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教学大纲

课程的性质与目标

《土木工程设计导论》的前身是《土木工程概论》,是土木工程的第一门专业基础课。主要介绍土木工程涉及的主要问题;土木工程专业的课程设置,学习方法等内容。本课程借鉴美国MIT等四所大学提出的CDIO工程教育模式,设置了第一个团队设计,使本课程上升为主干专业基础课。课程主要目标由“介绍专业”改为“自我发展能力、团队协作能力、对工程社会系统的适用能力培养”,以主动、实践的方式了解并融入土木工程。配合目标的变化,课程内容全面革新,并作为能力培养的载体;学习方式由“老师授课为主”改为:学生“自学、研讨、进行团队设计项目,完成C-D-I-O(构思-设计-评估-改进)全过程为主,老师授课、指导为辅”。

通过本课程的学习,培养学生构思-设计-实施-运作(CDIO)能力,养成查阅文献和课外书籍、关注科技与社会发展的习惯。使学生在接触第一门专业基础课时就接受CDIO的四大能力训练,以主动学习的方式了解土木工程及其项目实现的过程,激发求知欲望。

 

学时安排

理论教学:

10

学时                   

研讨课

12

学时                   

实践指导:

10

学时

 

 

 

总学时数:

32

学时    

 

*本表注:理论教学的学时数是指安排在教室授课的学时;研讨课为在指安排在教室研讨的学时;实验课的学时是必须在实验课表上体现;实践指导为无固定时间和固定地点,指导方式由教师灵活把握。

 

教学方法

将课程主要目标由过去的“介绍专业”改为:“以主动、实践的方式了解、学习并融入土木工程专业,提升自我发展能力、团队协作能力、对工程-社会大系统的适应能力”。在制定了课程能力-素质-知识教学大纲后,采用如下改革的教学内容组织方式,保证目标的实现。
        (1) 原理知识通过授课完成,时间3周6学时,主要目的是使学生了解土木工程学科的核心基础知识和相关科学知识。
       (2) 拓展知识主要通过基于问题的自学和课堂讨论来完成,其中课堂讨论时间3周6学时。教师将知识要点编排成一系列问题,然后放手让学生自学,再通过研讨的形式检验和提高学生的学习效果,并介绍设计指南。本环节的主要目的是训练个人能力(自学,表达)、团队协作能力,并对工程-社会系统有进一步的了解”。
       (3)实践CDIO团队设计项目时间为10周。教师提出项目任务书,引导学生形成团队,搜索文献资料,研讨,构思、规划设计一个城市新区的规划,并完成一个桥梁或建筑的概念设计。学生要提交开题报告,中期进展报告和设计总结报告。为加强教师与学生、学生与学生之间互动,要求不断评估改进各阶段的设计和报告(每周课堂研讨2学时)。如此安排目的是使学生在接触第一门专业基础课时就接受CDIO的四大能力训练,以主动学习的方式了解土木工程及其项目实现的过程,激发求知欲望。

 

先修课程

ENC9105 *工程设计导论

 

 

后续有关专业课程和教学环节

CIV9230 *工程力学Ⅰ                                

CIV9280 *结构力学Ⅰ                      

CIV9340 *建筑结构设计

 

课程综合记分方法

 

       各部分的比重分别为:

个人书面报告

 

50%

设计方案

 

30%

答辩(团队报告)

 

10%

课堂讨论表现

 

10%

总计

  

100%

 

 

 

 

评分标准

  1. 考勤:全勤5分,缺勤一次扣0.5分,无故旷课1/3以上,取消本次课程成绩。

2.个人书面报告:学期结束每人必须提交书面报告,折算成50分。

书面报告的评分标准

完成情况

得分

格式正确(前言、报告正文、总结、参考文献),用语标准、正式、流畅,论据充分、论证逻辑清晰、不空泛(有引文、有实例),反映集体合作的成果(前言需列明每人的职责、贡献),内容丰富,显示出对历史、现状、未来和国内外社会环境的理解

80-100 分

格式基本正确,用语基本标准,论据充分、论证逻辑基本清晰、不空泛,基本反映集体合作的成果

60-79 分

格式基本不正确,用语基本不标准,论据基本充分、论证逻辑基本清晰、不空泛

40-59 分

格式不正确,用语不标准,论据不充分、论证逻辑不清晰、空泛

0-39 分

3.    设计方案:每组需要提交一组设计方案。

完成情况

得分

符合任务书要求,图纸符合规范、标准,设计合理,设计有创新性

80-100 分

基本符合任务书要求,图纸基本符合规范、标准,设计基本合理,设计有一定的创新性

60-79 分

基本不符合任务书要求,图纸不符合规范、标准,设计基本不合理,设计没有创新性

40-59 分

不符合任务书要求,图纸不符合规范、标准,设计不合理,设计没有创新性

0-39 分

4. 答辩:期末每组有一次针对课程设计的答辩汇报

完成情况

得分

时间控制得当(不超时、不留白),重点突出、内容清晰、粗细得当 ,项目管理有条理(计划、会议、讨论、执行有安排、有记录) ,表达清楚、自信,仪态得当,
回答问题敏捷、切题

80-100 分

时间控制基本得当,重点基本突出、内容基本清晰 ,项目管理基本有条理,表达清楚、自信,仪态基本得当,回答问题基本正确

60-79 分

时间控制不得当,重点不突出、内容基本不清晰 ,项目管理不条理,表达不清楚,仪态基本得当,回答问题基本不正确

40-59 分

时间控制不得当,重点不突出、内容不清晰 ,项目管理不条理,表达不清楚,仪态不得当,回答问题不正确

0-39 分

 

教科书

①《土木工程概论》 丁大钧 蒋永生编 面向21世纪课程教材,中国建筑工业出版社

②《城市规划原理(第三版)》同济大学,李德华 主编,中国建筑工业出版社

③《建筑初步》 田学哲,北京:建筑工业出版社.

④《桥梁设计百问》邵旭东 北京:人民交通出版社

⑤《公路设计百问》 李嘉 北京:人民交通出版社

⑥《建筑结构概念设计及案例》罗福午,张惠英,杨军 北京:清华大学出版社

推荐参考书

  • 相关设计规范,包括

中华人民共和国行业标准. 公路工程技术标准(JTG B01-2003)

中华人民共和国行业标准. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)

中华人民共和国国家标准. 城市道路交通规划设计规范(GB50220-95)

城市规划基本术语标准 GBT 50280-98(附条文说明)

工程建设标准强制性条文房屋建筑部分(2002年版)The Compulsory Provisions of Engineering Construction standards-Building

工程建设标准强制性条文城乡规划部分The Compulsory Provisions of Engineering Construction Standards-Urban and Rural Planning

工程建设标准强制性条文城市建设部分The Compulsory Provisions of Engineering Construction Standards -Urban Construction

房屋建筑制图统一标准Unified standard for building drawings GB/T 50001-2001
民用建筑设计通则JGJ 37-87

住宅设计规范Design code for residential buildings GB 50096—1999(2003年版)
城市道路和建筑物无障碍设计规范Codes for Design on Accessibility of Urban Roads and Buildings JGJ50-2001

② 适时推荐一些参考书,为学生提供大量的参考资料和录像,同时结合课程具体设计阶段的讲授内容,除继续使用既有多媒体课件外,还编写补充多媒体资料。

③ 在本课程的教学网站上发布更多扩充教学资料。为激励学习欲望,将特别注意收集和公布历届学生撰写的优秀阶段报告和设计。

 

推荐学习网站

 

本校研究发网站

 

世界著名现代建筑赏析专题学习网站

http://ite.stu.edu.cn:3700/index.aspx

建筑施工专题学习网站

http://www.ite.stu.edu.cn:3600/index.aspx

校外链接

 

中国住房与城乡建设部

http://www.cin.gov.cn/

中国土木工程学会

http://www.cces.net.cn/guild/sites/tmxh/default.asp

中国公路网

http://www.chinahighway.com/

中国交通

http://www.iicc.ac.cn/Index.html

中国桥梁网

http://www.0499.cn/

筑龙建筑

http://www.zhulong.com/index.asp

中国城市规划行业信息网

http://www.china-up.com/index.asp

   

 

能力程度与教学环节要求

程度

中英文名称

含义

中英文关键词

教学环节要求

6

评判

Evaluation

评判指那种能抓住要领,善于质疑辨析,基于严格推断,富于机智灵气,清晰敏捷的日常思维能力

Appraise(评价)

Interpret(演绎)

Criticize(批判)

Justify(辩护)

Support(支持)

反复的训练和测试要求,比如:一级项目(设计中的反复性思索与改进);;

5

综合

Synthesis

综合指具备观察能力、实践能力、思维能力、整合能力和交流能力。

Design(设计)

Develop(发展)

Create(创造)

Compose(整理)

Organize(组织)

Reconstruct(重构)

重要的训练和测试要求,比如:一级项目(设计中的综合分析);

4

分析

Analysis

分析指具备把一件事情、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分,找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系单独进行剖析、分辨、观察和研究的一种能力。

Analyze(分析)

Break down(划分)

Identify(辨别)

Present(面向)

Formulate(构思)

Subdivide(细分)

主要的训练和测试要求,比如一级项目(设计中的事务本质分析与提高);

3

应用

Application

应用指在思考的基础上,能够灵活地将所学的知识解决实际问题的一种能力。

Apply(应用)

Conduct(指导)

Solve(解决)

Demonstrate(展示)

Compute(计算)

Relate(联系)

Use(使用)

训练和测试要求,比如综合设计性实验、小的设计项目等;

2

理解

Comprehension

理解指在概念的基础上,进一步达到系统化和具体化,重新建立或者调整认知结构,达到知识的融会贯通,并使知识得到广泛的迁移,知道它是“为什么”。

Explain(解释)

Distinguish(归类)

Paraphrase(诠释)

Summarize(总结)

Generalize(概况)

 

有训练和测试的要求,比如练习题、小的设计性实验、课程研讨等。

1

认知

Knowledge

认知是指人脑加工、储存和提取信息的能力,即人们对事物的构成、性能与他物的关系、发展的动力、发展方向以及基本规律的把握能力。

Define(定义)

Label(标出)

List(列举)

Recite(详述)

Select(选择)

有所提及但没有训练和测试要求,比如课程讲解、研讨、验证性实验等。

 


 

专业培养标准中知识-能力-素质相关学习成果在本课程中的培养*

 

 

知识-能力-素质相关学习成果(Outcomes)

程度

主要环节

1. 掌握深厚的工程科学基础及专业技术知识

 

  1. 应用数学、物理、化学等自然科学基本原理

利用物理学知识了解结构材料基本性能

1

教学,研讨

  1. 具备基本的人文社会科学知识

 

了解城市发展、建筑美学等基本人文知识

1

教学,研讨

  1. 具备核心工程基本知识

1.3.1力学原理

1.3.2材料科学

应用基本力学和材料理论了解结构构件的受力状态

1

教学,研讨,一级项目

1.4具备土木工程领域深厚的专业知识

1.4.1专业技术相关基础

1.4.2结构基本原理和方法

应用基本力学理论了解结构构件的受力问题

1

教学,研讨,一级项目

1.5具备土木工程相关领域综合知识

1.5.1具备从事建筑工程,地下工程,桥梁道路工程、工程管理等不同领域的设计、施工、管理的能力

理解并实践规划、桥梁、道路、交通、建筑结构等设计过程

2

教学,研讨,一级项目

2.具备整合思维能力,具备工程推理和解决问题能力,具备合格的个人素质、职业素养和态度,展示职业道德和社会责任感

 

2.1 分析、推理和解决工程问题

 

规划区域现状问题分析及问题解决方案

2

教学,研讨,一级项目

2.2 具备对工程问题进行实验和调查、分析能力

2.2.2查询印刷资料和电子文献

2.2.3实验探索

收集查找资料,区域规划及实地勘察

2

一级项目

2.3 进行系统性、创造性、批评性思维

2.3.3创新性思维

方案初步设计及单体桥梁、结构选型设计

2

教学,研讨,一级项目

2.4 具备合格的个人素质

2.4.3创新能力

2.4.5拓展知识、终身学习能力

2.4.6有效时间管理能力

方案设计,查找资料与团队合作

2

一级项目

2.5 展示良好的职业素养

2.5.2社会责任感

规划区域现状问题分析

2

一级项目

3.有效的交流及跨学科团队工作

 

3.1具备一定领导能力

团队领导能力

2

 

3.2 团队工作能力

3.2.1组建有效团队

3.2.3团队有效工作运行

组建有效团队

团队有效工作运行

2

一级项目

3.3 交流

3.3.1外语交流能力

3.3.2具有应用语言、书写、图表和电子方式进行工程表达和交流的能力

设计汇报,设计作业,展示PPT

2

研讨,一级项目

4.在企业和社会背景下系统性地进行土木工程项目的开发、设计、实施和运行

 

4.1认识社会和外部环境对土木工程的重要性

4.1.2了解历史和文化背景

规划区域现状问题分析与实地考察

1

一级项目

4.4 设计系统的土木工程项目

4.4.2设计过程的解释与调整

4.4.3知识在设计过程的应用

规划中的具体问题

初步调整

2

一级项目

4.6 运行和管理系统的土木工程项目

4.6.1大型土木工程构筑物、设施的运行、管理与维护

了解结构的生命周期

1

教学,研讨

 

本表注:

**以布卢姆学习目标分类法(Bloom’s Taxonomy)为基础描述学生在学完本课程后应具有的能力,目标栏内以1、2、3、4、5、6来表示对此级能力要求达到的程度,无要求则留空。

 

专业培养标准中的学习成果(技术目标)的具体实现与评估

 

学生的学习目标

内容

(关键主题、内容、概念)

评估方法

(什么证据能表明学生达到学习目标?如何得到这些证据?)

教学方法

(什么教学方法、方式、教学实践能帮学生获得知识/能力达到学习目标?课内联系及课外练习)

1. 土木工程专业概况

土木工程的历史

讨论过程表现

教学,回答问题

土木工程的发展

讨论过程表现

教学,回答问题

土木工程专业培养目标

讨论过程表现

教学,回答问题

2.建筑设计与规划

建筑的功能性

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

建筑布局

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

建筑设计

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

绿色建筑与智能建筑

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

3.道路桥梁工程

公路及城市道路的管理和等级划分

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

交通规划

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

道路设计

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

桥梁设计

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

4. 建筑设计

结构荷载

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

结构基本构件

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

结构体系分类

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

建筑结构材料

讨论过程表现,项目设计评估

教学,研讨,一级项目

 

 

 

学习内容与时间节点

 

 

学习方式

时间

(学时)

1

土木工程的历史与未来;气壮山河的中国土木工程;本课程的目标、内容和学习方式

课堂讲授

2学时

2

土木工程师的责任(事故案例分析)

课堂讲授

2学时

3

对“我的梦中家园”(未来开发区)的认识

团队实地踏勘、调研+讨论

4学时

4

道路交通工程知识入门

课堂讲授

2学时

5

建筑规划知识入门

课堂讲授

2学时

6

建筑结构知识 入门

课堂讲授

2学时

7

课程任务构思 (建筑规划/交通规划/一栋建筑;考虑工程-社会-环境-经济因素)

自学+班内研讨

2学时

8

各团队交流设计主题,互相提出意见

自学+班内研讨

2学时

9

参考不同意见,修改方案设计和论证

自学+班内研讨

2学时

10

项目设计

团队内学习/合作设计

10学时

11

各团队提交成果并展示,接受老师和同学的评议

团队间展示和答辩

2学时

 

 

合计

32学时