“新工科”視闕下土木工程專業(yè)(巖土工程方向)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫建設(shè)改革創(chuàng)新

陳士軍，高金賀，李棟偉，鹿慶蕊，李 鵬，楊 鳳，何 如，陳 鑫

(東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013)

“新工科”一詞源于2017年2月18日教育部在復(fù)旦大學(xué)召開的高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會。隨后，教育部于2017年2月20日啟動(dòng)“新工科研究與實(shí)踐”項(xiàng)目。2017年4月8日，教育部在天津大學(xué)召開“新工科”建設(shè)研討會，形成“新工科”建設(shè)的愿景與行動(dòng)路線[1]。

土木工程作為我國最為傳統(tǒng)的學(xué)科之一，在新工科理念建設(shè)浪潮中，迫切需要樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育新理念。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對人才培養(yǎng)質(zhì)量升華的催化劑[2-4]。但就歷年來教學(xué)改革的分析來看，畢業(yè)設(shè)計(jì)的改革步伐和理念與課程體系改革嚴(yán)重脫節(jié)，致使教學(xué)改革成果在人才培養(yǎng)質(zhì)量的最終量化方面形成了瓶頸[5-8]。畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題和過程的控制又是其質(zhì)量影響的重要因素。因此，基于新工科理念下，先進(jìn)與合理的畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫建設(shè)是土木工程專業(yè)(巖土工程方向)教學(xué)改革迫切發(fā)展的環(huán)節(jié)。

1 畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫選題方向的創(chuàng)新性改革

巖土工程專業(yè)方向多年來的發(fā)展歷程形成了具有傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的局限性。近年來，隨著實(shí)際工程領(lǐng)域的飛速發(fā)展，巖土工程專業(yè)領(lǐng)域向縱深化發(fā)展。同時(shí)，“一帶一路”倡議背景下，催生了國際化需求的迅速擴(kuò)張。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫選題應(yīng)系統(tǒng)化地從基礎(chǔ)工程、地基處理、基坑工程、邊坡工程、地下工程、不良地質(zhì)作用等工程方向進(jìn)行設(shè)置。在題目設(shè)置方面，綜合考慮歷年來課程體系及實(shí)踐教學(xué)體系的教學(xué)改革成果及歷史沉淀的成果，并與土建、交通、工業(yè)、特種行業(yè)結(jié)合，構(gòu)建新興學(xué)科發(fā)展方向和傳統(tǒng)學(xué)科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)“新巖土工程結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)體系”。題目的設(shè)置既涵蓋巖土工程領(lǐng)域發(fā)展歷程中積累的傳統(tǒng)領(lǐng)域，同時(shí)也兼顧近年來實(shí)際工程領(lǐng)域中新興或熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，對基礎(chǔ)工程中逐漸被認(rèn)可的新型樁基技術(shù)、新型基坑支護(hù)技術(shù)、生態(tài)防護(hù)邊坡工程、大型巖土工程不良地質(zhì)段處理、微生物灌漿地基處理技術(shù)(多用于古建筑加固)以及方興未艾的地下綜合管廊建設(shè)等案例中涉及的新問題和新技術(shù)進(jìn)行及時(shí)更新，以確保案例庫建設(shè)既體現(xiàn)巖土工程學(xué)科的傳承特色，亦可體現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代特征。題目主要設(shè)置概要如圖1所示。

圖1 土木工程專業(yè)(巖土工程方向)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫選題方向設(shè)置概要

2 巖土工程方向畢業(yè)設(shè)計(jì)選題內(nèi)涵范圍的改革

巖土工程實(shí)際工程中，工程背景復(fù)雜，影響因素眾多。具體案例庫涉及的實(shí)際工程復(fù)雜程度、規(guī)模大小、工程重要性等級等方面存在很大差異。鑒于此，依據(jù)選題內(nèi)涵所涉及的范圍等方面差異，同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)、分析、法律、施工、管理、經(jīng)濟(jì)等各要素環(huán)節(jié)，將畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫分為簡易工程設(shè)計(jì)型、復(fù)雜工程設(shè)計(jì)型、技術(shù)突破科研型、新技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新型?？紤]學(xué)生畢業(yè)后的去向，基于學(xué)生未來發(fā)展方向?qū)ζ溥M(jìn)行特定的能力培養(yǎng)，如應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的畢業(yè)生大多從事施工技術(shù)工作，應(yīng)建議其選擇工程設(shè)計(jì)型案例展開畢業(yè)設(shè)計(jì)，具體如基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)等，其工程設(shè)計(jì)型的案例數(shù)量比例應(yīng)高于其他類型案例；畢業(yè)后選擇讀研或從事技術(shù)開發(fā)工作的學(xué)生，應(yīng)為其設(shè)定技術(shù)突破科研型或新技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新型案例庫，如新型支護(hù)技術(shù)、新型地基處理技術(shù)的應(yīng)用等，但建設(shè)案例庫應(yīng)考慮學(xué)生的接受能力，難易適中，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識扎實(shí)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、科學(xué)基礎(chǔ)厚、創(chuàng)新意識強(qiáng)的能力。具體地，依據(jù)學(xué)生畢業(yè)去向設(shè)定畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫選題范圍改革概要如圖2所示。

圖2 土木工程專業(yè)(巖土工程方向)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫題目內(nèi)涵涉及的范圍概要

3 實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程控制的多維一體化管理

畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫依據(jù)培養(yǎng)方案制定的學(xué)時(shí)周期，制定合理的進(jìn)度控制和質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)，這是本課題實(shí)現(xiàn)案例庫的一個(gè)特定的新功能。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過程中充分利用本課題實(shí)施單位的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地資源，為工程設(shè)計(jì)實(shí)踐型的學(xué)生配備校內(nèi)理論指導(dǎo)老師和企業(yè)導(dǎo)師。針對進(jìn)一步攻讀研究生學(xué)位的畢業(yè)生，為其配備科研經(jīng)驗(yàn)豐富的研究生導(dǎo)師，基于科學(xué)研究型和技術(shù)開發(fā)型案例展開畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，在此過程中，學(xué)校宏觀把握文獻(xiàn)調(diào)研、選題、案例庫選題、開題、中期檢查和答辯的總體進(jìn)度，企業(yè)、設(shè)計(jì)院及其他科研院所多單位共同參與，通過多方監(jiān)控學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程與質(zhì)量過程控制，定向?qū)Ξ厴I(yè)設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的PCDA質(zhì)量管理模式，進(jìn)而對畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程控制實(shí)現(xiàn)多維一體化的管理，拓寬畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫的管理與質(zhì)量控制功能?；诎咐龓旖ㄔO(shè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)多維一體化過程如圖3所示。

圖3 多維一體化控制流程

4 將“新工科”理念及“一帶一路”倡議背景融入土木工程教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例標(biāo)準(zhǔn)化改革

教育部在復(fù)旦大學(xué)召開的高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會上探討了“新工科”的內(nèi)涵特征、“新工科”建設(shè)與發(fā)展的路徑選擇。在“一帶一路”等背景下，迫切要求高校培養(yǎng)的土木工程專業(yè)畢業(yè)生既能滿足國內(nèi)多樣化工程能力的要求，又能滿足國際化工程能力的要求。本課題制定的案例庫畢業(yè)設(shè)計(jì)方案應(yīng)具有對應(yīng)的能力培養(yǎng)要求?；诖斯δ芤螅菊n題的實(shí)施將以項(xiàng)目組成員為核心紐帶，并與相關(guān)企業(yè)等技術(shù)人員共同對畢業(yè)設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行研究探討，兼顧國內(nèi)傳統(tǒng)巖土工程領(lǐng)域的需求和新興(熱點(diǎn))工程問題的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式化。以案例庫基坑支護(hù)技術(shù)模塊建設(shè)為例，案例庫資料內(nèi)容如工程地質(zhì)條件等應(yīng)盡可能地符合真實(shí)性的特點(diǎn)，即從工程實(shí)踐或文獻(xiàn)資料中調(diào)研而來，但細(xì)節(jié)可稍做修改，如工程背景可適當(dāng)調(diào)整，為學(xué)生在選擇基坑支護(hù)技術(shù)方案留有足夠的空間，既兼顧傳統(tǒng)的支護(hù)方案整體穩(wěn)定性計(jì)算、坑底抗隆起計(jì)算、基坑降水設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)中手算和電算比例適合，也需充分考慮“新工科”形勢下支護(hù)方案是否能滿足與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，且滿足當(dāng)前國際化大視野下支護(hù)新技術(shù)的浪潮，深度融合“一帶一路”背景下國際化企業(yè)的需求，從而將“新工科”理念及“一帶一路”背景融入土木工程案例庫教學(xué)中，為社會培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)功底同時(shí)兼具創(chuàng)新實(shí)踐能力的土木工程人才。

5 改革預(yù)期目標(biāo)

(1)“新工科”理念下突破巖土工程方向畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的瓶頸，探究“新工科”理念下土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化方案。

(2)建立多功能的土木工程專業(yè)(巖土工程方向)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，體現(xiàn)前期理論課程體系與后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的相關(guān)性。

(3)建立完善、實(shí)用的畢業(yè)設(shè)計(jì)信息管理平臺資源，逐步培養(yǎng)巖土工程方向?qū)W生具有科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的能力。

6 結(jié) 語

結(jié)合“新工科”對人才的需求，從土木工程專業(yè)(巖土工程方向)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫的選題方向、選題內(nèi)涵以及過程控制和設(shè)計(jì)方案等方面進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，建立多功能的土木工程專業(yè)(巖土工程方向)畢業(yè)設(shè)計(jì)案例庫，逐步完善畢業(yè)設(shè)計(jì)信息管理平臺資源，進(jìn)而培養(yǎng)巖土工程方向?qū)W生具有科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的能力。