日本高校土木工程專業大學生實踐教學淺析

崔瑤++年廷凱++陳廷國

摘要：實踐教學是大學本科教育的重要組成部分，是培養學生綜合能力最重要的環節之一，特別是對工程實踐能力有特殊要求的土木工程專業。文章介紹了日本東京大學、京都大學、東京工業大學三所著名高校土木工程專業的實踐教學課程體系設置，通過分析其實踐課程體系的特點以及實踐課程在日本高等教育中的地位和作用，總結日本高校實踐教學體系的獨特之處，以期為中國高校土木工程專業實踐教學改革和卓越工程師教育培養計劃的有效實施提供可借鑒的經驗。

關鍵詞：實踐教學；土木工程；日本高校；綜合素質

中圖分類號：G6420文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2016）04004104

工程教育的綜合化趨勢與現代社會對工程技術專業人員的知識結構要求緊密相聯。既精通業務并富有創新精神的專才，又能迅速解決新問題和復雜問題的全才是現代土木工程師的培養目標

。現代土木工程師應具備專業知識、方法論知識、跨學科全方位的思維方式、解決問題的能力和團隊精神等[1-2]。

土木工程師應具有實踐、理論、計算三個方面的知識結構。工程師最終的任務是將理論和計算有機融合并在實踐中應用，通過實踐來驗證理論和計算的結果是否正確，所以工程人員必須具備實踐技能。大量的工程問題由于各種原因，很難直接進行理論分析計算，在很大程度上仍然依靠實踐經驗來解決，因此，土木工程師應具有一定的實踐經驗[3-5]。

實踐教學環節是大學本科教育的重要組成部分，也是實施“卓越工程師教育培養計劃”的關鍵一環，對促進學生的學習能力、實踐能力和創新能力，培養造就創新能力強、適應經濟社會發展需要的卓越工程師人才具有積極的促進作用[6]。特別是對工程實踐能力有較高要求的土木工程專業，實踐教學環節是學生培養不可或缺的部分。日本是工科教育開展較好的國家之一，筆者選取了日本土木工程專業排名前五名三所著名高校（東京大學、京都大學、東京工業大學），重點介紹這三所高校土木工程專業實踐教學模式的設置情況，并通過分析各個學校實踐教學設置的差異性，以期為中國同類大學土木工程專業實踐教學和制定卓越工程師培養計劃提供可供借鑒的經驗。

一、日本高校實踐課程體系特點

與中國的土木工程專業設計不同，日本的土木工程專業主要涉及橋梁、道路等基礎設施方向，而與房屋相關的建筑結構設計專業則歸為建筑學科。考慮到日本建筑學科的實踐課程中包括建筑設計、建筑構造設計和建筑環境三個方面，而中國的土木工程專業中與建筑設計相關的課程設置比例相對較少，二者的實踐課程體系較難進行直接對比，因此選取日本的土木工程專業為主要研究對象，對其實踐課程體系設置進行分析討論。

（一） 東京大學[7]

東京大學成立于1877年，是日本第一所現代大學，是日本最高學術殿堂及世界頂尖院校。東京大學特別側重本科教育的基礎“博雅教育”，教養學部開設有前期教養教育課程，要求全校的學部（本科生）、研究生（碩士博士）以及獨立研究所全體學生必須參加。

東京大學的土木工程專業歸為工學部社會基盤學科，本科生在修完前兩學年教養學部的課程后，第三學年開始專業課程學習。土木工程專業細分為設計技術戰略（Course A）、政策計劃（Course B）和國際項目（Course C）三個方向。專業課程體系設置以授課、實驗及課程設計、實習為核心，各專業方向設置了其相關的核心課程，學生可以自由選擇其他學科、學部的課程。不同專業方向的限選課程設置也有所不同，設計技術戰略方向以力學、設計、技術等相關課程為主；政策計劃方向偏重于政策、計劃、管理等課程；國際項目方向則在土木工程專業基礎之上，增加了與國際項目實施和國際社會溝通技巧等相關的限選科目。實踐課程由導入項目、基礎項目、測量實習、現場實習、應用項目和畢業研究組成，其中只有現場實習和畢業研究為必修課。

（二）京都大學[8]

京都大學是一所國立研究型綜合大學，在日本排名第二，僅次于東京大學。京都大學在學部（學院）、學科之外設置了14個獨立研究所、17個研究中心，在日本各大學中研究機構設置最多。其中9個研究所和研究中心具有“全國共同利用”屬性，對其他大學與研究機構開放使用。京都大學的社會職能定位為“在廣泛的領域中代表日本的學術研究基礎”，由此可見京都大學對基礎教育的重視程度。

京都大學的土木工程專業歸為地球工學科，一、二學年共通的課程為工學的基礎課程（數學、物理學、地球科學、化學、生物學等）、語言學和人文社科類相關的科目。除此之外，還開設了對土木工程學科整體印象把握的概論課程和為第三學年之后專業課學習做準備的工學部基礎科目（結構力學、土力學等）。

土木工程、環境工程、資源工學等專業方向則在第三學年開始細分，之后，學生將按各自的課程路線學習專業課程。第四學年時，學生將被分配到專業相關的研究室，開始做研究（畢業論文）。通過這樣的課程設置，學生可以接觸到各個專業方向最新的研究領域。國際課程的學生在入學時已被分配專業方向（其課程設置與土木工程專業課程設置基本一致），入學后不可以更改專業方向。其土木工程專業的實踐課程主要由學外實習、社會基盤設計（基礎設施規劃設計）、地球工學設計（土木工程設計）、都市景觀設計、International internship（國際實習）和畢業研究組成，其中只有畢業研究作為必修課設置。

（三）東京工業大學[9]

東京工業大學于1881年建校，其前身由

以培養工學方面專業人才為辦學目的的“東京職工學校”發展而來。東京工業大學的辦學目標是“建成為世界頂尖理工系綜合大學”“培養具有創造力的國際領導者”“不斷進化的創造性教育”。

東京工業大學的土木工程專業歸屬于土木環境工程學科，該學科的課程體系最大特點是實習科目充實。東京工業大學的專業課程主要安排在第二學年和第三學年。為了保證學生在有限的時間內

扎實掌握基礎課相關知識，東京工業大學通過演習、實驗、現場實習、特別講義、研討會等實習模式以加深學生對基礎理論的應用。

東京工業大學土木工程專業的培養方案以培養具有與環境融合的可持續社會設計觀念的高級工程師為目的。實踐課程設置的目的主要是加深學生對基礎理論應用的理解，提高學生的創造能力和溝通能力。主要的實踐課程有基礎設施規劃及設計、環境計劃演習、結構力學實驗、混凝土實驗、水理學實驗、測量實習和施工實習。

二、實踐課程在日本高校教育中的地位和作用

（一）三所高校實踐課程體系設置

表1列出了三所高校的實踐課程設置情況，表中實踐課程按照開課時間的先后順序排列。值得注意的是，在東京大學和京都大學的課程體系中結構力學實驗、混凝土實驗和水力學實驗等專業實驗課均未單獨設置實驗課程，而是包括在相應的專業課中，但是東京工業大學將結構力學實驗、混凝土實驗和水力學實驗等作為創造性項目列入實踐環節。與傳統的實驗課程不同，這三門課程

均以設計競賽的形式進行考核，其中結構力學實驗為橋梁設計競賽，混凝土實驗為獨木舟競賽，水力學實驗為飲料瓶火箭發射競賽，以競賽的形式調動學生的積極性，培養學生的創新能力及動手能力。

三所高校的實踐課程從第二學年開始貫穿至第四學年，由簡單的導入項目（類似認識實習）開始直至畢業研究（畢業論文），循序漸進地培養學生對專業的認同和熱情。與中國高校傳統的土木工程專業實踐課程設置相比，這三所高校的實踐課程通過項目模擬的方式，培養學生發現問題、解決問題、團隊合作、溝通、創新等多種能力。以東京大學的基礎項目為例，在該實踐環節中，3～4人一組經營一個虛擬的建筑公司，學生在推進項目的過程中，需要考慮工程造價、建筑技術以及工程管理各方面的問題。通過模擬經營的實踐模式，學生感受到了建筑公司之間的競爭，對所學的專業也有了更深刻的認識。

（二）三所高校實踐課程比較

表2列出了三所高校必修實踐課程與專業課必修學分的設置比例，很明顯，在綜合性大學（東京大學和京都大學）的課程體系中必修實踐課程占比較小。而對于理工科為主的高校（東京工業大學），必修實踐課程的占比相對較大。這與三所學校的辦學理念有一定的關系，東京大學和京都大學工學部的教學理念是培養“global leader”（全球領軍人物），而東京工業大學的教學理念是培養“高級工程師人才”。京都大學的教育理念更強調科學研究，所以現場實習設置為專業限選課而不是必修課。由此可見不同的培養目標對各學校實踐課程設置的影響較大。

（三）實踐課程體系特點

三所高校的實踐課程體系有以下三個共同特點。

1.考核方式開放化

三所高校的實踐課程考核以實習報告和現場答辯的形式為主，綜合考察學生的表達能力、團隊合作能力和解決問題的能力。以東京工業大學的基礎設施規劃設計課為例，在該課程中學生將完成某個交通設施項目（機場、公路、鐵路、城市建設等）從設計初期的概念設計到整體規劃設計的完整設計過程，最終采用現場答辯的形式進行考核。在實踐課程中表現良好的隊伍，將有機會到相關的知名建設企業做匯報，或參加土木學會的專業競賽，這樣的獎勵機制對學生的就業或繼續深造生都有很大的幫助。

2.實習項目國際化

三所高校均設置了海外實習項目。在海外實習的項目中，學生將訪問參觀日本以外的基礎設施建設工程，對當地的經濟、文化、建設等情況進行實地調查。海外實習項目的設置主要以培養國際化人才為主，通過交流和實地訪問培養學生的國際化視野和溝通能力。

3.畢業研究前沿化

畢業研究在三所高校課程體系設置中是最為重要的一個環節，在第四學年初開始全面展開，為期一年。學生在第四學年初將被分配到該專業的各個研究室，參與研究室的科學研究項目。在專業教師的指導下，學生選擇自己感興趣的課題，獨立完成畢業研究，最終以論文和答辯的形式進行考核。三所高校畢業生繼續攻讀研究生的比例均高達90%[7-9]，通過畢業研究環節，學生將接觸到專業最新最前沿的研究。

三、結語

與日本這三所高校土木工程專業

實踐課程設置不同，中國大部分高校設置了混凝土結構課程設計、鋼結構課程設計等課程設計。這三所高校并未將課程設計單獨設置為實踐課程，而是在相應的專業課程中有所涉及。由于畢業生繼續攻讀研究生的比例較高，三所高校都采用了畢業論文代替中國大多數高校采用的畢業設計，并且畢業論文的研究課題均為專業的前沿課題。

土木工程師的能力和素質與土木工程專業的培養模式直接相關。隨著中國社會和經濟的快速發展，以及對外交流的日益頻繁，土木工程領域內新技術、新思想和新管理模式不斷涌現，傳統的土木工程專業本科教育面臨著轉變，在這個轉變過程中，借鑒國外高校課程體系中科學合理的地方，改進我們的不足， 有利于培養高素質、適應社會發展、具有較高國際化程度的卓越土木工程師。

通過比較三所日本高校的實踐課程體系設置情況，總結出以下經驗值得借鑒。

（1）適當增加實踐課程中團隊合作項目，加強學生團隊合作的概念。

（2）在考核方式中增加學生現場答辯的環節，從而鍛煉學生的表達能力和綜合素質。

（3）適當增加學生接觸海外項目的機會，增強學生在全球的競爭力。

（4）適當增加學生接觸專業最新最前沿研究成果的機會。參考文獻：

[1]王琰，周戒.對現代土木工程專業教育的幾點探討[J].高等建筑教育，2003，12（3）：12-14.

[2]王雪峰，曹榮.大工程觀與高等工程教育改革[J].高等工程教育研究，2006（4）：19-23.

[3]林峰，顧祥林，何敏娟.現代土木工程特點與土木工程專業人才的培養模式[J].高等建筑教育，2006，15（1）：26-28.

[4]張力，王平，陳子靜，等.實踐導向型土木工程教育教學改革研究[J].高等建筑教育，2011，20（1）：19-21.

[5]趙麗華.土木工程專業實踐教學探索與總結[J].高等建筑教育，2012，21（5）：111-113.

[6]傅旭東，徐禮華，杜新喜，等.土木工程卓越工程師培養方案探索與實踐[J].高等建筑教育，2014，23（3）：17-21.

[7]東京大學.土木工程專業教育體系介紹[EB/OL].[2016-03-29]. http：//www.civil.t.u-tokyo.ac.jp/curriculum/.

[8]京都大學.工學院培養方案介紹[EB/OL].[2016-03-29]. http：//www.kyoto-u.ac.jp/ja/education-campus/curriculum/department/gakubu.html.

[9]東京工業大學.土木工程專業培養方案介紹[EB/OL].[2016-03-29].