“軟件實習基地”對土木工程專業（建筑工程方向）實踐教學的啟示

呂偉榮+黃淵良+祝明橋+謝獻忠+王彥

摘要：商業結構設計軟件公司通過與高校相關學院共同組建“軟件實習基地”，向土木工程專業（建筑工程方向）學生免費提供一定時段的正版軟件使用權供學生學習和使用。這種模式既推廣了軟件知名度，提高了銷量，同時又解決了高校長期以來在結構設計軟件實踐教學中的種種困擾，真正意義上實現了雙贏，值得廣泛推廣。

關鍵詞：商業結構設計;土木工程專業;軟件實習基地;正版軟件;雙贏

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）42-0278-02

一、土木工程專業（建筑工程方向）培養計劃

1.培養目標。該專業主要培養掌握工程力學、流體力學、巖土力學和市政工程學科的基本理論和基本知識，具備從事土木工程的項目規劃、設計、研究開發、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、橋梁、礦井等的設計、研究、施工、教育、管理、投資、開發部門從事技術或管理工作的高級工程技術人才。

2.主要課程。理論力學、材料力學、結構力學、土力學、建筑材料、混凝土結構設計原理、房屋建筑學、鋼結構、橋梁工程、隧道工程、道路勘測設計、路基路面工程、施工技術與組織管理。其中主要學位課程有：毛澤東思想概論、鄧小平理論概論、馬克思主義哲學原理、政治經濟學原理、大學英語、大學體育、高等數學、理論力學、材料力學、結構力學、混凝土結構設計原理、土力學、建筑材料、鋼結構設計原理、房屋建筑學、橋梁工程、隧道工程、建筑施工技術與組織管理、基礎工程。

3.應具備的知識和能力：（1）具有扎實的自然科學基礎，了解當代科學技術的主要方面和應用前景;（2）掌握工程力學、巖土力學的基本理論，掌握工程規劃與選型、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識，掌握有關建筑機械、電工、工程測量與試驗、施工技術與組織等方面的基本技術;（3）具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的基本能力，具有綜合應用各種手段（包括外語工具）查詢資料、獲取信息的初步能力;（4）了解土木工程主要法規;（5）具有進行工程設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。

二、高校土木工程軟件教學中存在的問題

根據培養計劃，土木工程專業（建筑工程方向）本科生的教學中課程設計和畢業設計環節均離不開結構設計軟件，需要利用結構設計軟件進行結構建模計算，然后按要求繪制施工圖[1～4]，但目前很多高校均存在以下一些難以解決的問題：

1.總是無最新的正版結構設計軟件可用。很多高校目前都普遍購買了正版的商業結構設計軟件供學生使用，但是土木工程專業（建筑工程方向）特點是涉及國家專業規范種類較多，其中最常用的《建筑結構荷載規范》（GB 50009-2012）、《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）、《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2010）、《鋼結構設計規范》（GB 50017-2003）、《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）、《砌體結構設計規范》（GB 50003-2011）等，這其中《鋼結構設計規范》（GB 50017-2003）還是2003年的，最新版本還未出來。這就導致原先購買的結構設計軟件無法保證與新版本的規范保持一致，升級軟件費用高且頻率多，不升級則教學上又無法保證質量。

2.機房計算機設備老舊且數量不夠，機房實踐教學模式不再適合。傳統的軟件教學限于在學校的大機房，可隨著本科生人數的逐年增加，機房的設備不僅老舊且數量明顯不夠，無法保證正常的軟件教學。同時，軟件教學的特點是需要大量的實踐操作，課堂及機房實踐教學課時畢竟有限，需要學生課后通過大量的練習才能掌握。因此，傳統的機房教學已不能滿足當下軟件教學的需求。

3.學生自配電腦自學卻無正版軟件可用。當前，絕大多數的學生均有自配筆記本或臺式電腦，完全可以通過自學掌握相關結構設計軟件，可遺憾的是，由于購買正版軟件費用太高，學生除購買盜版軟件外，正版軟件是無法在學生自己的電腦上使用的。

三、目前主要商用結構設計軟件介紹

1.PKPM系列CAD系統軟件。PKPM系列CAD系統軟件是中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所開發的國內最早的結構設計及分析軟件之一，目前是國內建筑工程界應用最廣、用戶最多的一套計算機輔助設計系統。它是一套集建筑設計、結構設計、設備設計、工程量統計、概預算及施工軟件等于一體的大型建筑工程綜合CAD系統。該軟件包括PMCAD S-1結構平面CAD軟件、PK S-1鋼筋混凝土框、排架及連續梁結構計算與施工圖繪制軟件、TAT S-2多層及高層建筑結構三維分析與設計軟件（薄壁柱模型）、SATWE S-3多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件（墻元模型）、GJ S-4結構基本構件輔助設計軟件用、STS鋼結構CAD軟件等20多個結構設計模塊，能解決絕大多數的結構分析及設計問題。

2.盈建科軟件。盈建科軟件是有北京盈建科軟件股份有限公司開發，該企業于2010年在北京創建成立。歷經5年發展，快速成長為業界知名領導企業。盈建科軟件立足于解決當前設計應用中的難點熱點問題，廣泛應用先進技術，填補大量需求空白，特別是2010新規范大量新增需求的空白，并全面提升軟件的應用范圍、規模、穩定性和計算速度。當前，盈建科軟件國內市場占有率是僅次于PKPM系列CAD系統軟件的。

3.Midas系列軟件。Midas Building針對多高層的普及型設計軟件，可完成建模、分析設計、施工圖生成、自動校審、彈塑性分析、限額設計、基礎設計;Midas Gen通用結構分析與設計軟件，在復雜結構和空間特構方面有明顯優勢，可綜合處理有層和無層的結構類型;Midas Gen Designer接力Midas Gen分析數據進行設計、選筋、出圖的三維設計平臺，實現與其他軟件數據共享，解決數據孤島;Midas FEA目前唯一一款全部中文化的土木結構專用仿真分析軟件，可用于土木領域的高端非線性分析（鋼筋單元、裂縫分析、粘結滑移分析）和細部分析。endprint

4.大型通用有限元結構分析軟件。目前能夠進行結構分析的大型商業有限元軟件主要有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MIDAS GEN、PERFORM 3D、SAP2000、ETABS、MSC、MARC、PKPM系列的PUSH&EPDA等，這些軟件功能強大，通用性好。上述軟件分析盡管及計算功能強大，但掌握起來難度較大，一般不適用本科生教學。

四、商用結構設計軟件公司進入高校目的

企業為什么要走進高校，其原因有以下兩個方面：

1.在校大學生是企業未來的潛在客戶。當前，商業軟件公司之間競爭極其激烈，企業的生存不僅取決于技術的不斷推陳出新，更取決于服務。企業在考慮不斷擴展市場的同時，其更看重未來，高校的在校大學生就是他們未來5～10年間的潛在客戶。因此，走進高校，向在校大學生免費提供軟件的使用權，在未來市場的競爭中搶占有利形勢。

2.企業獲利。當前，隨著國家對教育的投入逐年增加，很多高校是具有購買相關軟件的經費，購買相關產品亦取決于企業的服務態度和產品的質量。同時，企業亦可通過向相關高校土木工程專業（建筑工程方向）學生提供結構設計軟件教材以獲取企業利益。

五、“軟件實習基地”教學模式實踐教學的效果

2015年度，湖南科技大學土木工程學院土木工程系與國內某知名商業軟件公司經協商一致后簽訂建立“湖南科技大學盈建科建筑結構設計軟件教學基地”，并于2015年4月2日在湖南科技大學土木工程學院進行了授牌儀式。

該基地由高校土木工程專業（建筑工程方向）教師牽頭，組織商業結構設計軟件公司推廣人員走進校園，向土木工程專業（建筑工程方向）學生進行結構軟件培訓，并免費提供一定時段的正版軟件使用權供學生學習和使用。同時，專業教師可擬制定相關軟件的購買計劃和選用由軟件公司的指定教材，從而實現了雙方合作共贏。

該基地自2015年3月成立至今，上半年直接受益學生達416人，涵蓋大三大四2個年級，如表1所示，成績斐然。

六、總結

為此，由高校土木工程專業（建筑工程方向）教師牽頭，聯合商業結構設計軟件公司共同組建“軟件實習基地”教學模式，即由軟件公司向土木工程專業（建筑工程方向）學生免費提供一定時段的正版軟件使用權供學生學習和使用，從而解決高校長期以來專業軟件教學上的種種困擾;同時企業可通過這種模式提高知名度，增加銷量，真正意義上實現了雙贏。

參考文獻：

[1]孫杰.關于土木工程專業（建筑工程方向）畢業設計的改革與策略[J].土木建筑改革理論和實踐，2008，（10）：396-399.

[2]徐曉紅，李長鳳，杜文學，楊悅，孟麗巖，左敬巖.基于工程能力培養的土木工程專業（建筑工程方向）課程設計一體化改革研究與實踐[J].高等建筑教育，2014，23（3）：110-113.

[3]周曉潔，陳培奇，崔金濤.“工程教育”理念下土木工程專業（建筑工程方向）建設的探索與實踐[J].天津城市建設學院學報，2013，19，（3）：226-230.

[4]崔春之，趙洪先，劉軍.天正建筑及PKPM軟件在畢業設計中的應用[J].山西建筑，2008，34（33）：364-365.

[5]王達.盈建科軟件北京發布會圓滿召開——全新結構設計軟件展現突破的力量[J].建筑，2011：81.endprint