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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇土木工程设计论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:产学研;土木工程专业;应用型;创新人才;毕业设计
随着经济全球化的发展及知识经济时代的到来,创新成为推动社会科技进步与经济不断发展的决定性力量[1]。城市经济的发展、建筑工程的规模逐渐扩大及其形式功能的日新月异则要求土木工程技术也不断地发展与创新,同时也要求高校土木工程专业[2]培养大量应用型创新高等工程技术人才。毕业设计论文作为土木工程本科专业中最后的一个理论性与实践性综合的教学环节,其目的是培养学生独立分析与解决工程技术问题,最终使学生符合应用型创新工程人才的基本要求。因此,毕业设计[3,4]论文必须具有综合知识、能力与创新相结合的特点。企业、高校与科研院所[5]之间通过生产、教学和科研紧密结合,在课程教学与实践过程中有机结合企业生产实践与科研创新,可以较好地培养学生综合素质、能力以及创新能力。同时,使学生在实际毕业设计论文过程中,提升科学研究能力与团队合作精神,增强设计与参与生产实践的事业心和责任感[6],在更好地运用综合专业知识提升毕业设计质量的同时,达到应用型创新人才的培养目标。
1创新土木工程毕业设计模式
产学研有机结合土木工程毕业设计论文的创新,就是在毕业设计与研究论文中,实现毕业设计[7]、教学与土木工程实践相结合的创新模式,提升土木工程专业学生的实践能力。土木工程产学研项目中,结合科研创新与生产实践来优化课程教学,培养土木工程学生的实习实践能力,有助于全面培养有能力的土木工程专业学生。在具体的土木工程毕业设计创新模式之中,可以优化开展实施产学研合作,有效建立健全当前土木工程教育中产学研结合教育课程评价[8]及调控机制,改变传统的土木工程教育模式。同时,也有助于实现企业、高校以及研究机构间的优势资源互补,优化培养应用型土木工程专业创新人才。
2基于产学研土木工程毕业设计的意义
利用产学研机制与应用型创新人才培养目标进行创新性土木本科毕业设计论文的选题,从工程实际与学术问题的联合创新出发,丰富与扩展课题的研究目标,将产学研科研或工程项目转化为创新型的实验项目、依据工程实际与实验模型培养学生的动手能力、扩展创新能力。同时,创新性土木本科毕业设计过程中,也可以提升学生的论文写作能力,优化学生力学模型计算能力,培养技术学术交流,扩展学生思维,具有重要创新意义。基于产学研的课程实践与毕业设计工作,能够优化提高土木工程产学研合作水平和效率,实现共赢,共同发展。创新模式,搭建土木工程产学研平台,优化服务,能够优化推进企业与高校、科研院合作,提高合作层次,有效实践产学研合作,提升土木工程毕业设计质量,发挥积极影响。而且,在土木工程专业中,其毕业设计与实际工程密切相关,使其与产学研相结合,有助于培养学生的实践能力与创新能力,也可以提升毕业设计质量,具有重要意义。
3基于产学研土木工程毕业设计创新的实现措施
3.1完善产学研结合体系
密切协调土木工程教学与后期毕业设计间的联系,基于产学研创新模式,设置课程教学与生产实践,最终为毕业设计的选题、实习与设施打下基础,增强课程试验与毕业设计等与外部生产与科研创创新等因素之间的关系,提升毕业设计质量。考察学生的知识综合应用能力,解决工程中与企业科技生产中的实际问题,从而使学生能够更好的理解工程毕业设计题目,使其能够聚精会神地投入到毕业设计中,提升学生参加土木工程毕业设计的热情。
3.2提升土木工程专业产学研基地实力
高校院系加强与地方科研生产合作,建立完善土木工程专业的产学研基地,鼓励教师参与生产实践,提升其实践指导实力,为毕业设计与论文提升工程实际的支撑,激发土木工程学生在毕业设计中的潜在能力。通过土木工程专业产学研联合的课程教学实践与毕业设计,更深层次地让学生通过融入到土木工程设计实践中。
3.3提升选题水平
创新性毕业设计论文选题工作,必须要确保选题符合土木工程专业的实际特点,切合应用型创新人才的培养目标要求,保障土木工程毕业设计的选题深度可为学生所接受,一方面避免选题简单重复的陈旧题目,适应经济与社会发展的需要;另一方面避免在毕业设计中选题过深、题目过大而脱离生产实际的情况,确保学生切实完成毕业设计工作。
3.4提高毕业设计指导质量
院系在毕业设计指导中,应细化到具体教学指导单位,根据各专业学生毕业设计的专业特点,制定适合创新模式的毕业设计论文指导细则。指导教师在学生毕业设计中,能够积极引导学生去创新思维,建立学生对毕业设计的多元文化意识,培养土木学生的工作、人际交流能力。
3.5协调毕业设计考核环节
建立基于产学研的毕业设计分阶段考核方法,首先对指导教师要求其书面陈述毕业设计课题来源、选题依据、设计论文内容、难以程度及工作量等情况,由院系讨论与考核设计选题。在此基础上,增加创新学分与创新能力的评价标准,使学生更加有积极性地投入创新能力的培养,同时,激励教师培育基于产学研等的创新课程与毕业设计的实践,给予相应的政策支持。基于产学研的毕业设计论文实施过程,可以根据实际情况,适当的调节增加实践环节的考核,以保证毕业设计的质量提升。
4产学研创新毕业设计论文案例探索
盐城工学院土木工程学院依据江苏省特色专业和国家特色专业建设点,逐步推行创新教学与科技管理体制改革,努力提高科技水平,走产学研相结合的道路,积极为地方社会经济服务,承担了大量的企业科技开发项目。土木工程学院在基于产学研的教学与毕业设计改革上,利用校企协同育人平台,引入企业深度参与教学实践,开发了“企业文化、建筑工业化技术、施工安全管理、现代施工关键技术、建筑信息化技术、绿色建筑技术、建筑设备工程”等校企网络课程。进一步,加强教学方法改革,利用校企网络共享络课程,鼓励开展学生主动学习、研究性学习与合作性学习;对“土木工程测量、土木工程材料与工程结构测试技术训练”等课程实施以能力考核为主的考核方式改革,为切实完成实践课程培养目标与创新性毕业设计论文工作提供有力保障。学院教师团队目前承担的产学研项目,紧密结合土木工程教学与企业生产实践科技问题,为培养应用型创新人才进行卓有成效的探索。笔者所在的课题组,目前承担“深大基坑开挖施工对工程桩的影响及其检测关键技术研究”产学研项目,旨在结合教学与工程实践科技创新的同时,进行土木工程创新毕业设计与应用型创新人才的培养等探索工作。在教学中,针对盐城多河地区特点,分析深大基坑开挖的设计、施工与环境影响特点,将工程难点问题引入课堂与试验及实习实践。对深大基坑开挖回弹引起的桩基承载形状变化等问题,在“桩基工程”课程的设计与施工检测等课程中,进行针对性的分析,充分调动学生的学习兴趣,利用课程试验与产学研课题研究试验有机的结合,引导学生参与科研试验研究,为创新性毕业设计提供知识能力的积累。在此基础上,进行基于产学研的毕业设计论文工作,根据学生情况并结合项目特点,毕业设计选题有“先锋岛三期多面临河深大基坑的设计与施工”“盐城多河地区的基坑支护形式与插入深度研究”“深大基坑开挖条件下的工程桩承载力计算”“深大基坑开挖坑底回弹与桩基承载计算与检测”“临河高层建筑深大地下室基础设计与施工方案”等,创新了土木工程毕业设计论文的形式,并推动了工程生产实践与企业的技术创新等工作。
5结语
在土木工程教学、试验实践及毕业设计的各阶段,基于产学研联合研究项目改革教学方法与毕业设计选题及实施,促进土木工程本科毕业设计论文的创新与实践,使学生在毕业设计阶段直接接触到工程实例与企业技术创新实践,可有效保证学生完成土木工程专业的教育培养计划,培养学生的专业创新能力,为完成土木工程应用型创新人才的培养目标发挥重大作用。
参考文献
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(一)培养目标和教育模式美国土木工程院校的培养目标是培养适应宽泛的社会需求的土木工程人才,也就是“大土木”的范围,主要包括民用建筑、工业厂房、隧道、桥梁、海港、给排水、市政等专业。未来可能从事结构和岩土工程师、市政工程师和运输工程师等工作。我国的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得土木工程师基本训练并具有创新精神的高级土木工程技术人才。土木工程专业的毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作,具有初步的土木工程项目规划和研究开发能力。由于中美两国高等教育培养目标的差异,两国的教育模式存在着较大区别。美国大学土木工程专业的本科工程教育通常采用通识教育的培养模式,而我国土木工程本科教育主要肩负着专业教育的职责。双方最大的区别在于,美国的土木工程专业的本科阶段主要通过通识教育培养健全的个体,而我国主要是培养土木工程专业型的人才。
(二)课程体系从培养目标来看,美国土木工程高校十分重视实践在教学中的地位。对比国内土木工程专业的课程体系,美国的土木工程课程体系具有以下特点:1.美国高校土木工程专业的设计综合类课程学时数明显高于国内高校;2.美国高校土木工程选修课的课时数占总课时数的比例多于国内高校;3.美国高校土木工程专业实践性教学环节占总课时数的比重显著高于国内高校。
(三)课堂教学与评价方法在美国德克萨斯大学(UTA)为期1年的访学期间,全程旁听了土木工程系的土力学和基础工程两门专业核心课程。该课程授课内容与国内高校的土力学和基础工程课程类似,是土木工程专业本科生的主干必修课。采用大班授课,每周2次共3小时教师授课,以及每周一次的2小时自习课。自习课安排博士研究生(助教)为本科生答疑,自习课还包括点名和交作业的内容。该课程的成绩分配与国内高校比较类似,其中每学期至少安排两次闭卷小测试,占总成绩的20%;每学期一次分组大作业,占总成绩的15%;自习课占总成绩5%;期末考试成绩占总成绩60%。与我国的课程相比,美国课堂教学具有以下特点:1.每堂课的课程信息量非常多,学生需要课前预习才能跟上教师的节奏;教师教学风格自由,学生在课堂上可以随时打断教师,并提出自己的意见。2.课程网络建设比较成熟。由于大量采用现代多媒体教学手段,教学信息量大,为便于学生课后学习和复习,解决学生课堂来不及记笔记的问题,教师会在课后将课程全程录像,将笔记内容、课外阅读材料、上课讨论内容等放在课程网站上,供学生自由阅读。课表也会在网站公布,包括各课时授课内容计划、学期测试时间、大作业时间等,以便学生自习参考。3.分组大作业,培养学生团队合作能力,鼓励学生通过编程或者使用数值软件建模解决各种工程实际问题。4.强制参加自习课。对于基础主干课,自习是非常重要的。美国大学生在课余时间一般都会参加很多社会实践,对此,学校要求学生必须参加某些课程自习课。为了巩固学生的学习效果,美国高校的作业非常多,而且作业通常为综合或实际工程问题,需要学生结合教师的上课内容,查阅大量资料,通过分析问题,提出解决方案。为检验学生知识点的掌握程度,考试环节主要分为平时阶段的小测试、期中考试和期末考试三部分。可以避免学生平时不学习,在考试前突击学习的情况,保证了学习过程的连续性,确保学习效果。为综合评估教师的教学水平和效果,对于教学方面而言,美国高校有学生评价教师的评价体系,对教师教学的各环节进行指标量化评价,打出评价等级,作为评价教师教学的重要依据之一。
(四)实践教学环节实践教学环节主要包括实验、实习和设计等,是增加学生感性认识、增强动手能力、将理论知识转换为实践知识的重要手段,美国高校的土木工程专业非常重视这一实践性教学环节。以美国德克萨斯大学为例,土木工程专业采用课堂理论学习与工程实习相结合的方式开展。学生在校期间有3—5次工程实践机会,每次2—4个月。部分学生的毕业论文(设计)可直接在相关工程和科研单位进行,真正做到“真题真做”,而且提前实现上岗培训。
二、我国高校土木工程教育的启示
(一)注重基础课程的教育,加大专业课程比例为确保通识教育的教学质量和效果,美国土木工程院校规定授课教师必须是教授或者工程界的专家,而且要求最终的教学效果必须达到优良。为提高学生对土木工程专业的认识,增加对土木工程专业的兴趣,为今后的工作和继续深造打下扎实基础,我国大多数高校已规定具有教授职称的教师必须给本科生教授相关专业的基础课,如土木工程概论和结构力学等课程,但由于师资和教学资源的不均衡等原因制约,目前主要还是以年轻教师授课为主。相比国外高校,国内高校可参照美国大学土木工程专业的课程设置情况,根据人才培养方案,设置多个课程群模块。加大专业基础课程比例,加强专业基础课教育,处理好基础与专业技能,校内与校外,知识、能力与素质之间的关系,优化课程体系结构,保证课程之间的良好衔接,整合课程内容,避免内容重复,提高课程效率。
(二)加强理论教学与实践环节的结合实践教学是土木工程本科教学中重要的环节之一,目前国内土木工程专业教学课程设置存在实践教学环节比重偏少的问题,存在学生实践训练内容较少、实习时间短并流于形式等问题。参考美国高校土木工程的教育经验,有以下几点建议:1.聘请工程单位的专家开设工程设计和施工管理类课程。以选修课的形式,通过大量的工程实例教学模式,提出实践中亟待解决的问题,从而激发学生的学习兴趣,提高学生解决实践问题的能力。2.鼓励学生利用寒暑假时间去工程单位进行相关课程的现场实习,实习合格后给予一定的学分和资金资助,同时学校在学生奖学金和三好生评定等方面给予相应的考虑。3.提高教师的工程实践能力。特别是鼓励年轻教师定期到相关工程单位实习,和工程单位联合申报产学研项目,将课程教学与工程项目结合,提升教师的工程实践和科研能力,在职称评审和岗位考核方面给予政策支持,培养“双师型”教师队伍。4.实行毕业论文或设计的双导师制度,即校内导师和校外导师合作指导的模式。可以将毕业论文或设计直接安排在工程设计施工单位进行,真正做到毕业课题“真题真做”,学生毕业后可以直接上岗,缩短岗前培训的周期。
(三)加强学生创新和创业能力培养大学生创新和创业训练是培养学生创新、创业能力的最要途径之一。美国土木工程院校鼓励学生创新思维的训练,充分发展学生的个性,做到因材施教,鼓励学生的创造性思维的发展,培养具有创新能力的人才。加强有特色的本科生研究计划(UROP),UROP是美国麻省理工学院的首创,该计划鼓励学生在大学一年级就参加教师的研究工作,从而增长他们的学识和能力。微软公司的创始人比尔盖茨退学创业和Google的总裁布林的成功案例足以说明大学创新创业精神的必要性,这和美国的教育宗旨相吻合,能够充分发挥每个学生的特长。
三、结语
关键词:建筑与土木工程领域;全日制工程硕士;课程体系;复合型课程
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0061-05
随着中国经济社会的快速发展,各行各业对高层次应用型人才的需求持续增长。2009年教育部调整研究生教育结构,将全日制硕士专业学位纳入研究生培养的主渠道,大力培养应用型、高层次专门人才[1]。土木建筑行业作为社会经济发展的一个重要分支,随着科学技术的快速更新与发展,其科学性、实践性、复杂性、综合性、创新性等特征日益凸显,对土木建筑行业人才提出了更高要求。因此,培养建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生,必须克服传统学术型硕士培养模式理论性强而实践不足的现状,并充分体现专业学位教育的特点,而课程体系的改革是其核心内容。
一、课程体系改革需要适应的目标
(一)培养通专结合的复合型人才
在科学技术的横向综合性和纵向分化性发展趋势背景下,土木工程学科一方面表现在建筑、公路、桥梁、水利等学科专业分工明显,要求土木工程教育更加专业化;另一方面各学科相互交叉和渗透,对土木工程教育提出要向综合化方向发展的要求。因此,掌握较为宽厚的基础知识的同时,培养工程领域的专业知识,是建筑与土木工程领域工程硕士研究生课程体系改革的目标。选取具有代表性的国内5所高校土木工程专业学术型和专业型硕士培养方案的课程设置进行分析,并侧重比较二者在基础理论课、专业基础课和专业方向课的学分设置(图1),其目的在于确定通专结合的复合型课程体系改革思路。
培养方案中参与统计的基础理论课主要是数学类等自然科学类课程,不包括人文社科类课程。专业基础课指结构力学、钢筋混凝土结构、土木工程材料等课程,专业方向课包含隧道工程、结构可靠度和高等土力学等课程。从图1可以看出,尽管各校课程总学分有所不同,但专业型硕士的课程设置与学术型硕士相比,表现出较为明显的趋同化特征。此外,课程安排也显示,专业型硕士的课程安排与学术型基本相似,未体现出专业学位与学术学位培养特色之间的差异。因此,专业硕士的课程设置应更注重内容的宽广性、应用性和实践性,达到夯实基础和加强专业实践能力的目标,锻炼面向实践问题的工程研究能力。
(二)具有良好的专业素养与能力
知识的传授是提升能力和提高综合素养的必要条件。就应用型人才培养而言,目前土木工程专业学术型硕士课程体系存在4个方面的主要问题:(1)理论课程远多于实践课程,学生在研究生阶段依然疲于上课和应付考试,缺乏实践能力,创新意识薄弱;(2)课程覆盖面窄,专业课程往往不能反映土木工程学科的前沿动态,知识体系陈旧;(3)未能将课程学习与毕业论文(设计)有机结合;(4)缺乏人文教育,不利于学生综合素质的提高。因此,对面向工程应用型的建筑与土木工程领域工程硕士的培养,课程体系应由片面和静止的状态转化为全面和动态的过程,科学有效地将知识转化为能力和素养。
(三)科学系统的思维
现代土木工程是一个复杂的系统工程,土木工程的功能化、城市建设立体化、交通运输高速化、建筑材料轻质高强化、施工过程工业化和装配化、内部各专业间渗透化、土木工程人文化和环境化是未来土木工程发展的必然趋势[2]。现代土木工程的学习要求学生应具有科学系统的思维,树立交叉学科视野,锻炼知识与技术的整合和重塑能力,对工程遇到各种新问题、新情况做出判断和决策。因此,建筑与土木工程领域工程硕士还应加强交叉类课程的学习,通过系统思维解决建筑与土木工程领域的专业问题。
(四)构建复合课程目标体系
依据建筑与土木工程领域全日制工程硕士课程体系需要适应的目标,构建以基础理论与知识、专业素养与能力和科学系统的思维为三大平台的复合课程目标体系,见图2所示。三大目标的实现自下而上,同时相互配合,发挥整体作用。
第一平台为基础理论与知识,是建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生所要掌握的基础理论。其中数理类知识包括数值计算、应用数理统计、结构动力学、有限元分析等课程,学会应用数学模型和物理方法进行理论计算和试验分析;计算机类课程包括数据库设计与实现,通过程序设计帮助实现系统模拟仿真等;专业基础课程包括高等钢筋混凝土结构、高层结构结构分析与概念设计、工程结构减振与控制理论等,学会房屋建筑工程结构设计、控制与优化原理与方法;专业课包括现代工程施工组织、高层结构工程施工技术等课程,掌握专业前沿知识;交叉类课程包括建设系统工程、工程经济学原理与应用、现代管理原理与方法,培养学生交叉学科视野和系统思维方式;实践课包括实验、设计、模拟、校内外实习等,锻炼学生实践能力和创新精神;人文课包括英语、哲学及德育等课程,提升学生的人文素养。
第二平台为职业素养与能力的提升,它建立在基础理论与知识的平台上。职业素养要求学生具有良好的工程职业道德、强烈的社会责任感和丰富的人文科学素养;学习能力要求学生具有信息获取、知识更新和终身学习的能力;分析解决问题能力要求具有综合应用建筑与土木工程理论、独立地分析和解决实际工程问题的能力;设计能力要求学生具有开拓创新意识和进行建筑产品开发设计的能力,以及建筑工程项目集成的基本能力;创新能力要求学生具有由跟随创新、集成创新和原始创新组成的技术创新能力;管理能力要求具有良好的组织管理能力,较强的交流沟通、环境适应和团队合作能力[3]。
第三平台为科学系统的思维,是在基础理论与知识的学习和专业素养与能力的培养中逐步形成的。系统性思维要求学生从全局的角度思考问题,培养发散思维和聚合思维、直觉思维和逻辑思维,具有统筹与预见能力。
二、复合型课程的支撑体系
为了顺利实现课程体系改革的目标,构建自内向外的复合型课程支撑体系,内部为课程设置、教学方法和考核方式,外部为导师队伍建设和产学研结合,如图3所示。
(一)课程设置
一要加强实践课程,包括实验、设计、模拟、实习等,处理好理论课程与实践课程的比例关系,提高建筑与土木工程领域工程硕士研究生分析和解决工程实际问题的能力;二要加强交叉课程建设,合理调整技术、管理、经济、法规课程的比例,使工程硕士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概览建筑与土木工程各学科相互间交叉、渗透和融合的特征,拓展专业并形成较高的视野;三要加强人文课程,通过专题课或者学术讲座的形式,丰富研究生的人文科学素养。
(二)教学方法
教学内容首先要更加重视其宽广性、应用性和实践性,培养工程硕士研究生的应用能力和实践能力[4];其次要反映建筑与土木工程领域最前沿的知识,使研究生熟悉研究方向的新动向,增强科研兴趣;同时要做到与后续课程和论文研究的有效衔接,减少研究生课程学习的盲目性。教学形式要以研究型形式为主,如讨论式教学、参与导师课题等,实现研究生从被动接受到主动钻研的有效转变,教师起到启发引导的作用。教学方法还要灵活多样,如模拟软件、实地调研等,优化教学过程并提高教学质量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改变本科阶段一贯的终结性考核制度,将课程互动评价、阶段成果和终结性考试三部分作为每门课程的成绩。在论文或设计研究阶段,要加强论文开题、阶段报告、中期报告和论文答辩的过程考查,提高专业学位的授予水平,改变目前中国“严进宽出”培养模式的不利局面;其次,要将理论课程与实践活动结合,评价学生理论知识掌握情况和与之对应的实验或实践活动完成情况,形成多元化综合评价体系,促进评价结果的客观性和公正性。
(四)导师队伍建设
导师是研究生学习和生活的指导者,导师的责任感、知识结构和学术水平是保证研究生质量的关键因素。因此,要建立公平的竞争机制对导师严格遴选,从源头上提高导师队伍水平;要鼓励导师定期深入企业了解生产实际需要,与企业合作开展科学研究工作,推动科研成果的转化。这样一方面促进导师知识结构的不断更新和学术水平的持续提升,另一方面也提高了导师对专业学位研究生有针对性的指导能力。
(五)产学研结合
学校一方面吸纳社会上具有一定学术造诣的同行专家加入导师队伍,不仅满足工程硕士研究生规模扩大的需求,而且将行业课题带进学校;另一方面通过加强与建设领域内的投资建设、项目管理、工程设计、施工总承包、工程咨询等单位的联系,使建筑与土木工程领域工程硕士研究生达到其课程学习内容适应企业和社会需求,论文或设计选题来源于工程实践的目的。
三、课程改革的评价体系
根据复合型课程的目标体系和支撑体系的内容,建立相应的评价体系。结合层次分析法对评价系统进行分析,计算各指标权重,进行方案层的优先排序。评价指标体系如表1所示。
笔者设计调查问卷,由国内相关高校建筑与土木工程领域的专家对各指标权重评判,结果如表2所示。
表2数据显示,建筑与土木工程全日制工程硕士课程评价体系的一级指标中,相对重要程度依次为:课程设置、导师队伍建设、产学研结合、教学方法和考核方式。二级指标中,课堂授课、实验、设计和实践课程的合理安排、学生参与行业单位的项目实践和导师的学术水平是最重要的三项内容,也是建筑与土木工程全日制工程硕士研究生课程体系改革的首要任务。
四、课程改革的建议
(一)优化课程设置
优化课程设置是基础,关键要合理安排课堂授课、实验、设计和实践课程比例,形成以实验、设计和实践课程为主,理论授课为辅的课程结构。通过适当减少人文课程学分和课时数、增加学科基础课和专业方向课的实验和设计环节,以学科基础课和专业方向课将实验和设计为课程主线,增加实践课程的时间安排等优化课程设置。这样的课程结构更有利于工程硕士研究生主动吸收知识和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解决实际问题的能力。
(二)加强导师队伍建设
加强导师队伍建设是关键,侧重提高导师的学术水平。针对面向实践的工程硕士研究生培养,要改变以往以论文、论著和科研成果的数量作为衡量导师学术水平的单一指标的不利局面,将导师带领学生参与企业实践和社会课题也纳入导师学术水平评价体系。学校应对全日制工程硕士导师加强工程实践训练,同时吸收不同学科领域的专家、学者和实践领域有丰富经验的专业人员担任兼职导师,承担部分教学指导工作。“双导师制”培养学生,形成优势互补,从而改变导师过于理论化的学术现状,引导导师重视工程实践,全面提高导师的学术素养。
(三)产学研结合
产学研结合是重点,要积极带动学生参与行业单位的项目实践;争取行业和企业支持,建立稳定的专业实践基地,构建一个校企长期全面合作的优质教学科研平台;同时签订校企合作培养协议,将工程硕士培养和解决企业工程技术问题结合,发挥工程硕士教育教学和科研的双重优势,使研究生在校期间能在企业中提高自身的职业能力与素养,也为企业的发展和创新做出成绩,将产学研结合真正落到实处。
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Reform and evaluation of curriculum system for full-time professional master
CHEN Wei, ZHANG Ji-ru, WAN Jing
(School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, P. R. China)
Capstone课程,即整合性实作课程,或顶点课程,是指大学高年级学生在教师指导下,应用所学专业课程知识,解决复杂且整合性工程设计问题的教学过程[1-4]。这里的复杂且整合性工程设计问题一般具有以下特点:需要大学多门课程知识才可以解决的问题;问题本身是多面向的,或在技术、专业方面存在相互冲突;是一个实际的工程设计问题,没有现成的解决办法;需创新应用专业基本理论和技术实务上最新成果才可以解决的问题;需考虑现实环境多方面的约束,如人力、资金、设备、材料、信息等;问题本身可能对社会及环境有广泛而深远的影响;教学过程能够覆盖多项专业核心能力培养。
Capstone课程目前已经得到国际工程教育界的广泛重视,在国际工程教育认证的众多版本规范中都明确提出将Capstone课程作为本科工程教育的重要必修课[5-7]。美国ABET的前身是1932年在纽约创办的工程师专业发展理事会(ECPD),最初由美国土木工程师协会、美国机械工程师协会和美国电气工程师协会等7个协会组成,现已发展成为由30个专业和技术性协会组成的联盟。ABET作为一个非官方的中介性、非营利认证机构,其专业认证的权威性得到了美国教育部(USDE)和美国高等教育委员会(CHEA)的双重认可。ABET目前主要在工程、技术、计算机科学以及应用科学等4大学科领域开展专业认证。在ABET颁布的最新工程专业认证规范中,要求每个参与认证的工程专业必须向学生提供整合性设计课程的教学实践[8-10]。国际上其他隶属于Washington Accord, Seoul Accord, Sydney Accords3个著名工程教育认证组织的工程教育认证机构,如中国台湾的IEET、加拿大的CEAB、韩国的ABEEK、澳洲的EA等都有此规定要求[11-12]。工程教育中开设必修Capstone课程,已经成为国际工程教育界的发展趋势。
在具体开课模式上,无论是Stanford、Berkeley、MIT等国际著名高校,还是IEET认证过的中国台湾高校,都规定Capstone课程教育中,学生必须分组执行教学计划,而非个人执行计划,专业要制定统一的执行规则,课程内容要对应人才培养方案中多数核心能力。
到目前为止,中国高等教育对顶点课程的关注还很少,学术性的介绍和研究也不多见。据粗略考察,在教育部颁布的文件中,只有2003年颁布的《全国普通高等学校体育教育本科专业课程方案》对顶点课程有所提及,并将其定义为“?楸弦蛋嗫?设的综合四年所学知识的课程”。但是关于课程开设的内容、形式、时数则没有详细的规定。
与此相似,在中国土木工程本科教育中,Capstone课程也难觅踪迹。一些类似的设计课程,如土木工程毕业设计、核心课程的课程设计等,从教学组织模式、课程评量方法,以及课程对实现教育目标和专业核心能力的检视方面来看,这些课程还不能算是真正的Capstone课程,很多方面还存在较大差距。
武夷学院土木工程专业2015-2016学年开始被福建省教育厅批准为首批接受“台湾中华工程教育学会”(IEET)国际工程教育认证的14个试点专业之一。武夷学院土木工程专业按照国际工程教育认证规范要求,将土木工程专业毕业设计改造为Capstone课程,并从开课模式、课程成绩评量方法、课程教学效果检视等方面开展了Capstone课程教学初步探索。2016年9月12-13日,国家工程教育认证专家进入武夷学院土木工程专业实地访评,通过查阅Capstone课程教学档案、现场考核学生等,对Capstone课程教学效果给予了充分肯定。本文拟对武夷学院土木工程专业Capstone课程教学进行详细介绍,以期为推动国内土木工程专业本科教育与国际工程教育接轨,提高国际工程教育认证实效,促进新建本科高校向应用型转型发展和培养国际化应用型高级人才提供教学参考。
一、Capstone课程体系的建立
Capstone课程不是一个单一课程,而是一个系统的课程体系。这是因为,要完成Capstone课程任务,通过课程教学取得实效,学生核心能力得到培养,必须与其他先修课程形成一个完整的课程体系。在充分论证基础上,依托产业界专家,对课程进行改造,从人才培养方案中挑选若干实践课程,建立从Cornerstone(基石)课程到Capstone课程的一整套从低年级到高年级递进式整合性实作课程体系(见图1)。
Capstone课程体系的第一层是Cornerstone课程,即基石课程,面向大学一二年级学生开设,对土木工程专业学生有数学建模竞赛、CAD制图、计算机程序设计等基础类设计竞赛,这是学生利用已掌握的少数核心能力解决模拟工程问题的初步体验。
第二层次是衔接课程,针对大学二三年级学生开设。包括土力学与基础工程课程设计、混凝土结构课程设计、施工组织设计课程设计、深基坑与边坡工程课程设计、隧道工程课程设计、钢结构课程设计等单科设计类课程,以及每年一度的省级、国家级大学生结构设计大赛和建筑信息模型(BIM)设计大赛。第二层次的课程为大二和大三学生提供了整合一部分专业核心能力解决教师设计出的工程问题的机会,是Capstone课程与Cornerstone课程的衔接桥梁。这些课程中的专业课程设计常常是个人完成课程计划,而结构设计大赛、BIM设计大赛则是小组合作完成,旨在使学生团队合作能力得到初步训练。
第三层次是Capstone课程,武夷学院土木工程专业称为土木工程设计实务课程,针对大学四年级学生开设。表1是Capstone课程纲要。从表1可以看出,Capstone课程教学以解决复杂且整合性工程问题为主要教学过程,涵盖土木工程专业全部核心能力的训练,通过Capstone课程教学,使学生专业核心能力得到进一步巩固。
二、Capstone课程教学初探
(一) 按照国际工程教育认证规范要求,改造“毕业设计”为Capstone课程
在中国高等教育设置Capstone课程有两条可能的路径:一是在课程设置中直接增加Capstone课程,强化学生的知识整合和阶段过渡。但是这要增加总学分,增加学生负担。二是对本科教育中传统的毕业论文(设计)、核心专业课程的课程设计等进行改造,达到Capstone课程标准。
武夷学院土木工程专业课程规划中包括整合工程设计能力的专题实作课程,即Capstone课程,是通过对原有毕业设计课程的改造实现的。该课程为必修课程,6个学分,分别在大学四年级的第一学期和第二学期开设,其中第一学期5学分,第二学期1学分,合计6学分。因大四第二学期中途安排毕业实习,所以Capstone课程是结合毕业实习一起进行的。
按照国际工程教育认证规范要求,对原有毕业设计课程进行系统改造,以达到Capstone课程标准,具体做法是:
第一,土木工程专业的毕业设计采取分组进行,每组学生一般为3人,最多不超过4人,学生根据学习兴趣自由组队。每组完成一个工程设计实务课题,课题类型围绕专业方向设置,一般有房屋建筑工程设计、岩土工程设计、道路桥梁工程设计等。设计过程中强调组内学生的团结协作,提倡跨小组的合作。工程设计题目主要来自于生产实践。
第二,为涵盖大部分土木工程专业人才培养方案中的专业核心能力训练,扩展Capstone课程内容,Capstone课程主要内容有:制定工作计划、深入实际调查研究和收集资料、中外文献阅读、现场勘查、勘探与取样、建筑设计、结构设计与计算、施工图设计、施工组织设计、工程概预算、工程环境影响与伦理分析等。
第三,改造课程成绩评量机制。为避免出现不同指导教师对课程成绩评定的偏差,规定Capstone课程的成绩由三个部分组成,分别是指导教师评量成绩(占总分的50%)、两位评阅教师对Capstone课程报告书的评阅成绩(取平均分,占总分的20%)和Capstone课程汇报答辩成绩(由答辩小组依据汇报答辩情况评定,占总分的30%)。
第四,为每一个课题小组安排一名
业界专家,参与课题指导和成绩评定。业界专家参与Capstone课程教学的优点是:一是为课题直接来源于工程实践提供便捷途径,业界专家承担的工程项目就是最好的Capstone课题;二是为学生与产业界零距离接触提供机会,学生可以通过实习直接参与业界专家的工程项目;三是提高了Capstone课程成绩评定结果与业界标准的一致性程度。
(二)创新Capstone课程开课模式
国内土木工程专业毕业设计教学形式基本上是教师出题,每个学生在教学计划规定的时间内完成设计,一人一题。这种开课模式存在的主要问题:一是假题很多,大部分的设计题目都是教师虚构的,如某某宾馆设计、某某中学教学楼设计,每年的题目基本一样。二是学生做也是假做,虽然按照一些行业规范进行设计,但是无论是房屋建筑工程、岩土工程还是道路桥梁工程的设计,都仅仅涉及结构设计或施工组织设计等很少的一部分内容,与实际工程设计要求相差甚远,解决的问题不能算是整合性复杂的工程设计问题,课题涵盖核心能力少,学生不能得到系统的土木工程设计训练。三是一人一题,不能通过毕业设计教学过程为学生提供团队协作能力训练,不符合国际工程教育认证规范要求,而且要在有限时间内完成一个完整的工程项目设计,显然是不切实际的,只是对毕业设计的一再简化,教学效果不理想。
以业界专家正在承担的实际工程项目作为Capstone课题,这种真题训练是提高毕业设计效果、锻炼学生专业核心能力的最好途径。真题还需要真做,以一个实际的边坡防护工程设计为例,课题任务应当包括现场勘查、勘探与取样、现场测试、室内测试、防护工程结构设计、施工图设计、施工组织设计、工程概预算、工程环境影响评价与工程伦理分析等。虽然任务较多,因为是小组合作完成,学生个人的负担会减轻很多。
课题指导应分阶段进行,在不同阶段,针对课题任务的重点不同,有针对性地开展设计指导。注重引入业界专家担任?n题指导教师,围绕工程设计中的一些关键实务技术,开设专题讲座,提供体验产业界的机会,向学生传授业界流行的设计理念与方法,使课题设计成果更加符合业界标准,而不至于“院校味”太浓厚,脱离实际。
(三)探索Capstone课程教学成效检视办法
准确评估Capstone课程教学效果是十分重要的,有助于课程教学效果的持续改善。依照课题分组、分阶段进行的Capstone课程教学,与一般基础课、专业课的教学模式存在明显不同,Capstone课程教学效果评价也不能仅仅依靠课程成绩来完成。问卷调查方法是一个很好的补充。
Capstone课程教学目的之一是培养学生专业核心能力。为检视学生专业核心能力的培养效果,设置学生专业核心能力问卷调查表(见表2),针对每一项专业核心能力对学生进行调研,按照非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意5个等级打分。通过该表的统计分析,得到学生核心能力的达成度,检视Capstone课程教学效果。
团队协作能力是Capstone课程教学效果的重要保障,也是国际工程教育认证专家十分重视的观察点。Capstone课程教学的沟通主要有课题组学生之间的沟通、学生与指导教师之间的沟通、学生现场调研过程中与业界之间的沟通等。沟通能力在很大程度上影响到Capstone课程的执行效果,必须十分重视学生沟通能力的培养。可以设计Capstone课程执行中学生团队协作问卷调查表(见表3)。该表由课题指导教师完成,针对每一位学生在课题执行中的团队协作表现,按照非常满意、满意、一般、不满意、非常不满意5个等级打分。通过该表的统计分析,可以得到学生在Capstone课程教学过程中团队合作能力情况。
三、结语
与土木工程专业以往的毕业设计相比较,Capstone课程在开课形式上要求学生按照小组进行,分组教学,为学生提供团队协作能力训练的机会。强调业界专家参与教学实践,确保课程教学与产业界零距离接触。课程内容要涵盖绝大部分土木工程专业核心能力的训练,不能简化课题任务。
Capstone?n程作为大学四年的总体课程,在工程教育中具有重要地位。如何使课程体系、课程教学模式、课程评量方法、课程教学效果评估等更加符合国际工程教育认证的一般规范要求,国内应用型本科高校土木工程专业还面临许多问题需要深入探索。
要积极开展Capstone课程体系的教育学理论研究,利用高等教育基本原理与高等教育历史分析方法,论证Capstone课程体系在土木工程专业人才培养中的必要性和重要意义,建立Capstone课程体系教育理论,指导Capstone课程体系的创新教育实践。
关键词:地方高校;综合性高校;土木工程;办学优势;办学特色
[基金项目] 湖北省高等学校省级教学研究项目“地方综合性高校土木工程专业办学优势与特色研究”(项目编号:20070235)
[中图分类号] G647 [文献标识码] A
一、引言
随着近年来我国基础设施建设如火如荼的开展,良好的就业形势促使全国开办土木工程专业的高校已有400多所,在校生规模达20余万人[1]。但随着人才保有量的日益饱和,市场竞争将日趋激烈,地方综合性高校土木工程专业由于其自身的特殊性,面临着较国家高校和专业高校更大的发展困境,因此,对地方综合性高校土木工程专业的研究具有更加深刻的意义。
二、地方综合性高校土木工程专业发展的困境
(一)学科发展地位之困
在地方综合性高校中,土木工程专业多数属于非主干专业,办学历史短、师资力量弱,加之其工程类学科的科研弱势,科研成果相对也较少,在综合性高校里长期处于“弱势群体”,投入长期不足。同时,由于所在城市经济和发展条件的限制,在高层次人才引进及先进实验设备的购置方面,均无法与财力雄厚的国家高校和能够充分认识到土木工程专业发展重要性的专业院校相比,教学质量的提升压力巨大。
(二)学科发展定位之困
地方综合性高校多以普通本科教育层次为主,土木工程专业在发展地位上处于重点院校土木工程专业与高等专科学校土木工程相关专业之间,因此,其发展空间亦受到两者的夹挤[2]。在发展定位上,既无法与重点院校土木工程专业争科研,又无法降低层次与专科学校争实践,在发展定位上处于“上不去、下不来”的尴尬境地。
(三)师资引进之困
土木工程学科作为一门实践性工程学科,在国家“大兴土木”的背景下,高学历、高资历的高端人才集中在工程领域和重点科研院校中,收入不菲。地方综合性高校的工资收入往往无法吸引到足够的高端人才,加之人才引进上客观存在的“马太效应”,高端人才往往更愿意受聘于重点高校,客观上更是限制了地方综合性高校土木工程专业发展层次的提高。
(四)培养模式之困
在强调“素质教育”的今天,土木工程专业由于其专业领域门类的丰富性,是地方综合性高校“宽口径、厚基础”通才式教育的一个理想蓝本。但事物的发展都有其两面性,在“强调通才教育、弱化专才教育”的培养模式下,往往也会带来很多问题:
1. 由于地方综合性高校土木工程专业办学时间短,还未形成完整的有特色的学科体系,在有限的课时内,通才教育的模式可能会导致专业概念的泛化,反而不利于学生今后的工作选择。
2. 过分强调“通才”教育也不一定适合我国国情。受经济和社会环境所限,我国大学后继续教育体制很不完善,而且市场对人才的急需也很难容许学生出校后还要再进行培训。如果在校期间没有得到某方面系统的训练,可能导致“什么都懂、什么都不大懂”的后果。
3. 在有限的四年内学生学习的内容越来越多,必然忽略了能力培养、工程训练和实践技能学习,而将专业工程师的训练移向用人单位也不符合国情,当今企业招聘人才时强调工作经验也充分体现了这一点。
三、发展困境的求解
长江大学作为一所典型的地方综合性高校,自1987年开办土木工程本科专业以来,在办学过程中一直在致力于教学改革与发展的研究,并取得较好的效果。本文以该校为例,对地方综合性高校土木工程专业办学优势与特色进行研究,为其它类似高校的专业建设提供参考。
在专业发展初期,该校采用了国内某重点大学的教学体系和人才培养模式,但在实际应用中发现,由于学科积垫的不对等和学生生源的差别,导致毕业生不能很好的满足社会需求,表现为特色不鲜明、优势不明显、实践能力较差、解决工程实际问题的能力较差、毕业后工作适应期长、综合竞争力差等,对学校、学生、社会以及专业的发展极为不利。近年来,为适应学科专业发展,该校调整思路,对专业定位进行了重新梳理,争取一切可利用的资源,努力从地域特色、学校特色及专业特色等方面挖掘潜力,取得了良好的效果。
(一)以生产促科研,以实力提地位
土木工程专业作为一门实践学科,其特色在于在实践性,而且,往往是实践经验越丰富的教师,在教学时越受到学生的喜欢,越能提高学生的学习兴趣。因此,长江大学土木工程专业确定了以设计研究院发展作为教学的补充的思路,通过设计研究院的建设,为教学和实践提供相应的平台。目前长江大学设计研究院已具有建筑工程设计甲级资质,工程勘查乙级资质,有国家一级注册建筑师4人,国家一级注册结构师8人。设计院的发展,不仅增加了教师的收入,吸引了更多的人才,同时,“双师型”教师丰富的实践工程经验和理论经验,即增强了教学效果,也提高了设计竞争力;设计院也为学生提供了一个良好的实习平台,增强了学生学习的信心,提升了办学实力。
同时,由于设计院为学院提供了相应的资金支持,学院在教学上的投入也可以不仅仅依靠学校的拨款,有了更大的自主性。比如说通过论文奖励的方式鼓励教师进行科研和论文的发表,使以往的科研弱院变成了科研强院,科研实力的提升,使土木工程专业在学校的地位也随之提高,为争取学校更大的发展支持提供了可能。近五年以来,仅土木工程实验中心一项,长江大学就已累计投入了1366万元用于硬件建设,以实力的提升来引导地位的提升,是土木工程专业走向良性发展的必由之路。
(二)以差异寻特色,以特色构优势
地方综合性高校土木工程发展由于其自身的特色,优势有三:一是地方的概念明确了其服务的主体区域,二是综合性高校的社会和行业资源为其发展提供了办学特色的灵感,三是普通高校的校情决定了学生有着比国家重点高校更好的就业心态和较专科生更为广阔 的专业基础。长江大学土木工程专业以此为视野,明确了自身的发展定位。
1. 明确服务的地域性,结合地方建设,服务江汉平原小城镇建设
该校是江汉平原唯一一所能培养土木工程专业本科生的学校,区域优势明显。随着社会主义新农村建设的推进、农村城市化步伐的加快,需要大量能设计、懂施工、会管理的小城镇建设人才。该校针对地方需求,结合地方建设,有针对性的培养满足地方需求的土木工程专业人才,在教学中,通过调整教学计划,以在小城镇建设中能用到的结构知识为基础,构建学生知识体系的广度。
2. 明确服务的行业性,结合主干专业,构建服务石油与油田建设的专业特色
长江大学的构成主体之一为原江汉石油学院,其石油类学科在全国具有很强的实力,也是目前长江大学的主干专业之一。考虑到石油建筑的特殊性和专业性,土木工程专业通过选修课、教学实习、毕业设计等环节,为有志于相关领域的学生提供了一个相应的特殊发展平台,也同时强化了学校特色。
(三)以层次定模式,因材施教
伴随着高校的扩招浪潮,目前地方综合性高校的学生普遍已不再是以前的“精英式”人才,因此无法将学生的主体培养定位于科研型人才,但也不能因为市场压力而走职业化教育的路子。在确定培养模式时,长江大学土木工程专业在低年级时,坚持以“大土木”方向培养,而在高年级时,则因材施教,通过对学生能力及发展意向的摸底,将学生分为3种发展类型,对不同学生在素质培养、能力培养上有不同的侧重。
1. 厚基础型。对于有志于继续深造的学生,重点加强理论基础、创新思维及科研潜质的培养,专业深化工作将在研究生阶段进行强化。
2. 专业强化型。对于立志于从事一线施工或设计方向的学生,重点加强工程意识、实践能力及自主能力的培养。
3. 复合型。在保障必须的专业能力和专业素养的基础上,重点加强综合素质、人文精神及管理能力的培养,学生毕业后可从事相关管理工作[3]。
针对以上三种类型学生,该校针对学生的兴趣及个体状况,在高年级时提供相应的“组合套餐”,有效发挥了“通才教育”和“专才教育”相结合的优势。
(四)以实践促教学,产学研协调发展
根据土木工程学科的特点和长江大学土木工程学科的专业特色,该校在专业建设过程中,不断的探索合作教育之路,大胆的采用了“一年三学期,工学交替[4]”的模式进行产学研合作教育试验,将暑假定位为“实践学期”,低年级由学校教师和合作单位的“实践导师”进行引导,高年级则针对专业培养模式的不同,由教师协助安排相应的实践工作岗位,提升学生的市场竞争力。
四、结语
通过对地方综合性高校土木工程专业发展困境的分析,结合长江大学土木工程学科的发展情况,我们可以看出,在地方综合性高校土木工程专业办学过程中,应该不等不靠,通过内部挖潜来提升专业地位,寻找发展机遇;同时,通过正确认识地域特色、学校特色及专业特色给学科发展带来的机遇与挑战,寻找适合自身发展的正确定位;最后,通过对学生情况的分析,因材施教,走“工学交替”的合作教育之路,制定合理的培养模式。通过以上举措,将有效提升学生的专业竞争力和学校的专业声誉,形成办学优势与特色,促进地方综合性高校土木专业的良性发展。
参考文献:
[1] 张福昌. 建筑类专业人才培养与执业资格制度关系研究[J]. 高等建筑教育, 2008(3): 1-6.
[2] 袁剑波,郑健龙. 土木工程专业发展中面临的风险与对策[J]. 中国高教研究,2003(6):84-85
基金项目:贵州省教改基金“基于应用型人才培养模式的新建地方本科院校土木工程专业建设探索与实践”(gjg121012);毕节学院教改基金“基于应用型人才培养的土木工程专业建设探索与实践”(jg201110)
作者简介:罗爱忠(1980-),男,毕节学院建筑工程学院讲师,博士,主要从事土木工程设计、施工研究, (e-mail)aizhongluo@126.com。
摘要:地方新建本科院校多数定位于应用型人才培养高校,人才培养目的是服务地方及区域经济建设和社会发展。为满足城镇化对人才的需要,很多新建地方本科院校开设了土木工程专业。文章以毕节学院为例,探讨地方本科院校土木工程专业课程设计教学方法,提出基于应用型人才培养的以工程为主线的土木工程专业毕业设计质量的保证体系,阐述了该保证体系的具体实施步骤。通过毕节学院的实践,取得了良好的效果。
关键词:新建本科院校;土木工程专业;课程设计
中图分类号:g6424文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05012904人才培养是高校的首要任务,而新建地方本科院校的定位是服务地方及区域经济建设和社会发展,因此,其培养的人才应具备在生产领域解决实际问题的能力,即应用型人才培养。而课程设计环节是本科实践教学环节的一个重要组成部分,对于土木工程专业而言,是土木工程专业教学过程中重要的实践性教学环节之一[1-6]。毕节学院土木工程专业的课程设计包含了房屋建筑学课程设计、概预算课程设计、地基基础课程设计、钢结构课程设计、混凝土结构课程设计等。传统的课程设计主要是在教师的指导下,学生根据相应课程给定的设计题目,按照课程设计任务书所提出的要求,通过查阅文献及相关资料,确定相应的方案,最后进行计算、绘图等一系列工作。通过毕节学院多年的教学实践,发现课程设计教学环节培养了学生综合运用知识的能力,是后续毕业设计的重要前奏。综合这些年与生产单位的接触,从应用型人才培养的角度来说,当前课程设计还存在如下不足:首先,课程设计一般是在某一门专业课讲授完成后安排该课程的课程设计,每一门课程孤立进行,与其他专业课的衔接较差,一定程度上造成了设计内容与课堂教学内容的脱节;其次,课程设计题目往往是一个单一的给定题目,人人一样,无法调动学生进行设计的激情和主动性,设计内容跟不上社会的发展及生产实践的需求;再次,现阶段课程设计优劣的评价标准不利于学生创新能力的发挥。文章以土木工程专业地基基础课程设计为例,分析现行课程设计的不足,提出应用型人才培养方案,以此满足行业生产实践需求的土木工程专业课程设计新模式。
一、土木工程专业课程设计管理模式的建立
地方本科院校在升本前人才培养的定位主要是教师教学方法的培养,为中小学培养教师。随着学校的发展及学校定位的不同,为服务地方经济建设,满足城镇化及工业化对人才的需求,像土木工程这一类的应用型专业发展迅速。但是,由于工程类专业办学经验不足及教师整体素质不高,导致对土木工程专业课程设计的重要性认识不够,在教学实践过程中课程设计管理及质量也相应地大打折扣。为明确课程设计对土木工程专业实践教学环节的重要性,有必要探索建立一种有效的管理模式。结合毕节学院教学实践的体会,拟从以下几方面进行探索。
1.确立土木工程专业课程设计总体规划和框架
应用型人才的培养是当前新建地方本科院校的生命力所在,也是当前新建地方本科院校服务地方经济建设的关键。应用型人才培养包括工程型人才、技能型人才、技术型人才等[7]。工程型人才主要的工作任务是把学术性人才所发现的科学原理通过一定的手段及技术转化为服务于社会实践的设计以及各种计划等。对土建类专业而言,毕业以后所从事的工作偏向于设计和规划等方面。技能型人才处于土木工程建设的第一线,他们通过实际操作将工程型人才所设计的图纸、规划等转变成土木工程的相关产品。技术性人才同样也处于土木工程建设的第一线,但是与技能型人才所不同的是该类人才主要从事组织管理、生产服务等工作。基于上述分析,围绕应用型人才的培养目标,以土木工程为主线,确立了土木工程专业课程设计的总体规划和框架。
土木工程专业课程设计的设置指导思想为:满足应用型人才培养目标中工程型人才和技术型人才培养的要求,体现土木工
专业建筑工程方向的教学要求和建筑工程专业方向的课程体系完整性,着力培养学生的初步设计能力,综合运用土木工程基础理论和基本设计方法,培养学生独立工作能力,为土木工程专业学生毕业设计及以后工作奠定良好基础。而技能型人才主要是职业类高职高专院校的培养目标。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
罗爱忠, 等新建本科院校土建专业课程设计教学方法探索——以毕节学院为例
基于以上指导思想,综合考虑毕节学院土木工程专业学生特点及区域城镇化、工业化带动战略,制定了土木工程专业课程设计的总体框架和目标。
(1)房屋建筑学课程设计。主要内容是建筑总平面图、建筑平面图、建筑立面图及建筑详图的绘制。通过该课程设计,让学生了解一般民用建筑的设计原理,并掌握建筑设计的基本方法和步骤,着力培养学生建筑方案及施工图绘制能力。
(2)施工组织课程设计。主要内容是施工方案的选择、施工进度计划的制订和施工平面图的设计。通过该课程设计,让学生熟悉单位工程施工组织设计编制的程序和内容,掌握施工方案的选择、施工进度计划的编制及施工现场平面布置图的绘制。
(3)概预算课程设计。主要内容是根据施工图及施工现场情况,计算相应的工程量、直接费、间接费、成本及利润、税金等。通过该课程设计,学生掌握概预算设计的过程、土木工程投资的构成,从而训练实际操作能力和理论联系实际的能力。
(4)地基基础课程设计。主要内容包括独立基础设计和桩基础设计。通过该课程设计,培养学生对建筑结构的整体认识,结合上部结构特征及工程地质条件,合理选择基础形式,并进行地基基础的设计和计算,绘制相应的施工图。 (5)钢结构屋架课程设计。主要内容包括屋架形式的选择及尺寸确定、支撑体系的布置、屋架内力的计算、杆件和节点的设计,以及屋架施工图的绘制和材料用量计算。通过该课程设计的学习,掌握无盖结构布置的要求及构件编号的方法,培养学生计算和绘图能力及综合运用相关力学分析的能力。
(6)混凝土结构课程设计。主要内容包括结构布置、构件尺寸确定、荷载和内力计算、配筋计算、施工图绘制等。通过该课程设计,促使学生独立完成整个结构设计的过程,培养学生综合运用相关力学知识、混凝土构件计算原理和结构设计分析方法解决实际问题的能力。
2.建立有效的制度管理体系
课程设计是整个土木工程人才培养过程中不可或缺的实践环节之一,因此,必须把课程设计置于专业课程整体的教学组织和培养应用型人才的整个系统中统筹考虑,切实加大土木工程专业课程设计的实施力度,强调课程设计对土木工程专业应用型人才培养的重要性,在理论和实践教学中提升土木工程专业学生的综合素质和能力。基于此,在教学过程中总结经验,结合土木工程建设一线及用人单位的反馈,制定合理的土木工程专业培养计划。在人才培养的基础上制定了土木工程专业各课程的理论课教学大纲及实验课教学大纲、实习教学大纲及管理办法等,并依据这些规定,相应地制定了各门课程设计的教学大纲及评价考核办法。
3. 精心选择课程设计题目,构建合理的指导实施体系
应用型人才培养过程中,课程设计过程对教师提出了更高的要求,要求专业课教师不仅能担任相应专业课的理论教学,还必须胜任土木工程专业专业技能的培训工作。因此,土木工程专业教师在课程设计教学中,除了应具备专业课程理论教学的精湛技能外,还必须对影响学生成长的诸多环境、心理等因素有深刻的洞察力,这样才能合理制定课程设计题目。同时,在课程设计题目的选择中,要正确处理课程设计与毕业设计的关系,把基本综合能力的培养渗透到各个专业课的课程设计中,缓解毕业设计的压力,调节学生毕业设计的节奏。在毕节学院课程设计教学过程中,课程设计指导教师以土木工程专业的教学计划和培养目标为依据,结合该专业课程的具体要求,制定相应的课程设计实施方案,经教学指导委员会审定后即可应用于教学实践。在指导过程中,根据专业课程的特点及学生的差异,采取灵活的组织形式,通过集中指导、单个辅导、电话及网络指导等方式,使每个学生都能圆满完成任务。
二、提高学生参与课程设计的主动性和积极性
学生是课程设计的主体,学生参与课程设计的主动性和积极性与整个课程设计实践教学环节的质
量息息相关。而土木工程专业课程设计是土木工程专业本科培养方案中重要的实践教学环节,是针对专业课程中某一特定课程内容的专项训练,进行课程设计的目的是加深学生对相关课程知识的理解,培养学生初步的工程设计能力,使学生掌握工程设计的基本步骤、内容和方法,了解主要的技术法规和政策,并具有相应的文献查阅、技术文件写作和工程制图能力。因此,有效地调动学生参与课程设计的主动性和积极性十分重要。根据毕节学院多年来的实践,主要从以下几方面提高学生参与课程设计的主动性和积极性。
1.提前针对课程特点给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态
课程设计一般安排在每学期末,而且通常是几门课程设计集中安排。这种安排虽然有利于课程设计过程的集中管理,但是,由于课程考试也集中安排在期末,两者之间出现一定的冲突。为了缓解冲突所带来的影响,课程设计指导教师可以在理论教学的过程中,提前针对该门课程的特点,给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态。在土木工程专业课程设计实施过程中,以房屋建筑学和土力学与地基基础这两门课程为例,毕节学院主要做法是:针对房屋建筑学课程,可以在讲完建筑设计基本原理后,下达相应的课程设计任务;针对土力学与地基基础,可以在讲完土压力及边坡稳定性分析后,下达相应的课程设计任务。如此,学生对该门课程的理论及学习方法已经了解,初步掌握在实际工程中的运用技巧,并具备一定的基础理论知识,提前进入设计角色。
2.鼓励学生自主选择课程设计题目,提高设计的主动性
教学实践发现,部分学生已经接触土木工程行业,在日常接触到教学楼、多层单元式住宅、幼儿园、别墅、边坡、基坑等土木工程项目,部分学生可根据自身的兴趣,依据课程设计特点及要求自主选题,这样可以提高其参与课程设计的主动性。
3.强化学生对土木工程相关规范的运用,明确土木工程设计的方法和思路
土木工程相关规范是土木工程建设顺利进行及安全性的重要保证,相关的专业教材由于时间差,涉及的规范陈旧或者只是讲授一些理论性知识,根本没有提及规范。因此,需要教师在课堂教学过程中实时更新规范并补充相应的内容,在课程设计过程中强调相关规范的运用,包括图纸绘制的相关规范等。
4.实行量化的时间安排及考核程序
课程设计的过程中,部分学生常常将设计集中于某个时段突击完成,造成了课程设计质量达不到相关要求,最后由于时间关系不得不重修。为了保证课程设计质量,在课程设计的实施过程中,对每一个过程需要定量化的时间安排,反复检查、讨论、修改直至最后定稿。对每一个考核程序严格执行,只有这样才能保证公平、合理地进行课程设计最终结果的考核。
三、结语
课程设计是土木工程专业实践教学环节的重要组成部分,其目的是考察学生对基础理论、基本知识和基本技能的掌握程度。通过课程设计的教学环节,培养学生分析和解决问题能力及创造性、独立性。毕节学院土木工程专业对课程设计的相关管理和教学方法保证了课程设计教学环节的顺利进行,达到课程设计教学环节的主要目的。通过土木工程相关管理、设计和施工等单位的反馈,课程设计的质量将影响毕业生在后续的工作及设计中融入其工作环境的速度,因此,应不断加强课程设计教学改革,提高其教学质量。
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curriculum design and teaching methods for civil enginee
ering in newly
established universities: taking bijie university as an example
luo aizhong, fang juan, chen changlu, lei yong
(architecture and civil engineering college, bijie univesity, bijie 551700, p. r. china)
abstract: the goal of most newly established local universities is to training applicationoriented talents to serve local and regional economic construction and social development. to meet the requirement of urbanization, many newly established local universities established the civil engineering specialty. we took bijie university as an example to discuss the course design and teaching methods of civil engineering in newly established local universities, presented an assurance system based on the main line of applicationoriented talent training for graduate design quality, and described specific steps of implementing the guarantee system. practice in bijie university achieved good results.
关键词:土木工程专业;教师;工程经验;举措
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)05-0026-02
一、研究背景
目前我国正处于基础设施建设的大潮中,社会需要大批合格的土木工程人才。然而,现有的高校毕业人才在一定程度上并不能使用人单位感到满意,主要表现在高校毕业生理论知识丰富而实际经验溃乏,在处理实际工程问题的过程中不能很好地将理论知识与实际工程有机结合。这与高校教育有着紧密的关系,而高校中教师对人才培养起着关键作用。土木工程专业教师不但要有较高的理论水平,还要具有一定的工程经验,才能培养出合格土木专业人才。现实情况往往是教师过度地重视科研水平的提高,而忽视实际工程经验的积累,在教学过程中出现了教学与实际脱节、学生不能在应用的基础上学习相关知识的问题。为此,本文首先阐释了工程经验对土木工程专业高校教师的必要性与意义,指出了高校教师工程经验现状及原因,最后指明了提高教师工程经验的举措。
二、工程经验对土木工程专业高校教师的必要性与意义
土木工程专业是一门紧密联系工程实践的应用型专业,具有很强的实践性、工程性和技术性。作为培养土木工程人才的教师,其授课的对象是接触实际工程不多而毕业后却要大量接触具体工程的学生。土木工程专业的特点以及教师在高校中的角色决定了其必须具备丰富的工程经验。
一名合格的土木工程专业教师,应该具备较为完善的知识结构,即理论知识的完善与实践知识的完善。完备的理论与实践知识,可以使教学理论联系实际,用工程实例充实教学,让学生真切地感受理论知识在实际工程中是如何得到具体的运用,如何从工程实际运用角度学习相应的理论知识,从而使得课堂生动有趣,加深学生对知识的理解与吸收,增强授课效果。
然而,现阶段我国土木工程专业高校教师的工程经验现状如何呢?
三、土木工程专业高校教师具有的工程经验现状及分析
一项针对全国25个省市自治区的高校工科教师工程素质现状调查的结果表明[1]:学校工科教师的工程素质评价处于“一般”、“不高”和“很低”的达到70.89%,而处于“较高”以上的只有29.12%(见图1);工程领域工作经历不足一年的高达17.54%,完全没有工程经历的工科教师达到25%;一般性参与、偶尔参与以及没有参与重大工程项目的设计、研究工作的工科教师达到63.88%。这些数据都充分说明了工科教师队伍普遍缺乏应当具备的实际工程经验。土木工程是典型的工科专业,其对教师实际工程经历的要求应不低于甚至要高于一般工科专业,工科专业平均水平尚且如此,土木工程专业高校教师所具有的实际工程经历应当更不容乐观。
结合笔者的实际工作体会,认为导致土木工程专业高校教师所具有的工程经历现状不容乐观的主要原因有:
首先,当前高校教师招聘过分强调学历水平,招聘时多是原则上要求应聘者须取得博士学位。这样,近些年土木工程专业教师大多是直接从高校相关专业毕业的博士中招聘,以这类具有高学历的博士为代表的教师,毕业后直接进入教师队伍,没有在规划、勘察设计、施工及相关的单位工作过,对于实际工程中的业务不熟悉,往往是熟悉相关的理论而不熟悉实际的操作过程,整个知识水平只是较多地停留在理论层次。
其次,当前工科高校教师考核晋升机制不健全,片面地强调科研业绩及成果以及学历,评审标准往往没有包含对实际工程经历的考核,造成多数高校土木工程专业教师片面地追求高学历,片面地追求论文的数量、科研经费的多少和发明专利的数量等,而对于实际工程经验的积累,主观上没有重视起来。
四、如何积累教师工程经验,增加教学效果
对于如何积累教师的工程经验,结合当前教师工程经验普遍不足的原因,笔者认为主要应当从完善教师队伍以及教师考核晋升标准做起。具体而言,应该从以下几个方面做起[2,3]:
1.拓宽教师队伍选拔的渠道。目前,国内高校教师多是从高校应届博士毕业生中招聘,而很少从实际工程单位中招聘,这种教师队伍选拔渠道过于狭窄,造成一些工程经验丰富且能够胜任教学的人才没能够进入教师队伍。从深层次上讲,这多是由于高校过分重视科研而忽视教学导致的,而培养人才毕竟是高校的核心任务,为此,高校首先应该将教学放在更加重要的位置,其次应当转变观念,树立起“不唯学历凭能力”的观念,做到“不拘一格降人才”,拓宽教师队伍选拔渠道,使工程经验丰富且具有教学能力的人才都能够充实到教师队伍中,提高教师队伍的工程经验水平。比如,高校完全可以从工程技术企业、规划设计企业等相关企业招聘一些技术过硬、专业基础扎实的高级工程师作为专职教师。
2.实施专、兼职教师结合制度,以弥补专职教师工程实践经验的不足。由于多种现实因素的影响,企业中工程实践经验丰富的优秀人才并非都能够进入高校作为专职教师任教。为此,高校应当实施好专职与兼职教师相结合的制度,制定从企业聘请兼职教师的专门政策,选聘实践经验丰富的高水平工程专家到学校任教,承担专业课程部分教学任务或者联合指导毕业设计等任务。更为灵活地,学校可以邀请工程大师以举办论坛、讲座的方式给在校师生传授工程实践经验,讲解设计、施工、管理中的技术要点,使得教师通过这些活动积累工程经验,提高教学水平。
3.支持和鼓励教师到施工单位、勘察设计单位及其他相关单位挂职锻炼。社会上与土木工程专业相关的各类企业是积累实际工程经验的重要场所,因而,对教师而言,尽可能地在这些单位进行相关的挂职锻炼,是提高教师自身工程经验的有效途经。然而,由于现实因素的影响,正常情况下多数企业并不愿意承担培养教师的任务,此时学校可以与相关单位建立良好的合作关系,为教师进入到相关的企业挂职锻炼创造条件,让教师参与实际工程设计、施工和工程管理等形式,不断地丰富教师的实际工程经历,提高业务能力。
4.完善高校土木工程专业教师考核评审标准。目前,对高校教师进行年度考核及职称晋升时,考虑的因素主要有论文数量、承担课题研究的多少等[4],几乎没有对实际工程经验的考虑,这是有失偏颇的。要将教师实际工程经历纳入到考核标准中,比如实际工程中工作的时间,工作中所负责项目的级别以及所获的奖项等。同时为提高教师对于实际工程经验的重视程度且避免使考核流于形式,不但要在考核标准中增加对实际工程经验的考虑,还应该将此类考核指标赋予较高的权重,引导教师加强实际工程经验的积累。
5.鼓励教师与企业间开展横向科研合作。新理论新技术在运用到实际工程中时,总是会遇到各种技术问题,而高校纵向课题正是着眼于解决实际工程中的技术问题,更是偏重于实际工程应用,这与偏重于理论以及应用基础研究的纵向课题有明显的不同。通过参与横向课题的研究,首先可以使教师在实际工程中运用理论知识,促进理论与工程实践的高效结合,增加教师的实际工程经验。然后,在教学中教师可以有意识地向学生讲授实际工程中理论知识是如何得到运用的,从而提高教师的授课效果。因而学校应当鼓励教师与企业间开展横向课题研究,教师应当积极参与横向课题研究,使得与企业间积极开展横向科研合作成为提高教师工程经验的一个有效途径。
6.发挥有经验教师的“内部传、帮、带”作用。在教师队伍中,不乏有着丰富实际工程经验的教师,为充分发挥这些经验丰富教师的优势,可以组建教学团队,在团队中合理地搭配工程经验丰富与工程经验相对缺乏的教师。在团队中发挥工程经验丰富教师的“传、帮、带”作用,比如组织参加实际工程经验丰富教师的教学观摩活动、带领需要提高工程经验教师完成学生实践环节的辅导工作等,最终达到提高整个教学团队实际工程经验的目的。
7.加强案例教学。土木工程专业有很强的工程实践性,在教师缺乏丰富的工程经验以及现场学习有困难时,借助案例教学,无疑是一种可行的途径。通过对实际工程案例的学习,一方面可以使教师熟悉实际工程中相关业务的操作流程,完善自身的实践知识;另一方面,案例教学由于将理论知识结合于实际工程,可以充分提高学生学习兴趣,让学生主动参与到案例的分析与问题的解决中,最终提高教学效果。
五、结语
提高土木工程专业教师的实际工程经验水平,涉及到高校管理制度以及教师自身等多方面的问题,需要高校管理者以及教师自身共同努力,高校管理者要为教师工程经验的积累创造条件,更重要的是要使教师自身要从思想上认识到工程实践知识的重要性,然后结合所处高校以及自身实际情况,主动采取各种举措完善自己的知识结构。从而使土木工程专业教师不但做到理论知识扎实,而且还要实践经验丰富,能够为培养出合格的土木工程专业人才做出应有之力。
参考文献:
[1]李博.工科教师的工程素质研究[D].武汉理工大学,2012.
[2]李炎锋,薛素铎,杜修力.卓越工程师计划背景下青年教师工程素质的培养[J].中国大学教学,2013,(04):77-79.