PKPM軟件從學(xué)習(xí)到應(yīng)用的教學(xué)探討

劉方方，朱煥光，薛娜

（河南城建學(xué)院 土木與交通工程學(xué)院，河南平頂山 467000）

從國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)發(fā)展要求和社會(huì)需求來(lái)看，各高校積極主動(dòng)參與到土木工程教育認(rèn)證當(dāng)中，力求不斷培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，確保畢業(yè)學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，促進(jìn)了本科教育培養(yǎng)方案的不斷發(fā)展和完善[1]。 要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，PKPM 軟件是不可或缺的，能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程案例當(dāng)中，鞏固和加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)。 PKPM 是中國(guó)建筑科學(xué)研究院研發(fā)的一款集建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等設(shè)計(jì)于一體的工程設(shè)計(jì)管理軟件[2]。該軟件包涵了結(jié)構(gòu)、砌體、鋼結(jié)構(gòu)等多層及高層用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊。 而其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊是土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)的重點(diǎn)模塊，也是以后工作中必備的基本技術(shù)。但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊所涉及內(nèi)容多、參數(shù)多變、 理論性強(qiáng)等特點(diǎn)使部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不易熟練掌握和靈活運(yùn)用[3]。 總之，社會(huì)對(duì)PKPM 的學(xué)習(xí)與應(yīng)用的要求越來(lái)越高。然而，目前對(duì)于該軟件的學(xué)習(xí)與應(yīng)用中，出現(xiàn)了培養(yǎng)目標(biāo)不達(dá)標(biāo)、指導(dǎo)過(guò)程有待加強(qiáng)，授課教師與行業(yè)接觸少及項(xiàng)目設(shè)計(jì)不成體系等問(wèn)題，造成部分學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力較差，且設(shè)計(jì)項(xiàng)目偏理論，部分未達(dá)到實(shí)際工程應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，需引起足夠重視[4]。 鑒于此，結(jié)合各高校授課的特點(diǎn)和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及筆者對(duì)授課過(guò)程的思考，分析教師如何改進(jìn)當(dāng)前的現(xiàn)狀，針對(duì)問(wèn)題提出個(gè)人的看法和改善性意見(jiàn)，希望對(duì)當(dāng)前教學(xué)改革有一些幫助。

1 高校PKPM 軟件教學(xué)情況簡(jiǎn)介

目前，各高校一般將PKPM 教學(xué)工作設(shè)置在第六學(xué)期或第七學(xué)期，授課課時(shí)一般在32 課時(shí)。 PKPM 的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)體系選擇及結(jié)構(gòu)布置等難點(diǎn)不宜在短時(shí)間輕松掌握，還涉及建筑、水、電、暖通專(zhuān)業(yè)等。事實(shí)上，在很短的時(shí)間內(nèi)學(xué)生對(duì)PKPM 軟件的學(xué)習(xí)，僅能熟悉建模、SATWE 參數(shù)設(shè)置、計(jì)算結(jié)果查看、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等基本操作流程，要達(dá)到教育部關(guān)于土木專(zhuān)業(yè)推出的工程教育認(rèn)證、卓越工程師的培養(yǎng)計(jì)劃等的要求，學(xué)生不僅要在課前熟練掌握專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，熟悉并掌握常用規(guī)范、相關(guān)條文、圖集的相關(guān)應(yīng)用，還需要課上課下加以熟練運(yùn)用，由有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師為學(xué)生授課，通過(guò)PKPM 軟件的學(xué)習(xí)鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 學(xué)生通過(guò)實(shí)際工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，能夠提升自身工程素質(zhì)和創(chuàng)新思維。 由此可見(jiàn)，工程設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)十分重要。

2 PKPM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件教學(xué)的探討與分析

2.1 將工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證貫穿于PKPM 軟件學(xué)習(xí)中

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。 各高校積極參與工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)教育理念、方式、目標(biāo)與國(guó)際相接軌[5]。

要達(dá)到上述目標(biāo)，需充分考慮多方面因素，如師資力量、教學(xué)手段和方法等。鑒于存在授課與工程教育認(rèn)證的關(guān)聯(lián)度不夠與實(shí)習(xí)中企業(yè)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)不夠深入等問(wèn)題，為達(dá)到工程教育認(rèn)證對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)提出的要求，學(xué)?？蓪⒐こ探逃J(rèn)證理念貫穿于理論授課、課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、開(kāi)設(shè)講座等各環(huán)節(jié)當(dāng)中。教師搜集以往相關(guān)工程資料或案例，指導(dǎo)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際工程的能力，讓學(xué)生熟練掌握各知識(shí)點(diǎn)的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)運(yùn)用能力的提升。 在PKPM 的授課與應(yīng)用過(guò)程中，以此幫助學(xué)生掌握PKPM 軟件參數(shù)設(shè)置、結(jié)果有效性判斷以及局限性分析，鍛煉學(xué)生軟件操作能力與解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，了解PKPM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的實(shí)際工程應(yīng)用[6]。 除此之外，學(xué)校應(yīng)始終堅(jiān)持以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證要求為目標(biāo)，以持續(xù)強(qiáng)化教師主體責(zé)任為重要突破口，以學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量為具體體現(xiàn)，堅(jiān)定不移的促使每一位畢業(yè)生達(dá)到工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，向社會(huì)輸送優(yōu)秀人才，為國(guó)家培養(yǎng)大國(guó)工匠。

2.2 同項(xiàng)目跨專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

填鴨式的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考能力，且如果在學(xué)科建設(shè)和專(zhuān)業(yè)發(fā)展等方面界限分明，相互之間沒(méi)有滲透和融合，勢(shì)必造成不同專(zhuān)業(yè)之間創(chuàng)新力不足，也達(dá)不到產(chǎn)業(yè)界對(duì)跨專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)人才的需求[7]。因此，搭建跨專(zhuān)業(yè)協(xié)同培養(yǎng)模式可以在一定程度上解決上述問(wèn)題。

在土木工程教學(xué)中，充分利用PKPM 的特點(diǎn)可以進(jìn)行多學(xué)科的協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 PKPM 課程的學(xué)習(xí)不僅要考慮土木專(zhuān)業(yè)的需求，還應(yīng)考慮其他專(zhuān)業(yè)的配合與協(xié)同。 為提高PKPM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，除了需掌握PKPM設(shè)計(jì)方法外，建議提供多專(zhuān)業(yè)共同完成的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，在學(xué)校內(nèi)部或?qū)W校之間由建筑、土木、市政等專(zhuān)業(yè)學(xué)生共同完成一套完整的施工圖，教師根據(jù)項(xiàng)目數(shù)量，將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組根據(jù)項(xiàng)目大小可以指派幾位學(xué)生共同完成，若干個(gè)小組可以同時(shí)對(duì)接一套建筑小組，并根據(jù)施工圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。各專(zhuān)業(yè)學(xué)生在使用軟件的過(guò)程中，不斷主動(dòng)提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，并把大量零碎專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)融會(huì)貫通、學(xué)以致用，并應(yīng)用到符合工程實(shí)際中去，最后通過(guò)集體討論得出一致性意見(jiàn)，并與現(xiàn)有案例的方案間找差距、補(bǔ)不足，切實(shí)通過(guò)同一個(gè)項(xiàng)目提高專(zhuān)業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。 與此同時(shí)，學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力等也得到提高，可促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.3 實(shí)施雙導(dǎo)師制

2018年教育部部長(zhǎng)陳寶生在新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持“以本為本”，推進(jìn)“四個(gè)回歸”，指出高教大計(jì)、本科為本，本科不牢、地動(dòng)山搖的論調(diào)[8]。 因此，如何更好地培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代要求的本科生成為當(dāng)前時(shí)期的重要內(nèi)容之一。

目前部分教師重理論、輕應(yīng)用的現(xiàn)象依舊存在，教師在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中偏離實(shí)際應(yīng)用的情況也時(shí)常發(fā)生，解決這一難題是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵一環(huán)，也是向企業(yè)輸出高質(zhì)量人才的必要條件。 學(xué)生在課程設(shè)計(jì)等諸多教學(xué)環(huán)節(jié)由設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師和學(xué)校教師聯(lián)合指導(dǎo)，實(shí)施雙導(dǎo)師制，是目前最快且得體地解決問(wèn)題的舉措之一。 當(dāng)然，也可作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的方案進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)校企合作，利于培養(yǎng)人才和合作交流?！半p導(dǎo)師”制度可以追溯到20世紀(jì)末，國(guó)內(nèi)首次提出了校內(nèi)外教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行共同指導(dǎo)。校內(nèi)理論教師一般是高校導(dǎo)師，主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、學(xué)術(shù)研究、論文撰寫(xiě)等。 而校外實(shí)踐教師則主要是公司高管或者技術(shù)人員，為學(xué)生提供技能研習(xí)和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)的開(kāi)放型職業(yè)訓(xùn)練情境。目前，這一制度主要應(yīng)用于研究生培養(yǎng)的過(guò)程中，如應(yīng)用于本科生的培養(yǎng)也能起到立竿見(jiàn)影的效果。土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用后，雙導(dǎo)師注重結(jié)合工程實(shí)際指導(dǎo)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 優(yōu)化和繪制施工圖，例如在布置主梁截面高度時(shí)，在滿足跨度相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的同時(shí)，還應(yīng)考慮建筑立面布置要求，如外墻窗上沿至上方主梁底部尺寸高度較小時(shí)，可以全部布置為主梁；鋼筋要兼顧計(jì)算結(jié)果和施工方便，通常只采用兩種直徑鋼筋布置。 最后學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行答辯，主要對(duì)建模過(guò)程、 常用參數(shù)選取和計(jì)算結(jié)果判斷、模型調(diào)整優(yōu)化、如何解決優(yōu)化過(guò)程中遇到的問(wèn)題等進(jìn)行闡述。

2.4 教師的“回爐再造”

為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人才需求，近幾年諸多高校提出建設(shè)應(yīng)用型大學(xué)的目標(biāo)。 教師的教學(xué)能力是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。 為此，學(xué)校在加強(qiáng)“雙師雙能型”師資隊(duì)伍建設(shè)的同時(shí)，也應(yīng)大力引進(jìn)行業(yè)企業(yè)人才。 教育部規(guī)定自2019年起，除持有相關(guān)領(lǐng)域職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)的畢業(yè)生外，職業(yè)院校、應(yīng)用型本科高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師原則上從具有3年以上企業(yè)工作經(jīng)歷并具有高職以上學(xué)歷的人員中公開(kāi)招聘[9]。 因此，對(duì)目前的高校教師特別是從校門(mén)到校門(mén)的教師來(lái)說(shuō)，“回爐再造”也是一項(xiàng)重要措施。

讓一線教師回到企業(yè)崗位上鍛煉掛職，實(shí)現(xiàn)“回爐再造”，能為教師提供深入企業(yè)鍛煉的機(jī)會(huì)，教師更能高效地搜集對(duì)學(xué)生有幫助的信息，了解行業(yè)的最新發(fā)展方向。課上展示在企業(yè)搜集到的典型工程實(shí)例，并將調(diào)整、優(yōu)化模型的過(guò)程展示給學(xué)生，課下組織學(xué)生探索其他優(yōu)化模型的方法，幫助學(xué)生及時(shí)消化吸收設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)工程師和外聘教師傳授的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。最后，學(xué)期結(jié)束后教師應(yīng)搜集、 整理和歸納指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)PKPM軟件過(guò)程的問(wèn)題，以便在今后的企業(yè)鍛煉過(guò)程中，找到更好的解決辦法，從而應(yīng)用到下一屆的學(xué)生指導(dǎo)與教學(xué)中，以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有PKPM 軟件教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，提出了強(qiáng)化軟件的學(xué)習(xí)與應(yīng)用對(duì)提升學(xué)生處理工程復(fù)雜問(wèn)題具有重要作用，也是達(dá)到工程教育認(rèn)證的目標(biāo)的途徑之一；一個(gè)完整的設(shè)計(jì)項(xiàng)目需要土木、建筑、市政、暖通等多專(zhuān)業(yè)學(xué)生完成，可鍛煉學(xué)生在設(shè)計(jì)項(xiàng)目中應(yīng)用知識(shí)的能力和合作意識(shí)，使學(xué)生具備一定的實(shí)戰(zhàn)能力；實(shí)施雙導(dǎo)師制和教師的“回爐再造”是保證項(xiàng)目能夠有條不紊推進(jìn)的有力保證，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)，協(xié)同育人的目的。