更新时间:2023-07-07 15:43:17
为了更好地实现土木工程专业学生的个性化培养,文章首先分析了个性化培养的意义,并分析了土木工程专业的特殊性,最后提出了土木工程专业学生的个性化培养策略,具体包括:构建双导师人才培养模式及实践实习平台,科学合理地指导学生完成毕业设计,培养学生的创新与实践能力。
关键词:
土木工程专业;个性化培养;双导师;实习实践;毕业设计
当代大学生思想灵动、个性鲜明、不愿遵从于呆板的模式,因此不愿拘泥于常规教学,因材施教是教育培养面临的新课题和方向。土木工程专业是教育部设置的老牌专业,专业涉及范围广、内容多,各高校在培养思路、方法和模式上做法不一。通过在福建江夏学院工程学院从事学生工作和教学工作,笔者对学生个性化培养有一定的感触,现以土木工程专业学生为对象,探索土木工程专业学生的个性化培养方法[1]。
一、个性化培养的意义
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》提出:要注重因材施教,必须关注学生的个性差异和不同特点,积极发挥每一个学生的潜在优势。即根据学生的不同特点,制定符合其自身发展的教育机制和教育方法,充分发挥每个学生的优势,使其成为特点突出、全面发展的综合性人才。个性化发展就是指发展每个人的主体性,即个人特有的心理素质、生理素质、思维方式和行为方式等多方面的自由发展[2]。本科阶段教育是创新型人才培养的重要环节,因此,高等学校必须适应社会发展和教育需求,建立以个性化培养为核心的教育机制,要在保证专业人才培养的前提下,用灵活多变、创新的教育模式,保护和促进学生的个性化发展[3]。
二、土木工程专业的特殊性
土木工程专业是国家教委在1996年组建的专业,由原来的建筑工程(工业与民用建筑)、桥梁与隧道工程、公路与公路工程、岩土工程等合并而成的一个大的专业。培养目前由原来的单一培养模式转变为一专多能,即在主攻某一方向的同时,兼顾其他方向的学习,使学生可以比较自由地由一个方向转到另一个方向而不至于太吃力。土木工程专业主要培养从事铁路、公路、机场等工程和房屋、桥梁、隧道、地下工程的规划、勘测、设计、施工、养护等技术工作和研究工作的高层次工程人才。土木工程专业的实践性很强,实践环节在整个教学过程中是至关重要。实践环节的教学贯穿培养创新型人才的始终,是学生领悟理论知识、锻炼综合实践能力和提高科学文化素养的重要手段,是培养优秀人才不可或缺的部分。目前,我国正处在工程建设的高潮中,对复合型、应用型、创新型人才的需求也越来越大,这就要求高校在实践教学中改变教学思路,更新教育理念,明确新环境下实践教学在培养新型人才中的作用,采取切实可行的办法,实现人才培养的预期[4]。
三、土木工程专业学生的个性化培养策略
(一)构建双导师人才培养模式及实践实习平台
在本科课堂教育的基础上,与省内业界优秀企事业单位建立实践实习平台,实现“厚基础、重实践、强能力”的创新型应用型人才培养特色,所建立的人才培养体制是要以学生的创新实践能力为核心,以就业为导向,以服务海西建设为目标。一方面,在为学生配备思政辅导员、生活辅导员的基础上,每班配备1~2名研究生以上学历的教师作为专业辅导员,即校内专业导师。在学生的不同学习阶段为学生指导当前学习任务的重点与难点,同时结合学生的学习兴趣及未来拟选择的择业方向给予意见和建议。专业导师一般担任比较重要的专业课程,课后需留有足够的课程答疑时间,这为学生更好地掌握课本知识,拓展和加强专业素养提供了良好的途径。学生也可在此期间咨询专业相关的其他问题,以满足不同学生的学习需求。从而实现了课堂教学的延伸,保证了学生个性化培养的需要,保证了因材施教的基本原则。另一方面,学校与多家企事业单位建立实践实习平台,使学生能够“走出去”,真正实现对学生实践动手能力的培养。目前,福建江夏学院工程学院已与建筑工程设计、施工、监理,以及工程质量检测、工程造价咨询、工程招投标等多行业多单位建立了合作关系,学生可以根据兴趣选择企业校外导师。导师为学生提供专业问题的解答等多方面的帮助,学生可以到校外实习基地实习,亲身参与工程建设的各个阶段,在巩固专业知识的同时,培养实践创新能力。通过“课程+专业素质培养+实践平台”的双导师人才培养模式,加深了学生对专业知识的认知,使其有更加明确的个人发展方向和目标,从而实现个性化培养。近几年学校土木工程专业毕业生的就业面宽广,综合竞争力增强,社会声誉良好。
(二)科学合理地指导学生完成毕业设计
毕业设计是本科教学中的一个重要环节,是学生综合所学知识解决实际问题的一个综合训练[5],更是学生利用所学知识,体现其个性化的最重要的形式。做好毕业设计工作,不仅对实现教育培养目标,提高学生的综合能力和就业竞争力等有重要意义,更重要的是学校通过毕业设计,可以指导学生将所学知识结合自己的兴趣与个人发展方向,以及个人的特长和想法,将理论运用在实践中,从而为未来的工作打下基础。福建江夏学院工程学院在毕业设计环节进行了一系列的改革和创新,在个性化培养方面取得了较好的效果。首先,在毕业设计开始前统筹安排,做好相关准备工作。毕业设计安排在第八学期,在前一学期末让学生根据自己的兴趣及择业需求选择合适的毕业设计方向,利用寒假时间按各方向要求查找相关资料、熟悉相关文献、联系实习单位等,有针对性地做好毕业设计的准备工作。其次,充分利用社会资源,开设多个毕业设计方向。根据社会需求,将毕业设计分为建筑结构设计、桥梁工程设计、道路工程设计、施工组织设计、工程招投标报价及毕业论文六个方向。其中工程招投标方向以工程实例为题目,由校内外指导教师共同指导。其他五个方向同样以工程实例为题目,由校内教师和校外高职称教师共同指导。这样既达到了教学与工程实际结合的目标,又缩短了毕业生适应工作需求的时间。最后,通过严格的过程控制,达到良好的预期效果。毕业设计是一个相对较长的过程,学生在此过程中会有一定的懈怠,这就要求加强教学管理,创新管理机制。在毕业设计前期明确进度安排,具体到周,要求学生严格按照进度完成各阶段任务。在毕业设计过程中,对学生实施考勤制度,明确奖惩机制,对不能按要求完成任务的学生给予警告、扣分,情节严重者可取消毕业设计资格。毕业设计结束后,通过过程跟踪、成果评阅、组织答辩的方式,对学生毕业设计成果完成的独立性、成果的质量、对理论的把握程度及思维、拓展能力进行考核。
(三)培养学生的创新与实践能力
提高学生的创新与实践能力有助于学生的个性化培养。除实习实践、参与工程实际的毕业设计外,组织学生参加大学生创新实验项目、科技创新大赛、结构设计竞赛、专业技能竞赛等也是一个良好的途径。福建江夏学院工程学院目前已组织各年级学生申报、参加多项国家、省级大学生创新实验项目。在学科竞赛中,多次获得福建省大学生结构设计竞赛二等和三等奖;获得福建省招投标大赛二等奖;在CAD软件大赛、竹签设计大赛,测量技能竞赛、工程造价软件竞赛中也取得了优异成绩。通过创新实践训练,保证了学生的素质拓展,促进了学生的个性化发展。
总之,新时期大学生的特点要求高校教育必须以人为本,在保证学生个性化发展的基础上实现创新型培养。大学生的个性化培养必须与专业结合,通过增强教师辅导、构建实践平台、完善毕业设计工作等方式,尽可能地发挥每个学生的潜能,从而实现个性化。
作者:巫生平 蒋国平 单位:福建江夏学院
参考文献:
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[2]李洪欣,李润玮,杨建中.建环专业学生个性化培养研究与实践[J].高等建筑教育,2013,1(22):34-37.
文章选取了土木工程学科的17种中文核心期刊为样本刊,运用现代文献计量研究的方法和《中国学术期刊影响因子年报》公布的相关数据,选取了样本期刊的复合影响因子、综合影响因子、平均引文数、web即年下载率等数据进行了解读,发现基于文献引证分析的计量评价方法与传统的期刊品牌和影响力的同行评价并无矛盾,用好这些数据将对提高学术期刊的国际影响力大有帮助。
关键词:
土木工程学科;核心期刊;品牌和影响力;影响因子;平均引文数;web即年下载率
1引言
学术期刊作为学术发展和交流的工具,既积累了科学知识又培养了学术人才。在当今大数据和自媒体时代,虽然学术成果、发表的渠道日趋广泛,传播变得相对容易,但作为学术论文定向的媒介,学术期刊的作用依然是巨大的。随着学术资源的不断整合,学术界已经形成了较为稳固的成果群体。具有品牌和影响力的核心学术期刊,即便是以市场规律去运作依然具有很强的竞争优势。考察目前我国具有较强影响力的期刊评价系统,以《中国核心期刊要目总览》(以下简称《要目总览》)影响最为深远。自其1992年首次研究报告以来,在我国学术界已得到广泛认可,并在高等院校和科研机构中成为评价研究成果的重要手段。《要目总览》2011年版在“TU建筑科学”类共收录了263种源期刊,并遴选出33种核心期刊,核心期刊的占比为12.5%,低于《要目总览》的核心期刊平均选出率[1]。核心期刊不论是论文质量还是出版的及时性、规范性都得到了社会特别是学术界的承认和重视,也是绝大多数优秀论文在国内的首发平台。系统梳理、了解、评价土木工程类的核心期刊,可以让学界特别是作为个体的读者、作者能较为宏观、全面地了解本专业的高端期刊,更加便于选择性阅读和投稿。由北京大学图书馆和北京地区高等院校图书馆期刊工作研究会共同发起研究和编辑的《要目总览》已历时二十余年,在受到充分肯定和高度重视的同时,还在全国的高等院校和科研机构中变相演化成为对论文质量评价的一个手段。由于《要目总览》只公布评价方法和评价结果,并没有公布具体评价数据和过程,故不能对每一种期刊进行定量分析和研究,而由中国科学技术文献评价研究中心和清华大学图书馆共同研制,由中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司于2014年12月出版的《中国学术期刊影响因子年报》(以下简称《年报》)则公布了包括自然科学、人文社会科学等多学科近6000种期刊数据,可以对学术期刊进行定量研究。值得注意的是,《要目总览》与《年报》都是建立在CNKI原始数据基础上的成果,二者在数据源和统计覆盖范围上高度重合,不同的是《要目总览》在原始数据上增加了同行评价的矫正和二者在统计口径和具体的学科范畴划分上有所差异,因此可以借用《年报》的相关数据对土木工程学科的核心期刊进行定量研究。在现代文献计量研究中,学术期刊的质量与影响力可以通过恰当的指标进行呈现和分析。在当前普遍采用的文献指标之中,影响因子及由其拓展开来的相关指标能够在较大程度上反映该期刊在学术研究中所起到的作用和占有的相对地位,影响因子越高表明其所刊载的论文对学术研究所起到的借鉴价值和参考作用越大,反之则表明价值越低或关注的领域过于薄弱;除此之外学术期刊的平均引文数等指标则表明在既有的学术规范框架内论文对既有成果的借鉴程度,平均引文数越高表明学科体系愈发成熟和严谨,而事实也证明学术论文的整体质量与论文的严谨度、引文质量之间往往存在正相关关系;同时,在互联网时代,学术期刊的影响力还体现在受关注程度方面,随着大型学术成果数据库的普遍使用,使对学术期刊影响力的评判有了更为直观的方式,《年报》中统计了不同期刊的下载量与web下载率,能够对土木工程学科学术期刊的整体影响力进行一定程度的阐释。基于CNKI的基础文献源、借用《年报》公布的期刊数据,笔者运用国际通用的学术文献引文定量评价方法,对《要目总览》中已经筛选出的土木工程学科核心期刊进行比较分析,期望对该领域内期刊的学术影响力进行解读。
2土木工程学科核心期刊样本群
在《要目总览》中土木建筑科学类源期刊为263种,其中核心期刊33种,核心期刊占比为12.5%,这其中建筑学仅有《建筑学报》1种,风景园林学仅有《中国园林》1种,城乡规划学也仅有《城市规划》《、城市规划学刊》、《规划师》和《国际城市规划》4种,而土木工程学科中以学术研究为办刊方向、偏重解决理论与设计问题(不包括大学学报和施工技术)的期刊数量有17种,占到核心期刊的51.5%。与其他学科和研究方向相比,土木工程学科的核心期刊数量占据绝对地位。本文以《要目总览》中公布的17种期刊为研究对象。在土木工程学科中以学术研究为办刊方向、偏重解决理论与设计问题的期刊数量约为30种,而在文献计量研究与同行评价体系下入选《要目总览》中文核心期刊的数量超过半数,这一比例远大于《要目总览》所统计的核心期刊占全国正式期刊(源期刊)的比例,也超过核心期刊在《年报》“TU土木建筑工程”大类的138种期刊中的比例,这说明土木工程学科的期刊不仅具有一定的保有量,而且多年来经过学者、作者、编者的共同努力已培育出一批在学术界具有相当影响力和高水平的期刊。虽然不能说在具有品牌和影响力的期刊上发表的每篇文章都是高质量的,但只有刊发若干高质量、高水平的学术论文,并经过长期的积淀才能形成刊物的品牌和影响力却是毋庸置疑的。
3土木工程学科核心期刊的影响力分析
3.1期刊的影响因子
尽管在当前的文献计量体系和学术期刊评价范畴内,影响因子不是评价学术期刊优劣的唯一指标,但不能否认的是学术期刊的影响因子能够在较大程度上说明某期刊在较长的时间范围内对学术话题的把握能力与所刊载论文对学术研究的直接推动程度。影响因子的计量依据表明,学术期刊刊载文章的话题把握能力越好,得到同行引用的可能性越高,进而提升学术期刊的影响因子;同时学术期刊所刊载论文的学术水平越高,也越能够得到同行在后续研究中的借鉴和引用。这些事实都表明影响因子能够在较大程度上说明和衡量学术期刊的学术水平。尽管当前影响因子体系还不完善,但可以肯定的是影响因子体系在样本足够大的时候是能够尽可能客观的反映该领域内学术期刊的整体质量。在当前的评价体系中,无论是北京大学图书馆的《要目总览》还是清华大学图书馆的《年报》都较为全面地覆盖了中国大陆地区的近6000种学术期刊,从而得出了某一学术期刊的以学术期刊为统计源的综合影响因子;同时覆盖了中国大陆地区的30余万篇博硕士学位论文与2000余种会议论文集,从而与学术期刊一同作为数据源得出了某一期刊的复合影响因子,尽管当前由于技术限制等因素无法采集到较为全面的图书方面的引用数据,但是可以说目前的文献计量成果无论是在数据广度还是在深度上都有较好的保障,在此基础上做出的评价能够较好反映某种学术期刊在整个学科领域乃至整体学术界的影响力,具有较高的数据质量。世界各学科顶尖期刊是指学科影响因子最高的期刊,在2008年美国兰德公司的研究报告《美国科技竞争力》中,将高被引论文的数量作为一个国家的科技竞争力重要指标[3],可见影响因子对于学术期刊的重要程度。土木工程学科17种核心期刊的复合影响因子的平均值为0.982,期刊综合影响因子的平均值为0.592[4],均高于《年报》“土木建筑工程”大类的对应平均值0.460和0.248,同时也高于同属于“TU土木建筑工程”类的建筑学学科排名第一的《建筑学报》的复合影响因子0.945、期刊综合影响因子0.372,由此可见,土木工程学科的期刊整体质量是值得肯定的。影响因子是计量评价学术期刊优劣的最重要的指标,却并非是唯一的指标,不能以期刊的影响因子替代评价每篇论文的学术价值,《年报》正是基于这一观点,推出了影响因子指标体系,统计并公布了复合影响因子、综合影响因子、五年影响因子等指标数据。从这几个不同限定范围的影响因子来看,复合类影响因子统计源包括了全部的期刊、博硕士学位论文和会议论文等,覆盖比较全面,更能说明期刊的学术影响力。而综合类影响因子的统计源限定在期刊范围内,虽然涵括了人文社科、自热科学与工程技术的绝大部分期刊,却仍有局限。而期刊综合类五年影响因子则考察了规定时间内期刊的持续影响力。也许由于技术和统计数据工作量的原因,目前各类评价系统的研究均未将图书纳入统计源,没考虑图书的影响力,期待不远的将来,能将图书建立电子数据库纳入评价,这将更全面、更客观、更真实。
3.2期刊的平均引文数
学术研究是建立在前人基础之上的渐进之作,这就决定了学术文稿的撰写也是基于前人研究成果的。体现在学术文稿中便是文稿自身对既有研究成果的涉猎与借鉴。科学研究的每一点进步都是建立在前人研究成果之上的,的一个重要目的就是将既有成果、发明、发现等进行和扩散,在、扩散时所有学者都应该遵守一个共同规范,即注明参考文献和引注,既表达对已有成果的尊重,也体现既有成果对当前学术研究的价值。若忽略这一写作规范,新观点、新理论将变成无源之水而无迹可寻。追溯分析参考文献不仅可以解读作者的阅读范围、知识结构,了解文章阐述的理论发展脉络、形成过程和研究现状;还能够对作者的涉猎深度和广度有较为直观的认识和了解,同时也可以通过被引用文献的数量判断该论文的学术影响力和同行的评价。在当前的学术期刊评价体系中,学术文稿的参考引文数据虽然不占重要地位,但不可否认的是严谨而扎实的学术文稿都是建立在较为充分的文献阅读和对既有成果的借鉴基础之上的结果,同时还可以肯定的是严谨的学术论文中对于既有文献的涉猎程度在很大程度上代表了研究者对该研究方向和领域的熟悉与了解程度。由于学术研究的成果除了通过产业化等实用方式呈现之外,其重要的呈现方式便是通过学术期刊进行,客观上使大多数的学术研究成果都是可以在学术期刊或是博硕士学位论文、会议论文以及图书等范围中进行查找的,使学术研究工作能够较为紧密地建立在他人的工作之上,从而对学术研究的规范性和示范性提出了更高的要求。换言之,学术文稿的撰写要求撰稿人对既有研究成果具有较好的认识和掌握,并提出自己较为新颖的认识或见解,即学术文稿中对于创新有较高的要求。而学术文稿的创新性往往体现在对既有成果和文献的尽可能了解和查阅与借鉴中,进而表现为文稿的参考文献和引证情况。土木工程学科保有一批有品牌、高质量的学术期刊,是学术界的幸事,也为这个学科的健康发展起到了推动作用。评价一本学术期刊的质量有多种方法,《年报》采用的是计量评价法,统计了每篇刊发文章的引文数、整本刊物的平均引文数、刊物的参考文献互引数据等,并根据这些数据进行分析、评价,直观而有效。土木工程学科17种核心期刊的平均引文数为13.7条/篇,而《年报》“TU土木建筑工程”大类138种期刊的平均引文数为8条/篇。从引文数量来看本文考察的土木工程核心期刊高于“TU土木建筑工程”大类138种期刊平均数,但低于2013年中国科技核心期刊的15.9条/篇[5],这也许有统计口径不同的原因,也许也有学科的差异。但土木工程学科部分核心期刊的参考文献数仍有提升的空间却是不争的事实,如《防灾减灾工程学报》、《建筑钢结构进展》和《工业建筑》为10条/篇,而《建筑结构》则只有7条/篇,与平均引文数有一定差距。被引用次数较多的文章,在一定程度上表明该文在其创建性、科学性、理论性、新颖性、针对性、实用性等方面相对有较好的表现。在当前来看,尽管学术期刊的平均引文数量与其自身的影响因子以及学术质量尚无较强的直接正相关性,但可以肯定的是在学术领域的大范围内,平均引文数量过少的刊物与文稿在严谨性方面是有所欠缺[5],这就表明学术文稿的撰写与期刊质量的建设需要对学术文章的引文数量与质量进行重视。在下图中,笔者绘制了17种中文核心期刊的复合影响因子与平均引文数的趋势图,从中可以看到尽管不能体现出复合影响因子与平均引文数之间的正相关性,但可以体现的是大体上平均引文数少的学术期刊其复合影响因子值也较低。与这一趋势相同的是,在绘制的综合影响因子与平均引文数之间的趋势图中也证明了这一观点。就此来看,可以说明某学术刊物平均引文数的情况尽管不能完全与影响因子等指标对应,但是从整体来看,平均引文数的情况依然能够说明期刊影响因子的高低,某种程度而言在既有的学术规范框架下,平均引文数与期刊影响因子之间存在着一定的正相关关系。
3.3期刊的web即年下载率
在计算机网络、电子传媒高速发展的今天,纸质期刊的功能日渐弱化,正逐渐被电子期刊所替代。十多年前一本好的期刊动辄印数数十万甚至超过百万的年代一去不复返了,大量的读者转移到计算机前,借助电子化期刊进行阅读和研究。基于这一现状,《年报》根据中国知网的文献被当年全文下载的总篇数与该期刊当年出版上网的文献总数之比形成了web即年下载率,web即年下载率受期刊发文量影响不大,是一个相对客观的、衡量期刊论文被关注程度的指标。研究样本中17种土木工程学科核心期刊的web即年下载率最高为《岩石力学与工程学报》的84,《钢结构》web即年下载率最低,仅为10。这一学科核心期刊即年下载率平均值为40.4,而“TU土木建筑工程”大类的即年下载率均为28。与影响因子的值作逐项比较,发现下载率与影响因子基本是关联对应的。一般是下载率越高,受关注度越高、被引文数越高、影响因子越高,反之亦然。只有个别期刊的契合度较差,如《建筑结构》的下载率为65,居17种核心期刊的第4位,而复合影响因子为0.89,排名11位,这说明该刊被关注度、下载率不能完全对应转化为影响因子。而《建筑科学与工程学报》的下载率仅为18,远低于17种样本核心期刊的平均值,甚至于不足“TU土木建筑工程”大类平均值的一半,长久以往必将影响到该刊的影响力和相关数据指标,值得该期刊主办单位密切关注。
4土木工程学科具有国际影响力的期刊
学术期刊的影响力不仅体现在国内评价体系之中,还体现在国际相关评价体系中,以当前国际上对理工科学术期刊影响最为广泛的评价体系SCI和EI为例,目前随着我国学术期刊的英文版或是英文刊得到了较大幅度的增长,使我国大陆地区学术刊物的相关指标也有一定提升。然而,由于语种等方面的限制,我国建筑科学类刊物进入国际著名索引的数量依旧很少。但是到目前为止,根据CNKI的统计,在土木工程学科的期刊中有5种期刊入选EI工程索引,分别为《岩石力学与工程学报》、《建筑结构学报》、《岩土力学》、《土木工程学报》、《岩土工程学报》,远好于同属建筑科学范畴的建筑学等学科。按本学科的期刊数量来说,得到国际学术期刊评价体系认可的占比较高,反映出土木工程学科的期刊群体质量值得肯定。近年来我国科技期刊正逐步与国际接轨,国际化的意义和如何国际化的问题越来越被重视。从2012年开始,由清华大学所属的中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司和清华大学图书馆共同研制,中国科学技术文献评价研究中心每年的《中国学术期刊国际引证年报》,建立了一个较全面、客观地反映我国学术期刊国际影响力的评价体系,依据国内学术期刊被国际学术研究的引用情况进行数据统计和分析。其中,《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》、《岩土工程学报》三刊入选“2014中国最具国际影响力学术期刊”,进入TOP5%期刊行列,分别位列46、89、112位,而《土木工程学报》、《建筑结构学报》两刊入选“2014中国国际影响力优秀学术期刊”,进入TOP10%期刊行列,分别位列18、47位[9],而同为建筑科学范畴内的建筑学等学科则没有一种期刊进入该序列之中,表明土木工程学科在国际影响力方面远远超过同属建筑科学的其他学科和研究方向的。
5思考与结论
随着互联网技术的大规模应用,尤其是在大数据时代中,以往基于同行评价的学术期刊评价模式受到越来越多的挑战,而基于文献引证分析的文献计量研究方法将受到越来越多的重视。可以预见的是,在不远的未来对于学术期刊乃至学术文章的评价将可能更为清晰和直观,在借用现代计量手段的前提下对学术期刊以及学术文章的影响力评价也将更为准确[10]。学术期刊影响力的形成无外乎学术话题的掌握和刊载文章的质量两个方面,而这与学科自身的工作方法和研究手段等是息息相关的,本文通过对土木工程学科内的17种核心期刊进行数据分析发现,该学科内较好的影响因子表现、较好的web下载率和国际影响力都是与其较为严谨的工作态度和较好的学风不可分割的,而这一点也恰恰是同属建筑科学范畴内的建筑学等学科所缺乏的。
作者:邵松 谈一评 单位:华南理工大学建筑学院 广东工业大学土木与交通学院
参考文献:
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关键词:研究生培养;实践能力;校企合作;培养模式
随着世界新一轮技术革命和产业变革来临,我国传统工科教学面临着新机遇和新挑战。目前,部分高校传统工科研究生教育在课程结构体系设置上注重理论知识教学,而实践性环节更多在实验室完成,因此出现部分工科研究生实践能力较弱的现象。教育部于2017年4月8日在天津大学召开关于新工科的建设研讨会,会上达成“实践能力的培养是工程专业的根本”的新工科教育理念共识。在学校与学生层面,新工科理念提出要根据产业建设专业,探索工程教育方式,强调培育具有实践能力强、创新能力强的高素质新工科人才。学生实践能力的提高对其今后的职业规划与未来发展具有促进作用,同时有助于高校培养创新复合型人才。当代教育家陶行知在《行知行》中言道:“行是知之始,知是行之成。”对于技术理论的深入理解,需要经过实践才能灵活运用,仅通过书本学习无法领会土木学科的真谛[1]。为了适应工程行业新技术、新产业、新经济的发展需求,众多工科院校开始尝试对研究生培养模式进行变革。例如,国内湖南大学率先在研究生实践的课程目标、课程形式、教学模式、考核评价等方面进行了探索与实践[2]。华北理工大学提出建设校内科创平台和校外稳定的专业实践基地,明确细化各实训阶段的考核要求,不断完善考核制度,从而保障学生实践能力的提升[3]。西北农林科技大学作为一所世界一流农业大学建设高校,在研究生培养阶段既重视基础理论教育,也重视生产实践教育,但仍存在部分研究生缺乏实践能力的问题。基于此,笔者分析了西北农林科技大学土木工程学科部分研究生实践主观能动性不强的原因,对土木工程学科研究生实践教育模式进行了研究,并提出了几点可行性建议。
一、研究生实践能力薄弱的原因分析
(一)不了解学科特点
部分研究生在学习中存在重理论、轻实践的现象,对土木学科特点了解不足。本科阶段主要进行力学原理与专业基础的理论学习,部分研究生依然保留本科生时只注重理论的学习方式,不能及时过渡到研究型、创新型的研究生主动学习模式中[4]。土木工程学科很多重大理论与原始创新都来源于工程实践,而不是理论本身。土木工程学科研究课题紧密结合实际生产,不仅具有理论性,同时还有实践性与经验性。对于学科规律的总结与推广,仅进行公式推导或者理论证明是无法完成的,必须实实在在地进行工程应用。
(二)学习态度不端正
大部分土木工程实践活动需要学生头顶烈日或冒着风雨对岩石、土块、试样等开展检测或者试验,实践过程通常还伴随着巨大的噪音和飞扬的尘土,相比室内凉爽干净的环境,实践需消耗学生更多的时间与精力,部分研究生因此不愿参与生产实践。实际上,仅仅依靠理论分析难以充分描述土木学科研究对象的复杂性,难以理解实际生产时遇到与理论结果不符合的情况。在求学过程中,学生对土木知识的理解是“学习→实践→认识→再学习→再实践→再认识”的循环过程,许多复杂的公式与机械性原理只有通过在实践中浇灌汗水与智慧才能加深体会。
(三)学习目的不明确
受传统教育观念影响,部分学生较关注对基础理论知识的学习,忽略了结合专业特点进行自主探索式学习,并缺乏对未来的职业规划。西汉礼学家戴圣在《中庸》中说:“凡事预则立,不预则废。”人才培养的目的是教育出能够服务社会的创新型工程师和科研工作者,远离生产一线导致学生只会纸上谈兵,无法将理论知识与生产实践联系起来。缺乏发现问题与解决问题的能力,会对研究生本人的职业生涯带来不利影响,影响其未来的发展[5]。对于实用创新型土木研究生的培养,除课堂、实验室学习之外,鼓励他们积极参与到实践项目中是学生工程能力形成的重要方式。借助企业搭建的学习平台,掌握行业发展动态与技术革新方向,有利于提高研究生职业素养。
二、面向实践的创新复合型人才培养模式
(一)建立互惠互利的校外实习基地,加强校外实习基地管理力度
首先,选择优质对口的校外合作基地,培养土木工程前沿视野人才。在土木工程研究生培养过程中,校外实践环节是研究生工程能力提升的重要途径。在实践过程中,学生将完成知识储备向工程素养的转换,有利于培养学生面向未来的土木工程前沿视野。其次,以工程项目为依托,以科技创新为着眼点,建立互惠互利的校企合作模式。企业主要职能是创造经济效益。同时,企业还承担着推动科技革新的社会责任,因此企业发展需要相关科学技术和后备专业人才的支持。高校拥有集中、稳定的科研平台和高素质人力资源的储备,但高校传统教育模式较少接触到实际生产建设一线。对于土木工程专业来讲,课本知识教学滞后于实际工程应用,造成教学中的理论知识与生产建设脱节的现象。因此,学校与企业在科技进步和人才实践能力培养上的需求上是一致的。陆游在《冬夜读书示子聿》中说:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”研究生理论教育与实践教育是相互促进的关系,实践教育能为理论教育提供更好的创新平台,理论教育为实践过程提供后继人才,工程实践是两者结合的纽带[6]。在校企合作过程中,校企双方以企业开展的工程项目为依托,结合学生研究方向,以解决企业生产的技术问题为出发点,围绕科技创新制定研究计划,在校内外导师的指导下完成课题研究,建立互惠互利的校企合作模式。最后,制定切实可行的实践培养方案,建立校企长期合作机制。土木工程建设项目周期长,实际施工过程中不确定因素多,然而学生的实践时间有限并且相对固定,学校与企业制定符合实际情况的校外培养方案对于学生能否取得实践成果十分重要。针对建设过程中项目难点,围绕培养目标开展各项合作,达到校企双方优势互补、资源信息互通的效果。企业在培养学生时,要充分了解实践培养目标,以便提出具有一定灵活度的培养方案。有效的实践培养方案有助于学校与企业双方在培养学生过程中拥有切实的依据,提高研究生实践培养效率。
(二)建立双导师分工协作机制,充分发挥校外导师的实践指导作用
首先,研究生学术指导以校内导师引领为主,校外导师协同指导为辅。导师是研究生培养过程中的引路人和责任人,拥有丰富教育经验与实践能力的校内外导师是开展培养实践性人才教学的前提。目前,校内外导师培育学生的过程相对独立,难以合力发挥出指导学生实践的最大作用。实际上,土木工程作为一门来源于生产建设的学科,强调理论与实践的结合,不仅需要校内导师传授基础理论,同时还需要来自工程一线的企业导师发挥实践强项,引导学生建立理论学习促进实践能力培养、以实践深入认识理论知识的学习方式[7]。其次,完善校外导师的考核与激励制度,做到权责分明。校外导师一般为项目技术负责人,从事忙碌的生产活动,工作压力大,难以全身心地投入到研究生实践指导中来。另外,校外导师育人激励制度不完善,未能充分激发校外导师教学活力。事实上,校外导师因长期接触工程一线,不仅掌握最新技术的应用,还具有多年的工作经验,所以在指导研究生实践上拥有较大优势。在实践过程中,校外导师可以根据学生的专业特点与研究方向,结合学位论文的重点内容,引导学生了解工程建设过程,鼓励学生在工程现场发现与解决问题,不断提高与完善研究生的实践能力[8]。在实践教学过程中,校外导师要积极利用专业优势,给学生传授专业技能以及传授经验。根据研究生实践效果,企业、学校通过合理的绩效制度给予校外导师适当的奖励,提升校外导师培养学生的积极性与成就感。最后,加强校内外导师沟通交流,保障培养计划的统一性和高效性。设置双导师制的目的是培育具有工程素养的创新实用型人才,在培养环节需要校内外导强化实践能力培养的土木工程学科研究生育人模式研究师密切合作与交流。校内导师为学生搭建起知识框架,校外导师在此基础上,培育学生工程实践能力。为保障培养计划的统一性与高效性,校内导师须主导学生的培养过程。校内导师作为培养学生的主要责任人,应了解企业情况、工程项目进展以及学生实践过程,对于学生培养的关键环节要亲自把关,防止弄虚作假行为出现。同时,校内导师与校外导师要积极交流,以培养创新实用型人才为出发点,结合研究课题,保障研究生培养计划的统一性和高效性,提高人才培养效率。另外,学生要积极主动参与实践项目。企业和学校开展的教学实践活动,不仅需要校内外导师更新教学方式,同时还需要研究生转变自身重理论轻实践的思想。荀子在《儒效》中言道:“见之不若知之,知之不若行之。”实践学习的主体依然是学生,研究生须调整被动的学习方式,在校外导师的安排管理下主动通过查阅资料与开展调查弥补自身学习中的不足,提升自己的实践能力[9]。
(三)建立与实践能力相关的学位论文评价体系,加强实践过程考核
首先,建立实践能力多目标考核体系,提高学生实践参与度。现阶段,学校对研究生实践活动的考核主要以“活动记录、实践时长考核”的形式进行。笔者发现,研究生实践能力的提升局限于结果导向的培养考核机制,现有的考核制度对项目的过程缺乏有力的监督。另外,这种考核制度缺乏有效的激励措施,不能够激发学生的学习自主性。部分研究生在参与生产实践过程中存在着主观能动性不足的问题,有些学生怀着侥幸的心理,编造实践材料企图蒙混过关,这样参与实践活动实际上毫无意义。所以,要设定合理的考核目标,建立多目标考核体系,促进研究生积极参与实践项目,切实提高研究生创新实践能力,为社会培养出质量过硬的创新复合型人才。其次,强化实践过程考核,引进校外导师评价意见。校外导师作为学生实践环节的负责人,指导研究生了解工程项目,引导学生以解决实际生产问题为出发点开展研究。在学生实践过程中,校外导师根据学生参与项目的表现和创新成果进行记录与评价。校外导师通过不断完善监督机制,强化过程管理,激励研究生在实践中积极思考问题、查阅资料、认真开展实践活动。同时,校外导师意见纳入学生实践能力考核范围中,重视校外导师对学生实践学习的评价与意见,发挥校外导师实践经验丰富的特长,从实践角度发现学生不足,督促学生改善学习方式、强化自身专业素养。最后,实践能力与学位论文评价挂钩,重视研究生能力培养。著名教育家荀子在《劝学》中言道:“木受绳则直,金就砺则利。”学位论文的撰写是全日制研究生培养的关键环节,依据客观的、全面的、可操作性和服务培养目标的基本原则,将实践能力评价融入到学位论文考核标准中,对于促进研究生主动参与实践学习、提高实践能力具有重要意义。在研究生培养方案制定、开题报告撰写、学位论文答辩等环节中,将培养重心围绕在研究生实践能力提高上。根据论文研究的进度进行动态考核,参考工程的特点作为评价指标,体现研究生学习的工程实践性,从而增强研究成果实际应用价值与研究生培养成效。
三、结论
1.建立互惠互利的校企合作培养新模式。通过校企合作模式形成一个强化研究生基础理论和实践能力培养的良性循环,逐步在实践型人才培养过程中形成更高效的协同机制与科学管理模式。
2.依托双导师制优势,充分发挥校外导师的实践指导作用。通过对校外导师的考核与激励,提升校外导师的责任感与使命感,鼓励校外导师进行实践教学改革创新,提升学生学习兴趣和工程素养,激发研究生的创新灵感,充分发挥校外导师的实践指导作用。
【关键词】特色高校;土木工程学科;学科建设;地方经济;发展举措
0前言
随着时代不断发展,社会和地方经济发展需求不断提高。如何加强特色高校的特色学科建设,满足市场需求,立足于竞争激烈的社会之中是当代特色高效必须思考的问题[1]。以地方经济为基础构建自己的特色学科从而更好地服务地方经济,促进特色高效良性发展[2]。自2008年本人在东北电力大学土木工程学科开展自己的教育事业以来,深刻认识到加强土木工程学科建设对地方经济发展的重要性,以及为了更好立足于社会发展中,发挥特色高校自身优势的必要性。
1行业特色高校及特色学科
行业特色高校指的是,在高教管理体制改革中,由教育部或省区市等主要管理的高等学校,这些学校被原行业部门所属并具有特色鲜明的行业特征。特色学科指的是高校在一定的办学思想指导下,以及长期的办学实践中。经过思想指导和办学实践的结合,逐步形成的具有特色的学科。具体而言,特色学科是指一所学校的某一学科拥有较高的办学水平和独特的办学方法,已产生较好的办学效益和社会影响,是“人无我有,人有我优,人优我新”的学科。东北电力大学土木工程学科瞄准国家重大需求和地方经济建设需要,形成了4个稳定的学科方向:突出电力特色的防灾减灾工程及防护工程;围绕换热设备污垢监测、传热技术的供热、供燃气、通风及空调工程;重点面向电力土建的结构工程;针对高性能混凝土、建筑节能相变控温材料研发的土木工程材料。
2本校土木工程学科建设现状述评
2.1学科建设服务行业与地方的观念需加强
目前行业特色高校的许多科研人员,只坚持教学和实验,一味地努力做到科研创新和培养新一代研究型创新性人才,却忽略了行业服务和地方经济。[3]没有市场竞争意识,没有主动走向生产第一线,更没有成本效益观念,因此缺少和行业与地方企业的联系沟通,导致许多科研成果缺少实用性和经济性,不能满足市场需求,不能被社会使用。
2.2学科建设成果服务行业与地方的对接机制有待进一步完善
有许多行业特色高校眼光仍停留在注重人才培养这一层面上,不曾把眼光放在服务行业和地方发展上,不注重产学研相结合。有一些留在原地等待当地企业和地方政府主动,忽略了应该主动加入行业与地方。还有一些行业特色高校过多专注于行业与地方政府给予的人力,物力和财力的支持,做不到积极主动服务社会,奉献社会。还有一些只专注于教学,科研和培养人才等工作上,有足够的创新,却和行业与地方企业缺少联系,导致许多科研成果不能被实现,也无法为生产力服务,浪费了时间和优秀的想法。
2.3单独作战式的科研模式限制了学科建设成果服务行业与地方潜力的发挥
目前大部分行业特色高校的科研模式仍然是同学的单独作战,或者临时组成的科研小组,在过去这种传统的方法是发挥着积极的作用,可如今社会发展越来越快,这种传统的方法的弊端就展现出来了。首先是人才分散,对于重大的科技项目或者经济社会上急需解决的重大科技问题,分散的人才无法尽快完成项目结题或者解决问题。其次是分散的人才过多专注于自己的科研项目和学校教学任务,不善于和行业与地方企业沟通,不了解市场需求,也就导致大量优秀的科研成果不能被实现。
2.4学校内部和校企之间需加强协调
只有学校内部和校企之间共同协作,才会有更多大规模,适应市场的科研成果被开发利用。正是因为目前学校内部和校企之间缺少协作,才会使许多合作单位单独作战,也就造成了大量科研成果的浪费。只有科研成果研究方、技术开发方和技术受让方建立了良好的合作关系,才能保证科研成果被开发利用,为经济市场服务。
3行业特色高校土木工程学科建设服务行业与地方经济发展的意义
3.1加强土木工程学科建设是满足国家重大战略需求及吉林省地方经济建设需求之需
《纲要》[5]指出:“十三五”期间,土木工程行业重点开发高耐久性绿色建材。“中共吉林省委关于制定“十三五规划”的建议”中指出:加快把本省土木工程行业打造成新的支柱产业;强化基础设施支撑能力,推进本省土木工程行业建设。
3.2加强土木工程学科建设是满足吉林省培养高层次人才之需
吉林省缺乏培养大量的土木工程领域高层次人才,难以解决国家重大战略需求及吉林省地方经济建设需求中遇到的科学问题及工程难题,致使吉林省土木工程学科发展远远滞后于其他地区。建设土木工程学科是培养吉林省土木工程领域高层次人才所迫切需要的[4]。
3.3加强土木工程学科建设是加强吉林省对外国际交流合作之需
加强国际交流合作既是吉林省重大发展战略的要求,也是加速提升土木工程学科整体水平的必由之路,吉林省土木工程学科同国外的交流层次低、效果差。吉林省土木工程学科建设对于吉林省土木工程学科进行国外高水平交流、进而形成良好等合作机制是非常必要的。
4行业特色高校土木工程学科建设服务行业与地方经济发展的具体举措
4.1根据土木工程行业的特点和吉林省区域特点,确定土木工程学科的发展方向和研究发展方向
我省土木工程定位的重要依据是行业的发展特点和产业布局。土木工程学科服务社会是特色高校的最终目标。首先,考虑到行业和地方的社会发展水平和自然资源以及经济发展状况,规划学科发展方向以及研究与发展方向,从而使学科和产业和区域经济社会的发展是一致的,这不仅可以突出学校的特色,还能突出区域社会经济的特征,因此可以更好地服务于区域社会经济的发展。
4.2积极合作,提升土木工程学科建设的社会和经济效益
根据科技发展方向和国家发展需求,将土木工程创新平台,关键技术和集成技术的建设目标进行整合,以此规划土木工程发展目标。专注于构建旨在做到科技资源共享和服务公共的服务型平台。形成与行业,学术界和产学研紧密结合,能够适应市场的科技创新机制。依托“土木工程行业共性(关键)技术研究开发基地”、“土木工程行业共性(关键)技术开发与转移中心”、“土木工程行业关键技术及发展战略研究中心”,提出并解决现在面对的问题,同时预测未来可能面对的问题。积极搭建合作平台,从而提升土木工程学科的建设,服务社会,促进经济效益。
4.3产学研合作创新机制,加强产学研合作
以创新业绩激励,对岗位应聘、职责考核、团队合作等方面进行的深度改革就是创新行业特色高校的科技管理体制和运行机制,要明确每个创新要素在特色高校的管理体系和运行模式。要发展并且不断创新,做到校企人才多交流多沟通;要实现多方共赢,促使科研成果快速服务于生产力,并且明确科研成果成功转化后的投资与利益如何分配。要营造优秀的培养创新环境,不断激发科研人员的创新潜能,并且实施激励政策,最大化的开发创新,加快科研成果与市场接轨。企业基于特色高校的科技创新平台,建设自己的技术研究院,或者企业和特色高校合作,在企业内部建设研究中心构成了研究创新利益共享的校企合作长期机制。企业对研究院或研究中心给予财力和物力的支持,研究院或者研究中心为企业研发新的技术,也可以是行业特色高校培养出熟悉不同领域的创新型人才,这些人才可以满足企业的不同领域的不同需求,同时企业向特色高校或创新型人才支付合作费用,既保证了合作者的权益,又满足了自身的技术需求。科研成果的拥有者和想要引进项目的企业,只有融为一体,实现全面合作,才能做到技术资本化,共担风险,共享利益。这就是研究创新科技成果转化的投资与利益分配机制
4.4利用自身优势和特色,积极为行业与地方经济社会发展做出贡献
长期以来,行业特色高校一直和区域工业的经济发展紧密联系。近年来管理体制不断变革,行业特色高校的独大优势渐渐消失。面对这种情况,行业特色高校更要加强思考如何利用自身优势和特点积极服务于行业和地方经济,在竞争激烈的社会上生存。
【参考文献】
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[3]郭霄鹏.推动地方行业特色高校创建“一流学科”[J].中国高等教育,2017(09):36-38.
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
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经济的快速发展推动了科技的进步,在现代化的进程中,人口增长越来越快,这使得资源短缺和环境污染越来越严重,对现代工程师来讲,面临的问题也越来越复杂,在进行工程活动时,除了技术上的内容,还要重视非技术性因素,这些因素包括伦理、文化、社会、生态和政治等。工程项目在实际操作上越发离不开这些因素,工程在本质上与这些因素的内在联系上是不可分割的。综合来讲,在土木工程上,工程师担负着构建整体的责任,在对工程师进行工程的培养教育中,工程师内容的工作必须要得到充分的体现。大工程观的教育理念是建立在技术与科学之上,包括社会环境、经济、道德和文化等诸多因素的理念。传统的工程教育中,对科学化与专业化过分强调,从而使工程自身的弊端一直存在,而大工程观消除了传统工程的弊端,克服了传统工程的对科学化与专业化的问题,使工程的完整性和系统性得到全面凸显。
二、传统土木工程的缺陷
在传统土木工程的教学模式中,主要是以教师、教材和课堂教学为教育的中心,主要的特征是同步化和标准化。其特点是封闭性、确定性和机械性。这种传统的教学思想一直占据着我国教学思想的主流,其形成的各种教学模式如今依旧存在很大优势。但在传统的教学方式当中,一方面,教师只要是以教学的书本为主,枯燥得对理论知识进行讲授,学生在接收知识上处于被动的地位,从一定程度上忽视了学生的主体地位,这种填鸭式和注入式的方式限制了学生自主学习的能力,不利于学生创造性思维和素质的培养,在教学中,学生不能对相关的问题提出自己的见解和意见,对于学生不了解的问题,教育者不能够及时发现并解决,导致了课堂效率极低,教师所传授的理论知识不能被学生很好的吸收并理解。另一方面,教学的质量就是以考试的成绩为标准,教师对考试的内容和结果过度重视,从而忽视了对学生的实际应用能力的培养,对学生来讲,也是以应付考试为主要的学习目的,考试一旦通过,对学习便就此了之。
三、土木工程具体的教学改革
(一)大工程观教学方法的改革
在土木工程的教学方法上,教师首先要改变观点,在向学生传授技能和知识的时候,还要注重对学生工程的实践能力、适应学习工程中不断发生形势变化的能力、创新能力以及获取知识等能力的培养。改变以往教学中教师只专注于讲授,让学生被动接收知识的教学方法,教师理应注重学生自主参与的意识,充分调动学生的积极意识,通过引导和启发,让学生通过自身对知识的理解,获得知识;通过对学生的实践,使其培养获取工程实践、知识以及创新的能力,提高学生的专业素质。在教学的过程中,教师还要根据学生具体情况,对其个性差异、学习情况和性格特征,采取不同的教学方式,最终达到合理教学的目的。并通过读学生不断地引导和指导,使其自主学习,掌握较强的知识,获得良好的发展。
(二)对土木工程中专业能力的培养改革
土木工程的课程涵盖面积广,不仅仅要求学生掌握结构力学、材料力学、理论力学、暖通学科、士力学、水力学和岩石力学的基本知识和基本理论,还要具备对项目工程计算分析、项目管理、项目规划和组织施工的能力;还兼备能在水利设施、高层建筑、房屋建筑、地下建筑、铁路或者公路的隧道、桥梁和道路的设计、经营、施工等高级工程管理技术人才。因此,教师必须要为学生提供力学、数学、化学和物力等一系自然科学知识,还有一些其他相关的工程技术、人文社科、管理知识和建筑艺术等方面的知识。由于涉及的知识内容较多且极其复杂,这就需要土木工程的教育者对其进行整体上的优化,并统筹设计,使各个学科的知识有效和有机得融合在一起,形成较为有序统一的课程体系。对土木工程学生能力的重视培养,主要要加强学生实践的能力,在掌握了较强的理论知识基础上,着重培养其将实践操作的能力,更深层次得加强学生的土木工程知识的视野。
(三)实践环节上的改革
在土木工程的环节上,大致可以分为三大类,分别是实践、实习和毕业设计。作为土木工程学科学生需要具备的基本工程能力来讲,实验是土木工程专业的学生所要掌握的最基础的内容;而实习能够帮助学生通过理论知识对实际的联系,对社会进行相应的了解,重点培养学生的工程素质;毕业设计主要对学生的学习内容进行有效综合,使其通过理论分析问题,是解决工程问题的关键环节。在使用的规范和测试中,土木工程的实验数据和结构上的试验特点会使学生产生深刻的印象,这有利于学生今后在专业课上的学习。为了使学生的实践能力得到提高,教育者要建立相应的实习基地,对学生的认识实习、课程设计以及专业实习进行充分的结合,对学生的毕业设计做好相关的指导。通过课程上的设计、生产方面的实习、毕业实习以及论文的设计等一些综合性的实践环节,对学生解决问题和分析问题的能力重点培养,使学生掌握相关的专业知识,合理地将知识及能力应用和发挥在土木工程的建设中。
四、结束语
【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:
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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:
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[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:
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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:
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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]
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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:
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[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
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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:
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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
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