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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篇土木工程课程设计总结,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]土木工程;开放式实践教学;混凝土结构;设计课程
中图分类号:G649.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01
土木工程是一个传统老专业。进入新世纪以来,随着中国经济建设的飞速发展,整个土木工程行业领域也在不断焕发着新生命,作为培养土木工程人才的各类院校也应适应新形势,不断革新、探索新的教学模式。土木工程专业课程具有工程实用性强、课程复杂,内容多、难度大的特点,在理论和实践教学过程中开展“启发式”“开放式”教学非常必要。笔者结合多年土木工程专业课程教学及教改课题工作经验,对开放式教学在课程理论与实践教学中的重要作用及具体应用研究结果进行系统总结,以期与同行开展探讨。文章以混凝土结构课程教学为例探索了 “开放式” 教学活动在教学中的应用。
一、混凝土结构课程的特点
混凝土结构设计课程是土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规范、规程等有关的专业基础课。在土木工程专业培养计划中占有重要的地位,各相关高等院校对该课程的教学工作也非常重视。课程内容分:钢筋混凝土结构设计原理及结构设计两大部分,前者是后者的基础,是原理部分的延伸和实际应用,两者互为依存、紧密联系。对于土木工程本科学生而言,通过学习,要求掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识,并能运用理论知识正确进行设计和综合分析,解决工程中的实际问题,具备一定的研究开发能力。同时,该课程也是研究生考试中(笔试或面试)重要的考试科目之一,在相关注册资格考试中也是很重要的必考内容。该课程特点主要有:内容多、公式多、符号系数多、涉及构造规定多“四多”特点;涉及的经验性知识较多;实用性强;解答非唯一性。
二、开放式教学在混凝土结构实践课程中的应用
(一)实验教学的开放
实验环节是土木工程学科学习的重要组成部分,强调课堂授课内容与课内试验、实习、 课程设计与毕业设计相结合,设置了必做与选做试验,并对学生实行了多方位预约式开放, 包括实验内容、实验场地、实验时间、实验器材设备的开放。更新实验教学内容,在基本实验基础上加强综合性实验和研究创新性实验,注重学生创新意识的培养。坚持“基本+提高” 的原则,使实验教学内容既达到课程基本要求,又让学生得到更好锻炼和探索的机会,具有鲜明的专业特色。实践中可将与土木工程主干课程关联密切的实验综合到一起作为学生“开放式”“综合式”实验项目。
(二)毕业设计、 课程设计的开放式
课程设计是对课程理论教学的有益补充。通过课程设计的实例练习可加深对混凝土结构课程所学内容的理解,将理论用于实际,学得更深刻。而毕业设计更是对学生学习的全面检验,通过对一个完整工程的独立设计,学以致用,真正全面地掌握所学知识。同样,课程设计和毕业设计也应做到开放式,在确定方向和设计题目前应与学生充分沟通,了解学生的想法,共同确定设计主题、范围,在设计过程中保持与学生的随时互动和沟通,同时,可将与设计相关的所有资料公布到网站上,让学生去学习、选择、讨论和发表意见,真正实现开放式和互动式。此外,还应强调毕业设计在社会效应和工程应用效应方面的开放性,即鼓励、 允许、引导学生结合实际工程进行设计,课题可来源于社会或科研课题,甚至可聘请设计、 施工单位的工程技术人员担任副导师,共同指导毕业设计。
(三)开放性实习
实习环节是混凝土课程乃至土木工程专业学生重要的实践性环节。实习环节的开放性体现在实习的具体内容及实习地点与学生商量确定,通过事先发放调查表, 统计学生选择方向的意愿和要求。如混凝土结构、砌体结构、钢结构或基坑、边坡、桥梁、道路,以及更细一步的选题方向,可与毕业设计挂钩,指导教师形成双向选择。学生可参与集中实习或自主实习,集中实习由教师带队参加在合作单位实习基地的实习,自主实习由学生自行联系工地进行(包括假期学生的自愿自主工地实习),形式上自由组合选定实习方向或实习工地。总之, 实习环节的开放式特点主要体现在指导思想、管理制度、实习具体内容及形式等方面。院系毕业设计指导小组和教师从思想上和管理上应予以支持,充分发挥学生创新性和灵活性的特点,不局限于规定的实习期,在条件允许的情况下可将自己置身于工程现场或实际工程项目氛围中开展实习活动。
三、结语
土木工程课程由于其专业特点,在教学过程中尤其应突出开放式特色。混凝土结构课程是土木工程专业的重要和典型课程,内容多、难度大、实用性强,对其教学与考评体系均宜结合实际进行,开展“开放式”“启发式”教学研究。笔者从该课程理论教学中的教学内容、 教学形式、课外教学补充、教学考评等方面,以及实践教学中的实验教学、课程设计及实习等环节,研究和讨论了如何开展“开放式”教学及其在课程中的具体应用,从实践看取得了较好的实际效果。
参考文献
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与其他专业相比,土木工程专业更具实践性。实践教学,作为土木工程专业的重要组成部分,极为重要。近年来,土木工程专业在实践教学环节存在各种问题,导致这种现象出现的原因是多方面的。值得关注的一点就是,必须采取措施对这些问题予以有针对性的解决,才能确保土木工程专业实践教学活动的顺利开展。
一、土木工程专业实践教学的重要意义
土木工程专业集实践性、社会性及群体性为一体,其培养目标的要求更高,需要在德智体全面发展的前提下,符合社会主义现代化建设的标准。为此,除了需要掌握土木工程专业的基本理论知识,还需要通过工程师的基本训练,这样的人才才是社会需要的专业人士[1]。土木工程专业实践教学具有以下作用:首先,通过实际操作检验学生所学的理论知识是否扎实,同时也能提高学生对理论知识的理解能力。其次,是学生接受专业新知识和掌握新技术的有效途径。学生通过实践,不仅可以提高自身的实际操作能力,而且在发现问题、分析问题和解决问题方面,能力也会有所增长,以实践带动理论的学习。最后,是培养学生学习兴趣和创新能力的有效方式。实践教学与生活密切相关,学生在实践学习过程中,感受到乐趣,自然就会深入学习,不断进行创新应用。因此,在土木工程专业中,实践教学和理论教学是不可忽视的重要组成部分,做好实践教学工作,是培养土木工程专业人才的重要途径。
二、土木工程专业实践教学中存在的问题
(一)实践教学和理论教学比例失衡
由于实践性教学是基于理论课内容进行的,所以,在课程教学的过程中,教师往往不会把更多的注意力集中于实践教学上,只会重视理论教学。而且,在研究型高校中,教师大多不是单纯地承担着教学任务,还需要开展科研、社会服务等方面的活动,使得教师很难有精力集中投入实践教学环节中[2],后果就是教师在完成理论教学任务后,对学生的各类实验和实习缺少及时专业的指导。除此之外,教学时间和教学条件等因素,也是导致实践教学和理论教学比例失衡的重要原因。实践教学需要充足的实验课学时和实验教学内容,才能确保由学生动手操作的基础实验顺利进行。而高校为了完成教学任务,对这一方面缺少重视。各类实习时间不充足,也是一个重要原因。实习是实践的重要环节,是否按照实习指导计划和考核方案进行非常关键,这对实践教学效果有很大的影响作用。
(二)缺少充足的实践教学环节经费
当前,一些院校存在实践教学环节经费不充足的现象。这些院校由于种种客观原因缺少软硬件设施,更缺少实践教学环节经费,主要体现在两个方面:其一,实验经费短缺;其二,实习经费短缺。由于实习和实验都是实践教学的基础环节,若不能有效保证其顺利进行,学生对实验设备和仪器的操作不能完全掌握,将影响课程目标的实现。一般而言,高等学校土木工程专业指导委员会对本科基本教学实验项目有明确的规定,学生的动手能力和实践操作能力尤为重要。但若缺少资金投入,将难以实现这一要求。经费少还会造成学生在实习过程中实习内容不全面的状况。对土木工程专业而言,在施工现场的实习是一个不可或缺的阶段。学生在实习阶段不仅要对部分施工工序、招标投标、组织管理和工程监理有所了解,而且在工程预决算和事故处理等方面也应该兼顾[3]。但缺少资金,就不能同时兼顾到这些。
(三)实践教学内容和形式缺乏自主创新性
根据土木工程的专业性要求,土木工程实习环节是在与课程配套的实验内容的基础上,增加地质、测量、认识、生产和毕业设计等方面的实习内容。这些实习环节多且不集中,没有考虑土木工程专业的实践性特征,内容也过于片面,不够规整。此外,课程设计和毕业设计的内容,不够充实和多元化。例如,一些毕业设计题目是钢筋混凝土框架结构,但由于结构型式不够多样,造成房屋建筑设计对象主要以宾馆、教学楼、图书馆等为依据进行。房屋建筑设计对象的层次划分并不清晰,致使基础结构设计不能全面考虑复杂的基础型式的内容。针对桥梁工程课程设计,其并未对其他桥型的设计内容有所涉及,只是单纯地进行简支梁桥设计内容的学习。这样一来,对学生的设计计算能力会产生非常大的不利影响。针对各类实验与设计,一般会编制内容翔实的指导书,学生在进行相关实践时,不多加考虑,缺少创新性。另外,在实践教学过程中,相互抄袭也是阻碍学生提升创新能力和意识的因素之一。
(四)缺少有效的监督和考核管理
目前,在土木工程的实习组织形式下,教师的指导作用不能被凸显,实习质量的高低与学生自身的主观能动性有密切的相关性。若学生的主动性相对较弱,影响的不只是实习质量,更会威胁到学生自身的人身安全。针对非集中实习的学生,学校在考虑经费后,难以确保对每个学生的实习进行全面的检查。这样一来,学校只能以学生返校后的实习成果为依据进行评价,忽视了监督最重要的过程管理环节[4]。另外,各高校在进行实习教学总结和管理时,对实习中出现的经验和问题总结不到位,特别是审查实习场地和执行管理制度方面。造成这一现象的原因在于,高校未做好实习前的管理工作。
三、针对土木工程专业实践教学中存在问题的解决对策
(一)树立新观念,突出实践教学的地位
针对实验教学中出现理论与实践比例不均衡的问题,发现有一部分原因是受传统观念的影响。要想解决土木工程专业实践教学中存在的问题,必须让教师和学生的观念发生变化,主要目标有:第一,以创新性实验指导思想为基础,开展土木工程专业实践教学活动。第二,通过一切有效手段开展实验教学活动,以确保土木工程专业理论和实践同等重要。为此,不可忽略:首先,在教师待遇方面,专职实验教师和理论课教师待遇不能有较大的差距。其次,安排课程计划时,实验课时和理论课时需要分别安排,且在计算实验成绩学分时,不可混为一类。最后,支持学生开展创新实验和科研活动。这样才能帮助学生和教师树立新观念,突出实践教学的地位。
(二)增加实践教学经费,改善实践教学条件
为了改善实践教学条件,必须投入大量的实践教学经费。土木工程专业在实验教学中,实验设备和材料的使用量较大,若有充足的经费,将可以确保校内实验室场地建设和配置实验设备符合标准需求。此外,建立校外实习基地,也是实践教学最有效的途径。例如,吉林大学在实践教学环节中,建立了兴城实习基地。除了要确保校内实验室场地建设和配置实验设备符合标准需求及建立校外实习基地外,学校也不能不重视与相关企业建立稳定的合作关系[5]。企业和生产单位能够为本专业的学生提供不同的教学环境和教学资源,这对高校学生而言,是非常好的实践机会。通过切身参与,能有效避免学校教育与社会需求脱节的现象出现。
(三)创新实验教学内容
在土木工程专业的实践教学环节,实践教学内容须进一步进行创新和拓展。由于土木工程专业的实践教学涉及实验、实习、课程设计、科学研究、竞赛、毕业设计等环节,项目多,内容繁杂,所以必须在构建实践教学与理论教学体系的基础上进行合理的规划安排,以免不能从整体上确保学生实践和创新能力得到提升。在普通教育课程上,对化学、物理和数学都有相应的实验安排。另外,在学科基础课和专业课的理论内容的基础上,增加实验,以免设计性实验、综合性实验的比例较低。在课程设计、实习和生产实习内容方面,要避免各环节内容出现不统一和不连贯的现象。同时,实践教学内容尽量不要脱离实际工程,学生才能以实践环节中认识的知识尽快地掌握新工艺和新方法。
(四)做好考核和生产实习教学总结工作
由于考核与教学质量有关联,所以须重视对待。在开展实践教学活动的过程中,考核不仅要重视考核方式的选择,而且也不能忽略监督管理过程。针对考核重点,依据学生实践中的表现进行评判,评判标准以主动性和创新性为基准。若只主观地评价每个学生的实习成绩,难以充分调动学生的学习热情,因此,针对非集中实习的学生,要以标准的实践教学评估体系为衡量基准进行评估,否则,将难以真实地反映学生的实习态度和动手动脑能力。完成实习后,实习组全体教师要做好生产实习教学总结工作,针对实习中出现的问题进行分析,以免再犯。
关键词土木工程专业基础工程课程设计教学研究评价体系
1基础工程课程设计教学和评价体系存在的问题
1.1基础工程课程设计教学体系存在的问题
改革开放前,苏联模式是我国高校主要采取的教学模式,注重自然科学与各专业基础知识,忽视研究性发展成果,对工程实践的课时安排相对较少;教学方法上也以被动式单向传授为主,缺乏培养提升学生的主动性与创造性。在信息化时代的飞速发展下,这种教育模式的缺点也显而易见,专业知识与工程实践脱离,缺乏创新性与创造的土木学子在毕业后难以适应社会的需求。[2]
1.1.1设计选题单一,与实际工程脱节
基础工程课程设计要求学生所学基础工程课程的理论知识,按照任务书的要求独立完成一个较完整的基础设计与计算过程,从而加深对所学理论的理解与应用。目前国内大多数高校土木工程院系的基础工程课程设计选题,大多是假题,由于没有校外实践教学基地的支撑,缺乏工程的相关资料,难以真实反映实际的工程问题。[5]从近几年的基础工程课程设计选题来看,选题设计对象主要集中于柱下桩基础,基础类型较为单一,较少涉及其他基础形式,例如筏板基础、浅基础,地下室的深基础。同时桩的形式也较为单一,大部分课程设计参与者选择方形预制桩,在实际工程中圆形桩预制桩以及钻孔灌注桩使用非常广泛。因此基础工程课程设计过程中,基础形式的选择与工程实际结合度不是非常高,难以培养学生解决实际工程问题的能力。
1.1.2课程设计课时安排少,教师配置不足
在现有的课程设计模式下,基础工程课程设计是安排在一周内提交。而整个过程学生需要完成选题、分析、计算、制图等工作,学生自己思考与设计规划的时间非常少,以至于很多学生都参考往届课程设计模板,缺少对基础工程课程设计的规划,难达到基础工程设计目的。整个课程设计过程,主要由两名教师负责全班的课程设计指导(全班总共45名同学),教师配置明显不足。因此,有限的教学时间分配到每个学生的指导时间少之又少,对学生的设计缺乏系统的了解,也无法解决学生的所有问题。最终导致所取得的课程设计成果深度不足,远未达到本课程的教学目标。[6]
1.1.3教学方式单向输送,缺乏主动性
目前的课堂教学主要以单向输送为主,即老师通过在课堂上讲课的方式被动地将专业知识传授给学生。这种传统的教学方式仅适合普遍性的知识传授,讲究知识的层层拓展深入,学习的台阶式提升。[7]“老师单向灌输、学生被动接受”的状态是传统教学模式的特点也是其缺点,因为在这样教学环境下,作为认知主体的学生始终处于被动接受的状态,其学习的积极性难以被调动。现代的学生更加追求个性,追求自我,其洞察力和创新力的提高使得其有越来越多的个人看法,获取知识从被动接受向主动探索转变。
1.2评价体系存在的问题
目前,土木工程专业基础工程课程设计的教学评价是根据学生最终提交的图纸、计算书进行评价,这种简单片面的评价方式,无法全面有效地反映出学生的实际水平与能力,更不能评价处老师的教学质量与水平。评价方式过于单一,评价内容不够全面,评价方式重结果轻过程,这也是目前许多实践性较强的工科专业课程存在的共性问题。长此以往,教学水平无法得到提高,更不利于培养应用型土木工程专业人才。
2基础工程课程设计教学体系的解决方法和改革措施
2.1教学内容的改革
2.1.1搭建校外实践教学基地
与热心支持学校教学的设计、施工和企事业单位,或在行业中具有较高社会影响力的单位,或在行业中具有典型性、代表性的单位合作建立外实践教学基地。以此为基础,搭建起一个广泛的、互惠互利的科研合作网络。有了校外实践教学基地的支撑,能有效地解决课程设计选题与实际工程脱节的问题。
2.1.2设计选题结合实际工程
在满足学校基础工程课程设计的教学要求的前提下,鼓励学生在校外实践教学基地进行课程设计,其课程选题来源于实际工程,采用真题真做的方式,可以使学生在参与实际工程的过程中,分析各种实际出现的各种技术问题,了解自己的设计存在的问题,学习如何解决问题的办法与措施,将所学的理论基本知识真正应用于实践,而不仅仅是纸上谈兵。同时采用校内和校外“双导师”指导制,校外的导师比校园的教师拥有更丰富的实践经验,在校外导师的指导下,更利于培养学生的工程实践能力。
2.2教学方式的改革
2.2.1采取设计团队分组制度,教学对象小型化
打破以班级为单位的传统指导模式,将学生以小组的形式划分,每个小组不超过10人,以小组为“设计团队”对该基础工程开展多种设计方案的比选与设计。优化教师资源配置,每位教师指导1个小组,整个设计过程实现一对一的指导,指导老师可现场答疑,也可远程指导,加上校外指导教师,全面指导学生的设计过程。实践证明,以“设计团队”分组模式不仅使学生在设计过程中掌握多种基础设计方法,且通过比选了解各种设计方法的优缺点,更好地掌握基础工程设计关键点,同时可培养学生的团队合作精神,也更易于教师更全面的了解每位学生的特点及对知识的掌握程度。
2.2.2引入微课模式,教学形式多元化
微教学概念来源于美国斯坦福大学的怀特艾伦等提出的微型教学概念(microteaching),是将常规课堂教学过程中复杂的教学技能予以分解和简化为各个单一的教学技能,使初学者更容易掌握,并达到规范化的目的。[8]引入微课堂的教学理念,针对课程设计的核心知识点,如基础选型、荷载计算、桩型选择、沉降验算、地基承载力;学生在设计者遇到的常见问题,如基础选型单一、荷载计算模糊、场地持力层确定模糊。根据这些知识点及问题,授课老师制作相关微课视频或课件,在视频或课件中详细阐述其要点、计算环节关键问题的处理,并上传至网络平台,供学生下载学习,这样能有效地解决课程中的共性问题,提高了指导效率,也提高了学习的积极性。
2.2.3采用网络交流,教学时间碎片化
在网络飞速发展的时代,教学方式也应紧跟时代的步伐,采用协作研讨教学模式,即指借助QQ、微信等交流工具,在网络平台上建立教学小组,实现互动教学的自由性与及时性。教师收到教学任务后可结合自己负责的小组设置一个交流群,在群里学生可随时向老师提问,而教师也能在群里给学生布置任务,总结每堂课的重点。这些都是传统教学方式无法做到的,将教学的时间不固定、地点不固定,而是有效地延展到课余时间。利于闲暇的碎片化时间讨论交流,既不会影响干扰教师的科研工作,也不会中断学生的设计过程,避免走弯路或做无用功,进而提高学习效率。
3基础工程课程设计教学评价体系的改革
CIPP评价模型是一种开放式评价手法,注重教学过程评价与评价反馈,即以评价促进教学的改进。实现从结果评价为主向过程评价为主的转变,强调评价和教学相结合,互相促进,协同发展。[9]因此,将CIPP评价模型应用于土木工程专业基础工程课程设计的教学评价中,能创建更加科学有效的评价体系,从而促进教学体系的改革,提高教学质量。
3.1教学目标评价的研究
从背景分析出发,对教学目标进行评价,包括课程标准、课程教学方法、课程学分设置,课程大纲、课程内容等方面,以保证教学目标本身的合理性;根据教学目标的评价结果,结合我校现有相关的教学资源,深入探索适合我校的土木工程专业基础类课程设计的教学大纲及内容。
3.2教学过程评价的研究
教师在整个教学过程扮演着重要的角色,教学质量的好坏与其息息相关,因此,教学评价是课程输入评价中一个重要方面。采用CIPP评价模型进行课堂教学评价,使评价贯穿在丰富、动态的课堂教学活动中,以多元评价观为指导,强调质性评价方法的使用,根据学校、教师、学生的具体情况,将定性评价方法与定量评价方法结合起来,对教学过程获取全面、准确的评价信息。全方位了解教学质量,制定指导教师考核办法并合理调整教学方式及方向。
3.3教学成果评价的研究
根据CIPP评价模型,课程成果评价是考察教学效果,反映到学生身上,一则考查课程的短期成效,即在读学生的知识掌握情况,二则考查课程的长期成效,即毕业生的满意度:通过对在读本科生短期效能评价,制定有针对性的考核办法,细化考核指标,建立科学合理的考核制度,保证每一个学生都能够在公平合理的考核制度下完成教学任务。而对毕业校友的调查结果,从他们的满意度以及对课程的意见与建议,能看出该课程对学生毕业后在其工作岗位所起作用,从而反推出教学内容需要改进的方向与内容。
[关键词]地方高校 土木工程 道路与桥梁 实践教学 问题 对策
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)13-0112-02
现实社会中存在着不同的职业岗位,社会需要不同类型、不同层次的高校来培养不同类型、不同层次、不同专业的人才。
土木工程是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施科学技术的总称,道路与桥梁工程是大土木工程专业的主要专业方向之一。
土木工程(道桥)专业本科教育教学内容体系包含理论教学和实践性教学两大块。土木工程(道桥)专业学科性质为技术应用型学科,其理论体系是源于工程实践,通过总结、提炼、创新学成专业理论知识,用来指导工程实践。道路与桥梁工程实践是该专业存在、发展的基础和根本目标。同时,地方工科院校培养的土木工程(道桥)专业人才大多分布在生产和管理一线,当今的用人单位一般均要求新进人员具有一定的实际工作经验,能够很快上岗工作。因此,加强地方高校土木工程(道桥)专业实践性教学的管理,强化学生专业实践技能的培养,是一项十分紧迫和重要的任务。本文根据地方工科院校土木工程(道桥)专业的特点和教学目标,结合郑州航空工业管理学院土木工程(道桥)专业的实践教学情况,分析了其存在的问题,提出了相应的改进措施,以供同类院校同专业实践教学参考借鉴。
一、地方院校道桥工程专业实践教学现状
(一)实习认识缺位
在应用型土木工程专业人才的培养过程中,实践教学是一个重要环节,是学生实践能力养成的关键。高等院校应用型土木工程专业学生是能够将理论与实践紧密结合,既有一定理论水平,又有一定实践技能的高端复合应用型专业人才。在人才培养过程中,实践教学和理论教学缺一不可,是学生专业教育的两翼。但目前地方高校实践教学往往依附于理论教学,实践教学的质量和效果往往落后于理论教学。这种重理论轻实践的原因在于,从教学第一线的教师到教学管理层都对实践性教学的性质和作用存在一定认识上的偏差,没有意识到实践教学对于学生专业技能塑造的重要性。因此,造成实践教学投入匮乏,教师缺乏实践教学的热情,学生对于实践教学应付了事。这种错误导致实践教学很难有效展开。相比理论教学,实践教学有其自身发展的客观规律,简单地将理论教学的方法移植到实践教学当中,并不能达到提高实践教学质量,培养应用型土木工程(道桥)专业人才的目的。
(二)实习内容简单
传统的实践教学的内容包括:道桥工程实验、道桥专业认识实习、道桥专业生产实习、道桥专业毕业实习、相关课程的课程设计以及最后的毕业设计。实验课教学是按照固定的实验流程,采用固定的操作模式,完成固定的实验内容,得到预先设定好的实验结果,这一固化的情况导致学生缺乏主动性和创新性,学生实验报告的相似性较高。道桥专业生产实习往往采用短期的集中实习时间,集中实习学生的方式,从而给施工单位造成极大的现场施工管理的压力。出于生产安全的考虑,施工单位往往压缩实习内容,减少学生实际操作的时间,使学生只能从表面上了解道路桥梁施工的相关过程、方法、机械设备以及管理内容。道桥专业的学生毕业设计内容过于简单,仅仅是就设计而设计,就计算而计算,没有结合实际工程问题将理论与实践紧密结合起来。课程设计的做法更加简单,往往是学生对课程设计任务书的完成。由于学生数量较多,加之授课教师的精力有限,这在客观上提供了学生互相抄袭课程设计任务书的机会,助长了学生的学习懈怠思想。
(三)实践基地缺乏
近年来,随着高校招生规模的扩大,土木建筑学院每年招收的土木工程专业学生达160人。学生人数的增加,使得其需要的实习基地(工地)也越多。由于道桥工地一般都在远离市区的地方,这加大了实习基地建设的难度;另一方面,基于安全方面的考虑,施工单位一般不愿意接受大量学生集中来工地实习,这加大了联系实习单位的难度。
二、实践教学的要求与对策
(一)强化思想认识
实践教学是一个工程技能的综合训练过程――实际动手操作能力、实际工作岗位适应能力、理论实践结合能力、科技研究工作能力。与研究性大学相比,实践教学是地方工科应用型本科院校的特色,是培养技能型专业人才的重要来源和基地,为了提高实践教学水平和质量,必须保证实践教学的投入――师资、时间、场地和经费。从学校、教师、学生三个主体加强实践教学重要性的认识。
学校层面,学校要创造重视实践教学的大环境,一是从制度层面加大实践教学的制度化建设,完善实践教学的考核机制;二是在资金方面,要加大对实践教学的投入,逐步提高学生实习经费安排,完善实践教学基础设施;三是在师资方面,要增加实践教学环节教师的数量和质量,适当引入工程经验丰富的工程师指导学生。
教师层面,教师要不断提高自身素质,使自己成为双师型教学人才。高校教师不仅要具备一定的理论水平,同时应该坚持理论结合实践的基本原则,提高自己的工程实践能力。一方面可以实践促进教学,另一方面也能将所学用于实践,提高社会服务能力。
学生层面,学生要重视实践能力的培养,克服懒惰思想,积极主动地配合老师,充分利用现有条件,积极认真参与各种实践教学活动。
(二)完善实践教学系统
建立基于能力培训的实践教学系统,需要协调好理论教学与实践教学的关系,依据实践教学要求安排理论教学。基于能力的实践教学系统包括四个实践教学集――基本技能、专业技能、工程能力和综合能力。
改革后的实践教学系统以学生技能的培养为目标,重视课堂与实践场所、理论与实践、教师与学生的三种互动。4个实践教学集是同一工程技能运用的若干层次,通过不同层次的训练达到学生对某一工程技能的掌握。通过不同层次的训练,提高学生的综合竞争力和实践能力。结构设计、道桥材料实验、道桥CAD、道桥施工管理等所有道桥专业技能方面的培养都是通过若干层次的实践教学集对每个能力的分层次强化训练,最终使学生达到较高的工程实践能力水平。
(三)拓展实习基地
应该从校内外两个方面拓展实习基地。
1.建设高水平的土木实验中心。结合学校硕士点验收和结构工程省级重点学科建设,学校建设了近5000平方米的土木实验中心,包括一个1000平方米的结构试验大厅。学院在学校支持下,投入近百万元资金购置了相应的实验设备,组建了工程结构实验室、材料实验室、土工实验室等多个实验室。土木实验中心是一个开放性的科研和教学基地,教师和学生可以根据相关的科研项目和教学课程相互组合,完成相关的科研和教学任务,实现教学、科研、实践的三结合。
2.强化院企合作。结合“土木工程专业卓越工程师培养”计划,积极吸收郑州市内的中建七局、河南省路桥建设集团、郑州路桥建设投资集团、郑州轨道公司等大中型国有企业作为合作单位,充分发挥专业教师的积极性,吸引社会信誉好的民营道桥类企业作为合作单位,实现实践教学的社会化,争取广泛的社会力量参与。依据教学、实践和就业三者合一的要求,按照学校《学生自主联系外出毕业设计(实习)的管理规定》的规章,通过细化实习计划、安全协议和实习效果等方面的规定,充分调动家长和学生的主动参与性,积极引导学生主动选择实习单位,将实习单位与就业单位的选择有机结合起来。对于已经签订就业协议的学生, 灵活安排毕业设计的选题和时间,鼓励学生在就业单位发现工程问题、解决工程问题,真题真做,真正实现院、企、生“三赢”的局面。
实践教学是一项系统工程,需要常抓不懈。土木工程(道桥)专业实践教学应该回归学生主体,回归工程本位。高校应创造良好的氛围,调动各方积极性,提高实践教学的效果,为培养合格的土木工程(道桥)卓越工程师打下良好的基础。
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土木工程是工程学科中的基础专业,其内容涵盖建筑、桥梁、地下空间等方向,是我国基础设施建设最重要的行业。如何顺应国际高等教育的发展趋势与工科高等教育的发展需求,在未来10年内成功实施土木工程行业的“卓越工程师”计划,培养大批高质量土木工程技术人才,已成为目前土木工程教育亟待解决的问题[1]。结构力学是土木工程的专业基础课程。其理论由实际工程抽象、简化、概括、总结,并用于指导实践[2]。其课程任务是掌握平面杆系结构的计算原理和计算方法,为学习后续专业课程以及进行结构设计与科学研究打好坚实的基础。本文将从土木工程专业结构力学课程教学特点,结合教学过程中学生的学习情况谈几点想法。
1结构力学课程特点
1)概念抽象、理论性强。理论力学、材料力学与结构力学,是土木工程的专业基础课。其中理论力学与材料力学又是结构力学的先修课程。由于结构力学课程较抽象,其理论体系庞大,知识点多,学习难度大。2)教学内容多,课时紧张。“结构力学”的教学内容可分为结构力学基础和结构力学专题(如图1所示),总学时约为60~80[3](部分高校仅为45课时)。教学内容偏多,课时偏少。因此,教师通常加快教学进度,致使部分知识点无法展开,学生课后很难及时消化。这可能是目前各高校在结构力学教学过程中普遍存在的问题。3)理论复杂,计算繁琐。结构力学涉及到很多复杂的理论。例如,在结构力学基础部分中,涉及到的虚功原理、力法、位移法、力矩分配法;在结构力学专题部分中,涉及到的极限荷载、弹性稳定、动力学均属于理论复杂的部分。理论复杂则难以理解和把握,课堂例题和课后作业的讲解与计算就显得繁琐,不利于学生对各知识点的掌握。4)地位重要,起基础作用。结构力学的学习情况将影响专业课的开展。以土木工程专业为例,专业课主要有混凝土结构基本原理、混凝土结构设计、钢结构、砌体结构、结构抗震设计、桥梁结构以及基础工程等主干课程,及相关的课程设计和毕业设计。如果学生结构力学基础薄弱,后续课程都受到影响。而且,对学生而言,能否建立正确的结构力学概念,对毕业以后从事结构设计,结构施工、教学培训等工作而言,都有举足轻重的影响。可见结构力学的课程学习最终会影响到学生的专业素质。
2教学过程中的改革设想
1)建立力学概念,邀请名师讲座,夯实力学基础。建立正确、清晰的力学概念,是学好结构力学的首要前提。在理论力学和材料力学的学习过程中,就应该注重学生力学概念的建立,打好力学基础。如果可以做到这一点,学生在学习结构力学的时候,就会有信心学习更复杂的概念和理论。2)强调课程地位,建立讨论小组,分析典型案例。在授课过程中,要强调结构力学对后续专业课、课程设计,毕业设计的影响。结构力学的课程学习不仅会影响到在校学习,最终会影响工作后的专业发展,增强学生的学习意识。为学好这门课,要求全体师生共同努力,成立课后讨论小组。通过小组讨论交流,激发学生的兴趣,促进其对课程的学习。3)细化教学大纲,突出教学重点,加强课后练习。“结构力学”的教学内容偏多,课时偏少已是普遍问题。在课时没有增加的前提下,如何保证教学质量就成了教学过程中需要面对的问题。在教学过程中,教学进度的设定和安排以教学大纲为标准。各院校都会按照专业要求结合实际情况制定结构力学教学大纲。在制定结构力学教学大纲的过程中就要考虑课程的特点,将大纲逐项细化,把每个知识点划分到相应的课时。同时在重点内容处,必须设置典型例题,以突出重点。值得一提的是,在教学过程中,必须把握由浅入深、由简到难的规律,设置典型例题必须简单易懂,且具有代表性。只有这样学生才能在有限的课时中学习到最核心的知识点。4)引入工程概念,激发学习兴趣,培养创新能力。为提高学生对结构力学概念的应用和工程实践能力,在课外学习中引入结构模型设计及制作,鼓励学生参加建模大赛。例如,针对移动荷载作用下结构的受力特性,要求学生利用木材、有机玻璃或者塑料等简易材料设计和制作桥梁结构(或吊车梁),并通过手拉小车施加移动荷载,观察模型的变形与应力变化。通过试验,让学生感受动力荷载对结构的影响,初步了解如何通过结构力学知识合理的设计工程结构。就模型试验而言,目前引入的结构模型试验仍以教师命题式为主,开展形式和范围有一定局限性,还不能充分锻炼工程实践能力与概念应用。在今后的教学改革中,应着重构建“结构力学”研究学习实践平台,针对教学内容设计多个模拟工程实践项目,甚至由学生自行设计创新实践项目,供学生自主选题并可随时开展研学活动,使学生对力学概念有更直接的了解,并与工程实践相结合,从而真正实现工程思维能力与创新实践能力的培养。
3结语
本文分析了土木工程专业结构力学课程的特点,提出了在教学过程中的几点改革设想。总之,结构力学的课程学习很重要。必须要求学生和任课教师从思想上,行动上与教学大纲统一起来;课堂和课外不间断地抓好结构力学的教与学,才能较好地完成“结构力学”课程教学任务。
作者:陈妤 单位:江苏大学土木工程与力学学院
【关键词】土木工程;实践教学;人才培养
1. 引言
随着我国经济社会的发展,工程项目日渐增多。由于我国工程建设管理体制和工程建设人才条件限制,很多工程实际上是挂户承接,不少能承接工程的单位或个人实际上并不具备或完全具备相应的专业能力,急需专业应用能力和综合管理能力较强的专业人才相助,因此,懂专业技术、善于经营管理、有一定创新能力的复合应用型土木工程专业人才成为当前我国工程建设行业最受用人单位欢迎的人才,如何培养复合应用型土木工程专业人才成为当前土木工程专业人才培养的重要课题。复合应用型土木工程专业人才是一种特殊的专业人才,其相关能力除理论学习之外,还需要大量专业实践,因此,如何突破传统的教学理念和组织模式,根据市场需要和学校实际条件设计专门的实践教学方案,并组织实施,是复合应用型土木工程专业人才培养的关键环节。
2. 设计整体实践教学体系
2.1创新实践教学理念。
土木工程专业是实践性较强的专业之一,在实际工作中有许多不确定因素影响工作效率和工作质量,传统的教学体系固然有其产生和存在的理由,然而,经济社会发展的需要是人才培养模式改革的直接动因,计划经济条件下按部就班的学习和工作模式已经明显不适应社会发展需要,因此,只有从教学理念上进行根本性转变,才能真正理解整体实践教学模式的产生、发展和调整过程,按照人才市场营销特点,根据专业应用的实际过程倒推专业知识的获取过程和专业能力的形成过程,精心设计具体的实践教学方案并组织实施,让学生在具体的专业实践过程中获得知识、理解知识并提高综合应用能力,产生实实在在的教学效果,真正体现复合型土木工程专业人才的综合性、应用性、专业性和创新性。
2.2设计实践教学体系。
2.2.1课程作业。
课程作业是加深理解知识,提高知识应用能力和巩固课堂教学效果的重要环节,实际教学过程中,要强调及时性和典型性,将实际问题以案例的方式完整地提出来,以开放的思维让学生大胆地分析和解决,并要求学生对课程学习结束后进行全面总结。
2.2.2课程设计。
课程作业是在课程学习结束,学生个人进行总结后进行的一项综合训练,需要在本课程的基础上综合相关课程的知识才能完成一定的专题任务,工程制图、房屋建筑学、建筑结构、工程施工、施工组织、工程造价、工程CAD等课程均应安排相应的课程设计。
2.2.3课程实习。
课程实习是进行工程实践的重要环节,是在课程学习和课程设计基础上进行的以解决工程实际问题为目标的工程实践活动,根据具体课程特点,对于设计、计算或绘图类课程可以将学生分组安排到教室或计算机房进行,对于需要在工程现场完成的内容,如工程测量、施工技术等内容,则需将学生分组到工程现场与工人一起进行实际操作,与工程技术人员共同完成工程技术的设计或施工任务。具体教学过程中,工程测量和施工技术课程应该安排课程现场实习。由于近年来班级学生人数较多和工程现场的安全问题,现场实习实际上成为工程教学中的一个必须解决而又最难解决的问题,需要学校、教师、学生和工程建设单位各方协调配合才能很好地解决。
2.2.4毕业实习。
毕业实习是在课程学习和课程实习的基础上进行的综合性教学实习,实习目的不是解决具体的施工工艺操作问题,而是提高到对一个工程项目进行全过程的技术学习和项目管理的层面认识问题。在毕业实习过程中,要求学生从技术、管理、经济和法律等方面进行多角度思维,明白工程实际问题的解决不只是知识问题,而是需要考虑技术、管理、社会等方面的影响因素,进行综合协调才能完成工程任务。
2.2.5毕业设计
毕业设计是在课程学习、课程实习和毕业实习的基础上进行的全面性、综合性专业能力训练。在毕业设计阶段,学生将全部所学应用到完成具体的工程设计、施工和管理任务中,得到最全面综合的专业技能训练,例如要求学生完成一栋建筑物的建筑设计方案、结构设计方案、施工组织设计方案、工程造价计算和工程项目管理方案,从功能分析到方案设计、造价计算等全过程进行综合分析与解决,要求学生特别重视方案设计和评价能力的训练。
2.2.6学生科研。
组织专门的指导教师,根据学生特长和兴趣,选择不同课程的内容开展科研活动,让学生熟悉科研选题、搜集资料、阅读资料、课题申请、试验方案设计与实施、论文写作、等科研工作环节,为毕业论文写作打下良好基础。
2.2.7毕业论文。
(1)毕业论文是要求学生在毕业设计过程中选择一个有意义的实际问题作为研究课题,在进行现场调研的基础上搜集相关资料,对问题的产生背景、问题的提出过程、问题解决方法的产生过程以及问题解决方案的形成过程等内容进行深入思考,形成具有一定创新的观点,并撰写成规范的科技论文。
(2)土木工程专业毕业论文的撰写,需要学生具备一定的工程科研意识,较强的创新意识,如何培养学生的创新能力和工程应用能力是一个专业教学之外的实际问题,一是需要在课程教学过程中培养学生的兴趣,吸引学生的积极参与创新活动;二是开设专门的科技创新与科技写作方面的选修课程;三是开展学生科研项目,组织学生进行小型科研活动;四是开展学生科技推广活动。通过以上四个方面的工作可以培养学生的科研创新能力,在实际科技推广过程中体会技术的形成和技术的应用,理解工程科技来源于工程实际,工程科技服务于科技的科研产业化过程。
2.2.8毕业答辩。
毕业答辩是学生在毕业设计和毕业论文完成之后,综合其所学专业知识和已经具备专业能力,根据指导老师提出的问题,进行思考、整理和回答的过程,其目的不仅是检查毕业设计和毕业论文的质量,更是对学生综合能力的体现,如展现个人形象气质、清晰准确的表达能力、敏捷的逻辑思维能力等。
2.3理清实践环节关系。
复合应用型土木工程专业实践教学体系是一个复杂的系统工程,理清各个实践环节之间的关系,不但能使整体实践教学体系符合教学规律和认知规律,更有助于对整体实践教学体系的理解和整体把握,实现整体最优。实践环节关系如图1所示。
2.4制定实践教学质量考核方案。
在设计实践内容的基础上,确定实践教学质量标准,从教学内容、教学目的、实践时间、实践地点、教学目标、教学方法、教学手段、教学考核等方面设计教学质量考核表格,进行全过程实践教学质量控制,从内容完整性、科学性、准确性、规范性及时性、安全性等方面进行综合评价。实践教学质量考核方案如表1所示。
3. 强化实践教学管理
3.1建设实践教学指导团队。
实践教学效果不仅取决于科学的实践教学体系和可操作的实践教学方案,更重要的是要打造一支理论功底扎实,具有较强实践能力和指导能力的师资队伍。
(1)教师分组。根据教师的专业特长、工作经历等因素进行分组,将指导教师分为建筑设计、建筑结构、地基基础、建筑施工、工程项目管理、工程造价、工程制图、科研论文等组,按组设置组长,凡有特长的教师均可交叉进入不同的分组,发挥个人所长,指导学生。
(2)教师培养。通过组织教师到设计院参加设计、到建设工地实际操作或参与项目管理或相关高校科研访学等方式培养教师的专业实践能力和科研实践能力。
(3)教师管理。组织教师进行工程项目管理、实践教学管理、团队管理等方面的管理知识交流与探讨,统一思想,凝聚力量,实行实践教学指导薪酬制度改革,设计刚柔结合的工作方案,充分激发指导教师的学习和工作热情,整合资源,形成合力。
3.2构建实时指导模式。
根据实践教学的具体情况,充分利用现代信息技术,通过现场指导、网络指导、电话指导等方式进行实时实践教学指导,特别注意培养学生个人实践管理能力,真正让学生在专业实践的过程中学会学习和学会做事,同时体验做人处事的实际效果,逐步学会主动、独立地进行相关工程实践。
3.3实施指导过程控制。
在实际指导工作中,实施指导过程控制,从实践教学的内容、实践目的、实践原理、实践方法、操作程序、实践时间、实践空间、实践材料、实践工具、实践质量标准、实践成本等方面进行专业实践过程控制,充分体现实践教学的过程性、系统性和创新性,让学生真实感受工程项目建设的系统性、过程性、应用性、复杂性和不确定性。
4. 结论
(1)结合我国经济社会发展实际,从人才市场营销角度进行实践教学理念创新,为实践教学体系的设计提供理论基础。
(2)根据专业定位和学校实际条件设计实践教学体系,有利于整合教学资源,实现实践教学工作的整体最优。
(3)打造高素质专业实践指导师资队伍,制定科学的评价体系和激励制度,加强实践教学管理,实施全过程实时指导是提高实践教学质量的重要工作环节和必要条件。
参考文献
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[基金项目]贵州省教学内容和课程体系改革重点项目(黔教科2010023);贵州师范大学教育教学研究与教学改革项目(校教科2012010).
关键词 :土木工程;工程教学;创新 独立学院
一 现代土木工程教学存在的问题
土木工程教学的创新需要涉及到教学对象、任务、内容和课程的改革,以此需要针对现有的课程特点展开细节分析,笔者认为现代土木工程教学存在以下几方面的问题:
1 课程内容不够深入
土木工程的课程内容广,几乎覆盖了土木工程的所有专业内容,但很多内容都不够深入,譬如《现代土木工程》中的道路工程、工程材料、桥梁工程、水利工程、给排水工程、铁道工程、机场工程等,这些工程建设的项目管理内容在广度上相对全面,但由于内容较多,无法做到每一项内容都深入研究,很多内容在深入方面都是点到为止,难以展现具体内容的精髓,因此课程的学习难免“走马观花”,其收效也流于粗浅。
2课程缺乏实践性的内容
土木工程的教学内容理论偏多,虽然与实际相吻合,但课堂上大部分时间用于理论知识的讲解,缺少实践性的内容作为支撑。现代土木工程的课程,最终需要将理论知识融入实践工程当中,但如果没有将课程和土木工程实际联系,是很难拓展学生视野,学生的学习能力也无法得到进一步的提高。土木工程的课程和工程实际相结合,属于交叉型的教学模式,在土木工程的教学领域中,需要进一步的深化研究。
3 教学手段单一
目前的教学模式较为传统,将课程的内容灌输给学生,学生和教师之间缺乏必要的互动性,教师方面没有办法生动形象地为学生形容各项土木工程的内容,学生习惯性接受教师的知识灌输,在思考方面缺乏独立性,所接受的知识也是一知半解,无法掌握课堂教学的精髓,因此,创新性问题是目前土木工程教学任务中需要重点解决的难题。
二、现代土木工程教学创新的方法
结合上文提高的土木工程教学存在的弊端性问题,笔者认为有必要从以下几方面对教学方法进行创新,提高教学模式的科学性。
1 以点带面,提高教学深度
土木工程涉及的内容包罗万象,教学过程中往往兼顾不暇,很多内容都是点到即止,难以取得深刻的教学效果。因此教学内容所包括的材料,要进行适当筛选,分清内容的主次,将一些繁琐的内容适度删减,抓住教学的重点,以点带面。譬如结构设计和施工系列,是实际施工的主流内容,教师应该将其作为重点展开系统化的训练,一方面是让学生抓住重点,使得学到的知识技能更加系统化,另一方面是通过提高学生的专业综合运用能力,可以让学到的内容更加贴近工程实际,让学生参与建筑结构的课程设计,根据所学的知识用于建筑意图的设计、建筑结构的布置、施工组织设计、工程量的定额、工程的概预算等,建筑工程综合性的角度,促进各专业课程进行互补,课程内容更加有深度和内涵。
2.教学内容与实际工程紧密联系
现代土木工程教学的内容,必须与工程的实际结合起来,方能够培养出实用型的人才,一方面,任课教师在授课之前要通过互联网等多种渠道,收集关于土木工程的实际案例,对其新知识、新技术等进行收集、整理、分析和总结,将较新的科研成果带进课堂当中,才能够使得各方面的知识显得生动和实用。一般情况下,纯理论性的知识会让学生感到比较枯燥,譬如混凝土的配合比,如果教师一进入课堂就单刀直入,直接讲解“混凝土定义”、“配合比设计依据”、“设计方法和步骤”、“配合比设计要求”等等,刚接触该课程内容的学生,往往会缺乏兴趣,但如果教师能够将学生比较熟悉的实际工程作为案例授课,以插图、照片、视频等方式,就能让学生深刻理解理论知识中的“混凝土配合比”在实际工程是怎么一回事,而学生的注意力也就能够集中起来。另一方面是安排学生参与实际或者现场观摩工程实际施工,将课程从教室中搬到工程现场,在实际的工程指导中,引导学生对相关问题的研究,并鼓励学生多积极交流,提高课程的实践能力水平。
三、独立学院中教学手段的创新
鉴于土木工程传统的教学手段单一以及独立学院学生的特点,教师们应该综合利用多种教学手段,譬如计算机软件、多媒体、试验实践等,提高各方面的能力。首先是针对土木工程教学中独立学院学生重计算、轻构造的问题,可选择典型的工程事故,利用多媒体教学手段,对工程事故进行解剖和分析,通过对工程事故原因剖析,找出提高工程质量水平和安全水平的方式,这也是其次是针对教材中工程图例、结构施工图比较滞后的现象,利用多媒体为学生展示比较新的结构施工图,然后引导学生了解绘制施工图纸的具体方法,将复杂的施工图纸化繁为简。其次是对手册和资料的应用,应该根据独立学院学生的特点,培养学生独立查阅的能力,让学生在学习的过程中,善于主动地查找和使用相关的设计规范,为了提供查阅的方便性,教师可提前将相关的图集、资料等统一扫描,以电子文档的模式提供给学生,供以共享使用。最后是采用电算和手算相结合的方法,利用PKPM 结构系列软件 CAI 辅助教学手段,提高学生应用计算机软件的能力,利用 PMCAD 辅助教学手段,增强独立学院学生对设计方面荷载组合、抗震验算的认识。
3 结束语
综上所述,土木工程教学的创新需要涉及到教学对象、任务、内容和课程的改革,以此需要针对现有的课程特点展开细节分析,笔者认为现代土木工程教学存在“课程内容不够深入”、“ 课程缺乏实践性的内容”、“ 教学手段单一”三方面的问题,土木工程的教学目标是在掌握相关理论知识的基础上,培养出能够在房屋、道路、桥梁、水利、铁路、隧道、岩土等工程中进行设计、施工、管理等的应用型、技能型人才。因此,我们需要对其教学方法进行创新,提出适合现代土木工程发展的教学方法,来适应独立学院的人才培养模式。
参考文献:
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作者简介:白爽(1989年10月--)回族,黑龙江人,工作单位:东北农业大学成栋学院,助教,研究方向:土木工程
关键词:土木工程;教学策略;专业课程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0075-04
土木工程是一门综合性、实践性和应用性很强的学科,涉及诸多的学科领域。早期,土木工程是通过工程实践,在总结经验,吸取教训的基础上发展起来的。土木工程的发展,实践先于理论,至今仍有不少工程问题在很大程度上仍然依靠实践经验,主要有两个原因:一是有些客观存在过于复杂,难以如实地进行室内实验、现场测试和理论分析。例如,地下工程的受力和变形状态及其随时间的变化规律,至今还需要参考工程经验进行分析。二是只有面对新的工程实践检验,才能揭示新的问题。例如,高层建筑的兴起导致抗风问题更加突出,才能发展出高层土木工程抗风新理论和技术;汶川大地震中教学楼倒塌造成大量的人员伤亡,这类建筑的抗震重要性凸显,才使教学楼等人群密集建筑的抗震级别提高。
土木工程专业课程虽然包含结构力学、混凝土结构、钢结构、工程地质、土木工程施工、工程测量、地基基础、隧道工程等许多课程,这些课程虽然知识内容各有不同,但都具备综合性、实践性和应用性强,重视技能等共性,在教学策略上,需要关注这些共性,在实践教学中利用这些共性,提高教学质量和效果。
一、教学策略的内涵
教学是教师和学生之间教与学所形成的培养活动,是一项有目的、有计划、有组织的活动。在教学中,教师引导学生积极学习知识和技能,促进学生多方面素质的提高,使其成才。
教学策略是在教学过程中实施的方案。教学策略为实现某一教学目标而制定,包括合理组织教学过程,选择具体的教学手段,制定教师与学生所遵守的教学行为程序。教学策略是教学思想、方法模式、技术手段三方面动因的集成,是教学思维对其三方面动因而进行思维策略加工形成的方法或模式。
国内外学者对教学策略有很多定义,教学策略的含义所指不同,各个研究者的认识也不一样。
教学策略的目的性及其整体结构在文献[1]中得到强调。教师在教学过程中,为达到一定教学目标而采取的一系列相对系统的行为被定义为教学策略[1]。文献[2]从教学策略的使用角度阐述教学策略,指出教学策略是关于有效解决教学问题方法、技术的操作原则与程序的知识总和。包括三方面的内容,一是解决教学问题的方法和技术,二是这些方法技术的使用,三是在利用过程中的要求和有目的、有计划的步骤[2]。文献[3]从教学的静态和动态两方面考虑,注重教学策略在教学过程中的实施技术,指出教学策略具有动态的教学活动维度和静态的内容构成维度,关键是指出了在动态的教学活动维度层面上,教师为提高教学质量有意识地选择、计划教学方式、方法以及灵活处理的过程[3]。
尽管诸多学者对教学策略的内涵有不同的认识和理解,但人们将教学策略通常理解为:教学策略是指在不同的教学条件下,为达到不同的教学结果所采用的手段和谋略,具体体现在教与学的交互活动中。
笔者认为,教学策略是指在不同的专业背景下,不同的教学对象和教学条件下,为保证教学质量而在教学过程中采用的不同方式、手段,以及对教学内容的安排、教学形式的确定、教学方法的采用等,是在教学过程中的指导思想。
二、土木工程专业课教学策略类型及其运用
关于教学策略的类型,以往研究者归纳了很多,比如自主式教学策略、替代式教学策略、合作式教学策略、竞争式教学策略、学徒式教学策略、评价策略,等等。这些策略在土木工程课程教学中能不能适用,分别能用在哪些方面,值得研究。根据土木工程专业课程特点,可以归纳如下适用教学策略类型。
(一)自主式教学策略
让学生自己寻找教学目标,安排学习,并从教学中建构具有个人风格的学习方法,让学生在学习过程中处于主动处理教学信息的地位。
这种策略可以把信息与学生的认知结构联系起来,使学生主动学习,深入探讨,从而提高学习能力,效果较好。但存在的不足也是明显的,如目标设计不妥,可能导致认知超载或情绪低落,学习效果差。这种策略成功的前提是,学生已具有所学课程的相关知识。对学生的基础要求较高,适于学习成绩较好并自我学习能力较强的学生。在理论性较强的土木工程专业课教学环节中,可采用自主式教学策略,给出较多时间让学生查阅资料,教师重点解决自学过程中遇到的难点,提高学生自学能力。这种策略在知识性较强的课程中能较好地适用,比如地下空间开发、土木工程概论、工程地质等课程。
(二)替代式教学策略
在传统教学中常使用这种策略。该策略主要给学生提出教学目标,备课过程中组织和提炼教学内容,安排教学顺序,指导学生学习。
这种策略比自主式教学策略效率高,能使学生在短期内学习更多内容,但这种策略学生智力投入少,学习深度不如自主式策略好。由于教学安排过于密集,学生在学习中主动思考的时间少,因而难以调动学生的学习兴趣,制约了学生的自我学习能力。在教学对象上这种教学策略适用于学习被动、自学能力一般的学生。这种策略在理论性较强的课程中能较好适用,如理论力学、材料力学、结构力学、概率论与数理统计等课程。
(三)合作式教学策略
课堂教学中的合作行为,是指学生之间为了达到某一共同目标而彼此配合、相互协助的一种联合行动,该策略的基本形式是小组学习。
小组学习体系的几个优越性:
(1)学生能够发挥自己的最高水平;
(2)能促进学生之间互相帮助、共同提高;
(3)能加强学生间的感情沟通,改善关系,建立起良好的友谊。
该策略强调学习小组每个成员都能积极地参与学习活动,学习任务和内容由共同学习的伙伴分担,学习中遇到的问题比较容易解决。
但也存在一些缺点,如组内成员的意见不一致、分歧争论,造成内耗,浪费时间和精力;小组进行讨论时,一些不愿承担责任的组员推卸责任,或是在活动中不积极配合,影响学习积极性,降低效率,伤害感情。在土木工程专业课毕业设计(论文)、课程设计的教学环节,大学物理实验、工程力学实验中,可采用小组学习策略,给学生充分讨论交流的空间,共同解决学习过程中遇到的困难,提高团队合作精神。通过这种教学策略,后勤工程学院积极支持土木工程专业的本科生参加各种类型的国家级科技文化竞赛活动,土木工程专业学生先后获得全国大学生数学建模竞赛一等奖、全国大学生建筑设计竞赛优秀奖、全国周培源大学生力学竞赛二等奖等。通过开展这些活动,促进教与学之间的良性循环,既有利于学生提高团队意识,也提升了学校的办学水平。
(四)学徒制策略
学徒制培养了无以数计的能工巧匠,创造了灿烂的人类文明,对技术的发展、传递以及社会的进步作出了不可磨灭的贡献。但由于这种教学策略偏重实际操作技术,忽视基础理论知识,不利于大批量人才培养,因而“认知学徒制”应运而生。学习应该具有一定目标,学生可以在其中主动提出、分析、解决问题,并在必要时获得支撑。认知学徒制的教学方式可以让学生在真实的情境中通过对教师活动的观察、模仿主动学习,适用于土木工程中实践性强的课程。这种策略与实践教学息息相关,关于实践教学的研究,在文献[4]中有所研究。后勤工程学院开展了“学分制导师”制度,通过对教师个人的考评,确认导师资格,学生通过校园网了解导师基本情况,教师在全体学生面前自我介绍,学生自主选择教师作为本科四年的导师。导师与学生保持联系,教师在思想上对学生进行指导,在一些实践活动中,教师带学生参加学习,学生也能以教师为榜样,学习其闪光点,教师在传授学生知识的同时对引导学生价值观和人生观也起到了积极作用。在实践性较强的土木工程专业课教学环节中,可采用这种教学策略,其他课程实践性较强的环节可结合模型或实际工程,在工地上集中讲解。这种策略在实践性强的课程中尤其重要,如测量实习、施工实习、认识实习等课程。
(五)评价策略
人们总是存在一种被他人认可的期望。教师对学生的肯定和积极评价是学生前进的动力,使他们葆有学习热情。评价策略是一种适用性最为广泛的教学策略。
当一个人不仅认识世界,而且在认识自我的时候,就能形成兴趣。没有自我肯定的体验,就不可能有对知识的真正兴趣(苏霍姆林斯基)。
很多大学生的热情不高,甚至毫无热情,厌烦读书。原因是多方面的,他们感觉不到苦中有乐,未体验到先苦后甜的感觉。另一个重要原因是,教师在教学中不能及时肯定学生的学习成绩和兴趣爱好,对学生的学习活动不注意,不懂得正确的评价。教师恰到好处的评价,能使学生受到启发和鼓舞,精神上得到满足,从而调动了他们学习的积极性和进取心。这无论是从心理学的情感认识过程和情感需要分析,还是从教育学的教育目的和审美教育检验,及时评价最直接地对学生起到催化教育的作用。
三、土木工程专业课教学策略的侧重点
在教学过程中没有哪一个教学策略是可以通用的。每一个教学策略的采用都要考虑实际问题、教学内容以及教学目标。教师只有在教学实践中不断探索,使自己成为教学实践的研究者,才能找出适合于所任学科、所教学生及自己个性风格的教学策略[5]。针对土木工程专业课程的特点,教学策略应该强调以下特点。
(1)土木工程教学中往往以培养土木工程师为目的。在教学过程中需要考虑实际课程的设置目的,土木工程涵义广泛,有的培养施工为主的工程师,有的培养设计为主的工程师,有的培养工程管理人员,有的培养土木工程研究人员。在选择教学策略时应充分考虑上述不同,在教学过程中分别对待,并制定相关的教学策略。
(2)在教学的过程中,应统观教学全过程,综合考虑在教学过程中涉及的各个方面,教学策略的制定应体现较为完整的结构功能。土木工程基础课程(包括结构力学、理论力学、材料力学等)的教学策略应考虑后续专业基础课的内容,而专业基础课(包括混凝土结构设计原理、钢结构设计原理等)的教学策略又应注意后续专业课的需要,重点在教学内容、教学重点上取舍和安排。后续专业课程可能利用到哪些知识,学生在学习过程中可能遇到什么困难,都应该想到,并在教学策略中得以体现。专业课的教学策略应注重学员的能力培养,培养学生如何利用所学知识解决在实际工程中遇到的问题,以及让学生了解在遇到实际问题时采用哪些方法和手段、如何思考实际问题等。工程案例学习可以很好地体现这一方面。
(3)制定好的教学策略应该在操作层面上具有灵活性。土木工程类的课程一般都与实际工作比较接近。在实际工程中遇到的情况往往是千变万化的,不能只注重一个层面或一个方面的讲解
,应注重理论联系实际,并将理论知识应用于实际工程。注重教学过程的理论讲解,达到讲一个案例掌握一类工程的目的。如何体现教学策略的灵活性是土木工程类学科教学策略的关键。
(4)由于学生层次不同,在教学过程中可能会发现原本认为比较容易理解的内容,学生掌握起来很难。这个时候就需要强调教学策略的调控性。在教学过程中原本制定好的教学策略应考虑在实施过程中可能出现的偏差。教和学是一个互动的过程,教师在采用已经制定好的教学策略时,并不一定完全适合所有学生。土木工程类的课程充分体现了这一点。经验性的公式在专业课中较多,有些可能找不到理论依据,不易理解。在采用合适的教学策略时,应注重策略调控性,原本制定好的替代式教学可能没有自主式更有效,而有些可能采用学徒式又更合适。
(5)土木工程专业课程教学策略处于教学策略制定的课程级、指导科目级、单元级和要案级。制定好土木工程专业课程教学策略对后续的低层次教学策略尤为重要。土木工程的培养目标决定了该课程教学策略的制定:培养以设计为主的工程师应注重设计过程中的相关建筑规范教学内容,培养以施工技术和管理为主的工程师则应注重先进施工技术和先进管理理念。在教学策略层面上应充分体现。同时在教学手段和方法上不同的教学目的也要求采用不同的教学策略,比如,培养以设计为主的工程师可以采用理论推演和具体化的教学手段,而培养以施工为主的工程师则多以实践经验的概括和总结方式进行教学。
四、教学策略评价
教学策略的研究目的主要是提高教学效率和提高教学质量,保证以较少的教学时间取得良好的教学效果。在实际教学过程中,如何制订或选择教学策略,需要考虑教学过程的效率,力争节省教学时间,提高教学效率。成功的教学策略低耗高效,保证学生学得轻松,教师教得自如。
教学策略评价主要包含三方面内容:效果、效率和效益。效果主要指对教学活动结果与预期教学目标的吻合程度的评价,主要通过考察学生的学习效果衡量,可在考试成绩中得到体现,这一点土木工程类课程与其他课程具有相同的特点;而教学效率则主要为教学产出(效果)和教学投入之比,或有效教学时间与实际教学时间之比;教学效益主要指教学活动的收益和教学活动价值的实现。上述三点和教师是否采取否有效的教学策略有直接关系。
土木工程的教学策略评价,可以从上述三方面体现,但由于土木工程专业的特殊性和专业性,在对采用的教学策略进行评价时,考试成绩和其他方法不能完全体现和准确评价。比如,注重设计知识的掌握可能需要以实际工程的设计水平和设计图纸的完整性和内容的科学性来体现,而注重施工知识的可能需要给一个实际工程案例,考核学生运用所学知识的能力,两者的差别较大。在实际的教学策略评价中应考虑到土木工程课程的特殊性和专业方向性。
五、结语
土木工程专业课程的教学效果如何,能否提高专业整体教学质量,与教师在面对不同专业课程时采取的不同教学策略有着直接的关系。教学策略研究,对促进该专业课程的教学改革有重要意义。土木工程专业课程教学策略采用学徒式较适合,而在课程设计和应用方面则合作式较合适。土木工程专业课的教学策略评价需要注意教学目的。林林总总的策略如何选择和发挥,较好地运用在所从事的专业教学课程里,面对具体的课程,如何与时俱进地创新,形成与课程相适应的新教学策略,是高校教师在教学中永恒不变的课题。
参考文献:
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[2] 黄高庆,申继亮,辛涛.关于教学策略的思考[J].教育研究,1998(11):50-54.
[3] 李晓文,王莹.教学策略[M]. 北京:高等教育出版社,2000.
[4] 宛新林,丁克伟.土木工程专业实践性教学改革与实践[J]. 高等建筑教育,2010,19(3):105-107.
[5] 苏义林.教学策略研究[J].甘肃联合大学学报:社会科学版,2010,26(1):121-124.
Teaching strategies for professional courses of civil engineering
WANG Ping1,2, HUANG Hai-bin1,2, ZHANG Li1, ZEN Xiang-rong1, CHEN Jin1, LEI Yun-bo1
(1. Department of Architecture & Civil Engineering, Logistical Engineering University, Chongqing 401331, P. R. China;
2. Department of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 401300, P. R. China)
关键词:桥梁工程;教学改革;卓越工程师;课堂教学
作者简介:周道传(1982-),男,安徽和县人,江苏科技大学土木工程与建筑学院,讲师;
董作超(1979-),男,江苏连云港人,江苏科技大学土木工程与建筑学院,讲师。
基金项目:本文系江苏科技大学引进人才项目(项目编号:35281003)、江苏科技大学2011年高等教育科研项目(项目编号:GJKTY2011-08)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)14-0105-02
“桥梁工程”是土木工程专业道桥方向的一门重要的专业必修课程,在专业课程体系中占有重要的地位和作用,“桥梁工程”课程主要内容包括各种类型桥梁结构的设计计算,构造措施及施工技术等,“桥梁工程”课程教学课时多,教学内容多,信息量大,对教师的教学水平要求高。该课程的教学质量对土木工程专业道桥方向学生的培养质量关系重大,同时,该课程内容也是土木工程专业道桥方向学生后续进行毕业设计的主要内容和参考知识。针对该课程的特点,结合国家卓越工程师培养计划的推进和落实,对该课程的教学思路、教学方法进行教学改革和探索,对于提高教学质量和改善教学效果,培养具有较强工程实践能力和创新能力的综合性工程应用人才,具有重要的现实意义和长远的社会价值。
一、“桥梁工程”课程现状
“桥梁工程”课程是江苏科技大学土木工程专业道桥方向的一门重要的专业必修课程,该课程设置在大三的下学期,72学时,主要授课内容包括梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的设计计算、构造及施工等。除了课堂教学环节之外还包括两周时间的课程设计实践环节。在平常的教学中理论教学内容偏多,学生的实践能力得不到应有的锻炼,通过设置课程设计实践环节可以提高学生的实践能力,但是现有的课程设计存在着一些问题,实践锻炼效果不佳,使学生的实践能力和工程素质有所欠缺,与国家对高层次工程人才所要求的卓越工程师培养有所不符。为满足国家对高层次工程人才的需求,国家把培养创新型卓越工程师计划上升为高等工科教育改革的国家战略,并列入国家长期发展改革纲要。
创新型卓越工程师计划要求通过高等工程教育培养一大批创新性强、能够适应国家经济和社会发展需求的各类工程科技人才,着力解决高等工程教育中的实践性和创新性问题,提高科技创新能力,最终为社会培养一大批具有卓越人才特征的高级专门人才和拔尖创新人才。创新型卓越工程师的培养内涵就是着力于创新能力的提高、创新意识的训练,特别是重视强化培养工程意识、工程素质和工程创新精神,以达到提升学生的工程实践能力和创新能力的目的。
对于没有相关从业经验的在校学生,如何通过课堂学习和专业实践培养工程素质和工程创新精神,提高学生的工程实践能力和创新能力,是国家创新型卓越工程师计划对高等教育提出的新要求。教师如何通过教学方法和教学模式的改革去引导学生对本专业课程的了解更为深入,提高学生的工程实践能力和创新能力,是需要进一步深入研究的问题。本文以江苏科技大学土木工程专业道桥方向的课堂教学为出发点和切入点,对基于卓越工程师培养目标的“桥梁工程”教学改革进行了初步的研究和探索。
二、课堂教学改革思路与方法
课堂教学改革的总体目标是:在“桥梁工程”的教学实践中,培养具有专业工程素质和工程创新能力的专业人才,培养和锻炼学生应用所学知识解决专业领域现实问题的能力。为了达到这个总体目标,在教学实践中采取了以下系统的教学方法和教学改革措施。
1.理论教学和实践能力培养相结合的教学改革
在重视理论教学的同时更加突出专业知识的实用性,增加大量实际工程的文字和图片介绍,例如,在绪论中介绍桥梁类型时,结合大量的实际“桥梁工程”图片和文字介绍,加深学生对于实际工程的印象,突出专业知识的实用性。在介绍桥面铺装和伸缩缝类型时,着重介绍每一种桥面铺装和伸缩缝的施工方法和技术特点,让学生对每一种类型的桥面铺装和伸缩缝细部构造有较深入的了解,与工程实际结合起来进行教学,这样既增加了课堂内容的知识含量,也激发了学生的学习热情和学习主动性,变教师填鸭式教学为学生为主体的教学方式,体现了以工程实用性为指导的教学方法的转变。
在课堂教学中穿插介绍实际工程的设计图纸和资料,结合专业教研室的设计图纸和资料,有针对性地给学生在课堂上介绍实际工程相关部分的设计图纸、设计方法和设计要点、构造方法及措施,不再只是对书本知识的介绍。让学生接触到实际桥梁设计内容,设计图纸的绘制注意事项,设计图表的格式等。这是一个生动的专业工程教育的例子,在培养学生实践能力方面起到了很积极的作用。
在教学中期开展相关专题讲座。在教学中期学生已经学习了较丰富的“桥梁工程”课程内容,教师通过专题的形式对某一个相关工程领域的知识和内容进行综述,既具有知识型也具有趣味性,可以丰富学生的专业知识,拓宽学生的专业视野。例如,对缆索支承桥梁体系开设讲座,介绍缆索支承桥梁的发展历史,设计历史过程,现有成就和存在问题等,给学生增加了书本之外的知识,激发了学生的学习热情,增强了学生的专业工程素质,也为学生打开了工程创新能力培养的思路。
精讲专业工程案例,每讲完一种类型桥梁的内容之后,都通过专业的桥梁设计施工案例对内容进行全面总结和复习,通过视频动画介绍设计施工过程,精讲专业案例,全面加强桥梁工程专业教育和专业认识,提高专业应用能力。专业案例是学生了解专业应用的一个比较好的形式,具有较全面的专业设计施工的内容,可以弥补专业实习缺乏的不足,提高学生专业实践能力和工程创新能力。
2.启发式、讨论式教学方法的应用
在介绍每个部分新内容的时候,采用向学生提问的形式,激发学生思考,引出这一节新的内容,例如,在介绍预应力混凝土简支梁桥之前,提问学生:当桥梁跨径大于20m之后,混凝土简支梁桥是否能继续使用,如果继续采用混凝土简支梁桥将带来哪些问题,有没有办法去解决这些问题。激发学生思考这些问题,让学生发言并进行讨论,总结发言和讨论的内容后再引出预应力混凝土简支梁桥的概念,指出跨径增大后的预应力混凝土简支梁桥解决方案,开始下一节内容的讲授。通过这种启发式讨论式教学方法的应用,将更加有助于学生去总结先前学习的知识,并能将新旧知识进行对比区别,加深对知识系统性的吸收和理解。
例如,在介绍斜拉桥和悬索桥内容时,为了对比不同类型桥梁类型在跨径上的适应性,进行桥梁类型方案的对比选择讨论,假设跨径在400m~600m范围,让学生提出自己设想的桥梁类型并说明采用这种桥梁类型的理由,让学生分组讨论该种桥梁类型存在哪些设计和施工问题,加深学生对不同桥梁类型跨越能力的认识,提升了学生应用所学知识解决实际问题的能力,通过讨论指出问题,帮助学生进一步加深和强化对理论知识的学习,提高应用能力和创新能力。
3.以工程素质和创新能力为导向的考核方式改革
以前,“桥梁工程”的考核方式一般采用理论考试或者小论文形式进行考查,由于本课程内容多,知识点繁杂,理论考试只能考查一些基本知识点和基本计算方法,没有办法对创新能力和工程应用能力进行考核。
小论文的考核形式是在这门课结束之后,让学生选择一个题目,查阅相关资料,进行综述和评论,通常,由于小论文的题目是一个比较窄的知识面,学生看的资料也是集中在一个课题上,写出的小论文虽然有深度,但是广度不足。以上的两种考核方式都无法体现对“桥梁工程”全面知识的把握和创新能力的培养。所以,采用了以工程素质和创新能力为导向的考核方式改革,新的考核方式主要以综合形式出现,考核包括理论考试,小论文及研究报告综述,综合应用考试和建筑模型设计等。理论考试和小论文放在平时的课堂教学中,作为课堂作业去完成,这样在每讲完一个章节部分的内容之后,就可以对这个章节进行理论考试,并以小论文及研究报告综述的形式拓展课堂学习知识,让学生在课下去了解这个章节部分内容的研究和应用情况,并以研究报告综述的形式写出来。
综合应用考试是对每一种桥梁类型提供设计资料,让学生去设计构思桥梁设计的内容,将设计的思路和内容以文字和图纸的形式表达,这是一项对学生综合应用能力进行培养和考核的教学活动,有助于学生工程应用能力的提高和工程创新能力的培养。
建筑模型设计是将学生分成小组的形式,通过对桥梁结构模型的制作,帮助学生强化专业知识,提高实验动手能力。对建筑模型进行打分和点评,不仅有利于学生对于专业知识进一步的消化吸收,也有利于学生对“桥梁工程”实际施工方法的把握和明确,提高了他们的创新能力,学生提交的建筑模型经过修改优化后也可作为相关的建筑模型设计比赛的参赛作品。
4.课程设计改革
课程设计是在课程学习结束后,用两周的时间对某种跨度的桥梁上部结构进行设计,提交设计计算书和手绘的设计图纸。课程设计是一项重要的专业实践活动,可以弥补学生专业实践的不足,通过两周的设计工作锻炼和提高学生对知识的应用能力和实践能力。以往在课程设计中布置的设计任务是以几个学生为一个小组,一个小组布置一个设计题目作为设计任务,这样,在两周设计时间后一个小组所有学生提交的结果都是一样的,无法衡量一个小组内每个学生提交设计的优劣,一个小组中有的学生做,有的学生不做,反映出学生的积极性普遍不高,课程设计的锻炼实践效果不明显,只有部分学生得到了锻炼和培养。
针对这种情况,为了提高课程设计的实践效果,首先精心准备课程设计任务书,做到每个学生一个设计题目,通过变化设计条件,如桥梁上部结构类型的变化,跨径变化,混凝土材料的标号变化等,使每个学生的设计初始条件都不一样,让每个学生都能独立去做自己的课程设计,这样的做法明显端正了学生的学习态度,改善了学习风气,提高了学生的主动性积极性。其次,加强设计过程中的指导,在学生初步拟定截面尺寸、设计计算、整理设计结果和开始绘图这几个时间节点特别加强指导,确保学生能够顺利正确进行桥梁上部结构的设计工作。最后,加强对设计结果的点评工作。以往学生提交的设计计算书和设计图纸经过评阅打分之后就结束了课程设计,但是这样学生并不能了解自己设计结果的优劣和设计中存在哪些问题,没能帮助他们改正设计中的不足和提高设计水平。因此,对设计结果的点评工作不可缺少,并且需要加强这部分的工作:对每个学生提交的结果逐一检查,记录下该学生设计的优点和缺点,整理大部分学生共同存在的问题,先讲共性的问题,再逐个点评学生设计工作的优劣。通过对课程设计实践环节的教学改革,明显提高了每个学生的动手能力、实践能力和创新能力,弥补了学生工程实践教学内容的不足。
三、结语
以卓越工程师培养目标为导向的“桥梁工程”教学改革改变了以往单一的课堂灌输知识的教学方式,通过系统的教育教学改革措施,培养了学生的学习主动性和积极性,学生不仅获得全面的专业知识,而且实践能力和创新能力得到了大幅度的提高,取得了良好的教学效果。课堂教学方法和教学措施是需要不断完善的,教师也需要不断完善自己的教学和科研业务能力,总结教育方法和教学规律,提高教学水平,只有这样不断思考,反复实践,不断进步,才能按照卓越工程师的培养计划培养出更加优秀的卓越工程师人才。
参考文献:
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[2]曾彦,赵洋,赵顺波.基于应用型人才培养的桥梁工程毕业设计[J].高等建筑教育,2011,20(6):125-128.
(1)制定完善的专业实践培养方案。
当前高职院校的实践课程比重缺乏,高职土木工程专业的实践培养方案,需遵循单项培训到综合实训、理论联系实际等原则,整个培养计划主要包括认知教学、操作技能培训以及综合能力实训三个模块。认知教学环节通过专业教育、专家讲座、企业认知实习以及实验演示等方式,让学生了解本专业的基本应用领域与所需专业技能。操作技能培训模块一般包含基本专业技术训练与专业技术运用两个环节,通过测量实训、课程设计、材料检测、模型制作及工种实训等方式,使学生掌握土木工程基本操作技能。综合能力实训模块,通过工程资料管理与质量验收模拟、施工项目进度管理模拟、企业实习以及毕业设计等形式,提升学生就业能力,实现从学校进社会的平滑衔接,为学生成为合格的施工员、材料员、质检员、试验员、资料员、测量员、建造师助理等做好准备。
(2)搭建高效的实践教学管理网络。
高职土木工程实践教学的管理具有一定复杂性,因为实践实习具有地点分散、需保障安全性以及企业实习相关政策不完善等特点。随着网络技术的发展,学校可以构建由驻地、网络以及流动工作站组成的校外实践教学管理体系,起到实践计划以及监督实践过程的作用。在学校实习较集中地区或企业设立驻地工作站,在实习较分散的地区建立流动工作站,分别由专门教师进行巡检与指导,并搭建网络平台包括实习流程控制、远程指导以及网络会议等环节,最终保障实践教学效果。
(3)建立灵活的考核机制。
实践教学的考核机制需做到公平严格且灵活,考核应由校内外专家共同完成,同时采取实践教学终结性评价与过程性评价相结合的方式,即学生最终成绩由出勤率、现场表现、实习作品以及实习答辩四部分组成,现场表现主要综合考虑学生动手、管理、创新以及团队协作等能力,实习作品包括实习报告、制作成果以及实训操作考核表等。
(4)加强实践教学资源的建设。
高职土木工程专业教学应注重师资力量、教材编写和实践基地三方面的建设。教师队伍主要包含校内专职教师与校外兼职教师,可以采取“请进来与走出去”模式,专业教师在专业培训、挂职锻炼、实习指导、现场技术服务等过程中提高自身工程实践水平,兼职教师一般是企业里的骨干人才,实践经验丰富,学校需适当增加兼职教师比例同时通过一定培训提高其教学能力;实践教材宜采取学校与企业合作模式,及时更新教材中的规范、工艺和方法;实践基地的建设包括校内与校外两方面,校内基地的硬件建设应尽量与企业真实工作环境相符合,同时需加强与校外企业的合作,利用更多的校外实践基地资源改善学生实践学习条件。
2注重课堂教学中的案例分析
(1)选择合适的案例。
土木工程专业课之间相关性较大,选择合理的案例,可以让学生掌握多门专业课的知识点,例如,课堂讲解基础工程中的地基处理知识点时,可以设置一个包含土力学、土木工程施工、建筑结构和力学在内的多门课串联在一起应用。所选的案例应具有针对性、真实性、典型性和含蓄性。案例教学应该取之于实际的社会企业或者工程案例,并且案例的选取应该结合高职院校自身的特点和实际,选取符合自身学生学习状况的案例,没有必要全部选取一些国际通用的典型案例。另外,案例教学一定要模拟实际,让学生在接近真实的环境中进行学习体验,在实践中验证理论的正确性,在实际中学习知识。
(2)对案例的解析。
案例选定后,教师要对案例有一个全面的分析和掌握,选择中心论题,提出合适的问题,并对课堂讨论中可能出现的情况做出预测。让学生独立进行案例分析,问题寻找,独立提出一整套可行的解决方案。
(3)充分体现教师的作用。
在课堂上,教师的身份应该是一个引导者,让学生成为课堂的主体,让学生独立或者进行合作式的思考讨论问题、分析问题。同时教师要让出讲台,走到学生中间去,通过提问,质疑,使案例讨论深入、激烈,活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣。另外,教师应该尽量减少给出标准答案,让学生独立提出自己的意见,并且在不断的讨论优化中得出可行的方案,教师起到指引正确方向的作用。
(4)调动学生的积极性。
课堂案例教学要想发挥出作用,必须提高学生的参与度,让学生全身心的投入,因此必须让学生成为课堂主人,让学生积极主动。要达到这样的要求,教师要提前做好动员,学生要准备充分的材料,分析出问题之间的内外联系,促使思维不断深化,得到自己的独特见解,从而总结出带有普遍意义的规律性知识,最后将这些理论知识用以解决实际问题。
3关注人文培养
土木工程专业的毕业生,一般是从事土木工程建设之类的工程技术工作,土木工程建设不仅是一项技术任务,也是一项具有艺术气息的工作,有着美学气息的工作者才能创造出有艺术气息的建筑作品。当前的土木工程专业过于注重技术培养,学生缺乏艺术和美学气息,不利于学生的工作。土木工程的课程设置应该加入艺术理念,对学生加强艺术理念的培养。高职院校应该增加相关的艺术课程、美术课程的比重,让学生在潜意识中具有一种高的审美意识和标准。另外,也应该增加人文课程的比重,让学生具有充分的人文气息,这样的学生才能创造出具有生命力的作品。具有高的人文情怀和艺术气息的工作者,再加上过硬的专业技术,这样的人才是当今社会需要的。
4结语
关键词:工程造价应用型人才培养方案
中图分类号: TU723.3 文献标识码: A
目前,在我国高校工程造价人才的培养中,存在诸如缺乏系统的教材体系、能力培养与课程配置不合理等问题。本文在广东地区工程造价专业人才的市场需求调查的基础上,分析了我院2012级工程造价本科人才培养方案,总结出应用型工程造价本科人才的培养要点,以期为工程造价专业的人才培养提供参考。
1市场需求
1.1企业岗位设置
工程造价行业是建筑业的子行业之一,同时又与房地产业、市政公用业和勘察设计业紧密相关。无论是建筑施工企业,还是房地产企业、市政公用设施类企业、勘察设计单位等,都设有工程造价岗位。
1.2从业人员结构
目前,工程造价岗位主要有注册造价工程师(高级技术岗)和造价员(辅助技术岗)两类岗位。在对施工类企业的招聘及应聘状况进行调查发现,需求最多的是造价工程师,其次是造价员、项目经理、造价技术负责人等职位。
2 能力要求
2.1 综合能力
工程造价专业人才应是具备工程知识、经济和管理知识与实践经验的高素质的复合型专业人才, 能熟练地运用专业知识与专业技能, 从事投资工程项目的全过程工程管理与造价管理。如项目的决策、工程造价的确定与控制、项目管理与合同管理、项目的可行性研究, 并且能对各种造价进行技术和经济方面的有关分析, 提出有关合理化和理论化建议。
2.2 实际应用能力
工程造价是运用科学、技术原理和经济及法律等管理手段, 解决工程建设活动中的工程造价的确定与控制、技术与经济、经营与管理等实际问题, 从而提高投资效益和经济效益。
3 人才培养方案分析
表1为我院提出的工程造价专业2012级本科人才培养的初步方案。
表1 2012级工程造价专业本科教学进程计划表
课程平台 课程名称 课时比重
工程技术平台 土木工程材料74、土木工程制图80+、建筑力学30、房屋建筑学64+、土木工程测量42+、建筑结构构造52、建筑设备识图与安装技术74、土木工程施工74+、施工组织与计划64 40.74%
工程经济平台 工程经济学64、会计学60、工程财务管理56、工程风险与保险44 16.47%
工程管理平台 管理学56、建设工程项目管理60+、工程造价控制与管理60、工程咨询概论30 15.15%
工程法律平台 土木工程法规30、招投标与合同管理60+ 6.62%
专业方向平台 工程估价68、建筑工程计量与计价64+、安装工程计量与计价56+、房地产估价42、工程造价软件与信息管理56 21.02%
选修课平台 建设工程项目投融资、工程造价国际惯例、建设工程项目审计、产学结合项目训练、土木工程鉴赏、建筑CAD、房地产经营与管理、绿色建筑、物业管理、专业技术规范、建筑工程质量事故分析与处理、工程造价专业英语、道路工程 —
技能考证 CAD中级考证、造价员考证、施工员考证、资料员考证、材料员考证、监理员考证 —
注:标有+ 号的课程另有安排与其教学内容对应的课程设计或实习实践。
从表1可以看出,技术平台课程课时占培养计划专业课程课时总数的40.74%,专业平台课程课时占培养计划专业课程课时总数的21.02%,经济平台、管理平台与法律平台的百分比则相对较低。我院这种课程设置与其工程造价专业强调工科背景、专业技能方面突出上手快的应用性人才培养的定位密切相关。此外,我院培养计划中还设置了《建设工程项目投融资》、《建设工程项目审计》和《工程造价国际惯例》等专业选修课, 力图通过此类课程的学习开阔学生视野, 培养学生全面造价管理理念和从国际视角看问题的能力。
4 培养方案的优化
应用型人才的培养定位于培养面向生产和管理第一线的人才。就工程造价专业来说,一方面要着眼于工程造价专业基本能力的要求,以确保毕业生能在就业市场中保持优势;另一方面也要考虑培养执业能力的要求,兼顾个人专业发展能力的知识积淀。
结合实际对照造价工程师能力结构标准, 造价工程师在工程实务中主要涉及清单编制、制定招标文件、工程计价与分析、合同签订和管理、定额管理、项目索赔和合同纠纷仲裁等综合性和技术性很强的业务,需要有较为全面的专业视野,在工程造价业务相关领域的很多问题都需要用到经济平台、管理平台与法律平台课程的知识加以解决,比较强调中观或宏观上对专业知识的掌握。目前大多数院校着重强调微观层次实务技能的培养与操作,即建筑和安装工程计量与计价,但这仅仅是施工阶段前后的工程造价确定与控制。自从造价师执业资格制度实施以来,一直强调全过程造价的确定与控制,因此,应用型工程造价人才的专业培养方案中,可以通过增设课程设计环节引导学生丰富毕业设计选题内容,强化学生全过程造价控制的意识,拓展学生实践经验。
此外,要善于依托行业办专业,了解企业实际需求,建立校企合作的应用型人才培养模式。其核心是企业参与学校的人才培养过程,学生的学习场所从学校课堂延伸至企业现场,使理论知识与实践结合起来,从而有效地实现学生的学习目标和职业目标。
参考文献
[1] 李杰, 刘元芳.工程造价专业应用型人才培养标准的研究[J]. 福建工程学院学报,2009: 431-436.
[关键词]土木工程材料;教学;方法;实践
土木工程材料是我校材料科学与工程专业的一门专业选修课,该课程主要内容包括土木工程材料的性质、用途、制备和使用方法以及检测和质量控制方法。通过对该课程的学习,学生能更深入地理解材料组分、结构与材料性质的关系、外界环境和施工工艺对材料性能的影响,以及材料性能改善的途径,为以后毕业设计、进行科研以及从事专业技术工作提供必要的基础理论和技能训练。
1课程现状
1.1课程内容多、范围广、与工程应用密切相关
土木工程材料种类繁多。根据材料的来源,有天然材料及人造材料;根据材料的功能,有结构材料及功能材料;根据材料的成分,有无机材料、有机材料及复合材料,这就使得“土木工程材料”课程的内容十分广泛[1]。另外,课程的理论性、概念性及经验性的内容比较多,以文字叙述为主,而计算推理的内容相对较少。土木工程材料与工程应用紧密相连,每种土木工程材料(原材料或产品)都有相关的技术指标,有些技术指标还在不断修改和完善。在实际工程应用中,各种材料往往构成混合材料或产品,各种材料的性能以及它们之间的相互作用对整个混合材料或产品的性能都有重要影响。另外,工程应用环境对于材料的耐久性也有重要影响。因此,土木工程材料课程既要体现各类型材料的基本特性,又要在工程应用上形成统一体系。这些因素使教和学都有一定的难度。
1.2实践课程缺乏,经费不足
实践教学是我国高等教育特别是高等工程教育的一个薄弱点。传统的三大实践教学环节(实验、实习和毕业设计),被越来越弱化[2]。“土木工程材料”作为我校材料科学与工程专业的一门专业选修课,同样存在实验设备老化、实验经费短缺、缺乏实习基地等问题。另外,该课程的理论性、概念性及经验性的内容比较多,且以文字叙述为主,容易使学生感到枯燥。作为在校学生,平时也无法接触工程实践,缺乏感性认识,如果实验配套缺乏,更加无法调动学生的学习积极性。并且单纯的理论学习,会使学生学到很多的知识“碎片”,缺乏整体性的概念。例如,只有通过实践,才能更好地理解混凝土的耐久性是与组成材料、配合比设计、养护条件、结构和构件设计紧密相关的整体论,而不是由单一因素决定的。
1.3教材内容及教学大纲滞后
近年来,科学技术的飞速发展,以“三新”(新材料、新技术、新方法)技术为标志的工程建设新时代已经到来[3]。工程应用的实际需要也促进了新材料的发展。例如普通砖的砖块体积小,施工效率低,而且砖块烧制需要毁田取土,破坏生态环境,同时消耗大量能源,而加气混凝土砌块不但体积大、施工效率高,而且使矿渣、粉煤灰等工业废物得到再利用,减少了环境污染。因此这种传统的烧结砖正越来越多地被加气混凝土所替代。但教材内容的更新速度总是较新材料的发展速度慢,而教学大纲是根据教材内容而制定的。我校的教学大纲修订年限较长,进一步导致授课内容跟不上新材料的发展速度,学生毕业后不能很好地满足工作的需要。
2教改方法
2.1结合工程案例,加强多媒体技术
在教学过程中采用工程案例教学法代替传统的理论讲授法能获得较好的效果。因为土木工程材料中叙述性的内容较多,如采用平铺直叙的教学方法,很难引起学生的学习兴趣[4]。工程案例教学法就是利用多媒体展示实际工程中常出现的现象,然后分析问题,解决问题,使学生从感性认识上升到理性认识。这一认知过程也符合人类对事物的认知规律,因此学生容易理解和接受。例如通过多媒体展示工地上出现的石灰墙面鼓包、开裂现象,北方地区出现的路面、桥梁用水泥或混凝土剥落现象、沿海地区大坝的钢筋、锈蚀现象,以及近几年出现的整栋房屋突然垮塌现象,激发学生的学习兴趣,结合各种材料特点及施工技术分析出现这些现象的原因,提高分析、解决问题的能力,增强学生的责任心。另外,由于课程中教学内容较多,通过制作多媒体课件,将文字、图片、动画、实例演示等教学信息通过屏幕呈现给学生,提高教学的形象性和生动性。例如对于钢材的拉伸性能,混凝土抗压强度的测试,以及时间长、操作难的实验等,通过播放录像的方式,让学生更加直观地了解实验过程和操作方法,增强了学生的感性认识,从而提高了教学质量。
2.2加强实践教学
实验教学对于学生基本原理的掌握和工程实践的培养,具有举足轻重的作用,是学生能力和素质提高的重要环节。然而由于实验学时有限,而涉及的内容较多,并且有些实验周期很长,无法在课堂内把所有实验都完成,因此应采用多种方式进行。首先,在实验课上完成基础实验,例如完成水泥细度、标准稠度用水量的测定,胶砂强度试件的制作,水泥凝结时间的检测,水泥水化产物的分析,石膏制品的制作,沥青的粘度测试等实验。其次可以利用开放实验室,以教师指导及研究生助教的形式,在课余时间完成设计性或综合性实验。例如各种矿物外加剂和化学外加剂对混凝土流动性、保水性、凝结时间、水化热、水化产物、强度等性能的影响。教师可以提供题目,学生确定选题,然后分组完成。最后每组同学递交实验结果及分析报告。为进一步提高学生的实践能力,采用校企联合培养模式,学生利用假期到企业实习,积累实践经验,鼓励部分有能力的学生直接参与企业的材料性能检测实验、新材料的开发研究或者实际工程项目,提高学生分析和解决实际工程问题的能力。
2.3关注学科发展前沿
教材是教学的依据和根本[1],但教材内容的更新速度总是较新材料的发展速度慢,因此,教师应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展以及相关技术指标的更新,引导学生及时了解学科发展动态,拓宽专业视野,培养创新意识,以适应时展的需要。在关注学科前沿和培养创新意识上,特别注意要根据我国国情和工程实际情况,研发符合我国工程特点的新材料。例如,在国内外,聚氨酯外墙保温材料得到了广泛应用,但聚氨酯的防火性较差。许多事故表明,火灾造成的巨大伤害都是由于所用材料的防火性差,并且燃烧释放出大量的毒气而造成的。由于我国的特点是人口密度大,建筑物密集且高大,聚氨酯作为外墙保温材料必然存在重大安全隐患。因此,要引导学生这些事故中吸取教训,并且研发符合我国国情特点的新材料。另外,应缩短教学大纲的修订年限,同时应把教学内容的主动权交到教师手中,紧跟时展步伐,固有体制会制约教学的发展和提高。
2.4改变考核方式
闭卷考试是应试教学方式中的传统评价方法,对培养提高学生的综合业务素质存在着一定的弊端[5]。对于考核方式,本课程采取平时成绩、实验报告与开卷考试相结合的方式。平时成绩的评定主要根据课堂出勤、上课听讲、平时作业完成情况等作为依据。平时作业紧扣教学重点,例如石灰的成分与性能的关系,骨料细度模数的计算,普通混凝土配合比设计,砂浆的配合比设计等,主要考察学生对基本知识掌握情况。实验报告反应了学生的实践动手能力,以及分析和解决问题的能力。本课程教材包含了大量关于材料的技术指标以及混凝土和砂浆配合比设计公式。随着新材料和技术的发展,很多技术指标也会不断地被修订和完善。在信息时代,电脑能够为人类提供海量数据,并可及时查询,因此很多内容无需特别记忆。因此,开卷考试能够回避很多需要记忆的内容,更多地考察学生对基础知识的应用能力,以及分析和解决问题的能力。以上三种考核方式的结合,更能全面地考察学生的综合素质。
3总结
“土木工程材料”课程教学改革紧密联系工程实例,激发学生的学习兴趣,开拓学生视野;通过实验和实践认识促进对课堂理论知识的理解和掌握,并且注重培养学生的创新意识;通过改革考核方式,全面考察学生的综合素质。
参考文献
[1]程云虹.“土木工程材料”课程教学研究[J].高教学刊,2015(4):27-28.
[2]张俊,罗伟.《材料工程基础》教改[J].广东化工,2011,38(3):200.
[3]张灵辉.《土木工程材料》课程教学的改革[J].四川建材,2015,41(2):295-296.
[4]苏达根,张志杰,钟明峰.以学为中心的网络课程设计[J].中国远程教育,2007,27(11):49-51.