PKPM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件課程教學(xué)探討

Abstract：Aimingattheshortageofcurrentteaching,thispaperanalyzestheproblemsinteachingreform.Thispaperraisesthemeasuresofreformaboutteachingcontents,teachingmodel,teachingmethodsandassessmentmethodsetc.,highlightingtheteachingmethodsoftrainingstudentsbasedonpracticalskills.

關(guān)鍵詞：PKPM；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式；教學(xué)方法；實踐能力

Keywords：PKPM；teachingcontent；teachingmodel；teachingmethod；practicalskill

中圖分類號：G42文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）01-0283-02

0引言

隨著科技的發(fā)展，計算機硬件技術(shù)和建筑結(jié)構(gòu)分析理論在不斷地發(fā)展和完善，計算機輔助設(shè)計（CAD）系統(tǒng)在建筑工程設(shè)計領(lǐng)域中被越來越廣泛的應(yīng)用。其中由中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的PKPM系列軟件是目前國內(nèi)使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)計算軟件之一，國內(nèi)大多數(shù)設(shè)計院結(jié)構(gòu)設(shè)計是通過該軟件來完成的，已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須正確掌握熟練應(yīng)用的基本技能�；�于此，在高校的建筑工程專業(yè)中作為專業(yè)基礎(chǔ)課被普遍開設(shè)，該課程是集實踐性、實用性為一體的專業(yè)課程，以結(jié)構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ)，教授PKPM系列軟件的基本操作以及在結(jié)構(gòu)施工圖中的應(yīng)用，學(xué)好該課程不僅能使學(xué)生掌握對軟件的熟練操作，更能使學(xué)生對以前所學(xué)建筑結(jié)構(gòu)類課程基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用有一個新的認識和提高，旨在培養(yǎng)學(xué)生利用軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，使學(xué)生具備對各種錯綜復(fù)雜因素的綜合分析能力和解決工程實際問題的能力。

但是從作者在教學(xué)及研究中發(fā)現(xiàn)，目前的教學(xué)現(xiàn)狀并不盡如人意，由于該課程的教材、案例等不像混凝土結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)課程那樣充足適用，教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)手段和方法不科學(xué)，教學(xué)過程沒有充分考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程，理論與實踐沒能很好的結(jié)合，教學(xué)僅停留在基本命令使用的初級層面上,不夠深入,從而使得學(xué)生在課程學(xué)習(xí)階段能掌握的設(shè)計內(nèi)容很少，以至于在后續(xù)的專業(yè)課和課程設(shè)計中，不能很好的發(fā)揮計算機輔助設(shè)計的優(yōu)點，不能靈活應(yīng)用軟件處理設(shè)計中的實踐問題。并且考試形式單一，考核不全面，傳統(tǒng)的考核方式是筆試加機試,甚至只有筆試。由于考試時間的限制,一般出的題目較單一，只是關(guān)于基本操作命令應(yīng)用的,盡管一定程度上可以反映學(xué)生的初步學(xué)習(xí)掌握情況，但并不能將學(xué)生的真實的設(shè)計思路體現(xiàn)出來。因此，有必要對PKPM這門計算機輔助設(shè)計課程進行一定的研究和改革，探索出一套切實有效的教學(xué)方法，使學(xué)生真正做到學(xué)有所用。

1課程內(nèi)容的選定

PKPM是一套集建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備設(shè)計及概預(yù)算、施工軟件等于一體的大型建筑工程綜合CAD系統(tǒng)，所以我們沒有必要教授PKPM所有的功能和命令，教學(xué)內(nèi)容需要根據(jù)專業(yè)進行取舍。針對建筑工程專業(yè)，最主要的四大課程內(nèi)容是：任務(wù)一：結(jié)構(gòu)平面計算機輔助設(shè)計（PMCAD）；任務(wù)二：框排架計算機輔助設(shè)計（PK）；任務(wù)三：結(jié)構(gòu)空間有限元分析設(shè)計軟件（SAT-8）；任務(wù)四：基礎(chǔ)工程計算機輔助設(shè)計（JCCAD）。教學(xué)時從了解軟件的基本功能和主要技術(shù)條件入手，在學(xué)生熟悉各級菜單命令及其操作方法的基礎(chǔ)，循序漸進地掌握PMCAD結(jié)構(gòu)建模的主要步驟、荷載的輸入、計算數(shù)據(jù)文件形成、結(jié)構(gòu)平面施工圖的繪制，PMCAD接力PK、PMCAD接力SAT-8進行內(nèi)力計算和配筋并繪制梁柱施工圖的方法、SAT-8(PK)接力JC-CAD、地質(zhì)資料輸入、地基基礎(chǔ)計算、繪制基礎(chǔ)施工圖等操作。

2多媒體教學(xué)新模式

為了將教師講授與學(xué)生上機更好的結(jié)合起來，可將教學(xué)地點安排在計算機房，使聽課的學(xué)生人手一臺電腦。采用新興的多媒體教學(xué)軟件，使教師操作的內(nèi)容能同步顯示在學(xué)生機上，實現(xiàn)教師一人對學(xué)生多人的手把手教授。然后針對教師的演示安排學(xué)生動手練習(xí)，并基于這些命令去完成相關(guān)的課堂作業(yè)，使學(xué)生能對所學(xué)的命令能夠通過練習(xí)得到強化。為了防止教師在演示過程中，學(xué)生急于動手操作而不認真聽講的現(xiàn)象，可通過相關(guān)的軟件控制學(xué)生機操作，在教師講解階段學(xué)生機只能觀看而不能操作，使學(xué)生真正看懂后再解控學(xué)生機進行練習(xí)，真正做到當(dāng)堂的內(nèi)容當(dāng)堂消化，效果明顯。

對于初學(xué)的學(xué)生，執(zhí)行命令時切記不要死記硬背，要教會其看命令行的提示，看懂提示并根據(jù)提示做出正確的操作，這一點對于真正的掌握PKPM操作是非常重要的。如果能看懂命令行的提示，即便遇到?jīng)]有學(xué)過的命令，也可以根據(jù)命令行的提示進行操作，進而不斷擴充學(xué)生的知識和操作能力。在有限的學(xué)時內(nèi)，掌握好基礎(chǔ)命令即可，強調(diào)學(xué)會對構(gòu)件建模的簡化分析，應(yīng)該用哪些命令和功能去實現(xiàn)，做到舉一反三。

3加強實踐能力的培養(yǎng)

以往的教學(xué)經(jīng)驗顯示，學(xué)習(xí)PKPM最大的敵人就是遺忘，因此應(yīng)適度淡化課堂講授學(xué)時，強化實踐訓(xùn)練教學(xué)，全方位將理論與應(yīng)用相結(jié)合，最大限度發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，循循誘導(dǎo)，讓學(xué)生在實踐過程中領(lǐng)悟內(nèi)容，降低理論知識遺忘率，真正進入理論與應(yīng)用融合的境界。

在PKPM實踐教學(xué)這一階段，可以以不同種類的工程項目為載體，如磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等，讓學(xué)生使用PMCAD進行結(jié)構(gòu)建模，然后接力SAT-8進行有限元計算，再把上部結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)傳到JCCAD進行基礎(chǔ)設(shè)計，最后采用施工圖設(shè)計模塊對自動生成的施工圖進行后處理并轉(zhuǎn)換為AutoCAD圖形進行編輯，從而完成一套工程項目的結(jié)構(gòu)施工圖。在教學(xué)指導(dǎo)過程中要引導(dǎo)學(xué)生參照實際工程項目的設(shè)計要求為依據(jù)來對自己所做項目的設(shè)計參數(shù)進行選取，如對結(jié)構(gòu)的抗震等級、結(jié)構(gòu)體系的布置方式、不同用途房間的活荷載、構(gòu)件的截面尺寸、材料的強度等級、鋼筋的強度等級和采用的直徑等的選取。并采用正確的檢查方法以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計信息、計算信息等輸入的正確性。如通過對整樓模型的仔細觀察，檢查構(gòu)件布置是否正確；通過平面荷載顯示校核這一模塊中的荷載圖，來分析荷載輸入的正確性等。應(yīng)讓學(xué)生知道這些提前給定的參數(shù)經(jīng)過計算后是否合理，將直接影響結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟。因此應(yīng)強調(diào)學(xué)生仔細閱讀分析計算結(jié)果文件，即SAT-8計算完成后子菜單“分析結(jié)果圖形和文本顯示中”的內(nèi)容，包含建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計信息WMASS.OUT文件、周期、振型、地震力WAQ.OUT文件、結(jié)構(gòu)位移WDISP.OUT文件、內(nèi)力WNL.OUT文件、配筋WPJ．OUT文件等輸出文件。這部分內(nèi)容雖然不包含施工圖，但是是前邊計算結(jié)果的一個直觀顯示，能使我們觀察到計算結(jié)果是否符合規(guī)范，各工況下的荷載圖是否正確，結(jié)構(gòu)平面和豎向布置是否規(guī)則對稱，從而進一步反映出前邊設(shè)計是否正確合理。教師應(yīng)對分析結(jié)果文件的常見問題給予總結(jié)說明，然后由學(xué)生對自己工程項目的計算結(jié)果進行分析，找出參數(shù)不合理的原因，提出改正措施，修改后再計算，分析后再修改計算，直到找到理想的結(jié)果。通過這個反復(fù)試算的過程，使學(xué)生掌握模型優(yōu)化的具體方法和操作能力。結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化完成后，在進行施工圖繪圖的時候,要求學(xué)生能夠正確選擇和使用結(jié)構(gòu)施工圖的繪圖軟件，能夠快速準(zhǔn)確地繪出施工圖。并強調(diào)施工圖繪制與結(jié)構(gòu)制圖知識的結(jié)合，避免在繪制結(jié)構(gòu)施工圖時出現(xiàn)很多不規(guī)范繪圖問題，從而保證施工圖的完整性和正確性以及圖面質(zhì)量。在這個實踐教學(xué)過程中會綜合運用到大量以前所學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)、建筑抗震、地基基礎(chǔ)、工程制圖等知識，這樣完成項目時可以大大提高學(xué)生綜合運用以前所學(xué)知識解決實際問題的能力，都會覺得自己的專業(yè)技能又進步了，有強烈的成就感，也激發(fā)了進一步更深入學(xué)習(xí)的積極性。

4考核方式的改革

考試是教學(xué)過程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，是教學(xué)信息反饋的重要途徑，更是檢查教學(xué)效果、鞏固學(xué)生所學(xué)知識、改進教學(xué)工作和促進學(xué)校教育目標(biāo)實現(xiàn)的重要手段。本課程由于其實踐性教強，傳統(tǒng)的筆試考核方法顯現(xiàn)出很多弊端，不能很好的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，也偏離了本課程注重實踐的培養(yǎng)目標(biāo)。作者認為應(yīng)采取筆試和機試相結(jié)合的方法，并且應(yīng)以機試作為檢驗教學(xué)效果的主要手段。筆試主要考察學(xué)生對設(shè)計程序、基本理論和規(guī)范規(guī)程的掌握程度，機試主要檢驗學(xué)生對輔設(shè)計軟件的熟練程度和基本操作技能。要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)快速完成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工圖的繪制。實踐證明，這種考核方式，能比較客觀的考查學(xué)生總體知識和技能的掌握情況，能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。在平時作業(yè)的要求方面，可適當(dāng)放寬時間，但一定要求學(xué)生本人動手去做，不能眼高手低，在課堂上看教師演示時覺得很簡單而缺少練習(xí)，真正使用時才發(fā)現(xiàn)不會操作。并且在今后的課程里面要增設(shè)計算機輔助設(shè)計（PKPM）的課程設(shè)計，也作為整個課程考核中的一部分。

5結(jié)論

對于操作性強的PKPM課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)，合理的選擇教學(xué)內(nèi)容，積極的采用多媒體教學(xué)新模式，加強實踐能力的培養(yǎng)，運用綜合的考試考核方式，真正的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，使學(xué)生學(xué)會靈活運用，掌握計算機輔助設(shè)計的真本領(lǐng)，這才是我們教學(xué)的最終目的。

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