面向卓越計劃的結構設計課程教學改革實踐★

盧召紅 張文福 薛景宏 于 洋

(1.東北石油大學土木建筑工程學院，黑龍江 大慶 163318; 2.黑龍江省防災減災與防護工程重點實驗室，黑龍江 大慶 163318)

面向卓越計劃的結構設計課程教學改革實踐★

盧召紅1,2張文福1,2薛景宏1于 洋1

(1.東北石油大學土木建筑工程學院，黑龍江 大慶 163318; 2.黑龍江省防災減災與防護工程重點實驗室，黑龍江 大慶 163318)

以卓越工程師教育培養(yǎng)計劃為導向，對結構設計課程的教學內容、教學方法、教學體系等方面進行了深入的改革與創(chuàng)新，并著重培養(yǎng)學生個人能力、團隊能力和項目運作能力，旨在將學生實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)方式融入到新的結構設計課程體系中，建立健全新的培養(yǎng)方法。

卓越計劃，混凝土結構，教學改革，設計導向

0 引言

面向工業(yè)界、面向世界、面向未來培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要的高質量各類工程技術人才是我國“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)的主要目標。卓越計劃就是要促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)新型專業(yè)人才，為國家的發(fā)展和人才強國戰(zhàn)略服務[1]。

結構設計類課程是高等院校，土木工程專業(yè)學生本科或專科學生必須精通并要應用到實際工作中的專業(yè)課。概念設計是結構設計的重中之重。設計方法，設計計算工程和解決實際問題都需要圍繞概念設計，將專業(yè)知識合理的應用到實際設計當中。如何培養(yǎng)學生的結構工程概念；如何利用力學知識建立合理有效的計算模型；如何掌握結構設計方法、培養(yǎng)學生的工程意識和解決實際工程問題的能力，并能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是該類課程體系需要解決的問題。理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生將理論知識運用到工程實際是課程體系改革的首要問題。傳統(tǒng)的課堂講授為主線，課堂提問或答疑配以相應的課程設計、實踐教學等方法，并不能起到真正培養(yǎng)實際設計能力，或者起到的作用效果并不明顯。此外，傳統(tǒng)的教學模式使學生產生了重理論學習而缺乏創(chuàng)新能力、執(zhí)行能力和實際操作能力。如何使工程類學生走出目前教學模式帶來的誤區(qū)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、實際操作能力的新世紀人才，實現國家確定的“到2020年進入創(chuàng)新型國家行列”科技發(fā)展總體目標，尋求新的教育教學是當務之急。

1 結構設計人才培養(yǎng)模式

隨著高等教育由原來的精英教育向普通教育的轉變，同時受社會大環(huán)境的影響，近年來，土木工程類專業(yè)的學生招生和就業(yè)均發(fā)生了較大的變換[4]。生源數量增多但質量相對下降，本科畢業(yè)生已經從過去的以科研、勘察設計單位為主要的就業(yè)方向改為主要面向小型設計公司、施工單位、生產單位和工程管理等單位[4,5]。為了滿足各個用人單位的要求，不少大學生畢業(yè)后隨即被派往國外，在國外從事相關專業(yè)的工作或工程管理，也有不少人選擇了繼續(xù)攻讀碩士研究生或工作一段時間后攻讀工程碩士研究生，以提高自身的就業(yè)競爭力。土木工程專業(yè)人才的需求具有明顯大的多樣性和綜合性，要求工程專業(yè)人才應具備多樣化的職業(yè)素質能力。新教育模式要求除具有傳統(tǒng)教育所注重培養(yǎng)的設計創(chuàng)新能力外，工程管理能力、公共關系處理、協(xié)調協(xié)作能力、自我推銷意識等是對高素質人才的綜合要求，也是當前土木工程人才培養(yǎng)的目標，同時還應具備有較強的經濟意識和效益觀念及競爭意識[6]。當然，這些綜合素質的培養(yǎng)也應因人而異，重點突出，針對不同的學生因材施教，不能全盤統(tǒng)一，沒有重點，反而會使得培養(yǎng)的學生所需知識或能力廣而不精，多而不專，不能一味的強調多樣性，綜合性。

現在的用人單位主要是以企業(yè)為主，尤其是以外資企業(yè)、合資企業(yè)和私人企業(yè)為主。企業(yè)的用人目的均是從企業(yè)利益出發(fā)，不經過再培養(yǎng)或短期培訓就能夠立即發(fā)揮想要的作用是每個企事業(yè)主的目標，能夠獨擋一面的熟練技術人員是他們最渴望的人才。這就對高校培養(yǎng)土木工程專業(yè)人才提出了新的要求和新的目標。

土木工程專業(yè)培養(yǎng)出的工程師應達到以下目標：適應土木工程領域的需求，為中國特色的土木工程建設發(fā)展服務；具備“走出去”的國際化服務意識和能力，為土木工程領域開拓國際市場提供可靠的人力資源和技術保障，增強國際市場競爭能力；具備長遠戰(zhàn)略眼光，能夠高瞻遠矚，培養(yǎng)堅實的后備人才梯隊，以滿足未來發(fā)展需要，適應和引領未來土木工程技術的發(fā)展。

2 適應新形勢需求，完善實踐課程教學體系

一個專業(yè)所設置的課程相互間的分工與配合，構成課程體系[7]。課程體系是否合理直接關系到培養(yǎng)人才的質量。高等學校課程體系主要反映在基礎課與專業(yè)課，理論課與實踐課，必修課與選修課之間的比例關系上。

“卓越計劃”人才培養(yǎng)目標得以實現的重要手段之一是通過課程體系建設設置，土木工程專業(yè)是一個傳統(tǒng)的專業(yè)，經過多年的教學實踐和錘煉，現有的課程體系已經過長期考驗證明，具有其自身的科學性、系統(tǒng)性和合理性。原有的課程之間互相協(xié)調，課程與教學環(huán)節(jié)結合密切，主要課程及專業(yè)構成的課程體系不能隨意改動打亂，但可根據新的培養(yǎng)目的和要求，進行適當的調整和完善。面向卓越計劃的土木工程課程體系的實踐課程主要包括力學綜合實驗、建筑材料實驗、結構實驗、課程設計、校內外實習和畢業(yè)設計等。力學綜合實驗是專業(yè)基礎內容，包括力學模型的建立、力學求解過程，是土木工程專業(yè)實驗的基礎；材料力學是力學實驗的具體應用和對材料力學性能的充分認知與研究，是主要的核心內容；結構實驗是發(fā)展結構理論和計算方法的重要途徑，是發(fā)現設計問題的主要手段，通過結構實驗課檢驗結構理論的正確與否，也是鑒定結構質量的直接方法，是鑒定各類專業(yè)技術規(guī)范和專業(yè)技術標準的基礎。課程設計主要要素包括專業(yè)課程目標和課程主要內容，學生的學習活動內容和課程評價體系等。實習的作用有驗證自己的職業(yè)抉擇，了解目標工作內容，學習工作及企業(yè)標準，找到自身職業(yè)的差距的一種手段，并能使理論知識變成實際操作，學以致用。畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合分析、解決工程實際問題的能力以及獨立工作能力等重要環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計還能培養(yǎng)鍛煉學生的組織管理、社交能力以及協(xié)作協(xié)調能力，是學生畢業(yè)及學位資格認定的重要依據，也是衡量高等教育質量和辦學效益的重要評價內容。

設計創(chuàng)新能力是培養(yǎng)學生綜合能力的前提，在保證培養(yǎng)學生的設計創(chuàng)新能力的前提條件下，應注重學生的工程管理能力、人文素質和工程經濟管理能力的培養(yǎng)。主干課程是專業(yè)培養(yǎng)必不可少的內容，也是不能大量縮減甚至不能縮減的課程內容，可對主干課程進行必要的改革和完善，在此基礎上，適當增加工程管理、環(huán)境保護及經濟與法規(guī)等方面的選修課，加強實用技能的訓練與應用，在實驗成果整理、課程作業(yè)、課程設計與畢業(yè)設計等各教學環(huán)節(jié)中，應強化計算機輔助設計和計算軟件應用分析的學習和訓練。

此外，在進行課程設置時，應考慮學生的“雙證書”政策，鼓勵學生考取職業(yè)資格證書或為工作后考取注冊類的職業(yè)資格證書做好充足的準備。

充分發(fā)揮校企合作作用，對校企合作的項目或學生實習基地注重建設，發(fā)揮校企和學生實習基地的作用，緊緊圍繞企業(yè)的生產實際需求，設計院或建設管理單位以及施工監(jiān)理等企事業(yè)單位對人才的需求、規(guī)格、要求和標準，對共建課程和實習內容進行改革。針對企事業(yè)單位的工作流程、工作特點、崗位技能和綜合素質要求，確定所學課程的知識結構、選擇實用的課程內容，有針對性的開發(fā)出版相應的專業(yè)教材，將企事業(yè)單位需要的知識、關鍵的技術能力需求和專業(yè)素質提煉出來并融入到課程內容當中，將過去的單一觀摩性實習變成到企業(yè)完成系列實踐課程的學習，真正做到學以致用。

3 基于工程項目的學習和探究式學習的教學方法

結構設計課程體系以實際工程項目為載體整合學科知識，從實際設計中引出工程問題，讓學生在解決問題的過程中掌握專業(yè)知識、發(fā)展工程能力。課程教學主要是為學生提供牢固的基礎知識背景和支撐，使學生明確學習的目的，學習解決學生為何而學和怎樣應用的問題。

通過對某混凝土結構的設計與施工圖繪制，分析其設計方法和設計過程，使學生了解本課程核心知識與施工圖設計的關系。讓學生從一個工程師的角度去面對課程學習，讓學到的知識運用到真正的設計當中，使理論知識得到利用，從而可激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的責任意識，也展示了學生的創(chuàng)新思維與構思。通過概念設計，結構計算，結構構件設計，施工圖繪制，現場施工圖交底等過程，完整地展開構思、設計、實現、運用四大環(huán)節(jié)于一個施工項目，完成一個結構設計的全過程。

通過實驗和進行項目研究，啟發(fā)學生有針對性的提出科學和技術性問題，這些問題與所學的關鍵科學概念和工程專業(yè)知識相互關聯(lián)，能夠激發(fā)學生的求知欲望和探究興趣。同時，以這些問題作為探究點，使學生在收集閱讀文獻資料、實驗觀察與實際操作、實驗數據分析與整理歸納中得出規(guī)律性的結論，形成知識體系。同時，引導應用這些知識解釋實驗和項目研究中發(fā)現的現象，運用所學知識來解決遇到的問題，培養(yǎng)學生的主動性學習。

4 教學形式與考核方式的改革

結構設計類課程共同的特點是理論與實踐性均較強，力學模型及空間想象力強，與相關基礎課聯(lián)系較多，教學中應注重啟發(fā)引導學生掌握重要概念的背景來源，注重工程實際結構，避免學生死記硬背。要善于將實際工程如教學樓、食堂、宿舍樓、住宅等與課堂教課結合起來，使學生加深印象。教學中有計劃有目的地向學生介紹學習與實際設計或建造之間的關系，提高學生的學習興趣。課堂教學應以理論教學為主，多媒體為輔，實踐教學要有針對性，實習過程中要注意將理論知識融合到工作當中。

成績的考核可以有兩種方式：第一種由期末考試成績、平時作業(yè)成績、實驗成績和課程設計成績四部分組成。第二種是將課程設計成績單獨分離，將課程設計單獨賦予學分，單獨給考核成績。

第一種方式中期末考試成績占總成績的50%，平時作業(yè)成績占10%，基本實驗成績均占20%，課程設計成績占20%。第二種方式中期末考試成績占總成績的60%，平時作業(yè)成績占20%，基本實驗成績均占20%。

期末考試以閉卷考試的方式，考試內容主要考察理論知識和概念設計方法，基本的施工方法和常用的建筑法律法規(guī)?？荚囶}型要有多樣性，從不同的角度和不同的標準設計考試題。試題可設50%的客觀題目，這類題目要求學生必須熟悉掌握規(guī)范和規(guī)程的強條規(guī)定；另一部分設置50%的主觀題目，無標準答案，一題多解，強調工程背景，重點考察學生綜合運用知識解決實際問題和創(chuàng)新思維的能力。平時作業(yè)以大作業(yè)的形式布置任務，要求學生在完成作業(yè)的過程中學會利用規(guī)范規(guī)程，學會資料的查閱。作業(yè)布置和批改過程中，要注意避免學生抄襲。實驗成績要以實驗過程中學生的表現、實驗認真程度和實驗報告綜合考核給出最終成績。實驗可以按分組的形式進行。

課程設計成績分三個階段評定：

1)平時成績約占課程設計部分總成績的30%，平時成績包括出勤情況、工作態(tài)度和資料查閱能力；

2)設計成績約占課程設計部分總成績的50%，設計成績包括計算內容和圖紙繪制，計算書要求計算方法得當，計算過程清晰簡練，計算結果準確，計算書書寫規(guī)范工整，設計圖紙或施工圖紙要求表達清晰，繪制標準，圖紙工整；

3)課程設計答辯驗收約占課程設計部分總成績的20%，答辯驗收階段首先進行各設計小組之間的互評，使每個設計小組所涉及知識的不同知識點在互評過程中得到補充學習，通過這種方式可使每個同學所學的知識更加完善，避免學習中出現片面和死角情況。小組互評結束后由指導教師組織面試答辯。該考核方式可幫助學生提高團隊協(xié)作意識，集體學習能力和溝通協(xié)調能力，同時可使學生的學習自覺性和主動性得以提升，從而可增強教學效果。

[1] 林 健.注重卓越工程教育本質創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育,2011(6)：18-20.

[2] 許 明,劉在今.土木工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)方案研究[J].南昌工程學院學報,2008,27(2):21-23.

[3] 劉勇健,吳炎海.土木工程人才培養(yǎng)方案研究[J].高等建筑教育，2010,19(6):13-17.

[4] 方從嚴,梁有峰,吳 慶.土木工程的現狀與未來發(fā)展趨勢綜述[J].安徽建筑工業(yè)學院學報,2005,13(2)：13-15.

[5] 孫世國.21世紀土木工程發(fā)展趨勢芻議[J].北方工業(yè)大學學報，2002(4)：21-23.

[6] 田躍平，陳志聰.土木工程專業(yè)應用型人才的定位與培養(yǎng)模式探討[J].皖西學院學報，2006(5)：8-10.

[7] 范孟華.土木工程專業(yè)課程體系與培養(yǎng)模式的研究[J].高等建筑教育,2001(3)：65-66.

On practice of teaching reforms for structural design courses of “For Excellence Plan”★

LU Zhao-hong1,2ZHANG Wen-fu1,2XUE Jing-hong1YU Yang1

(1.CivilArchitecturalEngineeringCollege,NortheastPetroleumUniversity,Daqing163318,China;2.HeilongjiangKeyLabforPreventingDisastersandReducingDamages,Daqing163318,China)

Guided by the education and cultivation plan for excellent trainers, the paper has the deep reform and innovation of the teaching contents, teaching methodology, and teaching system of the structural design system, mainly cultivates students’ individual capacities, teamwork and program operation abilities, so as to integrate students’ practical ability and innovative ideology into the new structural design courses and to establish the new cultivation methods.

excellent plan, concrete structure, teaching reform, design guidance

1009-6825(2014)28-0268-03

2014-07-30★:黑龍江省教育廳科學技術研究項目(項目編號：12541068)

盧召紅(1976- )，男，碩士，副教授； 張文福(1965- )，男，博士，教授； 薛景宏(1968- )，男，博士，教授； 于 洋(1977- )，男，博士，副教授

G642.0

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