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一、构建课程设计质量监控体系的必要性
随着中国钢产量的不断提高,用钢量已不再是制约钢结构发展的主要因素,建筑钢结构由于其材料性能优良,制作安装工业化程度高以及结构形式新颖灵巧,受到了越来越广泛的应用。随之而来,钢结构人才短缺日渐凸显,企业急需大批钢结构设计和施工的专门人才。钢结构课程设计是对学生的一次较为全面的设计训练,是钢结构原理和钢结构设计课程后一个重要的综合性实践教学环节,也是培养学生钢结构设计能力的基础性教学环节。它是课程基本概念、基本理论等内容的延伸,也是对所学知识的一次综合运用,将为毕业设计以及工作以后的钢结构工程设计奠定坚实的基础。但是,长期以来大部分高校形成了重理论、轻实践的教学模式,各高校实践教学的质量监控相对薄弱。就学生而言,受传统教学模式的影响,普遍重视基本理论的学习,忽视实践教学环节在教学活动中的重要地位。一方面大学生习惯于传统的“教师讲,学生听”的教学模式,而对于以学生为主的课程设计环节,自主学习的积极性不高,主动性不强,探索钻研和创新实践能力不足;另一方面,大学生迫于就业压力,学习动机功利化,热衷于考取各种资格证,从而忽视了对专业课的学习,特别是相对自由的设计环节,如果缺乏规范的实践教学规章制度或者监控体系,设计时间、设计进度和设计质量难以保证。因此,如何构建切实可行的课程设计质量监控体系,充分调动学生的积极性和主动性,保证课程设计质量并且督促学生按时独立认真完成课程设计,是一项紧迫而必要的工作,也是钢结构实践教学改革需要不断研究和探讨的课题。
二、课程设计质量监控体系的构建
笔者根据多年的教学经验,并结合山东科技大学钢结构省级精品课程建设工作,在钢结构课程设计质量监控方面进行了一系列改革实践,并取得了较理想的效果。
(一)设计题目多样化
在2006级以前,学校钢结课程设计通常做法是进行钢屋架设计,设计题目单一。随着计算机的普及,课程设计绘图也由原来的手工绘图变成了计算机CAD绘图,这就不可避免地导致前一届学生存储的设计资料流入到下一届学生的手中,出现跨级抄袭或者拷贝的现象。为此,课题组集中编写了三个题目的课程设计任务书,包括钢屋架设计、工作平台设计、门式刚架设计。自2006级以来,三套课程设计任务书轮流使用,并根据设计过程跟踪指导情况适时对设计内容进行添加或者修改,有效避免了跨年级拷贝现象。
(二)设计方案多样化
对于同一个课程设计题目,在编写任务书时,在教学要求完全一致的基础上,给出多组设计条件和设计参数供选择,尽量做到不同的学生完成不同的设计方案。以钢屋架设计为例,通过给出厂房的跨度、屋面情况、积灰荷载、屋架坡度及钢号等多组参数组合,保证每个学生选用不同的方案,具体安排见表1。例如:三班的25号学生,其相应的设计参数为24m跨度,上人屋面积灰荷载为0,屋架坡度为1/12,选用Q235的钢材。这样,不同的学生选择不同的设计内容,从源头上杜绝了课程设计抄袭或雷同现象的发生,从而能够更好地促使学生独立地完成课程设计,达到预期的训练目的[1]。
(三)加强设计过程的管理和指导
下达设计任务书的同时,下发课程设计指导书,详细说明要完成的具体内容,设计图纸的要求以及设计计算书的内容。另外,为了便于指导教师跟踪指导和检查,设计指导书中还要给出设计内容的时间安排。钢屋架设计时间具体安排见表2。课程设计集中在两周内完成,由于课程设计是在课程结束若干天以后的期末进行,学生表现比较松散,指导教师要随时检查学生整体的进展情况及每个人的完成情况[2]。指导教师要对学生进行过程跟踪指导,并分三次进行集中检查和指导答疑。第一次安排在内力计算及内力组合完成以后,主要检查结构的布置是否合理,荷载及内力的计算是否正确。第二次安排在构件和节点设计完成以后,主要检查构件设计是否合理,验算过程是否完整,计算是否正确,节点设计是否合理。第三次安排在屋架施工图绘制完成以后,主要检查图面布局是否合理,尺寸标注是否正确,是否达到施工图要求等[3]。通过过程跟踪管理和指导,可以更好地了解学生对知识的掌握程度,以及独立完成课程设计的能力和质量,并以此作为平时成绩考核的依据。
(四)完善考核办法
传统的钢结构课程设计考核主要以设计成绩为主,适当考虑20%的平时成绩。设计成绩主要考虑设计图纸的质量和设计计算书的内容。平时成绩以考勤为主。这种考核方式往往无法兼顾到公平和合理性,不能完全体现学生的主动性和独立工作的能力,也就无法充分调动学生的积极性。为此,我们改革了课程设计的考核方式,将原来以设计成果为主的考核方式变成多方面多指标的考核方式,主要从平时成绩、设计计算书、施工图纸和课程设计答辩四个方面综合考核,对应到具体每一方面,给出相应的量化评价指标,见表3[4]。通过实施这种多方面多指标的量化成绩评定的教学改革实践,学生的主动性有明显提高。自2006级实施改革实践以来,特别是2009、2010、2011三级,完全按照上述课程设计质量监控体系进行。实践证明:设计质量较以前有很大提高,设计计算更条理、更完整;从成绩来看,2009级优良率42%,2010级优良率52%,2011级优良率47%,较过去的25%~35%有明显提高;此外,学生也普遍认同该质量监控体系和课程设计实训系统,普遍认为为以后的毕业设计和入职打下了良好的基础。
三、结语
提高教学质量。
关键词:教学方法;道路勘测设计;课程设计
中图分类号:G6424 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0066-05
一、教学现状
道路勘测设计是土木工程专业道路与桥梁工程方向的专业必选课程,阐述道路几何线形设计的相关理论和方法。该课程主要介绍公路与城市道路路线设计的基本理论与实用方法,包括汽车行驶特性、道路平面、纵断面、横断面设计,选线与定线方法,道路平面与立体交叉设计,道路计算机辅助设计等。
道路作为三维带状空间结构物,其勘测设计工作是基础。道路设计是从几何和结构两方面研究,道路勘测设计课程主要讲述道路几何设计,结合现行技术标准和设计规范,将道路几何设计及其相关的调查勘测结合起来,是一门综合性课程。
现在国内高校道路勘测设计课程一般主要包括课堂教学、室内课程设计和野外实习3个方面。“大土木”专业下,该课程课时数稍有减少。目前华南理工大学课时压缩为56学时,一周课程设计和一周野外实习,该课程理论知识点多,内容杂。
(一)教学目标虽然明确,但效果一般
一般教学计划都制定了明确的教学目标。学生通过道路勘测设计课程的学习,能系统地掌握道路几何线形的设计理论和方法,熟悉相关设计规范和路线勘测设计过程,合理运用技术标准,从而具备一定的道路工程设计和实践能力。学生通过课程设计和野外实习的实践环节,加深对基本原理和设计方法的理解,了解各个设计参数选用的合理依据,并能利用所学的理论知识解决工程实际问题。但多年的教学实践表明,即使学习氛围浓厚、班风良好的班级,有时教学效果仍不佳。
(二)学生主观上不够重视
因为道路勘测设计是道桥方向的专业课程,开设时间比较早,一般在第五学期
开设。由于学生对整个专业认识还不是很清楚,而该课程涉及相关规范条文很多,
不像数学或力学具有理论性、系统性和逻辑性很强的理论和计算,使学生误以为该课程偏重概念,从而态度上不够重视。学生缺乏工程实践和工程认识,对专业课程的理解和把握难度增加[1];由于设计细节多、内容杂,学生在课堂学习中有些无所适从,不清楚实际工作的情况和要求,缺乏学习主动性。
(三)教学方法陈旧
课程教学过程中,以往教学往往是以教师口头讲授为主, 结合板书绘图和演示计算过程,如果平铺直叙、按部就班地照本宣科, 学生就会感到杂乱无章, 摸不着头脑;而道路勘测设计课程实践性较强, 在缺乏大量工程实例和有效直观的演示手段时, 学生对该课程内容很难有深刻的认识和理解, 在实践性教学环节中就无从下手;另外规范条款繁多, 如果不能以有声有色的实例来解释说明, 则不能在学生头脑中留下深刻的印象[1]。目前高校虽然大多采用多媒体教学,但课件设计不能很好地从学生角度出发,缺少互动性,学生很难消化吸收。
实践教学环节薄弱[2],课程设计和野外实习时间短,每位学生锻炼的机会少,对土木工程师的责任感没有深刻认识。野外实习若不是生产实习,学生积极性不高。另外,部分学校受条件限制,没有道路勘测实习基地。
杨永红,等 中美土木工程专业道路勘测设计课程教学对比研究
(四)没有与其他专业课程很好地结合
学生应对整个公路工程基本建设程序有一个清晰的了解。道路勘测设计课程应该在以测量学、道路工程制图、工程力学、工程地质及水文地质为基础的专业课程开设后再设置。同时该课程还应与后续课程,如路基路面工程、桥梁工程、公路施工组织设计和工程概(预)算、现代测设技术等专业课程紧密相连。目前一般高校在课程设置时,相关知识结构没能很好地前后结合起来。该课程虽是重点讲述道路几何设计,但在设计选线和定线过程中需要考虑地形、地质等外界环境因素的影响。
二、中美大学课程教学成绩评分要求比较
笔者在美国某著名大学进行了一年的学习研究,期间以学生的身份旁听了一些课程,对国外的教学方法有了较深的理解。1991年,美国政府颁布了《关于发展高等教育和提高专门人才质量方案》,该方案认为:“加强专门人才在生产和科技部门独立工作的能力,是当前高等教育向现代化方向发展的基本方针。”为此,“要求在课程改革上,打破原有的课程界限及框架,实行跨学科的综合研究,创设新型的综合课程”。
笔者旁听的一门课程,主讲教师不仅对道路勘测设计课程有着丰富的教学经验,还讲述了道路交通参数,以及交通流、交通安全方面的知识。这在中国高校中是道路与交通工程两个不同专业的内容。
比较美国某著名大学与国内某重点大学的建筑测量基础课程和路线几何设计课程,评定学生成绩的评分项目各自所占比重如表1、图1、表2和图2所示。
可以看出,对路线几何设计课程,美国某大学完成作业和平时小测验占40%,并且考试在整个学期教学中有3次,占60%;对建筑测量基础课程,不考虑测绘绘图项目所占比重后,作业和平时小测验占
由此可见,美国大学教师重视平时教学管理,对学生学习要求严格,平时小测验和考试次数比中国大学多,有的课程多则每节课都有小测验,这样有力督促了学生学习,努力获得学分。另外,图3为笔者旁听的建筑测量基础课程试验的笔试和操作考试。
关键词:土木工程专业;本科生;毕业设计模式
1土木工程专业毕业设计模式探索
目前,多数高校由于毕业设计管理与制度方面存在问题,对土木工程专业本科生毕业设计成果的质量水平要求偏低,致使土木工程专业本科生毕业设计中存在的相关矛盾不能得到有效解决,毕业设计对学生的巨大锻炼作用也没有真正体现出来.基于近3年来针对高校土木工程专业本科生毕业设计工作的大量调查与研究,结合多年来土木工程专业本科生毕业设计工作的指导实践,认为可以从毕业设计前期准备、毕业设计的题目规划与选题、毕业设计指导和毕业设计管理与监督4个方面对高校土木工程专业本科生的毕业设计工作进行模式构建,全面提高高校土木工程专业本科生的毕业设计质量.
1.1毕业设计前期准备
工程设计理念、专业知识和国内外相关工程设计素材是影响高校土木工程专业本科生毕业设计成果质量的关键因素.在毕业设计制度层面上规定参与毕业设计工作的指导教师要切实围绕着这些关键因素,开展有针对性的毕业设计项目设计的相关调研活动,并从中获得与当前国内外先进的土木工程设计理念和设计成果相适应的一系列初步毕业设计项目.同时组织召开毕业设计项目设计研讨会,为指导教师开展初步毕业设计项目的研讨与相互交流提供场所和机会.通过研讨与相互交流,指导教师在毕业设计开始前必须拿出满足数量和质量要求的毕业设计项目以备院、系毕业设计管理组审核.审核通过的指导教师方可获批进入毕业设计指导教师队伍.
1.2毕业设计的题目规划与选题
1.2.1毕业设计的项目规划
土木工程专业本科毕业生对自己的毕业设计项目都心存期望,都想基于自己的专长来选择自己喜爱做的毕业设计项目.因此,在毕业设计项目的规划阶段,指导教师要牢牢抓住能切实体现对学生基本知识的应用、专业技能训练和创新能力的培养方面项目的设计,在毕业设计项目的设计上照顾到不同层次与水平的学生,在立足于体现对学生基本知识应用和专业设计技能训练的同时,为每位毕业设计学生的个性发挥创造条件[4G7].毕业设计项目规划包括:(1)毕业设计项目的类型规划.依据土木工程设计的特点,结合针对土木工程专业本科生所学专业知识进行训练与创新培养的要求,可将毕业设计项目类型设置为“基本训练型”和“基本训练+创新培养型”2个基本类型.(2)项目的难度规划.可规划为“单一结构形式项目”,是以训练本科生的基本设计素养与设计技能为目标的项目,对应于“基本训练型”,以及“组合结构形式项目”,是在训练本科生基本设计素养与设计技能的同时,又使其创新能力得到提高为目标的项目,对应于“基本训练+创新培养型”.(3)项目的数量规划.可依据学校关于每位指导教师所带毕业设计学生的额定人数加2作为毕业设计项目数量.
1.2.2学生选题
毕业设计学生通过专业主任指派给指导教师,一位指导教师可指导8~12名学生,这些学生共同围绕一个工程设计项目进行毕业设计,但每位学生又各自独立完成工程设计项目中的一部分(又称一项目多生),这是目前多数高校土木工程专业本科生的毕业设计模式.“一项目多生”虽然便于指导教师在整个毕业设计过程中开展指导工作、增强毕业设计学生的团体与合作精神,但无法体现学生的自主性、爱好与兴趣,因此无法实现对学生创新能力的培养.考虑到土木工程专业毕业设计学生的个性发挥,部分高校开辟了学生可在3位指导教师提供的毕业设计项目中同时选择1个毕业设计项目(又称一项目一生的师生互选).这一毕业设计模式不仅给予了学生针对指导教师和毕业设计项目的充分自主选择权,也给予了指导教师针对报名学生的自主选择权,实现了充分尊重学生爱好与兴趣的师生双向选择,为培养学生的创新能力创造了条件.这样的毕业设计模式不仅可以充分调动每位毕业设计学生的个性与创造力,而且也充分激发了指导教师的指导积极性.
1.3毕业设计指导
在土木工程专业本科生的毕业设计全过程中,指导教师与毕业设计学生间的设计理念与设计方法的互动交流对完善学生的设计理念和培养学生的创新思想至关重要.如果要保质保量地达到土木工程专业本科生毕业设计的教学目标,就必须建立一支为人师表、责任心强、工程背景深厚和创新能力强的指导教师队伍[8].指导教师在指导方式上既要注重毕业设计形式上的实战性,又要切实做到设计内容上的创新性.指导教师应针对毕业设计资料的收集、设计方案的形成、毕业设计计算与工程图绘制注意事项、设计说明的撰写,为学生提供“问题与解决方法”互动交流,切实解决毕业设计学生心中的疑惑.同时,指导教师要注意去除“放鸭式”和“保姆式”这些过去常见的指导陋习,营造创新性毕业设计环境[9G10].
1.4毕业设计管理与监督
1.4.1管理模式构建
目前,多数高校土木工程专业本科生的毕业设计过程在形式上表现为:指导教师针对选择自己毕业设计项目学生下达与设计项目相对应的毕业设计任务书,然后是开题报告、文献综述、外文翻译、计算与工程图绘制、设计说明写作、毕业答辩与毕业设计成绩评定8个环节.除毕业设计成绩评定环节外,其余7个均为毕业设计学生直接参与的环节.分析研究这7个环节各自的特点,可以找出高质量完成每个环节的关键要素、合理完成时间和管控方法,并在此基础上将这7个环节调整为3个阶段,具体为初步设计阶段(包括毕业设计任务书、开题报告、文献综述与外文翻译4个环节)、实质设计阶段(包括计算与工程图绘制、设计说明写作2个环节)与毕业答辩阶段(毕业答辩环节).调查发现,社会机构针对毕业生的招聘时间与实质设计阶段重叠较多,而与初步设计阶段重叠较少,与毕业答辩阶段几乎不重叠.在毕业设计实践中通过抓牢关键要素(各个环节的进度与质量)、加强实质设计阶段与初步设计阶段的管控工作,将合理完成时间引入到实质设计阶段与初步设计阶段,可有效地将实质设计阶段与初步设计阶段在原来的基础上分别缩减5天左右.指导教师可将缩减下来的10天左右的时间,基于每位学生的实际情况,用于找工作与毕业设计间时间冲突的解决.
1.4.2监督模式构建
院、系毕业设计管理组的切实监督,可有效消除毕业设计工作中学生及指导教师的不认真和消极思想,有利于提升毕业设计工作的规范化管理[11G12].在毕业设计工作中,加强随机对每位指导教师及学生在每一个环节上设计质量的抽查工作,可最大限度地消除影响学生职业素质提高与创新能力培养的不利因素.为强化毕业设计工作监督,采取了如下具体措施:(1)为每位毕业设计指导教师及其学生指定专门的设计场所,要求在毕业设计过程中对学生实行现场签到和签离制度,规范请假和销假制度,并采取随机现场检查;(2)以建筑工程系主任作为该系毕业设计监督小组组长,协同学院毕业设计工作组的监督成员,负责全系指导教师与毕业设计学生的毕业设计工作监督,为毕业设计工作的高效、有序进行创造必要的外部条件;(3)院、系毕业设计管理组要严格遵照校、院关于毕业设计工作的各项规章制度,对在毕业设计工作中发现的小问题及时与指导教师沟通解决,较大的问题及时向学院主管领导汇报,以便得到合理解决.
2毕业设计成绩评价
对每一位毕业设计学生来说,毕业设计成绩既是其毕业设计劳动成果的具体量化,也是其毕业设计成果质量的客观评定.这就要求毕业设计工作的管理者要设计出一个合理、科学的毕业设计成果质量评定方法,为毕业设计学生成绩的客观评价、激发学生的主观能动性和创新性奠定基础.毕业设计成绩的评定工作,可由院、系审核通过的毕业设计成绩评定组依据预先设定的毕业设计成绩评定量化标准进行.成绩评定量化标准应着重体现在基础专业知识应用的基本设计,以及新方法、新手段应用的创新设计.首先要重视学生针对工程设计的基本功锻炼,把基本设计成果质量作为主要的考查对象,其成果分值占总分的80%;将创新设计成果质量作为成果提升的考查对象,其成果分值占总分的20%.在毕业设计成绩评定量化标准中,指导教师的评分权应仅限于对学生毕业设计进度与质量的考查上,评分值可占总分的15%;评阅人应针对学生毕业设计成果进行质量考核,评分值可占总分的40%;答辩小组应针对学生个人知识水平、毕业设计成果进行全面考核,评分值可占总分的45%.基于评分标准,将学生的毕业设计成绩划分为优秀(成绩值≥85分)、良好(85分,成绩值≥75分)、中等(75分,成绩值≥65分)、及格(65分,成绩值≥60分)和不及格(成绩值<60分)5个等级.在毕业设计成绩评定量化标准中还应对评阅人及答辩小组成员做出一些限制性规定,如:评阅人及答辩小组成员不应与被评定学生存在利害关系、学生毕业设计成果质量的评定意见应由答辩小组长给出并提交至系毕业设计委员会备案、系毕业设计委员会负责将创新性突出或有较大实用价值的毕业设计成果推荐至校优秀毕业设计评选委员会.
关键词:课程群;力学;知识模块;教学方法
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0214-02
近年来,随着我国高等教育规模的不断扩大,研究生的整体理论水平出现了明显的下滑现象,尤其是土木专业工程硕士研究生普遍的力学基础和数学基础都较薄弱,这给结构动力学与弹塑性力学等力学类基础课程的教学带来了很大的困难。而结构动力学与弹塑性力学都是土木工程专业硕士研究生的主要技术基础课程,理论性很强,在学生的知识结构中起着重要的承上启下作用。因此,如何提高力学类课程的教学质量,促进土木专业硕士研究生工程能力和素质的提高,是值得认真探索和研究的问题。
一、课程群建设的目标
由于课程群承载着技能培养目标、协调着课程之间的关系,使培养目标更明确化[1]。因此,为促进教学资源优化配置,提高土木专业工程硕士研究生的培养质量,强化教学效果,把课程体系中内在联系紧密的结构动力学和弹塑性力学等课程建设成力学基础课程群,以面向土木工程实际应用为目标,强化对学生工程素质和工程理念的教育。通过此课程群的学习,使土木工程的专业硕士研究生能够站在一定的理论高度,较全面扎实地掌握工程结构静、动力分析的典型方法及其原理,会应用所学力学知识解决实际的工程问题。
二、课程群主要建设思路及知识模块
结构动力学和弹塑性力学都是技术性很强的专业基础课程,涉及数学建模、演绎、计算方法和数值模拟等多个研究领域,它们的共同特点是公式多而冗长、计算难而复杂、求解繁琐而难以掌握、涉及面广而不易理解[2]。面对当今力学基础和数学基础都较薄弱的土木专业工程硕士研究生,这两门课程的建设与改革也应顺应时展的要求,以增强学生的工程应用能力为主线,合理采用现代化教学手段,优化教学内容,改进教学方法。例如,可以结合实际的工程项目,加强案例教学,激发学习兴趣,创造学有所用的良好氛围;除了安排必要的课程教学外,应留有对课程相关的内容及实际工程问题进行学习和讨论的余地,培养学生将所学理论知识用以解决工程实际问题的能力,从而激发学生的创新能力和创造能力。为强化对土木专业工程硕士研究生工程素质的培养,初步设想力学基础课程群由以下三个知识模块组成:
1.结构动力学模块:研究结构体系在各种动荷载作用下的力学行为。通过该模块知识的学习,使学生明确动荷载作用和静荷载作用的本质区别,牢固掌握结构振动的普遍规律和结构动力分析的基本研究及计算方法,为改善工程结构系统在动力环境中的安全性和可靠性提供坚实的理论基础,从而有助于在今后的工程设计和工程建设中减少振动危害,让振动为人类服务。
2.弹塑性力学模块:研究可变形固体受到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时,弹塑性变形和应力状态。通过学习,使学生牢固掌握固体变形的规律,掌握非线性变形与塑性变形的概念和分析方法,深入了解结构的承载力问题,会用弹塑性理论对工程结构的应力与变形进行准确地描述和计算,以解决工程中的实际问题。
3.有限元分析技术模块:有限元法是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具,在土木工程分析与设计中有非常广泛的应用。该知识模块要求学生掌握有限元方法的基础理论,了解有限元法的特点及有限元法的基本步骤,掌握梁、板、壳、三维实体和一些特殊单元的线性和非线性特性,会根据研究目的及研究对象的不同,选择合适的单元建立有限元模型。目前,各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转化为社会生产力。土木专业的工程硕士研究生在学习了结构动力学、弹塑性力学的基本理论知识和有限元分析的基本方法以后,应能采用大型有限元软件(如ANSYS、ABAQUAS等)计算分析实际的工程问题。
三、课程群教学研究
由于结构动力学、弹塑性性力学、有限元分析等课程内容的学习,涉及到材料力学、结构力学、高等数学、线性代数等许多先修课程中的重点和难点,综合性很强,要求学生有较扎实的力学和数学基础知识,而目前的土木专业工程硕士研究生此方面都较欠缺。因此,该课程群的教学要求应以面向实际应用制定教学计划,从原先以力学基础理论为主逐渐转变为以理论和实践并重的培养模式,强调以理论指导实践、在实践中检验理论并强化其应用和创新的螺旋式上升的学习过程。在教学安排上,应针对各校土木专业工程硕士研究生的实际状况,充分注意和本科阶段力学知识、数学知识相衔接,及时复习课程中涉及到的达朗伯原理、矩阵运算、Fourier变换、常微分方程的求解、偏微分方程等相关知识,并对传统的经典内容加以精选,根据重点引导学生关注工程问题、注重培养学生的力学概念和理论实践能力,对繁琐的公式推导和手算能力不做过高的要求,转而强调培养学生运用现代通用有限元软件进行建模、分析计算并能对求解结果进行对错定性判断的能力,在实践中较全面、系统、深入地掌握土木工程专业的基本力学理论和分析计算方法。在教学方法上可以将老师讲解和同学讨论相结合,采用启发式、讨论式、演示式等多种教学方式,营造师生互动的课堂氛围,激发学生从多角度去讨论问题,重点培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。为了提高学习兴趣、培养科研能力,可以将学生分成3~4人一组,每组设计不同的实际工程题目,让学生自行查阅文献、分工协作、集中讨论,在教师指导下有理有据地完成项目,同时撰写科研报告,并通过分组答辩评定成绩。
四、课程群建设的预期效果
通过力学基础课程群的建设,以适应面向实际工程应用的培养目标为主导,进一步修订完善力学基础课程群的教学内容,改进教学方法,使土木工程专业的工程硕士研究生,既能站在一定的理论高度,较全面地掌握实际土木工程结构分析的基本原理及其典型方法,又会借助有限元分析技术解决实际的工程问题,并为以后的科学研究工作打下坚实的力学基础。
参考文献:
[1]蒋方纯,陆云帆.工学结合教学改革中课程群建设的需求与设计.深圳信息职业技术学院学报,2010,8(1):15-18.
土木工程专业中实践教学环节主要有实验(如土力学实验、流体力学实验、土木工程材料实验、工程力学实验等)、实习(包括认识实习、测量实习、工程地质实习、生产实习、毕业实习)、课程设计(如道路勘察设计课程设计、混凝土结构设计原理课程设计、基础工程课程设计等)、毕业设计等。课程设计和毕业设计是土木工程专业实践教学的重要组成部分,其中课程设计时在课程理论教学完成后进行,时间为1~2周,毕业设计一般安排在大学的最后一个学期,时间约为13周。课程设计和毕业设计是完成教学计划、达到本科生培养目标的重要环节,主要培养学生分析问题和解决问题的能力。土木工程专业的课程设计和毕业设计大部分需要绘制图纸,要将自己所设计的内容通过图纸的形式表达出来,涉及到非常多土木工程制图的知识。因此,土木工程制图在课程设计和毕业设计中起着举足轻重的作用。
2课程设计和毕业设计图纸中存在的问题及原因
学生在课程设计和毕业设计的图纸中存在的主要问题有:图框及标题栏的绘制不规范、线型线宽错误、中心线缺失、图名和比例缺失、字体大小及图样布置不合理、尺寸标注错误、剖面图标注错误等。土木工程制图是一门非常严肃的课程,必须遵循制图国家标准,主要包括《技术制图》、《房屋建筑制图统一标准》、《建筑结构制图标准》、《道路工程制图标准》、《水利水电工程制图标准》等。课程设计和毕业设计图纸中出现的问题反映出教师和学生对制图标准的重视程度不够,学生没有形成严谨的态度。从教师而言,土木工程制图课教师、其他专业课教师、毕业设计指导教师对图纸的重视程度不够。土木工程制图的教授过程中,对工程实例的要求相对较少,造成学生对制图标准的认识和识图能力有限。很多课程设计甚至毕业设计的任务书中比较看重结构计算的内容,忽视了制图国家标准的要求,造成学生注重计算书而忽视图纸。从学生而言,学生从思想上对制图标准不重视,认为只要图纸上能表达清楚就行。汉字写得“龙飞凤舞”,不按制图课上要求的仿宋体书写;数字随意倾斜、潦草,大小不合适;绘图时不按照步骤执行,图样布置不合理。另外,很多学生认为以后的工作中计算机绘图很重要,忽视了手工制图的环节,导致学生对工程图样的表达方法、制图标准和读图绘图基本技能相对欠缺,对平面图形缺乏认识。此外,还存在一些客观原因。土木工程制图课程一般开设在大一的第一个学期,中期课程设计没有严格按照制图标准执行,大四第二个学期做毕业设计时很多标准中的要求都已经忘记,导致图纸的质量很差,不能符合国家标准要求。
3教学方法探讨
(1)分两个学期、小班授课。
土木工程制图课程内容多,其中画法几何和制图基础部分包括工程制图基本知识、多面正投影、轴测投影、标高投影等章节;专业工程图则包括房屋建筑施工图、建筑结构施工图、路桥工程图、水利工程图等。由于大一新生具备的土木工程专业的知识较少,在专业工程图讲解时需要介绍背景知识,否则会造成学生的专业工程图识读障碍。例如,在讲解建筑结构图中的钢筋混凝土构件图时,需要较详细介绍钢筋混凝土相关的知识,这样学生才能更好地理解房屋建筑、桥梁工程、水利工程中钢筋混凝土构件的表达内容和方法。将画法几何与制图基础、专业工程图与计算机绘图分为两大部分,分两个学期授课,更有利于学生对教学内容的理解和吸收。土木工程制图课程作业较多,尤其是在画法几何和制图基础部分,每次课后都有作业,每个同学出现的问题可能不同;在专业工程图的识读过程中,学生的理解角度可能存在差异。因此,需要针对不同的问题进行专门的讲解和辅导,小班授课有利于教师与学生的交流,教学效果较好。
(2)增强学生对课程的兴趣。
土木工程制图课程讲解时,由于内容多、教师需要不停地讲,会造成学生听觉疲劳。而理论部分的前后连贯性很强,如立体的截切与相贯要用到线面相交以及面面相交的知识,前面知识没有理解,后面学习就很困难。因此,增强学生对土木工程制图课程的兴趣,对于知识的掌握非常重要。在理论部分的教学过程中,可采用多媒体与板书、讲与练相结合方式,讲完一个知识点后立即让学生做练习,提高学生的成就感,缓解听觉疲劳。此外,可根据学生作业的情况,让学生讲解自己的解题思路和方法,让其他同学评判,调动学生的积极性。在专业工程图部分,可采取“找茬游戏”方式,让学生交换绘制好的图纸,遵照规范找错误,加深对规范的理解。另外,还可采取参观工程实例的方法,比如讲到直纹面的投影时,带学生寻找直纹面的工程实例,增强学生的感性认识。
(3)注重实际工程图的识读。
在教材及习题集中,由于受篇幅所限,专业图纸只是某项工程中的部分图样。由于图纸不完整,学生无法从宏观上认识工程图。为培养学生的实践能力,最好的方法是让学生在专业实践中锻炼。为此,在教学过程中,教师可收集典型的、相对简单的实际工程案例,给学生识读。比如,在房屋建筑图部分,可选取居住建筑或公共建筑施工图;在路桥工程图部分,可选取结构形式简单的桥梁工程图。首先对房屋或桥梁的整体情况做出讲解,然后让学生分组读图,从而达到从整体到局部再到整体、逐步读懂图样的目的。通过实际工程图的识读,在绘制图样时,也会自然而然地遵照规范的要求来实施,绘图的规范性也就得到了加强。
(4)注重土木工程制图实践能力的考核。
画法几何与制图基础部分的考核可采用平时成绩+闭卷考试的方式。平时成绩主要考查学生完成作业的情况,闭卷考试主要考查学生对基本理论的理解和应用。专业工程图和计算机绘图部分的考核可采用平时成绩+开卷考试的方式。平时成绩主要考查工程图样的补绘和抄绘等,针对问题及时纠正和指导,一般为单个图样。开卷考试可采取绘制工程图方式,由教师结合工程实例制定指导书,将学生分成小组,每个小组完成一整套图纸。在绘制过程中,要求学生以设计者的角度,充分理解整套图纸中各部分重点表达的内容,各部分的内在联系等,以此提高学生绘图能力。
(5)加强制图课程与课程设计及毕业设计的联系。
土木工程制图课程教师在授课时,应强调其作用和地位,还可将往届优秀的课程设计和毕业设计图纸向学生展示。课程设计和毕业设计教师在布置任务时,要强调规范作图的重要性,在任务书参考资料中增加相关制图规范,增加图纸质量的成绩比重,并加强易错点的讲解。只有加强土木工程制图课程与后续专业课程、毕业设计等环节的联系,才能让学生逐步积累、提升识图和绘图水平,增强实践能力。
4结语
教学计划是培养人才的主导性文件,反映培养出的人才所应具备的知识结构层次和工作能力。文章从综合素质、知识结构和能力结构几个方面,介绍了广东工业大学土木工程专业的人才培养目标、培养模式以及教学计划的制定和实施情况。
关键词:土木工程专业 教学计划 培养目标 培养模式
一、土木工程专业的人才培养目标及培养模式
土木工程专业是一门应用技术型学科,其人才培养模式应确立以“面向社会、立足岗位、注重素质、突出应用、强化实践、培养能力”为指导思想的“高级应用型”的人才培养模式,以理论和应用并重为宗旨构建其教学体系。其培养目标为:掌握工程力学、结构工程、岩土工程和工程管理学科的基本理论和基本知识;获得注册结构工程师、注册建造工程师、注册造价工程师和注册监理工程师基本训练;具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力;能在房屋建筑、地下建筑、隧道、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作,具有良好的科学文化素质和较高的创新、敬业、协作精神的高级土木工程专业技术人才。
“高级应用型”人才培养模式的具体定位。第一,高级应用型人才的教育是学科通才教育。我院土木工程专业的培养模式既不是重点大学的研究型教育,也不是培养生产一线技术应用型人才的高职教育,它的培养模式应该是理论知识要有一定的深度和宽度,即学科基础要体现工程学科平台的要求,但又不过分拘泥于理论的严谨性而对工程实践给予一定的重视,理论与实践并重的学科通才教育;第二,高级应用型人才的教育应是基础理论与工程能力、技能并重的教育。高级应用型人才的教育强调基础理论知识和实践技能培养并重,在基础理论知识满足要求的前提下,对实践、 省略 实训教学也要给予足够的重视,注重实效,注重能力的培养,强化工程训练,提高学生的工程意识,力求培养出具有一定的理论基础又有扎实的专业基本技能的应用型人才;第三,高级应用型人才的教育应注重综合素质的全面培养。土木工程专业面临国内、国际两方面的变革要求:[1]在国内,土木工程中多学科及其知识的融合,综合性工程项目的增加,特别是经济体制、就业机制的变化,使得综合素质高、专业口径宽、适应性强成为社会对人才的最基本要求;另一方面,我国开始实行注册工程师制度,向着注册工程师的国际互认进了一步,土木工程类企业对国际市场的占有率逐步增大,国外企业也逐步进入国内市场。因此,我们必须改革人才培养模式和相应的课程体系,主动适应国内、国际两方面对人才的要求,并把这种指导思想落实到新的教学计划中去。
二、土木工程专业的学生应具有的知识和技能
广东工业大学建设学院从历年的毕业生就业调查看,土木工程专业毕业生除少部分人(10%左右)继续攻读高一级学位、从事教学和科研工作之外,大多数主要从事工程设计、工程施工、施工管理、物业开发、工程预算、工程监理、工程鉴定、改造加固等一系列专业性较强的技术服务工作。这就要求土木工程专业毕业生应获得以下几方面的知识和技能:
第一,具有一定的自然科学基础知识,了解当前科学技术发展的主要方向及应用前景;
第二,掌握工程力学、土力学、水力学等方面的基本理论,掌握工程规划、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关建筑机械、建筑电气、给水排水、工程测量、施工技术与组织等方面的基本技术;
第三,具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力,具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力;
第四,了解土木工程主要法规;
第五,具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、教学计划的制定与实施
根据建设部高等土木工程学科专业指导委员会有关土木工程专业的基本原则[2]和我院土木工程专业的办学经验,我们对土木工程专业课程体系进行了科学、合理的调整,表现为:
1.制定和完善了切实可行的土木工程专业教学计划
为了很好地贯彻教学大纲的要求,实现专业培养目标,根据我院土木工程专业的实际情况,适当调整了旧教学计划,增加了专业选修课的比例,为扩大学生的专业知识视野创造了条件(见表1)。考虑到学生考研、找工作的压力,对各学期的开课量做了合理的安排,把课程适当提前,减少四年级的开课量。
2.保证各门课的知识链连续但不重复
在制订教学计划时,仔细研究每门课程在人才培养体系中的作用,重新定位每门课程的地位和作用,进行整合优化,打破各个课程之间的条块分割与各自为政的局面,避免课程内容的重复。根据整合后的课程内容进行课程教学大纲的编写,并严格按大纲的要求组织教学。如“基础工程”、“钢筋混凝土结构”、“钢筋混凝土结构设计”、“单层工业厂房结构设计”、“单层工业厂房结构课程设计”、“高层建筑结构抗震与设计”是土木工程专业的主干课程,这几门课程对实践内容部分没有明确的界定,由教师灵活掌握,有些内容会造成重复或遗漏,我们在教学过程中发现了这个问题,在制定新的教学计划时,首先对整个课程体系进行梳理,然后对其进行整合优化;在教学大纲中,我们明确规定“单层工业厂房结构课程设计”包括排架设计和浅基础设计,“基础工程”课程设计做桩基础设计,“钢筋混凝土结构课程设计”要包括楼和框架设计,毕业设计做框架-剪力墙结构设计,并调整了相关课程的学时,保证了课程体系的完整性和科学性。
3.强化专业的实践性教学环节
土木工程专业是一个实践性很强的专业,为了更好地提高教学质量,实现我院土木工程专业的总体培养目标,新教学计划中除了“两课”社会实践,还设立了:军训、认识实习、工程测量实习、工程地质实习、生产实习、毕业实习、房屋建筑课程设计、基础工程课程设计、混凝土结构课程设计、钢结构课程设计、单层工业厂房结构课程设计、施工组织课程设计、工程概预算课程设计、毕业设计等实践性课程,共计39周。
为配合实践性教学环节的实施,我们与设计单位、科研单位、施工单位建立了长期合作关系,建立了多元化的实习基地,探索有效的新型方式和途径,提高学生的工程意识。通过课程设计、毕业设计(毕业论文)等环节,激励学生积极参与到专业学术问题的研究和探讨中,加深学生对专业的了解和兴趣,提高其对专业知识的应用能力。
4.重视外语学习和计算机能力的培养
英语课程根据学生的实际水平采用分级教学、分类培养、目标驱动、滚动培养的教学模式。第1~4学期进行基础英语教学,根据学生能力采用分级教学的方法,以提高学生英语应用能力为目标,进行滚动培养。第5~7学期进行专业英语教学或在专业课开展双语教学。在第8学期的毕业设计中安排撰写外文摘要。这样有利于保证学生达到一个较高的英语水平。教学计划中除了计算机文化基础、计算机辅助结构设计等课程外,将计算机应用贯穿整个四年的课程教学中,在理论课、课程设计、毕业设计等教学环节增加计算机应用训练,保证各个教学环节中应用计算机的时间总计不少于200机时,提高学生的计算机应用能力。
1.人才培养定位模糊,培养目标不明确,办学缺乏特色
这是独立学院人才培养中最突出的问题。多数独立学院照搬母校土木工程专业培养计划,重理论、轻实践,忽略了本校学生的特点,导致培养出来的毕业生在就业市场中出现“不上不下”的尴尬局面。
2.课程体系设置与市场需求不符
课程体系的设置应根据本校学生特点制定,并能顺应市场需求。独立学院土木工程系学生毕业后主要从事施工、管理等一线工作,这些工作对学生创新能力和实践能力的要求较高,而当前的课程设置过于注重理论知识体系培养,实践性课程略显不足。
3.独立学院中师资力量匮乏
独立学院中的教师多数为无工程实践经验的年轻教师,严重缺少“双师型”教师,而土木专业是一个实践性很强的专业,这就制约了土木工程人才培养水平的提高。
二、提高独立学院土木工程专业学生实践能力与创新能力的途径与方法
1.确立明确的应用型人才培养目标,充分发挥地方特色,实现校企合作
独立学院大多数是地方性院校,地方性是学校的第一特征,独立学院应把培养社会需要的应用型人才作为教学理念,以市场需求为导向,完善突出学生实践能力和创新能力的人才培养模式,本着“融入地方,服务地方”的办学理念,确定适合地方发展的应用型人才培养目标。土木工程是实践性很强的专业,要培养学生的实践能力和创新能力,必须充分发挥地方资源,通过校企合作实现理论联系实际。具体措施为:(1)主动争取地方土木行业、企业的支持,建立校企合作的实习基地,定期分批送学生到实习基地学习,如学生入学之初进行认识实习,学习完成某科重要专业课后进行实践实习,即将毕业时进行毕业实习等形式。(2)主动邀请地方土木行业中专业工程师走进课堂,进入学生实习基地,用他们的工程实践知识、技能去指导学生实习,与学院一起培养学生的实践能力和创新能力。
2.完善理论教学体系,在专业课程教学中渗透创新意识
独立学院土木工程系理论教学体系可采用“基础课+专业课”的模式,其中基础课包含了公共基础课和专业基础课,其中公共基础课是院级平台,一般由学院统一制定,而专业基础课是土木工程系级平台;专业课主要包含专业方向课程,可按市场需求灵活设置。在土木专业基础课程和专业课程教学中应融入创新意识,具体措施为:(1)增设土木法制类课程,提高土木人员的职业道德和法制素养;(2)推进土木系精品课程建设,提高教学质量,然后以市场为导向,及时更新教学理念;(3)通过工程图纸识别、工程案例分析等教学手段,把土木专业课堂教学与实际工程紧密联系起来。
3.加强实践性教学环节,增强学生的创新能力和实践能力
实践性教学是培养学生创新能力、实践能力的重要方法,相对课堂讲授来说更直观,是对理论教学的综合体现,是理论联系实际的有效途径,有着理论教学不可替代的作用。土木工程系中与专业有关的实践性教学环节主要包括专业实验、实习、课程设计和毕业设计四大环节。
第一,加强实验室建设,拓展实验课教学覆盖面。实验室教学是课堂教学中最接近实践的课程,也可以把实验室看作校内实习基地,是学生学习理论知识后与实践相联系的第一步,所以必须加强实验室建设,加大资金投入。首先必须把土木行业中最基本的设备纳入实验室,其次不断购进先进实验设备,把新设备新仪器的应用内容加入到实验教学中。
第二,做好实习教学环节追踪监控,保证实习效果。实习是理论联系实际,提高创新能力、实践能力的重要环节。实习分为认识实习、课程实习和毕业实习。认识实习和课程实习一般较为集中,实习时间较短,可每20人安排一位指导教师,对现场所见进行讲解、分析,实习完成后以实习报告形式结题;而毕业实习要求学生深入工程第一线,参与工程实际,由于学生人数多,且较为分散,学校管理工作备受挑战。这就要求学校针对学生实习内容,安排校内指导教师,实习企业安排校外指导教师,双管齐下,校内指导教师对学生实习过程定时电话追踪,校外指导教师要求其每天完成实习日志,并完成实结,通过这些措施保证实习效果。
第三,注重课程设计选题,通过争优答辩提高学生学习积极性。课程设计是对某门专业课的一个理论总结和实践联系,是实践教学的重要组成部分。课程设计从选题上必须联系实际工程,与当下工程技术接轨,明确课程设计的任务和目标,制定详细的课程设计指导书,保证课程设计顺利、优质完成。为了调动学生积极性,同时挖掘学生的创新能力,可以在课程设计完成后进行争优答辩。
第四,采用“边实习,边设计”的新型毕业设计实习模式。毕业设计是土木工程专业学生的最后一门必修课程,也是对大学四年学习的一个重要总结。以建工系为例,毕业设计主要包含建筑设计、结构设计、施工组织、概预算等几部分,每一部分都与实践紧密相连,可采用“边设计边实习”的毕业设计实习模式,把毕业实习与毕业设计相结合。在进行毕业实习之前下发毕业设计任务书,由指导教师为学生详细解答任务书,让学生带着问题去实习,这样就增加了实习的有效性和针对性,增强了学生解决问题的能力,也有利于毕业设计的顺利完成。
4.加强师资培养,完善“双师型”教师队伍建设
教师是学生的领路人,教师素质直接影响到学生培养目标。学生培养目标为创新能力和实践能力较强的应用型人才,这就要求教师是不仅具有学术和教学水平,还必须具有较强的土木工程实践能力的“双师型”人才,加强师资培养,完善“双师型”教师队伍建设迫在眉睫。(1)依靠校企合作,从企业中引进或聘用有丰富实践经验,兼有较高学术水平的高级技术和管理人员来充实教师队伍或做兼职教师;(2)设立“双师型”教师专项资金,鼓励本院教师学习进修,到工程实践中去,提高专业能力,也可以结合土木系实践教学环节和校企合作,加强教师现场实践技术训练,最终能把专业知识、教学知识与生产实践结合起来。
三、结束语
实践教学的形式
土木工程专业的基本实验有物理实验、材料力学实验、土木工程材料实验、结构实验等。从基础实验开始,逐步过渡到专业实验,培养学生的动手能力,在此基础上,还设置了各种学科竞赛。如数学建模,挑战杯课外学术科技作品大赛等,进一步提高学生的实践能力和创新能力。
无论什么时候,实习这一实践教学环节在我们土木工程专业的教学体系中都扮演中一个很重要的角色。实习质量的好坏直接影响到土木工程专业的发展,因此,对于实习课的探索和改革是永无止境的。实习课的目的是为了提高学生的实际操作能力和创新能力,使得学生能够较快的适应社会,并为社会的发展贡献自己的一份力。目前,大多数高校土木工程专业实习的教学模式主要是认识实习、生产实习和毕业实习三种。
认识实习是土木工程专业的重要的教学环节之一,也是理论结合实际,增强学生的实践知识的手段之一。认识实习主要是参观一个具体的建筑、厂房、工厂或工艺流程等,在指导老师的讲解下,使学生能初步认识土木工程专业的基础知识,了解专业概况,并将已学的理论知识与实习内容结合起来,在实习过程中遇到的问题用所学的理论知识加以分析和讨论,从而使学生对本专业的知识有进一步的感性认识,并对后续专业课的学习打下了良好的基础。
生产实习也是土木工程专业重要的实践教学环节之一,生产实习主要是参观一个具体的建筑、厂房、工厂等的现场操作过程。在现场技术人员的具体解说下,使学生对土木工程专业的专业知识有了更深的理解。通过生产实习,学生可以将课堂中所学到的各种理论知识相互联系、相互转化和相互拓展开来,并将这些经过转化和拓展的知识运用到实践中,这样,不仅增强了学生的社会意识和社会技能,同样,学生的创造能力和组织能力也有很大的提升,学生的个性,修养等都有很大的提高。同时,通过生产实习,学生对本专业的工作性质也有了进一步的认识,更能培养学生对土木工程专业的热爱之情,并为毕业以后的出路指明了方向,增强了学生的事业心和责任心。
毕业实习一般安排在做毕业设计前期,目的是让学生通过毕业实习,能更好的掌握整个毕业设计的设计过程,并能更好更全的收集到毕业设计的设计资料。毕业实习主要是在指导老师的带领下,在指导老师联系到的实习地点,由一些高级工程师或其他高级设计师向学生介绍整个设计过程、设计方法、设计手段以及可能用到的设计规范等设计资料,使学生能更好的完成毕业设计。
土木工程专业的课程设计主要有混凝土结构设计、钢结构课程设计、结构设计原理、管道工程课程设计、水利工程课程设计、建设监理课程设计、桥梁工程课程设计等。课程设计的指导老师一般由专业课教师来担任。也可由学校聘请的高级工程师或其他高级技术人才来担任。课程设计是一门必修课,要求学生用所学的理论知识结合实践,做好从收集设计资料,收集参考书籍,方案确定,计算过程,用软件绘图的全过程。通过课程设计,加深和巩固学生对专业知识的理解,并为毕业设计做好准备。
毕业设计是土木工程专业教学必要的一个实践性环节,也是衡量专业教育质量的一个重要标准。做好一个毕业设计,要求学生将四年所学的基本知识、专业知识系统地结合起来用来分析和解决实践中遇到的工程技术问题。做好毕业设计,对于提高学生的工程能力、专业知识、实际操作能力、创新能力有着重大的作用。做好毕业设计也是认定学生的毕业资格和学位资格的重要标准之一。然而,毕业设计作为实践教学的一个重要的环节,在真正实施的过程中还存在很多问题。
毫无疑问,一个好的毕业设计题目,不但可以成为学生做好毕业设计的动力,而且也是保证实践教学质量的重要元素之一。然而,国内很多高校的土木工程专业还没有校外的实践基地,这样,使得我们的实践教学缺乏支撑。指导老师给学生布置的毕业设计题目大多都是缺乏工程实际背景或者是涉及的工程实际背景较少。这样,学生做出来的毕业设计就会显得很空洞,出现理论与实际相脱离,毕业设计与实际工程相脱离。学生做这样的毕业设计题目就会缺乏主动性和积极性。从而,达不到培养和提高学生用所学的理论知识来解决实际工程问题的能力要求。
由于市场经济的影响,开展校外实践的难度越来越大。其次,随着经济的发展,社会的进步,越来越多的人都认为只有高学历才能有好出路。在这种形势下,很多高校都在扩招。学生的人数也随之大幅度的增加,而实践性教学的场地严重短缺,这样,使得每位带毕业设计的指导老师所指导的学生人数在不断增加,就会出现几个同学一个题目的现象。用这种方式培养出来的学生,很难适应社会对土木工程专业人才的高要求标准。
很多高校老师,尤其是年青教师,实际工程的经验本身就不足,甚至有些年青老师都没有接触过实际工程的训练,因此,在指导学生的毕业设计过程中,在培养和提高学生用理论知识来分析实际工程解决实际工程问题的过程中就会显得心有余而力不足。而对于那些老教授,由于忙于科研,也很难做到根据不同学生的不同情况来“差别化”的进行指导。无论是对指导教师而言还是对学生而言,毕业设计都缺乏挑战机制。
实践教学的现状及存在的问题
由于各种各样的原因,目前,真正做到实践教学还存在一系列的问题。(1)理论教学已成为一种习惯性的教学模式,这就使得实践教学很难做到与理论教学一样的普及,而且,实践教学很依赖理论教学,并且是建立在理论教学的基础之上的,这更加加大了实践教学成为一个独立的、完整的教学体系的难度。(2)由于国家对土木工程专业的教育投入的资金严重不足,导致实践教学严重落后于理论教学,使得土木工程专业更加理论化。(3)学生的实际工程训练也是严重不足,也加大了土木工程专业知识的理论化。(4)国家或学校没有意识到实践教学环节的重要性,使得实践教学的比重越来越低。(5)实践教学的形式单一,教学方法相对不成熟。(6)实习单位对学生实习不够重视,目前,学生找实习单位,一般都是通过教师或家长的关系来联系的,实习单位为了确保学生的安全,避免不安全事故的发生,往往拒绝让学生进入工地学习,更不用说让学生参与实际操作工作了。学生所学的理论知识本身就不够全面,而且学习的时间较短,再加上实践经验也不足,导致了学生在土木工程建设上存在很大的缺陷。(7)实习指导教材也非常短缺。教科书是保证教学质量的重要文件之一,对于实习指导书,目前还没有较完整较实用较全面的教材,这也使得实践教学难以全面发展。虽然很多高校在社会需求的逼迫下,不断进行土木工程专业的教学改革,但是效果都不是很明显,并没有真正解决实质性的问题。
提高实践教学的对策
(1)加大对实践教学的认识。高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力强的专门人才,发展科学技术文化,促进社会主义现代化的建设。要将理论知识转化为先进技术,必须通过实践来实现,没有实践,理论教育只是一句空话。因此,我们应在更高层次上来认识实践教学。(2)加大对实践教学的经费投入。(3)加强学生对实际工程的训练。(4)增加实践教学体系的课时量。(5)改革实践教学的旧形式。(6)学校应多与实习单位沟通,使得实习单位更加重视学生的实习。(7)加快实践教学教材的建设。
[关键词]高职 土木工程 实践教学 可执行性
[作者简介]姚荣(1975- ),女,安徽安庆人,扬州职业大学土木学院,副教授,硕士,研究方向为高职土木工程专业教学与改革;吕凡任(1970- ),男,安徽六安人,扬州职业大学土木学院,副教授,博士,研究方向为岩土工程教学与管理。(江苏 扬州 225009)
[课题项目]本文系2011年江苏省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究规划课题“校企合作教学质量保障体系研究与实践”的阶段性研究成果(课题编号:KT2011490)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)05-0156-02
高职院校培养面向生产第一线的具有较强的岗位工作能力及职业道德的高素质技能型人才。在土木工程专业的人才培养方案中,应注重对学生职业能力的培养,这就需要高职院校放眼国际和国内市场开展专业调查研究,以市场职业需求为导向,突出实践性和创新性,构建具有高职专业特色的相对独立、系统化、结构有序的科学合理的实践教学体系,以期实现学校和企业的无缝对接。
一、现阶段实践体系建设中的突出问题
1.实践教学执行力度不够。经过多年的发展并借鉴国外经验,工学结合作为职业教育的重要特征得以确认,实践教学的主体地位在高职教育中被广大教育工作者认可。笔者在制订高职土木工程专业培养方案时,走访并调研几所高职院校发现:我国部分高职教育实践环节的落实存在主客观困难,很多难以执行,甚至有个别院校的实践、实验基地成了接受兄弟院校来访参观的摆设和夸耀的资本;土木工程专业存在实践环节的教学地点(校外工地)随机变化、督导检查难度大等问题,执行力度大打折扣。这导致高职毕业生教育质量难以保证,缺乏实践能力和动手能力,毕业后不能很快上岗。
2.实践教学培养计划与职业需求不适应。土木工程专业培养方案过于模式化,有的学校要求实践环节学分需占总学分的50%以上。为了达到这个指标,学校增加了很多集中实践教学,导致实践教学一味强调技能的重复练习,而忽视了对整个建筑工程建造过程的训练,很难做到理论教学与实践教学一体化。一般单体工程工期都在半年以上,高职学生由于受学制的限制,生产实习一般集中在一到两个月内完成,若采用集中实习的方式,只能让学生了解工程进行到某阶段所涉及的相关施工技术方法、工艺等,不能够跟踪工程施工的全过程,实践效果不理想。另外,部分实践教学是在教师统一指导下集中完成的,属于认识实习,同时由于学生人数众多,在工程现场影响施工,也给企业带来安全隐患,甚至影响工期进度,实习时现场管理也有一定难度,实习效果不甚理想。
3.师资结构单一。实践教学师资队伍建设是教学质量的最根本保障,高等职业教育的特点对实践教学指导教师提出了更高要求,除了具备丰富的专业理论知识外,还要有娴熟的职业操作技能。现有高职院校的教师基本上是“高校―高职”模式,企业实践工作经历短或基本上无企业工作经历,土木工程专业教师对生产一线的施工管理、劳动组织、施工工艺了解不够,职业技能和实践教学能力不强,很难适应培养技能型人才的需要,这使得教师很难将实践操作融入教学中。企业兼职教师虽然实践经验丰富,但表述和教学能力略有欠缺,现有专职实践教学教师数量不足、职称偏低等问题,也是降低实践教学实施质量的主要原因。
4.实践教学硬件不足。近年来,由于高等教育的普及,技术员、技师等一线技能型人才的缺乏,高职院校扩大招生规模,导致学生人均实验实训基地面积、人均设备数量大大下降,即高职院校教学资源增长的速度慢于学生的增长速度,办学经费紧张,实验器材的更新缓慢,实训教学工厂面积不足。受经费及场地限制,部分高职院校很难建立自己的教学基地,实践课程只能以看录像、参观等单调的形式勉强完成教学任务。虽然可以安排部分学生到企业参加实习,但由于企业指导教师工作繁忙,精力有限,而且企业接受学生实习并没有相关的政策保障机制和鼓励机制,工地存在一定的安全风险,施工或监理等工程一线单位往往不会让学生承担具体工作,使实训变成了一种形式。另外,实践教学经费欠缺一直是阻碍实践教学顺利开展的主要因素,一般高职院校对实践教学环节投入的经费仍十分欠缺,再加上实习地点选择上受区域局限,有时会出现一个工程有十几个学生实习的现象,实习效果得不到保证。
二、实践体系重建思路
1.构建多层次专业实践培养方案。土木工程专业实践教学计划按照从单项操作到综合实训、从理论学习到综合运用(理论联系实际)认知规律,一般包含三个层次的教学模块,从认知教学模块到操作技能训练教学模块,再到综合能力训练教学模块。第二层次的教学模块可分成两个阶段实施,即基本专业技术训练阶段和专业技术运用阶段。第三层次的教学模块,扬州职业大学(以下简称“我校”)根据土木工程专业岗位(施工员、材料员、质检员、试验员、资料员、测量员、建造师助理岗位等)所需要的专业能力开设相关的支撑拓展课程,制定具体的顶岗实习要求和细节。认知教学模块,在第一、二学期开设,通过专业教育、专家讲座、演示实验、企业参观、工程现场认识实习、建筑识图等形式,让学生了解专业的基本情况、端正专业思想、明确专业岗位;操作技能训练教学模块,在第三、四学期开设,通过测量实训、材料实验、课程设计、模型制作、工种实训、生产实习、材料检测与取样、结构识图实训等形式,使学生掌握土木工程专业基本技能的操作要领,夯实专业基本功;综合能力训练教学模块,在第五、六学期开设,通过工程资料管理与质量验收模拟、施工方案实务模拟、顶岗实习、毕业实习、毕业设计等形式,培养学生的综合实践能力和顶岗工作能力,实现由学校到企业的无缝对接。
2.建立高效灵活的实践教学管理网络。土木工程实践教学的高效管理一直以来是个难以解决的问题,主要原因是实习安全性要求高、实习地点分散、企业接收岗位实习配套政策不完善等。笔者建议学校专门成立“三站式”校外实践教学管理体系,即驻地工作站、网络工作站、流动工作站,负责实践环节的安排和监管。在校外实习相对集中的地区或企业多专业联合设立驻地工作站,在校外实习相对分散的地区组建流动工作站,指导教师共同巡回检查指导,并搭建作业流程控制、远程技术指导、网络会议的网络管理平台,多举措并施,保障实践教学质量。同时,教师现场管理实习,参与企业工程实践、技术研发,促进“双师型”队伍的培养。要想达到理想实践效果,院系必须成立专门实践教学部门根据教学进度和实践要求提前联系好校内外实训、实习基地,学校主管机构要积极推动并不断完善实践教学体系构建与创新制度建设,鼓励学生参与其中并提出意见与建议。这种上抓下管、多方共同参与的构建方式有助于切实有效提高实践教学管理水平。
3.建立形式多样的考核机制。实践教学的评价方式应是多种形式的结合,学校组建相应的监管与评价部门,让校内外人员均参与其中,由实践指导教师和企业工程师共同制定考核标准,评定实践项目。目前,提高实践效果综合评价机制是将实践教学终结性评价与过程性评价有机结合。学生实践成绩主要由四项内容组成:实习出勤率;实习现场表现,包括实习参与内容、动手操作能力、管理能力、团结协作、创新能力等;实习提交成果,主要指实习日志、实结报告及设计成果、实训操作考核表等;实习答辩。实践成果能较好地反映学生对整个实习的掌握和理解程度。另外,建议将实践教学单独考核、计学分,提高学生的重视程度,设立奖罚机制,将指导教师的薪酬与实践教学评比结果挂钩,提升教师的积极性。
4.加强实践教学资源的建设。这里主要谈师资、教材和实践教学设施三方面建设。为了培养“就业第一天就创造价值”的应用型人才,必须提升师资水平。教师主要包括校内专业教师和校外兼职教师,尝试采取“请进来与走出去”的培养模式,对专业教师通过挂职锻炼、带实习、假期集中下现场、技术服务等途径增加工程经历,使每位教师企业实践经历至少达到半年以上,提高教师的工程实践能力,有条件的学校还可以安排教师到工程教育办得好的国家如德国和新加坡进行培训学习,提升专业技能和管理水平,教师应成为学生心目中的工程师榜样。对兼职企业教师要着重教学基本功的培训,提高应用教学教法及现代多媒体手段的能力,同时增加兼职教师的比例。实践教材建设仍然是土木工程专业的薄弱环节,建议各院校根据要求采取校企合作模式共同编写实践指导书和讲义,采用“活页”教材的形式,及时反映新规范、新工艺和新方法。对于校内实训基地的建设,应注重硬件建设与企业真实工作环境的有机整合,加强校外实习基地的建设。
三、可执行性分析
1.开展实践竞赛,加强各种科技活动立项和竞赛前期指导。以赛代学,将部分实践教学的内容以竞赛形式完成,促进学生运用能力和操作能力的提高,激发学生的创新意识。我校的做法是先在班级中成立兴趣小组,定期举办课堂小型竞赛,然后各班级之间举办较大规模的实践竞赛,如制图大赛、测量大赛、结构识图大赛等,从中挑选优秀学生参加全国和省市大赛。通过层层选拔,为大赛储备优秀生源,学生在竞赛的过程中锻炼操作技能,开拓知识面,提高了团队协作能力。另外,成立科技小组,举办丰富多彩的科技创新活动,安排教师定期指导,通过模拟工程情境下面临的具体问题,让学生开动脑筋拟出解决问题的方案,分析比较出最优的解决方法,培养主动获取知识和创新实践的能力。我校鼓励土木工程专业学生进行科技立项(如省大学生创新计划项目),每年都有学生参与教师的科研课题,在教师地指导下参与实验,并在中文核心和省级以上刊物公开。
2.集成化课程体系设计,强化课程设计作用。将所有学习任务分解成工程项目逐步完成,知识点贯穿到操作技能中,“做中学、学中做”,理论与实践交融,项目结束,学习任务也就完成了。课程设计是实践教学中的一个重要环节,在教师讲授完某门课程后,模拟某一具体工程背景,做一个综合训练,课程设计对学生工程实践能力的提高起着重要作用。高职土木工程专业开设的课程设计主要有建筑识图与模型制作、结构施工图识图实务模拟、楼盖设计与梁筋模型制作等。近年来,我校课程设计做了一些改革,将过去单纯的室内课程设计改为“设计+制造”模式,如在学生完成一幢民用建筑的单体设计后,要求进行模型制作,在模型制作中发现问题,及时修改设计,取得较好的教学效果。课程设计结束后,指导教师对课程设计的完成质量组织专业教师进行综合评议,提出整改建议,为下一次的课程设计积累经验。同时,加强过程管理,防止学生在课程设计中出现抄袭现象,有条件的院校最好一人一题,做好后期的课程设计抽检答辩工作。
3.加强实训基地建设,营造良好的工程环境。土木工程专业实训基地建设应以“为课程服务、为学生岗位核心能力形成服务”为指导思想,依据专业特点,以企业实训为主,把工程岗位工作环境作为工程职业教育环境,采取教师与企业工程师共同参与的建设方式。土木工程专业教育的特殊性要求学校必须建立稳定的、长期合作的校外挂牌实习基地,制定校企合作共赢机制,为学生“跟岗、顶岗”实习提供工程场地,为教师的纵横向科研项目服务。地方政府和学校要加大实践教学投入,建立较为先进的校内施工实训基地、工程训练中心,使其具有仿真施工环境、再现施工过程的特点。中心应具有施工环境仿真、单项工种训练、系统综合训练、模拟演练、检测训练等功能。其中,系统综合训练设计多工种交织、互为支撑的综合训练项目,全面培养学生的基本能力、单项技能和职业综合素质,争取创建高职土木工程专业实践教学的新模式。完善校内基地体制建设,成立实践教学督导,细化实践环节考核指标,加强对实践教学环节的监督与管理。对“建筑施工技术”等实践性较强的课程,可建立实时传输课堂教学,也可直接将课堂设在工地,采取“理实一体化”教学,通过实训软件模拟施工工艺过程,训练学生的动手操作能力,加深对理论知识的理解。此外,笔者认为建立高校资源共享机制是一项互惠互利的工程,通过对邻近院校硬件设施的统筹利用,使教学资源优化配置,合理地安排实践时间,可以化解教学硬件设施紧张与闲置的矛盾,提供更优质的教育教学环境和高质量服务,学校也可从中获得更好的经济效益和社会效益。
4.采用多种渠道增加师资力量,保证实践效果。目前很多高职院校土木工程专业校外兼职的实践指导教师很少,基本上由校内授课的专业教师指导实践,高职院校教师授课任务繁重,很难分出过多精力去抓实践教学。同时,每个教师指导的学生人数过多,很难保证指导效果。学校应多种措施并举解决难题,除了吸引更多的有工程经验的企业工程技术人员加入实践教学外,可以将优秀毕业生留校后经过实践培训做专业的实践指导教师。紧贴实践课程设置环节,成立实践兴趣小组,通过树模范立典型,请实践兴趣小组中表现突出的学生给低年级的学生做示范指导,或以座谈会的形式进行交流,实现以老带新。
四、结语
实践教学在高职土木专业教学体系中占有半壁江山,是体现高职应用型人才培养特色的重要环节。但高职土木工程专业在实践体系发展和创新过程中仍存在很多问题,需要进一步探索行业、企业、学校三方共赢的长效机制,这有待广大教育工作者不断探索和改革。
[参考文献]
[1]张丽华,张生瑞.构建科学合理的高职实践教学体系的探索[J]. 哈尔滨职业技术学院学报,2008(1).