时间:2023-08-14 16:42:57
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇土木工程课题研究方法,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。
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0027-03
一、引言
土木工程是典型的应用型专业,具有很强的实践性,既要学生掌握扎实的基础理论和宽广的专业知识,更要具有解决实际工程问题的能力,而实践教学环节在培养学生创新能力和解决工程问题方面具有课堂教学所不能替代的作用[1]。随着我国市场经济迅速崛起,工程技术的复杂性日益增强,培养单一的专业能力要向培养学生的综合创新能力转变[2],而仅依靠学生单向进入企业实习进而提升综合创新能力的培养模式已经不适合时展的要求。其原因主要由于校企之间的关系发生了新变化,企业单方面为学校服务的传统实习基地模式已难以维持。传统实习模式因无法为企业解决实际问题,导致企业一般不愿意接受高校学生进驻实习,对实习基地建设更是缺乏兴趣;在实习过程中,学生缺乏实习动力,参与度不高,往往停留在观摩层面,无法深入参与,难以保证实习效果;企业无动力更无责任为学生实习配备责任心强的现场指导老师,多数学生实习流于形式,疏于对学生的创新实践能力进行培养。
由于上述弊端的存在,导致按传统模式进行实习基地建设存在诸多困难,企业对学生实习基地建设很难有兴趣,即便通过各种途径建立了实习基地,也往往成为挂牌基地,难以切实发挥其功能和作用。因此,研究新形势下基于创新能力培养的大学生实习基地建设具有重要的现实意义。
二、基于校企协同创新模式的实习基地体系构建
(一)实习基地体系的构建思路
构建一种企业感兴趣、学生乐于参与的实习新模式是解决当前土木工程专业大学生创新实践能力培养环节中所存弊端的根本途径。校企协同工作是打破当前传统创新实践能力培养体系的弊端以及构建适应新形势的大学生创新能力培养新模式的关键。建设以解决技术难题为导向的土木工程实习基地是新形势下大学生创新能力培养有效模式,能有效地提升企业参与高校实习基地建设的兴趣,切实提高学生的创新能力。
生产企业利用学校教育、科研优势,获得科技服务,解决生产过程中遇到的难题,提升企业的科技创新能力和水平;学校借助企业资源和力量,确保实践办学水平,增强企业对学校的认可度;实习学生作为校企之间的桥梁和媒介,切实参与解决企业所面临的工程技术难题,在培养学生创新实践能力同时,也可以提高企业对学生的吸引力,进而形成企业、学校与实习学生之间的良性循环。在学生实习过程中,校企双方优质资源得到充分利用,相互解决对方的关切,为实习基地在高校的实践教学中发挥其应有的功能和作用提供保障。
(二)实习基地体系的组成
调查发现,企业对刚进入工作岗位的大学毕业生不满意的地方,主要有以下三方面[3]:
1.专业知识积累及工程实践能力欠缺,创新能力较差。
2.眼高手低、动手能力差以及基本的语言表达和写作、总结归纳能力不足。
3.实际操作能力与企业需要的“来之能战”的标准尚有一定距离,缺乏将理论知识应用到实际工程中的能力。
为解决上述问题,基于实现校企双赢基本理念,以解决学生在步入就业岗位所面临的问题为突破口,打破工科实习基地的传统建设模式,实现校企协同创新,构建以解决技术难题为导向的土木工程实习基地建设体系新模式,见图1所示。
本体系下的土木工程专业实习基地由校外基地与校内基地两部分组成。校内基地指学校的科研试验平台,是解决实际工程问题的场所;校外基地指企业生产场所,是实际问题的来源地,两者在形式上相对独立,但通过提出问题与解决问题两个环节紧密联系在一起,共同组成基于校企协同创新模式下的新型土木工程专业大学生创新能力培养实习基地。
(三)实习基地体系的运行模式
在实习基地在建设过程中,学校与企业共同制定并签订共建协议,为基地提供优质教学科研资源,如实验场地以及必需的试验设备等。另外,导师是培养人才的主体,聘请学校和企业优秀的人才组成实习基地高水平导师队伍,遵循“注重实践、突出能力、激发兴趣、追求创新”的教学理念[4],创新地设计不同层次的实习内容。同时建立基地建设指南、培养过程管理手册等科学的管理制度,在培养过程中遵循“横向拓宽、纵向贯通”的原则[5],最大化地激发各方参与人才培养的积极性,确保人才培养质量。最终,通过校企协同工作,在为企业解决实际工程技术难题的过程中,将学生培养成为动手能力强、综合素质高的新时期创新型人才。这一体系下的实习基地在北京交通大学土木工程专业得到成功应用。通过近3年的运行实践,在很大程度上,使学生具备较强的实际动手能力与创新精神,解决了学生刚进入工作岗位时上手不快、适应性不强等问题,极大地提高了学生刚步入工作时企业的满意度。
三、校企协同创新模式下以解决技术难题为导向的实习基地体系的应用实例及效果分析
校企协同创新模式下以解决技术难题为导向的实习基地体系在运行过程中需要一个对工程问题进行立项研究的载体,“国家大学生创新能力训练项目”为本体系的运行提供了载体。
(一)基于“国家大学生创新能力训练项目”的实习基地体系构建
北京交通大学土木工程学科拥有多个实验室,包括1个国家级实验中心和3个省部级科研平台。此外,学校特别重视大学生创新训练项目的开展工作,仅2013年就立项568项,其中土木工程专业立项共54项,这些创新训练项目为该专业学生通过校内实习基地立项研究进而解决企业面临的技术难题提供了良好条件。
北京是典型的砂卵石地层地区,国内外在这类型地层中采用泥水盾构施工的案例非常少,工程常面临突如其来的技术难题,施工难度大,需要解决的工程问题更具有挑战性。因此,本案例以北京采用泥水盾构施工的某隧道工程项目部为共建单位,实例研究了校企协同创新模式下基于大学生创新能力训练项目的土木工程专业大学生创新能力培养实习基地建设及运行情况。
(二)实习基地体系的运行方案
1.学生进驻实习企业,提出问题。将土木工程专业大二年级学生根据专业方向不同进行实习分组,每组3至5人,结合学生兴趣爱好等因素,派驻到不同的企业进行实习锻炼。在本案例中,实习小组进驻北京采用泥水盾构施工的某隧道工程项目部,深入参与实际工程,在工程现场导师的指导下,凝练出施工中遇到的技术难题。
泥水盾构施工所用泥浆及其特性是保持开挖面稳定的关键,研究与北京砂卵石地层相适应的泥水盾构泥浆类型和泥浆特性参数是工程面临最迫切需要解决的技术难题。因此,在施工现场导师的指导下,实习小组凝练提出以《砂卵石地层泥水盾构泥浆特性对开挖面稳定性影响试验研究》为题的研究课题。
2.依托校内基地,解决工程难题。首先,课题立项。实习小组通过查阅文献资料,对课题的研究现状及基本研究方法作进一步认识,形成综述报告;在校内和施工现场“双导师”的指导下,对课题的可行性以及对学生综合能力的培养效果等方面进行评估,然后进行研究方案的设计,依托大学生创新训练计划项目,对课题进行立项作专题研究。在立项过程中,将学校举办立项答辩会,邀请更多专家对研究课题及方案进一步提出完善意见或建议,确保研究方法的合理性。分析表明:《砂卵石地层泥水盾构泥浆特性对开挖面稳定性影响试验研究》具有很强的操作性,能充分锻炼学生分析问题、解决问题等方面的能力,本课题被批准为国家级大学生创新训练项目,提升了研究的层次,为研究工作开展提供了有力支持。
其次,课题研究工作的执行与结题。在校内外“双导师”共同指导下,借助我校“土木工程国家级教学示范中心”试验场地开展本课题的研究工作。在课题研究过程中,学校定期对研究进展进行检查,并实行项目等级“一检一变”制度,即每进行一次检查后,将重新进行课题等级的评定,这既确保课题的研究进度,又提升了研究工作的挑战性。在课题的结题答辩环节,邀请相关领域的专家担任评委,对课题的立项内容完成情况进行逐项检查,对研究成果进行质询,均符无异议后,方可结题,结题环节的规范化,确保了研究成果的科学性。本课题最终研究成果为:发表高水平学术论文2篇;研发试验装置1套;申请发明专利1项;撰写研究报告1份,并提出适合于北京地区砂卵石地层的泥水盾构泥浆特性指标参考值,即使用特性指标值在该参考值范围内的泥浆在这类地层中进行泥水盾构施工,开挖面不会发生失稳破坏。
最后,结合工程实际,检验并完善工程问题解决方案。将课题研究成果带回施工现场,进行现场检验,校内基地研究的成果与工程实际情况必然有一定差异,为确保施工安全,在将问题的解决方案完全应用到实际工程前,必须对研究成果先进行现场检验,根据试验结果对研究成果进行修正,然后再将修正后的研究成果全面应用到实际工程中。至此,一个完整的基于大学生创新能力训练项目,以解决工程技术难题为导向,以培养大学生创新能力为目的实习周期结束。本课题研究的成果在工程中得到成功应用,为案例中的工程技术难题的解决提供了参考。目前,该工程已经顺利竣工,正在为首都经济社会的发展贡献力量。
四、实习基地体系应用实例的效果分析
(一)实现人才培养模式多样化
在体系应用过程中,学校主要的教学环境是课堂,企业主要的教学环境则是实际的生产现场,两种不同的教学环境相结合,充分发挥学校与企业的各自优势,真正实现学校与企业在人才培养过程中的互动,突破了学生单向进入企业实习的传统模式,让学生的创新实践能力培养更加科学化,形式更加多样化。
(二)解决工程难题,实现校企双赢
该体系本着以实现学校和企业“双赢”为目而开展,这样可以有效提高企业的参与兴趣,提升共建水平。本体系以解决企业技术难题为导向,为企业带来经济效益,同时在解决实际工程技术难题过程中,完成了学校人才培养的实践教学环节,相互解决了对方的难题。
(三)提升学生对工程问题的认识水平
理工科大学生在学校所学的知识都是以比较抽象理论为主,将理论知识与实际工程问题相结合的能力较弱,对工程问题认识较浅。在本体系中,学生在施工现场导师的指导下去发现并凝练工程难题,在校内实习基地导师的指导下,通过室内实验、理论分析和必要的现场试验等手段,为工程难题提供解决方案。此过程“双导师”全程指导,引导学生从多角度认识问题、分析问题,提高学生认识与解决问题的能力。
(四)培养学生独立的创新能力
传统的大学生实习模式多是让学生重复性从事实习单位的事务性工作,对学生创新能力的培养方面,缺乏合理的机制。在基于校企协同创新模式下,以大学生创新训练项目为依托而构建的新型土木工程专业实习基地体系中,从工程技术难题的提出到问题得到解决过程中,学生全程深度参与,并独立完成各项研究工作,使学生能够真正深度参与企业的工程任务,从而有效培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,进而培养学生的创新能力。
(五)全面提升学生的综合素质
从本体系运行过程可看出,学生进驻实习基地后,从工程问题的提出到立项研究,全过程均以团队的形式完成,且不同阶段所组成的团队不同,极大地提升了学生的团队合作能力;在对工程问题进行专项研究阶段,学生需要定期汇报研究进展,接受专家评委的询问,此过程可大幅提升学生在研究报告撰写、语言文字表达等方面的能力;另外,在学生深入参与企业生产实习的过程中,可以充分了解企业对人才的要求,为就业做好准备。
五、结束语
本文基于校企协同创新模式下的工科大学生创新能力培养体系构建的研究,突破传统工科实习基地的建设模式,以土木工程专业为例,从全新的视角提出了构建以解决工程技术难题为导向的土木工程实习基地新模式,这一体系直面传统模式的弊病,以解决各方难题为基本出发点,有效地改变了企业对实习基地建设不感兴趣,学生实习停留在观摩面层,学校无法培养出高精尖创新型人才的尴尬局面。文章最后以北京交通大学土木工程专业某实习基地为案例,分析了基于校企协同创新模式下,以大学生创新训练项目为依托,以解决企业实际工程技术难题为导向的新型大学生实习基地的运行情况及取得的效果。由此可见,通过构建校企协同创新模式下的大学生创新能力培养体系,将对高校与企业在人才培养方面的资源优化配置、提升高校创新型人才培养水平等方面具有重要的指导意义。
参考文献:
[1]李功梅,周洪萍,曹海燕.浅谈实践教学对大学生创新能力培养的作用[J].教育教学论坛,2013,(52).
[2]王刚.工科教育模式的改革和实践[J].高等工程教育研究,2011,(1).
引言:
《土木工程施工》是土木工程专业的一门主要专业课程,具有实践性、时效性、抽象性、综合应用各学科知识等特点,该课程的教学是培养土木工程施工人才的基础。通过土木工程施工课程的教与学,学生基本掌握土木工程施工的技术、方法,能够胜任施工现场的技术与管理工作及处理工地现场可能发生的一般技术问题。因此在课程的教学中应注重对学生观察能力、动手能力、综合应用能力、分析与解决工程实际问题能力和创新能力方面的培养,为学生毕业后能较快进入工作角色,胜任岗位工作奠定坚实基础。鉴于此,我们在多年的教学中不断探索土木工程施工综合能力培养的方法途径,提出土木工程施工的综合能力培养应着重于课程体系建设、课程内容与资源的建设、师资队伍建设和运用科学恰当的教学方法与手段。
一、优化课程体系, 更新教学内容
课程体系和教学内容的优化是实现人才培养目标的基础。结合土木工程专业人才培养目标的要求,按照“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的原则,通过制定与完善土木工程施工课程教学计划和课程内容,进一步优化土木工程施工课程教学体系。
土木工程施工课程教学内容以培养应用型人才目标为出发点,理论知识以够用为度,强调应用与创新能力培养。为适应这一要求,课程内容设置应能跟上先进技术发展水平,选择重点放在那些先进和适用的施工技术上,兼顾传统的成熟施工技术,淘汰陈旧的教学内容,根据学科的发展,将新知识、新理论、新技术、新材料应用不断充实到教学内容中,同时及时将新的科研成果引入到教学内容中,以适应提高学生综合素质、创新思维和创新能力的要求。
二、科学制订教学大纲, 合理安排授课计划
教学大纲是课程建设的主要内容,教学大纲的制定要以专业人才培养目标为依据,并适时进行修定,以适应教学内容的更新和教学方法、教学手段的改革。大纲的制定应与现代土木工程施工发展相联系,要根据学科发展信息来确定和更新。
教学大纲的内容应涵盖以上课程内容的选择方向,明确教学内容知识点、重点、难点,条理清楚,层次分明。内容选择方面应体现现代土木工程施工技术及相关管理知识的实用性和先进性,合理设置教学课时总量,以提高教学效果。
认真制定授课计划,授课计划应严格执行大纲的要求,明确授课的知识点、重点、难点、教学方法与手段。重点、难点内容宜安排充足的授课时间,确保教学效果。在满足大纲规定时间要求下,授课计划时间安排应有一定的松弛度,在满足教学效果的同时,使授课计划真正起到指导和控制教学进度的作用。
三、积极开展教材研究,不断提高教材质量
教材是教与学的载体和主要内容,选用科学、合理的教材直接关系到学生对该学科基本知识、基本理论的系统掌握和科学知识结构的形成。教材建设是提高教学质量、培养高素质人才的重要环节。首先认真制定土木工程施工系列课程教材建设规划,教材建设工作要立足于培养适应 21世纪要求的人才,教材选用应坚持适用性、先进性、科学性、多样性的原则。积极开展教材研究,定期组织教师对所选用的教材进行评价,不断提高教材的选用质量。组织教师编写补充讲义、学习指导书,及时将最新的成果补充到教学内容中,以弥补现有教材的不足;加强教学多媒体课件与网络课程建设,丰富教学资源,方便学生上网自学。
四、注重实践教学基地建设,强化工地实习教学管理
实践教学在土木工程施工课程体系中占有十分重要的地位,是培养学生动手能力、科研能力、创新能力和实际工作能力的重要环节,完善的实践教学基地,是培养学生土木工程施工综合能力的一项重要教学资源,是保证实践教学质量的基础。实践教学基地分为校内基地和校外基地,校内基地主要有土木工程施工实训中心和校办产业,它们属于校内资源, 在教学中应充分发挥它们的作用;校外实习基地的建设,应充分利用校友资源和自身优势,发展与校外施工企业的良好关系,建立起完善的校外挂牌土木工程施工实习基地,指定专人负责与合作施工企业进行联系与日常沟通工作。
五、创建多元教学模式,提高专业教学实效
科学的教学方法与手段是提高教学质量的重要保证。土木工程施工系列课程突出的特点是实践性强、兼具时效性、抽象性、综合应用等特点,教学中若只依据黑板、粉笔进行传统式授课,则学生颇感抽象、枯燥, 兴趣索然。如何根据本课程特点,寻求生动、直观、创新性的教学方法和教学手段,达到提高教学质量和教学效果的目的,是土木工程施工课程建设的重点。采用恰当的手段,活泼、生动的形式来提高学生学习兴趣,这是多年来老师们面临的一个难题。
通过几年来对土木工程施工综合应用能力培养的研究,确立了土木工程施工人才培养模式的基本内容:
1、优化《土木工程施工》课程体系和教学内容。课程体系的设置要体现理论与实践有机结合,教学中要不断优化教学内容,体现最新科技成果,及时将工程实际应用的新技术、新工艺、新方法引入本课程教学中,使本课程的教学适应工程发展的需要。
2、建立一支人员精干、素质优良、结构合理、专兼结合、具有较强实践能力的双师型师资队伍。这是培养学生土木工程施工综合应用能力的关键所在。
3、加强教材建设。教材建设工作要立足于培养适应 21世纪人才的需要, 与时俱进, 及时吸收土木工程施工的前沿技术。
4、巩固实践教学基地,使之成为培养土木工程施工综合能力的有效平台。
5、实行启发式、讨论式、研究式的教学方法与应用“多种媒介、多种形态、多个层次”的立体化教学手段,多方提高学生学习的兴趣,从高层次上培养学生的土木工程施工综合能力。
作者简介:李富荣(1982-),男,江苏盐城人,盐城工学院土木工程学院,讲师;胡艳丽(1983-),女,江苏宿迁人,盐城工学院土木工程学院,讲师。(江苏 盐城 224051)
基金项目:本文系江苏省教育科学“十二五”规划课题(项目编号:C-c/2013/01/002)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0179-02
人才培养是高等学校的首要任务。对于工科大学生,其工程实践能力、创新能力的提高是高校教师的宗旨,也是当今社会企业经济发展对高校人才培养追求的主要目标之一。
近年来,企业愈加重视在校大学生的工程实践动手能力和创新能力,并将其视为是否录用的首要条件。基于此,盐城工学院土木工程专业积极推进实践教学改革和人才培养模式的创新,构建了满足工程单位要求的实践教学体系。大学生独立获取知识能力、工程实践能力和创新能力等均有较大提高,得到了社会和用人单位的一致好评。
一、土木工程专业实践教学的重要性
土木工程专业培养目标是:“本专业培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展的土木工程结构设计、施工技术与管理、建设项目开发与投资分析、工程监理、咨询以及招投标等方面的应用型高级工程技术人才,具备注册结构、岩土、建造、监理、造价、检测等现场工程师的基本知识、素质和能力,具备团队协作等综合素质和能力,能够在房屋建筑、交通土建的勘测、设计、施工、咨询、教育、投资、开发及监理等单位或部门从事相关技术及管理工作。”要达到上述培养目标,必须注重理论与实践相结合,做好理论教学与实践教学两大教学环节。目前,在平时教学中,受学校办学条件、学生培养经费和现场实习难以组织等因素的限制,土木工程教学中的理论教学比重远大于实践教学,使得学生在实践能力方面有所弱化,影响了学生的培养质量与就业。
土木工程是一门实践性极强的工科专业,不仅需要学习必要的理论知识,还必须参加一定的实践教学环节,因为实践教学直接影响学生毕业后从事土木工程设计、施工等工作环境的适应能力。因此,必须提高土木工程专业的实践教学质量,不断优化实践教学环节,建立与理论教学相匹配的实践教学体系,提高学生对专业知识的综合应用能力。[1]
二、土木工程专业实践教学环节的现状
1.实践环节学时较少
目前,不少高校土木工程专业总学时逐年减少,教学计划偏于理论教学,存在“重理论,轻实践”的现象,各类实验、实习和设计等实践环节大幅度减少。比如盐城工学院土木专业很多课程设计仅1周,认识实习1周,生产实习2周,毕业实习2周,这些实践环节学时的安排已不能满足专业教学要求,影响了本科教学质量。其原因是实习经费紧张、实习老师人员配备不足等[2],使得实习时间得不到保证,从而不能满足当今工程单位对实用技术人才的需求。
2.现场实习得不到保证
对于应用型高校,大多土木工程专业学生毕业后从事施工、监理等工程现场工作,工作环境较差,且存在一定的施工安全问题,再加上现在的大学生吃苦精神不够,实习中主动性、纪律性和积极性均较差。[3]同时,由于实习给工程单位带来了安全管理问题,有些单位不太愿意接受学生实习,或只带学生在施工现场走马观花便草草结束,以往长驻现场实习的情况已不复存在。
3.学校实验条件有限
有些高校实验设备陈旧,实验开出率较低,更不具备现场实验测试条件,导致实验环节强化不够,学生得不到应有的专业锻炼。[4]即使在正常开设的实验环节中,也是以常规实验项目为主,设计性、开放性、创新性实验项目很少。另外,实践教学基地建设较少,很多流于形式,不能满足实践教学的实际需要。
4.指导教师实践能力不足
目前高校教师学历普遍较高,专业教师队伍以中、青年教师为主,许多专业教师本科、硕士、博士一直读下来,在校期间主要参与导师课题研究[5],缺乏施工现场工作经验,教师本身实践能力有限,不能完全胜任实践教学指导工作。
三、土木工程专业实践教学环节优化的思路
1.制定新的实践教学培养目标
围绕土木工程专业培养目标,对于实验、实习、课程设计、毕业设计(论文)等实践教学环节,紧跟市场需求,不断调整充实、优化实践课程设置,动态化设置课程,确保学生在校期间工程实践不间断。在实践教学环节中,实习环节是非常重要的一环,因为这是直接面向工程现场的一个教学环节。为此,在制定培养目标时要求大一完成认识实习,大二完成测量实习,大三完成生产实习,大四进行毕业实习。其中,生产实习安排在第三学年结束前进行,以便学生与暑假时间整合起来,延长学生的实习时间,加强学生的实习效果;同时,生产实习期间,学生需在企业工程师的指导下深入到具体工程技术岗位从事具体工作,完成实习日记,最后由企业工程师评定学生实习成绩。[6]
2.加大实践教学经费投入
充足的实践教学经费是保证实践学时、达到实践教学效果的重要基础。[7]学校在实习环节上需完善政策、保障机制,加大实践教学经费的投入,确保专款专用。加大土木工程专业实验室建设投入,完善现有实验条件,充实校内实验室资源,建立土木工程综合实验中心。实习基地建设需要工程单位与学校的努力合作,加强校外实习基地建设,高校需对工程现场进行指导,工程单位提供实习平台,把实习基地建设落到实处,从而建立良好的校企关系,保障实习的顺利完成。同时,可与大型施工单位共建实验室,为土木工程专业学生开展综合性、设计性、创新性实验,从而提高实践教学效果。
3.加强教师工程实践能力
教师是实践教学环节执行的主导和核心,是提高学生实践能力的关键因素。[5]我校实行青年教师到工程单位挂职锻炼制度,这对青年教师是大有益处的,一方面可以切身了解实际工程,积累工程经验,提高自身专业素质;另一方面可以参与企业科研课题,帮助企业解决实际工程问题,提高自身的工程实践能力,也为指导学生进行工程实践活动积累了丰富的知识储备。对于挂职锻炼时间,要求到工程单位时间累计不少于6个月,挂职期间要求青年教师定期交流,给青年教师创造更多的接触实际工程的机会,结束后提交挂职锻炼总结报告、成果以及实践部门的鉴定意见,最后考核与答辩,合格后作为技术职务聘任的必备条件。
4.增强学生实验创新能力
在实验教学中,传统实验属于验证型实验,为此增设了设计型、综合型实验。学生可根据自己的兴趣爱好制订新的实验方案、设计新的实验项目,增强了学生实验的参与性,扩大了学生的知识面,让学生真正体会到理论知识是如何转变成科技成果、服务实际工程的。例如,在土木工程专业岩土与地下工程方向可设置土体与岩石力学对比实验,这是对相关实验内容进行有机整合和改进后形成的一个综合实验,其实验内容为采用诸如压缩、直剪、三轴等常规实验方法,对比分析土体和岩石的异同点,并且实验方案(包括实验目的、步骤、要求等)由学生自主设计,实验时间由学生向实验室老师申请确定,经批准后独立完成实验及实验报告。最后,根据实验操作过程、实验结果及实验报告完成情况,综合给出实验成绩。设计型、综合型实验可以提高学生的实验创新能力,拓宽学生的实验操作技能,增强学生从实验过程和实验数据中分析实验现象、总结实验结果的能力,培养学生发现、分析并解决问题的能力。[8]
5.创新毕业设计指导方式
作为应用型高校,盐城工学院创新了毕业设计指导方式,积极鼓励指导教师构建毕业设计团队指导模式,并可以聘期经验丰富的企业导师参与毕业设计指导工作,有利于毕业设计成果质量的提高。在团队指导毕业设计过程中,团队有总指导教师,每位学生有各自的指导教师,由3~5个学生共同完成一个总项目课题,这一项目课题可以是某一实际工程的全过程设计工作,或一个完整的科研课题;在毕业设计过程中,团队成员相互交流,团结协作,充分利用专业规范,使之掌握了整个地下工程设计的内容、流程及方法,确保其厚基础、宽口径走向社会。[9]
四、结语
经过近几年的实践教学探索,学生独立获取知识能力、工程实践能力和创新创造能力均有较大提高,学生参加学科竞赛、大学生实践创新项目等逐年增多,考研率也逐步提高。实践说明,通过改革实践教学环节,学生的实践能力进步明显,但在今后教学过程中应继续优化实践教学环节,只有这样才能培养出适应时展需要的毕业生。
参考文献:
[1]王志英,邹莉,李丹蕾,等.优化实践教学体系 培养学生的综合能力[J].教育教学论坛,2013,(14):252-253.
[2]闫绍峰,孙月秋,廖国进.优化实践教学体系 建立大学生创新实践机制[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2013,15(3):104-106.
[3]刘祥鑫,孙光华,李占金.采矿工程专业实践教学环节模式优化[J].河北联合大学学报(社会科学版),2012,12(4):157-159.
[4]张颖,胡晓娜,付立彬.工程管理专业实践教学体系优化研究[J].高等建筑教育,2013,22(3):115-118.
[5]孙建,赵光明.当前形势下采矿工程专业实践教学模式优化[J].中国外资,2013,(18):344-345.
[6]荀勇,李建宇.土木工程特色专业建设探讨[J].高等建筑教育,
2011,20(4):30-34.
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
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[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).
一、引言
2007年教育部正式启动高等学校特色专业建设工作,探索创新型人才培养模式开始成为高等教育重点思考和研究的热点问题之一。高等院校作为培养未来社会所需人才的重要基地,应当结合自身办学条件,突出专业办学特色,积极开展创新教育,为社会输送具有创造性思维和创新能力的专业特色人才,探索创新型人才培养模式,深化教育教学改革,提高专业技术人才的创新能力和意识是建设创新型国家,提高国家综合竞争力和推动社会全面进步的重大战略任务和关键途径。围绕如何培养土木工程专业创新型人才,突出专业办学特色,形成具有自身特色的人才培养模式。
二、目前现状分析
为了进一步提高高等学校的办学质量,全面落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》,为创新型特色专业技术人才培养营造了良好的氛围,并且为土木工程专业学科建设以及人才培养等方面积累了丰富的经验。高等院校应以“坚持科学发展,加强内涵建设”为办学理念,进一步加大对土木工程专业的扶持力度,为本专业特色发展奠定良好的基础平台。目前,在国家、社会的大力支持下,土木工程专业呈现出良好的发展势头,该专业始终坚持面向基层,服务地方,培养具有引领意识,创业精神和实践能力的应用型高级专门技术人才的办学思想,为地方的土木建筑行业输送了一大批合格的工程技术人才,专业建设水平和人才培养质量均取得了长足进步。良好的专业建设基础与丰富的社会资源为本专业特色人才培养模式改革提供了重要的专业平台。
三、人才培养的目标
依托土木工程专业及学科建设扎实的工作基础,结合实际,充分发挥本专业在人才培养与科学研究等方面的综合优势,以教育教学改革工程建设工作为契机,坚持“厚基础,宽口径,重实践,强能力”的办学理念,以课程建设与学生创新能力建设为突破口,进一步深化人才培养模式与教学方法改革,积极探索产学结合专业人才培养模式,全面提升教学质量,突出专业办学特色,建立符合经济、社会、科技发展要求和人才培养规律的高素质应用型土木工程本科人才培养模式的新体系。
四、人才培养的内容
1.土木工程专业人才培养模式改革。基于各高等院校土木工程专业现有的办学基础,充分利用本专业与地方相关企事业单位广泛而深入的产学研合作基础,紧密围绕高等院校办学层次,人才培养目标定位,结合地方土木建筑行业对土木工程专业技术人才的特殊需求,优化土木工程专业本科人才的知识,能力和素质结构,加强人才培养模式的改革与创新,构建校企产学合作教育平台,突出专业办学特色,积极探索具有自身特色的土木工程专业人才培养模式。
2.土木工程专业人才培养体系改革。围绕土木工程专业人才培养模式改革目标,改进和完善现有的人才培养方案,充分利用学院各类教学资源,构建跨专业,跨学科的教学平台,围绕培养学生创新能力、实践动手能力以及促进学生个性发展的培养目标,探索构建“平台+模块”课程,专业与学科交叉课程以及创业创新课程三位一体的专业课程体系,突出专业办学特色,形成具有可操作性的特色人才培养方案。
3.特色人才培养模式改革的创新实践。基于已建立的人才培养方案,以土木工程专业作为创新试验对象,从人才培养计划、课程教学内容与方法、实践教学改革等环节入手,构建特色人才培养体系,以本专业前提教学改革研究成果为基础,进一步完成科研成果,“四进”课堂的课堂教学新模式,以产学研合作教育平台为基础,进一步强化实践动手能力培养,全面实现课题的研究目标。
五、人才培养的实施方案
1.人才培养模式改革。充分利用现有的良好机遇,进一步加强与地方建筑企事业单位间的交流与合作,积极探索校企产学合作人才培养模式。
2.人才培养计划修订。以现代教育思想和教学理念为指导,围绕特色人才培养目标,进一步完善人才培养方案,强化专业理论基础,拓宽专业知识面开设灵活多样的专业与学科交叉课程模块,以适应校企产学合作培养相关企业对人才知识结构的特殊要求。
3.大学生创新能力体系构建。通过提出大学生创新能力学分要求,推行和强化大学生创新项目和实验性项目的研究,提倡学生参与教师纵横向科研项目等第二课堂活动以及对优秀生、特长生实行导师制等。通过举办各种学术讲座,大学生学术交流活动,开阔学生的学术视野,激发学生创造性思维能力。
4.教师专业业务素养历炼。通过鼓励教师参与工程实践和应用性科研课题研究,提高教师队伍的实践能力;通过组建学术团队,帮助广大教师尽快提高科研水平;有计划选派专业教师到国内著名大学进修或访学,打造一支有较高学术水平和丰富教学工作经验的高质量教学团队。
5.课堂教学方法改革。改革传统课堂教学方法与教学内容,将科研成果引进课堂,编入教材,形成实验项目和作为毕业设计(论文)题目,进一步完善科研成果四进课堂的教学新模式,提高专业人才培养质量,突出专业办学特色。
六、结语
1.专业人才培养充分体现专业办学的地方特色。紧密结合地方现代化建设对人才的特殊需求,构建具有鲜明地方特色的人才培养方案。为适用地方经济建设与城市发展变化需要,灵活设置专业方向和专业课程模块,及时优化专业知识结构。
2.构建多层次,多种手段大学生创新能力培养体系。通过设立大学生研究性学习和创新性实验计划项目,加强开放性实验和鼓励大学生参与教师纵横向科研项目或者相关设计研究院的科研实践,增加大学生课外创新学分要求以及对优秀生,特长生实行导师制等培养政策,构建具有自身特色的大学生创新能力培养体系,着力培养土木工程专业大学生创新能力与科研素养。
3.搭建校企合作教育平台,促进基础理论与工程实践的有机结合。充分利用地方高校与本地区企事业单位联系紧密的有利条件,通过建立校企产学合作人才培养模式,充分利用校企双方的各种教学与实践资源,培养适应相关企业特殊需求的专业技术人才,实现校企互利的双赢良好局面,构建独具特色的人才培养模式。
4.完善和推行“科研成果四进课堂”的专业教学新模式。
参考文献:
[1]张智钧.试析高等学校卓越工程师的培养模式[J].黑龙江高教研究,2010,(12):139-141.
作者简介:陈春红(1983-),女,江西吉安人,常州大学土木工程系,讲师;朱平华(1966-),男,湖北天门人,常州大学土木工程系主任,教授。(江苏 常州 213164)
基金项目:本文系2012年常州大学教育改革与研究项目(项目编号:GJY12020021)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0179-02
毕业设计是土木工程专业本科阶段重要的综合性实践教学环节,是锻炼学生综合知识的运用能力,反映学生的科研能力、创新水平和高校教学质量,实现高校土木工程专业培养目标的关键环节。随着土木工程专业口径拓宽和工程技术更新,传统的毕业设计运行模式已无法满足毕业设计质量要求。[1,2]本文探索和创新土木工程专业毕业设计团队指导模式,在组织形式、设计选题、过程控制等方面进行深化改革,以期提高毕业设计质量,加强学生的专业素养,实现“卓越工程师”的培养要求。
一、传统毕业设计指导模式现状
1.毕业设计选题
目前,多数高校土木工程专业的毕业设计选题面相对狭窄,题型单一,深度不足,且以“命题式”的设计题型居多。比如,工业与民用建筑方向的毕业设计一般为多层框架结构和单层工业厂房,学生很少接触其他结构体系的设计,这就制约了学生的知识视野,体现不出厚基础、宽口径的专业培养要求。另外,设计中对土木工程各方向的内容分配不合理,往往是重结构、轻建筑和施工组织设计,对道桥和地下工程设计的内容较少。设计题目大多不是根据实际工程来命题,对设计结果无法校核、论证,且多年来题目类型相同,内容大同小异。[3,4]这使得学生普遍感到毕业设计和实际工程脱轨,缺乏工程实践意义,降低了学生的积极性和创新欲望,不能充分发挥主观能动性。
2.毕业设计时间安排
多数高校毕业设计安排在第八学期,而在这学期,找工作的学生忙于参加招聘会和面试,不能认真静心地做毕业设计;考研的学生在准备研究生面试和复试时占据了大量的时间与精力,影响了毕业设计的进度和质量。有些学生意识不到毕业设计的重要性,忽视了毕业设计是土木工程专业学生将四年所学知识综合化和整合化的唯一机会,在毕业设计时准备工作不充分,匆忙着手,对最新的专业设计规范、专业标准图集、专业构造手册熟悉较少,完全依靠教师的指导,被动性设计表现明显,学生在设计中体会不到设计成就感,导致其重视程度、设计热情下降。
3.毕业设计指导教师问题
在毕业设计中普遍存在指导教师严重不足的问题,毕业设计环节的生师比过高,有些高校甚至高达10∶1。很多青年教师从学校毕业后直接进入高校教学,知识结构不够完整,缺乏工程设计和实践经验,这就影响了毕业设计的指导质量。比如建筑工程专业,毕业设计涉及到建筑设计、结构设计、施工组织设计等,指导教师必须精通这些专业知识才能高质量地指导学生开展毕业设计。同时,教师要兼顾繁重的教学和科研任务,投入指导毕业设计的精力有限,很难对所有学生的毕业设计管理和监控到位,致使学习主动性不强的学生设计进度严重滞后,毕业设计质量不高。
4.毕业设计成果达不到设计要求
在大学期间,土木工程专业除了学习专业技术基础课和专业课外,还有课程设计实践环节。但这些课程和实践环节均局部独立,片面性较强,缺乏全局系统性和整体性,使学生多以点状形态记忆专业知识和工程技术问题,缺乏大土木观,工程设计整体观模糊,这使得有些学生在毕业设计中既不能分析具体工程问题,又不能校核论证设计结果,只能照搬结构设计范例,依赖结构设计软件,缺乏独立思考能力和创新精神,毕业设计成果远远达不到“卓越工程师”的培养目标。有些学生不能按照设计进度进行设计,毕业设计前期松松垮垮,而后期通宵作战,导致毕业设计内容不完整,深度不足,设计水平不高,甚至出现了计算书前后矛盾以及计算书和设计图纸自相矛盾的情况。
二、毕业设计团队指导模式
毕业设计团队指导模式是根据土木工程专业培养目标和“卓越工程师”培养要求,以实际工程和科研项目命题,由多名教师合作组建毕业设计指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题,确定毕业设计中实施团队指导的相关具体方案,提高毕业设计质量。
1.毕业团队指导模式的目的和意义
毕业设计团队选择内容全面、结构体系丰富的课题,学生在设计时分工合作、各司其职,对土木工程多个专业方向知识均有汲取,有利于培养他们的工程意识。在毕业设计过程中采用讨论式和启发式教学,形成研讨气氛,充分激发学生的主动性和创新性,促进学生之间相互学习、补充、启发,全体团队成员的素质得到发展,共同进步,这为提高毕业设计教学质量奠定了基础。多名教师共同指导,相互配合、优势互补,为提高毕业设计质量创造条件,也有利于教师的进步和成长。
2.指导教师团队的构建
指导教师团队组建时要综合考虑教师的学缘结构、学科专长和年龄结构,教师之间学科交叉合理,各有所长,优势互补,老中青教师搭配组合。团队负责人一般由有丰富理论知识和工程实践经验的教师担当,在选题、设计成果考核等重要环节以及学术方向和关键技术等方面,对团队教师起培养、指导、协调和组织作用。其他成员一般为中级职称以上的教师,尤其要吸收青年教师加入团队,根据其学科专长与特点负责对学生进行具体指导。[5]指导团队既分工又合作,不同专业和方向的教师全程参与指导,根据进度和设计内容分阶段负责。在团队中以老带新,培养年轻教师和专业基础课教师。
3.学生团队的构建
根据课题规模和任务的难易程度确定毕业设计团队学生人数。学生团队组建应基于双向选择原则,教师要对团队的课题研究方向、研究思路和研究成果做初步阐述,让学生对课题有所了解。在组建学生团队时可以同专业,也可以跨学科、跨专业,应鼓励不同层次的学生组队,尤其要鼓励基础差的学生进入团队。团队组建后,应选一名理论知识扎实、责任心强、协调组织和沟通能力良好的学生担任组长,负责团队的研究进展、实验组织和人员协调工作。
三、深化毕业设计改革
针对以往土木工程专业毕业设计现状,常州大学土木工程专业进行毕业设计团队指导模式教学改革实践,旨在提高毕业设计教学质量,提升学生工程实践能力,实现“卓越工程师”培养目标。
1.毕业设计选题改革
为了提高学生的工程实践能力,满足土木工程专业职业要求,选题要结合实际工程项目,与地方施工单位或设计院所合作选题,根据学生团队的基础知识和学习能力情况进行“真题真做”或“真题假做”,尽量避免“假题假做”,通过对比设计成果和现有工程的差异,有利于提高学生解决工程问题的能力,增强了学生的自信心和成就感;或者将教师的科研项目整理成为既能满足毕业设计要求,又有一定科研性及学科前沿的综合性的毕业设计题目。在选题时,注意给课题适当添加自由发挥空间,旨在锻炼学生的创新能力和解决实际问题的能力。
2.毕业设计提前安排
为了解决毕业设计与就业的矛盾,一方面将部分学生在大三时就吸引进入教师的科研团队,提前接触科研项目,开拓学生的科研能力,为毕业设计做好知识储备,另一方面将毕业设计的前期工作提前安排在第七学期末开展,增加了毕业设计的有效时间。指导教师详细介绍课题的工程背景、研究背景、具体内容和预期成果,学生根据毕业设计的任务与要求收集资料,查阅参考文献,分析课题的研究内容,提出研究思路和设想,完成科研实践和文献综述(开题报告)。指导教师要及早介入学生的前期准备工作,缩短学生毕业设计适应时间,减少起始阶段的盲目性。
3.加强团队管理
过程管理是能否按时保质保量完成毕业设计的关键。所有指导教师对毕业生的开题、阶段性检查、中期检查、答辩进行互相把关,互相促进。重点从以下几点做好过程管理:
(1)团队指导教师要分工明确,责任清晰,实行值班制,保证学生在毕业设计中遇到问题可以随时得到教师指导;团队负责人关注试验进度,对毕业设计进行阶段总结。
(2)制定有效的团队管理制度和操作程序,建立良好的师生信息传达和反馈渠道。
(3)充分调动学生主观能动性。学生在设计过程中提出解决问题的思路和方案,教师不能选择硬性压制和忽略不问,而应积极引导学生通过主动思考和积极创新来解决问题。
(4)开设毕业设计讲堂。针对毕业设计中涉及的难点和重点问题,由相应的教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解,丰富毕业设计指导形式,提高毕业设计学习效果。
(5)集体评图。团队负责人组织团队教师共同讨论确定毕业设计图纸要求和统一评图标准,利于教师之间相互学习,很大程度上起到传帮带的作用,可以促进年轻教师快速成长。
4.加强与校外企事业单位深度合作,校企联合培养毕业生
高校和企业深度合作是培养“卓越工程师”的重要途径和提高毕业设计质量的有效方法,既解决了高校办学资源匮乏问题,又为企业的发展与创新提供了人才。常州大学土木工程专业与校外企事业单位联合培养毕业生,建立校内指导教师和校外工程师毕业设计联合指导团队。通过“产学研”相结合的方式,依托校企节能减排材料研发中心和校企重点实验室建设,建立校外实践教学基地,学生在企事业单位开展毕业设计,以实际工程为设计课题,设计结果可以对比校核,有利于培养学生严谨的工程意识和参与实际工程项目的热情。[6,7]在联合指导过程中,校内教师和校外工程师要分工明确、责任清晰,制定校外毕业设计管理制度,校内教师定期检查学生毕业设计进度和毕业设计成果,并对阶段性问题进行解答。
四、实践效果
经过三届毕业设计的探索和实践,常州大学土木工程专业已逐渐规范和完善了毕业设计创新团队的教学模式,毕业设计质量得到明显改观。通过毕业设计团队指导模式的构建,毕业生整合构筑了较为完整的专业知识结构,提高了工程实践应用能力,锻炼了科研创新和团队协作能力。同时,各专业和方向的教师之间的联系得到强化,不同专业课程教师对相关课程的认识得以深化,加强了教师的教学水平。但是也要清醒地认识到,面向“卓越工程师”的培养目标,土木工程专业毕业团队指导模式还存在不足之处,需要在今后的教学改革中不断总结经验和探索提高。
参考文献:
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[4]卢瑞华.土木工程专业毕业设计教学改革调查与剖析[J].理工高教研究,2008,(1):96-99.
1多媒体课件研制背景
多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影象这样的特点,比起用黑板上的粉笔字,多媒体授课更受学生们的喜爱。由于实验课教学的操作性较强,若采用多媒体的教学方式,效果会更好。为培养适应社会主义现代化建设和经济发展的需要,具有较强的实践能力和创新能力,能够系统解决土木工程领域复杂工程问题的高素质高级专门人才,要求本科教学实验环节应包括演示性、验证性、设计性、综合性实验,而且对学生的动手能力、自学探索能力以及分析解决问题的能力要求更高。我校土木工程材料课程共有40学时,理论部分占32学时,试验部分只有8学时,只能进行砂石骨料、沥青、水泥、水泥混凝土四个大项的实验,而且主要是验证性的实验,讲授方式是教师讲解实验目的、方法、步骤,演示实验操作后,学生按部就班的进行实验;由于课时少,导致学生不重视该实验课而且学习积极性不高,最后实验课的效果较差。现有的学时分配比例,若依旧采用传统的教学方法进行授课,是无法满足实际的教学要求的,故提出了多媒体课件自学和课上讲授的实验教学改革思路。通过采取这一措施,学生课下利用多媒体进行课上学习及课下自学,可掌握内容较多的大项实验和耗时较长课上无法完成的相关实验内容,学生们可以通过实验过程中观察到的实验现象总结经验,利用得到的实验结果分析问题,从而提高他们的综合能力,故而进行了土木工程材料实验多媒体教学课件的研制。
2多媒体教学课件的设计
根据土木工程材料实验教学大纲的要求,实验内容主要包括砂石骨料、沥青、水泥、水泥混凝土实验等四大类。制作该课件的目的是让学生通过课件学习相关实验的整个操作流程,了解实验过程中会遇到的问题,使学生顺利完成实验,并能够学习和掌握试验内容。由于每个大的实验项目中都包含很多内容,所以在制作课件时,按实验项目分四部分进行制作,每个实验项目的实验内容包括:实验目的、实验主要仪器设备、实验操作步骤、实验数据处理、结论等。
3多媒体教学课件的制作
作者简介:覃荷瑛(1972-),女,湖南邵阳人,桂林理工大学土木与建筑工程学院,副教授;邢心魁(1964-),男,河南舞阳人,桂林理工大学土木与建筑工程学院,教授。(广西 桂林 541004)
基金项目:本文系2011年新世纪广西高等教育教学改革工程项目(项目编号:桂教高教2011JGA056)的研究成果。
中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0190-02
随着高等教育改革的深化,为培养适用的土木工程应用型人才,更好地服务地方经济建设,桂林理工大学在专业培养方面进行了较系统的改革,实施了以“全程互动”为主线的培养方案,即在专业培养全程范围内,实现校企共同培养。生产实习在整个土木工程专业教学体系中占有重要地位,它是土木类学生专业基础知识在施工现场的综合性动手实践,其中包括施工图的识别与应用、测量放线、施工工艺、材料检验、工程监理、工程组织管理、工程安全管理等技术的综合应用,其教学目的在于通过生产实习培养学生的工程技术综合应用能力。
本文对桂林理工大学土木工程专业生产实习教学模式的改革和实践进行了分析与探讨,以期供同行借鉴。
一、生产实习中存在的主要问题
1.指导教师实践经验和能力缺乏
随着我国建设事业的发展,社会对土木工程专业人才需求急剧增长,各高校为满足社会需求纷纷扩招,随着学生的扩招,高校也加大了引进教师的力度,教师队伍中青年教师队伍比例大幅提高,而刚引进的青年教师多数是从高校毕业后直接走上教师岗位的,大多缺乏工程实践经验,因此指导学生实习的效果不佳。此外,由于生师比扩大,教学、科研任务繁重,教师数量相对不足也是直接影响生产实习效果的重要因素。
2.传统实习模式的弊端
长期以来,生产实习模式均是在专业课基本学习结束后,统一安排6~8周的集中实习,实习的目的是使学生全面了解建筑工程施工方法、工序、施工机械和施工组织管理,相对于施工周期而言,实习时间相对较短,学生无法见习施工全过程。
由于学生人数众多,因担心实习期间出现安全事故,乐于接受实习学生的施工单位较少,施工单位要求实习时间尽量短,这使得实习内容大打折扣。学生在实践教学过程中的动手机会相对减少,不能培养学生独立解决问题的能力,从而使实习效果不甚理想。
3.实习教学过程管理不规范
生产实习一般采取指导教师联系实习工地分组派出实习与学生个人自行联系实习单位进行实习相结合的方式,指导教师只能对本地实习学生定期巡查,而工地实习管理更多的是靠学生的自律与自觉。现场工程师、施工员往往出于工程进度与安全考虑不能认真指导学生,更不愿意让学生参与具体的施工过程,为了确保不出问题,往往让学生少进工地,大多安排学生在办公室看图纸,抄写、整理资料等文职工作,很少主动安排学生动手操作,实习在很大程度上成为了参观。生产实习的深度不够,难以达到实纲的要求。
由于缺乏有效的指导,许多学生到了工地后感到无从下手,不清楚自己该干什么、该学什么,初到工地的好奇心和求知欲会很快消失,使得实习主动性降低。另外,学生对生产实习重视程度不足,学习目的不明确,缺乏吃苦耐劳精神和毅力;实习时间与复习考研时间相冲突,部分备考学生无心实习,等等,这都是影响实习效果的常见原因。
4.实习成绩考核评定方法不科学
生产实习一般根据考勤、实习日记、实习报告或论文、面试、施工单位鉴定材料等综合评定,但因考勤表、工地鉴定材料的真实性较难鉴别,其结果无法反应学生的真实情况,实习报告雷同或抄袭现象比较普遍,这种只重结果不重过程的评价方法,导致成绩评定存在不公正性。
二、生产实习的改革与实践
桂林理工大学土木工程专业是广西区重点专业,以培养土木行业应用型人才作为自己的办学定位,随着国家基础建设事业和土木工程教育的发展,近几年来学生就业后从事施工行业的比例逐步加大,2008年已达到46%以上,至2011年已达到60%以上,并且这种趋势还在继续。为适应这一变化,土木工程专业从培养计划到课程设置都进行了相应的调整,从以培养设计型人才为主转变为以培养建造型人才为主,大幅度增加了实践环节的教学内容,如生产实习由过去的5周调整为10周,另外还增设了校内施工实训环节等,并根据过去实践环节教学过程中存在的问题开展了教学改革,取得了一定的成效,特别是生产实习环节,效果比较明显。
1.校内“双师型”教师队伍建设
提升教师的实践能力是保证生产实习教学质量的基础。近年来,在引进人才方面,学校不仅引进了理论知识丰富、学术水平较高的学术型人才,同时也从一些知名企业中引进了一批工程经验丰富的高级工程师以上的优秀工程技术人才充实到教师队伍中来。
对新引进的青年教师在获得讲师职称前,学校和学院指定学术水平较高、教学经验丰富、教学效果好的骨干教师作为青年教师的指导教师,负责他们学术水平和教学水平的培养;同时学校设立了专项基金,资助他们积极参加科研课题研究(包括教学研究)和参加实际工程的实践锻炼,使理论与实践相结合,增强实践教学能力。另外,学校还选派部分青年教师深入企业进修,将理论知识与实际工程对接,提升应用能力,改变青年教师强理论、弱实践的不足,增强了他们的综合实践能力。
经过几年的建设,教师队伍中“双师型”教师比例大大增加,土木工程专业57名专职教师中,国家一级注册结构师8名、注册岩土师8名、注册监理工程师3名、注册建造师6名、二级注册结构师3名。
2.校外实习基地和企业导师队伍建设
学校在加强现有工程实践教学基地建设的基础上,依据行业对土木工程专业人才培养的要求,充分利用桂林理工大学行业优势和资源,同各类工程公司、设计院、施工单位等优秀企业建立校企共同培养基地,聘请企业工程技术人员作为企业教师,采用“双师”团队制度对实践教学环节实施共同培养,校内教师主要负责学生理论知识的讲授,而校外教师则主要负责学生动手实践能力的培养。
企业共同培养基地和企业教师队伍建设使实习学生-学校-企业建立了责任利益关系,企业支持实习不再是一种“帮忙”关系,而是分内的责任。学生在基地内实习,企业指导教师都是一线的技术人员,熟知施工全过程,对学生的指导系统而全面;企业项目众多,实习小组之间可以实现“跟踪”实习,以克服实习实践工程周期相对偏短的问题;企业指导教师与学生吃住行都在一起,可以更加有效地对学生进行管理,实习成绩的评定也逐渐由以结果为主转变为以过程为主。
目前桂林理工大学已同广西区内外十多家企业签约为共同培养单位。学校充分利用校企合作平台,为土木工程人才培养构筑了一个开放式的系统,实践教学效果大幅提升;校内外教师从学生培养方案制订即开始合作,对实践环节的培养实行“全程”互动,根据“双师制”培养方案,学生在不同的学习阶段将实践能力的培养更加系统化。企业在学生共同培养的过程中,通过科研合作、技术咨询、员工培训等方式提升企业的技术水平和竞争能力,经过几年的实践,企业的合作意愿更强烈了。
3.校内实训基地建设
为克服校外实习场所受项目制约的不足,创造“全天候”的实习基地,桂林理工大学在大力建设校外共同培养基地的基础上,积极建设校内实训基地,包括岩土标本展示室、建材展示室、砌筑工程和钢筋工程实训中心等。通过实训项目的实施起到“以小见大”的作用,通过亲自动手使学生对设计、施工、造价等内容形成整体工程概念,对砌筑工程、模板工程、钢筋工程及混凝土工程等工艺流程有一个系统学习。同时,实训项目的实施也锻炼了学生热爱劳动的良好品德。
三、结束语
生产实习是理论与实践相结合、培养学生综合运用所学理论知识解决工程实际问题能力的重要环节,对培养能力强、素质高的土木工程专业人才具有十分重要的意义。
通过校内、外实习基地的建设,教学过程的管理以及双师型指导教师的培养等方面的综合措施,进行土木工程专业生产实习等实践课程的教学方法改革;通过严抓实习考核方式及成绩评定办法,加强实习指导与监管力度等措施,大大提高了土木工程专业实习实践教学环节的质量。土木工程专业实践教学改革研究是一项长期的任务,很多方面都需要与时俱进。
参考文献:
[1]周济.大力加强教学工作 切实提高教学质量——在第二次全国普通高等学校本科教学工作会议上的讲话[J].中国大学教学,2005,(1).
[2]邹昀.土木工程专业生产实习教学探讨[J].高等建筑教育,
盐城工学院是地方院校,土木工程专业90%以上的学生来自本省及周边地区。因此,我校土木工程专业始终以满足江苏及周边地方经济建设需要为办学目的,以培养应用型创新工程技术人才为办学宗旨,培养德、智、体、美等多方面全面发展,适应土木工程的项目研究、设计、施工及管理的应用型工程技术人才。经过多年的教学改革与实践,逐步形成了“力学材料并重,专业知识集成,建造能力出众”的专业办学特色,以应用型人才培养为主线,以工程师基本训练为根本目的,素质教育与知识传授相结合,加强基础,强调应用,培养学生创新意识和工程应用能力,建立了项目课题制、创新竞赛制、导师制、师生团队制的创新教育机制。
1.2建立专业应用型人才培养方案和课程体系
总结校企合作制定人才培养方案的成功经验,进一步完善由教学部门、用人单位和毕业生代表共同参与的人才培养方案建立机制,彰显人才培养方案制定工作务实创新的特点,围绕应用型人才培养目标,改革人才培养方案,突出应用与创新。优化人才培养方案中的方向模块,根据相应的专业方向模块和课程教学改革要求,制定符合专业特色发展要求和社会人才需求的人才培养方案。提高《土木工程材料》和《结构力学》等精品课程建设水平,强化材料类课程、力学类课程和结构、施工课程之间的联系与融合,增加创新教育指导课程,设置相应学分,使创新教育得到推广。探索实践理论和应用相结合、传统经验和科学技术相结合、计算机分析与动手实验相结合等专业基础课程教学方法,提高学生解决工程技术问题的能力。
2创新人才培养模式,培养卓越工程师
构建针对实际工程项目全寿命周期各个工程阶段的建造能力培养体系,既满足通用标准和行业标准,又有本校的优势和特色。加强产学研合作,在施工一线创建人才培养课堂,让学生在实践中学习和提高建造能力。丰富评价模式,改革考核手段,鼓励团队合作,建立一套企业工程师和学校教师共同参与的学生建造能力评价体系。加强校企联合,在建造能力培养过程中改革培养模式,建立提高工程项目建造能力的人才培养体系。以满足区域经济发展对土木工程专业人才的需求为目标,校企联合,优化人才培养方案中的方向模块,我校土木工程专业始终以满足地方经济建设需要为办学目的,以培养高素质应用型工程技术人才为办学宗旨。适应江苏沿海大开发对土木工程专业人才的需求,准确把握用人单位对人才的素质、能力和知识结构的要求,进一步加强和用人单位的联系,深入到用人单位广泛开展调查研究,联合用人单位共同确定人才培养方案。深入分析和研究本行业人才需求的信息,结合土木工程专业的办学特点,调整和增加人才培养方案中的专业方向模块,设置二阶段(公共基础阶段和专业阶段)、三方向(建筑工程、道路桥梁工程、城市地下工程)的教学方案,学生进校一年后分方向,两年后找工作,三年后分模块,学生可自主选择方向和模块。根据学生就业意向和用人单位岗位设置要求,有针对性的设计第四学年实训模块的内容。
3强化实践教学环节改革,建设稳定的校外实习基地
近年来,通过遴选重点实习基地,构建实习基地网络,建成了一批质量稳定的、满足实践教学需求的校外实习基地。为应用型人才的培养奠定了基础,同时也为学生预就业提供岗位。探索并完善双师型教师的培养、培训、考核、职称评聘管理模式,着力打造高水平的双师型教师队伍,建立专兼职结合的实践教学用人机制。聘任了多名有经验的工程技术人员作为外聘教师,直接参与到实习、课程设计、毕业设计等各个环节。加大校内实验实训基地建设经费投入,建设满足本专业人才培养的各类实验室,突出实验实训项目的设计性、综合性、开放性。
4建设优秀教学团队,打造高水平的双师型教师队伍
探索并完善双师型教师的培养、培训、考核、职称评聘管理模式,着力打造具有工程素质的双师型教师队伍,建立专兼职结合的实践教学用人机制,已先后从设计院、建筑和监理公司和国内外高校引进多名教师。鼓励专业教师主动与社会接轨,主动为社会提供服务。目前已有多位教师考取了国家一级注册建筑师、国家一级注册结构工程师等执业资格证书,部分教师被聘为江苏省工程建设综合评标专家,逐步形成一支能适应社会需求同时教学理论丰富的高水平双师型教师队伍。
5校企共建实践教学基地,提高学生的实践能力和创新能力
学校每年投入550万元以上用于“土木工程材料与结构实验室”“施工实训室”“岩土工程实验室”等实验室建设,每年投入50万元以上用于产学研合作单位的校外实训课堂建设,进一步改善校内外实验实训条件和环境,提高实验室整体建设水平,建设省级实验教学示范中心“江苏沿海开发基础设施建设实验室”。努力拓展实践教学渠道,积极与行业企业共建实习基地,不断增加实习基地数量,形成实习基地网络,制定重点实习基地评选条件和资助办法,根据教学需要适当增加重点实习基地数量。进一步改革实验实践教学,创新实验教学内容和实验教学方法,完善基础性实验、综合性实验、创新性实验、研究性实验等多种实验构成的实验教学体系。以课题研究带动教学,将研究思维方法和研究性成果内容注入实验教学,增强学生团队协作精神、创新精神,帮助学生扩展专业视野,提高实践动手能力。精心组织教学计划内实践教学活动,完善认识实习、生产实习、社会实践、科研训练、毕业实习、毕业设计(论文)等各种形式的产学研合作关系,探索“建造能力”培养的新途径。总结学生参与学校“江苏省生态环境材料省级重点实验室”科研工作的经验,形成“学生参与科研工作管理办法”,并向其他相关实验室推广。
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(c)-0200-01
土木工程专业具有实践性强、与工程实际联系紧密等特点,而工程实践能力的培养不仅是工科教育的重要内容,也是检验素质教育成效的关键性指标。开展以计算机仿真模拟技术为平台的土木工程类专业实验教学改革,不仅可以很好地满足土木类人才培养的需求,克服传统实验教学中的教学方法单一、知识学习和实验动手操作相互分离的缺点,还可以在一定程度上缓解教学资源的不足。国内土木类相关院校工程仿真模拟实验教学改革的研究较少,本课题研究具有一定的先进性和前瞻性。
1 研究思路
本课题选择土木类专业课程中最具代表性的房屋建筑学、钢筋混凝土结构、建筑施工、工程造价等相关实验进行仿真模拟。在深入研究土木专业培养目标和主干课程实验教学大纲基础上,深入到建筑工程现场收集工程质量检测图片、录像素材,购买各类工程微缩模型,再通过文本、图形、图像、音频、视频等媒体手段和现代媒体技术构建土木工程仿真模拟实践教学平台,以形象、直观、生动的形式引导学生理论联系生产实际,提高综合分析问题的能力,满足建筑土木专业应用型人才培养的要求。
2 研究成果
2.1 房屋建筑学模拟实验单元
通过该单元的设计使学生能获得直观的学习效果。设计程序可根据不同的工程类别(民用、公共、工业建筑)对结构构件进行分解,并能显示各构件名称,学生能非常直观的掌握某一构件在实际结构中的确切位置,系统还可按照不同部位提供各构件的三维模型,学生能更好的掌握各类构件的受力特点和使用条件。程序可提供绘图功能,学生能根据教师布置的作业要求,完成相应的作业或课程设计,并能网上提交,减少图版绘图的工作量,培养学生使用现代管理工具的能力。同时,为解决学生现场实习难的问题,购买各类建筑结构构造的实体微缩模型,包括从组成上分类的基础、墙体、屋面、节点、变形缝等构造,同时也包括了按结构类型划分的钢结构、混凝土结构、砖混结构、高层建筑等,从而建立比较完善的建筑结构构造模型室,学生可以不到施工现场便能了解各类结构构件的构造原理及实物,大大提高学生实践认知能力。
2.2 钢筋混凝土模拟实验单元
钢筋混凝土结构实验模拟教学系统研究结构实验的任务是基于结构基本原理,使用各种仪器,仪表和实验设备,对结构物受力后的性能进行观测,如变形,应变,温度,振幅,频率,裂缝宽度等。了解并掌握构件的力学性能,为验证和发展结构理论提供实验依据。钢筋混凝土构件力学仿真模拟试验以实际试验数据为依据,通过数据库及FLASH技术再现整个试验过程,随时为学生提供试验环境,克服了以往提前预制试验构件的困难,学生输入构件的几何尺寸和混凝土标号以及钢筋的布置,系统便可进行仿真试验,并显示裂缝的变化和挠度的变化,使得试验更直观,试验结果可以和学生在试验前的计算结果进行对比,培养学生现代科研的能力,同时也能降低学校开设传统试验课程的费用成本。
2.3 工程管理模拟实验单元
结合工程管理实践教学,突出工程造价管理、招投标管理、施工现场管理等三个方面的特色。工程造价模拟实践单元能完成工程建模、工程量计算、工程计价等教学过程,能够完成课程设计、毕业设计等实践教学环节。主要开发了以下软件:(1)图形算量软件。具有与CAD互导功能,即可以根据CAD绘制的施工图纸导入到图形算了软件完成从2D到3D的转化,从而进行算量。(2)钢筋算量软件。钢筋工程量的计算是工程量计算中最为复杂繁琐的部分,通过钢筋的计算和3D模型的实现,加强学生对钢筋混凝土结构施工图的理解,特别是101图集的应用能力。(3)清单计价软件。利用计算机模拟实际工作中的套价计价工作。(4)招标投标模拟系统。能够实现与造价软件的对接,模拟招标投标全过程即从招标公告到中标通知书下达全过程。使学生参与到招标投标活动中,并扮演不同的角色:招标人及评标方(招标文件编制人、评标专家等)、投标人一方(项目经理、投标文件编制人等)。同时模拟系统还提供三维现场施工布置图的设计。学生能进行施工现场的布置,并且能根据一定的要求完成有关施工现场布置说明文档的编制。学生还可以编制进度计划和成本计划,模拟合同的签订流程、执行及终结情况,并根根据假定情况模拟工程进度及成本的执行情况,进行跟踪对比,完全达到建设工程招投标的仿真教学效果。
2.4 数值仿真模拟实验单元
对高年级专业学生开放数值模拟试验。它是指利用商业通用程序,对土木类相关专业课程教学试验及课程有关重点难点内容进行数值模拟和仿真分析,对数值模拟过程及结果以多媒体形式进行演示。数值模拟和仿真技术发展非常迅速、应用极广泛。以有限元分析方法为基础的工程数值模拟技术在结构工程、力学、桥梁及抗震工程等领域的科研工作中得到普遍应用,是土木工程相关科学专业的重要研究手段,国内外目前已开发了大量的商业通用软件,如ANSYS、ABAQUS和SAP2000等软件的影响应用较为普遍。
由于本科专业课程所涉及到的问题均不属于复杂和前沿问题,所以采用数值模拟技术和数值模拟程序可以有效实现重点和难点的讲授,对专业基础课更有优势。对于力学类课程,如弹性力学和结构力学课程,所涉及到一般均线弹性问题,很少涉及非线性问题,因此,在数值模拟技术方面是较为简单和易实现的。对钢筋混凝土结构、高层建筑结构、钢结构及工程抗震设计等专业课涉及到的主要问题也较容易实现。我校目前在数值模拟试验方法教学中已能运用两种以上商用软件开展数值模拟试验的应用和二次开发,并弥补由于试验室条件限制而无法或很难开出的实验。高层建筑结构设计等课程中采用ANSYS、ADINA和ABAQUS等商用有限元程序开发重点及难点问题的多媒体课件。由这些内容制成多媒体教学课件,在课堂讲授,学生较容易掌握和理解,教学效果非常好。
3 结语
土木工程模拟仿真实践教学平台的不断建设并适时引入专业课实验教学中,改变了传统的教学手段,既可开阔学生视野、扩大学生知识面,又能提高学生学习专业课的兴趣和主动获取知识的积极性,加深对专业理论知识的理解。这项研究还的进一步探索和研究的空间,同时在土木工程验教学中将工程仿真试验和真实试验相辅相成、优势互补,能够不断提升实验教学效果,实现土木工程应用型人才培养的目标。