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畢業(yè)設計存在的問題
學校為規(guī)范隧道工程畢業(yè)設計的指導和管理,對畢業(yè)設計的流程、質(zhì)量控制體系、考核評價體系及設計成果等方面進行規(guī)范,并對如何更好地開展畢業(yè)設計指導進行了多個方面的探討和借鑒,但還存在很多問題。主要表現(xiàn)在:選題與工程實際存在一定程度脫節(jié);設計資料陳舊,沒有及時更新,缺乏系統(tǒng)性;畢業(yè)設計成果欠規(guī)范,設計質(zhì)量有待提高;設計過程管理不嚴格,學生態(tài)度不積極嚴肅;指導模式有待改進和完善??傮w而言,目前本校隧道工程畢業(yè)設計在選題、指導、培養(yǎng)目標、參與主體的主觀能動性、建立創(chuàng)新激勵機制以及理論與工程實際相結(jié)合等方面還存在一些問題。
對我校隧道工程畢業(yè)設計的幾點改進和完善建議
隧道工程是土木工程的一個分支,寬口徑的土木工程專業(yè)是應用性、實踐性很強的專業(yè),其涵蓋范圍廣泛,涉及的知識面寬,針對性強,其教學具有很強的實踐性、社會性、綜合性、創(chuàng)新性和群體性的特點。根據(jù)“湖南城市學院隧道工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃”的教學培養(yǎng)目標,貫徹因材施教的育人原則,更好地體現(xiàn)理論教學、實踐教學和科學研究“三元一體”的教學思想,適應厚基礎、寬口徑的專業(yè)培養(yǎng)要求,本校對隧道工程畢業(yè)設計的指導根據(jù)2010屆、2011屆與2012屆畢業(yè)生的設計情況以及暴露的問題,和與多個學校的探索交流,主要針對設計前期、設計過程和設計后的總結(jié)提出了以下幾點改進和完善的建議。
(一)充分做好設計前期工作
1.加強和落實好畢業(yè)實習,科學選題,提前選題。畢業(yè)實習能夠讓學生充分體驗施工現(xiàn)場,將學習的理論和實踐聯(lián)系起來,成為學生為完成畢業(yè)設計很好的練兵場,因此教師應該加強畢業(yè)實習的落實。本校的畢業(yè)實習安排在第7個學期期末延續(xù)至寒假,因此盡量在滿足教學安排的情況下,爭
取較長的時間給學生體驗,同時制定好相關的指導方案,有針對性地指定實習內(nèi)容,并要求做好實習日志和報告并據(jù)此進行畢業(yè)實習答辯和評定。畢業(yè)設計成功與否,效果如何,與畢業(yè)設計選題密切相關,題目選擇要滿足教學要求,還應達到專業(yè)培養(yǎng)目標的教學大綱要求,盡量結(jié)合生產(chǎn)實際、科學研究的任務,同時還應適當反映本專業(yè)領域的發(fā)展水平和前沿動態(tài)。另外,要切合學生實際知識水平和應用能力,特別是畢業(yè)設計內(nèi)容還應該結(jié)合學生畢業(yè)分配的去向,2010屆、2011屆與2012屆曾經(jīng)參與過隧道工程技術(shù)工作的畢業(yè)生反饋的信息表明,由于選擇與工作相關的畢業(yè)設計課題,確實受益匪淺,他們能夠更好更快地適應工作環(huán)境。因此,建議在學生畢業(yè)實習前由老師制定好選題,給定相關設計資料,特別重視給定詳細的地質(zhì)資料,讓學生在施工現(xiàn)場重視對地質(zhì)資料的分析、研究和使用,充分熟悉和鞏固工程地質(zhì)方面的專業(yè)知識,讓學生在畢業(yè)實習期間有針對性地選好課題,同時學習和強化與之相關的內(nèi)容,收集實用的資料,了解相關施工工藝。
2.做好資料搜集工作。選定了畢業(yè)設計題目,學生應該以此搜集相關的規(guī)范,教材(特別是《隧道工程》、《土木工程地質(zhì)》、《結(jié)構(gòu)力學》、《巖體力學》等)、參考文獻、論文以及相關視頻資料,同時熟悉隧道施工工序,認真閱讀,回顧和讀懂讀透重要章節(jié)內(nèi)容。這部分的工作量大而且對順利完成畢業(yè)設計有著不可取代的作用,可能有的學生不積極,或者有些盲目,老師應該予以適當?shù)闹敢M量避免學生做無用功。
(二)落實和抓好設計過程
在前期做好較為充分的設計準備后,本著“以人為本,教會生存,張揚個性”的指導方針,設計過程不僅學生要充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)新性,指導老師也要加強對學生的指導工作,投入足夠的時間和精力,同時學校要制定積極的管理措施作為有力的保障,從而保證畢業(yè)設計的順利進行。
1“.模板化”設計與“個性化”設計相結(jié)合。本校隧道畢業(yè)設計由于在資料庫儲備方面還沒有完善,所以畢業(yè)設計宜采用“模塊化”?!八淼拦こ痰哪K化設計”的具體內(nèi)容包括以下幾個方面的基本內(nèi)容:選線、建筑限界、洞門、襯砌、通風與照明、排水、施工方案、施工組織、概預算等。學生必須要有這幾個方面的設計內(nèi)容,但是為滿足教學要求的深度和廣度,又避免抄襲現(xiàn)象和充分發(fā)揮學生的積極探索和創(chuàng)新的精神,鼓勵學生個性化發(fā)展,同時建議還采取“個性化設計”補充,在以上幾個基本內(nèi)容中采用其中1-2個版塊進行深入的分析,研究和專項設計,有必要時可以輔助試驗,施工現(xiàn)場考察。
2.正確對待計算機輔助設計。計算機輔助設計已經(jīng)在工程設計得到廣泛應用,計算機應用能力成為衡量畢業(yè)生能力的一個重要指標。畢業(yè)設計過程中要求畢業(yè)生結(jié)合本校師資隊伍情況,以隧道工程為畢業(yè)設計對象,在畢業(yè)設計過程中合理使用計算機進行輔助設計,但同時為了避免學生抄襲和弱化學生實際動手能力,建議學校采用“手工+計算機輔助設計”相結(jié)合的模式。例如,首先學生必須掌握常用的辦公軟件,如:Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等,并能熟練地用來進行大部份畢業(yè)圖紙的繪制與畢業(yè)計算書的編寫;其次,對于部分非常重要的圖紙,如建筑限界設計,緊急停車帶設計,洞門平面圖,洞門立面圖,各類圍巖襯砌設計及配筋圖,爆破施工方案,路面結(jié)構(gòu)圖則必需采用手工繪制。同樣,對于結(jié)構(gòu)設計計算,要求學生學會相關軟件,如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus,同濟曙光等進行結(jié)構(gòu)受力計算和分析。但對基本的計算,如圍巖壓力的計算、襯砌配筋等,宜采用手算。此外,還應適當鼓勵和引導學生進行與自己工作相關的設計和研究生學生學習,還可以較為深入地引導學生學習同望West,Origin科技繪圖,以及Fortran90、VC++等計算機語言編程的應用。
3.教師指導模式的改進。指導老師精力和時間的投入、給予的耐心指導是學生順利進行畢業(yè)設計的強有力保證。教師指導主要從以下幾個方面進行改善和提高:
(1)在畢業(yè)設計過程中,指導老師不僅要進行業(yè)務指導,更要著眼于教書育人、提高學生綜合素質(zhì)和工程能力;不僅在設計選題和下達任務等環(huán)節(jié)“精挑細選”,更要在指導過程中“精雕細鑿”,因材施教;不僅要對學生的出勤紀律、任務完成情況進行管理監(jiān)督,同時要聽取學生完成工作情況的匯報,關心學生的全面成長。因此老師可能采用多種指導方式,如直接與學生見面或者運用QQ、手機等聯(lián)系方式進行指導,同時建議老師指定每周特定的時間為學生答疑解惑,尤其對于地質(zhì)資料的閱讀和襯砌設計部分,要適當補充相關文獻、論文和專題形式的詳細指導。
(2)指導老師應該根據(jù)學生的不同情況,擺脫以往“單行灌入式”的教學方法,改變學生“等、靠、要”的惰性心理,采取“因材施教”的方法。另外,還要特別注意鍛煉學生自學能力,例如對于襯砌計算,他們不知道如何下手,指導老師可大致先講述計算的基本環(huán)節(jié)及如何查閱相關資料的途徑,然后放手讓學生們自主去探究,最后再根據(jù)相關問題重點答疑。這樣在學生的獨立學習能力得到提高的同時,也讓學生學會了如何規(guī)劃處理工程問題。
(3)組成指導小組定期給予指導。隧道工程畢業(yè)設計是對所學專業(yè)的綜合訓練,它涉及巖土、地質(zhì)、建材、力學、施工組織及概預算、結(jié)構(gòu)設計原理等各個方面,涉及的問題多,知識面較寬,這就要求教師要分工協(xié)作,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,以保證畢業(yè)設計指導的質(zhì)量,因此建議成立隧道專項指導小組,小組教師適當?shù)匮a充一些隧道工程專題講座,并進行集體答疑,互相配合,避免獨立指導下不全面的弊端;同時小組成員經(jīng)常討論指導畢業(yè)設計的經(jīng)驗與體會,對培養(yǎng)青年教師,提高其業(yè)務水平及指導畢業(yè)設計的能力也起到積極的作用。
(4)與其他院校多交流,相互借鑒。這三次的畢業(yè)設計指導通過與武漢大學、華中科技大學、中國地質(zhì)大學(武漢)、中南大學、湖南大學、湖南科技大學等高等院校的師生相互交流,同時聘請相關教授(如華中科技大學王元漢教授)來本校進行畢業(yè)設計指導和相關知識講座,為本校隧道工程以及其他畢業(yè)設計提供了很多的建設性建議,特別是對教師如何指導學生、引導學生積極思考、充分發(fā)揮主觀能動性等方面有很大的促進作用,全面完善了本校土木工程畢業(yè)設計指導模式。
4.學校加強和落實好考勤制度和考核評價體系的管理。畢業(yè)設計的管理是一項復雜的系統(tǒng)工程。涉及畢業(yè)論文的選題、任務書的下達、開題、評審、答辯、成績評定和歸檔等一系列程序。畢業(yè)論文的管理工作需要制定如教師指導、師生定期交流、論文審閱、考核標準和評級等一系列制度規(guī)范。雖然本校建立了一系列畢業(yè)設計管理制度,但其中卻存在許多尚需完善之處,因此必須建立一套行之有效的管理實施辦法、明確考核標準和指標。同時,必須強化貫徹制度的力度,將畢業(yè)論文的相關規(guī)定和條例落實到位。在實際執(zhí)行中,對畢業(yè)設計成果質(zhì)量要求不能放松,并且監(jiān)督管理工作不能浮于表面,特別是對于出現(xiàn)問題的畢業(yè)設計,應更加嚴格要求,保證整改效果。
(三)設計后重視總結(jié)與完善
1.建立和完善科學的評價指標體系和評分標準。畢業(yè)答辯是考核畢業(yè)生分析問題、解決問題應變能力的一種手段,是對學生畢業(yè)設計水平的評估。組織好畢業(yè)答辯可提高學生整體的專業(yè)水準。目前,本校土木工程的答辯是按班級進行的,橋梁工程專業(yè)與隧道工程專業(yè)混在一塊進行答辯,因此采取的畢業(yè)答辯模式有待改善。根據(jù)本校教學資源的具體情況,結(jié)合以往的答辯模式和借鑒山西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院的答辯模式,本校土木工程目前的畢業(yè)答辯模式應該分專業(yè)進行,各個專業(yè)答辯小組組員由6人組成,由本專業(yè)學科帶頭人任組長,指導老師和專業(yè)老師各2名,聘請1名施工現(xiàn)場工程師或退休工程師參加答辯。畢業(yè)答辯內(nèi)容宜由以下三個部分組成:
(1)畢業(yè)設計宣講。由設計者口述完成,要求宣講內(nèi)容完整嚴謹,概念清楚,能正確運用圖表,重點突出創(chuàng)新能力及涉獵可能奪得新工藝,新材料,新技術(shù)和對未知施工知識的探究,這里建議采用懸掛圖紙,黑板板書和PPT演示相結(jié)合的方式,重在培養(yǎng)學生的表達能力。
(2)抽題答辯。指導老師根據(jù)設計過程需要的基本知識,必須掌握的重點知識,選好一定數(shù)量的答辯題,供答辯現(xiàn)場抽簽答辯,這樣可以激發(fā)學生的學習興趣,營造一個生動、活潑的教學環(huán)境,為畢業(yè)生掌握基礎知識提供一個很好的平臺。
(3)提問答辯。參加答辯的老師提前閱讀畢業(yè)設計,緊扣畢業(yè)設計進行隨機提問答辯,學生即興回答,要求能很快理解所提問題的實質(zhì),解答內(nèi)容正確,論證確切,邏輯性強。
2.重視資料庫的完善。就畢業(yè)設計這一教學環(huán)節(jié)而言,需要大量的設計資料做支撐,這既是教學任務的要求,也是資源積累和教學可持續(xù)發(fā)展的需要。目前,本校隧道工程的設計資料數(shù)量嚴重不足,參考書籍不全,規(guī)范沒有及時更新等問題,這在一定程度上影響了畢業(yè)設計的質(zhì)量和速度。因此,學校、老師和學生必須重視隧道設計資料的收集、整理和資源整合,除了補充和完善常規(guī)紙質(zhì)資料外,應當發(fā)揮學校網(wǎng)絡的優(yōu)勢,建立本校畢業(yè)設計專題專版。資料庫的完善與整理包括:
(1)收錄前屆畢業(yè)設計提供的各種地形圖和地質(zhì)資料;
(2)收集各種隧道工程設計實例(包括常規(guī)的和特殊的案例);教師實際完成的具有代表性的設計案例,突出特殊的設計;
(3)收集“模板化設計”中各個專項設計相關的技術(shù)論文等資料,形成各項專題多樣化模板,建立專門的數(shù)據(jù)庫供學生查詢和利用;
(4)收錄各種設計、施工、驗收規(guī)范和圖集等;同時對新的規(guī)范及時進行更新和公布。這樣,通過集合各種優(yōu)秀資源,不但實現(xiàn)了信息資源共享,滿足了畢業(yè)設計的資料需要,還達到了積累資源和教學可持續(xù)發(fā)展的目的。
3.評定優(yōu)秀指導教師和優(yōu)秀畢業(yè)生。制定相關的政策,綜合學生在設計過程中的努力程度,設計成果質(zhì)量與答辯表現(xiàn),每組評定適宜數(shù)量的優(yōu)秀畢業(yè)生,同時根據(jù)指導老師的指導記錄和對畢業(yè)生的問卷調(diào)查,評定畢業(yè)設計優(yōu)秀指導教師數(shù)名。這樣在設計過程中,學生與學生之間,老師與老師之間形成一種不斷改進,不斷提高的良好活躍的競爭氛圍。
4.畢業(yè)答辯結(jié)束后,組織畢業(yè)生師生座談會。畢業(yè)答辯結(jié)束并不意味著畢業(yè)設計的整體結(jié)束,還應該對畢業(yè)設計的指導模式和需要完善的政策和相關條例條文進行總結(jié),完善本校對以后畢業(yè)設計的指導。建議本院在答辯結(jié)束后,進行1~2次畢業(yè)生設計師生座談會,總結(jié)設計過程中遇到的專業(yè)問題,以及管理制度、指導方面和其他方面的問題,通過學生自主發(fā)言,老師補充的模式總結(jié),例如在進行隧道襯砌受力數(shù)值模擬的時候,關于建模和后處理的難點問題,對于圍巖壓力的計算采取excel計算還是自行編輯的程序計算的問題,老師的指導環(huán)節(jié)如何設計更有效的問題等,為本校以后的隧道畢業(yè)設計提供參考。
由隧道工程畢業(yè)設計引發(fā)的幾點教學建議
(一)開展“四年級本科生導師制”
我校土木工程專業(yè)現(xiàn)設有建筑工程、地下空間和道橋方向三個方向,根據(jù)本校的師資隊伍,借鑒東南大學的人才培養(yǎng)模式,本??梢圆扇 氨究粕鷮熤啤保扇W生和導師“雙向選擇”的方式,其目的和要求是:
(1)導師負責學生在大學四年的學習情況,包括專業(yè)課學習、參加課外科技活動和科技競賽、參與土木工程試驗等;學生根據(jù)自己學習的方向選擇老師,有的放矢的跟隨導師學習自己所關心的科研問題。
(2)導師主動關心學生的全面成長,通過與學生“交朋友”的形式,幫助學生克服遇到的學習,心理和生活方面的問題。
(3)導師尤其負責學生大四的畢業(yè)實習和畢業(yè)設計的指導工作。
(二)引導學生走進試驗室,培養(yǎng)科學和嚴謹?shù)膶W習態(tài)度
本校擁有土木工程試驗中心,下設建材、力學、土工、結(jié)構(gòu)、道路、橋梁等專業(yè)實驗室。經(jīng)過10余年的發(fā)展,現(xiàn)已成為具有一定規(guī)模的學校重點實驗室之一。專業(yè)技術(shù)人員和師資力量雄厚,本中心擁有六層土木實驗樓1棟,結(jié)構(gòu)廠房1棟,實驗設備約400余臺套,擁有多臺先進的大型設備、儀器,其中包括500噸壓力試驗機、結(jié)構(gòu)疲勞試驗機、全站儀、樁基檢測儀、電子萬能試驗機、智能液塑限聯(lián)合測定儀,多功能振動測試系統(tǒng),超聲波檢測儀等。土木工程實驗中心除承擔全校工程類專業(yè)的實驗教學任務外,還和湖南城市學院土木工程檢測中心對外承接大量房建、道路、橋梁、巖土、測繪工程等方面的試驗和檢測項目,同時也是重要的科研基地。為充分利用這些實驗設備,為引導學生將理論和實踐聯(lián)系,培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和能力,本校應該放開手,制定試驗室開放政策,老師引導學生多走進試驗室,給予相關的試驗課題,讓學生自己動手,探索新知識,解決問題,培養(yǎng)科研能力和實踐能力,使土木工程專業(yè)素養(yǎng)不斷得到提高。
(三)引導學生積極參與土木工程檢測項目,培養(yǎng)吃苦耐勞的工作作風
本校擁有土木工程檢測中心,其是本校集產(chǎn)、學、研為一體的一個對外平臺,擁有結(jié)構(gòu)、道路、橋隧、建材、土工、測量6個實驗室。檢測中心嚴格按照要求建立了完善的質(zhì)量管理體系,本校在滿足教學要求的同時,應該充分利用這個平臺,引導和鼓勵學生參與其中的檢測或?qū)嵙暋⒁娏?,提前體驗土木工程的工作和需要具備的嚴謹科學的工作態(tài)度,從而可根據(jù)自己的興趣愛好來強化專業(yè)學習和擇業(yè)。
關鍵詞:建筑與土木工程領域;全日制工程碩士;課程體系;復合型課程
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)01-0061-05
隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,各行各業(yè)對高層次應用型人才的需求持續(xù)增長。2009年教育部調(diào)整研究生教育結(jié)構(gòu),將全日制碩士專業(yè)學位納入研究生培養(yǎng)的主渠道,大力培養(yǎng)應用型、高層次專門人才[1]。土木建筑行業(yè)作為社會經(jīng)濟發(fā)展的一個重要分支,隨著科學技術(shù)的快速更新與發(fā)展,其科學性、實踐性、復雜性、綜合性、創(chuàng)新性等特征日益凸顯,對土木建筑行業(yè)人才提出了更高要求。因此,培養(yǎng)建筑與土木工程領域全日制工程碩士研究生,必須克服傳統(tǒng)學術(shù)型碩士培養(yǎng)模式理論性強而實踐不足的現(xiàn)狀,并充分體現(xiàn)專業(yè)學位教育的特點,而課程體系的改革是其核心內(nèi)容。
一、課程體系改革需要適應的目標
(一)培養(yǎng)通專結(jié)合的復合型人才
在科學技術(shù)的橫向綜合性和縱向分化性發(fā)展趨勢背景下,土木工程學科一方面表現(xiàn)在建筑、公路、橋梁、水利等學科專業(yè)分工明顯,要求土木工程教育更加專業(yè)化;另一方面各學科相互交叉和滲透,對土木工程教育提出要向綜合化方向發(fā)展的要求。因此,掌握較為寬厚的基礎知識的同時,培養(yǎng)工程領域的專業(yè)知識,是建筑與土木工程領域工程碩士研究生課程體系改革的目標。選取具有代表性的國內(nèi)5所高校土木工程專業(yè)學術(shù)型和專業(yè)型碩士培養(yǎng)方案的課程設置進行分析,并側(cè)重比較二者在基礎理論課、專業(yè)基礎課和專業(yè)方向課的學分設置(圖1),其目的在于確定通專結(jié)合的復合型課程體系改革思路。
培養(yǎng)方案中參與統(tǒng)計的基礎理論課主要是數(shù)學類等自然科學類課程,不包括人文社科類課程。專業(yè)基礎課指結(jié)構(gòu)力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土木工程材料等課程,專業(yè)方向課包含隧道工程、結(jié)構(gòu)可靠度和高等土力學等課程。從圖1可以看出,盡管各校課程總學分有所不同,但專業(yè)型碩士的課程設置與學術(shù)型碩士相比,表現(xiàn)出較為明顯的趨同化特征。此外,課程安排也顯示,專業(yè)型碩士的課程安排與學術(shù)型基本相似,未體現(xiàn)出專業(yè)學位與學術(shù)學位培養(yǎng)特色之間的差異。因此,專業(yè)碩士的課程設置應更注重內(nèi)容的寬廣性、應用性和實踐性,達到夯實基礎和加強專業(yè)實踐能力的目標,鍛煉面向?qū)嵺`問題的工程研究能力。
(二)具有良好的專業(yè)素養(yǎng)與能力
知識的傳授是提升能力和提高綜合素養(yǎng)的必要條件。就應用型人才培養(yǎng)而言,目前土木工程專業(yè)學術(shù)型碩士課程體系存在4個方面的主要問題:(1)理論課程遠多于實踐課程,學生在研究生階段依然疲于上課和應付考試,缺乏實踐能力,創(chuàng)新意識薄弱;(2)課程覆蓋面窄,專業(yè)課程往往不能反映土木工程學科的前沿動態(tài),知識體系陳舊;(3)未能將課程學習與畢業(yè)論文(設計)有機結(jié)合;(4)缺乏人文教育,不利于學生綜合素質(zhì)的提高。因此,對面向工程應用型的建筑與土木工程領域工程碩士的培養(yǎng),課程體系應由片面和靜止的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為全面和動態(tài)的過程,科學有效地將知識轉(zhuǎn)化為能力和素養(yǎng)。
(三)科學系統(tǒng)的思維
現(xiàn)代土木工程是一個復雜的系統(tǒng)工程,土木工程的功能化、城市建設立體化、交通運輸高速化、建筑材料輕質(zhì)高強化、施工過程工業(yè)化和裝配化、內(nèi)部各專業(yè)間滲透化、土木工程人文化和環(huán)境化是未來土木工程發(fā)展的必然趨勢[2]。現(xiàn)代土木工程的學習要求學生應具有科學系統(tǒng)的思維,樹立交叉學科視野,鍛煉知識與技術(shù)的整合和重塑能力,對工程遇到各種新問題、新情況做出判斷和決策。因此,建筑與土木工程領域工程碩士還應加強交叉類課程的學習,通過系統(tǒng)思維解決建筑與土木工程領域的專業(yè)問題。
(四)構(gòu)建復合課程目標體系
依據(jù)建筑與土木工程領域全日制工程碩士課程體系需要適應的目標,構(gòu)建以基礎理論與知識、專業(yè)素養(yǎng)與能力和科學系統(tǒng)的思維為三大平臺的復合課程目標體系,見圖2所示。三大目標的實現(xiàn)自下而上,同時相互配合,發(fā)揮整體作用。
第一平臺為基礎理論與知識,是建筑與土木工程領域全日制工程碩士研究生所要掌握的基礎理論。其中數(shù)理類知識包括數(shù)值計算、應用數(shù)理統(tǒng)計、結(jié)構(gòu)動力學、有限元分析等課程,學會應用數(shù)學模型和物理方法進行理論計算和試驗分析;計算機類課程包括數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn),通過程序設計幫助實現(xiàn)系統(tǒng)模擬仿真等;專業(yè)基礎課程包括高等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與概念設計、工程結(jié)構(gòu)減振與控制理論等,學會房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設計、控制與優(yōu)化原理與方法;專業(yè)課包括現(xiàn)代工程施工組織、高層結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)等課程,掌握專業(yè)前沿知識;交叉類課程包括建設系統(tǒng)工程、工程經(jīng)濟學原理與應用、現(xiàn)代管理原理與方法,培養(yǎng)學生交叉學科視野和系統(tǒng)思維方式;實踐課包括實驗、設計、模擬、校內(nèi)外實習等,鍛煉學生實踐能力和創(chuàng)新精神;人文課包括英語、哲學及德育等課程,提升學生的人文素養(yǎng)。
第二平臺為職業(yè)素養(yǎng)與能力的提升,它建立在基礎理論與知識的平臺上。職業(yè)素養(yǎng)要求學生具有良好的工程職業(yè)道德、強烈的社會責任感和豐富的人文科學素養(yǎng);學習能力要求學生具有信息獲取、知識更新和終身學習的能力;分析解決問題能力要求具有綜合應用建筑與土木工程理論、獨立地分析和解決實際工程問題的能力;設計能力要求學生具有開拓創(chuàng)新意識和進行建筑產(chǎn)品開發(fā)設計的能力,以及建筑工程項目集成的基本能力;創(chuàng)新能力要求學生具有由跟隨創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新組成的技術(shù)創(chuàng)新能力;管理能力要求具有良好的組織管理能力,較強的交流溝通、環(huán)境適應和團隊合作能力[3]。
第三平臺為科學系統(tǒng)的思維,是在基礎理論與知識的學習和專業(yè)素養(yǎng)與能力的培養(yǎng)中逐步形成的。系統(tǒng)性思維要求學生從全局的角度思考問題,培養(yǎng)發(fā)散思維和聚合思維、直覺思維和邏輯思維,具有統(tǒng)籌與預見能力。
二、復合型課程的支撐體系
為了順利實現(xiàn)課程體系改革的目標,構(gòu)建自內(nèi)向外的復合型課程支撐體系,內(nèi)部為課程設置、教學方法和考核方式,外部為導師隊伍建設和產(chǎn)學研結(jié)合,如圖3所示。
(一)課程設置
一要加強實踐課程,包括實驗、設計、模擬、實習等,處理好理論課程與實踐課程的比例關系,提高建筑與土木工程領域工程碩士研究生分析和解決工程實際問題的能力;二要加強交叉課程建設,合理調(diào)整技術(shù)、管理、經(jīng)濟、法規(guī)課程的比例,使工程碩士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概覽建筑與土木工程各學科相互間交叉、滲透和融合的特征,拓展專業(yè)并形成較高的視野;三要加強人文課程,通過專題課或者學術(shù)講座的形式,豐富研究生的人文科學素養(yǎng)。
(二)教學方法
教學內(nèi)容首先要更加重視其寬廣性、應用性和實踐性,培養(yǎng)工程碩士研究生的應用能力和實踐能力[4];其次要反映建筑與土木工程領域最前沿的知識,使研究生熟悉研究方向的新動向,增強科研興趣;同時要做到與后續(xù)課程和論文研究的有效銜接,減少研究生課程學習的盲目性。教學形式要以研究型形式為主,如討論式教學、參與導師課題等,實現(xiàn)研究生從被動接受到主動鉆研的有效轉(zhuǎn)變,教師起到啟發(fā)引導的作用。教學方法還要靈活多樣,如模擬軟件、實地調(diào)研等,優(yōu)化教學過程并提高教學質(zhì)量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改變本科階段一貫的終結(jié)性考核制度,將課程互動評價、階段成果和終結(jié)性考試三部分作為每門課程的成績。在論文或設計研究階段,要加強論文開題、階段報告、中期報告和論文答辯的過程考查,提高專業(yè)學位的授予水平,改變目前中國“嚴進寬出”培養(yǎng)模式的不利局面;其次,要將理論課程與實踐活動結(jié)合,評價學生理論知識掌握情況和與之對應的實驗或?qū)嵺`活動完成情況,形成多元化綜合評價體系,促進評價結(jié)果的客觀性和公正性。
(四)導師隊伍建設
導師是研究生學習和生活的指導者,導師的責任感、知識結(jié)構(gòu)和學術(shù)水平是保證研究生質(zhì)量的關鍵因素。因此,要建立公平的競爭機制對導師嚴格遴選,從源頭上提高導師隊伍水平;要鼓勵導師定期深入企業(yè)了解生產(chǎn)實際需要,與企業(yè)合作開展科學研究工作,推動科研成果的轉(zhuǎn)化。這樣一方面促進導師知識結(jié)構(gòu)的不斷更新和學術(shù)水平的持續(xù)提升,另一方面也提高了導師對專業(yè)學位研究生有針對性的指導能力。
(五)產(chǎn)學研結(jié)合
學校一方面吸納社會上具有一定學術(shù)造詣的同行專家加入導師隊伍,不僅滿足工程碩士研究生規(guī)模擴大的需求,而且將行業(yè)課題帶進學校;另一方面通過加強與建設領域內(nèi)的投資建設、項目管理、工程設計、施工總承包、工程咨詢等單位的聯(lián)系,使建筑與土木工程領域工程碩士研究生達到其課程學習內(nèi)容適應企業(yè)和社會需求,論文或設計選題來源于工程實踐的目的。
三、課程改革的評價體系
根據(jù)復合型課程的目標體系和支撐體系的內(nèi)容,建立相應的評價體系。結(jié)合層次分析法對評價系統(tǒng)進行分析,計算各指標權(quán)重,進行方案層的優(yōu)先排序。評價指標體系如表1所示。
筆者設計調(diào)查問卷,由國內(nèi)相關高校建筑與土木工程領域的專家對各指標權(quán)重評判,結(jié)果如表2所示。
表2數(shù)據(jù)顯示,建筑與土木工程全日制工程碩士課程評價體系的一級指標中,相對重要程度依次為:課程設置、導師隊伍建設、產(chǎn)學研結(jié)合、教學方法和考核方式。二級指標中,課堂授課、實驗、設計和實踐課程的合理安排、學生參與行業(yè)單位的項目實踐和導師的學術(shù)水平是最重要的三項內(nèi)容,也是建筑與土木工程全日制工程碩士研究生課程體系改革的首要任務。
四、課程改革的建議
(一)優(yōu)化課程設置
優(yōu)化課程設置是基礎,關鍵要合理安排課堂授課、實驗、設計和實踐課程比例,形成以實驗、設計和實踐課程為主,理論授課為輔的課程結(jié)構(gòu)。通過適當減少人文課程學分和課時數(shù)、增加學科基礎課和專業(yè)方向課的實驗和設計環(huán)節(jié),以學科基礎課和專業(yè)方向課將實驗和設計為課程主線,增加實踐課程的時間安排等優(yōu)化課程設置。這樣的課程結(jié)構(gòu)更有利于工程碩士研究生主動吸收知識和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解決實際問題的能力。
(二)加強導師隊伍建設
加強導師隊伍建設是關鍵,側(cè)重提高導師的學術(shù)水平。針對面向?qū)嵺`的工程碩士研究生培養(yǎng),要改變以往以論文、論著和科研成果的數(shù)量作為衡量導師學術(shù)水平的單一指標的不利局面,將導師帶領學生參與企業(yè)實踐和社會課題也納入導師學術(shù)水平評價體系。學校應對全日制工程碩士導師加強工程實踐訓練,同時吸收不同學科領域的專家、學者和實踐領域有豐富經(jīng)驗的專業(yè)人員擔任兼職導師,承擔部分教學指導工作?!半p導師制”培養(yǎng)學生,形成優(yōu)勢互補,從而改變導師過于理論化的學術(shù)現(xiàn)狀,引導導師重視工程實踐,全面提高導師的學術(shù)素養(yǎng)。
(三)產(chǎn)學研結(jié)合
產(chǎn)學研結(jié)合是重點,要積極帶動學生參與行業(yè)單位的項目實踐;爭取行業(yè)和企業(yè)支持,建立穩(wěn)定的專業(yè)實踐基地,構(gòu)建一個校企長期全面合作的優(yōu)質(zhì)教學科研平臺;同時簽訂校企合作培養(yǎng)協(xié)議,將工程碩士培養(yǎng)和解決企業(yè)工程技術(shù)問題結(jié)合,發(fā)揮工程碩士教育教學和科研的雙重優(yōu)勢,使研究生在校期間能在企業(yè)中提高自身的職業(yè)能力與素養(yǎng),也為企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新做出成績,將產(chǎn)學研結(jié)合真正落到實處。
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Reform and evaluation of curriculum system for full-time professional master
CHEN Wei, ZHANG Ji-ru, WAN Jing
(School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, P. R. China)
【關鍵詞】土木工程;教學改革;創(chuàng)新思路
引言:隨著社會、企業(yè)對學校土木工程人才要求的逐年提高。1998年國家對普通高校專業(yè)目錄進行了全面的調(diào)整,拓寬了原有土木工程專業(yè)的專業(yè)口徑,使之成為一個覆蓋建筑工程、交通工程、城政建設、礦山建設和工業(yè)設備安裝工程等專業(yè)方向的綜合性專業(yè),這就要求各高校通過采用全新的、科學的教學方法,注重培養(yǎng)學生的專業(yè)基礎知識,使其對土木工程專業(yè)知識要有一個全面的、綜合的掌握。在新的形勢下各高校都在探索各自的道路,力圖培養(yǎng)出符合新世紀需求的土木工程專業(yè)人才。
一、土木工程專業(yè)教學中存在的問題
土木工專業(yè)與工程實際結(jié)合得相當緊密,土木工程技術(shù)人員面對的是一個復雜度很高的開放的人機系統(tǒng),各種專業(yè)都在這個系統(tǒng)中發(fā)揮一定的作用。組織、運轉(zhuǎn)、協(xié)調(diào)這個系統(tǒng)絕非易事。而具有較強的動手能力,能夠靈活運用各種專業(yè)知識與技能解決實際工程問題是一個優(yōu)秀的土木工程專業(yè)畢業(yè)生所要具備的基本技能。
目前,在多數(shù)高校的土木工程專業(yè)中仍然以課堂教學為主,向?qū)W生灌輸大量深奧的理論知識,手把手的教他們?nèi)绾畏治?、如何計算。但土木工程專業(yè)學生所需掌握的知識與技能均來源于工程實踐,又應用于工程實踐。課堂講授的專業(yè)知識盡管理論性、系統(tǒng)性較好,但不可避免的存在與實踐脫節(jié)的情況。在教學過程中存在如下問題:
(1)學生在實踐課程和畢業(yè)設計中只依賴專業(yè)課本,不會利用有關規(guī)范和圖集資料查閱相關參數(shù)。
(2)學生在專業(yè)知識學習時功利性過強,只關心解決問題的具體方法而不注重掌握分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。
(3)學生對專業(yè)知識的掌握過于教條,只會做已經(jīng)做過的題目,解決曾經(jīng)解決的問題,一旦遇到的問題稍有變化就感覺無從下手。
(4)學生畢業(yè)參加工作后反饋在學?;ㄙM大量的時間學到的只是是空洞、抽象和零散的專業(yè)知識,在遇到實際工程問題時往往束手無策。
土木工程專業(yè)口徑拓寬后,隨著教學內(nèi)容的增加,總學時數(shù)不增反降。采用傳統(tǒng)的以課堂講授為主的教學方法,教學質(zhì)量難以得到保障。因此,需要對土木工程專業(yè)課程進行全面的調(diào)整,并對專業(yè)課程教授模式進行改革與創(chuàng)新,以適應新時代對土木工程專業(yè)人才的全新要求。
二、課程體系改革的指導思想
土木工程專業(yè)建筑工程方向課程體系改革研究的重點應以確立面向21世紀的人才為培養(yǎng)目標,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,激發(fā)學生的個性發(fā)展為職責。要求培養(yǎng)的學生能適應科技進步和社會發(fā)展需要,基礎扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高、有創(chuàng)新精神,掌握現(xiàn)代化科學的管理理論、方法和手段,具有較強的適應性和競爭力?;谝陨显?,在課程體系改革中具體體現(xiàn)在對學生的知識要求、能力要求和素質(zhì)要求三個方面。
(一)知識要求
使學生具有較扎實的自然科學基礎,對工程材料的基本性能、工程測繪與工程制圖的原理和方法、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學性能和計算原理、工程施工和組織的一般過程、工程管理和技術(shù)經(jīng)濟分析的方法、結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造的基本知識、結(jié)構(gòu)工程的設計方法以及相關軟件的應用技術(shù)均能掌握,同時要求了解本專業(yè)的法規(guī)、規(guī)范與規(guī)程,了解本專業(yè)科學技術(shù)的新發(fā)展。
(二)能力要求
使學生具有較強的自學能力,具有綜合應用各種手段(包括外語)查取資料、獲取信息的能力,具有本專業(yè)所必需的實驗、測試、計算機應用等技能,獲得土木工程師的基本訓練,具有從事道路與橋梁工程設計、施工、管理、地基處理等領域的工作能力,具有較強的開拓精神,具有一定的創(chuàng)新思維和科研能力。
(三)素質(zhì)要求
使學生能比較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)所必需的科學與技術(shù)理論知識,具有一定的專業(yè)知識、技術(shù)知識、經(jīng)濟知識和管理知識,對本專業(yè)學科范圍科學技術(shù)的新發(fā)展及其動向有所了解,具有較好的文化素質(zhì)、心理素質(zhì)以及一定的修養(yǎng)。
三、專業(yè)實踐教學方式的創(chuàng)新
專業(yè)實踐是土木工程專業(yè)學生必不可少的教學環(huán)節(jié),是學生將所學知識投入應用實踐的過程,也是學生理論聯(lián)系實際的預演。通過專業(yè)實踐,學生能夠有效檢驗自己專業(yè)知識的掌握程度。
目前,用人單位要求大學生具有較強的施工組織與施工技術(shù)綜合運用能力,具備從事土木工程的項目規(guī)劃、設計、研究開發(fā)、施工及管理的能力。能夠從事房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、橋梁等專業(yè)領域的工程設計、科學研究、施工、教育、管理、投資、開發(fā)管理方面的工作。由于經(jīng)過土木工程專業(yè)實踐是學生將理論知識轉(zhuǎn)化為工程實踐能力的最重要的一個步驟,需要對現(xiàn)有專業(yè)課程教學方式進行改革與創(chuàng)新,具體措施如下:
(1)建設好專業(yè)實踐基地。用人單位希望招聘到的員工能夠直接走上工作崗位并獨立承擔起一定的實際工作。而高校出于安全等方面的考慮,安排的專業(yè)實踐課程較少,學生能夠從中累積到的實踐知識與經(jīng)驗十分有限。為解決這一矛盾,需要建設自己的專業(yè)實踐基地,一方面增加學生工程實踐的機會,同時又確保安全。
(2)改革現(xiàn)有的專業(yè)課程考核制度。由于專業(yè)課程的知識點相對獨立,又比較瑣碎枯燥,很難調(diào)動學生們的學習積極性,考前幾天突擊背誦教師劃定的條文成了通過專業(yè)課程考核的主要方法。常規(guī)的考核方式已不能達到檢驗學生學習成果的目的,對提高學生工程實踐能力也毫無幫助。故對專業(yè)課程摒棄原有的閉卷考試的方式,以動手實踐和論文相結(jié)合的方式來實現(xiàn)對學生學習成果的檢驗。
(3)將教師培訓和再培訓工作置于師資建設的首位。在土木工程的教學中,專業(yè)知識面狹窄,不能講“案例”的教師是不會受歡迎的。一方面應積極創(chuàng)造條件讓大多數(shù)教師進修碩士、博士研究生,支持教師參加注冊工程師的考試;另一方面還要鼓勵和選派年輕教師到基層施工第一線掛職鍛煉,以增加實際工程的經(jīng)驗。
四、改革創(chuàng)新方法的考核,挖掘?qū)W生潛力
改革考核方法,挖掘?qū)W生潛力。學生成績考核的本身,對教學改革有著明確的指導意義。學生成績的考核包括:理論考試、課程設計考核、實驗考核、實習考核、畢業(yè)設計考核及參加相關科技活動情況等部分。根據(jù)培養(yǎng)內(nèi)容學分績點的不同,在考核形式上采用閉卷考試、開卷考試、綜合測試、大作業(yè)、命題論文、實習報告等多種形式。在考核內(nèi)容上力求體現(xiàn)出學生掌握基本知識、理解重點知識、靈活運用綜合知識的能力。這種考核辦法改變了以前學生應付考試、死記硬背書本知識的尷尬局面,激發(fā)了學生學習的熱情,充分挖掘其潛力,使學生變被動學習為主動。
五、結(jié)束語:
對土木工程專業(yè)課程的教學改革與創(chuàng)新進行了初淺的分析和研究。提出了加強對學生專業(yè)能力的培養(yǎng)、增加學生動手能力的學習實踐機會、教會他們?nèi)绾巫灾鲗W習的教學改革方法。力求教出的學生更符合新世紀、新時代對土木工程專業(yè)人才的需求。
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隨著全球一體化的發(fā)展,運用外語進行專業(yè)之間的國際交流與合作變得越來越重要。早在2001年,教育部下發(fā)了《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質(zhì)量的若干意見》,其中明確提出高校應積極開展以英語等外語進行的公共課和專業(yè)課教學,力爭使5%~10%的課程能進行雙語教學。十多年后的今天,國內(nèi)一流大學已率先實現(xiàn)了這一目標,并使眾多專業(yè)課程成功雙語化。然而,由于師資力量弱,學生基礎差等原因,在獨立學院全面實施雙語教學還面臨著不少困難,而一些已實施雙語教學的課程,多為概論或力學等公共課或基礎課,在相關的專業(yè)課程中設置還非常有限。因此,如何結(jié)合實際,在獨立學院對專業(yè)課程進行雙語教學,是一個值得認真研究的課題。在土木工程專業(yè)課程中設置雙語教學環(huán)節(jié),可以使學生直接面對第一手外文專業(yè)資料,有利于提高學生的英語水平,拓寬專業(yè)知識面,提高學生的綜合素質(zhì),同時還能豐富教學方法和手段,促進教育教學的改革和發(fā)展。傳統(tǒng)的雙語教學對學生英語的基礎能力要求較高,專注于對專業(yè)詞匯、句法和相關文獻的理解、翻譯和應用等環(huán)節(jié),如果照搬將很難適用于獨立學院的相關教學。本文以江蘇科技大學蘇州理工學院的相關土木工程專業(yè)課程為例,提出一種不同于傳統(tǒng)的、穿插于一般教學之中的專業(yè)課雙語教學方法。該方法易于為學生所接受,可較好地提高學生的學習興趣,且操作性強,經(jīng)實踐檢驗,是切實可行的。
1本校土建專業(yè)學生英語現(xiàn)狀分析
眾所周知,獨立學院學生基礎相對薄弱,和本一、本二批次學生相比,英語能力也相對偏弱。以我校2012級土木工程專業(yè)79名本科生為例,圖1給出了該年級學生大學英語成績分布圖。由圖1可知,該專業(yè)學生英語能力大都處于很一般的水平,75%以上的學生四個學期的英語成績在60~79之間,超過80者比例很小,且沒有人在90分以上。同時,還存在著一定比例的不及格人數(shù)。從圖1進一步分析表明,兩年來學生的大學英語水平并沒有明顯提高,基本處于原地踏步的狀態(tài)。雖然這里只是抽取了2012級土木工程專業(yè)學生的大學英語成績進行分析,但窺一斑而知全豹,我校土建類學生的英語能力并不突出。
2本校土建類專業(yè)英語開設情況
本節(jié)介紹我校土建類(土木工程和工程管理)專業(yè)英語的開設情況。根據(jù)《蘇州理工學院指導性專業(yè)教學計劃課程安排表》,在土木工程和工程管理兩個專業(yè)設有專業(yè)英語教學環(huán)節(jié),作者分別擔任過這兩門專業(yè)英語課程的授課老師。工程管理的專業(yè)英語作為大三必修專業(yè)課開設,共計1.5學分,分兩個學期進行。其中秋季學期開設《專業(yè)英語1》,計0.5學分;次年春季學期開設《專業(yè)英語2》,計1個學分。土木工程在大四上學期作為專業(yè)任選課開設《土木工程英語》,計1學分,但常因選課人數(shù)不足而導致課程無法開設。作者在教授土木工程和工程管理的專業(yè)英語時發(fā)現(xiàn),學生普遍存在詞匯量不足、發(fā)音不準確以及寫作能力較弱等問題。此外,畏難情緒嚴重,認為專業(yè)英語是一門非常難的課,這些因素對順利開展相關專業(yè)課程的雙語教學是十分不利的。
3一種新型的雙語教學方式
為了讓學生拓展知識面,同時又要考慮到學生的實際英語能力,作者聯(lián)系自身在英國UniversityofBirmingham擔任助教時的工作經(jīng)歷,提出一種針對獨立學院土建類專業(yè)課雙語教學的新方法。該方法脫離了傳統(tǒng)雙語教學的樊籬,將專業(yè)英語知識的講授穿插于普通的課堂教學之中,以學生的參與為著力點教授專業(yè)知識,克服其畏難心理,寓教于樂,最終使學生獲得全面的提升。主要方案有以下幾點:1)通過學習國外專業(yè)機構(gòu)如NationalGeographicChannel(國家地理頻道)等錄制的土建類工程視頻,對世界著名的地標性工程項目(如鳥巢、英國海底隧道、迪拜帆船酒店等)的設計、施工及后期維護進行介紹,用英語展現(xiàn)專業(yè)詞匯及其在工程實際中的應用。2)通過學習國內(nèi)一線的土建類期刊(如《土木工程學報》《建筑工程學報》以及《工程力學》等)上相關論文的中英文摘要,對應學習最新的科技知識,掌握相關的專業(yè)詞匯和語句表達。3)組織以4人~6人為單位的學習小組,分別布置不同的專業(yè)課習題,要求用英語完成,以促進學生自己通過查字典、網(wǎng)絡等方式獲知相關專業(yè)詞匯和語句用法的表達方式。同時,沿用國外流行的教學方法,要求每個小組將解題過程制作成英文幻燈片,向全班同學用英文作匯報展示。4)通過學習國外著名土建類期刊上的綜述類論文,了解專業(yè)知識原汁原味的英語表達,并嘗試對某些段落和章節(jié)進行翻譯。通過以上四種方案,學生不僅可以開拓視野,了解世界上主要工程項目的建設情況,同時,還可以掌握相關專業(yè)詞匯和句法的英語表達。由于組織了英文展示,學生能將自己的解題思路和想法用英文表述,能更進一步地運用所學的專業(yè)英語知識。在展示的過程中,克服了畏難情緒,建立了自信。可見,本文所提出的方法是一種考慮了獨立學院土建類學生實際情況的好方法。
4綜合實驗改革實例與結(jié)果分析
上述方法在2012級土木工程專業(yè)課《混凝土與砌體結(jié)構(gòu)設計》以及2013級工程管理專業(yè)課《工程結(jié)構(gòu)》中分別進行了實踐。在《混凝土與砌體結(jié)構(gòu)設計》中,分別給學生放映了美國國家地理頻道的《Concrete(混凝土)》《Steel(鋼材)》和《Masonry(砌體)》等專門介紹混凝土、鋼材以及砌體材料特性的英文教學視頻,在此基礎上進一步穿插學習了胡佛水電站、楊浦大橋等中外建設實例,并結(jié)合課本知識點進行了講解和討論,取得了良好的效果。調(diào)查問卷(發(fā)放問卷79份,收回有效問卷78份)顯示,通過在正常的課堂教學中穿插引人入勝的啟發(fā)式雙語教學,學生表示對該專業(yè)課程的興趣提高了(見圖2),并且在該門課程取得了比較好的成績(60~69占28%,70~79占45%,80~89占27%)。絕大多數(shù)學生(96.2%)表示認可這種雙語教學方式,覺得無論未來是繼續(xù)深造還是工作,都受益匪淺。在2013級工程管理專業(yè)課程《工程結(jié)構(gòu)》的試點中,主要采用學習文獻及分小組完成英文作業(yè)并作匯報展示的方式進行專業(yè)知識的雙語教學。學習了國內(nèi)土木界權(quán)威刊物《土木工程學報》上的一些綜述性文章,如中國工程院院士,同濟大學項海帆教授2005年發(fā)表在第38卷第1期上的論文《懸索橋跨徑的空氣動力極限》。通過對應學習摘要,掌握相關專業(yè)術(shù)語的英文表達,并選取了相關段落進行翻譯。此外,還采用英文課后作業(yè)的形式,完成了鋼筋混凝土受彎、受壓構(gòu)件承載力計算以及砌體結(jié)構(gòu)墻體高厚比驗算的相關習題,掌握了使用英語解題的基本方法和步驟,并選取了8個小組,使用英語向全班同學做了講演匯報。通過這樣的雙語教育和學習,同學們一致認為對所學專業(yè)課程的興趣提高了,并且覺得自己在參與中真正掌握了有關的專業(yè)知識。
5結(jié)語
Abstract: In this paper the construction of civil engineering brand professional is explorated from three aspects. They are teachers team construction, teaching reform and construction, brand professional reform and construction idea, plan and expected achievement. It promotes teaching, scientific research and social service all-round development, and constantly improves the talent training quality with the brand professional construction as an opportunity.
關鍵詞: 品牌專業(yè);土木工程;改革與建設
Key words: brand professional;civil engineering;reform and construction
中圖分類號:G423.02 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0175-02
0引言
品牌專業(yè)是指專業(yè)特色鮮明、人才培養(yǎng)質(zhì)量高、畢業(yè)生就業(yè)率高、社會聲譽好的專業(yè)[1]。2010年6月武漢工程大學“土木工程”專業(yè)被遴選為湖北省高等學校本科品牌專業(yè)。武漢工程大學(原武漢化工學院)土木工程專業(yè)依托“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科、“建筑與土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點以及教育部“磷資源開發(fā)利用工程研究中心”等建設平臺,在校、院兩級領導的大力支持和指導下,并通過土木工程專業(yè)全體教師長期的不懈努力,目前土木工程專業(yè)無論是在學科建設、專業(yè)建設、師資隊伍培養(yǎng)、實驗室建設,還是在人才培養(yǎng)與科學研究等方面均取得了長足的發(fā)展。武漢工程大學現(xiàn)已與華中科技大學達成了省部共建協(xié)議,在實驗室、儀器設備以及圖書資料方面實施了資源共享。這些優(yōu)質(zhì)的教學資源與平臺較好地滿足了土木工程專業(yè)的教學與科研需求,并為本專業(yè)的長期發(fā)展打下了堅實的基礎。隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展,特別是隨著城鄉(xiāng)住房建設、高等級公路與鐵路工程建設、大型水利樞紐工程建設以及武漢“8+1”城市圈工程建設的啟動,必將需要大量的土木工程專業(yè)人才,這將為土木工程專業(yè)的進一步發(fā)展提供了一個難得的機遇與平臺。本文擬從以下幾個方面對土木工程品牌專業(yè)建設進行思考。
1師資隊伍建設
1.1 現(xiàn)有專業(yè)教師隊伍的基本情況土木工程專業(yè)現(xiàn)有一支以中青年骨干教師為主的專任教師隊伍,共有教師37名,17人具有博士學位(占教師總數(shù)45.95%),3人具有博士后研究經(jīng)歷。專任教師主要畢業(yè)于同濟大學、武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、中國地質(zhì)大學、武漢科技大學、天津大學、中南大學、北京科技大學等不同的高校以及中國科學研究院武漢巖土力學研究所等科研院所。專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)合理,以年富力強的中青年教師為主。專業(yè)教師中年齡分布為:50~60歲2人,49~40歲18人,39~30歲16人;29~20歲1人,職稱分布為:教授9人,副教授10人,講師16人,實驗師2人。專任教師中享受湖北省政府專項津貼人員2人,建設部高等土木工程學科專業(yè)教學指導委員會委員1人,湖北省巖石力學與工程學會常務理事1人,其中26人具有碩士生導師資格。
近四年專業(yè)教師主持和參與了國家級教研項目2項,省級教研項目8項,校級教研項目7項,近四年來共獲得省級、校級教學成果獎5項,公開發(fā)表15篇教學研究論文。以“教育部磷資源開發(fā)利用工程研究中心”、“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科以及“土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點為依托,以專業(yè)實驗室為基礎,以專業(yè)骨干教師為主體,土木工程專業(yè)教師先后承擔了國家級科研項目10項、省部級科研項目30項、企業(yè)合作項目102項。近年來,土木工程專業(yè)在道路工程、巖土工程、地質(zhì)災害防治、防災減災工程、混凝土結(jié)構(gòu)、工程數(shù)值計算、橋梁工程以及工程結(jié)構(gòu)損傷檢測和健康監(jiān)測等領域做出了較突出的成績,部分研究領域處于國際先進或國內(nèi)領先水平。近四年來,土木工程專業(yè)教師共發(fā)表科研論文250篇,其中被SCI、EI、ISTP、CSCI等四大檢索收錄90篇。
1.2 師資隊伍建設政策、措施及效果雖說土木工程專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)合理,但建設一支師德高尚、具有較高教學和科研能力、富有創(chuàng)新精神、結(jié)構(gòu)合理的教師隊伍,是培養(yǎng)具有高素質(zhì)土木工程技術(shù)人才的關鍵,也是提高辦學質(zhì)量、深化教育教學改革的基本保證。
1.2.1 師資隊伍建設政策校黨委書記吳元欣[2]指出要大力推進“杰出人才和學科帶頭人培養(yǎng)計劃”、“教師基礎學歷提高計劃”、“教師出國進修培養(yǎng)計劃”,利用“楚天學者計劃”特聘教授和校內(nèi)特聘教師等教師特崗,培養(yǎng)一批能夠把握學科發(fā)展方向的學科建設帶頭人,匯聚一批能夠攻關重大科學研究項目的領軍人物,造就一批學生尊崇的“教學名師”。按照《武漢工程大學“十二五”事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出的“人才興?!卑l(fā)展戰(zhàn)略,以人為本、人才興校、人力資源是第一資源、人才工程是第一工程的理念,以領軍、帶頭人才和骨干后備人才的引進和培養(yǎng)為重點,逐步實施專任教師的“博士化、工程化、國際化”工程,全面提高教師隊伍素質(zhì),重點培養(yǎng)優(yōu)秀中青年骨干教師。同時學校還積極鼓勵引進有突出業(yè)績或?qū)iL的特殊人才,以優(yōu)化配置教師資源,努力打造努力造就一支“師德高尚、業(yè)務精湛、結(jié)構(gòu)合理、充滿活力”的高素質(zhì)教師隊伍。具體政策如下:①培養(yǎng)具有示范及帶頭作用的“教學名師”,引導和激勵教師全身心投入教學、教研和教改工作。②鼓勵青年教師到其他高校、科研院所攻讀博士學位,以不斷提高其業(yè)務能力與學術(shù)水平。③選派青年教師到相關工程設計與施工單位開展工程訓練,以不斷積累和豐富實際工程經(jīng)驗。④有計劃、有目的地培訓中青年教師,鼓勵選派優(yōu)秀骨干教師出國進修學習。⑤實施積極的人才引進政策,加大人才引進力度,尤其具有學術(shù)特長、有突出業(yè)績的特殊人才。⑥充分挖掘社會教育教學資源,努力構(gòu)建一支具有豐富實際工程經(jīng)驗的高水平校外兼職教師隊伍。
1.2.2 師資隊伍建設措施①以學校每年9、10月份實施的“師德校風宣傳教育月”活動為契機,不斷提高專業(yè)教師的師德修養(yǎng)、敬業(yè)精神與綜合素質(zhì)。②通過品牌專業(yè)建設,不斷優(yōu)化土木工程專業(yè)教師的職稱、年齡、學歷和學緣結(jié)構(gòu),重組教學資源配置。③積極實施武漢工程大學提出的“杰出人才和學科帶頭人”與“名師工程”培養(yǎng)計劃,努力造就一批能夠站在本學科前沿,并在國內(nèi)有一定影響的知名教授。④不斷加大人才引進力度,重點引進高職稱、高學歷人才,特別是在科研上已取得突出成績的學科帶頭人,如本學科“楚天學者”、“特聘教授”、“工大學子”等。⑤對新進教師必須要求具有博士學位,不斷加強師資培訓與青年教師的培養(yǎng)計劃,并鼓勵現(xiàn)任教師攻讀在職博士學位。⑥利用國家公派,學校公派等多種資助渠道,選派優(yōu)秀教師出國留學、進修和訪問。⑦鼓勵并努力創(chuàng)造條件讓青年教師積極參加本學科科研創(chuàng)新團隊與教學團隊,努力培養(yǎng)中青年教師的科研、教學業(yè)務水平與團隊協(xié)作精神。
2教學改革與建設
2.1 人才培養(yǎng)模式:凸顯“三實一創(chuàng)”為核心的人才培養(yǎng)模式人才培養(yǎng)工作是學校辦學和發(fā)展的中心任務,是做好畢業(yè)生就業(yè)工作的基礎和最關鍵的環(huán)節(jié)。近年來,學校堅持“質(zhì)量立校、科技強校、人才興校、突出特色、協(xié)調(diào)發(fā)展”的辦學思路,在人才培養(yǎng)模式方面進行了積極的探索、改革與創(chuàng)新,注重強化學生的專業(yè)素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識,人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高,畢業(yè)生就業(yè)競爭力顯著提升?!皠?chuàng)新模式,多元化人才培養(yǎng)”、“強化實踐,工程能力特色化”,不斷調(diào)整優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu),大力推進教學改革,逐步構(gòu)建創(chuàng)新型、復合型、技術(shù)型的多樣化人才培養(yǎng)體系;為強化學生實踐能力,不斷搭建實踐教學平臺,形成由實驗教學中心、校內(nèi)外實習基地、重點實驗室、科技產(chǎn)業(yè)園等組成的實踐教學大平臺;以省內(nèi)外龍頭企業(yè)為基點建立“就業(yè)實習基地”和“就業(yè)工作服務站”,搶占制高點,形成基層就業(yè)和高端就業(yè)結(jié)合的市場網(wǎng)絡。人才培養(yǎng)模式是根據(jù)人才培養(yǎng)目標和質(zhì)量標準,為學生設計的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的方式。在制定土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案時,首先對國內(nèi)開設了該專業(yè)的華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學、湖南大學、南京理工大學、西安建筑科技大學等多所高校進行了廣泛調(diào)研,同時也廣泛地調(diào)研了用人單位的意見,然后通過反復研討與認真分析,本專業(yè)將人才培養(yǎng)目標定位于:掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創(chuàng)新精神的高級工程技術(shù)人才,具有土木工程項目規(guī)劃、設計、研究開發(fā)、施工及管理能力,能在建筑工程、市政工程、地下工程、隧道工程、公路及城市道路、鐵道工程、橋梁工程、礦山建筑等相關部門從事設計、規(guī)劃、施工、咨詢、監(jiān)理、研究、教育、投資及管理工作,即會設計、能施工、懂管理的合格人才。本專業(yè)人才培養(yǎng)模式的核心為:“三實一創(chuàng)”(即實訓、實驗、實習及創(chuàng)新)。土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位于面向我國土木工程行業(yè)一線具有創(chuàng)新精神的高級工程技術(shù)應用型人才。為此,土木工程專業(yè)長期以來十分注重學生工程實踐能力與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),逐步形成了以“三實一創(chuàng)”為核心的人才培養(yǎng)模式,在實驗教學方面,已構(gòu)建了“一個核心,三個層次,六個模塊”的實驗教學體系,在實習、畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié)方面,十分注重“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合的工程實際訓練,通過對高年級學有余力的學生開設導師制“特色班”等形式,真正做到了因材施教,極大地鼓勵和培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。從近年用人單位對我校土木工程專業(yè)畢業(yè)生的反饋意見以及考研情況,說明本專業(yè)的人才培養(yǎng)模式是正確的。根據(jù)近年畢業(yè)生代就業(yè)情況、考研情況以及用人單位的反饋信息,表明土木工程專業(yè)的定位是準確的,完全符合土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求,深受用人單位的好評。
2.2 課程體系:凸顯“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的教學體系在制定人才培養(yǎng)方案時主要注意了以下四個方面:①結(jié)構(gòu)方面要體現(xiàn)土木工程學科的發(fā)展趨勢,隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,新材料、新結(jié)構(gòu)、新施工技術(shù)的不斷涌現(xiàn),有必要不斷拓寬專業(yè)口徑,但是也要根據(jù)省屬高校生源總體水平,適當控制知識的寬度與廣度。②注重培養(yǎng)學生的工程能力與工程素質(zhì),即訓練學生在工程實踐中發(fā)現(xiàn)、提出、表達與解決問題的能力,同時培養(yǎng)學生具有強烈的社會責任感、質(zhì)量―成本―效益一體化的綜合經(jīng)濟意識、法律意識、環(huán)保意識與團隊協(xié)作精神以及不斷學習和更新知識的工程素質(zhì)。③注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,在大學三年級開辦“特色班”,對“特色班”的學生采用類似于研究生的培養(yǎng)方式,配備指導教師,以提高學生的創(chuàng)新能力。④在寬口徑培養(yǎng)人才的前提下,結(jié)合土木工程行業(yè)的發(fā)展狀況,開設對口的專業(yè)方向選修課模塊,使學生在土木工程行業(yè)某一領域有一定的專長,在人才市場上具有較強的競爭力,保持畢業(yè)生的高就業(yè)率水平。土木工程專業(yè)的培養(yǎng)方案不僅充分體現(xiàn)了教育部土木工程專業(yè)教學指導委員會對高校土木工程專業(yè)的基本要求,而且切合本專業(yè)的定位。
2.3 教學內(nèi)容教學內(nèi)容總體上劃分為四大模塊,即基礎教育、素質(zhì)教育、工程教育和實踐訓練。每一模塊都有與總體培養(yǎng)目標相適應的教學或訓練要求,在執(zhí)行過程中相互支持和滲透,形成一個有機的整體。
3品牌專業(yè)專業(yè)改革與建設思路
3.1 專業(yè)改革與建設思路在我國高等教育大眾化的背景下,土木工程專業(yè)將根據(jù)地方高校工科專業(yè)本科生的知識結(jié)構(gòu)與素質(zhì)特點,以我國土木工程行業(yè)的科技進步與人才需求為導向,指導品牌專業(yè)的建設工作,力爭在面向產(chǎn)業(yè)一線培養(yǎng)基層創(chuàng)新人才方面形成顯著的特色,并使專業(yè)的發(fā)展獲得持續(xù)的競爭力與競爭優(yōu)勢。
在品牌專業(yè)的建設中,將以全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為宗旨,以教育部土木工程專業(yè)教學指導委員會擬定的“專業(yè)規(guī)范”為指導,以深化教育教學改革,推進教育教學理念、人才培養(yǎng)模式與教學管理模式的創(chuàng)新為動力,以“防災減災工程與防護工程”湖北省重點學科為依托,開放思想、真抓實干,穩(wěn)步、高效、有序地推進各項建設工作的展開。首先開展廣泛的調(diào)研,深入企業(yè)、科研院所了解他們對土木工程專業(yè)本科生的知識、素質(zhì)與能力等方面的要求;跟蹤問卷調(diào)查往屆畢業(yè)生對大學教育的評價與建議;到其他兄弟院校學習、交流有關品牌專業(yè)建設的經(jīng)驗。在此基礎上,進一步補充和完善本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標與人才培養(yǎng)模式。為了保障土木工程品牌專業(yè)建設的順利、有序進行,設立品牌專業(yè)專門建設小組,建設小組總負責人由校長李杰教授親自掛帥,小組成員實行建設項目制,各司其職。
3.2 專業(yè)改革與建設方案①不斷完善專業(yè)培養(yǎng)模式與教學體系。不斷完善基于“三實一創(chuàng)”(實訓、實驗、實習、創(chuàng)新)為核心的人才培養(yǎng)模式和“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的土木工程專業(yè)教學體系,注重內(nèi)涵建設,使本專業(yè)培養(yǎng)出學生不僅具有扎實的基礎理論知識,而且還具有很強大實踐應用能力和創(chuàng)新思維能力。②進一步加強工程實踐訓練。土木工程專業(yè)是一個工程實踐性非常強的工科專業(yè),今后除在教學計劃中進一步加大實踐教學與課堂理論教學的比例,而且還要進一步加強與工程勘察、工程設計、工程施工等單位的聯(lián)系,積極推進“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合的實踐教學模式,同時聘請具有豐富實際工程經(jīng)驗的工程單位技術(shù)人員來校給本科生授課或指導畢業(yè)設計等實踐教學環(huán)節(jié),努力提高學生解決實際工程問題的綜合能力。③加強師資隊伍。高素質(zhì)的專業(yè)教師是專業(yè)建設的根本保證,通過3~5年的努力,使土木工程專業(yè)的教師總?cè)藬?shù)達到50人左右,其中教授達到12名以上,具有博士學位的教師達到70%以上,同時引進或培養(yǎng)2~3人成為在國內(nèi)土木工程領域有較大影響的知名學者。在師資隊伍建設方面,注重引進與培養(yǎng)相結(jié)合當原則,特別注重中青年骨干教師的培養(yǎng)以及團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。④強化課程建設。以精品課程建設為龍頭,帶動土木工程專業(yè)課程建設整體水平的提高,不斷提高課堂理論教學的教學質(zhì)量與效果,通過2~3年的努力,至少建成1門省級精品課程和2~3門校級精品課程。⑤實驗室建設。進一步優(yōu)化、整合現(xiàn)有實驗室,充分利用中央與地方共建特色優(yōu)勢學科實驗室以及日元貸款經(jīng)費等,在不斷補充和完善現(xiàn)有專業(yè)實驗室建設的基礎上,重點建設好土木工程結(jié)構(gòu)實驗室和道路與橋梁實驗室,積極購置先進的大型儀器設備,在3~4年的時間內(nèi),是本專業(yè)的設備總值達到3500萬元,實驗室總面積達到4000m2以上。⑥積極開展大學生課外科技活動。依托武漢工程大學“校長基金”、“產(chǎn)、學、研”課題以及專業(yè)教師的科研課題等,積極鼓勵高年級學生參加“挑戰(zhàn)杯”、“求實杯”、“中南結(jié)構(gòu)設計大賽”等不同類型的大學生課外科技活動,進一步完善“導師制”的管理模式,全方位、多渠道地培養(yǎng)打?qū)W生的自主學習能力與創(chuàng)新思維能力。
3.3 預期成果通過3~5年的建設時間,努力將土木工程專業(yè)建設成為辦學條件優(yōu)良、師資力量雄厚、人才培養(yǎng)模式科學、教學內(nèi)容與課程體系完備、教學方法與手段先進、人才培養(yǎng)質(zhì)量優(yōu)良的本科專業(yè),并在國內(nèi)同類省屬高校中處于領先或先進水平。
4結(jié)束語
我校在土木工程品牌專業(yè)建設的過程中,對師資隊伍建設、教學改革與建設、品牌專業(yè)改革與建設思路、方案及預期成果進行了有益的探索,取得了一定的成績。但土木工程品牌專業(yè)的特色有待進一步的凝練、在全省乃至全國的社會聲譽有待進一步提高。
參考文獻:
自改革開放以來,我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展,基礎設施建設在規(guī)模和數(shù)量上也有了幾何級數(shù)的增長。各種土木工程新技術(shù)、新理論不斷應用于工程實踐,使得我國的土木工程人才培養(yǎng)模式也要不斷改革,以適應當今土木工程教育新形勢。著名的土木工程專家劉西拉教授曾指出,當代中國的土木工程人才培養(yǎng)模式應滿足以下幾個要求:首先,應具備比較全面的專業(yè)基礎知識以適應當代科學技術(shù)的日新月異,即具有較強的理論功底,較多的工程經(jīng)驗和較好的計算能力;其次,應具有扎實的理論知識。話句話說,當代土木工程專業(yè)的合格畢業(yè)生應具有獨立思考的能力及很強的創(chuàng)造能力,也要具備從當代社會特色的角度分析與解決工作中所遇到的各種問題,最后,也要具備較好的組織與交際能力。
當前,“慕課”、微課等創(chuàng)新的教學模式正在不斷得到認可,同時也在促使當代高等教育人才培養(yǎng)模式做出改革。這些新的教學模式,為翻轉(zhuǎn)課堂在中國高等教育建設打下了良好的基礎。在國家教育信息化發(fā)展過程中,融合“慕課”、微課等創(chuàng)新教學方式的翻轉(zhuǎn)課堂,需要大量的信息化技術(shù)支撐以及學生對此技術(shù)的掌握,翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式必將對我國的教學改革產(chǎn)生一定的影響,我國高校要積極主動地推動融入翻轉(zhuǎn)課堂的實踐和應用,使其早日成為我國教育的可行模式,豐富我國的教學模式。
1 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式現(xiàn)狀分析
1.1 翻轉(zhuǎn)課堂的“誕生”
對翻轉(zhuǎn)式課堂教學最初“誕生”于美國,其最初的模式在于師生的積極互動。在北美的林地公園高中,那里的老師經(jīng)常遇到這樣的一個問題:學生家里離學校較遠,導致很多時間都花費在了回校途中,還因為種種原因,有的學生會錯過學校舉辦的一些活動。但是,在該校就讀的很多學生因為以上原因無法緊跟老師的上課進度。
這種情況長期得不到改善,嚴重影響了學生的學習效果。后來,隨著科技的發(fā)展、網(wǎng)絡的普及以及自媒體的興起,該校的兩位化學教師于是借助新興的軟件技術(shù)――屏幕截取,開始錄制PowerPoint演示文稿并用于課堂上教授課程內(nèi)容。他們把錄制的PPT文稿和講解內(nèi)容制作成視頻并上傳到網(wǎng)絡,讓缺課的學生可以利用課余時間補回課程內(nèi)容,視頻網(wǎng)站也才處于起步階段。
最具開創(chuàng)性的是,這兩位逐步地以學生在家看視頻聽講解為基礎,把課堂時間空余出來,用來給學生解決在做作業(yè)或做實驗過程中的困難。很快,這樣創(chuàng)新性的教學方式得到了廣大學生的認可,并廣泛傳播開來,得到學生的支持。“翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)完全顛覆了我們常規(guī)教學方式?,F(xiàn)在不會在課堂上耗費半個小時到一個小時來講解?!眱晌粍?chuàng)始老師如此評價。
兩位老師的教學改革逐漸得到廣泛關注和認可,所以經(jīng)常受到同行的邀請,并向周圍感興趣的人或機構(gòu)推介這種教學模式。越來越多的老師加入到這樣的教學模式中,開始利用在線視頻在課外向?qū)W生傳授知識,課堂時間則開展互動學習和實踐練習。
其實從19世紀末開始,美國學者就開始對翻轉(zhuǎn)課堂教學開展廣泛且深入的研究,如:在課堂教學中朗讀文章及播放視頻,引導學生運用已學知識來思考所見所聞,然后提出問題;在課堂上組織學生開展討論,一同探討所學知識;老師在課前集中學生提出的相關問題或意見,在此基礎上進行教案設計與準備教學資料等。研究主要集中在實際應用層面,務求探索出在實際教學中發(fā)揮出最大作用,對課堂教學有充分補充的翻轉(zhuǎn)課堂模式。得益于業(yè)界和學者的積極探索,翻轉(zhuǎn)課堂很快流行起來,其影響逐漸從美國向其他國家擴散。
1.2 國內(nèi)對“翻轉(zhuǎn)課堂”的研究與探索
“翻轉(zhuǎn)課堂”作為一種基于互聯(lián)網(wǎng)、信息化的新型教學模式,雖然進入中國的時間較短,但是也引起我國教育界的熱切關注,對其進行了較深入、系統(tǒng)的探索與實踐。目前,在知網(wǎng)上搜索以“翻轉(zhuǎn)課堂”為關鍵詞的論文就有三千多篇,不包含以慕課、微課等詞進行探討的文章。除了理論研究,教育界也開展了翻轉(zhuǎn)課堂的應用實踐,進行試點探索的有大學、中學和中職學校,較有影響的試點分布在京津、滬寧、重慶與廣州等幾個區(qū)域。
重慶市聚奎中學的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學改革已走在全國的前列,它是“全國第一所深度運用先進信息技術(shù)整合策略實施新課程改革”的學校,該??偨Y(jié)出翻轉(zhuǎn)課堂實際操作中3個“翻轉(zhuǎn)”路線:課前4環(huán)節(jié)、課堂5步驟和6大優(yōu)勢。國內(nèi)學者把“翻轉(zhuǎn)課堂”定位為:是將數(shù)字技術(shù)整合、信息化校園建設以及新的人才培養(yǎng)模式相融合的一次具有深遠意義的大變革。但是,由于學者、學校等實施主體對于翻轉(zhuǎn)課堂的切入點各不相同,因此實施主體的改革方向也不盡相同。比如:聚奎中學強調(diào)“翻轉(zhuǎn)課堂”應內(nèi)含三類翻轉(zhuǎn):(1)教育目的的翻轉(zhuǎn);(2)教育理念的翻轉(zhuǎn);(3)教學方式的翻轉(zhuǎn)。行知中學認為探索“翻轉(zhuǎn)課堂”是基于網(wǎng)絡的教育模式的教學改革。上海市仙霞高中開展“翻轉(zhuǎn)課堂”是側(cè)重于“促進教師專業(yè)發(fā)展和提升學生學習效能的提高”,其內(nèi)核是基于自學知識點上的“對話、討論與練習”。
1.3 中西方國家高校土木工程專業(yè)教學和課程設置比較
西方國家的土木工程專業(yè)是以實踐為目標的,強調(diào)培養(yǎng)應用型人才,做到學以致用。在課程設置中,注重強化工程實踐能力的培養(yǎng)。在英國,很多的工科院校實行的是“三明治”式教學模式,即第一、二、四學年在校學習理論知識,第三學年學生被要求到公司或者企業(yè)實習,工程實踐可作為工作實踐經(jīng)驗。本科教育完成后,還要接受2年的企業(yè)培訓或是2年的工作實踐,或3年的博士深造,方可參加執(zhí)業(yè)注冊考試,取得簽字權(quán)。
中國國務院學位委員會在學科簡介中定義:“土木工程(英文:Civil Engineering)是建造各類工程設施的科學技術(shù)的統(tǒng)稱,它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)活動,也指工程建設的對象。即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水排水以及防護工程等?!蔽覈聊竟こ虒I(yè)是廣泛服務于國家基礎設施與民生的寬口徑一級學科,包括建筑工程、土木工程、巖土工程、地下工程和道橋等二級專業(yè)方向。本專業(yè)學習理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學、彈性力學、工程力學、流體力學、巖土力學和市政工程學科的基礎。土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標主要是培養(yǎng)適應我國經(jīng)濟發(fā)展與工程需要的 “復合型”工程技術(shù)人才。根據(jù)建設部土建類土木工程專業(yè)教育指導委員提出的土木工程專業(yè)(本科)人才培養(yǎng)基本規(guī)格和指導性計劃,目前國內(nèi)絕大多數(shù)高等院校都采用的是基礎課程、專業(yè)基礎課程和專業(yè)方向課程這一模式,可以看出,高校教學計劃中基本包含以下主干課程,三大力學、建筑材料、項目管理、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等專業(yè)基礎課和專業(yè)課。
2 土木工程基礎類課程新教學模式的探索
土木工程是一門工程應用性很強的基礎學科。土木工程的起源是通過各類人類工程活動,不斷歸納與總結(jié)各類成功與失敗經(jīng)驗,特別是在吸取失敗教訓的基礎上發(fā)展而來的。自從18世紀初,以牛頓和伽利略為代表的近代土木工程實踐相結(jié)合,逐漸形成系統(tǒng)基礎理論的學科。自此,土木工程才逐漸從工程經(jīng)驗過渡并發(fā)展成為一門學科?;仡櫿麄€土木工程專業(yè)的發(fā)展歷史,實際工程實踐經(jīng)驗往往先行于理論,各類工程失敗經(jīng)驗往往能觸發(fā)新理論的研究和發(fā)展。如今,還有很多工程問題的處理,仍然依靠廣大工程師的實踐經(jīng)驗。
自建國以來,我國高校工科生的培養(yǎng)模式主要參考蘇聯(lián)模式,即:專業(yè)劃分過繁,學科交叉性較少;重點培養(yǎng)學生自然科學知識與專業(yè)基礎知識,重視理論聯(lián)系實踐,而對相關的新發(fā)現(xiàn)新領域缺乏應有的重視,對工程實踐的課時安排相對較少;主要以教師單向授課為主,沒有重視學生的自主性與創(chuàng)造性。在實行改革開放以后,這種教育模式的不足不斷凸顯,教育與實踐脫節(jié),土木工程專業(yè)學生在適應社會工作的過程中出現(xiàn)了不同程度的困難。因此高校教師必須不斷分析與探索,建立適應我國國情的高等教育培養(yǎng)模式。令人欣慰的是,高校人才培養(yǎng)新模式已經(jīng)初步形成,并在不斷修正與完善。
翻轉(zhuǎn)課堂等新模式的出現(xiàn),正式對于全國的教育模式探索的有力補充。它的出現(xiàn)為傳統(tǒng)課堂的創(chuàng)新、學生活力的激活,都起到了一定的作用。除了基礎教育外,在專業(yè)教育上,在土木工程專業(yè),也可以開始相應的探索。對于任何新事物的研究,從源頭認知、挖掘及摸索是根本。
2.1 促使學生主動學習
在如今科技飛速發(fā)展的過程中,教育也必須跟隨著科技的發(fā)展而發(fā)展,翻轉(zhuǎn)課堂模式便是一種很好的嘗試和進步,這能讓學生能夠成為自己學習的主人,而不是一味地被動接受老師的灌輸,各種學習網(wǎng)站提供了豐富的課程,學生可以在網(wǎng)上自主選擇學習內(nèi)容,利用教學視頻,學生能根據(jù)自身情況來安排和控制自己的學習進度,完全可以依照自己的弱點或者興趣去學習,不受時間地點限制,而且可以線上和同學或者老師進行交流答疑互動,對于課程的問題可以即時溝通,不會受時空因素的影響,自主性和實時性很強。
2.2 增強學習的互動性
全面提升了課堂的互動是翻轉(zhuǎn)課堂最大的優(yōu)勢所在,主要體現(xiàn)在教師和學生之間以及學生與學生之間。
因為翻轉(zhuǎn)課堂的教學方式主要是課外學生自主學習,課堂進行答疑互動,所以,教師的任務就是增加課堂的互動性,針對多數(shù)同學遇到的問題,大家可以一起討論解決,這也即“以學生為中心的教學”。教師更多的是作為一位觀察指導者,由于互動性的增加,教師可以更加了解學生,進行一對一指導幫助,這也提高了學習的有效性。
教師在觀察的過程中可能會注意到學生自創(chuàng)的學習方法、自發(fā)組成的學習小組,學生們彼此幫助,相互學習和借鑒,而不是完全依賴老師。這樣,老師把更多精力放在引導上,促進他們更加開放地學習,真正理解課堂內(nèi)容,而不僅僅是死記硬背。老師就會給予學生們更多的自主學習的空間,從而形成一種良性的學習與指導的循環(huán)。
2.3 形成教師―學生―家長交流新模式
翻轉(zhuǎn)課堂同時改變了教師與家長交流的內(nèi)容。在翻轉(zhuǎn)課堂后,家長們對于孩子的學習情況有了更加清晰、直觀的認識,可以幫助理解教師的教學。
學生不學習有各種各樣的理由,比如:他們貪玩?他們學習能力不一樣,有的跟不上老師進度,所以產(chǎn)生厭學心理?他們的基礎知識學得不牢,所以感覺學習很費勁?亦或是他們有什么個人問題干擾了他們?教師和家長都需要找到學生不學習的根源,然后對癥下藥,采取必要措施來讓學生回到學習的軌道。
翻轉(zhuǎn)課堂是一種方式方法,增加了學生和教師之間的雙向互動和自主化的學習時間;是讓學生對自己學習方法、學習效果等負責的途徑;使課堂的內(nèi)容得以長期保存,可用于復習或補課的學習;是所有學生都可以主動學習的課堂;更是讓所有學生都能得到個性化、互動性、自主化教育的學習。因此,翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵涉及了師生關系、教學手段、教學環(huán)境、教學目標等多個方面,是基于現(xiàn)代信息技術(shù)出現(xiàn)的一種符合世紀信息時代學習者特征的學習模式。這種模式應用于土木工程專業(yè)基礎類課程的教學實踐中,能使土木工程學科學生從繁重的通識教育課時中脫身,把線下面對面的課堂教學用于專題討論課、個性化培養(yǎng)及工程實踐。
關鍵詞:隧道工程;研討式教學;學生主體原則;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0106-02
引言:
《隧道工程》是高校土木工程專業(yè)的專業(yè)核心課程,該課程內(nèi)容設置豐富,包括隧道的勘測設計、結(jié)構(gòu)設計以及施工方法的相關知識。通過《隧道工程》的學習,學生能夠掌握隧道設計和施工的基本知識和理論,熟悉與隧道設計和施工有關的技術(shù)政策和國內(nèi)外在隧道技術(shù)方面的最新動態(tài),了解隧道的施工組織與管理,掌握編制隧道施工圖的基本能力和組織隧道施工的技能。因此,對于土木工程專業(yè)的本科生來說,《隧道工程》課程無論對他們的考試、畢業(yè)設計和其他專業(yè)課學習,還是以后走上工作崗位、進行隧道工程設計與施工,都具有重要現(xiàn)實意義。
為了提高《隧道工程》課程的教學質(zhì)量,國內(nèi)眾多學者針對《隧道工程》課程的教學手段、教學方法和教學模式開展了深入研究,取得了許多有價值的研究成果。通過為該課程引入新的教學方法和教學理念,如互動式教學法[1]、項目教學法[2]等,提出了許多新的教學模式[3-4],大大推動了其教學改革的步伐。但是仍存在很多問題,如學生的學習積極性不高、課堂氣氛不夠活躍、教學效果差等。因此,結(jié)合《隧道工程》的特點,探討新的更為適用的教學方法和教學模式是非常必要的。
一、研討式教學法的概念與實施原則
(一)概念
所謂研討式教學,就是根據(jù)《隧道工程》課程的教學內(nèi)容及特點,以具體工程問題為背景,在教師的教學指引下,讓學生進行獨立思考與研究,借助豐富的網(wǎng)絡資料、計算機模擬軟件及必要的室內(nèi)試驗,自己探究知識的發(fā)生過程,提出問題的解決方案。其中學生是主導,教師只起到一個向?qū)д吆皖I路人的作用,從問題的分析、方案設計到實施,以及結(jié)論的得出,主要由學生自己考慮來做,從而培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新思維,提升他們的動手技能和解決工程實踐問題的能力。
(二)實施原則
研討式教學法的主要教學原則包括四個方面,即學生主體性原則、循序漸進原則、啟發(fā)性原則及和諧性原則[5]。
1.學生主體性原則。以學生為中心,教師不再是過去的教學中心,而是起到輔助、引領作用。學生通過對問題的獨立思考,多動手、多分析、多總結(jié),積極探索,發(fā)揮自身的潛能,尋找問題的解決辦法,從而逐漸成為學習行為的主人,而不再僅僅是一個“聆聽者”。
2.循序漸進原則。由于一個班上學生的水平參差不齊,基礎也存在較大差異,分析問題的能力各有不同,因此,在設置研討的問題時,應遵循由易到難、由簡到繁循序漸進的原則。一開始設置的問題不要過難,這樣容易造成學生的畏難情緒,使研討式教學模式的課堂教學效果大打折扣。
3.啟發(fā)性原則。在實施研討式教學時,教師要注意采取合理的方式給學生適當?shù)膯⑹?,挖掘他們的?chuàng)新潛力。當然,這就要求教師在課前必須要有充分的準備,對設置的問題有深刻的認識和獨到的見解。
4.和諧性原則。研討式教學過程中,教師就像導演,而學生就是真正的演員,要想把研討式教學這場戲演好,必須教師和學生通力合作。因為師生之間、學生之間是相互影響的,故必須創(chuàng)設一個平等和諧的課堂教學氛圍,這樣老師和學生才能共同進步。
二、課程特點及存在問題
(一)《隧道工程》課程特點
1.教學內(nèi)容繁雜。根據(jù)課程教學大綱,《隧道工程》的教學內(nèi)容豐富、知識點眾多,在學習該課程前,必須具有扎實的工程地質(zhì)、土力學和巖石力學的功底,而且要理解隧道的設計與施工理念。
2.行業(yè)性差異大、規(guī)范性要求高。該課程與國家或省級部門制定的各種行業(yè)規(guī)范、規(guī)程、標準緊密聯(lián)系,不同行業(yè)有不同的規(guī)范,比如,同樣進行隧道設計,高速公路隧道設計依據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》(JTG D70-2004),鐵路隧道設計則依據(jù)《鐵路隧道設計規(guī)范》(TB10003-2005),城市交通隧道設計則依據(jù)《地鐵設計規(guī)范》(GB50157-2003)。因此,在講授該課程時,必須了解甚至理解各種工程規(guī)范的內(nèi)涵。
3.與工程實踐聯(lián)系緊密。隧道工程作為一門工程實踐學科,與工程是分不開的。課程中講授的許多施工方法和理念都是從工程經(jīng)驗中逐步發(fā)展而來的。因此,在授課時,必須將書本上的理論知識和工程實踐緊密結(jié)合,方能取得良好的教學效果。
(二)存在的主要問題
現(xiàn)階段《隧道工程》課程教學中存在一些共性問題,主要表現(xiàn)為四個方面:
1.內(nèi)容多,課時少。目前高校《隧道工程》課程只有32學時,而隨著科學研究的不斷深入,該課程的教學內(nèi)容越來越多,因此要滿足該課程的基本教學內(nèi)容要求非常緊張,導致“滿堂灌”現(xiàn)象普遍,學生對該課程內(nèi)容的掌握和應用難度較大。
2.教材的更新跟不上學科的發(fā)展?,F(xiàn)在的隧道工程方面的教材缺乏規(guī)范的編寫思路,更新過慢、照搬照抄、涵蓋內(nèi)容不全,大多是泛泛而談,介紹最新研究成果或重大工程建設經(jīng)驗與教訓的內(nèi)容不多。
3.教學模式單一,課堂氣氛沉悶。《隧道工程》目前采用的還是填鴨式教育方式,啟發(fā)式、討論式模式較少,學生學習處于被動接受狀態(tài),缺乏主動性和積極性,課堂教學效果差。學生大多在應付考試,沒有深入探究隧道奧秘的熱情,這大大影響了對他們的專業(yè)能力培養(yǎng)。
4.與工程實踐脫節(jié)嚴重?!八淼拦こ獭保櫭剂x只有與工程緊密聯(lián)系才能講好這門課,但由于資金、場地等條件的限制,學生無法到隧道現(xiàn)場去親身感受,因此只能靠課堂上的想象,無法深入理解隧道的設計方法與施工工藝,難以形成全面的、系統(tǒng)的知識體系。
三、研討式教學法在隧道課程中的實施思路
1.《隧道工程》教案的優(yōu)化。要想使研討式教學法在《隧道工程》課程中取得良好效果,必須首先對現(xiàn)有的教案和講稿進行加工、完善,因為研討式教學法的教學理念和思路與以往相比有顯著的變化,不再遵循“傳統(tǒng)的老師講、學生被動聽”的教學模式。因此,以往的教案和講稿已不能適應研討式教學法的要求,必須結(jié)合工程實踐問題,編寫新的教案,利用多媒體技術(shù)制作新的教學課件。
2.研討式教學模塊的設計。針對當前深部地下工程中的典型重大災害,如塌方、巖爆、瓦斯突出、沖擊地壓、突水突泥等進行研討式教學模塊設計,根據(jù)教學內(nèi)容和學生特點,選取合適的工程背景,設置合理的思考題,增設課堂討論、課后模擬分析、撰寫學術(shù)論文等教學模塊,創(chuàng)造條件讓學生自己參與工程問題的分析、討論、試驗等,提高《隧道工程》的教學水平和質(zhì)量,幫助學生更好地學習基本理論知識,深入了解隧道工程問題。
3.教師督導與點評。在進行課堂研討前,教師必須提前給班里學生下達任務,并注意時刻咨詢他們的進度,讓他們定期來匯報,給出具體的意見與修改建議,指導學生如何做好前期工作。在課堂研討結(jié)束,教師要對研討中存在的共性問題進行點評,指出學生的成功與不足之處,提出具體的改進措施。下課后,教師應認真做好教學總結(jié),撰寫教學筆記,以便后續(xù)逐步改進與完善研討式教學模式。
四、結(jié)語
研討式教學法是一種新的教學方法,它能充分調(diào)動學生的學習積極性與主動性,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能,活躍課堂氛圍。該方法在《隧道工程》中的應用,對提高課堂授課質(zhì)量以及實施素質(zhì)教育等都具有十分重要的現(xiàn)實意義。但需要指出的是,該方法應用于《隧道工程》還存在一些問題和不足,如學生前期文獻調(diào)研能力不足,無法掌握問題的研究現(xiàn)狀;學生基礎參差不齊,有些無法真正參與研討式討論;研討式教學花費時間比較多,課程教學學時不夠等。雖然研討式教學目前在《隧道工程》中的應用還處于初步階段,但相信隨著教學改革的不斷深入,這些問題在以后的課堂實踐教學中將逐步得到解決。
參考文獻:
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關鍵詞:地下建筑專業(yè);地下建筑結(jié)構(gòu);教學內(nèi)容;教材
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)48-0089-02
一、引言
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,城市房地產(chǎn)、交通、市政、礦業(yè)、水利水電和國防等行業(yè)的基礎設施建設規(guī)模也不斷擴大,地下工程行業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機遇。大量的地鐵隧道、公路隧道、地下礦山、地下電站和地下洞庫及城市地下空間亟待修建,因此,行業(yè)的發(fā)展也亟需大量的專業(yè)人才。如何培養(yǎng)一大批合格的能適應行業(yè)發(fā)展要求的專業(yè)人才成為高等學校面臨的重要挑戰(zhàn)。
作為土木工程行業(yè)的重要分支,地下建筑專業(yè)雖然具有很長的發(fā)展歷史,但由于其所處地質(zhì)環(huán)境的復雜性,其基本理論相對于其他學科發(fā)展較為緩慢。近年來,隨著其他相關行業(yè)新理論、新材料、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展,地下建筑專業(yè)理論也有新的發(fā)展。然而,高等學校本科教學的相關教材卻難以滿足行業(yè)發(fā)展的要求,導致出現(xiàn)了教材內(nèi)容與工程實踐脫節(jié)、畢業(yè)生實踐能力差等突出問題。為此,通過對比研究國內(nèi)高校地下建筑、隧道工程等專業(yè)開設的《隧道工程》、《地下建筑結(jié)構(gòu)》和《地下工程》等專業(yè)教材,對適應行業(yè)發(fā)展的《地下建筑結(jié)構(gòu)設計》教學內(nèi)容進行了研究。
二、目前《地下建筑結(jié)構(gòu)設計》課程內(nèi)容存在的問題
隨著地下建筑工程方面人才需求量的日益增大,國內(nèi)開設土木工程類專業(yè)的許多高校均開設了地下建筑或隧道方面的必修或選修課程[1-5],采用的教材大致有十余個版本,且許多版本的教學內(nèi)容體系相似,隨著行業(yè)的發(fā)展,教材中的相關理論稍顯陳舊,部分內(nèi)容與工程實踐脫節(jié),已難以滿足學生的工程實踐需要。
(一)地下建筑結(jié)構(gòu)的新材料
隨著新奧法的發(fā)展和建筑材料的發(fā)展,地下建筑結(jié)構(gòu)的材料逐漸由傳統(tǒng)的鋼筋和混凝土向新型材料發(fā)展。如傳統(tǒng)的整體式襯砌逐漸被復合式襯砌所代替,而復合式襯砌的材料演變發(fā)展迅速,如隧道支護結(jié)構(gòu)可包括:素噴混凝土、鋼纖維噴射混凝土、樹脂纖維噴射混凝土、鋼錨桿、樹脂錨桿、機械錨桿、超前管棚、超前小導管、模筑混凝土、預制混凝土管片、鋼管片、各類防水卷材、內(nèi)裝材料和注漿材料等。而傳統(tǒng)地下建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容中涉及的新型建筑材料方面的內(nèi)容較少。
(二)地下建筑結(jié)構(gòu)計算的新方法
地下建筑結(jié)構(gòu)不同于地面建筑,其結(jié)構(gòu)與地層緊密聯(lián)系,傳統(tǒng)的地下建筑體系計算方法是以結(jié)構(gòu)力學為基本理論的荷載結(jié)構(gòu)法,但該方法一方面力學簡化不科學,另一方面計算過程較為復雜。隨著計算機科學的發(fā)展,傳統(tǒng)的荷載結(jié)構(gòu)法與有限元理論相互結(jié)合已經(jīng)形成了新的結(jié)構(gòu)計算方法。另外,地層結(jié)構(gòu)法也隨著巖土力學的發(fā)展得到廣泛的應用,已經(jīng)成為復雜地下結(jié)構(gòu)的首先計算方法。目前國內(nèi)發(fā)行的大學教材中,仍以介紹傳統(tǒng)的計算方法為主,新的方法的基本思路、原理和方法,學生難以接觸和掌握。
(三)地下建筑結(jié)構(gòu)的新形式
隨著地下建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)的發(fā)展,許多新型地下建筑結(jié)構(gòu)形式逐漸發(fā)展起來。傳統(tǒng)常見的地下建筑結(jié)構(gòu)主要是隧道,而近年來其他形式的地下建筑結(jié)構(gòu)也日趨增多,如沉管隧道、管幕法隧道、TBM法隧道、頂管法隧道、沉箱結(jié)構(gòu)、大型地下廠房、地下貯藏庫等。目前交通類的大專院校主要學習的是隧道工程,其他地下建筑結(jié)構(gòu)涉及較少,而講授地下建筑結(jié)構(gòu)的院校則對各種結(jié)構(gòu)的涉及面也較窄,且關于隧道結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容也不全面。
三、《地下建筑結(jié)構(gòu)設計》課程內(nèi)容改革
隨著地下工程專業(yè)人才需求量的增加和新技術(shù)的不斷發(fā)展,面向工程實踐,以培養(yǎng)實際工作水平和能力為核心,適時的調(diào)整《地下建筑結(jié)構(gòu)設計》的課程內(nèi)容設置十分必要,是以“教學”為主高校相關專業(yè)的重要工作內(nèi)容。
地下建筑結(jié)構(gòu)形式多樣,同時地下建筑結(jié)構(gòu)設計與工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)力學、巖體力學、土力學、鋼筋混凝土學、現(xiàn)代土木工程數(shù)值模擬技術(shù)等專業(yè)課程密切相關,如何將其獨立同時又不割裂與其他課程間的密切關系是教學內(nèi)容和教學方法改革中的難點。因此,考慮該課程與其他課程的關聯(lián)性和地下建筑形式的多樣性,可將內(nèi)容分為以下三部分。
(一)基本理論與基本概念
地下建筑結(jié)構(gòu)基本理論與基本概念的講授是培養(yǎng)工程師專業(yè)素養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié),主要講授內(nèi)容應包括:地下建筑結(jié)構(gòu)的基本概念、地下建筑結(jié)構(gòu)設計的基本方法、地下工程的圍巖分級方法以及地下工程與圍巖的相互關系、地下建筑結(jié)構(gòu)的荷載、地下建筑結(jié)構(gòu)的材料和地下建筑結(jié)構(gòu)的計算理論等內(nèi)容。這部分內(nèi)容充分考慮了該課程與其他課程的交叉融合,可讓學生清晰認識到課程與其他課程的區(qū)別和聯(lián)系,同時在整體上把握復雜多樣的地下建筑結(jié)構(gòu)形式的共性以及結(jié)構(gòu)設計的核心原則和思想,同時應向?qū)W生介紹最新的地下建筑結(jié)構(gòu)設計思維和技術(shù)。
隨著建筑材料學科的發(fā)展,地下建筑結(jié)構(gòu)支護所采用的新材料越來越多,因此認識了解新材料的類型、應用范圍和性能等是提高學生實踐水平的重要方面,因此地下建筑結(jié)構(gòu)基本理論與基本概念應介紹常用和新型的建筑材料,如素噴混凝土、鋼纖維噴射混凝土、樹脂纖維噴射混凝土、鋼錨桿、樹脂錨桿、機械錨桿、超前管棚、超前小導管、預制混凝土管片、各類防水卷材、內(nèi)裝材料和注漿材料等。
由于地下結(jié)構(gòu)與地層關系密切,理解結(jié)構(gòu)與地層的相互作用是后續(xù)內(nèi)容的重要前提,因此,應獨立重點闡述,這部分內(nèi)容也是與傳統(tǒng)教材差別較大的部分。同時,新的地下建筑設計理論更側(cè)重于“圍巖控制”,因此該核心原則和思想也是重點教授的內(nèi)容,因而教材內(nèi)容還應涵蓋地下工程圍巖分級方法以及地下建筑工程地質(zhì)分析方法等方面的內(nèi)容。
(二)隧道結(jié)構(gòu)設計
隧道是地下建筑結(jié)構(gòu)的最常見的形式,也是畢業(yè)生工作后主要的工作對象,因此這部分是課程的核心內(nèi)容。同時,隧道結(jié)構(gòu)形式多樣,其結(jié)構(gòu)形式差別較大,設計方法也有所不同,因此課程內(nèi)容設置應以隧道結(jié)構(gòu)形式進行安排,該部分內(nèi)容應包括:隧道工程的勘察、隧道結(jié)構(gòu)的總體設計、洞門與明洞設計、新奧法隧道支護結(jié)構(gòu)設計、盾構(gòu)法/TBM法隧道管片式襯砌結(jié)構(gòu)設計、沉管法隧道結(jié)構(gòu)設計和其他隧道結(jié)構(gòu)形式等內(nèi)容。在課程講授過程中,應重點介紹結(jié)構(gòu)的特征、工作原理、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設計計算方法,同時也應介紹實踐中工程師常要面對的隧道設計的基礎工作。其中,在隧道結(jié)構(gòu)設計計算方法內(nèi)容中,傳統(tǒng)教材中主要介紹的是結(jié)構(gòu)力學的計算方法,而在實際生產(chǎn)中用于彈性地基理論和有限元技術(shù)的發(fā)展目前基于“荷載―結(jié)構(gòu)”模式的有限元計算方法已成為主流的計算方法,因此在此內(nèi)容中應介紹傳統(tǒng)的計算方法,并掌握新的計算理論。
(三)其他地下建筑結(jié)構(gòu)
除了隧道以外,還有多種地下建筑結(jié)構(gòu)形式,而隨著土木建筑專業(yè)各領域的交叉滲透,畢業(yè)生面向的工作對象往往不只局限于隧道結(jié)構(gòu),因此學生掌握和了解其他地下建筑結(jié)構(gòu)形式的設計也是十分必要的。該部分內(nèi)容包括:基坑支護結(jié)構(gòu)、地下商業(yè)街、停車場和附建式地下結(jié)構(gòu)、沉井和沉箱結(jié)構(gòu)、大型地下洞庫和其他地下建筑結(jié)構(gòu)形式。此類地下結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)復雜,形式各異,主要應以介紹結(jié)構(gòu)構(gòu)造為主。在計算理論方面,目前復雜結(jié)構(gòu)的設計主要以“荷載―結(jié)構(gòu)”計算模式的有限元計算方法為主,對于大型地下洞庫和地層條件復雜的地下結(jié)構(gòu)則應介紹目前流行的“地層―結(jié)構(gòu)”計算模式的有限元計算方法。
四、結(jié)語
隨著地下工程行業(yè)的發(fā)展和人才水平需求的提高,《地下建筑結(jié)構(gòu)設計》課程內(nèi)容亟需根據(jù)專業(yè)和行業(yè)的發(fā)展進行適當?shù)恼{(diào)整,同時隨著土木建筑專業(yè)各領域的交叉滲透,畢業(yè)生面向的工作對象多種多樣,因此讓學生掌握結(jié)構(gòu)設計的核心思維和最新的方法和技術(shù),認識和熟悉常見的地下建筑結(jié)構(gòu)形式,掌握其設計方法是十分重要的。以面向工程實踐需求和畢業(yè)生實踐能力提高為核心教學目標,對《地下建筑結(jié)構(gòu)設計》課程內(nèi)容進行了探討,構(gòu)建了面向工程實踐的新的地下建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容體系,希望對地下建筑學科的發(fā)展具有積極的意義。
參考文獻:
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[2]劉增容.地下建筑結(jié)構(gòu)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.
[3]朱合華,張子新,廖少明.地下建筑結(jié)構(gòu)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.
【關鍵詞】盾構(gòu)隧道;橫向;地震反應
前 言:
傳統(tǒng)的分析方法己難于對這樣的復雜體系的抗震問題給出滿意的解答,只有根據(jù)土與結(jié)構(gòu)物共同作用的原理,把土和結(jié)構(gòu)作為相互作用又相互制約的整體進行分析,才能得到比較合理的結(jié)果。結(jié)構(gòu)設計的一個重要發(fā)展趨勢是更強調(diào)系統(tǒng)的整體性和考慮地基環(huán)境的作用,因此,在進行地下結(jié)構(gòu)地震反應分析時,有必要將土―地下結(jié)構(gòu)體系作為相互作用的整體來研究。將動力有限元理論與考慮土―結(jié)構(gòu)相互作用的整體分析方法相結(jié)合,在目前的結(jié)構(gòu)―地基體系的地震反應分析中已得到廣泛的應用。
1.隧道橫向地震響應的理論分析方法
(1)地震系數(shù)法:
又稱靜力法或慣性力法,最初是針對地面結(jié)構(gòu)提出的。它假設結(jié)構(gòu)物的各部分與地面有相同的振動,將結(jié)構(gòu)的質(zhì)量乘上其加速度得到的慣性力視為靜力施加于結(jié)構(gòu)。
(2)反應位移法:
擬靜力法以反應位移法為代表,是一種簡化的地下結(jié)構(gòu)抗震分析方法。目前在地下結(jié)構(gòu)抗震中的得到廣泛的應用。地震觀測及模型試驗數(shù)據(jù)均證實了地震時地下結(jié)構(gòu)隨周圍地層一起振動這一規(guī)律。在地震作用下,不同位置和深度處的地層動力響應有所不同,在其約束作用下,地下結(jié)構(gòu)物不同部位就會存在位移差,從而導致了結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的產(chǎn)生
(3)動力有限元法:動力有限元法是Zienkiewicz等人為了求解體系瞬態(tài)問題而提出的,之后Newmark、Wilson等人分別提出逐步積分方法,為動力有限元的應用和發(fā)展提供了動力。動力有限元法的基本原理是:假定在結(jié)構(gòu)下方存在一個基準面,地震加速度沿基準面激震。
2.隧道和土體在地震動下的動力特性
基于振動臺試驗結(jié)果和試驗的動力分析,所得到的隧道和土體在地震動下的動力特性土體加速度共振曲線和土體相對位移諧振曲線。在正弦波激振下的土體加速度和相對位移的振動。從這些數(shù)字中可以得出:土體加速度共振曲線和土體相對位移諧振曲線和振動模型變化很少或根本不變,即使是土體中修建了一個盾構(gòu)隧道。而且,隧道變形和軸向應變的諧振曲線中可以看出,隧道的諧振頻率與土體的加速度和相對位移諧振曲線相同。可以確認,在地震動下并不發(fā)生盾構(gòu)隧道的自振,盾構(gòu)隧道在動力特性上完全遵循周邊土體。隧道彎曲應變波形和地面加速度波形之間的比較;隧道彎曲應變波形和土體相對位移波形之間的比較(僅以tokach-oki地震波激振、隧道二截面為例)可以看出,隧道彎曲應變波形同土體相對位移波形相比,比土體加速度波形要相似得多。因此,可以確認,盾構(gòu)隧道的變形性質(zhì)由其周圍土體控制。
3.隧道地震反應的影響因素分析
3.1不同地震動輸入的影響
采用不同的地震波輸入,經(jīng)過同樣的時程分析過程,所得到的地震響應可能相差甚遠。為驗算不同地震動條件下,結(jié)構(gòu)體系的地震響應規(guī)律是否一致,另選 Taft 波和寧河波作為地震動輸入。給出三種地震波作用下隧道結(jié)構(gòu)拱頂與拱底的相對位移時程曲線,Taft波的相對位移峰值為 5.11mm ,發(fā)生在 6.9s;天津波的相對位移峰值為 4.49 mm,發(fā)生在 7.82s??梢钥闯?Taft 波與天津波輸入下的變形反應較為接近,而 El-Centro 波輸入下的變形反應最大。El-Centro 波的相對位移峰值是天津波的 2.7 倍,而 Taft 波是天津波的 1.1 倍??梢姀椥杂嬎惴秶鷥?nèi),地震波強度越大,結(jié)構(gòu)的變形也越大。
3.2不同截面類型的影響
在地鐵施工中,盾構(gòu)隧道施工方法可以根據(jù)地鐵建設的需要,把隧道斷面做成所需要的形式。除圓形盾構(gòu)隧道之外,單軌矩形隧道也是目前較為普遍的隧道形式之一。本小節(jié)就以單軌矩形隧道為研究對象,用以說明不同截面類型的隧道結(jié)構(gòu)的地震反應特征。根據(jù)地鐵區(qū)間隧道的建筑設計限界和地鐵車輛的限界,將矩形隧道的寬取6m,高取 5m,襯砌厚度取 0.5m,結(jié)構(gòu)頂面距地表 8m。隧道周圍的場地與單軌圓形隧道的情況相同,用 El-Centro 波作為地震動輸入,分析隧道結(jié)構(gòu)的地震反應特性。
3.3不同埋深的影響
埋深條件也是土層剛度的重要影響因數(shù)之一,因此,確定埋深條件不同對隧道結(jié)構(gòu)的地震反應影響也十分必要。這里的分析采用4.2小節(jié)的計算模型,分別取埋深為5m、8m、10m和20m,其他的參數(shù)不變。以El-Centro波作為地震動輸入,采用動力有限元方法對區(qū)間隧道的動反應進行分析,得出埋深條件對隧道的地震反應的影響。 如前所述,在地震動作用下,隧道的最大動內(nèi)力發(fā)生的位置基本一致:最大動軸力和動彎矩成“X”型,最大動剪力成“十”型;表一出了不同埋深條件下的隧道結(jié)構(gòu)特征截面處的內(nèi)力峰值,包括“X”截面處的彎矩和軸力、“十”截面處的剪力(右半拱)。計算結(jié)果顯示: 隨著埋深的加大,隧道的動內(nèi)力也增大;且埋深對動軸力的影響比對動剪力和動彎矩影響大。 表二隧道不同埋深時隧道的水平位移最大值及洞頂與洞底的相對位移最大值。從表中的數(shù)據(jù)可以看出:隧道洞頂?shù)乃轿灰凭人淼蓝吹椎乃轿灰拼?;拱腰處的值介于兩者之間。但隨著埋深增加,結(jié)構(gòu)的水平位移的差異并不明顯。而埋深小的情況下隧道洞頂與洞底間的相對水平位移小于埋深大的情況
表一:同埋深時隧道的內(nèi)力峰值比較
表二: 不同埋深的隧道水平位移及相對位移比較
總 結(jié):
本文是在橫斷面方向進行對盾構(gòu)隧道的動力反應的深入分析,沒有考慮地震傳播的“行波效應”,即忽略的地震波的傳播方向及基巖變形的影響。進一步研究可對隧道的縱向的力學特性進行分析,盾構(gòu)隧道的抗震性論證才會更全面。當然本文的分析和研究中仍存在著很多的不足之處,需要我們跟隨時代的發(fā)展,不斷探索新的技術(shù)和方法,更好地促進盾構(gòu)隧道技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]劉晶波,李彬.地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析及設計中的幾個關鍵問題[J].土木工程學報,2009,39(6):106-110