土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)整合模式探討

聶憶華，王齊仁，劉麗芳

(湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)整合模式探討

聶憶華，王齊仁，劉麗芳

(湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃中兩個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，深入分析了現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施模式的利弊，結(jié)合土木工程實(shí)體工程項(xiàng)目的實(shí)施特點(diǎn)，提出了2種設(shè)計(jì)的整合方向:以實(shí)體工程為中心，化整為零進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，再融零為整進(jìn)行畢業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì)。該模式實(shí)施過程中利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將有效保障實(shí)施的效率和效果。

土木工程;課程設(shè)計(jì);畢業(yè)設(shè)計(jì);網(wǎng)絡(luò)整合

土木工程專業(yè)是實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，試驗(yàn)(各相關(guān)課程試驗(yàn))、設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì))、實(shí)習(xí)(認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí))是其實(shí)踐體系的三大組成，其中課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁。通過課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力與開拓精神，讓學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)的主要理論、方法和程序等［1］。隨著素質(zhì)教育的深化和高校教育改革的推進(jìn)，新的培養(yǎng)目標(biāo)定位為實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)的高素質(zhì)專業(yè)人才，原來的課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式已不適應(yīng)新形勢(shì)下培養(yǎng)模式的需求，土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)模式的改革勢(shì)在必行。

信息化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，為理論教學(xué)和時(shí)間教學(xué)模式的改革提供了先進(jìn)的工具和手段?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)載體，借助我?！暗胤礁咝Ｍ聊竟こ虒I(yè)高素質(zhì)應(yīng)用人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)”的改革實(shí)踐，作者對(duì)土木工程專業(yè)課設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式進(jìn)行了深入的剖析，對(duì)“設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)整合模式進(jìn)行了大膽探索和嘗試。

一 現(xiàn)有“設(shè)計(jì)”模式的利與弊

現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)是兩個(gè)不同階段的實(shí)踐課程，課程設(shè)計(jì)主要針對(duì)某一門主干課程的重要知識(shí)點(diǎn)開展，畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)一個(gè)實(shí)體工程的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)所采用的方法與手段一般在課程設(shè)計(jì)階段都進(jìn)行過訓(xùn)練。嚴(yán)格的講，課程設(shè)計(jì)依附于某一門課程，畢業(yè)設(shè)計(jì)依附于所學(xué)的所有專業(yè)知識(shí)與課程。課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)的整合與優(yōu)化，兩者相輔相成，有機(jī)結(jié)合才能將土木工程專業(yè)知識(shí)有效融合，理論與實(shí)體工程相結(jié)合，知識(shí)學(xué)有所用。但現(xiàn)行的課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)模式有所不足［2－4］，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

獨(dú)立性。現(xiàn)有各門課程設(shè)計(jì)自成一體，由各位指導(dǎo)教師單獨(dú)命題，給出各自的設(shè)計(jì)資料，未考慮與其它課程設(shè)計(jì)的連續(xù)性、互補(bǔ)性等相互關(guān)系，局部獨(dú)立性和片面性較強(qiáng)，對(duì)整個(gè)專業(yè)知識(shí)的全局性、系統(tǒng)性和整體性認(rèn)識(shí)較差，使學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的整體觀念模糊，知識(shí)的應(yīng)用性片面，不了解每門課程的重要性和相互課程的滲透交叉性，容易養(yǎng)成從局部片面看待工程實(shí)際問題，不利于培養(yǎng)全面綜合分析問題的能力?，F(xiàn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是由各位指導(dǎo)教師單獨(dú)命題，一般根據(jù)工程實(shí)體給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)題目，與前面的課程設(shè)計(jì)資料完全不一致，但實(shí)際上設(shè)計(jì)過程中的方法與理論在課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行了單獨(dú)的訓(xùn)練。所以現(xiàn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生工作量大，全部的知識(shí)必須重新計(jì)算和設(shè)計(jì)，時(shí)間緊張，能夠按照基本要求全部完成就很不錯(cuò)了，談不上進(jìn)行必要的優(yōu)化。

模擬性。為了便于同學(xué)們?cè)谟邢薜臅r(shí)間內(nèi)順利完成相關(guān)設(shè)計(jì)，現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容多為指導(dǎo)老師模仿工程實(shí)際問題簡(jiǎn)化而成。缺乏了工程實(shí)際的復(fù)雜性、可變性，通過給出十分具體的資料、條件和數(shù)據(jù)，使得設(shè)計(jì)結(jié)果單一，缺乏創(chuàng)造性，不利于發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性。這樣導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)困難，不知道如何獲取所必須的材料參數(shù)，材料參數(shù)的可變性如何判斷與確定，很多時(shí)候?qū)W生都是根據(jù)相近的實(shí)體工程擬定所需的材料參數(shù)，與真正的實(shí)體工程相差較大。

依賴性。目前絕大部分的課程設(shè)計(jì)都利用商業(yè)軟件進(jìn)行，有了軟件，很多計(jì)算工作和繪圖工作簡(jiǎn)化了很多，同學(xué)們只要擬定參數(shù)，計(jì)算結(jié)果和繪圖結(jié)果就出來了，非常方便，大大提高了原有手算和手繪的效率。但方便的同時(shí)也帶來一些問題，整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果就依賴軟件的可靠性，作為工程技術(shù)人員的培養(yǎng)，學(xué)會(huì)利用專業(yè)軟件是一項(xiàng)必備的能力，但過分依賴軟件，軟件如果存在不足，設(shè)計(jì)結(jié)果相應(yīng)的就會(huì)存在問題，學(xué)生只依賴軟件給出的結(jié)果，至于結(jié)果與真正計(jì)算結(jié)果的差距，很少有同學(xué)能夠弄明白，這樣就缺失了本質(zhì)教育的內(nèi)涵。因此我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)階段應(yīng)強(qiáng)調(diào)理論的推算過程，將手算與軟件算相結(jié)合教育，到了畢業(yè)設(shè)計(jì)階段就可以主要進(jìn)行軟件算，但會(huì)調(diào)整和優(yōu)化。

二 設(shè)計(jì)整合方向

土木工程是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，一個(gè)完整的工程項(xiàng)目包括可行性研究、投資決策、招投標(biāo)、勘測(cè)設(shè)計(jì)、建筑施工、竣工驗(yàn)收等。一個(gè)主體工程流程見圖1所示，各個(gè)階段均為不可顛倒的先后順序。

總體上一個(gè)完整的工程項(xiàng)目有3條平行的項(xiàng)目類型主線，一是項(xiàng)目規(guī)劃與計(jì)劃，二是項(xiàng)目實(shí)施與使用，三是項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)概預(yù)算等。三條主線相互制約，相互依賴，缺一不可。要對(duì)一個(gè)完整的工程項(xiàng)目有全面的認(rèn)識(shí)，就必須從這三個(gè)方面著手進(jìn)行設(shè)計(jì)的整合。

作為土木工程類大學(xué)生，從技術(shù)層面上，主要應(yīng)以第二個(gè)和第三個(gè)主線為研究和掌握知識(shí)的重點(diǎn)，在學(xué)習(xí)與研究這兩個(gè)方面知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)該學(xué)會(huì)與國(guó)家或省部級(jí)的政策規(guī)劃與計(jì)劃相結(jié)合，才不至于將所學(xué)脫離實(shí)際。要掌握好完整的工程項(xiàng)目的技術(shù)性知識(shí)，除了上好相關(guān)理論課外，更重要的就是設(shè)計(jì)的模擬訓(xùn)練。如何將零散的課程設(shè)計(jì)根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況有機(jī)結(jié)合起來，既讓學(xué)生掌握該門課程的技術(shù)知識(shí)，又能讓學(xué)生知道該知識(shí)在工程項(xiàng)目實(shí)際中的應(yīng)用方法，這是一個(gè)值得深入探討的問題。

為了將所學(xué)知識(shí)與實(shí)體工程有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)整合方向應(yīng)為:畢業(yè)設(shè)計(jì)相對(duì)于整個(gè)工程實(shí)體，課程設(shè)計(jì)相對(duì)于整個(gè)工程實(shí)體中的有效模塊組成;總體上以完整的工程實(shí)體為目標(biāo)，化整為零進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，化(組)零為整進(jìn)行畢業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

圖1 工程項(xiàng)目建設(shè)基本程序示意圖

三 設(shè)計(jì)整合模式探討

如何將土木工程專業(yè)各研究方向的課程設(shè)計(jì)按照土木工程時(shí)間的建設(shè)情況有機(jī)組合在一起，讓學(xué)生在大學(xué)整個(gè)學(xué)習(xí)過程中得到較全面、系統(tǒng)、綜合性較高的專業(yè)訓(xùn)練，畢業(yè)時(shí)感覺自己能勝任一個(gè)完整工程項(xiàng)目任一環(huán)節(jié)的工作，就達(dá)到了專業(yè)培養(yǎng)的最終目標(biāo)［5］。

土木工程專業(yè)各“設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)的有機(jī)整合是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效方法。即將土木工程專業(yè)實(shí)體工程根據(jù)技術(shù)要求和專業(yè)課程要求，有效分解為若干個(gè)部分，每一個(gè)部分即針對(duì)一門課程的設(shè)計(jì)，將課程設(shè)計(jì)按照一個(gè)實(shí)體的工程項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合在一起，所有的課程設(shè)計(jì)都是基于同一工程項(xiàng)目的建設(shè)中的相關(guān)內(nèi)容，當(dāng)所有的課程設(shè)計(jì)完成時(shí)，該工程項(xiàng)目的所有主體技術(shù)內(nèi)容就完成，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，再將所有進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)成果有機(jī)結(jié)合在一起，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提交最終的設(shè)計(jì)成果，與實(shí)體工程保持一致性。除了實(shí)體工程的施工外(這個(gè)通過實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，將進(jìn)行專門研討)，實(shí)體工程的主體技術(shù)內(nèi)容及其相互關(guān)系與作用，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)階段和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段都得到了很好的訓(xùn)練。既兼顧了整體性，又突出了局部技術(shù)特性，應(yīng)為一個(gè)相當(dāng)有效的整合模式。

我校土木工程專業(yè)包括建筑工程方向、道路與橋梁方向、巖土與城市地下方向、工程管理等四個(gè)方向。現(xiàn)以道路工程方向?yàn)槔M(jìn)行整合模式的探討。

四 設(shè)計(jì)整合實(shí)例

利用一個(gè)完整的工程實(shí)際項(xiàng)目為目標(biāo)，最好是已經(jīng)完工了的相關(guān)工程項(xiàng)目資料，根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)，將完整的工程實(shí)際項(xiàng)目根據(jù)課程需要，分解成各門課程設(shè)計(jì)的原始資料，進(jìn)行不同階段、不同課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行，由教研室統(tǒng)一組織，各專業(yè)課程老師協(xié)同討論，使每個(gè)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)題目整體化后為一個(gè)完整的項(xiàng)目的技術(shù)內(nèi)容分支，有總的目的和任務(wù)，分學(xué)期分階段完成。學(xué)生可以單獨(dú)進(jìn)行，或分為3～5人小組選一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤課程設(shè)計(jì)。在后續(xù)課程設(shè)計(jì)的過程中，可以對(duì)前面進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)方案或措施進(jìn)行改進(jìn)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，只要將所有完成的課程設(shè)計(jì)有機(jī)組合成為一個(gè)完整的工程項(xiàng)目的技術(shù)文件即可，這個(gè)階段，主要從全局出發(fā)，不斷改進(jìn)平時(shí)的零散的課程設(shè)計(jì)，使之更加技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上可行的目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，這樣學(xué)生就能對(duì)一個(gè)專業(yè)的技術(shù)知識(shí)有了一個(gè)全局的把握。

以道路工程專業(yè)方向的學(xué)生為例，在大學(xué)期間，主要進(jìn)行的專業(yè)課程的課程設(shè)計(jì)有公路勘測(cè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)、路基工程課程設(shè)計(jì)、路面工程課程設(shè)計(jì)、道路施工機(jī)械與組織課程設(shè)計(jì)、公路工程概預(yù)算課程設(shè)計(jì)等。根據(jù)實(shí)體工程部分，將設(shè)計(jì)內(nèi)容部分分為3大塊:勘測(cè)選線、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。3大塊內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的實(shí)際工程項(xiàng)目階段與對(duì)應(yīng)的專業(yè)課程及課程設(shè)計(jì)見圖2所示。畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，將3大塊的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，即將所有課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，并進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，便得到了與實(shí)體工程基本一致的設(shè)計(jì)方案，甚至更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

圖2 道路工程專業(yè)工程實(shí)體與專業(yè)課程設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過將實(shí)體工程的化整為零進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，和化零為整進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，以及在整個(gè)工程實(shí)體中的地位與作用，同時(shí)也體會(huì)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，學(xué)會(huì)了將零散知識(shí)有機(jī)組合，并根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行有效優(yōu)化的概念。

設(shè)計(jì)題目的一體化(所有課程設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容均附屬于一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容，畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容來源于已完成的工程實(shí)體項(xiàng)目)，一方面有利于增進(jìn)各專業(yè)課教師之間的相互合作交流，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)改革;另一方面，有利于學(xué)生進(jìn)行較系統(tǒng)的訓(xùn)練，把專業(yè)課學(xué)習(xí)融為一體，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，提高學(xué)生專業(yè)綜合運(yùn)用能力，工程實(shí)踐能力。

五 網(wǎng)絡(luò)整合模式探討

課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的整合，從時(shí)間上貫穿大二﹑大三﹑大四的多門課程，前一門交上來的課程設(shè)計(jì)成品作為條件進(jìn)行下一門課程設(shè)計(jì)，所有課程設(shè)計(jì)完成后，方便所有設(shè)計(jì)成果的匯總與優(yōu)化進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。所有課程設(shè)計(jì)資料的保存不是一般意義上的存檔，要方便學(xué)生取用和改進(jìn)。學(xué)生可以查閱自己在之前的設(shè)計(jì)成果、遇到的問題，形成再學(xué)習(xí)﹑再認(rèn)識(shí)提高的工程意識(shí)。以往傳統(tǒng)的僅有紙質(zhì)資料存檔方式就顯示出不足:一是資料容易破損和丟失;二是資料的改進(jìn)和優(yōu)化工作量大。為了有效的進(jìn)行設(shè)計(jì)整合，必須提高資料存檔與取用的有效性。

電腦與網(wǎng)絡(luò)的普及為我們提供了一個(gè)高級(jí)的資料存儲(chǔ)和再利用的工具和平臺(tái)，我們可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合體系建立單獨(dú)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，將畢業(yè)設(shè)計(jì)與各門課程設(shè)計(jì)的整體性與獨(dú)立性有機(jī)體現(xiàn)［6－7］。

制作網(wǎng)站，需提供畢業(yè)設(shè)計(jì)說明，畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)體工程概況，相關(guān)課程設(shè)計(jì)說明，課程設(shè)計(jì)的所在層次，個(gè)人已有設(shè)計(jì)歷史資料與設(shè)計(jì)狀態(tài)記錄，資料的更新與保存、規(guī)范資料的查閱、便捷的資源導(dǎo)航等內(nèi)容。使學(xué)生對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)一目了然，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)成果采取網(wǎng)上提交和紙質(zhì)提交兩種方式，保證設(shè)計(jì)資料的萬無一失與有效性，同時(shí)也方便教師給予各門課程的成績(jī)。

六 結(jié) 語

土木工程專業(yè)設(shè)計(jì)題目一體化，通過化整為零進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，化零為整進(jìn)行畢業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì);利用網(wǎng)絡(luò)為整合平臺(tái)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)新性，提升了學(xué)生獨(dú)立思考、大量查閱資料與分析應(yīng)用資料的能力，實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的有效整合。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，時(shí)刻提醒自己所學(xué)知識(shí)在工程應(yīng)用中的條件和要點(diǎn)，各門專業(yè)課程相互交叉和滲透、在時(shí)間和空間上的有效拓展，方便了不同層次學(xué)生的設(shè)計(jì)工作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思路和工程素養(yǎng)，確保設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。

［1］祝彥知，潘洪科，張春麗．土木工程課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)模式探索［J］．高等建筑教育，2009，18(4):109－112．

［2］李永梅．土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革探索與實(shí)踐［J］．土木建筑教育改革理論與實(shí)踐，2008，6(10):351－353．

［3］孫德發(fā)，趙全振，江 平．土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究與實(shí)踐［J］．高等建筑教育，2009，18(1):98－100．

［4］陸 剛，孫宇博，盧明銀，等．工業(yè)工程本科畢業(yè)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)［J］．工業(yè)工程，2010，13(2):125－128．

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(責(zé)任編校 謝宜辰)

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1674－5884(2012)01－0096－03

2011－11－04

湖南省教育廳資助項(xiàng)目(G21113);國(guó)家教育部高教司創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)課題

聶憶華(1979－)，女，湖北漢川人，副教授，博士，主要從事道路工程研究。