工程教育理念下土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革探索

趙永花+賈淑明

【摘要】通過(guò)對(duì)目前土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析，提出以“工程教育”為理念，知識(shí)與能力并重的培養(yǎng)模式，并對(duì)目前課程設(shè)計(jì)體系、選題等方面提出合理的改革措施。希望通過(guò)課程設(shè)計(jì)能更好地提高學(xué)生的專業(yè)技能，強(qiáng)化工程應(yīng)用能力。

【關(guān)鍵詞】工程教育 ； 土木工程 ； 課程設(shè)計(jì) ； 改革

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）2-0007-02

根據(jù)目前我國(guó)國(guó)情特點(diǎn)，普通高等學(xué)校本科土木工程專業(yè)應(yīng)以培養(yǎng)應(yīng)用性人才為主。與綜合性和研究性人才相比最大特點(diǎn)為：應(yīng)用性人才屬工程教育范疇，在人才培養(yǎng)過(guò)程中更注重知識(shí)與能力并重，以適應(yīng)工程應(yīng)用為指導(dǎo)意識(shí)，不斷強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力、應(yīng)用能力。根據(jù)目前各高校土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，在教學(xué)環(huán)節(jié)中是通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力。而課程設(shè)計(jì)占整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)最多，因此通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能及工程應(yīng)用能力是非常重要的。

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)探索，目前土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體系、題目及內(nèi)容、教學(xué)模式等均存在一些問(wèn)題，使得土木工程畢業(yè)生實(shí)踐能力薄弱，缺乏工程適用性，畢業(yè)后不能隨心應(yīng)手勝任工作。這樣就造成惡性循環(huán)，部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)適用性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)的興趣不高，最終并沒(méi)有很好的達(dá)到土木工程專業(yè)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。本文旨在對(duì)土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析，提出以“工程教育”為理念的土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)的一些改革措施，更好的突出土木工程專業(yè)應(yīng)用性人才的工程性、實(shí)踐性、應(yīng)用性、適用性的特點(diǎn)。

1.土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體系現(xiàn)狀及問(wèn)題

1.1土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體系簡(jiǎn)介

目前土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體系，存在獨(dú)立性、片面性，缺乏工程性、實(shí)用性、整體性、連貫性，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生對(duì)不同工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容區(qū)分不清，經(jīng)常混淆，不能起到強(qiáng)化學(xué)生的工程應(yīng)用及實(shí)踐能力的目的。圖1列舉了土木工程專業(yè)建筑工程方向課程設(shè)計(jì)傳統(tǒng)體系?；景捶课萁ㄖW(xué)、單向板肋梁樓蓋、基礎(chǔ)工程、鋼結(jié)構(gòu)、施工組織、工程概預(yù)算設(shè)計(jì)內(nèi)容獨(dú)立完成，由于體系較陳舊且多年未變，對(duì)具體實(shí)際工程適用性不強(qiáng)。

1.2土木工程課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.2.1 組織性、連貫性不強(qiáng)

目前普遍認(rèn)為課程設(shè)計(jì)是針對(duì)所屬課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，其任務(wù)在于鞏固學(xué)生所掌握本課程的基本知識(shí)、能力。并沒(méi)有考慮和后續(xù)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的一體化，而是獨(dú)立完成。因此存在局部獨(dú)立性、片面性強(qiáng)；組織性、連貫性、互補(bǔ)性較差，更是缺少在整體“工程教育”理念下評(píng)定設(shè)計(jì)成果的優(yōu)良性的意識(shí)和能力，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生認(rèn)識(shí)不充分，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，這樣使得單個(gè)課程設(shè)計(jì)適用性不強(qiáng)。

1.2.2 題目陳舊、選題單一

根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，每門專業(yè)課程所要求的基本技能并非是單一的，也就是說(shuō)每門課程可能有多項(xiàng)專業(yè)技能需要強(qiáng)化。而目前基本是單門課程設(shè)置單個(gè)課程設(shè)計(jì)，存在選題單一、題目陳舊現(xiàn)象。例如土木工程專業(yè)建筑工程方向的學(xué)生學(xué)習(xí)完《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程后，都要完成“單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)，此題目已沿用幾十年，并且課本算例大多還是內(nèi)框架工業(yè)廠房樓蓋。課程設(shè)計(jì)的目的主要考察學(xué)生對(duì)梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理及設(shè)計(jì)方法的掌握情況，因此題目應(yīng)改為“梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”不能局限于單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)，補(bǔ)充雙向板、樓梯、雨蓬等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容，使學(xué)生的多項(xiàng)專業(yè)技能得到強(qiáng)化。

1.2.3 脫離工程應(yīng)用，實(shí)踐性差，適用性不強(qiáng)

對(duì)每門專業(yè)課程所要求的基本技能考慮不全，課程設(shè)計(jì)的題目基本是指導(dǎo)教師虛擬設(shè)計(jì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，忽視與目前工程實(shí)際的結(jié)合。學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后也無(wú)法結(jié)合工程實(shí)際的應(yīng)用評(píng)價(jià)自己設(shè)計(jì)內(nèi)容的可行性、優(yōu)良性，對(duì)解決工程問(wèn)題沒(méi)有適用性。

1.2.4 教學(xué)模式不當(dāng)，以課堂講授模式指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，許多教師都會(huì)感到指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)要比理論教學(xué)過(guò)程輕松。指導(dǎo)教師只需要給出具體的資料、條件、數(shù)據(jù)，介紹設(shè)計(jì)步驟，學(xué)生被動(dòng)的按要求完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，每屆學(xué)生內(nèi)容千篇一律，缺少創(chuàng)新。

如果教師在學(xué)生開始設(shè)計(jì)之前，選擇多個(gè)題目適當(dāng)演示設(shè)計(jì)內(nèi)容，針對(duì)所做內(nèi)容評(píng)價(jià)優(yōu)缺點(diǎn)，提出對(duì)學(xué)生的要求。這樣學(xué)生才會(huì)由被動(dòng)變主動(dòng)，才會(huì)用創(chuàng)新的意識(shí)完成課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，即能很好的鞏固學(xué)生的基本技能，又培養(yǎng)學(xué)生主觀能動(dòng)性；同時(shí)對(duì)教師也提出更高的要求，指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)要比理論教學(xué)過(guò)程花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。

2.土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體系改革方案

2.1 土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)體系改革方案

為了能培養(yǎng)出即具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、又具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力、應(yīng)用能力，適應(yīng)能力、創(chuàng)新能力的土木工程專業(yè)的應(yīng)用性人才，對(duì)現(xiàn)有的課程設(shè)計(jì)體系進(jìn)行改革是有必要的。

圖2是改革后的土木工程專業(yè)建筑工程方向課程設(shè)計(jì)總體系圖。結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目將課程設(shè)計(jì)題目一體化，并分為多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋、多層砌體結(jié)構(gòu)房屋、單層工業(yè)廠房、鋼結(jié)構(gòu)房屋四個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣即清楚又避免學(xué)生在設(shè)計(jì)中對(duì)工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容的混淆。對(duì)每一個(gè)工程項(xiàng)目結(jié)合基本專業(yè)知識(shí)及能力要求，按施工圖的繪制及識(shí)圖、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)四項(xiàng)內(nèi)容全面設(shè)計(jì)。改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合目前工程需要，擴(kuò)寬學(xué)生的專業(yè)技能，并且考慮不同工程項(xiàng)目的結(jié)合及互補(bǔ)性。圖3列舉了改革后多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋課程設(shè)計(jì)體系。

改革后的課程體系明顯改變了局部獨(dú)立性、片面性，具有較好的工程性、實(shí)用性、整體性、連貫性、互補(bǔ)性，從整體上增強(qiáng)了能在 “工程教育”理念下評(píng)定學(xué)生設(shè)計(jì)成果的優(yōu)良性的意識(shí)和能力，提升學(xué)生設(shè)計(jì)興趣、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，達(dá)到即鞏固專業(yè)知識(shí)，又強(qiáng)化了工程應(yīng)用能力及實(shí)踐能力的目的。endprint

2.2 依據(jù)教材內(nèi)容，結(jié)合工程實(shí)際，合理選題

2.2.1結(jié)合工程需要，更新設(shè)計(jì)題目

根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，整理每門專業(yè)課程所要求的基本技能，結(jié)合目前工程需要，重新設(shè)置課程設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容。對(duì)于一成不變的題目，應(yīng)考察其工程適用性及時(shí)更新。明確設(shè)計(jì)意圖，通過(guò)課程設(shè)計(jì)全面增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)技能的同時(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，保證課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的工程適用性。達(dá)到學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后，可以結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用、評(píng)價(jià)自己設(shè)計(jì)內(nèi)容的可行性及對(duì)解決工程問(wèn)題的適用性。

2.2.2 脫離傳統(tǒng)選題思想，拓寬知識(shí)能力，選題應(yīng)多元化

結(jié)合目前工程需要，全面整理每門專業(yè)課程所要求的基本技能，對(duì)于不同的專業(yè)技能或相似的內(nèi)容可設(shè)多項(xiàng)可選題目及內(nèi)容，擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面域；對(duì)于多項(xiàng)連貫性的專業(yè)技能，設(shè)置多個(gè)題目或相同題目多個(gè)內(nèi)容。通過(guò)題目、內(nèi)容的多元化設(shè)置，來(lái)加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)的實(shí)用性，強(qiáng)化學(xué)生各項(xiàng)專業(yè)技能，保證學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后可以互相對(duì)比，評(píng)價(jià)自己設(shè)計(jì)內(nèi)容的優(yōu)缺點(diǎn)，并能脫離傳統(tǒng)思想，提高創(chuàng)新意識(shí)，為今后解決工程問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

2.2.3 注重選題的一體化和連貫性，達(dá)到對(duì)工程項(xiàng)目的全局設(shè)計(jì)

在設(shè)置課程設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容時(shí)，應(yīng)將每個(gè)專業(yè)方向的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容一體化，設(shè)置綜合性較強(qiáng)的題目，形成建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工組織設(shè)計(jì)一體化銜接設(shè)計(jì)及不同結(jié)構(gòu)互補(bǔ)性設(shè)計(jì)。不但對(duì)學(xué)生單向技能做了很好的訓(xùn)練，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的銜接性、互補(bǔ)性、系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)；同時(shí)減少了教學(xué)資源，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)同一工程從布置方案、結(jié)構(gòu)類型、材料、計(jì)算方法、施工方法等的優(yōu)越性評(píng)價(jià)能力，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力。

2.3 轉(zhuǎn)換教學(xué)模式

2.3.1將目前最先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)及時(shí)引進(jìn)課堂

①提倡課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與教師科研成果相結(jié)合。目前教師為完成科研工作量后，許多論文、科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容雖有創(chuàng)新之處，但后續(xù)應(yīng)用及實(shí)施卻很難再落實(shí)。若將教師所指導(dǎo)的課程設(shè)計(jì)和自己的科研項(xiàng)目相結(jié)合，這樣即能使學(xué)生了解到最新的專業(yè)技能又能促進(jìn)教師科研項(xiàng)目的繼續(xù)發(fā)展，使課程設(shè)計(jì)內(nèi)容實(shí)用性更強(qiáng)。

②通過(guò)最新技術(shù)講座及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)等擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面。土木工程專業(yè)技能具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、復(fù)雜性。課本和規(guī)范等資料傳授的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代工程的需要。因此在課程設(shè)計(jì)之前應(yīng)該邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專家、工程師等作專題學(xué)術(shù)報(bào)告，也可通過(guò)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，例如觀看現(xiàn)場(chǎng)視頻、照片等手段，使學(xué)生間接的獲得最新專業(yè)技能、工程經(jīng)驗(yàn)及最新工作方法、以及工程需求等；擴(kuò)寬學(xué)生專業(yè)視野，提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

③借助工程實(shí)例提高課程設(shè)計(jì)的適用性。改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師在學(xué)生開始設(shè)計(jì)之前，應(yīng)選擇多個(gè)題目結(jié)合工程實(shí)例適當(dāng)演示設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)工程設(shè)計(jì)和工程質(zhì)量問(wèn)題加以剖析，引導(dǎo)學(xué)生明確設(shè)計(jì)目的，掌握設(shè)計(jì)方法和思維方式，培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)，提高課程設(shè)計(jì)的適用性。

2.3.2 注重工程意識(shí)及能力的培養(yǎng)

①通過(guò)課內(nèi)教學(xué)向課外教學(xué)延伸教學(xué)方法，提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題能力。在理論教學(xué)中，將課程設(shè)計(jì)內(nèi)容向課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、課外科技創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)等活動(dòng)延伸，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加力學(xué)競(jìng)賽和結(jié)構(gòu)建模競(jìng)賽，學(xué)，使學(xué)生積累經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)興趣和分析、解決問(wèn)題的能力。

②合理安排設(shè)計(jì)進(jìn)度，及時(shí)評(píng)判，培養(yǎng)學(xué)生正確的工程設(shè)計(jì)意識(shí)。按傳統(tǒng)教學(xué)理念，課程設(shè)計(jì)期間往往會(huì)出現(xiàn)學(xué)生對(duì)課時(shí)利用率不是很高，學(xué)生設(shè)計(jì)成果完成時(shí)，教師才會(huì)發(fā)現(xiàn)很多錯(cuò)誤及缺點(diǎn)，沒(méi)有時(shí)間及時(shí)糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，由于缺少正確的工程設(shè)計(jì)性意識(shí)，學(xué)生不能獲得正確的設(shè)計(jì)、評(píng)判能力。

教師應(yīng)在布置任務(wù)時(shí)，在進(jìn)度安排中充分利用好課程設(shè)計(jì)期間的學(xué)時(shí)分配。設(shè)計(jì)中除了要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)外，應(yīng)通過(guò)多媒體教學(xué)軟件演示工程案例、工程事故等中的優(yōu)缺點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整學(xué)生的設(shè)計(jì)中的不足之處，通過(guò)對(duì)比使學(xué)生清楚自己設(shè)計(jì)思路及方法的優(yōu)缺點(diǎn)并及時(shí)改進(jìn)。這樣即能使學(xué)生獲得正確的設(shè)計(jì)、評(píng)判能力，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生正確的工程設(shè)計(jì)意識(shí)。

③注重手算和計(jì)算機(jī)軟件并用設(shè)計(jì)方式，培養(yǎng)全面的工程計(jì)算、分析能力。一般土木工程結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計(jì)的步驟為：方案設(shè)計(jì)-結(jié)構(gòu)計(jì)算-構(gòu)造處理-施工圖繪制。結(jié)構(gòu)計(jì)算在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中起核心作用，因?yàn)橛?jì)算量大，所以一般都是單純采用手算或計(jì)算軟件完成內(nèi)容。這兩種方式都會(huì)導(dǎo)致學(xué)生計(jì)算能力欠缺。

長(zhǎng)期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)課程設(shè)計(jì)中不能取消手算，只有熟悉手算方式，學(xué)生才能很好的應(yīng)用、改進(jìn)計(jì)算軟件。但如果學(xué)生不會(huì)使用計(jì)算軟件（或建筑設(shè)計(jì)、施工等其他軟件）也會(huì)缺少工程應(yīng)用能力。因此應(yīng)采用手算和計(jì)算機(jī)軟件并用設(shè)計(jì)方式，這樣即使學(xué)生熟悉了計(jì)算軟件（或各類工程軟件），同時(shí)通過(guò)用電算和手算結(jié)果互相復(fù)核、比較的方法，也增強(qiáng)學(xué)生工程計(jì)算、分析能力。

以“工程教育”為理念，本著知識(shí)與能力并重培養(yǎng)模式，通過(guò)課程設(shè)計(jì)強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力是本文的主旨。本文針對(duì)目前本科土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在課程體系、選題、培養(yǎng)模式等方面提出改革措施，希望能對(duì)土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方面有一定的促進(jìn)。

作者簡(jiǎn)介：趙永花（1974年11月-），女，副教授，研究生學(xué)歷，主要從事建筑結(jié)構(gòu)等方面的教學(xué)和研究工作。endprint