基于創新型人才培養的土木工程專業課程設計構建

王軍　隋智力　張璐

[摘 要]課程設計是土木工程本科專業實踐教學環節的重要內容。文章分析了目前土木工程專業課程設計的現狀和存在的不利于創新型人才培養的因素。從課程設計的整合、指導教師的選聘和培育、考核評價機制及反饋等方面提出改革的方法和措施，以課程設計為依托支持、鼓勵、引導學生創新創業。實踐表明，課程設計的重新構建對推動學生創新和提高其專業綜合素質是有效的。

[關鍵詞]課程設計;土木工程;創新型人才;人才培養

[中圖分類號] G642.471 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）10-0167-03

課程設計是土木工程本科專業重要的實踐教學環節，是對課堂教學知識的鞏固和工程實踐應用，是培養學生理論聯系實際、綜合應用所學知識解決工程實踐問題的有效手段。課程設計對加強學生創新能力至關重要，是畢業設計的初步演練。當前對畢業設計改革探索的教研活動十分活躍[1-4]。為了保證畢業設計的質量，保障學生最后教學環節的順利完成，加強對課程設計的改革，讓學生盡快融入專業領域，培養符合社會要求的創新型專業人才十分必要。文章闡述筆者所在學校在土木工程本科課程設計改革中的探索。

一、土木工程課程設計問題分析

（一）課程設計間相互獨立

相對于本學院其他本科專業，土木工程專業辦學歷史較為悠久，2001年開始招收本科學生，是山東省高考招生一本錄取專業、山東省卓越工程師培養試點專業，目前有專任教師32人，其中有博士學位的教師占了70%，每年招收的本科生是200人。經過18年的發展，土木工程專業無論從學生人數、師資力量、實驗設備、科研水平等方面都發生了顯著變化，正努力建設成山東省內一流學科。我院土木工程專業的課程設計近十余年沒有較大變化，其主要的設計內容及時間安排見表1。

從課程設計的安排來看，原來的編制兼顧了土木工程專業的特點，設計的內容涵蓋建筑、結構和施工及概預算，時間的安排上向結構方向傾斜。可以說，這個課程設計是滿足教學大綱要求的，在一段時間內也能促進學生素質的提升。但從目前專業的發展現狀來分析，在課程設計的執行中，6個課程設計分屬于6個專業教師，學生在規定的時間內完成各自的課程設計，每個課程設計自成體系、相互獨立，學生很難對專業知識形成統一的概念和理論。另外，課程設計基本都安排在學期末，部分學生有很多個人活動安排，往往不認真對待課程設計，因此根本達不到課程設計的目的。

（二）課程設計缺乏創新

部分課程設計缺乏新意，內容陳舊，與目前土木工程領域的發展前景不相符。有個別專業教師的課程設計內容十多年來基本沒變，比如一直沿用磚混結構的設計內容。磚混結構作為一種民用建筑的結構型式，已經不是目前和未來建筑結構的發展方向，山東省內大部分城市已經限制磚混結構的使用。這種課程設計安排不利于學生創新意識和創新理念的培養，更無法培養出符合社會需求的畢業生。再比如有的課程設計根本無視裝配式結構和BIM（建筑信息模型）技術的存在，在課程設計中不應用，導致學生的本科學習與就業崗位需求產生脫節，不利于學生在工作崗位的發展。課程設計無創新，十幾年采用相同或相似的設計任務，這就間接導致部分學生抄襲往屆學生的課程設計，不僅未能完成課程設計的任務和要求，達不到學生培養目標，更為嚴重的是它使學生產生了作弊抄襲的想法，不利于學生良好道德素質的培養 。

針對上述問題，結合土木工程學科的發展理念和發展方向，學院經過教師討論，與社會知名專業企業溝通論證，并征求土木領域知名專家的意見和建議，決定對滯后的課程設計內容和方式進行改革，以適應土木工程專業省內一流學科的建設要求。

二、土木工程專業新課程設計的構建

（一）整合課程設計內容

把目前6個主要的課程設計綜合為幾個大的綜合設計，例如框架結構、鋼結構、裝配式結構、單層鋼結構廠房等。明確設計的目的，重新編制課程設計任務書，鼓勵學生運用土木工程領域先進的理念和軟件，如裝配式建筑體系、節能環保可持續建筑結構和材料、BIM技術、Analysis結構分析與優化軟件等。每個學生按照不同的學習階段，分段獨立完成相應的課程設計任務。每個階段的重點是不相同的又是相互關聯的，最終促進學生對知識的綜合運用。現以框架結構綜合課程設計為例，將各階段的重點內容列在表2。

經過整合，原本相互獨立的課程設計變得相互關聯、相互銜接，既完成了設計任務，又形成了一個整體的大的知識體系。另外在時間安排上增加了1周的時間 ，讓學生有充足的時間來設計方案和運用知識。這種模式經過近3年的實踐探索，不僅有利于專業教師間的交流、合作、共享，而且有利于促進學生系統化專業化的學習，特別是學生熟悉了土木工程專業領域軟件技術的使用和作用，對學生考取研究生并進行深造學習以及參加工作提高效率都有極大促進。

（二）加強教師的指導與培訓

在課程設計的指導方面，首先對教師的指導資格進行明確要求，必須是具有4年以上工作經驗，學生評教獲得優秀且主持或作為主要參與人參加縱向或橫向課題的專業教師，才具有課程設計指導資格[5]。指導教師提出的設計題目和設計內容需要課題組的教師同意后才可以讓學生進行設計，設計的題目要求每年更換，僅允許獲得優秀的設計題目連續使用2年。指導教師對學生的指導時間每天不低于2個學時，指導的方式可以是面對面、微信、QQ或視頻，其中面對面的指導時間要求占總指導時間的一半以上。

對于參加課程設計的指導教師，學院規定每5年必須到國內外知名的高等學校或者研究機構和大型建筑企業學習鍛煉6個月以上，并對學習鍛煉的內容和任務提出明確要求，確保指導教師的理念與社會前沿不脫節[6]。對參加培訓的指導教師，保障其待遇并給予相應的資金支持，同時要求他們在返回學校后必須依據培訓的情況對課程建設和課程設計提出合理化建議，作為學科建設的參考。在課程設計的指導過程中，每年邀請知名企業的工程技術人員作相關的報告，如BIM技術與建筑設計的相關性，網絡技術優化在工程施工中的作用，以及Analysis結構分析對建筑設計的作用等內容。通過理論與案例的結合，讓學生理解新型技術在專業內的發展狀態和作用，提高學生的學習興趣及理論與實踐結合的能力[7]。

（三）改革評價考核體系

課程設計的考核是全過程全方位的，包括考勤、知識點的反饋、錯誤的修改完善。為了讓更多學生與專業教師有交流的機會和時間，每位教師指導課程設計的學生數不超過8人，并督促教師把工作的重心放在過程控制而不是最后提交的成果。對于課程設計的每個知識節點，教師都要對指導的學生進行考查和評價。課程設計的題目和要求可以提前半個學期公布，使學生有充足的時間去思考設計的方法、手段和創新內容并獲取相關的軟件使用技能。

改變以往由指導教師單獨決定課程設計的成績的方式。改革后課程設計的成績由指導教師的評分和學生的評分組成，前者占比60%，后者占比40%。成績考核的核心指標是新技術和新技能在課程設計中的使用情況，這些技術有BIM技術、Analysis分析技術、網絡優化技術、環保節能技術等。對于小組共同完成的課程設計，小組成員的分數相同，不區分排名，這樣的成績評價可以促進小組成員間的團結和協作，也是為了讓學生在學校培養土木工程領域基本的素質即團結、協作和溝通能力。

課程設計改革的一大亮點是課程設計結束后的知識總結反饋。以往的課程設計由教師評閱后整理歸檔，學生的錯誤在哪里、哪些知識模糊或不完善，誰的課程設計有新穎的理念和技術，這些問題教師不總結不反饋，大部分學生也不關心。這就造成錯誤的知識得不到糾正、新穎的觀點也無法普及，優秀的案例得不到共享和優化，甚至可以說沒有達到課程設計的教學目的。課程設計改革后，每位指導教師都把每次課程設計存在的問題反饋給學生，對整個設計中存在的共性的專業問題進行集中講解，對課程間的銜接問題，如新型環保節能材料性能和混凝土結構設計中的材料性能參數取值，BIM可視化技術與裝配式結構的融合，以及裝配式結構受力構件節點的性能等問題，專業課教師進行討論，同時組織開展學生進行討論。這樣的師生之間及學生之間的討論互動，增強了學生對專業的深入學習，開闊了學生的專業視野，提升了學生對土木工程專業研究領域的了解水平。互動式討論既能從知識源頭彌補學生的知識漏洞，又能避免同樣的問題在畢業設計中再犯。實踐表明，做好課程設計的反饋工作，是提高課程設計標準、培養合格學生的重要舉措。

（四）鼓勵、支持、引導學生創業創新

課程設計改革后，土木工程專業的本科學生在第三個學期就開始進行房屋建筑學的課程設計。由于近年來中國土木工程領域在不斷改革創新，全世界土木工程領域新的理念、技術、理論及實踐都在中國開展。有一些理論技術處于使用階段，沒有得到實踐的檢驗，有的理論技術存在爭議。這些前沿的學術研究會對學生的課程設計產生影響。針對這種情況，指導教師要與學生共同討論，發揚學術民主;同時借助國家、山東省及本校開展的“大眾創業、萬眾創新”計劃，鼓勵、支持、引導學生申請國家級、省級和校級創新創業計劃項目。比如2012級的學生利用在混凝土結構設計中發現的問題，提出了無熟料膠凝材料應用的想法，并在指導教師的鼓勵引導下申請獲得國家級大學生創新創業項目。2013級的學生在教師的引導下申請并獲得授權職務發明專利。2014級的學生（有5人次）結合在地基基礎課程設計中的收獲撰寫的關于地質災害、滑坡、基坑支護、基坑坍塌等方面的研究論文得以在國家級期刊和中文核心期刊上發表。

通過引導學生發現問題解決問題，可以激發學生的創新精神和動力，并能加深學生對課程設計內容的理解，讓學生實現了學習知識、發現問題、解決問題、創新提高的良性循環。學院團總支近3年的統計分析發現，土木工程專業報考研究生的人數呈現爆炸性增長的勢頭，2019年有82%的土木工程專業學生確定報考研究生，達到歷年來的最高水平;而2018年的研究生錄取比例也達到了歷史最好水平，錄取率為43%。

三、結束語

近3年，我院土木工程專業本科學生發表核心期刊論文、申請職務發明專利和實用新型專利從無到有，國家級大學生創新創業訓練計劃申請數量和獲得批準的數量成倍增長，學生畢業設計質量提升，考取研究生的比率提高，國有大型建筑、交通企業如中鐵、中建、中交等國字號的國有企業到我校招聘土木工程專業學生的數量逐年增加，畢業設計一次通過率逐年提升。這一切可喜的進步證明這3年的課程設計改革是卓有成效的，是有利于培養符合社會需求的創新型人才的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 邵永健，康建民，趙宏康，等.地方高校應用型土木工程專業畢業設計模式的探索與實踐[J].大學教育，2018（8）：9-11+25.

[2] 陳玲，王穎林，賴笈宇.基于AHP法的土木工程專業學生畢業設計質量評價研究[J].大學教育，2018（7）：83-86.

[3] 張玉棟，張立群，石陽，等.土木工程專業應用型人才創新能力培養的研究[J].教育現代化，2016（35）：7-8.

[4] 牟在根，王可.本科畢業設計創新實踐基地的培養模式和方法研究[J].大學教育，2017（12）：156-159.

[5] 王軍，柏云.基于應用技術型土木工程本科培養的青年教師課堂教學構建[J].教育現代化，2016（3）：111-112.

[6] 汪一丁，王偉英.應用技術大學“雙師型”師資隊伍建設研究[J].教育與職業，2015（29）：63-65.

[7] 陳艷香.土木工程專業畢業設計的改革與策略探析[J].教育現代化，2018（5）：87-89.

[責任編輯：龐丹丹]