基于CDIO的《建筑缩尺寸模型建造》课程教学改革及实践论文_黄英省1,胡强2,张世民3,廖娟4

1.3.4浙江大学城市学院 浙江杭州 310015;

2浙江省建工集团有限责任公司 浙江杭州 310012

摘要:课程紧密结合了CDIO能力培养要求和培养目标,采用实际工程项目为教学案例,积极探索了课程实施教学模式改革,将课程实践内容与课程能力知识点进行了有效衔接,设计了与理论课程贯通的教学和实践项目,同时强化实践过程,细化考核内容,注重综合能力考核,并完善了学生实践成果的提交形式和内容,实现了教学与实践一体化建设,提升了教学效果。

关键词:CDIO;实际建筑;缩尺寸;模型建造;教学改革;实践

概述

《建筑缩尺寸模型建造》课程以C-D-I-O四个阶段中的I环节为落脚点,也是CDIO的核心环节。创建初期是浙江大学城市学院首期“工程学子卓越培养计划”的重点培养课程,也是学生“工程师训练”的综合实践课程,目前已是土木工程专业选修CDIO项目组课程模块,在第三学期开课。在教学方面,本课程紧密结合实际,建造内容为实际工程项目,并根据CDIO能力培养要求进行教学实施,侧重工程实践应用。通过本课程学习,使学生进一步熟悉和理解土木工程学科的前后相关专业知识,能将各课程知识点进行有效串联和融合,能学以致用并解决相关的问题,能独立地进行简单工程项目的构思、设计、实施和运行,培养学生实践动手、分析设计、团队合作及沟通表达等能力。

1 课程教学重点解决的问题

本课程以实际具体工程项目为教学案例,案例内容可选用包括各类住宅建筑、超市、厂房、游泳馆、停车场及其他构筑物等,并对实体建筑进行缩尺寸模型建造,本课程重点解决的主要问题及思路如下:

(1)结合土木工程行业工程实践和课程实施能力培养点,收集和设计实施性强、可供学生灵活选择的工程案例和编写易于指导学生实践的学习资料,设计课程实施的具体步骤和注意事项,实现课程实施的规范化、模块化和可操作化。

(2)结合CDIO能力培养要求和课程能力培养目标,探索课程实施教学模式改革,探索适合实践项目的实施方法和教学手段,全面实现课程能力培养目标。

(3)紧密结合土木核心课程能力知识点,细化课程教学与实践内容,设计与理论课程贯通的教学和实践项目,精讲多练,实现教学与实践一体化,使学生通过实践,提高知识理解、应用和动手能力。

(4)基于CDIO教学模式改革,细化考核内容,强化实践过程,注重综合能力考核,制定与课程能力培养目标相适应的课程考评内容和要求,探索全方位、全过程、全面的实践课程能力考评办法。

(5)根据课程实施的内容和要求,制定并完善学生课程实践成果的提交形式和内容要求,做好课程实践成果和资料的积累。

2 课程教学改革具体措施

(一)收集实际具体工程项目实例,优化设计成教学案例,融入课程教学

本课程根据土建行业目前实际使用较多的基础和主体结构形式,并综合考虑了实际操作的可行性,优先选用了小别墅施工实例作为课程的主要教学案例。为了更好的融入课程教学,对小别墅施工教学案例的结构形式、实施内容、施工流程等方面进行了优化设计。

(二)充分体现产教融合,优化实施内容,形成《课程实践实施指导书》

根据小别墅施工案例的规模和特点,充分挖掘现有实验室的资源和条件,紧密结合实际工程项目建造施工技术和工艺特点,多方搜集施工案例和音像资料,完成基于现有实验室条件下的实体建筑缩尺寸建造实施步骤和施工工艺,同步形成相关配套实施文件建设,形成《课程实践实施指导书》。

(三)基于CDIO工程教育理念,设计与课程实践相配套的课外CDIO小项目作业

结合CDIO能力培养要求和课程能力培养目标,充分提炼小别墅施工教学案例能力知识点,紧密联系与本课程实施的学期中同步进行的相关理论课程和实验课程内容,并将知识点与实践内容进行有效衔接,设计与理论课程贯通的CDIO小项目。

(四)紧密结合实际工程项目案例,丰富课程实践学习成果提交的形式及内容。

收集并加强实际工程项目案例学习,借鉴已有实践类课程成果展现形式,同时结合本课程教学案例实践内容特点,设计内容较为详实的《课程学习实践总结报告》示范文本。

(五)改革考核内容及方式,制定全方位、全过程的课程考评实施细则

根据本课程在专业培养的定位及总体培养目标,从知识、能力、素质、过程及成果等五个方面按一定的权重进行考核。同时根据课程教学案例实施能力知识点,细化考核内容,扩展内涵,分别制定各项具体考核内容的分档评分要求,同时明确分项考核评分及总评分原则,形成《课程考评实施细则》。

3 课程教学改革特色及成效

(一)课程小别墅施工教学案例成功实施,同时建立了适用于室内建造的小别墅缩尺寸模型施工流程

小别墅施工教学案例的实施内容,主要包括基础工程的施工和主体结构的施工两部分,具体实施成果和流程如下:

图1:基础独立承台钢筋放样绑扎 图2:基础独立承台钢筋骨架

图3:混凝土搅拌 图4:承台混凝土浇筑

图5:承台浇筑成型 图6:承台拆模养护

图7:基础测量定位、放线 图8:基础承台定位

图9:基础梁柱板模板制作 图10:基础梁柱施工

图11:基础梁柱整体现浇 图12:基础顶板施工

图13:一层柱钢筋搭接 图14:一层梁柱板模板制作

图15:一层柱梁钢筋骨架制作 图16:一层梁柱板钢筋绑扎

图17:一层梁柱板整体浇筑 图18:一层梁柱板浇筑完成

图19:一层梁柱板拆模 图20:二层柱钢筋搭接

图21:二层梁柱板模板制作 图22:二层梁柱板现浇

图23:二层梁柱板拆模养护

(二)小别墅施工教学案例经过5轮的教学实践,形成较为完善的《课程实践实施指导书》

《课程实践实施指导书》主要包括工程建造实施流程、建造施工任务书及进度安排表和建造施工工艺等。

1.小别墅施工建造流程如图24所示:

图24:小别墅施工建造流程图

2.小别墅施工任务书及进度安排表如下所示:

3.小别墅缩尺寸模型建造主要施工工艺及要点

(1)基础承台浇筑施工工艺

(2)承台柱及地梁整体浇筑施工工艺

(3)一、二层梁柱板整体浇筑施工工艺

(三)总结提炼小别墅施工各个阶段实践内容,设计并布置CDIO小项目作业

结合CDIO能力培养要求和课程能力培养目标,总结归纳小别墅缩尺寸模型建造施工过程的具体内容,充分提炼小别墅施工教学案例中的能力知识点,设计课外CDIO项目作业,主要包括:1.《缩尺寸建筑施工图绘制》、2.《承台钢筋放样绑扎实践报告》、3.《基础承台施工工序及施工质量控制要点总结报告》、4.《基础梁柱钢筋放样绑扎实践报告》、5.《梁柱施工工序及施工质量控制要点总结报告》等。

总结归纳小别墅施工竣工成果,形成《课程学习实践总结报告》示范文本

整理小别墅缩尺寸模型建造施工教学案例实施过程中的成果,借鉴实际工程竣工报告的形式,形成《课程学习实践总结报告》示范文本,具体内容包括:1.工程概况、2.实体建筑缩尺寸图纸设计、3.基础工程施工、4.一、二层梁柱板施工、5.楼梯施工、6.总结及体会等。

(五)注重全方位、全过程考核,形成《课程考评实施细则》

本课程考核采用五级制和百分制相结合的方式进行,并最终把五级制转换成百分制评定成绩。同时分别制定各项具体考核内容的分档评分要求,明确分项考核评分及总评分原则,形成《课程考评实施细则》。

课程考核主要从知识考核 20 %,能力考核 20 %,素质考核 20 %,过程考核 15 %,成果考核 25 %等五个方面按不同的权重进行考核。先采用五级分制进行评定,优(5分)、良(4分)、中(3分)、差(2分)、不合格(1分),最后再转换成百分制,课程考核五级制转换成百分制评定成绩表,如表1所示:

表1:课程考核五级制转换成百分制评定成绩表

4 结语

本课程紧密结合CDIO能力培养要求和培养目标,采用实际工程项目为教学案例,对实体建筑进行缩尺寸模型建造,以能力培养为主线,强化实践,全面提高了学生综合实践能力,课程实施总结如下:

(1)以实际工程案例缩尺寸模型建造为抓手,模拟施工现场环境,侧重实践,采取“做中学”、“基于项目的学习”的方式来促进理论课程知识点的深化学习,很有裨益。

(2)将课程案例实践内容与相关课程能力知识点进行有效衔接,设计与理论课程贯通的CDIO实践项目,充分体现产教融合,实现教学与实践一体化建设,提升了教学效果。

(3)为后续的全寿命周期课程提供了试验模型:可采用自主研发的室内多功能结构加载设备,进行结构多种破坏试验,并可再进行破坏后加固承载力研究。

(4)为老师学生科研项目提供了模型条件:目前教师科研团队正在开展基坑开挖对周边房屋影响的模型试验研究、隧道开挖对周边房屋影响的模型试验研究,本课程案例建造的模型都可以直接在科研的试验模型中采用,学生也可以参与其中开展大学生科研项目,做到学研、科教融合。

参考文献:

[1]顾佩华.CDIO大纲与标准[J].汕头:汕头大学出版社,2008,3-17.

[2]王永贵,孟海平,蔺新艳等.基于CDIO理念的建筑工程专业实践教学体系改革[J].大学教育,2017,(09):17-20.

[3]孙峙华.在《材料力学》课程教学改革中贯彻CDIO理念的探索[J].科技风,2017,(11):33-34.

[4]张煜敏,刘振华,崔莹.土木工程专业基于CDIO工程教育模式的优化改革[J].教育教学论坛,2017,(23):124-125.

本文受浙江大学城市学院七期重点课程建设项目(土木工程CDIO专项)(CD1403、CD1405)支持。

论文作者:黄英省1,胡强2,张世民3,廖娟4

论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期

论文发表时间:2018/4/2

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