日本高校土木工程專業(yè)大學(xué)生實踐教學(xué)淺析

崔瑤++年廷凱++陳廷國

摘要：實踐教學(xué)是大學(xué)本科教育的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力最重要的環(huán)節(jié)之一，特別是對工程實踐能力有特殊要求的土木工程專業(yè)。文章介紹了日本東京大學(xué)、京都大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)三所著名高校土木工程專業(yè)的實踐教學(xué)課程體系設(shè)置，通過分析其實踐課程體系的特點以及實踐課程在日本高等教育中的地位和作用，總結(jié)日本高校實踐教學(xué)體系的獨特之處，以期為中國高校土木工程專業(yè)實踐教學(xué)改革和卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的有效實施提供可借鑒的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)；土木工程；日本高校；綜合素質(zhì)

中圖分類號：G6420文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2016）04004104

工程教育的綜合化趨勢與現(xiàn)代社會對工程技術(shù)專業(yè)人員的知識結(jié)構(gòu)要求緊密相聯(lián)。既精通業(yè)務(wù)并富有創(chuàng)新精神的專才，又能迅速解決新問題和復(fù)雜問題的全才是現(xiàn)代土木工程師的培養(yǎng)目標

?，F(xiàn)代土木工程師應(yīng)具備專業(yè)知識、方法論知識、跨學(xué)科全方位的思維方式、解決問題的能力和團隊精神等[1-2]。

土木工程師應(yīng)具有實踐、理論、計算三個方面的知識結(jié)構(gòu)。工程師最終的任務(wù)是將理論和計算有機融合并在實踐中應(yīng)用，通過實踐來驗證理論和計算的結(jié)果是否正確，所以工程人員必須具備實踐技能。大量的工程問題由于各種原因，很難直接進行理論分析計算，在很大程度上仍然依靠實踐經(jīng)驗來解決，因此，土木工程師應(yīng)具有一定的實踐經(jīng)驗[3-5]。

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是大學(xué)本科教育的重要組成部分，也是實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的關(guān)鍵一環(huán)，對促進學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)造就創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的卓越工程師人才具有積極的促進作用[6]。特別是對工程實踐能力有較高要求的土木工程專業(yè)，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生培養(yǎng)不可或缺的部分。日本是工科教育開展較好的國家之一，筆者選取了日本土木工程專業(yè)排名前五名三所著名高校（東京大學(xué)、京都大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)），重點介紹這三所高校土木工程專業(yè)實踐教學(xué)模式的設(shè)置情況，并通過分析各個學(xué)校實踐教學(xué)設(shè)置的差異性，以期為中國同類大學(xué)土木工程專業(yè)實踐教學(xué)和制定卓越工程師培養(yǎng)計劃提供可供借鑒的經(jīng)驗。

一、日本高校實踐課程體系特點

與中國的土木工程專業(yè)設(shè)計不同，日本的土木工程專業(yè)主要涉及橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施方向，而與房屋相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)則歸為建筑學(xué)科。考慮到日本建筑學(xué)科的實踐課程中包括建筑設(shè)計、建筑構(gòu)造設(shè)計和建筑環(huán)境三個方面，而中國的土木工程專業(yè)中與建筑設(shè)計相關(guān)的課程設(shè)置比例相對較少，二者的實踐課程體系較難進行直接對比，因此選取日本的土木工程專業(yè)為主要研究對象，對其實踐課程體系設(shè)置進行分析討論。

（一） 東京大學(xué)[7]

東京大學(xué)成立于1877年，是日本第一所現(xiàn)代大學(xué)，是日本最高學(xué)術(shù)殿堂及世界頂尖院校。東京大學(xué)特別側(cè)重本科教育的基礎(chǔ)“博雅教育”，教養(yǎng)學(xué)部開設(shè)有前期教養(yǎng)教育課程，要求全校的學(xué)部（本科生）、研究生（碩士博士）以及獨立研究所全體學(xué)生必須參加。

東京大學(xué)的土木工程專業(yè)歸為工學(xué)部社會基盤學(xué)科，本科生在修完前兩學(xué)年教養(yǎng)學(xué)部的課程后，第三學(xué)年開始專業(yè)課程學(xué)習(xí)。土木工程專業(yè)細分為設(shè)計技術(shù)戰(zhàn)略（Course A）、政策計劃（Course B）和國際項目（Course C）三個方向。專業(yè)課程體系設(shè)置以授課、實驗及課程設(shè)計、實習(xí)為核心，各專業(yè)方向設(shè)置了其相關(guān)的核心課程，學(xué)生可以自由選擇其他學(xué)科、學(xué)部的課程。不同專業(yè)方向的限選課程設(shè)置也有所不同，設(shè)計技術(shù)戰(zhàn)略方向以力學(xué)、設(shè)計、技術(shù)等相關(guān)課程為主；政策計劃方向偏重于政策、計劃、管理等課程；國際項目方向則在土木工程專業(yè)基礎(chǔ)之上，增加了與國際項目實施和國際社會溝通技巧等相關(guān)的限選科目。實踐課程由導(dǎo)入項目、基礎(chǔ)項目、測量實習(xí)、現(xiàn)場實習(xí)、應(yīng)用項目和畢業(yè)研究組成，其中只有現(xiàn)場實習(xí)和畢業(yè)研究為必修課。

（二）京都大學(xué)[8]

京都大學(xué)是一所國立研究型綜合大學(xué)，在日本排名第二，僅次于東京大學(xué)。京都大學(xué)在學(xué)部（學(xué)院）、學(xué)科之外設(shè)置了14個獨立研究所、17個研究中心，在日本各大學(xué)中研究機構(gòu)設(shè)置最多。其中9個研究所和研究中心具有“全國共同利用”屬性，對其他大學(xué)與研究機構(gòu)開放使用。京都大學(xué)的社會職能定位為“在廣泛的領(lǐng)域中代表日本的學(xué)術(shù)研究基礎(chǔ)”，由此可見京都大學(xué)對基礎(chǔ)教育的重視程度。

京都大學(xué)的土木工程專業(yè)歸為地球工學(xué)科，一、二學(xué)年共通的課程為工學(xué)的基礎(chǔ)課程（數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地球科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等）、語言學(xué)和人文社科類相關(guān)的科目。除此之外，還開設(shè)了對土木工程學(xué)科整體印象把握的概論課程和為第三學(xué)年之后專業(yè)課學(xué)習(xí)做準備的工學(xué)部基礎(chǔ)科目（結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)等）。

土木工程、環(huán)境工程、資源工學(xué)等專業(yè)方向則在第三學(xué)年開始細分，之后，學(xué)生將按各自的課程路線學(xué)習(xí)專業(yè)課程。第四學(xué)年時，學(xué)生將被分配到專業(yè)相關(guān)的研究室，開始做研究（畢業(yè)論文）。通過這樣的課程設(shè)置，學(xué)生可以接觸到各個專業(yè)方向最新的研究領(lǐng)域。國際課程的學(xué)生在入學(xué)時已被分配專業(yè)方向（其課程設(shè)置與土木工程專業(yè)課程設(shè)置基本一致），入學(xué)后不可以更改專業(yè)方向。其土木工程專業(yè)的實踐課程主要由學(xué)外實習(xí)、社會基盤設(shè)計（基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計）、地球工學(xué)設(shè)計（土木工程設(shè)計）、都市景觀設(shè)計、International internship（國際實習(xí)）和畢業(yè)研究組成，其中只有畢業(yè)研究作為必修課設(shè)置。

（三）東京工業(yè)大學(xué)[9]

東京工業(yè)大學(xué)于1881年建校，其前身由

以培養(yǎng)工學(xué)方面專業(yè)人才為辦學(xué)目的的“東京職工學(xué)?！卑l(fā)展而來。東京工業(yè)大學(xué)的辦學(xué)目標是“建成為世界頂尖理工系綜合大學(xué)”“培養(yǎng)具有創(chuàng)造力的國際領(lǐng)導(dǎo)者”“不斷進化的創(chuàng)造性教育”。

東京工業(yè)大學(xué)的土木工程專業(yè)歸屬于土木環(huán)境工程學(xué)科，該學(xué)科的課程體系最大特點是實習(xí)科目充實。東京工業(yè)大學(xué)的專業(yè)課程主要安排在第二學(xué)年和第三學(xué)年。為了保證學(xué)生在有限的時間內(nèi)

扎實掌握基礎(chǔ)課相關(guān)知識，東京工業(yè)大學(xué)通過演習(xí)、實驗、現(xiàn)場實習(xí)、特別講義、研討會等實習(xí)模式以加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的應(yīng)用。

東京工業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)的培養(yǎng)方案以培養(yǎng)具有與環(huán)境融合的可持續(xù)社會設(shè)計觀念的高級工程師為目的。實踐課程設(shè)置的目的主要是加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論應(yīng)用的理解，提高學(xué)生的創(chuàng)造能力和溝通能力。主要的實踐課程有基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃及設(shè)計、環(huán)境計劃演習(xí)、結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗、混凝土實驗、水理學(xué)實驗、測量實習(xí)和施工實習(xí)。

二、實踐課程在日本高校教育中的地位和作用

（一）三所高校實踐課程體系設(shè)置

表1列出了三所高校的實踐課程設(shè)置情況，表中實踐課程按照開課時間的先后順序排列。值得注意的是，在東京大學(xué)和京都大學(xué)的課程體系中結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗、混凝土實驗和水力學(xué)實驗等專業(yè)實驗課均未單獨設(shè)置實驗課程，而是包括在相應(yīng)的專業(yè)課中，但是東京工業(yè)大學(xué)將結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗、混凝土實驗和水力學(xué)實驗等作為創(chuàng)造性項目列入實踐環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的實驗課程不同，這三門課程

均以設(shè)計競賽的形式進行考核，其中結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗為橋梁設(shè)計競賽，混凝土實驗為獨木舟競賽，水力學(xué)實驗為飲料瓶火箭發(fā)射競賽，以競賽的形式調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及動手能力。

三所高校的實踐課程從第二學(xué)年開始貫穿至第四學(xué)年，由簡單的導(dǎo)入項目（類似認識實習(xí)）開始直至畢業(yè)研究（畢業(yè)論文），循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的認同和熱情。與中國高校傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)實踐課程設(shè)置相比，這三所高校的實踐課程通過項目模擬的方式，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、團隊合作、溝通、創(chuàng)新等多種能力。以東京大學(xué)的基礎(chǔ)項目為例，在該實踐環(huán)節(jié)中，3～4人一組經(jīng)營一個虛擬的建筑公司，學(xué)生在推進項目的過程中，需要考慮工程造價、建筑技術(shù)以及工程管理各方面的問題。通過模擬經(jīng)營的實踐模式，學(xué)生感受到了建筑公司之間的競爭，對所學(xué)的專業(yè)也有了更深刻的認識。

（二）三所高校實踐課程比較

表2列出了三所高校必修實踐課程與專業(yè)課必修學(xué)分的設(shè)置比例，很明顯，在綜合性大學(xué)（東京大學(xué)和京都大學(xué)）的課程體系中必修實踐課程占比較小。而對于理工科為主的高校（東京工業(yè)大學(xué)），必修實踐課程的占比相對較大。這與三所學(xué)校的辦學(xué)理念有一定的關(guān)系，東京大學(xué)和京都大學(xué)工學(xué)部的教學(xué)理念是培養(yǎng)“global leader”（全球領(lǐng)軍人物），而東京工業(yè)大學(xué)的教學(xué)理念是培養(yǎng)“高級工程師人才”。京都大學(xué)的教育理念更強調(diào)科學(xué)研究，所以現(xiàn)場實習(xí)設(shè)置為專業(yè)限選課而不是必修課。由此可見不同的培養(yǎng)目標對各學(xué)校實踐課程設(shè)置的影響較大。

（三）實踐課程體系特點

三所高校的實踐課程體系有以下三個共同特點。

1.考核方式開放化

三所高校的實踐課程考核以實習(xí)報告和現(xiàn)場答辯的形式為主，綜合考察學(xué)生的表達能力、團隊合作能力和解決問題的能力。以東京工業(yè)大學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計課為例，在該課程中學(xué)生將完成某個交通設(shè)施項目（機場、公路、鐵路、城市建設(shè)等）從設(shè)計初期的概念設(shè)計到整體規(guī)劃設(shè)計的完整設(shè)計過程，最終采用現(xiàn)場答辯的形式進行考核。在實踐課程中表現(xiàn)良好的隊伍，將有機會到相關(guān)的知名建設(shè)企業(yè)做匯報，或參加土木學(xué)會的專業(yè)競賽，這樣的獎勵機制對學(xué)生的就業(yè)或繼續(xù)深造生都有很大的幫助。

2.實習(xí)項目國際化

三所高校均設(shè)置了海外實習(xí)項目。在海外實習(xí)的項目中，學(xué)生將訪問參觀日本以外的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟、文化、建設(shè)等情況進行實地調(diào)查。海外實習(xí)項目的設(shè)置主要以培養(yǎng)國際化人才為主，通過交流和實地訪問培養(yǎng)學(xué)生的國際化視野和溝通能力。

3.畢業(yè)研究前沿化

畢業(yè)研究在三所高校課程體系設(shè)置中是最為重要的一個環(huán)節(jié)，在第四學(xué)年初開始全面展開，為期一年。學(xué)生在第四學(xué)年初將被分配到該專業(yè)的各個研究室，參與研究室的科學(xué)研究項目。在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，學(xué)生選擇自己感興趣的課題，獨立完成畢業(yè)研究，最終以論文和答辯的形式進行考核。三所高校畢業(yè)生繼續(xù)攻讀研究生的比例均高達90%[7-9]，通過畢業(yè)研究環(huán)節(jié)，學(xué)生將接觸到專業(yè)最新最前沿的研究。

三、結(jié)語

與日本這三所高校土木工程專業(yè)

實踐課程設(shè)置不同，中國大部分高校設(shè)置了混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計等課程設(shè)計。這三所高校并未將課程設(shè)計單獨設(shè)置為實踐課程，而是在相應(yīng)的專業(yè)課程中有所涉及。由于畢業(yè)生繼續(xù)攻讀研究生的比例較高，三所高校都采用了畢業(yè)論文代替中國大多數(shù)高校采用的畢業(yè)設(shè)計，并且畢業(yè)論文的研究課題均為專業(yè)的前沿課題。

土木工程師的能力和素質(zhì)與土木工程專業(yè)的培養(yǎng)模式直接相關(guān)。隨著中國社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及對外交流的日益頻繁，土木工程領(lǐng)域內(nèi)新技術(shù)、新思想和新管理模式不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)本科教育面臨著轉(zhuǎn)變，在這個轉(zhuǎn)變過程中，借鑒國外高校課程體系中科學(xué)合理的地方，改進我們的不足， 有利于培養(yǎng)高素質(zhì)、適應(yīng)社會發(fā)展、具有較高國際化程度的卓越土木工程師。

通過比較三所日本高校的實踐課程體系設(shè)置情況，總結(jié)出以下經(jīng)驗值得借鑒。

（1）適當(dāng)增加實踐課程中團隊合作項目，加強學(xué)生團隊合作的概念。

（2）在考核方式中增加學(xué)生現(xiàn)場答辯的環(huán)節(jié)，從而鍛煉學(xué)生的表達能力和綜合素質(zhì)。

（3）適當(dāng)增加學(xué)生接觸海外項目的機會，增強學(xué)生在全球的競爭力。

（4）適當(dāng)增加學(xué)生接觸專業(yè)最新最前沿研究成果的機會。參考文獻：

[1]王琰，周戒.對現(xiàn)代土木工程專業(yè)教育的幾點探討[J].高等建筑教育，2003，12（3）：12-14.

[2]王雪峰，曹榮.大工程觀與高等工程教育改革[J].高等工程教育研究，2006（4）：19-23.

[3]林峰，顧祥林，何敏娟.現(xiàn)代土木工程特點與土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)模式[J].高等建筑教育，2006，15（1）：26-28.

[4]張力，王平，陳子靜，等.實踐導(dǎo)向型土木工程教育教學(xué)改革研究[J].高等建筑教育，2011，20（1）：19-21.

[5]趙麗華.土木工程專業(yè)實踐教學(xué)探索與總結(jié)[J].高等建筑教育，2012，21（5）：111-113.

[6]傅旭東，徐禮華，杜新喜，等.土木工程卓越工程師培養(yǎng)方案探索與實踐[J].高等建筑教育，2014，23（3）：17-21.

[7]東京大學(xué).土木工程專業(yè)教育體系介紹[EB/OL].[2016-03-29]. http：//www.civil.t.u-tokyo.ac.jp/curriculum/.

[8]京都大學(xué).工學(xué)院培養(yǎng)方案介紹[EB/OL].[2016-03-29]. http：//www.kyoto-u.ac.jp/ja/education-campus/curriculum/department/gakubu.html.

[9]東京工業(yè)大學(xué).土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案介紹[EB/OL].[2016-03-29].