以課程設置及教學優化提升本科畢業設計質量
——以西南交通大學土木工程專業城市與地下空間工程方向為例

趙東平，汪 波，和 琦

（西南交通大學 a.交通隧道工程教育部重點實驗室；b.土木工程學院，四川 成都 610031）

引言

畢業設計是本科生由學習階段向工作階段轉變的最好實踐機會，對學生的獨立工作能力具有深遠的影響［1］。本科生畢業設計的主要考查目標是學生是否具備了運用基礎課知識及專業課知識，完成一項設計工作的能力。該目標實際上是對一個本科生在大學四年期間所學知識融會貫通、綜合運用能力的考查，也是對學生知識體系掌握程度及專業知識熟練程度的一個檢驗。本科畢業設計質量是本科生綜合素質和綜合能力的直接反映［2］。

為了達到上述目標，許多學者對如何提升本科畢業設計質量開展了大量的研究工作。例如：陳客松等［3］從教師的視角，提出了本科生畢業設計的過程優化思路；王燁等［4］結合工科院校學生基礎和學校專業設置現狀，提出了過程與質量并重的工科院校本科生畢業設計（論文）指導改革新思路；張金萍等［5］從選題模式、組織管理和考核機制三方面分析了本科生畢業設計中存在的問題，提出了提高院校重視度、增強指導教師責任心，以及加強學生互動溝通能力的解決方案；錢玉寶［6］從文獻檢索、論文編排及參考文獻等方面，針對提高畢業設計論文質量提出了建議。分析以上研究可知，為了提高本科生畢業設計質量，很多研究人員提出了很好的建議，但是現有研究主要聚焦于論文選題、過程控制、論文寫作及教師責任心等方面，而在大學本科四年學制中的課程學分設置、課程學年分布及各種基礎課教學方法對本科生畢業設計的影響卻很少探討。根據筆者多年的本科教學及指導本科畢業設計論文經驗，認為如果對現有課程比重或相關課程的學年設置進行優化，同時在專業基礎課教學方面進行創新，對提高本科生畢業設計論文質量大有益處，因此本文將重點從上述方面進行探討。

一、各學年課程總學分占比分析

對于土木工程專業的學生而言，在大學四年學習期間，主要學習通識課、基礎理論課、專業課及實踐課。以土木工程專業城市與地下空間工程方向（以下簡稱城地方向）的本科生為例，通識課是指與專業技術無直接關聯的體育、政治、軍事及哲史類課程，例如：形勢與政策、軍事理論與技能、中國近代史等；基礎課是指土木工程大類均要學習的課程，主要包括“高等數學”“大學英語”“大學計算機基礎”“土木工程制圖”等通用基礎課及“結構力學”“理論力學”“材料力學”“土力學”等專業基礎課；專業課是指與本科專業方向直接相關的課程，對城地方向的本科生而言，包括明挖法、盾構法及礦山法地下工程、地下工程計算機方法、地下工程量測技術等；實踐課是指各類認識實習及生產實習類課程，具體包括計算機繪圖實習、土木工程認識實習、工程測量實習、工程地質實習及生產實習等。

土木工程專業城地方向目前的課程設置總體上是合理的，但是從近幾年筆者指導本科畢業設計總體效果來看，尚存在改進和優化的空間。具體來說，本科生各個學年所修學分總數可適當優化。圖1是土木工程專業城地方向本科生在四個學年中，每一個學年所修學分數占總學分數的比例。

圖1 本科生四個學年學分占比

由圖1可知，學生第三學年所修學分占比為35.44%，為四年中最大值；其次是第一學年，學分占比為33.98%；再次是第二學年，學分占比為23.79%；最后是第四學年，學分占比僅為6.80%（第四學年第一學期開設專業課，而第二學期則不再上課，全部時間用于本科畢業設計）。上述數據反映出學生所修學分在四個學年中的分布很不均衡。學分從某種意義上代表了學習工作量或學習強度，這就會導致某一學年課程偏多，學習強度比較大，由于學生精力有限，可能達不到預期的學習效果，知識掌握的熟練程度也會有所欠佳，而這種影響可能是導致后期本科畢業設計質量不高的因素之一。第四學年第一學期，專業課總學分僅有7分，而第三學年的專業課學分有18分。這說明第四學年第一學期的學分數偏少，宜適當增加。均衡設置各個學年及各個學期的學分，有助于使學生達到更好的學習效果，可以加強學生對課程知識點的掌握，進而可以更好地完成本科畢業設計，提高畢業設計質量。

二、專業課在學年中的設置優化

本科畢業設計主要考查本科生對大學四年所學課程知識的綜合運用能力。因此，學生不但要有扎實的基礎，還要掌握過硬的專業技術，在專業課方面，除了提升課堂教學效果外，還可以考慮將課程中部分內容的講授時機進行調整。圖2是土木工程專業城地方向本科生所修各類課程在各個學年的分布情況。

圖2 本科生各類課程在各學年的分布

由圖2可以看出，目前的課程設置是將專業課程的學習放在第三和第四學年，而在第一和第二學年的課程設置中城地方向與土木工程的其他專業方向并無區別。原課程設置這樣安排，既有優點也有需要改進的地方。優點是由第三和第四學年過渡到專業課，可以讓學生在畢業設計時迅速回憶起相關的知識點，便于專業知識的銜接；缺點是某些基礎課的知識點容易生疏，例如：“高等數學”“線性代數”“結構力學”等基礎課的知識，在后續的學習中由于使用頻率不高，對專業課上需要用到的部分基礎理論知識點，絕大部分學生會感到十分陌生，往往還需要重新學習，這就導致了重復學習等問題。此外，據筆者這些年在教學過程中對學生的調研獲知，很多學生反映在第三和第四學年集中學習專業課會感到非?？菰?，同時感覺很多知識點在短時間內不易熟練掌握，存在“吃多嚼不爛”的現象。若想解決上述問題，可以從以下兩方面入手。（1）由于第一和第二學年內均有較多的通識類課程，可以考慮增開或者充實現有通識課程的內容，增加專業中不需要基礎課支撐的內容。舉例來說，可以在通識課中增加隧道與地下工程中主要開挖工法的定義、演變歷史、工法特點等內容，開闊學生的視野，為學生打開一扇專業之窗；那些需要“結構力學”“材料力學”或“土力學”等專業基礎課支撐的專業課內容仍在第三或第四學年講，這樣不僅避免了上述問題，而且可以使學生更好地掌握專業課知識，從而有助于提高畢業論文質量。（2）如果條件成熟，可以針對專業方向，單獨開設通識課。例如，近年來，西南交通大學開課了“地鐵漫談”通識課，這門課程在第二學年就讓學生了解了地鐵工程中的很多知識點，在學生中非常受歡迎，這一做法值得全國開設地下工程專業的兄弟院校參考和借鑒。

三、專業基礎課教學方法創新

土木工程專業城地方向是一個對理論和實踐要求都很高的專業方向?；A課中的很多知識點是專業課的重要支撐，為了使學生能深入理解基礎課相關理論知識，要在教學方法上進行大膽創新。

以“結構力學”的教學為例，該課程是城地方向的專業基礎課之一，也是西南交通大學隧道與地下工程專業研究生入學考試的指定專業課。在結構力學中會講到求解多次超靜定結構內力和位移的力法和位移法。而筆者查閱市面上各種結構力學教材發現，現有教材均以地面結構為假定對象進行講解。例如：一個承受豎向和水平均布荷載的拱形結構，當采用力法進行內力求解時，為簡化起見，根據對稱性通常取一半結構進行求解。

拱形結構與地下結構中的無仰拱隧道襯砌比較接近，但是又有一定的區別。對于無仰拱隧道襯砌結構而言，除了承受上述拱結構的荷載外，還承受地層的被動抗力。地下結構中與地面結構拱的區別在于荷載模式及邊界條件。試想一下，如果結構力學的教師在講授上述知識點時，能適當進行拓展和延伸，必將會對城地方向的本科理解荷載—結構計算模型大有益處。而現實情況是，筆者這些年在指導本科生畢業設計時發現，大部分學生在做畢業設計中的隧道襯砌結構計算時，無從下手，這反映出專業基礎課與專業課之間的銜接效果不佳。學生在畢業設計過程中，往往需要指導教師講解多遍，才能基本理解。這只是城地方向本科生在專業基礎理論課中的一個例子，類似的情況還有很多，這就需要我們專業基礎課教師深入挖掘，在教學方法或教學內容上與專業進行良好的互動，并在教學方法上進行大膽創新。如此，必將對提高本科生畢業設計質量起到推動作用。

四、實踐課教學方法創新

土木工程專業涉及領域較廣，實踐性也較強，這就要求學生不僅要掌握專業知識，而且要有一定的工程實踐能力。對于尚未參加工作的本科生而言，要想達到這一要求，很不容易。高校層面，為了使學生盡可能地了解實踐工程，往往會在教學環境中設置一些工程實踐課，例如：參觀實驗室、發布SRTP課題等。但是，筆者根據這些年的調查發現，上述課程設置與期望達到的效果之間存在不小的差距，究其原因主要是校內實踐與工程實踐存在較大的區別。為了解決目前存在的問題，建議根據專業特點，由學校與相關企業簽訂相關合作協議，將相關專業方向的學生在某一個時間段內派駐企業，在企業工程師的帶領下共同完成一個工程項目或一個工程項目的某個分項工程的設計工作，然后由學生依托這個具體工程項目開展本科畢業論文設計工作。這樣可以有效地解決目前實踐課不接地氣的問題。這種實踐課的教學方法是一種創新，它區別于以往的課堂教學，無固定教材，但是由于教學對象具體化、實物化，所以可以有效提高學生的實踐能力。

五、主要結論與建議

自2001年以來，教育部備案開辦城市地下空間工程專業的高校已增至85所（不含地下工程專業方向），開辦院校數量持續增加，這說明這個方向的人才缺口比較大。但是由于專業開設方向較晚，在學生培養方案、課程設計及本科畢業設計考查點等多個方面尚存在優化和改進的空間。本文從本科生的學年課程總學分設置、專業課學年安排及專業基礎課教學方法三個方面對提高本科生畢業設計論文質量進行了初步研究，得出如下結論并提出相應建議。

（一）本科生各個學年中的總課程學分數需要均衡分布

從前面的分析可知，第四學年第一學期的課程總學分數相比其他學年明顯偏少，建議可適當增加第四學年的學分，從而緩解其他學年學生的學習壓力，提高學生各門課程的學習效果，這樣也可從側面促進本科生畢業設計論文質量的提高。

（二）本科生的課程設置有必要進一步優化

具體來說，可考慮將不需要基礎課知識點支撐的部分專業課或專業課中的部分內容前移到第二學年講授，即大二階段；也可以在第一或第二個學年中的通識課中增加不需要基礎課支撐的專業課內容，提前為學生打開一扇“專業之窗”，避免第三和第四學年專業課學習出現“吃多嚼不爛”的現象。專業課學習效果提升了，自然也會提高本科生畢業設計質量。

（三）專業基礎課的教學方法需要進一步創新

當前階段專業基礎課的教學存在與專業方向聯系不緊密的問題。建議教師在講授專業基礎課時，可根據學生的專業方向，不僅講解基礎理論，而且要講解這個基礎理論在專業領域里面具體如何應用，打通基礎理論到專業應用的關鍵環節。當學生進入第三和第四學年后，達到基礎和專業知識綜合運用、融會貫通的目的，這正是本科生畢業設計考查的目標。

（四）土木工程專業本科生實踐課教學形式需要進一步創新

目前以在校內學習為主、工地實踐為輔的方法無法使學生深入開展工程實踐學習，可考慮以工程現場教學為主、以校內學習為輔的形式對工程實踐類課程的教學模式進行改革和創新，從而有效提高本科生工程實踐能力，進而提升本科生畢業設計質量。