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一、構建課程設計質量監控體系的必要性
隨著中國鋼產量的不斷提高,用鋼量已不再是制約鋼結構發展的主要因素,建筑鋼結構由于其材料性能優良,制作安裝工業化程度高以及結構形式新穎靈巧,受到了越來越廣泛的應用。隨之而來,鋼結構人才短缺日漸凸顯,企業急需大批鋼結構設計和施工的專門人才。鋼結構課程設計是對學生的一次較為全面的設計訓練,是鋼結構原理和鋼結構設計課程后一個重要的綜合性實踐教學環節,也是培養學生鋼結構設計能力的基礎性教學環節。它是課程基本概念、基本理論等內容的延伸,也是對所學知識的一次綜合運用,將為畢業設計以及工作以后的鋼結構工程設計奠定堅實的基礎。但是,長期以來大部分高校形成了重理論、輕實踐的教學模式,各高校實踐教學的質量監控相對薄弱。就學生而言,受傳統教學模式的影響,普遍重視基本理論的學習,忽視實踐教學環節在教學活動中的重要地位。一方面大學生習慣于傳統的“教師講,學生聽”的教學模式,而對于以學生為主的課程設計環節,自主學習的積極性不高,主動性不強,探索鉆研和創新實踐能力不足;另一方面,大學生迫于就業壓力,學習動機功利化,熱衷于考取各種資格證,從而忽視了對專業課的學習,特別是相對自由的設計環節,如果缺乏規范的實踐教學規章制度或者監控體系,設計時間、設計進度和設計質量難以保證。因此,如何構建切實可行的課程設計質量監控體系,充分調動學生的積極性和主動性,保證課程設計質量并且督促學生按時獨立認真完成課程設計,是一項緊迫而必要的工作,也是鋼結構實踐教學改革需要不斷研究和探討的課題。
二、課程設計質量監控體系的構建
筆者根據多年的教學經驗,并結合山東科技大學鋼結構省級精品課程建設工作,在鋼結構課程設計質量監控方面進行了一系列改革實踐,并取得了較理想的效果。
(一)設計題目多樣化
在2006級以前,學校鋼結課程設計通常做法是進行鋼屋架設計,設計題目單一。隨著計算機的普及,課程設計繪圖也由原來的手工繪圖變成了計算機CAD繪圖,這就不可避免地導致前一屆學生存儲的設計資料流入到下一屆學生的手中,出現跨級抄襲或者拷貝的現象。為此,課題組集中編寫了三個題目的課程設計任務書,包括鋼屋架設計、工作平臺設計、門式剛架設計。自2006級以來,三套課程設計任務書輪流使用,并根據設計過程跟蹤指導情況適時對設計內容進行添加或者修改,有效避免了跨年級拷貝現象。
(二)設計方案多樣化
對于同一個課程設計題目,在編寫任務書時,在教學要求完全一致的基礎上,給出多組設計條件和設計參數供選擇,盡量做到不同的學生完成不同的設計方案。以鋼屋架設計為例,通過給出廠房的跨度、屋面情況、積灰荷載、屋架坡度及鋼號等多組參數組合,保證每個學生選用不同的方案,具體安排見表1。例如:三班的25號學生,其相應的設計參數為24m跨度,上人屋面積灰荷載為0,屋架坡度為1/12,選用Q235的鋼材。這樣,不同的學生選擇不同的設計內容,從源頭上杜絕了課程設計抄襲或雷同現象的發生,從而能夠更好地促使學生獨立地完成課程設計,達到預期的訓練目的[1]。
(三)加強設計過程的管理和指導
下達設計任務書的同時,下發課程設計指導書,詳細說明要完成的具體內容,設計圖紙的要求以及設計計算書的內容。另外,為了便于指導教師跟蹤指導和檢查,設計指導書中還要給出設計內容的時間安排。鋼屋架設計時間具體安排見表2。課程設計集中在兩周內完成,由于課程設計是在課程結束若干天以后的期末進行,學生表現比較松散,指導教師要隨時檢查學生整體的進展情況及每個人的完成情況[2]。指導教師要對學生進行過程跟蹤指導,并分三次進行集中檢查和指導答疑。第一次安排在內力計算及內力組合完成以后,主要檢查結構的布置是否合理,荷載及內力的計算是否正確。第二次安排在構件和節點設計完成以后,主要檢查構件設計是否合理,驗算過程是否完整,計算是否正確,節點設計是否合理。第三次安排在屋架施工圖繪制完成以后,主要檢查圖面布局是否合理,尺寸標注是否正確,是否達到施工圖要求等[3]。通過過程跟蹤管理和指導,可以更好地了解學生對知識的掌握程度,以及獨立完成課程設計的能力和質量,并以此作為平時成績考核的依據。
(四)完善考核辦法
傳統的鋼結構課程設計考核主要以設計成績為主,適當考慮20%的平時成績。設計成績主要考慮設計圖紙的質量和設計計算書的內容。平時成績以考勤為主。這種考核方式往往無法兼顧到公平和合理性,不能完全體現學生的主動性和獨立工作的能力,也就無法充分調動學生的積極性。為此,我們改革了課程設計的考核方式,將原來以設計成果為主的考核方式變成多方面多指標的考核方式,主要從平時成績、設計計算書、施工圖紙和課程設計答辯四個方面綜合考核,對應到具體每一方面,給出相應的量化評價指標,見表3[4]。通過實施這種多方面多指標的量化成績評定的教學改革實踐,學生的主動性有明顯提高。自2006級實施改革實踐以來,特別是2009、2010、2011三級,完全按照上述課程設計質量監控體系進行。實踐證明:設計質量較以前有很大提高,設計計算更條理、更完整;從成績來看,2009級優良率42%,2010級優良率52%,2011級優良率47%,較過去的25%~35%有明顯提高;此外,學生也普遍認同該質量監控體系和課程設計實訓系統,普遍認為為以后的畢業設計和入職打下了良好的基礎。
三、結語
提高教學質量。
關鍵詞:教學方法;道路勘測設計;課程設計
中圖分類號:G6424 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)03-0066-05
一、教學現狀
道路勘測設計是土木工程專業道路與橋梁工程方向的專業必選課程,闡述道路幾何線形設計的相關理論和方法。該課程主要介紹公路與城市道路路線設計的基本理論與實用方法,包括汽車行駛特性、道路平面、縱斷面、橫斷面設計,選線與定線方法,道路平面與立體交叉設計,道路計算機輔助設計等。
道路作為三維帶狀空間結構物,其勘測設計工作是基礎。道路設計是從幾何和結構兩方面研究,道路勘測設計課程主要講述道路幾何設計,結合現行技術標準和設計規范,將道路幾何設計及其相關的調查勘測結合起來,是一門綜合性課程。
現在國內高校道路勘測設計課程一般主要包括課堂教學、室內課程設計和野外實習3個方面。“大土木”專業下,該課程課時數稍有減少。目前華南理工大學課時壓縮為56學時,一周課程設計和一周野外實習,該課程理論知識點多,內容雜。
(一)教學目標雖然明確,但效果一般
一般教學計劃都制定了明確的教學目標。學生通過道路勘測設計課程的學習,能系統地掌握道路幾何線形的設計理論和方法,熟悉相關設計規范和路線勘測設計過程,合理運用技術標準,從而具備一定的道路工程設計和實踐能力。學生通過課程設計和野外實習的實踐環節,加深對基本原理和設計方法的理解,了解各個設計參數選用的合理依據,并能利用所學的理論知識解決工程實際問題。但多年的教學實踐表明,即使學習氛圍濃厚、班風良好的班級,有時教學效果仍不佳。
(二)學生主觀上不夠重視
因為道路勘測設計是道橋方向的專業課程,開設時間比較早,一般在第五學期
開設。由于學生對整個專業認識還不是很清楚,而該課程涉及相關規范條文很多,
不像數學或力學具有理論性、系統性和邏輯性很強的理論和計算,使學生誤以為該課程偏重概念,從而態度上不夠重視。學生缺乏工程實踐和工程認識,對專業課程的理解和把握難度增加[1];由于設計細節多、內容雜,學生在課堂學習中有些無所適從,不清楚實際工作的情況和要求,缺乏學習主動性。
(三)教學方法陳舊
課程教學過程中,以往教學往往是以教師口頭講授為主, 結合板書繪圖和演示計算過程,如果平鋪直敘、按部就班地照本宣科, 學生就會感到雜亂無章, 摸不著頭腦;而道路勘測設計課程實踐性較強, 在缺乏大量工程實例和有效直觀的演示手段時, 學生對該課程內容很難有深刻的認識和理解, 在實踐性教學環節中就無從下手;另外規范條款繁多, 如果不能以有聲有色的實例來解釋說明, 則不能在學生頭腦中留下深刻的印象[1]。目前高校雖然大多采用多媒體教學,但課件設計不能很好地從學生角度出發,缺少互動性,學生很難消化吸收。
實踐教學環節薄弱[2],課程設計和野外實習時間短,每位學生鍛煉的機會少,對土木工程師的責任感沒有深刻認識。野外實習若不是生產實習,學生積極性不高。另外,部分學校受條件限制,沒有道路勘測實習基地。
楊永紅,等 中美土木工程專業道路勘測設計課程教學對比研究
(四)沒有與其他專業課程很好地結合
學生應對整個公路工程基本建設程序有一個清晰的了解。道路勘測設計課程應該在以測量學、道路工程制圖、工程力學、工程地質及水文地質為基礎的專業課程開設后再設置。同時該課程還應與后續課程,如路基路面工程、橋梁工程、公路施工組織設計和工程概(預)算、現代測設技術等專業課程緊密相連。目前一般高校在課程設置時,相關知識結構沒能很好地前后結合起來。該課程雖是重點講述道路幾何設計,但在設計選線和定線過程中需要考慮地形、地質等外界環境因素的影響。
二、中美大學課程教學成績評分要求比較
筆者在美國某著名大學進行了一年的學習研究,期間以學生的身份旁聽了一些課程,對國外的教學方法有了較深的理解。1991年,美國政府頒布了《關于發展高等教育和提高專門人才質量方案》,該方案認為:“加強專門人才在生產和科技部門獨立工作的能力,是當前高等教育向現代化方向發展的基本方針。”為此,“要求在課程改革上,打破原有的課程界限及框架,實行跨學科的綜合研究,創設新型的綜合課程”。
筆者旁聽的一門課程,主講教師不僅對道路勘測設計課程有著豐富的教學經驗,還講述了道路交通參數,以及交通流、交通安全方面的知識。這在中國高校中是道路與交通工程兩個不同專業的內容。
比較美國某著名大學與國內某重點大學的建筑測量基礎課程和路線幾何設計課程,評定學生成績的評分項目各自所占比重如表1、圖1、表2和圖2所示。
可以看出,對路線幾何設計課程,美國某大學完成作業和平時小測驗占40%,并且考試在整個學期教學中有3次,占60%;對建筑測量基礎課程,不考慮測繪繪圖項目所占比重后,作業和平時小測驗占
由此可見,美國大學教師重視平時教學管理,對學生學習要求嚴格,平時小測驗和考試次數比中國大學多,有的課程多則每節課都有小測驗,這樣有力督促了學生學習,努力獲得學分。另外,圖3為筆者旁聽的建筑測量基礎課程試驗的筆試和操作考試。
關鍵詞:土木工程專業;本科生;畢業設計模式
1土木工程專業畢業設計模式探索
目前,多數高校由于畢業設計管理與制度方面存在問題,對土木工程專業本科生畢業設計成果的質量水平要求偏低,致使土木工程專業本科生畢業設計中存在的相關矛盾不能得到有效解決,畢業設計對學生的巨大鍛煉作用也沒有真正體現出來.基于近3年來針對高校土木工程專業本科生畢業設計工作的大量調查與研究,結合多年來土木工程專業本科生畢業設計工作的指導實踐,認為可以從畢業設計前期準備、畢業設計的題目規劃與選題、畢業設計指導和畢業設計管理與監督4個方面對高校土木工程專業本科生的畢業設計工作進行模式構建,全面提高高校土木工程專業本科生的畢業設計質量.
1.1畢業設計前期準備
工程設計理念、專業知識和國內外相關工程設計素材是影響高校土木工程專業本科生畢業設計成果質量的關鍵因素.在畢業設計制度層面上規定參與畢業設計工作的指導教師要切實圍繞著這些關鍵因素,開展有針對性的畢業設計項目設計的相關調研活動,并從中獲得與當前國內外先進的土木工程設計理念和設計成果相適應的一系列初步畢業設計項目.同時組織召開畢業設計項目設計研討會,為指導教師開展初步畢業設計項目的研討與相互交流提供場所和機會.通過研討與相互交流,指導教師在畢業設計開始前必須拿出滿足數量和質量要求的畢業設計項目以備院、系畢業設計管理組審核.審核通過的指導教師方可獲批進入畢業設計指導教師隊伍.
1.2畢業設計的題目規劃與選題
1.2.1畢業設計的項目規劃
土木工程專業本科畢業生對自己的畢業設計項目都心存期望,都想基于自己的專長來選擇自己喜愛做的畢業設計項目.因此,在畢業設計項目的規劃階段,指導教師要牢牢抓住能切實體現對學生基本知識的應用、專業技能訓練和創新能力的培養方面項目的設計,在畢業設計項目的設計上照顧到不同層次與水平的學生,在立足于體現對學生基本知識應用和專業設計技能訓練的同時,為每位畢業設計學生的個性發揮創造條件[4G7].畢業設計項目規劃包括:(1)畢業設計項目的類型規劃.依據土木工程設計的特點,結合針對土木工程專業本科生所學專業知識進行訓練與創新培養的要求,可將畢業設計項目類型設置為“基本訓練型”和“基本訓練+創新培養型”2個基本類型.(2)項目的難度規劃.可規劃為“單一結構形式項目”,是以訓練本科生的基本設計素養與設計技能為目標的項目,對應于“基本訓練型”,以及“組合結構形式項目”,是在訓練本科生基本設計素養與設計技能的同時,又使其創新能力得到提高為目標的項目,對應于“基本訓練+創新培養型”.(3)項目的數量規劃.可依據學校關于每位指導教師所帶畢業設計學生的額定人數加2作為畢業設計項目數量.
1.2.2學生選題
畢業設計學生通過專業主任指派給指導教師,一位指導教師可指導8~12名學生,這些學生共同圍繞一個工程設計項目進行畢業設計,但每位學生又各自獨立完成工程設計項目中的一部分(又稱一項目多生),這是目前多數高校土木工程專業本科生的畢業設計模式.“一項目多生”雖然便于指導教師在整個畢業設計過程中開展指導工作、增強畢業設計學生的團體與合作精神,但無法體現學生的自主性、愛好與興趣,因此無法實現對學生創新能力的培養.考慮到土木工程專業畢業設計學生的個性發揮,部分高校開辟了學生可在3位指導教師提供的畢業設計項目中同時選擇1個畢業設計項目(又稱一項目一生的師生互選).這一畢業設計模式不僅給予了學生針對指導教師和畢業設計項目的充分自主選擇權,也給予了指導教師針對報名學生的自主選擇權,實現了充分尊重學生愛好與興趣的師生雙向選擇,為培養學生的創新能力創造了條件.這樣的畢業設計模式不僅可以充分調動每位畢業設計學生的個性與創造力,而且也充分激發了指導教師的指導積極性.
1.3畢業設計指導
在土木工程專業本科生的畢業設計全過程中,指導教師與畢業設計學生間的設計理念與設計方法的互動交流對完善學生的設計理念和培養學生的創新思想至關重要.如果要保質保量地達到土木工程專業本科生畢業設計的教學目標,就必須建立一支為人師表、責任心強、工程背景深厚和創新能力強的指導教師隊伍[8].指導教師在指導方式上既要注重畢業設計形式上的實戰性,又要切實做到設計內容上的創新性.指導教師應針對畢業設計資料的收集、設計方案的形成、畢業設計計算與工程圖繪制注意事項、設計說明的撰寫,為學生提供“問題與解決方法”互動交流,切實解決畢業設計學生心中的疑惑.同時,指導教師要注意去除“放鴨式”和“保姆式”這些過去常見的指導陋習,營造創新性畢業設計環境[9G10].
1.4畢業設計管理與監督
1.4.1管理模式構建
目前,多數高校土木工程專業本科生的畢業設計過程在形式上表現為:指導教師針對選擇自己畢業設計項目學生下達與設計項目相對應的畢業設計任務書,然后是開題報告、文獻綜述、外文翻譯、計算與工程圖繪制、設計說明寫作、畢業答辯與畢業設計成績評定8個環節.除畢業設計成績評定環節外,其余7個均為畢業設計學生直接參與的環節.分析研究這7個環節各自的特點,可以找出高質量完成每個環節的關鍵要素、合理完成時間和管控方法,并在此基礎上將這7個環節調整為3個階段,具體為初步設計階段(包括畢業設計任務書、開題報告、文獻綜述與外文翻譯4個環節)、實質設計階段(包括計算與工程圖繪制、設計說明寫作2個環節)與畢業答辯階段(畢業答辯環節).調查發現,社會機構針對畢業生的招聘時間與實質設計階段重疊較多,而與初步設計階段重疊較少,與畢業答辯階段幾乎不重疊.在畢業設計實踐中通過抓牢關鍵要素(各個環節的進度與質量)、加強實質設計階段與初步設計階段的管控工作,將合理完成時間引入到實質設計階段與初步設計階段,可有效地將實質設計階段與初步設計階段在原來的基礎上分別縮減5天左右.指導教師可將縮減下來的10天左右的時間,基于每位學生的實際情況,用于找工作與畢業設計間時間沖突的解決.
1.4.2監督模式構建
院、系畢業設計管理組的切實監督,可有效消除畢業設計工作中學生及指導教師的不認真和消極思想,有利于提升畢業設計工作的規范化管理[11G12].在畢業設計工作中,加強隨機對每位指導教師及學生在每一個環節上設計質量的抽查工作,可最大限度地消除影響學生職業素質提高與創新能力培養的不利因素.為強化畢業設計工作監督,采取了如下具體措施:(1)為每位畢業設計指導教師及其學生指定專門的設計場所,要求在畢業設計過程中對學生實行現場簽到和簽離制度,規范請假和銷假制度,并采取隨機現場檢查;(2)以建筑工程系主任作為該系畢業設計監督小組組長,協同學院畢業設計工作組的監督成員,負責全系指導教師與畢業設計學生的畢業設計工作監督,為畢業設計工作的高效、有序進行創造必要的外部條件;(3)院、系畢業設計管理組要嚴格遵照校、院關于畢業設計工作的各項規章制度,對在畢業設計工作中發現的小問題及時與指導教師溝通解決,較大的問題及時向學院主管領導匯報,以便得到合理解決.
2畢業設計成績評價
對每一位畢業設計學生來說,畢業設計成績既是其畢業設計勞動成果的具體量化,也是其畢業設計成果質量的客觀評定.這就要求畢業設計工作的管理者要設計出一個合理、科學的畢業設計成果質量評定方法,為畢業設計學生成績的客觀評價、激發學生的主觀能動性和創新性奠定基礎.畢業設計成績的評定工作,可由院、系審核通過的畢業設計成績評定組依據預先設定的畢業設計成績評定量化標準進行.成績評定量化標準應著重體現在基礎專業知識應用的基本設計,以及新方法、新手段應用的創新設計.首先要重視學生針對工程設計的基本功鍛煉,把基本設計成果質量作為主要的考查對象,其成果分值占總分的80%;將創新設計成果質量作為成果提升的考查對象,其成果分值占總分的20%.在畢業設計成績評定量化標準中,指導教師的評分權應僅限于對學生畢業設計進度與質量的考查上,評分值可占總分的15%;評閱人應針對學生畢業設計成果進行質量考核,評分值可占總分的40%;答辯小組應針對學生個人知識水平、畢業設計成果進行全面考核,評分值可占總分的45%.基于評分標準,將學生的畢業設計成績劃分為優秀(成績值≥85分)、良好(85分,成績值≥75分)、中等(75分,成績值≥65分)、及格(65分,成績值≥60分)和不及格(成績值<60分)5個等級.在畢業設計成績評定量化標準中還應對評閱人及答辯小組成員做出一些限制性規定,如:評閱人及答辯小組成員不應與被評定學生存在利害關系、學生畢業設計成果質量的評定意見應由答辯小組長給出并提交至系畢業設計委員會備案、系畢業設計委員會負責將創新性突出或有較大實用價值的畢業設計成果推薦至校優秀畢業設計評選委員會.
關鍵詞:課程群;力學;知識模塊;教學方法
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)14-0214-02
近年來,隨著我國高等教育規模的不斷擴大,研究生的整體理論水平出現了明顯的下滑現象,尤其是土木專業工程碩士研究生普遍的力學基礎和數學基礎都較薄弱,這給結構動力學與彈塑性力學等力學類基礎課程的教學帶來了很大的困難。而結構動力學與彈塑性力學都是土木工程專業碩士研究生的主要技術基礎課程,理論性很強,在學生的知識結構中起著重要的承上啟下作用。因此,如何提高力學類課程的教學質量,促進土木專業碩士研究生工程能力和素質的提高,是值得認真探索和研究的問題。
一、課程群建設的目標
由于課程群承載著技能培養目標、協調著課程之間的關系,使培養目標更明確化[1]。因此,為促進教學資源優化配置,提高土木專業工程碩士研究生的培養質量,強化教學效果,把課程體系中內在聯系緊密的結構動力學和彈塑性力學等課程建設成力學基礎課程群,以面向土木工程實際應用為目標,強化對學生工程素質和工程理念的教育。通過此課程群的學習,使土木工程的專業碩士研究生能夠站在一定的理論高度,較全面扎實地掌握工程結構靜、動力分析的典型方法及其原理,會應用所學力學知識解決實際的工程問題。
二、課程群主要建設思路及知識模塊
結構動力學和彈塑性力學都是技術性很強的專業基礎課程,涉及數學建模、演繹、計算方法和數值模擬等多個研究領域,它們的共同特點是公式多而冗長、計算難而復雜、求解繁瑣而難以掌握、涉及面廣而不易理解[2]。面對當今力學基礎和數學基礎都較薄弱的土木專業工程碩士研究生,這兩門課程的建設與改革也應順應時展的要求,以增強學生的工程應用能力為主線,合理采用現代化教學手段,優化教學內容,改進教學方法。例如,可以結合實際的工程項目,加強案例教學,激發學習興趣,創造學有所用的良好氛圍;除了安排必要的課程教學外,應留有對課程相關的內容及實際工程問題進行學習和討論的余地,培養學生將所學理論知識用以解決工程實際問題的能力,從而激發學生的創新能力和創造能力。為強化對土木專業工程碩士研究生工程素質的培養,初步設想力學基礎課程群由以下三個知識模塊組成:
1.結構動力學模塊:研究結構體系在各種動荷載作用下的力學行為。通過該模塊知識的學習,使學生明確動荷載作用和靜荷載作用的本質區別,牢固掌握結構振動的普遍規律和結構動力分析的基本研究及計算方法,為改善工程結構系統在動力環境中的安全性和可靠性提供堅實的理論基礎,從而有助于在今后的工程設計和工程建設中減少振動危害,讓振動為人類服務。
2.彈塑性力學模塊:研究可變形固體受到外載荷、溫度變化及邊界約束變動等作用時,彈塑性變形和應力狀態。通過學習,使學生牢固掌握固體變形的規律,掌握非線性變形與塑性變形的概念和分析方法,深入了解結構的承載力問題,會用彈塑性理論對工程結構的應力與變形進行準確地描述和計算,以解決工程中的實際問題。
3.有限元分析技術模塊:有限元法是解決工程實際問題的一種有力的數值計算工具,在土木工程分析與設計中有非常廣泛的應用。該知識模塊要求學生掌握有限元方法的基礎理論,了解有限元法的特點及有限元法的基本步驟,掌握梁、板、殼、三維實體和一些特殊單元的線性和非線性特性,會根據研究目的及研究對象的不同,選擇合適的單元建立有限元模型。目前,各種專用的和通用的有限元軟件已經使有限元方法轉化為社會生產力。土木專業的工程碩士研究生在學習了結構動力學、彈塑性力學的基本理論知識和有限元分析的基本方法以后,應能采用大型有限元軟件(如ANSYS、ABAQUAS等)計算分析實際的工程問題。
三、課程群教學研究
由于結構動力學、彈塑性性力學、有限元分析等課程內容的學習,涉及到材料力學、結構力學、高等數學、線性代數等許多先修課程中的重點和難點,綜合性很強,要求學生有較扎實的力學和數學基礎知識,而目前的土木專業工程碩士研究生此方面都較欠缺。因此,該課程群的教學要求應以面向實際應用制定教學計劃,從原先以力學基礎理論為主逐漸轉變為以理論和實踐并重的培養模式,強調以理論指導實踐、在實踐中檢驗理論并強化其應用和創新的螺旋式上升的學習過程。在教學安排上,應針對各校土木專業工程碩士研究生的實際狀況,充分注意和本科階段力學知識、數學知識相銜接,及時復習課程中涉及到的達朗伯原理、矩陣運算、Fourier變換、常微分方程的求解、偏微分方程等相關知識,并對傳統的經典內容加以精選,根據重點引導學生關注工程問題、注重培養學生的力學概念和理論實踐能力,對繁瑣的公式推導和手算能力不做過高的要求,轉而強調培養學生運用現代通用有限元軟件進行建模、分析計算并能對求解結果進行對錯定性判斷的能力,在實踐中較全面、系統、深入地掌握土木工程專業的基本力學理論和分析計算方法。在教學方法上可以將老師講解和同學討論相結合,采用啟發式、討論式、演示式等多種教學方式,營造師生互動的課堂氛圍,激發學生從多角度去討論問題,重點培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。為了提高學習興趣、培養科研能力,可以將學生分成3~4人一組,每組設計不同的實際工程題目,讓學生自行查閱文獻、分工協作、集中討論,在教師指導下有理有據地完成項目,同時撰寫科研報告,并通過分組答辯評定成績。
四、課程群建設的預期效果
通過力學基礎課程群的建設,以適應面向實際工程應用的培養目標為主導,進一步修訂完善力學基礎課程群的教學內容,改進教學方法,使土木工程專業的工程碩士研究生,既能站在一定的理論高度,較全面地掌握實際土木工程結構分析的基本原理及其典型方法,又會借助有限元分析技術解決實際的工程問題,并為以后的科學研究工作打下堅實的力學基礎。
參考文獻:
[1]蔣方純,陸云帆.工學結合教學改革中課程群建設的需求與設計.深圳信息職業技術學院學報,2010,8(1):15-18.
土木工程專業中實踐教學環節主要有實驗(如土力學實驗、流體力學實驗、土木工程材料實驗、工程力學實驗等)、實習(包括認識實習、測量實習、工程地質實習、生產實習、畢業實習)、課程設計(如道路勘察設計課程設計、混凝土結構設計原理課程設計、基礎工程課程設計等)、畢業設計等。課程設計和畢業設計是土木工程專業實踐教學的重要組成部分,其中課程設計時在課程理論教學完成后進行,時間為1~2周,畢業設計一般安排在大學的最后一個學期,時間約為13周。課程設計和畢業設計是完成教學計劃、達到本科生培養目標的重要環節,主要培養學生分析問題和解決問題的能力。土木工程專業的課程設計和畢業設計大部分需要繪制圖紙,要將自己所設計的內容通過圖紙的形式表達出來,涉及到非常多土木工程制圖的知識。因此,土木工程制圖在課程設計和畢業設計中起著舉足輕重的作用。
2課程設計和畢業設計圖紙中存在的問題及原因
學生在課程設計和畢業設計的圖紙中存在的主要問題有:圖框及標題欄的繪制不規范、線型線寬錯誤、中心線缺失、圖名和比例缺失、字體大小及圖樣布置不合理、尺寸標注錯誤、剖面圖標注錯誤等。土木工程制圖是一門非常嚴肅的課程,必須遵循制圖國家標準,主要包括《技術制圖》、《房屋建筑制圖統一標準》、《建筑結構制圖標準》、《道路工程制圖標準》、《水利水電工程制圖標準》等。課程設計和畢業設計圖紙中出現的問題反映出教師和學生對制圖標準的重視程度不夠,學生沒有形成嚴謹的態度。從教師而言,土木工程制圖課教師、其他專業課教師、畢業設計指導教師對圖紙的重視程度不夠。土木工程制圖的教授過程中,對工程實例的要求相對較少,造成學生對制圖標準的認識和識圖能力有限。很多課程設計甚至畢業設計的任務書中比較看重結構計算的內容,忽視了制圖國家標準的要求,造成學生注重計算書而忽視圖紙。從學生而言,學生從思想上對制圖標準不重視,認為只要圖紙上能表達清楚就行。漢字寫得“龍飛鳳舞”,不按制圖課上要求的仿宋體書寫;數字隨意傾斜、潦草,大小不合適;繪圖時不按照步驟執行,圖樣布置不合理。另外,很多學生認為以后的工作中計算機繪圖很重要,忽視了手工制圖的環節,導致學生對工程圖樣的表達方法、制圖標準和讀圖繪圖基本技能相對欠缺,對平面圖形缺乏認識。此外,還存在一些客觀原因。土木工程制圖課程一般開設在大一的第一個學期,中期課程設計沒有嚴格按照制圖標準執行,大四第二個學期做畢業設計時很多標準中的要求都已經忘記,導致圖紙的質量很差,不能符合國家標準要求。
3教學方法探討
(1)分兩個學期、小班授課。
土木工程制圖課程內容多,其中畫法幾何和制圖基礎部分包括工程制圖基本知識、多面正投影、軸測投影、標高投影等章節;專業工程圖則包括房屋建筑施工圖、建筑結構施工圖、路橋工程圖、水利工程圖等。由于大一新生具備的土木工程專業的知識較少,在專業工程圖講解時需要介紹背景知識,否則會造成學生的專業工程圖識讀障礙。例如,在講解建筑結構圖中的鋼筋混凝土構件圖時,需要較詳細介紹鋼筋混凝土相關的知識,這樣學生才能更好地理解房屋建筑、橋梁工程、水利工程中鋼筋混凝土構件的表達內容和方法。將畫法幾何與制圖基礎、專業工程圖與計算機繪圖分為兩大部分,分兩個學期授課,更有利于學生對教學內容的理解和吸收。土木工程制圖課程作業較多,尤其是在畫法幾何和制圖基礎部分,每次課后都有作業,每個同學出現的問題可能不同;在專業工程圖的識讀過程中,學生的理解角度可能存在差異。因此,需要針對不同的問題進行專門的講解和輔導,小班授課有利于教師與學生的交流,教學效果較好。
(2)增強學生對課程的興趣。
土木工程制圖課程講解時,由于內容多、教師需要不停地講,會造成學生聽覺疲勞。而理論部分的前后連貫性很強,如立體的截切與相貫要用到線面相交以及面面相交的知識,前面知識沒有理解,后面學習就很困難。因此,增強學生對土木工程制圖課程的興趣,對于知識的掌握非常重要。在理論部分的教學過程中,可采用多媒體與板書、講與練相結合方式,講完一個知識點后立即讓學生做練習,提高學生的成就感,緩解聽覺疲勞。此外,可根據學生作業的情況,讓學生講解自己的解題思路和方法,讓其他同學評判,調動學生的積極性。在專業工程圖部分,可采取“找茬游戲”方式,讓學生交換繪制好的圖紙,遵照規范找錯誤,加深對規范的理解。另外,還可采取參觀工程實例的方法,比如講到直紋面的投影時,帶學生尋找直紋面的工程實例,增強學生的感性認識。
(3)注重實際工程圖的識讀。
在教材及習題集中,由于受篇幅所限,專業圖紙只是某項工程中的部分圖樣。由于圖紙不完整,學生無法從宏觀上認識工程圖。為培養學生的實踐能力,最好的方法是讓學生在專業實踐中鍛煉。為此,在教學過程中,教師可收集典型的、相對簡單的實際工程案例,給學生識讀。比如,在房屋建筑圖部分,可選取居住建筑或公共建筑施工圖;在路橋工程圖部分,可選取結構形式簡單的橋梁工程圖。首先對房屋或橋梁的整體情況做出講解,然后讓學生分組讀圖,從而達到從整體到局部再到整體、逐步讀懂圖樣的目的。通過實際工程圖的識讀,在繪制圖樣時,也會自然而然地遵照規范的要求來實施,繪圖的規范性也就得到了加強。
(4)注重土木工程制圖實踐能力的考核。
畫法幾何與制圖基礎部分的考核可采用平時成績+閉卷考試的方式。平時成績主要考查學生完成作業的情況,閉卷考試主要考查學生對基本理論的理解和應用。專業工程圖和計算機繪圖部分的考核可采用平時成績+開卷考試的方式。平時成績主要考查工程圖樣的補繪和抄繪等,針對問題及時糾正和指導,一般為單個圖樣。開卷考試可采取繪制工程圖方式,由教師結合工程實例制定指導書,將學生分成小組,每個小組完成一整套圖紙。在繪制過程中,要求學生以設計者的角度,充分理解整套圖紙中各部分重點表達的內容,各部分的內在聯系等,以此提高學生繪圖能力。
(5)加強制圖課程與課程設計及畢業設計的聯系。
土木工程制圖課程教師在授課時,應強調其作用和地位,還可將往屆優秀的課程設計和畢業設計圖紙向學生展示。課程設計和畢業設計教師在布置任務時,要強調規范作圖的重要性,在任務書參考資料中增加相關制圖規范,增加圖紙質量的成績比重,并加強易錯點的講解。只有加強土木工程制圖課程與后續專業課程、畢業設計等環節的聯系,才能讓學生逐步積累、提升識圖和繪圖水平,增強實踐能力。
4結語
教學計劃是培養人才的主導性文件,反映培養出的人才所應具備的知識結構層次和工作能力。文章從綜合素質、知識結構和能力結構幾個方面,介紹了廣東工業大學土木工程專業的人才培養目標、培養模式以及教學計劃的制定和實施情況。
關鍵詞:土木工程專業 教學計劃 培養目標 培養模式
一、土木工程專業的人才培養目標及培養模式
土木工程專業是一門應用技術型學科,其人才培養模式應確立以“面向社會、立足崗位、注重素質、突出應用、強化實踐、培養能力”為指導思想的“高級應用型”的人才培養模式,以理論和應用并重為宗旨構建其教學體系。其培養目標為:掌握工程力學、結構工程、巖土工程和工程管理學科的基本理論和基本知識;獲得注冊結構工程師、注冊建造工程師、注冊造價工程師和注冊監理工程師基本訓練;具備從事土木工程的項目規劃、設計、研究開發、施工及管理的能力;能在房屋建筑、地下建筑、隧道、礦井等的設計、研究、施工、教育、管理、投資、開發部門從事技術或管理工作,具有良好的科學文化素質和較高的創新、敬業、協作精神的高級土木工程專業技術人才。
“高級應用型”人才培養模式的具體定位。第一,高級應用型人才的教育是學科通才教育。我院土木工程專業的培養模式既不是重點大學的研究型教育,也不是培養生產一線技術應用型人才的高職教育,它的培養模式應該是理論知識要有一定的深度和寬度,即學科基礎要體現工程學科平臺的要求,但又不過分拘泥于理論的嚴謹性而對工程實踐給予一定的重視,理論與實踐并重的學科通才教育;第二,高級應用型人才的教育應是基礎理論與工程能力、技能并重的教育。高級應用型人才的教育強調基礎理論知識和實踐技能培養并重,在基礎理論知識滿足要求的前提下,對實踐、 省略 實訓教學也要給予足夠的重視,注重實效,注重能力的培養,強化工程訓練,提高學生的工程意識,力求培養出具有一定的理論基礎又有扎實的專業基本技能的應用型人才;第三,高級應用型人才的教育應注重綜合素質的全面培養。土木工程專業面臨國內、國際兩方面的變革要求:[1]在國內,土木工程中多學科及其知識的融合,綜合性工程項目的增加,特別是經濟體制、就業機制的變化,使得綜合素質高、專業口徑寬、適應性強成為社會對人才的最基本要求;另一方面,我國開始實行注冊工程師制度,向著注冊工程師的國際互認進了一步,土木工程類企業對國際市場的占有率逐步增大,國外企業也逐步進入國內市場。因此,我們必須改革人才培養模式和相應的課程體系,主動適應國內、國際兩方面對人才的要求,并把這種指導思想落實到新的教學計劃中去。
二、土木工程專業的學生應具有的知識和技能
廣東工業大學建設學院從歷年的畢業生就業調查看,土木工程專業畢業生除少部分人(10%左右)繼續攻讀高一級學位、從事教學和科研工作之外,大多數主要從事工程設計、工程施工、施工管理、物業開發、工程預算、工程監理、工程鑒定、改造加固等一系列專業性較強的技術服務工作。這就要求土木工程專業畢業生應獲得以下幾方面的知識和技能:
第一,具有一定的自然科學基礎知識,了解當前科學技術發展的主要方向及應用前景;
第二,掌握工程力學、土力學、水力學等方面的基本理論,掌握工程規劃、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識,掌握有關建筑機械、建筑電氣、給水排水、工程測量、施工技術與組織等方面的基本技術;
第三,具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的基本能力,具有綜合應用各種手段(包括外語工具)查詢資料、獲取信息的初步能力;
第四,了解土木工程主要法規;
第五,具有進行工程設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。
三、教學計劃的制定與實施
根據建設部高等土木工程學科專業指導委員會有關土木工程專業的基本原則[2]和我院土木工程專業的辦學經驗,我們對土木工程專業課程體系進行了科學、合理的調整,表現為:
1.制定和完善了切實可行的土木工程專業教學計劃
為了很好地貫徹教學大綱的要求,實現專業培養目標,根據我院土木工程專業的實際情況,適當調整了舊教學計劃,增加了專業選修課的比例,為擴大學生的專業知識視野創造了條件(見表1)。考慮到學生考研、找工作的壓力,對各學期的開課量做了合理的安排,把課程適當提前,減少四年級的開課量。
2.保證各門課的知識鏈連續但不重復
在制訂教學計劃時,仔細研究每門課程在人才培養體系中的作用,重新定位每門課程的地位和作用,進行整合優化,打破各個課程之間的條塊分割與各自為政的局面,避免課程內容的重復。根據整合后的課程內容進行課程教學大綱的編寫,并嚴格按大綱的要求組織教學。如“基礎工程”、“鋼筋混凝土結構”、“鋼筋混凝土結構設計”、“單層工業廠房結構設計”、“單層工業廠房結構課程設計”、“高層建筑結構抗震與設計”是土木工程專業的主干課程,這幾門課程對實踐內容部分沒有明確的界定,由教師靈活掌握,有些內容會造成重復或遺漏,我們在教學過程中發現了這個問題,在制定新的教學計劃時,首先對整個課程體系進行梳理,然后對其進行整合優化;在教學大綱中,我們明確規定“單層工業廠房結構課程設計”包括排架設計和淺基礎設計,“基礎工程”課程設計做樁基礎設計,“鋼筋混凝土結構課程設計”要包括樓和框架設計,畢業設計做框架-剪力墻結構設計,并調整了相關課程的學時,保證了課程體系的完整性和科學性。
3.強化專業的實踐性教學環節
土木工程專業是一個實踐性很強的專業,為了更好地提高教學質量,實現我院土木工程專業的總體培養目標,新教學計劃中除了“兩課”社會實踐,還設立了:軍訓、認識實習、工程測量實習、工程地質實習、生產實習、畢業實習、房屋建筑課程設計、基礎工程課程設計、混凝土結構課程設計、鋼結構課程設計、單層工業廠房結構課程設計、施工組織課程設計、工程概預算課程設計、畢業設計等實踐性課程,共計39周。
為配合實踐性教學環節的實施,我們與設計單位、科研單位、施工單位建立了長期合作關系,建立了多元化的實習基地,探索有效的新型方式和途徑,提高學生的工程意識。通過課程設計、畢業設計(畢業論文)等環節,激勵學生積極參與到專業學術問題的研究和探討中,加深學生對專業的了解和興趣,提高其對專業知識的應用能力。
4.重視外語學習和計算機能力的培養
英語課程根據學生的實際水平采用分級教學、分類培養、目標驅動、滾動培養的教學模式。第1~4學期進行基礎英語教學,根據學生能力采用分級教學的方法,以提高學生英語應用能力為目標,進行滾動培養。第5~7學期進行專業英語教學或在專業課開展雙語教學。在第8學期的畢業設計中安排撰寫外文摘要。這樣有利于保證學生達到一個較高的英語水平。教學計劃中除了計算機文化基礎、計算機輔助結構設計等課程外,將計算機應用貫穿整個四年的課程教學中,在理論課、課程設計、畢業設計等教學環節增加計算機應用訓練,保證各個教學環節中應用計算機的時間總計不少于200機時,提高學生的計算機應用能力。
1.人才培養定位模糊,培養目標不明確,辦學缺乏特色
這是獨立學院人才培養中最突出的問題。多數獨立學院照搬母校土木工程專業培養計劃,重理論、輕實踐,忽略了本校學生的特點,導致培養出來的畢業生在就業市場中出現“不上不下”的尷尬局面。
2.課程體系設置與市場需求不符
課程體系的設置應根據本校學生特點制定,并能順應市場需求。獨立學院土木工程系學生畢業后主要從事施工、管理等一線工作,這些工作對學生創新能力和實踐能力的要求較高,而當前的課程設置過于注重理論知識體系培養,實踐性課程略顯不足。
3.獨立學院中師資力量匱乏
獨立學院中的教師多數為無工程實踐經驗的年輕教師,嚴重缺少“雙師型”教師,而土木專業是一個實踐性很強的專業,這就制約了土木工程人才培養水平的提高。
二、提高獨立學院土木工程專業學生實踐能力與創新能力的途徑與方法
1.確立明確的應用型人才培養目標,充分發揮地方特色,實現校企合作
獨立學院大多數是地方性院校,地方性是學校的第一特征,獨立學院應把培養社會需要的應用型人才作為教學理念,以市場需求為導向,完善突出學生實踐能力和創新能力的人才培養模式,本著“融入地方,服務地方”的辦學理念,確定適合地方發展的應用型人才培養目標。土木工程是實踐性很強的專業,要培養學生的實踐能力和創新能力,必須充分發揮地方資源,通過校企合作實現理論聯系實際。具體措施為:(1)主動爭取地方土木行業、企業的支持,建立校企合作的實習基地,定期分批送學生到實習基地學習,如學生入學之初進行認識實習,學習完成某科重要專業課后進行實踐實習,即將畢業時進行畢業實習等形式。(2)主動邀請地方土木行業中專業工程師走進課堂,進入學生實習基地,用他們的工程實踐知識、技能去指導學生實習,與學院一起培養學生的實踐能力和創新能力。
2.完善理論教學體系,在專業課程教學中滲透創新意識
獨立學院土木工程系理論教學體系可采用“基礎課+專業課”的模式,其中基礎課包含了公共基礎課和專業基礎課,其中公共基礎課是院級平臺,一般由學院統一制定,而專業基礎課是土木工程系級平臺;專業課主要包含專業方向課程,可按市場需求靈活設置。在土木專業基礎課程和專業課程教學中應融入創新意識,具體措施為:(1)增設土木法制類課程,提高土木人員的職業道德和法制素養;(2)推進土木系精品課程建設,提高教學質量,然后以市場為導向,及時更新教學理念;(3)通過工程圖紙識別、工程案例分析等教學手段,把土木專業課堂教學與實際工程緊密聯系起來。
3.加強實踐性教學環節,增強學生的創新能力和實踐能力
實踐性教學是培養學生創新能力、實踐能力的重要方法,相對課堂講授來說更直觀,是對理論教學的綜合體現,是理論聯系實際的有效途徑,有著理論教學不可替代的作用。土木工程系中與專業有關的實踐性教學環節主要包括專業實驗、實習、課程設計和畢業設計四大環節。
第一,加強實驗室建設,拓展實驗課教學覆蓋面。實驗室教學是課堂教學中最接近實踐的課程,也可以把實驗室看作校內實習基地,是學生學習理論知識后與實踐相聯系的第一步,所以必須加強實驗室建設,加大資金投入。首先必須把土木行業中最基本的設備納入實驗室,其次不斷購進先進實驗設備,把新設備新儀器的應用內容加入到實驗教學中。
第二,做好實習教學環節追蹤監控,保證實習效果。實習是理論聯系實際,提高創新能力、實踐能力的重要環節。實習分為認識實習、課程實習和畢業實習。認識實習和課程實習一般較為集中,實習時間較短,可每20人安排一位指導教師,對現場所見進行講解、分析,實習完成后以實習報告形式結題;而畢業實習要求學生深入工程第一線,參與工程實際,由于學生人數多,且較為分散,學校管理工作備受挑戰。這就要求學校針對學生實習內容,安排校內指導教師,實習企業安排校外指導教師,雙管齊下,校內指導教師對學生實習過程定時電話追蹤,校外指導教師要求其每天完成實習日志,并完成實結,通過這些措施保證實習效果。
第三,注重課程設計選題,通過爭優答辯提高學生學習積極性。課程設計是對某門專業課的一個理論總結和實踐聯系,是實踐教學的重要組成部分。課程設計從選題上必須聯系實際工程,與當下工程技術接軌,明確課程設計的任務和目標,制定詳細的課程設計指導書,保證課程設計順利、優質完成。為了調動學生積極性,同時挖掘學生的創新能力,可以在課程設計完成后進行爭優答辯。
第四,采用“邊實習,邊設計”的新型畢業設計實習模式。畢業設計是土木工程專業學生的最后一門必修課程,也是對大學四年學習的一個重要總結。以建工系為例,畢業設計主要包含建筑設計、結構設計、施工組織、概預算等幾部分,每一部分都與實踐緊密相連,可采用“邊設計邊實習”的畢業設計實習模式,把畢業實習與畢業設計相結合。在進行畢業實習之前下發畢業設計任務書,由指導教師為學生詳細解答任務書,讓學生帶著問題去實習,這樣就增加了實習的有效性和針對性,增強了學生解決問題的能力,也有利于畢業設計的順利完成。
4.加強師資培養,完善“雙師型”教師隊伍建設
教師是學生的領路人,教師素質直接影響到學生培養目標。學生培養目標為創新能力和實踐能力較強的應用型人才,這就要求教師是不僅具有學術和教學水平,還必須具有較強的土木工程實踐能力的“雙師型”人才,加強師資培養,完善“雙師型”教師隊伍建設迫在眉睫。(1)依靠校企合作,從企業中引進或聘用有豐富實踐經驗,兼有較高學術水平的高級技術和管理人員來充實教師隊伍或做兼職教師;(2)設立“雙師型”教師專項資金,鼓勵本院教師學習進修,到工程實踐中去,提高專業能力,也可以結合土木系實踐教學環節和校企合作,加強教師現場實踐技術訓練,最終能把專業知識、教學知識與生產實踐結合起來。
三、結束語
實踐教學的形式
土木工程專業的基本實驗有物理實驗、材料力學實驗、土木工程材料實驗、結構實驗等。從基礎實驗開始,逐步過渡到專業實驗,培養學生的動手能力,在此基礎上,還設置了各種學科競賽。如數學建模,挑戰杯課外學術科技作品大賽等,進一步提高學生的實踐能力和創新能力。
無論什么時候,實習這一實踐教學環節在我們土木工程專業的教學體系中都扮演中一個很重要的角色。實習質量的好壞直接影響到土木工程專業的發展,因此,對于實習課的探索和改革是永無止境的。實習課的目的是為了提高學生的實際操作能力和創新能力,使得學生能夠較快的適應社會,并為社會的發展貢獻自己的一份力。目前,大多數高校土木工程專業實習的教學模式主要是認識實習、生產實習和畢業實習三種。
認識實習是土木工程專業的重要的教學環節之一,也是理論結合實際,增強學生的實踐知識的手段之一。認識實習主要是參觀一個具體的建筑、廠房、工廠或工藝流程等,在指導老師的講解下,使學生能初步認識土木工程專業的基礎知識,了解專業概況,并將已學的理論知識與實習內容結合起來,在實習過程中遇到的問題用所學的理論知識加以分析和討論,從而使學生對本專業的知識有進一步的感性認識,并對后續專業課的學習打下了良好的基礎。
生產實習也是土木工程專業重要的實踐教學環節之一,生產實習主要是參觀一個具體的建筑、廠房、工廠等的現場操作過程。在現場技術人員的具體解說下,使學生對土木工程專業的專業知識有了更深的理解。通過生產實習,學生可以將課堂中所學到的各種理論知識相互聯系、相互轉化和相互拓展開來,并將這些經過轉化和拓展的知識運用到實踐中,這樣,不僅增強了學生的社會意識和社會技能,同樣,學生的創造能力和組織能力也有很大的提升,學生的個性,修養等都有很大的提高。同時,通過生產實習,學生對本專業的工作性質也有了進一步的認識,更能培養學生對土木工程專業的熱愛之情,并為畢業以后的出路指明了方向,增強了學生的事業心和責任心。
畢業實習一般安排在做畢業設計前期,目的是讓學生通過畢業實習,能更好的掌握整個畢業設計的設計過程,并能更好更全的收集到畢業設計的設計資料。畢業實習主要是在指導老師的帶領下,在指導老師聯系到的實習地點,由一些高級工程師或其他高級設計師向學生介紹整個設計過程、設計方法、設計手段以及可能用到的設計規范等設計資料,使學生能更好的完成畢業設計。
土木工程專業的課程設計主要有混凝土結構設計、鋼結構課程設計、結構設計原理、管道工程課程設計、水利工程課程設計、建設監理課程設計、橋梁工程課程設計等。課程設計的指導老師一般由專業課教師來擔任。也可由學校聘請的高級工程師或其他高級技術人才來擔任。課程設計是一門必修課,要求學生用所學的理論知識結合實踐,做好從收集設計資料,收集參考書籍,方案確定,計算過程,用軟件繪圖的全過程。通過課程設計,加深和鞏固學生對專業知識的理解,并為畢業設計做好準備。
畢業設計是土木工程專業教學必要的一個實踐性環節,也是衡量專業教育質量的一個重要標準。做好一個畢業設計,要求學生將四年所學的基本知識、專業知識系統地結合起來用來分析和解決實踐中遇到的工程技術問題。做好畢業設計,對于提高學生的工程能力、專業知識、實際操作能力、創新能力有著重大的作用。做好畢業設計也是認定學生的畢業資格和學位資格的重要標準之一。然而,畢業設計作為實踐教學的一個重要的環節,在真正實施的過程中還存在很多問題。
毫無疑問,一個好的畢業設計題目,不但可以成為學生做好畢業設計的動力,而且也是保證實踐教學質量的重要元素之一。然而,國內很多高校的土木工程專業還沒有校外的實踐基地,這樣,使得我們的實踐教學缺乏支撐。指導老師給學生布置的畢業設計題目大多都是缺乏工程實際背景或者是涉及的工程實際背景較少。這樣,學生做出來的畢業設計就會顯得很空洞,出現理論與實際相脫離,畢業設計與實際工程相脫離。學生做這樣的畢業設計題目就會缺乏主動性和積極性。從而,達不到培養和提高學生用所學的理論知識來解決實際工程問題的能力要求。
由于市場經濟的影響,開展校外實踐的難度越來越大。其次,隨著經濟的發展,社會的進步,越來越多的人都認為只有高學歷才能有好出路。在這種形勢下,很多高校都在擴招。學生的人數也隨之大幅度的增加,而實踐性教學的場地嚴重短缺,這樣,使得每位帶畢業設計的指導老師所指導的學生人數在不斷增加,就會出現幾個同學一個題目的現象。用這種方式培養出來的學生,很難適應社會對土木工程專業人才的高要求標準。
很多高校老師,尤其是年青教師,實際工程的經驗本身就不足,甚至有些年青老師都沒有接觸過實際工程的訓練,因此,在指導學生的畢業設計過程中,在培養和提高學生用理論知識來分析實際工程解決實際工程問題的過程中就會顯得心有余而力不足。而對于那些老教授,由于忙于科研,也很難做到根據不同學生的不同情況來“差別化”的進行指導。無論是對指導教師而言還是對學生而言,畢業設計都缺乏挑戰機制。
實踐教學的現狀及存在的問題
由于各種各樣的原因,目前,真正做到實踐教學還存在一系列的問題。(1)理論教學已成為一種習慣性的教學模式,這就使得實踐教學很難做到與理論教學一樣的普及,而且,實踐教學很依賴理論教學,并且是建立在理論教學的基礎之上的,這更加加大了實踐教學成為一個獨立的、完整的教學體系的難度。(2)由于國家對土木工程專業的教育投入的資金嚴重不足,導致實踐教學嚴重落后于理論教學,使得土木工程專業更加理論化。(3)學生的實際工程訓練也是嚴重不足,也加大了土木工程專業知識的理論化。(4)國家或學校沒有意識到實踐教學環節的重要性,使得實踐教學的比重越來越低。(5)實踐教學的形式單一,教學方法相對不成熟。(6)實習單位對學生實習不夠重視,目前,學生找實習單位,一般都是通過教師或家長的關系來聯系的,實習單位為了確保學生的安全,避免不安全事故的發生,往往拒絕讓學生進入工地學習,更不用說讓學生參與實際操作工作了。學生所學的理論知識本身就不夠全面,而且學習的時間較短,再加上實踐經驗也不足,導致了學生在土木工程建設上存在很大的缺陷。(7)實習指導教材也非常短缺。教科書是保證教學質量的重要文件之一,對于實習指導書,目前還沒有較完整較實用較全面的教材,這也使得實踐教學難以全面發展。雖然很多高校在社會需求的逼迫下,不斷進行土木工程專業的教學改革,但是效果都不是很明顯,并沒有真正解決實質性的問題。
提高實踐教學的對策
(1)加大對實踐教學的認識。高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力強的專門人才,發展科學技術文化,促進社會主義現代化的建設。要將理論知識轉化為先進技術,必須通過實踐來實現,沒有實踐,理論教育只是一句空話。因此,我們應在更高層次上來認識實踐教學。(2)加大對實踐教學的經費投入。(3)加強學生對實際工程的訓練。(4)增加實踐教學體系的課時量。(5)改革實踐教學的舊形式。(6)學校應多與實習單位溝通,使得實習單位更加重視學生的實習。(7)加快實踐教學教材的建設。
[關鍵詞]高職 土木工程 實踐教學 可執行性
[作者簡介]姚榮(1975- ),女,安徽安慶人,揚州職業大學土木學院,副教授,碩士,研究方向為高職土木工程專業教學與改革;呂凡任(1970- ),男,安徽六安人,揚州職業大學土木學院,副教授,博士,研究方向為巖土工程教學與管理。(江蘇 揚州 225009)
[課題項目]本文系2011年江蘇省高等教育學會“十二五”高等教育科學研究規劃課題“校企合作教學質量保障體系研究與實踐”的階段性研究成果(課題編號:KT2011490)
[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)05-0156-02
高職院校培養面向生產第一線的具有較強的崗位工作能力及職業道德的高素質技能型人才。在土木工程專業的人才培養方案中,應注重對學生職業能力的培養,這就需要高職院校放眼國際和國內市場開展專業調查研究,以市場職業需求為導向,突出實踐性和創新性,構建具有高職專業特色的相對獨立、系統化、結構有序的科學合理的實踐教學體系,以期實現學校和企業的無縫對接。
一、現階段實踐體系建設中的突出問題
1.實踐教學執行力度不夠。經過多年的發展并借鑒國外經驗,工學結合作為職業教育的重要特征得以確認,實踐教學的主體地位在高職教育中被廣大教育工作者認可。筆者在制訂高職土木工程專業培養方案時,走訪并調研幾所高職院校發現:我國部分高職教育實踐環節的落實存在主客觀困難,很多難以執行,甚至有個別院校的實踐、實驗基地成了接受兄弟院校來訪參觀的擺設和夸耀的資本;土木工程專業存在實踐環節的教學地點(校外工地)隨機變化、督導檢查難度大等問題,執行力度大打折扣。這導致高職畢業生教育質量難以保證,缺乏實踐能力和動手能力,畢業后不能很快上崗。
2.實踐教學培養計劃與職業需求不適應。土木工程專業培養方案過于模式化,有的學校要求實踐環節學分需占總學分的50%以上。為了達到這個指標,學校增加了很多集中實踐教學,導致實踐教學一味強調技能的重復練習,而忽視了對整個建筑工程建造過程的訓練,很難做到理論教學與實踐教學一體化。一般單體工程工期都在半年以上,高職學生由于受學制的限制,生產實習一般集中在一到兩個月內完成,若采用集中實習的方式,只能讓學生了解工程進行到某階段所涉及的相關施工技術方法、工藝等,不能夠跟蹤工程施工的全過程,實踐效果不理想。另外,部分實踐教學是在教師統一指導下集中完成的,屬于認識實習,同時由于學生人數眾多,在工程現場影響施工,也給企業帶來安全隱患,甚至影響工期進度,實習時現場管理也有一定難度,實習效果不甚理想。
3.師資結構單一。實踐教學師資隊伍建設是教學質量的最根本保障,高等職業教育的特點對實踐教學指導教師提出了更高要求,除了具備豐富的專業理論知識外,還要有嫻熟的職業操作技能。現有高職院校的教師基本上是“高校―高職”模式,企業實踐工作經歷短或基本上無企業工作經歷,土木工程專業教師對生產一線的施工管理、勞動組織、施工工藝了解不夠,職業技能和實踐教學能力不強,很難適應培養技能型人才的需要,這使得教師很難將實踐操作融入教學中。企業兼職教師雖然實踐經驗豐富,但表述和教學能力略有欠缺,現有專職實踐教學教師數量不足、職稱偏低等問題,也是降低實踐教學實施質量的主要原因。
4.實踐教學硬件不足。近年來,由于高等教育的普及,技術員、技師等一線技能型人才的缺乏,高職院校擴大招生規模,導致學生人均實驗實訓基地面積、人均設備數量大大下降,即高職院校教學資源增長的速度慢于學生的增長速度,辦學經費緊張,實驗器材的更新緩慢,實訓教學工廠面積不足。受經費及場地限制,部分高職院校很難建立自己的教學基地,實踐課程只能以看錄像、參觀等單調的形式勉強完成教學任務。雖然可以安排部分學生到企業參加實習,但由于企業指導教師工作繁忙,精力有限,而且企業接受學生實習并沒有相關的政策保障機制和鼓勵機制,工地存在一定的安全風險,施工或監理等工程一線單位往往不會讓學生承擔具體工作,使實訓變成了一種形式。另外,實踐教學經費欠缺一直是阻礙實踐教學順利開展的主要因素,一般高職院校對實踐教學環節投入的經費仍十分欠缺,再加上實習地點選擇上受區域局限,有時會出現一個工程有十幾個學生實習的現象,實習效果得不到保證。
二、實踐體系重建思路
1.構建多層次專業實踐培養方案。土木工程專業實踐教學計劃按照從單項操作到綜合實訓、從理論學習到綜合運用(理論聯系實際)認知規律,一般包含三個層次的教學模塊,從認知教學模塊到操作技能訓練教學模塊,再到綜合能力訓練教學模塊。第二層次的教學模塊可分成兩個階段實施,即基本專業技術訓練階段和專業技術運用階段。第三層次的教學模塊,揚州職業大學(以下簡稱“我校”)根據土木工程專業崗位(施工員、材料員、質檢員、試驗員、資料員、測量員、建造師助理崗位等)所需要的專業能力開設相關的支撐拓展課程,制定具體的頂崗實習要求和細節。認知教學模塊,在第一、二學期開設,通過專業教育、專家講座、演示實驗、企業參觀、工程現場認識實習、建筑識圖等形式,讓學生了解專業的基本情況、端正專業思想、明確專業崗位;操作技能訓練教學模塊,在第三、四學期開設,通過測量實訓、材料實驗、課程設計、模型制作、工種實訓、生產實習、材料檢測與取樣、結構識圖實訓等形式,使學生掌握土木工程專業基本技能的操作要領,夯實專業基本功;綜合能力訓練教學模塊,在第五、六學期開設,通過工程資料管理與質量驗收模擬、施工方案實務模擬、頂崗實習、畢業實習、畢業設計等形式,培養學生的綜合實踐能力和頂崗工作能力,實現由學校到企業的無縫對接。
2.建立高效靈活的實踐教學管理網絡。土木工程實踐教學的高效管理一直以來是個難以解決的問題,主要原因是實習安全性要求高、實習地點分散、企業接收崗位實習配套政策不完善等。筆者建議學校專門成立“三站式”校外實踐教學管理體系,即駐地工作站、網絡工作站、流動工作站,負責實踐環節的安排和監管。在校外實習相對集中的地區或企業多專業聯合設立駐地工作站,在校外實習相對分散的地區組建流動工作站,指導教師共同巡回檢查指導,并搭建作業流程控制、遠程技術指導、網絡會議的網絡管理平臺,多舉措并施,保障實踐教學質量。同時,教師現場管理實習,參與企業工程實踐、技術研發,促進“雙師型”隊伍的培養。要想達到理想實踐效果,院系必須成立專門實踐教學部門根據教學進度和實踐要求提前聯系好校內外實訓、實習基地,學校主管機構要積極推動并不斷完善實踐教學體系構建與創新制度建設,鼓勵學生參與其中并提出意見與建議。這種上抓下管、多方共同參與的構建方式有助于切實有效提高實踐教學管理水平。
3.建立形式多樣的考核機制。實踐教學的評價方式應是多種形式的結合,學校組建相應的監管與評價部門,讓校內外人員均參與其中,由實踐指導教師和企業工程師共同制定考核標準,評定實踐項目。目前,提高實踐效果綜合評價機制是將實踐教學終結性評價與過程性評價有機結合。學生實踐成績主要由四項內容組成:實習出勤率;實習現場表現,包括實習參與內容、動手操作能力、管理能力、團結協作、創新能力等;實習提交成果,主要指實習日志、實結報告及設計成果、實訓操作考核表等;實習答辯。實踐成果能較好地反映學生對整個實習的掌握和理解程度。另外,建議將實踐教學單獨考核、計學分,提高學生的重視程度,設立獎罰機制,將指導教師的薪酬與實踐教學評比結果掛鉤,提升教師的積極性。
4.加強實踐教學資源的建設。這里主要談師資、教材和實踐教學設施三方面建設。為了培養“就業第一天就創造價值”的應用型人才,必須提升師資水平。教師主要包括校內專業教師和校外兼職教師,嘗試采取“請進來與走出去”的培養模式,對專業教師通過掛職鍛煉、帶實習、假期集中下現場、技術服務等途徑增加工程經歷,使每位教師企業實踐經歷至少達到半年以上,提高教師的工程實踐能力,有條件的學校還可以安排教師到工程教育辦得好的國家如德國和新加坡進行培訓學習,提升專業技能和管理水平,教師應成為學生心目中的工程師榜樣。對兼職企業教師要著重教學基本功的培訓,提高應用教學教法及現代多媒體手段的能力,同時增加兼職教師的比例。實踐教材建設仍然是土木工程專業的薄弱環節,建議各院校根據要求采取校企合作模式共同編寫實踐指導書和講義,采用“活頁”教材的形式,及時反映新規范、新工藝和新方法。對于校內實訓基地的建設,應注重硬件建設與企業真實工作環境的有機整合,加強校外實習基地的建設。
三、可執行性分析
1.開展實踐競賽,加強各種科技活動立項和競賽前期指導。以賽代學,將部分實踐教學的內容以競賽形式完成,促進學生運用能力和操作能力的提高,激發學生的創新意識。我校的做法是先在班級中成立興趣小組,定期舉辦課堂小型競賽,然后各班級之間舉辦較大規模的實踐競賽,如制圖大賽、測量大賽、結構識圖大賽等,從中挑選優秀學生參加全國和省市大賽。通過層層選拔,為大賽儲備優秀生源,學生在競賽的過程中鍛煉操作技能,開拓知識面,提高了團隊協作能力。另外,成立科技小組,舉辦豐富多彩的科技創新活動,安排教師定期指導,通過模擬工程情境下面臨的具體問題,讓學生開動腦筋擬出解決問題的方案,分析比較出最優的解決方法,培養主動獲取知識和創新實踐的能力。我校鼓勵土木工程專業學生進行科技立項(如省大學生創新計劃項目),每年都有學生參與教師的科研課題,在教師地指導下參與實驗,并在中文核心和省級以上刊物公開。
2.集成化課程體系設計,強化課程設計作用。將所有學習任務分解成工程項目逐步完成,知識點貫穿到操作技能中,“做中學、學中做”,理論與實踐交融,項目結束,學習任務也就完成了。課程設計是實踐教學中的一個重要環節,在教師講授完某門課程后,模擬某一具體工程背景,做一個綜合訓練,課程設計對學生工程實踐能力的提高起著重要作用。高職土木工程專業開設的課程設計主要有建筑識圖與模型制作、結構施工圖識圖實務模擬、樓蓋設計與梁筋模型制作等。近年來,我校課程設計做了一些改革,將過去單純的室內課程設計改為“設計+制造”模式,如在學生完成一幢民用建筑的單體設計后,要求進行模型制作,在模型制作中發現問題,及時修改設計,取得較好的教學效果。課程設計結束后,指導教師對課程設計的完成質量組織專業教師進行綜合評議,提出整改建議,為下一次的課程設計積累經驗。同時,加強過程管理,防止學生在課程設計中出現抄襲現象,有條件的院校最好一人一題,做好后期的課程設計抽檢答辯工作。
3.加強實訓基地建設,營造良好的工程環境。土木工程專業實訓基地建設應以“為課程服務、為學生崗位核心能力形成服務”為指導思想,依據專業特點,以企業實訓為主,把工程崗位工作環境作為工程職業教育環境,采取教師與企業工程師共同參與的建設方式。土木工程專業教育的特殊性要求學校必須建立穩定的、長期合作的校外掛牌實習基地,制定校企合作共贏機制,為學生“跟崗、頂崗”實習提供工程場地,為教師的縱橫向科研項目服務。地方政府和學校要加大實踐教學投入,建立較為先進的校內施工實訓基地、工程訓練中心,使其具有仿真施工環境、再現施工過程的特點。中心應具有施工環境仿真、單項工種訓練、系統綜合訓練、模擬演練、檢測訓練等功能。其中,系統綜合訓練設計多工種交織、互為支撐的綜合訓練項目,全面培養學生的基本能力、單項技能和職業綜合素質,爭取創建高職土木工程專業實踐教學的新模式。完善校內基地體制建設,成立實踐教學督導,細化實踐環節考核指標,加強對實踐教學環節的監督與管理。對“建筑施工技術”等實踐性較強的課程,可建立實時傳輸課堂教學,也可直接將課堂設在工地,采取“理實一體化”教學,通過實訓軟件模擬施工工藝過程,訓練學生的動手操作能力,加深對理論知識的理解。此外,筆者認為建立高校資源共享機制是一項互惠互利的工程,通過對鄰近院校硬件設施的統籌利用,使教學資源優化配置,合理地安排實踐時間,可以化解教學硬件設施緊張與閑置的矛盾,提供更優質的教育教學環境和高質量服務,學校也可從中獲得更好的經濟效益和社會效益。
4.采用多種渠道增加師資力量,保證實踐效果。目前很多高職院校土木工程專業校外兼職的實踐指導教師很少,基本上由校內授課的專業教師指導實踐,高職院校教師授課任務繁重,很難分出過多精力去抓實踐教學。同時,每個教師指導的學生人數過多,很難保證指導效果。學校應多種措施并舉解決難題,除了吸引更多的有工程經驗的企業工程技術人員加入實踐教學外,可以將優秀畢業生留校后經過實踐培訓做專業的實踐指導教師。緊貼實踐課程設置環節,成立實踐興趣小組,通過樹模范立典型,請實踐興趣小組中表現突出的學生給低年級的學生做示范指導,或以座談會的形式進行交流,實現以老帶新。
四、結語
實踐教學在高職土木專業教學體系中占有半壁江山,是體現高職應用型人才培養特色的重要環節。但高職土木工程專業在實踐體系發展和創新過程中仍存在很多問題,需要進一步探索行業、企業、學校三方共贏的長效機制,這有待廣大教育工作者不斷探索和改革。
[參考文獻]
[1]張麗華,張生瑞.構建科學合理的高職實踐教學體系的探索[J]. 哈爾濱職業技術學院學報,2008(1).