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土木工程專業(yè)包括了建筑工程、隧道與地下工程、水利水電工程,以及道路橋梁工程等多個專業(yè)方向。文章分析了不同土木工程專業(yè)的材料共性問題和個性要求,提出針對不同專業(yè)的實際應用需求,以提升學生專業(yè)素質為目的,進行土木工程材料課程建設。
關鍵詞:
專業(yè)需求;共性問題;個性要求;課程建設
土木工程材料課程是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,課程教學目的是使未來的建設工程師了解和掌握工程中常用材料的基本性能與應用方法,為今后工程實踐或科研工作提供必要的基本知識和技能[1-2]。作為一門專業(yè)基礎課,土木工程材料課程在專業(yè)課程學習中起到了承上啟下的作用,直接關系到后續(xù)課程的學習[3]。土木工程材料課程的前身是建筑材料課程。為適應工程建設需要,土木工程專業(yè)在專業(yè)調整時提出了“大土木工程”概念,主要涵蓋了建筑工程、道路工程、橋梁工程、市政工程、隧道及地下工程、港口工程和水利水電工程等多個專業(yè)[1]。這些細化后不同專業(yè)的建設材料基礎都發(fā)源于建筑工程材料,工程技術人員的材料知識基礎也是建筑材料。專業(yè)調整后不同專業(yè)學生所學的課程名稱變更為土木工程材料,但其教材編排與教學大綱未作針對性調整,課程內容與原來的建筑材料相比并未有太大變化,更多的只是原有建筑材料課程內容的簡單翻版,主要強調了材料的生產工藝與性能,忽略了不同專業(yè)的材料應用需求,并不完全適合不同專業(yè)方向的學生培養(yǎng)。鑒于以上原因,文章分析了不同土木工程材料方向的共性問題與個性要求,提出了以提升學生專業(yè)素質為目的,面向不同專業(yè)需求進行土木工程材料課程建設的幾點建議。
一、土木工程專業(yè)材料共性問題
隨著工程實踐的需要和科學技術的發(fā)展,土木工程學科已發(fā)展成為內涵廣泛、門類眾多、結構復雜的綜合體系。其專業(yè)分支包括建筑與市政工程、道路與橋梁工程、隧道及地下工程、水利工程等。其中有些分支,如水利工程,由于自身工程對象的增多以及專有技術的發(fā)展,已從土木工程中分化出來,成為獨立的學科體系,但是它們在很大程度上仍具有土木工程的學科共性。
(一)材料組成、性能與應用的關系
對于土木工程技術人員而言,正確選擇與使用材料,要求理解和掌握材料的性能。材料的性能又決定于材料的組成與結構,材料的不同應用環(huán)境又決定了材料需要具備不同的組成與結構,材料組成結構、性能、應用三者的關系。材料的組成與結構內容包括以下方面:(1)所用材料是有機材料還是金屬材料,抑或是無機非金屬材料;(2)材料是晶體材料還是非晶體材料,以及材料的孔隙結構大小與類型等。這些組成與結構決定了材料強度大小、屬于脆性材料還是韌性材料,其彈性模量如何,以及環(huán)境溫度、濕度、化學侵蝕等對材料的結構與性能有無影響等;(3)每一類土木工程都有自己特殊的環(huán)境因素,鐵路與公路路基要考慮地下水與土壤中的溫度變化與侵蝕性物質影響,隧道與地下結構的挖掘必須考慮巖石的穩(wěn)定性與地下水的防排水,房屋建筑必須考慮居住與使用的舒適性和適用性;(4)相同種類的工程,還必須考慮四季交替,是靠近海洋還是鹽堿或沙漠等環(huán)境影響,任何工程都必須考慮材料的組成、結構與性能是否適應環(huán)境要求。
(二)材料強度的要求
不同土木工程對材料的共同要求還體現在,所有工程中用到的材料都必須具備基本的強度要求。橋梁的橋墩、橋身,建筑工程中的梁、柱等結構構件要求其材料具有足夠的抗壓強度或抗折強度等,以承受結構荷載。房屋建筑中的墻體材料、橋梁上的欄桿等也需要足夠高的強度,以承受自重或荷載。建筑裝飾的涂料與基層之間、建筑保溫系統中的各個構造之間、道路工程中的瀝青路面與混凝土基層之間,都需要足夠的粘結強度以保證材料間的相互協同作用。因此,具備適宜的強度是土木工程對材料的最基本要求,也是其共性問題。
(三)結構耐久性的要求
土木工程材料對耐久性的定義是,在長期使用過程中,材料抵抗周圍各種介質的侵蝕而不被破壞的能力。土木工程材料在使用過程中,除內在原因使其組成結構及性能發(fā)生變化以外,更多的是受到使用環(huán)境中各種因素的侵蝕作用,侵蝕作用包括物理、機械、化學和生物作用等,如金屬材料因化學和電化學作用引起銹蝕,無機非金屬材料因受到化學腐蝕、溶解、凍融、機械摩擦等因素的作用而引起開裂和剝落,有機材料因生物作用、化學腐蝕、光熱作用等引起老化。不同材料受到環(huán)境作用的因素雖然各自不同,但都屬于材料耐久性問題。因此,確保足夠的耐久性,滿足工程設計使用壽命,是所有土木工程對材料的基本要求,也是共性問題之一。
(四)工程防水的要求
結構的防水防潮一直是土木工程領域需要克服的重要技術難題之一。建筑工程出現滲水,會造成居住不便與環(huán)境質量的下降。隧道與地下工程滲水,易誘發(fā)安全隱患,導致隧道與地下結構使用不便。結構內出現滲水返潮等問題,會對安裝于其中的大型設備產生腐蝕,即使鋼筋混凝土材料本身,也容易因水分滲透進入導致內部鋼筋銹蝕,或被其他化學介質侵蝕破壞。因此,工程的防水抗?jié)B問題也是所有土木工程面臨的材料共性問題之一。
(五)不同土木工程的通用材料
雖然工程類型不同,使用環(huán)境不同,設計要求不同,但不同土木工程中所用的材料仍具有普遍的通用性。水泥混凝土、鋼材是所有工程必不可少的結構承重材料,防水材料是所有類型工程都要選擇使用的產品。按照化學成分來說,有機高分子材料中的塑料、橡膠和膠粘劑等,無機材料中的石材、水泥、石灰等,在各個土木工程領域都可能被用到。
二、不同土木工程專業(yè)對材料的個性要求
由于土木工程專業(yè)方向不同,其使用目的、結構特點、性能要求等不同,對工程材料要求也有所不同,反映的是不同土木工程對材料的個性要求。文章總結了以下四種土木工程類型。
(一)建筑工程
建筑工程與人的關系最為密切,是人類生活、學習與工作最重要的空間結構,是人類社會生存與發(fā)展的最基本需求。工程所用材料的質量決定了建筑工程的質量,也決定了人的生活質量。一個民族、一個地區(qū)或一個國家的文化與藝術水平也可通過建筑的水平與風格得到體現,建筑工程中所用材料要能充分表達建筑設計的形狀與顏色,裝飾裝修對材料性能與環(huán)保的要求也最為突出。近年來,隨著經濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求,建筑節(jié)能要求越來越高,因此,保溫絕熱材料成為建筑工程中的主要選擇。此外,吸聲與隔聲材料也是建筑工程中的專用材料之一。
(二)水利工程
人類通過修建水利工程,達到控制水流,防止洪澇災害,并進行水量的調節(jié)和分配以滿足人們生活和生產對水資源的需要。水利工程需要修建壩、堤、溢洪道、水閘等不同類型的水工建筑物,以實現其目標。水利工程最主要的特點是結構體量大,修建周期長,安全性要求高,使用壽命要求也長,這些都是水利工程在選用材料時必須考慮的。水利工程所用結構材料主要是低熱水泥、中熱水泥,以及專門的水工混凝土等。
(三)隧道與地下工程
隧道與地下工程,包括交通運輸的隧道,軍事工程的各種國防坑道,市政、采礦、儲存和生產等用途的地下工程,地下發(fā)電廠房以及各種水工隧洞等。因為這些工程是在巖體或土層中修建,施工過程中巖體或土層的穩(wěn)定性對施工進度與施工安全至關重要,因此,注漿、支護、錨固等材料成為隧道與地下工程中的專用材料。
(四)道路工程
道路工程在建設與使用過程中,路基應穩(wěn)定、密實以對路面結構提供支撐,要考慮其變形、耐水性與穩(wěn)定性的協調,墊層與基層應具有足夠的抗沖刷能力和適當的剛度,剛度過大過小都不行。道路路面材料要考慮耐磨、抗滑與平整,設計要考慮抗彎折荷載與變形,還要考慮汽車行駛的安全性與舒適性。不同的路基、不同結構部位所用材料皆不同。工程用土、瀝青混合料、道路混凝土等可看作是道路工程的專用材料。
三、面向不同專業(yè)需求的土木工程材料課程建設
基于不同土木工程的材料共性問題和個性要求的實際情況,應面向不同專業(yè)需求進行土木工程材料課程建設。
(一)課程內容增加
應根據大土木專業(yè)增加新的課程內容,如土工材料、無機結合料、防排水材料、錨噴支護材料等。以使土木工程材料課程更適合整個土木工程專業(yè)學生的培養(yǎng)。在增加新的課程內容后,為適應不同專業(yè)學生對土木工程材料的學習要求,應及時調整土木工程材料課程內容。筆者的建議是,將土木工程材料教學內容分為三部分。第1部分:土木工程材料的組成與基本性質。這部分內容包括材料的組成與結構、材料的基本物理性質、材料的基本力學性能、材料的耐久性、材料的安全性等。這部分內容體現的是土木工程材料的組成結構、性能與應用相互之間的關系,目的是掌握土木工程的材料理論共性問題。第2部分:土木工程通用材料。包括膠凝材料(氣硬性膠凝材料和水泥)、石材與骨料、混凝土、金屬材料、有機高分子材料、瀝青與防水材料等。這幾種材料基本上在所有土木工程中都有應用,針對的也是土木工程的材料共性問題。第3部分:土木工程專用材料。(1)建筑與市政工程專用材料。裝飾材料、墻體材料與屋面材料等;(2)道路工程專用材料。道路混凝土、土、無機結合料、瀝青混合料等;(3)隧道工程專用材料。注漿材料、錨噴支護材料等;(4)水利水電工程專用材料。低熱水泥、水工混凝土等。第3部分內容體現的是不同土木工程對材料的個性要求,這部分內容可滿足不同專業(yè)方向學生學習和掌握本專業(yè)必須掌握的材料及其工程應用。
(二)講授重點轉變
近年來,各個高校土木工程材料課時都有不同程度的壓縮。以重慶大學為例,現在土木工程材料總課時為40~48,其中包括14~16課時的實驗教學。在課時數如此之少的情況下,為補充新的教學內容,只有對原有個別內容進行刪減。筆者的意見是,為保證教學內容與教學課時數相匹配,可減少材料生產與生成方面的內容,加強材料的工程應用案例教學。以水泥這一章節(jié)為例,對于以工程應用為主的土木工程專業(yè)畢業(yè)生而言,他們感興趣的是水泥的工程性質與應用問題,不會對生產與水化過程感興趣,因此可將相關內容縮減。同時,在教學內容中應增加工程經典實例,給學生講解如何從設計、施工、監(jiān)理等角度學習和掌握各種土木工程材料。在此基礎上,對一些“吃不飽”的學生,可以通過“自主學習”[4-5]理解和掌握更多的土木工程材料知識。
四、結語
文章分析了不同土木工程的材料共性問題和個性要求,進而提出了應面向不同專業(yè)實際需求,以提升學生專業(yè)素質為目的,進行土木工程材料課程建設,針對課程內容與講授重點提出了具體建議。我國是土木工程建設大國,現有500多所高校設有土木工程專業(yè)[6],作為土木類專業(yè)的學科基礎課,土木工程材料課程的教學效果對后續(xù)課程的學習和今后工作都會產生很大影響。然而,忽視不同專業(yè)的工程特性,不能針對不同工程專業(yè)進行土木工程材料課程教學是國內土木工程材料教學普遍存在的問題,希望通過此文引起國內各位同行的響應,共同探討解決之道。
作者:王沖 吳建華 劉芳 單位:重慶大學材料科學與工程學院
參考文獻:
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[3]吳東云,張建新.新形勢下土木工程材料課程教學改革與建設探究[J].高等建筑教育,2012,21(6):70-72.
[4]董明晶.運用現代信息技術培養(yǎng)學生自主學習能力[J].中國科技信息,2005(16):292.
關鍵詞:新建本科院校 土木工程 應用型人才培養(yǎng)模式 實證分析
中圖分類號:C961 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0150-02
我國基礎設施建設發(fā)展迅猛,國家已投資4萬億元進行建設,除此之外,“十二五”期間,市政公用基礎設施建設投資約為7萬億元,公路投資約為6.2萬億元,高速鐵路投資約為2.8萬億元,地鐵投資1萬億元以上,城際軌道交通4000億以上,加之已建大量工程維護、管理等,建設規(guī)模之大、人才需求之大均是空前的。工民建、道路工程、給排水、海洋工程、水利工程等土木工程類專業(yè)就業(yè)率多年來一直名列前茅[1]。因此,如何培養(yǎng)應用型土木工程類人才、全面提高大學生綜合素質、適應科學技術快速發(fā)展和市場經濟體制下土木工程類專業(yè)的高素質應用型人才,具有非常重要的現實意義,同樣也是每一位土木工作者所面對的一項新的研究課題。
隨著社會經濟的快速發(fā)展及高等教育大眾化的推進,培養(yǎng)應用型人才成為了高等教育從精英式教育向大眾式教育發(fā)展的必然產物。大部分地方新建本科院校是從??茖W校、職業(yè)技術學院等高職院校升格而來,由于其地理位置偏、特色專業(yè)少、師資力量小、科研能力弱、辦學歷史短等現實問題,與資深重點本科高校相比競爭力稍顯不足,這就導致了多數新建本科院校轉變?yōu)橐耘囵B(yǎng)應用型土木工程人才為辦學目標。因此,調查研究新建本科院校土木工程應用型人才培養(yǎng)模式的構建,是我國社會發(fā)展的現實需要,也是我國高等教育多元化發(fā)展的必然趨勢。
鑒于土木工程類專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)模式問題的重要性與亟待解決性,該文基于對江蘇省徐州工程學院、淮陰工學院、金陵科技學院、南京工程學院和常州工學院五所高校的實證分析,作出對新建本科院校土木工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的調查報告。
1 問卷調查的全面性與嚴謹性
該文旨在掌握江蘇省五所高校對土木工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的系列改革和探索,從學生的角度來了解人才培養(yǎng)方案普遍存在的問題以及學生需求,為地方新建本科院校的改革和發(fā)展提供理論依據和可行性建議,從而達到服務學生、服務社會的目的。
本次調查時間為2014年12月21日至2015年4月11日,采用問卷調查、電話訪問、網絡咨詢以及網上查詢等形式,其中各高校的人才培養(yǎng)方案均來自網絡調查各高校官方網站的最新數據,并且問卷采用網頁版、電子版和紙質版三種形式。通過分析調查結果發(fā)現,問卷共發(fā)放400份,回收361份,回收率90.25%,其中有效問卷329份,無效問卷32份,有效率91.14%。
本問卷調查的調查對象主要是江蘇省徐州工程學院、淮陰工學院、金陵科技學院、南京工程學院和常州工學院五所具有一般性新建應用型本科院校土木工程類專業(yè)的在校大學生群體,填寫問卷的學生均為本科在讀,其中本科一年級135份(41%)、本科二年級95份(29%)、本科三年級60份(18%)、本科四年級39份(12%)。
由于數據并沒有單獨集中的問題,即對大學的人才培養(yǎng)模式的理解和體會處于不同的視角和高度,使本次調查更加全方位、多角度。另外,在校大學生對所在高校的人才培養(yǎng)模式有切身的體會和認識,也使得本次調查具有一定的客觀性、真實性。
本次問卷主要調查該五所新建本科院校在土木工程類專業(yè)人才培養(yǎng)方案上進行的一系列創(chuàng)新和實踐,重點研究課程體系建設和教學體系建設。以學生為主體發(fā)放調查問卷,在課程設置、師資隊伍、課堂教學、實踐教學、畢業(yè)方向、校企合作、課外培訓等方面提出30個問題。
2 問卷調查結果分析及建議
2.1 課程體系建設
土木工程類專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)模式研究的重要內容主要是繼續(xù)深化教學體系改革,并積極開展富有特色的課程體系建設,形成一個符合當今社會科學發(fā)展和實際生產需求的教學體系。根據江蘇省五所院校的土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案,對其課程體系中各類學科學時分布進行了平均值統計,其中公共基礎課占總課時的42.20%,專業(yè)基礎課學時38.70%,專業(yè)課學時14.90%,課內實踐學時4.20%。公共基礎課和專業(yè)基礎課學時較多,專業(yè)課學時較少,而專業(yè)實踐課學時最少,僅占總學時的4.2%。在課程安排上,僅有48.33%的大學生認為基本合理,距離理想的課程體系設置還有一定的差距,因此該文根據土木工程應用型高素質人才培養(yǎng)需求,對優(yōu)化課程體系建設方面給出以下幾點建議。
(1)加強基礎理論課程教學。突出教學內容的實踐性、綜合性和先進性,努力建設多樣化教學平臺,包括以三大基礎力學課程為主的公共基礎課程教育平臺、以混凝土結構設計原理課程為主的土木工程類專業(yè)基礎課程教育平臺、以各專業(yè)方向選修課程為主的專業(yè)選修課教育平臺以及體現各專業(yè)特色的跨專業(yè)選修課教育平臺[2]。
(2)加強實踐課程教學。加強對大學生實際動手能力的培養(yǎng)是應用型本科院校教育的顯著特點之一。通過實踐教學,建立實踐教學的質量標準體系,認真做好對大學生實踐的管理,并對平時實驗、實踐、實訓進行量化考核。
(3)加強教學的軟硬件建設。首先,加大對教師教學硬件建設的投入,按專業(yè)工程技術能力的模塊來規(guī)劃實踐教學基地,創(chuàng)建仿真、模擬等開放式的實踐教學基地和工程技術教育環(huán)境。其次,在教學軟件建設上,加大學校“雙師”型教師的培養(yǎng)力度,努力提高師資隊伍的專業(yè)工程技術教育素質。
(4)建立與社會實際溝通的專業(yè)工程技術教育訓練體系。以培養(yǎng)應用型土木人才適應社會經濟發(fā)展為目標,加強與社會的聯系,經常組織大學教師深入工程生產第一線,研究用人部門對應用型人才的知識、能力、素質等各方面要求,并按照這些要求來進一步制定教學計劃、改革教學內容和課程體系。積極與企業(yè)聯系,努力建立穩(wěn)定的實訓基地,加大與企業(yè)產、學、研的合作力度。最終形成以公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)課、專業(yè)實踐課等課程群為理論與實踐緊密結合的教學體系[3]。
2.2 教學體系建設
應用型人才教育是一種全新的教育觀念和教育模式,如何辦出特色并且提高教學質量,是應用型人才培養(yǎng)模式是否成功的關鍵,而理論結合實際教學是應用型土木工程人才培養(yǎng)模式的重中之重。在教學體系建設方面,該文著重分析了問卷調查中在校大學生所反饋的問題。調查結果顯示,64.74%的大學生認為課堂教學中存在的問題是大學生自身積極性不高,而55.29%的學生認為是教學方式為單一的授課型教學,很難產生師生互動的環(huán)節(jié),說明教師在課堂教學方式上過于單一,從而使課堂質量有所下降。通過統計大學生最喜愛的教學方式得到如圖一所示分布。
從圖1中可以發(fā)現,58.66%的學生偏向于實踐教學,54.21%的學生選擇啟發(fā)式教學,所占比例較高,傳統式教學僅占19.76%,可見大學生并不能在傳統式教學中汲取更多的知識。針對這種情況,該文給出以下建議。
(1)增大大學教學中實踐教學和啟發(fā)式教學的比例,但是由于應用型人才以培養(yǎng)生產、服務和管理生產一線問題的高級實用型人才為教育目標,而這種實踐能力的培養(yǎng)不僅需要一定的物質條件,而且還需要有一定的實訓時間和合理的組織安排,不易實施,詳見下文分析。
(2)減少傳統式教學在大學教學方式中的比例。傳統的教學方法不易解決實踐教學時間短和要求高的問題。因此,可以轉變思維方式,將傳統教學方法與現代化教學手段相結合,以此來提高教學效率。并保證在學生有充分學習時間的情況下,減少理論教學學時。
(3)改革教學方法,力求改變傳統的教學方法,積極推行啟發(fā)式和案例式教學,充分發(fā)揮學生的主動性、自主性,不斷調動學生獨立思考能力和創(chuàng)新意識,激發(fā)學生學習的積極性,以學生為教學主體,培養(yǎng)學生解決問題的能力,從而達到提高教學質量的目的。
2.3 教材體系建設
教材也是成功的應用型人才模式的一項重要因素,好的教材不僅要滿足學生知識的學習,還必須跟上時展的步伐。該文結合五所高校大學生對教材評價的調查分析得出:僅有35.26%的大學生認為教材知識內容全面,可以適應時展需求;54.10%的大學生認為教材內容一般;10.64%的大學生認為教材內容不全面。有大約64.74%的大學生認為所用教材內容一般或是不全面,知識點雜亂,不適合將來發(fā)展需求。說明新建應用型本科院校在教材體系建設上,應注重內容的改革與創(chuàng)新,加強精品教材建設,擴大知識面,知識的更新應該緊隨建筑業(yè)發(fā)展的前沿。
2.4 師資體系建設
人是一切事物發(fā)展的決定因素,如果想培養(yǎng)應用型人才,師資隊伍是關鍵因素。因此,以人為本應是高校辦學的根本理念,是新建本科院校應用型人才培養(yǎng)模式的出發(fā)點和根本點。該文通過對五所學校大學生的問卷調查結果顯示:有21.58%的學生對高校師資隊伍表示滿意;45.90%的學生對高校師資隊伍表示基本滿意;13.68%的學生對高校師資隊伍表示不滿意;18.84%的學生對高校師資隊伍表示很不滿意。也就是說大部分的大學生對高校師資體系建設比較滿意,但是仍有約32.52%的學生對高校師資隊伍不滿意。因此,應加強高校教師隊伍素質結構的調整,全面構建具有專業(yè)工程特色的師資隊伍,即雙師型的教師隊伍,來滿足培養(yǎng)土木工程專業(yè)工程一線技術人才的要求,盡力將師資隊伍建設成開放與流動相結合的系統。
2.5 實踐體系建設
實踐體系建設在土木工程應用型人才培養(yǎng)模式中占有非常重要的地位。為使新建本科院校土木工程類專業(yè)實踐教學創(chuàng)新和改革適應于培養(yǎng)應用型本科人才的需要,應突破傳統實踐教學模式,與學科特點相結合,以目標培養(yǎng)和能力培養(yǎng)為主線,全面構建與理論教學相輔相成的實訓實習教學體系。鑒于實踐體系建設的重要性,該文結合高校實踐課學時學分分布作出相關性建議,高校學時學分分布表如表1所示。
從表1中可以看出,高校實踐課學時學分比例嚴重不協調,實踐課學分約占總學分15%,而實踐課學時卻僅為4.2%,據此,該文給出以下建議。
(1)應用型實踐課教學平臺的建設。建議分別在學科基礎階段和專業(yè)學習階段等建設相應的實踐實訓平臺,并加強學生通過實踐解決實際問題的能力。強調理論與實踐相獨立,卻又能有機結合,以培養(yǎng)實踐能力為主要目標。
(2)提高專業(yè)實踐課比例,增加應用性強的實驗課程比例,以此來提高學生興趣,并注重學生綜合性實踐能力的培養(yǎng)。
(3)建立多層次、全方位的實踐教學體系。從建筑產業(yè)發(fā)展趨勢的角度出發(fā),與地區(qū)建筑特色相結合,并滿足學校關于人才培養(yǎng)方案的大致要求,建立多層次、全方位的以培養(yǎng)實踐能力為主要目標的實踐教學體系。
3 結語
從調查結果可以看出,土木工程專業(yè)的在校大學生對自己所在高校的人才培養(yǎng)方案基本上可以接受,并且能從中學習到自己所需要的專業(yè)知識。但通過調查問卷也反映出一些信息,超過半數的在校大學生認為高校在人才培養(yǎng)的時候只是一味的重視基礎理論教學,而忽略對實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協作能力的培養(yǎng)。所以作為一名本科生,在增加文化知識、提高自身修養(yǎng)的同時,也要注重培養(yǎng)自己的創(chuàng)新、實踐、合作能力;而新建本科院校要做的就是為大學生提供一個可以學習的平臺,這樣才能為祖國的現代化建設培養(yǎng)出棟梁之才。希望該調查報告可以為一些地方新建本科院校在土木工程類專業(yè)的應用型人才培養(yǎng)模式的改革和發(fā)展中盡到微薄之力。
參考文獻
[1] 麥可思研究院.2014年中國大學生就業(yè)報告[R].社會社會科學文獻出版社,2014.
(一)知識獲取
目前,高校本科生獲取知識的途徑主要有教師課堂講授與學生自學兩方面,其中,教師課堂講授是學生獲取知識的最主要方式。考慮到學生規(guī)模和教學資源的限制,很多高校都采用大班授課模式,尤其是公共課和專業(yè)基礎課。大班授課的優(yōu)點是能夠充分利用教學資源,使用現代化的多媒體教學技術增加課堂信息容量,從而提高課堂授課效率。但是大班授課模式也有明顯的缺點,首先這種授課模式對學生的要求非常高,如果聽課學生規(guī)模較大,學生的素質參差不齊,教師就很難準確掌控講授知識的重點和深度?;A扎實、聽課認真、思維活躍的學生容易接受和掌握課堂講授的內容;反之,基礎薄弱、學習主動性差的學生則不容易適應課堂的節(jié)奏,容易產生對課堂學習的厭惡和排斥情緒,這就導致學生產生兩極分化的現象。如果讓教師同時兼顧不同層次學生的感受,則無疑又增加了教師的負擔,降低了課堂效率。其次,由于大班課學生規(guī)模較大,課堂時間有限,教師很難做到與大多數學生的深度互動,導致課堂氣氛沉悶、單調,學生處于被動地位,學生的主動求知欲無法被調動起來,學生的創(chuàng)新思維得不到引導和開發(fā),知識面得不到拓展,這樣的人才培養(yǎng)模式顯然無法符合社會對人才的要求。
(二)課程設置
目前,多數高校土木工程專業(yè)的課程設置基本為以下模式:力學(理論力學、材料力學、結構力學、彈塑性力學等)、結構計算理論與設計(混凝土結構、鋼結構、砌體結構等基本結構體系的設計計算以及工程結構抗震設計計算等)和施工技術(土木工程施工)。這一課程設置模式基本達到培養(yǎng)土建領域專業(yè)技術人才(如結構設計人員、工程施工技術人員等)的要求。但鑒于近年來土建領域就業(yè)形勢的變化,絕大部分本科生的就業(yè)去向是建筑施工單位(如中建系統各公司、各省建公司等),而不是建筑勞務單位或設計單位,所從事的工作也主要是施工管理方面的生產作業(yè),而不是現場的具體施工技術作業(yè),這就要求培養(yǎng)的本科生既要掌握足夠的專業(yè)技術知識,又要具備一定的工程管理和相關法律法規(guī)知識。這樣才能從根本上避免本科畢業(yè)生在單位實習和工作過程中,因為法律責任的淡漠和管理能力的低下出現亂簽合同或不敢簽合同的現象,從而影響個人的事業(yè)發(fā)展和單位的管理工作。
(三)課程考核
在素質教育日益受到重視的今天,很多高校土木工程專業(yè)對學生的學期考核依然采取應試教育的方式,即每學期期末組織學生進行閉卷或開卷考試,并以此作為主要依據來評定學生掌握知識水平的高下。這種考核方式,形式簡單,操作簡便。但由于在高校中,很多課程尤其是專業(yè)課,多年的考試模式不變,考題風格接近,導致學生們很容易掌握考試規(guī)律,從而養(yǎng)成投機取巧的惡習,平時不認真聽課和學習,僅靠考前突擊復習相關的考點就能獲得及格以上的分數。從長遠看,這對培養(yǎng)學生的學習能力,提高教學效果是不利的。因此,現行的課程考核方式,仍是應試教育的產物,已經不能滿足新時期的需要,應進行多元化和多目標化的改革,以適應培養(yǎng)合格的專業(yè)技術人才的需求。
(四)實踐環(huán)節(jié)
對于工程類的學生來說,將理論知識與實際工程緊密聯系是一種較好的教育模式。但很多高校土木工程專業(yè)的教學重心依然是理論知識的講授,實踐環(huán)節(jié)相對較少,或局限于某個行業(yè)、某個單位,或實踐環(huán)節(jié)與現實需求嚴重脫節(jié),僅流于形式。這樣勢必造成本科生實踐能力低下,動手能力不強,從而影響就業(yè)。眾所周知,現在企業(yè)大都重視畢業(yè)生的動手能力,希望畢業(yè)生入職后能很快適應崗位需求,進入工作狀態(tài)。如學生到企業(yè)后還需要經過一段時間的培養(yǎng)期,這對許多中小企業(yè)是難以承受的,這是因為中小企業(yè)大多自負盈虧,培養(yǎng)新人會在很大程度上增加企業(yè)的經營成本,而且并不能保證自己培養(yǎng)的人才在學成之后會一直留在本企業(yè),所以企業(yè)無法承擔人才的培養(yǎng)成本和風險成本。這也限制了部分學生的就業(yè)面。因此,高校土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)模式的改革勢在必行,要及時根據復雜多變的現實工程情況調整人才培養(yǎng)的方式和方向,要通過培養(yǎng)模式的改革增強畢業(yè)生的社會適應能力和職業(yè)競爭能力。
二、新時期高校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)模式的改革方向
(一)師資力量分配的改革
土木工程專業(yè)的教學亦是如此,本科生從入學到畢業(yè),既是學習和接受各種公共知識和專業(yè)知識的過程,也是本科生從人生的少年階段到青年階段的重要時期,這一過程涵蓋了教和育的交融。因此,在師資力量的分配上不僅應考慮學生的成長和發(fā)展規(guī)律,同時還應考慮不同年齡段教師的工作特點。在師資力量的分配上,建議中老年教師多承擔教學工作,中青年教師則主要承擔科研工作,適當承擔一部分教學工作。在具體的教學任務分配上,建議中老年教師多承擔低年級本科生的專業(yè)基礎課的教學工作。這是因為土木工程專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè),很多專業(yè)課程的教學都要求任課教師具備深厚的科研底蘊和工程經驗,而中老年教師具有長期從事本專業(yè)教學、科研和工程實踐的經驗,他們對學科和專業(yè)有更深層次的理解和感悟,由他們擔任低年級本科生專業(yè)基礎課的教學工作,對相關知識更容易講解透徹,也更有助于本科生打好基礎;此外,他們多年養(yǎng)成的良好師德師風也能從思想上對本科生起到潛移默化的作用,有助于他們端正學習態(tài)度,形成良好的學風。建議中青年教師多承擔高年級本科生的專業(yè)課程和選修課程的教學工作。這是因為中青年教師雖然教學經驗不足,但思維活躍,能接觸到土木工程學科最前沿的研究課題。由他們承擔專業(yè)課和選修課的教學工作,往往能站在學科的“制高點”上看待和講解問題,這將有助于開拓本科生的視野,培養(yǎng)其科研創(chuàng)新意識。這樣的師資力量分工方式,不僅能解決目前高校普遍存在的重科研輕教學的問題,保證科研和教學的協調推進,還能提高本科生的培養(yǎng)質量,為高校土木工程專業(yè)教學和科研工作的正常運行和可持續(xù)發(fā)展提供保障。
(二)課程設置的改革
在課程設置方面,土木工程專業(yè)不僅要堅持以專業(yè)技術理論課程為主的教學理念,同時也應當設置更多的人文類、經濟類、管理類和法律類的課程,實現跨學科、跨專業(yè)的綜合性培養(yǎng)模式,增強學生的建筑文化、工程倫理、工程管理和法律法規(guī)等方面知識的學習,鼓勵學生對其中的一方面或多方面進行深入的思考,培養(yǎng)其對所學知識的理解能力和綜合運用能力,使學生成為一專多能的綜合性人才。在此方面,加拿大阿爾伯塔大學為全世界高校工科專業(yè)的人才培養(yǎng)提供了榜樣。阿爾伯塔大學一貫的教育目標是不僅要為學生的畢業(yè)負責,還要為學生的終身發(fā)展負責[2]。該校積極倡導學生學習人文社科類課程,還開設了專門的工程倫理學課程,旨在培養(yǎng)工程技術人員的道德素養(yǎng)和嚴謹作風,為社會輸送更多的具有社會責任感和工作責任心的科技人才[3]。
(三)課堂教學模式的改革
在課堂教學模式方面,盡管多年來許多高校一直在推進教學方法的改革,也取得了不少的成果,但教師“講”、學生“聽”仍然是絕大多數教師首選的教學模式,課堂上師生之間缺乏有效的互動。同時由于教學內容與工程實際嚴重脫節(jié),學生畢業(yè)后其所學知識往往已經或很快就落后于時代。因此,課堂教學模式改革的當務之急是課堂規(guī)模的控制和教學內容的更新。首先,應縮減課堂人數,在本科新生入學后即進行學習能力和志趣愛好測評,依據測評結果將能力愛好相近的學生分為適當規(guī)模的小班,以此來編制教學培養(yǎng)計劃并分配合適的教師。其次,鑒于大部分本科生剛從高中升上大學,對傳統的課堂板書式教學模式具有一定的思維慣性,高校教師應改變過分依賴PPT的教學模式,適當增加課堂板書的內容,這樣有利于學生學習心態(tài)的平穩(wěn)過渡和對新的教學方式的適應。教學內容方面,教師在課堂上應更多地講解與當前生產和工程相關的一些實際問題,并與所講授的專業(yè)課程知識相結合,鼓勵學生參與交流探討,從多角度分析問題,增強學生的主動求知意識和專業(yè)學習興趣。
(四)課程考核方式的改革
土木工程專業(yè)的本科生既要具備扎實的專業(yè)理論知識,又要具備較強的動手實踐能力,還要具備跨學科、跨專業(yè)知識的綜合運用能力。因此,土木工程專業(yè)應改變傳統的應試教育的考核方式,建議采取“5+3+2”的綜合考核模式,即專業(yè)理論知識占總成績的50%,專業(yè)實踐能力占總成績的30%,剩下的20%考察學生綜合運用知識的能力和人文素質。除此之外,還可以采用多目標、多標準的考核方式,即只要學生在上述三方面中的任意一方面表現突出,其他方面即使表現平平,也視為考核合格。甚至,如果學生表現出本專業(yè)之外的其他專業(yè)方向的突出才能,雖然本專業(yè)才能不突出,也應視為考核合格。因為,我們的教育應該是基于人的培養(yǎng),也是基于整個社會多元化需求的人才培養(yǎng),而不應該局限于本專業(yè)需要的人才培養(yǎng)。只要學生的才能能服務于社會,對國家有利,對人類有益,都應得到肯定和鼓勵。這也應該成為培養(yǎng)所有專業(yè)技術人才的共識。
(五)實踐環(huán)節(jié)的改革
據統計,中國高校很多專業(yè)的理論課和實踐課比例都大于4∶1,一些高校的土木工程專業(yè),此比例甚至更高,而在發(fā)達國家,此比例接近1∶1[3-4]。這種重理論、輕實踐的培養(yǎng)模式嚴重影響了土木工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質量,也妨礙了學生的就業(yè)和發(fā)展。造成這種局面的主要原因是實踐環(huán)節(jié)師資力量的缺失以及培養(yǎng)機制的僵化被動。中國的現代高等教育源于歐美,而歐美發(fā)達國家的工程教育領先中國幾十年甚至上百年。中國高校的工科教育可結合實際情況適當借鑒歐美的先進經驗和做法,逐步壓縮理論教育的課時,為學生創(chuàng)造更多的實踐機會。西安郵電學院計算機系自2007年開始,與廣州周立功單片機發(fā)展有限公司合作,創(chuàng)辦了西郵—周立功“3+1創(chuàng)新教育”實驗班。經過實驗班的實踐鍛煉,學生的動手能力有了很大提高,受到用人單位的普遍歡迎。該校2008屆和2009屆畢業(yè)生實現了100%的當年就業(yè),而且就業(yè)崗位主要集中在研發(fā)測試等高端技術崗位[4]。上述例子充分說明了實踐環(huán)節(jié)對人才培養(yǎng)的重要性。這種“學校+企業(yè)”的一體化校企合作機制能讓學生預先體驗工作流程,增強學生的動手能力和自信心。校企合作的實踐教學培養(yǎng)模式讓學生在學習期間即能進入工程的前沿,接觸更加實際、具體的實踐問題,并在獨立解決實際問題的過程中積累豐富的工作經驗,有助于學生就業(yè)后工作上更容易上手,進而獲得企業(yè)的認可。這種培養(yǎng)模式尤其適合實踐性較強的土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng),所以高校要加強校企合作,積極引導企業(yè)參與土木工程專業(yè)的教學,有條件的要創(chuàng)辦校企合作實驗班,設立企業(yè)獎學金,鼓勵學生深入企業(yè),參與實際工程技術問題和管理問題的研究。高校土木工程專業(yè)還應與企業(yè)簽訂長期合作協議,鼓勵企業(yè)(特別是中小企業(yè))深入校園,與在校生進行實質性的交流,爭取達成高校、學生和企業(yè)的三方協議,高校與企業(yè)聯合起來培養(yǎng)學生,由高校向企業(yè)推薦合格的實習生,學生提前進入工作角色,為學生就業(yè)后盡快轉變角色提供過渡適應期。
(六)本科生導師制的建立與改革
長期以來,中國高校的導師制主要是針對研究生而設立的,包括土木工程專業(yè)本科生在內所有本科生實行的是輔導員管理制。自1999年普通高校擴招以來,隨著本科生規(guī)模的擴大,輔導員管理制在管理水平和管理效率上均已呈現明顯下滑的趨勢。本科生群體思維活躍,接受新事物能力較強。為了加強對本科生的管理,提高本科生的科研創(chuàng)新能力,實行本科生導師制是一種有效的管理模式。目前國內各大高校的師生比例平均為1∶17,師生比例相對偏高[5]。土木工程專業(yè)實行本科生導師制不僅必要,而且也是可能的,如果僅僅依靠在校的專業(yè)教師,師資力量明顯緊張。因此,結合土木工程專業(yè)的特點,可以考慮引進設計、施工或監(jiān)理等相關單位的高級工程師進入學院,擔任本科生導師??梢圆扇》峙巍⒎蛛A段的導師帶徒制度,學生深入各導師的實驗項目或工程項目中,以導師導為主,以學生做為輔,采取導、做相結合的教育培養(yǎng)模式,引導學生在學習和實踐中發(fā)現問題、思考問題并最終獨立解決問題,以鍛煉和提升學生的實踐應用能力。
三、結語
關鍵詞:CAD課程;教學研究;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)37-0138-02
CAD課程是土建類專業(yè)一門實踐性和實用性很強的專業(yè)基礎課,本課程通過學習掌握CAD基本命令的操作與使用和常用繪圖的功能與技巧從而繪制施工圖,為以后從事土木工程設計及相關工作打下堅實的基礎。為此本文首先從當前土木工程專業(yè)CAD課程的教學中存在的問題分析出發(fā),其次從教學目標、教學模式、教學內容、教學考核四方面對這些問題提出相應的舉措與研究。
一、土木工程專業(yè)CAD課程的教學狀況及其問題
(一)教學目標的偏倚
傳統土木工程CAD課程的教學目標均僅以對本課程知識的傳授即職業(yè)技能為目標,教師往往忽略對學生價值觀和綜合素質如團隊合作能力、創(chuàng)新能力等的引導和培養(yǎng)。學生在就業(yè)時,因價值觀的錯誤和綜合素質的短缺,有的無法適應企業(yè)和時代的與日俱進,有的無法與團隊溝通合作甚至一些學生因為實際工作中的墨守成規(guī)而被迫離職。
(二)教學模式的不合理
土木工程CAD課程一般是采用先理論教學(多媒體教室授課)、后實踐性教學(機房上機操作)的教學方式。在理論教學過程中,學生被動接受老師的理論知識講解,具有一定的機械性和盲目性。另外,多媒體教室上課教師多以文字、ppt課件為主,知識點不夠連貫,比較乏味,不具有生動性,很難調動學生的興趣。在實踐性教學環(huán)節(jié)中,由于理論教學與該環(huán)節(jié)的時差性,大部分同學模糊甚至淡忘之前的理論知識,無法運用學習的知識上機繪圖,進而缺乏興趣和信心,導致較差的教學效果。
(三)教學內容的脫節(jié)
土木工程CAD課程培養(yǎng)出的學生在實際投入相關工程設計工作中,即便掌握一定的繪圖能力,但普遍繪制的圖紙質量不過關。一方面,圖紙不符合國家現行有效規(guī)范標準和深度,出現圖紙校審錯漏百出、送審違反強條過多等情況。另一方面,學生往往不按前期規(guī)劃批復條件或者不及時提資并結合其他水電暖等專業(yè)的圖紙配合進行設計,導致無效的工作量甚至南轅北轍。教師在教學過程中,教學目標僅只限于傳授相應的繪圖操作和技巧,忽視結合現行規(guī)范和實際工程設計的行業(yè)知識和流程,與行業(yè)脫節(jié),從而導致一定的不準確性和不實用性,培養(yǎng)出的學生不能很好很快的融入工作。
(四)教學考核的單一
土木工程CAD課程教學考核中,很多教師采用傳統筆試即理論考試和上機考試相結合的方式。該方式沒有很好的調動學生平時學習的能動性和積極性,學生普遍輕視平時的上機實踐機會而更多的采用筆試考前突擊和機考拷貝其他同學的文件的方式備考。
二、土木工程專業(yè)CAD課程的教學改革方法研究
(一)土木工程專業(yè)CAD課程教學目標的改革研究
對于傳統土木工程CAD課程的教學目標的偏倚,筆者對該模式建議改革如下:
教師不僅應將職業(yè)技能作為教學目標,同時也應將學生綜合素質的培養(yǎng)囊括其中。未來的社會需要的是具有正確價值觀的綜合性人才,能做事更重要的是會做事。黨的十提出,倡導富強、民主、文明、和諧,倡導自由、平等、公正、法治,倡導愛國、敬業(yè)、誠信、友善,積極培育和踐行社會主義核心價值觀。富強、民主、文明、和諧是國家層面的價值目標,自由、平等、公正、法治是社會層面的價值取向,愛國、敬業(yè)、誠信、友善是公民個人層面的價值準則,這24個字是社會主義核心價值觀的基本內容。教師作為社會的高級知識分子和傳道授業(yè)解惑者,更應將此價值準則融入到日常教學活動目標中,力求培養(yǎng)出敬業(yè)、誠信、友善的學生。另外,在教學活動中,積極培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,通過教學內容的設計,加強學生之間的團隊合作的培養(yǎng)。這樣的教學目標下,學生在就業(yè)時能更好地在社會主義核心價值觀的引導下,與同事通力合作,成為社會和企業(yè)青睞的創(chuàng)新性人才。
(二)土木工程專業(yè)CAD課程教學模式的改革研究
基于以上對于土木工程專業(yè)CAD課程教學模式的問題的剖析,教師應既要重視前期理論知識的傳授,也要同時考慮上機實踐的有效接軌和貫通。筆者對該模式建議改革如下:
1.在每次CAD課程上課前,教師應要求學生進行上一次理論課程內容的回顧展示,這樣不僅可以調動課堂的氛圍和學生的注意力,老師也可根據學生的掌握情況適時調整教學進度,對于其中典型的問題可以進行相應的總結和指引。
2.采用典型實例現練的教學法,即將理論知識與相應的典型工程實例隨堂當場演練的方式,將理論與實踐融合,學以致用,在實例中加深對操作命令的運用和理解。以實例作為主線,一方面將零散的操作命令連貫起來,結合實例的平立剖面圖、樓梯詳圖、施工圖繪制,增加學生的興趣和課程的趣味,從一定程度上避免了學生對于知識點的遺忘和生疏,取得較好的教學效果。另一方面,教師通過實例展示具體某工程的設計思路和設計步驟,學生可以更好地從整體上綜合鞏固CAD知識。
3.采用教學地點大比例安排在機房的教學模式,盡量減少上理論課的時間。一方面,教師明確設定每次上機課程的任務目標和考核方式,學生根據老師布置的目標和考核作為引導和方向,調動自身的積極性,從一定程度上避免學習的盲目性。另一方面,教師講授操作命令后,立馬在多媒體上演示,學生及時地在計算機上進行演練,避免傳統的學生只能觀看不能操作的弊端。學生通過親自動手練習,加強記憶和理解。同時,如遇到問題,可當場請教老師協助指導和解決,一定程度上更好地復結和消化教學內容。學生通過解決問題的過程,學會發(fā)現問題,思考問題。教師也可當場了解和跟進學生的學習狀況和教學效果,及時調整教學進度和深度,形成良性的教學呼應效果。
4.加強校企合作。一方面適時開展一些企業(yè)實踐項目實習。學生通過參與企業(yè)實際工程的設計項目鍛煉自身的制圖能力,達到理論聯系實際,加深對CAD知識的理解和運用。最終增強了學生的就業(yè)競爭能力。另一方面,學校可適度聘請一些行業(yè)專家進行例如講座、培訓會議等方式的學術指導教學活動。這樣可以更好地將教學與實踐相結合,加強教學活動的多元化和開放化。
(三)土木工程專業(yè)CAD課程教學內容的改革研究
CAD課程往往以教材為中心,單一地靠操作命令的分解為基礎開展教學。一方面教師沒有很好地將國家現行規(guī)范標準融入教學內容;另一方面,教師忽視實際工程中各環(huán)節(jié)流程的連貫性和各專業(yè)的相互協調配合性的灌輸。筆者在此建議改革如下:
教師在備課過程中,應及時了解現行國家有效規(guī)范、行業(yè)資訊、社會的發(fā)展和需求,適時及時得調整優(yōu)化教學內容。在教學過程別是實例講解中,一方面應給予強調制圖標準和現行規(guī)范,培養(yǎng)學生規(guī)范標準化的意識。另外要讓學生認識到CAD的學習不僅是停留在繪圖命令和軟件的操作上,更重要的是學以致用,拉近學習和就業(yè)間的差距,時時以日后參加工作崗位上盡快適應行業(yè)要求為目標進行有效學習。另一方面,教師應將工程實例的整體設計流程逐步依序分解講解,包括前期報規(guī)、初步設計、圖紙設計、圖紙送審、圖紙施工等流程。其中設計過程中的接口,各專業(yè)的相互提交資料也尤為重要。學生能總體了解工程設計循序漸進的過程,對CAD學習有更為全面更為深刻的認識和理解,對于今后的實際工作效率的提高和準確性有著非常顯著的幫助。
(四)土木工程專業(yè)CAD課程教學考核的改革研究
傳統教學很多以期末考試為主進行考核。CAD課程具有很強的實踐性和實用性。筆者在此建議教學考核方式改革如下:
一方面,課程最終評定考核以出勤10%、課堂作業(yè)15%、課外作業(yè)15%、期末考試60%其中包括筆試30%和機考30%為考核點,避免考核方式的單一性和不客觀性。其中,機考可采用AB卷,相鄰考試座位交叉采用不同的考卷,杜絕學生考試的作弊現象。另外加大課堂和課外作業(yè)的權重比例,可以調動和激發(fā)學生在平時學習累積中的積極性和能動性,也一定程度上避免了考前突擊的備考方式和拷貝作弊的錯誤心理。另一方面,在土木工程學生畢業(yè)設計中,建議強化CAD的應用,使學生更加重視CAD的學習。
三、結語
通過對土木工程專業(yè)CAD課程現教學狀況的分析引出相應的問題和不足。針對這些問題,從教學目標、教學模式、教學內容、教學考核四個方面對該課程進行了改革研究并提出了相應的舉措??傊?,土木工程專業(yè)CAD課程教學應考慮學生正確價值觀的引導和綜合素質的培養(yǎng),更多的重視上機實踐,融入貫通社會的要求和行業(yè)的標準,綜合科學客觀地考核學生,不斷加強學生的實際操作能力,調動學生的興趣和積極性,最大程度得讓學生學以致用,迅速地適應和融入今后的工作崗位。
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關鍵詞:高職院校;土木工程;實訓基地;建設;思考
文章編號:ISSN2095-6711/Z01-2016-03-0070
土木工程具有很強的實踐性與創(chuàng)造性,很多高職院校都把這項學科作為重要教學內容,不僅讓學生學習理論知識,還注重培養(yǎng)他們的實踐能力,本文將論述土木工程的內容,并淺析高職院校土木工程實訓基地建設的思考。
一、土木工程的概念
土木工程學是對各類工程設施建造科學技術的統稱。相對于其他學科,土木工程學具有實踐性、理論性強的特點。這和土木工程的發(fā)展歷史有關。土木工程也就是建筑工程,隨著社會的進步在不斷地發(fā)展,建筑被稱為凝固的音樂,即建筑的形式語言與音樂具有相似性,在空間上講究對稱。但是,土木工程并非是凝固的,它具有審美功能和精神向往以及四維空間。土木工程隨著社會的進步和人們知識水平的提高,獲得了新的價值,例如埃及金字塔、古希臘神廟、黃鶴樓、岳陽樓、菊兒胡同都具有新時代的意義。而且,土木工程是在開放與閉塞之間的一門藝術和工程相結合的學科,在結構力學實踐和人文精神的雙重支撐下不斷地發(fā)展。土木工程和歷史文化、自然環(huán)境的關系密不可分,中國作為四大文明古國之一,土木工程已經經歷了幾千年的變化與發(fā)展,具有獨特的文化意義,萬里長城是抵御異族入侵的象征,是中華民族的精神支柱。北歐的傳統建筑多為尖頂,這是由于當地的冬天容易積雪,木材構筑的屋頂承受不了積雪的壓力,所以將屋頂蓋成尖頂。隨著人們環(huán)保意識的提高和科技的發(fā)展,誕生了許多新型的土木工程名詞,像建筑生態(tài)學、建筑經濟學和綠色建筑等。高職院校在引導學生研究土木工程的同時探究歷史文化和地理環(huán)境因素,并注重學生的實踐動手能力,為學生建設了實訓基地。
二、關于校內實訓基地的建設的建議
很多高職院校都在校外建設了土木工程的實訓基地,但是校內的基地工作做得不夠,基本上只有簡單的培訓室。因此,需要加強校內基地建設工作,首先為實訓基地投入必要的資金。而且,實訓基地的設備,以及功能必須齊全,不僅需要1000平方米左右的實訓基地,還要配備實驗室、工種模擬實訓場、工程測量實訓場、土力學實訓場和相關的儀器與設備等。另一方面,師資水平決定著教學效果,必須不斷提升土木工程學科的教師專業(yè)水平和實踐能力,學校理應給相關專業(yè)的老師定期開展培訓。
三、關于校外實訓基地建設的建議
目前,高職院校都通過校企合作的方式開辟土木工程的校外實訓基地,這樣可以讓學生把所學的知識應用于實踐,達到理論與實踐相結合的目的,還可以開闊學生的眼界,增長他們的見識,讓他們早日步入社會,積累工作經驗,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。一般情況下,高職院校展開合作的企業(yè)主要包括:建筑設計企業(yè)、建筑施工企業(yè)、施工監(jiān)理企業(yè)。推進校外企業(yè)實訓基地建設的途徑有:推進校企聯合共建實訓基地;利用現有的企業(yè)資源推動對口企業(yè)成為掛牌的校外基地;學校自建基地。學校在選擇合作企業(yè)的時候,必須把促進學生的發(fā)展作為第一要旨,選擇信譽度高、資金雄厚、科技發(fā)達、人才密集的大型企業(yè),這樣才有利于培養(yǎng)學生的技能。
四、要堅持實訓基地的共享性和科學發(fā)展觀
不管是校內基地還是校外基地,都要堅持資源共享性,充分利用所有的資源。例如,與其他院校共同建設并利用實訓基地或者通過校企聯合共建實訓基地。這樣可以優(yōu)化并配置基地資源,充分發(fā)揮基地的價值,節(jié)約成本,提高資金和技術資源的利用率。另一方面,必須堅持科學發(fā)展觀,將土木工程教育、培訓、實踐、研究、生產、服務結合在一體,利用科學理論和技術優(yōu)勢,促進學生的全面發(fā)展,為企業(yè)培養(yǎng)高科技人才,提高土木工程教育的效果。
五、堅持實訓基地的動態(tài)原則和優(yōu)勝劣汰原則
土木工程隨著時代的進步在不斷地發(fā)展,實訓基地也應該堅持動態(tài)原則和優(yōu)勝劣汰的原則。木土工程實驗對儀器的要求很高,必須及時更新所需要的設備和儀器,對于不合格的儀器應該淘汰,如果儀器和設備不達標,難免會給學生造成因為技術落后而難以操作的困境。
六、堅持長效性原則
實訓基地作為公益性教育基地,是由教育資金補助、企業(yè)贊助和學校的投入等建設而成的,應該堅持長效性原則,建立長效管理機制。需要節(jié)約資源,提高資源利用率,愛護儀器設備,將教學效果和經濟效益相結合。與此同時,要樹立創(chuàng)新理念,通過培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,學校之間的合作以及校企聯合等方式提高實訓基地的經濟效益。
七、結束語
土木工程學相對于其他學科而言,具有很強的實踐性和理論性強。目前,很多高職院校在引導學生研究土木工程學的同時,注重學生的實踐動手能力,為學生建設了實訓基地。建設土木工程的實訓基地不僅要開辟校外基地,除了需要1000平方米左右的實訓基地,還要配備實驗室、工種模擬實訓場、工程測量實訓場、土力學實訓場和相關的儀器與設備等。另一方面,要不斷提升土木工程學科的教師專業(yè)水平。建立校外基地,選擇合作企業(yè)的時候,必須選擇信譽度良好、資金雄厚、科技發(fā)達、人才密集的大型企業(yè)。而且,要堅持實訓基地的共享性和科學發(fā)展觀,以及實訓基地的動態(tài)原則和優(yōu)勝劣汰原則,建立長效機制,這樣才可以充分發(fā)揮實訓基地的價值,提高經濟效益,促進學生的全面發(fā)展。
參考文獻:
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[3]林龍斌,沈耀輝.初探工程測量實踐教學模式的改革[J].福建建筑,2012
Abstract: In this paper the construction of civil engineering brand professional is explorated from three aspects. They are teachers team construction, teaching reform and construction, brand professional reform and construction idea, plan and expected achievement. It promotes teaching, scientific research and social service all-round development, and constantly improves the talent training quality with the brand professional construction as an opportunity.
關鍵詞: 品牌專業(yè);土木工程;改革與建設
Key words: brand professional;civil engineering;reform and construction
中圖分類號:G423.02 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0175-02
0引言
品牌專業(yè)是指專業(yè)特色鮮明、人才培養(yǎng)質量高、畢業(yè)生就業(yè)率高、社會聲譽好的專業(yè)[1]。2010年6月武漢工程大學“土木工程”專業(yè)被遴選為湖北省高等學校本科品牌專業(yè)。武漢工程大學(原武漢化工學院)土木工程專業(yè)依托“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科、“建筑與土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點以及教育部“磷資源開發(fā)利用工程研究中心”等建設平臺,在校、院兩級領導的大力支持和指導下,并通過土木工程專業(yè)全體教師長期的不懈努力,目前土木工程專業(yè)無論是在學科建設、專業(yè)建設、師資隊伍培養(yǎng)、實驗室建設,還是在人才培養(yǎng)與科學研究等方面均取得了長足的發(fā)展。武漢工程大學現已與華中科技大學達成了省部共建協議,在實驗室、儀器設備以及圖書資料方面實施了資源共享。這些優(yōu)質的教學資源與平臺較好地滿足了土木工程專業(yè)的教學與科研需求,并為本專業(yè)的長期發(fā)展打下了堅實的基礎。隨著我國經濟建設的高速發(fā)展,特別是隨著城鄉(xiāng)住房建設、高等級公路與鐵路工程建設、大型水利樞紐工程建設以及武漢“8+1”城市圈工程建設的啟動,必將需要大量的土木工程專業(yè)人才,這將為土木工程專業(yè)的進一步發(fā)展提供了一個難得的機遇與平臺。本文擬從以下幾個方面對土木工程品牌專業(yè)建設進行思考。
1師資隊伍建設
1.1 現有專業(yè)教師隊伍的基本情況土木工程專業(yè)現有一支以中青年骨干教師為主的專任教師隊伍,共有教師37名,17人具有博士學位(占教師總數45.95%),3人具有博士后研究經歷。專任教師主要畢業(yè)于同濟大學、武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、中國地質大學、武漢科技大學、天津大學、中南大學、北京科技大學等不同的高校以及中國科學研究院武漢巖土力學研究所等科研院所。專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,以年富力強的中青年教師為主。專業(yè)教師中年齡分布為:50~60歲2人,49~40歲18人,39~30歲16人;29~20歲1人,職稱分布為:教授9人,副教授10人,講師16人,實驗師2人。專任教師中享受湖北省政府專項津貼人員2人,建設部高等土木工程學科專業(yè)教學指導委員會委員1人,湖北省巖石力學與工程學會常務理事1人,其中26人具有碩士生導師資格。
近四年專業(yè)教師主持和參與了國家級教研項目2項,省級教研項目8項,校級教研項目7項,近四年來共獲得省級、校級教學成果獎5項,公開發(fā)表15篇教學研究論文。以“教育部磷資源開發(fā)利用工程研究中心”、“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科以及“土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點為依托,以專業(yè)實驗室為基礎,以專業(yè)骨干教師為主體,土木工程專業(yè)教師先后承擔了國家級科研項目10項、省部級科研項目30項、企業(yè)合作項目102項。近年來,土木工程專業(yè)在道路工程、巖土工程、地質災害防治、防災減災工程、混凝土結構、工程數值計算、橋梁工程以及工程結構損傷檢測和健康監(jiān)測等領域做出了較突出的成績,部分研究領域處于國際先進或國內領先水平。近四年來,土木工程專業(yè)教師共發(fā)表科研論文250篇,其中被SCI、EI、ISTP、CSCI等四大檢索收錄90篇。
1.2 師資隊伍建設政策、措施及效果雖說土木工程專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,但建設一支師德高尚、具有較高教學和科研能力、富有創(chuàng)新精神、結構合理的教師隊伍,是培養(yǎng)具有高素質土木工程技術人才的關鍵,也是提高辦學質量、深化教育教學改革的基本保證。
1.2.1 師資隊伍建設政策校黨委書記吳元欣[2]指出要大力推進“杰出人才和學科帶頭人培養(yǎng)計劃”、“教師基礎學歷提高計劃”、“教師出國進修培養(yǎng)計劃”,利用“楚天學者計劃”特聘教授和校內特聘教師等教師特崗,培養(yǎng)一批能夠把握學科發(fā)展方向的學科建設帶頭人,匯聚一批能夠攻關重大科學研究項目的領軍人物,造就一批學生尊崇的“教學名師”。按照《武漢工程大學“十二五”事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出的“人才興?!卑l(fā)展戰(zhàn)略,以人為本、人才興校、人力資源是第一資源、人才工程是第一工程的理念,以領軍、帶頭人才和骨干后備人才的引進和培養(yǎng)為重點,逐步實施專任教師的“博士化、工程化、國際化”工程,全面提高教師隊伍素質,重點培養(yǎng)優(yōu)秀中青年骨干教師。同時學校還積極鼓勵引進有突出業(yè)績或專長的特殊人才,以優(yōu)化配置教師資源,努力打造努力造就一支“師德高尚、業(yè)務精湛、結構合理、充滿活力”的高素質教師隊伍。具體政策如下:①培養(yǎng)具有示范及帶頭作用的“教學名師”,引導和激勵教師全身心投入教學、教研和教改工作。②鼓勵青年教師到其他高校、科研院所攻讀博士學位,以不斷提高其業(yè)務能力與學術水平。③選派青年教師到相關工程設計與施工單位開展工程訓練,以不斷積累和豐富實際工程經驗。④有計劃、有目的地培訓中青年教師,鼓勵選派優(yōu)秀骨干教師出國進修學習。⑤實施積極的人才引進政策,加大人才引進力度,尤其具有學術特長、有突出業(yè)績的特殊人才。⑥充分挖掘社會教育教學資源,努力構建一支具有豐富實際工程經驗的高水平校外兼職教師隊伍。
1.2.2 師資隊伍建設措施①以學校每年9、10月份實施的“師德校風宣傳教育月”活動為契機,不斷提高專業(yè)教師的師德修養(yǎng)、敬業(yè)精神與綜合素質。②通過品牌專業(yè)建設,不斷優(yōu)化土木工程專業(yè)教師的職稱、年齡、學歷和學緣結構,重組教學資源配置。③積極實施武漢工程大學提出的“杰出人才和學科帶頭人”與“名師工程”培養(yǎng)計劃,努力造就一批能夠站在本學科前沿,并在國內有一定影響的知名教授。④不斷加大人才引進力度,重點引進高職稱、高學歷人才,特別是在科研上已取得突出成績的學科帶頭人,如本學科“楚天學者”、“特聘教授”、“工大學子”等。⑤對新進教師必須要求具有博士學位,不斷加強師資培訓與青年教師的培養(yǎng)計劃,并鼓勵現任教師攻讀在職博士學位。⑥利用國家公派,學校公派等多種資助渠道,選派優(yōu)秀教師出國留學、進修和訪問。⑦鼓勵并努力創(chuàng)造條件讓青年教師積極參加本學科科研創(chuàng)新團隊與教學團隊,努力培養(yǎng)中青年教師的科研、教學業(yè)務水平與團隊協作精神。
2教學改革與建設
2.1 人才培養(yǎng)模式:凸顯“三實一創(chuàng)”為核心的人才培養(yǎng)模式人才培養(yǎng)工作是學校辦學和發(fā)展的中心任務,是做好畢業(yè)生就業(yè)工作的基礎和最關鍵的環(huán)節(jié)。近年來,學校堅持“質量立校、科技強校、人才興校、突出特色、協調發(fā)展”的辦學思路,在人才培養(yǎng)模式方面進行了積極的探索、改革與創(chuàng)新,注重強化學生的專業(yè)素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識,人才培養(yǎng)質量不斷提高,畢業(yè)生就業(yè)競爭力顯著提升?!皠?chuàng)新模式,多元化人才培養(yǎng)”、“強化實踐,工程能力特色化”,不斷調整優(yōu)化專業(yè)結構,大力推進教學改革,逐步構建創(chuàng)新型、復合型、技術型的多樣化人才培養(yǎng)體系;為強化學生實踐能力,不斷搭建實踐教學平臺,形成由實驗教學中心、校內外實習基地、重點實驗室、科技產業(yè)園等組成的實踐教學大平臺;以省內外龍頭企業(yè)為基點建立“就業(yè)實習基地”和“就業(yè)工作服務站”,搶占制高點,形成基層就業(yè)和高端就業(yè)結合的市場網絡。人才培養(yǎng)模式是根據人才培養(yǎng)目標和質量標準,為學生設計的知識、能力和素質結構以及實現這種結構的方式。在制定土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案時,首先對國內開設了該專業(yè)的華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學、湖南大學、南京理工大學、西安建筑科技大學等多所高校進行了廣泛調研,同時也廣泛地調研了用人單位的意見,然后通過反復研討與認真分析,本專業(yè)將人才培養(yǎng)目標定位于:掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創(chuàng)新精神的高級工程技術人才,具有土木工程項目規(guī)劃、設計、研究開發(fā)、施工及管理能力,能在建筑工程、市政工程、地下工程、隧道工程、公路及城市道路、鐵道工程、橋梁工程、礦山建筑等相關部門從事設計、規(guī)劃、施工、咨詢、監(jiān)理、研究、教育、投資及管理工作,即會設計、能施工、懂管理的合格人才。本專業(yè)人才培養(yǎng)模式的核心為:“三實一創(chuàng)”(即實訓、實驗、實習及創(chuàng)新)。土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位于面向我國土木工程行業(yè)一線具有創(chuàng)新精神的高級工程技術應用型人才。為此,土木工程專業(yè)長期以來十分注重學生工程實踐能力與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),逐步形成了以“三實一創(chuàng)”為核心的人才培養(yǎng)模式,在實驗教學方面,已構建了“一個核心,三個層次,六個模塊”的實驗教學體系,在實習、畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié)方面,十分注重“產、學、研”相結合的工程實際訓練,通過對高年級學有余力的學生開設導師制“特色班”等形式,真正做到了因材施教,極大地鼓勵和培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。從近年用人單位對我校土木工程專業(yè)畢業(yè)生的反饋意見以及考研情況,說明本專業(yè)的人才培養(yǎng)模式是正確的。根據近年畢業(yè)生代就業(yè)情況、考研情況以及用人單位的反饋信息,表明土木工程專業(yè)的定位是準確的,完全符合土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求,深受用人單位的好評。
2.2 課程體系:凸顯“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的教學體系在制定人才培養(yǎng)方案時主要注意了以下四個方面:①結構方面要體現土木工程學科的發(fā)展趨勢,隨著科學技術的不斷發(fā)展,新材料、新結構、新施工技術的不斷涌現,有必要不斷拓寬專業(yè)口徑,但是也要根據省屬高校生源總體水平,適當控制知識的寬度與廣度。②注重培養(yǎng)學生的工程能力與工程素質,即訓練學生在工程實踐中發(fā)現、提出、表達與解決問題的能力,同時培養(yǎng)學生具有強烈的社會責任感、質量―成本―效益一體化的綜合經濟意識、法律意識、環(huán)保意識與團隊協作精神以及不斷學習和更新知識的工程素質。③注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,在大學三年級開辦“特色班”,對“特色班”的學生采用類似于研究生的培養(yǎng)方式,配備指導教師,以提高學生的創(chuàng)新能力。④在寬口徑培養(yǎng)人才的前提下,結合土木工程行業(yè)的發(fā)展狀況,開設對口的專業(yè)方向選修課模塊,使學生在土木工程行業(yè)某一領域有一定的專長,在人才市場上具有較強的競爭力,保持畢業(yè)生的高就業(yè)率水平。土木工程專業(yè)的培養(yǎng)方案不僅充分體現了教育部土木工程專業(yè)教學指導委員會對高校土木工程專業(yè)的基本要求,而且切合本專業(yè)的定位。
2.3 教學內容教學內容總體上劃分為四大模塊,即基礎教育、素質教育、工程教育和實踐訓練。每一模塊都有與總體培養(yǎng)目標相適應的教學或訓練要求,在執(zhí)行過程中相互支持和滲透,形成一個有機的整體。
3品牌專業(yè)專業(yè)改革與建設思路
3.1 專業(yè)改革與建設思路在我國高等教育大眾化的背景下,土木工程專業(yè)將根據地方高校工科專業(yè)本科生的知識結構與素質特點,以我國土木工程行業(yè)的科技進步與人才需求為導向,指導品牌專業(yè)的建設工作,力爭在面向產業(yè)一線培養(yǎng)基層創(chuàng)新人才方面形成顯著的特色,并使專業(yè)的發(fā)展獲得持續(xù)的競爭力與競爭優(yōu)勢。
在品牌專業(yè)的建設中,將以全面提高人才培養(yǎng)質量為宗旨,以教育部土木工程專業(yè)教學指導委員會擬定的“專業(yè)規(guī)范”為指導,以深化教育教學改革,推進教育教學理念、人才培養(yǎng)模式與教學管理模式的創(chuàng)新為動力,以“防災減災工程與防護工程”湖北省重點學科為依托,開放思想、真抓實干,穩(wěn)步、高效、有序地推進各項建設工作的展開。首先開展廣泛的調研,深入企業(yè)、科研院所了解他們對土木工程專業(yè)本科生的知識、素質與能力等方面的要求;跟蹤問卷調查往屆畢業(yè)生對大學教育的評價與建議;到其他兄弟院校學習、交流有關品牌專業(yè)建設的經驗。在此基礎上,進一步補充和完善本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標與人才培養(yǎng)模式。為了保障土木工程品牌專業(yè)建設的順利、有序進行,設立品牌專業(yè)專門建設小組,建設小組總負責人由校長李杰教授親自掛帥,小組成員實行建設項目制,各司其職。
3.2 專業(yè)改革與建設方案①不斷完善專業(yè)培養(yǎng)模式與教學體系。不斷完善基于“三實一創(chuàng)”(實訓、實驗、實習、創(chuàng)新)為核心的人才培養(yǎng)模式和“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的土木工程專業(yè)教學體系,注重內涵建設,使本專業(yè)培養(yǎng)出學生不僅具有扎實的基礎理論知識,而且還具有很強大實踐應用能力和創(chuàng)新思維能力。②進一步加強工程實踐訓練。土木工程專業(yè)是一個工程實踐性非常強的工科專業(yè),今后除在教學計劃中進一步加大實踐教學與課堂理論教學的比例,而且還要進一步加強與工程勘察、工程設計、工程施工等單位的聯系,積極推進“產、學、研”相結合的實踐教學模式,同時聘請具有豐富實際工程經驗的工程單位技術人員來校給本科生授課或指導畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié),努力提高學生解決實際工程問題的綜合能力。③加強師資隊伍。高素質的專業(yè)教師是專業(yè)建設的根本保證,通過3~5年的努力,使土木工程專業(yè)的教師總人數達到50人左右,其中教授達到12名以上,具有博士學位的教師達到70%以上,同時引進或培養(yǎng)2~3人成為在國內土木工程領域有較大影響的知名學者。在師資隊伍建設方面,注重引進與培養(yǎng)相結合當原則,特別注重中青年骨干教師的培養(yǎng)以及團隊協作精神的培養(yǎng)。④強化課程建設。以精品課程建設為龍頭,帶動土木工程專業(yè)課程建設整體水平的提高,不斷提高課堂理論教學的教學質量與效果,通過2~3年的努力,至少建成1門省級精品課程和2~3門校級精品課程。⑤實驗室建設。進一步優(yōu)化、整合現有實驗室,充分利用中央與地方共建特色優(yōu)勢學科實驗室以及日元貸款經費等,在不斷補充和完善現有專業(yè)實驗室建設的基礎上,重點建設好土木工程結構實驗室和道路與橋梁實驗室,積極購置先進的大型儀器設備,在3~4年的時間內,是本專業(yè)的設備總值達到3500萬元,實驗室總面積達到4000m2以上。⑥積極開展大學生課外科技活動。依托武漢工程大學“校長基金”、“產、學、研”課題以及專業(yè)教師的科研課題等,積極鼓勵高年級學生參加“挑戰(zhàn)杯”、“求實杯”、“中南結構設計大賽”等不同類型的大學生課外科技活動,進一步完善“導師制”的管理模式,全方位、多渠道地培養(yǎng)打學生的自主學習能力與創(chuàng)新思維能力。
3.3 預期成果通過3~5年的建設時間,努力將土木工程專業(yè)建設成為辦學條件優(yōu)良、師資力量雄厚、人才培養(yǎng)模式科學、教學內容與課程體系完備、教學方法與手段先進、人才培養(yǎng)質量優(yōu)良的本科專業(yè),并在國內同類省屬高校中處于領先或先進水平。
4結束語
我校在土木工程品牌專業(yè)建設的過程中,對師資隊伍建設、教學改革與建設、品牌專業(yè)改革與建設思路、方案及預期成果進行了有益的探索,取得了一定的成績。但土木工程品牌專業(yè)的特色有待進一步的凝練、在全省乃至全國的社會聲譽有待進一步提高。
參考文獻:
關鍵詞:彈性力學;土木工程;教學;探索
彈性力學是高等學校土木水利等專業(yè)的一門理論性與應用性都很強的基礎課程,目前各高校很多學科根據本專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標,實現寬口徑、厚基礎的教學基本要求,減少課時和精簡內容。另外,土木類專業(yè)所面臨的現代工程結構設計問題大多為非桿系的復雜結構體系,所以許多高等院校要求開設彈性力學和有限元課程,其目的是加強土木類本科生對復雜結構數值分析能力的培養(yǎng),以提高他們從事科學研究和現代結構設計的能力。然而學生普遍認為彈性力學解決實際工程的能力遠不如材料力學和結構力學,而且彈性力學理論抽象,數學推導麻煩,課程枯燥乏味,提不起學習興趣。因此在現有的學時下如何保證教學的基本要求和基本內容,用什么方法和手段達到既增大信息量,減少教學時數,又能強化學生能力的培養(yǎng),成為彈性力學教學中需要關注的問題。
一、高校彈性力學教學現狀
為了提高結構力學和彈性力學的相關教學水平和研究成果,教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會結構力學及彈性力學課程教學指導小組定期召開工作會議,2006年工作會議在武漢理工大學召開,2009年工作會議在成都西南交通大學舉行,2014年10月工作會議在北京工業(yè)大學舉行,各高校在每次會議中都對彈性力學的教學進行了教學改革成果和經驗交流,對教學實踐、課程建設和資源積累等問題進行了研討。北京工業(yè)大學在彈性力學的教學中也進行了很多研究和改革,北京工業(yè)大學彈性力學課程的設置和教學與國內其他高校具有類似特點與問題。2006年之前彈性力學作為土木工程本科專業(yè)的必修或必選課,學時一般為40學時左右,使用教材以徐芝綸《彈性力學簡明教程》為主要教學參考書。在2007版本科教學改革之后,彈性力學在土木工程專業(yè)本科中仍然設置為學科基礎必修課,但學時改為16學時,考試時采用閉卷考試,對學生學習要求較高,較多學生仍然認為太偏重于理論,理論抽象,數學推導煩瑣難以理解,并且其解決實際工程的能力遠不如結構力學。在2012版教學計劃后,課程性質以及學時都沒變,但考試時采用開卷考試,對學生的公式推導要求降低。改為16學時時,教師和學生的感覺都是時間太緊張,學習壓力大,所以在剛完成的2015版土木工程本科教學計劃中,彈性力學進行了很多變化,首先課程性質發(fā)生了改變,由學科基礎必修課改為學科基礎選修課,讓學生有選擇的空間,其次學時增加為24學時,讓選修彈性力學的同學能真正學習到彈性力學的主要內容。所以目前在現有的學時下,如何保證教學的基本要求和基本內容,用什么方法和手段達到既增大信息量,減少教學時數,又能強化學生能力的培養(yǎng),成為教學中關注的問題,由此也產生了彈性力學教學內容多和學時少的矛盾。許多高校和研究者在彈性力學課程教學和研究上進行了教學改革,取得了較多有益成果,盡管如此,土木工程專業(yè)彈性力學課程在以下幾方面尚有待研究與改革:
(1)教學對象上,彈性力學通常主要在工程力學專業(yè)開設,需要充分考慮結合土木工程專業(yè)的特點。
(2)教學思路上,仍然偏向工程力學方法,在內容選擇上較偏向數學,主要是理論上的教學,對理論分析和數值分析結合對比方面缺少。
(3)講課內容中未能充分引入彈性力學領域的最新進展,尤其是與土木工程結構相關進展,因此在彈性力學課程的教學方式、教學內容、考試形式等方面需要進行一些思考和探討,對彈性力學教學中的普遍與特殊問題進行研究與實踐,將促進學校土木工程學科力學教學的發(fā)展。
二、盡可能地提高學生的“計算分析”理論水平
根據高等院校土木類專業(yè)本科指導性專業(yè)規(guī)范以及2015版培養(yǎng)方案規(guī)定的學時,需要考慮在既有學時下,使學生的理論水平能達到當今土木類專業(yè)的培養(yǎng)要求。
1.重點突出彈性力學分析思路和概念。在教學中,在分析思路上,一般重點講授彈性力學平面問題的相關問題,并且對彈性力學平面問題基本理論采取精講的形式,對空間問題基本理論采取和平面問題基本理論相對比方法進行講解。如果根據實際,直接從實際工程的三維問題,再到講授二維問題可能更符合思維過程以及實際工程問題,使得思路更加自然,并且能節(jié)省教學課時。另外,在講授方法思路中應突出思路、概念與結論。如彈性力學中的概念問題:彈性力學中應力的方向以及正負號的定義,平面應力問題和平面應變問題的區(qū)分,應力邊界條件和位移邊界條件的確定方法,處理局部邊界條件的圣維南原理,等等,這些都是講述平面問題基本理論中要熟練掌握的概念。
2.結合具體土木工程實例教學,附加一些分析程序和工具的介紹,拓寬學生分析方面的應用能力。在介紹分析思路時,需要結合有實際工程背景的工程算例來分析,這樣可以明確學習目的,激發(fā)學生的學習動力。在理論分析完成后,還可以介紹相應的數值分析方法,介紹Matlab計算程序或有限元分析工具,對理論分析過程數值化,讓學生自己操作計算,分析結果。最后由于土木工程專業(yè)學生在實際工作中需要學會運用,可以結合一些設計規(guī)范進行學習,如:公路隧道設計規(guī)范(JTGD70-2004)建議采用彈性力學數值方法—有限元法計算圍巖的隧道支護結構內力和變形等,通過在理論分析結果和數值分析對比的同時,還可以通過規(guī)范要求進行驗算。
三、根據當今土木類本科生的培養(yǎng)要求,編寫適合土木工程專業(yè)學生使用的教材
就目前而言,對于土木類本科生的彈性力學課程,各高等院校所安排的教學內容、教學時數及選用的教材均存有不同。換言之,對教學內容、教學時數及教材均沒有統一的指定,仍處在各高校教師根據自己的教學經驗進行不斷地探索與總結。目前已出版的彈性力學教材有很多種,所使用的教材一般為《彈性力學簡明教程》,徐芝侖編,高等教育出版社出版。這本教材所涵蓋的內容較多、較全面,也比較深刻,對概念思路的解釋較為簡潔,但仍然有需要改進之處:
(1)基本上從平面問題到空間問題最后到板殼一些特殊問題,分析講解思路可以變化,讓學生更快更容易的理解。
(2)理論講解較多,實際土木工程案例的分析較少。
(3)理論推導比較多,數值分析對比較少,數值分析工具的應用較少等,另外學生學習的課余指導用書比較少。為此,編寫更加適合土木工程專業(yè)的教材以及教材指導用書是有必要的。
四、改革單一的板書教學模式,研制《彈性力學》的CAI電子教案
作為一門強調理論與應用的課程,僅以單一的板書教學模式明顯不足。例如,本課程中復雜的理論推導數學演示,這些均可通過CAI電子教案的教學來表述。此項教改工作的目的是在教學時數不足的情況下,就如何實現課堂教學氣氛活躍、高效率地完成教學內容、突出理論聯系實際等方面而為之。根據本課程教學大綱中教學內容的要求及依據更加豐富的教材,可以編制本門課程的CAI電子教案。在實際教學中,采用多媒體與板書相結合的教學模式,預期可以達到較好的教學效果,授課學生能給出較好的評價。另外,課內教學是本課程的主要任務。但由于本門課程在土木專業(yè)上的應用性較強,學生的課程設計、畢業(yè)設計均會遇到實際結構問題的數值分析,對此需要課外指導,因此建立教師學生互動平臺和窗口也是有必要的。
五、結語
為了提高土木工程專業(yè)彈性力學課程教學質量和效果,本文分析了土木工程專業(yè)彈性力學課程的教學相關問題,并探索了土木工程專業(yè)彈性力學課程的教學改進方法。
1.盡可能地提高學生的“計算分析”理論水平,使學生的理論分析水平達到當今土木類專業(yè)的培養(yǎng)要求。
2.根據當今土木類本科生的培養(yǎng)要求,編寫適合土木工程專業(yè)學生使用的教材。
3.改革單一的板書教學模式,研制《彈性力學》的CAI電子教案,并建立教師互動平臺和窗口。
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加強實踐基地建設對培養(yǎng)土木工程專業(yè)學生的實踐能力有著重要的作用。文章分析了當前土木工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)和實踐基地建設存在的問題,并從實踐教學課程、校企合作、師資隊伍、軟硬件建設等方面提出了研究與思考。
[關鍵詞]
土木工程;實踐教學;實踐基地
生產實踐作為理論聯系實際的重要渠道,一直是土木工程專業(yè)高等教育培養(yǎng)中的關鍵性教學環(huán)節(jié)。實踐基地作為土木工程專業(yè)學生實習的主要場所,其建設程度的優(yōu)質與否直接關系著本科實踐教學質量。因此,筆者通過對土木工程專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)和實踐基地建設展開一些探討,以期為進一步提高本科實踐教學質量提供參考建議。
1實踐教學環(huán)節(jié)及實踐基地建設存在的問題
1.1實踐教學質量有待進一步提升
目前,土木工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)主要集中在生產實習(為期1個月)和畢業(yè)設計(為期3個月),實踐教學較理論教學的時間很有限。同時,工程建設和設計實際通常存在時間長、時間緊的特點,因此,企業(yè)往往忽略了對學生實踐教學內容的總體規(guī)劃,現有什么內容就指導什么,哪里缺乏人手就往哪里安排,不能完全滿足實踐教學的需要。另外,學生實踐的時間短,加上需要熟悉適應的過程,尤其是在施工工地上實習存在大量不安定的因素,企業(yè)綜合考慮后通常讓學生待在辦公室進行理論學習,進一步壓縮了生產實踐的時間。
1.2校企合作有待進一步實現雙贏
長期以來,由于各種原因,學校往往要求專業(yè)學院需要有一定數量和質量的校外實踐基地,導致校方在選擇合作對象建立實踐基地時過于追求形式,而對后續(xù)建設規(guī)劃則處于次要的地位,在此情況下,企業(yè)通常也將合作建設實踐基地作為一項短線投資,并未把人才培養(yǎng)作為最終的目標。因此,通常會造成學校單方面推動校外實踐基地的建設,而企業(yè)處于半推半就的局面,學校沒有利用好智力和技術資源優(yōu)勢為合作企業(yè)解決生產中的實際問題,企業(yè)則在沒有收到持續(xù)的收益下缺乏繼續(xù)推動教學實踐基地建設的動力。
1.3實踐基地有待進一步穩(wěn)定
從目前土木工程教學實踐基地的實際運作來看,真正有效運行的不多,主要在于校企雙方的目標不一致、權責不明確、管理不到位、溝通不及時等。一旦雙方合作中出現一系列的困難,在不及時或難以解決的情況下,導致雙方的合作熱情逐漸降低,最終導致合作名存實亡。另外,現有生產實習環(huán)節(jié)原則上要求學生自主尋找實習單位,學生根據自身的發(fā)展需要并不一定會選擇簽署協議的實踐基地實習,進一步影響了教學實踐基地的穩(wěn)定性。
2實踐教學和實踐基地建設的途徑探討
2.1完善課程體系,融入企業(yè)需求
(1)實踐課時設置。目前,土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案中雖已形成大學四年完整的實踐課程體系,但在課時安排上較理論課尚有一定的差距。可在充分調研學生意愿和具體可操作性的基礎上,制定合理的管理措施,利用寒暑假等適當延長相應實踐課程的實習時間。提前規(guī)劃和啟動畢業(yè)設計,讓學生在最后一個學期開始前有充裕的時間進行前期資料準備,確保學生有足夠的時間在實踐基地實習。(2)企業(yè)參與教學。在土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定、教材編寫和選用等方面多考慮企業(yè)的需求和建議,甚至在理論課堂教學中也可適當地加大企業(yè)的參與度。另外,開設由企業(yè)專家講授的課程,邀請企業(yè)專家定期或不定期地開展土木工程實踐方面的講座,讓企業(yè)真正全過程地參與本科教學工作,并在此基礎上加大實踐基地建設力度,更好地反哺實踐教學。
2.2深化校企合作,共創(chuàng)雙贏局面
(1)建立實踐基地建設的新機制。實踐教學的質量關鍵在于教學效果。學校要勇于打破實踐基地建設片面追求數量和質量的機制,將人才培養(yǎng)擺在更加根本的位置,突出實踐教學效果,發(fā)揮學校智力和技術優(yōu)勢,并根據專業(yè)特點選擇有較高社會責任感、有意愿也有能力培養(yǎng)人才的企業(yè)共同建設實踐基地。(2)增強企業(yè)建設實踐基地的雙贏意識。企業(yè)要合理、清晰地規(guī)劃未來發(fā)展目標,破除過度聚焦于在實踐基地建設人、財、物等方面的付出。擴大視野,科學配置,將接受學生實習作為緩解用人緊張的重要措施,將實踐基地建設作為宣傳企業(yè)文化、樹立企業(yè)形象的重要途徑,將學校的智力和技術資源優(yōu)勢作為解決企業(yè)生產中實際問題的重要手段。(3)加大校企雙方師資交流力度。土木工程專業(yè)教師,尤其一些青年教師通常是畢業(yè)后直接走向教師崗位,科研經驗豐富,但缺乏一定的實際工程經驗,而企業(yè)技術人員常年在工程一線,科研工作則相對滯后。校企雙方可制定相應的政策措施,借助實踐基地安排青年教師入企業(yè)進行掛職鍛煉,積累工程經驗,學校則通過設置相應的課程、科研項目等對企業(yè)技術人員進行技術再培訓。通過校企雙方的人才交流,為實踐基地建設建立堅實的師資保障。
2.3強化校企交流,穩(wěn)定實踐基地
(1)加強校企雙方交流,完善實踐基地管理。學校要設立專門分管實踐基地建設的人員,定期聯系實踐基地,加強校企雙方關于實習計劃、要求、崗位等信息的互動溝通,企業(yè)也要進行積極、合理地反饋。健全規(guī)范高效的運行管理體制,尤其是發(fā)揮互聯網等信息化手段在實踐基地建設、管理中的作用,及時解決合作中出現的問題。嚴格保證實踐基地建設資金,定期表彰實踐基地建設和管理的先進集體和個人。(2)創(chuàng)新實踐內容和文化,穩(wěn)定實踐基地建設。企業(yè)要充分考慮土木工程專業(yè)學生的學習特點,注重培養(yǎng)和鍛煉學生的實踐動手能力,鼓勵學生進行新概念、新想法的嘗試,激發(fā)學生的積極性和主動性。同時,積極推動形成濃厚的創(chuàng)新實踐文化氛圍,舉辦各種形式多樣、內容豐富的創(chuàng)新實踐活動,宣傳創(chuàng)新實踐成果,擴大實踐基地的影響力,用實踐項目和企業(yè)文化吸引更多學生進入實踐基地實習,從而穩(wěn)步推進實踐基地建設。
3總結與展望
土木工程作為傳統的工學類專業(yè)之一,學生的實踐能力培養(yǎng)一直是專業(yè)教育的核心,尤其是隨著“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施,更是將創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)上升到更加重要的位置。因此,實踐基地作為培養(yǎng)學生實踐能力的主要場所,要從實踐教學課程、校企合作交流、師資隊伍等方面全方位保證實踐教學質量。同時,隨著土木工程行業(yè)內部競爭越來越全球化的趨勢,如何大力實施“走出去”戰(zhàn)略,積極開拓國際化的實踐基地,進一步開闊學生的國際視野,將是今后培養(yǎng)高素質創(chuàng)新性土木工程人才的關鍵和方向。
作者:繆海鋒 姜秀英 單位:浙江大學建筑工程學院
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一、獨立學院基礎力學課程建設和教材編寫定位
課程建設和教材編寫定位應符合學院的培養(yǎng)目標。獨立學院的培養(yǎng)目標是服務地方、服務基層,培養(yǎng)為地方經濟服務的應用型人才。一般而言,課程內容設置和教材內容改革應該針對學院的培養(yǎng)目標,保證夠用、適用、好用。力學課程對于工科學生,特別是土木工程專業(yè)的學生,是很重要的專業(yè)基礎課程。土木工程專業(yè)的學生在大學期間學習的力學課程有理論力學、材料力學、結構力學、流體力學、土力學、彈性力學等?;A力學課程則包括理論力學和材料力學課程。因此,文章的討論主要針對理論力學和材料力學這兩門基礎力學的課程內容改革和教材編寫定位進行討論。理論力學[2]和材料力學[3]是土木工程專業(yè)學生必修的基礎力學課程,通過課程的學習,構筑工程技術力學知識基礎,建立物體運動與受力狀態(tài)的關系,掌握質點、質點系和剛體的平衡,機械運動及動力學問題的基本規(guī)律及其研究方法,使學生明確桿件強度、剛度和穩(wěn)定性問題的基本概念,掌握構件的基本變形及其應力應變的求解方法。通過力學課程的學習,使學生掌握相應的理論知識,并具有比較熟練的力學計算能力,培養(yǎng)學生的力學素質和定性、定量分析能力,以及分析解決某些實際工程問題中的力學問題能力。通過力學實驗課程,掌握測定金屬材料性質的基本知識、基本技能和基本方法,了解實驗應力的基本概念并初步掌握驗證材料力學理論公式的方法,培養(yǎng)學生初步的實驗能力,為學生學習相關專業(yè)課程及進行結構設計奠定良好基礎。通過力學課程的學習,為一系列后續(xù)專業(yè)課程,如鋼筋混凝土結構、鋼結構、建筑施工等課程打下必要的基礎,也可為學生在今后工作中解決所碰到的力學問題提供理論依據。因此,獨立學院的學生,必須掌握基礎力學的基本知識和基本概念。2010年,土木工程專業(yè)指導委員會就土木工程專業(yè)中各知識點的需求和各個知識點的學時建議,頒布了《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》[4],對力學系列課程知識點的需求提出了指導性的意見。但是,該規(guī)范所給出的只是對本科院校土木工程專業(yè)所需知識點的最低需求,并沒有明確各類高校的最低知識點的理論深度及其應用要求。遵照規(guī)范建議,結合獨立學院的教學實際,基礎力學課程建設和教材建設的定位應為“緊扣最新規(guī)范,體現區(qū)域特色,強調工程實踐,服務人才培養(yǎng)”。在課程建設和教材建設中,教學內容的設置和教材內容的改革都應該符合規(guī)范中對各門課程的基本要求,緊密結合獨立學院應用型人才培養(yǎng)目標,理論上高于高職學院,實踐上強于重點本科母體學校。力學課程教學內容和教材內容應在保證理論知識體系的基礎上,加入力學知識在實際中應用的工程實例,以便學生在掌握力學理論課程的同時,了解力學在工程中的實際應用,同時培養(yǎng)學生應用力學知識和原理解決工程實際中的力學問題的能力,以使學生在今后專業(yè)課程學習和工作中,力學知識夠用,并且會用。在教學內容設置和教材內容的改革中,還應該加入最新科技發(fā)展的新知識,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
二、基礎力學課程內容和教材編寫內容選取
按照《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》[3]中對力學系列課程知識點的需求,筆者認為獨立學院基礎力學課程內容和教材內容的設置應該滿足規(guī)范中的最低要求,各知識點有所側重,并在各知識點的理論介紹后,加入大量力學在工程中的應用實例。由于具體的各個知識點在《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》[3]中已經列出,筆者只討論基礎力學課程各個知識點理論的基本講解深度和工程實際問題在基礎力學教學中的應用。在理論力學課程中,靜力學部分應為課程的重點,理論上由淺入深、循序漸進,課程設置在講解力學基本原理和基本概念之后,由平面力系到空間力系進行分析,理論上重視力學基本原理和基本概念、力系的簡化和平衡理論。在平面力系的簡化和平衡分析中,加入預制板、梁、柱子等預制構件吊裝時的吊點位置,起重機的傾覆穩(wěn)定性問題,腳手架的靜力平衡問題,以及多跨梁、剛架、桁架等多種結構的平衡問題,約束反力的求解等工程實際力學分析問題。這部分需要學生透徹掌握相關理論,熟悉各種結構,包括物體系統的約束反力分析和計算,以便為后續(xù)的材料力學課程和結構力學課程學習奠定一定的基礎。材料力學課程重點為5種基本變形概念,內力和變形分析,強度、剛度和壓桿穩(wěn)定理論。要求學生熟練掌握基本變形和內力的分析與求解,在此基礎上,再針對理論力學課程中所涉及的相同工程問題,討論起吊構件的內力和變形條件,構件截面上的最大彎矩最小時,相應的變形最小,考慮吊裝時構件的材料特征,以便安全起吊。在討論壓桿穩(wěn)定問題時,結合起重機械如塔機的桿件穩(wěn)定性問題分析,討論塔機在達到其自由高度繼續(xù)向上頂升接高時,如何增強其穩(wěn)定系數保持起重能力,避免失穩(wěn),以及塔機構件的壓桿穩(wěn)定等工程實際問題。在講解內力和變形的基本概念后,加入多跨梁、剛架、桁架等具體工程問題的內力和變形分析。在講解強度理論后,分析上述工程實例的強度問題。所有這些實際工程問題以例題和習題的形式加入教材中,使學生在學習理論的同時,學會理論知識在工程中的應用。由于現代科技的發(fā)展和對結構抵御地震、風災能力的重視,理論力學的運動學和動力學部分的基本內容的掌握也是必須的。即使獨立學院學生今后主要從事工程一線的工作,也會在建筑機械的使用中碰到建筑機械的力學問題;因此,運動學和動力學部分的教學內容和教材內容,保留《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》[4]中對這部分知識點的最低要求,針對學生特點,在復合運動速度和加速度合成定理的推導中,采用物理意義更為明確、直觀的幾何法進行推導,與985、211大學在這門課程教學中采用解析法推導相區(qū)別,避免了復雜的數學推導。在動力學中,重點為三大普適定理及其綜合應用,以及達朗貝爾原理的掌握。隨著經濟和科技水平的迅猛發(fā)展,土木工程建設也迎來了發(fā)展的好時期和好機遇,結構形式越來越復雜,施工方法和技術也越加先進。北京奧運場館、浦東國際機場、上海金茂大廈、國家大劇院、深圳帝王大廈,美國的亞特蘭大索穹頂、英國的千年穹頂和石油大廈、澳大利亞的天空穹頂等建筑,無一不體現結構的復雜性和施工的難度。結構每一階段的施工過程,都伴隨著邊界約束的變化、構件的增刪、溫度的變化以及預應力結構的預應力動態(tài)施加等變化。施工中的滑輪力學和拆撐時的力學分析問題,都需要現場工程師去面對。因此,在基礎力學的基本理論和實際工程應用學習的基礎上,加入滑輪力學、施工過程的時變力學、施工過程中的應力應變監(jiān)測等最新施工力學分析成果的介紹,有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和今后處理實際工程中復雜問題的能力。