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序论:在您撰写土木工程设计论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
在设计阶段,土木工程设计的概念直接影响着土木工程的大致雏形。因此,当土木工程设计的概念确定时,无论如何调整具体操作步骤,其最终结果不会有太大变化。目前的设计步骤已经演变为:设计师利用计算机设计出土木工程的大致雏形借助于设计草案建构出建筑物的大体框架进行具体细节的处理和改进。例如,具体的楼层设计,桥梁设计、匝道设计、设施设备等装置的设置等,在施工之前,在系统中输入设计的整体方案,利用计算机庞大的数据信息处理能力等,对工程项目的可行性和合理性进行分析,给土木工程的建设方、施工方、监理方提出具体的建议,提供合理的方案和计划。
2电子技术应用于土木工程设计的招投标分析
利用计算机的数据信息处理能力,在招投标过程中,对工程项目的可行性和合理性进行分析和预测,可以避免决策上的重大失误。
3计算机辅助设计制图及出图计算机制图技术的发展
应用最为广泛的是计算机辅助绘图,简称CAD(如天正CAD、Auto-CAD等)。其中CAD系统如同一个“图形数据库”,它能帮助土建类工程设计师直接从图纸中提取设计信息,并与其他的应用程序进行连接,易于使用,设计周期短。为避免重复操作,可利用CAD预先定义的符号,在制图过程中自动遵守国家制图标准。还可利用绘图软件、图形输入设备、图形输出设备等组成的计算机制图系统进行制图和出图,可做到随时需要,随时制图和出图。如果出图后或会审后,发现设计错误,可利用系统中保留的图纸中各个元件的数据库,使用计算机辅助绘图软件,把要设计的图形再显示在屏幕上,然后利用输入设备(如光标)对设计图形进行编辑和修改。为方便土建类工程设计师做造价、编制工程量清单、编材料清单,每个数据库的信息是可以随时进行调用的,也可送到其他的程序之中。目前,还可结合CAD与GPS全球定位系统,大大提升土木工程施工和开挖过程的工作效率。
4BIM技术的应用
BIM是指建筑信息模型(BuildingInformationMolding),主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。BIM具有模型信息的完备性、关联性和一致性的特点。
4.1解决了当前建筑领域信息化的瓶颈问题建立单一工程数据源,推动现代CAD技术的应用,促进建筑生命期管理,实现建筑生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理,对建设项目生命期总成本、能源消耗、环境影响等进行分析、预测和控制。
4.2用于土木工程设计实现三维设计;实现不同专业设计之间的信息共享;实现虚拟设计和智能设计,实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。实现虚拟施工:在计算机上执行建造过程,虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测,包括施工方法实验、施工过程模拟等,为工程优化设计提供了可靠依据。
4.3用于施工及管理实现集成项目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理;实现动态、集成和可视化的4D施工管理:将建筑物及施工现场3D模型与施工进度相链接,并与施工资源和场地布置信息集成一体,建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。
4.4实现项目各参与方协同工作项目各参与方信息共享,基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作,进行工程洽商、协调,实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。
二结语
关键词:产学研;土木工程专业;应用型;创新人才;毕业设计
随着经济全球化的发展及知识经济时代的到来,创新成为推动社会科技进步与经济不断发展的决定性力量[1]。城市经济的发展、建筑工程的规模逐渐扩大及其形式功能的日新月异则要求土木工程技术也不断地发展与创新,同时也要求高校土木工程专业[2]培养大量应用型创新高等工程技术人才。毕业设计论文作为土木工程本科专业中最后的一个理论性与实践性综合的教学环节,其目的是培养学生独立分析与解决工程技术问题,最终使学生符合应用型创新工程人才的基本要求。因此,毕业设计[3,4]论文必须具有综合知识、能力与创新相结合的特点。企业、高校与科研院所[5]之间通过生产、教学和科研紧密结合,在课程教学与实践过程中有机结合企业生产实践与科研创新,可以较好地培养学生综合素质、能力以及创新能力。同时,使学生在实际毕业设计论文过程中,提升科学研究能力与团队合作精神,增强设计与参与生产实践的事业心和责任感[6],在更好地运用综合专业知识提升毕业设计质量的同时,达到应用型创新人才的培养目标。
1创新土木工程毕业设计模式
产学研有机结合土木工程毕业设计论文的创新,就是在毕业设计与研究论文中,实现毕业设计[7]、教学与土木工程实践相结合的创新模式,提升土木工程专业学生的实践能力。土木工程产学研项目中,结合科研创新与生产实践来优化课程教学,培养土木工程学生的实习实践能力,有助于全面培养有能力的土木工程专业学生。在具体的土木工程毕业设计创新模式之中,可以优化开展实施产学研合作,有效建立健全当前土木工程教育中产学研结合教育课程评价[8]及调控机制,改变传统的土木工程教育模式。同时,也有助于实现企业、高校以及研究机构间的优势资源互补,优化培养应用型土木工程专业创新人才。
2基于产学研土木工程毕业设计的意义
利用产学研机制与应用型创新人才培养目标进行创新性土木本科毕业设计论文的选题,从工程实际与学术问题的联合创新出发,丰富与扩展课题的研究目标,将产学研科研或工程项目转化为创新型的实验项目、依据工程实际与实验模型培养学生的动手能力、扩展创新能力。同时,创新性土木本科毕业设计过程中,也可以提升学生的论文写作能力,优化学生力学模型计算能力,培养技术学术交流,扩展学生思维,具有重要创新意义。基于产学研的课程实践与毕业设计工作,能够优化提高土木工程产学研合作水平和效率,实现共赢,共同发展。创新模式,搭建土木工程产学研平台,优化服务,能够优化推进企业与高校、科研院合作,提高合作层次,有效实践产学研合作,提升土木工程毕业设计质量,发挥积极影响。而且,在土木工程专业中,其毕业设计与实际工程密切相关,使其与产学研相结合,有助于培养学生的实践能力与创新能力,也可以提升毕业设计质量,具有重要意义。
3基于产学研土木工程毕业设计创新的实现措施
3.1完善产学研结合体系
密切协调土木工程教学与后期毕业设计间的联系,基于产学研创新模式,设置课程教学与生产实践,最终为毕业设计的选题、实习与设施打下基础,增强课程试验与毕业设计等与外部生产与科研创创新等因素之间的关系,提升毕业设计质量。考察学生的知识综合应用能力,解决工程中与企业科技生产中的实际问题,从而使学生能够更好的理解工程毕业设计题目,使其能够聚精会神地投入到毕业设计中,提升学生参加土木工程毕业设计的热情。
3.2提升土木工程专业产学研基地实力
高校院系加强与地方科研生产合作,建立完善土木工程专业的产学研基地,鼓励教师参与生产实践,提升其实践指导实力,为毕业设计与论文提升工程实际的支撑,激发土木工程学生在毕业设计中的潜在能力。通过土木工程专业产学研联合的课程教学实践与毕业设计,更深层次地让学生通过融入到土木工程设计实践中。
3.3提升选题水平
创新性毕业设计论文选题工作,必须要确保选题符合土木工程专业的实际特点,切合应用型创新人才的培养目标要求,保障土木工程毕业设计的选题深度可为学生所接受,一方面避免选题简单重复的陈旧题目,适应经济与社会发展的需要;另一方面避免在毕业设计中选题过深、题目过大而脱离生产实际的情况,确保学生切实完成毕业设计工作。
3.4提高毕业设计指导质量
院系在毕业设计指导中,应细化到具体教学指导单位,根据各专业学生毕业设计的专业特点,制定适合创新模式的毕业设计论文指导细则。指导教师在学生毕业设计中,能够积极引导学生去创新思维,建立学生对毕业设计的多元文化意识,培养土木学生的工作、人际交流能力。
3.5协调毕业设计考核环节
建立基于产学研的毕业设计分阶段考核方法,首先对指导教师要求其书面陈述毕业设计课题来源、选题依据、设计论文内容、难以程度及工作量等情况,由院系讨论与考核设计选题。在此基础上,增加创新学分与创新能力的评价标准,使学生更加有积极性地投入创新能力的培养,同时,激励教师培育基于产学研等的创新课程与毕业设计的实践,给予相应的政策支持。基于产学研的毕业设计论文实施过程,可以根据实际情况,适当的调节增加实践环节的考核,以保证毕业设计的质量提升。
4产学研创新毕业设计论文案例探索
盐城工学院土木工程学院依据江苏省特色专业和国家特色专业建设点,逐步推行创新教学与科技管理体制改革,努力提高科技水平,走产学研相结合的道路,积极为地方社会经济服务,承担了大量的企业科技开发项目。土木工程学院在基于产学研的教学与毕业设计改革上,利用校企协同育人平台,引入企业深度参与教学实践,开发了“企业文化、建筑工业化技术、施工安全管理、现代施工关键技术、建筑信息化技术、绿色建筑技术、建筑设备工程”等校企网络课程。进一步,加强教学方法改革,利用校企网络共享络课程,鼓励开展学生主动学习、研究性学习与合作性学习;对“土木工程测量、土木工程材料与工程结构测试技术训练”等课程实施以能力考核为主的考核方式改革,为切实完成实践课程培养目标与创新性毕业设计论文工作提供有力保障。学院教师团队目前承担的产学研项目,紧密结合土木工程教学与企业生产实践科技问题,为培养应用型创新人才进行卓有成效的探索。笔者所在的课题组,目前承担“深大基坑开挖施工对工程桩的影响及其检测关键技术研究”产学研项目,旨在结合教学与工程实践科技创新的同时,进行土木工程创新毕业设计与应用型创新人才的培养等探索工作。在教学中,针对盐城多河地区特点,分析深大基坑开挖的设计、施工与环境影响特点,将工程难点问题引入课堂与试验及实习实践。对深大基坑开挖回弹引起的桩基承载形状变化等问题,在“桩基工程”课程的设计与施工检测等课程中,进行针对性的分析,充分调动学生的学习兴趣,利用课程试验与产学研课题研究试验有机的结合,引导学生参与科研试验研究,为创新性毕业设计提供知识能力的积累。在此基础上,进行基于产学研的毕业设计论文工作,根据学生情况并结合项目特点,毕业设计选题有“先锋岛三期多面临河深大基坑的设计与施工”“盐城多河地区的基坑支护形式与插入深度研究”“深大基坑开挖条件下的工程桩承载力计算”“深大基坑开挖坑底回弹与桩基承载计算与检测”“临河高层建筑深大地下室基础设计与施工方案”等,创新了土木工程毕业设计论文的形式,并推动了工程生产实践与企业的技术创新等工作。
5结语
在土木工程教学、试验实践及毕业设计的各阶段,基于产学研联合研究项目改革教学方法与毕业设计选题及实施,促进土木工程本科毕业设计论文的创新与实践,使学生在毕业设计阶段直接接触到工程实例与企业技术创新实践,可有效保证学生完成土木工程专业的教育培养计划,培养学生的专业创新能力,为完成土木工程应用型创新人才的培养目标发挥重大作用。
参考文献
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[3]潘福婷.土木工程专业产学研结合毕业设计模式探讨[J].时代教育:教育教学版,2012(17):21-22.
[4]周林聪,邱建慧.土木工程专业毕业设计现状分析与改进措施[J].高等建筑教育,2011,20(1):124-126.
[5]戴益民.校企产学研联合培养提升实习及毕业设计质量[J].中国科教创新导刊,2014(4):57-58.
[6]陈树华,郭轶宏,梁文彦,等.基于跟踪管理的土木工程专业毕业设计教学探讨[J].教育教学论坛,2013(38):66-68.
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随着科技与时代的发展,土木工程的施工技术也在不断地进步,为了能够更好地实现土木工程的长远发展,与当前主流的环保理念相结合,从而实现完善的工程施工体制,需要建立绿色的土木工程施工技术。
(一)绿色土木工程施工的基本含义分析
分析绿色施工技术以及期施工管理,首先需要明确绿色施工的基本含义。从广义的角度分析,绿色施工就是在保证施工质量以及施工安全的前提下,通过现代化的技术进行的工程施工。其中包括对周边资源的合理使用以及噪音、空气等污染指数的最低值为指标的施工理念。因此,绿色施工就是一种环保型施工,是未来发展的主要施工项目之一。
(二)提倡绿色施工的意义分析
绿色施工理念的提出,对于传统的施工产业并非是一种强大的冲击。实际上,绿色施工有着可持续发展的长远意义。在实际施工过程中,在传统的施工环境中,将绿色施工的理念引入,并且在传统施工的基础上进行改良与改进,从而既保证了施工的质量,又对资源进行了合理的利用,对环境进行了合理的保护。因此,对于绿色施工而言,有以下方面的意义:
(1)绿色施工是未来施工的发展方向
由于目前世界范围内,环境问题已经成为了主流话题,对于环境的保护以及对于资源的合理利用,都在一定程度上影响着人类的生存与发展进程。因此,未来的建筑施工应该能够以合理利用资源为重点,并且降低对周边环境以及空气的污染与影响,从而在最大的限度内提高了施工的生产水平,并且满足了人们的基本需求。
(2)绿色施工是一种全新的理念,解决了长久以来发展与环境直接的矛盾
人类发展必然需要对周边环境进行改造,但是由于发展初期的环保意识淡薄,人类为了满足生存而进行粗放式的开发,从而对环境造成了极大的破坏。因此,绿色施工的理念引入,实际上就是在提醒人们,只有保护环境,保护我们生存的地方,才能够真正地发展。
(3)节约型施工不再只是一种口号,而是形成了一种理念与体系
绿色施工的提出,让粗放型施工的模式开始遭受到冲击。实际上,在现实的生活中,我们的生活并非只是遭受空气污染,噪声污染现在也逐步成为了主要的污染源之一。因此,在进行施工的过程中,不考虑周边环境以及生活质量而进行的粗放施工,必然会遭到排斥。因此,为了能够更好地发展现有经济,提倡绿色施工是一种必然。
(三)绿色施工技术的发展
随着绿色施工的理念不断深入,绿色施工的技术也开始得以发展,并且是在实际的生产与开发中得到了很好的应用。那么,对于绿色施工技术的发展,应该从哪些方面进行分析呢?首先,对施工的现有进行分析与归类,从而保证传统施工的基本模式。绿色施工技术的发展,需要从现有施工技术中找寻基本的发展接口,从而实现传统施工与绿色施工的对接。传统的施工技术对于噪声的控制、运输材料的沙尘控制、水资源的防污染情况,甚至是包括光污染等都没有更好的防护体系。这就在一定程度上造成了对于周边环境的污染与破坏,尤其是目前一线城市雾霾严重,这与传统的粗放式施工也有着必然的联系。在这样的基本状态下,引入现代化的绿色施工技术是十分必要的。在绿色施工技术形成完成体系之前,绿色施工只是一种理念,是为了能够保证在施工的过程中,减少污染排放,合理使用周边资源。但是随着技术的不断发展,绿色施工技术开始有了初步的应用。其中对于噪声污染,建筑施工中引入先进的设备,并且制定了相关的绿色施工条例。施工人员在进行施工的过程中,也会有一定的施工参考标准。这样,施工技术就得以在传统施工的基础上得以应用和发展。其次,在不同的环境中,应该采用不同的绿色施工技术。依托实际情况进行施工技术的配置,能够在一定程度上完善绿色施工的效果,从而保证了绿色施工技术的实用性。例如,在城市城区进行施工的过程中,就要充分考虑噪声污染以及光污染的现象。总之,很好地实现绿色施工,是非常重要的。最后,绿色施工在未来建设中的发展将更为顺利。改造世界、发展经济、提高生活质量是一项长期的工作与目标,在进行绿色施工技术的推广的过程中,必然会受到生存居民的认可与支持。绿色施工技术在未来发展中,将会对环境影响降到最低,从而保证了生产与发展的协同性。
二、土木工程中绿色施工的管理分析
绿色施工技术在施工过程中的应用,获得了比较明显的效果。但是,如何能够更加科学有效地进行绿色施工,如何能够按照绿色施工的标准进行施工,就需要对绿色施工进行合理管理,从而保证在整个施工过程中,严格采用绿色施工技术,秉承绿色施工的理念。
(一)依托实际施工地形进行合理施工
在施工的过程中,管理人员需要对施工的环境进行合理分析,从而制定合理的施工方案。在实际的施工过程中,不同的地形需要采用不同的施工方案。例如,施工场地有地下水或者是施工频临居民区。那么,在这样的场地进行施工的过程中,就必须注意两个问题:第一就是地下水的防污染问题。在进行施工的过程中,要进行污水排放的专有渠道,进行合理的污水排放;第二就是要减少噪声污染的产生,因为周边居民区会受到噪声的污染,从而影响居民生活。此外,光污染也应该考量在其中。因为夜晚的光辐射还是很严重的,因此需要将工作使用的灯安装灯罩,减少晚上的光污染。
(二)秉承环保理念节约用水用电
节约环保是永恒的话题,因此在进行绿色施工的过程中,依然需要秉承节能减排的理念,在使用水和电的过程中,保证安全和正常施工的前提下,一定要节约用水、节约用电。这样不仅仅是对能源的节约,更是能够在一定情况下保证在施工的过程中,减少因为水和电造成的二次污染。总之,绿色施工的技术应用需要管理部门的监督执行,保证将绿色施工的理念应用到广大的施工队伍中,从而建立真正的绿色施工团队。
三、土木工程施工技术与设计的协作分析
土木工程的施工技术与施工设计,两者应该能够实现协同的作用。因为,在实际的施工过程中,往往施工环境和施工设计中存在一定的差异,造成无法实现合理化施工。因此,在施工设计的过程中,就需要及时做出修改,并且进行及时的更正。对于绿色的土木工程施工理念而言,需要重点强化绿色的理念。在施工的设计过程中,应该先进行实地考察,明确施工环境的合理性,然后根据施工环境进行绿色施工的设计。
(一)土木工程施工技术在施工条件方面与设计的协作分析
施工设计很多时候凭借的是经验,因为对于施工的设计师而言,已经有过太多的设计经验,这些经验足以拿过来进行活学活用,从而保证了设计的进度。但是,在施工方面,一定要对施工条件进行实地考察,从而保证在施工的过程中,不会受到设计的影响。因为在很多土木工程的施工过程中,一些突然的状况或者是环境的不合理设计,造成了在实际施工与设计施工有着很大的差异,这就造成了施工的阻碍,从而影响了整体的施工进度。因此,为了能够实现两者的协作与统一,就一定要先对土木工程施工的条件进行提前调查,并且将施工环境可能出现的一些意外情况进行设计,从而在遇到突事件的时候,也能够合理地进行安排。
(二)土木工程施工技术在施工理念方面与设计的协作分析
如上文所阐述,针对现代的施工条件,更多的是需要采用绿色的施工技术以及施工方案。在进行施工的过程中,设计方案中应该能尽量采用绿色施工的措施,从而保证在施工过程中的顺利进行。由于现代化的发展进程越来越快,造成了在一定程度上的阻碍。例如,在城市进行施工的过程中,出现的噪声污染以及沙尘污染,都会对周边的人们生活造成影响。因此,为了能够避免这样的事情发生,需要提前进行施工理念的设计,提倡绿色施工的设计理念,从而避免造成意外的损失。
四、强化土木工程质量控制的措施的必要性
建筑物筑建在哪个地域,当地的地矿环境好坏、气候情况等都是制约建筑工程质量的外部因素。而一般外部因素对建筑工程质量的影响作用都是无法改变的,例如,在我国四川或是云南多容易发生地震或是容易泥石流,那么这种恶劣的地质环境以及暴雨的冲刷就会给建筑物的筑建带来很大的局限性。每栋建筑物的筑起都是给人类遮风挡雨的,是给人们进行生活、学习、工作、娱乐等活动提供一个避风港的,如果建筑工程的质量不能承受起一定的负荷或是存在着质量隐患,那么人们的生活、学习、娱乐将不能正常运行,甚至可能因为工程质量问题而付出生命的代价。所以我们在对建筑工程质量进行把控时,建筑工程施工人员和监理方首先要严格律己,再去对工程施工中的质量问题做到细致入微,这样才能将建筑工程质量把关工作做到实处,故而强化建筑工程质量控制措施就显得尤为重要。五、土木工程施工后需对工程进行质量检测在建筑工程施工后,首先监理单位要求施工单位对整个施工工程进行质量自检工作,施工单位自检完毕后,监理单位再进行全面的复核,如果发现施工单位没有按照图纸严格作业的,将其详细的做好记录;若因为施工方的善意改动施工方案而给工程可能带来质量隐患的,监理单位不予验收签收;如果施工方是严格按照施工图纸进行施工作业的,监理方需连同建设方、施工方以及建设方一并对其工程进行验收确认。
五、结语
毕业设计是培养学生综合运用学过的各种理论知识来分析和解决实际问题的能力,是本科教学过程中不可或缺的一环。毕业设计的目的应该着眼于提高学生的能力,例如培养分析问题和解决问题的思路,扩展所学专业的知识面,加强巩固所学的理论知识等。隧道工程专业毕业设计的主要目的有:
1.通过毕业设计可以让学生把所学的理论基础如结构设计原理、结构力学等和专业知识有机的融会贯通,并在指导老师的帮助下,进一步完善自身的专业素养,弥补自身的不足,巩固所学知识;
2.毕业设计是学生毕业前的最后一次完成的综合性作业,它能够让学生重温本科阶段的各科内容,对隧道工程及相关专业知识有一个整体的把握,为毕业后的工作和深造提供更加扎实的理论基础和专业知识;
3.学生独立完成毕业设计,可以培养独立自主的意识,提高独立分析问题和解决问题的能力,通过独立完成文献的查阅和资料的搜集培养学生亲力亲为、敢为人先的精神;
4.隧道工程的实际工程中,仍然有很多需要创新的地方,毕业设计可以培养学生求真务实,勇于创新的精神;
5.检验学校在本科四年的教学成果,从中发现教学过程中的不足。土木工程涉及广泛、内容庞大,毕业设计是学生所学知识的大综合大贯通,毕业设计的好坏直接关系到学校教学质量的好坏和学生本身专业素养的好坏。提高学生的毕业设计质量对于提高高校的教学品质和学生的就业竞争力具有十分重要的意义。
二、毕业设计存在的问题
(一)毕业实习方面
毕业实习是学生在毕业时通过动手去亲自体验和实践本专业的专业技能和专业知识,但如今很多高校的毕业实习已经背离了这个基本思想。以隧道工程为例,我们可以指出的有:首先,出于安全、经费等多种因素的考虑,大部分高校的隧道工程系不让学生亲自参与,而仅仅局限于现场参观,他们毕业实习基本上都是在已经建好的隧道中进行参观,指导教师现场讲解,对于正在施工的部分基本上是不会允许学生进去的。这样对学生来说没有现场见过隧道的施工就没有一个直观的感受,就不能根据现场所见的到各种施工情况联系书本上的相关知识,从而提出自己的疑问,显然这不利于学生把所学知识运用于实践中去。其次,很多学生本身没有意识到毕业实习的重要性,他们认为即将进入工作岗位,以后有的是时间去实践。而把毕业实习更多的看成去完成学校交给的一个任务。同时在这段时间很多学生忙于找工作而忽视了毕业实习。最后,学校在毕业实习的投入不足。由于经费投入到教学科研方面的投入产出相对较高,很多高校把经费投入到教学科研中而忽视了毕业实习的投入,导致学生的实习地点不具代表性,没有经验丰富的工程人员现场指导甚至没有动手的机会,这也无形中使学生认为学校也不重视毕业实习,学生本身就会更加怠慢。
(二)指导教师方面
指导教师主要存在以下几个方面的问题:
(1)很多高校在教学和科研方面更加倾向于后者,甚至学校会给老师下达任务,如必须发多少篇论文,必须争取到多少科研经费,必须获得多少奖项等,这就导致了很多老师把工作重心放在了自己的科研项目上,而很少投入精力去检查学生的毕业质量。
(2)隧道工程中很多老师都有自己的工程项目,所以他们一般都把时间精力放到自己的项目中去了,甚至根本无暇顾及学生毕业设计。
(3)部分老师没有实际工程经验,有部分隧道工程老师甚至没有参与过隧道的设计和修建等,另外部分老师缺乏指导毕业设计的经验,在指导学生毕业设计时显得力不从心,导致部分学生毕业设计的质量不高。三是许多老师把往届毕业设计的题目稍加修改甚至不改就给本届学生,这就使得学生在做毕业设计时存在侥幸心理,认为即使做不出来也可以去会抄往届的设计,而不会独立的去思考和解决毕业设计中的问题。
(三)学生方面
学生方面的问题主要体现在以下几个方面:
(1)前期准备工作不足。
(2)学生缺乏主动思考的能力。很多毕业设计几乎都是一个套路,很少有创新的地方。
(3)学生在做毕业设计时往往会忽视相互交流的重要性。由于每个人的题目都有部分差别,因此大部分都是自己埋头苦干而忽视了同学间相互交流的作用。
(4)缺乏把知识相互串联起来的能力。
(5)很多学生的毕业设计都存在抄袭问题。部分学生平时不认真学习,完成毕业设计有困难,就在其他学生做完毕业设计后抄袭别人的。
(6)对毕业设计的认识不清楚。很多学生认为毕业设计是能拿到学位证和毕业证的前提,他们是为了拿证而去被动地完成毕业设计,认为只要设计合格了就可以毕业了。而对毕业设计的质量好坏不关心,仅仅只是能过通过答辩就行。
三、提高毕业设计质量的方法与思路
(一)培养学生严谨求实用于创新的学习态度
指导老师在指导学生毕业设计时应该着力于培养学生的学习态度,鼓励学生尝试不同的方法来完成设计。在毕业设计遇到问题时,老师不应该有问必答,而是鼓励学生通过互联网图书馆等资源去寻找答案。指导老师应该避免高高在上德高望重的思想,积极和学生探讨所遇到的问题,适时引导学生思考问题,对学生在毕业设计中浮躁错误的态度及时进行批评并督促学生改正。
(二)提高指导教师素质,改善指导方法
指导教师素质参差不齐,应对毕业设计指导老师进行提前培训,讲授怎样定题怎样辅导等问题。各老师也可以分享往年指导毕业设计的经验供其余老师扬长避短。同时应进行岗前的思想培训,提高老师对设计的认识程度和重视程度,以良好的工作作风来帮助学生完成毕业设计。老师在指导过程中应不断总结学生在毕业设计中的问题,思考出现这些问题的原因和解决方案,为后续指导提供经验指导。另外还应注意学生在设计过程中的通病,指导过程中着重强调该类问题。对待不同学生采用不同的指导方法,因材施教、因人而异。尝试不同的毕业设计指导方法,例如,有条件的情况下可以让经验丰富的设计人员定期进行隧道设计讲座、可以让学生自由组队对同一工程进行多方案的设计,来多方面探索最适合本届学生的指导思想。指导老师在指导学生毕业设计时应重在引导而不是直接告知。直接的告诉答案会让学生形成一种依赖心理,这不利于培养他们自己寻找资料和答案的能力。老师可以在大方向上为学生导航,而要求学生自己去查阅相关文献资料,培养学生独立解决问题的能力。
(三)提高毕业设计的管理能力
毕业设计不仅仅是指导老师和学生的事情,也是学院乃至学校的事情。学院和学校的教学管理部分应该加大对毕业设计的管理,制定科学的管理模式。例如,在毕业设计时,应该随时抽查指导教师的指导情况和学生毕业设计的完成情况。必要时可以邀请除指导老师以外的隧道工程系老师进行提问抽查。管理部门同时应该认真听取老师、专家和学生的意见,不断完善对毕业设计的管理和评价体系。毕业答辩是检验学生设计好坏和老师指导好坏情况的最终体现,院校应该切实深入实际,把握答辩这个最后的关卡,在最后这道线上做好毕业设计的质量控制。答辩之前应制定科学合理的答辩评判标准供老师和学生参考,答辩时一旦发现某个设计达不到要求的标准,应该认真彻查找出问题并认真修改设计,直到达到能够通过答辩的水准。
(四)多带学生去现场
土力学是土木工程专业知识体系的重要组成部分,然而它的教学与其他力学课程的教学有一些不同,首先与其他的力学课程相比有着自己显著的特点,例如:学科本身较为年轻,发展并不成熟;知识板块之间联系并不紧密;理论及设计多来自于实践经验,缺少严密的量化推导过程等。部分学生反映难以理解土力学的知识框架和应用方法。另外一方面,对于目前土木工程本科专业教学来说,主要任务仍以培养应用型、实践型人才为主,但在目前的教材编写及教学活动中,仍然以课堂讲授和理论学习为侧重,辅以若干个课时的试验课程,学生在课程结束后无法将知识系统化,也没有思路将理论和案例分析、地基基础设计联系起来,“学了不会用”“学了用不了”的问题较为突出。再者,在“大土木”和“全面发展”的教育思路下,学生课程较多,各门课程的学时被不断压缩,学生反映学习精力不够。一般48个课时的学习,需要覆盖从土的性质到地基基础设计的广泛内容,广泛的内容和有限的课时形成鲜明对比。
二、土力学的课程特点
教授提出土力学的三大特点:1.基础性:从20世纪30年代以来,土力学的经典理论及方法并没有太大的变化;2.时代性:土力学的应用已经不局限于建筑工程,而开始向环境、抗灾等其他领域拓展;3.实践性:学科与工程实践联系紧密。首先,土力学的理论知识结构比较散碎,但可以总结为图1的框架,其中三个特性:土的散碎性、土的多相性、地质历史形成的变异性;三个工程问题:强度、变形、渗流;三大理论:摩尔-库伦强度理论、有效应力理论、达西定律。图1其次,土力学是一门特别重视实践的学科。在《岩土工程50讲》一书中,李广信教授认为土力学本身是一门实用的学科,认为土力学的问题不能完全依靠数学或者物理力学的“模型”来解决,而且要经常依靠动手试验、现场认知、案例研究这些联系实际的方式提高学习质量。朱炳寅教授也提出类似的观点:“地基的沉降量不应该完全依赖于计算,在地基沉降量的确定过程中,工程经验往往比理论计算更重要,有时甚至是决定性的因素。”在他的著作中也反复强调案例分析、经验积累的重要性。
三、教学思路及教学建议
学习内容上,对于本科学生来讲,土力学的学习目的是为了在未来的实践工作中应用到勘察、设计、施工以及工程事故的处理当中,然而限于课时往往无法具体深入学习,学习的重点就侧重在三大理论和基本问题的计算、解决思路上。对于其他实践应用的内容,酌情安排课时,例如挡土墙、独立基础设计等常见的专业内容可以安排成大作业或者课程设计,对于更复杂的应用则适当删减。教学方法上,以培养动手能力为目标的土力学专业教育,应该从以下方面入手:
(1)重视基本概念和知识框架
当前大学生普遍存在着急功近利的学习风气,具体表现就在重应用轻理论,土力学虽然必须重视实践,但仍然强调“从实践中来”的理论总结;另一方面,目前的土力学教材编写质量良莠不齐,如何带领学生清晰地、正确地认识土力学的知识体系和重要概念,就是教学的首要任务,如有必要,建议可以在阶段性学习完成后回过头来再复习一遍绪论部分。
(2)及时引入基础试验教学
土力学基本理论的理解离不开实验课程,而部分教师为了方便教学,将实验课程和讲授课程各自集中安排,学生在理论学习和实践之间人为地多出一段空白期,不利于理论知识的及时消化,得不偿失。建议及时安排相关的实验课程,例如在讲到达西定律的时候,就开始常水头渗透试验的准备工作,待试验结束以后,再继续其他章节的学习。
(3)理解规范但不要敬畏规范
规范在我们国家的建筑业中具有十分特殊的地位,而且多具有强制性。笔者认为对于土力学学习来讲,应避免学生过早接触规范,主要原因是规范普遍存在着保守、过细的问题,它的编制是为了工程技术人员在实际工程中快速掌握及使用的,过早接触会限制学生创新思路和好奇心。另外规范在课程设计和使用的过程中,也要注意向学生强调规范的局限性,避免对规范的盲目推崇。
(4)“大作业+小组讨论”代替单打独斗的课程设计
课程设计是土木工程许多专业课的重要环节,目前许多课程设计采用的仍然是“一人一份”的方式,但笔者观察“结构设计大赛”等各种团队竞赛的效果后认为,团队形式带来了相互竞争、相互交流、相互激励的学习氛围,而且这也符合目前实际工作中的专业分工方式,可以培养学生的团队精神。
(5)注重案例分析和理论应用实际
案例分析作为土力学学习的重要途径要得到教师的重视,这是激发学生学习兴趣、理论联系实际的重要途径。目前国内建设工程众多,高校周边有很多的实例资源,可以通过实地参观、全程跟踪等方式学习地基、基础的设计和施工,也可以对已经发生的相关工程事故进行小组讨论,引导学生将理论知识与实际挂钩,或者采用课堂汇报的方式安排案例分析课程都是很好的途径。
(6)注重计算机应用
目前在国内的土力学教材中,部分教材仍附有“地基附加应力计算表”等表格,以方便学生进行手工计算,但不论是从实际工作中还是国外的教学发展来看,计算机软件应用是明显的方向,应该鼓励学生在课后作业中使用EXCEL编写简单的计算式进行计算,课后学习ABAQUS、ANSYS或者国内的理正等软件,将计算结果进行对比,指导分析其中出现差异的原因,拓宽学生的专业视角。
四、总结
1.1课程内容完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系
土木工程专业的建筑方案设计课程是在房屋建筑学课程基础上,讲解现行建筑设计规范、不同类型建筑设计原理和设计方法,通过具体的设计专题,培养学生正确的设计思维,更好地掌握建筑工程的设计方法。虽然土木工程专业房屋建筑学课程包含了关于建筑设计的知识,但内容只有4学时,而毕业设计环节中涉及建筑设计的环节为4-5周。如果没有建筑方案设计课程的内容对房屋建筑学课程中的设计知识做进一步的深化和完善,那么学生将严重缺乏建筑设计方面的知识,从而影响毕业设计的进度和质量。因此,开设建筑方案设计课程,从课程内容上完善了土木工程专业建筑学知识的内容体系。
1.2课程设置保证了土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性
目前,土木工程专业开设的建筑学类的课程有建筑制图、房屋建筑学、计算机辅助设计、建筑美术等课程。这些课程的开设较为独立,彼此之间缺乏关联性,缺少过渡和呼应。建筑方案设计课程的开设可以将这些建筑类的课程统筹和协调起来,加强课程之间的相互联系。通过学习建筑制图和房屋建筑学课程,学生掌握了建筑制图的标准和要求、建筑细部的构造要求及浅略的建筑设计知识。在此基础上,开设建筑方案设计课程,通过讲解理论性的设计原理和方法、进行具体题目的实践设计,可以进一步让学生开拓视野、掌握正确的设计方法,能够独立地分析、解决设计问题。在建筑方案设计课程之后开设计算机辅助设计和建筑美术课程,可以有助于学生运用建筑美学原理强化建筑平、立面设计,并通过计算机技术准确的将设计方案转化为二维或三维图形,形成更直观的建筑表达效果,加强学生对空间的理解和组合能力。因此,开设建筑方案设计课程,有助于加强土木工程专业建筑学类课程之间的关联性和延续性。
1.3课程开设有助于土木工程专业应用型高素质复合型人才的培养
在工程设计领域,建筑、结构和设备是紧密结合的三个部分,建筑设计控制着建筑室内外空间的舒适度和建筑外立面的艺术效果,结构设计在此基础上实现建筑的安全和稳定,设备从水、电、空调三个方面来实现建筑使用的舒适度。这三个部分合作的好坏决定了建筑设计成果的优劣,因此作为土木工程专业的学生应当掌握建筑设计和设备设计的知识,以实现三方在实施工程项目时能合作共赢。当前,建筑行业的竞争日益激烈,在这种大趋势下,更加迫切要求土木工程专业的学生掌握相关的建筑设计知识,适应社会的需求。因此,开设建筑方案设计课程有助于拓宽和提高学生的知识面和理论素养,有助于培养应用型高素质复合型人才。
2建筑方案设计课程在教学过程中出现的问题
1)、老师在上课过程中的理论课时偏多,造成了学生实践设计课时偏少,从而无法实现老师一对一的辅导学生,师生之间的交流偏少,学生学习较为被动。同时,在实践课时中,学生之间的相互交流也较少,很多学生都是闷着头自己做。2)、学生在实践设计中,不善于查阅资料,缺少分析问题、解决问题能力。例如在设计过程中,任务书中只规定了每种房间的面积,房间具体的开间和进深尺寸要由学生确定。很多学生在确定房间开间和进深尺寸时,不考虑房间的使用功能,只凭空想随意确定,最后设计出来的房间完全无法满足使用功能的要求。其实只要学生站在使用者的角度去考虑房间的使用对尺寸的要求,并查阅相关的设计规范或建筑设计资料集,都能够确定较为合适的尺寸。3)、学生在进行建筑设计时偏重建筑平面设计,忽略立面设计。在设计过程中,学生往往花费大量的时间进行建筑平面的设计,导致没有太多时间进行建筑立面的设计。同时,由于缺少一定的建筑美学基础,学生设计出来的建筑立面比较简单、呆板。最终出来的图纸往往是平面设计达到了深度要求,立面只是在平面的基础上生成的,毫无美感可言。
3建筑方案设计课程的教学改革措施
3.1转变教学思路和教学形式,重新定位老师和学生在教学中的角色。
土木工程专业的建筑方案设计课程应该由传统的以老师为主体的偏重理论教学的思路转变为以学生为主体、老师为主导、以实践设计为主线、理论与实践相结合的教学思路。教学形式由以老师集中的理论授课为主的转变为以学生进行多个专题的实践设计为主要内容,理论知识的讲授穿插在各个设计专题中。在新的教学思路和教学形式下,老师角色由传统的教学主体转变为学生设计过程中的协助者、引导者,在学生完成各个设计专题的过程中一对一的辅导学生,针对不同学生出现的不同问题做具体的指导,启发和引导学生独立地解决问题;学生的角色由传统的知识被动接受者转变为教学中的主体,能够主动地根据老师下达的设计任务书,查阅相关资料、制定设计进度安排,并进行实践设计,最终完成专题设计的任务。在整个教学过程中,老师和学生的关系是平等的,老师和学生共同研究学习,一起合作解决问题。
3.2采取启发式、案例式的教学方法,拓展学生的思维
土木工程专业的建筑方案设计课程中理论教学部分可采取启发式、案例式的教学方法,来拓展学生的思维,提高学生发现问题、分析问题的能力。启发式的教学方法主要是通过老师引导学生发现并把握设计中的主要矛盾,选择可行的解决方法,寻找设计的切入点。通过启发式的教学方法,可以充分调动学生的主观能动性,发挥学生的创造力,启发学生从不同角度思考、分析、对比不同方案的优劣,为提高设计能力打下基础。参观加实例分析的案例式的教学方法可以加深学生对设计专题相关知识的印象。老师通过方案图片介绍多个相关建筑设计实例,研究其功能组织、立面细部做法、建筑形体与色彩等方面的内容,引导学生讨论分析各个方案的设计思路及其优缺点,不仅能够让学生全方位的了解设计专题,同时也能提高学生分析问题的能力。除了通过图片展示开展案例式的教学,也可以将上课地点移至真实的建筑空间内,更直观地从功能设计、形态设计、空间设计等进行详细的分析和讲解,让学生更直接的接触和感受建筑空间,并进行对比分析。
3.3教学内容应选择适合土木工程专业的设计专题,严格控制设计进度
土木工程专业的建筑方案设计课程作为专业选修课,从深度和广度上无法与建筑学专业的建筑设计课程相提并论,因此课程内容应以大量性建筑作为设计专题以培养学生具备建筑设计的基础知识。同时,在设计过程中,应当将现行的建筑设计标准和规范最大限度的融入教学和设计中,不仅能够端正学生严谨和规范的设计态度,也能够培养学生在设计过程中查阅规范的良好习惯。此外,在设计过程中,老师对设计构思的过程要进行层层控制,严格检查各阶段设计草图,以实现学生在每个设计阶段都能有所收获。为保证设计质量,老师要严格按照设计控制学生的设计进度,,学生的最终成绩也应涵盖学生平时的表现。
4结语
1.1房屋建筑学课程设计教学改革措施。
对于房屋建筑学课程设计部分,结合我系土木工程专业“三位一体”的“666”实践教学模式,课题组通过两届学生教学,尝试将课程设计分布在建筑设计教学内容之后的教学过程中,将理论教学和实践相结合,形成一个有机整体,并尝试多人合作指导课程设计的模式。课题组老师根据教学需要及自己专业特长,拟定不同结构体系、不同使用功能、分量适当的课题,由学生自愿选择指导老师进行设计,一则可以满足学生爱好、激发其设计潜能,二则可以减轻科任教师工作量,效果良好。此外,在设计过程中应该强化规范意识,引导学生正确设计,充分挖掘学生的业余时间,严格考核,及时总结,以求提高教学质量。
1.2钢结构课程设计教学改革措施
1.2.1以项目实例为依托,开展设计教学。
在课程设计讲解过程中,以已修建实际工程为主,对实际工程进行设计。将书本理论知识与身边实际工程相结合,使学生把课堂所学知识加深理解和巩固。近两年榆林麻黄梁汽车产业园区,兴建了一批汽车销售4S店工程,主体为门式刚架。就以实际工程为依托,进行课程设计。带领学生到工地进行参观已修建好的门式刚架,了解结构形式,翻阅完整设计图纸等资料,把理论知识与实际工程一一对照、比较,增加了实际工程认知度,增强了施工图的绘制能力。在校教师再对钢结构施工图中的要点一一讲解,学生能从中获得更多的知识。
1.2.2优化教学内容。
在不增加学时的前提下,能让学生更多地掌握课程设计内容。把课程设计相关内容融入到实践教学中集中讲解,不占用理论教学时间。理论教学学时压缩后,我校安排以理论部分较强的钢结构原理为主。对于课程设计部分的讲解学时几乎所剩无几,那么对于钢屋架课程设计中的支撑布置、荷载导算、内力计算、构件计算、节点设计等几部分以平时作业的形式让学生多加练习,通过作业发现问题指正问题。在课程设计过程中遇到问题及时强调,这样能够保证设计各环节的质量。学生普遍反映良好。另外,要求学生查阅最新规范、图集;课程设计以实际工程为依托,那么就要以最新设计规范为依据。
1.2.3教学模式和设计内容多样化。
在钢结构课程设计中培养学生的创新意识和合作能力,开展多种多样的教学模式。一种引入“参与•合作”教学模式。把一个设计项目拆分为几个子项,2-4人组成设计小组,以设计小组为单位,参与到实际工程中去,对某一项目进行设计,每人设计一个子项。“参与•合作”教学模式的要点是通过教师的指导设计作用,形成学生主动、积极、创新的设计理念,团队合作的设计学习情景,教师与学生、学生与学生之间相互作用,相互促进。
1.3工程概预算课程设计教学改革措施
1.3.1将课程设计与理论教学相互穿插。
传统教学方法在教学过程中,课程设计与理论讲解在实施上是分开的,导致理论知识的讲解空洞、乏味,学生难以理解,教学效果一般。考虑到教学与课程设计是相辅相成的,理论知识是课程设计的基础,课程设计是理论知识的实践与应用,笔者提倡理论,笔者尝试将课程设计与理论讲解相互穿插组织教学,取得了较好的效果。
1.3.2选择恰当的题目,确定合理的课程设计份量。
笔者对开设工程概预算课程设计的院校进行调研,发现大多数院校该环节考核采用同一题目(同一套施工图)进行考核,形式单一,而且在多届学生中使用,对课程设计的质量产生了负面影响。笔者认为在进行设计选题时应本着“工期新、结构新颖,任务分量适当”的原则,同时尽可能选用正在建的工程,方便学生在设计过程中能将设计蓝图与实物联系起来,增强学生的感性认识和设计的积极性,提高设计质量。
1.3.3加强老师跟踪式指导,发挥学生的认知能动性,推行学生成果互审制。
为确保设计质量,增加学生的主动认知能动性,在进行课时设计组织运行时,将工程量计算安排在教室集中指导,每天不定期的检查学生的初稿,及时发现学生的问题,帮助学生解决问题,并且对一些共性、难点的问题集中讲解。定额套价、材料调差和取费统一安排在模拟算量实验室,使用网络版的广联达计价软件来进行操作,既方便教师的跟踪检查、指导,又可以使学生对基本工程量汇总计算等进行互审,既可调动学生学习的积极性、主动性,又可确保教学质量。
1.4施工组织课程设计教学改革措施
施工组织课程设计是《土木工程施工技术与管理》课程的综合性、实践性教学环节。本课程设计通过一个常见的、典型的多层建筑工程施工组织设计的编制,使学生熟悉单位工程施工组织设计编制的内容及程序,提高解决实际问题的能力,实现所学施工技术与管理知识的系统化、条理化,为在项目施工、管理领域执业奠定坚实基础。根据我校应用型人才培养定位,笔者认为该课程设计应做好以下几方面的内容。①将设计课题与理论教学相互穿插,杜绝“两段式”教学。传统教学方法将课程设计与课程理论分开组织,忽略了两者的内在联系,建议在组织教学的时候将二者相互穿插,重点讲好项目施工工艺的组织流程、项目进度控制方法及工艺间的逻辑关系等内容,为后续的工程项目的专项组织设计奠定坚实的基础。②尝试校企合作联合开展课程设计环节。针对我系培养应用型人才的办学定位,结合学校校企合作育人的构想,以现有产教合作项目为依托,以具体的工程项目为背景,尝试校企双向合作育人,激发学生的积极性,使学生较早融入工作岗位,使课堂理论知识与实践应用能力拓展的“零距离”对接,实现“学校知识学习厚基础、企业环境养素质、顶岗实践强能力”。③构建“多任务教学、多人合作指导设计”的实践教学模式。考虑到该课程实践性较强,与施工工艺联系紧密,建议构建集“多层民用建筑(住宅、办公楼等)施工组织设计、单层工业厂房施工组织设计”等为主线的多任务设计课程,并配备不同的专业教师进行设计指导,确保设计质量。④与生产实习相结合,革新课程设计的考核方法。按照原有人才培养方案,施工组织课程设计安排在生产实习教学前,经过近几年的实践,效果不是太好。建议在组织课程设计时,在生产实习前布置任务,生产实习后提交作品,使学生可以在实习过程中将一些新的施工工艺、工法等融入设计,有利于设计中工程质量、文明施工、施工组织专项设计及季节性施工措施等内容的深化。在成绩考核方面,可以结合生产实习环节通过ppt汇报等环节进行,亦可与实习企业联合进行考核,效果较好。
1.5钢筋混凝土结构课程设计教学改革措施
钢筋混凝土结构课程设计主要包括钢筋混凝土梁盖设计、单层工业厂房设计两个环节,是对混凝土结构及基本原理教学的重要补充。对于钢筋混凝土梁盖设计部分,主要以理论计算为主,应注重学生理论知识的内化、积累;对于单层工业厂房设计部分,则主要注重学生综合应用能力的培养,改革措施如下。单层工业厂房设计的主要作用是将课程中所学的单个知识点,如单个受力构件设计计算方法、荷载计算方法、内力计算方法、内力组合原则等实际应用于厂房建筑整体的结构设计中,让学生通过设计理解所掌握的计算方法在工程中如何运用,怎样实现教材内大量的构造措施等。雷洋等对单层工业厂房课程设计的设计内容及重难点进行剖析,并提出改进教学质量的方法,具体如下:①合理安排教学内容,突出重点教学。该课程设计涉及到的知识点比较多,教师要在教学中以讲明各个知识点之间的逻辑关系为重点,以学生能够综合运用各个知识点为目的。本人在教学中尝试采用“倒叙法,即根据设计结果反推设计过程,抓住每个过程中的主要矛盾,各个击破,教学效果较好。②合理安排教与学关系,培养学生实践能力。从教学过程的性质来看,教师的主导作用是从教师对教学过程的领导、组织和控制这一角度出发的。而学生在教学过程中首先必须积极参与,然后才能成为积极的推动者,成为学习的主体,这就是“教”与“学”同时在场时对学生的角色定位。③合理优化教学过程,提高设计效率。我校在进行课程设计时间安排上是按照二周,学时排在学生没课的时间和周末,这样从第一次课到最后一次课最久能拖一个月之久,需加强过程控制,方可确保设计质量。此外,笔者认为,对于单层工业厂房设计这块,为确保设计质量,应加强与房屋建筑学等课程的互动、沟通,在指导教师配置方面,亦可以配置房建老师及企业领域的工程技术人员进行指导。
2结论