專業(yè)認(rèn)證下的土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)改革與創(chuàng)新★

馬桂軍 王劍英 周憲偉 武 鶴

(黑龍江工程學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150050)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工科院校完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)。在工程教育認(rèn)證背景下，土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求提到畢業(yè)生除了應(yīng)具備并能應(yīng)用與本專業(yè)相關(guān)的知識(shí)、基本技能、解決工程實(shí)際問題的能力，還應(yīng)該能夠在多學(xué)科合作團(tuán)隊(duì)里進(jìn)行有效的交流，具有一定的國(guó)際視野，具備良好的環(huán)境適應(yīng)能力等。土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，解決土木工程實(shí)際工程問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、獨(dú)立完成項(xiàng)目的能力。而傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式顯然已經(jīng)不能滿足畢業(yè)要求，畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該向多學(xué)科、多專業(yè)、創(chuàng)新模式發(fā)展，能夠真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。

1 工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求

根據(jù)《工程教育認(rèn)證工作指南》的指導(dǎo)說明以及對(duì)專業(yè)認(rèn)證規(guī)定“十二條”要求的分析和解讀，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能夠應(yīng)用自然科學(xué)知識(shí)、土木工程專業(yè)知識(shí)，運(yùn)用規(guī)范、規(guī)程合理確定土木工程的設(shè)計(jì)(施工)方案，進(jìn)行土木工程問題的分析、設(shè)計(jì)計(jì)算或運(yùn)行管理等內(nèi)容。專業(yè)認(rèn)證要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不能僅局限于專業(yè)工程技術(shù)因素，還需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、安全、社會(huì)或環(huán)境等多方面因素影響，一個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)和實(shí)施會(huì)遇到很多復(fù)雜的工程問題，學(xué)生需要將這些復(fù)雜的工程問題進(jìn)行定義、提煉、分析、建模，需要在技術(shù)、權(quán)益等方面不一致的時(shí)候，充分把握好平衡和沖突。為了達(dá)到專業(yè)認(rèn)證要求，學(xué)生應(yīng)具有創(chuàng)造性，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范沒有完全涵蓋的問題，能夠靈活應(yīng)用已有的原理和閱讀文獻(xiàn)來解決。畢業(yè)設(shè)計(jì)采用團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)應(yīng)面向跨專業(yè)，應(yīng)有新思路和新方法，能夠提出多個(gè)解決方案，并進(jìn)行選擇和決策。在工程教育認(rèn)證背景下，畢業(yè)設(shè)計(jì)可以檢驗(yàn)學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)的效果及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、獨(dú)立完成項(xiàng)目的能力，加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

2 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式存在的問題

我校土木工程專業(yè)分為三個(gè)方向：道路與橋梁工程方向、房屋與建筑工程方向、巖土與地下工程方向。現(xiàn)有畢業(yè)設(shè)計(jì)的模式是根據(jù)學(xué)生的專業(yè)各自完成三個(gè)專業(yè)模塊的畢業(yè)設(shè)計(jì)，做到一人一題。本次研究以土木工程專業(yè)(巖土與地下工程方向)為調(diào)研對(duì)象，對(duì)該專業(yè)方向近三年的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在以下幾方面問題：

1)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式比較傳統(tǒng)，不具備專業(yè)認(rèn)證關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。

土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，以往的畢業(yè)設(shè)計(jì)都是沿用“一生一題、一師多導(dǎo)”的傳統(tǒng)模式，設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法都是嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)規(guī)范和工程設(shè)計(jì)原理，有一套完整的設(shè)計(jì)方法和傳統(tǒng)的模式。例如：往年畢業(yè)設(shè)計(jì)的模式是指導(dǎo)教師給學(xué)生下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)資料和地形圖確定隧道位置的控制點(diǎn)，然后進(jìn)行千篇一律的設(shè)計(jì)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)大同小異。而公路隧道選址方案一定是遵從公路路線方案綜合必選的結(jié)果，控制點(diǎn)的位置涉及到如環(huán)境、工程造價(jià)等因素，不是單一根據(jù)地形等技術(shù)工程因素來確定的。這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)僅考慮工程技術(shù)因素，沒有考慮其他非技術(shù)因素，模式單一，缺乏創(chuàng)造性，不具備專業(yè)認(rèn)證關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。

2)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題比較單一，不具備專業(yè)認(rèn)證關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。

土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)通常是由指導(dǎo)教師定題目，以公路隧道設(shè)計(jì)為例，畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生獨(dú)立完成隧道的選址、線型方案、襯砌結(jié)構(gòu)、施工方案等設(shè)計(jì)任務(wù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容比較全面，但是選題相對(duì)單一，不具備專業(yè)認(rèn)證關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)復(fù)雜工程問題的特征，設(shè)計(jì)內(nèi)容沒有超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，沒有涉及多方面因素，更沒有涉及到多個(gè)利益，不能真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。例如，由于實(shí)際鉆探地質(zhì)資料欠缺，公路隧道所處位置地質(zhì)條件主要依據(jù)隧道選址處的現(xiàn)有資料進(jìn)行查閱和推演，導(dǎo)致地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，圍巖等級(jí)單一，另外隧道襯砌設(shè)計(jì)僅局限于特殊圍巖分界截面，沒有考慮更多如偏壓、較多圍巖等級(jí)分布等符合實(shí)際工程的內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中理論脫離實(shí)際工程，基本不具備專業(yè)認(rèn)證關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)復(fù)雜工程問題的特征。

3)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容局限于本專業(yè)，不具備專業(yè)認(rèn)證關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。

公路隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括隧道線型設(shè)計(jì)、洞門設(shè)計(jì)、明洞設(shè)計(jì)、襯砌設(shè)計(jì)、支護(hù)設(shè)計(jì)、施工方案設(shè)計(jì)等主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋公路隧道工程主體結(jié)構(gòu)。但是公路隧道是一項(xiàng)綜合復(fù)雜的工程，它不僅涉及到地質(zhì)、土木、防排水、工管等多個(gè)專業(yè)，而且還與機(jī)電、環(huán)境保護(hù)等是緊密聯(lián)系的，公路隧道設(shè)計(jì)不僅涉及主體結(jié)構(gòu)，包括通風(fēng)、照明等附屬設(shè)施設(shè)計(jì)內(nèi)容也不容忽視，只有主體結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施完全結(jié)合起來才能保證整個(gè)公路隧道設(shè)計(jì)內(nèi)容的完整。這種做法使畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容僅局限在公路隧道工程的常規(guī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，沒有綜合考慮各個(gè)因素，不具備專業(yè)認(rèn)證對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。

3 專業(yè)認(rèn)證要求下畢業(yè)設(shè)計(jì)的改革與創(chuàng)新

3.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)模式的改革與創(chuàng)新

通過對(duì)復(fù)雜工程問題的釋義，在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，土木工程專業(yè)(巖土與地下工程方向)的畢業(yè)設(shè)計(jì)在模式方面進(jìn)行了改革。在確定畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，以某一地區(qū)實(shí)際公路工程需求出發(fā)，該工程項(xiàng)目從起點(diǎn)至終點(diǎn)包括道路、橋梁和隧道等分項(xiàng)工程，畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是要求完整地進(jìn)行該公路項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)。這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)單獨(dú)由一名學(xué)生或一個(gè)專業(yè)方向的學(xué)生是無法完成的。必須將路線、橋梁、隧道等土木工程專業(yè)三個(gè)方向結(jié)合起來形成團(tuán)隊(duì)式才能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

土木工程專業(yè)(巖土與地下工程方向)的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式由一名學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)改革成團(tuán)隊(duì)式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)由路、橋、隧三組學(xué)生組成，每組學(xué)生由專門的一名指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)，改變了單一的“一生一題，一師多導(dǎo)”畢業(yè)設(shè)計(jì)模式。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)首先對(duì)該地區(qū)實(shí)際地形圖進(jìn)行分析，提出三個(gè)設(shè)計(jì)方案，并通過水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、路線長(zhǎng)度、施工條件、工程造價(jià)等等分析對(duì)比選擇確定設(shè)計(jì)方案。然后實(shí)施分工，各方向?qū)I(yè)學(xué)生主要設(shè)計(jì)自己專業(yè)方向的項(xiàng)目，但是在交叉銜接以及共性問題等方面，則相互溝通、互相協(xié)調(diào)，共同面對(duì)設(shè)計(jì)中復(fù)雜工程問題。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)不僅使學(xué)生能夠熟悉相關(guān)專業(yè)的相互交叉內(nèi)容，并且還能積極主動(dòng)地協(xié)調(diào)處理設(shè)計(jì)過程中專業(yè)之間的分歧問題，產(chǎn)生新思路和新方法，針對(duì)復(fù)雜工程問題提出多個(gè)解決方案，并進(jìn)行選擇和決策，達(dá)到了專業(yè)認(rèn)證的要求。

3.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的改革與創(chuàng)新

在專業(yè)認(rèn)證要求下，土木工程專業(yè)(巖土與地下工程方向)的畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題方面進(jìn)行了改革。首先，該專業(yè)方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題由原來的兩個(gè)方向(隧道方向和基坑方向)增加到三個(gè)方向：隧道設(shè)計(jì)方向、基坑設(shè)計(jì)方向和地鐵車站設(shè)計(jì)方向，學(xué)生在規(guī)定的人數(shù)范圍內(nèi)自主選擇。其次，指導(dǎo)教師在布置設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，結(jié)合實(shí)際工程對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)方向涉及到復(fù)雜工程問題在任務(wù)書中要進(jìn)行說明。例如三個(gè)方向畢業(yè)設(shè)計(jì)中的地質(zhì)條件都是指導(dǎo)教師從各個(gè)地區(qū)實(shí)際工程中的實(shí)際地質(zhì)勘察報(bào)告中收集的實(shí)際資料，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，學(xué)生選題時(shí)必須依據(jù)實(shí)際勘察資料確定設(shè)計(jì)方案和內(nèi)容。

例如，做隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)方向的學(xué)生，根據(jù)地形地質(zhì)條件的不同，有的需要進(jìn)行隧道洞門設(shè)計(jì)，有的需要進(jìn)行明洞設(shè)計(jì)。做基坑畢業(yè)設(shè)計(jì)方向的學(xué)生，由于地質(zhì)勘察資料不同，選擇支護(hù)方案不同，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目不同。不同的選題，需要學(xué)生綜合考慮多方面因素，突破現(xiàn)有條框。現(xiàn)在的選題符合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，具有綜合性和創(chuàng)新性。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中真正做到理論實(shí)際工程，經(jīng)過深入分析才能解決復(fù)雜的工程方案問題，從而達(dá)到了專業(yè)認(rèn)證的要求。

3.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新

在專業(yè)認(rèn)證要求下，土木工程專業(yè)(巖土與地下工程方向)的畢業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)內(nèi)容方面進(jìn)行了改革。公路隧道設(shè)計(jì)和地鐵車站的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容增加了照明設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、環(huán)境評(píng)價(jià)等內(nèi)容，基坑設(shè)計(jì)增加了降水設(shè)計(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)等內(nèi)容，增加的設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及到機(jī)電、安全、環(huán)境保護(hù)等其他專業(yè)多方面的技術(shù)、工程和非技術(shù)因素。設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)模大，設(shè)計(jì)問題多，復(fù)雜程度高，學(xué)生僅僅依靠現(xiàn)有的土木工程專業(yè)的知識(shí)是不能完全解決的，必須結(jié)合其他專業(yè)知識(shí)綜合考慮才能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

改革后的畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生首先應(yīng)該結(jié)合工程實(shí)踐，依據(jù)本專業(yè)基本工程原理，針對(duì)設(shè)計(jì)中的復(fù)雜工程問題初步確定設(shè)計(jì)方案，然后在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析初步確定的設(shè)計(jì)方案對(duì)社會(huì)效益、環(huán)境以及安全等非技術(shù)因素的影響。對(duì)于超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，學(xué)生可以通過查閱文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)其他專業(yè)知識(shí)，開闊思路，綜合考慮其他專業(yè)多方面技術(shù)和本專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用本專業(yè)及非本專業(yè)知識(shí)、方法尋找新的突破點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的改革，不僅是對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)及綜合訓(xùn)練，而且開拓靠學(xué)生的思維空間，達(dá)到了專業(yè)認(rèn)證的要求。

4 結(jié)語

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求，為了培養(yǎng)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中分析問題和解決問題的能力，從設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)選題和設(shè)計(jì)內(nèi)容等方面都要進(jìn)行改革，探索有效的實(shí)施辦法，真正做到對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜實(shí)際工程問題能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在工程教育認(rèn)證背景下，黑龍江工程學(xué)院土木工程專業(yè)在近幾年的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，多方位地進(jìn)行了改革與建設(shè)，提升了土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的整體水平，保證了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量達(dá)到畢業(yè)要求。