以工程教育認(rèn)證理念為導(dǎo)向的土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探討

吳巧云 李仁治

摘要：從武漢工程大學(xué)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心現(xiàn)狀出發(fā)，以土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）理念為導(dǎo)向，剖析現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在的問(wèn)題，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段高等教育培養(yǎng)要求和土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）要求，從教學(xué)管理體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行綜合論證，提出改革方案，旨在為社會(huì)培養(yǎng)新時(shí)代綜合型創(chuàng)新人才。同時(shí)，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系下，結(jié)合土木工程學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，提出“一實(shí)體、三虛仿”的未來(lái)虛實(shí)結(jié)合教學(xué)體系的構(gòu)建方案，從人才培養(yǎng)方案、教學(xué)體系改革、土木工程學(xué)科發(fā)展三方面闡述了該實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的意義，展示了“一實(shí)體、三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的基本框架，以期為省屬高校相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：土木工程專業(yè)評(píng)估;實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系;學(xué)科發(fā)展;校外實(shí)習(xí)基地;虛擬實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642???文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???文章編號(hào)：1005-2909（2020）03-0159-08

隨著中國(guó)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的加快，對(duì)土木工程專業(yè)人才的需求日趨增多。土木工程是以工程技術(shù)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在整個(gè)土木專業(yè)教學(xué)過(guò)程中占有特殊地位，對(duì)于學(xué)生思維和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。實(shí)驗(yàn)室是人才培養(yǎng)、科學(xué)研究的基地，是學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、探索創(chuàng)新的場(chǎng)所[1]。一個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平反映了一所學(xué)校教學(xué)與科研的實(shí)力與水平，建設(shè)世界一流高校、培養(yǎng)一流人才離不開一流的實(shí)驗(yàn)室[2]。為了判斷各高校土木工程學(xué)科建設(shè)情況與實(shí)驗(yàn)中心教研水平，按照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部文件《全國(guó)高等學(xué)校土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）文件》中“以評(píng)促建、以評(píng)促改、以評(píng)促管、評(píng)建結(jié)合、重在建設(shè)”的原則，評(píng)估委員會(huì)對(duì)參評(píng)高校土木工程專業(yè)建設(shè)實(shí)際情況進(jìn)行了考察，作出了評(píng)估。我國(guó)于2016年成為《華盛頓協(xié)議》18位正式會(huì)員之一，這是我國(guó)高等教育發(fā)展的一個(gè)里程碑，不僅為工科學(xué)生走向世界打下了基礎(chǔ)，更意味著中國(guó)高等教育將真正走向國(guó)際化[3-4]。中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》的成功，意味著我國(guó)獲得認(rèn)證專業(yè)的工程教育水平已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際教育水準(zhǔn)[5]，因此，工程教育認(rèn)證在我國(guó)建筑工程類人才的培養(yǎng)中起到了極其重要的作用[6]。

為了更好地滿足我國(guó)建筑行業(yè)的需求，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神是土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目標(biāo)和發(fā)展方向[7]。近年來(lái)，武漢工程大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院本著以學(xué)生為本，以通過(guò)土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）為導(dǎo)向，以實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為載體，積極開展土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)與改革。實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)研究、技術(shù)、人才、設(shè)備儀器等方面具有獨(dú)特

的優(yōu)勢(shì)，是連接專業(yè)基礎(chǔ)和應(yīng)用開發(fā)研究的橋梁[8]。目前，學(xué)校本科階段的土木工程實(shí)驗(yàn)課程主要有土力學(xué)實(shí)驗(yàn)、土木工程材料實(shí)驗(yàn)、材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)、土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)專業(yè)課程設(shè)計(jì)，等等。所開設(shè)的相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)類別與土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）所要求的開設(shè)實(shí)驗(yàn)數(shù)量存在一定差距。為此，根據(jù)目前學(xué)校土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建中存在的問(wèn)題，以點(diǎn)帶面，提出對(duì)策及建設(shè)性方案，以期對(duì)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建及實(shí)踐創(chuàng)新綜合型人才培養(yǎng)有所裨益。

一、現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段高等教育提出的“寬口徑、厚基礎(chǔ)、復(fù)合型”培養(yǎng)要求[9]，圍繞土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）要求，分析武漢工程大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心現(xiàn)狀，主要存在以下問(wèn)題：

（一）實(shí)驗(yàn)課程較少、不夠全面

綜合全國(guó)各高校實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)情況，多數(shù)高校將土木工程實(shí)踐性教學(xué)貫穿于理論教學(xué)之中，實(shí)驗(yàn)課程大多是對(duì)理論的驗(yàn)證，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的要求。加之，長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

受重視程度不夠，導(dǎo)致理論課程開設(shè)較多而實(shí)驗(yàn)課程較少。例如：相較于通過(guò)土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）的高校尚缺乏工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)，等等。在綜合研究型大學(xué)中，很多任課教師都肩負(fù)著大量的科研任務(wù)，教師在課后從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)明顯精力不夠，從而影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的掌握。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、涉及面窄

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的精髓在于內(nèi)容的豐富性與全面性。傳統(tǒng)土木工程實(shí)驗(yàn)僅限于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類別較少，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生全面的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，各類實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作和實(shí)驗(yàn)方案循規(guī)蹈矩，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)。長(zhǎng)此以往，學(xué)生只會(huì)機(jī)械操作而缺少思考，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容存在交叉和重復(fù)，如材料的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)在土木工程材料和材料力學(xué)等課程中重復(fù)出現(xiàn)，土的性質(zhì)和受力特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)在巖土力學(xué)和基礎(chǔ)工程課程中反復(fù)提及。各門課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分都會(huì)反復(fù)介紹實(shí)驗(yàn)儀器的使用及實(shí)驗(yàn)方法，既浪費(fèi)了有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)又難以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情和積極性[10]。

（三）實(shí)驗(yàn)投入不足、資源相對(duì)匱乏

實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源一直是各高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的一大痛點(diǎn)，任何實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)均離不開各項(xiàng)資源的大量投入。由于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購(gòu)置、實(shí)驗(yàn)材料的更新與損耗都需要大量的土地、空間資源和資金投入，受高校占地面積、空間規(guī)劃、資金分配等因素影響，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展無(wú)法取得質(zhì)的改變。如：武漢工程大學(xué)土木工程實(shí)驗(yàn)中心場(chǎng)地面積為2 626 m2，與各兄弟院校的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地面積還有較大差距，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)開展存在局限性。土木工程實(shí)驗(yàn)多為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，缺少相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)原位實(shí)驗(yàn)。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，危險(xiǎn)性較大，費(fèi)用較高，很多現(xiàn)場(chǎng)原位實(shí)驗(yàn)都無(wú)法開展，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)際工程情況掌握不夠，與社會(huì)對(duì)學(xué)生的要求存在差距[11]。

（四）實(shí)驗(yàn)考核不嚴(yán)、過(guò)程監(jiān)督不夠

實(shí)驗(yàn)考核主要是檢查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)基本原理及實(shí)驗(yàn)流程的熟悉程度，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行監(jiān)督與促進(jìn)，考核往往具有實(shí)踐性、真實(shí)性、全面性。而現(xiàn)階段大部分高校在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核時(shí)往往與該實(shí)驗(yàn)的理論課程掛鉤，并沒有單獨(dú)設(shè)置土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)考核，即使考核，成績(jī)僅占理論成績(jī)的很少一部分，對(duì)學(xué)生未起到充分的監(jiān)督作用。在武漢工程大學(xué)的土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，雖然實(shí)驗(yàn)考核是必不可少的，但因?qū)嶒?yàn)學(xué)時(shí)有限，考核更傾向于到課率，學(xué)生只要全部實(shí)驗(yàn)課程未缺席就能夠及格，未能充分反映學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?duì)學(xué)生也未起到充分的約束和激勵(lì)，缺乏公平性。

土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)在土木工程教學(xué)中的重要性不容小覷。但由于課程安排、資源分配、師生態(tài)度等主客觀因素，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展緩慢，不利于開拓學(xué)生思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提升綜合素養(yǎng)，因此，進(jìn)行土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革勢(shì)在必行。

二、土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革方案

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為知識(shí)向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的紐帶，在高等教育教學(xué)體系中扮演著重要的角色[12]。為深化改革學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，不斷適應(yīng)高等教育改革和發(fā)展的形勢(shì)，以土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）理念為導(dǎo)向，積極探索高等院校土木類實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)規(guī)律，形成專業(yè)特色突出、體系獨(dú)立完整、管理科學(xué)、師資雄厚、學(xué)生主體地位突出的新型教學(xué)模式。

（一）完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教師指導(dǎo)密不可分，教師是建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的主要參與者與實(shí)施者。優(yōu)化管理體系是團(tuán)隊(duì)乃至學(xué)科發(fā)展的保障與催化劑[13]。2017年武漢工程大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院專職實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員5人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的總體需求。2018年開展土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）以來(lái)，土木工程專職實(shí)驗(yàn)人員增至10人，并且結(jié)合實(shí)驗(yàn)中心具體情況，作了相應(yīng)調(diào)整。第一，在增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的基礎(chǔ)上，重新規(guī)劃師資隊(duì)伍，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。學(xué)院積極鼓勵(lì)理論教師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)相關(guān)科研項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放共享與科研補(bǔ)助，激發(fā)教師積極性。第二，實(shí)驗(yàn)室對(duì)各教學(xué)板塊分派責(zé)任教授，負(fù)責(zé)將理論課程與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)應(yīng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行規(guī)劃，確定實(shí)驗(yàn)類別，避免重復(fù)同一類型實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行監(jiān)督，定期檢查實(shí)驗(yàn)開展情況。第三，在此基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況定期進(jìn)行考核，著重考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主動(dòng)性和創(chuàng)新性，制定科學(xué)、完善的考核體系。學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系建構(gòu)如圖1所示。

（二）開展全面實(shí)驗(yàn)教學(xué)

學(xué)校為大力發(fā)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在原有條件下投入大量資金，拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，以加強(qiáng)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)。隨著土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）工作的不斷深入，學(xué)校新增了流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等。在增設(shè)之前所缺少的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了土木工程專業(yè)機(jī)房面積，采用現(xiàn)代化教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容呈現(xiàn)于學(xué)生眼前，借此加深學(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的印象。例如：將現(xiàn)場(chǎng)施工錄像、各類工程實(shí)例、大型實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)場(chǎng)錄像、數(shù)字化模擬實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)等通過(guò)課堂集體觀看，既保證了理論教學(xué)的生動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，又保障了學(xué)生的安全。為了讓現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)不拘泥于形式，借助學(xué)院本科生導(dǎo)師制的優(yōu)勢(shì)，由導(dǎo)師組織學(xué)生觀看視頻，并根據(jù)教師的研究方向，指導(dǎo)學(xué)生開展相應(yīng)的課題研究，加深對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的印象。這樣不僅拓寬了學(xué)生的視野，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的科研能力。學(xué)校2019版土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排如表1所示。

（三）依托校外實(shí)習(xí)基地拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)

針對(duì)實(shí)驗(yàn)投入不足、資源匱乏的現(xiàn)狀，積極聯(lián)系校外大型企業(yè)開展合作交流，創(chuàng)建校外實(shí)習(xí)基地。校外優(yōu)秀企業(yè)不僅可以為學(xué)院帶來(lái)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)革新，也可以為學(xué)生提供校外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。很多企業(yè)因?yàn)樯鐣?huì)需求和公司發(fā)展的需要，購(gòu)置了大量新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以備在出現(xiàn)緊急情況時(shí)可及時(shí)通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行可行性分析。例如：學(xué)校與中鐵大橋局集團(tuán)有限公司、中建三局集團(tuán)有限公司等大型國(guó)有及民營(yíng)企業(yè)開展了密切合作，建立了良好的發(fā)展關(guān)系。因此，學(xué)院可借助此平臺(tái)，拓展實(shí)驗(yàn)范圍，為學(xué)生了解學(xué)科在工程實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展提供機(jī)會(huì)，完成在校內(nèi)無(wú)法完成的大型實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生更好地理解理論知識(shí)。與此同時(shí)，學(xué)校也為企業(yè)輸送了大量技術(shù)人才和科研力量。通過(guò)與企業(yè)的合作，為青年教師提供更多實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高了教師將理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，從根本上解決了學(xué)校教學(xué)與社會(huì)需求脫節(jié)的問(wèn)題[14]。圖2為學(xué)院實(shí)踐創(chuàng)新體系四大板塊建設(shè)內(nèi)容。

（四）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)監(jiān)督考核

在完成土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）過(guò)程中，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)課程的考核監(jiān)督緊密結(jié)合，進(jìn)行教學(xué)對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度分析。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃對(duì)學(xué)生需掌握的知識(shí)點(diǎn)的要求、重要程度，

進(jìn)行發(fā)散式教學(xué)，整合重要知識(shí)點(diǎn)形成教學(xué)考核框架，實(shí)現(xiàn)“金字塔”遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式，根據(jù)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性分析、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果及實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性進(jìn)行考核，形成最終考核結(jié)果。同時(shí)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行規(guī)范化要求，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范養(yǎng)成和實(shí)驗(yàn)成果的歸檔處理。在實(shí)驗(yàn)期末考核中，形成靈活的系統(tǒng)性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，不再拘泥于“標(biāo)準(zhǔn)答案”，對(duì)學(xué)生的合理創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)成果給予鼓勵(lì)，開拓學(xué)生的創(chuàng)新精神與批判性思維，為學(xué)生日后的深層次學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在考核后，針對(duì)學(xué)生的考核情況進(jìn)行總結(jié)，分析教學(xué)指標(biāo)的達(dá)成度，并擬定實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)方案。

三、未來(lái)導(dǎo)向

土木工程專業(yè)是社會(huì)發(fā)展必不可少的優(yōu)勢(shì)學(xué)科，它與人們的生活息息相關(guān)，但隨著人民生活水平的普遍提高，現(xiàn)代土木工程發(fā)展愈發(fā)呈現(xiàn)出“空間體量巨大、結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)、管理復(fù)雜化”的變化趨勢(shì)[15]。伴隨著這種變化，現(xiàn)階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系將逐漸無(wú)法滿足新時(shí)代對(duì)“土木人”的培養(yǎng)需求。因此，為解決土木工程傳統(tǒng)教學(xué)與學(xué)生工程化培養(yǎng)之間的矛盾，促進(jìn)教學(xué)體系深化改革，改變傳統(tǒng)意義上的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式，發(fā)展、完善虛擬化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是大勢(shì)所趨。為此，學(xué)校建立了虛擬仿真BIM中心，提出“一實(shí)體、三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，旨在依托基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，逐步發(fā)展并完善虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，保障學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求，夯實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，做到無(wú)論大小實(shí)驗(yàn)都能在學(xué)校完成，為學(xué)生日后科研學(xué)習(xí)或進(jìn)入工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）“一實(shí)體、三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的意義

1. 構(gòu)建面向未來(lái)的人才屬性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容，也是主要抓手?；谒季S培養(yǎng)和知識(shí)本質(zhì)把握自我學(xué)習(xí)的能力以及基于創(chuàng)新素養(yǎng)和多文化融合的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，以“提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神”為核心展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將共性基礎(chǔ)與個(gè)性培養(yǎng)結(jié)合構(gòu)建多維度人才培養(yǎng)體系。共性基礎(chǔ)包括橫縱結(jié)合：縱向上構(gòu)建本科—碩士—博士一體化培養(yǎng)方案;橫向上對(duì)學(xué)生采用多方面結(jié)合的培養(yǎng)方案，將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐、交流合作緊密結(jié)合，力爭(zhēng)培養(yǎng)世界一流學(xué)生。個(gè)性化培養(yǎng)則將院內(nèi)導(dǎo)師制與院企導(dǎo)師制結(jié)合，因材施教，培養(yǎng)業(yè)界實(shí)踐與科學(xué)研究精英。

2.促進(jìn)教學(xué)體系深化改革

改變傳統(tǒng)意義上的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式，更好地將虛實(shí)結(jié)合，深化發(fā)展虛擬仿真技術(shù)，采用遞進(jìn)式教學(xué)體系，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，構(gòu)建逼真的操作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，全面延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度和深度，提升教學(xué)質(zhì)量和水平，使學(xué)生在開放、自主、交互的環(huán)境中開展高效、安全且經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到更好的教學(xué)效果[16]。

圖3?“新工科”要求

3.創(chuàng)建新型土木工程學(xué)科

以科學(xué)發(fā)展觀為基調(diào)，順應(yīng)時(shí)代潮流，構(gòu)建新型工科發(fā)展目標(biāo)。從單一構(gòu)件安全到工程系統(tǒng)性能的全面把控，從空間、時(shí)間、尺度、深度等多方面深化土木工程學(xué)科內(nèi)涵，并結(jié)合各類學(xué)科特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)工科定性思維，驅(qū)動(dòng)人才培養(yǎng)模式的根本轉(zhuǎn)變，使土木工程學(xué)科向?qū)崿F(xiàn)教學(xué)手段多元化、學(xué)科發(fā)展多樣化的目標(biāo)邁進(jìn)，圖3為新時(shí)代下新工科要求。

（二）“一實(shí)體、三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的具體內(nèi)容

“一實(shí)體”是指以基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，旨在為后期發(fā)展更高層次平臺(tái)建設(shè)作鋪墊。“三虛仿”是指在基本教學(xué)平臺(tái)基礎(chǔ)上可建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)類、虛實(shí)結(jié)合類、性態(tài)仿真類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

1.實(shí)體基礎(chǔ)類

此類實(shí)驗(yàn)主要面向基礎(chǔ)理論驗(yàn)證類實(shí)體實(shí)驗(yàn)。從學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握入手，注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論同步，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，小綜合性實(shí)驗(yàn)為輔，既加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，又培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能。此類實(shí)驗(yàn)為學(xué)生最先接觸的工程類實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)院應(yīng)將此類實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，保證學(xué)生能夠更好地消化吸收基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)類

此類實(shí)驗(yàn)主要面向?qū)I(yè)基礎(chǔ)為主的虛擬現(xiàn)實(shí)類實(shí)驗(yàn)。從學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程入手，緊密結(jié)合建筑企業(yè)的工程實(shí)際，構(gòu)建畫面逼真、過(guò)程流暢、社會(huì)共享的優(yōu)質(zhì)仿真資源。此類實(shí)驗(yàn)將項(xiàng)目工程抽象化，與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，避免了以往實(shí)習(xí)過(guò)程中“一個(gè)構(gòu)架拼裝要看一周，一個(gè)基坑施工要看一年”的尷尬，使學(xué)生能夠提前全面熟悉施工流程。

3.虛實(shí)結(jié)合類

此類實(shí)驗(yàn)主要面向?qū)I(yè)應(yīng)用的虛實(shí)結(jié)合類實(shí)驗(yàn)。教師從學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和要點(diǎn)出發(fā)，在模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)化實(shí)驗(yàn)，全面提升已有資源的內(nèi)涵質(zhì)量。此類實(shí)驗(yàn)可以不受空間和時(shí)間的限制，在以往的單一參數(shù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行多參數(shù)、多維度實(shí)驗(yàn)，從而保證實(shí)驗(yàn)的精確性、系統(tǒng)性和全面性，使學(xué)生對(duì)各類實(shí)驗(yàn)有更深入的理解和認(rèn)識(shí)。

4.性態(tài)仿真類

此類實(shí)驗(yàn)主要面向研究創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)性態(tài)仿真類實(shí)驗(yàn)。依托國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，緊密結(jié)合重大工程建設(shè)成果和國(guó)際聯(lián)合科研合作成效，不斷將優(yōu)質(zhì)科研資源和成果轉(zhuǎn)化為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。此類實(shí)驗(yàn)將建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，教學(xué)實(shí)驗(yàn)與科研實(shí)驗(yàn)并進(jìn)，幫助學(xué)生更好地掌握科研實(shí)驗(yàn)方法和方式。

“一實(shí)體，三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建模式由淺入深、循序漸進(jìn)，從基礎(chǔ)實(shí)體教學(xué)實(shí)驗(yàn)開始，到全面綜合培養(yǎng)學(xué)生的宏觀實(shí)驗(yàn)意識(shí)，始終堅(jiān)持面向土木工程行業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、應(yīng)用能力的人才。因此，該項(xiàng)目不但著眼于教學(xué)模式創(chuàng)新，而且對(duì)土木類專業(yè)人才培養(yǎng)具有重要的意義?！耙粚?shí)體、三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的總構(gòu)架如圖4所示。

在發(fā)展新型教學(xué)模式的實(shí)踐過(guò)程中，要把握知識(shí)學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練、創(chuàng)新精神并重原則，夯實(shí)理論基礎(chǔ)，強(qiáng)化運(yùn)用能力培養(yǎng)，在以往的基礎(chǔ)上，尋求跨越式發(fā)展，為學(xué)生提供面向未來(lái)的成長(zhǎng)環(huán)境，構(gòu)建前瞻性、操作性、示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)構(gòu)筑面，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，確保學(xué)生更好地理解專業(yè)知識(shí)。

四、結(jié)語(yǔ)

武漢工程大學(xué)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心本著不斷發(fā)展完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資結(jié)構(gòu)、不斷深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革、不斷促進(jìn)土木工程學(xué)科建設(shè)的決心，努力創(chuàng)建以“基礎(chǔ)教學(xué)”為基礎(chǔ)，以土木工程專業(yè)評(píng)估（認(rèn)證）理念為導(dǎo)向，著力發(fā)展實(shí)驗(yàn)室功能，強(qiáng)化教學(xué)過(guò)程管理，建設(shè)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型人才。

新時(shí)代的發(fā)展已將土木工程專業(yè)賦予了新的使命，土木工程專業(yè)已從原來(lái)的單一性專業(yè)發(fā)展成為與信息科技結(jié)合的高新技術(shù)專業(yè)。基于科學(xué)、系統(tǒng)的學(xué)科內(nèi)涵，各高校都在不斷創(chuàng)新以提高信息技術(shù)在學(xué)科中的應(yīng)用。武漢工程大學(xué)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心所提出的“一實(shí)體、三虛仿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革方案，遵從了高素質(zhì)創(chuàng)新人才的成長(zhǎng)規(guī)律，將人性化教學(xué)作為導(dǎo)向，打破傳統(tǒng)界限

進(jìn)行課程整合，取得了顯著成效，催生了一批新教法、新課題和新成果，為同類高校土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革提供了思路和參考。

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Discussion on the reform of civil engineering experimental teaching

system guided by the concept of engineering education certification

WU Qiaoyun， LI Renzhi

（School of Civil Engineering and Architecture， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430073， P. R. China）

Abstract：

From the current situation of Civil Engineering Experimental Teaching Center of Wuhan Institute of Technology， taking the idea of civil engineering professional assessment （certification） as the guideline， analyzing the problems that exist in the experimental system at present， according to the requirements of the current situation of higher education training in China and civil engineering professional assessment （certification）， the experimental teaching system is comprehensively demonstrated from various aspects such as the teaching management system and ?the experimental system. Then the solutions of referred problems are proposed which aim at developing comprehensive and innovative talents for the society. At the same time， under the existing experimental teaching system， combined with the development of civil engineering disciplines， the construction plan of the “one subject， three virtual imitations” future virtual and real combining teaching system is proposed. From personal training program， teaching system reform， and development of civil engineering， this paper elaborates on the far-reaching significance of the experimental teaching system， shows the basic framework of the “one subject， three virtual imitations” experimental system and provides several references and suggestions for others to construct experimental teaching center.

Key words：

civil engineering professional assessment; experimental teaching system; discipline development; off-campus practice base; virtual experiment

（責(zé)任編輯?梁遠(yuǎn)華）