專業(yè)認(rèn)證背景下民族地區(qū)地方高校新辦土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

卓德兵

(吉首大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，湖南 張家界 427200)

專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)是檢驗(yàn)高校辦學(xué)實(shí)力和教育質(zhì)量的尺子。開展土木工程專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)的目的是加強(qiáng)國(guó)家和行業(yè)主管部門對(duì)高等學(xué)校土木工程專業(yè)教育的宏觀指導(dǎo)和管理，保證和提高土木工程專業(yè)的教育質(zhì)量，更好地貫徹教育必須為社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)的方針，使我國(guó)高等學(xué)校土木工程專業(yè)畢業(yè)生能夠符合國(guó)家規(guī)定的申請(qǐng)參加注冊(cè)工程師考試的教育標(biāo)準(zhǔn)，為與其它國(guó)家和地區(qū)相互承認(rèn)同類專業(yè)的學(xué)歷創(chuàng)造條件[1]。截至2019年12月，全國(guó)已有102所高校通過了土木工程專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)。湖南省內(nèi)土木工程專業(yè)辦學(xué)實(shí)力雄厚的湖南大學(xué)和中南大學(xué)早在1995年和1997年就通過了認(rèn)證(評(píng)估)，中南林業(yè)科技大學(xué)和湖南科技大學(xué)也先后于2014年和2018年通過了認(rèn)證(評(píng)估)，如表1所示。

表1 湖南省通過土木工程專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)的高校名單

吉首大學(xué)是湖南省屬綜合性大學(xué)，也是武陵山片區(qū)唯一的綜合性大學(xué)。學(xué)校所在地區(qū)是武陵山連片特困區(qū)，是國(guó)家脫貧攻堅(jiān)的主戰(zhàn)場(chǎng)。近年來，隨著 “武陵山經(jīng)濟(jì)協(xié)作區(qū)”“武陵山片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅(jiān)”等國(guó)家重大戰(zhàn)略先后實(shí)施，該地區(qū)土建類人才的需求越來越大[2]。為填補(bǔ)長(zhǎng)期以來該地區(qū)土建類人才培養(yǎng)的空白，更好地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，為當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)、路橋建設(shè)等方面培養(yǎng)急需人才，2011年吉首大學(xué)正式開辦土木工程專業(yè)。

實(shí)驗(yàn)室是高校開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要場(chǎng)所，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要平臺(tái)，也是專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)的重要考核指標(biāo)。自專業(yè)開辦以來，學(xué)校以加入“中西部高校基礎(chǔ)能力建設(shè)工程”項(xiàng)目為契機(jī)，高度重視土建類專業(yè)辦學(xué)條件的建設(shè)提升，不斷加大實(shí)驗(yàn)建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入，以專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型土建類技術(shù)人才為宗旨，以打造省級(jí)土建類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心、省級(jí)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和湘西北地區(qū)土木工程質(zhì)量檢測(cè)中心為目標(biāo)，科學(xué)籌劃，穩(wěn)步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)跨越式發(fā)展，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量和專業(yè)辦學(xué)水平的穩(wěn)步提升[3—4]。

一、專業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)對(duì)土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的基本要求

2011年頒布的“全國(guó)土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范”(以下簡(jiǎn)稱“專業(yè)規(guī)范”)以及在“全國(guó)高等學(xué)校土木工程專業(yè)評(píng)估(認(rèn)證)文件”(以下簡(jiǎn)稱“專業(yè)認(rèn)證文件”)中，對(duì)土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)部分應(yīng)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都進(jìn)行了明確規(guī)定，土木工程專業(yè)本科四年期間必須要開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)、流體力學(xué)(水力學(xué))實(shí)驗(yàn)、土木工程材料實(shí)驗(yàn)、混凝土與鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件實(shí)驗(yàn)、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)、土木工程測(cè)試技術(shù)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，“專業(yè)規(guī)范”還對(duì)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域核心實(shí)踐單元的學(xué)時(shí)要求也做了具體規(guī)定，如表2所示。

表2 土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域核心實(shí)踐單元及學(xué)時(shí)要求

在此基礎(chǔ)之上，“專業(yè)認(rèn)證文件”進(jìn)一步對(duì)土木工程專業(yè)辦學(xué)應(yīng)具備的實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行了明確：具備大學(xué)物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)、測(cè)量、力學(xué)(工程力學(xué)、流體力學(xué))、材料、土工、結(jié)構(gòu)等實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器完好，場(chǎng)地面積和設(shè)備臺(tái)套數(shù)能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分組要求，操作型實(shí)驗(yàn)分組應(yīng)滿足人人動(dòng)手的要求；實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)符合現(xiàn)行工程規(guī)范要求[5]。

二、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路

1.緊扣規(guī)范，瞄準(zhǔn)認(rèn)證

在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中，始終緊扣“專業(yè)規(guī)范”、專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱等制度規(guī)范，瞄準(zhǔn)“專業(yè)認(rèn)證文件”要求，嚴(yán)格依據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選設(shè)備，對(duì)于需要人人動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)面積需要優(yōu)先得到保證。如，在“專業(yè)規(guī)范”和培養(yǎng)方案中，明確要開設(shè)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)有材料的基本性能實(shí)驗(yàn)、水泥實(shí)驗(yàn)、混凝土集料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、混凝土和易性及強(qiáng)度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、鋼筋力學(xué)與機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)和瀝青實(shí)驗(yàn)6個(gè)項(xiàng)目，教學(xué)要求均為掌握，因此，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備要能保證這些項(xiàng)目都能按要求開展。對(duì)于這其中需要人人動(dòng)手的集料實(shí)驗(yàn)，則要嚴(yán)格保證實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地面積和設(shè)備臺(tái)套數(shù)能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分組要求。

2.廣泛調(diào)研，科學(xué)論證

土木工程實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器設(shè)備品種多、數(shù)量大、造價(jià)高、規(guī)格復(fù)雜。民族地區(qū)地方高校由于工科辦學(xué)基礎(chǔ)薄弱、辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)缺乏、建設(shè)經(jīng)費(fèi)有限，想在較短的時(shí)間內(nèi)將其建好，需要廣泛調(diào)研，汲取其他各高校建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，少走彎路，更要進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的論證，保障有限的資金用在“刀刃”上。如，結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中反力墻和反力臺(tái)座造價(jià)較高，建設(shè)難度較大，能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的單位較少，且一旦建成后，若不符合要求返工難度極大，后期也很難進(jìn)行升級(jí)改造；結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室核心設(shè)備，如多通道擬動(dòng)力電液伺服加載系統(tǒng)，需要投入大量經(jīng)費(fèi)。因此，要在廣泛而深入的調(diào)研基礎(chǔ)上，制定初步建設(shè)方案，同時(shí)，邀請(qǐng)專家和同行從土建結(jié)構(gòu)形式、實(shí)驗(yàn)室功能布局、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)步驟及遠(yuǎn)景規(guī)劃等方面進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的論證，最后制定詳細(xì)的實(shí)施方案。

3.突出重點(diǎn)，分步實(shí)施

由于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)比較大，對(duì)于民族地區(qū)地方高校來說，很難一步建設(shè)到位，可結(jié)合自身財(cái)政狀況，采取統(tǒng)籌規(guī)劃、突出重點(diǎn)、分步實(shí)施的策略[6]。對(duì)于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要的公共基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，應(yīng)按輕重緩急，依次建設(shè)到位。建設(shè)過程中應(yīng)以學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，加強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置，保證學(xué)生最大程度參與到實(shí)踐過程中。如，對(duì)于某些項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)設(shè)備在選型時(shí)，應(yīng)盡量避免盲目追求“全自動(dòng)系列”和“智能系列”，盡量選擇“手動(dòng)系列”或“經(jīng)典系列”，給學(xué)生創(chuàng)造更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，從而加深對(duì)基本概念和原理的理解。對(duì)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)室大型儀器設(shè)備的購(gòu)置，則要從專業(yè)學(xué)科發(fā)展、平臺(tái)打造以及社會(huì)服務(wù)等方面，綜合考慮其性能是否穩(wěn)定、技術(shù)是否先進(jìn)、工作是否可靠等多種因素，本著立足當(dāng)前、著眼未來、突出特色的原則，有條不紊推進(jìn)建設(shè)。

4.虛實(shí)結(jié)合，相互補(bǔ)充

土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)如鋼筋混凝土梁靜載破壞實(shí)驗(yàn)、三軸壓縮實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，普遍存在實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜且有安全隱患、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象短暫且無法再現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備昂貴且易損壞、實(shí)驗(yàn)耗材準(zhǔn)備困難且成本較高等問題，加之地方高校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件不足或短期無法建設(shè)到位，實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y力量有限等多方面原因，使得在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師習(xí)慣于采用演示的方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生很難自己動(dòng)手參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教學(xué)效果大打折扣，未能真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目的。基于此，本著“虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充”的教學(xué)理念，通過自主研發(fā)、校企合作等方式構(gòu)建貼近工程、高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，并搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，采用傳統(tǒng)教學(xué)與虛擬仿真教學(xué)相結(jié)合的方式，將虛擬仿真教學(xué)有機(jī)融入到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課前、課中和課后全過程，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，最終達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的目的[7—8]。

三、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容

結(jié)合“專業(yè)規(guī)范”和“專業(yè)認(rèn)證文件”要求，將土木工程實(shí)驗(yàn)室劃分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室三部分進(jìn)行介紹。

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室

土木工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室又分為公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室。公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室主要包含測(cè)量實(shí)驗(yàn)室、工程制圖實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、物理實(shí)驗(yàn)室和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室5個(gè)模塊。在該項(xiàng)目的建設(shè)過程中，考慮到學(xué)院及所在校區(qū)已有相近專業(yè)先期進(jìn)行的建設(shè)，不能完全滿足新增專業(yè)的教學(xué)需要。2011年學(xué)校臨時(shí)自籌經(jīng)費(fèi)50萬元購(gòu)買了所需設(shè)備，并對(duì)該實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了擴(kuò)充改造，以滿足土木工程專業(yè)工程測(cè)量、工程制圖、大學(xué)物理和大學(xué)化學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，如表3所示。

表3 公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室

專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室主要是為了滿足大二學(xué)生的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、土木工程材料實(shí)驗(yàn)、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)，大三學(xué)生混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、土木工程試驗(yàn)等課程共計(jì)74課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課開設(shè)問題而建設(shè)的[9]。為解決第一批學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)急需，學(xué)院于2011年立項(xiàng)了中央財(cái)政支持地方高校發(fā)展專項(xiàng)資金，并于2012年實(shí)施完成。該項(xiàng)目包含力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、建材實(shí)驗(yàn)室、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)用結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室6個(gè)子模塊，新增實(shí)驗(yàn)室面積1 140m2，共投入經(jīng)費(fèi)300萬元，如表4所示。該項(xiàng)目的建成，使學(xué)院土木工程專業(yè)的辦學(xué)條件得到了改善，極大的緩解了首批土木工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓力。

表4 專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室

2.專業(yè)實(shí)驗(yàn)室(結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室)

結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室是土木工程專業(yè)最重要的實(shí)驗(yàn)室之一，是開設(shè)專業(yè)課和專業(yè)方向課的實(shí)踐場(chǎng)地，同時(shí)也是開展學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的重要場(chǎng)所，更是專業(yè)認(rèn)證、學(xué)科平臺(tái)打造和社會(huì)服務(wù)的重要依托,在專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用[2]。為建好結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，2011年學(xué)校多次組織學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)室主任、專業(yè)骨干教師到國(guó)內(nèi)10余所同類高校就結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，汲取各校結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，如表5所示。綜合考慮民族地區(qū)高校辦學(xué)實(shí)際、辦學(xué)定位以及學(xué)科發(fā)展規(guī)劃，制定了初步的建設(shè)方案，然后邀請(qǐng)同行專家和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)廠家進(jìn)行深入論證和修改，最終確定了本校的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施方案。

表5 國(guó)內(nèi)部分高校結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)調(diào)研結(jié)果

最終確定的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室廠房采用混凝土結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室總面積為1 100m2，其中附屬用房面積約200m2，實(shí)驗(yàn)大廳長(zhǎng)42米，寬21米，高15米。考慮將來開展三維擬動(dòng)力加載實(shí)驗(yàn)，采用了厚度為3米的L形反力墻，其中長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為15米，高度為10米，短邊采用階梯型，總長(zhǎng)度為10米，其中靠近長(zhǎng)邊近端高度為10米，遠(yuǎn)端高度為7.5米。同時(shí)，采用了經(jīng)濟(jì)性較好且完全滿足使用要求的槽道式反力臺(tái)座，臺(tái)座長(zhǎng)度為35米，寬度為12米，實(shí)驗(yàn)航吊采用跨度為19.5米，額定起重量為20T的電動(dòng)橋式雙梁起重機(jī)。

結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)主要依靠中央財(cái)政支持地方高校發(fā)展專項(xiàng)資金、中西部高校基礎(chǔ)能力建設(shè)工程項(xiàng)目資金及其他建設(shè)資金。2014年學(xué)校建設(shè)了工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置了四通道美國(guó)MTS擬動(dòng)力伺服加載系統(tǒng)，其中高性能疲勞試驗(yàn)作動(dòng)器100T一套，50T兩套，25T一套，及相應(yīng)的油源和控制軟件。2017年學(xué)校又建設(shè)了工程結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地，購(gòu)置了東華測(cè)試32通道動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)、無線靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)、美國(guó)國(guó)家儀器PXI動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)、振動(dòng)測(cè)試與控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室常用的信號(hào)采集設(shè)備和部分結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?020年學(xué)校建設(shè)了道路與橋梁工程實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置了結(jié)構(gòu)工程陣列加載試驗(yàn)系統(tǒng)反力架，500T壓力試驗(yàn)機(jī)，60T微機(jī)控制電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)，10T微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)等大型設(shè)備。截止到2020年，結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室已基本建成，累計(jì)投入經(jīng)費(fèi)近2 000萬元。

3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

2012年，學(xué)校建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置了6通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)和高性能工作站，為開展虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)造了良好的硬件條件。同時(shí)，還聯(lián)合西安三好、上海曼恒、北京瑞尼爾、盈建科、邁達(dá)斯等多家企業(yè)開發(fā)虛擬仿真教學(xué)資源，并打造了土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該教學(xué)平臺(tái)分為三大模塊，如圖1所示，分別是力學(xué)性能虛擬仿真模塊、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真模塊和工程實(shí)訓(xùn)虛擬仿真模塊。

力學(xué)性能虛擬仿真模塊共分為鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)虛擬仿真、鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁靜載破壞實(shí)驗(yàn)虛擬仿真、簡(jiǎn)支鋼桁架靜載非破壞實(shí)驗(yàn)虛擬仿真和三軸壓縮實(shí)驗(yàn)虛擬仿真4個(gè)子模塊，主要服務(wù)于土木工程專業(yè)大二及大三學(xué)生“土力學(xué)”“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”“土木工程試驗(yàn)”等課程。本模塊能夠滿足學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)構(gòu)件制作，自行搭架實(shí)驗(yàn)環(huán)境及裝配操作實(shí)驗(yàn)儀器，自行動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)過程，觀察現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)分析處理等多種需求，讓每位學(xué)生都能參與進(jìn)來，幫助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)操作過程，同時(shí)，有效克服了破壞性實(shí)驗(yàn)所帶來的危險(xiǎn)性，降低實(shí)驗(yàn)成本，減少儀器設(shè)備的損壞。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真模塊主要包含結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)虛擬仿真、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真、工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新虛擬仿真4個(gè)子模塊，主要服務(wù)于土木工程專業(yè)大三學(xué)生的“建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”“橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型制作”等課程以及課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。本模塊主要能夠訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)以及各類其他結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生電算的操作技能及對(duì)計(jì)算結(jié)果合理性的判斷能力，使學(xué)生具備工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)。

工程實(shí)訓(xùn)虛擬仿真模塊包含BIM模型綜合設(shè)計(jì)虛擬仿真、工程構(gòu)造虛擬仿真、建筑工程施工虛擬仿真、路橋工程施工虛擬仿真、工程項(xiàng)目管理虛擬仿真5個(gè)子模塊，主要服務(wù)于土木工程專業(yè)大四學(xué)生的“工程施工仿真”“工程項(xiàng)目管理”“BIM技術(shù)應(yīng)用”等課程以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本模塊主要以施工技術(shù)、工程管理、安全文明施工為教學(xué)重點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)施工工藝、施工規(guī)范、安全規(guī)范、進(jìn)度及質(zhì)量控制的理解和認(rèn)識(shí)。

土木工程虛擬仿真平臺(tái)所包含的各模塊系統(tǒng)涵蓋了土木類專業(yè)80%的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，有效降低了設(shè)備、場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等條件限制對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的影響，強(qiáng)化了工程素質(zhì)培養(yǎng)，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

四、建設(shè)成效

目前，全新的10 000m2工程實(shí)訓(xùn)大樓與1 000m2的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建成并投入使用，其中各類實(shí)驗(yàn)室總面積近4 000m2，擁有各類儀器設(shè)備1 339臺(tái)件，總價(jià)值1 500余萬元。“實(shí)驗(yàn)中心”實(shí)行校、院兩級(jí)管理，共有實(shí)驗(yàn)人員20名，其中高級(jí)職稱教師的比例達(dá)到45%，具有碩士學(xué)位以上教師比例達(dá)80%。

近年來，實(shí)驗(yàn)中心已成為教師開展實(shí)踐教學(xué)、科學(xué)研究和社會(huì)服務(wù)的重要場(chǎng)地。依托實(shí)驗(yàn)中心，學(xué)校教師主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目?jī)身?xiàng)，省廳級(jí)科研、教改課題50余項(xiàng)，校級(jí)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目60余項(xiàng)，社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目40余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，獲得各類專利20余項(xiàng)。2013年，專業(yè)教師自主開發(fā)“鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)”虛擬仿真教學(xué)軟件，獲得湖南省教師現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。2016年，與企業(yè)共同開發(fā)“工程施工虛擬仿真軟件”，獲湖南省教師信息化教學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。2019年，“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程被認(rèn)定為湖南省線上線下混合式一流課程。

同時(shí)，依托實(shí)驗(yàn)中心，學(xué)院成立了工程設(shè)計(jì)與管理創(chuàng)新工作室，為大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)搭建了有效平臺(tái)，為各類學(xué)科競(jìng)賽的開展提供場(chǎng)地、設(shè)備與專業(yè)技術(shù)支持。自工作室成立以來，先后開展了大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽、混凝土設(shè)計(jì)競(jìng)賽等校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)賽事的籌劃、組織、選拔、培訓(xùn)及指導(dǎo)工作。通過開展多種類型的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力得到了極大的提高。近年來，學(xué)生在各類學(xué)科競(jìng)賽當(dāng)中屢獲大獎(jiǎng)，共獲得省級(jí)以上學(xué)科競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)20余項(xiàng)，尤其是代表湖南省參加第八屆、第十屆和第十二屆全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽均取得了一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。同時(shí)，學(xué)生還積極申報(bào)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，其中“防爆抗沖擊仿生混凝土材料的研發(fā)”等4項(xiàng)獲得國(guó)家級(jí)立項(xiàng)，“變截面Euler-Bernoulli梁自由振動(dòng)固有頻率研究”等9項(xiàng)獲得省級(jí)立項(xiàng)。除此之外，學(xué)生還積極參加與專業(yè)相關(guān)的各類職業(yè)技能培訓(xùn)、社會(huì)服務(wù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、科技創(chuàng)意等活動(dòng)30余項(xiàng)。

2015年，土木工程專業(yè)順利通過本科辦學(xué)水平評(píng)估和新增學(xué)士學(xué)位授權(quán)學(xué)科專業(yè)評(píng)估。2016年，“力學(xué)與工程虛擬仿真中心”被認(rèn)定為湖南省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。同年，土木工程專業(yè)獲批校級(jí)“十三五”專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目。2017年，學(xué)院獲批湖南省建筑工人培訓(xùn)考核機(jī)構(gòu)。2018年，“規(guī)劃設(shè)計(jì)工程實(shí)踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心”被認(rèn)定為湖南省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心。2019年，“能力導(dǎo)向、特色發(fā)展：西部地方高校土建類專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)改革與實(shí)踐”獲得國(guó)家民委教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。2020年，土木工程專業(yè)獲批成為湖南省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。

五、結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室是高校開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要場(chǎng)所，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要平臺(tái)。實(shí)踐表明，對(duì)于新建土木工程專業(yè)的民族地區(qū)地方高校來說，通過采取緊密結(jié)合專業(yè)認(rèn)證要求，采用緊扣規(guī)范、瞄準(zhǔn)認(rèn)證，廣泛調(diào)研、科學(xué)論證，突出重點(diǎn)、分步實(shí)施，虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充的建設(shè)思路，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室等幾個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)，能夠取得較好的建設(shè)成效，從而為提升專業(yè)辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。