基于工程应用型人才培养的PKPM课程教学改革与探讨

【摘要】PKPM是集实践性、实用性为一体的专业课程，本文对课程教学的现状进行了阐述和分析，提出了基于工程应用型人才培养的课程教学理念，将软件学习与相关专业基础课、专业实践课程有机结合，通过实际工程案例实践，培养学生在工程设计中的规范化和标准化意识，引导学生处理好专业理论知识、软件应用与工程实际间的关系。

【关键词】PKPM课程教学 工程案例 应用型人才培养

【基金项目】滨州学院实验技术研究重点项目（BZXYSYXM201705）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）01-0217-02

随着科学技术的快速发展，建筑结构计算与分析理论和计算机软件辅助技术在不断地进步和完善，计算机辅助设计技术在土木工程设计领域中被越来越广泛的应用。PKPM系列设计软件由中国建筑科学研究院研发而成，国内绝大多数设计院通过该软件完成结构设计任务，是目前在建筑结构设计领域应用最广泛的结构分析软件之一。

PKPM软件是包括建筑设计、结构设计、设备设计（给排水、暖通、电气）等设计模块的集成化体系系统，同时还有建筑施工模块（施工技术、招投标、安全分析）、施工企业信息化和建筑概预算模块（工程计价、钢筋计量、工程计量）。

基于此，PKPM课程在高校的土木工程专业中作为专业基础课被普遍开设，该课程是集实践性、实用性为一体的专业课程，以结构设计为基础，讲授PKPM系列软件的基本操作以及在结构计算和施工图绘制中的应用。通过PKPM课程的学习，学生能够掌握软件的基本命令和操作流程，同时能够对先期所学的专业课基础理论知识有更深层次的认识和提升[1]。PKPM课程的开设可以培养学生理论联系实际工程的实践能力，提升计算机辅助设计软件在本科教学阶段课程设计和毕业设计阶段的使用率，逐步培养学生应用专业基本知识解决工程问题的综合实践能力，提升学生专业综合素质，培养适应建筑行业发展需要的工程应用型复合人才。

1.PKPM课程教学现状

PKPM是一门实践性很强的课程，综合了土木工程专业本科阶段所学课程，包括力学、混凝土结构原理、建筑结构抗震、钢结构基本原理等。学生在熟练掌握软件的基本执行命令和操作流程的基础上，要对先期所学的专业基础课程理论知识进行系统的梳理、理解和掌握，并注重理论知识与软件操作相结合，达到理论与软件相辅相成、综合提高的目的。

在传统的建筑结构PKPM课程教学模式中，多数高校采用以软件使用为目的的单一教学模式，注重对软件的基本操作、执行步骤和教材基本理论的学习，主要内容偏重于PKPM软件各模块的操作流程讲解，课题教学仅停留在基本命令使用的初级层面上，未能较好地将结构概念设计思想、专业基础知识和现行国家规范标准应用于软件教学过程中，从而会出现结构方案、构件尺寸和布置、计算分析简图和结果分析校核等方面不满足结构概念设计理念，违背现行行业标准和规范要求的问题。另外，软件理论课程教学内容与实验实训内容未能保证一致性，忽略了软件自身工程实践性和应用性的本质特点，缺少与工程实际相结合，未能综合考虑各学科间的相互融合，这就导致课堂理论知识无法指导软件使用技能的训练，出现理论知识与工程实际产生脱离的现象，未能做到理论与实际的彼此结合，从而使得学生技能学习出现偏差，与实际工作对技术人员能力和素质的要求出现脱离现象。

2.基于工程应用型人才培养的PKPM课程教学

PKPM软件是一种建筑结构辅助计算工具，在熟练掌握软件基本操作的同时，要理解并掌握各设计参数设置的意义和取值，这样才能在具体工程项目中建模并进行计算，一旦设计参数取值有误，结构计算结果就会出现一系列的问题。因此，在学习软件基本操作的同时，要融合土木工程专业各学科课程知识，通过引入工程案例进行实战性操作和训练[2]，提高课程学习的主动性和积极性，培养学生理论与实践结合的能力。

2.1软件教学

PKPM课程教材不像传统的教材那样完善，需要教师在教学内容上结合理论知识和工程项目实际进行组织和设计，还要在教学方式上进行改革创新。选取适应本科阶段教学的、复杂程度适中的混凝土结构项目，融合计算机辅助制图和设计软件，指导学生通过选定的实际项目进行软件操作和工程设计，完成一定的工程设计任务，培养学生理论与实践相结合的工程实践能力[3]。在学习理论知识和软件实际操作过程中，调动了学生主动学习的积极性，激发了学生的设计思维，在遇到无法解决的问题时主动与同学和老师探讨研究，构建了学生主动学习的情境和氛围。

采用先进的多媒体教学控制软件，可以实现教师在进行软件操作时，演示画面内容可以同步展示在学生电脑屏幕上，实现一名教师对多位学生的手把手教学，这样学生对软件的界面、命令的执行和操作流程有更加直观的认识，有助于学生学习效率的提高。在课堂理论讲解和软件操作演示的基础上，学生亲自动手进行软件操作训练，并基于PKPM模型创建指令完成特定的建模工作，使学生对所学软件命令得到强化和提升。在课堂讲解演示过程中，部分学生或许上网、玩游戏等做一些无关课程学习的现象，为防止此类事情的发生，利用多媒體教学控制软件对学生电脑屏幕进行锁定，使学生在课堂演示时只能观看屏幕画面而无法进行任何操作，这有助于提高学生课堂学习的效率，在课堂演示结束后，统一对学生电脑接触控制，让学生按演示内容进行上机操作，通过完成简单任务实现对当堂课程内容的理解和掌握。

学习PKPM软件首先要明白各模块命令的位置，理解命令执行的含义，在执行命令的同时要时刻关注命令行中的文字信息提示，并根据信息提示进行下一步操作，完成正确的指令。命令行中的文字内容是对相应命令执行的诠释和提示，只要理解命令行提示的含义，就能够依据信息内容完成下一步的操作和命令执行，从而提升了实际操作能力，加强了专业综合知识的理解和掌握。同时注重讲授命令执行和功能实现的相互关系，引导学生通过实际操作领悟同一功能可以由不同的命令进行实现，进而提高学生对软件操作的熟练程度。

利用基本建模命令完成建筑结构基本模型的建立后，接下来就要进入模型计算分析模块，这一阶段需要注意以下几点：

一、切忌盲目建模和分析计算。在取得工程项目图纸之后，首先要全面分析项目情况和图纸内容，充分了解工程建筑功能、荷载情况，初步选择合适的结构类型。

二、建模计算前的前处理要符合规范要求。按建筑功能进行荷载的准确计算，设计参数要与工程项目相符合，并要满足现行规范的要求。

三、在进行结构分析时，要了解每个设计参数的意义，不要盲目修改参数，修改时要有依据。

四、注重结构设计的经济效益。在结构设计过程中，要充分了解项目的总体状况和市场现状，注重结构施工的可行性和建筑结构整体的经济成本。对构件设计和钢筋配置，在满足计算结果的基础上，还要考虑施工可行性，不能随意的加大构件的截面或增加钢筋用量，构建专业综合设计理念，培养学生形成良好的专业素养和职业道德。

五、结构模型计算完成后，要针对指标文件和构件配筋结果进行适度的调整和修改，以保证结构模型计算结果满足现行行业规范标准的要求。

2.2专业实践课程的融合

毕业设计作为土木工程专业实践课程之一，起着理论与实践结合，由课堂学习过渡到实际工程的重要作用。将PKPM课程融入毕业设计过程中，可以很好的提升学生理论联系实际的能力，对培养工程应用型人才起着极其重要的作用。

土木工程专业毕业设计的主要内容包括建筑结构的整体计算分析和施工图纸设计。结构分析计算阶段需要学生完成单榀框架的手算工作和整体结构的电算工作。通过单榀框架的手算过程训练，培养学生查询专业文献资料和综合运用专业理论知识的能力，指导学生根据设计任务确定合理的结构体系，选取分析模型进行荷载分析和构件内力计算，进而完成构件设计[4]。整体结构计算分析阶段利用PKPM设计软件完成整体结构的力学分析，并对计算结果进行校核，适当调整构件布置和尺寸，保证计算结果符合规范要求。最后将手算结果與电算结果进行比较研究，如数据误差较大，应分析导致误差出现的具体原因，并进行适度调整以减小误差。

在结构施工图的绘制阶段，基础平面布置图、各层结构平面图、构件配筋图等均用PKPM软件绘制，既提高绘图效率，又与设计行业接轨。设计图是设计师的语言，图纸的规范化程度可以显示工程师的素质。在学好课程的同时，要有针对性地培养学生在工程设计中的规范化和标准化意识。作为工科学生，学习一门课程不是目的，而是要在实际工程中得以具体应用，只有具备良好的专业知识和职业素养，才能够在实际工程中得心应手，才能更好的服务社会。

3.结语

PKPM课程是综合性和应用型很强的课程，课程教学应以专业基础知识的综合应用为主线，将软件应用与相关专业基础课、专业实践课程有机结合，在教学中加强学生综合分析能力、实践能力的训练，注重学生在实际工作过程中的规范化和标准化意识的培养，引导学生利用所学理论知识解决实际工程问题，正确处理专业理论知识、计算机软件应用与工程实际的关系，将理论知识与PKPM软件应用相结合，并在实际工程项目中合理的进行使用。

参考文献：

[1]胡尚瑜，覃荷瑛.融合结构设计思想的建筑结构PKPM软件课程教学探索[J].高教论坛，2014（4）：68-69.

[2]赵必大，刘成清，袁伟斌.提升工程实践能力的高层建筑结构设计课程教改探讨[J].高等建筑教育，2017（03）：51-54.

[3]吕伟荣，黄渊良，祝明桥，谢献忠，王彦.“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[J].教育教学论坛，2015（42）：278-279.

[4]陈怡，唐碧秋.一站式案例在土木工程专业教学中的研究[J].大众科技，2013（5）：215-216.

作者简介：

郑建波（1983年11月-），男，山东滨州人，汉族，工作单位：滨州学院，硕士，讲师，主要从事土木工程专业教学与科研工作。