时间:2023-03-23 15:24:20
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇土木工程毕业论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
基金项目:江西科技学院校级教改课题“基于CIDO模式下《土木工程材料》课程教学改革研究”(编号:JY1504)。
1 前言
毕业论文是土木工程专业学生大学本科教育过程的最后一个环节,是对大学四年所学专业课程的全面总结,也是对之前各个教学的继续深化与拓宽[1]。毕业论文的完成情况不仅能反映出每个学生专业知识的掌握情况、科研思维的方法、写作水平的高下,也能折射出学校教育教学的质量和水平[2]。但是,在目前高校的教学实践中,大量的毕业设计出现雷同情况,学生的能力培养欠缺,出现大批毕业生面临就业压力,而设计、施工单位却寻觅不到合适人才的状况。
针对此种情况,本文从土木工程专业本科毕业论文存在问题及如何提高土木工程专业本科毕业论文质量两方面加以分析,为进一步提高《毕业论文指导》课程教学质量提供参考。
2 土木工程专业毕业设计存在问题
2.1 选题单一或脱离实际
题目决定毕业设计的内容,课程概念多、实践性强。但土木工程学院学生毕业论文题目大多集中在钢筋混凝土框架结构,预应力简支T梁上部结构设计,或者辅以施工组织设计,沉降观测等。而钢筋混凝土框架结构又以3-4层多层框架结构为主。主要是因为毕业设计要求本科生结合4年所学专业知识,所以基本以手算为主。而结构又必须考虑地震荷载作用下的内力计算,只有底部剪力法可通过手算完成。反应谱振型分解法及时程分析法均需靠电脑才能完成。只有框架结构属于剪切变形为主,符合底部剪力法的适用条件。所以这也就是毕业设计以框架结构设计为主的原因。
2.2 大多数学生专业知识没学好,毕业设计难于入手
学生基本都是根据教师提供的任务书进行结构设计并绘制施工图。但很多学生建筑图纸部分就耗费大量时间。后面的结构布置已经丧失信心,能简便则简便。
至于结构设计中的重难点,学生往往更难把握。楼板设计及次梁设计属毕业设计的次要内容。水平荷载及竖向荷载作用下内力计算是毕业设计的重点。很多学生往往对力学基础课程掌握不扎实,对于弯矩二次分配法的应用更是无从下手。
同时,荷载效应组合及梁柱截面设计通常是毕业设计的难点。如果学生能坚持手算到最后,那么内力组合也就会通过请教与自学来完成此次毕业设计任务。
2.3 施工图纸不符合现行规范标准
很多学生在进行冗长的手算完成后,往往还是对自己所做的论文题目缺乏清晰的思路。所以图纸也只是仿造同学的图纸,修改开间进深的尺寸及配筋。其中有很多不合规范之处。而毕业设计质量的关键就在于图纸的质量。
2.4 指导教师水平有待提高
指导教师的专业知识水平、论文指导能力直接影响本科毕业论文工作,从指导选题、写作到答辩,指导教师的作用至关重要。选题是毕业设计的源头,毕业论文水平的高低直接取决于选题方向。但现在许多指导教师给的选题方向偏大、任务过重,还存在偏难,或者与专业不对口的问题,超出本科生毕业设计能力水平。加之指导教师本身教学与科研任务繁重,无法分担太多精力指导学生,学生自己在摸索过程中容易犯错,致使学生在毕业设计写作过程中与指导教师沟通不畅或者教师指导不力的情况发生。
3 土木工程专业毕业设计改革建议
3.1 选题多元化。
根据指导老师的课题研究方向或是工程实际项目,或者参考学生毕业实习岗位,制定与之相适应的毕业设计题目,尽可能真题真做。同时题目难易程度也应适中,能够体现目前研究发展的主要方向及前沿问题,能够对学生知识面有所扩充。
3.2 严格要求学生并认真指导
毕业答辩前对学生进行预答辩,或者阶段性审查。及时发现学生毕业设计中的问题并督促其整改。对检查不过关或是预答辩不过关的学生,推迟其答辩时间或是取消答辩资格,整体学风起到杀一儆百的作用。
同时,指导老师也应加强督促,并定期追踪指导学生毕业设计进展情况。如果所带学生数较多,还应集中指导所有学生,并合理规划各学生进度。对设计能力较强的同学,可要求更严格后期准备推优。对进度较慢的同学加强检查力度,加大检查频率。主要教会学生理清设计思路,运用正确的设计理论及设计方法,教会学生学会参考规范及查阅相关资料能力。
3.3 参考国家标准规范制图
国家分别制定了《建筑设计制图标准》及《结构设计制图标准》,很多按自己制图习惯绘图的习惯应督促其整改。甚至有些同学动手能力较弱,对计算机的操作能力尚欠缺。教师不可能手把手进行指导,应充分发挥组员团队合作能力,采取帮扶政策,引导动手能力较强的同学帮助动手能力较弱的同学。
4 结论
目前,大学毕业生流行“毕业就失业”,主要是学生在大学四年没有学会解决实际问题的能力及创新能力。很多学生大学四年混混沌沌、迷迷茫茫中度过,平时课堂也难以集中注意力。教师应及时发现学生优势,并鼓励学生深层探究,大力培养学生创新能力,解决实际问题能力及合作交流能力。这样学生才能在毕业前的3年里学有所获,不至于毕业设计无从下手。
本文主要从3方面阐述了目前土木工程本科毕业设计所存在的问题,并提出了相应的整改建议。毕业设计是体现学生综合能力的最后环节,也 学校本科评估的主要支撑材料,学校及学生均应引起重视,并提高毕业设计完成质量。
参考文献
[1] 刘丽萍.土木工程专业毕业设计实践探索[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2015(3).
[2] 陈兰.土木工程专业毕业设计若干问题剖析[J].东南大学学报,2012(14):24-27.
[3] 周红星,李兵,赵瑞芬.应用型本科院校提高学生毕业论文质量的探索[J].教育与职业,2012,(12):177~178.
[4] 刘正远,段玉玺.本科毕业论文选题质量的探索与实践[J].辽宁科技学院学报,2009,(03).
[5]季民,马德刚.建立毕业设计管理体系提高毕业设计质量[J].中国大学教学,2007(05).
以下图为例,测量控制点的布局主要注意以下三个方面:
1、本工程总占地面积约3.36万平方米,工程基坑南北宽126m,东西长238m,基坑深度11.650m,承台和集水坑、电梯井位置开挖深度在12.35~16.10m。整个工程共5座塔楼及裙楼。
2、本工程甲方给定的水准点位于南海路与宏达街交叉口,高程4.162米。在发达街上给定两个基准点,详见附图1。
3、根据实际情况,本工程引测水准点6个,基准点16个。
二、测量控制点的保护1、甲方给定的基准点附近,禁止堆放材料,并派专人看管,定期对基准点进行复核。
2、引测的控制桩必须用混凝土保护,需要时用钢管进行围护,并用红油漆作好测量标记。
1引言
本科毕业论文是高校本科教育中锻炼培养学生专业素质和能力的最后教学环节,也是评价高校教学质量和学生专业学习的重要指标[1,2]。本科毕业论文可以弥补以往教学过程中的薄弱环节,了解学生掌握理论和实践技能情况,能培养学生分析问题、查阅文献、解决问题以及科研创新能力,为今后走上工作岗位创造条件。教育部在“关于加强普通高等学校毕业论文工作的通知”[3]中指出:“毕业论文是高校本科教育重要的教学组成部分,在培养学生探求真理、增强社会意识、加强科研训练和提高实践能力等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。”土木工程类专业是实践性很强的工科专业,毕业论文应体现本专业的培养特色[4]。然而,目前众多高校中该专业的毕业论文存在较大问题。鉴于此,本文将着重探讨存在问题并做原因分析,在此基础上提出相应的提升路径。
2存在问题与原因分析
2.1选题与实践脱节
选取一定研究价值的课题是提高毕业论文质量的前提,由于很多院校缺少与企业合作,校外实习基地难以结合实际工程,导致在选题过程中出现题目宽泛、针对性缺乏、选题偏离本专业知识或缺乏新意等现象。
2.2缺乏科学创新性
随着本科毕业生与指导教师比例的增加,指导教师名下的毕业生数量增多,以笔者院系为例,每位专业老师所带毕业生数量在7-15个,超过了高校毕业生培养和教学评估规定的5个要求,且教学大纲要求本科毕业以设计为主,科研论文不超过总数的10%。难以制定多元化创新课题,毕业论文基本上以“公式化”设计计算为主,内容较为单调和理论化,缺乏创新性,该模式下培养的毕业生难以适应和满足国家对土木专业技术人才的需求。
2.3学生的重视度不够、论文时间冲突,存在严重抄袭或造假现象
本科毕业论文通常在第八学期开展,而大四是最忙碌的一年,很多学生同时参加研究生和公务员考试及工作招聘,与论文实验和撰写时间相冲突,使学生无法安心做论文。此外,一些学校流传着“只要找到工作,毕业论文都会通过;只要考研成功,毕业论文等级就是优”的说法,使学生心里轻视毕业论文,答辩前从网上下载往年学位论文、敷衍拼凑了事。
2.4缺乏教师的针对性指导
师资问题一直是独立学院不得不面对的棘手问题。独立学院的人事制度与公办高校不同,教师实行聘任制,这导致了独立学院进人难、留人难的尴尬境地,教师数量一直没有显著的改善。独立学院的师生比例失调,很多独立学院越过了师生比1:18这个红线,明显高于教育部规定的标准。同时,随着高校扩招和人们对本专业的热捧,土木工程专业的学生越来越多,教师的增长达不到同步,导致了一名指导教师带很多毕业生的现象,指导时间上不能满足。并且,独立学院的教师多为年轻教师,很多教师从校门到校门,缺乏工程实际经验和对相关规范的熟悉,指导过程中存在一定的疏漏。
2.类型单一,脱离实际
琴岛学院土木工程专业的毕业设计题目多由指导教师根据毕业设计的要求假想而来。虽然各指导教师给出的题目不同,但仅仅是设计时的建筑方案存在差别,在结构计算时基本上都采用选取一榀框架进行手算的模式,形式比较单一。同时由于教师本身的实践经验有限,加之工程量大小等因素的限制,毕业设计题目与工程实际存在明显的差距,学生在做的过程中缺乏工程意识训练,很难达到良好的效果。
3.学生的积极主动性不强
毕业设计一般安排在大学的最后一个学期,这个阶段的大部分学生处在找工作的阶段,这使得他们对毕业设计投入的时间、精力不够充足。同时,学生对毕业设计没有一个感性的认识,大多数学生在懵懵懂懂中就开始了毕业设计工作,依赖性较强,缺乏独立思考的能力,总是问一步做一步,带有较大的盲从性。再者,一些学生对设计过程是否正确、是否符合实际等问题缺乏认真的思考和讨论,对毕业设计马虎应付,及格万岁的思想在这一教学环节尤为突出。
4.基础不牢,概念模糊
独立学院的学生一般基础比较薄弱,在课程学习中对一些基本概念、基本理论掌握不牢,概念混淆,加之现在学生考前突击的做法,使得毕业设计前期需要花费较多的力气进行基本理论的熟悉,影响设计进度。再有,学生的制图功底普遍比较薄弱,所设计的施工图存在较多不符合标准与疏漏,内容表达不全面,影响最终质量。同时,学生在学习过程中无法自主将课程联系起来,对课程认识不深,导致他们在毕业设计过程中缺乏整体思维,对学过的内容无法进行联系与拼接,需要老师的指点才能达到从整体到局部的思维对接。
5.资源不足
独立学院因为是一个新生事物,其图书积淀相对不足。在毕业设计过程中,学生需要查阅大量的参考书、规范,而图书馆的专业存书有限,远远满足不了学生借阅的需要。同时,由于学院的计算机配置有限和经费有限,学生在电算部分往往借助于盗版软件,这使得最终的结果与正版软件计算结果之间存在差异,容易误导学生。
二、独立学院土木工程专业毕业设计改革的迫切性
毕业设计作为学生毕业前的实践预演,其重要性是不言而喻的。对于目前的独立学院而言,其毕业设计教学环节已经到了不改革就没有出路的地步。具体表现在:
1.毕业设计达不到教学大纲要求
由于独立学院师资的特殊性,其毕业设计题目几年都没有实质的变化,并且题目多为虚拟,缺少实际工程的背景支持,能够设计的实际问题基本没有,设计内容的深度和广度上一直没有扩展。同时,琴岛学院的毕业设计一直遵循建筑设计、结构设计、施工组织设计这样一条主线来进行,求大求多求全,而实际进行过程中由于时间所限,绝大多数学生在施工组织设计这一部分都没有认真对待,导致这一部分流于形式化。这样,施工组织设计部分就很难达到大纲的要求,同时还影响了其他环节的质量。
2.抄袭现象严重
毕业设计大多是在大学的最后一个学期,与学生就业的时间重合。现阶段我国大学毕业生的就业压力普遍较大,尤其对于独立学院的学生来讲,社会及单位的认可程度尚不高,就业压力尤其大,这就导致了部分毕业生分身乏术,把本该用在毕业设计上的时间用来找工作,对毕业设计敷衍应对。同时,陈旧的毕业设计题目与类型也给了学生可乘之机,部分学生从网上下载或从往届学生那里拷来就交给老师,有学术剽窃之嫌。针对以上两个方面,独立学院土木工程专业的毕业设计教学环节的改革已经迫在眉睫,不能单纯为了毕业而设计。如果不改革,势必影响培养目标的实现,影响毕业生的质量,影响专业及学校声誉,严重的可能会影响专业生存。
三、适合琴岛学院的土木工程专业毕业设计教学实践探索
基于上述毕业设计中出现的问题和改革的必要性论述,笔者在这里给出自己的一些建议,希望对以后的毕业设计有所借鉴,提高毕业设计的教学质量。
1.充分做好师资配备
教师是保证教学质量的首要前提。独立学院应用型人才的培养目标决定了大部分毕业生将会直接进入到生产一线,从事设计、施工、管理、造价等工作。学生专业水平的高低、动手实践能力的强弱跟教师有着直接关系。做好师资配备主要应从两方面入手:其一为指导教师的配备,其二为指导教师专业素养的提高。
(1)指导教师配备。琴岛学院土木工程专业历届的毕业设计工作中,指导教师绝大多数由土木工程系结构教研室的教师担任,极少数有外聘的情况。每位指导教师分配的学生人数较多,达不到良好的指导效果。针对生师比严重超负的现象,建议独立学院在指导教师选用时,可以充分发挥体制灵活的特点,从母体学校或者企业选聘经验丰富的教师、工程师来担任外聘教师,这样一方面减轻了每位教师的工作量,另一方面也能够给毕业设计指导工作带来更先进的理论和方法。
(2)指导教师专业素养的提高。名师出高徒,要让学生有较高水平的毕业设计,指导教师必须既有深厚的理论功底,又有丰富的实践经验,上得了讲台,下得了工地。独立学院的自有教师多为研究生毕业后选聘而来,这些教师很多都是从校门到校门,缺乏实际工程的锻炼。而毕业设计环节恰恰是实践性、综合性最强的环节,因此,提高教师的专业素养,建设一支既懂理论又懂实践的教师队伍,成为了独立学院师资方面急需解决的问题。提高教师的专业素质可以从以下几方面入手:
(1)鼓励专业教师积极参加各类执业资格考试,像注册结构工程师、注册建造师、注册监理工程师等,准备考试的过程也是自我提高的过程,与同行交流的过程中更能学到很多先进的理论和技术;
(2)促进青年教师的顶岗锻炼,在不影响教学工作的前提下,可以分批次有计划地派青年教师到校外企业中参加工程实践,接触实际工程,加深对理论知识的理解与应用;
(3)建设双师型教师队伍,积极引进理论功底扎实、实践经验丰富的高级工程师来改善教师队伍结构;
(4)督促青年教师积极了解本学科最新发展动态,不断更新知识结构,注意现行规范规程的更新与修订。通过充分的师资准备,教师在指导毕业设计的过程中才能够授人以渔,而不是授人以鱼。这样培养出来的学生,也才能在发现问题、解决问题方面有更出色的能力表现,也才会受到用人单位的好评。
2.优化课程体系,做好知识贮备
独立学院的课程体系大多是依照母体学校设置的,理论必修课安排较多,实践课所占的比例偏少,而实践课中相当一部分跟毕业设计的时间相差较远。虽然在培养方案中有很多课程设计、实习、实验等诸多实践教学环节的锻炼,学生在学习过程中多数是点状记忆,而不能将这些知识有机地串联在一起,形成对土木工程较为完整的概念。因此,在平时的教学过程中,教师应该注意在课程讲授的基础上,逐步培养学生的结构观念,培养他们查阅资料的能力、分析解决问题的能力、计算机应用的能力;在课程设计安排上,建议将课程设计与毕业设计结合起来,制定培养方案的过程中将各门课程设计的时间尽量相对连续,课程设计任务书尽量兼顾毕业设计,使学生通过相对连续的课程设计形成连贯的课程体系,而不是仅仅完成老师布置的任务。
3.科学选题,类型多样
题目是毕业设计的关键,是完成毕业设计的第一步。毕业设计的选题既要满足教学的要求,也要贴近实际,同时也要考虑到题目的多样性。要做到科学选题,类型多样,可以从以下几方面着手:
(1)贴合培养目标,反映专业特点。毕业设计的题目应紧扣应用型人才的培养目标,切实能起到综合性训练的作用。
(2)难度相当。针对学生的实际情况,选择难度恰当的题目,既能达到培养目标的要求,又不至于使学生太过紧张或松懈。
(3)贴近工程实际。毕业设计题目应面向工程、将社会需求与毕业设计有机结合起来,在条件允许的情况下,可以采用真题真做的方式,使学生提前接触实际工程,走产学研相结合的道路。
(4)设计题目多样化。土木工程专业的学生就业范围广泛,在进行题目设计的时候应避免单一的结构设计,而应该不拘一格,向多元化的道路发展,在结构形式上创新,在结构体系上创新,在设计内容上创新。
4.加强过程监控,合理评定成绩
毕业设计的过程一般包括准备、正式设计、答辩三个环节。要保证毕业设计的质量,就应该从每个环节入手,加强过程监控。
(1)毕业设计准备环节。在毕业设计开始前,一般都会有毕业实习,其目的是为毕业设计收集资料。实习的过程,是学生感性直观的认识的过程,学生能从识图开始,逐步接触工程的各个施工阶段,对毕业设计和未来的工作有个亲身感受,第一次完成从理论知识到工程实际的飞跃。在该环节,教师应注意定期与学生联系,督促学生积极收集各种资料,为回校的毕业设计打下基础。
中图分类号:TU;G642477 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0136-04
毕业设计(论文)是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节,也是实现该专业人才培养目标的重要环节。毕业设计(论文)的质量直接反映了学生的专业水平,影响学生毕业后的工作能力和发展潜力,也是高等院校教学质量的直接反映。然而,目前许多普通高等院校土木工程专业的毕业设计(论文)教学环节存在诸多不足,毕业设计(论文)质量不容乐观[1-3]。
温州大学是一所市属综合性大学,旨在为地方经济建设培养高素质的应用型人才。笔者结合近年来对毕业设计(论文)指导的探索性教学改革和实践,探讨了当前普通地方性高等院校在毕业设计(论文)教学中存在的问题以及解决方法。
一、本科毕业设计(论文)现状剖析
(一)学生重视程度不够,毕业设计(论文)只是简单模仿
传统意义上,本科毕业设计(论文)是在教师指导下,学生完成一项设计或研究的全过程。其最终的实质成果是一个符合规范要求但却并不完整的设计图纸,或是研究的部分成果。而大多数本科院校的培养计划是将毕业设计(论文)安排在本科阶段的最后一个学期,少数学校将时间提前到了大四上学期期中,时间大约为12周左右。毕业设计(论文)期间需要收集、分析设计(论文)资料和完成毕业设计(论文)的一些相关学习任务,如文献综述、外文翻译和开题报告等,进一步压缩了建筑、结构设计或论文写作的时间。另外,大四学生忙于毕业设计(论文)的同时,还要参加研究生和公务员考试,以及各种招聘会和实习等,这极大地分散了学生的精力、消耗了大量时间,影响毕业设计(论文)正常进行。
而且,许多学生对毕业设计(论文)不够重视,以致很多时候毕业设计(论文)只是一个模仿或者模拟过程,质量偏低,效果不好。
(二)指导教师投入不足,实践经验缺乏
大学扩招导致许多普通高等院校的师生比例不断下降,导致教师指导毕业设计(论文)时间不足,力不从心。另外,毕业设计(论文)的指导工作要求教师具有丰富的教学经验、工程实践经验或科学研究经验,而近年来高校扩招亟需扩大教师队伍,许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位,没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训,许多青年教师因缺少毕业设计(论文)的指导经验、工程实践经验和长期科研经验,在选题、教学手段、教学方法和教学内容等方面都存在较大不足,直接影响了毕业设计(论文)的质量。
(三)学生缺乏主动性和创新性
在以往的毕业设计(论文)过程中,指导教师也会让学生对其设计或论文进行修改,学生只是被动地按指导教师要求修改,往往停留在改正错误层面上,而不是考虑使设计更合理或研究创新等问题。另外,学生即使根据教师的建议对设计或论文进行了修改,他们对当前的修改为什么能够比较有效地满足要求,是否还有其他更有效的方法,其他方法与当前修改比较起来效果如何等问题也不甚明了。
(四)学校的培养与实际工程需求明显脱节
设计或研究过程并不是直线型的,其结果也不是唯一的。按照传统的指导方法,学生完成毕业设计(论文)仅仅是知道了如何做的问题,而对满足规范或研究要求的其他设计或分析方案(更好或者更坏的方案),则几乎没有概念。也就是说,几乎还完全没有考虑如何使设计或研究分析更合理、更有新意。但是在实际工程的设计和研究中,往往是要进行多种方案的比较,或尝试用不同的方法研究分析,并根据其他单位、专业的要求修改、调整设计和研究。这就导致了学校的教学、人才培养和现实需求明显脱节,学生的毕业设计(论文)缺乏创新。目前的探索与实践工作就是试图在一定程度上弥补这一缺陷,通过毕业设计(论文)环节提升学生的综合能力和创新意识。
二、探索性教学改革目的
根据土木工程本科专业的人才培养目标,如何解决普通高等院校现阶段毕业设计(论文)指导中存在的主要问题,是教学改革亟需探讨的问题,具体措施为如下三方面。
(一)让学生尽早熟悉培养方案,提前准备,积累相关知识与经验
毕业设计结果可以粗略地分成合法的设计(满足规范的设计)、可行的设计(合理的设计)、满意的设计和优化的设计。毕业研究论文成果也可以粗略地分成初步的研究分析(采用常规分析方法)、系统的研究分析(采用常规分析方法)、有一定创新的研究分析、有较大创新的研究分析。学生在毕业设计(论文)开始前就应该知道有这样一个链条,并且尝试在这个链条中(而不是仅仅局限于链条的一个点上)做一些起步性的工作,开始积累相关知识和经验,培养一个成熟工程师或研究人员所应具有的思维和意识品质。实际上,应鼓励学生尽早和指导教师建立联系,参与到指导教师的工程结构设计和科学研究工作中,这样学生就有足够的时间进入状态、积累相关知识和经验。
(二)通过毕业设计(论文)奠定学生工作基础
中图分类号:G642.477 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)18-0012-03
土木工程专业的实践性和应用性较强,毕业设计则是土木工程专业本科实践教学的综合,更体现了毕业生解决实际问题和独立解决问题的综合能力。随着卓越工程师培养和应用技能型人才培养的要求不断提高,传统的毕业设计指导模式已无法满足毕业设计的质量要求[1-2]。同时,建筑行业也对土木工程专业的人才培养提出新的要求。当前,在提出建设应用技能型高校,培养应用技能型人才的背景下,本文面向建筑行业需要,探索与创新土木工程专业毕业设计指导模式,建立团队指导、产学研联合培养、课程设计与毕业设计一体化、科研项目―创新实验―毕业论文一体化等毕业设计指导模式,以期提高毕业设计质量,锻炼学生运用综合知识的能力,实现卓越工程师和应用技能型人才的培养要求。
1 土木工程专业毕业设计存在的问题
毕业设计选题单一,与实际工程脱节 从毕业设计题目看,大多数毕业设计选题以工程设计为主,单一且陈旧,脱离实际,不能体现本学科最前沿的知识。土木工程专业毕业设计主要是多层民用建筑,虽可涉及办公楼、教学楼、商场、住宅等,但基本均为框架结构,较少涉及钢结构、工业厂房、高层建筑等。对技能型高校土木工程专业毕业生来说,只有少数学生可以进入设计单位,绝大部分毕业生从事施工、监理、造价、检测等工作[3],但毕业设计很少涉及,与实际工程需要脱节。
普遍存在前松后紧现象 土木工程专业毕业设计时间一般为14~16周。实践表明,在毕业设计开始时,部分学生无从下手,部分学生尚未进入状态,不急于开始毕业设计工作;另外,就业、考研成绩刚刚公布等因素,使得毕业设计的前期时间被大量占用,影响了毕业设计的质量和进度。随着毕业设计工作的开展,特别是到5月份,学生才意识到时间紧迫,于是开始加紧时间,加快速度,也使得毕业设计质量不高。总之,这种前松后紧的现象使得计算书和图纸错误较多,导致毕业设计质量下降。
照抄照搬现象亦较普遍 目前,土木工程专业毕业设计基本采用电脑绘图并完成计算书,锻炼了学生软件应用能力,但这也为学生照抄照搬别人的毕业设计成果提供了条件[4]。在毕业设计期间,不少学生能找到往届毕业生的毕业设计成果。很多学生由于前期进度较慢,后期直接将别人的毕业设计计算书和图纸稍加修改,从而短时间内完成毕业设计。这样完成的毕业设计往往错误百出,极易出现计算书前后矛盾、计算书与图纸自相矛盾等情况,失去毕业设计的目的。
指导教师水平有待提高 应用技能型高校,绝大部分本科办学时间不长,近年来引进教师较多,他们基本都是从学校到学校,对理论课程比较熟悉,但对实践教学内容明显不熟,工程实践训练更加缺乏,对规范条文也不够清楚,不能很好地指导毕业设计。同时,高校历来重视教师的学历层次、科研项目、论文、经费到账等,对教师的工程实践不够重视,导致部分高学历教师在指导毕业设计时,仅能解决毕业设计中的小问题,影响了毕业设计质量,与应用技能型高校的办学思想也不符。
2 土木工程专业毕业设计指导模式的创新途径
在应用技能型高校办学背景下,面向建筑行业需要,土木工程专业毕业设计指导模式亟需改革和创新。基于此,提出几种毕业设计指导模式。
团队指导毕业设计 土木工程专业涉及面广,其内容无法在毕业设计中全面体现。组建团队指导毕业设计,从科研、工程实际出发,由多名教师合作组建指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题[5]。例如,以某公路设计为团队毕业设计题目,学生团队可分别完成线形设计、路基路面设计、桥涵设计、概预算与施工组织设计、附属设施设计。另外,还可安排建筑工程方向学生完成加油站的结构设计。在这一过程中,团队成员之间相互交流、协调,最终完成一条公路的设计工作,每个学生都加强了对公路设计的全面认识,形成了比较完善合理的知识结构,加强了综合运用知识的能力。这不仅符合卓越工程师的培养要求,也是应用技能型人才的培养思路。
产学研结合毕业设计模式 应用技能型高校应加强与企业单位的联系与合作,这对创新土木工程专业毕业设计指导模式具有指导作用。很多高校指导教师选题缺乏工程实际背景,历年毕业设计土木具有相似性,造成学生对毕业设计缺乏新鲜感和产生脱离实际感,对毕业设计兴趣不高[6]。通过产学研结合,聘请校外企业导师单独联合校内导师指导毕业设计,可以丰富毕业设计内容,紧跟工程实际,也可直接参与工程单位项目,这样可以大大提高毕业设计质量;同时,学生也可以在企业导师的帮助下迅速适应工作环境,对就业大有益处。
课程设计和毕业设计一体化 土木工程专业本科教学中,毕业设计的内容基本是几门主干专业课程课程设计的综合。因此,可以利用某一完整的已完工的实际工程资料,根据课程需要,分解成各课程设计的原始参考资料,这样每个学生的课程设计内容整合后就是一个完整的工程项目设计。毕业设计时,只要将完成的课程设计有机组合成一个完整的设计文件即可。
以城市地下工程方向为例,该专业方向的课程设计除钢筋混凝土结构和基础工程课程设计外,一般还包括城市地下空间规划与设计、地下建筑结构、隧道工程和地下工程施工组织设计等课程设计[7]。从教学内容和教学体系上讲,这些课程之间存在紧密的依存、制约关系,如图1所示。根据地下工程的实际情况,可将设计内容分为四大块:规划设计、隧道设计、地下结构设计及施工组织。毕业设计时只要整合好这四大块内容,即将课程设计内容进行有机整合,并优化之,便可得到与实际工程基本一致的设计方案,甚至更优的设计方案[8]。
毕业论文与教师科研项目、学生创新项目一体化 为培养大学生的自主学习能力,培养大学生的创新精神,教育部、教育厅、高校设立了各级大学生实践创新项目,学生通过主持或参与这些创新项目,培养了创新意识、合作精神和工程实践能力。对于这些学生,允许他们以创新项目内容为基础申请做毕业论文,这样创新项目和毕业论文互为补充,实为一体。同样,指导教师也可以将自己的科研项目与毕业论文相结合,具体做法是将科研项目内容进行分解,以适合本科生毕业论文的要求,做到教学与科研相统一。在具体确定毕业论文课题时,应基于学生现有理论和专业知识,选择以锻炼动手能力和学习科研方法为出发点的课题。
3 几点建议
鼓励年轻教师走出去,增强工程实践能力 充分调动年轻教师的工作积极性,鼓励年轻教师加强与工程单位的交流与联系,积极参与具体工程,包括设计、施工、监理等不同工作性质,全方面提高自身的工程实践经验,做到理论与实践相结合。同时,鼓励年轻教师参加注册工程师考试,熟悉工程规范条文,提高解决实际工程问题的能力,取得注册师证书后还可更好地服务于工程单位。
加强毕业设计管理工作,实施全过程监控 学院要对毕业设计选题、教师指导时间、学生设计时间及毕业设计检查要求等方面做出详细规定,安排固定教室进行毕业设计,坚持毕业设计前期、中期、后期检查,并进行中期答辩,对中期答辩存在问题的学生进行红牌、黄牌、口头警告,做到全过程监控学生的毕业设计进度和质量。
保障毕业设计经费,调动指导教师和学生积极性 在教学经费比较紧张的情况下,务必要确保毕业设计经费,解决毕业设计过程中的经费问题,如毕业设计检查时相关资料的打印、复印等费用;对指导毕业论文的教师及学生可以解决一些试验材料、测试仪器等费用,充分调动指导教师和学生的积极性。另外,在有可能的情况下,可以适当增加教师指导毕业设计的教学工作量。
严把毕业设计答辩关,大力提倡公开答辩 毕业答辩环节十分重要,它是学生毕业设计成果的综合体现,严禁走过场。同时,大力提倡公开答辩。其中,对于优秀毕业设计必须参加公开答辩,并允许低年级学生旁听,让低年级学生对毕业设计有一定的感性认识,掌握一些问题的处理方法,为以后自己做好毕业设计打下基础,还能够促进优良学风的建立。
4 结语
建设应用技能型高校势在必行。毕业设计是土木工程专业应用型人才培养思路的一个集中体现,是培养卓越工程师的一个重要环节,也是建筑行业对应用技能型人才的迫切需要。本文以办好应用技能型高校土木工程专业为目标,总结土木工程专业毕业设计存在的问题,改革并创新土木工程专业毕业设计指导模式,并提出几点建议,希望对提高土木工程专业毕业生全面素质,对应用技能型高校如何办好土木工程专业具有借鉴作用。
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1. 引言
随着我国经济社会的发展,工程项目日渐增多。由于我国工程建设管理体制和工程建设人才条件限制,很多工程实际上是挂户承接,不少能承接工程的单位或个人实际上并不具备或完全具备相应的专业能力,急需专业应用能力和综合管理能力较强的专业人才相助,因此,懂专业技术、善于经营管理、有一定创新能力的复合应用型土木工程专业人才成为当前我国工程建设行业最受用人单位欢迎的人才,如何培养复合应用型土木工程专业人才成为当前土木工程专业人才培养的重要课题。复合应用型土木工程专业人才是一种特殊的专业人才,其相关能力除理论学习之外,还需要大量专业实践,因此,如何突破传统的教学理念和组织模式,根据市场需要和学校实际条件设计专门的实践教学方案,并组织实施,是复合应用型土木工程专业人才培养的关键环节。
2. 设计整体实践教学体系
2.1创新实践教学理念。
土木工程专业是实践性较强的专业之一,在实际工作中有许多不确定因素影响工作效率和工作质量,传统的教学体系固然有其产生和存在的理由,然而,经济社会发展的需要是人才培养模式改革的直接动因,计划经济条件下按部就班的学习和工作模式已经明显不适应社会发展需要,因此,只有从教学理念上进行根本性转变,才能真正理解整体实践教学模式的产生、发展和调整过程,按照人才市场营销特点,根据专业应用的实际过程倒推专业知识的获取过程和专业能力的形成过程,精心设计具体的实践教学方案并组织实施,让学生在具体的专业实践过程中获得知识、理解知识并提高综合应用能力,产生实实在在的教学效果,真正体现复合型土木工程专业人才的综合性、应用性、专业性和创新性。
2.2设计实践教学体系。
2.2.1课程作业。
课程作业是加深理解知识,提高知识应用能力和巩固课堂教学效果的重要环节,实际教学过程中,要强调及时性和典型性,将实际问题以案例的方式完整地提出来,以开放的思维让学生大胆地分析和解决,并要求学生对课程学习结束后进行全面总结。
2.2.2课程设计。
课程作业是在课程学习结束,学生个人进行总结后进行的一项综合训练,需要在本课程的基础上综合相关课程的知识才能完成一定的专题任务,工程制图、房屋建筑学、建筑结构、工程施工、施工组织、工程造价、工程CAD等课程均应安排相应的课程设计。
2.2.3课程实习。
课程实习是进行工程实践的重要环节,是在课程学习和课程设计基础上进行的以解决工程实际问题为目标的工程实践活动,根据具体课程特点,对于设计、计算或绘图类课程可以将学生分组安排到教室或计算机房进行,对于需要在工程现场完成的内容,如工程测量、施工技术等内容,则需将学生分组到工程现场与工人一起进行实际操作,与工程技术人员共同完成工程技术的设计或施工任务。具体教学过程中,工程测量和施工技术课程应该安排课程现场实习。由于近年来班级学生人数较多和工程现场的安全问题,现场实习实际上成为工程教学中的一个必须解决而又最难解决的问题,需要学校、教师、学生和工程建设单位各方协调配合才能很好地解决。
2.2.4毕业实习。
毕业实习是在课程学习和课程实习的基础上进行的综合性教学实习,实习目的不是解决具体的施工工艺操作问题,而是提高到对一个工程项目进行全过程的技术学习和项目管理的层面认识问题。在毕业实习过程中,要求学生从技术、管理、经济和法律等方面进行多角度思维,明白工程实际问题的解决不只是知识问题,而是需要考虑技术、管理、社会等方面的影响因素,进行综合协调才能完成工程任务。
2.2.5毕业设计
毕业设计是在课程学习、课程实习和毕业实习的基础上进行的全面性、综合性专业能力训练。在毕业设计阶段,学生将全部所学应用到完成具体的工程设计、施工和管理任务中,得到最全面综合的专业技能训练,例如要求学生完成一栋建筑物的建筑设计方案、结构设计方案、施工组织设计方案、工程造价计算和工程项目管理方案,从功能分析到方案设计、造价计算等全过程进行综合分析与解决,要求学生特别重视方案设计和评价能力的训练。
2.2.6学生科研。
组织专门的指导教师,根据学生特长和兴趣,选择不同课程的内容开展科研活动,让学生熟悉科研选题、搜集资料、阅读资料、课题申请、试验方案设计与实施、论文写作、等科研工作环节,为毕业论文写作打下良好基础。
2.2.7毕业论文。
(1)毕业论文是要求学生在毕业设计过程中选择一个有意义的实际问题作为研究课题,在进行现场调研的基础上搜集相关资料,对问题的产生背景、问题的提出过程、问题解决方法的产生过程以及问题解决方案的形成过程等内容进行深入思考,形成具有一定创新的观点,并撰写成规范的科技论文。
(2)土木工程专业毕业论文的撰写,需要学生具备一定的工程科研意识,较强的创新意识,如何培养学生的创新能力和工程应用能力是一个专业教学之外的实际问题,一是需要在课程教学过程中培养学生的兴趣,吸引学生的积极参与创新活动;二是开设专门的科技创新与科技写作方面的选修课程;三是开展学生科研项目,组织学生进行小型科研活动;四是开展学生科技推广活动。通过以上四个方面的工作可以培养学生的科研创新能力,在实际科技推广过程中体会技术的形成和技术的应用,理解工程科技来源于工程实际,工程科技服务于科技的科研产业化过程。
2.2.8毕业答辩。
毕业答辩是学生在毕业设计和毕业论文完成之后,综合其所学专业知识和已经具备专业能力,根据指导老师提出的问题,进行思考、整理和回答的过程,其目的不仅是检查毕业设计和毕业论文的质量,更是对学生综合能力的体现,如展现个人形象气质、清晰准确的表达能力、敏捷的逻辑思维能力等。
2.3理清实践环节关系。
复合应用型土木工程专业实践教学体系是一个复杂的系统工程,理清各个实践环节之间的关系,不但能使整体实践教学体系符合教学规律和认知规律,更有助于对整体实践教学体系的理解和整体把握,实现整体最优。实践环节关系如图1所示。
2.4制定实践教学质量考核方案。
在设计实践内容的基础上,确定实践教学质量标准,从教学内容、教学目的、实践时间、实践地点、教学目标、教学方法、教学手段、教学考核等方面设计教学质量考核表格,进行全过程实践教学质量控制,从内容完整性、科学性、准确性、规范性及时性、安全性等方面进行综合评价。实践教学质量考核方案如表1所示。
3. 强化实践教学管理
3.1建设实践教学指导团队。
实践教学效果不仅取决于科学的实践教学体系和可操作的实践教学方案,更重要的是要打造一支理论功底扎实,具有较强实践能力和指导能力的师资队伍。
(1)教师分组。根据教师的专业特长、工作经历等因素进行分组,将指导教师分为建筑设计、建筑结构、地基基础、建筑施工、工程项目管理、工程造价、工程制图、科研论文等组,按组设置组长,凡有特长的教师均可交叉进入不同的分组,发挥个人所长,指导学生。
(2)教师培养。通过组织教师到设计院参加设计、到建设工地实际操作或参与项目管理或相关高校科研访学等方式培养教师的专业实践能力和科研实践能力。
(3)教师管理。组织教师进行工程项目管理、实践教学管理、团队管理等方面的管理知识交流与探讨,统一思想,凝聚力量,实行实践教学指导薪酬制度改革,设计刚柔结合的工作方案,充分激发指导教师的学习和工作热情,整合资源,形成合力。
3.2构建实时指导模式。
根据实践教学的具体情况,充分利用现代信息技术,通过现场指导、网络指导、电话指导等方式进行实时实践教学指导,特别注意培养学生个人实践管理能力,真正让学生在专业实践的过程中学会学习和学会做事,同时体验做人处事的实际效果,逐步学会主动、独立地进行相关工程实践。
3.3实施指导过程控制。
在实际指导工作中,实施指导过程控制,从实践教学的内容、实践目的、实践原理、实践方法、操作程序、实践时间、实践空间、实践材料、实践工具、实践质量标准、实践成本等方面进行专业实践过程控制,充分体现实践教学的过程性、系统性和创新性,让学生真实感受工程项目建设的系统性、过程性、应用性、复杂性和不确定性。
4. 结论
(1)结合我国经济社会发展实际,从人才市场营销角度进行实践教学理念创新,为实践教学体系的设计提供理论基础。
(2)根据专业定位和学校实际条件设计实践教学体系,有利于整合教学资源,实现实践教学工作的整体最优。
(3)打造高素质专业实践指导师资队伍,制定科学的评价体系和激励制度,加强实践教学管理,实施全过程实时指导是提高实践教学质量的重要工作环节和必要条件。
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近年来,上海理工大学土木工程系与亚琛工业大学科研方面的合作取得了一系列的成果,先后与亚琛工业大学合作申请完成中德团队合作项目(PPP项目)、中国国家自然基金面上及国际合作项目、上海市教委海外实习交流项目、德国北威州科技部及德意志学术交流中心项目等十余项,并联合举办国际会议,亚琛工大教授与上海理工大学土木工程系合作申请到德国国家基金重点项目及面上项目多项。另外,双方联合建立环境岩土工程实验室以及联合建立国家级研究中心的工作正在进行中,双方的合作也先后在德国政府网站、德国亚琛工大校园网、德国驻华大使馆网站及德意志学术中心网站上介绍。目前,德国亚琛工业大学和上海理工大学土木工程系的科研合作已经被中德两国政府列入双方联合资助的框架,双方下一步将联合申请德国DFG和中国国家自然基金委联合资助课题的题目。
关键词:
高校;土木工程专业;实践教学;路径
高校土木工程专业涉及到土木工程的设计、土木工程概预算、土木工程材料、土木工程结构、土木工程施工组织等多个方面的内容,这些内容具有较强的实践性,需要通过各类试验及实践学习,以更好地架构土木工程专业知识结构。在高校教育改革的推动下,立足土木工程专业自身特点,探究实施高校土木工程专业实践教学模式更显重要。
一、开展高校土木工程专业实践教学的必要性
高校土木工程专业在人才培养目标上侧重于培养实践应用技能及创新能力较强的土木工程专业人才,在开展高校土木工程专业教学时,学生的实践应用能力需要经由实践教学及上岗实习等途径得以实现[1]。因此,从高校土木工程专业属性上看,要做到理论知识与实践应用的融会贯通,需要高校土木工程专业实践教学的及时跟进。而从高校土木工程专业教学现状上分析,较常采用的以班级教学为主、以多媒体教学手段为支撑、以理论教学、定期实习及留置作业为主要内容的教学模式暴露出一定的缺陷和问题,如设计作业及学科论文创新性不强、实验课程设置较少、实习岗位不够充足、实习效果不佳等,要解决这些缺陷和不足,客观上也需要科学完善的高校土木工程专业实践教学模式做保障。
二、高校土木工程专业实践教学中凸显的问题分析
首先,高校基于土木工程专业实践教学仍存在重理论轻实践的思想。一方面,高校在土木工程专业课程设置上,理论教学与实践教学的比重分配不够合理,另一方面,高校在土木工程专业实践教学软硬件设施上的投入相对有限,制约影响了土木工程专业实践教学的效果。其次,高校土木工程专业教学中用于学生提高实践技能和水平的实验室及实习基地较为匮乏,且稳定性不强。高校土木工程专业实践教学实验室及实习基地在数量上难以全面满足学生实践操作的需求,在使用时间及周期上也比较短暂,这就给高校土木工程专业实践教学的有效推进构成了阻碍[2]。第三,高校土木工程专业实践教学在设置课程及后续考核环节也欠缺合理。一是高校土木工程专业实践教学的课时较少,实践教学与岗位实习存在一定程度的重叠;二是高校土木工程实践教学考核中,对学生的毕业设计要求过于单一,导致毕业设计论文及作品雷同度高,形式化严重。
三、构建高校土木工程专业实践教学模式的路径探究
(一)重视土木工程专业实践教学,推行土木工程专业“双证融通”制度
高校在开展土木工程专业教学时,首先要强化对专业实践教学的重视程度,一方面要在课程设置中合理分配理论知识课程、实践操作课程及毕业设计课程的比重,让学生能够在理论与实践相结合中,对所学的诸如土木工程结构设计、土木工程材料选择、土木工程施工组织等内容加以实践验证,为后续的毕业设计做好铺垫;另一方面要投入充足的资金用于土木工程专业实验室及实习基地的建设,提高专业实践教学的硬件配置水平。在高校土木工程专业实践教学模式的构建中,可以借助高职院校改革成果,推行土木工程专业的“双证融通”制度,鼓励学生考取注册结构师、注册岩土师、注册建造师、注册工程师等证书,通过实施双证融通制度,提高学生参与实践教学的积极性。
(二)完善高校土木工程专业实践教学的方式方法
在高校土木工程专业实践教学中,应注重教学方式方法的完善和改进,着重做好以下两点:
1.借助实验课及分组讨论,提高土木工程专业理论课程的“实践性”。在土木工程专业理论课程教学中,在传授完基本理论知识后,可以将学生进行分组,让其自主选择实验内容,通过资料查阅及多媒体技术的应用,营造师生交流讨论的氛围,使学生更好地掌握相关理论知识和原理,为实践教学的实施打下基础。
2.在土木工程专业实践教学中,高校在实施校企合作及上岗实训等教学内容时,应集中让学生进入实训及实习现场,并做好实践教学的指导。在实训操作及岗位实习结束后,由学生出具实习报告,并由学校及实习企业共同加以鉴定评价。为提高高校土木工程专业实践教学及实习的效果,可以探索实施土木工程专业实践教学与项目建设相结合的模式,让学生在真正参与土木工程项目建设的过程中,对土木工程理论知识、现场操作能力、交流合作能力等加以全面培养[3]。
(三)依托信息技术,打造高校土木工程专业实践教学与评价的网络化平台
高校土木工程专业实践教学模式在构建过程中,应充分依托信息技术,在专业实践教学过程中打造网络化操作平台,从而形成高校土木工程专业实践教学的线上及线下双线并行的教学模式。通过土木工程专业实践教学网络化平台,一方面可能调动学生参与实践操作及实训学习的积极性,做好与土木工程企业的信息交流反馈,另一方面可以为学生在实操、实训及实习后的成果交流及作品共享创造条件,也便于通过网络化平台,让教师及企业对学生的实践成果、毕业论文、设计作品进行双向评价。
四、结语
高校土木工程专业实践教学模式应重点突出土木工程专业的实践性,在土木工程专业理论知识教学及实践操作、实训演练及上岗实习等多个环节做好实践教学的软件及硬件建设,并同步开展土木工程专业双证融通及土木工程专业实践网络化平台搭建,以为土木工程行业培养出理论与实践技能双优的专业人才。
作者:梁文静 单位:黔西南民族职业技术学院
参考文献:
中图分类号:TU5-4文献标志码:A文章编号:1005-2909(2012)05-0114-04
应用型本科院校主要为地方或区域经济建设与社会发展服务,为提高人才职业竞争力,除了培养少量研究型和技能型人才外,把面向生产、管理、服务一线的应用型人才培养放在首位[1],更要注重社会化与个性化的统一[2-3]。土木工程材料实验作为土木工程专业实践教学的一部分,要打破原有局限,构建从课堂内系统、综合的实验操作到课外开放的自助式实践训练,形成演示性、验证性、设计性、综合性、研究性、应用性的多层次实验体系[4],以体现应用型人才的培养目标。
一、土木工程材料实验组成
土木工程材料实验除了土木工程材料课程基础实验外,还包括部分学生为参加学科竞赛而进行的实验,或者与毕业论文相关的实验以及为了创新科研而开展的开放实验。
(一)课程基础实验
各高校土木工程材料实验大致10~18学时,主要包括土木工程材料课程常规实验项目,如材料的密度、表观密度实验;水泥性能实验(标准稠度用水量、凝结时间、胶砂强度测试);混凝土用砂石实验(表观密度、筛分析);混凝土和易性实验;混凝土强度实验;砂浆性能实验;沥青实验(针入度、延度、软化点)。虽然各高校都要求课内开设一定比例的综合性或设计性实验,但受到实验学时数、实验设备和实验场地的限制成效一般。(二)学科竞赛实验
学科竞赛以综合性、设计性实验为主。从2010年开始,“全国大学生混凝土设计大赛”每两年举办一次,面向全国各高校大学生,由全国高等学校建筑材料学科研究会主办。大赛期间,各参赛队现场进行混凝土设计(包括根据现场材料和混凝土工作性进行调整)、试件成型、快速养护、性能测试等实际操作,并对试验结果进行数据处理和设计方案修正。比赛最后阶段,各队根据评委会的提问进行陈述答辩。此外,全国混凝土设计大赛从2010年开始,每年举办一次,邀请各地混凝土生产龙头企业、高等院校参加。2011年的大赛主题为“轻质与高强:普通混凝土强度和容重设计”,设计思想为“以最低容重实现设计强度”。这类大赛的举办促进了课堂理论与实验实践相结合,激发了学生学习积极性,提高了对所学知识的综合运用能力,不仅检验了学生对现代混凝土材料科学和制备技术的掌握程度,也促进了混凝土行业创新性人才的培养。
(三)科研实践类开放实验
开放实验既有教师提供的选题,也有学生自主选题。学生参加开放实验的目的各不相同,或凭个人兴趣,或为参与教师科研课题,也有纯粹为了拿科研创新学分,但开放实验是课程基础实验一种不可或缺的拓展和补充形式,可帮助学生形成创新意识和创新思维,提高专业技能、技术创新能力和综合素质。以土木工程材料为选题做毕业论文的学生一般都需要围绕研究课题开展实验,完成实验方案、实验步骤、实验原材料选择、实验方法确定、实验操作、测试结果与分析全过程。浙江省面向大学生的“新苗计划”就是以课题资助的形式鼓励大学生在校期间开展科技创新。
二、土木工程材料实验存在的问题
(一)课程基础实验学时欠缺
土木工程材料课程基础实验以演示性和验证性实验为主,且目前标准教学班人数均超过30人,甚至达到60人,实验场地、实验设备台套数难以满足教学要求难。演示性实验效果不佳,无法给学生留下深刻的感性认识。而目前各高校对课堂实验部分都要求综合性或设计性实验必须占到一定的比例,综合性或设计性实验往往持续较长时间,且所占学时较多,容易影响其他课程实验内容在教学计划学时内的完成。
(二)课程实验内容不足以体现行业发展和职业导向
随着能源的日益紧张以及对能源战略的重视,新型建筑材料不断更新,土木工程材料不断向绿色化、复合化、多功能化发展。工业废渣在混凝土中被资源化利用;各类高效外加剂在混凝土中广泛使用;传统墙体围护结构粘土砖被新型墙体材料如加气混凝土、轻质小型混凝土砌块、粉煤灰砌块、GRC板等所取代,节能材料迅速发展,而大多数应用型本科院校并未开设相关实验测试内容。
土木工程材料尤其是钢筋混凝土材料的耐久性得到了越来越多的重视,耐久性成为钢筋混凝土结构设计的一个主要内容,也是课堂教学的主要内容之一。学生除了需要巩固对水泥、混凝土、钢材等结构工程材料基本性能检测外,还需要加强建筑工程材料耐久性和工程特殊要求性能等领域的试验检测,主要包括:抗冻融、抗水渗透、抗氯离子渗透、收缩实验、早期开裂、混凝土碳化、混凝土中钢筋锈蚀、抗硫酸盐侵蚀、碱骨料反应等。
(三)实验创新性不足
由于课程基础实验部分学时受限,需要完成的实验教学内容较多,创新较困难。开放实验目前常以教师拟定题目为主,学生自主选题很少,且选题范围不够广泛,创新无从谈起。
实验报告是对知识体系的充分体现,通过确定实验方案、了解操作程序、描述和分析实验结果,达到提高学生分析和解决问题能力的目的。但目前大多数高校土木工程材料课程实验都有配套的实验指导书及实验报告本,学生做完课程实验只需填写实验设备、实验结果即可,不利于学生创新能力的培养,严重影响了开放实验、毕业实习、毕业论文阶段时实习报告、论文报告的独立撰写。同时因为网络化,学生笔头表达能力直线下降,独立撰写的实验报告质量很难满足要求。
(四)开放实验效果不良
开放实验效果难以彰显,主要表现在:大多数学生参加开放实验带有一定的盲目性和被动性,较少考虑提高自身的实践操作能力和科研能力,这既受高等教育不良风气的影响,又与部分学生急功近利的思想有关。真正意义上的实验室“开放”程度还不到位,学生并不能随时进出实验室,实验室的整体管理水平与应用型人才培养目标不协调,实验指导教师与理论授课教师对实验操作或规程要求不一致。
三、土木工程材料实验教学改革措施
(一)加强开放实验,弥补课程基础实验的不足
高等教育的大众化和普及化,使应用型人才培养途径多元化、复合化[5],越来越多的土木工程毕业生将逐渐由设计单位转向施工、监理、房产、质检等部门,这对学生的实践操作技术要求更高。从建筑材料市场和企业看,国内的合资和外资建材企业越来越多,本土的材料行业小企业不断发展,需要越来越多的销售、检测人才。根据行业和职业需求,为培养学生的工程能力,开放实验应涵盖土木工程材料制备和加工、宏观微观性能检测、质量评定等方面,以小组为单位进行选题,加强学生动手能力、创新合作能力、社会责任感的培养。
部分选择继续攻读硕士学位的学生,需要以综合性实验或设计型实验为核心,通过创新型实验项目培养其综合研究能力。如了解材料微观形貌,水泥基材料不同水化阶段的物相形成、作用机理,矿物掺合料的作用及粉末材料细度等先进测试技术,加深对综合热分析仪、扫描电镜、激光粒度分析仪、压汞法孔结构测定仪等仪器设备的认识和了解,奠定基本的科研实践技能。
针对土木工程材料的发展趋势,在课堂理论教学中要贯彻土木工程可持续发展理念[6],不断完善传统的土木工程材料测试内容,以满足工程实际需要。把开展矿物掺和料、减水剂、膨胀剂、混凝土耐久性、保温材料的导热系数等测试内容纳入开放实验范畴。
(二)提倡科学探索,提高学生创新能力
要加强综合应用能力和科研训练,将实践教育与科研训练相结合,建立科研促实验教学的模式,激发学生的科学探索精神和创新意识[7-8]。教师通过科研及时掌握本学科的最新动态以及社会对人才培养的要求,更新教学内容,结合行业热点开发开放实验选题,将最前沿的工程技术成果及时引入本科实验教学,使实验内容更具前沿性、设计性、研究性,创新性。
在实验教学中强化科学精神的培养,从科学严谨性、法规权威性、工程技术创新性等方面启发和促进学生科学世界观的形成。鼓励学生在教师设定的开放实验大框架下自行设计实验方案,规范实验操作流程,实事求是地记录实验数据,详细记录实验过程中出版的异常并客观理性分析,独立撰写实验报告。对于随意变更、篡改实验结果的现象可实行一票否决制,取消实验成绩或重做实验。
(三)改进教学环节,改善实验效果
1.重视实验准备
尽可能结合理论教学,提前布置实验任务,使学生全面了解实验方案的设计、实验误差的分析及实验结果的处理方法。对于开放实验,更要重视实验目的和实验过程,结合理论知识和常规数据处理办法,综合分析实验机理和实验结果,并提炼出实验结论或解决思路。2010年全国高校大学生混凝土设计大赛,虽然各组都采用同样的原材料和实验条件,由于配合比设计和调整方法不同,和易性、试块强度及经济性差别很大,只有对相关知识点融会贯通,掌握混凝土强度、和易性、耐久性、经济性的各项影响因素,才有可能进行正确熟练的设计和操作。
2.保持课堂理论教学与实验操作要求的一致性
课堂理论授课教师与实验指导教师对相关实验内容、实验规范、操作要求的掌握和理解必须一致,以免造成理论学习和实验操作的脱节,避免实验室过程中实验操作的随意性。实验员和实验指导教师开展的科研实践相对较少,且以指导课程基础实验为主,随着开放实验的增加,需要经常组织业务培训。新采购的设备要及时提供相应的到货培训,对于一些高端的精密仪器设备,应建立有效的专人负责制度和完善的登记使用与维护制度。
3.加强实验室建设和开放式管理
在满足课程实验教学基础上补充部分科研设备,开创先进的实验教学条件,以保证毕业论文、学科竞赛、开放实验等过程对实验设备、实验室用房及辅助配套设施的要求。同时,要进一步提高资产管理规范化、实验教学信息化、网络化水平,使学生能随时预约并方便地开展实验,提高仪器设备共享程度和利用率。学校除不断加大对硬件设施的投入力度,建设校内实验室外,还可利用校外实践基地,建立校企共享实验室,既可保证教学实验条件,又能降低学校成本。
四、结语
根据行业发展和就业需求,土木工程材料实验要与应用型人才培养目标相吻合。合理组织土木工程材料课程基础实验、学科竞赛、开放实验和创新实践,以构成演示性、验证性、设计性、综合性、研究性、应用性的多层次实验体系。在保证课程基础实验的前提下,要加强开放实验,强化实验室建设和管理,保持课堂理论教学与实验室操作要求的一致性,培养学生科学探索精神,以实现土木工程材料实验教学改革的取得成效。
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