淺析結構設計競賽對大學生綜合能力的培養(yǎng)

1、淺析結構設計競賽對大學生綜合能力的培養(yǎng) （湖北工業(yè)大學建筑工程系，湖北 武漢 430068） 摘要：大學生結構設計競賽是一項極富創(chuàng)新意識和挑戰(zhàn)意識的科技競賽，但受到參賽經驗以及培養(yǎng)理念及模式等方面的限制，部分高校在參加大學生結構設計競賽的過程中，教師的積極引導作用常難以充分l揮，學生的綜合能力并未通過競賽得到有效提高。結合大學生結構設計競賽指導教師的經歷，就目前大學生綜合素質發(fā)展方面面臨的問題進行深入分析。以第八屆中南地區(qū)大學生結構設計競賽為例，對如何通過大學生結構設計競賽實現(xiàn)大學生綜合能力的培養(yǎng)進行分析和研究，所得結論供國內同行借鑒和參考。 關鍵詞：大學生結構設計競賽；綜合能力；創(chuàng)新能力 中

2、圖分類號：g642.0 文獻標志碼：a 文章編號：1674-9324（2017）18-0212-02 一、引言 大學生結構設計競賽作為土木工程專業(yè)創(chuàng)新性和實踐性最強的學科競賽，是教育部確定的全國九大大學生學科競賽之一，如何充分發(fā)揮競賽對土木工程專業(yè)實踐教學的指導作用，對未來卓越土木工程師培養(yǎng)計劃的順利實施具有重要的意義。結合近年來多次指導省級以及國家級大學生結構設計競賽的經歷，就目前結構設計競賽在大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面面臨的問題進行深入分析，以第八屆中南地區(qū)大學生結構設計競賽為例，對如何通過大學生結構設計競賽實現(xiàn)大學生綜合能力的培養(yǎng)進行分析和研究，供國內同行借鑒和參考。 二、當前結構設計競賽所

3、面臨的主要問題 （一）大學生結構競賽指導方法和指導體系仍不健全 目前，許多高校仍缺乏科學系統(tǒng)的大學生結構競賽指導方法和指導體系。許多高校在競賽中只重視拿不拿獎，而不重視如何通過競賽培養(yǎng)學生靈活運用知識的技能。競賽指導多數(shù)停留在讓參賽學生埋頭苦練上，因而尚未形成科學系統(tǒng)的大學生結構競賽指導方法和指導體系，其指導水平遠未能達到教學藝術的高度。同時，目前許多高校籌備結構設計競賽時，教師的指導與學生的自主創(chuàng)新之間尚無法得到全面的協(xié)調。 （二）對學生專業(yè)知識拓展的限制 目前，以專業(yè)知識指導結構設計競賽，反過來以結構設計競賽促進專業(yè)課程教學的有效互動模式還沒有形成，在很大程度上制約了競賽向專業(yè)課程反饋、促

4、進作用的發(fā)揮。比如，部分學生雖然能夠動手制作承載力較高，且外觀精美的結構模型，然而在競賽模型展示階段，一被問到有關結構力學、材料力方面的知識，學生卻常?；卮鸬摹绑H頭不對馬嘴”。因此，構建一套結構設計競賽反饋指標體系，評價土木工程專業(yè)學生對專業(yè)知識的應用能力，促進專業(yè)課程教學，是目前需要深入研究的課題。 三、高校大學生結構設計競賽培養(yǎng)模式的建議 針對目前結構設計競賽在培養(yǎng)大學生綜合能力領域所面臨的主要問題，筆者提出如下改進建議，為結構設計競賽對大學生綜合能力的培養(yǎng)模式提供一點參考。 （一）構建結構設計競賽實踐培訓與專業(yè)理論相結合的教學模式 由于結構設計競賽的參賽同學多為二年級或三年級學生，二年級

5、學生已學完理論力學，正在學習材料力學，三年級學生已學完理論力學和材料力學，正在學習結構力學和鋼筋混凝土結構、橋梁設計等專業(yè)課。通過結構設計競賽中的指導，促使學生將所學力學知識以及其他相關專業(yè)課知識直接進行應用，從而增強大學生的知識綜合運用能力、理論聯(lián)系實際的能力、動手動腦的創(chuàng)新能力以及力學分析軟件的應用能力，實現(xiàn)學生基本專業(yè)素質的提高。結合土木工程的各專業(yè)模塊（如建筑工程方向、道路與橋梁工程方向等）開設符合專業(yè)特點的結構創(chuàng)新設計講座，將科技創(chuàng)新活動納入實踐課程教學體系中，更能突出其在實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的地位和作用。講座知識可涵蓋不同模塊的專業(yè)創(chuàng)新內容，如建筑工程方向可以房屋建筑結構為主，道路與

6、橋梁工程方向可以橋梁結構為主，滿足不同模塊學生的要求。結構創(chuàng)新設計講座可結合專業(yè)課的實踐性教學環(huán)節(jié)來設置，開設諸如構件模型（如梁、板、柱、墻、基礎等）、結構模型（建筑、橋梁、高聳結構、大跨及空間結構等）設計制作及加載試驗等一系列內容的創(chuàng)新實踐講座。開設創(chuàng)新設計講座將有助于增強學生對專業(yè)知識的直觀認識和理解。 （二）建立以結構設計競賽為平臺的教師教學與科研團隊 以第八屆全國結構設計大賽為例，為了能在此次大賽中取得好成績，湖北工業(yè)大學特組織了結構設計大賽指導老師團隊，其中以蘇駿教授為主要負責人，團隊成員包括余佳力老師（主要從事結構工程研究）、張晉老師（主要從事力學專業(yè)研究）和李揚老師（主要從事材料

7、耐久性研究）。在大賽籌備期間，蘇駿教授總負責比賽準備階段的組織和策劃，具體包括試驗加載設備的購買引進、與其他兄弟高校的交流溝通，并對結構選型方案的最終確立進行審核；余佳力老師主要負責隊員的招募和選拔，并引導學生進行結構模型的選型；張晉老師主要負責進行結構模型的力學仿真分析，將分析過程及方法傳授給學生；李揚老師主要負責對學生進行材料性能試驗方面的培訓、計算說明書撰寫能力的培養(yǎng)等。每個指導老師均充分發(fā)揮了自己的專業(yè)優(yōu)勢，實現(xiàn)了整個指導隊伍的良性循環(huán)發(fā)展。 四、培養(yǎng)實例 結合第八屆中南地區(qū)大學生結構設計競賽的指導經歷，通過對師生競賽準備過程及競賽具體環(huán)節(jié)的結果分析，給出切實可行的培養(yǎng)和指導建議。結構

8、設計競賽在準備過程中基本分為如下幾個環(huán)節(jié)： 1.在確立結構方案階段。指導老師初步向學生提供幾種可行的結構方案，由學生結合自己的理論分析和模型加載效果進行結構方案的改進，或另行確立結構方案。應予以指出的是：該階段老師不要直接指定結構的方案，而是讓學生自己去思考和確定，從而激發(fā)學生的設計熱情和創(chuàng)新意識。 2.在理論分析階段。指導老師向學生進行了有關ansys以及sap2000有限元分析軟件培訓，并要求學生把擬設計的結構構件制作成試件進行受力性能試驗分析，從而讓學生了解竹材的力學性能，為理論分析提供參考依據(jù)。該階段，教師不要代替學生完成理論分析，而是掌握“授之以魚不如授之以漁”的道理，要求學生切實提

9、高力學分析和試驗研究的能力，為日后開展更深入的理論創(chuàng)新研究打下堅實的基礎。 3.進行模型制作和加載試驗。在初步確定了結構的制作方案之后，要求學生進行模型的制作并進行加載試驗，通過試驗結果對模型進行改進。通過反復試驗加載實現(xiàn)結構的優(yōu)化，提交最終的模型方案。在這個階段，要切實通過該環(huán)節(jié)提高學生的動手實踐能力、試驗分析能力。同時應在該環(huán)節(jié)完全模擬結構設計大賽正式舉辦的過程，從而使學生克服參賽時緊張、焦慮的情緒，培養(yǎng)良好的心理素質。 4.正式參加比賽期間。要求學生在認真完成自己模型的同時，利用空余時間與其他高校師生交流有關結構模型設計方面的經驗，在模型展示和加載階段認真研究他人模型的優(yōu)劣。 五、總結

10、通過結構設計競賽對大學生綜合能力進行培養(yǎng)，才能真正體現(xiàn)大學生結構設計競賽的價值和意義。結合自身大學生結構設計競賽的指導經歷，對高校大學生結構設計競賽培養(yǎng)模式的建議提出了建議：構建結構設計競賽實踐培訓與專業(yè)理論相結合的教學模式，建立以結構設計競賽為平臺的教師教學與科研團隊，由此提高學生參與科技創(chuàng)新活動的熱情，并促進土木工程創(chuàng)新團隊的培養(yǎng)、教學與科研團隊的組建，實現(xiàn)土木工程學科學術與研究的縱深發(fā)展。 參考文獻： 1陳天虹，葛龍威，吳建華，等.從大學生結構設計競賽看學生創(chuàng)新應用能力的培養(yǎng)j.浙江科技學院學報，2005，17（4）：298-300. 2賈傳果，張川，李英民，等.結構設計競賽對土木工程專業(yè)本