摘要:本文圍繞基于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理視角下,就職業(yè)本科建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)“工程力學(xué)”課程教學(xué)改革該如何開(kāi)展的問(wèn)題,闡述了南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)建筑工程系在“工程力學(xué)”教學(xué)改革中的思路和實(shí)踐,探索了一些基本經(jīng)驗(yàn),為其他職業(yè)本科高校及高職類(lèi)院校進(jìn)行課程教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量提高提供了一定的參考。
關(guān)鍵詞:職業(yè)本科;工程力學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)質(zhì)量;探索
“工程力學(xué)”課程是建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程,按照學(xué)科類(lèi)別劃分,分成理論力學(xué)靜力學(xué)部分以及材料力學(xué)部分。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握工程力學(xué)的基本理論及方法,能夠應(yīng)用相關(guān)理論及方法去分析和解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題,具備實(shí)際工程力學(xué)模型簡(jiǎn)化能力、計(jì)算能力及抽象化能力[1]。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生普遍認(rèn)為該課程難度較大且實(shí)用性不強(qiáng),與本專(zhuān)業(yè)的契合度不高,從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不高,教學(xué)效果較差[2]。針對(duì)于此,本文從建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理視角下出發(fā),以南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”)為例,在建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)“工程力學(xué)”課程教學(xué)開(kāi)展中,從教材選擇、教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革探索[3]。
1建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理崗位能力要求
筆者從建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理崗位與“工程力學(xué)”課程內(nèi)容相關(guān)性方面去總結(jié)歸納施工現(xiàn)場(chǎng)管理崗位的能力要求。本文所談的施工現(xiàn)場(chǎng)管理崗位指施工員、安全員、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目經(jīng)理等崗位,筆者認(rèn)為施工現(xiàn)場(chǎng)管理者務(wù)必具備以下幾方面的能力要求:
1.1具備編制施工組織設(shè)計(jì)、施工方案的能力
施工組織設(shè)計(jì)包括三方面內(nèi)容:“一圖、一案、一表”。其中“一圖”指施工平面布置圖,“一案”指主要施工方案,“一表”指施工進(jìn)度計(jì)劃表。從上述內(nèi)容看,施工方案是非常重要的。編制施工方案需要具備“工程力學(xué)”的相關(guān)知識(shí)。例如,深基坑專(zhuān)項(xiàng)方案、高支模專(zhuān)項(xiàng)方案、腳手架專(zhuān)項(xiàng)方案、起重吊裝專(zhuān)項(xiàng)方案、拆除工程專(zhuān)項(xiàng)方案等,都需要管理者具備運(yùn)用“工程力學(xué)”課程的相關(guān)知識(shí)去解決具體工程專(zhuān)項(xiàng)施工方案的力學(xué)計(jì)算問(wèn)題。
1.2具備分析總結(jié)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力特點(diǎn)的能力
房屋建筑從土方開(kāi)挖、基坑支護(hù)、基礎(chǔ)施工、主體結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土)施工到二次結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中,管理者會(huì)遇到各種各樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工。結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工中,涉及模板工程、腳手架工程、鋼筋工程以及混凝土工程施工。特別是鋼筋工程施工中,例如板構(gòu)件施工中長(zhǎng)方向鋼筋、短方向鋼筋的位置關(guān)系;地下室外墻及剪力墻構(gòu)件施工中豎向鋼筋、水平鋼筋的位置關(guān)系;梁柱構(gòu)件施工中鋼筋的錨固位置關(guān)系;板、梁、柱、墻、基礎(chǔ)施工中鋼筋的連接位置;梁、柱構(gòu)件施工中箍筋加密區(qū)位置;等等。這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的施工,其質(zhì)量把控和安全把控均需要管理者具備較強(qiáng)的力學(xué)概念知識(shí)。
2基于崗位能力的課程教學(xué)改革
基于崗位能力方面的要求,我校在建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)“工程力學(xué)”課程教學(xué)中,從教材選擇、教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革探索。
2.1教材方面的改革
我校建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)只開(kāi)設(shè)一門(mén)“工程力學(xué)”課程,后續(xù)均無(wú)其他力學(xué)課程開(kāi)設(shè)。基于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理崗位能力要求方面的考量,按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件劃分,學(xué)生需要掌握板、梁、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算及受力特點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)。根據(jù)研究對(duì)象的劃分,理論力學(xué)研究的對(duì)象是剛體,使學(xué)生掌握物體的受力分析、力系的等效替換、物體的平衡條件等知識(shí)點(diǎn),從而使學(xué)生具備解決剛體約束反力的能力;材料力學(xué)研究的對(duì)象是單根桿件組成結(jié)構(gòu)的變形體,使學(xué)生掌握軸向拉壓?jiǎn)栴}、扭轉(zhuǎn)問(wèn)題、彎曲問(wèn)題的內(nèi)力計(jì)算、應(yīng)力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、變形計(jì)算、變形能計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),從而使學(xué)生具備解決單根桿件組成結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題;結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的對(duì)象是多根桿件組成結(jié)構(gòu)的變形體,使學(xué)生掌握靜定或者超靜定多跨連續(xù)梁、剛架、三鉸拱,以及組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、變形計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),從而使學(xué)生具備解決多根桿件組成結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題;彈性力學(xué)研究的對(duì)象是板、殼、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件,使學(xué)生掌握板、殼、墻等構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力分布特點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn),從而使學(xué)生具備板、殼、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工中鋼筋連接、錨固、位置關(guān)系的分析判斷能力。“工程力學(xué)”包括理論力學(xué)的靜力學(xué)部分及材料力學(xué)部分。鑒于一門(mén)《工程力學(xué)》教材無(wú)法解決學(xué)生們的崗位勝任能力。我校從原先的一本教材增加到“3+1”本經(jīng)典教材,其中“3”指《理論力學(xué)(Ⅰ)》(第8版)(哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編)經(jīng)典教材、《材料力學(xué)(Ⅰ)》(第6版)(孫訓(xùn)方等編)經(jīng)典教材、《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ》(第4版)(龍馭球、包世華、袁駟編)經(jīng)典教材;“1”指《彈性力學(xué)(上)》(第5版)(徐芝綸編)。教材內(nèi)容上能涵蓋整個(gè)崗位能力方面的要求。
2.2教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)方面的改革
之前的教學(xué)內(nèi)容,我校完全按照《工程力學(xué)》教材內(nèi)容,從理論力學(xué)的靜力學(xué)部分講授到材料力學(xué)的四種基本變形(軸向拉壓、圓軸扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲變形),課時(shí)為32學(xué)時(shí)。由于課時(shí)較少,上課時(shí)只對(duì)基本概念進(jìn)行講解,具體力學(xué)計(jì)算涉及較少。材料力學(xué)的后續(xù)內(nèi)容,例如:超靜定、組合變形及連接件實(shí)用計(jì)算方法、應(yīng)力狀態(tài)及強(qiáng)度理論、壓桿穩(wěn)定等內(nèi)容,均無(wú)法講授到。加上力學(xué)難度大、較抽象,因此,導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法利用工程力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題。職業(yè)本科建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的是高層次的技術(shù)技能管理復(fù)合型人才[4],基于崗位能力方面的要求,我校對(duì)“工程力學(xué)”課程內(nèi)容、課時(shí)進(jìn)行調(diào)整及擴(kuò)展,具體見(jiàn)表1。
2.3教學(xué)方法方面的改革
之前我校工程管理專(zhuān)業(yè)“工程力學(xué)”課程教學(xué)方法主要采用講授法及直接演示法,教學(xué)手段采用ppt課件+板書(shū)方式。自2020年后,建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)成為我校職業(yè)本科專(zhuān)業(yè)。職業(yè)本科建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的是高層次的技術(shù)技能管理復(fù)合型人才,以后的工作崗位主要是進(jìn)行項(xiàng)目管理?;趰徫荒芰Ψ矫娴囊?,筆者主要從實(shí)際工程——我校樂(lè)業(yè)樓框架結(jié)構(gòu)出發(fā),化實(shí)際工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件為力學(xué)模型,把“工程力學(xué)”課程內(nèi)容分成十二大章節(jié),每一章節(jié)用一個(gè)或者多個(gè)力學(xué)模型來(lái)對(duì)應(yīng)教學(xué)內(nèi)容。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容采取以實(shí)際工程結(jié)構(gòu)案例模型為載體,以解決實(shí)際工程問(wèn)題為能力目標(biāo),主要采用案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授法、直接演示法進(jìn)行授課。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,具體教學(xué)方法、教學(xué)手段見(jiàn)表2。表2中案例模型主要出自我校樂(lè)業(yè)樓框架結(jié)構(gòu)圖紙。根據(jù)授課內(nèi)容的需要,其余部分模型出自其他工程結(jié)構(gòu)。
根據(jù)表2所示,具體授課步驟如下:(1)明確授課內(nèi)容。(2)找出實(shí)際框架結(jié)構(gòu)中的授課內(nèi)容的力學(xué)原型,解釋實(shí)際結(jié)構(gòu)為什么與力學(xué)模型相一致。(3)明確實(shí)際工程案例需解決的問(wèn)題,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成力學(xué)模型。(4)通過(guò)講授課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn),和學(xué)生一起去解決實(shí)際工程問(wèn)題。(5)根據(jù)工程問(wèn)題的解決,確定學(xué)生的能力目標(biāo)(能進(jìn)行各種力學(xué)模型的內(nèi)力計(jì)算、應(yīng)力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算;了解變形計(jì)算、變形能計(jì)算;具備分析鋼筋分布特點(diǎn)、鋼筋連接位置、截?cái)辔恢?、錨固位置的能力)。(6)歸納總結(jié)各種力學(xué)模型的內(nèi)力(彎矩、剪力、扭矩)分布特點(diǎn)、應(yīng)力分布特點(diǎn)、變形圖與彎矩圖之間的關(guān)系。(7)布置對(duì)應(yīng)力學(xué)模型的具體工程問(wèn)題作為作業(yè),進(jìn)一步鞏固學(xué)生們解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。
2.4考核方式方面的改革
我?!肮こ塘W(xué)”課程原先采用的是“6+4”考核模式,“6+4”指60%的末考成績(jī)和40%的平時(shí)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)主要考查作業(yè)、考勤以及課堂積極性。這種考核模式雖然較全面,但是基于崗位能力方面的考核較少,主要考查學(xué)生“工程力學(xué)”的理論功底?;诼殬I(yè)本科建設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,我校對(duì)“工程力學(xué)”課程考核方式做以下改革:
(1)仍然采用“6+4”考核模式,在末考成績(jī)考核中,改變考核內(nèi)容。把原先“工程力學(xué)”試題數(shù)量減少,題型改成以實(shí)際工程問(wèn)題為載體的案例題型,注重實(shí)際工程管理中遇到的質(zhì)量、安全等全過(guò)程問(wèn)題,從力學(xué)模型簡(jiǎn)化、荷載簡(jiǎn)化、內(nèi)力計(jì)算、力學(xué)概念指導(dǎo)施工再到具體工程問(wèn)題解決。整個(gè)試卷以3~4個(gè)案例模型為考題,高度注重實(shí)際問(wèn)題的解決。
(2)改變作業(yè)內(nèi)容。原先作業(yè)主要布置教材后習(xí)題,課后習(xí)題主要針對(duì)授課理論知識(shí)而設(shè)置的題目,大多數(shù)題目是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后給出力學(xué)模型、荷載,讓你計(jì)算內(nèi)力、應(yīng)力、變形等問(wèn)題。其實(shí),力學(xué)模型簡(jiǎn)化、荷載簡(jiǎn)化也是實(shí)際工作的一部分?;趰徫荒芰Ψ矫娴囊螅綍r(shí)作業(yè)改成以具體工程問(wèn)題為載體,注重實(shí)際工程質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題的全過(guò)程解決。
(3)在平時(shí)40%的成績(jī)中,增設(shè)力學(xué)實(shí)訓(xùn)(實(shí)驗(yàn))考核。實(shí)訓(xùn)教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的主要方式[5]。我校主要針對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)常見(jiàn)力學(xué)模型作為實(shí)訓(xùn)對(duì)象。從實(shí)訓(xùn)過(guò)程中,讓學(xué)生更加形象直觀(guān)地感受理論與實(shí)踐的區(qū)別與聯(lián)系,從而加深對(duì)實(shí)際工程具體問(wèn)題的深層次理解。
(4)加強(qiáng)課堂師生互動(dòng)、生生互動(dòng)。在實(shí)際授課中,增加師生互動(dòng)環(huán)節(jié),對(duì)回答問(wèn)題的學(xué)生計(jì)入平時(shí)成績(jī);另外,增加生生互動(dòng)環(huán)節(jié),讓學(xué)生們以小組為單6qRp39LUMAhIzPvsTmhasw==位,以案例模型為載體,以小組解決實(shí)際工程問(wèn)題為目標(biāo),根據(jù)小組的積極性計(jì)入平時(shí)成績(jī)。
改革后,各種成績(jī)的占比如下:末考成績(jī)?yōu)?0%,平時(shí)作業(yè)成績(jī)?yōu)?5%,平時(shí)實(shí)訓(xùn)成績(jī)10%,課堂積極性10%,平時(shí)考勤成績(jī)5%。
結(jié)語(yǔ)
基于建設(shè)工程管理崗位能力需求考量的“工程力學(xué)”課程教學(xué),將實(shí)際工程項(xiàng)目拆分成工程力學(xué)模型案例,以實(shí)際工程問(wèn)題為載體,以解決工程實(shí)際問(wèn)題為能力目標(biāo);改善教學(xué)方法及考核方式;注重教材的全過(guò)程崗位覆蓋;增設(shè)實(shí)訓(xùn)考核;加強(qiáng)課堂師生互動(dòng)、生生互動(dòng)環(huán)節(jié);使枯燥的“工程力學(xué)”課程教學(xué)變成學(xué)生感興趣的課程教學(xué),不但使學(xué)生學(xué)習(xí)“工程力學(xué)”課程的積極性得到提高,而且使學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力得到了加強(qiáng)[6]。
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作者簡(jiǎn)介:曹禎記(1987—),男,漢族,江蘇南京人,碩士,講師,研究方向:結(jié)構(gòu)工程、建筑施工技術(shù)、裝配式施工技術(shù)。