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关键词:土木工程概论;课程教学;教学方法;考核模式
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0068-02
土木工程作为一个专业覆盖面广、行业涉及面宽、对国民经济发展具有巨大推动作用的行业,在国民经济中具有非常重要的作用。1998年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将原来的桥梁、道路、岩土等专业合并为土木工程,形成了一个宽口径的“大土木”专业,这一调整的目标是培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专门人才。在这一大背景下,“土木工程概论”课程应运而生。目前,国内各高校普遍针对土木工程及其相关专业本科生开设了该课程。“土木工程概论”的教学目的是:[1-4]使学生较全面了解土木工程专业所涉及的领域、包含的内容、所获得的成就及未来发展方向;从宏观视角了解土木工程专业的综合性、社会性及其在技术、经济与管理方面的统一性,初步涉及一些基本专业概念;引导学生了解自己对大土木下属众多学科中最感兴趣的方面,建立热爱土木工程专业的感情和对土木工程事业的责任心,为今后积极主动地学好专业课程、培养自主学习的能力打下基础。
相对于“土力学”或“画法几何”等专业基础课程,“土木工程概论”课程开设历史较短,目前还没有形成较为成熟的、被普遍认同和推崇的教学方法。因此,针对该课程展开深入的教学教法研究,对于切实提高课堂效率、改善教学效果无疑都大有裨益。
一、课程教学中存在的问题
现阶段“土木工程概论”课程在高校一般是作为土木工程专业的必修课及其他相关专业的选修课,开设时间一般为大一或大二期间。“土木工程概论”范围涵盖本专业全貌,这就要求学生必须站在学科全局的高度,对学科全貌充分认识与把握,以期做到理论基础扎实、专业知识面广、实践能力强、综合素质高,并有较强的运用和推广能力。[5]“土木工程概论”课程的任务是培养学生认识土木工程的专业范畴,初步建立解决问题的工程方法,掌握各类土木建筑工程的基本概念、基本理论和基本方法,为学习相关的后续课程打好必要的基础,能应用土木工程的理论和方法对一些简单的工程实际问题进行定性分析。[6-8]目前“土木工程概论”课程教学中主要存在以下问题:
1.内容宽泛粗浅,缺乏实践性的内容
作为一门引论性质的课程,它所涵盖的领域极为广泛,其内容涉及到工程材料、建筑工程、道路与铁道工程、桥梁工程、隧道与地下工程、岩土工程、水利工程、给排水工程、海洋工程、机场工程、项目管理、防灾减灾等,内容庞杂粗浅,课本往往只能点到即止。另外,书本概述性文字偏多,但囿于课时,课堂上大部分时间只能用于理论知识的讲解,缺少实践性的内容作为支撑。土木工程是一门实践性很强的学科,所有相关理论的出发点和归宿都是工程实践。[9]若能将讲授与实践有机结合起来,对于学生学习兴趣的培养和学习效果的改善都将产生巨大的帮助。
2.经典教材匮乏
开设土木工程专业的高校很多,相应的《土木工程概论》教材不一而足。事实上,出于各种原因,各高校往往热衷于组织本校师资力量来编纂教材,以满足课程开设需要。笔者认为,这样做虽然可行,但其合理性仍值得商榷。一方面,由于“土木工程概论”是一门内涵丰富、更新迅速、适用广泛的专业基础课,对于上海地区高校适用的《概论》教材,在四川或北京的高校同样适用,各校各自为政式地编著自己“独特的”《概论》教材实非必要,反而造成了人力物力财力的巨大浪费;另一方面,当师资力量不足时,教材之间抄袭严重,内容编排几近相同,与其说是自力更生,还不如说是自欺欺人。
3.对任课教师的要求很高
鉴于课程的重要性,教育部曾要求“要配备对土木工程有着深刻认识且具有丰富实践经验的教师来讲授这门课”。高校的实际情况是,具有丰富实践经验的教师往往还承担着更为繁重的专业课程的教学任务,而“概论”课程常常是由经验不丰富的讲师承担。但青年教师通常对自己的研究方向比较熟悉,而对于其他不相关的方向则知之甚少。由于实践不足,在讲述工程实例时就难以做到旁征博引、生动活泼、深入浅出。
4.课时过少,考核方式简单
就笔者的教学经历来看,“土木工程概论”课程的授课学时介于16~24学时之间,也就是说,每次上课(90分钟)都要讲完一章的内容,如建筑工程、道路与铁道工程等,由于知识点很多,难度较大,教学效果令人担忧。“概论”的考核方式大多采取开卷考试或提交小论文的形式,急功近利的学生常常只盼着“毕其功于一役”,疏于平时的学习积累,掌握知识的牢固性大打折扣。
二、“土木工程概论”的教学改革
1.增加课时量,增添实践性内容
建议在以后的课程设置中适当增加课时量。在现阶段的教学中,由于课时较少,课程教学质量难以保障。对于关键问题的讲解,应当更为全面而周详地讲述,尽量讲细讲透。例如讲述斜拉桥与梁桥的关系时,应结合“构造特点”“传力路径”“受力特征”“建造材料”等要点来综合讲述,这就需要增加课时量作为前提和保证。
“土木工程概论”的教学内容必须“理论联系实际”,从而培养出实用型人才。一方面,任课教师在授课前可通过网络等渠道收集关于土木工程的最新案例,对其新知识、新技术等进行整理、分析和总结,确保传授的知识与现实世界不脱节。另一方面,为了让学生更直观地认识各种土木工程,可适当安排一些现场教学,增加其感性认识,加深其对于土木工程的认识和理解,同时也有利于增加其学习兴趣。
2.重视教材及教师队伍建设
教材是教学观念和方法的反映,教材建设是提高教学质量的重要环节,是实现人才培养目标的关键。教材合理与否直接关系到教学效果。教材的内在质量要求教材具有科学性、可读性、知识性、思维性、启发性和教学的适用性。《土木工程概论》教材应当坚持实用性原则,尽量选用内容浅显易懂、条理清晰、图文并茂,且着重以介绍土木工程各学科的基本知识和共同特性为重点的教材。笔者建议应由全国性的各大学会组织人手联合编纂教材(每3~5年更新修订一次),然后在高校推广使用。
从教学规律上说,教师在教学过程中起主导作用,教学效果与教师素质直接相关。本课程由于涉及工程领域较多,这就要求任课教师不但要有丰富的教学经验,而且还要有扎实的专业背景知识和丰富的工程实践经验。因此,建立一支稳定的、高素质的教学队伍是改善教学效果的必要条件。就目前国内高校实际情况而言,主要有以下两种途径:一是在中青年教师中培养一批专业知识广博、科研实践能力强、教学基本功扎实的专业骨干教师承担本课程的教学任务;二是采取不同学科多位骨干教师共同授课的方式,每位教师讲授自己最擅长的学科方向,共同完成整门课程的教学任务。此外,应鼓励开设课程教法研讨会,各相关学科的教师聚集一堂,共同商讨、探索教学内容与教学方法。对于有条件的高校,还可提倡国际合作交流,尽快了解和吸收国内外土木工程领域的最新成果,以不断提高自身的业务素质。
3.教学方法和手段创新
为了培养学生的自主学习能力和创新思维,应逐步推广和不断完善启发式、讨论式、参与式教学方法,处理好教师主导和学生主动的关系,调动学生的学习积极性,激发学生的创造性思维。对于认真思考、积极回答问题的学生可以给予适当的奖励绩点,计入期末总成绩。要重视现代化教学技能,积极探索多媒体等现代信息技术手段,通过图像、声音、文字三者的有机结合,把教学内容立体、有序、生动地展现在学生面前。尤其是对于信息量大、难以描述的教学内容和最新研究成果、重大工程介绍等,更应该采用现代信息技术。例如在每一章讲授部分结束后,笔者会给学生播放一段事先精心准备好的土木工程教学视频,并同步进行必要的讲解,如“超级工程”“Discovery”等都为“土木工程概论”课程教学提供了丰富的素材。
4.考核方式改革
考核是检查教学效果的有效手段,为了提高“土木工程概论”课程的教学质量,对现行的考核方式进行改革势在必行。应积极探索灵活多样的考核方式,消除传统考核方式的弊端。笔者建议丰富考核内容,采取多种手段和方式对学习效果与成绩进行评价,如考勤、课堂问答、课后作业、读书(考察)报告、课程论文、开卷考试等,这样可以弥补单一、枯燥的考核方式的不足,逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。有条件的高校还可以推行理论考试和实践考试相结合的方式。
5.人文素养与综合素质的养成
人文素养的核心内容是对人类生存意义和价值的关怀,这就是“人文精神”。这其实是一种为人处世的基本的“德性”“价值观”和“人生哲学”,科学精神、艺术精神和道德精神均包含其中。人文社会学科包括美学、艺术、社会学、经济、人文历史、文学、哲学等等。[10]这些学科不直接对专业发展提供作用,但对于造就土木工程师的社会与人格素质具有极大的意义,并由此影响着其价值观与相应的思维、行动。人文素养是培养综合型人才的前提和基础,这对于理工科学生的教育具有独特而重要的作用。在对学生进行专业教育的同时,进行人文社会学科的灌输和熏陶,并把这些纳入人才培养计划和教学计划,从教育内容、教育主体、教育环境和教育方式上把德智体美几方面有机统一起来,促进学生全面发展,实现培养目标。
三、结语
第一,应根据“土木工程概论”课程特点,编制浅显易懂、条理清晰、图文并茂、与时俱进,且着重以介绍土木工程各学科的基本知识和共同特性为重点的教材,同时建设一支高素质的教学队伍。
第二,增加课时量,增加实践性内容,采用启发式、讨论式、参与式的教学方法,处理好教师主导和学生主动的关系,调动学生的学习积极性,激发学生的创造性思维。重视现代化教学技能,积极探索多媒体等现代信息技术手段。
第三,丰富考核内容,采取多种手段和方式对学习效果和成绩进行评价,弥补单一、枯燥的考核方式的不足,逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。有条件的高校还可以推行理论考试和实践考试相结合的方式。
第四,在对学生进行专业教育的同时,进行人文社会学科的灌输和熏陶,从教育内容、教育主体、教育环境和教育方式上把德、智、体、美几方面有机统一起来,促进学生的全面发展,并为其以后的专业课程学习打下良好的基础,培养出适合时代需要和科技发展要求的土木工程专业人才。
参考文献:
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[4]王清标,初明祥.大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究[J].当代教育理论与实践,2012,4(4):75-77.
[5]叶志明,宋少沪.把教的创造性留给老师,把学的主动权还给学生[J].中国大学教学,2006,(8):8-9.
[6]刘云平,相琳.《土木工程概论》课中的人文素质教育[J].南通大学学报(教育科学版),2007,23(2):84-85.
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69-70.
关键词:土木工程专业;建筑设备工程;课程内容;改革
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:10052909(2012)06006802一、土木工程专业的培养目标
根据《高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲》[1]可知,土木工程专业培养掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,能在房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁道工程、桥梁、矿山建筑等的设计、施工、管理、咨询、监理、研究、教育、投资和开发部门从事技术或管理工作,具有初步的项目规划和研究开发能力的高级工程技术人才。
二、土木工程专业与建筑设备工程的联系
房屋建筑是土木工程内容之一,而建筑设备工程是房屋建筑中不可缺少的组成部分,必须与建筑、结构相互配合才能发挥建筑物的应用功能。各种建筑设备工程都离不开管道,在建筑物中要安装这些管道,不可避免的要穿越墙体、楼板和基础,土建施工中要预留穿过楼板的孔洞,如果没预留,临时凿洞,既浪费劳动力又影响施工质量,这些说明了土木建筑工程与设备工程之间有着密不可分的关系,土木施工技术人员必须对设备工程知识有一定的掌握和了解。
三、土木工程专业建筑设备工程课程内容在教学中存在的问题
(一)课程内容与土木工程专业联系不大,与专业其他课程有重叠
建筑设备工程是土木工程专业的一门应用性专业技术课程。学生学习的目的在于掌握建筑设备工程技术的基本知识和基本理论,具有综合考虑和合理处理各种建筑设备与建筑主体之间关系的能力,从而能做出适用、经济的建筑设计。该课程并不要求土木专业学生掌握建筑设备工程技术的理论基础和相关各类工程的设计计算。如在课程中,设置了室内给排水管网、室内供热管网,以及通风管道等有关建筑设备工程设计计算的内容,这些内容是建筑环境与设备工程专业的核心内容,而对于土木工程专业,根据专业培养目标,不要求学生具有建筑设备工程设计的能力。
此外,课程中对流体力学、传热学、电工学基本知识的讲述占用了一定篇幅,这三门课是建筑设备工程的专业基础,这些知识的学习有助于学生掌握建筑设备基本知识,而该课程本身内容较多,且在土木工程专业开设的流体力学和电工学课程中已有讲述,课程中这部分内容的设置既占用了学习时间又分散了学习精力[2]。
(二)课程中与土木工程专业有关的内容范围较小
根据专业培养目标,土木工程既包括房屋建筑工程也包括桥梁隧道工程,因而与土木工程有关的设备工程既有房屋建筑内的设备工程,也有与桥梁道路有关的室外设备工程。现有的《建筑设备工程》教材主要包括建筑给排水、供暖工程、通风空调、电气照明等内容。这些内容主要是房屋建筑内的设备工程,只涉及了与土木工程专业有关的部分内容,而对于与房屋建筑外的土木工程有关的设备工程没有讲述。如课程中涉及到供暖工程,只讲述了室内采暖,没有室外采暖管网的布置敷设以及施工安装等内容,而这些内容涉及到管沟的建造以及与室外构筑物、交通线路、各种管道的相互协调等,与土木工程有一定联系,有助于培养学生的专业技能。
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
王利霞土木工程专业建筑设备工程课程内容改革研究
(三)课程中关于各种系统工程施工图识读的内容较少
对土木工程专业而言,建筑设备工程课程重点应放在建筑设备与建筑主体结构的关系,以及建筑设备与建筑施工技术的结合上,而建筑设备工程施工图能充分反映这两个方面的内容。在现有的教材中,具有专业针对性的教材很少,各种专业使用的建筑设备工程教材内容基本相同,教材中没有完整的室内外给排水施工图、室内外供热管网施工图、空调和通风系统施工图,以及这些图纸的识读方法,教材中关于各种建筑设备工程施工与土建施工相互配合的内容也较少。土木专业的学生看不懂设备施工图,在施工过程中难以实现设备与结构、建筑外形的相互协调。
四、土木工程专业建筑设备工程课程内容改革建议
(一)删去各个系统水力计算内容,删去课程中流体力学和电工学相关知识
建筑设备工程课程涉及内容繁杂,包括采暖、通风空调、室内给排水、燃气供应以及相应的专业基础知识—热工流体知识。内容几乎涵盖了建筑环境与设备工程专业的所有内容。内容非常多,而建筑设备工程课程对于土木专业来说并非主干课,教学时数较少,因而在较少的时间要学习较多的内容,教师和学生都很吃力,且效果不佳。因此,对于土木工程专业,应删去供热、给排水、通风空调系统的水力计算以及流体电工等专业基本知识和内容。
(二)增加室外管网的布置敷设及施工内容
建筑设备工程包括各种管网,如给排水管网、供热管网、通风空调管网、燃气管网等。建筑设备工程与土木工程的联系主要体现在各种管网布置、敷设及施工与土木工程的相互协调上,这些内容也应该作为建筑设备工程的主要内容之一。教材不仅要讲述室内管网的布置敷设,而且还应增加室外管网布置敷设及施工安装等相关内容。
(三)将各种设备工程的施工方法和施工图的识读作为重点内容
土木工程专业学生学习建筑设备工程主要应强调应用型知识,在教材中,应向学生提供必要的数据、施工方法、常见质量通病及预防措施、验收规范要求等知识,应把施工方法及施工、土建的配合作为重点内容,在教材中应增加各种系统的施工图,强化学生的识图能力。
五、结语
在土木专业中,建筑设备工程是一门应用性的专业技术课,针对该课程内容多、课时少的特点,以及结合土木工程专业要求,对现有教材内容进行适当增减,突出重点内容,编写出专业针对性强的教材,以培养土木专业学生具有协调建筑结构与设备施工的能力。
参考文献:
收稿日期:2013-02-01
作者简介:赵桂峰(1978- ),女,郑州大学土木工程学院讲师,博士,主要从事土木工程教学研究,(E-mail)。
摘要:文章从知识获取、课程设置、课程考核和实践环节等方面探讨了当前高校土木工程专业本科教学和培养方式的现状及存在的问题,提出了按照学生的成长和发展规律,同时兼顾不同年龄段教师工作特点的师资力量分配改革,阐析了以专业技术学科理论为主,兼顾跨学科、跨专业课程的综合性培养教育理念,介绍了控制课堂规模和更新教学内容的课堂教学改革模式,阐述了基于整个社会多元化需求的人才培养和学生成绩考核标准,提出了实行校企合作的实践环节培养模式,探讨了本科生导师制的建立与改革方案。
关键词:新时期;高等教育;土木工程;本科生;人才培养模式
中图分类号:C961 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0011-04 土木工程专业具有很强的实践性和工程背景,其学科内容不仅包括人类对自然现象和自然规律的认识和总结,而且包括解决工程问题的方法论[1]。近年来中国基础建设规模日益扩大,大型工程项目逐渐增多,各类新的工程技术问题也不断涌现。这给广大土木工程专业技术人员提供了充分发挥自身潜力的舞台,同时也对高校土木工程专业本科生的教学和人才培养模式提出了新的要求。高校土木工程专业本科生是土建领域专业技术人才的重要后备力量,一个合格的土木工程师应能正确判断和解决土木工程中的实际问题;具备较强的沟通能力、合作精神和一定的领导能力;能开展跨学科、跨专业的合作;具有终身学习的能力与习惯;能适应工程领域多种职业岗位的需求。
根据国家的发展战略和新时代的需求,适时调整高校土木工程专业本科生的教学和培养方式,探索有效的人才培养机制,对于土建行业的可持续发展以及土木工程专业本科层次人才的成长具有极其重要的意义。目前中国很多高校土木工程专业本科生的教学和培养工作仍在沿用传统的培养机制,人才培养和社会需求脱节,培养的学生往往难以适应国家发展的需要,不仅影响了学生个人的发展,同时也造成师资和教学资源的浪费。笔者结合多年从事土木工程专业本科教学的体会以及所指导学生的反馈信息,探讨新形势下高校土木工程专业本科生的合理培养模式,以推进新时期土木工程专业本科教育和人才培养的改革。 一、当前高校土木工程专业本科教学和培养方式现状及存在的问题
(一)知识获取
目前,高校本科生获取知识的途径主要有教师课堂讲授与学生自学两方面,其中,教师课堂讲授是学生获取知识的最主要方式。考虑到学生规模和教学资源的限制,很多高校都采用大班授课模式,尤其是公共课和专业基础课。大班授课的优点是能够充分利用教学资源,使用现代化的多媒体教学技术增加课堂信息容量,从而提高课堂授课效率。但是大班授课模式也有明显的缺点,首先这种授课模式对学生的要求非常高,如果听课学生规模较大,学生的素质参差不齐,教师就很难准确掌控讲授知识的重点和深度。基础扎实、听课认真、思维活跃的学生容易接受和掌握课堂讲授的内容;反之,基础薄弱、学习主动性差的学生则不容易适应课堂的节奏,容易产生对课堂学习的厌恶和排斥情绪,这就导致学生产生两极分化的现象。如果让教师同时兼顾不同层次学生的感受,则无疑又增加了教师的负担,降低了课堂效率。其次,由于大班课学生规模较大,课堂时间有限,教师很难做到与大多数学生的深度互动,导致课堂气氛沉闷、单调,学生处于被动地位,学生的主动求知欲无法被调动起来,学生的创新思维得不到引导和开发,知识面得不到拓展,这样的人才培养模式显然无法符合社会对人才的要求。
(二)课程设置
目前,多数高校土木工程专业的课程设置基本为以下模式:力学(理论力学、材料力学、结构力学、弹塑性力学等)、结构计算理论与设计(混凝土结构、钢结构、砌体结构等基本结构体系的设计计算以及工程结构抗震设计计算等)和施工技术(土木工程施工)。这一课程设置模式基本达到培养土建领域专业技术人才(如结构设计人员、工程施工技术人员等)的要求。但鉴于近年来土建领域就业形势的变化,绝大部分本科生的就业去向是建筑施工单位(如中建系统各公司、各省建公司等),而不是建筑劳务单位或设计单位,所从事的工作也主要是施工管理方面的生产作业,而不是现场的具体施工技术作业,这就要求培养的本科生既要掌握足够的专业技术知识,又要具备一定的工程管理和相关法律法规知识。这样才能从根本上避免本科毕业生在单位实习和工作过程中,因为法律责任的淡漠和管理能力的低下出现乱签合同或不敢签合同的现象,从而影响个人的事业发展和单位的管理工作。
(三)课程考核
在素质教育日益受到重视的今天,很多高校土木工程专业对学生的学期考核依然采取应试教育的方式,即每学期期末组织学生进行闭卷或开卷考试,并以此作为主要依据来评定学生掌握知识水平的高下。这种考核方式,形式简单,操作简便。但由于在高校中,很多课程尤其是专业课,多年的考试模式不变,考题风格接近,导致学生们很容易掌握考试规律,从而养成投机取巧的恶习,平时不认真听课和学习,仅靠考前突击复习相关的考点就能获得及格以上的分数。从长远看,这对培养学生的学习能力,提高教学效果是不利的。因此,现行的课程考核方式,仍是应试教育的产物,已经不能满足新时期的需要,应进行多元化和多目标化的改革,以适应培养合格的专业技术人才的需求。
(四)实践环节
对于工程类的学生来说,将理论知识与实际工程紧密联系是一种较好的教育模式。但很多高校土木工程专业的教学重心依然是理论知识的讲授,实践环节相对较少,或局限于某个行业、某个单位,或实践环节与现实需求严重脱节,仅流于形式。这样势必造成本科生实践能力低下,动手能力不强,从而影响就业。众所周知,现在企业大都重视毕业生的动手能力,希望毕业生入职后能很快适应岗位需求,进入工作状态。如学生到企业后还需要经过一段时间的培养期,这对许多中小企业是难以承受的,这是因为中小企业大多自负盈亏,培养新人会在很大程度上增加企业的经营成本,而且并不能保证自己培养的人才在学成之后会一直留在本企业,所以企业无法承担人才的培养成本和风险成本。这也限制了部分学生的就业面。因此,高校土木工程专业实践环节培养模式的改革势在必行,要及时根据复杂多变的现实工程情况调整人才培养的方式和方向,要通过培养模式的改革增强毕业生的社会适应能力和职业竞争能力。
二、新时期高校土木工程专业本科教育培养模式的改革方向
(一)师资力量分配的改革
教学从来都不是单纯传授知识的活动,而总是结合着育人目的的具有教育性的活动。土木工程专业的教学亦是如此,本科生从入学到毕业,既是学习和接受各种公共知识和专业知识的过程,也是本科生从人生的少年阶段到青年阶段的重要时期,这一过程涵盖了教和育的交融。因此,在师资力量的分配上不仅应考虑学生的成长和发展规律,同时还应考虑不同年龄段教师的工作特点。
在师资力量的分配上,建议中老年教师多承担教学工作,中青年教师则主要承担科研工作,适当承担一部分教学工作。在具体的教学任务分配上,建议中老年教师多承担低年级本科生的专业基础课的教学工作。这是因为土木工程专业是一门实践性很强的专业,很多专业课程的教学都要求任课教师具备深厚的科研底蕴和工程经验,而中老年教师具有长期从事本专业教学、科研和工程实践的经验,他们对学科和专业有更深层次的理解和感悟,由他们担任低年级本科生专业基础课的教学工作,对相关知识更容易讲解透彻,也更有助于本科生打好基础;此外,他们多年养成的良好师德师风也能从思想上对本科生起到潜移默化的作用,有助于他们端正学习态度,形成良好的学风。建议中青年教师多承担高年级本科生的专业课程和选修课程的教学工作。这是因为中青年教师虽然教学经验不足,但思维活跃,能接触到土木工程学科最前沿的研究课题。由他们承担专业课和选修课的教学工作,往往能站在学科的“制高点”上看待和讲解问题,这将有助于开拓本科生的视野,培养其科研创新意识。这样的师资力量分工方式,不仅能解决目前高校普遍存在的重科研轻教学的问题,保证科研和教学的协调推进,还能提高本科生的培养质量,为高校土木工程专业教学和科研工作的正常运行和可持续发展提供保障。
(二)课程设置的改革
在课程设置方面,土木工程专业不仅要坚持以专业技术理论课程为主的教学理念,同时也应当设置更多的人文类、经济类、管理类和法律类的课程,实现跨学科、跨专业的综合性培养模式,增强学生的建筑文化、工程伦理、工程管理和法律法规等方面知识的学习,鼓励学生对其中的一方面或多方面进行深入的思考,培养其对所学知识的理解能力和综合运用能力,使学生成为一专多能的综合性人才。在此方面,加拿大阿尔伯塔大学为全世界高校工科专业的人才培养提供了榜样。阿尔伯塔大学一贯的教育目标是不仅要为学生的毕业负责,还要为学生的终身发展负责[2]。该校积极倡导学生学习人文社科类课程,还开设了专门的工程伦理学课程,旨在培养工程技术人员的道德素养和严谨作风,为社会输送更多的具有社会责任感和工作责任心的科技人才[3]。
(三)课堂教学模式的改革
在课堂教学模式方面,尽管多年来许多高校一直在推进教学方法的改革,也取得了不少的成果,但教师“讲”、学生“听”仍然是绝大多数教师首选的教学模式,课堂上师生之间缺乏有效的互动。同时由于教学内容与工程实际严重脱节,学生毕业后其所学知识往往已经或很快就落后于时代。因此,课堂教学模式改革的当务之急是课堂规模的控制和教学内容的更新。首先,应缩减课堂人数,在本科新生入学后即进行学习能力和志趣爱好测评,依据测评结果将能力爱好相近的学生分为适当规模的小班,以此来编制教学培养计划并分配合适的教师。其次,鉴于大部分本科生刚从高中升上大学,对传统的课堂板书式教学模式具有一定的思维惯性,高校教师应改变过分依赖PPT的教学模式,适当增加课堂板书的内容,这样有利于学生学习心态的平稳过渡和对新的教学方式的适应。教学内容方面,教师在课堂上应更多地讲解与当前生产和工程相关的一些实际问题,并与所讲授的专业课程知识相结合,鼓励学生参与交流探讨,从多角度分析问题,增强学生的主动求知意识和专业学习兴趣。
(四)课程考核方式的改革
土木工程专业的本科生既要具备扎实的专业理论知识,又要具备较强的动手实践能力,还要具备跨学科、跨专业知识的综合运用能力。因此,土木工程专业应改变传统的应试教育的考核方式,建议采取“5+3+2”的综合考核模式,即专业理论知识占总成绩的50%,专业实践能力占总成绩的30%,剩下的20%考察学生综合运用知识的能力和人文素质。除此之外,还可以采用多目标、多标准的考核方式,即只要学生在上述三方面中的任意一方面表现突出,其他方面即使表现平平,也视为考核合格。甚至,如果学生表现出本专业之外的其他专业方向的突出才能,虽然本专业才能不突出,也应视为考核合格。因为,我们的教育应该是基于人的培养,也是基于整个社会多元化需求的人才培养,而不应该局限于本专业需要的人才培养。只要学生的才能能服务于社会,对国家有利,对人类有益,都应得到肯定和鼓励。这也应该成为培养所有专业技术人才的共识。
(五)实践环节的改革
据统计,中国高校很多专业的理论课和实践课比例都大于4∶1,一些高校的土木工程专业,此比例甚至更高,而在发达国家,此比例接近1∶1[3-4]。这种重理论、轻实践的培养模式严重影响了土木工程专业本科生的培养质量,也妨碍了学生的就业和发展。造成这种局面的主要原因是实践环节师资力量的缺失以及培养机制的僵化被动。
中国的现代高等教育源于欧美,而欧美发达国家的工程教育领先中国几十年甚至上百年。中国高校的工科教育可结合实际情况适当借鉴欧美的先进经验和做法,逐步压缩理论教育的课时,为学生创造更多的实践机会。
西安邮电学院计算机系自2007年开始,与广州周立功单片机发展有限公司合作,创办了西邮—周立功“3+1创新教育”实验班。经过实验班的实践锻炼,学生的动手能力有了很大提高,受到用人单位的普遍欢迎。该校2008届和2009届毕业生实现了100%的当年就业,而且就业岗位主要集中在研发测试等高端技术岗位[4]。上述例子充分说明了实践环节对人才培养的重要性。这种“学校+企业”的一体化校企合作机制能让学生预先体验工作流程,增强学生的动手能力和自信心。
校企合作的实践教学培养模式让学生在学习期间即能进入工程的前沿,接触更加实际、具体的实践问题,并在独立解决实际问题的过程中积累丰富的工作经验,有助于学生就业后工作上更容易上手,进而获得企业的认可。这种培养模式尤其适合实践性较强的土木工程专业的人才培养,所以高校要加强校企合作,积极引导企业参与土木工程专业的教学,有条件的要创办校企合作实验班,设立企业奖学金,鼓励学生深入企业,参与实际工程技术问题和管理问题的研究。高校土木工程专业还应与企业签订长期合作协议,鼓励企业(特别是中小企业)深入校园,与在校生进行实质性的交流,争取达成高校、学生和企业的三方协议,高校与企业联合起来培养学生,由高校向企业推荐合格的实习生,学生提前进入工作角色,为学生就业后尽快转变角色提供过渡适应期。
(六)本科生导师制的建立与改革
长期以来,中国高校的导师制主要是针对研究生而设立的,包括土木工程专业本科生在内所有本科生实行的是辅导员管理制。自1999年普通高校扩招以来,随着本科生规模的扩大,辅导员管理制在管理水平和管理效率上均已呈现明显下滑的趋势。
本科生群体思维活跃,接受新事物能力较强。为了加强对本科生的管理,提高本科生的科研创新能力,实行本科生导师制是一种有效的管理模式。目前国内各大高校的师生比例平均为1∶17,师生比例相对偏高[5]。土木工程专业实行本科生导师制不仅必要,而且也是可能的,如果仅仅依靠在校的专业教师,师资力量明显紧张。因此,结合土木工程专业的特点,可以考虑引进设计、施工或监理等相关单位的高级工程师进入学院,担任本科生导师。可以采取分批次、分阶段的导师带徒制度,学生深入各导师的实验项目或工程项目中,以导师导为主,以学生做为辅,采取导、做相结合的教育培养模式,引导学生在学习和实践中发现问题、思考问题并最终独立解决问题,以锻炼和提升学生的实践应用能力。
三、结语
目前,中国很多高校土木工程专业本科生的教学和培养工作仍在沿用传统的培养机制,学校培养的学生往往难以适应国家发展的需要,不仅影响学生个人的发展,而且也造成师资和教学资源的浪费。笔者从知识获取、课程设置、课程考核和实践环节方面探讨了当前高校土木工程专业本科教学和培养方式的现状及存在的问题,提出了按照学生的成长和发展规律,以及根据不同年龄段教师的工作特点,合理进行师资力量分配的改革方案,阐述了以专业技术学科教育为主,兼顾跨学科、跨专业课程的综合性人才培养教育理念,分析了根据学生学习能力和志趣爱好划分班级和控制课堂规模,以及多媒体与板书相结合的课堂教学改革模式,提出了多目标、多标准的人才培养考核标准,探讨了实行校企合作的实践环节培养模式以及本科生导师制的建立与改革方案。
参考文献:
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Talent training mode of civil engineering undergraduate students in new period
ZHAO Guifeng, ZHANG Meng, LI Yaoliang, CHEN Huai
(School of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, P. R. China)
近年来,随着我国基础设施建设快速发展,各类高校相继开设土木工程相关专业,土木工程专业正以新兴之势蓬勃发展起来。土木工程专业过热引发而来的问题也日渐凸显出来,由于施工管理不当,质量控制不严,安全监管不到位引发的安全质量事故屡见不鲜。众所周知,土木工程专业是理论性和实践性特别强的专业,不仅需要大量的实践经验 而且专业分支多,内容广,方向杂。检视造成目前土木工程专业实用性不强的窘境,我们不难发现,造成目前状况的原因是多方面、深层次的。土木工程专业学生从业门槛低,实践经验不足是基本情况,理论知识与实际操作脱节严重是造成建筑行业中坚技术骨干力量成长过慢的重要原因。同时随着我国体制改革的深化,我们应当清醒的认识到土木工程专业蓬勃的发展仍然不能满足现实社会对于建筑业又好又快发展的需求,还不能适应构建社会主义和谐社会的迫切需要。所以,在新的社会形势下不断深化建筑专业改革,增强建筑专业全面性、实用性、创造性成为当务之急。那么,土木工程专业应当如何提高实用性呢?
对土木工程专业实用性科学内涵的认识
当前,我们首先要做到的是解放思想,端正态度。秉承实事求是的态度去充分发掘土木工程专业性的科学内涵。古语有云:“穷则思变,变则通,通则久。”这句话揭示事物发展的规律,是否定之否定原则的精髓,是我们打破固有僵化思维,破除陈旧教条框架的利器。所以我们在学习土木工程专业的过程中要不断反省自己,不断端正自我的工作学习态度。
学习土木工程专业需理论联系实际
土木工程有两个重要主题:一是专业性;二是实用性。这两个主题相结合就构成了目前土木工程专业面临的严峻形势。完全依赖于理论知识,容易犯教条主义;仅凭实践探索,则会陷入经验主义的困境。由此可见,理论联系实际是我们土木工程治学研究的一条黄金定律。
对土木工程专业实用性不强存在问题的分析
据统计资料显示,2007―2013年土木工程毕业生在学总规模达493万人,平均每年毕业生70多万人,是就业最热门的专业之一,这样的成绩是有目共睹的。但在土木工程相关专业规模急剧扩大的同时,土木工程专业的实用性不可避免地还存在一些函待解决的问题。
1.招生规模扩大,办学条件不足,不同程度影响了土木工程专业教育质量提高。不少高校尤其是某些地方院校,每年招生规模不断扩大,部分高校教学设施、师资力量等软、硬件条件与国家标准要求甚远。在这样的状况下土木工程专业学生的实践经验愈发显得贫乏。缺乏针对性的实习政策以及实践操作课程,严重影响土木工程学生专业技能经验的积累。
2. 理论知识与实际操作脱节严重,导致土木工程毕业生综合素质难以适应社会需要。主要表现在:(1)个别高校过分强调就业率,以数量代替质量,片面追求高就业率带来的招生效应,在一定程度上导致了高等院校引领社会进步的功能未得到充分发挥;(2)部分高校未能深入贯彻落实教育科学发展观,在培养人才方面,往往忽略了人格构建、技能培养和个性的全面协调发展;(3)过分强调理论知识的传授,忽视了综合素质的提高,导致学生思维僵化、实践能力不足、就业能力亟待加强。
对提高土木工程专业实用性的思考
针对于目前的状况,我们应当从源头上抓起,过程中控制,方向上把关。
首先,建立健全高校招生就业机制,使招生率、就业率不再浮于表面的数据,使高校学生就业落于实处。以中国中铁四局集团就业协议签订为例,与中铁四局建立校企合作的高校不在少数,但能通过实习期被集团所吸纳的高校毕业生却不在多数。企业注重效益,若实习期间,高校毕业生若不能满足企业的要求,则企业不会与之签订毕业就业协议。这就从源头上有效防止就业率虚高,就职率偏低的状况。
其次,加强各高校师资力量建设,努力建设“双师型”企业教师团队。鼓励高校教师下企业锻炼,广泛进行高校与企业学术交流,真正达到理论与实践结合。以江西旅游商贸职业学院为例,该校常年鼓励在校专职教师利用寒暑假期到各企业进行锻炼交流,增强专职教师自身学术水平的同时,不断吸收外界先进思想以及实用型模式,从而达到教学水平与理论成果全面、协调、可持续发展。
关键词 土木工程概论 课程特点 教学探讨
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.12.055
Characteristics and Teaching Features the Course of
"Introduction to Civil Engineering"
ZHANG Qinling, YANG Liu
(College of Water Resources and Architectural Engineering, Tarim University, Alar, Xinjiang 843300)
Abstract In order to promote the teaching reform and construction of civil engineering course of Civil Engineering Specialty in Tarim University, according to the characteristics of the course, in terms of teaching materials, teaching methods, teaching content, practice teaching curriculum assessment methods were discussed teaching, and propose appropriate measures some suggestions for colleagues reference.
Key words introduction to civil engineering; course characteristics; teaching discussion
0 前言
1988年教育部颁布了最新本科专业目录,从此以后我国的土木工程专业正式隶属于“大土木”的框架。从大土木的意义上讲,“土木工程概论” 是土木工程专业的所有课程中相对较新的一门课程。
塔里木大学(以下简称“我校”)的土木工程专业于2003年开始招生,其下开设有建筑工程、道路与桥梁工程两个方向。经过多年的教学改革与实践,在建筑工程和道路与桥梁工程的设计、施工、研究等等方面都本着“立足南疆、面向兵团、服务新疆”的宗旨,培养了大批“品德优良、基础厚实、知识广博、专业精深”的高素质人才,尤其为南疆土木工程事业的发展起着重大推进作用。
自我校土木工程专业成立之始,就开设了“土木工程概论”课程,至今已有10多个年头。近年来,作者一直从事本课程的教学工作,本文结合本校的实际情况,对其课程特点及教学进行几点探讨。
1 课程特点
教学的对象是大一新生。本课程设在大一第二学期,是学生进入大学后的第一门专业基础课,在整个专业课程体系中起着重要的先导作用。
教学内容多,教材更新慢。本课程涉及内容涵盖土木工程专业全貌,既有本专业的许多相关课程内容,如土木工程材料、基础工程,又有各种工程结构的勘察、设计、施工、项目管理以及计算机等多方面知识,因此教学具有一定难度。再者,现代的土木工程发展较快,新知识、新技术及新材料等日新月异,而我们所使用的教材更新较慢。所以,为了充分发挥本科的先导作用,需将土木工程最新信息及时介绍给学生,激发学生学习本专业课程的积极性。
学时少。教材在编著时因考虑到概论类课程的学时较少的情况, 在内容上范围较广在深度上较浅,基本都是点到为止。我校本课程的授课学时数为24学时,如何在有限的时间里,把较多的教学知识点和本课程的前沿动态生动有趣地传授给学生,不仅需要对教学内容熟练掌握,也需要对教授的内容进行一定的取舍与补充,是这门课程所直接面临的难题。
2 教学探讨
丰富教学方法,选择合适的教材。对于任课教师而言,要不断提高自身的学术知识素质,也要不断探索和创新科学的教学方法,丰富自己的教学方法。如在教学中,多利用多媒体的教学手段,提高自己的PPT制作技巧,所利用丰富的网络资源,来提高本课程的课堂教学效果。总之,从事“土木工程概论”课程教学的教师,不仅要不断学习专业知识及其学科前沿的新工艺、新材料及新技术等最新知识,还要不断探索和丰富完善教学方式方法,并定期参加工程实践培训与学习锻炼提高,以丰富实践经验,只有这样,才能在“土木工程概论”课程的教学中取得令人满意的效果。教材对于任何课程而言都是极其重要的,目前,我校本课程选用的教材是由叶志明主编,高等教育出版社第三版的“土木工程概论”。选择本教材的原因有三:一是本教材采用四色印刷,重点反映土木工程发展的最新研究成果,注重将历史人文内容、哲理贯穿于教材中。二是本教材结合网络资源,利于教师将文字教材和网络资源结合起来展开教学;三是本教材按20~30学时的教学计划编写,与本校本课程的24学时较为接近。
针对学生不同的专业方向,授课内容详略得当。当前各高校的土木工程专业普遍采用分流模式。例如我校土木工程专业下开设建筑工程、道路与桥梁工程两个专业方向。在学生选择专业方向时,希望他们对这两个方向将要学习的内容、课程和特点都已有较为全面的了解,能够选择自己喜欢的专业方向。因此,在有限课时情况下,兼顾“大土木”原则,任课教师可根据专业区别尽可能详细地反映课程总体内容,突出相应重点。在实际的教学当中,建筑工程方向可以简单介绍建筑按用途分类和按主体结构所用材料分类两种分类体系,重点放在多层、高层与超高层建筑体系上;而道路工程方向可以重点介绍交通土建工程和桥梁工程;对该课程的教学可根据不同专业模块方向进行有侧重点的讲解。
采用启发、互动式教学激发学生学习热情。启发式教学是通过各种启发诱导来挖掘学生的潜能。而互动式教学模式就是以“学生为主体,教师为主导”为教学原则。
从我校土木工程专业一年级学生的生源及高考录取成绩情况来看,具有以下特点:学生的基础普遍较好,学习积极性普遍很高,对学习充满了渴望和浓厚的兴趣;同时,对土木工程专业不是很了解,尚缺少相关的专业知识。因此为激发学生的学习热情,可采用启发、互动式教学方法。比如授课老师在讲解道路的线形组合时,可先让学生思考一下道路的线形形式,在提出“连接两个城市的道路的线形为何不全部采用直线,两点间不是直线最短吗?那样既可降低工程造价也可使车速开得更快吗?”等问题让学生去思考、讨论,然后就可引出道路线形组成及结构组成等知识点。当然,任课教师可根据授课内容,把身边熟悉的建筑材料、建筑物等引入课堂,以课堂提问的互动方式穿插于课堂教学中;或在适当时候提出问题让学生思考、分组讨论,课后布置一些思考问题,让学生课去图书馆或网上去收集、查阅资料,或到实地进行考察等,以小论文的形式递交,其成绩可计算在本课程的结业考试中。
加强本课程的实践教学。目前我校开设的与“土木工程概论”课程联系最为紧密的实践性教学就是开设在大学二年级第一学期的专业认识实习,所以实践性教学和课堂教学之间存在着一定的脱节问题。而在教师教学过程中,课堂内容的教学与课程的实践性教学又是密不可分、相辅相成的。为了解决两者的脱节问题,在授课时,可根据教学内容,可采用灵活的课堂教学方式。例如:在讲到公路和城市道路的分类、组成、作用等知识点时,可鼓励学生业余时间去实地考察校园内各条道路及本市主要城市道路的基本情况,这样能让学生在接触专业知识的同时更好地从感官进行认识,学会将理论与实践良好融合,加深学生的理解,增强记忆。另外,为增强本课程的实践教学环节,建议把土木工程专业认识实习提前到本课程的理论教学完成后。通过带领学生亲身实地参观观察本市及阿克苏地区的具有特点的高层和超高层建筑、特种结构、各类桥梁、城市道路及沙漠公路等实体建筑,以充分调动学生的学习积极性,激发学生对本专业的学习热情。
考试方式多样化。高校素质教育的核心问题是对学生的综合素质和能力的培养。互动法教学的目的是否达到,既能考查学生对理论知识的掌握程度,又能反映学生进行工程实践的能力。开卷和闭卷是传统教育下的考核方式,一定程度上限制了学生的思维空间,不利于对学生创新能力的培养。
关于考核问题,我校分为两部分,第一部分是平时成绩,第二部分为期末试卷的考试成绩,平时成绩一般占总成绩的40%,期末综合考试成绩占总成绩的60%。总之,要有效体现学生的学习过程,准确全面地反映学生的学习情况。
3 结语
本课程所包括的内容较多,涉及的知识面较广,为有效地发挥本门先导课的作用,本文结合自身教学实践,对本课程的教学过程进行了初步探讨,以期能够提高学生的学习兴趣,激发学生的学习潜能,能够为新生入学接触到的第一门专业课程开个好头,充分发挥“土木工程概论”课程在专业教学当中的先导作用。
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随着我国高等教育教学改革的不断推进,高校招生人数逐年增加,相应对教材质量和数量的需求也在不断提升和扩大,一大批出版社瞄准高等教育教材市场,出版了大量优秀教材。如何在激烈的市场竞争中占得先机,正确把握未来教材出版方向,我认为教材出版应该向精细化、区域特色化转变。作为《高等学校土木工程专业创新型人才培养规划教材》策划者,在策划出版这套教材的过程中对教材区域化转变有着切身的体会与感受。
策划背景
近年来,随着我国建设行业的大发展、大繁荣,我国高等学校土木工程专业教育也得到迅猛发展。江苏省作为我国土木建筑大省、教育大省,无论是开设土木工程专业的高校数量还是人才培养质量,均排在全国前列。根据调研统计,江苏省开设土木工程专业的高校有40余所,省内拥有东南大学、南京工业大学、中国矿业大学、河海大学、苏州科技大学等一批获得土木工程博士点和硕士点授权的重点院校,是当之无愧的全国土木工程教育第一大省。目前,江苏省各高校土木工程专业教育蓬勃发展,涌现出了许多具有特色的创新型人才培养模式,为培养适应社会需求的合格土木工程专业人才发挥了引领作用。
根据前期对江苏省土木工程专业教育情况的调研,我提交了策划出版这套《高等学校土木工程专业创新型人才培养规划教材》的论证报告,主要从项目的可行性、拟出版教材的社会效益和经济效益以及本套教材对未来我社在江苏省土木工程专业教材市场占有率等几方面进行了阐述。经过各级论证,社领导批准了本套教材的选题策划申请。
组织项目实施
区别已出版的同类教材,不作低水平重复出版是我们策划这套《高等学校土木工程专业创新型人才培养规划教材》的一致意见。经过反复研讨,决定将本套教材定位为高年级本科生选修课和研究生通用课程教材。这套教材主要体现创新,充分考虑诸如新型建筑材料、绿色节能建筑、新型施工工艺、新方法、安全管理等。同时,本套教材编写过程中要考虑江苏的地域特色,教材出版后首先满足江苏省内各高校教学需求,创新性和适用性并重。
为了项目的顺利进行,我们首先与中国土木工程学会教育工作委员会江苏分会取得联系,邀请他们作为整套教材出版的组织单位,对教材出版的各个环节进行协调。江苏分会是经中国土木工程学会教育工作委员会批准成立的,其宗旨是为了加强江苏省具有土木工程专业的高等院校之间的交流与合作,提高土木工程专业人才培养质量,促进江苏省建设事业的蓬勃发展。我社和江苏分会合作具有天然的优势互补,双方均有强烈的意愿为江苏省的土木教育事业做出积极的贡献。因此,在双方的共同努力下,整套教材的组织协调工作开展得井然有序。在成立本套教材编审委员会、确定教材主参编人员、编写大纲审定、编写要求统一、计划交稿时间以及出版过程中的特色体现和教材出版后的营销宣传等方面都体现出了江苏分会强有力的组织协调作用。
当然,在这一系列实施过程中,编辑工作也是整个项目得以按照计划实施的关键,主要体现在以下几方面。
(1)在成立本套教材编审委员会的过程中,编辑专门拜访了本套教材的编审委员会主任委员和副主任委员六人,将策划出版这套教材的整体思路以及详细的实施过程向他们一一介绍,充分听取他们的意见和建议,并据此对后续计划进行调整和完善。
(2)在确定每本教材的主编、参编人员过程中,虽然这些人员大都由编审委员会推荐产生,但编辑还是通过互联网等形式对每位编写人员提供的个人资料进行核实,特别是对他们曾经编写的教材进行仔细研究,以此初步判断其是不是具有按照要求完成编写任务的能力。
(3)在编写大纲审定过程中,编辑从编写大纲制定开始就深入参与其中,参加主编参编沟通协调会议,共同商定每本教材体现区域特色的创新点所在。
(4)在召开教材编写工作会议前,编辑制定了详细的教材编写格式、体例、图表形式、语言风格等要求,并让有丰富教材编写经验的老作者撰写教材样张,在编写会议上重点讲解。
(5)审稿时,考虑到整套教材内容相互之间会有交叉甚至重复,编辑根据教材编写的进度,将相关教材的主编和主审人员组织起来一起进行审稿,既让主审了解相关教材之间的关系,也让相关教材主编之间充分交流,确定交叉内容在哪本教材中详细讲述,在哪些教材中可以一带而过。
(6)在教材进入出版环节后,编辑作为每本教材的第一责任人,全程对自己责编的教材负责,在编辑加工过程中,编辑除了对体例格式进行统一以外,还重点对教材整体内容进行把握,审查教材有没有按照经过审定的大纲来编写。
(7)在教材出版后的营销宣传方面,编辑重点针对这套教材给我社驻江苏的销售代表进行短期培训,向他们讲述这套教材的策划出版过程以及教材的特色所在,让他们带着整套教材依次到省内各学校拜访土木工程学院老师,面对面宣传推广这套教材。
体现区域特色 创新出版形式
高等学校土木工程专业教材的主要内容是与专业相关的工程技术,这些知识与地区的自然环境和社会环境息息相关。目前,国内出版的教材中,大多为全国通用教材,考虑到教材的普遍适用性,教材内容往往多而全。在这套《高等学校土木工程专业创新型人才培养规划教材》策划过程中,为体现区域特色,编辑首先要求作者在注意教材知识完整性的同时,多介绍一些体现江苏地区特色的内容,例如:江苏地处我国华东地区,以平原为主,水域发达,在基础工程施工中,要着重介绍防水及地基稳定知识;江苏也是我国建筑工程施工技术最为发达的地区之一,省内拥有近50家施工特级资质企业,在编写施工类教材时,要多介绍新方法、新工艺、新技术;江苏经济发达,各种高层、超高层、复杂建筑层出不穷,因此,在编写土木工程材料教材时,要增加新型建筑材料内容的介绍。其次,在稿件的编辑加工过程中,为保证每本教材的编校质量,责编严格执行三审三校一审读制度,稿件由责任编辑初审后,请有多年加工稿件经验的编辑负责稿件的编辑加工,复审和终审均要求审读全书,出版前邀请社外专家进行全书审读。最后,在版式设计和封面设计中,编辑建议美编多选用能体现江苏地区特色的苏州园林、江南名居、水乡古镇等元素,使我们呈现给读者的教材无论是内容还是形式上均具有明显的区域特色。
目前,教材出版已经由传统的纸质出版向全媒体、互联网、立体化转变。为满足多媒体教学需求,《高等学校土木工程专业创新型人才培养规划教材》在体现形式创新方面也做了一些尝试。我们除要求作者采取书网互动、提供多媒体教学课件、录制视频公开课、扫描二维码等新的形式,为老师和学生提供多种载体形式的教材内容外,还要求作者必须提供试题库、在线答疑等助教、助学新服务。现在看来,这些尝试对教学和教材的营销还是很有帮助的。
结语
关键词:弹性力学;土木工程;教学;探索
弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程,目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标,实现宽口径、厚基础的教学基本要求,减少课时和精简内容。另外,土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系,所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程,其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养,以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学,而且弹性力学理论抽象,数学推导麻烦,课程枯燥乏味,提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为弹性力学教学中需要关注的问题。
一、高校弹性力学教学现状
为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果,教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议,2006年工作会议在武汉理工大学召开,2009年工作会议在成都西南交通大学举行,2014年10月工作会议在北京工业大学举行,各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流,对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革,北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课,学时一般为40学时左右,使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后,弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课,但学时改为16学时,考试时采用闭卷考试,对学生学习要求较高,较多学生仍然认为太偏重于理论,理论抽象,数学推导烦琐难以理解,并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后,课程性质以及学时都没变,但考试时采用开卷考试,对学生的公式推导要求降低。改为16学时时,教师和学生的感觉都是时间太紧张,学习压力大,所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中,弹性力学进行了很多变化,首先课程性质发生了改变,由学科基础必修课改为学科基础选修课,让学生有选择的空间,其次学时增加为24学时,让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下,如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为教学中关注的问题,由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革,取得了较多有益成果,尽管如此,土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革:(1)教学对象上,弹性力学通常主要在工程力学专业开设,需要充分考虑结合土木工程专业的特点。(2)教学思路上,仍然偏向工程力学方法,在内容选择上较偏向数学,主要是理论上的教学,对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。(3)讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展,尤其是与土木工程结构相关进展,因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨,对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践,将促进学校土木工程学科力学教学的发展。
二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平
根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时,需要考虑在既有学时下,使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。
1.重点突出弹性力学分析思路和概念。在教学中,在分析思路上,一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题,并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式,对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际,直接从实际工程的三维问题,再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题,使得思路更加自然,并且能节省教学课时。另外,在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题:弹性力学中应力的方向以及正负号的定义,平面应力问题和平面应变问题的区分,应力边界条件和位移边界条件的确定方法,处理局部边界条件的圣维南原理,等等,这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。
2.结合具体土木工程实例教学,附加一些分析程序和工具的介绍,拓宽学生分析方面的应用能力。在介绍分析思路时,需要结合有实际工程背景的工程算例来分析,这样可以明确学习目的,激发学生的学习动力。在理论分析完成后,还可以介绍相应的数值分析方法,介绍Matlab计算程序或有限元分析工具,对理论分析过程数值化,让学生自己操作计算,分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用,可以结合一些设计规范进行学习,如:公路隧道设计规范(JTGD70-2004)建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等,通过在理论分析结果和数值分析对比的同时,还可以通过规范要求进行验算。
三、根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材
就目前而言,对于土木类本科生的弹性力学课程,各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之,对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定,仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种,所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》,徐芝仑编,高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面,也比较深刻,对概念思路的解释较为简洁,但仍然有需要改进之处:(1)基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题,分析讲解思路可以变化,让学生更快更容易的理解。(2)理论讲解较多,实际土木工程案例的分析较少。(3)理论推导比较多,数值分析对比较少,数值分析工具的应用较少等,另外学生学习的课余指导用书比较少。为此,编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。
四、改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案
作为一门强调理论与应用的课程,仅以单一的板书教学模式明显不足。例如,本课程中复杂的理论推导数学演示,这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下,就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材,可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中,采用多媒体与板书相结合的教学模式,预期可以达到较好的教学效果,授课学生能给出较好的评价。另外,课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强,学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析,对此需要课外指导,因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。
五、结语
为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果,本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题,并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。
1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平,使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。
2.根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材。
3.改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案,并建立教师互动平台和窗口。
参考文献:
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关键词:土木工程;竞赛;实践教学;创新
基金项目:黑龙江省教育科学规划课题项目 课题名称 普通高校土木工程专业创新型人才培养模式研究。编号:GBC1211059
作者简介:宋高嵩,男,1964年出生于山东省平度市,工学硕士,教授,从事工程:土木工程教学,研究方向:道路工程规划设计。林莉,哈尔滨理工大学 ,副教授。王晓东,哈尔滨理工大学 ,讲师。
1、土木工程专业实践教学体系的内容及存在的问题
按照土木工程(建筑、道桥)专业人才培养方案,制定了包括必修课、限选课、任选课三个层次的教学计划。该计划的特点是:文理渗透的公共基础,系统宽厚的技术理论,灵活多样的专业方向,多维立体的实践体系。在教学内容上[1] ,精选课程内容,做到厚基础,宽口径,减少必修课门数,增加选修课门数,提高新技术、新工艺、新材料等现代科学技术和现代管理技术的含量。方案设计[2]如下:
公共基础课(人文社会+数理化+外语+计算机文化+体育等)一公共理科平台
专业基础课(力学+地质水文+测量+材料十结设十土木概论等)一大土木基础平台
(两大平台)+(道路+桥梁课程模块)一道路与桥梁工程方向
(两大平台)+(结构工程课程模块)一建筑工程方向
从以上人才培养方案来看,似乎没有什么问题,但具体到每个细节和环节来看,如何提高学生素质,如何培养创新型人才方面,操作性不强,目标不明确,难道就是增加或者减少几门课程就做到创新了吗,人才的培养素质就提高了吗?从事土木工程建设设计、施工和管理的人员必须具备吃苦耐劳的创业精神和精益求精的工程质量意识。以培养学生创新、创造和创业能力为重点,以造就适应现代知识经济时代需要的高素质的应用型人才为目标,构建素质教育目标体系和工作体系。经过四年的学校生活,在浓郁的育人氛围中,养成人才必备的优良素质。目前的三段式人才培养方案是没有什么问题的,但在如何提高学生的工程实践能力,培养创新型人才方面存在许多不足,尤其实践环节,缺乏考核标准,尤其对学生的整体评价不合理。本文从土木工程专业的实践教学环节从发,探索研究创新型人才培养的新思路。土木工程实践教学环节包括实验、实习、课程设计、毕业设计等。
1. 培养创新型本科人才,提高实验教学效果的新思路
1.1计算机课程的上机训练与考核的创新改革
传统的上机训练是学生上完理论课后,组织学生到计算机室练习,由于时代的发展,以及智能手机的广泛运用,学生对计算机基本操作和练习非常不感兴趣,尤其很多学生几乎每人一台笔记本,结果造成上机效果非常不好,打游戏,玩手机现象非常普遍。基于以上情况,结合学生的特点,把学生上机训练的内容,设置成游戏通关的模式,学生每过一关,相当完成一个上机训练项目,由易到难,由浅入深,循序渐进,根据学生的过关情况进行成绩评定。这种既提高学生的学习兴趣,又激发学生的创新能力,两者结合,达到较好的教学效果。
1.2 土力学、建筑材料试验课的创新改革
土力学、建筑材料试验课与工程实践结合紧密,但由于学生课前准备不充分,再加上目前学生普遍动手能力较差,另外,土力学、建材试验课接触的试验原材料如沙土、水泥、石料等较脏,环境差,造成学生参与意识差,试验无从下手,试验数据不准确,效果不理想等状况。这类试验课改革的思路是教师上课前先把试验项目告诉大家,让学生分组上网收集资料编写试验项目所需的原材料、试验仪器和操作步骤,当然,上试验课程前教师可以先领着学生参观试验仪器,并检查试验准备情况。上实验课时,教师主要负责检查,纠正学生试验过程中的错误,让学生独立完成试验项目,并且鼓励学生在实验时提出自己对实验方法、试验仪器的改进、改良,这种方法可以提高学生的独立思考和操作能力,由被动变为主动,由上实验课时不知所措,到上实验课时自己尽快完成,既节省了时间,又提高了学生的动手能力。一举多得。当然,比较理想的的土力学、建筑材料试验课程的上课方式是采用集中训练的方法,土力学一周,建筑材料3~4周,让每个学生在实验室独立系统地完成每一个试验项目,采用抽签比赛的方式进行考核,效果会更佳。另外,鼓励学生积极参加全国试验员资格考试,获得试验员资格证书的成绩评定为优秀。
2. 培养创新型本科人才,提高课程设计教学效果的新思路
土木工程专业的课程设计包括混凝土楼盖设计、预应力混凝土简支梁设计、单层厂房设计、房屋建筑学、梁桥工程设计、结构工程基础设计、桥梁基础设计、钢结构设计、路基路面工程设计、施工组织、道路勘测设计。这些课程设计概括起来,主要包括两项内容:一是设计计算分析,另一种是计算分析和结构外形设计。
对属于纯粹计算分析的课程设计,例如,施工组织中的概预算计算分析,路面设计中的厚度计算、预应力混凝土简支梁设计、桥梁基础设计等、建议鼓励学生使用计算分析软件来代替繁琐的手工计算,把学生从枯燥的计算中解放出来,学生尽可能地掌握软件使用技巧,有可能的话,让学生参与计算程序的修改和调试,提高学生的分析问题,解决问题的能力。鼓励学生参加造价员从业资格等考试,对获得造价员资格证书的学生,施工组织课程设计成绩直接评定优秀。
对于属于结构外形设计为主,计算分析为辅的课程设计,如房屋建筑学、桥梁工程设计、路基挡土墙设计、单层厂房设计、道路勘测线形设计等,建议教师在上理论课时就把课程设计题目提前布置下去,鼓励学生采用纸质模型、绘图渲染等手段表现设计效果,最后课程设计期间,鼓励学生全身心投入设计中,采用竞赛的方式进行成绩评定,例如房屋模型大赛、桥梁模型结构大赛等形式,激发学生的创新激情,调动学生参与的积极性,充分发挥学生的主观能动性,为培养创新人才奠定基础。
3. 培养创新型本科人才,提高实习教学效果的新思路
土木工程专业的实习包括认识实习、测量实习、地质实习和生产实习
对于认识实习,传统的做法是参观城市的著名建筑、著名桥梁和预制厂等内容,写实习报告的形式完成实习内容,为了增加认识实习的知识性、趣味性,在参观的基础上,聘请有关工程师、项目经理实地讲解和讲座的形式,实习成绩考核采用知识竞赛的形式进行评定。
对于测量实习,可采用与工程实践相结合的方式,积极与学校附近的公园、小区联系,为他们测绘地形图,通过实践提高学生的测绘水平,另外,开展测量竞赛考核活动,例如,水准高程测量大赛、导线闭合测量大赛,既提高学生的测量技术水平,激发学生的学习兴趣,培养学生的参与意识、创新意识,又可以公平合理地评定学生成绩。同样,鼓励学生积极参加测量员资格考试,获得资格证书的给予奖励。
对于地质实习采取实地踏查与鉴别分析相结合,采用矿石鉴别大赛等手段,提高学生岩石鉴别能力,发挥学生的创新能力和鉴赏水平。
对于生产实习,多年来一直采取与生产相结合的办法,学生直接参加工程建设第一线,顶岗挂职锻炼,实习结束后写一份实习报告和交一份实习鉴定进行评定成绩,总体看来没什么大问题,但在成绩考核方面,应根据学生工地实际情况,在实习期间拟定论文题目,结合工程实际撰写科研论文,实习结束进行论文答辩,对优秀论文推荐杂志发表,实习产学研一体化同步发展。使学生的创新水平得到真正实质性提高。
4. 培养创新型本科人才,提高毕业设计教学效果的新思路
学生的毕业设计是学生能力的综合培养的重要阶段,应该从选题开始,进行有针对性的引导和培养,根据学生大学近三年多来的学习体会、就业情况、考研情况以及将来的自身发展情况综合考虑。
对于已经考上研究生的学生,着重从科研能力方面培养,在毕业设计阶段跟着导师从事科研工作,撰写切实可行的科研论文,对于能发表EI、SCI检索的论文,毕业设计按优秀成绩评定。
对于已经签订就业单位的学生,应根据就业单位的实际情况和将来的就业要求,实行双导师制,由用人单位和学校各指派一名指导教师,共同研究和探讨毕业设计题目,学生可以在用人单位提前实习就业,在此期间完成毕业设计或者论文,但必须和工程生产实践相结合,解决工程中出现的疑难问题,或者有所创新,例如改良、改进试验检测方法、施工方法、施工设备等,只要有创新点,就可以完成毕业设计,有发明专利的成绩直接评定优秀。
对于未签订就业单位的学生,重点从工程基本训练方面选择毕业设计题目,例如,道路线形设计、玻璃幕墙设计、超市设计等内容,在设计过程中,让学生提出自己的创新思想,另外,鼓励学生从基础做好设计,把基本知识掌握牢固,一步一个脚印的做好每个设计。在设计中让学生体会脚踏实地,不要好高骛远,端正就业态度。最后取得设计、就业双丰收。
5、结论
培养创新型土木工程本科人才,不是简单的喊口号,应该从人才培养方案入手,贯穿教学的每个环节,处处体现培养创新型人才思想和方法、手段。我们从土木工程专业教学实践的各个教学阶段分析研究了培养创新型人才的创新模式和创新思想,在应用中取得了良好效果。开展实践性教学是创新人才培养模式的重要方面,在教学计划制定过程中,加大实践性教学的比重,尽可能地将实践性教学贯穿于高等本科教育的全过程,使教学方式从“以教为主”,逐步向“以学为主”转变。学生只有通过实际演练才能提高学习的自主性和创造性,才有可能形成创新能力和实践能力。在这方面,与企业的合作能够起到有效的促进作用。本科教育要重视培养学生的创新能力、实践能力和创业精神。当今社会对大学生的基本要求,不仅需要有全面的知识,而且需要有更好的适应性、开拓性,有更加灵活的创新意识和更加健全的创业心理。加强实践教学为学生这些创新素质的培养和提高创造了基本条件。从这个意义上讲, 创新型人才培养模式必须从细节入手,贯穿实践教学的每个环节是实施素质教育、促进学生全面发展的重要载体。
参考文献:
[1] 宋高嵩,曲贵民,林莉.构建土木工程(建筑、道桥)专业课程体系的研究探讨[J].硅谷,2009,(7):157.