時間:2023-07-07 17:23:53
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇對土木工程專業的理解,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:工程案例教學;土木工程專業;應用
前言
土木工程專業在建筑領域中屬于重點的基礎性學科,是為國家輸送優秀的高級工程技術型人才的基地[1]。在土木工程專業的教學中,要注重理論和實踐的相結合,培養應用型和創新型的人才,因此老師在教學中采取有效的教學方式極為重要。工程案例教學是土木工程專業中非常有效的教學方式,但是在實際的教學中仍需要老師結合實際合理地應用才能取得預期的效果。以下是對工程案例教學的概念和優點以及應用在土木工程專業中的一些分析。
1.工程案例教學的概念和優點
工程案例教學方式指的是授課老師以教學目標和內容為依據,在設計教學方案時準備好有關的案例,在課堂教學過程中讓學生對案例進行獨立或小組合作等形式展開討論分析,從中獲取相關的理論和實踐知識,同時加深學生對所學知識的理解和記憶。工程案例教學是將實際工作中的例子結合到課程的理論教學中,對于培養學生的綜合能力有很大的幫助[2]。通過工程案例教學與純理論教學相結合,可以改變枯燥乏味的課堂形式,對提高學生的學習興趣有很大的促進作用,增加學生學習的主動性。而案例的選取來自實際的生活中,切近學生的生活,在便于就地取材的同時還可以方便學生的理解。在土木工程專業的教學中應用案例教學還可以讓學生感受工程的實際施工情況,更加的了解本專業的相關技能要求,從而提高本專業學生的行業競爭能力。
2.工程案例教學在土木專業中的應用分析
2.1工程案例的選擇要以小見大,由易到難
在本專業應用工程案例教學時應合理地選擇案例,比如對于大一的新生而言,對本專業了解的程度不高,甚至非常的陌生,剛開始接觸本專業需要一個緩沖適應的過程。因此授課老師在教學時要注意選取較為簡單的案例,結合教材進行教學。比如在《土木工程和土木工程專業》這一課的教學主要是讓學生了解土木工程的概念,了解本專業的具體內容、現狀以及發展等各方面的概論知識。這時老師可以就學生身邊熟悉的建筑工程作為案例,比如地鐵的修建、城市已建成或者在建的一棟棟高樓、隧道建設、橋梁建造等均是土木工程所要學習的,學生對這些建筑也都比較熟悉,通過回憶和聯想就會對本專業有了更深的認識。而隨著課程進入到技術知識的教學時,老師可以取身邊的例子或者國內外的經典案例與學生一起進行更加深刻的分析,比如城市高樓建設的結構、反震系統設計等等技術層面的知識。總之在土木工程中應用工程案例教學要合理、循序漸進,以小見大,由易入難。
2.2工程案例分析要結合教學大綱和進度
在土木工程專業的教學中應用工程案例教學還應該以教學大綱作為參照依據,結合課程的進度選取和分析案例[3]。這和前面案例的選擇應注意的由易入難有些類似,但又有所不同,結合課程內容和課程進度需要老師把握好案例教學的度,不需要每個知識點都選取一個案例,這樣會造成學生對案例認識的偏差,過分的關注案例本身而忽略了理論知識的學習。畢竟采取工程案例教學是為了使更好的的理解理論知識,并獲得相關的實踐知識,而不是用來替代專業理論的教學。同時進行工程案例分析時避免盲目的擴寬知識范圍,比如在《材料的力學性質》的教學中,在分析工程案例時應著重從本節的知識點去分析探討,而對于相關的建筑的構造要素、施工等方面的知識可以稍微提到但是不作為重點分析項目,等到學習該知識點的具體課程再進行深入的分析,這樣就不會使學生抓不住重點、造成思維上的混亂等現象。總之老師在應用工程案例分析時要明確課程內容和教學的目的,把握好工程案例教學的度,通過案例學習而不是為了學習案例而進行教學。
2.3工程案例教學中注意培養學生對本專業的興趣
選擇本專業的學生不一定是因為興趣才報的志愿,可能是調劑或者其它原因,也有的學生原來帶著濃烈的興趣報考本專業,但是接觸后覺得與想象中的有出入而失望,漸漸地失去興趣等等。當學生對本專業興趣不高甚至毫無興趣時,學生學習的主動性會很差,學習的效率不高,最終就達不到本專業的培養目標。興趣才是最好的老師,因此授課老師在工程案例教學中應該注意培養學生對本專業的興趣[4]。可以通過選取典型的案例吸引學生的注意,如在講到橋梁的內容時,可以選取武漢長江大橋經歷過70多次甚至有一次是大橋的7號橋墩受到一艘載重萬噸的游輪撞擊,只留下擦痕并無其他的問題,其中的關鍵是該大橋采用了“裁牙齒”的世界領先工藝。學生在聽到案例時會被大橋的堅固所震撼,被整個案例吸引,漸漸地就會對相關得知識產生好奇心和興趣。另外還可以在案例分析的過程中采取小組合作、主題辯論等樣化的形式進行,不僅活躍課堂的氛圍,還可以多提高學生的參與積極性,培養學生的興趣。
3.結語
土木工程專業涵蓋工程結構、土工、工程測量、土木工程材料等實驗室,強調培養理論知識扎實、動手實踐能力與創新能力均具備的復合型技術性人才。本著為國家輸送優秀的工程技術人才的理念和目標,在土木工程專業的教學中應采取有效的教學方式。工程案例教學具有十分明顯的優點,有利于人才培養的目標,而土木工程專業應用工程案例教學時應注意案例的選取要以小見大、由易入難,工程案例的分析要結合教學大綱和進度,并在案例教學的過程中培養學生對本專業的興趣。
參考文獻:
[1]蓋曉連,邰連河.工程案例教學在土木工程專業的應用研究[J].神州,2013(03):79.
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[3]秦立朝,楊素娟.淺析工程案例教學在土木工程專業的應用[J].江西建材,2015(17):253.
隨著經濟全球化和社會的快節奏發展,所謂的高樓大廈、繁華多彩已經成為一座城發展水平的評價標準之一。為了提高我國建筑行業和提高建筑質量,我國的高等院校就應培養更多的建筑人才。當今高校土木工程專業的教育中對人才的培養不僅是理論知識的灌輸,而且結合了實踐能力的培訓,以更好的適應我國社會發展的需求。工程案例教學模式適應了土木工程專業的教學需要。
一、案例教學的含義
案例教學法就是指教師根據教學內容和教學目標,預先準備適合課程內容的案例,在課堂上以案例作為教學的線索,學生通過案例進行個人學習、小組合作學習的方式來分析和研究案例,從而加深學生對理論知識的理解和學生對課堂上所學內容的鞏固,使學生在實際工作中更好地運用所學到的知識來解決遇到的問題,全面提升學生的綜合能力。在土木工程專業使用案例教學方法,通過具體的工程來解釋枯燥的理論知識,便于學生學習和掌握。土木工程專業培養的人才不僅需要豐富的理論知識,更需要較強的實踐能力,在工程中可以有效且合理地解決所遇到的難題,案例教學可以將實際工程融入到課堂教學中,適應了學生和教師的需要。
二、工程案例教學在土木工程專業教學當中的應運
土木工程專業課程的主要任務是,通過對專業課程系統化的學習,使學生擁有正確選擇、設計方案、成功進行施工管理等能力,為學生今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理論和實踐知識,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就業能力。土木工程專業具有較強的工程實踐性、案例性等特點,為土木工程專業課程進行案例教學提供了方便,那么該如何在土木工程專業運用工程案例教學呢?1.教師在備課時應根據教學內容和教學目標來選擇合適的案例案例的選擇應堅持由簡到難、由淺入深的原則,使課程知識和實際工程較好的聯系起來。在課程案例的準備中,要采用當今的科學技術,例如采用視頻、圖片等方式使案例更加形象具體,容易引起學生的學習興趣。當老師講“坑基建設”時,老師參加的一項工程中坑基開挖并對其進行錄像,在課程內容講授時利用多媒體進行播放視頻,視屏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。這樣的案例教學可以引起學生學習的興趣,使其更加直觀地了解工程現場的情況,有針對性的進行學習。2.在土木工程專業中教師應運用案例創設相關情景,提出相應的問題老師通過對實際工程介紹,展示工程場景和具體工程參數,提出相關問題讓學生思考和解決。老師不要直接給出答案,而應由學生研究、討論、分析后得出結論。工程案例教學屬于啟發式教學,可以更好的讓學生參與到課堂中,調動學生學習的積極主動性。3.利用案例突出重點難點知識,加深學生對理論知識的理解和應用在“坑基建設”課程的講解中,坑基建設的排水問題和坑基建設的穩固問題就是重點學習的內容。使用案例教學在這部分知識的講解中可以直觀形象地表現重難點知識在實際工程中的應運。4.利用工程案例在土木工程專業中進行教學利于知識系統框架的構建土木工程專業的知識有較強的系統性,利用工程案例講授土木工程專業知識,可以幫助學生建立更好的知識框架體系,使學生有更好的理論知識素養。
三、工程案例教學在土木工程專業中應運的好處
1.案例教學不僅可以改變老師傳統的教學模式,豐富課堂活動形式,還可以充分調動學生學習興趣和學習積極性,學生主動地參與到課堂活動中。2.利用工程案例在土木工程專業中進行教學,可以使學生感受到工程現場的實際情況,將理論知識與實踐操作相結合,使學生具備工程建設的需要的能力。3.建筑事業在不斷發展,對建筑人才的需求也不斷增加,土木工程專業是我國培養建筑人才的重要基地,在教學中使用案例教學可以幫助學生了解崗位對就業者能力的要求,從而進行有針對性的訓練,使其在激烈的就業競爭中獲得優勢。
四、小結
隨著高校教育改革的實施,高等院校不再一味地講解理論知識,更加注重對學生實踐能力的培養,特別是在土木工程這種對實踐能力要求較高的專業中,如何更好地將理論知識與實際操作相連接變得越來越重要。工程案例教學更好地將理論知識與實踐操作相結合,符合廣大師生的需求,有利于培養更多具有理論知識和實踐能力的建筑人才。
作者:李亞芝 單位:長春建筑學院
一、引言
土木工程材料是土木工程專業的專業課程,也是基礎課程。對一項土木工程的建設來說,工程材料的質量直接影響了工程和建設的質量,土木工程材料的價格對該工程的成本造價的高低產生著重要的影響。可以說,土木工程材料的選擇和使用是土木工程專業學習的重點課程,能否在最大程度上利用好工程材料,是目前本科院校應用型土木工程專業教學的重點內容。本科院校土木工程材料實驗教學模式就是基于培養學生對學習的土木工程材料的有關知識的實際操作能力而探索出的一種教學方法。土木工程材料是土木工程專業的基礎課程,對常用的土木工程材料的相關問題進行研究和論述是該課程的主要內容。土木工程材料課程是學生學習后續的土木工程專業課程的理論基礎。土木工程材料課程設置的主要目的就是幫助學生提高專業的應用能力,能夠做到合理使用和選擇工程建設使用的建筑材料,并保證材料的質量,進而控制好建筑工程的整體質量。土木工程材料實驗教學模式能夠幫助學生提高動手能力,加深學生對該專業知識的理論研究,是培養土木工程應用型人才的重要方式。但其在目前的課程教學當中存在著諸多問題急需解決。
二、本科院校土木工程材料課程教學當中存在的問題分析
1.課程內容復雜、缺乏邏輯性。土木工程材料教學的內容繁雜,涉及到許多方面,教學內容當中的各種材料之間缺乏必要的聯系,教學內容敘述性過強,專業知識之間缺乏緊密的聯系,缺乏必要的邏輯性。學生在學習相關知識的時候由于內容過于繁雜,專業知識的邏輯性缺乏,難以抓住專業知識的重點,學習的過程中總是處于一種對相關知識時,對其只有一個模糊認識,這影響了學生學習的效果,對學生學習的積極性提高十分不利。2.教學方法陳舊。土木工程課程開設的內容涉及到材料的選用、質量與性能的研究、在工程當中的實際應用等方面,對學生的應用能力和實踐能力要求較高。但是,傳統的土木工程材料課程的教學手段依舊停留在教師在課堂上針對教材當中的相關知識進行講授,實踐性和應用性不強,學生對材料的相關特性、性質以及在工程當中的實際應用并不了解,這對學生的應用能力培養十分不利。傳統的土木工程材料課程教學方式和內容已經不能適應當前社會經濟發展的需要,為了培養具有綜合素質的應用型人才,就必須要對本科院校土木工程材料課程進行相關的方法改革和教學模式的探索。3.土木工程材料課本內容滯后。我國經濟的快速發展催生了許多重大工程項目的開工建造,在土木工程建設方面,科技發展研究出的許多新材料應用于土木工程當中,新能源和新興建筑材料不斷更新與發展,土木工程材料也開始向著綠色環保、節能高效的方向發展,目前我國建設材料的標準由于其種類的繁雜以及新材料的出現而不斷更改。更新一個版本的土木工程材料教材的編制工作和出版時間長,在當前經濟的迅速發展,建筑材料新技術的推陳出新速度加快的情況下,教材內容時常滯后于國家對建筑材料標準的制定,落后于建筑工程行業發展的實際需求。這些對本科院校土木工程材料課程的教學工作十分不利。4.土木工程材料實驗課程學時短。目前本科院校土木工程材料實驗教學課程開設的學時較短,許多院校由于設備陳舊落后、教學實驗場地較少等問題難以增加實驗教學課程的學時。因此產生了其基礎實驗的演示性效果較差、學生在觀看實驗操作和自身實際操作時留下的印象不深等問題。雖然許多院校已經將課堂實驗部分加入到了學生的平時成績考核當中,土木工程材料課程的實驗都是具有驗證性和演示性的,高校雖然要求學生進行一些綜合性的實驗設計來提高學生對土木工程材料知識的學習和應用能力的提高,但是,由于綜合性的實驗設計和操作需要持續較長時間,許多高校實驗課程學時短這個問題已經嚴重影響了學生進行實驗操作和應用能力的提高。
三、應用型本科院校土木工程材料試驗教學中應用能力探究
1.更新本科院校土木工程材料實驗教學理念。高校的土木工程材料實驗教學理念要緊跟建筑工程市場和工程材料發展的方向。教師要更新自己的教學理念,改變傳統的教師把實驗內容演示一遍之后讓學生模仿的方法。在土木工程材料實驗的課堂上,教師可以利用較少的時間把實驗的重點內容和實驗操作的注意事項告訴學生,然后將大部分時間教給學生,讓學生根據教材和知識點自主設計實驗內容和方法,重點培養學生的實驗操作能力,讓學生在自己動手操作的過程中加深對教材知識的理解和對工程建設材料的認知,提高學生的實際應用能力,培養學生的職業素養。2.高校加大對本校的土木工程材料實驗器材和場地的投入。目前,很多高校都存在著土木工程材料實驗器材落后、實驗場地少的問題,這對該院校的土木工程材料實驗教學十分不利。高校要加大對本校的土木工程材料實驗器材和場地的投入,根據目前建筑行業和建筑材料的發展更新實驗設備,增加實驗場地的面積,提高土木工程材料實驗室的建設水平,合理購入目前新興的建設材料,為本校的土木工程材料實驗教學提供必要的物質基礎。同時,高校還可以選擇與本地的建筑企業進行合作,及時更新土木工程材料的實驗教學內容,防止因為建筑行業的發展和材料的標準的更新,教材內容出現落后的現象發生。以此來提高土木工程材料實驗教學水平,幫助學生培養自身的動手操作能力。3.利用多媒體進行教學,增強學生對土木工程材料知識的理解。很多土木工程專業的學生對土木工程材料缺乏感性認識,因此,教師土木工程材料實驗教學手段上要進行必要的更新,利用當前豐富的互聯網資源和便捷的多媒體手段進行教學。教師根據實驗課程的內容收集、整理相關的土木工程材料實驗的視頻、圖像等,將其在課堂上展示給學生,增強學生對土木工程材料的感知能力,提高學生學習相關知識的興趣。采用多媒體教學的方法能夠有效幫助學生認識很多身邊沒有的建筑材料,擴大了學生的知識范圍,增強了學生的好奇心。4.改革土木工程材料實驗教學的方法。土木工程材料實驗教學要重視其教學方法的更新。在實驗課程開設之前,教師要提前布置下實驗的任務和內容,讓學生在實驗之前就掌握實驗方案的設計、操作、實驗誤差和結果的分析方法等知識。在實驗的過程當中,教師要減少對學生的干預,只要學生在保證課堂理論教學和實驗操作的一致性原則下,讓學生進行實驗操作。教師要在土木工程材料實驗教學課堂上重視實驗的過程和學生實驗的操作能力培養,通過讓學生結合自身學習的理論知識和預習的實驗內容自主進行實驗探究和學習,激發學生學習的興趣,幫助學生在動手進行實驗操作的過程中提高自己的應用能力和創新能力。5.引導學生自主進行科學探索,培養創新意識和應用能力。在土木工程材料實驗教學過程中,教師要注意培養學生的創新能力,加強培養學生綜合運用能力和科研訓練。在實驗的教學過程中強化對學生嚴謹的科學態度的培養,鼓勵學生在符合教師開放實驗的整體框架、和遵守實驗操作規范的情況之下進行實驗的自主設計,并在實驗的過程中認真記錄實驗的數據,對實驗當中出現的一些問題進行客觀分析。學生在自主進行科學探索、實驗設計的過程中,提高了自己對土木工程材料知識的認識,培養了創新能力和實際應用能力,為今后自身的發展打下了良好的基礎。
四、總結
培養應用型人才是目前本科院校土木工程材料實驗教學的重要目標。為了滿足建筑行業發展對應用型人才的需求,高校必須要加大對土木工程材料實驗教學的投入,更新實驗設備,加強實驗室的管理,高校教師也要更新自身的觀念,創新實驗教學的方法和手段,利用多媒體教學的手段,幫助學生加深對土木工程材料知識的理解,在實驗過程中加強對學生的引導,鼓勵學生自主設計實驗并操作,提高學生的應用能力,培養學生的創新精神。這樣才能夠為社會經濟的發展提供更多優秀的應用型人才。
作者:李旭
實踐教學的形式
土木工程專業的基本實驗有物理實驗、材料力學實驗、土木工程材料實驗、結構實驗等。從基礎實驗開始,逐步過渡到專業實驗,培養學生的動手能力,在此基礎上,還設置了各種學科競賽。如數學建模,挑戰杯課外學術科技作品大賽等,進一步提高學生的實踐能力和創新能力。
無論什么時候,實習這一實踐教學環節在我們土木工程專業的教學體系中都扮演中一個很重要的角色。實習質量的好壞直接影響到土木工程專業的發展,因此,對于實習課的探索和改革是永無止境的。實習課的目的是為了提高學生的實際操作能力和創新能力,使得學生能夠較快的適應社會,并為社會的發展貢獻自己的一份力。目前,大多數高校土木工程專業實習的教學模式主要是認識實習、生產實習和畢業實習三種。
認識實習是土木工程專業的重要的教學環節之一,也是理論結合實際,增強學生的實踐知識的手段之一。認識實習主要是參觀一個具體的建筑、廠房、工廠或工藝流程等,在指導老師的講解下,使學生能初步認識土木工程專業的基礎知識,了解專業概況,并將已學的理論知識與實習內容結合起來,在實習過程中遇到的問題用所學的理論知識加以分析和討論,從而使學生對本專業的知識有進一步的感性認識,并對后續專業課的學習打下了良好的基礎。
生產實習也是土木工程專業重要的實踐教學環節之一,生產實習主要是參觀一個具體的建筑、廠房、工廠等的現場操作過程。在現場技術人員的具體解說下,使學生對土木工程專業的專業知識有了更深的理解。通過生產實習,學生可以將課堂中所學到的各種理論知識相互聯系、相互轉化和相互拓展開來,并將這些經過轉化和拓展的知識運用到實踐中,這樣,不僅增強了學生的社會意識和社會技能,同樣,學生的創造能力和組織能力也有很大的提升,學生的個性,修養等都有很大的提高。同時,通過生產實習,學生對本專業的工作性質也有了進一步的認識,更能培養學生對土木工程專業的熱愛之情,并為畢業以后的出路指明了方向,增強了學生的事業心和責任心。
畢業實習一般安排在做畢業設計前期,目的是讓學生通過畢業實習,能更好的掌握整個畢業設計的設計過程,并能更好更全的收集到畢業設計的設計資料。畢業實習主要是在指導老師的帶領下,在指導老師聯系到的實習地點,由一些高級工程師或其他高級設計師向學生介紹整個設計過程、設計方法、設計手段以及可能用到的設計規范等設計資料,使學生能更好的完成畢業設計。
土木工程專業的課程設計主要有混凝土結構設計、鋼結構課程設計、結構設計原理、管道工程課程設計、水利工程課程設計、建設監理課程設計、橋梁工程課程設計等。課程設計的指導老師一般由專業課教師來擔任。也可由學校聘請的高級工程師或其他高級技術人才來擔任。課程設計是一門必修課,要求學生用所學的理論知識結合實踐,做好從收集設計資料,收集參考書籍,方案確定,計算過程,用軟件繪圖的全過程。通過課程設計,加深和鞏固學生對專業知識的理解,并為畢業設計做好準備。
畢業設計是土木工程專業教學必要的一個實踐性環節,也是衡量專業教育質量的一個重要標準。做好一個畢業設計,要求學生將四年所學的基本知識、專業知識系統地結合起來用來分析和解決實踐中遇到的工程技術問題。做好畢業設計,對于提高學生的工程能力、專業知識、實際操作能力、創新能力有著重大的作用。做好畢業設計也是認定學生的畢業資格和學位資格的重要標準之一。然而,畢業設計作為實踐教學的一個重要的環節,在真正實施的過程中還存在很多問題。
毫無疑問,一個好的畢業設計題目,不但可以成為學生做好畢業設計的動力,而且也是保證實踐教學質量的重要元素之一。然而,國內很多高校的土木工程專業還沒有校外的實踐基地,這樣,使得我們的實踐教學缺乏支撐。指導老師給學生布置的畢業設計題目大多都是缺乏工程實際背景或者是涉及的工程實際背景較少。這樣,學生做出來的畢業設計就會顯得很空洞,出現理論與實際相脫離,畢業設計與實際工程相脫離。學生做這樣的畢業設計題目就會缺乏主動性和積極性。從而,達不到培養和提高學生用所學的理論知識來解決實際工程問題的能力要求。
由于市場經濟的影響,開展校外實踐的難度越來越大。其次,隨著經濟的發展,社會的進步,越來越多的人都認為只有高學歷才能有好出路。在這種形勢下,很多高校都在擴招。學生的人數也隨之大幅度的增加,而實踐性教學的場地嚴重短缺,這樣,使得每位帶畢業設計的指導老師所指導的學生人數在不斷增加,就會出現幾個同學一個題目的現象。用這種方式培養出來的學生,很難適應社會對土木工程專業人才的高要求標準。
很多高校老師,尤其是年青教師,實際工程的經驗本身就不足,甚至有些年青老師都沒有接觸過實際工程的訓練,因此,在指導學生的畢業設計過程中,在培養和提高學生用理論知識來分析實際工程解決實際工程問題的過程中就會顯得心有余而力不足。而對于那些老教授,由于忙于科研,也很難做到根據不同學生的不同情況來“差別化”的進行指導。無論是對指導教師而言還是對學生而言,畢業設計都缺乏挑戰機制。
實踐教學的現狀及存在的問題
由于各種各樣的原因,目前,真正做到實踐教學還存在一系列的問題。(1)理論教學已成為一種習慣性的教學模式,這就使得實踐教學很難做到與理論教學一樣的普及,而且,實踐教學很依賴理論教學,并且是建立在理論教學的基礎之上的,這更加加大了實踐教學成為一個獨立的、完整的教學體系的難度。(2)由于國家對土木工程專業的教育投入的資金嚴重不足,導致實踐教學嚴重落后于理論教學,使得土木工程專業更加理論化。(3)學生的實際工程訓練也是嚴重不足,也加大了土木工程專業知識的理論化。(4)國家或學校沒有意識到實踐教學環節的重要性,使得實踐教學的比重越來越低。(5)實踐教學的形式單一,教學方法相對不成熟。(6)實習單位對學生實習不夠重視,目前,學生找實習單位,一般都是通過教師或家長的關系來聯系的,實習單位為了確保學生的安全,避免不安全事故的發生,往往拒絕讓學生進入工地學習,更不用說讓學生參與實際操作工作了。學生所學的理論知識本身就不夠全面,而且學習的時間較短,再加上實踐經驗也不足,導致了學生在土木工程建設上存在很大的缺陷。(7)實習指導教材也非常短缺。教科書是保證教學質量的重要文件之一,對于實習指導書,目前還沒有較完整較實用較全面的教材,這也使得實踐教學難以全面發展。雖然很多高校在社會需求的逼迫下,不斷進行土木工程專業的教學改革,但是效果都不是很明顯,并沒有真正解決實質性的問題。
提高實踐教學的對策
(1)加大對實踐教學的認識。高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力強的專門人才,發展科學技術文化,促進社會主義現代化的建設。要將理論知識轉化為先進技術,必須通過實踐來實現,沒有實踐,理論教育只是一句空話。因此,我們應在更高層次上來認識實踐教學。(2)加大對實踐教學的經費投入。(3)加強學生對實際工程的訓練。(4)增加實踐教學體系的課時量。(5)改革實踐教學的舊形式。(6)學校應多與實習單位溝通,使得實習單位更加重視學生的實習。(7)加快實踐教學教材的建設。
關鍵詞:土木工程;專業英語;學習
一、學習背景和專業現狀
1.學習背景
土木工程目前是我國諸多學校開辟的一個熱門專業,隨著我國改革開放和城鎮化進程的推進加快,本專業幾十年來熱度不減,一直屬于比較熱門的專業之一。作為一門國際性的專業,本專業對英語的要求比較高。特別是很多開放型和國際性的大公司,對于土木人才的語言能力和專業水平有一定程度的要求。擁有眾多優秀的國際化通用土木人才是眾多中國企業走出去的基礎條件和必須要求。
2.專業現狀
(1)學生英語基礎薄弱。由于歷史和現實的原因,目前我國大學生英語的水平普遍不高,雖然很多學生在高中階段或者大學階段努力學習英語,但是還是難以達到國家對本科生大學英語的要求。土木工程專業的英語學習一般分為:大一、大二為基礎英語;大三、大四為專業英語。很多學生在基礎英語階段學習英語就特別吃力,后來在專業英語學習上,下了很大工夫,但是還是難以達到專業水平的要求。另外,大部分學生對專業英語的認識也不足。
(2)教材種類少。土木工程專業英語是一門專業性和實踐性很強的課程,作為國際性專業,在國外發展歷史悠久,目前,市面上絕大多數教材或材料原文作者的母語是英語,這些教材實際上就是選用國外原版專業書。土木工程專業英語教材國內公開出版的很少,國外教材沒有結合中國學生的具體情況而編寫,內容陳舊單一,難度深淺不一。文章編排上死板,注解只有專業詞匯的中文意思,沒有結合諸如語法、翻譯技巧和句型等方面的講解。可以這么說,目前市面上比較難找到將基礎英語、專業英語和學生實際學情結合的教材。學校和學生選擇的余地太少。
(3)學生對專業知識掌握不夠。這里所說的專業知識是指土木工程這個專業的專業知識。專業英語是學生在大學就讀中后期學習專業知識的工具。專業英語的應用在很大程度上是對專業知識的獲取。對于本專業的學生來說,他是否能讀懂教材或者本行業課外輔導材料上的知識,是與他所掌握的專業知識密切相關的。土木工程專業英語基本在大三伊始開設,與絕大部分專業課程開設是同步的。但是,此時學生的專業知識嚴重不足,而從內容上專業英語有些超前,這樣嚴重影響學生對專業術語和文獻內容的理解。
(4)師資力量亟待加強。專業英語的教學不但要求英語教師具備很高的本專業知識,而且在英語的聽說讀寫方面扎實。土木工程專業色彩很強,很多學校配備了英語水平較高的老師任教,雖然這些老師對專業內容有較好的掌握,對專業文獻的理解和掌握比較出色,但是在口語教學或教法研究上不如基礎英語教師。
二、專業英語學習成效提高措施和方法
1.端正學習態度,改進學習方法
隨著世界經濟一體化的快速推進,我國很多大型土木工程企業走向世界,在國外承攬了大量的基礎工程,這些項目急需掌握專業外語的人才。根據歷年土木工程專業學生的應聘這類公司的狀況來看,很多同學就是因為專業外語欠缺,專業技術能力弱而喪失了很好的就業機會。對于目前在讀的土木工程專業學生來說,端正學習態度是學習好專業英語的基礎,改進學習方法是學好專業的條件。對于每個本專業的學生來說,激發自己學習專業英語的興趣,充分認識到學習專業英語的使命和必要性,認真構建好學習專業英語的良好氛圍是非常重要的。
2.重視專業教材建設
目前土木工程專業的英語教材基本以專業文獻為主,很多學校的任教老師上專業英語課程時候選用的就是科普性專業文章或報刊選讀。筆者建議:鼓勵高校自編專業英語教材。在編寫過程中,結合涉及有關本專業的新聞案例、合同、標書等植入其中,專業知識要結合具體案例。編排要實現廣泛性、實用性和綜合性等特性。
3.加強學生的專業知識學習
土木工程專業是一門實踐性特強的專業,對于知識基礎要求高。力學是土木工程專業的基礎,有些已畢業的同學就曾經提醒過:理論力學的知識在后續專業課中用的比較少且逐漸退化,材料力學和結構力學用的比較多,且逐步加深。在其他課程中,很多人不太重視《彈性力學》,因為是選修課。其實在筆者個人看來,彈性力學可以說是結構工程師的力學必須課。
大學四年,對專業知識的學習時間其實還是非常短暫的。本專業從大二開始接觸專業基礎課,到大四畢業設計,對于專業知識的接觸其實只有兩年多,而該門課程主要涵蓋:理論力學、材料力學、結構力學、測量學、房屋建筑學、工程力學、流體力學、巖土力學、市政工程、建筑和結構力學、建筑與管理工程、橋梁與道路工程、地基基礎、港口工程等。有這么多課程,學習的內容繁多且學習壓力大。以前很多人還認為土木工程是傳統學科,可隨著經濟發展和整個大環境的改善,專業系統高度發展,技術也發生日新月異的巨變,新的規范和制度也與時俱進地提上議程。這就要求我們學生不但要學好基礎知識,還要有涉獵前沿知識的意識和思想,要有終身學習追求和意識。
4.提高專業教師素質,完善培養制度
課堂教學效率的高與低與教師的素質和方法的優劣分不開,一名優秀的教師,他可以憑借淵博的知識、高超的技巧、先進的手段以及個人的魅力征服課堂上的每個學生。他那演說家的氣場把知識就如磁性一樣吸附到學生腦袋里。從學校層面來說,重視專業教師的專業學習和繼續教育是教學生產力持續提高的保障,優秀的教師是整個學校教學質量穩定的必要條件。在教學過程中,深厚的英語專業知識功底和豐富的專業知識是專業英語教師的必備素質。專業英語教師要與時俱進,在不斷學習提高英語專業水平的同時,還要把握國內外土木工程最新技術的發展,學校要支持教師積極參加各類國內外學術會議,教師自身也要主動利用信息社會信息共享的條件,自主參與英語教學方法培訓班、研討班等。
學校要高舉人才戰略旗幟,落實人才戰略路線圖,加快“雙師型”人才吸收和培養步伐。在學校制度層面,專業英語教師的培訓管理制度要健全。定期和不定期組織英語教師去土木工程專業對口企業參與實踐活動,有條件和有計劃地組織英語教師在校企合作對口單位去掛職鍛煉,從而提高專業教師的綜合素質。另外,學校還要建立一整套專業英語教師考核制度,考核不能流于形式,要對過程進行監控,對培訓單位要進行回訪,真正打造一支專業技能強,實踐水平高的專業英語教師隊伍。
以上從一個學習者的角度探討了土木工程專業的專業英語學習效率提高的幾個方面。從目前國內的大背景出發,深入分析了本專業學習的現狀。并試圖從學習興趣和方法,教材和專業知識的獲取以及專業英語教師素質提高和培養制度等方面著手,給學習者和教學者提供一些淺拙的思路和建議。專業英語學習是一個長期而艱苦的過程,努力付出并持之以恒,定當在本專業的道路上走得更順,走得更遠。(本文作者系湖南文理學院芙蓉學院土木工程系學生)
參考文獻:
[1] 周 奇,朱林菲.土木工程專業英語教學現狀調查分析[J].高等建筑教育,2014(1).
房屋建筑學實踐專業層次興趣《房屋建筑學》可以概括為建筑設計與建筑構造知識的匯總。在高校土建類專業課程中,《房屋建筑學》是除建筑學專業之外的其他土建專業如土木工程、工程管理、工程造價等專業的必修課程。課程內容有廣泛應用性與基礎性。2014至2015年兩個學年,本人分別承擔了土木工程、工程造價、工程管理專業《房屋建筑學》課程的授課工作。三個專業均有《土木工程制圖》課程的學習背景,無建筑學專業的繪圖基礎、設計思維、藝術思維的培養,教學對象基礎知識統一。因此,如何將教學實踐改革的內容,針對專業、層次、興趣不同的學生展開因材施教的問題值得探索與思考。
一、專業不同,需求多樣
(一)畢業設計方面
分析各專業學生畢業設計的內容,土木工程專業要求學生具備獨立完成設計任務書要求的建筑設計、結構設計的能力。工程管理、工程造價專業的學生更側重進行施工組織設計、工程造價概預算設計等畢業設計內容。課程內容上,《房屋建筑學》包含的建筑設計部分是非建筑學土建類專業學生在本專科階段學習的唯一有關建筑設計知識點的課程,是土木工程專業學生完成畢業設計建筑設計部分必要的知識儲備;課程包含的建筑構造內容是工程管理、工程造價專業學生系統直觀地學習房屋構造組成的主干課程,為后續的工程量清單計價做好知識儲備。因此,針對不同專業《房屋建筑學》教學準備時,應有明顯的教學重點區分,務必避免課件教案一致的問題。
(二)專業課程方面
專業教學后續課程安排上,土木工程專業會進行《鋼結構》《鋼筋混凝土結構》課程的學習,其中包含屋架、廠房的設計。因此,在《房屋建筑學》的授課的過程中,涉及到廠房構造組成設計及柱網布置的知識點就應重點講解。本人采用了學校北鄰的工業廠房如海爾、海信工業園的圖片案例教學。而對于工程管理和工程造價專業,工程量的計算需要良好的建筑構造知識。在教學工作中,曾經觀摩過一位教學名師講授的《工程定額概預算》課程中《輕鋼龍骨吊頂》章節的示范課。在授課過程中,簡略提到的吊筋、主龍骨、次龍骨、罩面板均為《房屋建筑學》建筑構造部分樓地層章節中有關于吊頂內容的講解。本人授課即采用清單計價規范中相關吊頂計算部分圖片的教學。此方法同樣應用于墻體、柱子、基礎、樓板等構件的圖片案例講解。圖就是“工程的語言”,在學習的過程中,仔細閱讀“工程的語言”是必不可少的。
二、層次不同,能力差別
土木工程與工程管理專業均為普通高等教育本科專業,工程造價專業為專科專業,學生的學習能力有差距,=基本與應試教育的成績呈線性分布。在課程單元測驗中,對于相同難度的試題,土木工程與工程管理專業學生的平均分基本持平,高于工程造價專業學生平均分6分左右。授課內容角度,建筑設計偏于設計思維,三個專業的學生掌握情況基本相同。分差主要來源于偏于理性思維的建筑構造內容,本科層次學生掌握情況優于專科層次學生。
在授課過程中,土木工程專業的授課可采取現場教學,學院在土木工程專業每個行政班級挑選15%的學生成立土木工程實踐教學班,課程教學圍繞學校土建類工程實踐基地進行現場學習,分析成績,實踐班的學生成績的良好率占到了80%以上。同時,應用型人才模式下的工程管理專業學生的培養方式可采用全面知識點覆蓋,部分現場教學的模式。教授學生全面的知識點,附加圖片教學,增加知識點的理解力度。工程造價專業的授課模式可以采用翻轉課堂,提高學生的理解力,加深學生的掌握,提高學習效率。
三、興趣不同,思維有別
興趣是學習的動力。土木工程實踐教學班也是以成績為基礎,以興趣為導向成立的學習實踐團體。然而以上三個專業,均有部分學生的學習興趣不在建筑類別上。讓學生提高學習興趣,是教學工作中的難點。首先教師提高教學的吸引力,之前介紹過案例教學、圖片教學的形式,可以提高學生的興趣。案例、圖片可以選擇時代熱門、知名、有代表性的建筑體。本人在授課過程中采用的是學校在建項目與已建項目的案例。土木工程、工程管理、工程造價專業的授課過程中,我采用的分別是學校圖書館、酒店、教學樓建筑案例,均為學校的在建項目。若校園建設已初具規模,校內沒有合適的實踐基地,可以選擇校外的實踐基地。
作為一名教師要因材施教,激發每一個學生的學習興趣。在講解建筑剖面時,除了工程圖紙的講解,本人選擇授課教室做演示剖切,并進行設計視點與地面升起坡度的講解;在講解樓梯設計時,課間指導學生觀察教學樓的樓梯,對樓梯的寬度、平臺更具體的學習。授課的方式是多樣的,如提高課堂藝術、多媒體教學等,但《房屋建筑學》的教學必須針對本課程特點,采取行之有效的教學方法,激發學生的學習興趣,激活學生主體意識,培養出適應社會需求的高等技術應用型專門人才。
四、結語
在《房屋建筑學》教學改革的研討過程中,實踐教學是一個主題方向,教學最終目的始終是提高學生的學習能力與掌握能力。把實踐教學的具體內容按照學生專業、層次、興趣的不同具體應用,因材施教,因材實踐,采用有針對性的實踐教學改革方式,才能將實踐教學的教學效果發揮至最大。
參考文獻:
[關鍵詞] 土木工程;能效教學;工程環境;工程實踐能力
我國土木工程專業的高等教育仍然沿承著傳統的教育模式,過分強調專業理論課的學習,形成了一套思路過窄、知識面過專、理論知識過深的專業課程體系,“理論型”人才培養模式突出。強化理論教育,使學生具備就業前必須掌握的知識,這一點是毋庸置疑的。土木工程專業致力于培養在土木工程領域生產第一線從事土木工程設計、施工和管理等方面工作的應用型高級專門人才。可見,學生的工程實踐能力是衡量土木工程專業人才培養質量的重要標志,特別是對以培養面向生產一線的高級專門人才為目標的應用型本科院校顯得尤為重要。學生工程實踐能力的培養與實踐教學密切相關,但是,由于受‘重理論、輕實踐”思想的影響,對實驗、實習等環節重視不夠,缺乏新技術新設備的引進;實踐教學課程設置太細或教學內容上過度重復,實踐教學的方法落后或途徑單一,難以調動學生學習的主動性等。因此,如何培養學生的工程實踐能力、在構建實踐教學體系、加強理論與實踐的結合,培養適應現代化土木工程建設的“綜合型、技術型、應用型”高級專門人才,力求培養少部分“創造型”或“科研型”高級專門人才[2]是構建適應我國社會經濟、政治、文化需要的綜合性專業教育的必然要求。
一、理論和實踐相結合、整理出合理的教學模式
要培養工程實踐能力強的應用型人才必須有與之相適應的課程體系。課程體系的構建既能讓學生系統地掌握必需的基礎理論、基本知識,還能掌握必要的基本技能與方法,具備解決實際工程問題的能力。目前的高等工程教育普遍存在的一個問題是我們培養的學生具有較強的數學計算能力或扎實的理論基礎,即按照‘強化實踐、突出實訓、力求實效”的原則設置工程實驗、系列實習、課內實踐、課程設計與畢業設計等實踐教學環節。
土木工程專業的系列實習是實踐教學體系中的重要環節,包括認識實習、生產實習和畢業實習三個階段。為了避免由于三階段實習相對獨立而造成實習內容交叉重復、缺少銜接連貫,將三階段實習作為一個整體進行設計,使其環環相扣、互相銜接,
二、優化教學內容、復雜的條理化、繁雜的系統化
教學內容的安排是人才培養的具體實施方案,應充分體現“大土木”工程要求的寬基礎、能力強的思想。首先,要更新與優化教學內容,使之緊密聯系實際,緊跟社會發展,突出新理念、新技術、新材料與新結構的介紹和運用;其次,要處理好相關專業課之間的關系,探討與界定各門課程的內涵與外延,避免授課內容斷線或重復,把握好專業知識的擴展與銜接。尤其是要強化對學生進行完整的工程訓練,給學生一個清晰完整的知識脈絡。為了培養學生的整體工程意識,教學內容必須統籌安排,建筑、結構和施工設計都使用一個題目,前一階段的設計作為后續階段設計的條件,不同階段的設計內容承上啟下、前后兼顧,將框架結構房屋的知識裝配成了一個整體工程,達到工程訓練的完整性、連續性與系統性。
三、提高教學要求、改進環境和教學方法
環境是無聲而又時時顯效的特殊課堂,是一種影響人、塑造人的綜合教育力量[2]。環境對工程教育的作用和意義是顯而易見的。建設工程環境就是建設一個接近于實際的工程環境,讓學生處于一個良好的工程環境和氛圍中學習,在耳濡目染中感受工程,在潛移默化中培養學生的工程意識。同時,這一環境使學生提前熟悉未來所從事職業的場所和工作環境,提升未來執業的信心。
(一)加強實踐教學基地群的建設
實驗室建設。實驗教學是學生接觸工程環境的第一關,而加強實驗室建設是實驗教學順利實施的根本保證。幾年來,通過加大投入、更新設備、改善條件、加強管理、改革實驗教學的內容與方法,建成了設備先進、條件優良的,由材料力學實驗室、建筑材料實驗室、土力學實驗室、道橋實驗室、結構實驗室組成的系列實驗室,為教師和學生進行科研、教學、為企業服務提供了便利條件與可靠保證。
實習、實訓基地的建設。主要從校外實習基地和校內實訓基地的建設兩方面人手。在‘優勢互補、加強合作”的原則基礎上,與多家生產企業建立了良好的合作關系,形成了穩定而長久的校外實踐教學基地,為學生到企業的真實生產環境中鍛煉工程技能創造了條件,也為企業解決了施工旺季人手短缺的問題。但是,由于土木工程的特點和東北地區季節的限制,加之實習人員、車輛、實習現場、經費等多種因素的影響,不可能完全實現現場教學。因此,還必須建設穩定的校內實訓基地。校內實訓基地有施工工藝操作實踐教學基地、土木工程技術資料樣本室、土木工程材料樣品室、土木工程模型室等。
由于每幢建筑建造的年代、功能、層數、結構形式、構造做法、施工技術各不相同,具有一定的代表性和普遍性。這種工程展示具體直觀,方便教師進行現場教學和學生就近參觀學習。學生在與之朝夕相見的“活生生”的案例前學習,必然理解得透徹、記得牢、印象深。
此外,對土木工程專業學生作業形式也應該進行改進,多增加一些實際的工程實例專項工程設計、計算,讓學生提早熟悉實際工作內容,提高學生對本專業的進一步了解,發揮其主動性和創造性。另外,這種作業形式學生可以分組完成,增強了學生的協作能力。
[關鍵詞]土木工程 應用型 人才培養 改革
[中圖分類號] C961 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)21-0084-02
隨著我國社會的不斷進步和大眾化高等教育的不斷推廣,高等教育的人才模式呈現多種多樣,如何定位自己的辦學宗旨是所有本科院校的首要任務。對于普通應用型本科院校來講,以質量求生存、以特色求發展是它們能夠生存并得以發展的根本之道。
土木工程是指建造各類工程設施的科學技術總稱,是一門典型的工科專業。應用型本科院校土木工程專業人才培養目標主要定位于工程技術型人才的培養,這與傳統的研究型人才培養目標完全不同。因此,針對不同的人才培養目標,需要有針對性地制訂人才培養模式。
一、應用型人才的特點
人才培養目標一般分為研究型人才和應用型人才兩種。研究型人才主要從事理論研究工作,研究事物內部規律;應用型人才指從事非學術型工作的實際操作者,著重強調動手能力。兩者之間的分工截然不同,一個偏重于學術理論的研究,一個偏重于知識的應用,但兩者對于社會的發展同樣重要。
應用型人才作為一種重要的人才類型,具有顯著的特點:1.知識面廣。一般的應用型人才不僅要具有扎實的專業基礎知識,同時要熟悉一定的科學人文知識和相關的財務、管理等方面的知識,應用型人才在從事相關的工作時,不僅涉及自己的專業知識,同時可能涉及一定的財務、管理等相關知識,所以,只有具有較寬的知識面,才能更好地開展工作;2.實際操作能力強。應用型人才更偏重動手能力,所以,應用型人才要具備成熟的技術和規范的基礎知識,要有將理論知識轉變為實踐行為方面的能力;3.具有較高的素質。應用型人才不僅要具有較高的專業素質,同時要具備一定的思想素質、文化素質和身體心理素質。只有具備了較高的素質,才能得到社會的認可,才能在這個領域走得更寬、更遠。
二、土木工程專業應用型人才培養目標
教育部頒發的《普通高等學校本科專業目錄》將原建筑工程、城鎮建設、交通土建工程等專業合并為土木工程,因而土木工程專業包含很多的專業方向。對于土木專業人才的培養,要做到“加強基礎、拓寬專業”。加強基礎就是要考慮學生今后的發展,使學生掌握扎實的基礎理論,讓學生能夠適應社會發展需要,能夠在自己的崗位上更好地開展工作;拓寬專業就是要淡化土木工程界限,讓學生畢業后從事的工作不僅僅局限于本專業,還可以涉及管理、財務等相關方面,這就體現不同專業方向相互交叉、滲透、融合的特征。
土木工程專業人才的培養要遵循應用型人才培養規律,在強化專業技能培養的同時不能削弱基礎理論的教學。在人才培養過程中要特別注重對學生應用能力和創新能力的培養,強化基礎課程的實踐性教學,將實踐教學環節滲透到教學的全過程,強化對學生的動手能力的培養、堅持理論教學與工程實踐相結合,逐步建立科學合理的土木工程專業應用型人才培養的課程體系。
目前,土木工程專業學生畢業后主要從事相關工程的設計、施工、監理、工程咨詢、工程管理、工程檢測等相關工作,我們要針對學生畢業后的工作特點,制訂相應培養計劃,要有計劃性、有目的性地將學生培養成更加符合社會需求的人才,拉近學生在學校所學知識與社會所運用知識的距離,讓他們能夠更快地適應工作需要。
三、土木工程專業應用型人才培養模式探討
(一)專業課程體系的改革
土木工程專業應用型人才的培養模式改革的重要內容之一是繼續深化教學體系改革,積極開展富有特色的課程建設,形成一個符合當今科學發展和社會需求的教學體系。對于土木專業課程體系的改革需要做到以下幾個方面:1.重視基礎理論教學,突出教學內容的先進性、實踐性和綜合性,使得課程體系滿足當今社會發展需求。基礎理論知識是能否熟練掌握這門專業的根本,只有具有扎實的基礎理論知識,才能更好地開展自己的工作,更好地服務社會。2.加大實踐教學課時。實踐教學是培養學生實際操作能力最有效的方法,應用型人才的特點要求學生必須具有較強的動手能力,能夠將基礎理論知識運用于實踐中。土木專業學生要重視學習期間的生產實習、畢業實習以及各個課程的課程設計,只有通過不斷的實踐訓練,才能提高學生的動手實踐能力。3.加強與社會、企業溝通。高校人才培養的一個重要目標就是服務社會,企業內涵蓋所學專業知識的最新內容,反映了時代對該門專業的要求,高等教育要加強與社會、企業聯系,了解當前最新形勢,及時調整人才培養方案,培養出高質量的人才。
(二)教學方法與教學手段的改革
1.教學方法的改革。課堂教學以傳統的理論知識為主,這些知識以書本形式呈現出來,對絕大多數學生來說是抽象的東西,無法形成感性認識,要想讓學生更好地理解課本上的知識,教師只有將課本的理論知識與實際工程聯系起來,帶領學生走出課堂,到生產第一線,將課本上的理論知識具體化。學生通過對工程實地的觀察可以加深對理論知識的理解。傳統的課堂教學主要以教師的講解為主,以教師為中心,學生只能被動地接受知識,很多學生迫于考試的壓力,采取死記硬背的方式應付考試,考試結束后把知識忘得一干二凈,這樣無法達到教學目的。所以,要改變傳統的教學方法,變學生被動學習為主動學習,以學生為中心,讓他們從思想上認識到學習的重要性。這就需要教師調動學生的學習積極性,在課堂中采取多種形式的教學方法,如課堂討論法、案例教學法等,讓學生為了自己的需要而去學習。
2.教學手段的改革。教學手段是影響教學質量的重要因素之一。目前來說,多媒體教學在教學中的應用已經成為一種主流方式,改變了傳統的知識傳授方式,具有表現力豐富、交互性強的特點。尤其在專業課講解時,板書會占用太多的時間,影響教學進度。有些內容通過圖片、聲音可以更加形象、生動地表達出來,且更容易被學生接受。而我們土木專業的教學不能只局限于課堂的教學,需要帶領學生到工程實地進行講解,讓學生有一種感性認識,這樣更便于其理解相關的理論知識。
(三)實踐教學的改革
應用型人才的一個顯著特點就是動手能力強,而實踐教學是培養學生動手能力的重要方法。在課程設置時,要加大實踐課程的比例。本專業的實踐課程以工程應用型能力為主線,以“強實踐、重能力”為原則,建立全方位能力結構訓練體系。這主要包括以下幾個方面。
1.開放性式實驗。學生依據實驗指導書內容,選擇實驗項目,在開放實驗室的時間內,根據自己的情況隨時到實驗室做實驗。教師可依據學生完成實驗的難易程度、實驗成績以及實驗報告等相關內容進行打分,以培養學生獨立完成實驗,獨立思考的能力。
2.課程專項技能訓練。主要包括各門課程的課程設計,主要為了驗證和鞏固已學過的專業知識,讓學生運用所學知識來解決實際工程應用中的技術問題,培養其獨立工作、獨立解決問題的能力,實現將理論知識應用于實踐的過程。
3.工程綜合能力訓練。該部分主要有認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計等環節。通過在工程實地或者設計院的實習工作,加強與社會的聯系,讓學生體會到實際工程的特點和所學理論知識在工程中的使用價值。畢業設計是本科學校階段的最后一個實踐環節,是要求學生綜合應用所學理論知識,完成工程應用能力的綜合訓練,能使學生得到最好的訓練。
四、結語
應用型人才的培養模式改革要符合社會發展對專業人才的需求,制訂相應的人才培養模式要體現以應用型人才為核心的思想,體現社會主義市場經濟對人才培養的需求。對于土木工程專業應用型人才的培養要培養學生的工程意識,強化學生的動手能力和創新能力,全面提高學生的綜合素質,及時調整人才培養方案,將學生的能力培養貫穿于整個教學之中,培養符合社會發展需要的工程應用型人才。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 吳瑾,艾軍.土木工程專業人才培養方案研究與實踐[J].高等建筑教育,2005(2):23-25.
[2] 金凌志,曹霞,李豫華.土木工程專業應用型人才培養探討[J].高等建筑教育,2008(2):16-18.
[3] 董事爾,趙渝林,明承林,李文淵.寬口徑土木工程專業人才培養模式研究[J].高等建筑教育,2002(1):18-21.
[4] 柳炳康.土木工程專業人才培養模式探討[J].合肥工業大學學報(社會科學版),2007(1):37-40.
從培養方案、學制、專業與課程設置等方面,文章對澳大利亞新南威爾士大學土木工程專業教育模式進行分析和比較。該校在本科階段一般是“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式,并設置單學位與雙學位并重的學士培養機制,課程學時和學分設置緊湊,學生選修課程自由而寬泛。研究生階段分為課程研究生(碩士)和研究型研究生(碩士和博士)兩個培養層次。課程研究生通過完成課程學習,修滿指定的學分即獲得學位;研究型研究生一般沒有學分要求,但對論文的研究質量和創新性要求高,體現了“寬進嚴出”的培養模式。通過對該校一流學科工程教育模式的比較研究,為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃的推進提供一些有益的建議。
關鍵詞:土木工程;教育模式;培養方案;專業與課程設置;比較研究
中圖分類號:G649;TU 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2016)06002705
澳大利亞的高等教育體制源于英國,但教育理念和美國類似,教育質量享譽全球。由于良好的氣候環境和完善的教育服務體系,澳大利亞每年吸引大量的海外留學生,是四大英語國家留學基地之一,其教育產業已經成為該國僅次于采礦業、農牧業和旅游業的第四大產業。當前,中澳各大學之間的教育交流越來越多,研究澳大利亞著名大學一流學科的教育與培養模式,對促進中國高校學科的發展也大有裨益。
近些年來,為了提升中國高校土木工程學科的教育理念,促進卓越工程師教育計劃的良性發展,國內學者對不同國家和地區的土木工程專業教育與培養模式進行了分析和比較。比如,對澳大利亞高等教育的體系、機制和特色的分析,對澳大利亞一些大學的土木工程專業培養方案、研究生培養層次,以及“寬進嚴出”培養模式的比較研究[1-3];以中美高校土木工程專業培養模式為對象,從美國高校的學科設置、專業評估、執業注冊制度、卓越工程師培養等方面進行分析,為國內相關院校土木工程專業人才培養方案的改革提供參考[4-6];以卓越工程師教育計劃和國際化土木工程人才培養合作辦學為視角,分別對德國亞琛工業大學的國際合作辦學機制、臺灣大學的土木工程專業本科培養特色,
以及卓越工程師國際化課程教育體系等方面進行比較[7-10]。以上的這些研究均有助于推動中國高校土木工程專業教育與培養模式的改革與創新。
新南威爾士大學(The University of New South Wales)土木工程專業在2015年QS世界大學學科排名中名列第14位,在澳大利亞排名第1位,具有良好的學術聲譽和寬松的教學與研究氛圍。本文
結合新南威爾士大學土木與環境工程學院土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等幾個方面,對其一流學科的工程教育模式進行分析和比較,為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃提供一些有益的建議。
一、專業設置與培養方案
新南威爾士大學土木與環境工程學院隸屬于工程學部,按專業分類主要有土木工程、環境工程、測繪與地理空間工程三大專業。其中,土木工程專業分為工程施工與管理、巖土工程、結構工程、土木工程與建筑四個方向;環境工程專業分為可持續工程、交通工程、水工程三個方向;測繪與地理空間工程專業分為土地測繪與房地產開發、工程測量、采礦測量、水文測繪、地理空間科學與工程、遙感和數字制圖六個方向(圖1)。
結合以上的專業分類和方向設置,制定的研究領域主要有工程施工與管理、環境工程、巖土工程、結構工程、測繪與地理空間工程、交通工程、水工程共七大領域。同時,設置了研究中心,分別為測繪與地理空間創新中心、基礎工程與安全中心、施工創新和研究中心、可持續工程中心、水文與資源研究中心、凈水研究中心、澳大利亞住宅與基礎設施氣候適應研究中心、集成化交通體系創新研究中心。
人才培養方案主要有三個層次,一是本科學士學位(Undergraduate degree);二是課程研究生(Coursework Program,主要培養課程碩士學位);三是研究型研究生(Research Program,又分為碩士和博士兩個階段)。此外,還有一些面向社會的短期培訓模式,主要目的是為一些工程技術人員的知識更新和提高工作技能服務。
(一)本科生
在本科培養階段,主要有單學位和雙學位兩種模式。單學位一般學制4年,雙學位一般學制5~6年。學生的選擇靈活而又寬泛,在學期間可以交叉選擇藝術、科學、商貿、法律等雙學士學位課程。
本科單學位主要包括土木工程、環境工程、土木工程與建筑、測繪工程、地理空間工程等五類學士學位授予方向。土木工程專業方向單學位的學生或多或少都要選修一些與環境工程相關的課程,并完成相應的學分要求。
本科雙學位主要包括工程與藝術、工程與商貿、工程與法律、工程與科學、土木工程與其他工程等五類學士學位授予方向。其中,土木工程與其他工程方向的學制一般為5年,主要是土木工程與測繪工程、環境工程、采礦工程方向的交叉結合。工程與藝術方向的學制一般為5~5.5年,工程與商貿方向的學制一般為5.5年,工程與法律方向的學制一般為6~6.5年,工程與科學方向的學制一般為5年。
(二)課程研究生
課程研究生不設導師制,主要講授課程,學生通過修滿指定的課程和學分獲得碩士學位,一般又稱為課程碩士。課程碩士的學制通常為2年,每學期需要修滿4門課程,每門課程一般通過階段性的PPT課堂討論、課程論文、課程考試來完成。目前,課程碩士約占新南威爾士大學碩士學生總數的絕大多數。提供課程碩士學位的專業方向主要有土木工程、環境工程、地理空間工程、巖土工程與工程地質、工程管理、結構工程、交通工程、水文與資源工程、凈水與污水處理工程。
課程碩士設置三個培養層次(圖2)。一是研究生課程認證,主要為一些沒有本科學位的大專生過渡學習階段;二是研究生學歷認證,主要針對一些專業背景或學習成績達不到要求的本科生;
三是碩士學位認證,要求具備本專業本科學習背景,成績達到一定的要求,且有學士學位的學生。課程認證要修滿24學分和4門課程,學歷認證要修滿48學分和8門課程,學位認證要修滿96學分和16門課程。
(三)研究型研究生
研究型研究生的學位授予主要分為哲學博士(Doctor of Philosophy)、工程碩士(Master of Engineering)與工程科學碩士(Master of Engineering Science)三類。與課程碩士不同的是,研究型研究生沒有具體的課程和學分要求,是在導師的指導下從事專業內某一領域的研究工作。
哲學博士按專業主要分為土木與環境工程、測繪與空間信息系統兩大類,學制一般為4年。本科生獲得學士學位以后可以選擇直讀博士,或者工作幾年再讀博士,不需要有碩士學位。博士論文的長度一般不超過十萬字數,要經歷4年的持續研究與學習。一般要求博士生每年做一次階段性研究報告,是對研究創新的重要評估。如果未通過,推遲四個月再申請匯報;若再次沒有通過一般作退學處理。此外,博士階段雖然沒有課程學習要求,但一般來說,學生會結合研究的需要,去選修一些本科或課程碩士的課程。博士學習階段的退學率比較高,有的專業高達50%~60%。
工程碩士與工程科學碩士學制一般是2年,主要專業有土木工程、環境工程、地理信息技術、巖土工程與工程地質、項目管理、結構工程、交通工程、凈水與水文工程、水資源等。工程碩士著重培養學生的工程應用能力,要求學生在應用中提出一些獨到的見解或對應用技術有所促進。工程科學碩士著重工程中的一些涉及計算與分析的研究問題,培養學生從科學的角度去思考如何促進工程技術應用的提升。一般具有本科學位的學生可以選擇學習工程碩士或工程科學碩士,類似于博士。研究型碩士的退學率也很高,在學期間需要定期匯報階段性研究進展。
(四)比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程學科的專業設置與培養方案的分析,可以得出以下幾點結論。
一是,專業設置和國內大學類似,屬于“寬口徑、厚基礎”的大土木類型,既包括傳統的土木工程(建筑工程、地下工程、橋梁工程、道路工程),又包括交通工程、工程管理、房地產等方向。與國內大學不同的是,土木工程一般與環境工程相結合,因此也包括一些與環境相關的專業或方向,比如可持續工程、水工程、測繪與地理空間工程等。此外,本科生四年的學習不再細分專業方向,真正體現了“寬口徑、厚基礎”的培養模式。
二是,本科生可以選擇雙學位培養方案,在完成本專業學士學位的課程和學分要求以外,可以再選修一些其他學院的與科學、藝術、商貿、法律、經濟管理等相關的學位。從這個角度來說,本科生的專業和學位選擇余地寬泛,有利于學生的均衡教育和視野拓展。此外,部分對從事科學研究感興趣的本科生也可以直接選擇攻讀博士學位。
三是,課程研究生培養方案給一些不愿意從事科學研究,又想獲得碩士研究生學歷或學位的本科生提供了教育機會。他們可以通過修滿一些課程和達到規定的學分要求,從而獲得課程碩士學位,部分本科生也可以通過這個階段進一步提升自己的專業知識水平和工作技能。
四是,研究型研究生一般沒有課程和學分要求,這樣有助于學生盡快進入研究狀態,安心于研究興趣。研究型碩士又分為工程碩士和工程科學碩士兩種類型,有助于學生結合自身情況進行靈活選擇。
五是,研究階段沒有的硬性要求,但對研究的創新性要求較高。比如針對博士的培養,每年學生都要匯報階段性研究進展。由相關領域的學者進行評價,給出是否可以繼續研究的建議。論文完成后不設置答辯環節,而是采用函評的方式由世界范圍內的著名學者進行評閱,并給出是否達到授予學位要求的評價,真正體現了“寬進嚴出”的培養模式。
二、 課程設置
(一)本科生
土木工程專業本科生所修課程和學分如圖3所示。課程主要分為基礎課、專業基礎課、專業課和實踐四大模塊。第一學年主要以基礎課程為主,包括數學、物理、材料、化學、力學、各類基礎設施體系、工程師基本概念、工程設計與創新等;第二學年以專業基礎課和專業課為主,包括固體力學、水工程、交通與公路工程、工程計算與施工、通識教育、結構分析與建模等;第三學年以專業課為主,包括工程運營與控制、土力學、鋼與混凝土結構、水力資源工程、土木工程實踐、應用土工技術與工程地質、給水排水工程等;第四學年是實踐環節,除了通識教育以外,主要包括與實際工程相結合的畢業論文專題,以及一些專業選修課。
以上每門課程均為6個學分,每學期一般安排4門課程,學生四年需要修滿192個學分,方可獲得學士學位。從課程設置來看,體現了土木工程學科寬泛的特點,在第四年的選修實踐課中,學生可以靈活選擇自己所感興趣的工程方向。
(二)課程研究生
土木工程專業課程研究生的課程設置如圖4所示。這些課程充分體現了工程教育寬泛的特點,既包括與土木工程設計、施工和管理相關的基本課程,又包括與經濟、環境、可持續發展相關的選修課程。
允許課程研究生跨專業背景學習,如果學生來自于其他專業或者沒有修完土木工程專業本科課程,一般會被建議增加選修一些相關的課程,以便增強本專業的知識背景。課程設置的類別和數量主要以培養學生具備解決與工程管理、巖土工程、結構、測繪、交通、給水排水等領域相關的高等學科知識為主。
(三) 比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程專業本科生和課程研究生的課程設置分析,可以得出以下幾點結論。
一是每門課程均設置為6個學分,每學期一般固定4門課程,學分制度和課程數量設置合理,有助于學生更好地學習和理解專業知識。國內大學土木工程專業課程的學分一般從1~4.5不等,學分設置分散,課程學時也很分散,有的課程僅僅設置為幾周時間,有的課程卻跨度一個學年。分散的學時和學分設置既不利于學生選修課程,也不利于學生對專業知識的充分理解和消化。
二是由于本科教育階段設置了雙學位培養模式,本科生可以自由選擇自己感興趣的學科或專業的課程。課程研究生也設置不同的學位授予類型,可以在土木工程專業范圍內自由選擇不同方向的課程,也可以跨不同專業或方向交叉選擇課程。
三是實踐環節設置是直接與實際工程相關聯的,一般鼓勵學生在工程單位實習期間同時完成畢業論文,增設一些實踐選修課程,這些課程可能就開設在實驗室或工程單位,以鼓勵對不同工程感興趣的學生自由選擇學習。
四是對研究型研究生雖然沒有課程和學分要求,但會要求他們根據不同的研究方向和研究方法有針對性地選擇某些課程學習或直接去旁聽。比如,從事數值分析的研究生可以選擇一些高等工程數學課程,從事計算機編程與模擬的可以選擇一些計算機程序課程。
三、結語
通過對新南威爾士大學土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等方面的教育模式進行分析和比較,提出了一些建議,為國內高校土木工程專業的建設、培養模式的改革、卓越工程師教育計劃的實施提供借鑒。
(1)土木工程專業設置寬泛,培養方式靈活,真正體現了“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式。
(2)本科教育階段設置單學位與雙學位并重培養機制,學生不僅可以在本學科獲得學位,還可以在不同的學科和專業間學習相關課程,取得相關的學位。
(3)課程設置體現了學科教育的寬泛特點,單門課程固定為6個學分,每學期固定4門課程,課程學時和學分緊湊集中。
(4)本科階段的實踐環節一般要求學生在工程單位完成,既包括結合實際工程案例完成的畢業論文,又包括一些與不同工程類型相關的實踐選修課程的學習。
(5)研究生培養分為課程研究生(碩士)、研究型研究生(碩士和博士)兩個層次。課程碩士不設導師制,不需要從事研究,主要是完成相關專業的課程學習。研究型研究生沒有課程學習和學分要求,主要從事相關領域的研究工作。
(6)研究型研究生的培養充分體現了“寬進嚴出”的培養模式,沒有硬性的要求,每年定期進行階段性研究進展匯報,優勝劣汰,淘汰率較高。
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隨著科學技術水平的進步和國民經濟的發展,我國土木工程建筑事業日新月異,各類超高層建筑物、復雜大跨度橋梁等新型結構層出不窮,對土木工程專業畢業人才(包括建筑設計、結構設計、土木工程施工、工程監理等)的需求不斷擴大。作為土木工程專業一門新興的課程,相對于其他專業,工程監理專業起步較晚。我國從1988年開始試點推行工程監理制度,直至1997年通過《建筑法》以法律制度的形式做出規定,才使得工程監理在全國范圍內進入全面推行階段,在工程建設活動中逐步形成了業主、承包商和監理工程師相輔相成的格局,與工程監理制度相關的實踐和理論也取得了長足的進步。土木工程監理是一門實踐性很強的專業,它既要求任課教師對當前國家政策信息、施工現場狀況以及企業的人才需求十分了解,又要求聽課學生對土木工程施工、工程造價及結構設計等專業知識掌握牢固。因此,基于教材的傳統課堂理論教學方法難以滿足土木工程監理專業學習的需求。筆者有幸擔任本校2012級建筑工程專業的該門課程的主講教師,本文結合與其他兄弟院校的授課教師的討論、課堂學生的課后交流以及相關企業的人才反饋,對《土木工程監理》課程教學方法改革進行了初步地探討。
一、結合社會需求,重新構建專業課程體系
1.正確認識土木工程監理。盡管工程監理制度在我國推行已有近二十年的時間,但由于長期以來在經濟體制上、工程認知上等方面的原因,目前的監理工作仍然以施工階段的監理為主,加上傳統工程項目管理模式的慣性影響,時常造成監理工程師在項目管理方面難以發揮全部的力量。現存的工程監理局面導致了土木工程工程專業學生對工程監理的片面認識,影響了學生選擇和學習本課程的積極性,也在一定程度上影響了學生畢業后從事監理工作的熱情。然而,隨著科技水平和國民經濟的不斷發展,我國的基礎設施建設近年來進展迅猛,不管是業主方、設計單位還是監理單位本身,對監理人員的需求都日益增長。因此,有必要在課堂教學過程中正確引導學生對土木工程監理的認識。在土木工程監理的緒論教學中,有必要對國外監理制度的歷史和發展狀況以及我國引入工程監理制度的原因以及目前的發展狀況進行詳細的介紹,重點闡述工程監理在我國建設工程項目管理工作的重要作用。深刻剖析監理工程師與業主和承包商之間的相互關系,強調監理工程師的公正、獨立和自主性。從建設工程項目本身的固有特性出發,論述監理工程師的服務性和科學性,重點介紹?O理工程師應當具備的科學的工作態度和嚴謹的工作作風,并且能實事求是地開展監理工作。
2.合理安排專業課程體系。土木工程監理是一種高智能的科技服務活動,監理工程師不僅要掌握監理專業知識,還需具備與工程相關的經濟和法律知識,才能有效地解決工程中常見的技術問題、組織和協調工程項目的開展和進行及完成工程合同的管理工作。為增加土木工程監理課堂教學的效果,應該對土木工程專業的課程體系進行合理安排。對于高校學生來說,確保在開設土木工程監理課程之前,應該完整地學習過一系列相關的專業課程,包括混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、土木工程施工、土木工程概預算、工程項目管理和項目法規等。預先建立土木工程專業的基礎知識和學習思路,才能增強學生在土木工程監理課程學習過程中的主觀能動性。
3.科學使用課程教材。目前,市面上的土木工程監理教材大多內容陳舊,未能及時體現工程監理專業在我國基礎設施建設領域的發展水平,且教材中各個章節中的內容聯系不夠緊密,與實踐工程相關的案例較少,不利于土木工程監理的教學。筆者在對比了多套教材的情況下,選擇了由中國水利水電出版社發行的普通高等教育“十二五”規劃教材――《建設工程監理》,該教材緊密結合我國建設工程監理制度推行以來取得的成績和積累的豐富工程監理經驗,融合當代工程管理領域新的研究成果以及不斷變化的趨勢和要求,從適應我國建設工程監理事業和從業人員的教育發展的需求出發,全面系統地闡述了工程建設監理的基本理論,以及工程建設監理實施程序、工程建設監理目標控制的方法與手段。
二、豐富案例教學,真實模擬專業工作情境
1.案例選擇。案例選擇是為了實現特定的教學目的,達到一定的教學效果。案例選擇時盡量做到統籌兼顧,好的案例既能完整地反應工程背景和工程問題、緊密結合課堂教學內容,又能啟發學生對問題的思考、爭論和進一步探索,使得學生在案例教學的過程中能夠更加深刻地理解相應的專業理論知識,提高實踐能力。筆者在講述建設工程質量控制時,以2007年湖南省鳳凰沱江大橋垮塌事件為案例,組織學生對該案例中的事故發生原因進行討論,重點分析監理工程師的事故責任,較好地實現了建設工程質量控制的教學效果。
2.鼓勵獨立思考,重視雙向交流。傳統的課堂教學過程中,大多為教師講解,學生聽和練習,教師只負責告訴學生如何去做和解決問題,忽略了課堂教學內容在實踐中的適用性問題,在一定程度上損害了學生的積極性和學習效果。在案例教學的過程中,教師應該不設置唯一標準答案,鼓勵學生獨立思考問題,并要求每一位學生以專業知識為背景就所選案例發表見解。同時,引導學生由注重知識轉變為注重能力,根據學生對案例的不同理解補充新的教學內容,重視教師與學生之間的雙向交流,增加學生在案例學習過程中的主觀能動性。
3.總結歸納。在運用專業理論知識對案例進行分析討論后,教師應對相關知識進行總結歸納,對學生提出的見解進行評論,并進行必要的補充,分析案例討論中存在的不足和長處。在總結歸納過程中,重點揭示案例中蘊含的專業理論知識,并強化相應的教學重點,給參與學生予以鼓勵,為日后的課堂案例教學做好鋪墊。
三、加??校企合作,建立校外實習實訓基地
土木工程專業中實踐教學環節主要有實驗(如土力學實驗、流體力學實驗、土木工程材料實驗、工程力學實驗等)、實習(包括認識實習、測量實習、工程地質實習、生產實習、畢業實習)、課程設計(如道路勘察設計課程設計、混凝土結構設計原理課程設計、基礎工程課程設計等)、畢業設計等。課程設計和畢業設計是土木工程專業實踐教學的重要組成部分,其中課程設計時在課程理論教學完成后進行,時間為1~2周,畢業設計一般安排在大學的最后一個學期,時間約為13周。課程設計和畢業設計是完成教學計劃、達到本科生培養目標的重要環節,主要培養學生分析問題和解決問題的能力。土木工程專業的課程設計和畢業設計大部分需要繪制圖紙,要將自己所設計的內容通過圖紙的形式表達出來,涉及到非常多土木工程制圖的知識。因此,土木工程制圖在課程設計和畢業設計中起著舉足輕重的作用。
2課程設計和畢業設計圖紙中存在的問題及原因
學生在課程設計和畢業設計的圖紙中存在的主要問題有:圖框及標題欄的繪制不規范、線型線寬錯誤、中心線缺失、圖名和比例缺失、字體大小及圖樣布置不合理、尺寸標注錯誤、剖面圖標注錯誤等。土木工程制圖是一門非常嚴肅的課程,必須遵循制圖國家標準,主要包括《技術制圖》、《房屋建筑制圖統一標準》、《建筑結構制圖標準》、《道路工程制圖標準》、《水利水電工程制圖標準》等。課程設計和畢業設計圖紙中出現的問題反映出教師和學生對制圖標準的重視程度不夠,學生沒有形成嚴謹的態度。從教師而言,土木工程制圖課教師、其他專業課教師、畢業設計指導教師對圖紙的重視程度不夠。土木工程制圖的教授過程中,對工程實例的要求相對較少,造成學生對制圖標準的認識和識圖能力有限。很多課程設計甚至畢業設計的任務書中比較看重結構計算的內容,忽視了制圖國家標準的要求,造成學生注重計算書而忽視圖紙。從學生而言,學生從思想上對制圖標準不重視,認為只要圖紙上能表達清楚就行。漢字寫得“龍飛鳳舞”,不按制圖課上要求的仿宋體書寫;數字隨意傾斜、潦草,大小不合適;繪圖時不按照步驟執行,圖樣布置不合理。另外,很多學生認為以后的工作中計算機繪圖很重要,忽視了手工制圖的環節,導致學生對工程圖樣的表達方法、制圖標準和讀圖繪圖基本技能相對欠缺,對平面圖形缺乏認識。此外,還存在一些客觀原因。土木工程制圖課程一般開設在大一的第一個學期,中期課程設計沒有嚴格按照制圖標準執行,大四第二個學期做畢業設計時很多標準中的要求都已經忘記,導致圖紙的質量很差,不能符合國家標準要求。
3教學方法探討
(1)分兩個學期、小班授課。
土木工程制圖課程內容多,其中畫法幾何和制圖基礎部分包括工程制圖基本知識、多面正投影、軸測投影、標高投影等章節;專業工程圖則包括房屋建筑施工圖、建筑結構施工圖、路橋工程圖、水利工程圖等。由于大一新生具備的土木工程專業的知識較少,在專業工程圖講解時需要介紹背景知識,否則會造成學生的專業工程圖識讀障礙。例如,在講解建筑結構圖中的鋼筋混凝土構件圖時,需要較詳細介紹鋼筋混凝土相關的知識,這樣學生才能更好地理解房屋建筑、橋梁工程、水利工程中鋼筋混凝土構件的表達內容和方法。將畫法幾何與制圖基礎、專業工程圖與計算機繪圖分為兩大部分,分兩個學期授課,更有利于學生對教學內容的理解和吸收。土木工程制圖課程作業較多,尤其是在畫法幾何和制圖基礎部分,每次課后都有作業,每個同學出現的問題可能不同;在專業工程圖的識讀過程中,學生的理解角度可能存在差異。因此,需要針對不同的問題進行專門的講解和輔導,小班授課有利于教師與學生的交流,教學效果較好。
(2)增強學生對課程的興趣。
土木工程制圖課程講解時,由于內容多、教師需要不停地講,會造成學生聽覺疲勞。而理論部分的前后連貫性很強,如立體的截切與相貫要用到線面相交以及面面相交的知識,前面知識沒有理解,后面學習就很困難。因此,增強學生對土木工程制圖課程的興趣,對于知識的掌握非常重要。在理論部分的教學過程中,可采用多媒體與板書、講與練相結合方式,講完一個知識點后立即讓學生做練習,提高學生的成就感,緩解聽覺疲勞。此外,可根據學生作業的情況,讓學生講解自己的解題思路和方法,讓其他同學評判,調動學生的積極性。在專業工程圖部分,可采取“找茬游戲”方式,讓學生交換繪制好的圖紙,遵照規范找錯誤,加深對規范的理解。另外,還可采取參觀工程實例的方法,比如講到直紋面的投影時,帶學生尋找直紋面的工程實例,增強學生的感性認識。
(3)注重實際工程圖的識讀。
在教材及習題集中,由于受篇幅所限,專業圖紙只是某項工程中的部分圖樣。由于圖紙不完整,學生無法從宏觀上認識工程圖。為培養學生的實踐能力,最好的方法是讓學生在專業實踐中鍛煉。為此,在教學過程中,教師可收集典型的、相對簡單的實際工程案例,給學生識讀。比如,在房屋建筑圖部分,可選取居住建筑或公共建筑施工圖;在路橋工程圖部分,可選取結構形式簡單的橋梁工程圖。首先對房屋或橋梁的整體情況做出講解,然后讓學生分組讀圖,從而達到從整體到局部再到整體、逐步讀懂圖樣的目的。通過實際工程圖的識讀,在繪制圖樣時,也會自然而然地遵照規范的要求來實施,繪圖的規范性也就得到了加強。
(4)注重土木工程制圖實踐能力的考核。
畫法幾何與制圖基礎部分的考核可采用平時成績+閉卷考試的方式。平時成績主要考查學生完成作業的情況,閉卷考試主要考查學生對基本理論的理解和應用。專業工程圖和計算機繪圖部分的考核可采用平時成績+開卷考試的方式。平時成績主要考查工程圖樣的補繪和抄繪等,針對問題及時糾正和指導,一般為單個圖樣。開卷考試可采取繪制工程圖方式,由教師結合工程實例制定指導書,將學生分成小組,每個小組完成一整套圖紙。在繪制過程中,要求學生以設計者的角度,充分理解整套圖紙中各部分重點表達的內容,各部分的內在聯系等,以此提高學生繪圖能力。
(5)加強制圖課程與課程設計及畢業設計的聯系。
土木工程制圖課程教師在授課時,應強調其作用和地位,還可將往屆優秀的課程設計和畢業設計圖紙向學生展示。課程設計和畢業設計教師在布置任務時,要強調規范作圖的重要性,在任務書參考資料中增加相關制圖規范,增加圖紙質量的成績比重,并加強易錯點的講解。只有加強土木工程制圖課程與后續專業課程、畢業設計等環節的聯系,才能讓學生逐步積累、提升識圖和繪圖水平,增強實踐能力。
4結語
作者簡介:孫旭峰(1972-),男,揚州大學建筑科學與工程學院副教授,博士,主要從事大跨度空間結構研究,(email)xfsun@yzu.edu.cn。
摘要:結構力學課程是土木工程專業的主要專業基礎課。由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間,所以長期以來不準確的定位導致多數學校的結構力學課程教學忽視實驗課。文章結合結構力學課程實驗教學平臺的建設實踐,探討了結構力學實驗在課程教學中的重要作用。
關鍵詞:土木工程專業;結構力學;實驗教學;教學改革
中圖分類號:g642423文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05013304結構力學課程是土木工程專業力學系列課程中一門非常重要的專業基礎課,該課程的教學質量對于實現土木工程專業的“寬口徑”,以及培養能力強、素質高的土木工程師人才起著舉足輕重的作用。當前,土木工程領域計算機技術的廣泛應用拓寬了結構力學的應用領域,同時也對結構力學課程的教學提出了新的、更高的要求。從課程設置來看,并不能因為計算機技術的應用而降低基礎力學概念教學所占的比重。從國內外工科專業力學類課程的設置情況來看[1],國內土木工程專業力學類課程學分的比例基本上小于10%,而國外均大于10%,并且目前國際上比較注重學生對“基礎知識”的掌握,因此,力學類課程全部為必修課。
從現代科學研究的角度看,應用型基礎力學課程應包括理論教學和實驗教學兩方面,結構力學課程也應如此。但在長期的教學實踐中,由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間,這一不確定的定位導致其實驗教學部分往往被忽視,而僅專注于課堂理論教學。正是這種忽視,造成了土木工程專業的學生很難從對單根構件受力概念的形象理解,過渡到對整個平面結構直至空間結構受力概念的形象理解,對其后續結構課程的學習及工作實踐,乃至進一步的深造產生很大的負面影響。
一、 土木工程專業開設結構力學課程實驗的必要性
力學概念是從實踐中來的,本科階段學習的應用力學更是如此。作為一名長期主講結構力學課程的教師,筆者能夠深切地體會到結構力學課程實驗在幫助學生理解概念方面的重要意義和作用。以幾何組成分析為例,在學習這部分內容時雖然課堂上已經清楚講解了二元體的概念,但有一部分學生在遇到具體問題時還是不清楚。如圖1a)所示,這些學生會將3-5-6當作二元體來對待。究其原因,是沒有把“鏈桿的約束”這個概念搞清楚,如圖1b)所示,他們在作幾何組成分析時把2-4-6和3-5-6作為剛片,而將1-2和1-3作為鏈桿。又如圖2所示,三個剛片間以三對平行等長鏈桿連接而成為幾何常變體系的情況,很多學生對此根本沒有一點感性認識。諸如此類的問題,還出現在對“定向支座可以約束哪些方向的位移、約束反力如何”等等概念的理解上,這都是由于沒有提供實驗條件讓學生親自動手去“試一試”造成的。在建筑力學的課堂教學中,教師利用自己動手制作的一部分桿件以及連接件,結合課程內容當場做演示實驗,或者讓部分學生自己來做實驗。從課程測試的結果可以看出,學生在這部分內容的出錯率有做實驗的與未做實驗的相比有大幅下降,這充分說明了“動手”的重要性。類似的情況還出現在諸如彎矩圖需畫在受拉一側、剛結點處的彎矩平衡、互等定理、影響線、穩定、動力特性分析等,因此,需要通過實驗幫助學生形象而深入理解該課程概念部分的知識。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
孫旭峰,陶陽土木工程專業結構力學課程實驗的教學實踐
圖1
圖2
土木工程專業所涉及的主要是房屋建筑、橋梁、隧道等結構體系。在理論講授及實驗中如能緊密結合專業特色,對學生學習專業課知識與增加學習興趣都將起到事半功倍的效果。比如鋼筋混凝土結構設計中“強柱弱梁”的概念,柱端先破壞時會形成幾何可變體系,而梁先破壞則還是幾何不變體系。這個概念一般在鋼筋混凝土專業課中講解,但如果在幾何組成分析部分將其列入實驗課內容,則會加強學生對專業知識的形象理解。類似的例子還有:單層廠房中的縱、橫向支撐體系,頂點位移法計算房屋自振頻率,結構抗震中的“鞭端效應”等等。但是在實驗設計方面,由于學生此時還沒有學習專業課程,所以結構力學實驗和之后的專業課實驗必須有所區別,不應設置過高的難度,否則將適得其反。
結構
力學研究的對象是結構體系的受力性能,而結構體系的布置是非常靈活的,所以結構力學實驗還應該與材料力學實驗有所區別。在實驗中應以提高學生的動手能力、設計能力為目標,可以自行設計構件、連接支座裝置及結構體系。以結構體系為例,不一定要限定為平面桿件體系,而可以結合高層建筑、空間結構(如網架、網殼、索結構、開合結構、折疊結構等)等,通過教師的適當啟發,充分發揮學生的自主創新的能力。除完成基本實驗外,結構力學實驗課程應結合學科競賽,為學生創造實驗條件。
二、 土木工程專業結構力學課程實驗教學實踐
2010年,筆者所在的揚州大學對土木工程專業進行了課程實驗的教學改革,建立了土木工程專業本科系列開放性實驗教學平臺,將材料力學、結構力學、土木工程材料、土力學、混凝土基本理論等課程的實驗整合為土木工程專業基礎實驗課程,共1.5個學分,48學時(實驗時數為學時數乘以2),分三個學期完成,并統一編寫了相應的課程教學大綱。實驗課程分為基本型、提高型及創新型三個層次,其中基本型實驗要求學生在一個設計完整的實驗框架下重新驗證結果,讓學生通過實驗來驗證所學相關理論推導結論的正確性,從而加深對知識的理解,培養學生的推理能力、分析能力,訓練其實驗技能;提高型實驗內容涉及該課程的綜合知識或與該課程相關的知識,對學生的實驗技能進行綜合訓練,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,要求學生綜合運用兩種以上的基本實驗方法完成同一個實驗,培養學生運用不同的思維方式和不同的實驗原理綜合分析問題、解決問題的能力,掌握不同的實驗方法和實驗技能;創新型實驗要求學生根據給定的實驗目的要求和實驗條件,自己設計實驗方案,選擇實驗器材,制定操作程序,學生必須運用自己掌握的知識進行問題分析和探討,著重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。 實驗平臺中的結構力學實驗為新增設的模塊,按照實驗平臺建設要求并參考相關文獻[2-4]將幾何組成實驗、桁架及剛架靜內力測定實驗作為基本型實驗(實驗時數5,必選),將剛架穩定實驗、靜撓度測量實驗、影響線繪制實驗、結構優化實驗、自振頻率測定實驗作為提高型實驗(實驗時數2,5選1),將自行加載的模型實驗及其他實驗作為創新型實驗(實驗時數2,結合結構模型創新大賽,如獲獎還可取得相應的創新學分)。實驗課程各模塊按五級記分,其中平時成績(包括實驗理論及預習情況)占50%,實驗操作及實驗報告占50%,課程總成績以學期為單位按各模塊所得成績的平均值計分。
根據實驗平臺建設要求,揚州大學與南京航空航天大學合作研制了nhlx-gⅱ型剛架多功能實驗裝置,如圖3所示。該裝置由支撐剛架、定位板、支座、加載系統、加載桿等組成,可根據需要很方便地將支座更換為固定支座、鉸支座及定向支座等,可自由設置加載點位置,不僅可以完成剛架靜內力測定實驗,還可完成撓曲線測定、影響線繪制等實驗。在實驗中由學生自己粘貼應變片以及完成接線,以提高學生的實驗技能。在自主編寫的實驗報告中,除要求分析產生誤差的原因,還要求學生將實驗結果與結構力學求解器的求解結果進行對比分析,培養其科研思維能力,如:“計算中是否考慮剪切變形及軸向變形有什么影響?”、“考慮支座的實際尺寸時計算簡圖中計算長度的取值對結果有什么影響?應如何取值?”、“計算中是否考慮支座的實際彈性剛度對結果有什么影響?”等等。對這些問題的分析解答都是課堂理論教學所無法完成的。
圖3nhlx-gⅱ型剛架實驗裝置
在創新型實驗部分,學校將結構力學實驗與結構創新競賽(包括校內和校外競賽活動)相結合,引導學生進行自主學習,如三維空間體系的幾何組成分析及內力計算、簡單有限元軟件的應用(如sap2000)等等。圖4所示為學校舉辦結構模型制作及加載試驗比賽的場景,其中左圖為靜力加載,右圖為單向振動臺試驗。對于這些實驗,學生們參與的熱情非常高,達到了在趣味中感受結構力學的魅力,在趣味中提升對結構整體受力的感性認識的教學目的。
圖4結構模型制作加載試驗比賽
揚州大學自2010年課程實驗改革以來,結構力學實驗模塊的教學已在兩屆學生中得以實施。在課堂理論教學中可以明顯感到學生對結構力學學習興趣的增強,如課堂注意力較集中、課間課后提問較活躍等等。此
外,與實驗改革實施以前的兩屆學生(以每屆兩個教學班為單位)相比,幾何組成部分的卷面平均出錯率從19.3%下降為5.6%,做剛架彎矩圖時結點平衡概念的出錯率也大為降低,這從一個側面反映了結構力學課程實驗的教學成果。此外,學生還在各類結構創新大賽中屢獲佳績;以“減小支座彎矩”為概念的“抗震樓梯”設計還申報了國家專利,初步展現了創新型結構力學實驗教學的成果。
三、 結語
學校土木工程專業本科系列實驗教學平臺的專項建設,推動了結構力學實驗課程教學質量的提升。結構力學課程實驗的教學實踐成果主要體現在以下幾方面。
(1)實驗教學打破了結構力學課程課堂理論教學一統天下的局面,讓學生能真正參與課程教學互動,幫助學生學會獨立思考,并能靈活應用所學知識,與課堂理論教學形成良性互動。
(2)改革前后學生成績的對比,客觀上顯示了基礎型和提高型實驗在促進學生對課程基本概念的形象理解、基本技能和動手能力的提升方面的重要作用。
(3)創新型實驗的設置,激發了學生的創造性和自主學習的能力,增強了學生對專業的感性認識和學習興趣,取得了較好的實踐成果。
參考文獻:
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teaching practice in construction of structural mechanics course for civil engineering
sun xufeng, tao yang
(architectural science and technology institute, yangzhou university, yangzhou 225127, p. r. china)
abstract: structural mechanics is the main professional basic course in civil engineering. for a long time, the role of structural mechanics experiment is not so clear because it is something between the material mechanics experiment and the professional structural experiment. therefore, most universities neglect the experimental teaching in the structural mechanics course. based on the construction of experimental teaching platform for civil engineering undergraduates, we discussed the important role of experiment during the teaching and learning of structural mechanics.