面向卓越計劃的結(jié)構(gòu)設(shè)計課程教學(xué)改革實(shí)踐★

盧召紅 張文福 薛景宏 于 洋

(1.東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163318; 2.黑龍江省防災(zāi)減災(zāi)與防護(hù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318)

面向卓越計劃的結(jié)構(gòu)設(shè)計課程教學(xué)改革實(shí)踐★

盧召紅1,2張文福1,2薛景宏1于 洋1

(1.東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163318; 2.黑龍江省防災(zāi)減災(zāi)與防護(hù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163318)

以卓越工程師教育培養(yǎng)計劃為導(dǎo)向，對結(jié)構(gòu)設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)體系等方面進(jìn)行了深入的改革與創(chuàng)新，并著重培養(yǎng)學(xué)生個人能力、團(tuán)隊能力和項目運(yùn)作能力，旨在將學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)方式融入到新的結(jié)構(gòu)設(shè)計課程體系中，建立健全新的培養(yǎng)方法。

卓越計劃，混凝土結(jié)構(gòu)，教學(xué)改革，設(shè)計導(dǎo)向

0 引言

面向工業(yè)界、面向世界、面向未來培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類工程技術(shù)人才是我國“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)的主要目標(biāo)。卓越計劃就是要促進(jìn)高等教育面向社會需求培養(yǎng)新型專業(yè)人才，為國家的發(fā)展和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)[1]。

結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程是高等院校，土木工程專業(yè)學(xué)生本科或?qū)？茖W(xué)生必須精通并要應(yīng)用到實(shí)際工作中的專業(yè)課。概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重。設(shè)計方法，設(shè)計計算工程和解決實(shí)際問題都需要圍繞概念設(shè)計，將專業(yè)知識合理的應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計當(dāng)中。如何培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)工程概念；如何利用力學(xué)知識建立合理有效的計算模型；如何掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和解決實(shí)際工程問題的能力，并能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是該類課程體系需要解決的問題。理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識運(yùn)用到工程實(shí)際是課程體系改革的首要問題。傳統(tǒng)的課堂講授為主線，課堂提問或答疑配以相應(yīng)的課程設(shè)計、實(shí)踐教學(xué)等方法，并不能起到真正培養(yǎng)實(shí)際設(shè)計能力，或者起到的作用效果并不明顯。此外，傳統(tǒng)的教學(xué)模式使學(xué)生產(chǎn)生了重理論學(xué)習(xí)而缺乏創(chuàng)新能力、執(zhí)行能力和實(shí)際操作能力。如何使工程類學(xué)生走出目前教學(xué)模式帶來的誤區(qū)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、實(shí)際操作能力的新世紀(jì)人才，實(shí)現(xiàn)國家確定的“到2020年進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列”科技發(fā)展總體目標(biāo)，尋求新的教育教學(xué)是當(dāng)務(wù)之急。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計人才培養(yǎng)模式

隨著高等教育由原來的精英教育向普通教育的轉(zhuǎn)變，同時受社會大環(huán)境的影響，近年來，土木工程類專業(yè)的學(xué)生招生和就業(yè)均發(fā)生了較大的變換[4]。生源數(shù)量增多但質(zhì)量相對下降，本科畢業(yè)生已經(jīng)從過去的以科研、勘察設(shè)計單位為主要的就業(yè)方向改為主要面向小型設(shè)計公司、施工單位、生產(chǎn)單位和工程管理等單位[4,5]。為了滿足各個用人單位的要求，不少大學(xué)生畢業(yè)后隨即被派往國外，在國外從事相關(guān)專業(yè)的工作或工程管理，也有不少人選擇了繼續(xù)攻讀碩士研究生或工作一段時間后攻讀工程碩士研究生，以提高自身的就業(yè)競爭力。土木工程專業(yè)人才的需求具有明顯大的多樣性和綜合性，要求工程專業(yè)人才應(yīng)具備多樣化的職業(yè)素質(zhì)能力。新教育模式要求除具有傳統(tǒng)教育所注重培養(yǎng)的設(shè)計創(chuàng)新能力外，工程管理能力、公共關(guān)系處理、協(xié)調(diào)協(xié)作能力、自我推銷意識等是對高素質(zhì)人才的綜合要求，也是當(dāng)前土木工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)，同時還應(yīng)具備有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)意識和效益觀念及競爭意識[6]。當(dāng)然，這些綜合素質(zhì)的培養(yǎng)也應(yīng)因人而異，重點(diǎn)突出，針對不同的學(xué)生因材施教，不能全盤統(tǒng)一，沒有重點(diǎn)，反而會使得培養(yǎng)的學(xué)生所需知識或能力廣而不精，多而不專，不能一味的強(qiáng)調(diào)多樣性，綜合性。

現(xiàn)在的用人單位主要是以企業(yè)為主，尤其是以外資企業(yè)、合資企業(yè)和私人企業(yè)為主。企業(yè)的用人目的均是從企業(yè)利益出發(fā)，不經(jīng)過再培養(yǎng)或短期培訓(xùn)就能夠立即發(fā)揮想要的作用是每個企事業(yè)主的目標(biāo)，能夠獨(dú)擋一面的熟練技術(shù)人員是他們最渴望的人才。這就對高校培養(yǎng)土木工程專業(yè)人才提出了新的要求和新的目標(biāo)。

土木工程專業(yè)培養(yǎng)出的工程師應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：適應(yīng)土木工程領(lǐng)域的需求，為中國特色的土木工程建設(shè)發(fā)展服務(wù)；具備“走出去”的國際化服務(wù)意識和能力，為土木工程領(lǐng)域開拓國際市場提供可靠的人力資源和技術(shù)保障，增強(qiáng)國際市場競爭能力；具備長遠(yuǎn)戰(zhàn)略眼光，能夠高瞻遠(yuǎn)矚，培養(yǎng)堅實(shí)的后備人才梯隊，以滿足未來發(fā)展需要，適應(yīng)和引領(lǐng)未來土木工程技術(shù)的發(fā)展。

2 適應(yīng)新形勢需求，完善實(shí)踐課程教學(xué)體系

一個專業(yè)所設(shè)置的課程相互間的分工與配合，構(gòu)成課程體系[7]。課程體系是否合理直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。高等學(xué)校課程體系主要反映在基礎(chǔ)課與專業(yè)課，理論課與實(shí)踐課，必修課與選修課之間的比例關(guān)系上。

“卓越計劃”人才培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要手段之一是通過課程體系建設(shè)設(shè)置，土木工程專業(yè)是一個傳統(tǒng)的專業(yè)，經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐和錘煉，現(xiàn)有的課程體系已經(jīng)過長期考驗(yàn)證明，具有其自身的科學(xué)性、系統(tǒng)性和合理性。原有的課程之間互相協(xié)調(diào)，課程與教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)合密切，主要課程及專業(yè)構(gòu)成的課程體系不能隨意改動打亂，但可根據(jù)新的培養(yǎng)目的和要求，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和完善。面向卓越計劃的土木工程課程體系的實(shí)踐課程主要包括力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、建筑材料實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、校內(nèi)外實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等。力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是專業(yè)基礎(chǔ)內(nèi)容，包括力學(xué)模型的建立、力學(xué)求解過程，是土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)；材料力學(xué)是力學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體應(yīng)用和對材料力學(xué)性能的充分認(rèn)知與研究，是主要的核心內(nèi)容；結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論和計算方法的重要途徑，是發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題的主要手段，通過結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)理論的正確與否，也是鑒定結(jié)構(gòu)質(zhì)量的直接方法，是鑒定各類專業(yè)技術(shù)規(guī)范和專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。課程設(shè)計主要要素包括專業(yè)課程目標(biāo)和課程主要內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動內(nèi)容和課程評價體系等。實(shí)習(xí)的作用有驗(yàn)證自己的職業(yè)抉擇，了解目標(biāo)工作內(nèi)容，學(xué)習(xí)工作及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，找到自身職業(yè)的差距的一種手段，并能使理論知識變成實(shí)際操作，學(xué)以致用。畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決工程實(shí)際問題的能力以及獨(dú)立工作能力等重要環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計還能培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的組織管理、社交能力以及協(xié)作協(xié)調(diào)能力，是學(xué)生畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)，也是衡量高等教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要評價內(nèi)容。

設(shè)計創(chuàng)新能力是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的前提，在保證培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力的前提條件下，應(yīng)注重學(xué)生的工程管理能力、人文素質(zhì)和工程經(jīng)濟(jì)管理能力的培養(yǎng)。主干課程是專業(yè)培養(yǎng)必不可少的內(nèi)容，也是不能大量縮減甚至不能縮減的課程內(nèi)容，可對主干課程進(jìn)行必要的改革和完善，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加工程管理、環(huán)境保護(hù)及經(jīng)濟(jì)與法規(guī)等方面的選修課，加強(qiáng)實(shí)用技能的訓(xùn)練與應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)成果整理、課程作業(yè)、課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計等各教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)強(qiáng)化計算機(jī)輔助設(shè)計和計算軟件應(yīng)用分析的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

此外，在進(jìn)行課程設(shè)置時，應(yīng)考慮學(xué)生的“雙證書”政策，鼓勵學(xué)生考取職業(yè)資格證書或?yàn)楣ぷ骱罂既∽灶惖穆殬I(yè)資格證書做好充足的準(zhǔn)備。

充分發(fā)揮校企合作作用，對校企合作的項目或?qū)W生實(shí)習(xí)基地注重建設(shè)，發(fā)揮校企和學(xué)生實(shí)習(xí)基地的作用，緊緊圍繞企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際需求，設(shè)計院或建設(shè)管理單位以及施工監(jiān)理等企事業(yè)單位對人才的需求、規(guī)格、要求和標(biāo)準(zhǔn)，對共建課程和實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行改革。針對企事業(yè)單位的工作流程、工作特點(diǎn)、崗位技能和綜合素質(zhì)要求，確定所學(xué)課程的知識結(jié)構(gòu)、選擇實(shí)用的課程內(nèi)容，有針對性的開發(fā)出版相應(yīng)的專業(yè)教材，將企事業(yè)單位需要的知識、關(guān)鍵的技術(shù)能力需求和專業(yè)素質(zhì)提煉出來并融入到課程內(nèi)容當(dāng)中，將過去的單一觀摩性實(shí)習(xí)變成到企業(yè)完成系列實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，真正做到學(xué)以致用。

3 基于工程項目的學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法

結(jié)構(gòu)設(shè)計課程體系以實(shí)際工程項目為載體整合學(xué)科知識，從實(shí)際設(shè)計中引出工程問題，讓學(xué)生在解決問題的過程中掌握專業(yè)知識、發(fā)展工程能力。課程教學(xué)主要是為學(xué)生提供牢固的基礎(chǔ)知識背景和支撐，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目的，學(xué)習(xí)解決學(xué)生為何而學(xué)和怎樣應(yīng)用的問題。

通過對某混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工圖繪制，分析其設(shè)計方法和設(shè)計過程，使學(xué)生了解本課程核心知識與施工圖設(shè)計的關(guān)系。讓學(xué)生從一個工程師的角度去面對課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)到的知識運(yùn)用到真正的設(shè)計當(dāng)中，使理論知識得到利用，從而可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任意識，也展示了學(xué)生的創(chuàng)新思維與構(gòu)思。通過概念設(shè)計，結(jié)構(gòu)計算，結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計，施工圖繪制，現(xiàn)場施工圖交底等過程，完整地展開構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)用四大環(huán)節(jié)于一個施工項目，完成一個結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程。

通過實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行項目研究，啟發(fā)學(xué)生有針對性的提出科學(xué)和技術(shù)性問題，這些問題與所學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)概念和工程專業(yè)知識相互關(guān)聯(lián)，能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲望和探究興趣。同時，以這些問題作為探究點(diǎn)，使學(xué)生在收集閱讀文獻(xiàn)資料、實(shí)驗(yàn)觀察與實(shí)際操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與整理歸納中得出規(guī)律性的結(jié)論，形成知識體系。同時，引導(dǎo)應(yīng)用這些知識解釋實(shí)驗(yàn)和項目研究中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)知識來解決遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)。

4 教學(xué)形式與考核方式的改革

結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程共同的特點(diǎn)是理論與實(shí)踐性均較強(qiáng)，力學(xué)模型及空間想象力強(qiáng)，與相關(guān)基礎(chǔ)課聯(lián)系較多，教學(xué)中應(yīng)注重啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生掌握重要概念的背景來源，注重工程實(shí)際結(jié)構(gòu)，避免學(xué)生死記硬背。要善于將實(shí)際工程如教學(xué)樓、食堂、宿舍樓、住宅等與課堂教課結(jié)合起來，使學(xué)生加深印象。教學(xué)中有計劃有目的地向?qū)W生介紹學(xué)習(xí)與實(shí)際設(shè)計或建造之間的關(guān)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂教學(xué)應(yīng)以理論教學(xué)為主，多媒體為輔，實(shí)踐教學(xué)要有針對性，實(shí)習(xí)過程中要注意將理論知識融合到工作當(dāng)中。

成績的考核可以有兩種方式：第一種由期末考試成績、平時作業(yè)成績、實(shí)驗(yàn)成績和課程設(shè)計成績四部分組成。第二種是將課程設(shè)計成績單獨(dú)分離，將課程設(shè)計單獨(dú)賦予學(xué)分，單獨(dú)給考核成績。

第一種方式中期末考試成績占總成績的50%，平時作業(yè)成績占10%，基本實(shí)驗(yàn)成績均占20%，課程設(shè)計成績占20%。第二種方式中期末考試成績占總成績的60%，平時作業(yè)成績占20%，基本實(shí)驗(yàn)成績均占20%。

期末考試以閉卷考試的方式，考試內(nèi)容主要考察理論知識和概念設(shè)計方法，基本的施工方法和常用的建筑法律法規(guī)。考試題型要有多樣性，從不同的角度和不同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計考試題。試題可設(shè)50%的客觀題目，這類題目要求學(xué)生必須熟悉掌握規(guī)范和規(guī)程的強(qiáng)條規(guī)定；另一部分設(shè)置50%的主觀題目，無標(biāo)準(zhǔn)答案，一題多解，強(qiáng)調(diào)工程背景，重點(diǎn)考察學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題和創(chuàng)新思維的能力。平時作業(yè)以大作業(yè)的形式布置任務(wù)，要求學(xué)生在完成作業(yè)的過程中學(xué)會利用規(guī)范規(guī)程，學(xué)會資料的查閱。作業(yè)布置和批改過程中，要注意避免學(xué)生抄襲。實(shí)驗(yàn)成績要以實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)認(rèn)真程度和實(shí)驗(yàn)報告綜合考核給出最終成績。實(shí)驗(yàn)可以按分組的形式進(jìn)行。

課程設(shè)計成績分三個階段評定：

1)平時成績約占課程設(shè)計部分總成績的30%，平時成績包括出勤情況、工作態(tài)度和資料查閱能力；

2)設(shè)計成績約占課程設(shè)計部分總成績的50%，設(shè)計成績包括計算內(nèi)容和圖紙繪制，計算書要求計算方法得當(dāng)，計算過程清晰簡練，計算結(jié)果準(zhǔn)確，計算書書寫規(guī)范工整，設(shè)計圖紙或施工圖紙要求表達(dá)清晰，繪制標(biāo)準(zhǔn)，圖紙工整；

3)課程設(shè)計答辯驗(yàn)收約占課程設(shè)計部分總成績的20%，答辯驗(yàn)收階段首先進(jìn)行各設(shè)計小組之間的互評，使每個設(shè)計小組所涉及知識的不同知識點(diǎn)在互評過程中得到補(bǔ)充學(xué)習(xí)，通過這種方式可使每個同學(xué)所學(xué)的知識更加完善，避免學(xué)習(xí)中出現(xiàn)片面和死角情況。小組互評結(jié)束后由指導(dǎo)教師組織面試答辯。該考核方式可幫助學(xué)生提高團(tuán)隊協(xié)作意識，集體學(xué)習(xí)能力和溝通協(xié)調(diào)能力，同時可使學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性和主動性得以提升，從而可增強(qiáng)教學(xué)效果。

[1] 林 健.注重卓越工程教育本質(zhì)創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育,2011(6)：18-20.

[2] 許 明,劉在今.土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案研究[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報,2008,27(2):21-23.

[3] 劉勇健,吳炎海.土木工程人才培養(yǎng)方案研究[J].高等建筑教育，2010,19(6):13-17.

[4] 方從嚴(yán),梁有峰,吳 慶.土木工程的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢綜述[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2005,13(2)：13-15.

[5] 孫世國.21世紀(jì)土木工程發(fā)展趨勢芻議[J].北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002(4)：21-23.

[6] 田躍平，陳志聰.土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才的定位與培養(yǎng)模式探討[J].皖西學(xué)院學(xué)報，2006(5)：8-10.

[7] 范孟華.土木工程專業(yè)課程體系與培養(yǎng)模式的研究[J].高等建筑教育,2001(3)：65-66.

On practice of teaching reforms for structural design courses of “For Excellence Plan”★

LU Zhao-hong1,2ZHANG Wen-fu1,2XUE Jing-hong1YU Yang1

(1.CivilArchitecturalEngineeringCollege,NortheastPetroleumUniversity,Daqing163318,China;2.HeilongjiangKeyLabforPreventingDisastersandReducingDamages,Daqing163318,China)

Guided by the education and cultivation plan for excellent trainers, the paper has the deep reform and innovation of the teaching contents, teaching methodology, and teaching system of the structural design system, mainly cultivates students’ individual capacities, teamwork and program operation abilities, so as to integrate students’ practical ability and innovative ideology into the new structural design courses and to establish the new cultivation methods.

excellent plan, concrete structure, teaching reform, design guidance

1009-6825(2014)28-0268-03

2014-07-30★:黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(項目編號：12541068)

盧召紅(1976- )，男，碩士，副教授； 張文福(1965- )，男，博士，教授； 薛景宏(1968- )，男，博士，教授； 于 洋(1977- )，男，博士，副教授

G642.0

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