中國土木工程專業實踐教學現狀分析與思考

李愛群++孫利民++徐禮華

摘要：選取中國研究型高校、教學研究型高校和應用型高校各6所共18所高校的土木工程專業為分析樣本，圍繞實踐教學的理念、目標、構成、特色、組織、師資和考核等方面進行梳理、比對和總結，并與美、德、法、英、日等發達國家土木工程專業的實踐教學進行比較，指出中國土木工程專業在培養理念和目標、實踐教學體系、實踐教學組織實施、實踐教學保障條件和實踐教學模式創新等方面亟待完善和加強，以確保并提高土木工程專業人才的實踐能力。

關鍵詞：土木工程；實踐教學；培養模式；科研訓練；現代教學技術

中圖分類號：TU-4文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2016）04011106

實踐能力培養是高等工程教育的重要任務之一。土木工程作為實踐性強的學科和專業，其實踐教學在人才培養中占有重要的地位，是實現土木工程專業人才培養目標和基本規格的具體表現。中國設有土木工程本科專業的高校眾多，地域分布廣泛，由于各高校自身的發展定位不同，使得中國的高校分為研究型、教學研究型和應用型3種類型[1]。不論何種類型的高校，其學生實踐能力的培養依然是當前需要重點關注的工作[2]。為此，文章選取研究型、教學研究型和應用型高校各6所共18所高校的土木工程專業為分析樣本，對

實踐教學的現狀進行分析，并與部分發達國家的土木工程專業實踐教學進行比較，以期進一步思考土木工程專業實踐能力培養的內涵和實現路徑。

一、中國土木工程專業實踐教學的現狀分析

（一）學校師資

在師資組成上，研究型高校在師資的學歷、學緣結構上明顯優于教學研究型高校和應用型高校。從學歷組成上看，研究型高校的教師普遍為博士，而應用型高校則碩士居多；從職稱組成上看，研究型高校教授和副教授占比較大，而應用型高校教授人數較少；從年齡構成上來看，不同類型高校相差不大。同時，研究型高校的教師尤其是青年教師，多數是從學校到學校，在自身實踐經驗的積累上有待加強；教學研究型高校的教師，則在基于實踐的科研能力方面有待提升；應用型高校的教師尤其高級職稱的教師數量亟待補充。

不同類型的高校，由于自身定位的不同，其教師的構成應有各自的特點。研究型高校的教師應具備教學、科研的雙重基本能力；教學研究型高校的教師則應在具備教學能力的前提下，具備一定的科研能力；應用型高校的教師則應在具備教學能力的同時，具備指導學生進行工程實踐的能力。但是，各類高校的教師均需具備實踐經驗，只有這樣，才能更好地做好教學工作，并實現教學、科研、實踐的有效融合。

（二）學校學生

中國的高考“一考定終身”，這在一定程度上決定了學生所進的高校。總體上看，研究型高校學生的基礎和專業基礎會好于應用型高校，但在實踐能力方面，研究型、教學研究型高校并不具備必然優勢。學生的專業發展應取決于其專業追求；學生未來的發展和成就，并不會始終帶上研究型或教學研究型或應用型的“胎記”或烙印。

（三）學校特色

高校在自身的辦學過程中，會逐漸積累并形成自己的辦學特色，如形成并強化自身的優勢和行業特色，開設工程導論課、第二課堂、大師論壇等特色課程。

特色與高校所處的位置也有較大的關系，如對于東北地區的高校，由于當地氣候較為嚴寒，在實踐中可能會適當強調工程的冬季施工以及抗凍性等問題的解決以及低溫環境對各種工程的影響；對于西部地區的高校，實踐中可能更加強調工程施工中風沙、巖石、山坡以及周邊惡劣環境對工程造成的影響，以及工程建造及設計中如何克服這些惡劣影響；對于東南沿海地區，實踐中可能更加注重工程中潮濕的氣候等因素對工程造成的影響。

在比較中可以發現，部分高校結合當地的周邊實際環境制定了實踐計劃。例如，某校緊密結合當地的具體情況，聯系當地周邊的在建樓盤項目，使專業實習便于組織；某所位于西部的高校，其實踐教學更加體現了西部特色，更加關注西部地區土木工程需面對的地震、風沙、腐蝕、濕陷性黃土、滑坡和泥石流等防治問題，把抵抗自然災害作為實踐教學的重要環節。

同時，特色還與高校的優勢和強勢專業有關。如某校道路橋梁方向相對較強，在實踐教學中則會增加道路橋梁方面的實踐教學；如某校的建筑結構方向相對較強，則在實踐教學中會增加建筑結構方面的實踐教學。

（四）社會需求

從社會活動的目的看，專業人才可分為學術型、工程研究型、工程技術型和技能型4種類型人才

。資料分析表明，現代社會需要的工程技術人才主要以工程技術型和技能型的高級應用型人才為主，約占人才需求總數的70%～85%。研究型高校的土木工程專業應以培養學術型或工程研究型的人才為主，教學研究型高校應以培養工程研究型或工程技術型的人才為主，應用型高校則應以培養技能型人才為主。

從企業的需求來看，各企業的規模、性質和服務市場的不同，對專業人才的需求也多有不同，例如設計院對于人才的設計能力較為看重，而土建施工企業及房地產公司則對人才的實踐能力、溝通能力和協調能力更為看重。但是總的來看，具有較強實踐能力的畢業生更加受用人單位的青睞。

（五）行業發展

中國是世界上最大的土木工程大國，土木工程是國家的支柱型行業和產業。由于國家正處于并將繼續處于現代化建設期，今后若干年中國將持續面臨城市交通、城市公用設施、國家重點建設工程和既有建筑功能提升等項目的實施，以及走出國門參與國際工程建設的戰略發展機遇，因此土木工程專業人才仍將繼續保持著較大的需求。同時，我們也應看到，由于國家對于房地產的宏觀調控，土木工程尤其是房屋建筑工程方向，對于專業技術人員的需求量出現了一定的波動。但是可以預計的是，未來若干年后，隨著國家建設現代化水平的趨穩，土木工程行業對于專業技術人員的需求量也會逐步趨穩。

二、國外土木工程專業實踐教學的現狀分析

下面介紹國外發達國家土木工程專業人才培養中實踐環節的一些做法。

（一）美國

在美國，土木工程專業涉及結構工程、結構力學、結構材料工程、巖土工程、建筑管理、交通工程、地質工程以及環境工程等更廣的范圍[3]，培養目標中非常重視實踐能力。高校與企業合作廣泛，并且高校對學生有著比較廣泛的工程訓練要求，如專業知識、表達能力、合作精神和自信心等訓練。以麻省理工學院（簡稱MIT）、加州大學伯克利分校（簡稱UC Berkeley）以及內華達大學（University of Nevada）為例說明美國實踐教學的情況。

UC Berkeley土木工程專業的辦學目標是：培養工程技術人才或為那些將致力于工程研究和教學工作的學生打下良好的基礎。培養計劃中對通識教育有著更高、更全面的要求，同時要求學生具有較強的創新意識和實踐能力[4] 。其中UC Berkeley 開設3學分的結構設計課程，每周講課2學時，實驗或設計3學時。

MIT土木工程專業的培養目標： 通過學習使學生獲得在土木工程領域內認識問題、解決問題以及制定決策的能力，并且能夠綜合考慮自然因素及社會因素等方面的變化[4]。為實現這一目標，教學中注重基礎教學，加強創造性能力培養和工程實踐教學，尤其注重工程師基本知識和土木工程師基本技能的訓練和工程中團隊合作精神的培養。

內華達大學土木工程系與企業的合作十分密切，例如它與內華達州交通局以及美國承建商聯合總會聯合辦學，后兩個機構對該系進行贊助，以學生每年夏季可以被這兩個機構以雇傭形式提供經濟資助，并且還提供少量客座教授職位，幫助該系開設施工課程。

（二）德國

在德國土木工程教育實踐中企業更多地參與其中。德國土木工程專業學生必須到實際生產第一線實習13周，實習的內容和要求有明確的規定。高年級學生還要求完成綜合性訓練項目，自主組隊、自主設計、自主完成，并提交綜合項目報告[4] 。

（三）法國

法國高等工程學校的培養模式與德國相似，培養目標是工程師和工程博士，既學習科學基礎，也學習工程技術，同時重視學生實踐經驗和能力的培養[4]。

（四）英國

英國的土木工程專業強調培養應用型人才，因此在教學計劃中十分注重實踐教學和實踐能力的培養。大多數工科院校采用的是“三明治”式教學大綱，即第一、二、四學年在校學習，第三學年為工程實踐學年[4]，同時有實驗、設計和實習等等實踐環節的要求。

此外，教育界同工程界采用合作辦學模式辦學，如土木系和公司都設有專職管理學生實習的聯系人，邀請工程界知名人士作兼職教務長，聘請工程界人士作兼職或兼課教師。工程界主動提供學生的教育經費以及資助高校科研課題經費；設工程界人士咨詢委員會，聘請工程人士參與專業評估委員會，參與教學管理，指導教學計劃，提出教學改革的要求和建議。

總體而言，歐洲國家的高校在確定培養模式、專業設置、教學內容與方法、實踐性教學與企業實習等方面都有企業界和經濟界人士參與。這種培養方式同美國工科大學主要突出科學基礎教學，培養科學學士、碩士和博士，然后由工業企業負責進行工程訓練的做法不同[4]。

三、中國土木工程專業實踐教學有待改進之處

通過上述對中國和國外發達國家土木工程專業實踐教學現狀的分析，可以看出目前中國土木工程專業實踐教學主要存在以下問題。

（一）實踐教學重要性認識不足

傳統觀念認為，高校教學應該以理論教學為主、實踐教學為輔。因此，首先從教師來說，大部分專業教師不重視或輕視實踐教學，尤其是研究型高校多采用以科研為導向的評價標準，教師將絕大部分精力投入到科研上，爭取、申報課題，發表論文，存在不愿意在教學方面付出更多的時間和精力的普遍現象；其次從學生來說，主要將精力放在考試上，參加實踐活動

的積極性不高，認為實踐活動只是學校布置的任務，應付下拿到學分就行，在學習態度上表現為被動模式，以應付考核成績為主，很難從根本上提升自身的實踐能力；再次從家長來說，部分家長認為學生的主要任務是學習，而實踐活動則浪費時間、精力和財力，所以家長也不太支持學生參加實踐活動；最后從企業來說，有的企業怕麻煩，認為安排學生實踐活動會打亂其正常工作，甚至帶來安全隱患，因此拒絕學生到單位實踐。這樣必將會導致學生工程意識淡薄，工程經驗積累偏少。

（二）實踐教學體系不完善

一些院校尚未形成相對成熟的實踐教學體系和完整的實踐教學大綱以及計劃；部分高校在制定專業實踐教學計劃時沒有明確的定位，同時缺少工程界的深度參與，沒有適應工程界對人才培養的需求，導致專業發展和社會需要相脫節；傳統實踐環節設置主要以理論課程為依托，實踐內容比較分散，時間安排比較零散，沒有很好地體現實踐環節的連續性，不符合工程的實際特征；從實踐環節來看，實驗課、課程設計、各類實習以及畢業設計等環節缺乏整合，沒有形成一個完整的實踐能力培養體系。

（三）實踐教學組織實施不規范

在高校辦學實踐中，實踐教學仍然以單一化灌輸性教學為主，開設實驗多以單一的基礎性、驗證性實驗為主，而綜合性、集成性實驗開展得很少，且自主創新性實驗難以有效落實；部分實踐課程的教材、教案、實驗的步驟方法幾年甚至十幾年不變，遠遠落后于工程實際應用；各類實習以參觀走訪代替動手實踐，沒有形成學生自由探索、主動實踐的環境氛圍；實踐教學質量監控不到位，對實踐環節的考核主要還是以最后上交的材料是否齊全為準則，對實踐過程的監控缺乏行之有效的舉措和機制，導致實踐教學的效果和質量無法得到保證；實踐教學考核評價體系不夠合理，基本沿用傳統的評價方式，不能有效地評價教師的實踐教學水平和學生的實踐創新能力。

（四）實踐教學條件保障不足

學校對實踐教學設施的重視和投入差異較大，一些學校由于資金的原因，實驗儀器設備陳舊，無法及時更新，有的甚至使用了幾十年還在繼續使用，更難以購買蘊含新技術、新發明的新型設備，而校外實習也因學生積極性、場所、經費等條件限制無法發揮應有的實踐效果；此外，實踐教學師資隊伍力量薄弱也是影響實踐教學效果的重要原因，相當一部分專業的教師特別是青年教師都是從高校畢業后直接走上教師崗位，工程素質和實踐經驗不足，指導學生實踐教學效果不佳。實踐教學專職人員長期以來被視作教輔人員，職稱學歷偏低，缺少進修與培訓的機會，實踐教學條件的保障機制尚待完善和加強。

從各項實踐內容來看，目前的實踐教學也存在著諸多不足。

（1）實驗方面：目前，土木工程專業實驗教學僅是理論課的補充，實驗以驗證性實驗為主，創新不夠，數據處理也較簡單，學生幾乎沒有問題可以提出，實驗結果的分析流于形式；而教師對于實驗的評分也主要是依據實驗報告，而不能有效地監督和評價學生的實驗過程。這種教學模式無法培養學生的思維能力和創新意識。

（2）實習方面：實習與生產現場脫節嚴重，多為走馬觀花、蜻蜓點水式，難以達到實習目的；實習考核多是根據考勤、實習日記、實習報告等進行評定，考核的針對性不夠明確；工程實踐內容陳舊，缺乏更新；面向工程的運用多學科知識和最新科技成果解決實際問題的教育相對缺乏。以上因素均影響了學生工程實踐能力的培養。以土木工程工程測量教學為例，有些傳統理論過于冗長，而對新理論、新技術、新儀器的講授和實際操作嚴重偏少，尤其是對先進的測量設備難以獲得實際操作的機會。

（3）設計類：傳統的課程設計、畢業設計是按教師規定的形式和要求完成，結構選型與計算以及建筑設計圖紙的繪制等任務的模式也均較為固定，難以培養學生解決工程實際問題的能力，這使得學生無法切身感受理論與實際的結合，加之本科畢業生難以進入設計院工作，使很多學生忽視設計能力的培養。

總而言之，實踐教學體系的上述3個主要環節都存在較多問題。首先，實踐教學體系的三部分之間缺乏內在聯系，難以形成有機整體，教學評價標準陳舊，難以適應土木工程專業人才培養的需求，這就造成學生的實踐學習較為零散，對學生能力培養的作用有限。其次，實踐教學缺少完整訓練體系，實驗、實習、設計沒有完整的系統訓練，學生難以真正體驗理論指導實踐的重要性。再次，實踐教學過程難以調動學生學習的積極性，很難激發其學習熱情，這是由于實踐教學基本上都是學生按照教師的要求按部就班地完成任務造成的。最后，學生的團隊意識和合作能力以及創新意識得不到培養，在各個實踐環節上，學習任務基本上都是由學生單獨完成的，幾乎沒有團隊合作完成的學習任務。

四、對現有高校土木工程專業實踐教學的建議

（一）實踐教學的目標

土木工程專業的主要培養目標為：培養德、智、體、美、勞全面發展，掌握較扎實的數學力學基礎理論、人文社會科學知識和土木工程學科專業知識，具有勝任房屋建筑、道路、橋梁、隧道等專業方向的技術與管理工作的能力，具有社會責任感、較高的綜合素養、較強的創新精神、較強的實踐能力和一定的國際交流能力的高級專門人才。各類高校在制定各自的培養目標時，應根據學校的定位，在上述共性目標的基礎上突出自己的特色與個性。

（二）實踐教學的基本構成

1. 實驗教學類

實驗教學應當構建由多種實驗構成的實驗教學體系，其中包含基礎實驗、綜合性實驗、創新研究性實驗等，由此強化基礎、突出設計與綜合能力、注重創新能力培養，而實驗平臺應包含學科基礎實驗平臺、力學實驗平臺和專業實驗平臺。

實驗教學可采用開放式實驗教學模式，主要指的是學生按照實驗教學大綱的要求，有選擇性地進行開放性實驗，并且可以自主設計的系列實驗，這樣除了可以訓練學生的基本技能和素質，還將培養學生的創新設計和綜合實踐能力。例如，以土力學實驗作為例子，學生可以按照實驗大綱，自己擬訂實驗目的、方法、步驟和標準要求，提出所需材料儀器設備工具等，并向實驗教師申請實驗場地和實驗時間，經批準后在實驗教師指導下，獨立進行實驗并寫出實驗報告，最后進行實驗能力測評，根據實驗創新、實驗過程和測評結果，綜合評定成績，由此使實驗具有設計性、綜合性特點，即學生自主設計系列實驗。

2. 科研訓練類

科研訓練類實踐教學可以通過設立結構模型大賽、創新大賽、第二課堂、本科生導師制等環節培養學生的實踐能力。

本科生導師制：學生根據自己的喜好和興趣方向選擇相關教師作為本科生導師，參加教師的科研工作。學生通過參與教師及其科研團隊的科研活動，獲得思想引領、人生思考、學習指導和專業教育，使其獲得科研基本訓練、團隊協作和學術體驗，進而形成其對專業的認知、實踐的感知和行為的熏陶，從而構成教學相長、科教融合、師生互動的育人環境。

結構模型大賽：學校應當將大學生結構設計競賽活動常態化、規范化。學生課外可以利用易拉罐、木材、紙、線、膠等簡易材料，根據自己興趣選擇懸臂結構、簡支結構、建筑結構、橋梁結構、地下結構、塔桅結構、特殊結構等，設計制作結構模型，對模型進行受力分析和加載試驗。教師重點考核模型的結構方案、理論分析、承載能力、建筑造型、制作工藝等，并根據學生現場講解與答辯情況，綜合評定成績并計入課外學分。

創新大賽：學校結合大學生創新研究訓練計劃建立創新型實驗平臺，重點培養學生的動手能力、創新能力和工程實踐能力，每年通過暑期夏令營開展大學生社會實踐和科技創新活動，如BIM建筑信息模型大賽，以培養學生團隊意識、創新意識和實踐能力。

第二課堂： 合理組織和實施第二課堂育人計劃，成為第一課堂的有機補充，并通過第一課堂和第二課堂的聯動，讓學生在知識體系、能力構成和素質養成方面獲得全面成長。

大師論壇/高峰體驗：高校定期邀請知名專家以講座的形式與學生交流科技創新、工程實踐的高峰體驗，思考理論與實踐的互動關系，激發學生的創新、創造的欲望和潛能。

3. 實習類

實習類的實踐教學包括生產實習、課程實習和畢業設計實習，旨在為課程設計、畢業設計等增加對理論學習的感性認識，并使得理論和實踐有機結合。

生產實習中，學生應當在現場技術人員的指導下自主并獨立地按實習大綱的要求進行實習，學校指導教師按計劃赴實習現場進行檢查和指導，教師根據學生的實習過程、實習表現進行實習成績評定；課程實習中，指導教師根據課程實習大綱的要求在現場進行講解，學生根據理論學習的知識結合現場體驗進行思考，培養提出問題、解決問題的能力；畢業實習中，學生應在校內、校外教師的共同指導下，全面回顧、總結所學的知識并與實踐認知有機結合，把在各學期各門課上所學的單一知識融會貫通，為畢業設計或畢業論文做好準備。

4. 課程設計類

學生課程設計的題目和內容均應從實際工程中抽取，宜為綜合性訓練。學生通過直接參與工程設計活動，接受工程設計能力的綜合訓練與實踐。

5. 畢業設計（論文）類

畢業設計或畢業論文類的選題均應來自于工程實踐，并“一人一題”，指導教師應具備相應的研究和工程實踐經驗，以切實培養學生的工程研究與工程設計的綜合能力，包括開題、方案研究、技術設計、分析研究、結果檢驗和成果總結等各環節。

6.特色類

各類高校的實踐教學可結合自身的行業特色和地域特點，開設一些具有特色的實踐性課程或活動。

結合學校的行業特色：如學校的重點發展方向為航空航天，可將土木工程與航空航天結合，如開設機場跑道等課程；如學校的重點發展方向為材料工程，可將土木工程與材料相結合，如開設土木新型材料等；如學校的重點發展方向為通訊電子信息等，可將土木工程與通訊塔等基礎設施相結合，開設相應實踐性課程等。

結合學校的地域位置：如對于東北地區的高校，由于當地氣候較為嚴寒，在實踐中應適當強調工程的冬季施工以及抗凍性等問題；對于西部地區的高校，實踐中應更加強調工程施工中風沙、巖石、山坡等難題；對于東南沿海地區，實踐中可以結合湖泊或海洋及濕度對結構及其施工等的影響。應鼓勵各學校結合當地的實際情況制定實踐計劃，如針對當地在建重大基礎設施、民生工程的實踐計劃等。

（三）實踐教學的學時學分

目前，高校土木工程專業的整體教學環節主要包括理論教學和實踐教學兩大體系，通過上述分析，為確保學生實踐能力的培養，宜適當提高實踐教學的課時和學分占總課時和學分的比例，建議實踐環節學分約占總學分的30%。

（四）實踐教學中現代技術的引入

1.信息化技術

信息化技術包括數字影像技術、多媒體技術、虛擬現實技術等，它可以突破時間和空間的限制，讓學生坐在教室就可以直觀地、形象地了解整個建造過程，彌補因時間經費或其他教學資源不足帶來的不利影響，極大地提高教學效率，并且可以解決目前傳統實踐教學中面臨的一些難題，如部分實習單位不愿意接待學生實習，實習地點分散，實習過程過于零散等難題。信息化實踐教學模式還可以通過計算機的反復模擬，讓學生得到反復訓練，加深對理論的理解，鞏固所學知識。目前，國外一些大學已設立虛擬實驗室并投入使用，國內一些大學也獲批建設了國家級虛擬仿真實驗中心，如何有效發揮信息化技術在實踐教學中的育人功能值得高度重視。

2.在線監督技術

在傳統室外實習實踐教學中，學生實踐往往存在著懶散、遲到、早退等現象，而指導教師由于人數較少，很難有效地監督學生參加實習的情況。為了進一步監督學生參加實習的情況，可將現在流行的微信等定位軟件應用于實踐考核。通過微信定位，指導教師可以隨時方便知曉學生位置，由此判斷學生是否存在“曠工”等現象，以便監督學生的實習情況。

3.網上考核技術

傳統實踐教學中，實習報告、設計計算書等材料均采用書面形式。實際上可將學生的實習報告及計算書采用網絡形式提交，教師再通過在線批改，及時向學生反映材料中出現的問題，學生通過修改再返還教師。這種形式有利于教師的批改、教師與學生的溝通，并且能夠提高效率，節約資源。

（五） 實踐教學的組織體系

實踐教學質量需要組織體系來加以保障，其中實踐基地建設包括以下兩方面。

校內實踐基地建設：各高校應按照建設目標及任務要求，重點圍繞實驗教學改革、教師隊伍建設（含導師制隊伍）、實踐性平臺（含科研基地）、資源信息化建設、創新性實驗項目建設等加大校內實踐基地的建設力度，推動實踐基地的建設和實踐教學的改革，培養學生的實踐能力，提高實踐教學的質量，提高學生的科研能力和創新能力。

校外實踐基地建設：各高校利用校友和社會資源，與企業合作，逐步加強校外實訓基地的建設，以滿足不同實踐教學對不同實踐場所的要求。可與企業合作開展如下工作：企業為學生提供現場教學和實習場所，由授課教師和企業技術專家共同參與講授、講解和指導；選派具有實踐經驗的企業技術專家共同參與指導畢業設計或畢業論文的指導工作；邀請企業專家就培養方案和課程體系提出咨詢意見；學校安排年輕教師進企業進行實踐能力培養，增加實踐認知和體驗；校企合作進行技術研發和技術攻關；為企業推薦合適的畢業生。通過建立校企間的長期戰略性合作，促進校外實踐基地的有序、長效建設。

可見，通過上述實踐教學分析的基礎上，各高校應構建實踐教學的組織體系，以確保實踐教學的有序推進，從而確保土木工程專業人才培養目標的實現。參考文獻：

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