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隨著現代社會經濟的不斷發展,科學技術生產力對土木工程的影響力越來越強,促進了現代土木工程的多元化發展,因此對土木工程的專業人才也提出了更高的要求。首先我們就現代土木工程的發展特點進行簡要的分析。
一 現代土木工程的發展特點分析
較之以往,現代土木工程的一個最明顯的發展特點便是科學技術的明顯提高,計算機軟件的應用為土木工程的發展創建了更為廣闊的發展平臺。因此土木工程的在發展中展現出現代化、多元化及科技化的特點。就當期形式而論,土木工程的信息技術的迅速發展,專業化的程度加強,對建設工程師的要求明顯的加強,不僅要具備較強的施工管理能力,同時要跟上時代的需求,及時的吸收當前的建筑領域的信息,利用科學技術建設具有現代特點的土木工程項目。所以,對于土木工程專業人才的培養具有更加嚴格的要求。
二 土木工程專業人才的培養模式探討
現代土木工程的發展需要要求專業人才的多樣化,不僅需要掌握基本的理論知識,同時還要有較強的實際技術應用能力。特別是對于高新技術的運用,需要大量具有一定創新能力和雄厚的基礎的專業人才。而在我國的高校教育中,土木工程建設的專業人才培養在思想觀念和培養模式中還存在一定的缺陷,大部分學生的知識結構及素質能力等還不夠完善。因而在教育過程中,勢必要建立起系統的專業人才培養體系,強化學生的實踐能力,擴展專業知識面。
(1)加強工程教師的專業性建設
培養具有加強應用能力的專業性人才,關鍵是具有專業的師資團隊。加強教師隊伍的素質結構和展業特色,培養雙師型教師是當前土木工程專業人才培養的必然前提。具體來說可以通過以下步驟強化師資隊伍建設:一方面,教師考取注冊資格證書參與建設實際,教師可以通過注冊結構工程師、建造師和造價師等資格證書,獲取參與實際的資格,在教學之余深入實際的參與土木建設工程工作,通過自身的實踐,再結合理論知識,教導學生才能更加具有科學性。另一方面,通過引進工程單位的專業技術人才入校教學,企業的技術人才具有長期的實踐操作經驗,通過學校的理論培養,形成一套可操作性較強的教學體系,提高專業人才的實踐與理論結合運用的能力。
(2)注重培養學生的工程意識
教師團隊是軟實力,強化學生自身的工程意識是加強工程建設人才的根本。注重培養應用型人才,提高學生求真務實和嚴謹規范的精神態度的基礎上,注重學生創新能力的培養。應用性人才是指具有一定的工程建設知識結構且能夠較好的運用于實際的專業人才,是圍繞工程一線及生產一線的實際形成的。在工程課程設計及建材建設中,要重視基礎和實用等要素,也要加強對科學體系的高度關注。要突出對應用型人才的基本知識的熟練掌握和靈活運用,注重實踐教學環節。
(3)設置科學的教學體系
在現代土木工程建設教學中,要培養高素質的專業人才,必須要注重教學體系的科學性建設。在教學內容及課程體系方面,必須要深入學生實際和土木工程建設實際,建立基礎模塊與專業模塊相結合的現代教學體系。首先,在教學內容上就要強調實用性,引進現代的建設理論,及時調整教學內容,刪除不必要的理論與陳舊的技術內容,引入現代化的建設技術和管理規范知識。其次,建立專業的課程模塊內容,結合當前土木工程行業的實際情況,進行教學模塊的建設,根據高校的師資力量建立操作性較強的課程設計,并保證教學過程中的軟硬件設施建設。
(4)注重專業教學的實踐性教學
實踐應用教學在當前土木工程專業人才的培養中具有重要的作用,是促進土木工程展業人才適用于當前建設實際的基本前提。突破傳統的教學模式,結合現代科學技術及教學規律,建立具有一定實踐性的課程設計,根據培養目標機能力為中心,構建相輔相成的教學體系,凸顯教學過程中的創新、基礎和綜合相結合的現代教學特點。首先,一定要精心設計理論及專業課程建設,在生產實習中,可以將學生分為不同的工程建設組,由專門的教師帶入實際的進行教學,在實際的土木工程建設過程中,調度學生,講解施工過程的具體問題。通過學生自身的總結和領悟,才能夠更好的促進其專業基礎知識的強化,并形成科學的專業思維。其次,對當前土木工程建設的人才需要進行科學的調研,根據實際來進行專業人才的培養,一方面提高了學生的社會適應力,另一方面提高了現代土木工程建設領域的專業人才建設。
最后,利用現代化的科學技術手段,在教學中利用筑CAD、工程項目管理類的P3、PROJECT、PKPM設計軟件、監理通2004等,提高專業人才的專業能力培養。
三 結語
綜上所述,現代土木工程的專業應用人才培養模式建設,是一項比較龐大而復雜的工程,需要通過結合當前土木建設的發展實際,通過多方面的不斷努力,結合高校的人才培養體系建設,才能培養具有較高素質的現代土木工程專業人才。只有堅持教學改革,強化師資隊伍建設,并結合當前實際建立具有理論與實踐相結合的教學體系,與時俱進的進行教學內容的修訂,才能較好的實現專業人才培養的理想。
參考文獻
二、遠程教育輔助分散實習的質量控制方法
(一)遠程指導
以建筑工程專業為例,學生所選擇的工地集中在城市,一般都有網絡,具備實施遠程指導的條件,考慮到某些工地可能沒有網絡,為了節約手機上網學生流量,依托即時聊天工具建群,實施遠程指導。
1.遠程監督
借助網絡監督學生的出勤情況,由學生提供工地實拍照片、視頻等證明其未離崗,保證每個學生都在工地實習。
2.制定實習任務
針對學生反饋的工地信息(規模、結構類型,施工階段等),分別制定實習任務,并將其分解。如:框架結構主體工程施工,制定實習目的如下:掌握混凝土工程施工工藝,并將該目的細化為:掌握模板工程、鋼筋工程、混凝土工程等分項工程施工工藝,了解各項工作人員配置、延續時間及其搭接等。
3.遠程答疑
根據學生反饋的工作時間,選擇多數學生在線的時間定時答疑,巧妙的答疑過程可以培養學生自主學習的能力,如張同學問“為什么基礎工程都使用木模板而不用其他模板”,首先詢問其是否已請教現場指導老師,答復為木模板更經濟,這的確是基礎工程選用木模板的主要原因,但并不全面。故接著以問詢式啟發學生自己思考答案:“木模板和鋼模板的區別是?”“木模板與鋼模板優缺點分別是?”“鋼模板的模數是?”“你所在項目基礎工程的定形尺寸分別是?”,從而引導學生自己找到全面的答案。最后,總結該類問題該如何全方位思考而得到更完整的答案。
4.定時提交實習日志電子版
要求有條件的學生每天提交、不具備條件的學生定時提交實習日志的電子版,以督促他們每天及時總結所學習的內容,以實現實習日志真正的“每天一記”。實習前期每天抽取幾份在討論版和聊天群里進行點評,指導學生如何做好日志,做到“以記促學”,將施工規范的要求與實際操作結合并進行比較,實地帶著問題看問題,從而取得更好的實習效果。
(二)量化質量評定指標
質量評定包括實習態度、實習成果、答辯等三個方面。
1.實習態度
指導老師根據遠程指導情況,結合定期電話咨詢現場指導老師或實地檢查,了解學生在工地的表現,以其到勤率、學習態度、工作態度幾方面給予評價。
2.成果
我院要求學生堅持寫實習日志和實習結束后完成不少于3000字的實習專題報告(或實結)。
(1)實習日志。日志應包括施工階段、分項工程施工工序、規范要求的分項工程施工工藝、工地施工工藝與規范比對、工地出現的質量問題及解決方法,施工難點的處理情況等,教師根據日志的內容評價學生的學習態度、學習能力及對相關知識的掌握程度等,給出相應的評分,有條件的老師最好能每天一評并公布結果,促進學生競爭與相互激勵進步。
(2)實習報告。實習報告是對整個實習階段工作的總結,指導學生合理摘錄規范,而不是對書本和規范的生搬硬套,根據報告反應的學習心得給予相應評分
3.答辯
根據學生簡介編寫是否得體、表達是否完整簡練以及回答問題是否正確完整評分。各指導老師交叉答辯,更公平的給出答辯成績。
土木工程專業一直是近年來的熱點、討論的話題。經濟的飛速發展也讓建筑這個行業需求量十分的壯大,土木工程專業的發展過程中,專業建設方面注重行業發展的突破口。學院的重點建設專業是土木工程專業, 專業建設的探索與實踐主要分為下面幾個方面:
一、滿足市場需求,以技能為主,理論為輔的教學目標
人才培養的總體設計和實施藍圖是專業教學計劃的確立,它規定了業務規格和培養目標確立了能力要求和知識結構,建設了課程體系的專業要求,規范了各教學過程中各個環節的配置及其內容。它既是組織教學的一種理論知識,同時也是制訂各項配套教學文件的根本依據。在開發土木工程專業教學計劃的發展和實踐中,我們有以下做法:
1.專業調查,迎合需求
為了將學生推到一個更為高層次的平臺,得以被社會很好的需求且有用武之地。我們組建了專業的調查人員,成立了一個組織。對有關土木工程專業方面的專業型人才的培養及管理等用人單位都對其進行了調查, 有關單位的專家學者也成立了顧問委員會。在此基礎上的人才培養方案將更接近社會供需水平,使人才培養目標符合社會發展需要。新的人才培養方案毋庸置疑將更強調知識的系統性與實踐性的連接。但是,和其他專業層次相比較,得出了土木工程專業應該要培養此方面的專業型的人才,具備了高等技術應用型的人才。根據需求力來制定出科學的培養方案,做到理論與實踐有力的結合在一起。但在培養時要注重各人學習的特點不同對其要制定不同的學習計劃,找出一個合理的教學目標來逐一的完成。應用型的人才講究的是適應這個社會的時局。社會上缺少的是綜合性的人才,在對其培養的時候要均勻的培養,注重各種能力的結合,如:組織管理,工程運營等。
2.人才培養方案的與市場同步看齊
土木工程專業的知識結構是有一個特定的范圍的,對于人才的要求是十分的高層次的。所以,能力的培養是基礎。它必須滿足特定專業的能力培養需要,才能培養實用性的人才。以“培養、發展、適用”為方針,并要求具有一定的潛在發展力。在知識結構的分析上,首先注重能力的培養與應用。要求以能力為出發點,采用循序漸進的分解法分解出能力。在能力分解的各個層次的基礎上,分析出滿足能力需要具備一定的基礎性的知識和專業性的知識。提出相關聯的知識點,規劃相關聯的知識體系。構建出互補性、綜合性、應用型的且擁有高技術的人才為目的而來的。
3.教學改革與管理模式的完善
教學計劃是整個教學過程中的一個大概模板,是一個整體的框架,教學內容也是應運而生的。它涵蓋了幾方面的特點:有課程體系、理論知識的考核、實踐教學環節的應用等的次序安排和時間分配。為了培養出綜合性的人才在教學過程中要注重:計劃的制訂和專業能力的培養,還要考慮方方面面素質的提升。在課程體系的構建中,計算機、英語等能力的培養要加強,對于其課程和應用要保證能夠不斷線,并規定學生一定要取得計算機及英語等級證書。強調在課程教學中,學生不僅要掌握理論和實踐方面的專業知識,還要學習為人處事,只有先學會做人,才能學會做事。土木工程專業的教學計劃不僅制訂出了基礎性的教學計劃,同時還呈體出了需要的各種需求,力求做到因人而異的學習模塊的設置。根據市場需求情況進行動態實施設置,明確設置模塊化的專業方向。還要根據社會信息的反饋快速的制定與社會相適應的計劃出來。
二.專業建設要注重, 培養模式要完善, 良好的教育環境要創造
專業建設是要注重和加強的,在在加強的同時要根據實際的情況來不斷的完善培養模式的專業化,提出了發展是重點,培養模式要循序漸進的走向高峰,實踐能力的培養也是重中之重的大事件。
以素質教育來確保應用型人才的培養
工程學院的目標定位是:培養出的人才要適應社會在這方面的需求和經濟發展需要。實踐性強的課程需以培養學生實踐能力為主,理論教學為輔。鼓勵學生走出教室,多學多練。綜上所述,在制定課程體系時主要從以下幾方面來衡量:一是職業能力的掌握的課程模塊,專業知識的課程模塊,實踐操作的課程模塊,必須要實現可持續發展的特點,還要能夠適應社會經濟的發展。在專業的理論基礎方面,不能從書本上死記硬背要能夠結合實際突出其應用性,在理論的推導過程上是不強調的。社會是千變萬化的,要想適應社會的發展必須制定相輔相成的計劃,課程模塊的專門化不同崗位的人要給予不同的設置, 在教學過程中人才市場的需求情況要做動態調整。土木工程專業教學計劃中設置了國際工程、建筑工程等專門型的課程模塊。
2.教材建設要搞好, 教學改革被教材建設帶動起來
教材建設是學科發展中不可忽視的因素,制定的教材必須要能夠全方位體現出能力方面的培養與訓練,具備提升整體素質的要求。針對土木工程專業的教學特點,校院系組織核心教師和各個專業型的人才積極配合,并廣泛吸收在土工工程專業上有所建樹的工程師,共同研制和開發出實用性的土木工程專業不同類型的教材。目前己出版的有《AutoCAD2008》等教材。在教材編寫過程中注重大學生在實踐和理論知識方面結合型的特點為主線,力求培養出高素質的人才,在工程實踐中基礎性理論、基礎性技能和基本方法上要加強,還要兼顧到材質、工藝、實際應用的內容。
3.開放式實踐教學
土木工程作為技能型學科,內容與實踐有不足以被忽視的差距,為了彌補學生實驗知識方面的薄弱環節,開放性教學將可以有效解決這一問題。
首先,授課教室可以帶領學生進入實驗室或者施工現場進行實時參觀教學,通過辨認分析使得對本門學科有更深刻地認識,并可以帶著問題回到課堂進行交流實踐。
其次,老師需保證學生有一定量的生產實習。工科作為獨立的學科門類是異常注重實踐操作的,所以建議學生每年聯系單位至少實習一次。
最后,學生應盡可能多地進行自主學習,小組合作解決老師布置的大問題,讓每位同學都在實踐中成長起來。并且小組的選題內容要和實踐緊密結合,而不是空談理論功夫。這也將作為考核同學的一個基礎點。
為了適應土木工程專業的現代化需求,學院務必讓學生多動手、多動腦,讓其具備一定的探索、創新精神。這是我國培養應用型人才的關鍵。
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基礎課。大班授課的優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。基礎扎實、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,學生的創新思維得不到引導和開發,知識面得不到拓展,這樣的人才培養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土建領域專業技術人才(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形勢的變化,絕大部分本科生的就業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,而不是現場的具體施工技術作業,這就要求培養的本科生既要掌握足夠的專業技術知識,又要具備一定的工程管理和相關法律法規知識。這樣才能從根本上避免本科畢業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發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律,從而養成投機取巧的惡習,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,以適應培養合格的專業技術人才的需求。
(四)實踐環節
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的教學重心依然是理論知識的講授,實踐環節相對較少,或局限于某個行業、某個單位,或實踐環節與現實需求嚴重脫節,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。眾所周知,現在企業大都重視畢業生的動手能力,希望畢業生入職后能很快適應崗位需求,進入工作狀態。如學生到企業后還需要經過一段時間的培養期,這對許多中小企業是難以承受的,這是因為中小企業大多自負盈虧,培養新人會在很大程度上增加企業的經營成本,而且并不能保證自己培養的人才在學成之后會一直留在本企業,所以企業無法承擔人才的培養成本和風險成本。這也限制了部分學生的就業面。因此,高校土木工程專業實踐環節培養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的方式和方向,要通過培養模式的改革增強畢業生的社會適應能力和職業競爭能力。
二、新時期高校土木工程專業本科教育培養模式的改革方向
(一)師資力量分配的改革
土木工程專業的教學亦是如此,本科生從入學到畢業,既是學習和接受各種公共知識和專業知識的過程,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展規律,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基礎課的教學工作。這是因為土木工程專業是一門實踐性很強的專業,很多專業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教學、科研和工程實踐的經驗,他們對學科和專業有更深層次的理解和感悟,由他們擔任低年級本科生專業基礎課的教學工作,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,培養其科研創新意識。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質量,為高校土木工程專業教學和科研工作的正常運行和可持續發展提供保障。
(二)課程設置的改革
在課程設置方面,土木工程專業不僅要堅持以專業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、跨專業的綜合性培養模式,增強學生的建筑文化、工程倫理、工程管理和法律法規等方面知識的學習,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的人才培養提供了榜樣。阿爾伯塔大學一貫的教育目標是不僅要為學生的畢業負責,還要為學生的終身發展負責[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,旨在培養工程技術人員的道德素養和嚴謹作風,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,學生畢業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模的小班,以此來編制教學培養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的平穩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學習興趣。
(四)課程考核方式的改革
土木工程專業的本科生既要具備扎實的專業理論知識,又要具備較強的動手實踐能力,還要具備跨學科、跨專業知識的綜合運用能力。因此,土木工程專業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,即專業理論知識占總成績的50%,專業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之外的其他專業方向的突出才能,雖然本專業才能不突出,也應視為考核合格。因為,我們的教育應該是基于人的培養,也是基于整個社會多元化需求的人才培養,而不應該局限于本專業需要的人才培養。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。這也應該成為培養所有專業技術人才的共識。
(五)實踐環節的改革
據統計,中國高校很多專業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,此比例甚至更高,而在發達國家,此比例接近1∶1[3-4]。這種重理論、輕實踐的培養模式嚴重影響了土木工程專業本科生的培養質量,也妨礙了學生的就業和發展。造成這種局面的主要原因是實踐環節師資力量的缺失以及培養機制的僵化被動。中國的現代高等教育源于歐美,而歐美發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展有限公司合作,創辦了西郵—周立功“3+1創新教育”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屆畢業生實現了100%的當年就業,而且就業崗位主要集中在研發測試等高端技術崗位[4]。上述例子充分說明了實踐環節對人才培養的重要性。這種“學校+企業”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,有助于學生就業后工作上更容易上手,進而獲得企業的認可。這種培養模式尤其適合實踐性較強的土木工程專業的人才培養,所以高校要加強校企合作,積極引導企業參與土木工程專業的教學,有條件的要創辦校企合作實驗班,設立企業獎學金,鼓勵學生深入企業,參與實際工程技術問題和管理問題的研究。高校土木工程專業還應與企業簽訂長期合作協議,鼓勵企業(特別是中小企業)深入校園,與在校生進行實質性的交流,爭取達成高校、學生和企業的三方協議,高校與企業聯合起來培養學生,由高校向企業推薦合格的實習生,學生提前進入工作角色,為學生就業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教師,師資力量明顯緊張。因此,結合土木工程專業的特點,可以考慮引進設計、施工或監理等相關單位的高級工程師進入學院,擔任本科生導師。可以采取分批次、分階段的導師帶徒制度,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模式,引導學生在學習和實踐中發現問題、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。
2土木工程專業主要設置的力學課程
根據土木工程專業培養計劃,四年本科期間,8學期內,共設置7門力學類課程。所以說,除了理論力學、材料力學和結構力學這“三大力學”之外,結合土木工程必須與流體接觸的特點,也設置了流體力學這樣的學科基礎課。另外,考慮到大三之后,土木工程專業學生有“建筑工程方向”、“地下工程方向”、“古建筑修復與保護工程方向(特色方向)”三個不同的發展方向,也設置了土力學、彈性力學與有限元基礎和巖石力學基礎這樣三門專業方向課程。
3各門力學課程的教學內容及特點
3.1理論力學
理論力學是研究物體機械運動一般規律的科學,是各門力學的基礎。它忽略一般物體的微小變形,建立在力作用下物體形狀、大小均不改變的剛體模型。主要講授內容分三個部分:淤靜力學部分。主要研究受力物體平衡時作用力所應滿足的條件;同時也研究物體受力的分析方法,以及力系簡化的方法等。于運動學部分。只從幾何的角度來研究物體的運動,而不研究引起物體運動的物理原因。盂動力學部分。研究受力物體的運動與作用力之間的關系。
3.2材料力學
材料力學以單個桿件作為主要研究對象,并且將其看作均勻、連續、各向同性的可變性固體。它研究桿件的拉、壓、彎、剪、扭變形特征,并對桿件進行強度、剛度及穩定性分析計算。
3.3流體力學
流體力學是研究流體的平衡和流動的機械運動規律及其在工程實際中應用的一門學科。流體力學研究的對象是流體,包括液體和氣體。
3.4結構力學
結構力學以桿件結構(包括梁、拱、桁架、剛架和組合結構等)為主要研究對象;研究在外力和其他外界因素作用下結構的內力和變形,結構的強度、剛度、穩定性和動力反應,以及結構的組成規律。
3.5土力學
土力學研究土的本構關系以及土與結構物相互作用的規律。土的本構關系,即土的應力、應變、強度和時間這四個變量之間的內在關系。
3.6彈性力學與有限元基礎
彈性力學研究彈性體由于受到外力作用或溫度變化以及支座沉陷等原因而發生的應力、變形和位移。它一方面對桿狀物件作進一步的、較精確的分析;另一方面,對板和殼,以及擋土墻、堤壩、地基等實體結構,加以研究。
3.7巖石力學基礎
巖石力學基礎主要研究巖石和巖體力學性能的一門學科,是探究巖石和巖體在其周圍環境(力場、溫度場、地下水等)發生變化后,作出響應的一門力學分支。其所研究的巖體,具有不連續性、各向異性和不均勻性的特征。
4力學課程在土木工程專業的重要性
力學是土木工程專業的技術基礎課,若缺乏對力學課程基本概念、物理意義和求解方法的深入理解,想真正掌握好相關專業課程,做好有關工程設計、施工、監理乃至進一步的科研工作,是不可想象的。
4.1對本科后續專業課程學習的影響
混凝土結構基本原理、鋼結構基本原理、基礎工程、土木工程施工技術、房屋砌體與混凝土結構設計、鋼結構設計、結構抗震設計、地基處理、深基坑工程、城市軌道交通工程、隧道工程、古建筑設計與保護技術等專業課程,都與力學課程有關,如不打好力學基礎,將無法真正掌握及應用好專業知識。例如在學習“混凝土結構基本原理”課程中受彎構件斜截面承載力計算這部分內容時,需首先了解斜裂縫出現的原因,這時就需利用材料力學主應力跡線的分析方法,在構件上取出微元體,來做截面主應力分析等。再如“鋼結構基本原理”課程,由于鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性體,而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的,所以鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合;在課程的學習過程中,經常會用到材料力學中的各種計算公式和計算理論等。除了這些專業課程,對于土木工程專業畢業設計這個實踐教學環節來說,力學知識也是非常重要的。就拿經常會出現的“混凝土框架結構設計”這種畢業設計題目來說,它分為結構布置、計算簡圖框架內力計算、框架內力組合、框架梁柱截面設計、現澆樓面板設計、基礎設計、樓梯結構設計計算和軟件計算這樣幾個部分。所以說,若不能利用力學基礎知識先進行結構計算簡圖的簡化和結構內力的計算,后面實際結構設計部分,均無法完成。
4.2對研究生階段學習的影響
畢業后,若繼續就讀本專業研究生,除了在研究生入學考試中可能會考核到材料力學、結構力學這樣的力學課程;在讀研期間,也將涉及更多更深入的力學課程,如應用彈塑性力學、塑性力學、連續介質力學、有限單元法、高等結構動力學等。如在本科階段沒有打下良好的基礎,將很難掌握這些課程。
4.3對就業后解決工程實踐問題的影響
力學知識在工程設計工作中的作用是不言而喻的。同樣,力學知識對于施工或監理等工作,也是不可或缺的。如預制樁在堆放時墊木位置和吊裝時吊點位置的確定,施工腳手架的安裝計算,施工模板拆除順序的確定,施工縫留設位置的確定,施工中鋼筋放置位置的確定等,都需要通過力學知識來確定。從事建筑施工或監理的工程技術人員,只有掌握了建筑力學的基本知識,才能懂得建筑物中各種構件的作用、受力情況、傳力途徑以及它們在各種力的作用下在什么條件下會產生什么樣的破壞。這樣,在施工中就能正確理解設計意圖,制定出合理的安全措施和質量保證措施,從而保證建筑施工過程中的絕對安全,確保工程質量,避免事故發生。
5對本科階段力學課程野教冶與野學冶兩方面的建議
力學課程內容繁多,概論抽象,在“教”與“學”兩方面都存在很多問題,容易使教師教起來用時多,任務緊;學生學起來難度大,負擔重,且容易出現書能看懂而求解問題無從下手的情況。
5.1教學方法建議
依據土木工程專業培養目標,考慮力學課程與相關專業課程的銜接性,整合力學課程教學內容。注重工程實踐教育,加強學科工程背景教學。培養學生創新意識,開展競賽活動,強化學生動手能力。引導學生參與教師科研活動,培養學生的科研意識。教學中運用案例教學,趣味教學,啟發式、探究式、研討式等教學方法。理論教學之余,也可簡要介紹結構力學求解器、ANSYS、ABAQUS、PKPM等計算軟件,加強學生在力學計算方面的綜合能力。
5.2學習方法建議
“教”與“學”相輔相成,無法分離。所以除了教師需運用不同的教學方法來提高學生的學習興趣之外,學生也需掌握合理的學習方法,以加強對教師教授知識的理解與滲透。第一,課前做好預習,課后加強復習。有效的預習,可以使學生在上課之前,了解自己即將要學的知識,這樣在課堂學習時,就可以對自己所學的東西做到心中有數;及時的復習,可以使學生及時消化課堂所學,以便深入了解所學知識,深入掌握。第二,善于積累,善于提問。本科教學不比高中教學,它講授新知識的時間往往多余復習舊知識的時間,所以,在學習的過程中,不能存在“猴子掰玉米”的現象,學了新的忘了舊的,而是要不停積累,不停學習;對于不懂的知識點,要善于提出疑問,問同學,問教師,問網絡,及時解答疑問,及時解決問題。第三,要加強練習。學習力學知識的過程中,不做一定數量的習題,將很難對基本概念和計算方法有深入的理解,也很難培養出好的計算能力,所以,要學以致用,加強練習。第四,善于創新,積極參與不同的實踐活動。教師教授的知識是有限的,在學習教師教授的方法之后,舉一反三,要自己善于發現問題,創新思維;積極參與各項社會實踐活動,如省大學生力學競賽、省大學生結構設計大賽等,將學到的力學知識應用到實際的大賽活動中,并且從實踐的過程中又學習新的力學知識,循環往復,提高自身的學習積極性;積極參與教師的科研項目,提高自身的研究思路和水平,也是加強自身力學思維的較好方法。
2改革措施
2.1科學選題科學的選題是保證畢業設計質量的前提。在選題的過程中應增加學生的主觀能動性,結合自己將來的就業方向和興趣初步確定選題方向(如結構設計、施工組織設計、概預算等方向)。指導老師提供實際工程項目或科研項目作為備選設計題目。廢除當前指導老師指定學生的制度,由指導老師向所有畢業生提供備選設計題目,實行指導老師和學生的雙向選擇。學生選定指導老師和設計題目后根據自己的工程認識程度和興趣與老師共同協商確定最終設計題目。畢業設計題目要包含最新的設計方法、理念或技術方法,提高畢業設計的創新性;增加畢業設計中復雜問題的處理,保證設計的深度。受畢業設計時間所限,為保證學生有充足的時間完成畢業設計,指導老師要合理安排好設計工作量。
2.2完善師資結構由于很多博士生、研究生從高校畢業后直接進入高校工作,缺乏工程實踐經驗。當前的師資隊伍與實踐教學的要求還存在較大的差距。為解決指導老師自身實踐經驗不足的問題可采取以下措施:1)形成由2個~3個年輕教師和經驗豐富的老教師組成的指導教師組,既能保證指導教師具備一定的工程經驗又能幫助青年教師的成長;2)聘請施工單位、設計院有豐富工程經驗的一線工程師指導畢業設計,這還能解決逐年擴招下師資力量不足的困難。
2.3強化管理過程指導老師對畢業設計的具體指導過程是保證畢業設計質量的關鍵因素。目前很多指導老師由于承擔的教學和科研任務較重而疏于管理。指導老師在設計開始前制定一個畢業設計進度計劃表,嚴格要求學生按照進度計劃表完成工作量。在每一個階段開始之前以授課的形式對學生進行一次集中輔導,每周進行2次~3次答疑幫學生解答設計中碰到的復雜問題。在進度計劃表的每一個時間節點檢查每一個學生的設計進度和設計過程中存在的問題,督促學生及時完成任務和改正設計中存在的問題。此外,還要嚴格考核制度,要求學生執行每天定點簽到制度,防止學生脫離指導老師的管理。
2.4完善畢業答辯體系答辯是對畢業設計質量和學生綜合利用理論知識解決工程實踐問題的考核。完善的答辯體系能為答辯委員會老師提供答辯標準,嚴格把關畢業設計的質量。完善的答辯體系可以從以下幾方面進行構建:1)成立由不同專長的教師、工程師共同組成的答辯委員會,且指導老師不能對本組學生答辯;2)明確答辯過程中要考察的內容,包括開題報告、計算書、圖紙及實際問題的解決能力;3)確定計算書、圖紙中具體考察點;4)確定各考察內容的權重,如開題報告、計算書、圖紙、解決問題的能力各占10%,30%,30%,30%;5)明確計算書的格式、圖紙的規范化的權重;6)制定畢業設計創新性加分策略,鼓勵學生創新。
一 緒論
改革開放以來,隨著經濟的不斷發展,各種工程如雨后春筍,需要大量工程技術人才,因此很多大學設有土木工程專業,緩解了需求。本文通過網絡調查和典型調研,收集了湖南城市學院土木工程專業建筑工程方向和美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,以下簡稱UIUC)土木與環境工程學院課程設置情況作為研究的樣本,來比較兩者的異同,為土木工程專業課程設置和培養一名優秀的專業人才提供科學合理的參考意見。
二 比較研究。
湖南城市學院土木工程專業課程建筑工程方向和UIUC土木與環境工程專業1-4年級每學期的課程設置情況和學分數見表一。
湖南城市學院的這份課程表,也就是國內大多數的土木工程專業的課程表,具有一定的代表性;而UIUC土木專業水平很高,在美國排名是數一數二的。通過對比可以發現,我們國家土木專業課程設置在內容上與外國相差無幾,在細微處有些差別:
1.開設了心智教育(Liberal Education)選修課。UIUC認為設置心智教育選修課的目的是:培養學生對人類文明和社會的理解,建立探究和批判思維能力,建立參加社會活動和終身學習的基礎。這些課程包括經濟、社會、行為、人類、藝術、西方主流文化、西方少數民族文化等等。我們國內大學沒有開設這樣的課程,或者設置有少數這樣的課程,但是目的沒有明確。
2.開設有種類繁多的選修課程,包括軍事,宗教,外語,運動學等。這類型的選修課不同于心智教育選修課,其目的是發展學生的個人興趣。湖南城市學院也開設了種類繁多的選修課,對于拓展學生眼界有幫助,但沒有上升到這樣一個高度,很多學生上選修課僅僅是獲取學分的一種方式。
2.UIUC在高等數學方面開課比較多。國外一般高中就學習微積分,但大學仍然開有3個學期的微積分,一門矩陣論和一門微分方程,并且把微分方程作為一門獨立課程。高等數學在土木工程專業中相當重要,比如說微分方程對于理解結構動力學中結構動力特性的理解,鋼結構的穩定理論理解等等,很多學生到高年級的時候就已經把高等數學給忘了,導致無法很好學習專業知識。
3.UIUC開設有多門力學課程,如動力學,土力學,流體力學等。大部分前面都加有一個introduction,意思這是一個包含很廣很深的學科,本課程只是入門。我們這里少有強調入門這個概念。我們要讓學生知道他們接觸的是很少的一部分,仍很多問題有待深究,要鼓勵學生多思考,而不是給學生灌輸一種這門課所有問題都已經解決的思想,或者說是一種被動服從的思想。
4.UIUC專業課程開設廣泛,他們的專業就是大土木。大土木包括交通、建筑工程及環境工程。學生可在這幾個專業中自己依據興趣愛好選擇,而我們這邊很多專業是一開始就定下來的,自己無法選擇。盡管其他課程也學了,但只是簡單的介紹性課程。實際上我們開始了解土木工程很多是從大二的土木工程概論課開始,很多學生由于開始不了解本專業而導致喪失學習興趣,學習被動。專業開課不夠靈活。
5.從開課的學分和門數來看,湖南城市學院土木院要多50%,學生自學的時間可能會少些。
6.湖南城市學院土木院有較多的課程設計,這是實踐性課程,可以使學生的理論知識得到鞏固,培養學生理論聯系實踐,分析解決問題和創新的能力,相比單個的作業有助于學生知識系統化,這是我們的優勢。
7.湖南城市學院土木院設置較多的施工方面的課程。這是因為學生出去之后大多從事施工相關的工程,著重培養學生此方面能力能讓學生工作后迅速上手。而UIUC設有寫作課,這課程意在提高學生專業論文寫作水平,這門課的開課時間大學一年級第一學期或是第二學期,因為學生大學一開始就要閱讀大量的專業論文和寫論文,部分學生以后需要接受研究生教育。國內大部分學生僅接受書本知識。
三 結論與建議
通過以上的對比分析我們可以得到以下結論:
1.國外名牌大學開設有獨特的心智教育選修課程,這有助于加強學生的社會責任感和培養學生的領導力的。我們也應開設這樣的選修課。
2.國內大學比國外大學多很多的實踐課程,有助于加強知識的系統性和提升學生理論聯系實踐的能力,國外大學著重提高學生讀寫論文的能力。
3.國外大學開課的重點在基礎性課程方面。
4.國內大學和國外大學基礎課程設置一樣,但是專業課程設置沒有國外大學靈活。我們也應根據學生的興趣增加選課的靈活性。
參考文獻:
同濟大學浙江學院是2008年成立的,以培養適應社會需求的應用型高級工程技術人才為目標。根據學校的培養目標,結合學校土木工程專業學生的實際情況,以及課程教學特點,從教學內容、教學方法、教學安排及課程考核方式等方面對土木工程材料課程進行了改革,以努力提高課程的教學質量,培養學生學以致用的實踐應用能力。
一、課程特點和教學現狀
(一)課程涵蓋內容多、課時少
土木工程材料課程內容除了材料的基本性能外,還包括氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料、墻體材料、瀝青、高分子建筑材料等十幾大類材料,每一大類材料又分為若干個不同品種,每一品種材料都要從其生產、組成、性能、影響因素、技術要求、應用等方面進行闡述,因此,課程的內容很多,但授課課時相對較少。
(二)課程內容缺乏關聯性、邏輯性和工程性,學生學習興趣不高
該課程內容以概念、敘述性理論、經驗性結論等為主,種類繁多的材料各成體系,需要記憶的知識點多而雜,而大多數學生習慣學習以計算為主、具有嚴密邏輯性的知識[1]。多數土木工程材料課程教材理論與實踐聯系不多,缺少相關的工程案例[2],學生普遍覺得內容枯燥,不清楚學了以后有什么實際應用。因此,學生學習積極性不高,很多都是為了應付考試而在考前突擊死記硬背,但考過就忘,這對后續課程的學習和合格人才的培養十分不利,更談不上對學生實踐能力的培養。
(三)課程實驗質量欠佳
實驗是土木工程材料課程教學體系的一個重要組成部分。一般是學生按照既定的步驟完成一些驗證性的實驗,這種實驗方式雖然有助于學生獲得一些感性認識和體驗,進一步理解和掌握課堂所學的理論知識,熟悉各種土木工程材料的實驗方法、實驗技能和相關標準,卻無助于激發學生的主觀能動性,不利于培養學生獨立思考的能力和創新能力[1,3-5]。因此,要培養具有一定實踐能力的應用型人才,僅僅依靠這些單獨的驗證性實驗是遠遠不夠的,還需要開設綜合性、設計性的實驗。
此外,由于對課程實驗沒有考核要求,加上實驗小組成員較多,因此學生不重視實驗,部分學生實驗時不動手操作,數據和報告抄襲同學的情況也時有發生。
(四) 教材內容相對滯后
土木工程新材料、新技術、新工藝發展非常迅速,有些已經在工程實踐中廣泛應用,而也有些傳統材料的使用在逐漸減少或被新材料取代,這些變化在教材中體現得較少。材料的技術標準、質量控制和檢測標準、設計規范也在不斷更新,但是教材往往未及時修正。
(五)課程考核方式單一
土木工程材料課程考核合格與否主要取決于課程期末考試成績,這樣造成學生不重視實驗,不注重平時知識的積累,往往是考前突擊準備考完就忘。所以,即便是課程考核合格,也不能說明學生對所學的知識已真正理解和掌握了。
二、土木工程材料課程教學改革
(一)教學內容的改革
1.結合專業,合理選擇課程內容,突出重點
土木工程材料有數十種之多,要在較少的學時內做到面面俱到地講解介紹,非但不可能,也沒有必要。學校土木工程專業學生畢業后大多數進入施工單位從事施工、工程管理、監理工作,或者進入設計院從事結構設計工作。今后工作中遇到的最多的相關問題是根據工程的具體情況正確選用與使用結構材料,因此建筑結構材料應該是土木工程專業學生學習的重點。該課程應以氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、鋼筋等常用的建筑結構類材料為主要內容,加上建筑砂漿、墻體材料等,而木材、石材、瀝青混合料等內容可略去不講。
材料的性能由材料的組成結構決定,而材料的組成結構又是由材料的制備和處理工藝所決定的。但是對土木工程專業的學生而言,他們的主攻方向不是材料的研究而是使用,學習材料的目的就是要學會合理地選擇與使用材料。在一定條件下,進行材料的合理選擇和正確使用主要考慮的是材料的性能。因此在教學過程中應緊緊抓住各種結構材料的性能和材料的基本性質這兩個重點,對于材料的組成結構和制備方面的內容可盡量簡化或省略。
2.結合培養目標,簡化理論,突出實踐能力的培養
作為獨立學院,學校的培養目標不是培養研究型人才,而是培養適應社會需求的應用型高級工程技術人才。因此,在土木工程材料課程教學過程中,應盡量簡化材料學理論,著重培養學生利用所學理論知識解決工程實際問題的能力。例如,在講述通用硅酸鹽水泥時,重點突出水泥的性能和適用范圍,對于水泥的水化機理盡量簡化,同時結合一些工程案例的分析來講解如何根據工程的具體情況、水泥特性及經濟性進行水泥品種的選擇。這樣,既加深了學生對水泥性能和應用的理解,也培養了學生的分析和解決實際問題的能力。
3.重視傳統材料和先進材料的結合
在課堂教學中,如果只講授水泥、混凝土等傳統土木工程材料,不僅不能吸引學生的注意力,而且也會讓學生感到學校教師講授的東西太落伍了,因為在網絡和資訊發達的當今,學生對這些傳統材料多少都了解一些[6],而且重要的是各種新材料、新工藝不斷涌現,并已在工程實踐中廣泛應用,因此教學中必須適當增加新材料、新工藝的介紹。例如,在講墻體材料時,應補充各種節能節土的新型墻體材料、混凝土預制件及裝配式建筑等;在介紹混凝土時,除了普通水泥混凝土外,還應簡單介紹高性能混凝土、再生骨料混凝土、納米改性混凝土等新型綠色混凝土材料。通過傳統和先進相結合,不僅加強了學生對常用土木工程材料的了解和掌握,也激發了學生的學習興趣和創新意識。
4.注意課程內容的更新
教材中引用的土木工程材料的技術標準、質量控制和檢測標準、設計規范等,有些已經廢棄不用,有些則做了部分修改,在教學中,應及時更新。例如,在講混凝土配合比計算時,應根據2011年12月起新實行的JGJ55-2011《混凝土的配合比設計規程》進行講解,但教材中采用的一般是2000年頒布的舊標準。在講燒結磚時,可給學生介紹“禁實限粘”政策和各種新型墻體材料,讓學生了解有關墻體材料的發展趨勢以及實際應用狀況。
(二) 教學方法的改革
1.以多媒體課件為主、板書為輔的課堂教學
土木工程材料課程內容多且課時有限,所以課程的特點和實際情況決定了以多媒體課件為主的教學方法比較合適該課程教學。采用多媒體課件教學,不但大大增加了課堂授課的信息量,而且可將材料的實物照片、實驗視頻等引入課堂教學,使缺乏工程實踐的學生能更直觀地觀察到各種材料的外觀形貌及其制作、檢驗過程,使學生更容易理解某些抽象的概念和動態過程。例如,在介紹混凝土的和易性及其檢測方法時,引入相關實驗視頻并配合教師講解,這比單純的文字和靜態圖形要生動清晰得多。
但是多媒體教學存在教學節奏太快、不利于學生記憶和掌握的問題,所以,課堂上可把每節課的重點和難點寫在黑板上,以加深學生印象。對材料基本性質計算和混凝土配合比設計計算也采用板書的形式進行講解。這樣以多媒體課件為主、板書為輔的課堂教學,能有效地提高課堂教學質量。
2.采用案例教學法進行理論教學
教學中可結合具體的工程實例,尤其是劣質材料導致工程事故的案例進行理論教學。例如,在介紹石灰時,通過引入拆遷用磚和石灰砂漿砌筑的古寺時,發現其石灰砂漿強度很高的例子說明石灰的硬化作用;引入 “泰坦尼克”號沉船事件來理解硫、磷等元素對鋼的性能影響;通過在恐怖襲擊中倒塌的美國世貿大廈來引入鋼的防火性能等。這種案例教學法,不僅使枯燥的理論講解變得生動有趣,提高學生的注意力,加深學生對材料的性能及應用、材料對工程質量重要性的理解,而且通過對案例的分析也培養了學生理論聯系實際的能力,避免學生陷入遇到實際問題不知如何分析和解決的窘境。
3.加強師生教與學之間的互動
教學效果不僅僅取決于教師的講授,還與學生是否要學和如何學有關。一般在每節課開始10分鐘教師可將上節課的重點內容進行回顧并提問,這樣不僅把上節課的重點內容復習一遍,而且有助于集中學生的注意力,以便于新課的開始。在講授新課的過程中,經常提出一些小問題,引導學生建立前后知識之間的聯系,同時也讓學生思想上保持一定的緊張度,專心聽課。為了激發學生學習的主動性,可留出一部分內容讓學生自學。例如,在講解水泥一章時,教師可講解6種通用水泥,而將特性水泥的部分留給學生自學。要求學生課后通過查閱文獻資料或參考書籍進行學習,選擇其中某一種特性水泥并結合具體的工程應用寫成小論文,并鼓勵學生做成PPT上講臺演講或展開討論。事實證明,這一舉措極大地調動了學生的學習主動性,使學生學習的熱情高漲,同時也鍛煉了學生查閱和整理資料、撰寫科技小論文、PPT演講等多方面的能力。
4.注重學習過程的控制
在整個教學周期內,圍繞重要的知識點不定期地進行4~5次隨堂練習,每次15分鐘,隨堂練習的成績計入平時成績。通過這種方式,引導學生及時復習所學知識,注重平時學習,同時也有利于授課教師發現學生學習過程中的問題,及時調整。
(三)課程實驗教學的改革
1.實驗教學與理論教學協調同步
實驗教學與理論教學要做到兩個協調同步。一是實驗教學與理論教學在內容上要協調同步,即根據理論教學的進度,安排相應的實驗項目,這樣有助于學生對理論知識的進一步理解和掌握;二是實驗教學與理論教學教師的協調同步,即理論教學的教師也應同時承擔實驗教學的任務,這樣有助于教師根據課堂講課和學生掌握的情況,在實驗教學時有針對性地對某些難理解的或重要的知識點進行強化。
2.在基本實驗基礎上開展綜合性實驗
根據理論教學內容和課時安排選擇水泥的基本物理性能、細骨料、混凝土的稠度和強度及配合比設計等實驗項目。整個實驗分為基本實驗和綜合性實驗兩部分。基本實驗主要是教學大綱中規定的一些獨立的驗證性的實驗,這些基本實驗又分為演示實驗和實際操作實驗。對于耗時比較長的實驗項目,如水泥的凝結時間、體積安定性實驗就采用視頻和現場演示的方式進行。理論教學時引入實驗視頻,可以起到輔助教學的作用,使學生比較容易理解一些抽象的概念和檢測方法;實驗教學時還可以進一步通過現場示范,讓學生更直觀、近距離地學習這些實驗的儀器設備、實驗方法和操作技能。對于水泥的膠砂強度、混凝土稠度等耗時較少的實驗,則讓學生分組進行實際操作,要求學會儀器設備的基本操作和實驗方法,記錄和處理實驗數據,并上交實驗報告。
混凝土的配合比設計實驗是一個綜合性的設計實驗,這種綜合性實驗能充分調動學生的主觀能動性,培養學生獨立思考和分析問題的能力。教師在實驗前給出工程概況、混凝土的設計強度等級和坍落度要求,并給定原料,其中水泥有42.5P.I和32.5P.C兩種供選擇。將學生分成若干大組(20人/組),每個大組分成5個小組分工合作共同完成一個設計題目。每個實驗大組根據設計目標,先課后制定實驗方案。方案內容包括原材料的選擇、原材料性能測試、混凝土初步配合比設計、實驗步驟等,經教師審核合格后進入實驗室進行實驗。混凝土試拌后,和易性不滿足要求需要調整時,調整方案由學生自定,教師進行指導。混凝土和易性調整至設計要求后,各小組分別將其成型并在標準條件下養護不同齡期后進行混凝土強度測定。各組數據共享,學生通過數據對比,分析原材料種類、齡期、配比等對混凝土的和易性、強度發展、經濟性的影響,并撰寫綜合性的實驗報告。
3.多方案實驗
基本實驗不應局限某種單一的實驗方案。例如以往混凝土性質實驗一般是學生按照教師給出的固定方案配成混凝土后進行和易性和強度的檢測。在多方案實驗中,原材料、齡期、是否摻減水劑等實驗條件都可以有所不同。當調整混凝土的流動性時,除了按常用的添加水泥漿的辦法,也可采用添加減水劑的方法,通過這些實驗條件的變化進一步加深學生對混凝土有關理論的理解。
4.實驗考核
在基本實驗結束后增加考核環節。教師圍繞基本實驗事先準備若干題目,讓學生到實驗室進行現場考核,學生隨機抽取問題進行解答或模擬操作,實驗考核成績計入實驗成績。增加實驗考核環節后,學生參與實驗的主動性明顯提高。
(四)課程考核方式的改革
1BIM概念
隨著計算機技術的普及,建筑業從手繪圖紙到CAD制圖,大大提高了工作效率,但建筑信息模型[1](BuildingInformationModeling)的出現,將帶來又一次技術上的飛躍。BIM是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,建立建筑模型,體現建筑物的真實信息。整個建筑生命周期,從場地布置及興建過程到及營運,都可以隨時提取建筑內材料的信息,建筑內各個單元、各個系統都可以呈現。對于傳統CAD設計用矢量圖形構圖來表示物體的設計技術來說是個很大的改變,它的可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性使得BIM技術在工程中得到快速的發展。
2土木工程專業畢業設計現狀
土木工程專業興起已久,各個教學環節和基本教學條件和教學體系日趨完善,但是某些環節在方式上過去守舊,如大學隨后的教學實踐環節-畢業設計,畢業設計是綜合考察學生的應用能力,以實際工程為基礎,檢驗學生對解決工程問題的能力,是學生對大學所學專業知識的一個整合過程。但是目前的畢業設計存在很多弊端。尤其是選題單一且深度廣度不夠,目前畢業設計都是由教師下發任務書,一位教師會帶多名學生,在選題上多是鋼筋混凝土框架結構,且為多層建筑,高層,超高層建筑幾乎沒有,單一的設計選題主要出于以下幾點原因:首先,過于復雜的選題對于學生來說,尤其是民辦院校的學生,會造成大部分學生無法完成復雜的手工計算,同時對于指導教師來說,由于帶的學生較多,對于復雜的選題,在檢查和指導的時候存在很大的難度,這樣就使得畢業設計的題目過于簡單化單一化,缺乏實際工程的支撐,使畢業設計缺乏實踐意義,并且滯后于現代技術,使學生在畢業后很難快速的適應目前的新技術,所學知識得不到充分利用。
3BIM在畢業設計中的應用
為更好的達到畢業設計的實踐目的,改革畢業設計的形式勢在必行,在全國各種BIM大賽的促進下,我院本著以賽促學的理念,讓學生多參加比賽,并成立BIM實訓室,在畢業設計任務中增加BIM,采用BIM與手算相結合的方式完成畢業設計。在新的培養方案中增設BIM課程,從早期培養學生對BIM知識的理解,增強學生的基礎知識,并在大學期間組織BIM比賽,CAD制圖大賽等為畢業設計做好基礎工作,將原來的CAD平面制圖改成RIVIT三維建模,從來的手工算量改成手算加PKPM計算機結構輔助計算。二維的施工圖紙可以在BIM技術下實現三維的可視化,大大提高了學生的畢業設計的興趣。同時可以增加復雜的建筑設計任務,改善畢業設計單一的現狀。
4結論
4.1從學生角度看,增加BIM對畢業設計的改革,在提高了學習興趣的基礎上,提高了畢業設計的質量,增強了學生的綜合實踐能力,為畢業后的實際工作奠定了基礎。4.2從教師角度看,增加BIM對畢業設計的改革,可以減少教師的工作量的同時提高工作效率,指導學生時可以從BIM軟件中直接檢驗設計的失誤并加以指導。4.3從用人單位角度看,增加BIM對畢業設計的改革,可以使招聘的學生快速的融入到現代的技術中來,在工程實踐工作中有競爭的資本,減少員工的培養成本,提高工作效率。在互聯網信息技術發展快速的時代,傳統的畢業設計模式已經不能適應現代技術的發展,BIM技術在土木工程專業畢業設計中的改革具有較強的實踐意義,為互聯網+時代下培養一名合格的工程師奠定了堅實的基礎。
參考文獻
[1]何關培.BIM總論[M].北京:中國建筑工業出版社,2011.
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0250-01
土木工程是一種對于建造各類工程的技術、科學以及工程的總稱。在教育部對土木專業進行整合之后,現今土木工程專業已然屬于了“大土木”的范疇。這個改變使得土木人才培養的方向需要有所調整,這也就導致了培養方案的改變,而這將導致各大高校在所有方面都需要進行或多或少的改革,以便于更好的培養出符合復合型人才的條件的學生。
一、培養土木工程復合型人才的重要性
現代化的土木工程體現出了土木工程所需的功能化、城市建設必有的立體化、交通運輸要求的快速化、工程設施應有的大型化、工程材料必須的多功能化、施工進程應該的工業化、設計理論不可或缺的精準化、設計工作應盡量達成的自動化與智能管理的大土木特點,而其的另一大特點就是與計算機科學技術的結合。以上種種的特點就使得對于土木工程的人才子在各方各面的要求更高,為此,培養土木類的復合型人才也成為了現階段土木類高等院校的重要課題之一。
現階段的土木類人才不僅僅需要學習專業所需的理論知識,也要具備項目規劃、設計、研究、施工以及管理的能力,成為工程高級技術人才。其實,土木類的人才培養一直都存在著專業技術應用型與復合型之間的矛盾,對人才成長方向有著一些不確定性。但是,筆者認為這兩者之間并不是說完全矛盾以至于無法共存的,“專”與“通”之間相互矛盾卻又相互統一。
二、培養土木工程復合型人才的有效措施
第一步所需做的是對土木工程復合型人才培養目標的確立。大體上來講,土木工程類的復合型人才應該是以“強基礎、寬口徑、多方向”的特點作為培養方向與目標。所以,我們應該以拓寬專業口徑、加強基礎為前提,結合各高校的自身專業條件與現狀,分析國家甚至于地方的經濟發展方案,培養出一種以良好的身體素質作為基礎,以高尚的道德素質作為框架,以完善的知識結構和能力結構作為脊梁的復合型人才,也可以說是培養一種“會設計、能施工、懂管理、強體魄、高素質”的復合型人才。這就需要各高校針對于這一培養目標在各個方面做一系列的改革,使得學生更加了解大土木工程的現狀。
接著,需要加強教學計劃、課程體系和課程內容的改革。其實,專業的拓寬并不是說需要加大專業選修課的范圍,而是應該在以加強基礎為根本原則的基礎之上來設置對應的課程體系。所以說,我們應該舍棄舊的教學觀念,培養一種以建立學生能力培養為中心的教學觀念。當然,這需要及時的修訂教學計劃,不僅僅要教授學生基礎理論知識,還要加強能力的鍛煉,并且增多學生的實踐時間,豐富其實踐內容。同時,也需要結合實際的教學情況優化課程體系,現今的大部分高校都有著重基礎而輕專業的趨勢,這與傳統的“重技術,輕管理”的觀念有一定的關系,并且對于文化課程也有著一定程度上的輕視,各高校應該結合自身特點加多自身特色的課程的開設。最后一點是,要選取合適的教材并且及時更新教材信息,各高校應該不僅僅重視純理論教育,也要選取與后續課程相關性較高的課程,并且要盡可能的帶來科技前沿的最新訊息。
對于師資隊伍的建設也需要進行一定程度上的改革。師資作為培養人才的一大關鍵因素,必須要加強建設。大多數高校都是以高學歷作為第一標準,對于工程實踐能力有著一定程度上的忽視,這就導致教師在教學過程中不能將理論與實際情況相結合,使得學生無法將理論與實踐很好的融合在一起。并且,即使教師有所實踐也多是企業難題,反而缺乏施工技術與項目管理的經驗。所以,各高校應加多各類企業在學校中的掛職。不僅如此,也應該制定一系列的激勵措施以及鼓勵性政策鼓勵教師參加土木工程類職業資格考試,并且在職務晉升的時候對“雙師型”的教師設定相應的政策支持,增強教師參與工程實踐的動力。最后,也可以邀請有經驗的工程師做掛職教師進行一些課堂講授,增大學生對實際的土木工程有著更深一步的了解。
三、結論
土木工程的復合型人才的培養需要的不僅僅是某一方面的改革,而是需要各方各面的一起努力對所有方面均做一定的改變,才能更好地培養出滿足條件的人才。這些變革就包括了培養目標的改變、教學計劃與課程體系以及課程內容的改革、師資隊伍的變革等。土木工程人才在現今的社會已經不僅僅是一種技術上的高要求,對于管理能力與實踐能力也有著相當高的要求。