基于新時代行業(yè)需求的土木工程專業(yè)實踐課程教學(xué)改革探索

田 威，黃 沛，劉 欽

（長安大學(xué)建筑工程學(xué)院 陜西 西安 710061）

土木工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量一直以來都是國內(nèi)外共同關(guān)注的重點問題[1]。近年來, 國家大力推進高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革及實施，要求高校教育注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力[2]。就土木工程專業(yè)自身而言，學(xué)生不僅要掌握專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)理論知識，還要了解與實際建筑產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計、施工等工作，并通過理論教學(xué)和實踐教學(xué)初步將理論與工程實踐相結(jié)合。相比之下，土木工程專業(yè)的實踐教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生在實踐過程中的創(chuàng)新能力非常重要。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及“一帶一路”經(jīng)濟戰(zhàn)略的大力推進，無論是住宅領(lǐng)域還是基建等其他領(lǐng)域都會遇到許多新的工程問題，亟須高校在土木工程行業(yè)培養(yǎng)出一批應(yīng)用型人才。土木工程作為應(yīng)用性、實踐性很強的專業(yè)，具有知識覆蓋面廣、學(xué)科交叉深、融合緊密等特點[3-5]。因此，在現(xiàn)有的教育教學(xué)研究基礎(chǔ)上，從實踐課程體系、課程內(nèi)容、師資結(jié)構(gòu)、考核體系四方面對土木工程專業(yè)實踐教學(xué)進行探索，對高校在培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程人才方面做出重要貢獻，對土木工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 土木工程專業(yè)實踐教學(xué)存在的問題

1.1 實踐課程體系重理論且與人才需求不相適應(yīng)

土木工程專業(yè)是一門覆蓋領(lǐng)域廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的學(xué)科，具有很強的實踐性。目前，土木工程實踐教學(xué)雖然成果頗豐，但與其以培養(yǎng)創(chuàng)新實踐性人才的目標相比，尚存在一些差距。隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，各企業(yè)所面臨的工程問題也在不斷更新，相比之下，高校的實踐課程體系與行業(yè)需求有嚴重的脫節(jié)現(xiàn)象。例如，在課程設(shè)計實踐方面，“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程設(shè)計內(nèi)容還停留在單層工業(yè)廠房的簡單設(shè)計，并沒有結(jié)合實際工程的發(fā)展熱點問題進行相關(guān)內(nèi)容的制定。另外，對于土木工程專業(yè)來說，本科院校的教學(xué)體系大多注重學(xué)生對理論知識的掌握，而忽視了學(xué)生在實踐過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實際上，理論教學(xué)中的難點以及抽象部分的理解離不開實際應(yīng)用，理論教學(xué)脫離實踐課程的銜接，必然會導(dǎo)致學(xué)生缺勤率高，學(xué)習(xí)興趣低、實踐設(shè)計差等現(xiàn)象的發(fā)生。這種偏向于理論教學(xué)的體系，逐漸會與行業(yè)的發(fā)展脫節(jié)，甚至導(dǎo)致教學(xué)理念落后于行業(yè)發(fā)展，在學(xué)生之間也會產(chǎn)生一種“學(xué)而無用”的消極想法。

1.2 實踐教學(xué)內(nèi)容整體不夠合理

實踐課程的教學(xué)內(nèi)容承載著教學(xué)體系，是實踐過程中實現(xiàn)師生互動以及完善實踐教學(xué)體系的主要依據(jù)?，F(xiàn)階段，大多數(shù)高校土木工程專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展的銜接不夠緊密，主要表現(xiàn)在以下兩方面。一是在實踐內(nèi)容方面，缺乏對構(gòu)筑物長期壽命的系統(tǒng)評價。眾所周知，土木工程中有很多基建構(gòu)筑物處在嚴寒、鹽凍、高溫，甚至是沖擊爆破的環(huán)境下，因此，在構(gòu)筑物設(shè)計時應(yīng)充分考慮其在復(fù)雜環(huán)境中的長期服役性能。然而，大多數(shù)高?，F(xiàn)有的課程設(shè)計對此部分的實踐內(nèi)容并無提及。例如，在進行結(jié)構(gòu)課程類設(shè)計時，在設(shè)計及驗算兩階段的任務(wù)書中只要求學(xué)生對所設(shè)計結(jié)構(gòu)的承載力進行前期計算及后期驗算，并沒有耐久性方面的相關(guān)要求。二是實踐內(nèi)容陳舊，缺乏創(chuàng)新性。隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進，土木工程行業(yè)內(nèi)許多企業(yè)機構(gòu)也相繼在進行著結(jié)構(gòu)的升級調(diào)整，故許多新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如BIM（建筑信息模型）技術(shù)、3D 打印技術(shù)、建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)等。而大多數(shù)高校的土木工程專業(yè)課程設(shè)計實踐內(nèi)容局限于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,即使是畢業(yè)實習(xí)也僅關(guān)注傳統(tǒng)的建筑產(chǎn)品，并沒有在新技術(shù)方面增添額外的實踐內(nèi)容。

1.3 實踐教學(xué)手段陳舊

土木工程專業(yè)實踐教學(xué)可分為校內(nèi)和校外實踐教學(xué)。對于校內(nèi)實踐，在實踐課堂上，教師以講授理論知識為主、實踐指導(dǎo)為輔，且習(xí)慣于傳統(tǒng)的授課方式，內(nèi)容枯燥，形式單一，與學(xué)生互動較少，以至于學(xué)生對專業(yè)知識的渴求度降低，引起了一股低“到課率”、高“低頭率”的課堂風(fēng)氣[6]。而在以課程設(shè)計為主的校內(nèi)課后實踐部分，設(shè)計選題陳舊，并沒有依據(jù)土木工程行業(yè)變化制定新的設(shè)計課題，很難調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新思維，不能很好地激發(fā)學(xué)生對于新技術(shù)、新方法的探索興趣，導(dǎo)致相關(guān)課程設(shè)計完成質(zhì)量不高，間接地對學(xué)生的創(chuàng)造積極性與實踐積極性產(chǎn)生了不利影響。對于校外實踐，它主要以認知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)為主，就其實踐資源而言，雖然可實踐的企業(yè)機構(gòu)數(shù)量眾多，但受經(jīng)費、地理位置等因素的影響，使得校外實踐較難實施。

1.4 實踐教學(xué)考核方式單一

高校進行土木工程專業(yè)實踐教學(xué)考核，可以檢驗學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)效果，是土木工程專業(yè)教育改革中不可或缺的一部分。對學(xué)生進行實踐活動的考核，大多數(shù)高校采取的方式是以學(xué)生完成實驗報告、課程設(shè)計、實習(xí)報告等書面作業(yè)為考核依據(jù)。然而，這種考核方式過于單一，以至于學(xué)生在進行土木工程相關(guān)實驗時，缺乏主觀能動性，懶于思考，照搬課本理論知識對實驗進行揣摩；在進行結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計時，抄襲課本例題及往屆學(xué)生的設(shè)計計算書，對于設(shè)計書中的關(guān)鍵問題理解不夠透徹。這樣便失去了實踐教學(xué)的意義[7-8]。另外，對于土木工程專業(yè)認知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等校外實踐活動，大多數(shù)高校在進行考核時，要么缺乏答辯環(huán)節(jié)，要么答辯環(huán)節(jié)過于形式化，并不能真正反映出學(xué)生參與實踐的效果，亦不能提高學(xué)生對實踐活動的重視程度。

2 土木工程專業(yè)實踐教學(xué)改革與思考

2.1 完善實踐教學(xué)體系的“源頭”設(shè)計

土木工程專業(yè)實踐課程是學(xué)生進行理論聯(lián)系實踐的重要載體。首先，應(yīng)建立更加完善的專業(yè)實踐教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)機制。與其他專業(yè)課程相似，土木工程實踐課程也是一個需要高校各部門協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)性工程，其中，土木工程學(xué)院應(yīng)發(fā)揮好實踐課程教學(xué)的牽頭作用，教務(wù)處應(yīng)明確教師的實踐教學(xué)任務(wù)，制訂實踐教學(xué)目標及計劃，有序安排學(xué)生進行實踐課程考核，其他各教學(xué)機構(gòu)應(yīng)協(xié)調(diào)配合完善實踐教學(xué)課程體系的構(gòu)建，為土木工程實踐教學(xué)工作的開展提供強有力的保障。其次，一套科學(xué)的實踐課程體系離不開規(guī)范的管理辦法，因此，應(yīng)從實踐課程教學(xué)計劃、大綱以及時長等方面繼續(xù)對現(xiàn)有的管理辦法進行完善。適當延長實踐課程時長，做到“理論”與“實踐”并行，例如，可適當增加“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程設(shè)計實踐學(xué)時，新增學(xué)時分別銜接于受彎構(gòu)件承載力和受壓構(gòu)件承載力理論課程之后，可有利于學(xué)生及時地消化理論知識，高質(zhì)量完成最終的課程設(shè)計實踐工作。最后，為了有效提高實踐課程質(zhì)量，可選取優(yōu)秀的實踐教學(xué)實例作為示范，供教師和學(xué)生在實踐過程中參考和借鑒。

2.2 依據(jù)行業(yè)形勢，制定符合實際的實踐教學(xué)內(nèi)容

土木工程專業(yè)實踐課程與其他專業(yè)基礎(chǔ)課程相比，更加偏向于應(yīng)用化。因此，土木工程專業(yè)實踐課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以專業(yè)理論為基礎(chǔ)，著重培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力。當前實際工程建設(shè)中所遇到的問題愈加豐富，故教師在實踐課程教學(xué)過程中，應(yīng)盡量選擇新型問題作為主要的指導(dǎo)任務(wù)，選擇全面系統(tǒng)的指導(dǎo)資料，并根據(jù)土木工程專業(yè)實踐課程特點進行講解。以地基基礎(chǔ)工程設(shè)計實踐為例。首先，在選題方面，傾向于選擇處于西北嚴寒地區(qū)的工程項目，因為此類環(huán)境對建筑物的長期工作性能的考驗比較嚴格，需要綜合考慮的因素多，可鍛煉學(xué)生的實踐能力。其次，在課程設(shè)計實踐內(nèi)容方面，增加使用數(shù)值仿真軟件的分析，如ABAQUS、ANSYS、FLAC3D 等，重點分析凍融循環(huán)、鹽腐蝕等嚴酷環(huán)境作用下結(jié)構(gòu)的耐久性，提高學(xué)生的軟件應(yīng)用能力。

除此之外，借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀實踐指導(dǎo)教材，將土木工程行業(yè)涌現(xiàn)的新技術(shù)與實踐課程相結(jié)合，以“產(chǎn)業(yè)需求”為導(dǎo)向，加速推廣BIM 技術(shù)、裝配式建筑等技術(shù)的應(yīng)用。以土木工程實踐課程為載體，掌握行業(yè)先進技術(shù)和先進知識，著重培養(yǎng)學(xué)生對土木工程行業(yè)新技術(shù)、新方法的捕捉與應(yīng)用能力。另外，由于目前受社會環(huán)境影響，土木工程專業(yè)實踐活動開展困難，教師應(yīng)結(jié)合自身工程實踐經(jīng)驗，采用信息智能化教學(xué)手段，更加形象地進行實踐指導(dǎo)。

2.3 實施教師的引進與培訓(xùn)計劃，提高教師隊伍的教學(xué)能力

土木工程是實踐性非常強的工科專業(yè)，提高教師隊伍的能力，對于培養(yǎng)實踐型與創(chuàng)新型的全能人才至關(guān)重要。在引進教師方面，土木工程學(xué)院可建立企業(yè)兼職教師選拔和管理制度，對接政府、企業(yè)或其他與行業(yè)相關(guān)的單位，積極尋求具有深厚理論基礎(chǔ)且實踐經(jīng)驗豐富的兼職教師來主導(dǎo)實踐教學(xué)，這樣有利于將實際問題的分析用于實踐課堂，進而提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外，學(xué)院應(yīng)把握好教師的課堂教學(xué)，并在此基礎(chǔ)上鼓勵校內(nèi)教師走訪企事業(yè)單位，親臨生產(chǎn)一線，與企業(yè)工程人員建立深厚的學(xué)習(xí)友情，并積極了解實際工程中所遇到的問題，為后續(xù)教學(xué)科研工作提供方向。在教師培訓(xùn)方面，學(xué)院應(yīng)倡導(dǎo)教師參加創(chuàng)新類教育培訓(xùn)，擴展其知識面，豐富實踐經(jīng)驗，優(yōu)化“雙師型”教師隊伍的整體結(jié)構(gòu)，進而提高土木工程專業(yè)實踐課程的教學(xué)質(zhì)量。

與此同時，學(xué)院應(yīng)牽頭開展與土木工程設(shè)計企業(yè)、施工企業(yè)以及各大知名高校的深入合作，及時獲取土木工程行業(yè)所出現(xiàn)的新技術(shù)、新方法。學(xué)院還應(yīng)加速推廣校企之間的“聯(lián)合培養(yǎng)”模式，努力實現(xiàn)學(xué)生從學(xué)校走向企業(yè)機構(gòu)的“零轉(zhuǎn)化”，即學(xué)生畢業(yè)后不經(jīng)培訓(xùn)即可上手解決實際工程難題。另外，對有理論學(xué)習(xí)需求的企業(yè)人員，學(xué)院可讓其與在校生同步學(xué)習(xí)，這既提升了企業(yè)人才的綜合素質(zhì)，又可以使在校生了解到實際工程的相關(guān)工作，實現(xiàn)校企之間的“雙贏”。

2.4 構(gòu)建更加科學(xué)合理的考核體系

一套合理的實踐教學(xué)評價體系，能夠全方位考查學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，對提高實踐教學(xué)的質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。完善學(xué)生參與實踐活動的考核制度，根據(jù)學(xué)生在活動中的參與程度和實際貢獻，給予差異化的考核評價。學(xué)生在校內(nèi)參與的實驗、課程設(shè)計等實踐活動，在進行最終考核時，應(yīng)額外設(shè)置答辯環(huán)節(jié)，將答辯表現(xiàn)量化為成績，按一定比例匯總到最終實踐成績中。而對于生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等校外實踐活動，應(yīng)充分考慮校外導(dǎo)師的考評意見，制定一套行之有效的實踐考核辦法。另外，還應(yīng)建立與現(xiàn)有注冊工程師制度相匹配的考核辦法，鼓勵引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)科競賽和科研項目，將實際項目作為畢業(yè)設(shè)計的課題，以工程為載體，全面培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

3 結(jié)語

為滿足當代實踐應(yīng)用型人才的要求，各高校應(yīng)在新工科要求下對土木工程專業(yè)的實踐教學(xué)進行深入的改革和創(chuàng)新，在制訂人才培養(yǎng)計劃時，必須重塑教育理念，改革教育模式，更好地優(yōu)化教學(xué)資源的分配，加強教學(xué)過程中的規(guī)范過程管理，提高對教學(xué)團隊結(jié)構(gòu)的要求。