大学生结构设计与人才培养

一、大学生结构设计竞赛的组织与实践

1．土木工程专业学科竞赛发展

土木工程有着悠久的历史，其专业综合性强，涉及学科面广，基础要求高。进入新时期，专业创新与发展是科研与教育工作者面临的重要课题。专业学科竞赛是培养专业人才创新能力的重要平台。土木工程专业创新竞赛由来已久，上世纪90年代，各高校土木工程专业开始开展各种形式的创新竞赛。题目设置以本专业基础知识为基础，利用简易材料，重点考查专业创新能力和动手操作能力。2005年，首届全国大学生结构设计竞赛成功举办，标志着面向全国的系统的土木工程学科竞赛诞生。土木工程专业学科竞赛进入了一个全新的发展阶段，为各高校提供了学科技能竞技的平台。各高校以此为基础，积极探索，将学科竞赛与人才培养相结合，为创新思想的传播、创新能力的培养奠定了基础。

2．全国大学生结构设计竞赛

全国大学生结构设计竞赛由高等学校土木工程学科专业指导委员会和中国土木工程学会联合主办，由高校轮流承办，是土木工程学科培养大学生创新精神、团队意识和实践能力的最高水平学科竞赛。全国大学生结构设计竞赛旨在培养大学生的创新意识、合作精神，提高大学生的创新设计能力、动手实践能力和综合素质，加强高校间的交流与合作。2005年，第一届全国大学生结构设计竞赛在浙江大学举行，此后从2008至2014年，分别在大连理工大学、同济大学、哈尔滨工业大学、东南大学、重庆大学、湖南大学、长安大学举行了第二至第八届竞赛。

3．竞赛组织与实践

全国大学生结构设计竞赛每年举办一次，基于这个竞赛，各高校、省甚至地区都建立了相应的选拔体系和竞赛机制，这使得高校学生有更多的机会参与其中。可以说，结构设计竞赛现已成为我国土木工程专业学生参与面最广、水平最高的表现自己创新能力和专业素质的舞台。吉林大学建设工程学院作为吉林大学土木工程学科竞赛的组织单位，近年来对该竞赛的校内组织进行了有意义的探索。校内竞赛的组织基于两个目的:一是使更多的学生参与其中，培养学生创新能力和创新意识。二是选拔最优秀的学生代表学校参与省级以及全国比赛。为使更多的学生参与其中，学校大力宣传，加上赛题的特色极大地调动了学生的积极性。近年来，结构设计竞赛在吉林大学土木工程等相关专业基本全员参与，学生利用所学基础知识，在结构体系选择、节点连接设计、构件制作加工等方面勇于创新、积极探索。竞赛充分调动了学生的创新积极性和主动性，也为选拔优秀人才奠定了基础。选拔优秀选手参加全国比赛，吉林大学打破团队选拔的模式，重点考查个人素质和动手能力，做到优化组合，团队整体水平有了大幅提升。除吉林大学外，吉林省内各高校皆以全国大学生结构设计竞赛为平台，通过省、校选拔组织，吸引学生积极参与，充分调动了学生的创新积极性，加深了学生对于创新的理解。

二、历年全国大学生结构设计竞赛赛题创新点

全国大学生结构设计竞赛赛题由承办方牵头拟定，竞赛题目多以土木工程结构为对象，以纸或木材、竹材为材料，期望设计出新颖的结构型式并表现出精湛的制作工艺，以较小的质量承受较大的荷载。表1列举了历届竞赛赛题特点及参赛作品的创新点。通过以上表格可以看出，尽管竞赛赛题大多是对土木工程结构进行考核，但在赛题立意、赛题考核中充分体现了创新思想。其中第一届赛题考查了沙埋基础，第三届赛题考查了发电叶轮设计，第五届赛题的屋顶水箱、第七届赛题的高跷都是日常结构设计中少见的。而参赛队伍更是勇于创新，作品中的张拉基础、前倾桁架、弧形桁架、曲线桁架、变刚度支撑、悬挂结构、隔离结构、变刚度支撑、下柔上刚等更是结构设计中罕见甚至不建议使用的结构形式。能在结构大赛中亮相并取得优异成绩，是其充分分析赛题、大胆创新的结果，也给工程设计提供了借鉴，甚至为科学研究和工程规范的修改提供了思路。

三、如何利用创新平台培养专业创新人才

1．基于学科竞赛的创新平台建设

十年来，以全国大学生结构设计竞赛为代表的一系列学科竞赛在摸索中不断前进，每届比赛赛题中无不体现鼓励创新的影子，但凡在大赛中取得优异成绩的队伍无一不是将结构创新作为结构设计的着眼点和突破口。也正因此，结构设计竞赛为鼓励学生创新，使技术创新的理念深入人心提供了良好平台。以此平台为依托，衍生了校级、省级、地区级比赛，使得更多的人参与到这项活动中来，将理论与实践结合，体会创新的重要性。结构设计竞赛已经发展成组织有力、参与广泛、被业界认可、在国内外有一定影响力的专业学科竞赛。接下来，进行基于学科竞赛的创新平台建设尤为重要，部分高校的一些探索值得借鉴。第一，要开拓思路，将平台建设得专业化、系统化，努力提高平台受众。土木工程包括建筑工程、桥梁与隧道工程、市政工程等专业，其专业特点既有联系又有明显的区别，因此设计一些不拘泥于结构设计，突出专业特点的创新平台对于吸引专业学生、培养专业创新能力尤为重要。要注意不同平台间的交叉与融合，系统地为创新服务。同时，将平台建设与专业基础知识相结合，建设结构力学、材料力学、水力学等不同侧重点的平台更能使不同层次的学生有针对性地发挥其优势，更有助于提高平台受众、培养基础研究创新能力。第二，突出创新宗旨。创新是平台建设的灵魂。在平台建设中，要突出创新宗旨，将创新贯穿于平台立意、平台建设、平台评价的始终。使参与到平台中的所有教师和学生以创新为根本动力和出发点，将所学知识与实践相结合，培养创新意识和创新能力。

2．创新人才培养

创新人才的培养是现代高等教育最重要、最明确的目标。创新平台只是媒介，而创新型人才的培养才是工作的核心目的。从宏观上看，以结构设计竞赛为基础的各类创新平台只是为激发和培养创新能力、创新思维提供了条件。更全面的创新人才培养要立足于解决实际问题、培养合作意识，并在学科建设、教学计划等方面使创新平台能够在人才培养中高效化、制度化。(1)通过创新解决实际问题结构设计竞赛题目绝大多数来自于实际工程，经过一定的简化设计，要解决工程中的一些关键性问题，在解决问题过程中具有很大的灵活性。结构设计本身就是一种科学创造的过程，学生不仅要利用力学等知识确定结构方案，还要从构造学的角度确定连接方式，从美学的角度确定相关造型，从经济学的角度确定最节省的材料使用方案。这一过程就是学生综合运用所学知识的过程，也是培养学生创新创造的过程。(2)培养合作意识基于创新平台，在培养出创新人才的同时，培养出更多的具有合作精神的优秀人才。传统的应试模式培养出的高校毕业生更多地重视个人能力，而轻视协作能力。基于竞赛创建的创新型平台任务多要求小组完成，提倡小组人员由若干不同年级、不同专业、不同特长的学生组合，小组中团队协作能力的发挥直接影响到任务完成的效果。学生完成任务的过程是一个团队合作的过程，也是不断提高沟通能力的过程。(3)创新人才培养制度化、规范化成立专门的组织机构，专人负责、专用场地、专项经费、健全专项激励机制，保证创新平台能够在提高实践教学质量中发挥关键作用。与此同时，也要敢于突破传统观念，由传授知识向培养创新能力转变，加强实践教学环节比重，改革和完善现有的专业教学内容和课程体系，制订出能培养学生创新精神和实践能力的教学计划，确定创新人才培养方案，从而在创新平台、教学计划、培养方案多方相互配合下，全面推动创新人才的培养。

四、结论

结构设计竞赛现已成为我国土木工程专业学生广泛参与并表现自己创新能力和专业素质的舞台。无论赛题创意还是竞赛组织，无不体现其创新的宗旨。基于结构设计的平台建设要突出创新宗旨，专业化、系统化建设平台，努力提高平台受众。以创新平台为载体，建立健全组织制度，使其在提高实践教学质量中发挥关键作用，解决实际问题，培养合作意识。

作者：暴伟 朱珊 胡忠君 单位：吉林大学建设工程学院