)期，其他專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)應(yīng)根據(jù)專業(yè)課程和計算機(jī)輔助設(shè)計教學(xué)安排貫穿于本科三年級和四年級，這樣更有利于學(xué)生循序漸進(jìn)地結(jié)合專業(yè)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)[3]。采用傳統(tǒng)的課堂多媒體教學(xué)加上機(jī)的教學(xué)方式，課堂教學(xué)學(xué)時和上機(jī)學(xué)時宜按1：1.5設(shè)置，以強化學(xué)生對各種操作的熟練程度。如采用“一人一機(jī)”教學(xué)方式，課堂教學(xué)學(xué)時和上機(jī)學(xué)時可按1：1進(jìn)行設(shè)置。

4.3 多舉措提高計算機(jī)操作熟練程度

計算機(jī)課程教學(xué)過程中，應(yīng)采取各種措施提高學(xué)生的操作熟練程度。除改變教學(xué)方式和適當(dāng)增加上機(jī)學(xué)時外，在教學(xué)方法上應(yīng)注重案例教學(xué)，通過一些具有代表性和具有一定操作技巧的教學(xué)實例加強對相關(guān)操作的掌握，同時注意對上機(jī)課堂的監(jiān)督，一方面讓學(xué)生把握好上機(jī)機(jī)會，按時完成各種練習(xí)題，另一方面及時解決學(xué)生練習(xí)過程中遇到的各種問題，促進(jìn)教學(xué)相長。

4.4 拓展計算機(jī)應(yīng)用教學(xué)范圍

計算機(jī)與土木工程各門專業(yè)課程都有一定的聯(lián)系，課堂授課時，適當(dāng)說明某些問題的計算機(jī)解決方法，可以增強學(xué)生的計算

機(jī)應(yīng)用意識。在合理設(shè)置計算機(jī)必修課程的前提下，適當(dāng)設(shè)置一些計算機(jī)應(yīng)用的選修課程，可以拓展計算機(jī)應(yīng)用范圍，提高學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力。在一些課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計過程中，可以嘗試改變常規(guī)的建筑設(shè)計或結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，利用計算機(jī)解決土木工程中常見的一些問題，如通過編程解決混凝土配合比設(shè)計問題，利用數(shù)值模擬軟件解決工程結(jié)構(gòu)受力分析問題等等。鼓勵學(xué)生利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲取學(xué)習(xí)資源也是拓展計算機(jī)應(yīng)用的一種有效方式[4]。

5 結(jié)束語

計算機(jī)作為一種有效工具在土木工程專業(yè)教學(xué)中不容忽視，課程教學(xué)中必須加強學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，以使他們具備牢固的計算機(jī)基礎(chǔ)知識，熟悉和熟練使用的各種常規(guī)軟件，具有利用計算機(jī)解決實際問題的能力，以更好地為專業(yè)課程學(xué)習(xí)服務(wù)，也為學(xué)生以后的繼續(xù)深造和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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