土木水利專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生特色教學(xué)案例庫(kù)構(gòu)建
——以河南工業(yè)大學(xué)為例

鄭德乾，吳梅梅，黃海榮，王 迪

（河南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院 河南 鄭州 450001）

在新的歷史時(shí)期，加大應(yīng)用型人才培養(yǎng)力度已經(jīng)成為國(guó)際研究生教育的主要趨勢(shì)；專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育不只是研究生教育的重要組成部分，還是高層次應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的主要渠道[1]。研究生教育改革發(fā)展的重要任務(wù)是加快推進(jìn)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育綜合改革[2]。習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于研究生教育工作的重要指示，教育部及國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)聯(lián)合印發(fā)的《專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育發(fā)展方案（2020―2025）》等，為加快推動(dòng)新時(shí)代研究生教育的改革發(fā)展提供根本遵循，同時(shí)明確了專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育高質(zhì)量、高效率發(fā)展的必要性[3-4]。

自1991 年開(kāi)始設(shè)立專(zhuān)業(yè)學(xué)位至今，我國(guó)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育經(jīng)過(guò)了從無(wú)至有、培養(yǎng)類(lèi)別由少變多逐步發(fā)展的過(guò)程。尤其是自2009 年來(lái)，伴隨研究生培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的招生，我國(guó)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育開(kāi)始了高速發(fā)展。提高質(zhì)量、內(nèi)涵發(fā)展已成為新時(shí)代研究生教育的首要核心任務(wù)，而如何培養(yǎng)符合企業(yè)要求的具有良好職業(yè)素養(yǎng)的實(shí)踐型人才，是研究生培養(yǎng)單位共同面臨的問(wèn)題[5]。

專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)是在學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行探索，從套用學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)模式開(kāi)始，經(jīng)過(guò)近年來(lái)的發(fā)展探索，形成了人才培養(yǎng)特色和構(gòu)建應(yīng)用導(dǎo)向的多元主體參與培養(yǎng)模式[6]。近年來(lái)，社會(huì)對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育質(zhì)量要求的不斷提升，高校只有不斷改革創(chuàng)新專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育，著眼社會(huì)需求，探索特色化的人才培養(yǎng)模式；加強(qiáng)實(shí)踐性課程建設(shè)，創(chuàng)新教學(xué)模式；加強(qiáng)課程建設(shè)，提高職業(yè)素養(yǎng)，才能符合社會(huì)發(fā)展和國(guó)家建設(shè)的要求，更高質(zhì)量地培養(yǎng)高層次應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才，有力服務(wù)國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。精品教學(xué)案例庫(kù)的建設(shè)不只是規(guī)范案例開(kāi)發(fā)和案例教學(xué)的理論工具，還是包含管理創(chuàng)新和制度優(yōu)化在內(nèi)的系統(tǒng)工程，是推動(dòng)高校人才的培養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合的有效策略，也是推動(dòng)高校人才培養(yǎng)模式改革的高效途徑[7-8]。

河南工業(yè)大學(xué)1998 年獲批結(jié)構(gòu)工程碩士學(xué)位授予權(quán)，2006 年獲土木工程一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)；2010 年獲批建筑與土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士授權(quán)點(diǎn)，2019 年根據(jù)專(zhuān)業(yè)目錄調(diào)整，更名為土木水利專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。學(xué)位點(diǎn)所屬的土木工程學(xué)科長(zhǎng)期致力于倉(cāng)儲(chǔ)建筑基本理論與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，是國(guó)內(nèi)唯一把糧油倉(cāng)廠結(jié)構(gòu)作為主要研究對(duì)象的學(xué)科，研究成果廣泛應(yīng)用于“世行項(xiàng)目”“國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)”“糧食物流園區(qū)”“糧安工程”等四批國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)工程，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，結(jié)合糧油倉(cāng)廠項(xiàng)目工程特色，探索土木水利專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)案例庫(kù)的建設(shè)路徑，有利于進(jìn)一步完善土木水利專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)模式，對(duì)研究生工程能力等綜合素質(zhì)的提升大大有益。

1 建設(shè)目標(biāo)

土木水利專(zhuān)業(yè)學(xué)位的人才培養(yǎng)，要求學(xué)生不僅要具備牢固的理論知識(shí)和系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，還要熟練掌握解決工程各類(lèi)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)使用到的先進(jìn)技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，也需要兼具創(chuàng)新意識(shí)和能獨(dú)立承擔(dān)工程技術(shù)或工程管理工作的能力，以培養(yǎng)出基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、綜合素質(zhì)全面、工程實(shí)踐能力超強(qiáng)，并且極富有創(chuàng)新能力的復(fù)合型、應(yīng)用型工程管理和高層次工程技術(shù)人才，如圖1 所示。

結(jié)合專(zhuān)業(yè)學(xué)位點(diǎn)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)科特色，以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為牽引，制定了“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)特色”的教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)目標(biāo)。“厚基礎(chǔ)”主要是以土木工程領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)，以工程問(wèn)題的原理和應(yīng)用為線索，將基礎(chǔ)理論和公式應(yīng)用要點(diǎn)整合聯(lián)系起來(lái)，促使學(xué)生形成完整合理的知識(shí)體系。“強(qiáng)特色”指彰顯糧油倉(cāng)廠基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域特色；將相關(guān)糧油倉(cāng)廠建設(shè)項(xiàng)目涉及的問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)整合使得與各課程內(nèi)容相匹配，從教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排兩個(gè)維度設(shè)計(jì)了與理論課程體系高度匹配的“知識(shí)理論―特色案例”一體化教學(xué)體系，課堂講解分析，引導(dǎo)學(xué)生思考討論。進(jìn)而將實(shí)踐與社會(huì)需求、人文素養(yǎng)、環(huán)境保護(hù)等統(tǒng)一于工程案例項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和研究中，培養(yǎng)整合知識(shí)運(yùn)用能力，以及知識(shí)、能力、素養(yǎng)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，如圖2 所示。

圖2 教學(xué)目標(biāo)分類(lèi)及案例教學(xué)思路

2 教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)途徑與成效

2.1 教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)途徑

結(jié)合“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)特色”的建設(shè)目標(biāo)，確立土木水利專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生特色教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)過(guò)程，如圖3 所示（p22）。

圖3 案例庫(kù)建設(shè)途徑

2.1.1 生成初級(jí)案例

收集案例素材要遵循時(shí)效性、客觀性、真實(shí)性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性原則，符合“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)特色”的教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)目標(biāo)，能夠在課程教學(xué)中運(yùn)用，并可在相近課程范圍內(nèi)共享。一方面，要著重收集工程中實(shí)際遇到的一些主要難題和解決問(wèn)題時(shí)采取的相應(yīng)技術(shù)措施。譬如對(duì)于深厚軟土地基，需要綜合選擇哪些方法和利用哪種技術(shù)手段來(lái)解決哪一類(lèi)特殊問(wèn)題，最終取得的相關(guān)成果是否可以推廣，知悉理論在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。在課堂上，老師與學(xué)生一起討論現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)基礎(chǔ)工程安全性的影響，還可以進(jìn)一步研究水平荷載對(duì)樁基承載力的影響。另一方面，也應(yīng)重點(diǎn)收集那些反映新施工方法、新工藝、新科技的工程實(shí)際案例。收集的這些重點(diǎn)案例能夠幫助師生及時(shí)地了解到學(xué)科發(fā)展的新動(dòng)向，達(dá)到課堂教學(xué)與科研相結(jié)合的目的[9]。收集工程資料，不僅要進(jìn)行文本資料的收集，也需要盡可能地注意收集現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)照片和錄像視頻資料。從學(xué)校與企業(yè)合作、課題組主持或參與的科研項(xiàng)目依托工程中，收集大量素材，將收集到的素材依據(jù)理論知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)進(jìn)度認(rèn)真仔細(xì)地加以斟酌、整理、篩選、編排、修改、完善和再創(chuàng)造，使其成為符合課堂教學(xué)規(guī)律和與教學(xué)特點(diǎn)相匹配的初級(jí)案例。

2.1.2 案例的實(shí)踐應(yīng)用

案例庫(kù)在土木水利專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生課程中的應(yīng)用，根據(jù)工程技術(shù)發(fā)展和教學(xué)反饋情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)充、改進(jìn)和完善。教學(xué)方式主要采用討論式學(xué)習(xí)，如圖4 所示。課前，學(xué)生通過(guò)在線學(xué)習(xí)方式預(yù)習(xí)相關(guān)案例。由于工科專(zhuān)業(yè)課具有一定的系統(tǒng)性，在學(xué)生掌握了一定的基本知識(shí)后，才可以在課堂上深入了解所講案例，并運(yùn)用案例庫(kù)中的案例，從而獲得理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的效果；課中，教師傳授課本知識(shí)，再預(yù)留1 課時(shí)以用于匹配案例的討論學(xué)習(xí)，由教師來(lái)講解與相關(guān)理論知識(shí)所配套的實(shí)際工程案例，結(jié)合工程案例進(jìn)行新技術(shù)理論教學(xué)的補(bǔ)充強(qiáng)化，依照教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的需要，圍繞工程中實(shí)際存在的問(wèn)題展開(kāi)一系列地描述、分析、思考與討論；課后，通過(guò)案例作業(yè)相關(guān)題目檢查學(xué)習(xí)效果，并搜集相關(guān)案例的反饋意見(jiàn)。

圖4 “厚基礎(chǔ)、強(qiáng)特色”案例庫(kù)教學(xué)模式的構(gòu)建

2.1.3 案例庫(kù)的修正完善

分析并總結(jié)案例應(yīng)用中的反饋意見(jiàn)，提出修正方案，針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行案例補(bǔ)充、修正和完善[10]。

2.2 案例庫(kù)建設(shè)成效

根據(jù)全國(guó)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會(huì)編寫(xiě)的《專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生核心課程指南（試行）》土木水利專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位所列出的核心課程，結(jié)合學(xué)位點(diǎn)實(shí)際，圍繞糧油倉(cāng)廠基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域特色，突出原創(chuàng)性、典型性、先進(jìn)性和創(chuàng)新性，著力打造了《高等混凝土結(jié)構(gòu)理論與應(yīng)用》《結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及其工程應(yīng)用》《巖土工程理論與應(yīng)用》《彈塑性力學(xué)及有限元》《現(xiàn)代土木工程項(xiàng)目管理》等5 門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程的教學(xué)案例庫(kù)，已獲批2 項(xiàng)省級(jí)精品教學(xué)案例庫(kù)、3 項(xiàng)校級(jí)精品教學(xué)案例庫(kù)項(xiàng)目，如圖5 所示（p23）。

圖5 特色教學(xué)案例庫(kù)的構(gòu)建

①省級(jí)精品教學(xué)案例項(xiàng)目——高等混凝土結(jié)構(gòu)理論與應(yīng)用：根據(jù)科研團(tuán)隊(duì)近年來(lái)的研究課題，收集甄選實(shí)際工程案例。涉及受彎構(gòu)件撓度計(jì)算、壓彎構(gòu)件承載力計(jì)算和最大裂縫計(jì)算案例，多種糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)混凝土力學(xué)性能和混凝土高溫抗爆性能試驗(yàn)案例，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能和框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)疲勞性能等工程破壞案例。將工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、新型倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體系、糧食散體物料壓力理論等方面的研究與課程內(nèi)容相結(jié)合，如高大平房倉(cāng)、大直徑淺圓倉(cāng)、樓房倉(cāng)等現(xiàn)已主導(dǎo)倉(cāng)型的設(shè)計(jì)，糧食大堆載、綠色儲(chǔ)糧、特殊工藝需求等復(fù)雜條件下新倉(cāng)型設(shè)計(jì)理論、散體―倉(cāng)體―地基相互作用、災(zāi)后損傷評(píng)估與修復(fù)等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的研究成果。案例目前主要應(yīng)用到河南工業(yè)大學(xué)土木水利專(zhuān)業(yè)型碩士研究生的課程教學(xué)中，已取得了良好的教學(xué)效果。

②省級(jí)精品教學(xué)案例項(xiàng)目——結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及其工程應(yīng)用：為解決課程理論性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)等教學(xué)難點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)引入糧油倉(cāng)廠基礎(chǔ)設(shè)施特色工程案例。案例庫(kù)的編寫(xiě)包含有實(shí)際的糧油倉(cāng)廠工程項(xiàng)目和土木建筑工程學(xué)院往屆畢業(yè)生關(guān)于糧油倉(cāng)廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些過(guò)程稿及計(jì)算稿。借助對(duì)設(shè)計(jì)方案的分析，帶領(lǐng)學(xué)生再現(xiàn)糧油倉(cāng)廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，從而讓學(xué)生參與到糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)和調(diào)整中，并和其他的相關(guān)課程相互滲透，融會(huì)貫通。讓學(xué)生討論筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和地震響應(yīng)，通過(guò)對(duì)實(shí)際筒倉(cāng)的建模、計(jì)算、分析，總結(jié)不同貯料狀態(tài)和不同筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力以及科研創(chuàng)新能力。

③校級(jí)精品教學(xué)案例項(xiàng)目——巖土工程理論與應(yīng)用：從地基沉降、巖土邊坡、基坑開(kāi)挖等方面選取編寫(xiě)教學(xué)案例，并進(jìn)行加工，建立了本課程的教學(xué)案例庫(kù)。將課程內(nèi)容與糧倉(cāng)特色結(jié)合，服務(wù)國(guó)家糧倉(cāng)安全、糧食安全的需求。將新型地下糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)體系、散體物料壓力理論、糧倉(cāng)能源樁基礎(chǔ)等研究前沿與課程內(nèi)容相結(jié)合，考慮糧食―糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)―能源樁基礎(chǔ)―地基的多場(chǎng)耦合作用，積極實(shí)施綠色地基基礎(chǔ)理論在糧倉(cāng)建設(shè)和綠色儲(chǔ)糧領(lǐng)域的發(fā)展，形成相應(yīng)的工程案例教學(xué)的課程體系，并利用信息技術(shù)，形成線上線下相結(jié)合使用及推廣的課程資源。

3 結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代新形勢(shì)，以社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)促進(jìn)人的全面發(fā)展和社會(huì)全面進(jìn)步為背景，對(duì)研究生培養(yǎng)提出了新要求，高校只有不斷改革創(chuàng)新專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育，才能符合社會(huì)發(fā)展和國(guó)家建設(shè)的要求，更高質(zhì)量地培養(yǎng)高層次應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才，有力服務(wù)國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。河南工業(yè)大學(xué)土木水利專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)結(jié)合自身的糧油倉(cāng)廠基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域?qū)W科專(zhuān)業(yè)特色，將按照“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)特色”的教學(xué)案例庫(kù)建設(shè)目標(biāo)，堅(jiān)持內(nèi)涵高質(zhì)量發(fā)展，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，解決企業(yè)需求，有力服務(wù)行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)，切實(shí)提高專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)質(zhì)量，以培養(yǎng)適合行業(yè)特色與發(fā)展、具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)、能力和素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型人才。