基于結構設計競賽的應用創新型土建類人才的培養研究

摘要結構設計競賽作為大學生的科技實踐類活動，主要參賽對象為土建類專業學生，本身兼具創造性和實踐性：促進學生把理論力學、材料力學、結構力學、有限元分析等學科理論知識應用到實際中來；比賽以團隊為單位參賽，在團隊中增強大學生團隊協作能力尤其是關于工程問題的溝通協調能力，更有利于提高土建類專業學生的應用能力和創新能力。

關鍵詞：結構設計競賽土建類廣東地區高校大學生應用創新能力

廣東地區高校大學生結構設計競賽概況

對比于剛性、封閉性、被動的大學生課程實踐研究學習活動，柔性開放式的結構設計競賽對于培養土建類學生的工程創新能力和工程實踐能力具有重要意義。以全國大學生結構設計競賽為例，其宗旨是培養大學生的創新意識、合作精神，提高大學生的創新設計能力、動手實踐能力和綜合素質，加強高校間的交流與合作。在每年全國大學生結構設計競賽如火如荼進行的同時，廣東地區各高校如華南理工大學、華南農業大學、廣東工業大學、廣州大學、深圳大學等，都會針對學生工程實踐創新能力的培訓，以學校為單位舉辦結構設計競賽。同時，為適應社會企事業單位對現代土建類學生的發展要求，部分高校如華南理工大學，開始與土建類企事業單位合作舉辦結構設計競賽并開始探討共同設計競賽題目。高校內部針對結構比賽，圍繞結構模型、力學分析、制作模型工藝、大賽經驗等問題都成立了有一定規模的結構設計組織，致力于營造高校良好實踐創新氛圍，同時增強高校自身結構設計整體實力。近來廣東地區高校開始組織成立結構設計聯盟，對于加強廣東地區高校結構設計合作，構建廣東高校優秀資源共享，增進兄弟高校間交流，為培養實踐性、應用型人才提供良好的內部和外部環境具有重大意義。近年來，廣東地區高校舉辦的結構設計競賽賽題由淺入深，對結構材料性質研究，結構整體合理性，結構細節把握以及力學性能測試設備的要求越來越高，極大刺激了學生的學習積極性以及高校對于教學設備測試設備的更新。華南農業大學水利與土木工程學院，為提高學院土建類學生實踐創新能力，積極組織學生參與廣東地區高校舉辦的結構設計競賽。而作為廣東地區高校結構聯盟一員，華南農業大學在此平臺積極提出意見，同時與其他兄弟院校頻繁交流，為本校學校學生乃至其他兄弟院校學生創造了良好的資源共享平臺。

結構設計競賽對土建類學生實踐和應用能力的促進

1.學生工程綜合能力的培養

近年來，廣東地區結構設計競賽題目均以實際意義和應用為背景，如華南理工大學“新城市杯”結構設計大賽創新組賽題對稱單跨雙層橋（承受動、靜荷載的雙層橋梁模型設計）、深圳大學“海岸杯”結構設計競賽(帶集中質量的竹質塔狀抗震模型)，都是源自工程的實際問題。此類賽題都有利于引導學生加強工程基礎知識的應用，同時鍛煉了學生利用學科知識和工具解決實際問題的能力，這也是作為未來應用型土建類工程師所必須具備的素質。

1.1結構分析、模型建立軟件應用

實際工程尤其是實際中規模較大工程的結構分析和結構形狀展示大多依靠計算機軟件實現。在廣東地區高校結構設計競賽隊伍水平日益提高的背景下，學生開始采用計算機軟件描繪結構形狀，并模擬現實中難以直接實現的力學情景。從較為基本的力學求解器、AUTOCAD、SKETCHUP，到基于有限元分析的SAP2000、ANSYS等。通過結構設計競賽的推動作用，越來越多學生提前掌握對日后工程問題分析、呈現具有重要作用的計算機軟件，對于提高土建類學生的專業競爭力和實踐應用能力增添濃重一筆。

1.2實現工程的創造力

廣東地區高校間舉辦的結構設計競賽，賽題除對結構模型尺寸、材料作出一定規定，結構留給學生的思考空間廣闊。針對工程問題學生可以通過對專業基礎知識的聯想運用創造出各種可行的結構模型。幾乎每次的結構設計競賽都能見到新的結構實現方法的出現，結構日益趨于合理，用料日益減少，結構模型日益美觀，充分體現結構設計競賽學生對于實現工程的創造力的鍛煉價值。

1.3團隊協作和針對工程問題的溝通能力

結構模型的制作，分析往往需要綜合多人協作、討論才得以實現。在廣東地區結構設計競賽中，學生一般要求以團隊為單位參加比賽。尤其對于高校的結構設計代表隊，隊內都針對不同學生的專長作出明確分工，力求發揮團隊能力的最大值。針對結構模型存在問題，團隊內部展開的討論及最終改進方案的確定，成員間意見的采納，都是對于工程思想的溝通問題。這極大培養了團隊成員的領導能力和溝通協調能力，這也是日后在實際工程施工團隊中所必須具備的素質。結構設計競賽是對學生結構設計能力的考查，同時也是對團隊綜合能力的考查。

1.4力學專業知識的應用

以華南理工大學第十屆結構設計競賽賽題（承受動、靜荷載的雙層橋梁模型設計）為例。橋梁第二層以通過小車考查橋梁承受動荷載能力，在小車通過第二層橋面中段時為橋梁受力的不利位置，根據學生所學力學知識，可以簡化為承受集中力的簡支梁。為提高結構的剛度和穩定性，可以采用以下措施：荷載分置，力求把集中力轉化為多個分力，減少結構的彎矩和撓度，或增加支座，使靜定結構變為超靜定結構。這些方面都充分考查學生對于力學專業知識的應用能力。

2 師生合作、院校硬件條件的為學生應用、創新能力的促進

廣東地區各高校結構設計代表隊均有專業老師負責指導工作。以華南農業大學水利與土木工程學院結構設計工作室為例，指導老師在指導學生過程中保持與學生的平等，在寬松、去行政化的條件下充分體現高校的學術自由，對于增強學生的創造力具有重要意義。也促進老師教學方式從傳統的示范性，驗證型向參與型開發型轉變。針對結構設計中存在的問題，學生可向專業基礎扎實，專業知識豐富的指導老師請教，加強了師生間的合作溝通。

針對廣東地區結構設計競賽為培養應用型創新型土建類人才的建議

構建更廣闊的結構設計研學平臺

為借助結構設計競賽增強學生的應用能力，創新能力，培養適應黨和國家需要的現代土建類人才，高?？蓭椭鷮W生構建更廣闊的結構設計研學平臺，鼓勵學生以結構競賽為題申報諸如SRTP（大學生課外研學訓練）等項目，開展結構設計類選修課，使結構設計競賽中出現的結構模型案例成為日常課程的有益補充，鼓勵建立結構設計創新項目訓練，針對學生結構設計過程中所必須具備的能力作更細致的拓展和培訓。這有利于增強高校的結構設計水平，增強廣大土建類專業學生的參與度，同時可激發更多優秀學生的結構設計潛力，對于高校選拔優秀土建類人才具有一定的參考價值。

參考文獻：

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