针对土木工程专业结构类课程设计在人才培养和教学中存在的问题,构建了结构类课程设计的目标体系和内容体系,基于整体性提出了结构类课程设计改革和实践方案。实践表明,提高了学生的工程结构设计能力和素质,缩短了学生毕业后工作的适应期。
关键词:
课程设计;结构设计素质;土木工程;适应期
基金项目:
黑龙江省教育科学―十二五规划课题(重点课题GBB1212055;规划课题GBC1213115);黑龙江科技大学教学改革项目(JY14-88)。
目前,一般院校土木工程专业人才培养都趋向于培养高级应用型技术人才。土木工程专业的实践性很强,而土木工程结构设计是土木工程专业学生必备的业务能力之一,是土木工程专业高素质人才培养的一个极其重要的实践性教学环节。土木工程结构类课程设计是本科生学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等专业主干课程后,针对所学的各种不同结构体系和构件的设计理论、设计方法和设计计算步骤等内容进行的阶段性总结及设计训练。同时,进行结构类课程设计既是学生顺利完成毕业设计的基础,又是学生毕业后从事土木工程结构设计、技术咨询等工作的前奏。结构类课程设计教学质量将直接影响到学生毕业后从事土木工程结构设计的能力和素质,也将直接影响到学生就业质量,但是,大多数高等院校的结构类课程设计的实践教学内容、教学模式等不能适应新新形势下土木工程人才培养的要求。分析表明,主要存在以下几方面问题:(1)各门结构类课程设计的设计题目和设计内容相互独立,缺乏系统性和整体性,并没有充分考虑各门课程设计之间相关性;(2)各门课程设计的题目来源和设计内容的工程背景不详,缺乏与实际工程的紧密衔接,缺乏应用性;(3)各门课程设计的任务书中所给基础性数据和参数过于具体,不利于学生独立分析问题解决问题能力及创新能力的培养;(4)课程设计的过程管理,质量监控和成绩评定缺乏有效机制;(5)条件保障有待于加强,必要的课程设计指导书等资料匮乏。基于上述存在的问题,进行结构类课程设计的改革研究与实践势在必行。因此,以系统论为先导,基于土木工程结构的整体性概念,加强结构类课程设计的多维度的研究与探索,对提高学生工程结构设计素质,实现学生毕业后从事结构设计的零适应期培养具有重要的显示意义。
1基于整体性构建结构类课程设计的目标体系和内容体系
目标是改革和建设的导向,课程设计的改革亦应如此,明确培养目标是首要的工作。依据社会对土木工程设计人才的需求,明确结构类课程设计改革主要目标是:基于土木工程结构的整体性,培养学生从事工程结构设计和技术咨询等工作的能力和素质,实现毕业后从事结构设计零适应期。具体说,学生在学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程后,通过进行系统的课程设计进一步深化对结构体系和各结构构件的基本概念、基本理论和基本设计方法和公式的理解和应用,并且从土木工程结构整体上把握不同结构体系及其基本构件的具体设计方法和步骤;加强学生对计算机技术(结构电算分析、绘图等)和信息技术应用能力的培养,加强学生设计资料和参考文献查询与检索能力的培养,以及对不同结构体系及其构件的结构施工图表达能力的培养;同时,从多维度培养学生的工程素质(工程意识、工程设计能力等)、创新意识和能力,以及团队协作精神和品质等。土木工程结构是由各种不同受力状态的构件组成的一个空间结构承重体系。对于建筑工程来说,任意一个建筑结构都是由竖向结构承重体系、水平结构承重体系和下部结构承重体系组成的空间承重骨架,这三部分承重体系之间并不是孤立存在,而是相互连接,组成一个一个系统。这样无论以哪一部分体系为内容进行课程设计,都应该基于整体(系统)性去分析相互之间的关联性[1-3]。传统的结构类课程设计内容体系包括单向板肋梁楼盖结构设计、单层工业厂房排架结构设计、钢屋架结构设计和基础工程结构设计。由于混凝土结构的装配式单层工业厂房排架结构在目前实际工程中应用较少,且在排架柱设计时,内力组合理论与框架结构中框架柱的内力组合理论相同,因此在新的课程设计内容体系中将其取消。根据土木工程的专业主干课课程体系构建土木工程专业(建筑工程方向)结构类课程设计内容体系。结合一幢多层混凝土框架结构工业厂房(附带有多层砌体结构办公楼)。从房屋建筑工程结构整体性的角度编写结构类课程设计任务书,内容包括总则(包含设计目的、工程背景资料、建筑图纸等)和各分项课程设计内容的设计要求及相关资料和参考文献,在课程设计任务书中体现出:钢屋盖结构课程设计主要是设计框架厂房的屋盖,混凝土梁板结构课程设计主要是设计框架结构厂房及砌体结构办公楼的楼盖和楼梯;通过完成屋盖和楼盖结构设计,即可确定出由屋盖和楼盖传递给框架和墙体的荷载,这样就可以进行框架结构和砌体的课程设计。砌体结构课程设计主要设计砌体结构部分的墙体、墙梁、过梁、圈梁和雨篷等。上述四项课程设计内容的完成,即完成了整个建筑结构体系的上部结构体系的结构设计,也确定出了上部结构传递给基础的荷载;再根据地质条件等其他因素,进行基础工程的选型和设计计算,完成基础的结构设计[1]。
2基于整体性培养学生结构设计能力及创新意识和能力
结构设计是一项富于创新的工作。在课程设计任务书中,根据建筑的使用功能要求和建筑模数的要求给定相关的尺寸(柱网尺寸、标高、层高等),通过这些尺寸的合理交叉使班级每个学生具有一组基础数据;对于楼面的做法、楼(屋)面可变荷载等都不直接给出,由学生自己设计或查阅资料确定,这相当于每个学生的设计方案计算都不尽相同。对于结构体系的具体结构形式也不做明确的规定(如混凝土梁板结构课程设计中不明确要求必须采用何种结构形式的楼盖和楼梯等),让学生根据结构实际情况进行结构设计,这样通过课程设计的训练,既培养了学生的创新意识和创新能力,又培养了学生独立分析问题和解决问题的能力。学生集中在第六学期8周的时间内系统地完成规定五项设计内容,每项设计内容完成后,要求学生要保存每项课程设计数据和成果,以便进行下一项课程设计时应用到上一项课程设计的数据,保持其设计数据的连续性和完整性。同时,建立每个学生课程设计档案,最终完成五项课程设计后,使每个学生的各项课程设计的设计成果归档到一起,统一保管,有利于学生在第8学期进行毕业设计时提供参考。基于整体性学生系统地完成了任务书中规定的五项课程设计内容,实现了一幢建筑的整个结构设计,既完成了结构的上部承重体系(水平承重体系和竖向承重体系)和下部承重体系的结构设计。这样组织开展课程设计,系统地巩固了学生所学的混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等结构类课程的设计理论和设计方法,提高了学生结构设计方面专业知识的运用能力;设计既紧密结合工程实际,又提高了学生对建筑结构设计的整体性认识。计算机辅助设计在土木工程中的应用已经非常广泛,用于结构分析和绘图的软件(如PKPM、天正、CAD等)也较多,结合建筑工程计算机辅助设计课程的开设,在课程设计中,对于每一分项课程设计,要求学生手工绘图和计算机绘图相结合。要求至少一张手工绘图,目的在于强化手工绘图的基本技能;同时,要求学生至少一张计算机绘图。对于结构设计计算,要求采用电算和手算相结合,应用电算对手算进行复核[4-5]。结构类课程大作业也是对学生所学专业设计知识在实际工程设计中的综合性训练,有针对性地安排设计型大作业,可以实现对学生所学专业知识的系统设计训练,及时检测学生生多所学知识的掌握程度;同时,实现对课程设计起到良好的衔接和促进作用。例如,在混凝土结构设计原理课程教学中,当讲完受弯构件纵向钢筋的弯起、截断和锚固等内容后,就可以及时地给学生布置一道均布荷载作用下外伸简支梁设计的大作业,主要是强化学生对受弯构件纵向钢筋弯起、截断和锚固等构造要求的理解和掌握。学生完成此大作业后,有助于加深理解肋梁楼盖结构和楼梯结构中各类梁的纵向钢筋构造要求。此外,结构类课程设计内容体系中取消了单层工业厂房排架结构课程设计,但单层工业厂房排架结构内力计算及组合的方法对后续课程的学习是非常必要的。为了加强学生对这部分知识的理解和应用,可以安排排架结构内力计算和组合的大作业。
3基于整体性加强过程管理、质量控制和评价机制
结构类课程设计的时间比较紧,设计计算和绘图的工作量较大;并且一般高的院校第六学期的结构类课程设计和高一年级本科生的毕业设计同时进行,教师指导课程设计和毕业设计的工作量较大。为此,在第五学期相关结构类课程的结构设计内容讲完后,就把课程设计任务书发到学生手中,使学生能结合所学内容,有针对性地提前思考和准备课程设计。将课程设计紧密融入相关课程教学中;同时,任课教师在结构类课程教学中既要给学生讲清本门课程的课程设计内容和课程设计的必要性,又要讲清课程设计直接相关的内容,特别是指出学生设计中经常出现的问题。在具体设计时,指导教师要通过正确的引导,使学生进一步重视课程设计,激发学生的积极性和主动性。指导学生制定较为详尽的课程设计进度计划,按计划每天加强指导和考核,培养学生自我管理、自我约束的意识和严谨、务实的工程师品质,保证课程设计按时高质量完成。五个分项课程设计内容构成一个系统,各分项课程设计按照“3+1”人才培养的要求,集中于第五学期完成,综合性较强,因此对指导教师的指导能力和水平以及时间的保障也提出了较高要求。为保证指导质量。依据教师专业能力优势,对指导教师实行分组,每组集中对一个或几个班级进行指导,要求每组指导教师对五项课程设计内容的指导,分工协作;对于不同分项课程设计内容的指导实行主指导教师负责制,且对于不同分项课程设计内容的指导实现指导教师的优势互补。避免一位指导教师集中指导一个或几个班级课程设计时,在时间上和指导能力与水平上的不足。改革课程设计的评价办法,基于整体性原则,在考核结构方案和结构选型的合理性、设计计算的准确性和图纸绘制规范性的基础上,还要结合平时的表现考核独立分析问题和解决问题的能力、计算机应用能力等。并且有必要通过答辩的方式进一步考核学生课程设计是否存在抄袭、对设计基本理论的理解和应用情况[6]。同时,指导教师通过对课程设计的指导、审阅和答辩,及时进行总结和研讨课程设计中存在问题和不足;并且也有必要针对学生设计中存在的问题对学生组织召开课程设计专项总结会。这样循序渐进,逐步提高学生设计的水平。
4基于整体性加强条件保障机制建设
良好的教学条件保障是完成高质量课程设计的基石。对于结构类课程设计的整体性改革,结合学生的特点,编制高质量的课程设计指导书是重要的条件保障之一。结合结构类课程设计任务书编写其课程设计指导书。针对学生初次进行结构设计的特点,指导书中应详细说明各结构体系设计的基本理论、基本方法和设计步骤;并且编写具有代表性的工程实例及设计计算和绘图中应特别注意的问题。同时,指导书中的工程实例集中反映现行结构设计规范条文的应用、最新科研成果及工程经验,这样通过工程实例引导学生加深理解所需理论知识,进一步促进理论与实践相结合,有利于提高课程设计质量。
5结束语
上述结构类课程设计改革的研究成果已经过两届毕业生的实践性教学中的实践,取得了较好的效果,学生的工程结构素质得到了提高,促进了毕业设计质量的提升。从学生就业来看,近两届毕业生到设计单位就职的明显增多;信息反馈表明,这些毕业生在实际工作中明显体现出适应期短、上手快的特点,得到了工作单位的认可。
作者:薛志成 裴强 李长凤 杜文学 杨磊 单位:黑龙江科技大学建筑工程学院 大连大学土木工程技术研究与开发中心
参考文献:
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关键词:土木工程施工课程;课程设计;生产实习;教学改革
引言
目前大部分的普通高等学校以培养高素质应用型人才为目标,课程教学以实践和应用为主,尤其最近一大批应用型本科院校的建设也说明了这一点[1].《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》也提出了“卓越工程师教育培养计划”,旨在培养造就一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量各类型工程技术人才[2],这给土木工程施工课程的教学改革提供了机遇.土木工程施工来之于实际,用之于实际,实践性和应用性强是其主要的特点.课程的大部分内容都是施工工艺的描述和施工方法的总结,理论内容繁多而枯燥,这给教师授课和学生学习带来了一定的困难.如何搞好教学工作,提高教学质量,真正做到“学以致用、用以促学、学用相长”这是土木工程施工课程教学应该引起重视的地方[3].
1土木工程施工课程的特点
(1)实践性强.土木工程施工课程的主要内容是针对各工程的施工工艺、施工方法和实际的操作过程,这些内容是由工程实践得来的,大部分来源于实际工作经验的总结[4],具有很强的实践性.(2)应用性强.土木工程专业的历届本科毕业生,大部分就业于建筑施工企业,监理以及房地产开发行业,并且建筑施工企业所占比例最大[5],该课程在以后的工作岗位上对他们来讲有着举足轻重的地位,可谓是他们的“看家课”,特别是土方工程,砌体工程,混凝土工程,防水工程,网络计划技术等知识应用更多.(3)综合性强.土木工程施工研究的主要是施工技术和施工组织计划两方面的内容,该课程的内容庞杂,知识点琐碎,大部分教材的章节基本都有十几章[6],教学内容更是涉及到三大力学,钢结构,基础工程,工程测量,项目管理,经济法规等多学科的知识,并且各个章节相互独立,内容跨度大.
2土木工程施工课程教学中存在的问题
2.1教材内容陈旧繁多
随着社会经济的快速发展,城市化进程不断加快,使得施工技术和施工难度不断加大,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,然而众多教材仍有多年前落后淘汰的建筑材料、施工机具和施工工艺,教材内容已然过时,例如最近几年建设部推广的大体积混凝土施工、建筑防水工程新技术以及清水混凝土工程等在教材中都没有体现[7].土木工程施工课程的教学内容主要包括各工种工程的施工技术和施工组织计划两大方面,教材内容一般都有十几章,教学内容涉及面广,但是总课时大多在48左右,相对于不多的课时,授课内容就显得有些过多,表1为高校土木工程施工课程教学计划.
2.2教学手段与教学方法落后
目前,土木工程施工课程主要的教学手段是“粉笔+黑板+多媒体”,大容量、快节奏的多媒体教学却又让学生陷入了高科技的“满堂灌”教学模式.同时,有别于其他课程,土木工程施工课程的大部分内容是施工工艺、机械性能等实践性知识,这些内容单纯依靠课堂讲授来完成,学生的认识则只会停留在感性认识上,并且学生也会感到枯燥乏味,教学效果不理想.
2.3实践教学与理论教学相脱节
土木工程施工组织课程设计和生产实习是紧密围绕土木工程施工理论教学而开展的实践性教学环节,对于土木工程专业学生提高工程实践能力有着至关重要的作用.传统的教学安排是先进行半学期的理论教学,之后接着一周的课程设计,最后进行四周的生产实习.实践教学与理论教学相脱节,无法形成理论—实践—再理论—再实践的理想教学模式[8-10].这是弊端之一.土木工程施工具有实践性和应用性强的特点,长时间进行土木工程施工的理论教学容易让学生产生枯燥乏味之感,并且课程中关于施工工艺、施工过程和施工机械性能等内容很难单纯用语言来讲述,这对于教师授课和学生学习是不利的.这是弊端之二连续四周的生产实习对于长达一两年的施工项目而言,学生只能观看到某一静态的施工过程或工程的某一施工环节,能见到的施工过程非常有限,不利于施工项目全过程的理解学习.另外,考虑到安全管理和经济效益等因素,现在很多单位也不太乐意接受学生去工地实习,即使去了工地,有些也仅安排学生做一些内业工作,如工程测量放线等,体现不到实习的“生产性”.这是弊端之三.
2.4授课教师的工程经验不足
由于土木工程施工课程具有实践性强的特点,该课程的授课教师不仅需要具备深厚扎实的理论知识,还需要丰富的现场工作经验[11,12].然而,目前大多数高校授课教师均来自于学校的应届毕业生,很少有现场的工作经验,并且在进入学校以后,处于教学和科研等各种压力,也很难再有机会到工程现场进行长时间的锻炼,导致授课教师的工程经验不足.
3土木工程施工课程教学改革措施
3.1认真选择教材,合理优化授课内容
土木工程包括房建、道路、市政等八个专业,不同的专业施工的侧重点不同.教材选择时应依据学生的专业方向、课程定位以及教学大纲的内容,认真筛选教材,建议从部级或省级获奖的优秀教材中选择.教材确定后,授课教师也应根据专业特点和教学计划对教材内容进行合理优化,大胆舍弃过时的、不适用的旧知识,授课内容突出实践性和应用性,力求“少而精”,同时也可补充一些课外先进的施工技术和施工方法,以改善课堂的教学气氛.
3.2丰富教学手段,注重师生互动
理论教学采用师生双主体进行,以增强师生间的互动为主,强调发挥学生的主体地位,课堂教学多采用“启发式”、“讨论式”的教学方法.同时结合土木工程施工实践性和应用性强的特点,建议采用案例教学法[12].例如在讲解某一施工工艺和施工过程时,可结合校内外实际工程的施工现场进行观摩教学,理论结合实际,不仅能使枯燥的书本知识变得活灵活现,还能激发学生的学习兴趣,使学生听得进,记得牢.
3.3三个教学环节相互交错,相辅相成
三个教学环节相互交错就是将一周的土木工程施工组织课程设计、四周的生产实习穿插于半学期的理论教学中,同时将施工教学的时间延长四周.实践教学与理论教学相互交错和结合,“学以致用,用以促学,学用相长”,形成理论—实践—再理论—再实践的理想教学模式.土木工程施工组织课程设计、生产实习贯穿于理论教学之中.课程设计参照施工单位的施工组织设计,在第一次上课时就布置好,在后期的理论教学中,当涉及到课程设计的知识点时,对学生进行引导说明,也即将原集中一周的施工组织课程设计分散到半学期中去.在这个过程中,学生一边去学,一边去做,避免了期末盲目去做,甚至为赶时间相互抄袭,最后将学生做的课程设计与施工单位的施工组织设计相比较,找出差距和原因,弥补不足.同时,将连续四周的生产实习分散到理论教学中,当理论教学涉及到施工工艺、施工过程和施工机械性能等难以用语言描述的知识时,则带领学生到实际的施工工地参观学习,时间为一至两天即可,不过在学期初需要联系好实习单位.另外考虑到实习的安全性和实习单位联系的不便,学校也可进行土木工程施工试验教学平台的建设,将一些代表性的施工工艺、施工机械在实验室内展现出来,从而实现教学资源的循环利用.
3.4丰富授课教师的工程经验
承担土木工程施工这门实践性很强的课程教师,不仅需要深厚扎实的理论知识,还需要亲身参与现场工程建设,掌握一定的施工经验.丰富授课教师的工程经验,一方面需要鼓励授课教师充分利用闲暇时间去工地实习锻炼,另一方面需要教师每隔一段时间进行脱岗学习的深造.另外,学校也可以把施工单位具有丰富经验的技术人员请到教室来举办专题讲座,以弥补授课教师工程经验的不足.
4结语
土木工程施工是土木工程专业一门重要的专业基础必修课程,具有实践性和应用性强的特点,它源于实际,用于实际.为了使学生毕业后能够更好、更快地适应工作岗位,授课教师必须注重课程的实践性和应用性,如合理优化授课内容,丰富教学手段,实践教学与理论教学相互渗透以及丰富授课教师的工程经验等,从而达到提高土木工程施工课程教学质量的效果.
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[关键词]土木工程;开放式实践教学;混凝土结构;设计课程
中图分类号:G649.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01
土木工程是一个传统老专业。进入新世纪以来,随着中国经济建设的飞速发展,整个土木工程行业领域也在不断焕发着新生命,作为培养土木工程人才的各类院校也应适应新形势,不断革新、探索新的教学模式。土木工程专业课程具有工程实用性强、课程复杂,内容多、难度大的特点,在理论和实践教学过程中开展“启发式”“开放式”教学非常必要。笔者结合多年土木工程专业课程教学及教改课题工作经验,对开放式教学在课程理论与实践教学中的重要作用及具体应用研究结果进行系统总结,以期与同行开展探讨。文章以混凝土结构课程教学为例探索了 “开放式” 教学活动在教学中的应用。
一、混凝土结构课程的特点
混凝土结构设计课程是土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规范、规程等有关的专业基础课。在土木工程专业培养计划中占有重要的地位,各相关高等院校对该课程的教学工作也非常重视。课程内容分:钢筋混凝土结构设计原理及结构设计两大部分,前者是后者的基础,是原理部分的延伸和实际应用,两者互为依存、紧密联系。对于土木工程本科学生而言,通过学习,要求掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识,并能运用理论知识正确进行设计和综合分析,解决工程中的实际问题,具备一定的研究开发能力。同时,该课程也是研究生考试中(笔试或面试)重要的考试科目之一,在相关注册资格考试中也是很重要的必考内容。该课程特点主要有:内容多、公式多、符号系数多、涉及构造规定多“四多”特点;涉及的经验性知识较多;实用性强;解答非唯一性。
二、开放式教学在混凝土结构实践课程中的应用
(一)实验教学的开放
实验环节是土木工程学科学习的重要组成部分,强调课堂授课内容与课内试验、实习、 课程设计与毕业设计相结合,设置了必做与选做试验,并对学生实行了多方位预约式开放, 包括实验内容、实验场地、实验时间、实验器材设备的开放。更新实验教学内容,在基本实验基础上加强综合性实验和研究创新性实验,注重学生创新意识的培养。坚持“基本+提高” 的原则,使实验教学内容既达到课程基本要求,又让学生得到更好锻炼和探索的机会,具有鲜明的专业特色。实践中可将与土木工程主干课程关联密切的实验综合到一起作为学生“开放式”“综合式”实验项目。
(二)毕业设计、 课程设计的开放式
课程设计是对课程理论教学的有益补充。通过课程设计的实例练习可加深对混凝土结构课程所学内容的理解,将理论用于实际,学得更深刻。而毕业设计更是对学生学习的全面检验,通过对一个完整工程的独立设计,学以致用,真正全面地掌握所学知识。同样,课程设计和毕业设计也应做到开放式,在确定方向和设计题目前应与学生充分沟通,了解学生的想法,共同确定设计主题、范围,在设计过程中保持与学生的随时互动和沟通,同时,可将与设计相关的所有资料公布到网站上,让学生去学习、选择、讨论和发表意见,真正实现开放式和互动式。此外,还应强调毕业设计在社会效应和工程应用效应方面的开放性,即鼓励、 允许、引导学生结合实际工程进行设计,课题可来源于社会或科研课题,甚至可聘请设计、 施工单位的工程技术人员担任副导师,共同指导毕业设计。
(三)开放性实习
实习环节是混凝土课程乃至土木工程专业学生重要的实践性环节。实习环节的开放性体现在实习的具体内容及实习地点与学生商量确定,通过事先发放调查表, 统计学生选择方向的意愿和要求。如混凝土结构、砌体结构、钢结构或基坑、边坡、桥梁、道路,以及更细一步的选题方向,可与毕业设计挂钩,指导教师形成双向选择。学生可参与集中实习或自主实习,集中实习由教师带队参加在合作单位实习基地的实习,自主实习由学生自行联系工地进行(包括假期学生的自愿自主工地实习),形式上自由组合选定实习方向或实习工地。总之, 实习环节的开放式特点主要体现在指导思想、管理制度、实习具体内容及形式等方面。院系毕业设计指导小组和教师从思想上和管理上应予以支持,充分发挥学生创新性和灵活性的特点,不局限于规定的实习期,在条件允许的情况下可将自己置身于工程现场或实际工程项目氛围中开展实习活动。
三、结语
土木工程课程由于其专业特点,在教学过程中尤其应突出开放式特色。混凝土结构课程是土木工程专业的重要和典型课程,内容多、难度大、实用性强,对其教学与考评体系均宜结合实际进行,开展“开放式”“启发式”教学研究。笔者从该课程理论教学中的教学内容、 教学形式、课外教学补充、教学考评等方面,以及实践教学中的实验教学、课程设计及实习等环节,研究和讨论了如何开展“开放式”教学及其在课程中的具体应用,从实践看取得了较好的实际效果。
参考文献
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作者简介
关键词 建筑行业;应用技能型;土木工程;毕业设计
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。
参考文献
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收稿日期:2012-07-10
基金项目:浙江理工大学校级教改项目;浙江理工大学科技与艺术学院教改重点项目
作者简介:刘勇(1980-),男,浙江理工大学建筑工程学院工程管理系副教授,博士,主要从事工程管理研究,(E-mail) 。
摘要:分析工程管理专业土木工程施工课程定位与特点,归纳与总结目前该课程教学中的不足之处,并在人才培养计划、教学计划、授课方式、理论和实践课教学模式等方面提出了一系列教学改革措施。研究结果应用于浙江理工大学工程管理专业土木工程施工课程理论与实践教学过程中,取得了较好的教学效果。
关键词:工程管理专业;土木工程施工;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0078-04 土木工程施工是工程管理专业的一门重要专业主干课,课程涵盖土木工程施工技术和施工组织两大部分,内容庞杂繁多且章节跨度大,具有模块化、专业化的特征。该课程实践性强,“以教师为主体、书本为中心,单纯进行知识传授”的教学模式已经无法满足工程管理专业教学需求。另外,传统的“重施工技术、轻施工组织”的教学结构体系安排不能反映工程管理专业技术与组织、管理并重,“土木工程+管理” 的专业特色和人才定位。因此,在工程管理专业工程技术知识和经济管理知识的双轨制培养模式下,研究探索工程管理专业土木工程施工课程教学模式改革,为学生构筑更为坚实的专业技术平台,具有较大的理论研究意义和实际应用价值。
文章分析了现行工程管理专业土木工程施工课程教学中的种种问题,在系统识别与阐述工程管理专业定位和相关特点的基础上,对教学内容、教学方法及教学手段等进行一定范围的改革和探讨,以期有效解决工程管理专业土木工程施工课程教学中存在的弊端,强化工程管理专业技术平台,契合建筑行业对工程管理专业本科毕业生“技术过硬、管理突出”的人才需求,提高工程管理专业毕业生的竞争力。
一、工程管理专业土木工程施工课程定位及特色
随着建筑业的蓬勃发展,建筑行业对工程管理专业人才,特别是知识结构合理、技术与经济管理能力兼备的复合型人才的需求不断增大。据统计,近5年59%的学校工程管理专业毕业生就业率居学校前列[1],工程管理专业日益成为各大高校的热门专业。 对于普通高校工科教育定位,教育界一直存在争议。学术界在参照发达国家的基础上,认为工程科技人才除精通本专业外,还必须具备深厚的工学基础知识,并对相邻学科有所了解;业界则认为,高校专业设置范围广,重点不够突出,毕业生缺乏相应的专业实践能力,进入企业之后需要重新学习才能胜任工作要求。据笔者了解,一些实践性强的行业(如工程造价行业等)甚至更青睐高职高专学生。
培养模式的争议长期困扰高等学校,特别是应用型本科院校的师生。对实践性极强的工程管理专业而言,冲突尤其严重。一方面,专业化、复合型的专业知识结构是其职业规划与未来成长的基础;另一方面,对社会和岗位的适应能力以及在其所从事的工作中是否可以尽快独当一面,是其顺利就业的关键因素。在这个过程中,土木工程施工作为实践性极强的专业核心课程,其地位尤其重要。统计表明,虽然工程管理专业毕业生就业分布广泛,涵盖施工、监理、咨询、房地产等诸多行业,但其就业重心仍然集中在施工领域[1-2]。以浙江理工大学2007级工程管理专业本科毕业生为例,超过70%的毕业生毕业之后从事施工技术、施工组织与管理相关工作。因此,土木工程施工课程的定位及教学效果,直接关系到工程管理专业毕业生的就业竞争力,必须予以重视。
土木工程施工是工程管理专业的核心课程之一,其目的是通过课程学习,使学生掌握建筑施工技术、组织与管理的基本知识,具备独立分析和解决建筑工程施工技术、组织与管理问题的初步能力,为今后进一步学习有关知识和从事专业工作打下基础。从课程目标中可以看出,工程管理专业土木工程施工课程在强调施工技术的同时,也注重施工组织与管理,要求学生利用所学专业知识,根据施工技术的不同制定不同的施工方案,这不同于一般的土木工程本科专业。与开设土木工程施工课程的高职高专的建筑工程管理、工程监理等专业相比,本科专业的属性又决定了其不可能根据实际岗位问题进行课程组织,也不可能弱化学科知识逻辑体系而强调具体岗位技术或技能的熟练操作。
因此,对比土木工程专业和一般高职高专专业,土木工程施工课程具备如下特点。
(1)施工技术、施工组织与管理并重。工程管理专业的“土木工程+管理”的专业特色决定了工程管理专业必须同时注重土木工程施工技术,以及土木工程施工组织与管理的教学与实践工作。这一点在课程学时分配上体现较为明显。通常,工程管理专业土木工程施工教学大纲中,土木工程施工组织与管理的学时占总学时数的35%以上,这一点迥异于土木工程专业。
(2)注重章节之间的联系。除了分部分项工程施工工艺、施工技术等局部性规律外,工程管理专业土木工程施工课程注重章节之间的联系,努力研究土木工程施工的全局性规律,着眼解决建筑施工过程中不同分部分项工程的组织与部署、施工方案选择等问题。
(3)“行业能力导向”特征明显。不同于高职高专的岗位订单式人才培养模式,应用型本科专业将“职业岗位”扩展至“行业领域”。也就是说,工程管理专业土木工程施工课程不仅是为施工岗位设置,而是为建筑行业设置,学生通过课程学习,初步具备在建筑行业不同岗位(如工程估价、房地产开发与经营、工程监理、施工技术、施工管理等)工作的能力。
(4)与其他经济、管理课程联系更紧密。工程管理专业土木工程施工课程要求学生初步具备技术经济、项目管理等基础知识,能够在施工方案设计、施工部署、施工组织过程中熟练应用其相关原理。
二、当前工程管理专业土木工程施工课程教学中存在的问题
目前,工程管理专业土木工程施工课程的教学模式主要是教师课堂讲述,学生课后复习,课程结束后再通过对应的课程设计加深和巩固所学知识。在教学实践中,主要存在如下问题。
1.课程理论教学与工程实践脱节
土木工程施工课程综合性、实践性极强。对操作性强的施工工艺、施工机械或技术,单纯的课堂理论学习远远不能达到理解和掌握课程内容的目的,以讲述、投影、幻灯片为教学手段不如在施工现场的教学效果。然而,目前中国本科教育的特点决定了本科院校的学生不能像高职高专学生一样通过顶岗实习等手段获取施工过程的感性认识。因此,土木工程施工课程理论教学与工程实践脱节成为土建类专业亟待破解的一大难题。
2.课程学时偏少,不足以涵盖完整的项目工艺与组织程序
土木工程施工课程内容庞杂繁多,涵盖施工技术、施工组织两大部分共计16章,且每章节内容均不可或缺。以知识层面而言,课程知识结构涵盖力学、材料、测量、施工技术、网络技术、施工组织等多个方面。为满足教学要求,提升教学效果,必须科学组织教学内容,合理安排理论与实践教学学时。据分析,土木工程施工课程的合理学时(包含实践)应为80学时以上。然而,在工程管理专业教学中,土木工程施工课程多为4学分,64学时[3],课程学时偏少,难以涵盖完整的项目工艺与组织程序。
3.重施工技术、轻施工组织与管理
长期以来,国内高校土建类专业的教学体系多以土木工程技术为主,存在重技术、轻管理的人才培养误区,工程管理专业亦不例外。具体到土木工程施工课程,课程本身所具备的工科特性使其“重施工技术,轻施工组织与管理”。据笔者不完全统计,多数高校工程管理专业土木工程施工课程中施工组织与管理模块课时在16学时以下,有些甚至只有6个学时。究其原因,一方面,国内建筑行业长时间处于粗放式的增长模式下,建筑行业的快速增长导致行业对工程管理人才的需求迫切,进而影响高校工程管理专业的人才培养模式。在高就业率的光环下,工程管理专业施工技术、施工组织与管理并重的复合型培养模式进展缓慢。另一方面,我国高校,特别是应用型本科高校,工程管理专业教师大部分出身于土建类工科专业,如土木工程等,专业教师的学缘结构也导致工程管理专业教学“重施工技术,轻施工组织与管理”。
4.不同模块之间脱节严重,相互关联少
与基础课不同,土木工程施工课程章节之间跨度大、联系少,具有模块化、专业化的特点。例如,土方工程与混凝土工程之间几乎没有知识上的联系。然而,工程建设的复杂性特征使这些原本毫无关联的知识被放到同一课堂进行讲授。因此,传统的土木工程施工课程教学过程中,不同模块之间联系较少,脱节现象严重。然而,工程管理专业的复合型、全局性培养目标使学生必须注重不同施工工艺或者分部分项工程之间的联系,进而统筹安排,达到建设项目“质量一流,工期、成本合理”的目标。
三、工程管理专业土木工程施工课程教学改革探索与实践
针对目前工程管理专业土木工程施工课程教学中存在的上述问题,笔者所在团队申报了2011年度浙江理工大学教育教学改革研究项目,并获得了校内立项和科研经费支持。经过课题组一年多的研究与实践,提出了一些新的教学改革措施,并应用于工程管理专业土木工程施工课程理论与实践教学过程中,初步取得了较好的教学效果。
1.与时俱进,合理优化专业培养计划
随着建筑业的国际化,对工程管理人才的需求也发生了根本性的改变。“土木工程+管理”的培养模式,复合型的知识体系日益成为相关企业引进工程管理专业人才的基本要求。因此,以2012版人才培养模式修订为契机,经过广泛调研,积极修改、优化工程管理专业培养计划。一方面,增加土木工程施工课程学时,理论与实践教学(课程设计)共计96学时(理论学时64,实践学时2周、2学分),基本涵盖该课程的所有章节与内容;另一方面,调整部分实践课程的授课方式,使其易于进行模块化、专业化教学改革与实践,如分散课程设计教学环节(课程设计)等。
2. 施工技术与施工组织并重,凸显专业管理特色
为凸显工程管理专业特色,在优化工程管理专业培养计划的基础上,通过修改土木工程施工课程的教学大纲,调整了章节、模块之间的学时分配,做到施工技术、施工组织与管理并重。首先,在学时分配上,经过调整,工程技术模块共计40学时,施工组织与管理模块共计24学时,实践模块2周,在学时上保证施工技术、施工组织与管理的教学效果。其次,在施工技术教学模块,穿行相关的施工组织与管理类相关知识的教学与实践,由点到面,促进学生专业知识结构体系的建立与完善。在实践环节(课程设计)中,除传统的施工专项方案制定,要求学生进行施工组织与施工部署,按照要求进行流水施工组织与进度计划编制,设定相应的边界条件,引导学生进行施工组织优化与施工平面图布置,最终按小组完成完整的施工组织设计。例如,将两个班60位学生分成10个课程设计小组,每个课程设计小组负责编制一个建设项目的施工组织设计(包含4个施工专项方案,施工总平面图、单位工程施工进度计划表等6项主要任务,分别对应6位学生)。每位学生的课程考核成绩由团体成绩和个人成绩两部分组成,团体成绩由指导教师根据施工组织设计质量给出,个人成绩由课程设计小组成员讨论后投票确定。最后,将课程实践环节(课程设计)分散在理论教学中,与理论教学同步进行。理论教学伊始,指导教师同步下发课程设计任务书,组织学生开始进行课程设计,并定期进行课程设计的指导与点评工作。分散课程设计的初衷有三:一是避开学期末实践性教学的高峰,避免因为课程时间冲突而导致课程设计质量下降,确保课程设计教学时间;二是与理论教学同步,便于学生理论结合实际,加深其对理论知识的理解;三是利用团队作业(团队设计)的思想,利用课程设计小组促使学生进行交流、合作,进而加强学生对课程的认识,培养其团队协作精神。
3.以案例为主线,实训为手段,进行课程模块化教学改革与实践
为适应土木工程施工课程知识点零散、跨度大等模块化特点,课题组以实际工程案例为主线,借助实践性教学环节,以实训为手段,进行课程模块化教学改革与实践。通过讨论,课题组首先按照课程内容将土木工程施工课程分解为土方与基础工程等六大模块。其次,以一个施工工程案例为主线,分别针对上述六大模块设计课程实践环节,模拟案例项目施工组织与管理的全过程,通过施工方案设计、施工组织、施工部署等实训任务使学生掌握所学知识。经过工程管理专业的教学实践,学生反响强烈,效果较为显著。
4.构建理论与实践相结合的一体化教学模式
长期以来,实践环节一直是工程管理专业土木工程施工课程建设的薄弱环节。一方面,教师“粉笔+黑板”满堂灌的教学方式,难以适应工程管理专业人才培养目标的变化;另一方面,集中式走马观花的实践性教学模式难以达到预期的教学效果。基于此,课题组构建了土木工程施工课程理论与实践相结合的一体化教学模式,根据上述模块化划分,分散完成土木工程施工课程设计、生产实习等实践性课程,即在完成某一模块理论教学之后,立刻安排专题训练、现场参观等实践性教学环节,通过教学内容和实际工程的紧密结合,加深学生对所学理论知识的理解与掌握。
四、结语
土木工程施工是工程管理专业的一门重要专业主干课程,其教学效果直接关系学生的就业与职业发展。因此,提高教学质量,确保学生在有限的教学条件下掌握更多的施工技术、施工组织与管理理论知识和实践技能,是目前工程管理专业教学改革中的一项重要内容。
参考文献:
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Teaching reform of civil engineering constrution course for engineering
management speciatly
LIU Yong, XU Sen, ZHANG Li
(School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang Science and Technology University,
Hangzhou 310018, P. R. China)
Abstract: The task and characteristics of civil engineering constrution course for engineering management speciatly were analyzed and the deficiency in teaching was summarized and presented. Suggestions on the training plan, the teaching plan and the practice teaching mode were presented for the teaching reform of civil engineering constrution course. Results show that the quality of teaching and learning can be promoted.
关键词: 土木工程 本科教育 计算能力 实践环节
1.引言
土木工程专业的大学生开设课程多,对理论和计算能力要求高。随着最近十年各大专院校逐年扩招及扩充专业,据不完全统计有三分之一的高校开展了土木工程本科教育,学生人数是十年以前的十几倍,土木工程专业本科学生以前就业以设计院、科研单位、高校为主,动手计算工作专业分工明确,但现在学生的就业以施工企业一线为主,要求土木专业学生有更强的综合动手计算能力,要求既能够纸上验算也能利用计算机进行计算,小到规范验算,大到利用软件数值计算都应该比较熟练。计算能力已经成为土木工程专业学生所必须的素质,提高在校学生的计算能力已经成为亟待解决的问题。
2.提高土木工程学生计算能力的途径
根据日常教学和工程实践提出以下几条提高土木工程专业学生计算能力的有效途径,对往届该专业学生工作后追踪表明实际计算能力的培养显得尤为重要。
2.1 注意基本计算方法的练习
教学中每个专业都有自己的主干课,比如土木工程专业课中的结构力学课程,它的力法和位移法解题,比如钢筋混凝土工程中的弯、压、剪、扭解题方法,对于该类课程中的计算方法和经典范例专业老师应该重点讲解,做到每个学生听得懂,理得清,更重要的是会计算,课堂上留有答疑时间,课后作业应该向这个方向倾向,考试过程中有所体现,从而增加学生对这方面的重视。
土木工程专业教师本身应该多参与工程实践,参加国家规范和行业规程类的职业培训,提高自己的见识,通过土建类相关的职业资格考试来验证自己的计算能力,尽量具有教师和工程师双重身份,从而比较顺利的掌握工程计算的侧重点和未来走向,让学生计算能力的提高有的放矢,适应几年以后的毕业后工作实际。
2.2 重视毕业设计环节
土木工程专业设置了大量的实践环节教育,一般四年时间内会有三次实习还会利用大约一个学期的实践来进行毕业设计。很多学生甚至学校对实践环节走过场现象严重,毕业设计抄袭较多。这种行为严重影响了本科生的培养质量,出现了学生似懂非懂,可能理论头头是道,但是接触到实际问题不知如何下手。
对于从事毕业设计指导的老师要真正负起责任,每个教师指导本科生数量控制在五个以内比较合适,毕业设计是对大学四年学习内容的总结,从宏观处把握知识,设计过程应该熟练,知道先做什么后做什么,能把专业课程串联起来,加深学生对专业的深刻认识。毕业设计老师要做到每天有指导,学生要每周有验收,静下心来进行计算,借鉴相关实例,很多内容在计算中出现错误,推倒了重来,计算的印象更加深刻。坚决杜绝毕业设计期间长期外出实习,看似学到一些知识,实际上从提高计算能力的角度属于本末倒置。
2.3 重视课程作业和课程设计
土木工程专业学生需要利用理论力学、材料力学、结构力学解决工程实际问题,掌握钢结构、混凝土结构等的设计方法,在开设这些课的同时,对应的随课作业还是比较重要的,它是理论知识在课堂以下的一种重现和反馈,课程作业应杜绝抄袭现象,对课程中应该随机设置习题课,纠正计算中的共性问题,对于该种共性问题在考试题目中应该有所体现,给学生计算的动力。
对于主干专业课,比如混凝土结构、钢结构、单层厂房、地基基础等都会相应的设置课程设计,课程设计是提高计算能力的基石,它从微观处着眼学生的纸面验算能力,这种能力在实际工程中应用很多,给个具体工程背景,参照现行规范规程进行设计和验算,解决学生上手具体问题比较困难的能力,课程设计的真题真做很重要。作为专业教师在具体指导过程中应该正确引导,做到一人一题,类似题目数字也要变化,防止学生抄袭,能手写的设计尽量手写,抄一遍也会增加学生的印象,在时间允许的条件下尽量做到课程设计答辩制度。
2.4 提高计算机应用能力
计算机应用已经成为一门基本技能,此处在工程上的应用是借助计算机软件平台提高解决工程实际问题的能力。从办公软件EXCEL中公式的编辑到利用计算机语言实现一些算法,从CAD辅助制图到CAE辅助工程,从结构力学的力学求解器到MATLAB和PKPM软件的使用,甚至利用大型计算软件ANSYS计算与分析结构,学习期间都应该根据专业方向和学习兴趣由熟悉到精通的学习,对于工作中计算方面独当一面大有裨益。
计算机应用能力往往是土木工程专业学生的软肋,学习中正常的计算机应用还可以,比如CAD画图,但是其他软件计算方面存在缺陷。当然原因是多方面的,其中最主要的是当今高校在人才培养、课程设置上和实际工程存在偏差,应该多开设一些计算机应用方面的课程,如果必修课的形式在时间上不允许,可以在课余时间开设一些选修课,当然对教师自身计算机应用的水平提出了要求。最后的毕业设计推荐使用手算示范和整体软件计算相结合的方式。
3.结语
针对土木工程专业学生计算能力的要求越来越高,从基本方法练习环节、毕业设计环节、课程作业和课程设计环节、计算机应用能力培养环节提出了提高该专业学生计算能力的途径,希望对土木专业教育工作者有所帮助。
参考文献
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关键词:土木工程专业;实践教学;人才培养;教学质量
中图分类号:TU-4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0125-05
土木工程专业是实践性较强的专业之一。随着中国土木建筑行业的发展和社会对土木工程人才的需求,高校土木工程本科人才培养目标的定位趋向于培养工程实践能力强,且具有创业、创新精神的应用型、复合型高级技术人才。实践教学是学生深入工程实践场所,有组织、有计划地进行实践训练,是学生对所学理论知识巩固和深化的过程,也是培养和提高学生工程实践能力的有力手段;同时,实践教学是高等工程教育的基础,在应用型、复合型人才培养中占据重要地位。土木工程专业学生工程实践能力培养水平的高低是其人才培养目标能否实现的关键所在。目前,大部分高校土木工程专业实践教学体系都存在缺乏系统性、连续性、可持续性及综合性的问题,且存在着实践教学与理论教学脱节、实践教学开展与社会需求不适应、实践教学环节单一等问题。为此,结合高校本科办学特色和土木工程专业教育教学规律,进行土木工程专业实践教学体系构建的研究和实践具有重要意义。
一、系统论的原理和方法
系统论的基本原理是:任何研究对象都是由若干个相互联系、相互作用的要素构成,且是具有特定功能和特定规律的整体。运用系统论研究问题,就是根据系统论的基本原理,在整体上、联系上和功能上等多方面分析作为系统的研究对象,总结其整体与部分、部分与部分之间内在关系,从而达到最优化、系统地解决问题[1-2]。
土木工程专业实践教学体系作为一个系统,是由若干个子系统组成,子系统一般包括实验、实习、课程(毕业)设计、社会实践和科技活动等实践教学环节,而每个实践环节又由若干个具体的实践活动组成,即由次一级的子系统组成;而实践教学的目标、教学内容、教学条件、教学管理和评价等直接影响到实践教学的质量。因此,在系统论视域下构建土木工程实践教学体系,既实现对实践教学目标、教学内容、教学条件、教学管理和评价等的合理建构,又实现对实验、实习等实践环节的整体优化,使各类实践教学的开展成为一个有机的整体,有利于实践教学功能的良好发挥。
二、实践教学体系构建的指导思想和原则
实践教学作为高等工程教育的重要组成部分,是在理论教学的基础上培养学生工程实践能力、创业、创新意识和综合素质,以达到缩短毕业后适应期的重要教学环节。根据黑龙江科技大学办学特色和办学理念,以及土木建筑行业对人才培养规格的基本要求和土木工程专业人才培养的特点, 确定出适合“3+1”应用型人才培养的土木工程实践教学体系构建的指导思想和基本原则为:遵循科学性、整体性、实践性和连续性原则,以学校办学的 “三大”教育理念(即大工程、大德育与大实践)[3]、土木工程专业学生的教育教学规律以及系统论指导,充分发挥校校协作和校企合作的载体作用,依据学生能力和素质形成及发展的基本规律进行系统的设计,实现实践教学体系的整体性优化。同时,土木工程专业实践教学体系构建与实施要立足于信息技术、计算仿真技术等现代技术和平台,开展课内与课外、校内与校外、现实与虚拟等融为一体的运行模式。
三、实践教学体系的构建
土木工程实践教学体系(系统)是由构成实践教学活动的各个分体系(子系统)构成的有机联系整体。从广义上讲,若干个子系统包括:实践教学的目标体系、内容体系、条件体系、管理体系和评价体系等,实践教学体系结构如图1所示。从狭义上讲,实践教学体系即指实践教学内容体系。
实践教学目标体系与内容体系必须以社会和行业对土木工程人才的需求为根本。根据土木工程专业“3+1”人才培养方案中培养目标和业务能力的基本要求,结合土木工程学科的特点和高校的办学实际,确定出以提高学生工程实践能力和毕业后适应期短为主线的实践教学目标体系,主要包括实践教学知识目标、实践教学能力目标和实践教学素质目标。实践教学知识目标在于培养学生了解土木建筑行业、专业及学科的发展动态及趋势,掌握从事土木工程结构设计、施工管理和咨询等技术工作所必须的业务知识;实践教学能力目标在于培养学生分析和解决土木工程技术和管理问题的能力,以及具有从事工程结构设计、施工管理和咨询等基本技能;实践教学素质目标在于培养学生具备正确的人生观、世界观和职业观,以及爱岗敬业、务实创新和团结协作的工作品质。
实践教学内容体系是土木工程实践教学体系的核心,一般包括以下几个分体系:实验教学体系、实习教学体系、课程(毕业)设计教学体系、劳动军体课教学体系、社会实践体系、科技活动体系等,土木工程专业实践教学内容体系结构图如图2所示。实验教学体系分为基础课实验体系和专业课实验体系。基础课实验体系涵盖了工科学生必修基础实验课程;专业课实验体系由土力学性能实验、材料性能实验及结构构件力学性能实验组成。实习教学体系构建成从认识实习、测量实习到生产实习,再到毕业实习和毕业设计的一体化实践体系。课程设计体系是在房屋建筑学课程设计的基础上,基于系统论整体性构建了涵盖上部结构(水平承重体系和竖向承重体系)和下部结构承重体系的一体化课程设计体系。
实践教学条件体系是保证实践教学的基本保障之一,涉及硬件条件和软件条件。硬件条件包括校内实践基地(含实验室)和校外实践基地及其相关的试验仪器与设备;软件条件主要包括指导实践教学的师资队伍、专业图书资料、实践教学课件、实践教学软件及实践教学影像资料等。
实践教学管理体系非常复杂,涉及学校、学院、系和教研室等多个层面上的管理,还涉及到学生自身和校内外指导教师层面上的管理。实践教学管理体系还包含健全的管理制度,如组织管理制度、安全管理制度、监督检查制度、质量评价制度、教师实践培训和顶岗锻炼制度等。
实践教学评价体系是保证实践教学质量提高的关键,主要包括各实践教学环节教学质量评价指标体系、评价原则、评价机制、整改制度等。
四、 实践教学体系构建和实施中的几个问题
构建实践教学体系是提高应用型本科高校人才培养质量的关键,而其实施的途径、方法和手段的创新,更是影响人才培养质量和培养水平提升的主要因素。实践教学体系构建和实施要注意以下几方面问题。
(一)明确实践教学体系中各级分体系构建的原则
坚持科学性、实践性、整体性和连续性原则构建各级分体系。其中,科学性是指各级分体系(系统)构建必须符合土木工程专业的教育教学规律,适应当前新形势下学生成长成才的发展规律。实践性具有两个层面的含义,一是指各级分体系(系统)构建的相关实践环节要紧密结合应用型本科人才培养的实际,易于实现;二是实践教学内容体系中的各分体系(子系统),如实验教学体系、实习教学体系、课程设计体系等,必须紧密结合土木工程的实际,充分适应土木建筑行业实践性强的特点。整体性是指按照“大实践”教育理念和系统论基本原理,在宏观上,从实践教学的目标、内容、条件、管理和评价5个层面建立“五位一体”的实践教学体系;在微观上,从实验、实习、课程(毕业)设计、劳动军体课、社会实践和科技活动6个层面上建立“六位一体”的实践教学内容分体系。基于“大工程”教育理念构建由基础实验体系和专业实验体系组成的实验教学分体系。在基础课实验体系中设置的5个实验环节旨在培养学生具备工程师的基本实践技能,为学生开展创新性实验奠定了坚实的基础;而在专业性实验体系中,由于材料性能实验和构件性能实验相互关联,对两类实验的内容进行优化和整合,主要以开设综合性设计性实验为主。学生通过开展系统性的实验锻炼,既巩固了所学的基本理论知识,又培养了动手能力、分析问题和解决问题的能力及创新意识。对应实验教学的指导性文件(如实验教材、实验指导书等)应突出实验教学的综合性和设计性[4]。课程设计体系以一幢多层框架结构建筑物(带多层砌体结构附属用房)的完整性结构设计为主线,分阶段设置上部结构和下部结构的设计,即依次完成钢屋盖结构、混凝土楼盖结构、多层砌体结构、混凝土框架结构和基础工程5个课程设计,构建“五位一体”的课程设计教学分体系,取消了混凝土排架结构课程设计,增加了多层砌体结构和混凝土框架结构2个课程设计,突出了课程设计体系的整体性、实践性和连续性;分阶段进行各项课程设计,要保持各项设计中相关设计计算成果的连续性[4-6]。
(二)加大引导和动员,深化全员重视实践教学体系
在应用型人才全过程培养的进程中,全员、全方位、高质量开展实践教学体系中的各教学环节,是提高人才培养质量的重中之重。实践教学中全员育人和管理,首先是学生的自我管理和自我实现,其次是从学校、学院、系等多个不同管理层次上深化管理,加强组织和动员,深入落实实践教学导师制,实现实践教学全过程精细化管理。为此,从学生入学教育开始,引导学生重视实践教学,特别是每一次进行实践教学分体系之前,都要组织学生和指导教师开动员会,同时推进导师责任制的落实。
(三)加大经费投入,推进实践教学的条件建设
经费投入是各项改革和建设的基本保证。经费投入主要在于两个方面:一是加大校校协作和校企合作,从多方位筹措经费,加强对校内实践基地(含实验室)和校外实践基地的建设;深入开展校企合作,协同共建实践基地,实现企业员工可以在基地内进行技术培训,而学校学生可以在基地内进行实践锻炼,达到校企共赢目标。通过持续建设,使实践基地内的硬件和软件条件满足学生进行基础实验、综合性设计性实验、创新实验、科技活动、实习等开展的需求。二是加大校内外实践教学指导教师队伍建设,设置队伍建设专项经费,使校内指导教师通过顶岗锻炼、专项实践培训等,提高自身工程实践能力和实践教学的指导能力;同时,对校外指导教师建立指导业绩考核评优、发放指导津贴等考核评价和激励机制,提升校外指导教师积极性,提高实践教学的指导质量。
(四)充分利用社会资源,保证人才培养与社会需求无缝对接
在校校协同共建实践基地和推进校内外导师队伍建设的基础上,聘请土木建筑行业设计、施工、咨询和管理等单位的高层次管理和技术人才组成实践教学校外专家指导委员会,指导各实践教学环节的目标定位,实践内容优化和教学模式改革等工作,使实践教学各环节的开展紧密结合工程实际和行业所需。
实践教学评价是推进教学质量提高的有效手段,既要开展校内多层次教学评价,又要借助于校外实践基地的资源开展校外评价,同时组织学生就业单位对毕业生的工程实践能力进行评价,通过校内评价和校外评价,分析实践教学体系实施过程中存在的问题以及人才培养与社会需求的符合度。
同时,加强多角度融资渠道的拓展,从特色应用型本科多层次人才培养需求出发,通过立项获取建设经费支持,开展省部级实验示范中心、特色人才培养基地等建设,推进校内实践教学条件上层次[7]。广泛争取校友和相关企业在办学经费上的支持,设立实践教学专项奖学金,深入开展各实践教学环节(如结构设计竞赛、科技活动等),激发学生的积极性和创造性。
五、结语
土木工程实践教学体系的构建和实践,推进了各项实践教学环节的系统性开展,提高了学生工程实践能力和增强了学生创业、创新意识,缩短了学生毕业后的适应期,毕业生得到了社会上用人单位的认可。研究成果对同类院校应用型人才培养中实践教学的开展具有指导意义。
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关键词:土木工程;实践教学;教学质量
Thoughts and explorations to the improvements of civil engineering specialty practical teaching quality
Zhang Minxia, Xu Ping, Wang Youkai
Henan polytechnic university, Jiaozuo, 454000, China
Abstract: Civil engineering specialty is strong professional, practical, comprehensive and social. Practical teaching in the teaching of civil engineering plays a very important position. By analyzing the problems and shortcomings of college teaching of civil rngineering, optimizing the practice sessions, various multi-level experimental teaching and increasing the construction of teachers are proposed so as to improve the quality of practice teaching for civil engineering specialty.
Key words: civil engineering; practical teaching; teaching quality
近十多年来,随着我国改革开放的不断深入和社会经济的飞速发展,以及城镇化建设和大型基础设施建设项目的不断推进,我国土木工程行业迎来了前所未有的大发展,但也面临着严峻的挑战:社会急需一批基础过硬、适应面宽、创新能力强、综合素质高的多层次复合应用型土木工程专业人才[1-2]。但在新形势下,我国土木工程教育出现了比较大的“弊病”—毕业生缺乏工程实践背景、创新意意识薄弱、理论与实践严重脱离、动手能力较差。为迎接挑战,适应我国土木工程发展的新形势,我国高等院校土木工程专业人才培养模式需不断改进完善,教学质量亟待提高。土木工程专业课程结构体系分理论与实践两大教学环节,而传统教学更关注理论课程教学,事实上土木工程专业是一个理论与实践紧密结合的学科,实践性很强。实践教学将理论与实践相结合,不但能激发学生的学习兴趣,同时能让学生综合运用所学理论知识,系统解决实际工程问题。因此,提高土木工程专业实践教学质量,有利于培养具有创新精神、实践能力和国际视野的高质量、高层次、高素质的土木工程师。
1 土木工程专业实践教学存在的问题
土木工程专业具有很强的专业性、实践性、综合性和社会性。实践教学旨在培养学生应用专业理论知识和方法解决工程实际问题的能力,培养学生在实际工程环境和社会环境中的创新能力、协调能力、交际能力、沟通能力、团队合作精神等。长期以来,由于高等教育中一直存在着重理论轻实践的倾向,造成实践教学管理松散、系统性差、实践教学资源投入不足、学生实践较少等问题,影响了对学生动手能力、工作适应能力和创新能力的培养,无法满足土木工程行业对复合应用型人才的需求。近些年来,由于我国土木工程行业的飞速发展和高校土木工程专业的整合与扩招,造成师资队伍紧缺和教育资源(尤其是实践教学资源)投入相对不足,在实践教学环节出现了一些亟待解决的问题[3]。
1.1 实践教学计划和内容不够完善
土木工程专业实践教学环节的形式是多样化的,包括实验教学、课程设计以及实习等环节。其中实验教学和课程设计主要是针对一门课程进行,在实验教学中由于教学计划的调整,专业课学时压缩使实验课学时减少,致使有些基础实验变成了课堂演示实验,全部实验由教师演示多媒体课件,学生只是观看浏览,实验仍停留在书本上,学生动手操作的能力得不到有效锻炼与提高。课程设计主要存在设置的内容过于单一,在课程设计中学生存在抄袭现象,其创新意识得不到有效提升。实习环节主要包括地质实习、测量实习、认识实习、生产实习、毕业实习等多个环节,实习环节多而涣散,内容缺乏综合性和系统性。在时间安排上,生产实习和毕业实习时间过短,学生实习流于形式,系统性不强。另外,实践教学内容难以与工程实际结合,有部分内容滞后,脱离社会需求,学生缺乏对工程项目整体性、过程性的认识和理解,教师难以对学生进行综合训练和全面检验,更谈不上对学生工程素质和工程实践能力的培养。
1.2 师资匮乏严重影响实践教学质量[4]
随着学生的扩招,学生人数成倍增加,给实践教学质量的提高带来更大的困难。近年来,虽然高校不断加大人才引进力度,师资队伍得到扩充,但教师数量相对匮乏。在实验教学、课程设计、毕业设计中,教师常常要同时指导很多的学生,学生难以与教师及时深入交流。在实习环节中,由于招生规模的扩大,联系实习单位和教师指导的难度越来越高。实践教学中,学生和教师之间缺乏及时和足够的沟通交流,学生的疑惑得不到及时有效解答,严重影响了学生动手能力和创新能力的提高。同时,由于实践指导教师相对较少,造成一些高校实践环节的教学管理松散,不能有效建立和落实一整套切实可行的实践教学管理制度和质量保证体系,对实践环节的教学管理与考核达不到细致严格的要求,实践教学质量难以保证。
1.3 实践教学资源投入的问题
教学资源投入不足一直是各高校面临的突出问题,在实践教学环节显得尤为明显。在实验教学中的实验仪器设备购置、实验消耗材料和实验室建设等方面,部分高校由于教学资源投入不足,使得实验教学存在较大的困难。在实习环节中,土木工程专业一般包括认识实习、生产实习和毕业实习等,实习中需要投入的教学经费较大,而部分高校投入实习经费相对较少,不能有效保证实习的质量和时间。实践教学资源不足已经严重影响到实践教学的质量。
1.4 实践教学基地建设困难[3]
土木工程专业实践环节较多,建设校内外实践教学基地,能在目前较大的教学规模下保证学生参与社会实践,培养学生实践能力和工程素质,提高实践教学质量。实习基地能使学生在实习过程中“看到、学到、做到”,实习基地的指导教师来自企业研发和生产的第一线,有丰富的实践经验和独特的思维模式。这种实践经验和思维模式将潜移默化地影响学生。由于土木工程项目的一次性、复杂性和风险性特点,长期以来,高校对实训场所、设备和外出实习经费的投入严重不足,于是倾向于与企业合作,寻求企业对实践教学的支持。由于校企双方目标不同,特别是企业受现实生产环境与接纳能力所限,很难投入一定的精力和财力来支持高校的教学,即使学校能支付少量的费用,企业也不愿意放手让学生去现场实践。除此之外,各方对于学生的安全责任也是制约企业支持实践教学的一大瓶颈。
2 提高实践教学质量的方法与探索
2.1 优化实习环节,提高教学质量
实习是实践教学的重要环节,土木工程专业实习一般包括认识实习、生产实习、毕业实习和课程实习(如工程地质实习、测量实习等)。在实习内容制定时,应该紧密结合工程实际,拓宽学生的专业视野。如在工程测量实习中,测绘工程专业、工程地质专业、土木工程专业都需要进行,但在内容安排方面应该有所区分,土木工程专业测量实习内容不能只停留在导线、高程、角度等方面,要结合工程项目或拟订工程项目,使学生学会如何根据工程特点进行施工放线、场地测设、标高控制、道路中线测设等方面的工作, 以提高学生适应工程实际的能力,真正做到学以致用。生产实习和毕业实习应该深入生产企业,让学生深入生产一线,结合所学专业知识,采用灵活多样的方式进行。此外,学校可以经常举办小型工程项目设计大赛,让学生真正参与结构设计、优化、施工环节等,让学生自己动手,积极参与,切实提高学生的创新意识和工程意识。
2.2 多方面、多层次开展实验教学,提高学生的分析研究能力
土木工程专业实践性很强,要让学生理解理论知识,实验是不可缺少的实践环节。土木工程专业实验可分为基础性实验、设计性综合实验及研究性实验等3个层面。基础性实验要求学生对材料的物理、力学、化学特性进行实验分析,要求学生掌握实验基本原理和实验方法,熟悉土木工程专业常用仪器设备的操作,目的是提高学生进行实验的基本技能、动手能力及实验数据分析能力。设计性综合实验是在指导教师和学生共同参与下,综合运用所学专业知识,创造性地设计实验。旨在锻炼学生的思维,让他们熟练运用专业基础知识,提高创新意识。研究性实验主要是针对高年级的本科生或研究生开设的具有较强研究性、前沿性的实验项目,目的是提高学生的分析研究能力。许多高校土木工程专业都对学生开设有基础教学性实验和开放性实验,通过多方面、多层次开展实验教学,提高学生的分析研究能力。
2.3 加大师资队伍建设,保证实践教学质量
实践教学相对理论教学需要的师资力量更大,但目前许多高校师资队伍严重不足。在土木工程专业中,要求毕业设计中每位教师指导的学生人数一般不能超过10人;课程设计、专业实习中每位教师指导的人数一般不能超过一个自然班(30人左右)。但许多高校师资力量相对较弱,难以保证实践教学质量。因此,切实加大师资队伍建设是提高实践教学质量的基础。加大师资队伍建设,确保合理的师生比,学生在实践教学环节中有更多与教师沟通交流的时间,学生的疑惑可以得到及时解答,思维可以得到系统的训练,实践教学质量得以稳步提升。
3 结束语
随着我国土木工程行业的飞速发展,高校人才培养应该注重培养满足国家战略需求、满足行业企业发展需求的人才,确立全面发展的人才培养理念,建立高校与行业企业联合培养人才机制,不断提高学生的工程意识、实践水平、创新能力和综合竞争力。实践性教学作为土木工程专业教学的重要环节,其教学质量关系到人才培养的质量。在土木工程实践性教学方面还存在许多不足,需要广大高校教育工作者不断总结经验和探索提高。
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关键词:土木工程概预算;实践教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)09-0013-03
“土木工程概预算”是土建类各专业的一门专业应用性课程,主要研究建筑产品的实物形态在其建造过程中投入与产出之间的数量关系,研究在价值规律指导下建筑产品造价的构成因素,涉及较广泛的经济理论、经济政策、施工技术及管理的知识,是一门综合性的技术经济学科。
本课程以建设工程定额应用为导向、以施工图预算的编制为主线。在阐述建设工程定额的组成和编制方法的基础上,重点介绍定额的应用、工程造价的计算和工程量计算规则,最后以一般土建工程施工图预算文件的编制为总结。随着我国工程造价管理制度不断完善,工程量清单计价模式的逐步推广,本课程的教学紧密结合新的计价规范,努力结合市场需求,坚持适用性强为原则,及时更新教学内容,改革实践教学,以适应行业市场的需求。
一、“土木工程概预算”课程建设现状
“土木工程概预算”(原“建筑工程概预算”)是石河子大学工程土木工程专业的专业必修课程,是土木工程专业的重要专业课程。从1998―2002年,将“建筑工程概预算”课程作为必修课在建筑工程专业开设,2002―2009年,随着学生就业途径的拓宽,工程造价管理作为学生就业的方向之一,“建筑工程概预算”课程作为必修课在土木工程专业开设,相关的师资力量也在不断壮大,由原先的2名主讲教师发展到3名主讲教师,相应的实践教学手段不断丰富:电算化软件课程开设;由主讲教师主编的用于指导学生电算的广联达软件的相关教材投入使用;结合实际工程的施工图纸,学生进行为期一周的本课程的课程设计; 2009年以后,由于2011年水利建筑工程学院新增道路桥梁专业,“建筑工程概预算”更名为“土木工程概预算”,成为石河子大学土木工程专业建筑工程方向和道路桥梁方向的一门主干专业必修课。目前,该课程理论总课时32学时,总学分2个学分,实践环节包括课程设计和毕业设计,其中课程设计时间为1.5周,毕业设计时间为2周。
二、“土木工程概预算”实践教学存在的问题
在2010年之前,本门课程在学院的名称为“建筑工程概预算”,主要面对土木工程专业学生在第七学期开设,前期36学时理论学时结束后,进行为期1周的课程设计,第八学期与工程概预算相关的毕业设计时间为2周。笔者在以往的教学过程中发现,为期1周的课程设计和2周的毕业设计环节中存在一些不足,主要体现在以下几个方面。
(一)课程设计时间紧迫,质量参差不齐
以往的课堂理论教学,教师基本以书本上的知识点结合书上极少的例题进行讲解,基本没有结合工程实际案例作为教学素材,学生通过课堂理论学习,对理论知识一知半解,课后作业资源极少,学生缺乏实践动手的机会,基本没有为课程设计奠定实践动手能力基础,因此学生在课程设计开始的一两天内,基本无从下手,教师费时费力,需要将学生从零动手基础引入课程设计,造成学生完成课程设计时间紧迫,课程设计质量参差不齐。
(二)课程设计资源匮乏,学生积极性不高
“建筑工程概预算”课程设计任务是,学生通过一周的课程设计,完成一个建筑工程的施工图预算,需要教师提供完整的建筑工程施工图纸作为课程设计资料,另外,还需要施工设计图纸中使用的图集、规范等配套资料。以往本课程的课程设计由主讲教师整理收集了三套完整的建筑工程的施工图纸及相关的配套资料,提供给学生进行施工图预算。对于一百多名学生,三套施工图纸及配套资料显得相当匮乏,在一定程度上影响了学生课程设计的积极性,课程设计的效果难以达到。
(三)课程设计环节孤立,未达到预期效果
本课程的课程设计与施工技术与组织课程设计联系紧密,通过本课程的课程设计,应做到学生通过概预算课程中的算量,为施工组织安排人力资源提供工程量数据,从而达到建立相关课程联系性,建立学生专业素质的效果。但是由于施工技术与组织课程在学院是第六学期开设,无法与本课程设计进行衔接,造成这两门课程设计之间孤立,使本课程设计未达到预期的效果。另外,施工图预算是进行工程招投标、工程项目管理的关键环节,以往的课程设计环节缺乏建立学生专业系统素质的思考,也造成未能达到本门课程设计的效果。
三、“土木工程概预算”实践教学改革的路径
经过多年教学和工程实践,本课程组教师在强化以实践能力为本位的实践性教学环节进行了思考与改革,创立了具有特色的实践教学体系。
(一)明确本课程实践教学目标
1.本课程实践教学是本专业学生建立专业系统素质的纽带。作为大学的专业学习,学生的主要任务除了完成单门课程的学习任务以外,通过大学四年的专业学习,建立系统的专业素质是十分重要的。本门课程是在第七学期开设,起着承前启后的作用。本课程的实践性与相关课程联系紧密,通过本课程实践教学,逐步加强学生对本课程体系整体系统性的培养,从而转化为学生实践、创新的综合能力及素质。一方面是对学生第七学期之前所学相关专业课程与本课程加强系统联系,另外一方面是对第八学期学生毕业设计做理论铺垫和实践动手能力的铺垫,具有重要枢纽的作用。
2.培养目标:重实践,强技能,夯素质。本课程学生所掌握技能是学生的就业方向之一,本专业学生的就业方向除了从事建筑、结构设计、施工管理以外,从事工程造价管理也是部分学生选择的就业方向之一。本着以“卓越工程师培养”为拓展培养目标,培养兼具技术、经济、管理、法律的复合型应用工程造价管理人才,是本门课程实践教学的重点教学目标[1]。
(二)实践教学内容设计与改革
1.实施土木工程概预算课堂与课后实践教学环节
改革。为了奠定学生实践动手能力的坚实基础,在2013―2014及2014―2015第一学年,在土木工程2010―1、3班和2011―1、2、3、4班实施了课堂和课后实践教学环节改革,其中包括“引实际工程进课堂”、“拿实际工程当作业”,不断丰富学生的实践经验。另外,在理论课阶段,鼓励学生通过网络进行课堂后的学习,教师与学生在网络上交流,在时间和空间上作为课堂教学的延展。
2.转换角色,课后学生收集实践教学基础资料,提高学生的动手能力。通过分析以往学生在实践动手能力方面欠缺的原因,加之学生宿舍及教室网络环境的改善,突破了以往必须有纸质资料作为教学资料的限制,课后学生完全可以通过网络查阅需要的资料:图集、定额、规范等,一方面解决了资料欠缺的问题,另外一方面,通过查阅资料,学生积极动手,提升思考能力,更加重要的是能够更进一步将所学的专业课程系统联系起来,这对于学生来说十分有益。
3.改革课程设计,丰富实践教学环节。实施了土木工程专业“土木工程概预算课程设计”的改革,即通过工程招投标环节模拟,主要侧重点在商务标投标现场的模拟。本次课程设计改革中,设置了一个实践教学改革实验班,本班通过一个小组编制工程标的、三个小组编制投标报价,在指导教师的辅助下,进行招投标现场的模拟。由于实验效果的原因,学生较非实验班学生看图仔细,在编制过程中,不断发现问题,互相讨论,分析问题,解决问题,达到甚至超出了本次实践教学改革的目的,效果良好。学生在组织招投标模拟现场的过程中,发挥主人翁精神,不断收集资料,使整体流程进展十分顺利,学生受益匪浅。通过本次实践教学改革,深深体会到,只有不断地探索努力,从不同的源头调动学生积极性,发挥学生的潜能,教学相长,效果十分显著[2-4]。
4.布置形式多样的作业。自土木2009级开始,课后作业形式多样化:对于理论知识的课后习题,教师将收集的电子版习题,通过网络发给学生练习;对于应用型知识的课后习题,采用实际工程的案例图纸作为作业,学生进行系统联系;另外结合身边的建筑物为作业案例,学生通过自己动手准备作业基础资料:动手量尺寸、找定额、翻图集,在综合能力的培养上奠定一定的基础。
(三)实践教学改革的途径
鉴于本门课程实践性强的特点,开辟适合本课程特色的实践教学改革途径,即通过课堂教学实例化――课后作业形式多样化――课程设计小组化、资源丰富化、环节增加场景模拟――毕业设计独立化――第二课堂丰富化的实践环节,分五步走强化实践教学模式[5]。此实践教学模式必须依托本课程建立的网络课程以及一类课程建设平台,为此模式顺利开展提供了大量的实践素材和丰富的实践资料,确保有充足的学习材料和提供空间上的保障。
1.课堂教学素材实例化,奠定实践理论基础。本课程的课堂教学,突破仅仅讲授单一理论知识的条例化,引入实际工程作为课堂素材。对于工程计量章节,结合实际工程图纸讲解、讨论分部分项工程计量规则,在很大程度上提高了学生学习积极性,并且在实例讲解的过程中,将本课程与工程经济、工程项目管理、房屋建筑学、钢筋混凝土结构等相关课程知识点进行衔接及梳理,构建学生对该课程体系的系统性。
2.课后作业形式多样化,加强理论知识学习。本课程课后作业的布置形式多样,不拘泥于课本或者固定习题,以开放性与实践性相结合为主要原则布置课后练习。作业内容主要考虑对课程基本理论加深理解与掌握。主要以实际施工图纸为主,辅以教师自编习题,让学生自己动手计算各个分部分项工程量。例如,主讲教师认为在土石方工程和砌筑工程学习完之后,可以自设一道综合案例让学生思考并动手练习,练习内容包括:土石方计量、砌筑基础计量、回填土计量及余土或缺土的计量。通过此综合例题,一方面可以加强学生对相关分部分项工程计量的理解,另一方面教师可根据学生的完成情况,了解学生对这些项目中的细节问题的掌握程度。同时,学生在完成作业的过程中,必须通过查找电子版的定额和图集来完成,此过程能够增加学生完成本门课程实践性练习的系统性,并提高学生主动查找资料和解决问题的能力。通过形式多样的课后作业形式,巩固课堂教学,强化实践教学基础,将课堂理论和实际问题相结合,发现问题,分析问题,解决问题,为实践能力奠定一定的基础。
3.课程设计环节设计与改革。课程设计小组化,提高学生积极性。将所有学生分成5―6人的小组,以小组为单位完成课程设计任务。构建小组时,小组长进行统一的安排组织工作,采用直线式管理。以5―6人的小组为单位进行课程设计,每个小组都有不同层次的学生,实现优势互补。小组成员互相合作,做到“任务有人算,人人有任务”。小组式的单位使成员各尽其责,将总体任务分解,让每个成员自行承担某一部分任务,互相合作完成,克服惰性,使每一个学生有主人翁的责任使命感,奠定实践动手能力。
课程设计资源丰富化,确保课程设计质量。克服以往由于只有三套完整施工图纸和相关纸质版图集、定额,学生做课程设计积极性不高,惰性大等缺陷,在2009―2011级土木工程专业“土木工程概预算”课程设计时,收集增加了大量的工程设计施工图纸,保证每一组使用独立的施工图纸,并且大大借助网络资源,借助本课程的网络课件和精品课程建设网站,保证施工图纸中所用图集、规范等相关资料充分,为学生课程设计扫清一切资源障碍,极大地提高了学生的积极性,很大程度上提高了课程设计质量,确保了课程设计效果。
课程设计环节增加招投标场景模拟,奠定实践动手能力。在小组式的计算工程造价的基础上,本课程的课程设计,增加了模拟实际工程招投标现场的工作情景环节。在理论教学任务即将完成时,本着自愿的原则,让学生成立一个招标小组,三个投标小组,在课程设计开始前20天左右的时间,由招标小组编制并发出招标公告,三个投标小组购买招标文件并在课程设计时间进行投标报价的编制,按招标文件中规定的日期提交投标文件。同时招标小组组织投标会议,进行投标现场模拟[6]。由于是学生自己组织模拟现场,使学生在很大程度上熟悉了招投标过程中工程造价管理在不同阶段的作用,并且加强了本专业学生整体专业素质,为今后毕业工作奠定了良好的基础。
4.毕业设计独立化,加强实践动手能力。毕业设计在课程设计的基础上,由单人独立完成一套施工图纸的施工图预算工作。此套图纸是在建筑方案确定基础上,学生自行设计结构部分,然后完成施工图预算工作,学生对自己设计的图纸十分熟悉,通过查阅各种图集及规范,全国统一定额和地方定额,结合广联达预算软件,强化了学生的实践动手能力。
5.第二课堂丰富化,培养实践创新意识。充分利用课程组教师从事科研和社会咨询服务的成果,结合本地建设工程具体实例、富有现实指导意义的工程项目可研报告案例及工程造价案例,引导学生组成团队进行工程造价案例分析,培养学生的团队协作精神。另外采用“项目导向法”,引导学生积极参加科研课题和大学生实践创新能力训练,带领学生积极参加大学生暑期社会实践活动、三下乡活动,不断为学生提供工程实践机会,引导学生参与工程实践,培养学生的实践和创新能力。
四、“土木工程概预算”实践教学改革效果
在水利建筑工程学院2009级及2010级土木工程专业的实践改革试点班级中,由于借助网络课件,精品课程建设网站,扩大了实践教学资源的来源途径,大大丰富了实践教学资源,5―6人的小组负责本工程的施工图预算,课程设计质量得到了保证,并且由于增设了工程招投标模拟环节,学生积极性大大提高,收获了本门课程知识,达到了本课程设计预期的效果。
参考文献:
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[2]唐艳娟等.土木工程专业经济管理类课程教学改革实践
[J].高等农业教育,2013,(1).
[3]马洁,刘小河等.理论教学和实践教学一体化模式探究
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[4]高素春.建立高校课堂教学的项目管理理念[J].中国建
设教育,2008,(4).
[5]周渝霞.系统教学法在国际贸易专业课程中的运用[J].
沙洲职业工学院学报,2007,(3).
[6]李忠刚,王兴芬等.基于应用型人才培养的学科竞赛管
关键词:土木工程;特点;人才培养模式;多元化
随着现代社会经济的不断发展,科学技术生产力对土木工程的影响力越来越强,促进了现代土木工程的多元化发展,因此对土木工程的专业人才也提出了更高的要求。首先我们就现代土木工程的发展特点进行简要的分析。
一 现代土木工程的发展特点分析
较之以往,现代土木工程的一个最明显的发展特点便是科学技术的明显提高,计算机软件的应用为土木工程的发展创建了更为广阔的发展平台。因此土木工程的在发展中展现出现代化、多元化及科技化的特点。就当期形式而论,土木工程的信息技术的迅速发展,专业化的程度加强,对建设工程师的要求明显的加强,不仅要具备较强的施工管理能力,同时要跟上时代的需求,及时的吸收当前的建筑领域的信息,利用科学技术建设具有现代特点的土木工程项目。所以,对于土木工程专业人才的培养具有更加严格的要求。
二 土木工程专业人才的培养模式探讨
现代土木工程的发展需要要求专业人才的多样化,不仅需要掌握基本的理论知识,同时还要有较强的实际技术应用能力。特别是对于高新技术的运用,需要大量具有一定创新能力和雄厚的基础的专业人才。而在我国的高校教育中,土木工程建设的专业人才培养在思想观念和培养模式中还存在一定的缺陷,大部分学生的知识结构及素质能力等还不够完善。因而在教育过程中,势必要建立起系统的专业人才培养体系,强化学生的实践能力,扩展专业知识面。
(1)加强工程教师的专业性建设
培养具有加强应用能力的专业性人才,关键是具有专业的师资团队。加强教师队伍的素质结构和展业特色,培养双师型教师是当前土木工程专业人才培养的必然前提。具体来说可以通过以下步骤强化师资队伍建设:一方面,教师考取注册资格证书参与建设实际,教师可以通过注册结构工程师、建造师和造价师等资格证书,获取参与实际的资格,在教学之余深入实际的参与土木建设工程工作,通过自身的实践,再结合理论知识,教导学生才能更加具有科学性。另一方面,通过引进工程单位的专业技术人才入校教学,企业的技术人才具有长期的实践操作经验,通过学校的理论培养,形成一套可操作性较强的教学体系,提高专业人才的实践与理论结合运用的能力。
(2)注重培养学生的工程意识
教师团队是软实力,强化学生自身的工程意识是加强工程建设人才的根本。注重培养应用型人才,提高学生求真务实和严谨规范的精神态度的基础上,注重学生创新能力的培养。应用性人才是指具有一定的工程建设知识结构且能够较好的运用于实际的专业人才,是围绕工程一线及生产一线的实际形成的。在工程课程设计及建材建设中,要重视基础和实用等要素,也要加强对科学体系的高度关注。要突出对应用型人才的基本知识的熟练掌握和灵活运用,注重实践教学环节。
(3)设置科学的教学体系
在现代土木工程建设教学中,要培养高素质的专业人才,必须要注重教学体系的科学性建设。在教学内容及课程体系方面,必须要深入学生实际和土木工程建设实际,建立基础模块与专业模块相结合的现代教学体系。首先,在教学内容上就要强调实用性,引进现代的建设理论,及时调整教学内容,删除不必要的理论与陈旧的技术内容,引入现代化的建设技术和管理规范知识。其次,建立专业的课程模块内容,结合当前土木工程行业的实际情况,进行教学模块的建设,根据高校的师资力量建立操作性较强的课程设计,并保证教学过程中的软硬件设施建设。
(4)注重专业教学的实践性教学
实践应用教学在当前土木工程专业人才的培养中具有重要的作用,是促进土木工程展业人才适用于当前建设实际的基本前提。突破传统的教学模式,结合现代科学技术及教学规律,建立具有一定实践性的课程设计,根据培养目标机能力为中心,构建相辅相成的教学体系,凸显教学过程中的创新、基础和综合相结合的现代教学特点。首先,一定要精心设计理论及专业课程建设,在生产实习中,可以将学生分为不同的工程建设组,由专门的教师带入实际的进行教学,在实际的土木工程建设过程中,调度学生,讲解施工过程的具体问题。通过学生自身的总结和领悟,才能够更好的促进其专业基础知识的强化,并形成科学的专业思维。其次,对当前土木工程建设的人才需要进行科学的调研,根据实际来进行专业人才的培养,一方面提高了学生的社会适应力,另一方面提高了现代土木工程建设领域的专业人才建设。
最后,利用现代化的科学技术手段,在教学中利用筑CAD、工程项目管理类的P3、PROJECT、PKPM设计软件、监理通2004等,提高专业人才的专业能力培养。
三 结语
综上所述,现代土木工程的专业应用人才培养模式建设,是一项比较庞大而复杂的工程,需要通过结合当前土木建设的发展实际,通过多方面的不断努力,结合高校的人才培养体系建设,才能培养具有较高素质的现代土木工程专业人才。只有坚持教学改革,强化师资队伍建设,并结合当前实际建立具有理论与实践相结合的教学体系,与时俱进的进行教学内容的修订,才能较好的实现专业人才培养的理想。
参考文献
[1] 林峰 顾祥林 何敏娟 .现代土木工程特点与土木工程专业人才的培养模式[J]《高等建筑教育》 2006年01期,2006.
[2] 唐新军 苏枋 冯勇 崔龙 .适应市场需求的水利与土木工程类专业人才培养模式探讨[J].高等农业教育,(4):48-50,2008.
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