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關鍵詞:土木工程材料;工程意識;工程能力;創新能力
土木工程材料課程屬于專業基礎課,一般開設在大學二年級,由于大多數學生缺乏基本的感性認識和工程實踐,對該課程與后續專業課程之間的關系不了解,更不清楚該課程對日后所從事工作的重要性和意義。西南林業大學森林工程專業分別于2012年、2013年獲批成為云南省教育廳及國家教育部“卓越工程師教育培養計劃”專業。“土木工程材料”課程的教學以此為契機,及時更新教育理念,從理論教學、實踐教學和科技活動三個方面進行改革,積極探索培養學生工程意識及提升學生工程能力、創新能力的教學方法和模式。
一、以工程意識培養為主的理論教學手段
1.充分利用認識實習
專業認識實習是學生專業課程學習的第一課,是開啟學生專業興趣的重要教學環節。為使學生提早對專業有所認識,了解各專業課之間的聯系與作用,許多高校都設置了認識實習環節。土木工程材料作為土建類專業基礎課,應充分利用好這一環節,使學生了解土木工程材料的種類、應用及工程技術要求等。為此,課程改革小組建議合理搭配認識實習指導教師的人員組成,承擔建筑材料方面的主講教師應積極參與認識實習。在認識實習過程中:一方面,帶領學生參觀工程現場,聽取現場技術人員講解,并與學生針對工程所選品種、施工工藝等進行廣泛討論,使學生從感官上實際認識土木工程材料;另一方面,通過觀看《超級工程》《偉大工程巡禮》中關于土木工程材料講解的部分科學紀錄片,使學生能夠對工程建設的全過程以及材料如何選擇、應用有較為全面的認識。通過改革后的認識實習教學,學生對土木工程材料課程的理論學習內容更加明確。
2.合理優化教學內容
目前,土木工程材料教材為滿足“大土木”的培養目標,內容上雖具有較大的包容性,但仍未能將原有知識體系有機地融合在一起。加之學時限制,無法面面俱到,如果不能合理安排,將會導致無法有效支撐后續課程的學習。為此,按使用領域將土木工程材料分為土木工程通用材料和專用材料進行講解。其中,將石料、無機結合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑鋼材、防水材料等列為土木工程通用材料,瀝青與瀝青混合料、墻體與屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列為專用材料,以滿足各專業的學習需求。對于通用材料的講解,在材料基本性質方面主要以材料自身性質與組成特點講解為主,不需要刻意結合專業特點,而在工程技術指標及工程應用方面則結合專業特點來安排教學內容。對于專用材料的講解,主要結合專業特點及后續課程的需要而選擇或增加,該部分內容主要包括:(1)建筑工程專用材料:墻體與屋面材料、建筑裝飾材料、給排水管材等;(2)道路工程專用材料:瀝青與瀝青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程專用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外,適時引入材料應用實例,實例最好結合授課專業,以此強化學生的工程意識,培養學生的工程素質。
3.注重作業的有效性
除了課堂教學環節外,教師還應注重布置課后作業這一教學環節。作業不但是鞏固學生課堂所學知識的重要手段,還是培養學生工程意識與創新思維的有效途徑。授課教師通過布置課外作業,建立討論、交流制度,促進創新思維和工程意識培養氛圍的形成。土木工程材料課程與其他課程,如力學、數學等課程要有所差別,作業內容不能僅僅是課后習題或整理課堂筆記,應通過大量做題來鞏固理論知識的學習。應定期要求學生查閱文獻,或進行實地調查,通過閱讀相關科技文獻,學生才能及時了解土木工程材料發展的新動態和工程中存在的問題;而實地調查又能促進學生理論與實踐相結合,更好地理解理論知識,也能夠利用理論知識來解釋調查中發現的問題。最后,通過在課堂上進行交流、討論,還可以培養學生的創新思維。
二、以工程能力提升為主的實踐教學手段
土木工程材料實踐教學的目的是使學生通過實驗操作和結果分析,明確土木工程材料的性質與材料組成結構之間的關系,掌握材料工程技術試驗儀器操作與指標評定方法,因此,實踐教學與理論教學具有同等重要的地位。
1.在實驗課中提升學生的工程能力
首先,合理安排實驗課程與理論課程的教學計劃,如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂漿的理論課程完成后,集中安排一次實驗課,使實驗內容與學時得到集中,學生能夠有充足的時間準備實驗和操作儀器等。其次,在實驗課組織形式方面采取分組形式,要求學生在實驗課前提交試驗方案,其中包括實驗目的、材料與儀器、實驗步驟、數據與分析、問題與分析等,最后要列出參考規范,保證學生在實驗前對試驗全過程有基本了解,避免學生在實驗過程中出現手忙腳亂、不知所措現象。最后,在實驗過程中要求學生利用手機等形式記錄實驗過程中的各個環節,以便實驗完成后組織學生對整個實驗情況進行討論與總結。
2.借助實習基地提升學生的工程能力
通過產學合作的方式建立校外實習基地,聘請實驗檢測技術骨干人員作為企業兼職教師,指導學生依托工程項目,在真實的工作環境中提高實踐操作與結果分析能力,使學生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理論和材料評定的基本技能。更為主要的是學生通過對某一土木工程材料的技術指標進行完整實驗檢測,可以增加對土木工程材料各技術指標的工程意義,也能加深對指標之間相互聯系的理解。在評定過程中,學生通過翻閱相關技術規范提高了土木工程材料標準化的工程意識。
三、以創新能力提升為主的科技活動組織
創新能力的提升一方面要依靠理論教學環節培養思維,通過科研實踐活動使學生在驗證并鞏固理論知識的同時,提高分析和解決問題的能力,激發學生的內在創新動力,為此,課程改革小組結合土木工程材料課程的特點,進行了一系列科技活動的組織。對于有創新想法的學生,土木工程材料實驗室實行開放制度,以小組為單位填寫申請表,在指導教師的幫助下利用課余時間進行創新性試驗;如沒有創新性想法,但又有參與創新性實驗愿望的學生,可采取助研的方式參與到指導教師的科研課題中,使創新能力得到鍛煉。教師在指導過程中發現可行性強的創新性實驗,可進行校級科技創新項目推薦,或作為畢業論文選題,通過完成科技項目或畢業論文的寫作,學生的創新思維、儀器操作、科技論文寫作等方面的能力得到較大提升。此外,通過組建科技創新團隊參加科技競賽活動,將不同年級、專業的學生融合在一起,實現了激發學生創新積極性、提高創新能力的目標。近幾年,以土木工程材料課程為依托,學生申請西南林業大學科技創新基金項目3項,其中,一項獲第八屆云南省大中專學生課外學術科技節二等獎;獲批云南省大學生創新創業訓練計劃項目1項,國家級創新創業訓練計劃項目1項,學生通過參與教師的科研課題,完成畢業論文7篇。
四、結束語
通過對理論教學、實踐教學和科技活動三個方面的改革,學生的工程意識有所增強,能夠有目的地學習,避免了以往死記硬、學而無用現象的發生。學生的工程能力與創新能力得到大幅提升,發現和解決問題的能力也得到了提高,同時,也增強了學生的就業能力。
參考文獻:
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關鍵詞:土木工程;競賽;實踐教學;創新
基金項目:黑龍江省教育科學規劃課題項目 課題名稱 普通高校土木工程專業創新型人才培養模式研究。編號:GBC1211059
作者簡介:宋高嵩,男,1964年出生于山東省平度市,工學碩士,教授,從事工程:土木工程教學,研究方向:道路工程規劃設計。林莉,哈爾濱理工大學 ,副教授。王曉東,哈爾濱理工大學 ,講師。
1、土木工程專業實踐教學體系的內容及存在的問題
按照土木工程(建筑、道橋)專業人才培養方案,制定了包括必修課、限選課、任選課三個層次的教學計劃。該計劃的特點是:文理滲透的公共基礎,系統寬厚的技術理論,靈活多樣的專業方向,多維立體的實踐體系。在教學內容上[1] ,精選課程內容,做到厚基礎,寬口徑,減少必修課門數,增加選修課門數,提高新技術、新工藝、新材料等現代科學技術和現代管理技術的含量。方案設計[2]如下:
公共基礎課(人文社會+數理化+外語+計算機文化+體育等)一公共理科平臺
專業基礎課(力學+地質水文+測量+材料十結設十土木概論等)一大土木基礎平臺
(兩大平臺)+(道路+橋梁課程模塊)一道路與橋梁工程方向
(兩大平臺)+(結構工程課程模塊)一建筑工程方向
從以上人才培養方案來看,似乎沒有什么問題,但具體到每個細節和環節來看,如何提高學生素質,如何培養創新型人才方面,操作性不強,目標不明確,難道就是增加或者減少幾門課程就做到創新了嗎,人才的培養素質就提高了嗎?從事土木工程建設設計、施工和管理的人員必須具備吃苦耐勞的創業精神和精益求精的工程質量意識。以培養學生創新、創造和創業能力為重點,以造就適應現代知識經濟時代需要的高素質的應用型人才為目標,構建素質教育目標體系和工作體系。經過四年的學校生活,在濃郁的育人氛圍中,養成人才必備的優良素質。目前的三段式人才培養方案是沒有什么問題的,但在如何提高學生的工程實踐能力,培養創新型人才方面存在許多不足,尤其實踐環節,缺乏考核標準,尤其對學生的整體評價不合理。本文從土木工程專業的實踐教學環節從發,探索研究創新型人才培養的新思路。土木工程實踐教學環節包括實驗、實習、課程設計、畢業設計等。
1. 培養創新型本科人才,提高實驗教學效果的新思路
1.1計算機課程的上機訓練與考核的創新改革
傳統的上機訓練是學生上完理論課后,組織學生到計算機室練習,由于時代的發展,以及智能手機的廣泛運用,學生對計算機基本操作和練習非常不感興趣,尤其很多學生幾乎每人一臺筆記本,結果造成上機效果非常不好,打游戲,玩手機現象非常普遍。基于以上情況,結合學生的特點,把學生上機訓練的內容,設置成游戲通關的模式,學生每過一關,相當完成一個上機訓練項目,由易到難,由淺入深,循序漸進,根據學生的過關情況進行成績評定。這種既提高學生的學習興趣,又激發學生的創新能力,兩者結合,達到較好的教學效果。
1.2 土力學、建筑材料試驗課的創新改革
土力學、建筑材料試驗課與工程實踐結合緊密,但由于學生課前準備不充分,再加上目前學生普遍動手能力較差,另外,土力學、建材試驗課接觸的試驗原材料如沙土、水泥、石料等較臟,環境差,造成學生參與意識差,試驗無從下手,試驗數據不準確,效果不理想等狀況。這類試驗課改革的思路是教師上課前先把試驗項目告訴大家,讓學生分組上網收集資料編寫試驗項目所需的原材料、試驗儀器和操作步驟,當然,上試驗課程前教師可以先領著學生參觀試驗儀器,并檢查試驗準備情況。上實驗課時,教師主要負責檢查,糾正學生試驗過程中的錯誤,讓學生獨立完成試驗項目,并且鼓勵學生在實驗時提出自己對實驗方法、試驗儀器的改進、改良,這種方法可以提高學生的獨立思考和操作能力,由被動變為主動,由上實驗課時不知所措,到上實驗課時自己盡快完成,既節省了時間,又提高了學生的動手能力。一舉多得。當然,比較理想的的土力學、建筑材料試驗課程的上課方式是采用集中訓練的方法,土力學一周,建筑材料3~4周,讓每個學生在實驗室獨立系統地完成每一個試驗項目,采用抽簽比賽的方式進行考核,效果會更佳。另外,鼓勵學生積極參加全國試驗員資格考試,獲得試驗員資格證書的成績評定為優秀。
2. 培養創新型本科人才,提高課程設計教學效果的新思路
土木工程專業的課程設計包括混凝土樓蓋設計、預應力混凝土簡支梁設計、單層廠房設計、房屋建筑學、梁橋工程設計、結構工程基礎設計、橋梁基礎設計、鋼結構設計、路基路面工程設計、施工組織、道路勘測設計。這些課程設計概括起來,主要包括兩項內容:一是設計計算分析,另一種是計算分析和結構外形設計。
對屬于純粹計算分析的課程設計,例如,施工組織中的概預算計算分析,路面設計中的厚度計算、預應力混凝土簡支梁設計、橋梁基礎設計等、建議鼓勵學生使用計算分析軟件來代替繁瑣的手工計算,把學生從枯燥的計算中解放出來,學生盡可能地掌握軟件使用技巧,有可能的話,讓學生參與計算程序的修改和調試,提高學生的分析問題,解決問題的能力。鼓勵學生參加造價員從業資格等考試,對獲得造價員資格證書的學生,施工組織課程設計成績直接評定優秀。
對于屬于結構外形設計為主,計算分析為輔的課程設計,如房屋建筑學、橋梁工程設計、路基擋土墻設計、單層廠房設計、道路勘測線形設計等,建議教師在上理論課時就把課程設計題目提前布置下去,鼓勵學生采用紙質模型、繪圖渲染等手段表現設計效果,最后課程設計期間,鼓勵學生全身心投入設計中,采用競賽的方式進行成績評定,例如房屋模型大賽、橋梁模型結構大賽等形式,激發學生的創新激情,調動學生參與的積極性,充分發揮學生的主觀能動性,為培養創新人才奠定基礎。
3. 培養創新型本科人才,提高實習教學效果的新思路
土木工程專業的實習包括認識實習、測量實習、地質實習和生產實習
對于認識實習,傳統的做法是參觀城市的著名建筑、著名橋梁和預制廠等內容,寫實習報告的形式完成實習內容,為了增加認識實習的知識性、趣味性,在參觀的基礎上,聘請有關工程師、項目經理實地講解和講座的形式,實習成績考核采用知識競賽的形式進行評定。
對于測量實習,可采用與工程實踐相結合的方式,積極與學校附近的公園、小區聯系,為他們測繪地形圖,通過實踐提高學生的測繪水平,另外,開展測量競賽考核活動,例如,水準高程測量大賽、導線閉合測量大賽,既提高學生的測量技術水平,激發學生的學習興趣,培養學生的參與意識、創新意識,又可以公平合理地評定學生成績。同樣,鼓勵學生積極參加測量員資格考試,獲得資格證書的給予獎勵。
對于地質實習采取實地踏查與鑒別分析相結合,采用礦石鑒別大賽等手段,提高學生巖石鑒別能力,發揮學生的創新能力和鑒賞水平。
對于生產實習,多年來一直采取與生產相結合的辦法,學生直接參加工程建設第一線,頂崗掛職鍛煉,實習結束后寫一份實習報告和交一份實習鑒定進行評定成績,總體看來沒什么大問題,但在成績考核方面,應根據學生工地實際情況,在實習期間擬定論文題目,結合工程實際撰寫科研論文,實習結束進行論文答辯,對優秀論文推薦雜志發表,實習產學研一體化同步發展。使學生的創新水平得到真正實質性提高。
4. 培養創新型本科人才,提高畢業設計教學效果的新思路
學生的畢業設計是學生能力的綜合培養的重要階段,應該從選題開始,進行有針對性的引導和培養,根據學生大學近三年多來的學習體會、就業情況、考研情況以及將來的自身發展情況綜合考慮。
對于已經考上研究生的學生,著重從科研能力方面培養,在畢業設計階段跟著導師從事科研工作,撰寫切實可行的科研論文,對于能發表EI、SCI檢索的論文,畢業設計按優秀成績評定。
對于已經簽訂就業單位的學生,應根據就業單位的實際情況和將來的就業要求,實行雙導師制,由用人單位和學校各指派一名指導教師,共同研究和探討畢業設計題目,學生可以在用人單位提前實習就業,在此期間完成畢業設計或者論文,但必須和工程生產實踐相結合,解決工程中出現的疑難問題,或者有所創新,例如改良、改進試驗檢測方法、施工方法、施工設備等,只要有創新點,就可以完成畢業設計,有發明專利的成績直接評定優秀。
對于未簽訂就業單位的學生,重點從工程基本訓練方面選擇畢業設計題目,例如,道路線形設計、玻璃幕墻設計、超市設計等內容,在設計過程中,讓學生提出自己的創新思想,另外,鼓勵學生從基礎做好設計,把基本知識掌握牢固,一步一個腳印的做好每個設計。在設計中讓學生體會腳踏實地,不要好高騖遠,端正就業態度。最后取得設計、就業雙豐收。
5、結論
培養創新型土木工程本科人才,不是簡單的喊口號,應該從人才培養方案入手,貫穿教學的每個環節,處處體現培養創新型人才思想和方法、手段。我們從土木工程專業教學實踐的各個教學階段分析研究了培養創新型人才的創新模式和創新思想,在應用中取得了良好效果。開展實踐性教學是創新人才培養模式的重要方面,在教學計劃制定過程中,加大實踐性教學的比重,盡可能地將實踐性教學貫穿于高等本科教育的全過程,使教學方式從“以教為主”,逐步向“以學為主”轉變。學生只有通過實際演練才能提高學習的自主性和創造性,才有可能形成創新能力和實踐能力。在這方面,與企業的合作能夠起到有效的促進作用。本科教育要重視培養學生的創新能力、實踐能力和創業精神。當今社會對大學生的基本要求,不僅需要有全面的知識,而且需要有更好的適應性、開拓性,有更加靈活的創新意識和更加健全的創業心理。加強實踐教學為學生這些創新素質的培養和提高創造了基本條件。從這個意義上講, 創新型人才培養模式必須從細節入手,貫穿實踐教學的每個環節是實施素質教育、促進學生全面發展的重要載體。
參考文獻:
[1] 宋高嵩,曲貴民,林莉.構建土木工程(建筑、道橋)專業課程體系的研究探討[J].硅谷,2009,(7):157.
[關鍵詞]土木工程 應用型 實踐 教學基地
[文獻標識碼]A
一、引言
預計到2015年,我國高等教育毛入學率將達到36%,中國在高等教育進入大眾化時代,培養高素質應用型人才成為高等院校的重要任務[1]。而實踐教學基地是學生實踐教學主要載體,加強實踐教學,促進理論教學發展是社會發展的需要,是產學研結合大勢所趨[2]。目前我國高校就業形勢嚴峻,相當一部分學生畢業找不到工作,而同時企業卻也存在招不到人的情況。一部分土木工程專業本科畢業生想出國留學、考研深造和進設計院等,但隨著本科畢業生越來越多,這些需求單位趨于飽和使得需求量越來越小,而從事建筑施工、監理、等行業,但部分學生由于缺乏工程實際而無法勝任工作[3-4]。我校土木工程專業(含鐵道與城市軌道、隧道與地下工程兩個專業方向)雖然歷史不太長,但發展十分迅速,做為東北唯一一所以軌道交通為特色的本科院校,2010年被評為國家特色專業,一直非常重視實踐教學質量,通過教學改革立項等方式不斷推進實踐教學研究,從整體上保證學生從入學到畢業四年實踐教學不斷線,以實踐環節為主要載體,培養學生的實踐、科研及創新能力。
二、目前實踐教學基地建設存在的弊端
近年來,我國高校各土木工程專業一直都很重視實踐教學基地建設,從各級領導到學院的各位老師,也深知實踐教學對于土木工程專業的重要性,但也實施過程中也存在著這樣那樣的弊端,影響實踐教學的效果。
(一)大學生缺少吃苦耐勞的精神,重理論輕實踐
土木工程專業是一門實踐性很強的學科,同時也是比較艱苦的行業,尤其是施工單位。而目前在校大學生大部分都是九零年左右的青少年,從小很少吃苦,對于施工一線的辛苦有點望而卻步,雖有時參與到具體工程中,但也只是走馬觀花,徒有形式,認為只需要把課本上的內容學明白就行,將來工作后再具體實踐也不遲,這是極端錯誤的一種認識[5]。
(二)實踐教學模式存在弊端,內容形式單一
目前大部分教師還是采用傳統的講授方式進行授課,有些課程設計、生產實習等實踐環節理論講授較多,讓每位同學都參與的機會較少,教師在唱獨角戲,沒有形成互動的學習氛圍。學生學習的積極性不高,而且由于近年來各高校擴招嚴重,學校的教學實驗設備、場地等嚴重滯后,也影響了實踐教學的效果。實踐教學基地大部分也是不太固定,每屆學生的生產實習、畢業設計等環節和實踐結合機會不多,影響了學習效果。
(三)實習教學的短期性、分散性、低效性
目前土木工程專業培養方案中一般安排3周左右的生產實習,時間較短,還沒融入到實際生產中實習就結束了。而且目前大部分施工單位不愿接受學生集中實習,擔心學生實習會影響工程進度,害怕出現安全事故。所以就分散指導和管理,實習效果常常要打折扣。
(四)缺少雙師型教師
目前我國高校在引進人才時存在著一個通病就是:強調高學歷高學位,缺乏對教師工程背景和工程實踐經驗的要求。理論水平很高的缺乏實際經驗,而有豐富實際經驗的則學歷和科研水平不一定高,而我國高校選擇教師時通常偏重較高的科研理論水平。這些高學歷的教師基本是從學校到學校,沒有經歷過社會實踐,缺乏工程素質,在指導學生的實踐環節上底氣不足或指導不到位,這個因素大大影響了學生實踐能力的培養。
三、我校實踐教學基地建設舉措與主要內容
我校土木工程專業做為國家特色專業,越來越重視實踐教學的,并采取許多措施保證實踐教學基地建設效果,力求使我校的土木工程專業畢業生有著鮮明特點、適應能力強,為我國的鐵路建設和振興東北老工業基地做貢獻。
(一)制定為實踐教學基地建設創造有力條件的培養方案
實施重視實踐教學基地建設人才培養方案,2010版新培養方案的修訂過程中,我們特意減少了理論課時,從2460學時減為2240學時,加強了實踐環節的安排,實踐環節學分由30學分提高到40學分,并對影響實踐環節的教學環節進行了修改:比如將第8學期的兩門選修課提前到第7學期,而將第七學期的生產實習調到第8學期,這樣就使最后一學期就僅有生產實習和畢業設計兩個實踐環節,沒有理論教學,為學生理論聯系實踐提供了一個很好的平臺。而且學生除了在學校簽訂協議的實踐教學基地實習外,還鼓勵學生到畢業簽約單位實習半年或一年,這樣相當于學生在正式畢業之前已經工多了半年到一年的時間,對于學生畢業后盡快適應工作崗位起到了很好的效果。
(二)建立校企戰略合作機制,為學生實習就業提供良好的平臺
近年來,我校土木工程專業同行業內二十多家相關單位簽訂了實踐教學基地協議:勘察設計單位和大連市政設計院、檢測單位同遼寧省水工勘察設計院、施工單位同中鐵九局中鐵十三局、監理單位同大連天意工程監理有限公司、工程造價咨詢同華東工程咨詢有限公司等單位建立了良好的合作關系。互惠互利,優勢互補。企業為學生提供了良好的實踐環境,學生通過頂崗掛職為企業提供技術服務,同時企業還有優先選聘人才的機會。實習結束后,實習單位根據學生實習表現和學生意愿擇優錄取到單位工作,起到了雙贏的效果。
(三)學生實習實踐成績雙導師評價制度
學生的生產實習、畢業設計等在實踐教學基地完成的環節,成績要由學校帶隊老師和實踐教學基地指導老師共同協商確定,并充分尊重基地指導老師的意見。在合作企業開辟畢業論文答辯場。答辯委員會成員由學校教師和實踐教學基地技術負責人組成,根據論文內容向學生隨機提問,答辯結束后,答辯委員會根據學生分析與解決問題的能力、工作量、工作態度和論文質量以及答辯中的表現給出成績,而且實踐基地指導教師成績權重不低于50%。
(四)鼓勵專業教師和校外企業合作,為實踐教學基地建設提供平臺
僅去年一年,我校土木工程專業就和中鐵九局大連工程處、中鐵十三局一處、大連天意工程監理有限公司等6家單位簽訂了實踐教學基地協議,為180余名學生安排了生產實習,并解決了50多名同學的畢業設計,其中30余名同學還和教學基地單位簽訂了就業協議,使學校培養的學生能在生產經營第一線學習到先進生產的前沿技術和先進的管理經驗,打造學生畢業—上崗無縫對接。取得了良好的效果。
五、結語
土木工程專業的學科特殊性決定了實踐教學環節對于培養學生的重要性。安全問題最重要。安全問題永遠是擺在第一位的,永遠是最重要的事情。而且由于土木工程專業的特殊性,安全問題更不能掉以輕心。很多單位不愿意接受學生實習實踐,很主要的原因就是擔心安全問題。借助振興東北、大連市全域城市化的良好契機,積極和企業合作,做好實踐教學基地的建設工作,為我校服務地方經濟、振興東北培養出培養高素質的、符合國家特色專業要求的應用型人才!
基金項目:遼寧省省級教改項目:鐵道與城市軌道工程專業建設及人才培養模式的探索與研究(遼教[2009]141號)
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[關鍵詞]土木工程 創新型 人才培養模式
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)24-0062-02
近年來,國家及社會均對土木工程專業課程的設置、人才培養方式等方面提出了更高的要求,以適應技術不斷革新的現狀。目前,由國務院批準,并由教育部、財政部全面啟動并實施的高等學校本科教學質量與教學改革工程,主要是對這一現狀進行的積極革新。教育部副部長吳啟迪對“質量與教學改革工程”的具體解釋是:“質量工程”是以提高高校的本科教學質量為目標,提高優質資源共享為手段,按照“分類指導、鼓勵特色、重在改革”的原則,在專業、課程教材、實踐教學與人才培養模式等 6 個方面進行改革與建設,支持和鼓勵高校在人才培養模式方面的深入改革和大膽創新,引導高校的本科教學方向,帶動教學的全方位改革和創新。所以,對于高校創新型人才的培養是配合我國高校教學改革以及適應土木專業發展的趨勢而進行的高校人才培養模式。
一、國內外工程類人才培養的不同模式
(一)國外人才培養的模式
國外工程教育領域,具有代表性的兩種模式主要有美國模式和歐洲大陸模式。美國模式主要是由社會和學校兩部分組成,高校學生在校期間先進行工科基礎教育,學生畢業后則由社會提供具體化、職業化的專門教育,并且有各專業的工程師考試和職業資格認證的要求,在完成所有項目以后才能成為工程師;歐洲大陸教育主要以法國和德國為代表,其培養過程主要在學校完成,大學生在學校要先完成與工程師相關的基本教育和基礎訓練,獲得職業資格認證,則在畢業時可以取得工程師學位。國外工程類的人才培養模式,均對學生的基礎教育和實踐有著同等重要的要求。
(二)中國工程教育人才培養模式
中國工程教育則較為傾向于知識,其教育的主要目的和出發點在于傳承和創新人類的知識和文化,這種觀念也被稱為學科本位論。因此,也造成了中國土木工程教育的主要模式為:高校學生在校期間接受的是土木工程專業基礎知識的培養和學習,畢業進入專門企業以后,通過在企業具體工作的過程中來完成工程師的職業教育,自此才可以成為一名合格的土木工程師。
綜上所述,中國的工程教育人才培養模式以及與之相關的課程設置都是沿革了國外的相關模式,但因為中國教育界和高校對于大學生培養的認知是在于知識的引導與學習,因此也造成了大學生土木工程師職業化培養的滯后,不能與其畢業后的職業生涯進行有力的結合,土木工程企業在招聘人才時皆希望大學畢業生已具備與工程師相關的基本能力,土木工程企業無需再進行其基本能力的培養,特別是對于工程實踐能力和創新能力有著較高的要求。所以,土木工程企業的用人觀念也要求我們高校在土木工程人才培養方面進行變革。
二、土木工程專業人才培養現狀分析
如上所述,中國工程教育人才較為偏向于知識的傳承和創造,因此,我國土木工程教育的現狀存在有多種矛盾體:第一,國家、社會、企業均需要工程師人才,而高等學校卻不培養工程師。第二,學校教學主體缺乏工程實踐經歷,而學生卻需要接受工程實踐能力的培養。
在第九屆(2008 )全國高校土木工程學院院長工作研討會中,總結了國內土木工程專業人才培養過程中出現的兩個明顯的特點:
第一,類型不同的學校有不同的定位。根據高等學校土木工程專業指導委員會專家最新的調研統計,我國目前共有362所高等院校開辦了土木工程專業的本科教育,其中研究型大學(985、211學校)共有65所,主要是培養創新型人才,教學型學校297所,主要培養技術應用型人才。 第二,不同類型土木工程專業人才的社會需求在單位規模(大型、中型、小型)、單位性質(設計、施工、管理)、崗位層次( 總工程師、主任工程師、專業工程師) 等方面有所不同。
目前,較多高等學校對于實踐性教學和創新型能力培養不夠重視以及沒有充分合理的認識,部分高校只是簡單地復制研究型大學的辦學模式,使得高校畢業生一方面在從事科學研究時對于基礎知識的掌握不夠,另一方面從事施工技術時又缺乏相關的工程職業素養,從而導致了社會對于高等學校工程教育教學質量認同程度的不斷降低。
三、土木工程專業創新型人才培養模式構建的意義
(一)從宏觀角度講,高等教育人才培養模式的變革,是建設創新型國家,實現科學發展的基礎
黨的十七大、十報告中均提出要建設創新型國家的精辟論述。建設創新型國家,培養創新型人才是關鍵和基礎。高等教育人才培養模式的變革,是針對建設創新型國家和科學發展觀所實施的具體做法。
(二)從中觀角度講,培養具有良好創新型的高素質創新型人才,是土木工程行業的發展的現實要求
隨著社會經濟的發展,土木工程材料的更新,土木工程建設市場的開放,使得這一行業的壟斷逐漸破冰,與土木工程施工和監理相關的企業也逐漸改變了過去的單一經營模式,并試圖向橫向全面發展。但是,現今的山區高速公路、大型橋梁隧道工程、超高層建筑工程、特大型水利水電工程和港口航道工程等各項技術的難度不斷提高,項目的管理與國際接軌,使社會對專業人才的要求越來越高。與此同時,高校中對土木工程師的培養模式日益陷于“學術化”和“通才化”,畢業生對于實踐能力和創新能力的缺失已然與社會對土木工程師的實際要求脫節,土木工程行業所需要的技術、管理、創新等全方位高素質人才,在高校中未能如愿以償地培養出來,因此,要求開辦有土木工程專業的各類高等院校,必須轉換人才培養的思路,改革創新人才培養的模式,探索培養土木工程專業創新型人才的途徑和方法。
(三)從微觀角度講,探索和實踐創新型人才培養模式,是保證高等學校畢業生就業的根本
目前,我國高等學校畢業生都存在著找工作難的問題,這一方面與高校人數逐年增多有關,但也與高校工科教育嚴重的產學脫節有關,高校教育只重學術性和與當代最新技術的脫節,使得學生對于實踐有著眼高手低之惑。要解決“就業難”這種現狀,最有效的辦法就是樹立培養創新型人才的觀念,并逐步改革創新型人才培養的模式,不斷強化本科生工程技能方面的培養,加強工程類畢業生的實踐操作能力。
四、土木工程專業創新型人才培養模式構建的幾點建議
綜上幾點,我們通過對國內外工程教育的比較以及對土木工程專業創新型人才培養意義的認知,可以發現工程教育必須緊緊跟隨當今社會的高速發展,同時必須以社會、企業的需求為導向,以工程實踐操作能力為要求,更好地培養社會所需求的工程師人才。在土木工程專業創新型人才培養模式構建上,筆者主要有以下幾點建議:
首先,在具體的教學中,第一,要加強實踐教學的環節,逐步深化地為學生創造創新實踐平臺,改善實踐環境,推動學生自主創新活動;第二,在設置培養方案的環節上,要不斷地完善工程教育中的工程設計和實踐類課程體系,使得這兩方面的課程能夠貫穿高校學生整個大學教育過程,爭取使得學生的創新設計能力有較大的突破;第三,不斷深入和摸索高校的產學研結合模式。高校應當努力爭取校企共建、技術研發中心等實踐基地的建設,在行業專家的指導之下,培養學生動手能力和解決問題的能力。
其次,在教育觀念上,第一,做到大眾化教育和技術教育的平衡發展,培養學生基礎知識和實踐能力并重。第二,建立校內外雙導師制,以校內老師培養學生的基礎知識,校外企業技術老師則進行實踐能力的培養。這樣,學生才能在綜合素質方面得到提高,將具有更好的社會適應能力,學生將更為主動地學習和具有更高的工程設計創新能力。第三,要有國際化教育的思路,高等學校可以通過網絡教學和雙語教學,使學生能夠接觸到所學專業領域中最高精尖的技術和知識,也使學生能夠有高度的國際視野和嫻熟的技術溝通能力。
[ 參 考 文 獻 ]
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[關鍵詞]城市地下空間工程 實踐教學體系 構建 創新
[作者簡介]李富榮(1982- ),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院土木工程學院,講師,碩士,主要從事巖土與城市地下工程等領域的教學與科研工作。(江蘇 鹽城 224051)
[基金項目]本文系江蘇省教育科學“十二五”規劃課題“地方本科院校土木工程專業應用型人才培養研究”(項目編號:C-c/2013/01/002)和2013年鹽城工學院教改研究項目“城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新性研究”(項目編號:2013-52)的研究成果。
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)05-0158-03
一、引言
2002年,中南大學首先開設城市地下空間工程專業,該專業是教育部為適應新時期城市建設人才特殊需求而設置的新興專業,簡稱特設專業,目前已有30余所高校開設了城市地下空間工程專業。然而,由于高校背景不一,涉及礦業、核能、交通、建筑、水利、鐵道等不同行業,辦學特色鮮明,雖然課程理論教學基本都可以滿足要求,但作為培養和提高學生綜合素質能力的實踐教學環節卻給高校帶來了難題,同時該專業尚未成立教學指導委員會,專業建設缺乏統一指導,使得城市地下空間工程專業建設與發展難度較大,這點在實踐教學環節尤為明顯。目前,城市地下空間工程專業大多是依托巖土工程專業,但該專業已經超出巖土工程專業的范疇,要建設好城市地下空間工程專業尚需城市規劃、結構工程等專業的支撐。鹽城工學院(以下簡稱“我院”)在新辦城市地下空間工程專業過程中,以培養卓越地下工程師為目標,對城市地下空間工程專業實踐教學體系進行了有益的探索與創新。
二、城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建
1.構建原則。目前,在開設城市地下空間工程專業的高校中,該專業招生人數較少,大多每屆招生1個班,30人左右,專業開設較好的中南大學、山東大學、南京工業大學等,每屆也僅招生2個班,60人左右。在大力提倡改革與創新高校教學體系的背景下,城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建要求、方法、原則可以表現出與土木工程等專業不盡相同的特點,使之具有自身特色。構建城市地下空間工程專業實踐教學體系的原則是綜合性、整體性、獨立性、科學性。其中,綜合性指城市地下空間工程綜合了城市規劃、結構工程和巖土工程等專業內容;整體性原則要體現教學上實踐與理論相結合的整體功能;由于班級規模較小,學生可以獨立完成大多實踐教學環節,即學生具有較多的獨立實踐機會,體現了較好的獨立性;科學性是要求實踐教學環節的構建與實施要循序漸進,科學合理。
2.構建方案。城市地下空間工程專業實踐教學體系是由實踐教學活動各個要素構成的有機聯系整體,作為特設專業,城市地下空間工程專業實踐教學體系要具有前瞻性和系統性,創新實踐教學內容,緊密聯系城市規劃與建設,積極創新工程設計與施工技術,培養符合專業要求且滿足社會需求的卓越地下工程師。為此,根據城市地下空間工程專業的培養方案,我們構建了城市地下空間工程專業實踐教學體系(見圖1),給學生創造各種獨立的實踐機會,使知識、能力、素質融為一體,增強了學生獨立完成工作的能力。
三、城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新
1.實驗教學。城市地下空間工程專業實驗教學環節由基礎實驗、專業實驗、創新實驗等多種實驗構成(見圖2),體現了人才培養多層次、模塊化、系統化和科學性的統一。其中,由學科基礎實驗和力學實驗構成的基礎實驗平臺,不僅訓練了學生的基本技能和素質,還為開展專業實驗、培養學生系統設計和綜合實踐能力打下了基礎。以“土力學與基礎工程”課程為例,該課程是土木工程專業的主干課程、城市地下空間工程專業的核心主干課程,包括土力學和基礎工程兩部分,設有土力學實驗和基礎工程課程設計兩個實踐環節,兼具理論性、專業性和實踐性等特點,是培養卓越地下工程師基本專業素質的基礎。為此,在課程實驗中,將土力學實驗學時調整為16學時,增設土體滲透、擊實、孔隙水壓力及土壓力測試等實驗項目,確保學生充分掌握土地工程地質性質、物理力學性質等土力學基本理論,提高學生的實踐能力,同時對開展后續專業實驗也有很大的益處。專業實驗是更高層次和系統地訓練學生的實驗技術和技能,包括大綱中專業課程實驗和設計性、綜合性實驗。為此,對相關實驗內容進行有機整合和改進,設置了土體與巖石力學對比實驗,實驗內容為采用幾種常規實驗(如壓縮、直剪、三軸)方法,對比分析土體和巖石在物理指標、力學性質、工程應用等方面的異同,由學生自主設計實驗方案(包括實驗目的、方法、步驟、儀器、要求),并向實驗室教師申請實驗時間,經批準后在實驗教師指導下,獨立完成實驗報告。最后,結合學生實驗能力,根據實驗過程、實驗結果綜合評定實驗成績。在設計性、綜合性實驗環節中,根據教學大綱設置了原位測試技術訓練、工程結構測試技術訓練、地下工程設計軟件訓練,以進一步訓練學生的實驗能力,使學生學會從實驗數據中分析實驗現象、得出實驗結論,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。創新實驗是為了充分開發學生的潛能,激發學生對專業知識的興趣而設置的,可以通過教師的縱橫向課題、學生自主申報大學生實踐創新訓練項目以及參加學科競賽等方式開展。
2.實習環節。城市地下空間工程專業的實習環節可分為課程實習(測量實習、工程地質實習)和專業綜合實習(認識實習、生產實習、畢業實習)兩個層次。其中,課程實習由指導教師統一安排、指導,與土木工程專業基本相同。在專業綜合實習環節中,實行全周期雙導師制,將5~6個學生分為一組,從大二到大四由同一指導教師負責指導,并配有企業兼職指導教師,原則上在校期間不再更換指導教師或企業教師。學生在實習期間,專業指導教師和企業兼職教師共同指導和管理學生,實習結束時,采用校企共同組織的公開答辯方式綜合評定實習成績,形成雙導師指導下的“學生自主實習實踐、教師有效監控指導”的實踐特色。全周期指導是指學生從大二認識實習開始即可與學校專業指導教師和企業兼職教師不間斷交流,除實習時間外,學生還可以有針對性地參與縱橫向課題、工程項目等,使大學實習間而不斷,貫穿始終,最大限度地培養了學生的實踐能力。
3.設計環節。一是課程設計。城市地下空間工程專業設計環節包括課程設計和畢業設計(論文)兩個環節。其中,課程設計除鋼筋混凝土結構和基礎工程課程設計外,還包括城市地下空間規劃與設計,地下建筑結構、隧道工程和地下工程施工組織設計等課程設計。從教學內容和教學體系上講,課程之間存在緊密的依存、制約關系,但傳統的課程設計均安排在課程理論教學完成后進行,且由該課程理論教學教師獨立設計課題、獨立編寫課程設計任務書和指導書、設定獨立的設計參數,各門專業課課程設計內容相對獨立。為此,在城市地下空間工程專業課程設計中,實施綜合性課程設計方案,編寫綜合性課程設計任務書和指導書,具體做法是,本著“真題習做,一題到底”的原則,每2~3個學生設置一個工程實例專題,每個工程實例專業均來源于典型實際工程,緊密結合實際應用。各課程內容及設計是相互關聯的,建立綜合性課程設計的基本思路,最終為畢業設計服務。在綜合性課程設計過程中,學生可以深刻體會到地下空間工程各個部分之間的因果關系和制約條件,初步認識工程的復雜性,鍛煉邏輯思維能力,加強對地下工程整體性概念認識,有助于學生完成畢業設計。在綜合性課程設計環節中,指導教師非常關鍵,要清楚綜合性課程設計的內容、要求、可能出現的問題以及前后課程設計之間的關聯要求,對學生給予正確合理的指導。二是畢業設計(論文)。城市地下空間工程專業學生數較少,便于采用校企合作的團隊指導畢業設計模式,聘請經驗豐富的企業導師參與畢業設計指導工作,有利于畢業設計的質量優化。采用團隊模式指導畢業設計,團隊有總指導教師,每位學生有各自的指導教師,由3~5個學生共同完成一個總項目課題,內容可以涉及城市地下空間規劃設計、地鐵車站設計、地鐵隧道設計、地鐵施工組織設計等,各子課題任務分工明確,研究內容有機聯系,設計選題整體性強,內在聯系緊密,在畢業設計過程中,團隊成員相互交流,團結協作,充分利用專業規范,掌握整個地下工程設計的內容、流程及方法,確保厚基礎、寬口徑走向社會。除了畢業設計外,也有部分學生選擇畢業論文,一般基于省部級以上科研課題項目,由項目主持人擔任課題組長,中級職稱以上教師擔任各子課題導師,也可由科研興趣或科研方向相近、不同專業背景的教師組成指導團隊,由科研素質高的教師擔任組長,其他教師有側重地負責子課題,做到教學與科研相統一。
4.大學生實踐和創新能力訓練。目前,教育部、教育廳及高校都十分注重學生實踐創新能力的培養,設立了各級大學生實踐創新項目,學生可以根據自己的興趣選題,自主選擇導師并申報各級大學生實踐創新項目,這些項目以學生為主體,在導師的指導下,培養了學生的創新意識,加強了學生自主創新的能力。同時,大學生實踐創新能力的培養還可以與教師科研及社會服務相結合,更加貼近工程實踐,從中發現問題、分析問題、解決問題,有利于學生創新思維的培養。為此,可與地方人防辦、城市規劃設計等部門、企業合作,設計一系列開放性、設計性課題,由指導教師負責將創新性實驗與社會服務結合起來,取得良好的社會效益。另外,積極鼓勵和協助學生參加學科競賽(如結構創新大賽、交通科技大賽等),培養學生的創新意識、合作精神和工程實踐能力。
四、結語
城市地下空間工程專業作為新興專業,實踐教學特別需要創新,以適應城市建設、社會發展、學科建設的新要求。通過城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建與創新,優化了各實踐教學環節的教學內容、教學方式,提高了學生的獨立工作和科技創新能力。因此,必須以創新為主線,以培養卓越地下工程師為目標,充分利用校內外資源,調動社會、學校、教師、學生等的主動性、積極性,不斷改進、創新、實踐,全面提高學生的綜合實踐能力。
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關鍵詞:土木工程專業;特點;案例教學
中圖分類號:G642.4
文獻標志碼:A 文章編號:1002-0845(2007)05-0051-02
土木工程(建筑)業是我國國民經濟的支柱產業,土木工程以各類建筑物或構筑物的工程設計與施工為研究對象。土木工程專業課程的主要任務是,通過課程學習,使大學生具備正確選擇、設計方案和成功進行施工管理的能力,為以后從事結構工程設計、工程監理、工程合同控制等工作掌握扎實的土木工程實踐知識,具備一定的解決工程實踐問題的能力,進而提高本專業大學生的擇業競爭力。
一、土木工程專業課程的特點
土木工程專業課程具有課程綜合性強、知識跨度大、工程實踐性強、案例性強等特點。
(1)課程綜合性強、知識跨度大。課程所含理論知識涉及工程技術、經濟與管理等多學科領域。
(2)工程實踐性強。土木工程專業課程與工程生產活動密切相關,課程內容是工程實踐的總結,它來之于實踐,用之于實踐;課程的主要內容大都是典型工程設計及其施工實踐,這一特點為土木工程專業課程進行案例教學改革奠定了知識體系基礎。
二、案例教學在土木工程專業課程教學中的實施
1.土木工程專業課程案例教學改革的依據
(1)土木工程專業課程案例教學改革始終是以關于認識發展的一般規律為指導的。
土木工程專業課程案例教學符合人類對客觀世界認識的一般規律,教學改革強調對專業的感性認識源于工程實踐,并通過工程實踐得以提升到理性知識,理性知識用來指導工程活動并在新的工程實踐中得到發展;同時,在教學改革中強調學生的主觀能動性對教學效果的影響。
案例教學改革的基本思路如下:
工程現場場景(感性知識)通過實際工程提出需要解決的問題(通過實踐提出問題,激發學生的主觀能動性)歸納、提煉、講解課程的基本知識(理性知識)啟發學生獨立解決第二環節中需要解決的問題(理性知識的運用與深理解)生產實習(學生已經具備相當的理論知識和基本的實習基礎,同時理性知識在指導實踐的過程中得到發展)。
(2)土木工程專業課程的工程實踐性強、案例性強等特點,是土木工程專業課程案例教學改革的另一依據,為案例教學改革提供了可能。
(3)土木工程專業課程案例教學是啟發式教學的基本要求。
啟發式教學要求采用恰當的教學方式,啟發學生通過發散思維去發現問題,并獨立解決問題,這恰恰滿足了土木工程專業課程的要求。因為,土木工程實踐中出現的問題,很可能是沒有預見的,解決方案也不是唯一的,采用案例教學有利于為學生營造工程現場氛圍,有利于幫助學生形成獨立解決工程問題的意識。
2.土木工程專業課程案例教學改革的內容
(1)根據該課程教學大綱和土木工程實踐的發展現狀對課程內容進行整合。能否在教學時間有限的前提下,提高本課程的教學質量,選擇講授的基本內容和確定講授重點至關重要。土木工程專業課程可以分為工程技術類和工程組織類兩部分,要想在有限的學時內,把每一章的內容都講述一遍,顯然是不可能的。這就要求教師能針對學生的特點,選擇主要的內容,突出重點和難點。另外,還要搜集、選擇國內外最新工程資料,以便能及時調整講授的內容,補充最新成果,使學生所掌握的知識能與工程實踐保持同步。
(2)把選擇講授的內容整合成相對獨立的模塊,確定案例涉及的知識體系。土木工程項目多以分部、分項工程為單元,對于知識量小的分部和分項工程單元,可以設置一個模塊;對于知識量大的單元,根據工程的內在的連續性、知識點的內在聯系和知識量的大小,可以設置幾個模塊,每個模塊對應一個案例。
(3)確定各案例所涉及的教學內容并規劃教學環節。進行案例設置時,每一個案例一般都包括:針對本案例核心知識的現場錄像、針對本案例核心知識的工程現狀、提出針對本案例核心知識的工程問題、講解本案例核心知識的基本原理與典型工藝過程原理的flash演示、討論并解決上述問題。其中,現場錄像、工程現狀與演示典型工藝過程原理的flash素材是案例教學的重要基礎,其質量直接關系到案例教學的效果,需要根據案例核心知識點認真準備。
3.土木工程專業課程案例教學的環節
以“施工技術”課程中“基坑開挖與基坑降水”為例,講述土木工程專業課程案例教學的教學過程。
(1)形成感性知識,激發學習興趣階段。通過多媒體播放5~8分鐘工程現場錄像,錄像的內容主要涉及與基坑開挖方式和基坑降水有關的工程概況、場地情況、施工機械、基坑降水設備及其工作過程等內容。
該階段教學目的:在有限的時間內利用多媒體提供給學生大量圖形信息,展示工程現狀。這些具體、直觀、形象的信息能有效幫助學生形成感性知識,激發學生學習興趣,活躍課堂氣氛,啟發學生提出各類問題,調動學生積極主動探求此類工程問題的解決方案,為案例教學的第二環節打下良好基礎。
(2)以實際工程為載體,展示工程場景和具體工程參數,提出工程要解決的問題。以文字為主,圖形信息為輔,介紹正在準備進行基坑開挖(需基坑降水)的工程,包括工程概況、地質狀況參數、基坑形式、擬開挖基坑的基本信息、施工平面圖及參數、所需施工機械、施工任務等,注意不要在本階段給出問題的答案。
該階段教學目的:以濃厚的工程氛圍、嚴謹的工程語言向學生傳遞實際工程信息和工程急需解決的問題,增強學生的工程意識、解決工程問題的責任心與緊迫感,集中學生的注意力。
通過以上兩個階段,學生具備一定的感性知識,并能夠以濃厚的學習興趣與求知欲、強烈的工程責任心進入下一階段的理論知識學習。
(3)構建理論知識體系。以課堂理論教學方式概要講解該案例涉及的知識點,同時考慮到施工過程的動態性,對一些典型的施工工藝過程采用flas演示其工藝原理,必要時引入工程圖片來說明。
案例涉及的重要知識點,通過課堂講解掌握,其他知識點指導學生通過自學去熟悉或了解。
學生帶著(2)中的問題進行該階段學習,所以,該階段的理論學習是有的放矢的,課堂氣氛是輕松的,學習效果是高效的。通過以上三個階段,學生對基坑開挖與基坑降水理論知識能形成完整的構架,具備了解決簡單工程問題的能力。
(4)理性知識的簡單運用與加深。重新審視(2)中要解決的工程問題,給學生以啟發和引導,通過討論指出解決問題的思路與方向。將學生編成小組,啟發各小組學生采用各種方式獨立地完成針對(2)中問題的技術報告。
該階段教學目的:通過解決案例問題,培養學生獨立思考的習慣和解決工程問題的意識與能力,培養土木工程所需要的團隊協作精神,增強學生的實際工程現場意識,是對課程理論知識的再認識。
案例教學的程序如圖1所示。
三、土木工程專業課程案例教學的作用
土木工程專業課程案例教學的主要作用如下:
1.提升學生以下能力
第一,主動分析并掌握問題重點的能力;
第二,思考及分析個案的能力;
第三,表達個人觀點的能力;
第四,通過討論找出最合適的解決問題的方法的能力。
另外,還可以使學生更了解現實工程情況,通過互相溝通,培養及發揚團隊精神。
經過對本專業兩屆學生的教學實踐,證明該教學方式深受學生歡迎,教學效果顯著。
2.提高授課教師綜合業務能力
土木工程專業課程案例教學改革,要求授課教師必須具備“雙師資格”(教師資格和工程師資格)。授課教師應該根據專業特點,在具備扎實的理論知識的基礎上,投身土木工程實踐,通過工程實踐把自己鍛煉成合格的工程師。
3.提升教育理念
土木工程案例教學是有利于培養土木工程應用型人才的教育教學方式,是對土木工程行業應用型人才需求的響應,最終有利于提高土木工程專業畢業生的就業競爭力。
四、結論與建議
組織土木工程專業課程案例教學時應注意以下幾點:
第一,模塊劃分時,應該考慮模塊的完整性及模塊間的獨立性,注重模塊內錄像、工程實例、工程原理的一致性;
第二,應該精心設計各案例要解決的主要原理,突出重點;所涵蓋的內容不宜太多,否則,案例教學又將變成“填鴨式”的平鋪直敘;
第三,進行土木工程專業課程案例教學時,所選擇的工程實例應該既能反映該案例要傳遞的基本原理,又要盡量地反應現代土木工程實踐的前沿信息;
第四,采用土木工程專業課程案例教學的同時,應該改革傳統的考試方式。
考試應增加與實踐相結合的內容,注重對學生綜合能力和創新能力的考查;在考試形式上,要避免“考前背筆記,考完全忘記”現象的出現,注重對學生理解、掌握和運用知識能力的考查;除了傳統的閉卷考試以外,還可以采用綜合題開卷、討論、答辯、科技論文寫作等形式,從多個角度考查學生的綜合能力。
參考文獻:
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傳統的實踐教學環節內容相對滯后我國目前各高校專業課的實踐教學方法仍以灌輸式為主,實踐教學設備和實踐教學手段比較落后,教學效率和教學效果比較低下,教學資源浪費嚴重。傳統實踐教學模式單一,沒有能夠按照學科、專業特點,開展形式多樣的、生動活潑的實踐活動,使實踐(實習)流于形式。雖然,一些學校的專業課教師為了讓學生了解實踐環節的一些基本知識,也嘗試著讓學生走出校門,接觸社會,但是由于各種條件的制約,這些實踐教學活動效果不明顯。其他問題在大學教學過程中,教師往往更多的是注重專業知識的傳授,輕視綜合素質與能力的培養,忽視人文、藝術、經濟和環保等方面知識的交互滲透作用。
土木工程是一個實踐性很強的學科,實踐教學體系的構建,是隨著時代的發展而不斷發展的,必須隨經濟發展不斷調整。以上問題嚴重影響了實踐教學的效果,影響了學生的培養質量。必須針對這些問題,對原實踐教學體系進行改革。一方面要改進甚至刪除原有體系中不合理的設置內容;另一方面要根據需要增設一些新的教學內容;并通過各級監管制度確保實踐教學的質量。開設工程實驗課通過開設工程實驗課,不僅可以幫助學生進一步掌握基本理論、鞏固所學知識;還可以培養學生發現問題、分析問題和解決問題的初步能力,使學生具有科技工作者所必須具有的實驗能力和基本素質。由于學生的學習水平各不相同,可以將工程實驗課設置為三種類型:基本型實驗、提高型實驗和研究創新型實驗,學生可以根據自己的能力、愛好和興趣選擇完成某些實驗。其中基本型實驗要求學生通過按照給定的實驗方案驗證相關理論,從而加深對知識的理解,培養學生的動手能力、推理能力、分析能力;提高型實驗要求學生綜合運用相關課程知識完成實驗,培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理以及查閱資料的能力;而研究創新型實驗則要求學生根據實驗要求和實驗條件,自行設計實驗方案,培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理能力。開展結構設計競賽結構設計大賽是針對土木工程專業大學生的一項重要的學科競賽,是極富創造性、挑戰性的科技競賽。
簡單的可用結構力學求解器,復雜的要用一些商用有限元軟件完成,如SAP、MIDAS、ANSYS等。這就需要學生自學完成,在結構模型的設計、制作和計算過程中,提高了學生的動手能力,培養了學生自主學習的意識和獨立創新的能力,同時也增強學生的團隊精神和分析問題解決問題的能力。畢業實習實踐教學最根本的目的就是要培養學生正確運用所學知識解決實際工程問題的能力,而使學生具備該能力最好的辦法就是有實際的生產需求,讓學生參加到解決實際問題的過程中去,因此學校應支持并鼓勵學生到施工單位實習,培養學生運用所學知識,正確分析并解決實際問題的能力,實現理論與實踐的良好結合。在畢業實習過程中,鼓勵學生選擇實習過程中遇到的問題作為畢業設計(論文)的題目,并引導他們積極的尋求解決辦法。這樣不僅可以加深對以前所學理論知識的理解,還可以充分調動學生主動學習的積極性,使學生在這個過程中通過親身實踐,不斷地去體驗、總結、改進和提高。畢業設計(論文)畢業設計(論文)階段是學生學習各門課程相互聯接并應用于實踐或進一步提高的轉折點,是培養學生實踐創新的過程,也是各門課程有機地應用于工程實踐的橋梁和紐帶。
在畢業設計(論文)的教學環節中,畢業設計(論文)的內容要與學生工作單位的需求相適應,其選題形式應該結合生產實際中的問題進行設計或研究,解決工程的實際問題。或者是結合教師的科研課題進行選題,使學生受到較高水平的科學研究訓練。這些選題不僅要應用到大學期間的知識,而且還應包含有學生在大學期間未曾涉獵的知識。不管是哪種類型的選題,都不應單純的采用筆算或者是電算完成,最好是采用軟件計算與筆算相結合的方式來完成,這樣既能鞏固學生的理論知識,又能使學生掌握一種或多種的應用軟件的使用方法。例如,在橋梁工程專業的畢業設計中,其基本的設計理論大都已經學過,在畢業設計中,教師一般要求學生綜合性的運用所學知識去完成設計,同時還要求學生利用當前應用比較廣泛的工程軟件(如MIDAS、ANSYS、SAP或橋博等)完成設計。這樣既能鞏固所學的理論知識,又能使學生掌握一種或多種工程軟件的使用方法,這對于處理日后工作中的一些復雜問題非常有利。另外還要通過各級管理制度,加強對畢業設計(論文)質量的把控。其他學校還可以通過建立教學實習基地、鼓勵學生自主創新等多種形式激發并提升學生學習興趣;另外教師在專業課的授課過程中,還應結合工程案例教學,同時適當結合人文、藝術、經濟和環保等方面知識的融入到教學中,對學生進行人文素質教育,提高學生的綜合素質,使學生成為新世紀的復合型人才。實踐證明,通過以上一系列的實踐教學改革措施,學生綜合應用理論知識、理論與實踐相結合以及工程設計和創新能力得到了良好的培養,土木工程專業實踐教學環節的教學質量得到了很大提高。
作者:趙曼 李玉學 路貴華 單位:石家莊鐵道大學土木工程學院 山東農業大學水利土木工程學院
關鍵詞:一流學科;一流專業;應用型人才
1概述
眾所周知,地方應用型高校一般是以本科教育為主體,以服務區域經濟社會發展和相關行業為己任,以培養符合行業企業需要的、具有較高綜合素質和實踐能力的高級應用型人才為主要目的[1]。在“雙一流”與“雙萬計劃”背景下,學科、專業一體化建設成為高等學校建設的必經之路[2]。對于地方本科院校,其一流本科專業建設與研究型“雙一流”高校不同,并不是追求“世界一流”,而是結合自身發展歷史和實際條件,明確服務面向和專業定位培養,培養適合地方經濟建設發展的應用型人才。一流本科專業是一流人才培養的基本單元,只有真正把一流專業建扎實、辦出高水平、辦出特色,才能培養出一流人才,從而實現高等教育內涵式發展的目標[3]。地方本科高校應用型人才培養模式的構建需要直接服務區域經濟和行業的發展,因此在一流學科與一流專業建設過程中,地方本科院校應該做到學科建設與專業建設并舉,相互促進、相互融合。2017年同濟大學浙江學院土木工程學科成功入圍浙江省一流學科建設(B類)名單。2019年土木工程專業成功申請了浙江省一流本科專業建設項目。在一流學科以及一流本科專業建設背景下,土木工程系在應用型人才培養方面迎來了前所未有的挑戰和機遇。無論是一流專業學科建設,還是一流學科建設,其最終目的均為人才的培養,特別是地方本科高校更應該聚焦于應用型人才的培養。近年來應用型本科院校均在人才培養的過程中探索依托專業教學、實驗與科研、工程項目等適合應用型人才的專業培育模式[4]。實踐證明,應用型人才的培養不僅僅需要有明確的人才培養計劃、系統的課程體系、合適的教材、高素質的“雙師型”教師隊伍,還需要將學生實踐活動以及教學方法與創新實踐等實現整合。土木工程專業應用性強、涉及學科多且廣,因此學科建設與專業建設的融合程度直接影響土木工程專業人才培養的質量。經過近幾年不斷地實踐探索,我系在一流學科、一流專業互促互進建設的基礎上,開展了大量的教學改革實踐活動,積累了一定的經驗,形成了一套多元化協同的應用型人才培養模式,主要體現在深入教育教學改革、優化專業培養計劃,改革課程體系、拓展實踐教學,依托校企合作產教融合平臺以及重點實驗室平臺,建設教師隊伍等方面。
2問題現狀
2.1師資、教學資源
近年來,由于招生規模逐年擴大,學生人數增多,我系平均師生比在1∶20左右,曾經一度達到了1∶25的嚴峻局面;我校屬于民辦獨立學院的辦學性質,教學日常運行支出及設施設備相關的費用等主要來自于學生的學費,辦學經費的問題會嚴重影響人才培養的質量;同時由于我校辦學時間短、師資力量薄弱,既懂專業理論知識又有實踐經驗的高素質“雙師型”教師嚴重短缺,因此教師隊伍的建設也制約著人才培養的質量。
2.2專業培養計劃以及課程體系
辦學之初土木工程專業培養計劃是在母體學校專業培養計劃的基礎上稍加修改而成,課程的設置雖然進行了修改但與母體學校相差不大,課程多且難度大,給學生學習帶來很大的難度和壓力。這樣專業培養計劃無法實現因材施教,達到應用型人才培養的目標。同時,課程體系設置方面存在重理論、輕實踐的傾向,實踐教學環節不足。此外,課程選擇、類型劃分以及比例設置缺乏合理性,尤其對課程與課程之間的邏輯關系、理論與實踐學時的比例以及跨學科課程的交叉融合更是缺乏科學性地安排。
2.3實踐創新平臺
辦學初期教學安排主要是根據培養計劃設置的理論教學以及與之相配套的實踐課程。教師疲于備課、上課,忽視了學生第一課堂以外的實踐教學活動,缺少課外的實踐創新平臺,特別是缺少與知名企業合作的產學研、實訓平臺等,因此在應用型人才培養方面存在實踐能力培養不足、校企融合深度不夠、與社會需求脫軌等問題。
3改革的措施與成效
3.1深化教育教學改革
深化教育教學改革,全方位提高應用型人才培養質量,積極推進分層次,增設針對考研學生的提高課程與教學環節;在教學改革過程中加強專業教學質量保障體系建設,通過多種形式堅持不懈地狠抓立德樹人、教風與學風建設,強化教師嚴謹治學、敬業精神及培養人才的使命感;健全教學規范化制度,優化教學過程管理,完善《教師聽課制度》《教學業績年終考核制度》等文件,落實備、教、批、輔、考、評等各環節的過程管理;重視課堂教學質量,堅持督導和學生評教兩個維度的教學效果評價,形成了“問題反饋、跟蹤督改”的質量監控閉合體系。通過金課、專業課程思政、互聯網+教學模式等課程建設,優化教學方式,進一步提升教學效果。通過多元化教學體系的實踐,讓學生在學習理論知識的同時獲得了大量的實踐機會,學生理論聯系實際能力明顯的提高,專業的創新實踐能力及綜合素質顯著地增強。我系在深入推進教育改革的過程中,以新理念、新形態、新方法開展專業建設,在課程體系融入數字化、網絡、大數據、5G等新技術的教學方式,著力建設一批省級“五大金課”和一流教材。目前已經建設了省級一流課程3門、編著了省級教材1部,主持省級以上教學改革項目17項。
3.2專業培養計劃和課程體系的優化
人才的專業培養計劃是實現人才培養目標的總體規劃和實施方案的文件,是組織和管理教學過程的主要依據[5]。培養計劃的制定要基于高等教育運行規律,反映社會和時代需求,體現專業自我特質和特色,將構成專業人才培養計劃的諸多要素進行科學規劃和有機組合,以實現專業的可持續發展[6]。教學改革實踐的過程不斷地讓我們認識到實現應用型人才的培養目標,首先要對專業培養計劃進行優化。優化專業培養計劃要充分掌握區域經濟和行業的發展需求以及生源的特點,同時也要注意強化人才培養的針對性、目標性和高效性,既要依托母體學校的學科優勢,又要具有我校土木工程專業自身的特色。在專業培養計劃優化調整過程中,實現土木類人才培養計劃、理論和實踐教學等方面有效銜接,實現專業與企業、學科與行業緊密結合[7]。根據地方行業對復合型土木工程應用人才的需求,我系在專業培養方案中融入經管、商務、軌道交通等學科的內容,實施“土木+工商管理”“土木+軌道交通”復合型人才的培養計劃,為復合型土木工程應用人才的培養奠定基礎。根據專業培養計劃的目標設置相關的課程。專業課程中既要充分體現基礎性知識,也要體現出全面的專業性知識,既要培養學生的實踐能力,也要注重提升學生的創新思維與創新能力。根據土木工程行業的需求,我系在傳統的通識教育課程、專業核心課程、專業選修課程的基礎上拓展了專業特色課程模塊方向,開拓了建筑設計、建筑施工、項目管理、建筑結構智能檢測四個特色課程模塊。同時在教學改革實踐中,以課程群構建了教學團隊以提升專業建設和教學的水平。目前建有混凝土教學團隊、鋼結構教學團隊、BIM實訓技術教學團隊等。此外在教學過程中,我系積極推進教學成果的完善和深化,一方面積極進行省級教學成果獎申報,另一方面結合互聯網+元素,建設在線精品課程、視頻公開課,編著國家規劃教材等。在此基礎上,我系積極探索土木工程專業課程的課程思政,主要教育學生要有工匠精神和嚴謹求實的工作作風,引導學生樹立正確的人生觀、價值觀以及世界觀,養成積極、樂觀向上的人生態度等。
3.3實踐教學改革
實踐教學改革主要體現在提高實踐教學在專業培養計劃中的比重。課內的實踐活動主要為與課程設置相配套的教學實踐環節,如課程設計、專業實驗、數值仿真和現場試驗等環節。根據應用型人才培養的要求,經過近幾年一系列的針對實踐教學的改革活動,我系實踐教學學分在培養計劃總學分中的比例從原來17%增加到了25%。目前,全國土建行業和相關企業都極度缺乏BIM應用型人才,具有技能的本科人才已經成為行業和企業推進BIM發展的制約性條件。針對社會和行業反饋的需求,地方應用型高校有責任和義務保質保量地培養一批具有專業背景的BIM技術人才輸送至社會及行業。2019年國務院印發《國家職業教育改革實施方案》明確了職業院校、應用型本科正式啟動1+X證書制度的試點工作[8]。我系對土木工程專業培養計劃進行調整,將“1+X”中X(專業技能與特色)“建筑信息模型BIM”和“建筑裝配化技術”納入專業培養計劃。BIM實訓課程充分結合土木工程專業的專業培養體系,內容完全覆蓋了“1+X”BIM證書所有的考核內容。此項教學改革探索了獨具特色的、本科階段的專業+技能教育培養模式,提高了應用型人才培養質量的同時提升他們的實踐應用能力。其次,利用畢業設計提高學生實踐應用能力的培養。畢業設計作為本科生培養階段最為重要的實踐教學環節之一,對于學生鞏固所學的專業知識,結合工程實踐能力的培養發揮著舉足輕重的作用。對于土木工程專業,傳統的畢業設計往往僅針對土木建筑全過程設計中的某一環節(如建筑設計、結構設計、水電暖設計、概預算設計、施工組織設計等)進行訓練,對于行業所求的復合型應用人才的培養有所欠缺。土木工程項目實施的過程需要土木類技術或管理人員掌握從建筑設計-結構設計-設備設計-施工組織設計等全過程內容,其對各個環節知識能力的掌握程度毋庸置疑是決定項目成敗的主要因素,因此有必要在本科生畢業設計中進行基于設計、施工一體化全過程設計的畢業設計實踐訓練。在全過程畢業設計中,教師首先指導學生將本科生階段所學的專業知識進行總結,例如通過建筑設計環節總結房屋建筑學等相關課程知識,通過基坑設計環節總結土力學、地基基礎相關課程知識,通過結構設計環節總結力學、鋼筋混凝土、鋼結構、砌體結構等相關課程知識,通過設備設計環節總結建筑設備等相關課程知識,通過施工組織設計環節總結土木工程施工、建筑施工、概預算等相關課程知識,最后將總結的專業知識與工程實際相結合進行專業知識的融會貫通完成整個項目的實施。通過全過程畢業設計可以提高學生利用專業知識分析問題、解決問題的綜合能力。再次,實踐教學改革體現在課外的創新實踐活動中。我系積極組織學生參加各級的新苗人才計劃、學科競賽、大學生創新項目、第二課堂等多樣的課外實踐創新活動。學生的專業實踐活動需要借助平臺才能開展,平臺建設是專業實踐活動開展的奠基石[9]。為了確保課外實踐教學活動的順利開展,我系搭建了本科生專業導師平臺,在此平臺上專業導師指導學生參加第二課堂、大學生創新項目、學科競賽、科研項目、企業工程等專業實踐等活動。專業導師平臺營造良好的課外實踐與創新拓展的氛圍,培養學生動手能力以及創新實踐能力,并取得了豐碩成果。以2020年度取得的成績為例,在第六屆省“互聯網+”大學生創新創業大賽中我系報送項目19項,其中獲校級一等獎1項、省級優勝獎1項;在第七屆大學生實踐創新項目中,2項省級新苗人才計劃項目獲一等獎;在第八屆大學生實踐創新項目中,有3項入選省級新苗人才計劃項目,17項入選校級大學生創新項目;在專業類第二課堂項目中,23項專業類第二課堂獲得校級立項。
3.4校企合作產教融合平臺
近年來我系積極推進基于校企合作產教融合的、高水平應用型專業建設,實施了校-系兩級“校企合作、產教融合”模式,進一步明確了校外實踐教育基地建設思路,在完善與理論教學有機結合的同時,以提高學生專業素質能力培養為核心,創建了分層次的實踐教學體系,包括與校企合作單位共同制訂教學目標、培養計劃和考核標準,共同開發課程體系和專業實踐項目,共同指導實踐創新創業訓練項目和畢業設計(論文)等,共同管理實踐全過程,共同考評學生,形成了校企共建、共育、共管、共評的校內外實踐教學模式。在校企合作的產教融合平臺上,實踐教學的內容更為注重模擬和利用企業真實的生產工作狀況;學生參與的工程項目、橫向課題與社會應用實踐密切聯系。近三年我系與50多家企業、行業協會和地方政府建立了產教融合共同體,近500多名學生在校外的26家實踐基地實習與實訓,多名教師到政府業務部門和企業掛職,幾十名企業技術專家走進校園為學生授課和講座。通過“走出去、請進來”強化校企合作的產教融合平臺上的協同育人和實踐教學機制。此外為了彌補高校教師企業工作經驗的不足,通過專業導師平臺,加強與企業合作,選聘浙江上嘉建設、浙江寶業、浙江綠筑、上海建筑設計院等多家企業的12名企業負責人或工程師擔當學生的企業導師。
3.5重點實驗室平臺
以科研促教學,培養學生動手實踐能力以及創新精神。目前土木工程系利用土木與環境高性能功能材料市級重點實驗室廣泛吸引學生參與教師的科研項目、產學研合作項目,培養學生的創新實踐能力。據不完全統計,近3年我系先后有100余名學生通過創新基金、教師科研項目和畢業論文等環節參與重點實驗室的科研項目,本科生參與20余篇,申請專利10余件。專業教師充分利用重點實驗室平臺開展本科生畢業論文,此類畢業論文結合教師的科研項目或者校企合作的橫向項目展開,學生在畢業設計(論文)環節中能夠受到“真刀真槍”的科技創新訓練,既培養了創新能力和創新思維,又實現了教學與科研相得益彰的效果。此外,我系以重點實驗室為平臺積極倡導教師的教學與科研協同發展,提高學術能力與水平,增強他們的科研項目申報以及服務地方企業的意識。2020年度我系新增9項縱向項目,其中國家自然科學基金項目2項,省自然科學基金項目1項,市廳級基金項目6項。在校企合作的平臺上,2020年實驗室新增橫向項目12項。
3.6教師隊伍的建設
教師隊伍建設主要體現在兩個方面:第一,積極物色并引進高水平人才。目前成功引進了教學科研俱佳的教授、國內外土木專業名列前茅的博士青年教師多名,我系的師資隊伍質量、學術競爭力顯著地提升。在引進高層次人才的同時,我系加大人才引進的資助力度,在人才引進的過程中注重面試環節的教學能力、科研水平、綜合素養、國際視野、發展潛力等全方位的評價;實施45歲以下青年教師4年個人學術發展規劃制度,促進青年教師有路線圖、有目標追求、有適度壓力地良好發展;實施入職新教師旁聽教學質量高的年長教師主講的課程制度;實施專業教師聽課、評課、試講制度;要求新進專業教師參加系內每月一次的教學研討會等。通過這一系列的措施提升青年教師教學水平和授課技能,主要體現在專家聽課、學生評課的優秀率不斷提高以及青年教師主持或參與省級教改項目和人次逐年增多。此外,我系積極倡導教師教學與科研協同發展,提高學術能力與水平,增強科研項目申報意識。近年來,教師獲得國家、省市自然科學基金及企業工程項目增多,科研能力增強并帶動了教學水平提升。第二,大力推進系企合作、產教融合、協同育人,安排教師在企業掛職鍛煉,培育雙師雙能型教師隊伍。經過幾年的建設,目前我系具有企業工作經歷教師占教師總人數的60%以上,50%的教師具有企業高級工程師職稱或相關高級專業技術資格證書。例如,土木工程專業擁有專業教師12名,其中教授、副教授9人,具有國家一級注冊結構工程師、注冊巖土工程師、一級注冊建造師和具有高級工程師職稱的教師6人,專業教師全部具有碩士以上學位,師資隊伍結構合理。
4存在問題及總結
4.1存在問題
獨立學院師資問題由來已久,是一流學科及一流專業發展的一大“軟肋”。目前獨立學院師資仍是以返聘的母體院校的派遣教師、公辦離退休教師、剛畢業的碩博士生、具有碩士以上學位企業工程師資格的雙師型教師等人員組成。教師隊伍呈現出年齡分布不均,人才容易流失,隊伍不穩的現象。加之獨立學院正處于“轉設”的關鍵期間,師資隊伍的人才流失增多,師資問題依舊凸顯。此外在應用型人才培養定位也存在著方向不明確的問題,是培養“技術應用型”“復合應用型”“創新應用型”還是具有技術的、復合的創新性應用型人才的定位方面還需要進一步明確。根據應用型人才培養的定位方向,課程體系和實踐教學內容,需要與企業和行業做全方位的對接,及時調整專業方向,完善課程體系,調整實踐教學的內容。
4.2總結
土木工程系依托母體資源作為學院實力最強、最具有潛力的重點系部之一,其今后發展對學校的整體的發展具有非常重要的作用。作為地方應用型高校,在一流專業建設的過程中,應該采取學科建設與專業建設并舉的、相促相融的建設策略,在土木工程學科發展的同時帶動土木工程專業的發展,最終目標都是為了培養高素質、高質量的應用型人才服務于地方經濟發展。在學科與專業建設的背景下,土木工程系嘗試從深化教育教學改革、培養計劃與課程體系優化、實踐教學的拓展、校企合作的產學研融合平臺拓展、重點實驗室平臺的搭建以及教師隊伍建設等多元化模式開展應用型人才培養的實踐探索,積累了一些經驗,取得了一定的成果,可為其他同類院校的人才培養模式提供參考。
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[8]國務院.國務院關于印發國家職業教育改革實施方案的通知:國發[2019]4號[EB/OL].[2019-02-13].
一、“土木工程材料”課程教學中存在的問題
(一)課程教學目標不清晰
課程教學目標是設計教學過程的依據,是教師上課的出發點和歸宿。“土木工程材料”課程屬于土木工程專業的一門必修課程,教師所制定的課程教學目標既要符合課程標準的要求,又要符合學生的實際情況。但從現實情況來看,“土木工程材料”課程存在教學目標不清晰的問題。主要表現為:只是列出了一個籠統的課程教學目標,即讓學生通過學習了解常見建筑材料的基本性質,理解并掌握建筑鋼材、水泥、混凝土、砂漿的基本性能,具備如何選用建筑材料的能力、分析建筑中與材料有關的問題的能力,并未立足土木工程專業發展需求和人才培養需求,將這一目標細化。課程教學目標不細化、不具體,使其在具體“土木工程材料”課程教學中難以落實,影響課程教學成效。
(二)課程理論、實驗教學內容滯后
“土木工程材料”課程是一門理論與實踐密切結合的課程,不僅涉及“土木工程材料”的基本理論、基本知識板塊,還涉及實驗技能板塊。但由于土木工程新材料、新技術、新工藝發展非常迅速,導致學校所選用的教材難以及時更新,該課程的理論、實驗教學內容都較為滯后。理論教學內容方面,部分材料的生產、組成、性能、影響因素、技術要求、應用等方面講解不全面,且缺少課外延伸,與行業的發展現狀不夠貼合;實驗教學方面,材料的技術標準、質量控制和檢測標準、設計規范未及時更新。實際教學中僅設置一些單獨的驗證性實驗,難以將各種新型的“土木工程材料”的實驗方法、實驗技能和相關標準一一更新驗證。從總體上看,土木工程材料課程內容不夠完善,且更新不足,導致課程內容質量欠佳。
(三)課程教學方法落后
依據學校的標準,大多數學校“土木工程材料”課程總教學學時為44學時(32理論學時+12實驗學時,以理論授課為主,穿插驗證性實驗項目)。鑒于該課程總學時有限,且教學內容繁雜,致使教師所選用的教學方法較為落后。在具體“土木工程材料”教學中,無論是理論教學還是實驗教學,教師都以“填鴨式”的教學模式為主,整個教學過程中,教師與學生的雙向互動很少,難以啟發學生獨立思考,學生的思維能力得不到鍛煉,其實際能力很難培養出來。部分教師偶爾使用多媒體設備進行教學,也僅是生搬硬套其他課件,未能將多媒體教學的優勢充分發揮出來。長此以往,很難實現預期的教學效果。
(四)課程考核方式單一
“土木工程材料”課程考核環節是非常關鍵的一個環節。但通常,該課程考核合格與否主要取決于課程期末考試成績,這種單一的考核模式未能完全反映學生的真實學習水平。從現實情況來看,“土木工程材料”課程僅依賴“結果性”考核,缺少對學生專業知識和技能的評估,忽視了實驗考核環節對學生動手能力的考查。從微觀層面來講,“土木工程材料”課程考核重課本、輕實踐,重知識、輕能力;從宏觀層面來講,其考核方式單一,存在“形式主義”考核的現象。
二、“土木工程材料”課程教學改革策略
(一)設置清晰的課程教學目標
課程教學目標決定了“土木工程材料”課程教學的方向,是教學改革的核心和前提。按照布魯姆教育目標分類法來講,“土木工程材料”課程教學需要滿足學生在認知領域、情感領域和動作技能領域的需求,所以,其課程教學目標可細化為以下六個維度。
(二)優化理論和實驗教學內容
“土木工程材料”課程應以省級重點專業———土木工程專業為平臺,強調與當地需求對接,凸顯地方性、應用性和創新性,把知識獲得與能力提高聯系起來,優化理論和實驗教學內容。
理論教學內容方面,要囊括常用材料的技術性質、生產技術、標準、檢測方法及應用情況,有關建筑構造、設計施工、預算、建筑經濟等方面的基本知識。其中,教師要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,對材料的組成結構和制備方面的內容可盡量簡化或省略。此外,教師還要適當增加新材料、新工藝的介紹。例如,在介紹混凝土時,教師介紹了普通水泥混凝土后,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。
實驗教學方面,首先,教師要根據理論教學的進度,安排相應的實驗項目,即圍繞“材料基本性質與工程應用”“材料性能檢測與表征、質量控制與評價”“材料制備方法與性能改善”三個模塊設置基礎建材實驗項目6項。如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。其次,教師可穿插介紹“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。最后,新增參觀學習活動及調研項目。具體而言,就是組織學生到綠色建材生產企業、展會、施工工地等參觀實習;組織學生進行建材種類、應用及價格等市場調研項目,并通過匯報的形式展現參觀及調研成果。通過優化理論、實驗教學內容,實現教學效果最優化。
(三)更新教學方法
“土木工程材料”課程教學方法改革是適應應用技術型人才培養需求的必然選擇。根據“土木工程材料”課程教學特點,在教學過程中教師可以改傳統的“灌輸式”教學方法為“啟發式”教學方法,具體采用以下教學方法。①向導式教學方法,即CDIO教學法,構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),教師引導學生獨立完成項目設計,并結合實驗項目對設計結果進行驗證、調整及應用,提升學生學習體驗感、收獲感及成就感。②案例教學法。教師對材料的用途,通過工程實例和工程事故分析來進行說明。③與科研相結合的教學方法。結合教師自身的科研成果和工程實踐經驗,將新材料、新工藝、新標準引入課堂,并成立科研小組,鼓勵學生參與教師科研,指導優秀學生申報大學生創新項目研究課題。另外,對教學以外實驗項目可通過開放性實驗室的形式進行,有一定科研意義的實驗項目可由教師指導學生撰寫論文。
(四)改進課程考核
課程考核改革要有利于提高教學質量和人才培養目標的實現,有利于增強學生自主學習和分析問題、解決問題的能力,以及創新能力,有利于客觀公正地反映學生學習效果和教師教學效果。所以,課程考核改革要突出三個轉變,即考核方式向多樣化轉變、考核內容向注重能力考核的綜合化考核轉變、成績評定向科學化(多元化、全程化)轉變。根據“土木工程材料”課程特點和學校實際教學情況,結合培養應用型高級工程技術人才的目標,以及土木工程專業學生的就業情況,“土木工程材料”課程考核應采取“期末理論考試+平時考核+實驗”相結合的綜合考核方式。最終成績=平時成績(考勤+課堂參與度+作業)×20%+實驗、參觀實習、實踐項目×40%+期末成績×40%,由結果考核轉變為過程考核,強調學生在學習過程及項目實踐過程中能力的獲得[2]。
其中,期末成績按照題庫出題進行考核,以閉卷形式進行機考,考試時間90分鐘,采用百分制評定成績,主要考查學生對“土木工程材料”課程中基本概念、基本理論、基本方法的掌握情況。實驗考核重在對學生動手能力進行考查,實驗成績均以“A、A-、B、B+、C”來評定,考核指標包括師生互動、操作規范、數據處理、問題解答等。考核時,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。參觀實習、實踐項目依托學校TronClass系統的課程作業、調研任務為基礎,篩選有代表性的項目成果進行展示,如優秀項目調研報告、混凝土配合比設計計算書、小課題匯報海報、自主設計實驗、舉辦小型建筑材料展等,都可作為考核項目,按優秀、良好、中等、及格、不及格五個等級評定。通過改革“土木工程材料”課程考核,確保教師能夠公正地評價每個學生的學習成果與表現,可以為后續調整“土木工程課程”教學提供依據。