更新时间:2023-07-12 15:48:25
关键词:互联网+;土木工程专业;教学研究
引言
“互联网+”是将互联网的创新成果与传统行业相结合,通过采用一系列的信息通信技术,使互联网能够和传统行业较好的融合在一起,从而形成崭新的发展生态,互联网思维同样促进了土木工程行业的创新,如何对土木工程专业进行教学成为了需要考虑的问题。
1当前土木工程专业教学现状
1.1教学手段落后
土木工程与其他专业相比较,是一门十分重视实践的专业。对于土木工程专业的实际教学活动来说,教师不仅要做好理论知识的传授,还要给学生提供充分的实践机会。对于土木工程信息化来说,也是同样的要求。但是在目前,对土木工程信息化教学理念了解不是十分透彻,导致学院对土木工程信息化教学的过程当中,容易出现填鸭式教学的问题,具体表现为教学过程缺乏对学生的实践锻炼,不仅理论教学方法比较死板,其次教学活动较少,不能满足学生切实的实践需求,导致学生对土木工程信息化学习的过程中,通常都只能学到比较浅的层面,不能切实掌握土木工程相关内容的实质,也没有充足的时间锻炼自身的实践能力。
1.2教学课堂与实践联系不紧密
土木工程专业的相关知识在应用的过程中,必须要与实际建设相联系,因此,必须要采取方法提升学生的实践能力。尤其是在当前的发展阶段,互联网技术发展十分迅速,越来越多的土木工程管理理念在进行一定程度的更改,互联网思维成为土木工程行业发展的新方向。但是在土木工程专业实际的教学过程中,老师的教学观念比较落后,教学方式比较单一,对互联网发展状况针对土木工程的影响没有进行充分的研究和分析,其次,对学生的教学只是处于理论阶段,缺乏必要的技能学习,学生的实践能力得不到提升,导致学生掌握的专业知识不够牢固,无法将理论和实际较好的结合。除此之外,土木工程专业在教学的过程采用的技术设备比较落后,管理力度不足,教学方式没有及时进行更新,从一定程度上妨碍了土木工程专业人才的培养。
2基于“互联网+”的土木工程专业教学方法
2.1改善教学手段,建设云计算辅助教学平台
土木工程专业实际教学的过程中,会涉及到多方面的内容,是一门综合性的学科。土木工程专业具有其独特的特点,在教学过程中,需要用到一些辅助资料来辅助教学。教师可以把这些辅助资料进行网络化管理,比如进行存储操作、提取操作,从而能够进行资料共享,从很大程度上提高教学效率。教师可以将教学目标作为基础和前提,确定具体的培养方向,充分发挥网络资源的诸多优势,把网络资源和传统教学两者紧密联系在一起,设立符合“互联网+”的土木工程专业教学方法和模式。教师可以充分利用云计算辅助教学,通过“云服务”,设立一个较好的教学环境,具备个性化、信息化的特点,辅助老师进行教学,从一定程度上提升学生的学习积极性,从而不断改善教学质量和水平。
2.2加强互联网时代土木工程专业实践教学
如果在实际教学的过程中,出现了理论和实际脱离的现象,那么就相当于纸上谈兵。因此,学院必须要设立理论和实践相结合的教育体系,不仅要从一定程度上提高学生对基础理论和知识的掌握程度,还要锻炼学生的实践技能,能够有充足的机会对实际建筑工程进行充分的考察,增强自身的实践能力。学院应该定期对实践器材进行检查,及时进行更新换代,保障可以和实际建筑工程的器材达成一致性,不断提升学生独立思考的能力,找出教学中所存在的问题,并且不断的突破瓶颈,从一定程度上提升学生的实践综合素质。在实际的土木工程教学体系中,学院应该增加实践教学的课时,让学生多进行一些实习实训,从而来提升自我解决能力,为之后进行建筑工程相关工作提供坚实的基础。其次,还应该采取措施和方法提升学生利用互联网学习和实践的综合能力。具体方法如下,第一,培养学生互联网、智能化移动终端相关设备的使用能力,培训学生利用互联网技术完成建筑工程的相关工作。第二,培养学生利用网络获得数据的能力,并且还要对数据进行准确的分析和处理,从而切实了解客户的需要,准确把握建筑市场的发展趋势。
2.3改变传统教学观念,发挥“互联网+”教学优势
传统的土木工程教学观念是“去手机化”,教师在授课的过程中,要求学生不允许查看手机,但是这与信息化发展规律不相符。如果想充分发挥“互联网+”教学模式的优点,就应该勇于突破传统的教学观念,让学生对土木工程相关知识进行学习的过程中,用手机作为辅助软件。教师可以进行微课教学。在课堂还未开始之前,老师将课程的一些重点难点预设为问题,通过即时通信软件,比如QQ、微信等等,发送给学生,让学生在课前对这些知识和内容进行充分的思考,也可以让学生观看一些与课程内容相关的视频、图画,从而让学生更容易进入学习的状态,带着疑问和好奇心进行学习。在实际的课堂教学过程中,老师可以把本堂课的知识点进行总结,制作成教学微视频让学生观看,不仅可以充分引起学生的学习积极性,课后学生还可以拷贝这些教学微视频,便于课后复习,可以从很大程度上提升学生对土木工程相关知识的掌握程度。为了提升学生的参与感,在授课的过程中,学生可以利用手机搜集一些资料、数据信息,在课堂上就可以对学习疑问进行求证。通过手机,教师还可以加强与学生之间的沟通,两者通过QQ群、微信群可以及时沟通和交流学习上的问题,从而可以及时解决。
2.4提升土木工程专业教学的国际化水平
土木工程专业实际教学过程中,应该以土木工程专业教育国际化为教育的目标。通过计算机网络的应用,不仅可以从一定程度上提高土木工程专业课堂教学的国际化水平,还可以增强高校之间的专业学术交流。在专业教学时,充分发挥互联网的优势,不断获得大量的资讯信息,并且相关的技术人员不断开发虚拟互动教学软件,都可以从很大程度上提升专业课程的教学水平,对土木工程专业学生素养的提升也有非常重要的促进作用。课堂教学模式的不断优化和改进,可以增强学生和外界的交流,改善以往单一的教学内容,教学形式变得多样化,但如果学生在学习土木工程专业相关知识的时候,被局限于一个学校、一个地方,那么会对学生专业素养的提升有诸多限制。土木工程专业教学国际化,就是学院要以开放的态度与其他高校建立联系,走出去,实现国际之间相互促进的发展局面。其次,还应该运用一些最先进的科技手段信息技术,不断扩大对外交流的范围,使教学交流互动能够较好的进行,把一些先进的国际资讯传达给学生,开阔学生眼界,从而达到共同进步的目标。
3结语
在建筑行业的发展过程中,土木工程处于一个十分重要的地位。建筑工程的勘测环节、施工环节、设计环节都和土木工程有一定的联系。在“互联网+”背景下,应该把互联网技术引入实际的教学过程中,才能不断改善教学模式,培养出土木工程专业的实用型人才。
参考文献
[1]朱元珑.土木工程专业教学中引入信息化课程的实践与思考[J].建材与装饰,2018(08):161.
[2]刘瑶,贾杰,贾永峰,吴鹤翔.基于“互联网+”的工程力学在线课程教学研究[J].山西建筑,2018,44(01):231-232.
[3]陈莉,徐金华,伍雯雯.“互联网+”在土木工程人才培养中的应用[J].广东蚕业,2017,51(05):59-60.
(一)课程内容庞杂
土木工程测试课程所包含的教学内容多而杂。包含电阻式、钢弦式、电感式、电容式等多种传感器,且每种传感器的工作原理和使用方法各异;还包含电阻应变片的构造、工作原理及测量技术等内容;又涉及到工程结构的无损检测和半破损检测技术;同时还融合了模拟信号、采集仪表和试验机等机械和电气相关专业知识;而针对房屋建筑、桥梁、隧道、道路和矿山等工程性质的不同,所采用的测试元件和量测方案均不相同。这些教学内容之间既相互联系又有区别,因此,给学生的感觉是教学内容太多、过于分散、重点不突出、难以理清头绪,学生普遍反映该门课程难学。
(二)教学手段单一
目前在土木工程测试技术课程的教学过程中,要么完全采用满堂灌、填鸭式的黑板板书教学手段,要么完全采用多媒体课件的授课方式。课程教学手段较为单一,从而导致学生对教学内容难于理解和掌握。因土木工程测试技术课程所涉及的内容多而杂,不同的授课内容理应运用不同的教学手段,才能在一定程度上提高学生的学习积极性和主动性,进而达到预期的教学效果。
(三)课程综合性强
土木工程测试技术是一门综合性较强的课程,其以土木工程中材料力学、岩土力学、弹性力学和钢筋混凝土结构等课程为理论基础,并以计算机工程、电气工程等学科为技术支持,同时还融合了土木工程的设计和施工技术以及工程实践经验。因此,学好本门课程的前提是要求学生掌握过硬的土木工程专业基础知识和了解部分其他专业相关知识,例如在声波测试技术这一章里面,对于声波速度的求解需要学生对弹性力学和数理方程有所熟悉;对于换能器的工作原理又要求学生了解晶体的压电效应;对于声波仪还需要学生掌握示波器、振荡器和放大器等设备。又因学时有限,对于综合性如此强的一门课程,如不采取重点突出、补差补短等教学手段,对于大部分学生而言,课程教学质量必然很差。
(四)无综合性教材
我校土木工程测试技术课程授课对象为土木工程、城市地下空间工程、工程管理三个专业的本科生,而土木工程专业下又设置了矿山建设工程、岩土与地下工程、工业与民用建筑和道路与桥梁工程四个方向。不同专业方向的学生毕业后将参与到隶属于“大土木”范畴内的不同性质工程建设中,在施工现场所接触到的一些土木测试仪器和方法也会有所不同。但现有的土木工程测试技术课程教材,要么是侧重于岩土与地下工程、公路工程的测试,专业方向性很强;要么是测试技术的基础知识讲解较少,可参考的综合性书籍又是以手册的形式出现,因其价格相对较贵,不适合作为本科生的教材。
二、课程教学改革内容及方法
(一)课程开课时间的设置
要想使土木工程测试技术课程的教学效果得到最佳,前提是学生需掌握土木工程的力学概念和具体施工工法,就拿盾构隧道检测技术这一节内容来说,如果学生对城市地铁盾构法施工工序全然不知,或对盾构机的构造及工作原理不甚了解,则将导致学生对测试对象和测试方法难以理解,更严重的会使得学生丧失本门课的学习兴趣,势必造成极差的教学效果。因此,本课程的授课对象应该是高年级本科生。据多年的教学效果对比来看,个人认为其最佳的开课时间应选在大学三年级下学期,在此时间段学生首先已掌握了一些土木工程最基本的施工方法,再则学生的学习状态不会受到求职、考研等客观因素的影响。我校土木建筑学院自2008年以来将土木工程测试技术课程的开课时间从四年级上学期移至三年级下学期,学生的学习积极性和课程的教学效果均得到大幅度提高。
(二)课程教学内容的精选和更新
结合现有土木工程测试技术相关书籍精心选取教学内容,确定本课程的教学重点内容为测试技术的理论基础、土木工程测试常用传感器的构造及工作原理(主要包括电阻式传感器、振弦式传感器和光纤传感器等)、混凝土的无损检测技术(主要包括混凝土强度的回弹法和超声波法检测、混凝土的超声波法探伤技术)、混凝土的半破损检测技术(主要包括混凝土强度的钻芯法、射钉法等检测技术)、测试技术的工程应用(主要包括深基坑工程、路基路面、桥梁结构、隧道工程和矿建工程等方面的测试技术应用实例)。随着土木工程建设水平的不断提高,土木工程中的新型测试仪器、设备和方法层出不穷。对于如此一门快速发展的学科和课程,其教学内容要时刻把握测试技术发展动态,使学生能接触到土木工程测试技术最前沿的知识。这就要求教师教学的参考资料不能仅仅局限于教材,而目前仅有的土木工程测试课程教材编写时间较早,没有体现当今一些土木工程测试的新技术、新仪器。教师应利用互联网资源,通过访问Google学术搜索引擎、中国知网、中国传感网等网站获取有关信息,并及时将其加入课件中逐年更新丰富教学内容。如现有土木工程测试技术相关教材中,对土木工程常用的传感器介绍还是主要侧重于电阻式和振弦式传感器等,但如今,光纤式传感器在土木工程领域得到了高速发展和广泛应用,笔者在传感器这一章中对此类传感器会专门做有关讲解。另外在业余时间,应尽可能教会学生网络资源获取方法,像如何利用关键词检索相关论文等方面。必要时,还须更换最新教材。
(三)针对不同专业方向突出教学重点
我校土木工程测试技术课程的授课对象为3个专业共计6个方向的本科生,该课程的教学由于课时的限制,应根据不同专业方向,采取重点突出和难点分散的指导思想,才能取得良好的教学效果。这就要求教师在课堂教学中要把握课程最核心的内容,并且做到有的放矢。如测试技术的理论基础和传感器这两章对任何专业方向的学生都需做详细讲解。又因混凝土是土木工程中应用最为广泛的建筑材料,在房屋、道路、桥梁、隧道和矿山等工程领域中均能看到它的身影,所以混凝土的无损和半破损检测技术也是任何专业方向学生掌握的核心内容。在测试技术工程应用方面,对于工民建方向可重点介绍深基坑工程检测技术,对于路桥方向重点介绍桥梁和路基路面检测技术,对于岩土与地下工程方向重点介绍深基坑工程检测技术和隧道工程检测技术,而对于矿山建设工程方向则须重点介绍井巷工程的检测技术,进而建立了土木工程测试技术课程的模块化教学体系。尤其对岩土与地下工程、矿山建设工程方向的学生,要让他们知道现阶段隧道工程、地铁工程、基础工程和矿建工程等设计理论都很不成熟,主要采用工程类比法,现场施工必须借助于有关测试技术,学习和掌握现代的工程测试手段更显重要。
(四)多种教学手段合理综合运用
本课程内容丰富,要求学生掌握的信息量大,要想在有限的时间内完成较多的教学内容,而且同时保证教学效果,采用传统或单一的教学手段难度极大。因此,应针对不同的教学内容合理运用不同的教学手段。如在测试技术理论基础的教学中,采用黑板板书和课后参观相结合的教学手段,测试系统的误差处理和传递特性利用黑板板书进行讲授,课后参考实验室测试仪器,可使得学生对测试系统的组成有更深刻的认识;在传感器的教学中,主要运用多媒体教学手段,现有教材一般只给出传感器的简图,通过拍摄实验室现有传感器照片、互联网搜寻相关厂家的传感器实物图片等,来改进制作多媒体课件,这样可使得学生对土木工程常用传感器有着更为直观的认识;在混凝土检测技术的教学中,则运用黑板板书和多媒体的综合教学手段,通过板书讲授检测数据的处理方法,通过多媒体讲授混凝土回弹仪、超声波仪和钻芯机等检测设备。另外,结合“提问式”教学方法,让学生自行思考,达到引入的目的,进一步提高教学效果。
(五)课堂教学结合工程实践
在土木工程测试技术课堂教学中,教师如果能将自身所参与的工程测试案例,整理、提炼制成适合教学需要的素材并用于辅助教学,可切实提高学生的学习积极性。笔者曾在混凝土无损及半破损检测这一章讲授过程中,引用了自身参与的淮南望风岗矿副井混凝土井壁的回弹法和钻芯法检测工程实例,向学生演示了整个项目的检测方法及步骤,并配以现场拍摄的工程测试照片,然后让学生对测试原始数据进行处理,采用所学知识来综合判定该井壁混凝土的强度。这样不仅提高了学生的分析问题能力,而且培养了学生解决实际问题的能力。对比以往参照教材上的实例讲解来看,该堂课学生满意度较好,在很大程度上提高了教学效果。
(六)实验演示教学转变为学生动手操作
我院土木工程测试技术课程中实验教学现共有8个学时,主要内容为电阻和振弦式传感器的标定、混凝土强度回弹法检测、混凝土强度声波法检测和混凝土内部缺陷的超声波探伤等。以前由于学时数限制、实验设备欠缺等多方面的原因,主要由教师进行演示实验教学,通常1f2个班级的学生在旁边观看,学生不能亲自动手进行实验操作,这样势必影响了学生学习的兴趣以及对所学内容的掌握。如今新购入一些实验仪器后,基本可达到让学生动手操作的要求,能够使学生更好地了解监测的目的和要求,系统而直观地向学生介绍各种测试仪器的工作原理和测试方法,使学生更能有针对性地进行监测方案的设计,有利于培养学生理论联系实际的能力,拓宽学生的知识结构。
(七)考核形式
该课程考试采用开卷考试的形式,考题主要以工程实例的监测方案设计为主,考核学生灵活运用所学知识解决实际工程问题的能力,而且内容包括基坑测试、桥梁道路测试和隧道工程测试等多方面内容,可供考生根据自身的专业方向和兴趣来选做。实验报告的撰写也能够考查学生处理测试数据的能力,故土木工程测试技术课程的学生成绩由卷面成绩和实验成绩两个方面来综合判定。
三、课程教学实践效果及体会
1.工程案例的设计
案例的设计是案例教学过程中的核心环节,好的案例应该既能融会相关理论知识,又能充分调动学生学习的积极性。具体来说,桥梁施工方面的工程案例设计应综合考虑以下问题:
(1)要坚持理论联系实际的原则。
桥梁工程施工课程的实践性较强,要求每个案例以书中的理论知识为指导,利于思考;要求必须从大量的第一手资料中设计案例,而不能凭空臆造。
(2)考虑现实性和未来性。
根据最近发展区的理论,案例的选取要考虑学生已掌握的知识及对学生学习的指导意义。根据专业特点,从搜集到的大量的原始资料中,分门别类地整理出具有代表性的案例,案例的选取应当考虑案例的主要特征是什么、要解决什么问题、如何激发学生的积极性等问题。
(3)要有典型性和针对性。
桥梁施工案例选取时要考虑具体解决什么问题,如桥梁基础施工、桥梁墩台施工或是上部结构施工过程中遇到哪些问题?造成这些问题的原因是什么?如何解决?选取的案例要代表这一类问题的解决方案,具有典型性和代表性,利于学生触类旁通,从而激发学生进行深入细致的调查研究和分析评价,更好地提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
(4)案例设计要考虑发展性和简练性。
通过案例学习应使学生在专业能力、方法能力和社会能力上有所提高。同时,案例设计要注意语言表述,围绕解决中心问题,提供的细节不要太多,以免混淆了学生的视线和思维。
2.工程案例的教学实施
通过与现场实践相结合,根据以上原则选定桥梁工程施工方面的具体案例。课堂上将学生平均分成六个小组,每个小组成员分别担任其中的一个角色:施工方(包括项目经理、技术负责、施工员、材料员等),建设方,监理人员。案例的讨论主要从以下几个方面展开:案例中要解决的关键问题是什么?哪些信息至关重要?解决问题的方法有哪些?做出决策的标准是什么?什么样的解决方案是最适宜的?应制定怎样的实施计划?什么时候将计划付诸行动以及如何付诸?如何进行整体评价?案例教学法的实施分成以下几个环节。
(1)学生准备。
在正式开始集中讨论前一到两周,把案例材料发给学生,让学生阅读案例材料,查阅指定的资料和读物,搜集必要的信息,并积极地思索,初步形成关于案例中问题的原因分析和解决方案。教师可以在这个阶段给学生列出一些思考题,让学生有针对性地开展准备工作。
(2)小组讨论。
由于小组成员不同,且角色多元化,他们在准备和讨论时,不同意见相互交流,加深了学生对案例的理解,同时学生已经查阅和掌握了相关材料,课堂气氛活跃。
(3)代表发言。
各个小组派出自己的代表,发表本小组对于施工案例的分析和处理意见。发言时间一般应该控制在20分钟以内,发言完毕之后发言人要接受其他小组成员的询问并做出解释,此时本小组的其他成员可以代替发言人回答问题。
(4)小组集中讨论。
小组集中讨论的这一过程为学生自由发挥的过程,此时教师充当的是组织者和主持人的角色。此时的发言和讨论是用来扩展和深化学生对案例的理解程度。讨论最后,教师提出意见比较集中的问题和处理方式,组织各个小组对这些问题和处理方式进行重点讨论,将学生的注意力引导到方案的合理解决上来。
(5)归纳总结。
在小组集中讨论完成之后,留出一定的时间让学生自己进行思考和总结。一方面总结规律和经验,另一方面获取这种知识和经验的学习策略,最后让各个小组以书面的形式对该门课程的案例教学法做出评价,分析该种教学方式的收获与不足以及需要做哪些改进,并提出他们的个人建议。课堂教学结束后,教师进一步总结,揭示出案例中包含的理论,强化以前讨论的内容,提示后续案例,给参与者以鼓舞。从案例讨论中引申出一定的结论,为后续的课堂教学提供准备。
二、案例教学在土木工程专业中应用成效分析
工程案例教学在土木工程专业专业课教学中实施了三年,取得了明显的教学效果。为进一步了解土木工程专业采用案例教学的效果,课题组成员分别对在校学生、2010届毕业生、2011届毕业生及部分用人单位进行了调查。调查结果从实证角度说明了案例教学在土木工程专业教学中取得了良好效果。
(1)在校生。
大部分学生认为,课堂上实施案例教学使他们提前将课堂上学到的理论知识应用到实际工程中,学会了处理实际工程中的工程事故或施工难题的一些方法,明确了自己的责任与义务,为将来应聘工作提供了帮助。同时从课堂情况来看,学生的出勤率明显上升,学生学习面貌大有改观。
(2)2010届毕业生。
该届学生工作将近两年,当被问到在校时案例教学的实施效果时,大部分学生认为,工程案例的选择是直接源于实际工程,学生将在课堂上学过的理论知识直接加以应用,能够融汇变通;工作后能更好地处理与甲方、监理及施工方的关系,更加清楚明白自己的职责;工作中遇到类似的问题可以借鉴参考,更好地做好技术管理工作,加快实习期的过渡,更好地投入到实际工作中去。
(3)2011届毕业生。
他们走上工作岗位还不到一年,据他们反映,土木工程专业中加入的大量工程案例,能使他们更快更好地适应现场的工作环境,更加高效地投入到实际工作中去。他们遇到实际工程中的一些问题,有种似曾相识的感觉,处理起来比想象中要顺利很多。
(4)用人单位。
对一些用人单位进行的回访显示:近两年招进的学生能更好更快地融入新的工作环境,责任心更强,工作效率更高。同时遇到一些实际工程问题不再束手无策,解决实际问题的能力显著增强。总之,土木工程专业中案例教学的效果得到了学生和用人单位的认可,促进了土木工程专业人才的培养,增进了师生之间的交流,让学生逐渐成为教学活动的参与者。在案例教学中,教师需通过工程案例了解最新的施工技术、施工方法以及新材料的应用等,随时调整和补充教学内容,学生反馈的信息促使教师进一步修正学生所提出的方案,以补充和完善理论和技术知识,形成良性互动。
三、结论
(一)有利于提高学生的英语运用能力
英语作为一种语言,在国际交流中发挥了重要的作用,是国与国之间进行沟通的桥梁,起着传播外国文化的作用。在土木工程专业课中,开展双语教学,既能锻炼学生的口语交际能力,又能提高学生的英语语言运用能力和交流能力。
(二)有利于帮助学生学到更多的知识
土木工程专业的实践性很强,学生的大部分课程学习时间都是在工程实践中度过的。由于一种语言的教材知识面有限,在土木工程专业课中开展双语教学则会涉及到很多不同语种的教材,学生在学习本国的土木工程相关知识的同时,还可以学习到其他国家的土木工程知识,不但可以帮助学生更好地了解我国土木工程行业的现状,还能帮助学生认识到我国土木工程与其他国家土木工程行业之间的差距,进而让学生学习到更多先进的理论和工艺。
(三)有利于促进学生的全面发展
目前我国经济正处在一个飞速发展的阶段,土木工程行业对人才的需求越来越大,特别是高素质的专业人才将成为土木工程行业争夺的焦点。再加上国际交流合作的日益加深,越来越多的建筑企业参与到国际工程的开发建设当中,外语好、专业素质高的人才更能受到土木工程行业的青睐。在高校土木工程专业课程中开展双语教学,可以满足用人单位的需要,一方面双语教学可以锻炼学生的英语语言运用能力,提高学生的交际水平;另一方面,土木工程的专业性比较强,外语好、专业性强的全能型人才更能受到用人单位的欢迎。
(四)有利于教学模式与方法创新
由于英语具有传播外国文化的作用,土木工程专业课程开展双语教学,可以加深学生对西方文化的认识和了解,学生在学习西方先进的教育理念的过程中会对我国传统的教育理念带来一定的冲击,促使我国教育者进行课程改革和教育方法创新,并不断学习西方先进的教育理念,采取有力的措施将二者进一步融合,从而探索出一种适合我国高等教育特点的教育模式和教育理念,从而提高我国的高等教育水平。
二、土木工程专业课双语教学中存在的问题
(一)很多院校没有进行双语教学改革
我国有很多高校早就开始了双语教学改革,很多基础课程也都开展了双语教学,双语教学对象已经从开始的少数学生转向了大多数学生。但是,还有一些院校在双语教学面上犹豫不决,在面向少数学生还是面向广大学生上举棋不定。很多院校都认为,如果只是面向少数学生,那么对其他学生有失公平;如果面向全体学生,由于学生的英语水平各有不同,在双语教学过程中肯定会遇到很多困难,这些困难很可能影响到学生对专业知识的学习兴趣和学习效果,所以很多院校将双语教学改革一拖再拖,至今没有进行双语教学改革。
(二)没有弄清基础英语与专业英语的关系
土木工程专业开展双语教学的目的,除了向学生传授更多的专业知识外,还在于提高学生对英语语言的综合运用能力,要求将专业课程教学与英语语言教学相结合,其目的在于培养学生利用英语学习专业知识、解决专业问题的能力。总的来说,双语教学应该是从基础英语学习到专业英语学习的一个过程,但从目前的教学内容看,很多高校都没有注意到这一点,在开展双语教学时,很多教师是从专业英语开始的,由于专业英语是建立在需求的基础上的,因此包含的内容比较广泛,如果学生缺少基础英语的学习,那么很可能因为基础英语薄弱而造成后期双语教学困难。
(三)双语课程设置不恰当
经过调查发现,很多高校开展双语教学的课程一般都是必修课,很少涉及到专业选修课或者是专业基础课,而且只用双语授课,增加了学生学习的难度。有很多英语基础薄弱的学生,在必修专业课的双语教学过程中,因为听不懂讲授的内容而放弃了专业必修课程的学习,这就必然会影响到学生对专业知识的学习与掌握,影响到学生的全面发展。还有部分学校利用选修课和基础课开展双语教学,有很多学生因为担心双语课程考试不及格会影响到自己的总成绩,因此放弃了双语选修课,从而影响了双语选修课程建设。
(四)教师的压力越来越大
就土木工程专业课程教师而言,开展双语课程教学比普通教学承担的压力要大得多,付出的努力也多得多,进行双语授课的教师,不但要了解专业课程的内容和利用英语授课的方式,还要考虑到学生的英语水平和专业能力,因此既需要有专业知识,还需要有英语水平,才能满足日常教学的需要。为此,教师在备课中要付出很多的努力,也承担了很大的压力。
三、加强土木工程专业课双语教学的对策
(一)加强双语师资建设
当前,高校开展双语教学要解决的首要问题是师资问题。土木工程专业是比较受欢迎的专业,应该选择一些年纪较轻且英语水平高的教师,通过培训,帮助他们胜任土木工程专业课程的教学工作。例如,学校可以为英语基础好、专业水平高,有意向开展双语教学工作的教师提供免费的学习平台,对这类教师进行集中培训,组织他们学习国外先进的双语教学经验和理念,讨论和交流搞好双语教学的体会,提高他们的双语教学能力。
(二)新老教材相互结合
高校开展双语教学的目的是为了将英语应用到专业教学当中,使专业课的教学内容与国际接轨,以便更好地适应社会发展的需要。很多老教材有很强的语言示范性,能结合系统的专业知识进行教学,所以老教材应该是最好的选择。但是,现在的新教材也涉及到很多先进的理念和工艺,也有很多可取的地方,所以教师在讲课的时候最好是新老教材相结合,这样更能起到教化作用。例如,教师在讲“土木工程概论”时,由于该课程是第一门专业基础课程,主要的授课内容集中在土木工程的概述、现状、发展趋势等方面,又由于我国土木工程的范围与国外的界定有所差别,其教学内容也有很大不同,因此没有可供使用的教材,教师可以根据教学要求对其他教材进行整理、改编,从而编写出适合学生使用的教材。
(三)合理选择教学模式
双语教学有很多种模式,常用的主要有两种,即保持型双语教学和过渡型双语教学。教师在开展双语教学过程中,应该根据学习的内容、内容的难易程度、授课对象的英语水平等,选择合适的双语教学模式,分配好英语与汉语的比例,只有这样才能在不影响学生学习积极性的前提下,提高学生对英语语言的运用能力。例如,笔者在“土木工程概论”课程的双语教学中,由于授课对象是大一学生,他们既没有过硬的专业知识,也没有相应的英语专业水平,如果全程都使用英语教学,一定会增加学生学习的难度,还有可能扼杀他们学习的积极性。对此,笔者以保守型双语教学模式为主,就是对学习的重点内容都用第一语言讲授,这样可以降低学生因为听不懂第二语言造成的消极情绪;而对于一些专业性强的知识,则先用英语讲授,然后再用汉语讲解,这样循序渐进,学生在掌握了一定的专业知识和专业英语词汇以后,再提高英语教学的比例,逐渐过渡到完全的双语教学。
(四)灵活运用教学方法
由于双语授课的进程比较缓慢,学生需要学习的知识点太多,传统的教学模式已经不能适应现代教学的需要,教师应该创新教学方式,灵活选择教学方法。
(1)讲解、问答与讨论相结合。
学生在双语教学中可能会遇到很多不理解的问题,教师应该随时掌握学生的理解程度,教师提问、学生解答是了解学生对知识掌握程度的最有效的方法。教师通过学生对问题的回答情况来了解学生对知识的掌握情况,并根据学生的学习情况调整授课的速度,当讲解告一段落后,教师应该留给学生一些讨论的时间,在讨论中发现新的问题,也可以向学生提出新的问题,然后师生之间共同讨论。最好是教师提前准备一些比较深奥但又不超出学习内容的问题,这样能增强学生讨论的针对性,避免出现因为讨论目标不明确而出现盲目讨论现象。学生讨论完之后用英语进行总结,不但能增强学习的信心,还能激发参与讨论的热情和主动性,既有利于活跃课堂气氛,也有利于形成融洽的师生关系,帮助学生提高英语水平。
(2)多媒体教学与传统教学相结合。
由于双语教学要考虑到学生理解的程度,总的来说进度比较慢,而多媒体教学可以提前将要讲解的知识点做成课件,按照预先设计好的内容讲解,在一定程度上可以提高讲解效率。但是,教师不能完全依赖多媒体教学,对多媒体的依赖性过强也会引发一些负面影响。比如,不能突出课程的重点,教师在利用多媒体进行教学时,学生学习知识的过程主要是通过多媒体课件上列出的重点内容进行一个强调,并不能帮助学生进行深入的理解,学生对关键知识点的理解能力下降,会影响学习效率。另外,学生长时间看屏幕也会引起视觉疲劳。所以,教师应该综合传统教学与多媒体教学的优点,将二者有机结合,除了提前设计好讲课的内容外,还要加强重点内容的讲解,对于重点内容除了在课件中进行明显的标注外,还应该进行板书讲解,这样更有助于学生对知识的理解和消化。例如,讲解地质内容时,教师可以用多媒体向学生展示一些复杂的地质构造以及地质构造演变的过程等,这些内容不需要太多的语言讲解,学生可以通过课件了解到学习的内容,但在讲解岩土的力学稳定时,由于这部分内容的理论性较强,所以教师可以用板书进行更加详细的推导,从而取得更好的教学效果。
(3)课堂教学与课外实践教学相结合。
与土木工程专业相关的课程一般都具有很强的实践性,所以教师应该重视实践教学,分配好课堂教学与实践教学的比例。首先,教师应该加大综合性和设计性实验的比例,并鼓励学生积极参加实验;其次,学校应该为学生提供实训基地,为学生的实践教学打下坚实的基础;第三,学生在进行实践教学的过程中,教师应该给予适时的指导,或者是聘请一些有实际工作经验的工程师进行现场指导,这样更能培养学生的实践动手能力。
四、结语
【摘要】
本研究回顾了土木工程专业进行双语教学的必要性,调查研究了土木工程双语教学中的师资因素,并从切身体验提出了个人对此的建议。
【关键词】
土木工程;双语教学;师资
1.土木工程双语教学的政策要求
教高厅[2004]21号文《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中明确了“双语教学”工作,并在《普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系》将其列为课程第四个观测点。其指标含义指“用双语授课课程指采用了外文教材并且外语授课课时达到该课程课时的50%及以上的课程(外语课除外)”。
2.土木工程专业对双语教学的内在需求
教高[2007]1号文《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》指出,倡导建设双语教学课程,鼓励积极探索双语教学的有效教学方法和模式,有助于切实提高大学生的专业外语水平和直接使用外语从事科研的能力。土木工程专业方面的人才在实际工程中,需要分析和评价建设工程中可能存在和发生的地质构造问题,提出针对不良地质现象的整治方案,才能保证建设工程的顺利进行以及人民生命财产的安全。因此专业人员必须不断提高自己的业务水平,就必须能独立阅读外语撰写的国际标准图纸和勘察设计报告等。另外,随着一带一路和亚投行的工作顺利进行,中国的建设公司正大规模地走出国门,在国外单独承接或合作开发建设项目,这就需要我们的技术人员懂得国际建筑标准,能与所在国工程技术及施工人员进行有效沟通,在主导项目中能有效地指导国外施工人员作业。
3.土木工程双语教学中师资因素现状
双语教学对教师的专业英语水平的高低当然是需要双重的较高要求。联合国教科文组织对教学质量的计算公式:教学质量=(学生+教材+环境+教法)×教师。可以看出,教师的素质分值越高,教学质量自然也就越高。无论什么学科课程,教师的素质高低对教学都起决定性的作用。目前,在缺乏一个被普遍认可的双语教学课程模式的情况下,高校双语教学所面临最大的困难实际上就是双语师资的匮乏。现任的很多专业教师都有扎实的学科功底,但双语课程能否成功的关键还应该在于教师驾驭外语语言的能力。没有足够的外语语言能力,也就不具备用外语进行专业课程教学的能力。假设让一位英语发音不达标的、有口音的老师来上双语教学课,不但会影响本学科的教学,还势必会影响到学生的英语听说能力。尤其是专业基础课阶段的双语教师,其外语语音、语调一定要达到相当高的标准,才不会让学生产生茫然而无所适从的感觉。能担任双语课的教师,应首先经过专门培训,再在小范围内进行双语教学的课堂试讲实践,逐步提高自身素质,才能成为合格的复合型教师。此外,正如一般学科教学的规律一样,进行双语教学也有一个师生磨合期。这就对师资队伍在达到标准之外,又提出了队伍稳定的要求。就目前实际情况而言,部分有条件的高校已经通过各种途径来提高双语授课教师的素质,比如选派外语水平高、专业知识较好的教师外出培训,和有目的、有方向地引进英语水平高的专业人才等,从而充实了双语授课的师资力量。
4.土木工程双语教学将来的发展方向
我国加入WTO之后,颁布实行了《中外合作办学条例》,我国和世界上越来越多的国家进行了学力和学位的互认。我国的经济,特别是建筑行业的快速发展,给我们的国际化办学进程提供了政策法规的保证以及良好的外部环境。各个高校应积极引进国外的优质教育资源,努力探索,提高自己的办学质量、办学层次和办学水平,这对于培养我国经济建设急需的高素质、国际化人才必将有极大的推动作用,并提高我国的国际竞争力,早日实现提出的“中国梦”。
5.个人对土木工程双语教学的一点建议
考虑到目前学生的英语水平和教学的时间安排,大学英语课程之后,“土木工程概论”课程的双语教学时间最好设置在第三学期,而土木工程专业英语应设置在第五学期。学生经过两年半连贯的英语学习过程后,在第六学期就可以进行专业与英语结合的综合强化训练,同时进行多门专业课程的双语教学,如“混凝土结构基本原理”、“工程招标投标”等。这种大学基础英语、专业英语与双语教学的连续课程设置,既能保证英语学习的连贯与提高,又能把专业知识与语言学习结合起来,使二者相互提高和促进,在提高学生语言应用能力的同时,实现语言教学与专业教学的双重教学目标。
作者:刘嘉淳 单位:中国地质大学
参考文献:
[1]陈至立.我国加入WTO对教育的影响及对策研究[C].中国教育报,2002.1.9.
[2]何敏娟,王少曼.土木工程专业双语教学的探索与实践[J].高等建筑教育,2005,(4).
[3]陈冬纯.论专业英语教学与专业“双语”教学—————走出双语教学的误区[J].中山大学学报论丛,2005,(6).
[4]梁涓.对高校开展双语教学改革的几点思考[J].广西大学学报,2006(10):156~157.
[5]林元华,等.关于我校开展双语教学的探讨[J].土木教育,2004,6.
[6]董陆陆,等.普通高校开展双语教学的思考与对策[J].黑龙江教育学院学报,2009,2.
[7]王静.试论“双语教学”的模式及实施双语教学的条件与要求[J].Sino-USEnglishTeaching,2006(3).
[8]张雷宝,等.双语教学:共识、分歧及其误区[J].现代教育科学,2005(6)
第二篇:学生土木工程专业课教学研究
摘要:
“好之者不如乐之者”,本文以土木工程专业课教学为例,从课堂教学、课后交流和现场实践等不同角度进行激发和培养学生学习热情和兴趣的尝试。教学实践表明,充分发挥学生在学习上的积极性和主动性,可以让学生从被动的接受知识灌输转变为主动的获取知识,有利于培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。
关键词:
学习兴趣;土木工程;教学方法
一、引言
传统的教学模式是教师讲授,学生听课。由于专业课课时受到压缩,为了完成教学大纲规定的内容,教师需加大课时的容量,这种“填鸭式”和“满堂灌”的教学方式使得师生都疲惫不堪,而效果却不甚理想。另外,一些学生心态浮躁,平时不学习,寄希望于考试前突击。这些都不利于教学质量的提高。教师和学生是教学活动中的两个主体,教学效果要通过学生对知识和能力的掌握情况来体现。“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,学生的学习态度和学习热情对教学效果有着至关重要的影响。如果学生的学习热情高,则教学效果事半功倍,反之,则事倍而功半。如何激发学生的学习热情并使之保持,需要多种途径的努力。
二、课堂教学是关键
1.绪论很重要。
面对新课程,学习好的同学希望百尺竿头更进一步;考试不理想的同学则希望从头再来,在新课程的学习中得到好成绩。加上对新课程、新教师感到新鲜,大部分同学在上第一节课的时候学习热情都比较高。这对激发学生的学习热情和培养其学习兴趣是非常有利的。但是另一方面,由于是新课程,学生需要面对大量的新概念和新理论,尤其是抽象和枯燥的概念和理论,容易使学生产生厌倦情绪。如果教师在讲授这些新概念和新理论时,没有注意到这一点,部分学生的学习热情和兴趣就会减少。这对提高教学效果是不利的。因此,激发学生的学习兴趣,首先要让学生认可该课程。一般,第一次课都是讲授课程的绪论。要通过对绪论的讲解,激发学生对本课程和本专业的兴趣和热情。这就需要主讲教师除了具有本课程深厚的背景知识外,还要注意讲课的方式和方法。比如,在对课程性质进行讲解时,可以结合这一问题先对本专业的研究对象、研究内容和课程体系进行说明,使学生对所学专业有一个整体的认识,然后再说明课程的研究意义以及与其它课程的承启关系,让学生明白所学课程在专业结构体系中的作用和位置。同样,对课程内容的讲解,除了对各部分内容进行介绍外,应着重讲清楚各部分内容之间的内在逻辑关系,让学生能够系统的把握整个课程的主要内容,这样就可以使学生对课程的内容豁然开朗,学习的热情和兴趣自然就会高了。在讲授新概念和新理论时,应针对新课程对已学课程的知识点进行必要的回顾和复习,可以减少学生对新概念和新理论的陌生,有利于保持其学习热情。此外,还要通过对课程研究意义的讲解,让学生真正认识到学习课程的重要性和必要性。在讲课中要针对学生关心的问题进行重点阐述,如,绝大多数学生非常关心毕业之后的就业和工作问题,渴望了解目前本专业的发展概况和今后的发展前景。教师可以通过介绍本专业在社会各个领域的重要作用来增加学生对专业的信心,提高学生对专业的认知度。如,我国土木工程技术发展史上的伟大建筑成就以及近、现代岩土工程技术在社会和经济发展中起到的巨大作用无疑能激发学生的学习热情。
2.采用多种教学方式,引导学生积极参与教学活动。
土木工程专业课的很多内容理论性比较强,抽象难懂。对于这些章节的讲授特别要注意讲究方式方法。在讲课中插入一些同学熟悉的工程实例或者和土木工程有关的生活经验,可以增加学生对理论的感性认识,如,在讲授土的粒度成分和力学性质间的关系时,就可以举一条河的上、中、下游的沉积物为例,通过不同位置沉积物粒度成分的变化来解释其强度、可塑性、渗透性和压缩性的差异,并可以进一步让同学讨论在河流不同的位置进行工程活动时需要注意的工程问题。由于很多同学对河流的沉积物如卵石、河沙等有很强的感性认识,教师稍加提示就可以使学生将经验上升到专业理论,并应用理论解决实际问题,这样的例子可以增加了学生的成就感和对专业的认同感。又如,对于同一种土,湿土比干土要软,这是一个生活常识,在讲解土的强度和含水量的关系时,以此作为楔子,使抽象的概念和理论变得具体和形象,教师讲的轻松,学生学得也轻松,复杂的理论也更容易接受。多媒体教学具有形象、生动和内容丰富的特点,通过多媒体图像可以向学生展示工程现场的施工过程,增加学生的感性认识,还可以将一些复杂的理论和过程通过图像、动画等化抽象为具体,使教学深入浅出,更容易为学生所理解和接受。另外,多媒体教学可以大大节省板书时间,缓解课时紧张的问题。需要注意的是,多媒体教学节奏相对较快,对于教学内容中的难点,如公式推导,需要控制讲课速度和节奏,否则,学生的思路跟不上讲课进程,就会烦躁和疲惫,很容易失去学习兴趣。
三、学习兴趣的培养应该贯穿于所有的教学环节
充分和学生进行交流和沟通是非常重要的,只有这样,教师才能了解学生对教学内容的掌握情况,对讲课方式的适应情况和讲课中存在的问题,并据此进行相应的调整和处理。但是受课时限制,在课堂上展开大型讨论的机会并不多,因此课后的沟通和交流就尤为重要。在课后交流中,不能局限于学生提问—教师解答的模式,而是要发动学生针对各种问题各抒己见和互相辩论,讨论不同于学生在课堂上被动接受知识灌输的模式,讨论让学生的参与度更高,更能发挥学生的主体作用。讨论和辩论时学生的思维最为敏捷:为了说服别人,很多同学到互联网和图书馆查阅相关资料,收集论据,并用严密的逻辑来证明自己的结论正确,这一过程是对所学知识进行了很好的回顾和总结,同时培养了学生主动学习的意识和能力。“独学而无友,则孤陋而寡闻”,讨论还是互相学习的好机会,在讨论和争论中增长了知识,培养了学生的学习兴趣。互联网技术的发展可以轻松实现这种会议式的交流和沟通,教师所要做的就是建立这种交流平台[4]并加以正确的引导。如,可以通过教学平台、QQ群、微信群等,对工程案例的经验和教训进行分析和讨论。这种网络平台式交流,参与人数多,而且不受时间和空间的限制,时间成本低,非常适合现代社会快节奏的特点。专业教学中有很多实习和实验教学,这也是培养学生学习兴趣的重要环节。除此之外,还可以将一些科研项目结合课程内容介绍给同学,或者让其参加一部分试验和计算,既开阔了学生的视野,又增加了学生从事专业工作的热情。寒、暑假期间,是安排学生到工地实习的好机会,经过工程现场的实际动手操作,学生的学习将更有针对性,学习目的也就更加明确。也可以结合大学生科技下乡活动,组织学生应用自己的专业特长,为社会做出自己的贡献。这种实践活动提高了学生分析问题和解决问题的能力,增加了学生的使命感和学习兴趣,对学生的就业也是非常有利的。需要注意的是,作为专业教师应配合相关部门做好学生实习工地的联系和安排工作,尤其是学生的安全问题。
四、结语
“授之以鱼不如授之以渔”,大学阶段,不仅要求学生掌握本专业的基本知识和技能,还要掌握学习知识的能力,学习方法和技巧,提高其综合素质。激发学生的学习热情和学习兴趣,则是培养这些能力,提高学生综合素质的重要一步。
作者:孙刚臣 单位:桂林理工大学土木与建设工程学院
参考文献:
[1]牟春梅,朱寿增,刘之葵岩土工程勘察课程教学改革探讨高等建筑教育2009Vol.18No.2:75-77.
[2]张益飞重视实践教学强化技能培养职业教育研究2004.4:48.
[3]聂良佐增强大学生知识与能力建构的案例实验教学法研究——以岩土工程实验教学为例今日湖北理论版2007.1Vol.1No.1:109~111.
[4]裴红胡雪梅刘喜俊网络教学:高校教学改革的突破口山东省青年管理干部学院学报2006.9No.123:106~108.
基金项目:
本文受桂林理工大学岩土工程课程(群)教学改革建设项目(002503216047)资助.
第三篇:土木工程结构试验科研型教学改革实践
摘要:
随着土木工程科技化程度的提高,对理论水平高、实践能力强的科研型人才的要求不断增加。土木工程结构试验的传统教学重理论而轻实践,试验环节以模仿操作为主,缺乏独立思考环节。文章提出将科研型试验环节融入土木工程结构试验课程的教学中,提高学生理论学习和试验环节的参与度,培养学生文献调研、方案设计、试验操作以及结果分析的能力。实践结果表明,通过合理的环节设置,可改善结构试验课程的教学质量,培养善思考、勤动手的科研型土木工程人才。
关键词:
土木工程;结构试验;科研型试验;实践环节;教学改革
土木工程结构试验是土木工程专业本科教学中的重要组成部分,其任务是通过理论和实践的各个教学环节,使学生获得并掌握工程结构试验方面的基本知识和基本技能,能根据设计、施工和科研任务的需要,完成一般建筑结构的试验与分析[1]。然而,在传统的教学过程中,理论授课阶段多为教师授课学生听课的单一模式,试验阶段以试验指导书为依据统一开展试验。该传统教学模式降低了学生的参与程度,影响了学生的课堂学习效率,理论学习依赖于学生的自觉性,在一般高校中往往出现认真听课者寥寥无几的局面。而一成不变的试验指导书使学生养成了依赖性,不对试验内容加以理解,往往应付了事,甚至成了试验的“参观者”,没有真正参与试验过程的训练。目前土木工程结构试验的教学改革主要有试验平台深化[2]、现代化新型技术设备运用[3]、综合性试验设计、考核体系改革、师资力量提升[4]、仿真试验拓展[5]等方面,然而,多数高校的土木工程结构试验仍然面临课时数少,试验设备陈旧,试验内容单一等问题。土木工程结构试验教学改革的重点应转向帮助学生找到操作简单、成本低廉、周期短而又不乏创新性和实践性的试验内容,充分利用现有教学资源有效提升教学质量。文章提出将科研型试验环节融入土木工程结构试验课程的教学中,提高学生在理论学习和试验环节中的参与度,培养学生文献调研、方案设计、试验操作以及结果分析的能力,改变传统土木工程结构试验教学中重理论轻实践,试验环节以模仿操作为主,缺乏独立思考等问题,培养学生完成综合科研型试验的能力。
一、现有教学环节及其存在的问题
传统土木工程结构试验的教学内容主要包括结构试验设计、结构试验荷载、结构试验测试技术、结构静力试验、结构动力试验、既有结构无损检测、试验数据处理与分析等内容[6]。其中,结构试验荷载、结构试验测试技术和结构静力试验为主要教学内容,也是试验环节中较为容易实现的环节。以浙江大学宁波理工学院土木工程结构试验的《试验指导书》为例。目前,除了环节6和7外,其余环节均为国内大部分高校所设置的试验内容。上述试验设置中存在以下3个主要问题。(1)学生试验前积极性不高。试验手册为基本原理、使用方法等内容介绍,试验过程仅是理论课程的深化,学生对试验前的准备工作积极性不高,准备不充分。(2)测试手段的先进性不足。序号1-4均为电阻应变片和应变仪的使用,存在重复试验现象,造成学生对测试技术的认知不全面。(3)后续分析过程单一。应用对象为等强度梁和简支桁架,其中,等强度梁考察各种桥路接法(温度自补偿),钢桁架考察桁架结构的工作性能及计算理论等问题,试验中缺乏具有显著意义的科学问题。
二、科研型试验环节的设计与要求
基于上述问题,文章提出在传统试验的基础上,增设需要自主创新的科研型试验环节。
(一)理论环节及常规试验环节
要求学生掌握常规试验设备的原理,掌握结构静载试验,了解结构动力试验,掌握无损检测技术,独立撰写试验报告。
(二)科研型试验环节的教学与要求
要求学生进行某一科研主题的专业文献检索与整理,探讨试验方案的设计、优化,独立开展科研型试验,整理试验成果并进行汇报。不同于理论环节,科研型试验需开展的教学环节如表2所示。教学环节包括自主课题简介、专业工具简介和科研讲座三部分。其中,自主课题简介占用1.0个课堂教学学时,要求学生掌握所选课题的背景知识,了解试验室具备的科研条件,确保所制定试验方案的可行性。专业工具简介占用2.0个课堂教学学时,传授学生如何检索和阅读自主课题的相关科技论文,了解科研活动中可能用到的办公软件(Word、Excel、PowerPoint、Visio、AutoCAD、NoteExpress等)。科研讲座不占用课内学时,但作为平时成绩的重要补充,包括专家学术讲座、专业技术讲座及研究生科研项目讲座等环节,培养学生的科研思路,使其对专业软件有深入的了解,并通过研究生项目了解科研试验可能遇到的问题及其解决方法。
(三)科研型试验要求
不同于常规试验环节,科研型试验需开展的实践环节如表3所示。试验环节包括试验方案设计与汇报、试验实施及成果整理与汇报三部分。其中,方案汇报占用2.0个课堂教学学时,要求学生对设计的试验方案进行汇报,汇报内容包括与主题相关的国内外研究现状、试验的荷载方案、量测方案、预期数据结果及其处理方法等,对方案合理性和可行性进行评估。试验实施占用试验教学环节2.0学时,为试验室人员集中分配试验设备,指导试验方法,其余试验环节为课外学时。成果汇报占用课内2.0学时,要求学生撰写试验报告并进行多媒体演示,包括试验数据绘图、试验结果解释与分析,要求评估结果的合理性和报告的完整性。
三、土木工程结构试验科研型教学环节的实践
(一)试验室介绍
浙江大学宁波理工学院结构工程学科为宁波市重点学科,2010年建成科技部“混凝土结构耐久性研究国际科技合作基地”,2011年成功申报宁波市创新团队一层次平台:“沿海工程结构安全与耐久性科技创新团队”,在钢筋混凝土耐久性方面形成了鲜明的研究特色。试验室现有HC200钢筋绣蚀测试仪、CKT-1000混凝土电导率测试仪、PS200型钢筋探测仪、RCM非稳态电迁移法氯离子扩散系数测定仪、RCT氯离子浓度测定仪、PS-268B电化学测量系统等一批钢筋混凝土耐久性检测设备,同时,配置了MOI130动态光纤光栅传感器、藤仓S60光纤熔接机、EXFO光时域分析仪等先进的光纤类检测技术设备。试验室具备开展钢筋混凝土耐久性试验的条件。
(二)科研型试验案例———钢筋锈蚀光纤监测
基于光纤光栅传感技术(FBG)的钢筋锈蚀程度监测试验具备操作简单,成本低,周期短,测试技术先进等优点,适合作学生科研型试验。通过文献综述、试验设计与实施、结果整理与分析三个环节介绍实践案例。文献综述环节。在课题教学过程中介绍该案例的背景知识,学生通过文献阅读认识到钢筋混凝土钢筋锈蚀监测的传统方法主要是基于腐蚀电位、线性极化电阻等的电化学检测方法,但检测参数单一、稳定度低。光纤光栅传感技术克服了传统检测方法的不足,精度高,质量轻,耐腐蚀,且可实时监测,获得钢筋混凝土锈蚀全过程信息。试验设计及实施。学生通过文献调研设计了一种基于裸光纤光栅的钢筋锈蚀监测方法,将裸光纤光栅粘结在900μm紧套光纤表面,绕成圆环后浇筑进钢筋混凝土内部,实现钢筋混凝土锈蚀全过程监测。该试验设计和实施过程中,试验室指导教师仅需讲授光纤光栅原理、MOI130解调仪使用方法等内容,学生可自行开展科研试验。试验结果分析。学生通过分析试验数据,采用Origin绘图软件整理试验数据,。结果表明,钢筋锈蚀过程中光波波长随着时间而增大,监测数据反映了钢筋锈蚀过程,并且通过波长的显著降低可识别出裂缝位置等信息。
四、结语
文章从传统土木工程结构试验课程教学中存在的问题出发,提出将科研型实践环节融入结构试验教学中,得到如下结论。(1)总结了目前土木工程结构试验教学过程中存在的问题,提出在教学过程中融入科研型实践环节,提高课程教学质量,调动学生的积极性。科研型实践环节不仅有利于学生巩固所学知识,更有利于其综合创新能力的开发,培养具有较强创新能力与实践能力的土木人才。(2)科研型教学环节中应设置专业文献检索与整理,试验方案的设计、优化,独立设计科研型试验,整理试验成果并进行汇报等环节,通过自主课题简介、专业工具简介和科研讲座等形式保障科研型试验环节的有效实施。(3)实践表明,依托学科优势可为学生设计一批成本低,周期短,易于操作等科研环节作为教学案例开发学生科研能力,帮助学生掌握前沿的科研技术,达到培养科研能力的目的。(4)创新科研型试验对试验教学平台、指导教师的教学、试验操作等方面提出了较高的要求,因此,需重视试验室平台建设、师资引进以及试验制度完善等工作,以确保试验教学改革的顺利开展。
作者:沈建生 毛江鸿 单位:浙江大学宁波理工学院土木建筑工程学院
参考文献:
[1]王柏生.结构试验与检测[M].浙江大学出版社,2007.
[2]黄丽婷,熊世树,李黎.土木工程结构试验室试验教学改革探讨[J].试验科学与技术,2006(6):44-47.
[3]薛伟辰,刘恩.图形数字化技术在土木工程结构试验中的应用[J].高等教育建筑,2004,6(2):121-126.
[4]王军军,艾军.《土木工程结构试验与检测》课程的教学改革与探讨[J].东南大学学报,2012,14(S2):106-107.
[5]王仪.结构仿真试验在土木工程教学中的作用[J].哈尔滨工业大学学报,2007,16(4):126-128.
[6]周明华.土木工程结构试验与检测[M].东南大学出版社,2007.
第四篇:土木工程课程实践教学环节质量研究
摘要:
在英美德等国家,土木工程专业很注重实践教学,而目前我国土木工程教育过于注重理论教育,实践教育明显不足,另外学生学习的主动性和积极性都不是很强,为了弥补这些不足,本文主要研究了一种跟踪理论教学的课程设计模块课程。
关键词:
结构力学;实践教学;刚度矩阵
1国内外土木工程专业教育状况
英国很注重土木工程专业毕业生的实践能力,土木工程专业本科的教学模式采用三明治式的教学模式,即大学的第一年、第二年和第四年在校学习,而第三年要在企业工作,除此以外,美国的土木工程教育非常重视实践教学在校学习的三年时间里,还有实习,课程设计等实践锻炼。以美国加州大学为例,美国的加州大学伯克利分校土木工程专业的结构设计课程总共3个学分,每周5个学时,其中的2个学时用于理论知识的教授,剩下的3个课时用于实践能力的培训。我们共有本科院校755所,其中大部分的工科院校以及综合性大学都会设有土木工程专业,但是我国的土木工程专业注重理论知识的传授,实践教学存在明显的不足。如我国青海大学实践课时占总课时的18%,而国外实践课时普遍占总课时的25%,二者相差甚远。理论课时过多导致学生都花很大精力在学习理论知识和应付考试上面,而忽略了实践的重要性。另外虽然我国很多大学土木工程专业都设立了认知实习,生产实习,毕业实习和一些课程设计,可是这些实践教学明显滞后于理论教学,从而不能很好地将理论和实际联系起来。综上所述,中国的土木工程专业主要表现为理论课时过多,实践课时过少,理论与实践脱节,实验体系不完善及校企联系不紧密等问题,本文研究的跟踪理论教学的课程设计模块主要目的是解决前三个问题。
2总体思路
本课程设计主要通过将实际工程穿插到理论教学中,而不是滞后于理论教学,目的是让学生更好地将理论与实际相结合,提高学习主动性,帮助改善大学校园里的抄袭现象,让学生理解到所学理论知识在实践中如何运用,同时让学生巩固了前面学的理论知识。本课程设计总共分3个部分,分别为任务书的编制,课程设计技术交底,课程设计实施过程。第一,任务书的编制。本文以计算结构力学这门课为研究基础,因为结构力学是一门理论性较强的课程,学习起来枯燥乏味,而且开设课程较早,很多学生无法理解力学与他们以后从事的土木专业工作有什么实际联系,为了解决这一问题,在任务书的编制时尽量选取工程实际案例。将学生分成若干个大组,每个大组一个大课题,同组中不同的学生控制参数不同,这样就可以避免学生之间相互抄袭的现象。第二,课程设计技术交底。课程设计技术交底即是我们通常所说的开题,在课程开始之初进行技术交底工作,通过开题让学生了解课程设计的整体思路,需要查阅哪些资料,每一个时间节点要做些什么。并规定在课程设计期间学生应遵守的纪律,违反纪律时的处罚办法。第三,课程设计实施过程。这是整个课程设计中最关键也是最重要的部分,根据课程开设情况来决定课程设计实施过程的时间,通常情况下为一年。通过每个时间节点的考核制度来检验课程设计的效果,考核方式可以多样化,比如编制一个答题库,在每个阶段的时间节点处组织一次课程设计的答辩,通过答辩来发现学生在前期工作中存在的问题及不足,帮助学生解决问题,从而使后面的设计工作更好的进行下去。
3实施成果
本课题以结构力学课程为理论基础,选取了几个工程实例,对学生进行分组,进行跟踪式课程设计,通过此次课程设计,得到的成果如下:第一,提高了学生学习力学的兴趣。力学是一门理论性很强的课程,计算量大,通常的教学方式很容易让人觉得枯燥反味,但是通过这次课程设计,将理论与实践很好的结合起来,通过理论来知道实践,通过实践来巩固理论知识,学生的学习积极性有很大程度的提高。第二,提高了学生自主学习能力和钻研精神。在整个设计过程中,老师主要起一个监督作用,基本上是靠学生自己主动的学习,在设计过程中会遇到很多问题,学生必须要主动的学习相关理论知识和查阅大量的相关资料才能够很好的完成整个设计。第三,现在大学生之间相互抄袭的现象在大学校园里比比皆是,这样不光是浪费人力物力和财力,更重要的是大学生在整个大学阶段根本没有学到知识。因为是每个学生的课题都不一样,所以避免了在课程设计过程中出现抄袭现象。
4总结
第一,本课程设计通过一人一题的方式很好地解决了大学校园里的抄袭现象。第二,本课程设计能够将理论和实际联系起来,这样能够让学生觉得学习没有那么枯燥,不但能够巩固学生在校学习的理论知识,更能够将所学的理论知识运用到实际工程中。第三,本课程设计能够很好的调动学生学习的主动性和积极性,培养学生的专业性和独立性,增强了学生的综合能力。
作者:李海霞 吴韬 单位:安徽新华学院
参考文献:
[1]刘西拉.21世纪的中国土木工程教育[J].清华大学教育研究,1998,(1):95-99.
[2]林峰,顾祥林,何美娟.现代土木工程特点和土木工程专业人才的培养模式[J].高等建筑教育,2006,(3):26-28.
[3]李旭轩.应用型本科院校工商管理专业实践教学存在的问题及对策[J].教学探索,2013,(2).
[4]唐庆菊,于凤云,张文生.机械类专业应用型本科实践教学改革探讨[J].中国电力教育,2013,(1).
[5]袁洪志.应用型工科院校实践教学的改革与创新[J].中国大学教育,2003,(9):40-41.
[6]将永生,单建.从英国土木工程教育的现状和发展趋势中得到几点启示[J].高等建筑教育,2003,(1):74-77.
第五篇:土木工程研究性实践教学应用
摘要:
对《土木工程材料》课程的基本实验项目———水泥实验,混凝土用骨料实验及普通混凝土实验进行综合改进,形成了混凝土配合比设计综合性实验。通过任务式教学,使学生按工程实际工作程序,从材性检测、混凝土强度设计、和易性选择、混凝土配合比计算和试配、最终确定施工用混凝土配合比。将理论知识和实际问题有机地结合,激发了学生进行科研实验的兴趣。教学实践结果表明,混凝土配合比设计综合性实验改革便于落实研究性教学实践环节的教学,有利于学生综合能力的提高。
关键词:
混凝土配合比设计综合性实验;研究性教学
基金项目:
黑龙江八一农垦大学校级教改课题“土木工程材料课程探究性教学模式实践与应用”。
研究性教学能有效突出学生的主体地位,促使学生成为知识的自主建构者,培养学生实践能力和创新精神,目前已成为中国高等教育改革的热点[1]。《国家中长期人才培养发展规划纲要(2010-2020)》中提出要完善现代国民教育和终身教育体系,《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高[2012]4号)也明确要求创新教育教学方法,进一步强调学生创新精神和实践能力的培养[2]。《土木工程材料》是土木工程专业必修的一门专业基础课,其内容丰富,信息量大,教学内容包括课堂教学和实验教学。我国各高校土木工程专业在该课程中进行了大量研究性教学的探索和实践[3]。该课程也是黑龙江八一农垦大学土木工程专业课程体系中的核心课程。
1开展研究性教学的必要性
我校《土木工程材料》实验课安排16学时,内容主要包括材料基本性质实验、钢筋拉伸和弯曲性能实验、水泥实验、混凝土用骨料实验、普通混凝土实验、砂浆实验、砌墙砖实验等。教学改革前以上实验项目均按事先分配的学时单独分散进行。各项实验内容相对独立,分割明显,同一实验项目统一安排。教师在实验前发放实验指导书,指导书针对每个实验项目给出相应的实验目的、原理、内容及步骤。学生只需按实验指导书说明按部就班完成实验操作,最后按教师设计好的格式分项填写实验报告即完成整个实验。由于该课程理论课与实验课各自独立,课程本身内容繁多,各知识点相对琐碎,加之各实验项目零散安排,缺乏逻辑性和关联性,又以演示性和验证性为主。使得学生在学习时往往会感到枯燥乏味,分不清主次,也难于构建系统的知识体系,并因此对课程学习失去兴趣,不能主动思考,主动实践。目前,关于《土木工程材料》课程研究性教学的改革取得了很多成果,但实验教学环节仍存在很多问题。实验课程多仍局限于传统的教学模式,内容单一,大部分是演示性、对比性、验证性实验,学生主动参与的积极性难以发挥,不利于学生能力的培养[4];由于各项实验内容相对独立,缺乏联系,与后续专业课联系更少,学生难于建立系统的知识体系;另外,实验成绩考核多依附于理论课,一般没有完善的评价指标,多数以学生出勤和实验报告的撰写情况确定成绩,导致学生被动学习,对实验应付了事。传统的教学模式不能满足当前人才培养的需要,为了更好地激发学生学习兴趣,培养其主动探究、独立思考和科研实践能力,有必要对现有实验教学模式进行改革,以提高教学质量。拟通过对土木工程材料课程中水泥实验、混凝土用骨料实验及普通混凝土实验的整合与综合设计,将研究性教学理念引入实验教学,以启发引导学生进行自主性、研究性学习,为同类兄弟院校教学质量的提高提供一定的参考。
2混凝土配合比设计性实验的研究性实践教学模式构建
2.1实验教学项目整合
针对以上实验教学中存在的问题,同时为激发学生科研实验的兴趣,建立主动探究,综合渗透的研究性教学模式,将《土木工程材料》实验中三个联系比较紧密的实验项目———水泥实验、混凝土用骨料实验及普通混凝土实验进行整合,形成了混凝土配合比设计综合性实验。以实际工程中混凝土结构构件所用混凝土为实验题目,为学生提供真实的实验背景,根据实际工程部位所用混凝土的强度等级、和易性要求,编制混凝土配合比设计任务书,以为施工单位提供混凝土配合比报告为任务,围绕混凝土配合比设计这个核心问题展开各项实验。学生按照任务书的要求,以解决实际问题为目的,通过小组讨论自行设计制定实验方案,并按照每个实验组自己所定方案进行材料材性检测,混凝土配合比试算,混凝土和易性和强度调整等具体实验内容。通过各种记录的实验数据并结合理论分析判断方案设计的合理性和任务完成的效果。以小组为基本单位共同敲定实验方案并完成全部实验操作,最后每组学生个人独立完成实验报告的撰写,这样安排实验,更有利于激发学生的兴趣和好奇心,为了尽快完成任务,学生必须积极搜集资料,主动思考,努力寻找解决方案,学生由被动地接受知识转变为主动地探究,也为进一步培养其科研能力创造了条件。在方案设计,实验操作,实验报告撰写,相互讨论等过程中,同学们以解决实际问题为线,将零散的概念、理论和工程实践在理论分析和具体实验的碰撞中,逐步形成系统的知识体系。在这个过程中,学生不仅学到了知识,更学会了获取知识的方法。
2.2实验前准备
实验前2周,针对混凝土配合比设计问题涉及的基本理论知识和相应原理进行讲解,同时提供各项辅助实验(如水泥胶砂强度实验、粗(细)骨料筛分析试验、混凝土拌合物稠度实验等)的视频资料,并带领学生参观实验室,使学生了解实验室现状,初步了解实验仪器设备,各种实验材料等软、硬件条件;了解实验过程、仪器、材料使用时的注意事项。为学生独立进行科研实验,解决工程实际问题做好铺垫。同时安排学生自由组合成立实验小组,每组4-5人,小组成员自行推选一人担任组长,负责组织成员并开展具体工作,在整个实验过程中,每个小组就是一个小团队,他们之间即相互独立也相互合作,还可将实验情况及时比较,及时反馈。实验前1周下发混凝土配合比设计任务书并进行情况说明。明确实验内容,任务要求,考核标准和课时限制,并要求学生以小组为单位利用课余时间自行查阅文献和最新的标准规范,编写混凝土配合比设计方案,方案设计完成后须由指导教师审核,通过后方可进入实验室着手实验。
2.3实验实施与指导
实验过程中指导教师全程现场跟踪,扮演类似工程监理或顾问的角色,考察每组学生的实验操作是否规范,实验方法、步骤是否符合相应标准,并及时进行指导纠正。为了缓解实验室面积不足,实验设备有限,学生人数多及教师工作量过大问题,进行混凝土配合比设计实验的相关实验室在规定课时内同时开放,方案设计通过审核的几个实验组同时开展实验,采用类似超市的经营理念———即自选自用,用后完璧归赵。这样,方案设计时不但要明确本组实验的合理安排,还要解决与其他组同时进行实验,场地、设备等的冲突问题。为了在有限课时内尽快完成任务,学生实验前必须做好充分准备,合理安排时间和实验项目顺序,还要与其他实验组协调各项基本实验的相互穿插。这一运作中,实验小组内学生要通力合作,实验小组间既要竞争又要合作,不但极大地激发了学生的学习热情,提高了学生间的相互协调、沟通能力,也顺利地完成了教师的角色转变。使教师从传统的教学核心脱离出来,而作为学生学习的促进者和教学顾问,即教师只是提出任务和问题,或在恰当的时候提供援助,而学生自然成为了解决具体问题的主体。从根本上改变了教师教学行为和学生学习方式。
2.4实验考核与成绩评定
科学的成绩考核体系在研究性教学模式中起着至关重要的作用,是学生主动学习的风向标。为了凸显研究性实践教学模式在实验教学中的作用,引导学生主动探究,自主构建知识体系,加强实践和创新能力。对《土木工程材料》课程成绩考核指标进行了重新调整。总成绩由期末卷面成绩(40%)、实验成绩(40%)和平时成绩(20%)三大基本考核项目组成,其中实验成绩由出勤(20%),方案设计(20%),小组表现(20%),实验操作(20%),实验报告(20%)构成。要取得良好的成绩,学生必须主动学习和思考,既要提高个人素质,又要注重团队精神。
3结语
实验教学是培养学生综合运用知识、实践能力和进行研究性学习的重要环节,结合当前我校《土木工程材料》课程实验教学中存在的问题和我国高等教育人才培养要求,对水泥实验、混凝土用骨料实验及普通混凝土实验进行整合改进,将研究性实践教学理念应用于实验教学[5]。教学实践结果表明,混凝土配合比设计综合性实验改革便于落实研究性教学实践环节的教学,能极大地激发学生进行科研实验的兴趣,有效地突出了学生的主体地位和教师的主导作用,有利于学生综合能力的提高。但也存在一些尚需进一步解决的问题,如教师应如何应对研究性教学对其自身知识储备和能力的调整;《土木工程材料》课程内容丰富,实验多以演示性和验证性为主,如何找到更多切入点,形成综合性,研究性实验;如何使学生尽快形成主动学习习惯,适应研究性学习需要,这些都是今后教学中需要不断总结和完善的。
作者:解国 梁薛辉 解恒燕 单位:黑龙江八一农垦大学工程学院
[参考文献]
[1]毛慧娟,魏建子,汪丽娜,等.基于Sandwich教学模式的《实验针灸学》研究性教学实践与评估[J].上海针灸杂志,2014(12):1180-1182.
[2]中华人民共和国教育部.教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见[J].中国高等教育,2012(11):20-24.
[3]郭咏梅.土木工程材料课程的研究性教学探索[J].当代教育理论与实践,2012(4):69-71.
[4]王淑勤,刘明珠,王可心.混凝设计性实验在研究性教学中的应用[J].实验技术与管理,2015(11):31-34,57.
[5]张廷,杨国胜.人工智能课程研究型实验教学的探索与实践[J].计算机教育,2010(8).
第六篇:土木工程双学位班课堂教学效果分析
摘要:
掌握了解课堂教学效果影响因素是实现教学效果提高的关键。通过问卷调查的方法,选取武汉七校联合办学中国地质大学土木工程双学位班为样本,从学生因素、教师因素、课堂因素三个方面分析了影响双学位班课堂教学效果各因素的重要性程度,为有针对性的提高双学位班课堂的教学效果提供了参考。
关键词:
双学位;课程教学效果;影响因素;问卷调查
1引言
近年来,随着我国高等教育教学的改革,教学质量的优劣成为高校从业人员广泛关注的问题。课堂教学效果的好坏是高校生存发展的生命线[1][2]。同时,为满足高等人材培养的学科融会、跨学科发展的要求,双学位教育政策在国内得到了广泛的传达与实践。如何保证双学位班课堂的教学效果成为高校教育工作者及双学班学生们所关心的重要问题,而分析影响双学位班教学效果的因素是首要关键。基于此,本文以土木工程双学位班课堂教学效果影响因素调查分析为选题展开论述探讨。
2七校联合办学双学位班
双学位,一般指的是辅修专业学位,是在本科学习阶段,学习本专业的同时,跨学科门类学习另一专业的学位课程;达到全部要求后获得主修专业本科毕业证、学位证的同时,获得另一学科的辅修专业证书和双学士学位证书。武汉七校联合办学,是指武汉7所211大学之间实施的一种联合办学模式,七校学生可以跨校跨学科辅修第二学位。这是中国大陆持续时间最长、实质性参与高校最多、合作范围最广、受益学生最多的一种联合办学模式。
3土木工程双学位班样本数据
本次调查分析以七校联合办学2012级中国地质大学土木工程双学位班全班29名同学为样本。该班级中华中师大同学3名,武汉理工同学2名,中南财大同学2名,地质大学同学19名,华中农大同学3名。各同学主修院系分布于各类专业,包括经管、历史、物理、法学院等。主修课程与土木工程双学位存在巨大的差异性,部分专业的同学甚至来源于文科类专业,完全没有工科学科中土木工程的专业基础相关知识背景。
4调查问卷的设置
在大学课堂教学过程中,学生及教师作为这一活动中的主体,两者之间存在密切的关系。学生是最具有资格作为课堂教学效果影响因素分析调查的主体[3]。根据相关文献研究成果的调研分析发现[4],影响课堂教学效果的主要因素可概括为:学生对教师的认识、学生对课程的兴趣,以上二个因素统称为学生因素;此外,教师教学能力、教师课堂行为表现,统称为教师因素;以及课堂因素,包括课程在专业中的重要性、课程对未来发展的重要性。以此为基础,调查问卷针对每一个主要因素,设置一个选择性问题。问题设定过程中,分别对每一个因素影响教学效果的程度进行界定,即设定“很重要、重要、一般、不重要、很不重要”五个选项,供样本同学进行问卷调查回答。
5调查问卷结果分析
通过对各样本同学回答结果的统计分析,发现样本同学对各因素影响课堂教学效果的程度存在一定的差异性。以“‘任课教师的教学能力’对于提高课堂教学效果的重要性程度”这一问题为例,针对这一影响因素,有39%的同学认为很重要,其他的61%同学也都认为重要。可见,“教师教学能力”这一影响因素在同学们眼中形成共识,认为其是影响教学效果的重要因素。问卷调查结果综合处理过程中,拟定对各选项答案赋以不同权重系数。“很重要、重要、一般、不重要、很不重要”各选项的权重系数依次分别为5、4、3、2、1。根据问卷调查结果,对各问题的回答答案进行权重系数加和求平均值,以该平均值表征其重要性程度。对比分析这影响因素的重要性程度发现,“学生对课程的兴趣”这一因素被认为最为重要,其平均值达到3.72。这一现象表明对于双学位班的同学来说,他们更为重视自身对于课程的兴趣,这也与之辅修双学位的动机相符。其次,“教师的教学能力”这一因素也被认为重要,其平均值为3.48。这一因素的重要性由教师职业的特殊性所决定。“课程对未来发展的重要性”这一因素的重要性程度平均值为3.45,这反映了双学位班的同学对于课程学习与未来职业规划上关系考虑得更多。“学生对教师的认识”及“课程在专业中的重要性”的重要性程度平均值均为3.31,反映了跨学校、跨专业辅修土木工程双学位班的同学对于新专业学科的教师及专业上的了解可能存在一定的欠缺,故并未选择其作为影响课堂教学的最为重要因素。对于“教师课堂行为表现”这一影响因素其平均值仅为2.62,说明双学位班的同学并未过多看重老师在课堂上的行为表现。
6结语
双学位课程的辅修及学习是近年来大学生们的热门选择,提高双学位班课堂教学效果是高校教师重点关注内容。而双学位班同学由于其知识结构、兴趣爱好等与主修专业同学存在的巨大差异性,使得其在提高自身课堂学习效果及教师课堂教学效果的认知上存在自身的独特性。为更好地保证双学位教学的质量,应进行更多的有针对性的调查及分析。
作者:蒋楠 罗学东 周传波 单位:中国地质大学(武汉)工程学院土木工程系
参考文献:
[1]徐秋云.影响课堂教学效果的主要因素分析[J].科技信息,2007,(30):308.
[2]孟丽.影响高等学校课堂教学质量的因素、原因及对策[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2008,10(2):41-44.
[3]滕玉成,任生霞.课堂教学质量评估影响因素调查分析[J].中国大学教学,2010,(12):79-80.
[4]金麟根,周剑,崔茂中.谈高校教师如何提高课堂教学效果[J].金融教学与研究,2010,(4):71-73
第七篇:土木工程CDIO实践教学体系构建
【摘要】
实践教学是培养学生提高工程实践能力的重要环节。作为实践性极强的土木工程专业,培养的是工程技术和管理人才。结合土木工程专业目前实践教学的实际情况,分析了目前地方高校实践教学存在的问题,提出基于CDIO理念的实践教学体系的构建思路。
【关键词】
CDIO;土木工程;实践教学
作为地方本科院校,培养的是“工程型”和“技术型”的人才,土木工程专业应该培养工程一线的技术和管理人才。要想培养出优秀的工程施工技术和管理人才,实践教学尤为重要。然而,在目前的地方高校中存在着实践教学体系和实践教学条件不够完善、教师的工程实践能力不够、学生的主动学习能力差等问题。同时,相当一部分教师和学生对实践教学重要性的认识仅仅停留在表层,例如认为实践教学就是计算机软件的操作、简单的课程设计等,没有进行深层次地探索。因此,进一步完善实践教学体系是目前迫切需要解决的问题。
1CDIO工程教育模式
CDIO是由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学共同提出和倡导的工程教育理念[1]。具体包括:构思(conceive)—设计(design)—实现(implement)—运行(operate)。CDIO的教学大纲中强调要在真实的工程实践环境中,让学生通过主动的、实践的、课程之间有机联系的学习方式对理论基础知识有更深刻的理解和掌握,进而培养学生的工程实践能力、创新思维能力和团队合作素养。基于实践教学对土木工程这种工程性、技术性、实践性非常强的工科专业的重要性,将CDIO工程教育理念引入到实践教学中,有组织有计划地让学生很好地掌握实践教学的内容和技能,有利于培养学生解决工程实践问题的能力和创新意识,同时培养学生的团队合作素养。
2土木工程专业实践教学存在的问题
土木工程专业作为一个工程技术性、实践性非常强的工科专业[2],学生不仅仅需要掌握理论知识,还需要具有解决工程实际问题的能力。而目前大部分高校培养出的毕业生都有较高的理论水平,但工程实践能力与企业所需人才相去甚远。主要体现在以下三个方面:一是相当一部分地方院校都意识到了工程实践能力对学生的重要性,但是在具体的实践教学管理中还存在着严重的不足,导致其实践教学体系不够完整,使理论教学与实践教学之间存在严重的脱节,从而使实践教学流于形式。在校内进行的实践教学环节中的实验课、课程设计、毕业设计等内容,大部分都是教师进行统一安排,如毕业设计是考察学生解决工程实际问题的能力,但在实际的教学过程中,设计任务书的内容与工程实际相差甚远,使得学生掌握的知识与企业的需要无法对接,专业缺乏特色和优势[3]。二是教师的工程实践能力缺乏。近些年高校招聘的大量教师都是毕业后直接走上讲台,虽然具备较高的理论水平,但是工程实践经验缺乏[4],基本没有参与过工程实践。进入高校后,由于教学工作量大和科研任务重,外出实践的机会几乎没有,加上学校对教师的理论教学水平尤为重视,忽视对教师工程实践教学能力的培养,导致教师的专业实践教学能力差,不能在实践教学中真正起到作用。三是学生主动学习能力差。受传统教学模式的影响,许多地方高校的教学模式仍然以教师讲授为主,对学生主动学习能力的培养有所忽视。久而久之,使学生在解决工程实际问题方面意识差、能力不足。同时,相当一部分学生把主要精力放在了考试上面,普遍认为实践教学不会对成绩造成很大的影响,所以在平时的实践教学环节主动性差、学习缺乏积极性,导致最后学生学到的知识与用人单位的需求无法对接。
3基于CDIO的实践教学体系构建思路
3.1确立CDIO模式的实践教学目标
CDIO教学大纲提出培养合格的工程实践者,与地方高校的人才培养目标一致。想要实现此目标就需要改变传统的实践教学模式,构建科学的实践教学体系,加强实践教学管理,将现有专业课程体系、实践教学体系及所采用的实践教学方法、实践教学内容与CDIO工程教育理念相结合,形成新理念。同时结合本校的实际情况,构建各专业课程之间、各实习实训之间的紧密衔接,使其形成层次更加分明、定位更加准确的实践教学体系。实践教学基地建设是工程实践教学的重要保障。在保证掌握专业理论知识的前提下,尽可能多地设置工程实践教学环节,并结合工程实际安排实践教学的内容,培养学生CDIO(构思—设计—实现—运行)的能力。CDIO标准6中有对工程实践场所的要求,要求学生在学习过程中要真正接触工程实际,在真实的工程环境中,培养学生对所学知识的理解和应用,进而解决遇到的工程实际问题。
3.2培养实践型教师,提高教师的工程实践能力
CDIO大纲中标准9提出要提高教师的工程实践能力,对土木工程专业这样一个对实践教学要求很高的专业,对教师也提出了非常高的要求。要求教师不仅要懂得理论知识,还需要有丰富的工程实践经验,能够在教学过程中将工程实践知识很好地融合到其中,用生动的工程实际案例吸引学生主动学习和思考。这就要求教师要不断学习新知识,不断去实践。在这个过程中,教师可以把自己的科研项目与工程实践相结合,让学生参与到科研项目中,让学生主动去解决工程中遇到的实际问题,使学生的实践能力得到提高。学校应该制定相关的管理办法和奖励制度,鼓励教师主动参与工到程实践当中,并且有计划有针对性地安排一些教师到企业和工程一线去实践学习,从而培养一支实践经验丰富、理论知识扎实的师资队伍。
3.3以学生主动学习为主、教师讲授为辅,培养学生主动学习的能力
CDIO教育模式要求以学生为中心,引导学生去思考、探索。在授课的过程中给学生提供更多的动手实践的机会。在实践教学过程中要把“以教师为中心”转变为“以学生为中心”。土木工程专业的实践教学应以具体的工程项目为载体,积极引导企业参与,提供结合工程实际的实践项目,让学生真正参与到工程实际应用项目的规划、设计、施工和使用过程中,使其在工程实践中发现问题,用问题来吸引学生,充分调动学生的学习主动性,实现CDIO主动学习的理念。
4结语
作为实践性极强的土木工程专业,实践教学是一个重要的教学环节。为了培养出适应地方经济和受用人单位认可的工程实践能力较强的应用型人才,必须改变传统的实践教学模式,应从实践教学体系调整、师资队伍的建设、增强学生主动学习的能力等方面入手。
作者:张春丽 颜华 单位:廊坊师范学院
[参考文献]
[1]康全礼,陆小华,熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报,2008,(4):15-18.
[2]王玉材,张向波,孙家国,兰四清.应用技术型大学土木工程专业实践教学体系研究[J].高等建筑教育,2015,(6):29-33.
[3]闫绍峰,廖国进,曾红.基于CDIO工程教育理念的实践教学培养模式探索与实践[J].实验室科学,2015,(4):101-103.
[4]朱街禄,兰美娟.应用型本科院校土木工程专业实践教学的研究[J],山西建筑,2015,(34):245-247
第八篇:土木工程虚拟仿真实验教学资源探索
摘要:
随着虚拟仿真技术在高校教育领域的广泛应用,通过分析虚拟仿真实验的概念及优越性,比较国内有关大学应用土建类虚拟仿真实验的现状及教学特点后,重点介绍榆林学院土木工程专业拟建的虚拟仿真实验教学中心的建设理念、建设思路、教学资源以及预期的教学成果。拟在向应用型院校转型和校企合作的良好契机下,进行实验与实践教学改革,为建筑行业培养更多的实践与创新人才。
关键词:
虚拟仿真;土木工程;实验与实践教学;应用型人才
随着高等教育的普及,我国已经一跃成为世界高校在校生最多的国家,其中土木工程专业的在校学生在2013年已接近40万。在全球经济快速发展和科学技术迅猛进步的驱动下,提高土木工程专业大学生的实践能力和创新素质是各大高校发展的必由之路。但是在开展土木工程专业的实验与实践教学环节中遇到了诸多难题:(1)土木工程专业的实验与实践设备体量通常较大、耗费的实验资源较多,故造成经费高的现状,给各大高校的实验建设方面造成较大困扰;(2)土木工程专业的实验与实践环境有大部分在室外且较为恶劣,特别是存在诸多复杂因素而导致的高危险性,使得本科生不能身体力行地对教学环节有亲密和深入的参与;(3)土木工程的建筑周期性较长及工程的建筑参与方较多,造成学生不能从各个参与方的角度去全面地感受和学习相关专业知识。2013年教育部根据《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》,决定开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作[1]。旨在推动高校建立相关虚拟仿真实验教学中心,以期解决实验与实践教学环节中遇到的难题,更好地培养在校大学生的工程实践和创新能力。
1虚拟仿真实验
1.1虚拟仿真实验概述
虚拟仿真技术是运用计算机强大的数据处理能力,将客观存在的抽象对象进行具体可视化的虚拟仿真,通过系统搭建、调试运行、操作交流等步骤进行对象的动态模拟。虚拟仿真实验是在理论教学、传统实验及实践资源的基础上借助虚拟仿真技术、网络信息互通平台,构建可视化的虚拟仿真实验教学平台,作为实体实验及实践教学的有益补充和创新[2]。
1.2虚拟仿真实验教学的优越性
为解决土木工程专业实验与实践教学环节中的诸多难题,为化解传统实验及实践教学方式与学生工程实践和创新能力培养之间的矛盾。结合土木工程专业本科实验及实践课程的自身特点,运用仿真软件、多媒体技术和网络交互平台,在理论教学、传统实验及实践资源的基础上,构建适合土木工程专业的虚拟仿真实验教学平台。该教学平台具有以下特点:(1)其设备体量较传统实验及实践方式相比,缩小很多,故相应的耗资就大大减小。该教学平台的经济性就得到了很好的体现;(2)该教学模式不再局限于室外,可将室外的实验及实践过程客观真实地反映在我们的教学平台上,在营造了安全实验与实践环境的前提下,使学生对整个过程有更深入的认识,亦反映了该教学平台的安全可靠和客观真实性;(3)该教学平台还突破了建筑过程中空间和时间的限制,学生可从工程参与方的多个角度对建设工程有全方位的认识和学习,增加了多种理论知识的实践涉猎面,可见其具有良好的情景再现和动手操作性[3]。
1.3部分高校虚拟仿真实验教学中心的特点
在国家推动高校建立虚拟仿真实验教学中心的良好契机下,我国部分高校应用虚拟仿真技术建立了适合自己院校发展的虚拟仿真实验教学中心。其中:南京邮电大学作为教育部首批部级虚拟仿真实验教学中心之一,秉承大信息办学理念,构建学科深度交叉融合的虚拟仿真实验大平台[3]。北京工业大学坚持“虚实结合、相互补充、能实不需”的理念,采用三个层次的教学体系及“多层次”的开放模式,将虚拟仿真平台和校内外实践教学基地结合了起来[4]。西安建筑科技大学土木工程虚拟仿真实验教学中心,则形成以“基础—综合—研究创新”为主线的等多次、立体化、开放式、虚实结合的教学体系[5]。东南大学以服务于本科土建类专业人才能力培养为思路,构建“三层次、四模块、五结合”的虚拟仿真实验教学体系[2]。湖北工业大学以绿色建筑为研究对象,开发虚拟仿真实验教学项目,并从实验教学中心的教学内容、平台建设、共享机制和校企合作多个方面进行优化[6]。
2拟建虚拟仿真实验教学中心
榆林学院是首批陕西省应用型大学转型试点院校,在地方高校转型发展时期,建立适应应用型人才的培养模式,是院系发展的趋势。在分析了本校土木工程专业实验与实践课程的特点后,拟将虚拟仿真技术运用在该专业的实验与实践教学改革过程中。
2.1虚拟仿真实验教学中心建设理念
紧密结合榆林学院的自我定位,抓住向应用型大学转型的契机,在分析土木工程专业的行业特点后,拟建立以“一体化、四结合”为建设理念的虚拟仿真实验平台。所谓“一体化”是课内与课外教学的一体化,“四结合”为虚拟教学方式与实体教学方式的结合,虚拟仿真技术与现实实践技术的结合,虚拟对象与现实对象的结合以及虚拟仿真实验平台与校企合作平台的结合。拟将虚拟仿真实验深切融入到实体教学中,最大程度的发挥两者优越性,达到最佳教学效果,从而提高院校本科生的应用实践能力。
2.2虚拟仿真实验教学中心建设思路
土木工程虚拟仿真实验教学中心按照“基础—综合—创新应用”的递进关系,拟将课程及专业知识结构划分为三大层次。将本专业实验与实践教学的知识点逐一囊括,使得教育教学层次得到提高。拟搭建的虚拟实验平台,在满足教学大纲任务的前提下,还加入了综合设计和创新型的实验,促使学生的个性化发展。该平台使理论教学、实验与实践教学及科研创新有机的结合起来,使得虚拟仿真教学成为新型教学方式下的重要手段。在不仅满足学生的教务任务前提下,还给教师创造科研的机会。真正意义的达到多对象、多方向的知识交叉融合与实践。在转型背景下,土木工程虚拟仿真实验教学中心更注重学生适应市场及应用能力的培养,拟搭建了模拟顶岗实习的实践平台,使学生在在校期间就能有在企业虚拟实习的经历,对其今后踏上工作岗位奠定了结实的基础。
2.3虚拟仿真实验与实践教学资源的建设
虚拟教学资源的设置按照“三层次、五模块”的虚实结合方式进行的,充分发挥向应用型院校转型发展的优势,实现虚拟仿真教学资源的特色。在注重基础性课程及其应用能力的前提下,中心拟设5个实验与实践教学模块。主要包括:建筑结构受力性能、房屋建筑学、土木工程测量、建筑工程材料、实体工程模拟。该教学资源涵盖了大部分土木工程专业的实验与实践课程。
2.3.1建筑结构受力性能仿真实验模块
本实验模块主要针对理论力学、材料力学、结构力学等专业基础课建立的。可对建筑工程中的结构构件(包括:梁、板、柱等)[7]及整体进行受力性能的仿真。具体实验项目包括:(1)低碳钢、铸铁抗拉(压)强度实验;(2)低碳钢、铸铁剪切强度实验;(3)低碳钢、铸铁扭转强度实验;(4)简支梁受力分析;(5)悬臂梁受力分析;(6)纯弯曲梁正应力分析。通过虚拟仿真实验平台中图片及视频的演示和基于参数自拟的模拟实验,在弥补了传统实验的不足后,实现对专业知识点的全面覆盖,使学生对工程结构的受力特点有更为直观的认识。
2.3.2房屋建筑学仿真实验与实践模块
本实验模块主要针对画法几何、施工图实训、房屋建筑学等课程建立的。可对建筑工程图纸与实体的对应关系、民用与工业建筑的组成内容与连接方式进行仿真。具体实验、实践项目包括:(1)建筑工程识图;(2)建筑各组成部分设计;(3)多层砖混结构民用建筑设计;(4)单层钢结构工业建筑设计该模块利用CAD,设计完整的多种结构类型的民用与工业建筑。使学生能正确熟读建筑工程图纸,对建筑的结构类型及组成部分有清晰、准确的界定。
2.3.3工程测量仿真实验与实践模块
本实验模块主要针对土木工程测量这门专业基础课建立的。对工程测量中的各个实验与实践子项目进行仿真。具体实验、实践项目包括:(1)用水准仪测量闭(附)合路线的高程;(2)用经纬仪测量水平角和竖直角;(3)用全站仪测量点的坐标;(4)建筑物定位及防线测量。该模块以flash三维动画为手段,结合实际操作视频、图片及文字注释,实现实验与实践项目的互动式教学。使学生对测量原理、仪器的构造有清晰的认识,对测量方法和步骤有深刻的印象,寓教于乐,达到良好的教学效果。
2.3.4建筑工程材料仿真实验模块
本实验模块主要针对土木工程材料这门专业课建立的。对建筑工程材料的各个实验子项目进行仿真。具体实验项目包括:(1)材料基本物理性能实验;(2)集料实验;(3)沥青实验;(4)钢筋实验;(5)水泥混凝土综合实验。该模式以虚拟仿真实验的实操性为重要手段,演示在不同配方用量下的材料性能的变化规律,拟达到材料的最佳配合比。使学生对土木工程材料的特性、材料的使用范围及方法、材料基本试验方法及改善材料性质的措施,有感性的认识,能更深入地了解土木工程材料的组成、结构与性能之间的关系。以期使学生在工作岗位上可针对不同工程的要求合理地选用材料奠定基础。
2.3.5实体工程虚拟仿真实践模块
在校企合作的推动作用下,将真实的工程实例引入到虚拟仿真实验的项目中来,以与企业合作的真实项目作为演练,指导学生综合应用所学到的专业知识,身体力行地接触到与专业相关的实际工程,使学生了解就业环境,提高市场的适应力,培养学生的实践能力和工程素质。3实验教学中心建设的预期效果榆林学院建筑工程学院拟建的土木工程虚拟仿真实验教学中心为教学体系的构成增添了浓重的一笔。建设虚拟仿真实验教学中心拟达到的效果:(1)虚拟仿真实验教学中心旨在为原有实验及实践教学方式添加新形式,达到教学方式的多样化和全面化。提升学生学习工程专业知识的兴趣,做到寓教于乐,使学生参与实验、实践的机会增大,工程实践和应用能力得到加强。(2)通过虚拟仿真实验教学平台拓宽学生的专业视野,增长工程知识的涉猎面,将课本知识与工程实例联系起来,不仅提高学生的自主学习和动手操作能力,还培养其创新意识和能力。(3)在向应用型大学的转型前提下,通过虚拟仿真实验教学平台,与校外企业建立良好的合作关系,给大一、大二学生认识及生产实习提供基地,给大三、大四的学生提供顶岗实习的机会,培养学生作为一名土木工程专业技术人员所应该具备的良好素质。
总之,要紧密结合院校自我定位和土木工程专业的行业特点来开展虚拟仿真实验教学中心的建设,在坚持以“一体化、四结合”为建设理念,按照“基础—综合—创新应用”的建设思路,以培养应用型人才为目的开展工作。同时要在校企合作的良好契机下,提升虚拟仿真实验教学中心的水平,为建筑行业培养实践与创新人才贡献力量。
作者:魏婧 马小莉 师丽 李玉根 单位:榆林学院建筑工程学院
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部高等教育司.关于开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知[EB/OL].(2012-10-01)[2014-12-19].
[2]徐明,刘艳,陆金钰,等.土木工程虚拟仿真实验教学资源的建设[J].实验技术与管理,2015,32(12):116-119.
[3]杜月林,黄刚,王峰,等.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[J].实验技术与管理,2015,32(12):26-29.
[4]李炎锋,杜修力,纪金豹,等.土木类专业建设虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[J].中国大学教学,2014(9):82-85.
[5]李彬彬,苏明周.土木工程虚拟仿真实验教学体系探索与构建[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2015,34(2):96-99.
[6]王淑嫱,贺行洋,邹贻权,等.绿色建筑虚拟仿真实验教学中心建设思考[J].高等建筑教育,2014(23):134-137.
加强实践基地建设对培养土木工程专业学生的实践能力有着重要的作用。文章分析了当前土木工程专业实践教学环节和实践基地建设存在的问题,并从实践教学课程、校企合作、师资队伍、软硬件建设等方面提出了研究与思考。
[关键词]
土木工程;实践教学;实践基地
生产实践作为理论联系实际的重要渠道,一直是土木工程专业高等教育培养中的关键性教学环节。实践基地作为土木工程专业学生实习的主要场所,其建设程度的优质与否直接关系着本科实践教学质量。因此,笔者通过对土木工程专业的实践教学环节和实践基地建设展开一些探讨,以期为进一步提高本科实践教学质量提供参考建议。
1实践教学环节及实践基地建设存在的问题
1.1实践教学质量有待进一步提升
目前,土木工程专业实践教学环节主要集中在生产实习(为期1个月)和毕业设计(为期3个月),实践教学较理论教学的时间很有限。同时,工程建设和设计实际通常存在时间长、时间紧的特点,因此,企业往往忽略了对学生实践教学内容的总体规划,现有什么内容就指导什么,哪里缺乏人手就往哪里安排,不能完全满足实践教学的需要。另外,学生实践的时间短,加上需要熟悉适应的过程,尤其是在施工工地上实习存在大量不安定的因素,企业综合考虑后通常让学生待在办公室进行理论学习,进一步压缩了生产实践的时间。
1.2校企合作有待进一步实现双赢
长期以来,由于各种原因,学校往往要求专业学院需要有一定数量和质量的校外实践基地,导致校方在选择合作对象建立实践基地时过于追求形式,而对后续建设规划则处于次要的地位,在此情况下,企业通常也将合作建设实践基地作为一项短线投资,并未把人才培养作为最终的目标。因此,通常会造成学校单方面推动校外实践基地的建设,而企业处于半推半就的局面,学校没有利用好智力和技术资源优势为合作企业解决生产中的实际问题,企业则在没有收到持续的收益下缺乏继续推动教学实践基地建设的动力。
1.3实践基地有待进一步稳定
从目前土木工程教学实践基地的实际运作来看,真正有效运行的不多,主要在于校企双方的目标不一致、权责不明确、管理不到位、沟通不及时等。一旦双方合作中出现一系列的困难,在不及时或难以解决的情况下,导致双方的合作热情逐渐降低,最终导致合作名存实亡。另外,现有生产实习环节原则上要求学生自主寻找实习单位,学生根据自身的发展需要并不一定会选择签署协议的实践基地实习,进一步影响了教学实践基地的稳定性。
2实践教学和实践基地建设的途径探讨
2.1完善课程体系,融入企业需求
(1)实践课时设置。目前,土木工程专业培养方案中虽已形成大学四年完整的实践课程体系,但在课时安排上较理论课尚有一定的差距。可在充分调研学生意愿和具体可操作性的基础上,制定合理的管理措施,利用寒暑假等适当延长相应实践课程的实习时间。提前规划和启动毕业设计,让学生在最后一个学期开始前有充裕的时间进行前期资料准备,确保学生有足够的时间在实践基地实习。(2)企业参与教学。在土木工程专业培养方案制定、教材编写和选用等方面多考虑企业的需求和建议,甚至在理论课堂教学中也可适当地加大企业的参与度。另外,开设由企业专家讲授的课程,邀请企业专家定期或不定期地开展土木工程实践方面的讲座,让企业真正全过程地参与本科教学工作,并在此基础上加大实践基地建设力度,更好地反哺实践教学。
2.2深化校企合作,共创双赢局面
(1)建立实践基地建设的新机制。实践教学的质量关键在于教学效果。学校要勇于打破实践基地建设片面追求数量和质量的机制,将人才培养摆在更加根本的位置,突出实践教学效果,发挥学校智力和技术优势,并根据专业特点选择有较高社会责任感、有意愿也有能力培养人才的企业共同建设实践基地。(2)增强企业建设实践基地的双赢意识。企业要合理、清晰地规划未来发展目标,破除过度聚焦于在实践基地建设人、财、物等方面的付出。扩大视野,科学配置,将接受学生实习作为缓解用人紧张的重要措施,将实践基地建设作为宣传企业文化、树立企业形象的重要途径,将学校的智力和技术资源优势作为解决企业生产中实际问题的重要手段。(3)加大校企双方师资交流力度。土木工程专业教师,尤其一些青年教师通常是毕业后直接走向教师岗位,科研经验丰富,但缺乏一定的实际工程经验,而企业技术人员常年在工程一线,科研工作则相对滞后。校企双方可制定相应的政策措施,借助实践基地安排青年教师入企业进行挂职锻炼,积累工程经验,学校则通过设置相应的课程、科研项目等对企业技术人员进行技术再培训。通过校企双方的人才交流,为实践基地建设建立坚实的师资保障。
2.3强化校企交流,稳定实践基地
(1)加强校企双方交流,完善实践基地管理。学校要设立专门分管实践基地建设的人员,定期联系实践基地,加强校企双方关于实习计划、要求、岗位等信息的互动沟通,企业也要进行积极、合理地反馈。健全规范高效的运行管理体制,尤其是发挥互联网等信息化手段在实践基地建设、管理中的作用,及时解决合作中出现的问题。严格保证实践基地建设资金,定期表彰实践基地建设和管理的先进集体和个人。(2)创新实践内容和文化,稳定实践基地建设。企业要充分考虑土木工程专业学生的学习特点,注重培养和锻炼学生的实践动手能力,鼓励学生进行新概念、新想法的尝试,激发学生的积极性和主动性。同时,积极推动形成浓厚的创新实践文化氛围,举办各种形式多样、内容丰富的创新实践活动,宣传创新实践成果,扩大实践基地的影响力,用实践项目和企业文化吸引更多学生进入实践基地实习,从而稳步推进实践基地建设。
3总结与展望
土木工程作为传统的工学类专业之一,学生的实践能力培养一直是专业教育的核心,尤其是随着“卓越工程师教育培养计划”的实施,更是将创新实践能力的培养上升到更加重要的位置。因此,实践基地作为培养学生实践能力的主要场所,要从实践教学课程、校企合作交流、师资队伍等方面全方位保证实践教学质量。同时,随着土木工程行业内部竞争越来越全球化的趋势,如何大力实施“走出去”战略,积极开拓国际化的实践基地,进一步开阔学生的国际视野,将是今后培养高素质创新性土木工程人才的关键和方向。
作者:缪海锋 姜秀英 单位:浙江大学建筑工程学院
主要参考文献
[1]侯霞,郝保水,刘建宾,等.浅析校外实践基地建设的若干关键问题[J].中国电力教育,2014(2):189-190.
[2]马鹏.教学实践基地建设中的问题研究[J].中州大学学报,2013,30(3):95-100.
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:
[1]薛志成,徐晓红.土木工程结构设计类课程体系优化设置及建设的研究[J].高等建筑教育,2009,18(5):97-101.
[2]江树勇,任正义,赵立红.基于系统论的工程实践教学体系设计研究[J].高教论坛,2009(3):81-83.
[3]郇筱林,戴素娟.土木工程专业钢结构课程设计质量监控体系的构建[J].高等建筑教育,2015,24(5):103-105.
[4]肖鹏,李琮琦,康爱红.基于系列化模式的土木工程专业课程设计教学改革[J].高等建筑教育,2010,19(5):128-131.
基于对学生工程素质与创新能力的培养,结合省级实验教学示范中心、省级本科实践教学能力提升工程建设项目、省级虚拟仿真实验中心的建设,探讨土木工程专业实验教学中多层次、多模块实验体系的构建与实践,以最终实现实验项目多元化、层次化、开放化的教学目标。
[关键词]
工程素质;实验教学;教学体系
实践教学是土木工程专业教学的重要组成部分,是培养学生创新精神、创新能力和实践能力的一个重要环节,其教学成果直接影响专业人才培养的质量、从业能力和岗位适应能力。昆明理工大学建筑工程学院土木工程实验中心是省级实验教学示范中心、省级本科实践教学能力提升工程建设项目单位、省级虚拟仿真实验中心。中心在多年的建设中,根据学校人才培养的总体目标和发展定位,依据《高等学校土木工程本科指导性专业规范》及相关专业的实践体系设置,对比实践教育体系的实践领域、实践单元和知识技能点,分层次制定实验教学目标。同时,加强学生工程意识的培养,启迪学生的创新思维,提高学生解决实际工程问题的能力,逐步构建了有利于培养学生创新精神和创新思维的多层次实验教学体系,取得了良好的教学效果。
一、构建五个层次的实验教学体系
1.基本型必修实验。通过基本参数的测定,验证相关的理论公式及结论,满足实验教学大纲中规定的实验内容,加深学生对基础知识、基本理论的理解,促使学生掌握基本的实验技能,初步培养学生的问题分析能力和动手能力,激励学生的学习兴趣。如“普通混凝土用砂石”、“钢筋”、“水泥”、“受弯构件正截面静力性能实验”、“金属材料的拉伸实验”等。
2.创新型选修实验。学生自选实验项目、自定实验方案,在教师指导下独立进行实验,最后独立总结分析得出结论。该类型试验为在实验技术方面有特长又在实验研究方面感兴趣的学生提供一个良好的实验环境,提高学生提出问题和分析解决问题的能力,培养学生的探索和创新精神。如“C30自密实镜面混凝土配制及酸雨环境下老化问题研究”、“体感技术和压力传感器在智能动力滑板上的应用研究”、“水雾淬火机械臂的研制”等。
3.综合设计型实验。该类型试验为实验教学大纲中列出的限选实验项目,学生可以选择其中的部分项目开展实验,以培养学生的综合设计和实际操作能力。如“土体固结”、“高性能混凝土设计”、“水平框架的内力分布实验”、“建筑结构模型动力特性实验”、“混凝土强度无损检测综合试验”、“传热性能实验”等。
4.工程应用型实验。结合工程实际和应用研究的实验项目,关注工程中的实际问题,深化专业知识的工程应用。如“高强螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测试”、“植筋拉拔用大量程位移传感器的设计”、“桥隧工程预应力钢束摩阻损失测试装置研制及试验研究”、“多功能倾角测量仪”等。目的在于为那些愿意进一步提高实际动手能力、拓展知识范围、增强就业竞争力的学生提供实验条件,培养学生解决工程实际问题的能力。5.科研型实验。结合教师科研项目,选择与实验相关的内容,精心设计实验项目,使学生在高水平教师的指导下完成科研实验,在为科研项目提供实验数据的同时,培养和锻炼学生初步从事科学研究的能力。开展的项目如“固化疏浚淤泥-磷石膏混合土膨胀机理研究”、“火灾后再生混凝土抗压强度与变形性能试验”、“火灾后混凝土在潮湿环境下强度变化与机理研究”、“应用数字全息干涉法测量物体表面三维变形场的研究”等。
二、搭建四个模块的学生学科竞赛与创新计划实验平台
1.学科竞赛模块平台。让学生自由组队(鼓励跨学科组队),并在实验中心进行实验、实训,然后参加省级、部级的竞赛,如结构设计大赛、混凝土设计大赛等。该平台重在培养学生的创新意识、合作精神,提高学生创新设计能力、动手实践能力和综合素质,加强不同专业学生之间的协作意识。
2.大学生创新性实验计划项目模块平台。该平台具有以下特点:为学生提供自主选题设计,独立组织实施并进行信息分析处理和撰写总结报告。重在培养学生提出问题、分析问题、解决问题的兴趣和能力,提高学生的创新能力和实践能力。开展的项目如“承载支架结构优化设计”、“力学分析及应用研究”、“餐饮废水强化处理装置的研制”、“CFRP加固钢筋混凝土梁刚度试验”、“以高压氮气水混合物为冷却介质的一种新型淬火装置研制及其效果的试验研究”等。
3.学生课外科技活动模块平台。学校每年拨出专款设立“学生科技创新基金”、“分析测试基金”项目,学生根据自己的兴趣爱好并结合专业特点自由申报,中心遴选高水平教师指导学生开展实验项目。开展的项目如“高温后改性轻骨料混凝土的力学性能与微观结构试验研究”、“共聚聚丙烯疲劳裂纹扩展研究”、“SMC冷拌沥青混凝土强度形成过程与车载破坏机理研究”、“以牛粪纤维制备泡沫灭火剂的实验研究”等。
4.教改项目实验模块平台。为了提高实验教学质量,中心不断进行实验教学改革,并选择部分优秀学生参与项目的研究或建设过程。项目以导师为主导、学生为主体,具有一定的探索性,增强学生的主体意识和参与意识。如“设计性、综合性力学实验的开发与实践”、“应用型综合实验课程教学新模式的研究”、“面向工程实践的校内土建实训基地建设探索”、“以工程能力培养为核心的力学实践教学模式的探索与实践”等。
三、建立着眼于实验能力培养的资源设备共享机制和实验教学、管理的信息化管理平台
1.资源设备共享机制。近年来,在学校的支持下,通过德贷项目、中央财政支持地方高校建设项目、科研平台建设等多种渠道筹集资金用于中心建设,实验仪器设备得到了较大充实。中心现有实验设备2500余台(套),价值约6000万元。拥有4m×4m地震模拟振动台、激光粒度仪、三维激光扫描仪、MTS材料试验系统等大型精密仪器设备70余台套。同时,学校建立了大型设备共享机制,分析测试中心及其他学院的仪器设备均可共享,为学生的综合设计型实验、工程应用型实验和科研型实验以及毕业设计等提供了良好的分析测试平台。学生在实验中不但可以学习不同的测试方法,还可了解先进的测试手段和测试技术。
2.实验教学、管理的信息化管理平台。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出,“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视”,并把“加快教育信息化进程”作为单独的一部分进行了专门阐述。中心结合省级本科实践教学能力提升工程建设项目、省级虚拟仿真实验中心的建设项目,利用学校的网络平台,开发了“土木工程实验中心实验教学管理系统”,将中心资源纳入信息化管理平台,其中包含实验项目、设备功能与使用、实验教学(实验预约、报告提交与批阅、网上答疑等)、设备管理等模块。同时,为每个实验室均配置了多媒体教室,对典型实验制作教学PPT、录像和部分实验虚拟仿真动画提供了优越的条件,并放在平台上供学生自主学习,实现了实验系统较全面的信息化和数字化,进一步提高了实验教学和实验室管理的信息化水平。
结语
我校通过多层次实验教学体系的建设,不断改进实验教学方法和教学手段,激发学生的学习热情和兴趣,学生动手能力、分析解决问题的能力及创新意识都得到较大的提高。近五年来,获得省级教学成果一等奖3项、校教学成果9项;学科竞赛获得部级一等奖1项、二等奖4项、三等奖44项;获得省级竞赛奖19项;完成国家及省大学生创新实验计划项目18项、校开放性实验项目30项、校学生课外科技创新基金项目94项、力学创新实验项目51项,本科教学质量得到显著提高。
作者:费维水 王时越 李瑞勤 单位:昆明理工大学建筑工程学院
[参考文献]
[1]钱红萍.土木工程专业实验教学新体系的构建与实践[J].实验室研究与探索,2012,31(10):122-125.
[2]胡焜.土木工程专业实验教学改革与学生素质培养的探讨[J].实验室研究与探索,2010,29(7):255-257.
[3]傅丽凌.探索工程训练新模式,实施大学生个性化层次化培养[J].实验室研究与探索,2013,(1):85-87.
[4]李丽娟.以创新能力为核心的土木工程实践教学体系[J].实验室研究与探索,2015,34(4):169-173.