“软件实习基地”对土木工程专业（建筑工程方向）实践教学的启示

吕伟荣+黄渊良+祝明桥+谢献忠+王彦

摘要：商业结构设计软件公司通过与高校相关学院共同组建“软件实习基地”，向土木工程专业（建筑工程方向）学生免费提供一定时段的正版软件使用权供学生学习和使用。这种模式既推广了软件知名度，提高了销量，同时又解决了高校长期以来在结构设计软件实践教学中的种种困扰，真正意义上实现了双赢，值得广泛推广。

关键词：商业结构设计;土木工程专业;软件实习基地;正版软件;双赢

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）42-0278-02

一、土木工程专业（建筑工程方向）培养计划

1.培养目标。该专业主要培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。

2.主要课程。理论力学、材料力学、结构力学、土力学、建筑材料、混凝土结构设计原理、房屋建筑学、钢结构、桥梁工程、隧道工程、道路勘测设计、路基路面工程、施工技术与组织管理。其中主要学位课程有：毛泽东思想概论、邓小平理论概论、马克思主义哲学原理、政治经济学原理、大学英语、大学体育、高等数学、理论力学、材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理、土力学、建筑材料、钢结构设计原理、房屋建筑学、桥梁工程、隧道工程、建筑施工技术与组织管理、基础工程。

3.应具备的知识和能力：（1）具有扎实的自然科学基础，了解当代科学技术的主要方面和应用前景;（2）掌握工程力学、岩土力学的基本理论，掌握工程规划与选型、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识，掌握有关建筑机械、电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本技术;（3）具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力，具有综合应用各种手段（包括外语工具）查询资料、获取信息的初步能力;（4）了解土木工程主要法规;（5）具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。

二、高校土木工程软件教学中存在的问题

根据培养计划，土木工程专业（建筑工程方向）本科生的教学中课程设计和毕业设计环节均离不开结构设计软件，需要利用结构设计软件进行结构建模计算，然后按要求绘制施工图[1～4]，但目前很多高校均存在以下一些难以解决的问题：

1.总是无最新的正版结构设计软件可用。很多高校目前都普遍购买了正版的商业结构设计软件供学生使用，但是土木工程专业（建筑工程方向）特点是涉及国家专业规范种类较多，其中最常用的《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《砌体结构设计规范》（GB 50003-2011）等，这其中《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）还是2003年的，最新版本还未出来。这就导致原先购买的结构设计软件无法保证与新版本的规范保持一致，升级软件费用高且频率多，不升级则教学上又无法保证质量。

2.机房计算机设备老旧且数量不够，机房实践教学模式不再适合。传统的软件教学限于在学校的大机房，可随着本科生人数的逐年增加，机房的设备不仅老旧且数量明显不够，无法保证正常的软件教学。同时，软件教学的特点是需要大量的实践操作，课堂及机房实践教学课时毕竟有限，需要学生课后通过大量的练习才能掌握。因此，传统的机房教学已不能满足当下软件教学的需求。

3.学生自配电脑自学却无正版软件可用。当前，绝大多数的学生均有自配笔记本或台式电脑，完全可以通过自学掌握相关结构设计软件，可遗憾的是，由于购买正版软件费用太高，学生除购买盗版软件外，正版软件是无法在学生自己的电脑上使用的。

三、目前主要商用结构设计软件介绍

1.PKPM系列CAD系统软件。PKPM系列CAD系统软件是中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所开发的国内最早的结构设计及分析软件之一，目前是国内建筑工程界应用最广、用户最多的一套计算机辅助设计系统。它是一套集建筑设计、结构设计、设备设计、工程量统计、概预算及施工软件等于一体的大型建筑工程综合CAD系统。该软件包括PMCAD S-1结构平面CAD软件、PK S-1钢筋混凝土框、排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件、TAT S-2多层及高层建筑结构三维分析与设计软件（薄壁柱模型）、SATWE S-3多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件（墙元模型）、GJ S-4结构基本构件辅助设计软件用、STS钢结构CAD软件等20多个结构设计模块，能解决绝大多数的结构分析及设计问题。

2.盈建科软件。盈建科软件是有北京盈建科软件股份有限公司开发，该企业于2010年在北京创建成立。历经5年发展，快速成长为业界知名领导企业。盈建科软件立足于解决当前设计应用中的难点热点问题，广泛应用先进技术，填补大量需求空白，特别是2010新规范大量新增需求的空白，并全面提升软件的应用范围、规模、稳定性和计算速度。当前，盈建科软件国内市场占有率是仅次于PKPM系列CAD系统软件的。

3.Midas系列软件。Midas Building针对多高层的普及型设计软件，可完成建模、分析设计、施工图生成、自动校审、弹塑性分析、限额设计、基础设计;Midas Gen通用结构分析与设计软件，在复杂结构和空间特构方面有明显优势，可综合处理有层和无层的结构类型;Midas Gen Designer接力Midas Gen分析数据进行设计、选筋、出图的三维设计平台，实现与其他软件数据共享，解决数据孤岛;Midas FEA目前唯一一款全部中文化的土木结构专用仿真分析软件，可用于土木领域的高端非线性分析（钢筋单元、裂缝分析、粘结滑移分析）和细部分析。endprint

4.大型通用有限元结构分析软件。目前能够进行结构分析的大型商业有限元软件主要有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MIDAS GEN、PERFORM 3D、SAP2000、ETABS、MSC、MARC、PKPM系列的PUSH&EPDA等，这些软件功能强大，通用性好。上述软件分析尽管及计算功能强大，但掌握起来难度较大，一般不适用本科生教学。

四、商用结构设计软件公司进入高校目的

企业为什么要走进高校，其原因有以下两个方面：

1.在校大学生是企业未来的潜在客户。当前，商业软件公司之间竞争极其激烈，企业的生存不仅取决于技术的不断推陈出新，更取决于服务。企业在考虑不断扩展市场的同时，其更看重未来，高校的在校大学生就是他们未来5～10年间的潜在客户。因此，走进高校，向在校大学生免费提供软件的使用权，在未来市场的竞争中抢占有利形势。

2.企业获利。当前，随着国家对教育的投入逐年增加，很多高校是具有购买相关软件的经费，购买相关产品亦取决于企业的服务态度和产品的质量。同时，企业亦可通过向相关高校土木工程专业（建筑工程方向）学生提供结构设计软件教材以获取企业利益。

五、“软件实习基地”教学模式实践教学的效果

2015年度，湖南科技大学土木工程学院土木工程系与国内某知名商业软件公司经协商一致后签订建立“湖南科技大学盈建科建筑结构设计软件教学基地”，并于2015年4月2日在湖南科技大学土木工程学院进行了授牌仪式。

该基地由高校土木工程专业（建筑工程方向）教师牵头，组织商业结构设计软件公司推广人员走进校园，向土木工程专业（建筑工程方向）学生进行结构软件培训，并免费提供一定时段的正版软件使用权供学生学习和使用。同时，专业教师可拟制定相关软件的购买计划和选用由软件公司的指定教材，从而实现了双方合作共赢。

该基地自2015年3月成立至今，上半年直接受益学生达416人，涵盖大三大四2个年级，如表1所示，成绩斐然。

六、总结

为此，由高校土木工程专业（建筑工程方向）教师牵头，联合商业结构设计软件公司共同组建“软件实习基地”教学模式，即由软件公司向土木工程专业（建筑工程方向）学生免费提供一定时段的正版软件使用权供学生学习和使用，从而解决高校长期以来专业软件教学上的种种困扰;同时企业可通过这种模式提高知名度，增加销量，真正意义上实现了双赢。

参考文献：

[1]孙杰.关于土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计的改革与策略[J].土木建筑改革理论和实践，2008，（10）：396-399.

[2]徐晓红，李长凤，杜文学，杨悦，孟丽岩，左敬岩.基于工程能力培养的土木工程专业（建筑工程方向）课程设计一体化改革研究与实践[J].高等建筑教育，2014，23（3）：110-113.

[3]周晓洁，陈培奇，崔金涛.“工程教育”理念下土木工程专业（建筑工程方向）建设的探索与实践[J].天津城市建设学院学报，2013，19，（3）：226-230.

[4]崔春之，赵洪先，刘军.天正建筑及PKPM软件在毕业设计中的应用[J].山西建筑，2008，34（33）：364-365.

[5]王达.盈建科软件北京发布会圆满召开——全新结构设计软件展现突破的力量[J].建筑，2011：81.endprint