时间:2022-04-11 16:28:26
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土木工程设计论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:道路工程;毕业设计;存在问题;解决措施;质量控制
毕业设计(论文)是一项综合教学环节,它集学习、实践、探索和创新于一身,是学生由学习阶段向工作阶段转变的最好的实践机会,是进入工程设计、施工、监理和科研等领域的开始,也是为将来独立工作进行的职业训练。它不但对学生的思想、工作态度和独立工作能力具有深远的影响,而且还是对高等学校教学质量评价的重要方面,更是审定学生的毕业资格及学位资格的依据。它不但是高等院校本科教学计划中不可或缺的组成部分,也是教学实践中一个必不可少的环节,是学生综合运用所学的基础理论和基本技能进行科学研究和科学探索的初步训练,是培养和提高学生分析问题、解决问题能力的重要环节。对于加强和扩充学生的知识面,培养学生的创新意识、创新精神、创新能力起着极其重要的作用。毕业设计(论文)是检验毕业生是否具备从事科研工作或担负专门技术工作初步能力最有效的方式。同时,毕业设计(论文)的质量也是检验一所高校、一个专业教学水平的重要内容。毕业设计(论文)是学生进行工作技能储备的良好载体,使学生由学校向社会过渡做好充分的准备。做好毕业设计工作,对于提高本科教学质量,增强学生在就业方面的竞争力等诸多方面均具有重要意义。为保证本科毕业设计(论文)质量,学校强调了毕业设计(论文)要统一和规范化,并下达了专门的撰写规范。该措施对于理论研究类、试验研究类、计算机软件类、经济学、管理学及文法学类比较容易规范,但对于土木工程专业道路工程方向的毕业设计类来说就没那么简单了。
1毕业设计类的特点与现状
从目前情况来看,土木工程专业道路工程毕业设计主要有如下不足:①题目单一。土木工程专业道路工程方向毕业设计课题通常由指导教师指定,最普遍的题目就是“××高速公路路基路面综合设计”,教师提供详细的毕业设计任务书和指导书,任务书把设计要求给出,指导书限定了设计方案和指标,学生毕业设计的思路已经被预先给定方案所限制。毕业设计中创新意识、创新精神欠缺,学生对毕业设计目的和作用等认识不够。学生对教师陈旧的课题兴趣不大;学生只是一味地效仿以往的毕业设计成果,不明白“为什么”,可谓一知半解。②专题与设计内容挂不上钩。由于在任务书里规定了专题内容,多数指导安排学生进行一些综述性的研究,如“高速公路桥头跳车问题综述”、“沥青路面早期病害现象综述”等等,但是由于学生本来对于桥头跳车、沥青路面早期病害现象等知之不多,缺乏了解,自然他们写出的综述就是对下载资料的罗列,更谈不上专题为毕业设计内容服务了。③外文翻译不能为设计或专题服务。目前,外文翻译多数是由指导教师指定一本外文文献,几个学生每人翻译一个章节,根本不能为自己的设计和专题服务,仅仅是一次翻译练习或者为指导教师的课题服务。④装订成册不容易统一。由于土木工程专业道路工程方向毕业设计往往是对一条高速公路的路线、路基工程和路面工程进行综合设计,有计算说明部分和图纸部分,有中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.16871/ki.kjwha.2016.10.027路线设计、排水工程设计、防护工程设计、支挡工程设计、路面工程设计和桥梁涵洞工程设计,有专题研究和外文翻译等等,牵扯面广,加上各个老师的侧重点又有不一样,因此,很难形成统一的格式,在装订时就更难以统一了。
2原因分析
2.1设计牵扯面广
由于土木工程专业道路工程方向是个综合性和实践性很强的专业。学生做毕业设计需要大量的设计资料及辅助工具,如各种规范、计算手册、参考方案图集等。而在校学生对这些根本没有接触或仅仅只有一些感性认识,所以在毕业设计的开始阶段,要组织学生到与其设计题目相近的工程进行实地调研和参观,了解和掌握与设计题目相关的资料和实际情况。例如,了解道路的使用功能、组成部分、平纵横设计、路面结构方案和构造物的设置、现场施工操作流程、监理单位工作流程、检测单位对路基路面质量检测流程等,并收集需要的设计资料。但目前无论是学校、学院、指导老师,还是学生在这方面的准备都不足。
2.2就业和面试的影响
由于毕业设计安排在大学四年级的第二个学期,学生就业或研究生面试难免会对其造成影响。有些优秀生虽然对毕业设计很重视,但却苦于精力有限,忙于找工作、研究生复试等。本来学习很好的同学,到毕业设计末端才开始准备毕业设计相关内容,这样的结果便是设计思路不清晰,软件操作不熟练,说明书内容不充实、逻辑混乱。在毕业设计期间,还有些学生为了参加求职面试,频繁往返于学校、家庭和各用人单位之间,其毕业设计成果就难以达到量和质的要求,因此罗列数据、设计图纸和计算书绘制不规范、说明书表达不够准确、内容不充实以及成果无新意的现象就无法避免了。
3解决措施
3.1选题多样化
土木工程专业道路工程方向是实践性非常强的应用学科。道路工程方向的教材在新材料、新技术、新工艺和新设备应用的内容方面更新速度较慢,学生对新知识无法及时了解和掌握,因而进行常规型、工程实践型、应用研究型等多种类型的毕业设计是解决这一问题的有效途径。毕业设计选题应符合专业培养目标和社会需求,尽可能结合指导教师的科研项目和实体工程,体现学科的发展性、前沿性和应用性。同时也应注意选题的广度、深度和难度、设计期限和学生实际工作能力之间的协调。因此,毕业设计选题应以实际工程项目为依托,符合道路工程方向培养方案的要求。选题应结合指导教师承担过的或正在承担的实际工程项目,选择实际工程中大量存在和出现的道路工程形式,采用真题真做或真题假做的方式,使学生能真正了解工程设计和参与工程设计。近年来,我们学院从政策上鼓励和支持学生参与指导教师的科研课题所涉及到的实际工程项目,让学生从实际工程中学到更多、更新的专业知识,这对毕业设计选题多样化起到了促进作用。
3.2指导经常化和多样化
1)面对面指导和网上指导相结合。除指导教师与学生每周固定的时间见面指导外,若学生需要在其他时间咨询指导教师关于设计方面的问题或者指导老师不在学校时,指导教师还可通过BBS、QQ群、E-mail,视频方式在特定的时间接受学生的咨询或接收学生传过来的设计图,及时回复并提出修改意见。这样就可以从时间和空间上保证指导教师和学生的沟通。同时,通过这种方式指导教师可以核查每周的进程,掌握学生实际进度,根据学生的进度情况给出相应的评语和意见。学生也可以从老师那里及时得到反馈信息,根据反馈信息进行及时调整和修改。2)开展设计交流定期化。为了使学生在短时间内掌握毕业设计中的相关知识,每周进行一次讲座和研讨相结合毕业设计小组交流会,目的是相互交流,共同提高,纠正错误,达成共识。学校、学院、督导组不定期进行抽查,从中发现问题,分别对学生和指导教师提出相应的整改要求。3)考勤严格并经常化。目的在于督促学生保证设计时间,投入足够精力,确保设计质量。明确制定针对每个学生的检查计划,其中包括资料的阅读、方案设计、调试等,严格监督每一名学生。
3.3写作规范化
规范毕业设计论文、说明书、计算书、研究报告等文本格式,是提高毕业设计质量重要举措之一。通过规范这些文本,使学生具有一名技术工作人员应具备的基本素质。明确毕业设计说明书或论文的内容,提出统一、具体的规范要求,指导教师对每一名学生的文本初稿必须仔细阅读、认真批改,这样可以使学生具有端正的写作态度和文风,并能提高学生科技写作规范化的能力。
3.4专题翻译有用化
其实,专题研究和外文翻译完全能够为毕业设计服务的。例如,2007届毕业设计中我们安排了三个同学做的设计是“京珠高速公路安新段改扩建工程路基路面综合设计”的一个段落,由于是高速公路改扩建工程,就有路基拼接、桥梁拼接、涵洞通道等构造物拼接、废旧材料综合利用等问题的出现,而这些问题正是工程的关键问题,目前研究的也比较少,因此,我们给学生安排的专题研究和外文翻译都围绕这些技术问题展开,就能做到专题和外文翻译为设计服务了。
参考文献
[1]教育部高等教育司,北京市教育委员会,编.高等学校毕业设计(论文)指导手册——土建卷[M].北京:高等教育出版社,经济日报出版社,1999.
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[3]吴旷怀,包秀宁,李燕枫.道路工程方向毕业设计多元化实践[J].高等建筑教育,2005(12).
[4]宋晖.高等工科院校毕业设计(论文)质量管理的实践与探索[J].陕西师范大学学报:自然科学版,2003(4).
[5]杜国锋,赵彦.提高土木工程专业毕业设计质量的探索[J].高等建筑教育,2005(12).
[6]孙文彬.土木工程专业毕业设计教学改革与实践[J].长沙大学学报,2006(9).
关键词:土木工程学科;研究生培养;课程体系优化;职业能力培养
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0196-02
研究生课程是研究生培养的起点和重要组成部分[1]。土木工程学科的研究生开设的课程除了英语、数学、政治等基础课之外,还包括有限元分析、结构动力学、弹塑性力学在内的专业基础课,以及与专业相关的大量专业选修课,总学时在250~320之间。研究生课程教学的目的,一方面是提高研究生的基础理论水平,培养研究生的基础科研能力,另一方面是加强本专业的专业知识,为后续的论文研究和职业实践做准备[2-3]。
但是,随着土木工程学科的迅猛发展,目前开设的课程体系和课程内容都出现了与当前的研究进展脱节,所学知识不能满足论文研究和职业发展需要的趋势[4],亟待改革和优化。为解决这一问题,广州大学对当前土木工程专业的研究生课程设置进行了广泛而深入的调研,并提出了优化改革的初步方案。
一、土木工程学科研究生课程体系调研报告
为了解我国各高校土木工程学科研究生课程设置情况,本文采取多种方式进行了调研,主要包括:参加2015年5月在先建筑科技大学举办的第八届全国建筑与土木工程领域工程硕士培养工作研讨会,听取东南大学、同济大学、清华大学、西安建筑科技大学等兄弟院校的专题报道,了解其课程设置情况;通过主办广东省结构力学系列课程教学经验交流会的机会,与省内十五所院校土木工程学科的教师座谈;在广州大学土木工程学院研究生答辩期间,邀请大量兄弟院校和企业专家参加答辩,征求其对于研究生课程体系优化的意见;充分利用各高校网站上有关土木工程学科点的研究生教育、教学资料信息,并对其进行调研、收集和整理。调研结论和收获如下:
1.学术型研究生和专业型研究生应当突出特点,分类培养。根据教育部2009年《教育部关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》,设立专业型研究生的目的是“积极主动适应经济社会发展对高层次应用型专门人才的需要”,与学术型研究生培养高层次科研人才有所不同[5]。因此,学术型研究生和专业型研究生的培养应该突出重点,坚持分类培养。就土木工程学科而言,学术型研究生应当注重数学、力学等系列专业基础课程的教学,拓宽知识面,加强其基础科研能力培养;专业型研究生应当强调职业能力培养,注重课程体系设置对工程实践能力的提升,可以邀请拥有大量实际工程经验的企业专家开设实践课程或相关讲座。
2.研究生课程设置应当与当前科学研究和工程实践的新方法、新技术充分结合,增强课程设置的针对性和实用性。理论性较强的课程,如有限元方法、结构动力学等,应当强调编程和数值模拟能力的培养,充分结合通用的工程应用软件(如Matlab,Abaqus等)进行教授;实践性较强的课程,应强调其在工程实践中的应用,结合工程实例进行分析和讨论,鼓励学生在实习和实践中学习;个别内容可以根据需要,在施工现场实习教学。
3.研究生课程应当因应学科的发展和研究生的培养情况分类设置,动态调整。近年来,我国土木工程行业迅猛发展,相关理论和技术日新月异。土木工程学科点研究生课程的设置应当与学科的发展相适应,动态调整专业课程的设置,既保证基础课和专业基础课程的教学,又使研究生的课程能够最大程度地满足论文研究和工程实践能力培养的需要[6]。
二、研究生课程体系优化方案
根据以上调研结果和结论,广州大学土木工程学科点对学术型和专业型研究生的课程体系进行了调整和优化。优化调整的基本思想包括:以提高研究生培养质量为最终目标,课程体系优化为培养研究生基础科研能力和工程实践能力服务;与科技发展和工程实践的需要充分结合,对研究生课程体系分类建设,动态调整。
为保证和促进研究生课程体系的调整和优化,广州大学确定了加强研究生课程体系建设的多项措施,主要包括加强研究生授课管理,奖惩结合,鼓励相关教师开展研究生课程教学研究等,其目的就是积极促进理论课程教学与工程实践能力培养的充分结合,对研究生课程体系进行有针对性的调整,提高研究生的培养质量。其具体措施包括:
1.土木工程学科点研究生课程系统设计和整体优化。对于学位课程和专业基础课程,要保证授课学时,优化教学内容,培养土木工程学科研究生扎实的理论基础,为后续的学位论文研究做好准备。对专业课和专业选修课,要针对不同学科的要求进行系统设计,开展分学科的专业课群建设[7]。目前广州大学土木工程学科点在建的硕士研究生专业课群包括结构工程课群、防灾减灾工程课群、工程管理课群、工程力学课群等。
2.学术型研究生课程体系应强化基础理论课程与学科研究前沿的联系。学术型研究生的基础理论课程要面向当前学科的研究前沿,与实践应用相接轨。土木工程学科的基础理论已经发展到了用大型计算软件代替传统的手工计算的阶段,这些软件都已经成为土木工程行业进行结构分析和设计必备的工具。因此,基础理论课程的教学就兼顾理论知识的教授和相关计算模型和分析软件的学习,既要让研究生对基础理论有深入的理解和认识,又要引导其熟悉和使用先进的计算软件求解结构分析和设计中的实际问题。
3.专业型研究生课程体系应因职业能力培养的要求增加实践类课程的比例。专业型研究生的培养目标是高层次的一线技术人员,土木工程界的设计、施工单位都希望学校输出的研究生毕业后能够经过尽量短的适应期就正式开展工作[8]。因此,专业型研究生的课程体系应当根据论文研究和职业规划的要求,适度增加实践类课程的数量和比例,充分利用实习和实践的机会,提高其职业能力和专业素养。
除了积极派遣研究生去工程设计和施工单位实习之外,广州大学土木工程学院还积极邀请企事业单位专家来学校开设讲座,甚至直接参与研究生课程的教学。特别是一些实用性强的课程,如钢结构、混凝土结构等,采取由校内主课教师确定教学内容和基本框架,由校外专家授课的方式进行教学,收到了学生的欢迎,取得了较为明显的教学效果。
三、研究生课程体系管理
为保证上述研究生课程体系优化方案的执行,广州大学土木工程学院采取了一系列的支持措施,具体包括:
1.完善了研究生课程教学评价和监督体系。邀请校内外专家组成研究生课程教学督导组,对研究生理论课程和实践课程进行定量不定期现场听课、监督,给出对课程建设、教学内容和教学方法的评价和建议。特别是校外企事业单位的专家给出的建议,对于研究生课程与工程实践能力的衔接具有重要意义。在此基础上,完善了研究生课程学生评价体系,根据研究生及其导师对课程的反馈对研究生课程体系和课程内容有效管理,动态调整。
2.支持和鼓励相关教师进行教学创新,提高教学能力,改善教学效果。建立了常态化的研究生教学研究支持体系,鼓励相关教师开展教学研究,设立了一系列研究生教学科研项目;鼓励与工程实践关系紧密的课程扩大与相关企事业单位的对接,提高实践教学学时的比例;鼓励和支持教授同一课程的教师不定期举行教学研讨会,对教学内容和教学方法进行深入探讨。
四、结语
在土木工程行业迅速发展,研究生数量逐年增加,专业型研究生比例逐渐增大的背景下,研究生的培养与当前科技研究的前沿相结合,强调工程实践能力的培养,是一个必然的趋势。针对这一变化,土木工程学科点硕士研究生的课程也必须做出积极响应和调整优化。本文在深入调研国内各高校土木工程学科硕士研究生课程设置的基础上,提出了硕士研究生课程体系优化的方案,并给出了教学管理方面的支持和激励方案。
参考文献:
[1]李炎锋,侯昱晟,李俊梅,等.土木工程学科开设建筑火灾安全技术研究生课程的探索[J].高等建筑教育,2014,23(5).
[2]虞翔,段秋枫.建筑与土木工程领域工程硕士培养及学位标准探讨[J].文教资料,2010,(12).
[3]秦力,鞠彦忠,杨世东.土木工程学科硕士研究生培养模式改革研究[J].2013 International Conference on Psychology,Management and Social Science.
[4]张华.全日制专业学位硕士培养模式改革探索――以建筑与土木工程专业为例[J].教育观察,2015,4(13).
[5]朱丽华,史庆轩,任瑞,等.建筑与土木工程领域全日制专业学位研究生课程教学改革[J].高等建筑教育,2014,23(4).
[6]赵茜,朱记伟.土木工程领域硕士研究生培养目标实现的关键因素分析[J].人才培养改革,2014,(12).
关键词:形状记忆合金,土木工程,振动控制,健康监测
0 引言
近年来,如何提高土木工程结构的安全性、耐久性问题逐渐受到人们的重视。经过各国学者的共同努力,相继提出了一些较为前沿的方法用于提高结构的安全性及耐久性。其中,由智能材料组成的智能材料结构系统在土木工程领域的应用研究不仅具有吸引力,而且具有潜在的革命性。目前,在土木工程领域中应用较为广泛的智能材料有形状记忆合金、压电材料、光栅光纤及磁流变体等。
在众多的智能材料中,形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)是一类对形状有记忆功能的材料,这种材料本身具有自感知、自诊断和自适应的功能。1932年,美国学者Olander在研究Au-Cd合金时发现了形状记忆效应(Shape Memory Effect,简称SME)。论文格式。此后对SMA的研究和应用才真正开始。SMA作为智能材料之一,最早广泛应用于航空航天、机器人、医疗等精密尖端领域。近年来,随着材料加工技术和工业化生产能力的提高,SMA在土木工程中的研究与应用也有了较快的发展。SMA由于具有可恢复变形大、在受限回复时能产生很大的驱动力、电阻对应变敏感、高阻尼性能、抗疲劳性能好,并且可以实现多种变形形式,易于同混凝土、钢等材料相结合等特点而日益受到重视,国内外众多学者对SMA在土木工程中的应用进行了理论和实验研究。
1 SMA的重要特性
1.1 形状记忆效应(SME)
形状记忆效应是指某些具有热弹性或应力诱发马氏体相变的材料处于马氏体状态,并进行一定限度的变形后,经加热并超过马氏体相消失温度时,材料能完全恢复到变形前的形状和体积的功能,如图1所示。根据材料记忆功能的不同,可分为单程、双程和全方位SME。单程SME是指材料只能一次动作,即加热后回复到高温时的形状,并保持该形状;双程SME是指材料反复加热和冷却,能够反复回复到高、低温时的形状;全方位SME是指材料在具有双程记忆特性的同时,如果冷却到更低温度,可以出现与高温时完全相反的形状。
1.2 超弹性(PE)
超弹性是指当SMA温度超过奥氏体相变完成温度Af,加载应力超过弹性极限,即产生非弹性应变后,继续加载将产生应力诱发的马氏体相变,但这种马氏体随着应力的消失而消失,即使不加热也会产生马氏体逆相变而恢复到原来的母相(奥氏体相)状态,应力作用下产生的宏观变形也将随着逆相变的进行而完全消失,如图2所示。
图1 形状记忆效应图2 超弹性
2 形状记忆合金在土木工程领域中的应用
2.1用于结构振动控制
SMA用于结构的振动控制,可以有效地减小结构在地震荷载作用下的位移响应,因此结构振动控制是SMA在土木工程领域中的主要研究方向。目前,SMA用于结构主动控制时,主要研究SMA作动器的设计和如何提高作动器的使用频率;而对于被动控制则主要研究用SMA材料设计阻尼元件和振动隔离器。只有设计出理想的作动元件和智能阻尼元件,才能更有效地控制结构振动。如何利用SMA的特点控制结构振动,特别是控制建筑结构在地震作用下的振动,以及对SMA的材料性能进行改进,开发新型的大应变、大驱动力、高响应频率、性能稳定的SMA材料,目前在国外都是十分活跃的研究课题。
2.3用于结构裂纹及损伤监测及控制
裂纹及损伤的主动探测和控制是当前工程结构中十分突出和迫切需要解决的问题。在一些大型结构的一些关键受力部件对裂纹和损伤十分敏感,一旦出现就会造成重大事故,而用传统技术和方法不能及时发现构件中的裂纹和应力集中较大的部位。可以利用SMA对应变敏感、电阻率大及加热后可以产生大回复力的特点,再配上微处理器,使之集传感驱动于一体,便构成自动探测裂纹或损伤和主动控制裂纹扩展的完整控制系统。
将SMA制成丝或薄膜粘在构件易产生裂纹或应力集中较大的地方,当构件产生裂纹或损伤以后,位于裂纹处的SMA将随裂纹表面张开位移增加而产生局部变形,从而使其材料电阻值发生变化,随着裂纹不断扩展及外加载荷不断增加,其张开位移也不断增大,位于构件裂纹处SMA的变形也不断变大,相应电阻值也不断提高,其电阻值的变化量和变化规律,由微处理器可判断监测出裂纹的大小和位置。
当构件的裂纹或损伤到达需要控制的范围时,SMA的变化信号经微机控制系统分析判断后,自动地发出控制信号,将SMA通电加热,当加热温度超过SMA相转变点时,它的内部就产生回复效应,SMA发生动作,试图收缩。由于裂纹表面在外载作用下张开阻止其回复,于是SMA产生很大回复力。此回复力大小随裂尖张开位移的增大而增大。论文格式。此回复力改变了裂尖的受力状况,驱动裂纹闭合,使裂纹张开位移减小,实现裂纹的主动控制。在实际应用中,为简化结构,也可利用SMA自身特性及伪弹性性质来实现裂纹的被动控制。
3 当前存在的问题
虽然形状记忆合金具有许多独特的性能,在结构减震控制的初步研究与应用中已显示出了它的优越性能及其应用前景,但是,总的来说对与结构减震相关的形状记忆合金特性的研究还不够深入,发展形状记忆合金驱动器中还存在一些问题。
(1) SMA作为驱动器,激励合金时需要消耗能量,且对SMA加热或冷却以产生驱动力时都需要一定的时间,这使其在控制频率上受到一定的限制。若直接以通电方式激励,利用材料本身的电阻加热,由于合金的电阻不大,激励它需要大电流、粗导线,在某些智能材料结构中不适用。对应用于减震的SMA,其减震合金的衰减率小,而且衰减率过分依赖于温度和振幅,加之加工性能欠佳,价格偏高等都限制了SMA在减震中的应用。因此对SMA性能进行进一步的研究,提高SMA驱动器的响应速度,特别是对与结构减震相关的性能进行深入研究具有现实的意义。
(2) SMA这一功能材料的发现,改变了长期以来形成的金属是热胀冷缩弹性变形是线性的等传统观念,虎克定律在这一材料中已不适用。因此,要想利用其制成主、被动控制器,对SMA的宏观力学性能进行深一层的研究,建立适于工程应用的简化本构模型是必须解决的问题。
(3) 利用SMA的超弹性效应和高阻尼特性制成阻尼器,来减少结构的地震反应是切实可行的,而且试验也已验证了SMA阻尼的减震、抗震效果,因此应进一步研制和开发新型的形状记忆合金主被动控制器,并且使SMA控制器的制作标准化。
另外,对装有SMA控制器结构的减震控制效果的研究,SMA控制器在结构工程中应用的可行性研究及实际工程设计方法的研究,SMA控制器的可靠性、耐久性研究都还有待进一步加强。
4 结语
本文简要介绍了SMA的主要特性,以及其土木工程领域中的应用方向。论文格式。虽然形状记忆合金的理论还有待进一步的完善,它在土木工程中的应用仍处于尝试阶段,但是随着人们对SMA性能研究工作的深人开展,其在土木工程领域中的应用前景是十分广阔的。
从培养方案、学制、专业与课程设置等方面,文章对澳大利亚新南威尔士大学土木工程专业教育模式进行分析和比较。该校在本科阶段一般是“宽口径、厚基础”的大土木培养模式,并设置单学位与双学位并重的学士培养机制,课程学时和学分设置紧凑,学生选修课程自由而宽泛。研究生阶段分为课程研究生(硕士)和研究型研究生(硕士和博士)两个培养层次。课程研究生通过完成课程学习,修满指定的学分即获得学位;研究型研究生一般没有学分要求,但对论文的研究质量和创新性要求高,体现了“宽进严出”的培养模式。通过对该校一流学科工程教育模式的比较研究,为国内高校土木工程专业的学科发展和卓越工程师教育计划的推进提供一些有益的建议。
关键词:土木工程;教育模式;培养方案;专业与课程设置;比较研究
中图分类号:G649;TU 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2016)06002705
澳大利亚的高等教育体制源于英国,但教育理念和美国类似,教育质量享誉全球。由于良好的气候环境和完善的教育服务体系,澳大利亚每年吸引大量的海外留学生,是四大英语国家留学基地之一,其教育产业已经成为该国仅次于采矿业、农牧业和旅游业的第四大产业。当前,中澳各大学之间的教育交流越来越多,研究澳大利亚著名大学一流学科的教育与培养模式,对促进中国高校学科的发展也大有裨益。
近些年来,为了提升中国高校土木工程学科的教育理念,促进卓越工程师教育计划的良性发展,国内学者对不同国家和地区的土木工程专业教育与培养模式进行了分析和比较。比如,对澳大利亚高等教育的体系、机制和特色的分析,对澳大利亚一些大学的土木工程专业培养方案、研究生培养层次,以及“宽进严出”培养模式的比较研究[1-3];以中美高校土木工程专业培养模式为对象,从美国高校的学科设置、专业评估、执业注册制度、卓越工程师培养等方面进行分析,为国内相关院校土木工程专业人才培养方案的改革提供参考[4-6];以卓越工程师教育计划和国际化土木工程人才培养合作办学为视角,分别对德国亚琛工业大学的国际合作办学机制、台湾大学的土木工程专业本科培养特色,
以及卓越工程师国际化课程教育体系等方面进行比较[7-10]。以上的这些研究均有助于推动中国高校土木工程专业教育与培养模式的改革与创新。
新南威尔士大学(The University of New South Wales)土木工程专业在2015年QS世界大学学科排名中名列第14位,在澳大利亚排名第1位,具有良好的学术声誉和宽松的教学与研究氛围。本文
结合新南威尔士大学土木与环境工程学院土木工程专业的培养方案、学制、专业与课程设置等几个方面,对其一流学科的工程教育模式进行分析和比较,为国内高校土木工程专业的学科发展和卓越工程师教育计划提供一些有益的建议。
一、专业设置与培养方案
新南威尔士大学土木与环境工程学院隶属于工程学部,按专业分类主要有土木工程、环境工程、测绘与地理空间工程三大专业。其中,土木工程专业分为工程施工与管理、岩土工程、结构工程、土木工程与建筑四个方向;环境工程专业分为可持续工程、交通工程、水工程三个方向;测绘与地理空间工程专业分为土地测绘与房地产开发、工程测量、采矿测量、水文测绘、地理空间科学与工程、遥感和数字制图六个方向(图1)。
结合以上的专业分类和方向设置,制定的研究领域主要有工程施工与管理、环境工程、岩土工程、结构工程、测绘与地理空间工程、交通工程、水工程共七大领域。同时,设置了研究中心,分别为测绘与地理空间创新中心、基础工程与安全中心、施工创新和研究中心、可持续工程中心、水文与资源研究中心、净水研究中心、澳大利亚住宅与基础设施气候适应研究中心、集成化交通体系创新研究中心。
人才培养方案主要有三个层次,一是本科学士学位(Undergraduate degree);二是课程研究生(Coursework Program,主要培养课程硕士学位);三是研究型研究生(Research Program,又分为硕士和博士两个阶段)。此外,还有一些面向社会的短期培训模式,主要目的是为一些工程技术人员的知识更新和提高工作技能服务。
(一)本科生
在本科培养阶段,主要有单学位和双学位两种模式。单学位一般学制4年,双学位一般学制5~6年。学生的选择灵活而又宽泛,在学期间可以交叉选择艺术、科学、商贸、法律等双学士学位课程。
本科单学位主要包括土木工程、环境工程、土木工程与建筑、测绘工程、地理空间工程等五类学士学位授予方向。土木工程专业方向单学位的学生或多或少都要选修一些与环境工程相关的课程,并完成相应的学分要求。
本科双学位主要包括工程与艺术、工程与商贸、工程与法律、工程与科学、土木工程与其他工程等五类学士学位授予方向。其中,土木工程与其他工程方向的学制一般为5年,主要是土木工程与测绘工程、环境工程、采矿工程方向的交叉结合。工程与艺术方向的学制一般为5~5.5年,工程与商贸方向的学制一般为5.5年,工程与法律方向的学制一般为6~6.5年,工程与科学方向的学制一般为5年。
(二)课程研究生
课程研究生不设导师制,主要讲授课程,学生通过修满指定的课程和学分获得硕士学位,一般又称为课程硕士。课程硕士的学制通常为2年,每学期需要修满4门课程,每门课程一般通过阶段性的PPT课堂讨论、课程论文、课程考试来完成。目前,课程硕士约占新南威尔士大学硕士学生总数的绝大多数。提供课程硕士学位的专业方向主要有土木工程、环境工程、地理空间工程、岩土工程与工程地质、工程管理、结构工程、交通工程、水文与资源工程、净水与污水处理工程。
课程硕士设置三个培养层次(图2)。一是研究生课程认证,主要为一些没有本科学位的大专生过渡学习阶段;二是研究生学历认证,主要针对一些专业背景或学习成绩达不到要求的本科生;
三是硕士学位认证,要求具备本专业本科学习背景,成绩达到一定的要求,且有学士学位的学生。课程认证要修满24学分和4门课程,学历认证要修满48学分和8门课程,学位认证要修满96学分和16门课程。
(三)研究型研究生
研究型研究生的学位授予主要分为哲学博士(Doctor of Philosophy)、工程硕士(Master of Engineering)与工程科学硕士(Master of Engineering Science)三类。与课程硕士不同的是,研究型研究生没有具体的课程和学分要求,是在导师的指导下从事专业内某一领域的研究工作。
哲学博士按专业主要分为土木与环境工程、测绘与空间信息系统两大类,学制一般为4年。本科生获得学士学位以后可以选择直读博士,或者工作几年再读博士,不需要有硕士学位。博士论文的长度一般不超过十万字数,要经历4年的持续研究与学习。一般要求博士生每年做一次阶段性研究报告,是对研究创新的重要评估。如果未通过,推迟四个月再申请汇报;若再次没有通过一般作退学处理。此外,博士阶段虽然没有课程学习要求,但一般来说,学生会结合研究的需要,去选修一些本科或课程硕士的课程。博士学习阶段的退学率比较高,有的专业高达50%~60%。
工程硕士与工程科学硕士学制一般是2年,主要专业有土木工程、环境工程、地理信息技术、岩土工程与工程地质、项目管理、结构工程、交通工程、净水与水文工程、水资源等。工程硕士着重培养学生的工程应用能力,要求学生在应用中提出一些独到的见解或对应用技术有所促进。工程科学硕士着重工程中的一些涉及计算与分析的研究问题,培养学生从科学的角度去思考如何促进工程技术应用的提升。一般具有本科学位的学生可以选择学习工程硕士或工程科学硕士,类似于博士。研究型硕士的退学率也很高,在学期间需要定期汇报阶段性研究进展。
(四)比较研究
通过对新南威尔士大学土木工程学科的专业设置与培养方案的分析,可以得出以下几点结论。
一是,专业设置和国内大学类似,属于“宽口径、厚基础”的大土木类型,既包括传统的土木工程(建筑工程、地下工程、桥梁工程、道路工程),又包括交通工程、工程管理、房地产等方向。与国内大学不同的是,土木工程一般与环境工程相结合,因此也包括一些与环境相关的专业或方向,比如可持续工程、水工程、测绘与地理空间工程等。此外,本科生四年的学习不再细分专业方向,真正体现了“宽口径、厚基础”的培养模式。
二是,本科生可以选择双学位培养方案,在完成本专业学士学位的课程和学分要求以外,可以再选修一些其他学院的与科学、艺术、商贸、法律、经济管理等相关的学位。从这个角度来说,本科生的专业和学位选择余地宽泛,有利于学生的均衡教育和视野拓展。此外,部分对从事科学研究感兴趣的本科生也可以直接选择攻读博士学位。
三是,课程研究生培养方案给一些不愿意从事科学研究,又想获得硕士研究生学历或学位的本科生提供了教育机会。他们可以通过修满一些课程和达到规定的学分要求,从而获得课程硕士学位,部分本科生也可以通过这个阶段进一步提升自己的专业知识水平和工作技能。
四是,研究型研究生一般没有课程和学分要求,这样有助于学生尽快进入研究状态,安心于研究兴趣。研究型硕士又分为工程硕士和工程科学硕士两种类型,有助于学生结合自身情况进行灵活选择。
五是,研究阶段没有的硬性要求,但对研究的创新性要求较高。比如针对博士的培养,每年学生都要汇报阶段性研究进展。由相关领域的学者进行评价,给出是否可以继续研究的建议。论文完成后不设置答辩环节,而是采用函评的方式由世界范围内的著名学者进行评阅,并给出是否达到授予学位要求的评价,真正体现了“宽进严出”的培养模式。
二、 课程设置
(一)本科生
土木工程专业本科生所修课程和学分如图3所示。课程主要分为基础课、专业基础课、专业课和实践四大模块。第一学年主要以基础课程为主,包括数学、物理、材料、化学、力学、各类基础设施体系、工程师基本概念、工程设计与创新等;第二学年以专业基础课和专业课为主,包括固体力学、水工程、交通与公路工程、工程计算与施工、通识教育、结构分析与建模等;第三学年以专业课为主,包括工程运营与控制、土力学、钢与混凝土结构、水力资源工程、土木工程实践、应用土工技术与工程地质、给水排水工程等;第四学年是实践环节,除了通识教育以外,主要包括与实际工程相结合的毕业论文专题,以及一些专业选修课。
以上每门课程均为6个学分,每学期一般安排4门课程,学生四年需要修满192个学分,方可获得学士学位。从课程设置来看,体现了土木工程学科宽泛的特点,在第四年的选修实践课中,学生可以灵活选择自己所感兴趣的工程方向。
(二)课程研究生
土木工程专业课程研究生的课程设置如图4所示。这些课程充分体现了工程教育宽泛的特点,既包括与土木工程设计、施工和管理相关的基本课程,又包括与经济、环境、可持续发展相关的选修课程。
允许课程研究生跨专业背景学习,如果学生来自于其他专业或者没有修完土木工程专业本科课程,一般会被建议增加选修一些相关的课程,以便增强本专业的知识背景。课程设置的类别和数量主要以培养学生具备解决与工程管理、岩土工程、结构、测绘、交通、给水排水等领域相关的高等学科知识为主。
(三) 比较研究
通过对新南威尔士大学土木工程专业本科生和课程研究生的课程设置分析,可以得出以下几点结论。
一是每门课程均设置为6个学分,每学期一般固定4门课程,学分制度和课程数量设置合理,有助于学生更好地学习和理解专业知识。国内大学土木工程专业课程的学分一般从1~4.5不等,学分设置分散,课程学时也很分散,有的课程仅仅设置为几周时间,有的课程却跨度一个学年。分散的学时和学分设置既不利于学生选修课程,也不利于学生对专业知识的充分理解和消化。
二是由于本科教育阶段设置了双学位培养模式,本科生可以自由选择自己感兴趣的学科或专业的课程。课程研究生也设置不同的学位授予类型,可以在土木工程专业范围内自由选择不同方向的课程,也可以跨不同专业或方向交叉选择课程。
三是实践环节设置是直接与实际工程相关联的,一般鼓励学生在工程单位实习期间同时完成毕业论文,增设一些实践选修课程,这些课程可能就开设在实验室或工程单位,以鼓励对不同工程感兴趣的学生自由选择学习。
四是对研究型研究生虽然没有课程和学分要求,但会要求他们根据不同的研究方向和研究方法有针对性地选择某些课程学习或直接去旁听。比如,从事数值分析的研究生可以选择一些高等工程数学课程,从事计算机编程与模拟的可以选择一些计算机程序课程。
三、结语
通过对新南威尔士大学土木工程专业的培养方案、学制、专业与课程设置等方面的教育模式进行分析和比较,提出了一些建议,为国内高校土木工程专业的建设、培养模式的改革、卓越工程师教育计划的实施提供借鉴。
(1)土木工程专业设置宽泛,培养方式灵活,真正体现了“宽口径、厚基础”的大土木培养模式。
(2)本科教育阶段设置单学位与双学位并重培养机制,学生不仅可以在本学科获得学位,还可以在不同的学科和专业间学习相关课程,取得相关的学位。
(3)课程设置体现了学科教育的宽泛特点,单门课程固定为6个学分,每学期固定4门课程,课程学时和学分紧凑集中。
(4)本科阶段的实践环节一般要求学生在工程单位完成,既包括结合实际工程案例完成的毕业论文,又包括一些与不同工程类型相关的实践选修课程的学习。
(5)研究生培养分为课程研究生(硕士)、研究型研究生(硕士和博士)两个层次。课程硕士不设导师制,不需要从事研究,主要是完成相关专业的课程学习。研究型研究生没有课程学习和学分要求,主要从事相关领域的研究工作。
(6)研究型研究生的培养充分体现了“宽进严出”的培养模式,没有硬性的要求,每年定期进行阶段性研究进展汇报,优胜劣汰,淘汰率较高。
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随着科学技术的发展,土木工程专业得到了越来越多的关注。土木工程专业主要以培养学生创新能力为教学目标。随着社会的进步和经济建设的发展,国家越来越需要更多的创新人才投入到社会建设中。因此,土木工程专业毕业设计要将培养学生创新能力、独立工作能力、分析问题能力和解决问题能力作为当今工作的重点。
关键词:
土木工程;毕业设计;创新能力;培养途径
随着科学教育事业的发展,大学高等教育要想培养出更加优秀的人才,土木工程专业就显得尤为重要。在经济快速发展和人们生活水平提高的同时,人们更加追求完善的工程建筑,这对大学高等教育中的土木工程专业来说,就提出了更加严峻的要求。土木工程专业不仅是一项实践性很强的专业,更是一项对学生要求很高的应用型专业。当今社会竞争激烈,大学生作为一个活跃的群体,肩负着重要的历史使命,国家的繁荣和富强,民族历史文化的传承都担负在他们肩上,因此,培养大学生的创新能力是高等教育面临的主要任务。在进行高等教育土木工程专业毕业设计时,可以结合当前土木工程专业毕业设计现状,从以下几方面入手,培养学生的创新能力。
1当前土木工程专业毕业设计存在的问题
1.1学校方面存在的问题第一,学校方面办学理念落后,缺少创新意识。当前很多高等院校由于受到传统、陈旧、封闭式的办学理念影响,导致培养创新人才目标不够明确。第二,随着办学规模的不断扩大与发展,导致教育、教学资金资源短缺现象极为严重,因此培养出的学生人文素养普遍不高,最终导致创新意识不够完善,创新能力低下。第三,对于土木工程专业的教学课程设置来说,由于受到传统办学理念和诸多方面因素的影响,教材内容陈旧,教学中的部分内容在多门学科中重复体现,反而让学生失去学习兴趣。再加上教师采用的教学模式不够创新,很多教师都在沿袭传统的填鸭式或一言堂式的教学模式,因此,也会影响土木工程专业毕业设计中学生创新能力的培养。
1.2教师方面存在的问题第一,师资队伍整体业务素质参差不齐,主要体现在很多教师都还是刚毕业的大学生,或是刚从其他学校调过来的教师。这些教师普遍存在的问题就是具备专业的文化知识素养,但缺少实际的教学经验。例如,在教学中,土木工程专业是一项应用和实践性很强的教学工作,学生对于所学知识除了牢牢的掌握之外,还要通过理论与实际联系在一起,但是教师缺少对学生实践环节的有效训练,因此,导致学生在毕业设计环节中的创新能力得不到提高。为了确保毕业设计质量,教师在毕业设计中要抓住每个教学环节,例如方案设计、结构计算等。指导教师对毕业设计的任何一个教学环节都要做好有效调控,同时对毕业设计教学中存在的任何一个问题都要准备好解决措施。第二,指导教师采用的教学方式比较落后。很多教师一直沿袭着传统的教学模式,在毕业设计指导过程中,对学生一直采用牵着鼻子走的毕业设计指引教学方式,缺少现代指引教学方式的运用。教师只有采用行之有效的教学指引方式,才会培养学生的创新能力,才能让学生在毕业设计之中的各环节充满激情、激发兴趣,指导教师良好的指导教学方式不仅能够让学生将所学知识运用到实际之中,还能引导学生提高自身发现问题、解决问题的能力。与此同时,在毕业设计指导教学中,教师采用的指导模式落后,也会导致教师对学生创新能力的培养意识和观念落后,很多教师主要从事教学工作,很难抽出一些时间来钻研对学生创新能力的培养,再加上教学中的一些琐事居多,因此,没有时间钻研培养学生创新能力的教学方法。
1.3学生方面存在的问题由于指导教师采用的教学指引模式不够理想与完善,进而导致学生施工基本技能训练能力低下。即使有多数学生学习成绩很好,但是缺少实际的动手能力,因此在毕业设计教学环节中,学生对一些具体细致的工作不能及时进入角色。与此同时,很多学生自身还有很多问题,例如,有些学生在实习期间对毕业设计不够重视,投入的时间和精力也很少,前期不够努力,到最后甚至抄袭,导致缺少所需技能的培养和锻炼。在毕业设计内容中,个别地方浪费了很多时间。还有一些学生对专业知识的掌握比较分散,多以点状形态记忆,缺乏对工程问题的整体性认识。
2土木工程专业培养学生创新能力的教学途径
2.1提高教师自身的创新能力和责任感高校教师自身的创新能力对创新教育起着重要作用。在这方面,学校应积极鼓励教师充分发挥创新能力,并带动学生把毕业设计融入到科研项目中。毕业设计不像课堂教学,它可以巧妙地加入个人对以前所学知识的充分理解。在这个过程中,教师思路灵活,思维开阔,不断创新,才能带动学生有更开阔的思路。
2.2培养学生时制定具体的培养目标在具体制定专业的培养目标时,在知识结构上,要注重拓宽知识面;在专业技能上,注意多种技能结合,提高人才适应性;在能力方面,注意理论与实际结合、传授知识与提高素质结合以及培养学生创新能力的结合。土木工程专业人才的培养目标是培养基础理论扎实、宽厚,综合素质较高,创新意识、实践能力、敬业精神较强,具备土木工程设计、研究、施工、教育、工程管理、投资开发等基本能力的高级应用型专门人才。
3结语
随着高校教学规模的扩大与发展,社会经济的迅猛发展,土木工程专业已经得到了社会很多企业和人士的关注,因此,在毕业设计这个环节中对学生创新能力的培养是极为重要的。回顾当下土木工程专业毕业设计现状,仍然存在一些问题,教师要放眼未来,培养学生创新能力,响应新课改的需求并符合社会发展形势。由衷地希望在今后的土木工程专业毕业设计中,教师和学生能够重视创新能力的培养,有更多的人士参与进来阐述自己的观点和看法。
参考文献:
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关键词:农业院校;土木工程专业;人才培养方案;培养模式
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1005-1422(2015)11-0027-03
一、前言
仲恺农业工程学院是一所以农学和工学学科为优势,农学、工学、理学、经济学、管理学、文学、艺术学和法学等多学科协调发展的省属本科大学。城市建设学院是仲恺农业工程学院于2005年6月创办的二级学院。学院自成立以来,始终坚持以人才培养为根本,以教学工作为中心,以学科建设为龙头,以队伍建设为核心,开拓创新、锐意进取,扎实推进各项工作的全面、协调、可持续发展,使学院的办学水平和办学质量不断得到提升,为学院全面发展奠定了坚实的基础。
城市建设学院现有土木工程、城乡规划、给排水科学与工程三个本科专业。现有在校学生1056人。学院拥有一支教学经验丰富、工程经历丰富的教学科研队伍。现有教职工34人,其中专任教师28人,具有副教授以上职称的9人,具有博士学位的4人,75%以上专任教师拥有硕士以上学位。学院师资队伍职称结构、年龄结构合理,具有高级职称的教师占专任教师的78.6%,40岁以下的青年教师占专任教师的60.7%。学院现有校级“师德标兵”1人,4人次获校级“优秀青年教师”称号,多人次获校级教学质量优秀奖,现有3门校级优秀课程。学院下设三个实验室:土木工程实验室、城乡规划实验室及给排水科学与工程实验室,具有多个教学实践生产基地。(以上数据统计截止于2015年4月)
作为未来工程师的摇篮,学院秉承“立德树人,求实创新”的办学理念,坚持“重人品、宽口径、强能力、高素质”的人才培养指导思想,实行产学研一体化的培养模式,突出强调实践能力,紧密结合社会需求,根据自身拥有的办学资源及主要服务地方社会经济发展的特点,着力培养服务城乡建设的高素质复合应用型高级工程技术人才。
随着改革开放的发展,目前中国的基础建设正在逐步兴起,大跨结构、超高层的工程纷纷立项建设,这就需要大量高素质的建设人才参与其中。同时我国目前的建设管理水平相对来说比较落伍,当前急需一批能够提高建设管理水平的人才。土木工程属于基础学科,建国初期在许多学校就已开设了土木工程专业。国家对土木工程专业一直很重视,1996年国家教委把建筑工程、桥梁与隧道工程、地下工程等合并成为一个大的专业,合称为“土木工程”,简称“大土木”。每年高考,土木工程专业大幅度增加招生人数。就业范围也比较广泛,设计院、建筑公司、铁路、科研、公务员、教学及房地产都是很不错的就业岗位。
仲恺农业工程学院城市建设学院土木工程专业2007年7月首次招生,属于新办学院的新专业,截至今年(2015年8月)一共招生9届,毕业了5届,每年招生场面十分火爆。以2012年招生为例,仅第一志愿报我校土木工程专业的上二本A线的就有近千人,按照从高分到低分仅录取了133人,但也远超过计划名额70人。从已经毕业的五届毕业生在工作单位情况反馈信息来看,目前土木工程专业的人才培养方案还不够完善,一些重要专业课未开设,一些内容相同的课程必须精简,学生动手能力还需加强。目前土木工程专业在校生有400多名,共3个年级(12个班级),已远超过每年招生计划规定的名额,今后招生还是扩招的趋势,今年暑期又已招生142名土木生,这更增加了在农业院校创办土木工程专业的难度。为了使毕业生毕业后具备最基本的工程设计能力、较强的工程施工组织管理能力及一定的工程项目管理能力,使农业院校走出来的土木工程学生能和重点理工类高校毕业生一样得到社会的肯定,从专业申办至今,我们不断修改和完善土木工程专业人才培养方案,对土木工程专业人才培养目标和方向进行调研和探讨,对专业基础课、专业课、实践课进行合理分配,目的就是为祖国的建设培养出学以致用的应用型人才。
农业院校土木工程专业人才培养模式创新探究
我们参考一些重点院校土木工程专业人才培养方案,根据现有师资力量和硬件设施,以《仲恺农业工程学院土木工程专业人才培养方案(2013版)》为基础,结合学校办学特色,在以下几方面对农业院校土木工程专业人才培养模式进行创新探究。
二、通识必修课程(公共必修课)教学进程计划表
总学时: 513总学分:33
备注:《形势与政策》分散在第一至第六学期内进行,由思想政治理论课教学部统一安排,学分计入第六学期。
通过比较各大高校不同专业人才培养方案,易发现公共必修课的课程名称、学分安排及学期安排都差不多,但通过对学生的调研,了解到很有必要增加一些文化素质课、心理学、世界发展趋势、文献检索、土木与生态等相关课程作为限选课,建议学生必须修满10个学分。
三、学科基础课程平台教学进程计划表
学分要求:学分:(47 其中必修40.5学分, 选修6.5 学分)
由于房屋的建设和计算离不开力学基础,我们强烈建议在学科基础必修类别里面增加两门重要课程:《弹性力学及有限元基础》,32学时,2学分;《结构力学(下册)》,32学时,2学分。学科基础选修类别里面增加:《建筑灾害及其对策》,16学时,1学分;《卓越工程师培养》在前四个学期都可以安排。
四、专业课程平台
学分要求:学分: (46 其中必修32 学分, 选修14 学分)
由于师资力量有限,目前无法分方向教学,专业课有点散而不精,建议增加:《混凝土结构:中册》,32学时,2学分;《多高层建筑结构抗震设计》24学时,1.5学分。《砌体结构》16学时,可以并入《混凝土结构:中册》后阶段学习,不必单独开设,增加《砌体结构课程设计》1周,1学分(后续实践教学平台会再提);去除《道路勘测设计》,对于“大土木”来说,《路基路面工程》和《桥梁工程》这两门课的课时可以适当减少。
近两年城市建设学院飞速发展,学校对我们学院越来越重视,学院领导积极鼓励年轻教师申请各种各样的省级科研项目,随着校区大迁徙,实验室建设也紧跟步伐,随着师资队伍的日益强大,预计未来三五年,土木工程专业可以采取“平台+模块”的培养模式,即头两年半时间学习土木工程专业的基础课,后一年半时间分三个方向开展专业课的学习:建筑工程方向、道路与桥梁工程方向、建筑管理,专业得到细化,学生学得更精更细,更有利于毕业后工作上立即上手。
不管是现有“大土木”的笼统教学,还是未来“平台+模块”的教学,建议都必须开展以下专业选修课,供学生根据自己兴趣扩宽多方面知识面:《建筑设计》《PKPM结构设计》《工程结构事故分析与处理》《结构可靠度》《城市规划与交通》《工程监理》等。
五、实践教学平台
思想政治理论课集中实践学时共38学时,其中思想政治理论课教学部承担德育实践16学时1学分;其余22学时由各学院结合入学教育、诚信教育、职业道德教育、志愿服务等,在思政部的指导下以讲座、参观、社会实践等多种形式主动组织完成
课外
课外实践要求学生至少完成2学分,根据学校《课外创新学分实施细则》认定
合计
【摘 要】针对民办高校土木工程专业本科生毕业设计中普遍存在的不足问题,结合指导毕业设计的体会,提出了毕业设计在科学选题、过程管理及指导教师培养等方面的建议和措施,从而更好地保证毕业设计的质量,提高毕业生的实践能力和综合素质。
【关键词】民办高校 ;土木工程 ;毕业设计; 指导
毕业设计是土木工程专业教学计划中最重要的一个实践性教学环节,是对学生综合运用多学科理论知识,解决工程实际问题能力的考核[1 ]。同时也是学生进入土木工程的设计、 施工、 管理和科研领域的开始[2 ,3 ]。由于学校类型和层次不同,因此,毕业设计应具有基本质量要求和层次特征,对于民办高校,要面对现实,采取措施,主动适应市场对人才的需求,保证毕业设计质量要求显得尤为重要。
1 民办高校土木工程专业本科毕业设计存在的问题
民办高校由于学生综合素质较差、指导教师经验缺少,毕业设计工作存在着诸多的问题[1 ,2 ]。还有学校经费投入不足、学生重视不够、时间投入少等问题。有些学生在毕业设计的前期基本上不做任何工作,而到了后期,存在着严重的抄袭情况;有的学生到了结束时,根本拿不出来一份象样的毕业设计成果。这里面的原因是多种多样的,如学校没有建立完善的毕业设计质量监控体系;学生的知识面偏窄,限制了学生创新思维的发展;学生分析问题、解决问题的能力薄弱等等。从目前的现状来看,土木工程专业毕业设计还是停留在建筑施工图、 结构施工图、 结构计算书和设计说明等四大内容基础上。此外,还有教师方面的原因,如毕业设计选题不当,毕业设计题目大多是假题假做或假题真做,缺少实际工程背景,涉及的实际问题较少,需要学生分析的客观资料不多,对学生要求过低等,没有在设计内容的深化和范围的扩展上进行探索,通常是指定学生按规定的形式和要求完成结构计算、细节设计、图纸绘制等,占据了训练过程的主要时间,而对工程项目全过程从立项、 基本资料收集、 方案比较的前期工作到施工可行性分析、 实际经济指标考核等后期环节重视不够,对与相关工程的配合了解甚少,因而对学生综合解决问题能力的训练是不足的[3 ]。因此,目前,民办高校毕业设计质量十分堪忧。如何办证毕业设计质量,采取过硬措施是当务之急。
2 着力打造毕业设计的基础条件,确保毕业设计质量
2.1 提高教师自身素质是保证毕业设计质量之本. 教师是教学质量之本。应用型本科院校的毕业生毕业后将直接到生产第一线从事设计、 施工、监理、检测、造价、咨询等工作,学生专业理论水平的高低,实践技能的强弱,直接取决于教师素质的高低。努力建设一支既能传授理论,又能指导实践的专业教师队伍,是城建学院一直努力探索和追求的课题。近年来主要采取了以下措施:1)提倡专业教师积极参加住建部组织的执业资格考试,如注册建造师、注册结构工程师、注册监理工程师、注册造价工程师等;2)支持专业教师在不影响教学的前提下积极参与各类工程实践;3)要求青年教师每人必须参加至少一个学期的企业挂职锻炼;4)从企业引进理论功底扎实、实践经验丰富的高级工程师来充实教师队伍;5)要求教师及时了解本学科的最新发展动态,经常查阅现行规范,不断更新自己的知识结构,拓宽视野。通过这些措施的实施,教师在引导学生发现问题、提出问题、分析问题方面善于教给学生思考问题的方法,这样培养出来的学生倍受用人单位的欢迎。
2.2 指导教师科学选题是保证毕业设计质量的关键. 题目决定了毕业设计的内容,是完成毕业设计工作的第一步,好的选题是毕业设计成功的一半。毕业设计题目一般是由指导教师下达的,对教师来说,毕业设计选题是一项艰苦的准备工作,如果选题不能激发学生的兴趣,学生完成设计的积极性就不会高,这样就很难提高毕业设计质量。就此对毕业设计选题提出以下建议:首先,题目应基本反映现代科学技术工程设计、施工的发展水平。指导教师要提前半年甚至一年收集相关资料,对相关的工程问题应尽可能多的了解,仔细斟酌后再定题,并且在第七学期期末任务书要与学生见面,好让他们提前做好相关准备工作。其次,毕业设计的选题既要满足教学要求,又要结合实际工程。如综合楼、商住楼、办公楼、教学楼、实验楼等实际工程中应用较广泛的课题,这类课题虽然不大,但覆盖的知识面广。其三,为了与工程实际联系得更紧密,可以采取“真题真做”或 “假题真做”的方式,或建立校外毕业设计基地,把学生放到生产实践单位去做毕业设计或毕业论文,如清华大学、 同济大学、 东南大学、 湖南大学等已有这方面的尝试[4 ]。其四,选题要有益于学生能力的培养,可以不拘一格选题,因土木工程专业的学生分配范围很广,所以毕业设计题目不应仅限于设计题型,可尽量选择与学生就业方向较近的题目(选题时已有学生找好了工作),这样将增强学生对工作的适应能力。设计任务书的布置,不但要考虑学生综合运用所学知识的能力,更重要的是要考虑培养学生适应各种工作的技能,因而设计任务书中应针对具体题目对建筑设计、结构设计、工程造价概预算编制、施工组织设计等方面做不同的设计要求,借此培养学生多方面的实践技能。
2. 3 学生做好知识准备是提升毕业设计质量的前提. 通过大学前三年半的学习,对土木工程专业的基本理论和专业知识都有了一定的了解,尽管在教学中学生经历了很多的课程设计、课程实验、认识实习、生产实习等诸多实践教学环节的训练,由于大都以课堂教学为主,学生对本专业的工程技术问题多以点状形态记忆,对土木工程的全貌缺乏认识。要把学生点状的知识连成线、形成面、构成体,使学生对土木工程有较为完整的概念,毕业设计是解决这一问题的重要过程。在毕业设计准备阶段,1)要求学生做好知识的准备:即复习巩固基础知识,认真参加毕业实习,了解本专业的学科发展动态及土木工程设计、 施工、 管理等方面的相关知识。2)能力的准备:要逐步培养查阅文献资料、分析文献资料的能力;培养调查、分析问题的能力;提高查阅外文资料的能力;提高计算机应用能力;树立吃苦耐劳精神和团队精神;养成脚踏实地的工作习惯。3)做好选题准备,根据自身的知识结构、能力状况、兴趣爱好,选好毕业设计课题。学生是毕业设计的主体,做好这些准备工作是提升毕业设计质量的前提。
3 建立毕业设计监控体系,加强毕业设计过程指导
3.1 开题指导. 对这一环节的控制主要是对每一个学生进行开题检查。在毕业设计前段,学生查阅大量相关资料,对所选课题的建筑、结构、施工组织等部分进行初设计即对这几个部分要做什么、怎么做胸有成竹,完成建筑设计方案。应先由指导老师审核设计方案,学生设计方案经指导老师同意后方可参加开题报告。由教研室组织相关教师进行开题报告,开题报告时由学生介绍方案特点、水平及效益情况,教师帮助分析优缺点,提出修改意见。另外学生必须回答老师提问,考察学生毕业设计准备情况,根据学生情况与会教师给出分数,达不到要求的学生不得进行下一阶段的设计工作。学生建筑设计方案一旦最终确定,指导教师将其记录在案,学生据此开展毕业设计,未经指导教师许可,不得进行原则性修改,以防学生抄袭。
3.2
毕业设计过程监控与指导. 方案设计确定以后,在施工图设计阶段,分为建筑专业设计、结构专业设计、施工组织等几个步骤交叉进行。这是土木工程毕业设计的主要环节,要求指导老师每天到毕业设计室进行指导,随时答疑,发现问题及时解决,避免返工,并适时举办相关专题讲座,主要是讲解设计技巧和工程项目设计中所遇到的具体问题。在建筑设计完成后,再组织全体老师进行中间检查,主要检查设计进度和结构设计质量,交叉审查学生设计的第一版建筑图纸,指出设计中的问题和不足,启发学生找出修改的方法并由指导老师审查学生拟定的结构方案和措施是否安全可靠,是否经济适用和技术先进。只有通过建筑和结构相互衔接达到共识后,才能转入结构计算和结构图绘制。在结构设计中,指导教师及时审查和帮助确定结构计算简图,指导计算方法的选取。建立学生考勤制度,由学生自己完成每周的进程检查,教师核查,并结合完成的实际情况给出评语,以供指导教师评定成绩提供依据。院系质监小组进行不定期的抽查,若发现问题,及时对学生或指导教师提出整改意见。
3.3 最后把关. 在毕业答辩前评阅教师和指导教师要对学生的毕业设计成果进行审查,只有审查合格后毕业设计的学生方可参加毕业答辩。并建立责任追查制度,对原则性错误,指导老师要负责任。
4 合理评定成绩,激发学习热情
毕业设计成绩评定由三部分构成:指导老师评分、评阅老师评分及答辩评分。其中指导老师评分可根据工作态度、独立工作能力、毕业设计进行情况、图面质量、业务水平、创新能力、遵守纪律情况等进行综合评分,评阅老师主要从专业审图师的角度去评分。答辩评分主要根据答辩小组对学生所设计的课题提一些相关问题,考查其设计成果是否为个人所为,考查学生对新规范、新标准的熟练程度,能否解决不同工程背景的一些实际问题,设计是否有创意等。根据学生答辩的情况由评委老师综合给出评定成绩。答辩时,教师提问后要当众点评,对学生的回答要给予正确与否的解释,一来可促进教师严谨治学,二来给学生打分时避免盲目性;当众点评可避免印象分,保证了答辩成绩的公平、公开、公正。点评时,老师尽可能多的予以鼓励,使答辩学生和旁听的学生产生成就感,有利于激发学生的学习热情。
5 结语
毕业设计是提高培养质量的重要实践教学环节,通过这一环节的实训,学生对设计、施工、科研工作的全过程有了相对完整的认识,为毕业后从事工程领域的设计、施工、研究、 管理等方面的工作奠定了良好的基础。因此,对于民办高校来说,不断进行毕业设计的实践探索和思考,从而更好地保证毕业设计的质量,提高毕业生的综合素质是非常必要的。
参考文献
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夏鲁惠.高等学校毕业设计(论文)教学情况调研报告[ R] .高等理科教育,2004 ,53 (1)
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廖志凌 邵学军 刘贤兴. 高校本科毕业设计中存在的问题及对策[J ] .江苏大学学报(高教研究版) ,2004 ,26 (2)
传统的实践教学环节内容相对滞后我国目前各高校专业课的实践教学方法仍以灌输式为主,实践教学设备和实践教学手段比较落后,教学效率和教学效果比较低下,教学资源浪费严重。传统实践教学模式单一,没有能够按照学科、专业特点,开展形式多样的、生动活泼的实践活动,使实践(实习)流于形式。虽然,一些学校的专业课教师为了让学生了解实践环节的一些基本知识,也尝试着让学生走出校门,接触社会,但是由于各种条件的制约,这些实践教学活动效果不明显。其他问题在大学教学过程中,教师往往更多的是注重专业知识的传授,轻视综合素质与能力的培养,忽视人文、艺术、经济和环保等方面知识的交互渗透作用。
土木工程是一个实践性很强的学科,实践教学体系的构建,是随着时代的发展而不断发展的,必须随经济发展不断调整。以上问题严重影响了实践教学的效果,影响了学生的培养质量。必须针对这些问题,对原实践教学体系进行改革。一方面要改进甚至删除原有体系中不合理的设置内容;另一方面要根据需要增设一些新的教学内容;并通过各级监管制度确保实践教学的质量。开设工程实验课通过开设工程实验课,不仅可以帮助学生进一步掌握基本理论、巩固所学知识;还可以培养学生发现问题、分析问题和解决问题的初步能力,使学生具有科技工作者所必须具有的实验能力和基本素质。由于学生的学习水平各不相同,可以将工程实验课设置为三种类型:基本型实验、提高型实验和研究创新型实验,学生可以根据自己的能力、爱好和兴趣选择完成某些实验。其中基本型实验要求学生通过按照给定的实验方案验证相关理论,从而加深对知识的理解,培养学生的动手能力、推理能力、分析能力;提高型实验要求学生综合运用相关课程知识完成实验,培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力;而研究创新型实验则要求学生根据实验要求和实验条件,自行设计实验方案,培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。开展结构设计竞赛结构设计大赛是针对土木工程专业大学生的一项重要的学科竞赛,是极富创造性、挑战性的科技竞赛。
简单的可用结构力学求解器,复杂的要用一些商用有限元软件完成,如SAP、MIDAS、ANSYS等。这就需要学生自学完成,在结构模型的设计、制作和计算过程中,提高了学生的动手能力,培养了学生自主学习的意识和独立创新的能力,同时也增强学生的团队精神和分析问题解决问题的能力。毕业实习实践教学最根本的目的就是要培养学生正确运用所学知识解决实际工程问题的能力,而使学生具备该能力最好的办法就是有实际的生产需求,让学生参加到解决实际问题的过程中去,因此学校应支持并鼓励学生到施工单位实习,培养学生运用所学知识,正确分析并解决实际问题的能力,实现理论与实践的良好结合。在毕业实习过程中,鼓励学生选择实习过程中遇到的问题作为毕业设计(论文)的题目,并引导他们积极的寻求解决办法。这样不仅可以加深对以前所学理论知识的理解,还可以充分调动学生主动学习的积极性,使学生在这个过程中通过亲身实践,不断地去体验、总结、改进和提高。毕业设计(论文)毕业设计(论文)阶段是学生学习各门课程相互联接并应用于实践或进一步提高的转折点,是培养学生实践创新的过程,也是各门课程有机地应用于工程实践的桥梁和纽带。
在毕业设计(论文)的教学环节中,毕业设计(论文)的内容要与学生工作单位的需求相适应,其选题形式应该结合生产实际中的问题进行设计或研究,解决工程的实际问题。或者是结合教师的科研课题进行选题,使学生受到较高水平的科学研究训练。这些选题不仅要应用到大学期间的知识,而且还应包含有学生在大学期间未曾涉猎的知识。不管是哪种类型的选题,都不应单纯的采用笔算或者是电算完成,最好是采用软件计算与笔算相结合的方式来完成,这样既能巩固学生的理论知识,又能使学生掌握一种或多种的应用软件的使用方法。例如,在桥梁工程专业的毕业设计中,其基本的设计理论大都已经学过,在毕业设计中,教师一般要求学生综合性的运用所学知识去完成设计,同时还要求学生利用当前应用比较广泛的工程软件(如MIDAS、ANSYS、SAP或桥博等)完成设计。这样既能巩固所学的理论知识,又能使学生掌握一种或多种工程软件的使用方法,这对于处理日后工作中的一些复杂问题非常有利。另外还要通过各级管理制度,加强对毕业设计(论文)质量的把控。其他学校还可以通过建立教学实习基地、鼓励学生自主创新等多种形式激发并提升学生学习兴趣;另外教师在专业课的授课过程中,还应结合工程案例教学,同时适当结合人文、艺术、经济和环保等方面知识的融入到教学中,对学生进行人文素质教育,提高学生的综合素质,使学生成为新世纪的复合型人才。实践证明,通过以上一系列的实践教学改革措施,学生综合应用理论知识、理论与实践相结合以及工程设计和创新能力得到了良好的培养,土木工程专业实践教学环节的教学质量得到了很大提高。
作者:赵曼 李玉学 路贵华 单位:石家庄铁道大学土木工程学院 山东农业大学水利土木工程学院
[论文摘要]按现行专业目录设置的土木工程专业对学生的工程素质、实践能力和创新意识提出了更高更严格的要求,分析了实验教学目标和专业教学要求,找出了现行实验教学内容和人才培养方案中存在的问题,整合教学内容,优化教学安排,构建了目标定位准确的实验教学框架。
引言
近年来,实验教学的研究与改革成为许多院校和教师的关注热点,2004年和2005年先后获得淮阴工学院教学改革重点课题和江苏省高校教育教学改革立项资助。广泛调查、深入研究、提高认识,研究取得了一些有价值的成果。
整合教学内容,优化教学安排
1.现行教学内容及安排上的问题
十年的研究和四年的实践:教学试验项目的更新和创新课题的补充,丰富了教学内容;教学师资队伍的建设和实验设备的添置,提高了教学水准;开放式实验教学模式和教学体系的建立,激活了教学对象;教学管理平台的搭建和管理手段的完善,保障了实验开放。同时,发现在实验教学实施和教学效果提高上存在一个“瓶颈”,制约着改革成果的进一步扩大。于是,对教学试验项目进行了全面的统计,对人才培养方案进行了深入的剖析,结论是:项目的更新补充,模式的灵活开放,没有脱离原有的人才培养方案,俗话说“穿新鞋走老路”。
现行的人才培养方案即教学计划无法真正贯彻落实开放性实验教学,缺乏总体培养目标框架下的实验教学定位,绝大多数实验以课程为核心,作为理论课程的补充,为课程的系统性和严密,阻碍了学科之间的渗透,特别是创新能力的培养未能落实到实处:①实验以课程为核心,所有实验教学全部附设在相应的课程中,开设实验教学的课程共有14门,占总课程门数比例为30.43%,总学时220学时,比例为14.1%。②专业课实验教学学时分散,比例偏低。专业基础课、专业限选课和专业任选课在内的43门课程中开设实验教学的课时有11门,比例25.58%,学时比例只有8.96%。③实验教学安排不连贯,内容存在重复。实验项目存在相当的重复,既浪费了有限的实验学时,又挫伤了学生兴趣和创新积极性。④学生的综合性实验、创新性实验在其它实践教学环节得不到体现。尽管学院的有关文件规定学生自主完成的综合性实验、创新性实验成果可以替代毕业设计成果,但人才培养方案及配套的毕业设计教学大纲仍然要求学生必须完成工程设计,如:工程总量、图纸数量、施工方案等内容。
2.总体思路与目标
总体思路是以学生的专业概念、专业素质和工程素养的形成为出发点,将知识结构、专业技能和综合素质作为方案的总体功能,以工程为背景,将专业基础课、专业限选课和专业任选课的实验教学和其它实践环节分解整合,以功能实现为目标,构建实验教学模块和体系,根据体系结构设计模块功能。目标是以掌握整体优化的知识结构为基础,着重培养学生的专业概念、专业素质和工程素养,锻炼学生的工程实践能力和创新素质。
3.内容整合与优化安排
深入分析,反复论证。将实验教学分为3类:第一类是任务由外系教师承担,设备也不在本系,如:大学物理、计算机信息技术、计算机程序设计和文献检索等;第二类是内容自成体系,设备相对独立,主要有土木工程测量、CAD基础和结构CAD;第三类是人才培养方案中除了第一类和第二类的所有开设实验教学的科目。综合考虑行政管辖、教学内容和设备管理,第一类和第二类实施现行的教学安排,要求内容上精炼并作相应的补充,满足创新人才的培养要求,管理上实行开放式实验教学模式。第三类实验教学,从课程上看,全部是专业基础课、专业限选课,从设备上看,全部设备在本系实验中心,从任务上看,全部由本系专任教师承担,整合实验教学内容和优化实验教学安排具备了良好的基础和充分的条件。根据现行人才培养方案,第三类实验教学课程一共有7门,教学时数60,无法保证专业基础课、专业限选课和专业任选课的教学效果,无法满足学生在专业概念、专业素质和工程素养形成过程中的渴望和企求。
整合充实教学内容,优化实验教学安排。教学内容整合后,课内学时由现行的60学时增加到84学时(6学分),增设《土木工程实验概论》和《土木工程结构检测》的内容,现行课程的实验教学整合为《土木工程材料的工程性能检测》、《土木工程试验技术基础》、《土木工程结构试验》。调整后,在现行人才培养方案中增加了5门课程,但总学分基本没有变化,内容不重复,过程不间断,循序渐进,与理论教学同步,配以成熟的开放式实验教学模式,既不增加学习负担,又保障了教学效果。
结束语
土木工程项目具有很强的实践性、综合性、社会性和创新性,关注学生理论知识学习和人文素质提高的同时,必须培养学生的实践能力和创新素质。
基金项目:沈阳化工大学教学研究基金项目(2012b10)
作者简介:边晶梅(1973-),女,沈阳化工大学经济与管理学院博士,主要从事服役结构维修加固决策、优化与工程管理的研究。(e-mail)bianjingmei@163.com。
摘要:文章以沈阳化工大学工程管理专业工程施工课程为例,探讨了符合“卓越计划”人才培养要求的新型教学模式,总结了工程施工课程传统教学模式存在的主要问题,提出教学改革的具体内容及措施,简要介绍了改革措施在教学实践中的应用情况及取得的初步成效。
关键词:卓越计划;工程师教育;工程施工;教学改革;教学实践
中图分类号:g6423文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05007704卓越工程师教育培养计划(以下简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的高等教育重大计划,主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高素质的各类工程技术人才,促进工程教育的改革和创新,推动中国从工程教育大国走向工程教育强国[1]。“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与人才培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。沈阳化工大学工程管理专业以此为导向和契机,积极主动地进行人才培养模式和课程教学改革,为社会培养高素质创新型的土木工程管理人才。
中国1998年设立的工程管理专业是由工程技术专业与管理专业交叉复合而成的新兴专业,它覆盖了原有的建筑管理工程、房地产经营管理、国际工程管理等学科,具有较强的综合性和较宽的专业覆盖面[2]。工程管理专业设置了技术、管理、经济与法律四大平台的课程,其中工程施工是技术平台课程中的一门专业课程。该课程的教学目的是帮助学生掌握建筑工程主要工种的施工技术和施工方法,掌握土木工程施工的科学组织与管理方法、手段,具备发现并有效处理建筑工程施工过程中一般性技术问题的基本能力,具备根据主客观实际情况优选施工方案、施工方法和编制施工组织设计的基本能力,以及有效组织建筑施工安全生产的基本能力。该课程具有知识点繁杂、综合性和实践性较强的特点,是工程管理专业理论与实践相结合的关键课程,是培养学生工程实践能力和综合能力,实践“卓越计划”的重要课程。一、工程施工课程教学模式及存在问题
工程施工是工程管理专业一门重要的专业技术课程。目前各高校积极开展土木工程施工课程教学改革,如在传统板书教学基础上的多媒体教学、案例教学、改变考试方式等[3-5]。然而,由于该课程学时少等客观原因,目前的教学效果有限,还不能完全满足社会对人才培养的需求,存在的问题主要表现在以下几方面。
(一) 教材内容滞后于实践,对行业新技术体现得不够
随着高等教育改革的不断深入,土木工程施工课程的教材在章节内容及知识覆盖范围等方面均比以往教材有显著增加。但增加的多是传统施工工艺,对已过时或被淘汰的工艺并没有作太多删减。尽管新工艺、新技术在新教材中亦有体现,但仍显不足,即使目前最新的施工教材有关“四新技术”(新技术、新工艺、新材料、新设备)的内容也很少,有的甚至还包含某些当时很“新”而实际上已经落后的技术;一些成熟且应用广泛的技术却未能在教材中有所体现。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
边晶梅基于卓越工程师培养计划的工程施工课程教学改革与实践
(二) 课堂理论知识与工程实践脱节
土木工程施工课程实践性强,对培养学生的专业素质和创新精神具有至关重要的作用。目前该课程大量的施工工艺和实践知识等仍由教师以课堂讲授的方式教给学生。尽管教师认真备课、认真讲课,也尽量采用了投影、幻灯片、视频等较为先进的多媒体教学手段,但学生只听教师讲解而不到施工现场实际观摩体会,就没有直接的感性认识,对其中的部分内容很难真正理解和掌握。包括笔者所在学校在内的很多高校的工程管理专业都未开设专门的施工实习,只有短期的工程实习和毕业实习,而且与施工课程不同步,还主要以现场参观形式实习,学生只能看到工程施工片断,这对学生工程实践能力的训练和提高是远远不够的。
(三) 学时少,任务重,难以培养学生的创新性思维
工程管理专业的工程施工理论课时往往
偏少,一般为32学时或48学时,要讲清楚各种工程的施工工艺几乎是不可能的。原因有二:一是教师感到时间有限,内容太多,教学上很难有发挥的空间;二是课程内容原本就抽象繁杂,再加快课堂节奏,学生难以消化和吸收课堂知识。因此,要在较少的课时内,将工程施工内容讲解透彻,使学生牢固地掌握土木工程施工技术知识,达到满意的教学效果,难度很大,或者说是一项严峻的挑战。而且,这样满堂灌的教学方式无法留给学生独立思考的时间,不利于培养其发现问题和解决问题的能力,也不利于培养学生的创新思维和创新能力,难以达到“卓越计划”人才培养的要求。
(四) 实习内容不系统、不完整,校企合作的深度不够
这是很多高校工程管理及土木工程专业所面临的实际问题。与施工相关的实习往往集中安排在某一时段,而土木工程施工过程一般较长,学生只能观摩到个别分项工程的施工过程,无法观摩到施工全过程,更无法从总体上了解整个在建项目的全部工序。目前,实习单位一般是依靠教师或学生的个人关系联系。企业常以实习会带来管理上和生产上的不便或安全问题,明示或暗示学生少进工地,很少主动安排学生亲自操作。愿意接受实习的施工单位也越来越少,联系实习日益困难。这种状况在很大程度上影响了实习效果,而且校企之间的长期合作关系也不易保持,企业参与工程师人才培养的程度远远不够,教学实习的效果难以保障。
二、工程施工课程教学模式的改革与实践
(一)调整教学目标 “卓越计划”最大的特点是以强化学生的工程实践应用能力与创新能力为目标,并以此构建人才培养模式,改革课程教学内容与教学方法,提高人才培养质量。为达到“卓越计划”人才培养的要求,在土木工程施工课程教学过程中应突出强调工程实践能力和创新能力的培养。教学目标的调整主要是通过调整教学内容、创新教学方法与教学手段、完善工程施工教学模式等系列改革措施,强化学生的综合能力训练,夯实工程技术基础。在此基础上,将安全责任意识、节约环保意识、诚实守信意识和社会责任感等工程伦理道德,潜移默化地“渗透”到课程教学之中,实现能力培养和意志品质培养的和谐统一。教学方法的调整是要实现从传统的灌输式教学方式,向学生广泛参与课堂活动的多样化教学方式的转变,如开展团组讨论式教学,有利于活跃课堂气氛,调动学生学习积极性。以工程实例为载体的案例教学,应尽量以身边工程为实例,学生有机会到现场实地参观,更能提高其学习兴趣,保证学习效果。此外,考核方式也应从单一的分数考核调整为多方面素质的综合考核。
(二)优化教学内容
结合“卓越计划”三层次人才培养标准对本科人才培养的要求,对工程施工课程教学内容进行调整和优化。现行工程管理专业工程施工课程教学大纲规定的讲授内容为:土石方工程施工、地基与基础工程、砌体工程、混凝土结构工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程、道路施工、桥梁结构工程施工等。为了帮助学生系统地掌握施工知识,还应增加有关建筑物从动工到竣工的完整施工过程的内容,培养学生对工程的整体认识。
教学内容的重点应是现实中应用较多的施工知识,要做到详略得当,在有效的教学时间内将最有用的知识讲解透彻。同时,要特别注意跟踪施工前沿信息,随时补充和更新教学内容。如今工程施工技术的发展日新月异,新材料、新技术、新工艺层出不穷,努力实现课堂学习和施工实践的接轨,达到与时俱进的目的。
建立和完善基本信息资料库。以网络为主要依托,收集和整理有关施工过程、施工方法、施工工艺等的图片、动画和视频资料,包括重大工程、新工艺、新材料等方面的网络资讯,建立功能强大的多媒体信息资料库,制作内容丰富、高效实用的信息化电子教案,努力缩小理论学习与施工实践之间的差距,以避免现场实习的不完整和不系统。沈阳化工大学自2011年起搜集了大量资料,经整理后用于课堂教学,学生对此很有兴趣,教学效果良好。
(三)加强设计、实习等实践环节,提高学生工程实践能力
1.开设工程施工技术课程设计,强化团队合作能力、工程实践能力的培养
工程施工技术课程设计是与工程施工相配套的实践性课程,是培养具备工程师基本素质的应用型高级人才的重要环节。通过此项课程设计,帮助学生了解建筑施工技术方案设计的
制程序,熟悉编制内容,掌握编制方法,并进行土石方工程、钢筋工程、混凝土工程等常用专项方案的编制,可将理论与实践相结合,培养学生在课程设计中综合应用所学施工知识的能力。一方面,学生毕业后大部分在施工单位从事施工管理、施工组织设计、施工招投标等工作,都会运用这方面的知识,有现实需要;另一方面,学生毕业设计(论文)选择施工组织设计的也不在少数,施工方案设计是其中重要的内容,有应用需求。
沈阳化工大学工程管理专业自2010级开始,开设了32学时的工程施工技术课程设计。课程以工程实例为背景,采用案例教学法进行施工方案设计教学,强化和延伸课堂理论知识。成绩考核采用分组进行设计的方式,培养学生的团队合作意识和沟通协调能力。
2.完善与加强毕业论文(设计)环节
以往工程管理专业毕业设计往往以论文为主,选择做工程设计的学生极少,无法锻炼学生的综合实践能力。沈阳化工大学在教学改革中逐步提高了工程设计在考核中所占的比重,最终实现学生实践环节以毕业设计为主、毕业论文为辅的目标。与此同时,全面提高对毕业论文的要求,使其最大限度地接近工程实际。2010年毕业的0701班有9人选择毕业设计,内容涉及住宅及公路工程项目工程量的计算、施工组织设计等,毕业论文涉及房地产开发、造价控制、招投标研究、工程索赔、绿色施工与管理、寿命周期成本管理、施工质量控制与安全管理等方面。经过这一改革,在毕业实践环节选择工程设计的人数增加较多(见图1),而毕业论文的质量也有显著提高。
图1毕业实践环节工程设计类选题人数变化趋势
3.重视企业学习经历
“统筹安排,分阶段培养”是“卓越计划”人才培养的主要模式。根据“卓越计划”,工程人才培养分为三段制:本科、硕士、博士。“3+1”为本科培养阶段的运行模式,即3年在校学习,累计1年在企业学习和做毕业设计。企业学习阶段的重点是对学生工程实践能力和工程创新意识的培养[5]。
为了强化学生的企业学习,学校鼓励学生主动联系实习单位,利用课余时间、假期和毕业设计(论文)期间,全天到企业进行中短期专业学习或工程实践,了解工程建设的实际运作过程和企业工作流程、企业文化。实习之后组织学生座谈,总结实习心得,交流经验。沈阳化工大学工程管理专业自2007级开始,参加企业实习的学生逐年增加。实践表明,凡是有过企业实习经历的学生,工程实践能力都有较大提高,就业优势也非常明显。
4.加强工程意识和职业道德的培养
本科层次卓越工程师培养标准的基本要求有:(1)基本素质: 具有良好的工程职业道德、较强的社会责任感和较好的人文科学素养。(2)现代工程意识:具有良好的质量、环保、职业健康、安全和服务意识。(3)学习能力: 具有获取信息和谋求职业发展的能力。(4)分析和解决问题的能力: 具有综合运用科学理论分析与解决工程实际问题的能力, 能够参与生产及运作系统的设计, 并具有维护能力。(5)创新意识和开发设计能力: 具有较强的创新意识,以及进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力。(6)管理与沟通合作能力: 具有较强的组织管理、交流沟通、环境适应和团队合作能力。这种非专业能力已成为优秀工程师职业能力的重要组成部分,是现代经济社会对工程师提出的更高要求[6]。 沈阳化工大学将工程意识、工程伦理道德的教育贯穿在工程施工及课程设计等教学的全过程,并鼓励和支持学生参加创新创业大赛等活动,有意识地培养学生的意志品质、沟通协调能力、组织能力、团队合作意识等人文素质。比如,工程管理专业学生参加2010年第七届辽宁省“挑战杯”大学生创业计划大赛和2010年第十届辽宁省大学生科技创新大赛,均取得一等奖的好成绩。
5.密切课程内容与专业认证考试的联系
包括工程管理专业在内的土建类6大专业在中国是最早进行专业认证的。目前的资格考试及认证管理制度等已比较成熟。与工程管理专业对口的资格考试有国家一级注册造价师、注册建造师、注册咨询工程师、注册监理工程师、注册资产评估师等的考试。教学中要密切课程内容与专业认证考试要求的联系,帮助学生提前做好认证考试的准备,为他们未来职业的发展奠定基础。
三、结语
文章探讨了适应“卓越计划”人才培养要求的工程管理专业工程施工课程的新型教学模式,分析
了工程施工课程传统教学模式存在的主要问题,提出了具体的教学改革措施,并对教学改革取得的初步成效进行了总结,以推动工程管理专业建设的进一步深入。
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practice and teaching reform of engineering construction course
based on a plan of educating and training preeminent engineers
bian jingmei
(school of economics and management, shenyang university of
chemical technology, shenyang 110142, p. r. china)
abstract: the plan of educating and training preeminent engineers is a teaching reform project. engineering construction course of engineering management specialty in shenyang university of chemical technology was taken as an example to discuss the new teaching mode meeting the demand of preeminent plan. the deficiency of traditional teaching mode was sumarized and the difference with the demand of preeminent plan was analyzed. contents and measures of teaching reform were presented and practices as well as primary effects were introduced.
土木工程专业本身就是实践性很强的一门学科,而毕业设计就是学生在进入社会之前在学校进行的一次实战演习。毕业设计的题目大都结合实际工程、项目和试验等,学生通过结合自己大学阶段所学的知识解决实际工程问题,能使自己的工程意识、科研能力得到进一步增强。土木工程毕业设计必须充分体现学生相对独立完成理论与实践相结合解决实际问题的能力。毕业设计主要是以学生为主、教师为辅的实践教学课程。其它理论课程学习一般是以专业教师课堂讲授为主,教授学生本课程体系要求的系统知识,这种教学是以教师教为主,学生学习为辅的方式进行。相反,毕业设计则是以学生为主,教师为辅的方式进行,学生在教师指导下利用已学知识来相对独立地完成所给的任务。可见,独立性是大学生自主创新的重要前提,它对于提高学生的动手能力、分析能力都具有重要的意义。在解决实际问题时可能需要协调其它专业或学科,但土木工程专业仍然是一门独立性很强的学科,不同工程之间千差万别,每个学生做不同工程的设计题目就体现了不同工程的差别。
在本科毕业设计阶段,学生必须通过大学所学知识、专业实习实践、试验制作、资料收集整理、文献查阅等,对需要解决的实际工程问题进行深入的分析和研究,在专业教师的指导下,提出解决问题的可行性方案。这要求学生具有综合运用知识解决实际问题的能力,也要求学生在解决实际工程问题时需要一定的创造性。土木工程专业创造性还体现在学生要面对各种不同工程条件和各种潜在的影响,来创造性地提出新方案,解决不同工程的实际问题。
二、传统本科毕业设计模式存在的问题
第一,缺乏系统性。土木工程专业培养计划中明确解释其培养目标是:能够从事土木工程设计、施工、管理等方面的高级技术人才。主干课程主要以结构的设计理论与施工为主,因此在学生的毕业设计中应主要加强结构设计的训练与实践。但是,从往年参加毕业设计学生所选择的课题来看,名目虽多,真正进行结构设计的学生人数不到20%,进行施工组织设计的占了大部分(55%以上)。因此,笔者认为,毕业设计的题目应慎重考虑,内容应结合四年所学的知识以结构的设计与实践为主,同时根据学生的学习兴趣和专业特色增加一些其它方向的题目(如岩土方向增加煤矿相关的设计,建工方向增加施工管理,交通方向增加交通规划与管理等),重点突出,方向明确。这样才能正确引导学生,调动其学习的积极性,使学生明确学习的方向和将来工作的走向。
第二,缺乏现实性。毕业设计是具体的有目的的行为活动,毕业设计的过程是一个模拟现实的过程。尽管我们的毕业设计题目大多数情况下提供的是一些假想的条件,但这些条件也是仿照真实的设计提出来的,因此毕业设计中应把这些假想的条件当作一种真实的情况对待。但是在学生的毕业设计中,脱离实际、凭空想象的成分占了大部,现实的东西少了。对国家颁布的相关规范、图集知之甚少,没有仔细阅读。因此设计出来的图纸有许多地方明显与国家现行的规范不符。对现实工程中的设计和施工过程缺乏整体认识,使得在设计过程中不能有效的结合实际,不少东西凭空想象,和实际情况严重脱钩。这也使得我们需要进一步加强实习的管理和监控。
第三,缺乏能动性。部分学生在毕业设计过程中自觉能动性和创造性能力不足,过分依赖专业教师的指导,不对毕业设计课题所要做的工作进行深入剖析。一方面说明学生专业基础知识掌握不牢,另一方面也说明学生综合运用所学知识解决实际问题的能力不足。
第四,缺乏重视。毕业设计一般都是在大学最后阶段完成,一方面学生对于这最后阶段的实践课程有些放松,另一方面大部分学生忙于找工作或其它事情,这使得学生对毕业设计的重视程度严重降低,投入毕业设计的时间和精力减少,学习积极性下降。在毕业设计阶段,学生一边忙于应付毕业设计,一边忙于找工作或忙于考研,有的学生甚至觉得毕业设计就是走走过场,对毕业设计认识不够导致严重不重视。加上有的学校和老师监管力度不够,对学生听之任之,导致学生自由散漫,毕业设计当然就不能到达应有的基本要求。
第五,缺乏绩效性。在往年毕业设计中,学生时有抄袭的现象。由于有的学生平时就不好好学习,在毕业设计阶段根本就不能把已学知识综合联系在一起,也就不能独自完成毕业设计,所以有时候他们就抄袭别的同学的资料,稍作修改就为己用。有的学生甚至就拿着施工单位的施工组织设计直接作为自己的毕业设计使用,使得这样的毕业设计一点理论知识体系都没有,根本无法达到毕业设计要求。
三、大学毕业设计管理模式的构建
第一,构建新型的实习管理模式。实习是学生把理论和实际相结合的重要阶段,同时也使学生了解现实工程中的一些施工过程、施工工艺,使得学生在毕业之后能以最快的速度融入现实工程当中去。这就使得我们需要增加实习时间。同时,需要加强监管,只有在加强监管过程中才能使老师认真负责起来,才能使学生能真正在实习过程中学到知识,而不是把实习当作形式,甚至当作旅游。根据土木工程专业特点及培养目标,改革计划,增加实习,加强实习监管。在以往的教学计划中,最后一学期虽然没有上课课程,但还有为期3-5周的专业课程设计,加上3-5周毕业实习,这样留给毕业设计的时间大概只有5-6周时间。在这样的时间内要求学生完成高质量的毕业设计本身就不太现实。所以我们从2012级教学计划开始,决定最后一学期全部安排为毕业设计时间,这样时间就能得到保障。
第二,科学的选题管理模式。毕业设计题目是毕业设计的第一步,也是重要的一步。选定题目也就选定了毕业设计的基本框架和内容。故选题是顺利完成毕业设计工作的先决条件。在以往毕业设计题目方面,一般是专业教师随便拟定一些题目,这些题目并不都是实际工程题目,甚至有可能和实际工程完全脱钩。实际上,在毕业设计题目的选择上,有两种方式可供选择,一种是学生自己根据以后工作单位的实际工程项目进行自己选题,另一种是指导教师根据已有工程或项目为学生选题。不管是那一种选题方式,所选题目都应该紧密结合专业培养方向,密切联系实际,尽可能结合生产、科研或实验室建设,做到真题真做。同时应注意专业知识和设计内容的应用和结合,适当拓宽知识面,增强学生的适应性,注意设计的深度和广度,使学生能力所能及地完成有效的毕业设计。同时,系或教研室应定期组织相关专业教师对学生的选题、审题进行集体论证,要求选题恰当、内容适中、结构合理。实践证明,所有学生从接触任务开始就目的明确、兴趣浓厚、主动积极,是高质量完成毕业设计的基础。
第三,完善的题型库管理模式。为了真正让学生能运用所学知识解决实际问题,切实做到理论联系实际,可以采取题型库选题模式,题型库可以采用模拟题型与实际题型相结合的方式。在每年的毕业设计中,可以选择结合实际工程或项目的题目,也可以从实际工程或项目中简化或抽象出来的一些模拟题目,在条件允许的情况下也可以选择实验研究类型的题目,如结构设计优化、编制具体工程的施工实施方案、项目经济性分析等。让学生“真枪实弹”地参加实际工程方案的设计,学生就会有一种成就感、满足感,这有利于激发和培养学生的学习兴趣,建立正确的学习动机和学习态度,大大地提高他们的热情。
第四,有效的创新管理模式。为了更好地发挥学生的自觉性和主观能动性,可以鼓励学生了解当前实际工程技术中的一些难点、热点问题,结合生产寻求毕业设计课题。对于学生结合实际工程自己拟定的毕业设计课题,在评定时应当给予适当的成绩奖励,以激发学生的自觉学习性和主观能动性。同时,专业指导教师在指导学生进行毕业设计时,应避免全程式指导或填鸭式的教学方式,要引导学生了解并熟悉解决问题的方式和方法。提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力。“授之以鱼不如授之以渔”,教师在指导学生毕业设计时,应当教给学生一种思考问题和解决问题的方法。
第五,系统的质量管理模式。对毕业设计实施全过程质量监控是提高设计质量的保证。学校教学和相关管理部门以及各二级学院(系部)应制定相关的管理办法、实施措施和监督制度,加强过程化管理和监督,抓好毕业设计的每个环节。在毕业设计过程中应成立由相应人员组成的领导小组和督导组,深入到毕业设计各个环节中进行督促指导,如发现问题应及时与有关部门负责人或相关指导教师进行交流,做到及时处理。二级学院或系(教研室)对指导教师的聘任、毕业设计的选题审题、毕业设计的全程管理、毕业论文评阅、毕业答辩、毕业资料存档等环节的工作程序、工作方式、工作内容、时间安排、质量标准、分工负责等均应有明确规定和实施细则。为了保证教师指导质量和学生毕业设计的时间,应实施每日考勤制度,指导教师考勤学生,院系(教研室)随机考勤指导教师和学生。为了确保进度和质量,实行每周汇报制度,学生每周须向指导教师汇报本周成果和下周计划。整个毕业设计过程中,应当组织三次检查,从选题———过程———成果进行三维一体的质量控制体系。
四、结语
[关键词]創新应用型 双师型 工程素质 工程能力
1 问题的提出
創新应用型人才是指既有扎实、宽厚的理论基础,又具备较强的实践应用能力和一定創新能力的高级专门人才。其人才培养的基本特征是:价值取向体现行业性,培养目标体现应用性,课程设置体现复合性,培养过程体现实践性,知识应用体现創新性。
目前,土木工程根据行业特征大致可以分为科学研究型与应用型两类。而作为应用性很强的土木工程专业,其应用型人才需求的比例高达85%~90%。因此,突出“創新应用”是土木工程专业应用型本科教育的核心和关键。我国高等工科教育正在推行的CDIO模式、卓越工程师培养计划也都是强调工程应用和实践教学体系的建立及其重要性。但目前我国高等院校土木工程专业所培养的人才在知识结构、知识能力、素质结构等方面离这个要求还有相当的距离。受以传授知识为主的传统教育思想影响,不少应用型本科院校的教学仍仅注重专业基础理论知识的讲授,而淡化教学过程中的实践应用环节和学生創新能力、团队协作能力的培养,毕业的学生往往学了很多理论知识,但不知道如何将其用于解决实际工程问题。笔者曾担任建筑设计研究院总工程师多年,对这些方面感受深切:无论是研究生还是本科生,经过多年的系统专业理论学习,并通过试验、实习、毕业设计、毕业论文等实践教学环节训练,各门成绩都很优秀的毕业生,进入设计院后,基本都手足无措、无从下手、适应能力较差、不能满足企业核心竞争力的要求。这些问题一方面与高校课程设置有关,先学基础课如高等数学、工程三大力学等,再学各专业课知识点(如钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、工程结构抗震等),最后进行综合毕业设计。但学生不能自觉将多年所学自后而前的联成整体以形成应用技能,而这正是人才需求企业所期望的。另一方面与教师素质有关。很多教师从高校毕业直接进入高校教学,没有相应的工程设计经历,对工程界通用的设计原理、表达方式及计算软件运用等知之甚少,却指导学生的课程设计或毕业设计,这无异于无源之水、海市蜃楼。指导出的学生更难奢望具有较强的工程实践能力。因此,培养創新应用型人才是一个复杂的系统工程,涉及教育观念的更新、人才培养模式的构建、实践教学的改革、教师素质的提升、教师评价体系的建立等。其中,教师素质提升与教师评价体系构建是工程教育改革的龙头,也是創新应用型人才培养的难点之一。而目前对創新应用型人才培养的思考主要集中在对学生素质的要求和培养,对应用型本科院校专业教师的素质要求和提升却甚少提及。本文结合自身多年从事土木工程教学和建筑结构设计的实践经验,针对培养創新应用型土木工程专业教师的素质和能力要求进行探究。
2 应用型本科土木工程教育应达到的能力要求
随着中国高等教育迅速进入大众化阶段,我国高等教育呈现出多样化的办学格局。应用型人才培养是高等学校根据社会实际需要而提出的,现在已经被我国大多数本科院校和社会所接受。由于应用型土水工程人才是面向上程实际、面向基本建设第一线,掌握一定的基础理论知识,并具有一定的科研成果創造转化能力的人才,所以高等工程教育界都在积极地探讨应用型人才培养目标和人才培养模式。例如提出“CDIO”模式、“卓越工程师”培养计划等等。虽然名称不尽相同,培养目标表述上各有千秋,但都具有一些共性的特征:在培养目标上以市场为导向,以通识教育为基础,提高学生的工程素质和综合工程能力;在教学计划上,突出应用与工程实践能力的培养;在教学计划的安排中,加大实践教学的比例,突出学生动手做工程能力、解决实际问题能力、二次創新能力的培养;在培养方案上,应用型人才培养模式可采用“两段式”培养模式,即学科基础培养阶段和专业方向培养阶段;在教学模式上,倡导“理论与实践相结合”、“素质教育与专业教育相结合”、“课内与课外相结合”、“学校内教育与校外企业实习基地教育相结合”等等。不论哪种模式,其目的都是为了培养出面向工程一线的具有较强实践和創新能力的高素质专业人才。
美国的工程教育一直引领着国际工程教育的潮流,美国工程与技术鉴定委员会对美国高等工程教育提出了8项标准:①应用数学、科学、工程知识;②设计并实施实验,能分析解释并能获得数据;③能够按照要求进行系统设计或工艺设计;④能在工作中参与集体合作,并能和他人有效地沟通;⑤能够发现工程问题、解决工程问题;⑥了解工程对于全球和社会的影响;⑦对终身学习必要性的认识及自学的能力;⑧是从事工程必须的基本技术、基本技能和使用现代工具的能力。虽然美国的工程教育理念、欧洲工程教育模式与中国的工程教育思想在一些表述上有差异,但是也有很多共性。基于上述对高等工程教育的要求,结合土木工程专业特点,应用型本科院校土木工程专业本科生的能力要求可以概括为:①对土木工程专业知识的应用能力,解决“会不会做”的问题;②工程设计、建造与施工管理的能力;⑨土木工程专业技术必需的操作技能,如测绘仪器使用、计算机软件的应用、工程预决算、检测仪器使用等等;④工程实验、检测、鉴定的能力;⑤能够及时发现工程问题、分析工程问题、解决工程问题的能力;⑥自我学习、不断更新知识的能力;⑦能够与各方合作协调共事的能力;⑧能够在行业内进行技术交流的能力。上述对学生的诸多要求,都需要从事高等工程教育的一线教师去完成,需要高校教师具备更高的相应素质与工程能力要求。
3 应用型土木工程专业教师的素质要求
大学自产生之日起就以培养人才为己任。我国高等教育法也明确了大学的三大功能,即:人才培养、科学研究、社会服务。人才培养是高等教育的根本任务,而高等学校的教师是人才培养的主力军。高校教师特别是专业教师,教书育人,培养学生的工程素质和工程能力是教师的本分和责任。教师无论是课堂教学,还是实践性教学环节,每天面对的是学生,接触最多的也是学生。专业教师对土木工程专业的理解,教师在授课时的启发引导、逻辑推理、案例分析,都潜移默化地影响着学生。教师在指导课程设计、工程实习、毕业设计辅导等实践性教学环节中,其自身的工程素质和工程能力,直接决定着学生的能力培养。我们认为,在提出土木工程专业应用型人才素质要求的同时,也应关注对土木工程专业教师的工程素质和工程能力的要求。
3.1教育观念的更新
教师教育观念既是創新应用型人才培养的先导,也是教学改革的瓶颈。长期在精英教育环境下学习、成长起来的教师,又身处以学科建设为龙头的高校现实环境中,教育观念往往与創新性应用型人才的培养目标不一致。因此,要办好創新应用型本科专业,首先要改变一些高等教育的传统办学观念,主要有:一是认为应用型本科比学术型或教研型本科低一档次,有点接近职业教育,降低了学科、专业的层次,也削弱了教师培养創新应用型人才的积极性。事实上,应用型与学术型或教研型专业的差异主要体现在适应社会需求的外延上,体现在学生应用能力的培养上,而不存在层次差别。二是过分强调学术化观念,追求基础知识、专业知识的系统性和完整性,导致课堂理论教学学时不断膨胀,而忽视了综合应用知识能力的培养。理论研究与跟踪调查表明,职业成长的潜力更多地取决于学习能力尤其是自我学习反思能力,而不是基础知识的宽厚。建构主义教育理论认为,知识和能力不是传授的,而是建构的,这一点非常值得深思。当代工程知识更新很快,如不能授学生以“渔”,传授的这些知识很快会过时,对学生应用能力的培养毫无帮助。三是将专业教育与学术训练混为一谈,重视传统理论、传统方法、传统工具的学习与应用训练,对新兴方法、新兴工具在土木工程中的应用认识不到位,对工程建设的新进展关注不够,对社会化、专业化分工的趋势认识不深刻。导致学生所学知识、方法落后于当前工程实践,导致学生的应用能力、应用水平与社会需求脱节。例如:工程界的结构图早已采用平法表示,但许多学校的毕业设计仍采用单榀剖面详图表示。脱离于社会工程实际。
教育观念的转变影响到教学过程的方方面面。首先要变革现有的课堂理论教学学时不断膨胀,课程体系头重脚轻的现状。要进一步明确大学教育将工程理论和工程实践结合的重要性,注重持续学习的能力、团队协作与沟通能力、創造性的思维能力是21世纪土木工程师的立业之本。其次变革课程内容的学科取向,改变目前以学科科目相对应的方式来安排课程内容,缺少必要的横向联系,容易产生条块分割,学生不能融会贯通的掌握工程知识;建筑工程的学生走上工作岗位不能对所学工程知识应用自如,与学校课程内容设置有很大关系,学校课程安排是让学生通过学习基本构件及其有关的设计施工要点来学会知识,这些知识只是工程应用中的局部专门知识,最大的问题是学生没有学到在各种总体问题中如何应用他们的专门知识,也就是说,学生学习知识是从局部到整体,而工程师的工作思维是从整体到局部,使得学生将来工作所需要的实际工程设计模式与学习技术知识的模式之间是不连续的,甚至于流程是相反的。再次,要变革课程教学方式方法,课程教学过于注重基础知识、专业知识的灌输以及专业技能的训练,而忽视了工程思维的培养、工程方法的启迪、創新精神的培育,在教育性与训练性之间失去了必要的张力和平衡,导致学生的视野狭隘、工具功能突出,发展潜力明显不足。教学要紧扣应用和創新,比如建筑工程行业中通用的电算程序、平法表示等都要在教学中加强,使学生一走上工作岗位就能得心应手。
3.2专业教师的工程素质与工程能力的提升
創新性应用型本科专业教师既要具有较高的学历、较扎实的学术功底,又要具备较丰富的实践能力、较深厚的工程素养。较为理想的情况是大部分教师都是“双师型”,而现实情况是这样的教师较为缺乏,教师培养也存在路径依赖。造成这种局面的原因,既有认识的偏差、机制的缺失,也有教师个体层面的问题。在以科学研究带动教学成为一种普遍认可模式的情况下,如不能采取系统的对策,这种局面在相当长的时间内将很难改观,創新应用型人才的培养也就成为无源之水。
在认识层面上,目前主要存在三个误区。一是对应用型学科来说,其科学研究要遵循“知识积累+技能训练一实践运用一总结研究”的方法,其实践性活动在先,相当一部分“实践活动”学术含金量不高,难以转化为“研究活动”,但却是应用型学科研究的背景与基石;而高校现行学术评价体系的主流遵循“积累知识一专题研究一实践性验证”的模式,与应用型学科实践研究的路径不兼容,导致大部分高学历青年教师在思想上对工程实践能力锻炼、工程素养提升的重要性认识模糊,在行动上缺乏积极性。二是对“教学成师”、“实践成师”的互补性、不可替代性认识不足。事实上,“教学成师”是教师的自然发展方式,是教师“从原有的教学经验出发,生长新的教学经验”的过程,它是一种与教育实践相伴相生的成师方式;“实践成师”则是人为的教师发展方式,是教师将“公共教育知识内化为个人教育知识”的过程。“教学成师”与“实践成师”二者互为依托、互为补充、缺一不可,构成一个有机的整体。片面强调“教学成师”、忽视“实践成师”也会导致相当一部分高职称、老教师在教学过程中过分片面地强调教学经验的积累,而忽视了教育观念、教育技术的与时俱进,容易出现“师傅带徒弟”的经验主义倾向,这与高等教育进入大众化时代的要求和創新性应用型人才培养的目标格格不入。三是对教师提升工程素养的路径认识过于片面,认为只要选派青年教师去企业进行实践即可解决青年教师实践能力欠缺的问题。实际上,只有在科学研究、工程实践、教育理念与教育实践这四者相互交汇的情况下,才能促使专业教师的理论认识、工程经验与教学感悟互相融合,从而催生教育智慧、产生新的教学经验。
因此,要构筑专业教师的实践学习平台,专业教师的教学水平提高、工程素养的提升也就只能通过穿行、往返于“知”与“行”两个世界的方式来实现,周期性地穿行于教育理论、科学研究、专业知识与工程实践之间,实现同期互动,使专业教师成为贯通“知”与“行”两个世界、催生工程教育智慧的纽带与载体。
为提升专业课程教师的工程素养,在机制上,一要建立健全专业教师到生产单位进行工程实践、学习交流的机制。充分利用高校創办科技服务机构、办学协作单位的平台,引导组建团队,有计划、有目标地给教师提供实践平台,同时要保障教师的现实利益,鼓励、推动教师积极地投入到工程实践中去。二要借鉴国外“实践教授”模式。建立一支数量质量稳定、来自生产一线、实践经验丰富的兼职教师队伍,健全专兼结合、校外专家兼职授课机制。三要提倡、鼓励、促进教师进一步密切与工程界的联系。积极参加注册工程师考试认证、申报工程系列职称,努力承担工程设计、检测、鉴定、咨询等技术服务项目,参与各种工程技术评审会议,全方位地提升专业教师的工程素养。四要积极引进工程一线的资深工程师。在其丰富的工程实践知识基础上加以教学方法的引导,使其成为双师型教师。五要进一步完善、调整、优化专业教师教学、科研、工程实践能力水平的评价体系。改变过分学术化的评价倾向,引导、促进教师不断提升工程素养,同时要充分发挥专业顾问委员会的作用,对承担课程设计、毕业设计的指导教师进行工程素养认证。
3.3对教师創新能力的要求
創新指一切从无到有的創造,包括一切比以前既有的东西具有新形式、新内容的新组合。也就是说,不管是从外在形式上,还是从内部或内容上,只要增添一些原来所没有的元素,就是創新。在现实社会大背景下,培养創新人才是国家可持续发展的关键性因素,而具有創新意识和創新能力的教师,是培养高素质創新人才的最重要的因素。大学教师的創新能力与其在高校要承担的双重角色相对应,即:教学創新和科研創新,这二者是相互促进、相辅相成的。
土木工程专业是一个不断发展的学科,教师要有科学研究的兴趣,要有一定的科研能力和創新能力。通过科研活动,才能把握学科的发展动态,了解学科的前沿;通过科研或社会服务,教师才能运用理论知识分析问题、提出问题、解决问题;通过科研創新活动,才能对相关规范、规程有深入的理解。反之,教师的科研創新能力水平对教学水平和教学效果有很大促进。教师把科学研究和創新的成果渗透在教学活动中,从而影响、带动学生去思考问题、观察工程问题,培养学生的創新意识。
教学創新是在具备较高的教学能力和较扎实的专业能力基础上的創新,教学能力包括教学内容的把握程度、教学方法的运用、教学语言、教学管理、考试考核方法等等。关于课堂教学可以用八个字来简述:激情、明白、方法、效果。具体而言,作为土水工程专业课教师,要对土木工程专业热爱,要把激情带入课堂,感染学生的学习主动性;要对自己所教授的课程有充分的掌握,要建立该课程的逻辑思维方法;要因材施教,运用多种形式的教学法,如启发式、引导式、案例教学、类比教学法、互动教学等等;以楼盖结构课程设计为例,结构形式可以是单向板肋梁楼盖,也可以是双向板肋梁楼盖;可以设计成密肋楼盖,也可以是无梁楼盖。因为建筑物的使用功能要求不同,哪一种类型是最佳方案,可以启发学生去思考、去比较。又如考虑塑性内力重分布设计方法,就利用了混凝土结构中塑性铰的概念,而在后续课程《结构抗震设计》中,钢筋混凝土框架结构抗震设计也利用塑性铰的转动能力,提高结构的延性耗散地震能量,减少地震灾害。适时引导学生发散思维,从而激发学生的創新欲望。教学是学生获取知识的主要渠道,教学的首要目标是有效的传输知识,要关注教学效果,听取学生的意见,不断地反思和創新教学方法,使学生获取扎实的专业知识。
3.4教师对人和自然道德关系的认知要求
土木工程的建造要利用自然资源,以满足人类对各种设施的需要。土木工程人能够使天堑变成通途,能把戈壁变成工厂,能够把荒滩变成美丽的新城,能够建造满足人类生产、生活、学习、娱乐的各种需求的高楼大厦。但是,必须认识到土木工程不论是建造过程还是既有建筑,既是各种资源消耗的大户,同时也是自然环境的破坏者。土术工程专业教师必须充分认识到环境保护的重要性,有节能环保可持续发展的意识,才能培养学生逐步养成“应不应该做”的理念。例如在毕业设计中,要有意识地引导学生关心结构材料的用量及造价问题实现优化设计,节省的结构材料就是减少了对社会资源的占有,就是节能减排。因地制宜地做好结构设计工作,同时注重经济效益,提倡就地取材,形成具有经济效益和社会效益的结构设计模式。
土木工程耗资巨大,工期较长,市场运作复杂,牵涉到的部门较多。教师要有经济管理意识,从前期的投资论证,到中期的规划设计,再到建造过程中,以及交付使用后的运营、维护、经营管理,都涉及到经济问题。教师要有经济管理的知识,要对市场经济运行规律、对合同管理知识有一定的掌握和了解,才能在各个教学环节中引导学生不断地优化设计,学会算经济账,学会回答“值不值得做”的问题。教师要引导学生意识到:浪费就是没有处理好人和自然的关系,是不道德的。