土木工程專業工程設計類課程教學改革探討＊

丁發興，余志武，龔永智

(中南大學土木建筑學院，湖南 長沙 410075)

土木工程專業工程設計類課程教學改革探討＊

丁發興，余志武，龔永智

(中南大學土木建筑學院，湖南 長沙 410075)

對土木工程專業工程設計類課程教學改革提出設想。土木工程專業工程設計類課程應構建概念設計模塊、分析模塊、設計模塊和新技術模塊的“四模塊”課程體系;應提出將土木工程傳統知識傳授與最新技術進展相結合、將專業知識傳授與現代信息技術相結合、將書本知識傳授與教師的科研成果介紹相結合和將基本概念傳授與工程案例教學相結合的“四結合”課程內容;應創新課堂教學向實驗教學、課程設計、畢業設計、學科競賽和課外科技創新活動延伸的“五延伸”教學方法。為此，土木工程專業工程設計類課程應在師資隊伍建設、教材建設教學和教改和創新性培養等方面取得良好效果。

土木工程專業;工程設計類課程;教學改革

一、專業介紹

按照《高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱》［1］的要求，畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:(1)具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文社會科學基礎和外語語言綜合能力;(2)掌握工程力學、流體力學、巖土力學、工程地質學和工程制圖的基本理論與基本知識;(3)掌握建筑材料、結構計算、構件設計、地基處理、給水排水工程和計算機應用方面的基本知識、原理、方法與技能，初步具有從事土建結構工程的設計與研究工作的能力;(4)掌握建筑機械、電工學、工程測量、施工技術與施工組織、工程監測、工程概預算以及工程招標等方面的基本知識、基本技能，初步具有從事工程施工、管理和研究工作的能力;(5)熟悉各類土木工程的建設方針、政策和法規;(6)了解土木工程各主干學科的理論前沿和發展動態;(7)掌握文獻檢索和資料查詢的基本方法，具有一定的科學研究和實際工作能力。

土木工程專業工程設計類課程包括《房屋混凝土與砌體結構設計》、《房屋鋼結構設計》、《高層建筑結構設計》、《橋渡設計》、《道路線路勘測設計》、《鐵路規劃與線路設計》、《地下空間規劃與設計》等，這些工程設計類課程都有共同的特點，如大多以概念為基礎、以力學計算為輔助、以工程背景為出發點，并隨著行業的發展出現新的技術等。但目前，這些課程因專業方向的不同而內容差異較大，同時受前蘇聯課程體系的影響，土木工程專業工程設計類課程教材編寫缺乏統一思想，給學生的認知帶來不便，這些課程應進行教學改革，以適應新時期通才教育的要求。

目前，我國是一個發展中國家，土木工程行業仍處于黃金建設期，城鎮化建設以及國家在基礎設施領域的大規模投入，對拉動內需、緩和國際金融危機對我國國民經濟發展的影響，將發揮非常重要的作用。房屋建筑、地下建筑(含礦井建筑)、道路、隧道、橋梁建筑、水電站、港口及近海結構與設施、給水排水和地基處理等領域的發展，新的工程建設，對土木工程專業設計理論和設計方法提出了新的要求。因此，抓好土木工程專業工程設計類課程的課程建設，擴大、深化和更新土木工程專業工程設計類課程教學內容，對于全面培養土木工程綜合性人才具有積極的意義。

二、教學改革設想

(一)堅持優化整合的原則，構建“四模塊”的課程體系

土木工程專業工程設計類課程按照知識模塊順序由概念設計模塊、分析模塊、設計模塊和新技術模塊等組成。如《混凝土結構及砌體結構設計》課程內容包括緒論、樓蓋結構、單層廠房、框架結構和砌體結構等五個部分，共計56學時。該課程的知識模塊順序由結構概念設計模塊、結構分析模塊、結構設計模塊(包括截面設計和構造)和新結構新技術模塊等組成，該課程設置的“四模塊”既合理分割又有機聯系，符合學生的認知和實踐規律。本課程通過按“四模塊”組織教學，對提高學生的工程意識和房屋結構設計能力發揮了良好作用。

(二)堅持與時俱進的原則，提出“四結合”的課程內容

1.將傳統知識傳授與土木工程最新技術講座相結合。如《混凝土結構及砌體結構設計》課程，教師除結合樓蓋結構、單層工業廠房、多層框架結構和砌體結構介紹國內外最新進展外，邀請國內外知名專家作專題學術報告，擴寬學生專業視野。

2.將專業知識傳授與現代信息技術相結合。以實地觀察、現場視頻、照片及FLASH動畫等手段，以網絡教學平臺、校電子圖書館平臺和專用結構計算技術為切入口，進行形象性教學，培養學生從多種渠道獲取知識的能力，增強學生學習本專業課程的興趣，加深學生對課程內容的理解和掌握。

3.將書本知識傳授與教師的科研成果介紹相結合。將教師在科研和工程實踐中取得的成果有機融入課堂教學，提高課堂教學效果。將與本課程內容相關的工程應用中最新科研問題引入課堂教學，將正在建設的重大工程和需要解決的重大技術難題介紹給學生;將最新研究成果、工程實踐中的經驗和應用技術，以及國內外本學科領域研究成果和前沿問題融入教學。讓學生接觸到本課程內容的科學前沿知識，引發學生思考，明確自己肩負的重任，激發學習的主動性。

4.將基本概念傳授與工程案例教學相結合。運用基礎課程的基本知識和基本理論，對工程設計和工程質量問題加以剖析，引導學生明確課程學習目的，掌握課程內容的學習方法和思維方式，培養學生自主學習能力和創新意識，提高學生分析問題和解決問題的能力。

土木工程專業工程設計類課程通過按“四結合”的原則組織課堂教學，將適時更新課程教學內容，拓寬學生的專業知識面，更重要的是學生了解本學科的國內外發展動態和最新進展，調動對專業課程學習的積極性，大大提高課程的教學效果。

(三)堅持學以致用的原則，創新“五延伸”的教學方法

積極開展課內教學向課外教學延伸的教學方法研究與實踐，實現課堂教學的“五延伸”:

課內教學向實驗教學延伸，可充分利用各學校的實驗教學條件，將專業教學與認識實習、結構實驗和網絡實驗教學等方面結合起來，有效促進學生各種知識的融會貫通，消化理解;

課內教學向課程設計延伸，通過完成某一工程設計的訓練，鼓勵學生采取手算和計算機電算相結合的方式開展課程設計，使學生進一步加深對土木工程學科知識的基本理論、計算方法的綜合理解和系統消化，有效鞏固強化課內教學的效果;

課內教學向畢業設計延伸，通過畢業設計的回顧，使學生掌握和鞏固工程設計類課程的主要知識內容，理解本專業設計的基本程序和思路，具備基本的設計能力，有效解決課時壓縮和專業知識信息量增加的矛盾，初步具備了結構工程師的基本素質;

課內教學向學科競賽延伸，鼓勵學生積極參加力學競賽和結構建模競賽，學校每年組織土木工程專業學生舉行校內本科生結構模型大賽，并挑選優秀學生積極參加省內及全國大學生結構模型大賽，為學生創造出良好的培養動手能力的環境。

課內教學向課外科技活動延伸，積極組織學生參加課外科技活動，激發學生的創新潛能，提高學生的創造性思維能力。

土木工程專業工程設計類課程的課堂教學向實驗教學、課程設計、畢業設計、學科競賽和課外科技創新活動延伸，將提高學生分析問題與解決問題的能力。

三、課程建設設想

(一)師資隊伍建設

土木工程專業工程設計類課程需形成老、中、青搭配的合理教學梯隊，師資培養可采取以下措施:

(1)培養與引進相結合，提高整體水平。師資培養和隊伍建設長期貫徹學校培養與引進相結合的方針:一方面積極引進國內外名校名師下培養的優秀博士畢業生;另一方面，全體在崗教師應在職攻讀博士學位，教師的綜合素質和水平將大幅提高。

(2)堅持教學方法研究，改善教學質量。教師團隊應不斷學習教學方法，探討如何激發學生的學習積極性、主動性和創造性，不定期地舉行教學活動，相互聽課，相互學習，共同提高。

(3)積極開展科研活動，以科研促教學。教師團隊應堅持從工程應用出發，開展土木工程理論應用技術的研究，并積極運用所取得研究成果，服務于我國的基礎設施建設。通過這些科研工作和工程實踐的磨練，將有力地增強教師的學術水平、課程教學水平和指導畢業設計的能力。

(4)以老帶新，幫助青年教師迅速提高。對新增的具有博士學位的優秀青年教師，采取以老帶新的方法，指定具有豐富教學經驗、教學效果好的年長教師指導。指導過程按:跟班全程聽課→部分章節試講→參與課程設計指導→參與畢業設計與畢業實習指導→參與指導教師的科研課題和工程設計項目實踐→獨立主講全部課程、指導教師跟蹤聽課→獨立指導畢業設計的模式進行。并制定詳細的實施計劃，以促進他們迅速成長，為本課程后備教師隊伍和學科發展奠定基礎。

(5)參加國內外學術交流，提高學術水平。鼓勵團隊的教師積極參加國內外學術交流，擴大本校教師在行業內的影響力，了解國內外相關領域的最新研究動態，適時將最新研究成果納入到教學課件或電子教案中。

(6)鼓勵出國做訪問學者，推進國際化進程。鼓勵團隊的教師積極出國做訪問學者，了解國外相關領域的最新研究動態，學習先進教學、科研方法，提高教學、科研水平，適時將最新研究成果納入到教學課件或電子教案中。

(二)教材建設

根據“四模塊”課程體系、“四結合”課程內容和“五延伸”教學方法的設想，應適時更新土木工程專業各工程設計類教材。

(三)教學、教改和創新性培養

在課程教學中正確處理知識傳授與能力培養的關系，應貫徹“三注重”，即注重概念設計教學、注重分析能力培訓、注重創新能力培養;在課程教學中正確處理傳統知識與現代技術的關系，應堅持“四結合”;在課程教學中正確處理課內教學與課外教學的關系，應實現課堂教學的“五延伸”，充分調動學生對專業課程學習的積極性，提高學生分析問題與解決問題的能力。

四、結語

土木工程專業工程設計類課程應堅持優化整合的原則，構建“四模塊”的課程體系，堅持與時俱進的原則，提出“四結合”的課程內容，堅持學以致用的原則，創新“五延伸”的教學方法，以符合學生的認知和實踐規律，將調動對專業課程學習的積極性，并提高學生分析問題與解決問題的能力。

［1］高等學校土木工程專業指導委員會.高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱［M］.北京:中國建筑工業出版社，2007.

2011－02－16

丁發興(1979－)，男，浙江瑞安人，副教授。