時間:2022-02-10 23:45:08
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土木工程新材料論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
土木工程材料課程面向土木工程、工程管理等多個專業,課程具有以下特點[3]:內容龐雜零散,課程很多,內容之間的邏輯關系不強,需要記憶的多;課程的實踐性很強,相對于工科的其他課程而言,土木工程材料的各部分內容和知識點之間的邏輯性不強,彼此之間的聯系也不大,故很多內容需要學生強化記憶,形成對材料的常識性認識,上述特點,使慣于通過邏輯推理來領會,掌握知識點的工科學生較難適應。傳統的土木工程材料實驗課,一般模式為[4]:老師先介紹實驗原理、目的、儀器設備、注意事項等,學生按教師或教材所講的步驟重復實驗,讀取數據,驗證規律、公式或性質,這種教學模式實質上是以教師為中心,學生處于一種被動從屬的地位,缺乏實驗主動性和興趣性:以驗證理論為目的,實驗內容單一,實驗數據少,分析無對比性,不能對課堂理論融會貫通進行分析;不利于提高學生發現問題和解決問題的能力,不利于引導學生突破思維的障礙,不利于學生創新思維方法的形成,不利于學生智能的發展,不利于學生在實驗過程中各種能力的培養。
2土木工程材料教學改革途徑
2.1理論教學體系改革
2.1.1根據材料的發展與市場需求的變化及時更新教學內容
根據建筑技術的發展與市場需求的變化,跟蹤新材料、新技術的發展與國家產業政策的變化,及時更新教學內容,幫助學生掌握最新材料知識。考慮到土木工程材料不可能涵蓋所有的新材料,因此選擇當前市場容量大的、對建筑工程造價影響比較大的,而且符合國家產業政策的新型土木工程材料進行跟蹤并補充到土木工程材料課程教學內容中,同時淘汰已過時或者不符合國家產業政策的材料。為此在教學過程對教學內容進行了以下調整:1)墻體材料淘汰黏土磚等國家已明令禁止使用的產品,相應地補充了建筑砌塊、灰砂磚及復合保溫墻體材料等。2)針對市場上大量采用墻體保溫技術,增加了聚苯乙烯泡沫板及塑料泡沫塑料板及其內外保溫技術的內容。3)根據市場需求,淘汰瀝青油氈的內容,加強SBS、橡膠改性瀝青卷材與高分子聚合物卷材的教學。
2.1.2鼓勵學生深入建材市場了解最新建材行情,撰寫調查報告
鼓勵學生利用課余時間走進當地比較大的建材城,了解最新市場行情,了解市場上不同用途的建材的價格、產地、銷量等信息;對市場上最新出現的建材進行記錄、拍照,通過詢問商家或者查閱網絡等方式了解這些材料的用途、性能等信息,并撰寫調查報告,將其作為期末考核的內容。通過以上教學,學生不僅掌握了當前工程上使用的新型土木工程材料的基本性能與應用技術,而且提高了學習新材料、新技術的能力。
2.1.3開展互動式、啟發式教學
為了培養學生的主動思維能力,授課時可先提出幾個問題,讓學生帶著問題聽課。通過組織課堂討論可以有效的提高學生分析問題和解決問題的能力,培養學生的積極思考和創造精神。例如,在講解建筑砂漿的技術性質時,先提出生活中的抹面砂漿表面開裂這一常見問題,讓學生獨立思考后進行討論,討論中通過點評引導學生從材料的組成和結構來推理砂漿的變形性質特點;再通過與混凝土組成材料差異性的比較,使學生加深理解混凝土和砂漿的技術性質。在講述石膏和石灰的特點時,可以準備好這兩種材料及兩個燒杯和一根搗棒,告訴大家這兩種白色粉末分別是石膏和石灰,如何用一種簡易的辦法區分,然后請兩位同學分別向燒杯內加水,大家就會看到其中一個燒杯內反應劇烈,同時請另一位同學在另一個燒杯內用搗棒快速攪拌,大家就會看到開始可以快速攪動,逐漸就慢了下來直至停止,且整個過程在數分鐘內完成,這樣不用多講,同學們對于石灰的劇烈水化反應及石膏的快速凝結特性就會一清二楚且印象深刻。在講解混凝土內容時,先講解混凝土性質和配合比的理論,再帶學生參觀現場混凝土的配置、攪拌、運輸、澆筑、搗實等過程,對混凝土的性質、配合比設計等理論有了進一步的理解,再布置題目讓學生自己完成一個配合比的設計過程。通過理論與實踐相結合,提高了學生的實踐能力,充分挖掘學生潛能,培養學生學習興趣。
2.1.4改變刻板的傳統板書模式,靈活運用多媒體教學
適當采用多媒體教學,通過聲、圖、文將課堂內容形象地載入到學生面前,能夠充分調動課堂氣氛,使學生積極地參與課堂,思考老師的問題,甚至當堂提出自己的疑問,而且在課后對課堂內容的印象也比較深刻。在講授過程中,除了簡單扼要地在課件中顯現本課堂的主要知識點外,老師還需要恰如其分地加入一些“輔助材料”,以幫助學生對材料及其性能形成直觀的認識,加深學生對知識點的理解。
2.2實踐教學體系改革
傳統實驗教學以驗證性試驗為主要教學內容,且多以課堂上教師先講解、演示、學生再模仿、操作的形式來組織教學,學生參與實驗的積極性不高,難以達到理想的實驗教學效果,因此,探索一種有利于培養學生創新意識、工程素養和科研能力的土木工程材料實驗教學模式十分必要。
1)結合工程實例突出土木工程材料基本性能與工程應用特性的教學,重點培養學生的工程概念與工程材料應用能力。土木工程材料與我們的實際生活聯系非常密切,學生在實際生活中已經積累了不少生活經驗,因此通過實際工程實例講述土木工程材料的基本性能與工程應用特性,可以幫助學生理解和記憶工程概念,即將不全面、不規范的直接經驗用科學規范的術語表達,全面理解和掌握材料的基本性能與工程應用特性。如在講述“水泥體積安定性”時,列舉了“國內某建筑施工時,底板混凝土澆筑后10d左右,表面局部隆起、開裂”這一典型工程實例,在此基礎上介紹水泥體積安定性不良導致的危害,引起體積安定性不良的原因,國家水泥標準對其的規定等。學生通過實例直觀地認識到了水泥體積安定性不良的危害性,因此對水泥體積安定性不良的原因非常關心,同時很容易理解國家水泥標準有關水泥體積安定性不良的相關規定。
2)保證既有實驗項目的基礎上,添加新材料、新技術的實驗項目。除掌握土木工程材料基礎性能外,可適當添加相關新材料、新理念、新技術的實驗。例如目前人們普遍關心混凝土耐久性問題(關系到節能、節約資源等),以及建筑材料生產應用帶來的生態問題(涉及到環保、溫濕效應等),可以考慮設計相關的實驗內容(如加氣混凝土砌塊、空心磚、保溫砂漿、防水卷材、環保涂料等),加入到已有實驗教學中,使土木工程材料教學的內容與時代進步相適應[5]。
1.1校企密切合作,共商人才培養方案
為滿足區域經濟發展對土木工程專業人才的需求,校企聯合,優化教學計劃的方向模塊必將成為地方高校土木工程專業發展的必由之路。地方高校土木工程專業應該始終以服務地方經濟建設為辦學宗旨,以培養高素質“應用型”工程技術人才為辦學目標,深入用人單位廣泛開展調查研究,深入分析研究本行業人才需求狀況,準確把握用人單位對人才素質、能力和知識結構的要求,進一步密切與用人企業的聯系,與企業合作共同確定人才培養方案。根據上述指導思想,鹽城工學院土木工程學院2011年的教學計劃中,吸收和借鑒國內外工程教育的先進經驗,緊密結合當前國內“卓越工程師教育培養計劃”的要求,在廣泛征求用人單位意見的基礎上,設計了“2.75+1.25”的土木工程專業培養計劃,把4年的培養過程分成兩個部分:“2.75”指在校進行理論課程和部分實踐課程的學習時間,“1.25”指在校內實驗實訓和在企業學習的時間,以實踐訓練為主,包含部分專業技能課程,使學生在提高工程實踐能力的同時,盡早與用人單位接觸,適應用人單位的要求,縮短企業對人才培養的周期。事實證明“校企密切合作,共商人才培養方案”的實施,密切了校企關系,提高了辦學質量,為高素質“應用型”人才的培養奠定了堅實的基礎。
1.2力學材料并重,構筑課程教學體系
力學是構建土木工程學科重要的理論工具,材料是土木工程技術創新的動力和源泉,力學和材料是培養學生建造能力的基礎。設置以力學為中心的課程群,既聯系到數學和物理,又聯系到結構和巖土工程,強化力學課程群的教學,即強化專業基礎中主干課的教學。當代新型建筑材料不斷涌現,種類豐富的建筑材料應用于結構,將產生新型結構體系,種類豐富的建筑材料應用于施工,將產生新構造、新工藝、新技術,材料類課程對于土木工程來說十分重要。為此,改革“土木工程材料”和“土木工程施工”等課程,增加“新材料性能測試”設計性、開放性試驗課程,增加“趣味結構力學實驗”和“新材料結構模型創新實踐”的選修課程十分必要。基于此,地方高校必將培養出基礎扎實、富有創新精神和創新能力的“應用型”人才。
1.3遵循“卓越計劃”,鍛造學生建造能力
以實施“卓越工程師教育培養計劃”為導向,構建“建造能力”的培養模式。為了適應地方經濟發展對人才的需求,建立和完善產學研合作關系,校企共建穩定的校外課堂,建設校外課堂教學的師資隊伍和基礎設施,那么建立一套公正、合理、準確、全面的學生成績評價制度則更為重要。在人才培養過程中,注重以實際工程項目為載體,圍繞項目的策劃、設計、實施和運行等環節,開展以小組為單位的學習、研究工作,解決工程實際問題,完成工程建設任務。同時,在此過程中培養學生的團隊精神,提高學生的學習能力,讓學生領會從事工程師崗位的工作方法。因而以“土木工程施工”、“工程項目管理”和“建造技術與管理”等課程教學模式為試點,努力鍛造學生的建造能力。
1.4培養引進并舉,優化師資隊伍
以高水平、工程型教師隊伍建設為保障,提高師資隊伍的科研水平和解決工程實際問題的能力。地方高校應該積極采取培養和引進相結合的措施,努力加強師資隊伍建設。教師隊伍建設是地方高校土木工程專業“應用型”人才培養的核心之一,在一批國家和省市級科研項目的基礎上,采取多種方式鼓勵教師承擔科研項目,促進教師專業水平的提高。同時,聘請企業中高水平的技術人員到學校擔任兼職教師,派送專任教師隊伍中年輕博士去企業鍛煉,解決工程技術難題,提高實踐創新能力。通過科學研究和參與工程實踐攻關相結合,地方高校一定能夠建設一支高水平“工程型”的教師隊伍。
1.5完善評價體系,保障人才培養質量
地方高校應以教學管理制度為依據,努力完善教學管理與監控機制。在認真執行學校各項教學管理制度的基礎上,根據土木工程的特點,積極改進并完善教學質量保證體系,該體系分為教學質量管理系統和教學質量信息系統兩部分。鹽城工學院土木工程教學質量管理系統由兩個亞系統組成:一是分管本科教學工作的副院長→學院教務科→系(中心)→教師(實驗技術人員);另一個是分管學生工作的書記→學生科→輔導員、班主任→學生班干部→學生。這是一個逐層向下監控,逐層向上負責的質量管理系統。而教學質量信息系統包括質量信息的采集、處理與反饋等,正是由于鹽城工學院土木工程專業持續完善了質量評價體系,因而其人才培養質量顯著提高,其成功經驗可為地方高校土木工程專業的教學改革提供借鑒和啟迪。
二、突出特色,理論與實踐并重,造就高素質人才
由于地方高校土木工程專業以培養“基礎實、技能強、素質高”的“應用型”高級土木工程專業人才為目標,因而地方高校更應“重基礎理論、重創新精神、強實踐技能、強綜合素質”的人才培養模式,優化課程結構體系,貼近地方建筑實際,夯實專業理論基礎,突出建造能力的培養。每個地方高校都有其自身發展歷史,具有一定的特點、特色,因而突出特色,理論與實踐并重必將成為土木工程專業建設的必由之路。鹽城工學院2005年土木工程專業成為學校“小范圍、大幅度”四個試點改革專業之一,2009年通過江蘇省特色專業建設點驗收,成為省級特色專業,2010年成為國家特色專業建設點,形成了比較完善并具有一定特色的教學計劃和課程體系,為學校土木工程專業建設奠定了良性循環基礎。
2.1理論教學夯實專業基礎
地方高校土木工程學院應該在院長領導下,由學院分管教學的副院長、專業系主任與企業專家共同制訂各專業教學計劃。力學和材料科學作為從事土木工程工作的重要理論基礎,在教學計劃中處于十分重要的位置。土木工程專業通過搭建“五大力學”(理論力學、材料力學、結構力學、土力學和水力學)與土木工程材料并重的教學平臺,來體現“力學材料并重”的理論教學特征。同時將“彈性力學”和“新型建筑材料”列為選修課,以適應行業發展需求,拓寬學生知識面,為學生未來發展打下一定基礎,并且突出特色,努力編寫適合自身土木工程專業發展的精品課程。如《工程力學》、《結構力學》和《土木工程材料》等。
2.2實踐教學突出建造能力
地方高校土木工程專業大多數學生畢業后將在施工一線工作,具有出眾的建造能力是該專業畢業生受用人單位歡迎的重要原因。一方面,地方高校要注重加強內涵建設,不斷完善實驗條件,強化學生建造能力的培養;在實踐教學中,讓學生深入生產一線,與建筑工人打成一片,學在工地、吃在工地、住在工地,強化設計能力,積累施工經驗,由工地對學生進行考核,由工人對學生作出評價,在工地工程師與學校教師共同指導下完成實踐教學任務。另一方面,地方高校應該對照行業標準和注冊建造師的培養標準,努力創造條件在校內搭建施工實訓現場,通過學生自主設計、自行搭設模板和腳手架等,培養學生的實踐動手能力。
2.3通識課程體現素質培養
地方高校還應高度重視教書育人理念的確立,高度重視優良學風的形成,高度重視學生自主學習能力和綜合素養的培養。只有通過通識課程、公共課程的開設以及學生課外活動的安排,才可培養學生良好的綜合素質。例如,通過國家法律法規以及與環境保護等方面課程的學習,培養學生的法律意識、質量意識、環保意識、節能意識;通過參與企業項目和現場教學,培養學生的工程意識,提高學生的實踐能力;通過實施全方位、多層次的藝術素質教育,拓展學生的人文藝術修養等。
三、落實畢業設計目標,切實踐行“應用型”人才培養
畢業設計是工科專業教學質量的集中體現,是指導學生綜合運用所學的基礎理論、專業知識和基本技能,分析解決實際問題,使學生得到從事實際工作所必需的基本訓練和進行科學研究工作的初步能力。與一般教學實踐環節相比,有其顯著的特點,它是畢業前最后的綜合訓練階段,是學生學習、研究和實踐成果的全面總結。土木工程專業的畢業設計應注重工程實踐性、適用性,特別是以培養“應用型”人才為主旨的地方本科院校,更應根據學生的特點和條件,選擇合理的畢業設計題目,鼓勵學生到設計、施工或監理單位實習,以提高其實踐能力。
3.1精心組織,嚴格遴選畢業設計指導教師
地方高校土木工程專業應該嚴格遴選畢業設計指導教師,畢業設計(論文)指導教師應由具有實際設計(科研)工作背景和有指導經驗的中級職稱以上相關專業的教師、工程技術人員擔任,為了進一步落實“應用型”人才培養方案,應該適當增加校外指導教師的比例,特別是聘請理論和實際工作經驗豐富的高級工程技術人員。基于此,培養學生嚴謹求實的科學態度和一絲不茍的工作作風。
3.2把握關鍵程序,提升畢業設計質量
畢業設計開題、中期檢查和畢業設計答辯為畢業設計的關鍵步驟,決定著地方高校土木工程專業畢業設計的總體質量。通過畢業設計開題報告,學生查閱文獻資料,了解選題的研究背景和已有成果;通過中期檢查則可督促教師的指導進度,檢查學生畢業設計內容的正確性,考核教師和學生在畢業設計中的總體表現,提出整改意見,為畢業設計順利展開提供保證;通過畢業答辯,完成對學生整個畢業設計的全面評價,也是對指導教師的最終考核。總之,通過以上關鍵程序,可以切實把握地方高校土木工程專業“應用型”人才培養的最后一關,為社會輸送合格的土木工程建設者。
四、結語
土木工程材料 實驗課程 綜合創新
一、引言
隨著我國建筑、交通和煤礦行業的快速發展,土木工程人才激增,對土木工程人才培養提出了更高要求。既要有扎實的專業理論,又要有良好的實踐能力,才能滿足社會主義現代化建設需要。土木工程本科教學實踐證明,高水平實驗教學有助于學生掌握基礎知識、增強感知和提高實踐能力。
《土木工程材料》課程是土建類專業基礎課,由理論、實驗兩個環節組成,其實驗課是學生實踐的主要渠道。基于我校卓越土木工程師人才培養計劃及土木工程專業本科教育評估要求,結合土木工程實驗教學示范中心的建設目標,原驗證性實驗教學已不適應人才培養的要求,需要對實驗教學進行革新。
二、土木工程材料實驗課程特點及現狀
1.實驗項目多,周期長,學時少
由于土木工程材料種類多,實驗項目多,內容繁雜,授課周期長。鑒于我校土木工程材料課程學時少(32學時),專業課難以完成,往往壓縮實驗課時(8學時),連常規材料實驗都難滿足,更何況進行所有材料實驗。比如水泥、混凝士等材料研究是做試件、養護、測試,而且測試組數多,所以實驗周期長。因此,在實驗教學中必須著重考慮學時問題,統籌合理安排,以保障正常實驗課程的進行。
2.內容陳舊,缺乏聯系實際,創新少
目前,土木工程材料實驗課以驗證性實驗為主,缺乏綜合設計實驗項目,不利于培養學生綜合創新能力。且建筑材料水泥、混凝土性能實驗研究模式單一,內容陳舊,導致學生學習興趣低。因此,在做材料基礎性能實驗時,要適當添加新材料、新技術的實驗,充實實驗內容,加強創新能力培養。例如人們關心的高性能混凝土問題,摻加外加劑對混凝土性質的影響,以及使用帶來的環境問題等。
3.學生多,師資不足,儀器設備少
由于擴招導致實驗師資隊伍緊缺,在職工所占比例過低,專任教師偏少,實驗教師身兼數職,負擔重,精力不足,嚴重影響教學質量;加之設備儀器硬件設施有限,一般是大班上課,教師演示,學生看,操作機會少,導致學生動手能力差。鑒于集體上課,學生不重視,嚴重影響教學效果。師資、設備是實踐教學的基礎,加大投入,提高意識,實驗教學質量才能上高臺。
4.實驗教學評價體系、規章制度不完善
在實驗室建設中往往重視物的投入,忽視人的作用,實驗室不單是設備儀器和實驗大樓,實際上是資源的集合體。多數高校對教師評價以科研、論文為主體,教師時間和精力主要放在科研上,缺乏合理教學評價。特別是擴招后學生數量大幅增加,師資、設備儀器、實驗室管理紛亂,一定程度上影響了實驗教學。只有合理配置教學資源、提高教學質量,滿足培養綜合創新人才的要求,才能建好實驗教學評價體系。
三、土木工程材料實驗課程的優化措施
1.優化實驗教學內容和教學模式
土木工程材料課程涵蓋專業較多,教學中必須結合專業自身,優化教學內容。如將原來“砂石實驗”與“混凝土和易性―強度”綜合,并與混凝土配合比設計結合,使之成為一個綜合設計實驗。以“綜合設計”模式替代“驗證”模式,打破教學形式呆板,學生處于被動狀態。針對道橋、建筑、給排水專業分別增設“瀝青混合料”“木磚性能”“管材性能”實驗等。由于實驗學時少,且有些實驗持續時間長,無法保證課內全部完成。采取課內、外實驗相結合模式,利用課余時間完成實驗,擴大學生視野。
與理論教學相比,實驗教學操作性強,更宜采用多媒體教學,既可以提高學生興趣,又能把校內、外實習基地相結合,使學生切身體會實際問題,突出實踐創新能力的培養。
2.加強綜合創新性實驗
土木工程材料實驗大都是水泥、砂石等常規試驗,如水泥細度、標準用水量、砂石篩分實驗等。在把握基本實驗原則下,強調綜合,鼓勵創新。綜合創新實驗的重要特征是發揮學生主體性,內容要有深度。例如,混凝土配合比實驗整合了粗、細骨料性能,拌合物和易性調整、立方體抗壓強度等多項實驗,涉及多個知識點,成為一個完整、連貫性很強的綜合設計試驗。在上述實驗基礎上,針對建筑研究熱點,就再生混凝土、無損檢測、建筑節能等內容,提倡學生進行實驗研究。由老師出題,學生選題,并獨立完成實驗各項步驟,以此加強創新能力的培養,增強學生專業認識,繼而實現提高教學質量目標。
3.建立新的實驗教學評價體系
以往實驗教學都統一納入理論教學中,對實驗教學沒有任何評價,只要學生考好試就能拿高分,嚴重影響了實驗質量。對此,完善實驗教學評價體系,教師依學生實驗表現和成果,綜合評價實驗成績,再按一定比例計入最終成績,該制度的實施鼓舞了學生對實驗的興趣,主動和教師聯系做實驗,不但掌握了理論知識,而且提高實驗技能。教學中教師和學生是主體,尤其是學生,最有資格評判教學質量。同時師生在教學中角色不同,對問題的判斷也不同。因此,宜采用學生、同行、領導及教師自我進行綜合評價,以實現教學質量評價可靠度。實驗教學質量評價體系中設有教風、業務能力、教學文本、教學質量、教學管理、教學改革六項指標,促成了以考查實驗教師教學質量為核心的新體系建立。
4.加強實驗室建設與實驗教學資源的投入
設備是實驗教學改革的基礎,是提高實驗教學質量的硬件。士木工程材料品種多,材料發展日新月異。因此,實驗室還應設置更新材料樣品,便于直觀教學。增置多媒體設備,方便演示,使學生充分了解實驗過程和方法,拓展學生知識面,達到實驗教學的基本要求。同時加強管理,健全體制,我院實驗中心實行院、系兩級管理,學院負責指導,中心實行主任負責制。要建設好實驗室,充分發揮實驗培養學生創新功能,不僅需要儀器設備,更需建設一支高水平、高素質、結構合理的實驗隊伍,盡量保持實驗隊伍的穩定。通過學習、考察等方法讓教師接觸工程實踐,深入單位學習,提高實驗隊伍的素質。總之,實驗室建設將是一個不斷完善的過程。
四、結語
實驗教學是高等教育中培養學生實踐和創新能力的重要途徑,是完成高等教育人才培養目標的重要教學環節。鑒于土木工程材料實驗課存在的一些問題,如何有效地組織和實施實驗教學。近年來,筆者以培養學生綜合設計創新能力為目標,不斷優化教學內容和模式,完善實驗教學評價體系,加強實驗室建設投入,使學生科學實驗能力及教學質量得以提高。
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關鍵詞 土木工程專業 創新人才 人才培養模式
中圖分類號:G642文獻標識碼:A
Creative Talent, Creative Talent Training Mode of Civil Engineering
Major in Higher Undergraduate Universities
LI Jia
(Civil Engineering School, Hu'nan Engineering College, Xiangtan, Hu'nan 411101)
AbstractThis paper, begin with the current situation and existing problems of Civil Engineering Undergraduate’s Creative Talent training in applicational college, to explore Civil Engineering priciple for innovative talents, also put forward several proposals for this.
Key wordscivil engineering major; creative talent; creative talent; training model
引言
在創新型應用人才培養教育大力發展的今天,社會經濟的發展對創新型人才的能力范疇提出了更高更多的要求。簡單地說,符合當前社會經濟發展要求的創新型人才應具備各種綜合素質,主要包括:品質素質、心理素質、知識素質、能力素質,同時應具備戰略眼光和科學的思維方式等。其中,綜合性創新能力是綜合型人才素質的核心能力。當代大學生創新意識的高低、創新思維的好壞和創新能力的強弱,對國家未來經濟的發展有著至關重要的影響作用。面對21世紀知識經濟的挑戰,在高等教育中,如何加強學生創新能力的培養,己經成為當前我國高等教育改革的重要課題之一。
1 當前我國高校土木工程專業人才培養模式現狀
縱觀國內高校土木工程專業的人才培養模式,主要有兩種:一種是研究型的人才培養模式,注重培養寬厚的基礎知識、扎實的理論基礎、較高的綜合素質的研究型人才。另一種是應用型的人才培養模式,注重培養必備的知識和技能,較強的動手能力,畢業后能基本上從事土木工程項目的設計、施工和管理的應用型人才。
2 當前我國高校土木工程專業人才培養模式中存在的問題
(1)注重理論教學,忽視實踐環節教學。長期以來,我國高等教育受前蘇聯高等教育模式的影響,教學過程中一般重視對基礎理論知識的講解而忽略了實踐環節教學,基礎理論課課時的安排遠超過實踐環節課時的安排。這樣培養出來的學生對專業理論知識的掌握比較扎實,但缺乏動手能力。
(2)課程體系的設置陳舊,缺乏與時俱進的改革。各高校現有的課程體系設置過分注重德育課程的教學,《思想道德修養與法律基礎》、《中國近現代史綱要》、《基本原理》、《思想》和《中國特色社會主義理論體系概論》等課程所占的課時比重比較大。特色課程和體現環境理念的課程比較少,部分高校還是空白。這樣的課程體系設置不利于培養新形勢下應用型的土木工程專業人才。
(3)注重“通才”的培養模式,忽視“專才”的培養模式。現有的人才培養模式注重“通才”的培養,強調“厚基礎、寬口徑、強理論”。但是,過分強調“通才”教育顯然不適合21世紀土木工程專業人才培養的要求。隨著社會對土木工程專業人才提出的新要求,土木工程專業課程的設置和教學環節的安排應該要有新的變化。
(4)現有的實踐教學環節中,教學內容的安排不合理。實踐教學環節中內容缺乏新知識、新技術和新材料的應用,實驗設備比較陳舊,而且大部分設備的使用率不高,實驗室的管理體制不健全,學校內部各實驗室之間的橫向交流較少,更談不上學校與學校之間的相關實驗室的交流。
(5)土木工程專業教育中缺乏環境保護知識的講授。注重環境保護、打造綠色建筑已經成為全世界建筑業的共識和潮流。因此,土木工程與環境保護的關系在土木工程專業教育中日顯重要性。當前,國內各學校在土木工程專業的教學中忽視了環境保護方面課程的設置,大多數只將環境保護作為通識課程。國外一些知名大學的土木工程專業與環境保護的關系上結合的十分緊密,比如,麻省理工學院土木與環境工程系設有土木工程、環境工程學及土木與環境工程三個本科專業;加州大學伯克利分校的土木與環境工程專業設有更多的主修專業領域,包括施工工程、環境工程、土木工程、結構工程、結構力學、結構材料工程和交通工程等七個專業領域。
3 完善我國高校土木工程專業人才培養模式的對策
(1)重視理論聯系實際的同時,適當增加實踐教學環節的比重。土木工程專業是一個實用性非常強的專業,應注重培養學生的實際動手操作的能力,應進一步強化專業應用能力的培養,使之符合土木工程專業應用型人才的培養規律。堅持理論教學與實踐環節教學相結合,把實踐環節的教學內容融入到土木工程專業應用型人才培養體系的各個環節中,進一步建立和健全合理的、科學的土木工程專業應用型人才培養的課程體系和人才培養體系。在注重完善實踐環節的教學同時,進一步加強理論基礎課程的教學。堅持理論教學和實踐環節教學兩手抓,兩個教學體系取長補短、優勢互補。進一步建立和完善對所培養的學生掌握理論知識和實踐知識的考核評價標準體系,從培養體系的效果來逐步完善人才培養體系的構建。
(2)與時俱進地完善課程體系的設置,體現時代對土木工程專業的要求。各高校應對土木工程專業的課程體系設置進行重新的審視和調整,應緊密關注市場對土木工程專業人才需求的變化,各高校對土木工程專業人才的培養應隨市場需求的變化迅速做出相應的調整,對現有的課程適時地更新課程內容,遵循市場需求的規律增加新課程。調整后的課程體系設置應適用當前社會經濟發展的特點,做到既要涵蓋本專業所必備的知識領域又要重點突出土木工程專業獨具的特點:對基礎理論和基本知識要求高,所涉及的相關知識領域應當廣泛和實用。新的課程體系可以考慮以下三個方面:建筑設計方面、建筑經濟方面和施工工作方面,但不局限于這三個方面。學生可根據自己的專業基礎情況、興趣愛好和將來發展的方向有選擇性地進行相關的專業課程的學習,使之符合時代對土木工程專業人才的要求。
(3)建立和健全“通才”培養模式與“專才”培養模式的相結合培養體系。隨著科學技術的飛速發展,學科與學科之間的交叉現象越來越頻繁,學科的邊緣現象和邊緣效應也逐步凸現。土木工程專業也不例外。土木工程專業與其他學科之間的相互交叉、相互滲透,使得土木工程專業的發展趨向于綜合化發展。各高校在當前的形勢下,應進一步結合自身的優勢建立和健全“通才”培養模式與“專才”培養模式的相結合培養體系。這樣,培養出來的畢業生就更能符合公司或企業人才的需要:具有一定專長的、應用型的土木工程專業人才。
(4)進一步完善“產、學、研”的聯動培養機制,注重兩個聯合培養模式。各高校應進一步完善“產、學、研”的聯動培養機制,注重學校與學校之間的縱向聯合培養模式、注重學校與企業、社會橫向聯合培養模式。要使培養出來的應用型人才適應社會和經濟發展的需求,加強學校與社會、企業的聯系,經常組織教師和學生深入施工一線。按照用人部門對應用型土木工程專業人才的需求來進一步修訂教學計劃,改革教學內容。學生深入施工一線可以親自了解工程技術人員是如何組織施工的,是如何把專業知識融入到組織施工的實踐中。在人才培養的周期內,各高校也可以定期或不定期地邀請一些公司、企業的專家來學校給學生做專題講座,確確實實讓學生了解本專業的相關知識和發展動態。
4 結語
現代土木工程專業的發展,充分展現了該專業的個性和綜合性相結合的特點。土木工程專業作為一門古老而傳統的專業,隨著我國建筑業的不斷升溫,隨著環保理念在建筑業中的不斷深入,在新形勢下必將進一步煥發出蓬勃的生命力,建筑業對創新型人才的需求必將更為迫切。因此,逐步完善應用型創新人才的培養將面臨的諸多亟待解決的問題。將學生的創新能力培養推上新一輪的發展軌道,必須加強對土木工程專業人才培養的各環節中注重創新能力的培養研究和管理,努力推行對土木工程專業的教育和教學改革,尤其要加強對大學生創新能力培養模式的探素和改革。
參考文獻
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Abstract: In this paper the construction of civil engineering brand professional is explorated from three aspects. They are teachers team construction, teaching reform and construction, brand professional reform and construction idea, plan and expected achievement. It promotes teaching, scientific research and social service all-round development, and constantly improves the talent training quality with the brand professional construction as an opportunity.
關鍵詞: 品牌專業;土木工程;改革與建設
Key words: brand professional;civil engineering;reform and construction
中圖分類號:G423.02 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0175-02
0引言
品牌專業是指專業特色鮮明、人才培養質量高、畢業生就業率高、社會聲譽好的專業[1]。2010年6月武漢工程大學“土木工程”專業被遴選為湖北省高等學校本科品牌專業。武漢工程大學(原武漢化工學院)土木工程專業依托“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科、“建筑與土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點以及教育部“磷資源開發利用工程研究中心”等建設平臺,在校、院兩級領導的大力支持和指導下,并通過土木工程專業全體教師長期的不懈努力,目前土木工程專業無論是在學科建設、專業建設、師資隊伍培養、實驗室建設,還是在人才培養與科學研究等方面均取得了長足的發展。武漢工程大學現已與華中科技大學達成了省部共建協議,在實驗室、儀器設備以及圖書資料方面實施了資源共享。這些優質的教學資源與平臺較好地滿足了土木工程專業的教學與科研需求,并為本專業的長期發展打下了堅實的基礎。隨著我國經濟建設的高速發展,特別是隨著城鄉住房建設、高等級公路與鐵路工程建設、大型水利樞紐工程建設以及武漢“8+1”城市圈工程建設的啟動,必將需要大量的土木工程專業人才,這將為土木工程專業的進一步發展提供了一個難得的機遇與平臺。本文擬從以下幾個方面對土木工程品牌專業建設進行思考。
1師資隊伍建設
1.1 現有專業教師隊伍的基本情況土木工程專業現有一支以中青年骨干教師為主的專任教師隊伍,共有教師37名,17人具有博士學位(占教師總數45.95%),3人具有博士后研究經歷。專任教師主要畢業于同濟大學、武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、中國地質大學、武漢科技大學、天津大學、中南大學、北京科技大學等不同的高校以及中國科學研究院武漢巖土力學研究所等科研院所。專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,以年富力強的中青年教師為主。專業教師中年齡分布為:50~60歲2人,49~40歲18人,39~30歲16人;29~20歲1人,職稱分布為:教授9人,副教授10人,講師16人,實驗師2人。專任教師中享受湖北省政府專項津貼人員2人,建設部高等土木工程學科專業教學指導委員會委員1人,湖北省巖石力學與工程學會常務理事1人,其中26人具有碩士生導師資格。
近四年專業教師主持和參與了國家級教研項目2項,省級教研項目8項,校級教研項目7項,近四年來共獲得省級、校級教學成果獎5項,公開發表15篇教學研究論文。以“教育部磷資源開發利用工程研究中心”、“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科以及“土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點為依托,以專業實驗室為基礎,以專業骨干教師為主體,土木工程專業教師先后承擔了國家級科研項目10項、省部級科研項目30項、企業合作項目102項。近年來,土木工程專業在道路工程、巖土工程、地質災害防治、防災減災工程、混凝土結構、工程數值計算、橋梁工程以及工程結構損傷檢測和健康監測等領域做出了較突出的成績,部分研究領域處于國際先進或國內領先水平。近四年來,土木工程專業教師共發表科研論文250篇,其中被SCI、EI、ISTP、CSCI等四大檢索收錄90篇。
1.2 師資隊伍建設政策、措施及效果雖說土木工程專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,但建設一支師德高尚、具有較高教學和科研能力、富有創新精神、結構合理的教師隊伍,是培養具有高素質土木工程技術人才的關鍵,也是提高辦學質量、深化教育教學改革的基本保證。
1.2.1 師資隊伍建設政策校黨委書記吳元欣[2]指出要大力推進“杰出人才和學科帶頭人培養計劃”、“教師基礎學歷提高計劃”、“教師出國進修培養計劃”,利用“楚天學者計劃”特聘教授和校內特聘教師等教師特崗,培養一批能夠把握學科發展方向的學科建設帶頭人,匯聚一批能夠攻關重大科學研究項目的領軍人物,造就一批學生尊崇的“教學名師”。按照《武漢工程大學“十二五”事業發展規劃》提出的“人才興校”發展戰略,以人為本、人才興校、人力資源是第一資源、人才工程是第一工程的理念,以領軍、帶頭人才和骨干后備人才的引進和培養為重點,逐步實施專任教師的“博士化、工程化、國際化”工程,全面提高教師隊伍素質,重點培養優秀中青年骨干教師。同時學校還積極鼓勵引進有突出業績或專長的特殊人才,以優化配置教師資源,努力打造努力造就一支“師德高尚、業務精湛、結構合理、充滿活力”的高素質教師隊伍。具體政策如下:①培養具有示范及帶頭作用的“教學名師”,引導和激勵教師全身心投入教學、教研和教改工作。②鼓勵青年教師到其他高校、科研院所攻讀博士學位,以不斷提高其業務能力與學術水平。③選派青年教師到相關工程設計與施工單位開展工程訓練,以不斷積累和豐富實際工程經驗。④有計劃、有目的地培訓中青年教師,鼓勵選派優秀骨干教師出國進修學習。⑤實施積極的人才引進政策,加大人才引進力度,尤其具有學術特長、有突出業績的特殊人才。⑥充分挖掘社會教育教學資源,努力構建一支具有豐富實際工程經驗的高水平校外兼職教師隊伍。
1.2.2 師資隊伍建設措施①以學校每年9、10月份實施的“師德校風宣傳教育月”活動為契機,不斷提高專業教師的師德修養、敬業精神與綜合素質。②通過品牌專業建設,不斷優化土木工程專業教師的職稱、年齡、學歷和學緣結構,重組教學資源配置。③積極實施武漢工程大學提出的“杰出人才和學科帶頭人”與“名師工程”培養計劃,努力造就一批能夠站在本學科前沿,并在國內有一定影響的知名教授。④不斷加大人才引進力度,重點引進高職稱、高學歷人才,特別是在科研上已取得突出成績的學科帶頭人,如本學科“楚天學者”、“特聘教授”、“工大學子”等。⑤對新進教師必須要求具有博士學位,不斷加強師資培訓與青年教師的培養計劃,并鼓勵現任教師攻讀在職博士學位。⑥利用國家公派,學校公派等多種資助渠道,選派優秀教師出國留學、進修和訪問。⑦鼓勵并努力創造條件讓青年教師積極參加本學科科研創新團隊與教學團隊,努力培養中青年教師的科研、教學業務水平與團隊協作精神。
2教學改革與建設
2.1 人才培養模式:凸顯“三實一創”為核心的人才培養模式人才培養工作是學校辦學和發展的中心任務,是做好畢業生就業工作的基礎和最關鍵的環節。近年來,學校堅持“質量立校、科技強校、人才興校、突出特色、協調發展”的辦學思路,在人才培養模式方面進行了積極的探索、改革與創新,注重強化學生的專業素養、實踐能力和創新、創業意識,人才培養質量不斷提高,畢業生就業競爭力顯著提升。“創新模式,多元化人才培養”、“強化實踐,工程能力特色化”,不斷調整優化專業結構,大力推進教學改革,逐步構建創新型、復合型、技術型的多樣化人才培養體系;為強化學生實踐能力,不斷搭建實踐教學平臺,形成由實驗教學中心、校內外實習基地、重點實驗室、科技產業園等組成的實踐教學大平臺;以省內外龍頭企業為基點建立“就業實習基地”和“就業工作服務站”,搶占制高點,形成基層就業和高端就業結合的市場網絡。人才培養模式是根據人才培養目標和質量標準,為學生設計的知識、能力和素質結構以及實現這種結構的方式。在制定土木工程專業培養方案時,首先對國內開設了該專業的華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學、湖南大學、南京理工大學、西安建筑科技大學等多所高校進行了廣泛調研,同時也廣泛地調研了用人單位的意見,然后通過反復研討與認真分析,本專業將人才培養目標定位于:掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創新精神的高級工程技術人才,具有土木工程項目規劃、設計、研究開發、施工及管理能力,能在建筑工程、市政工程、地下工程、隧道工程、公路及城市道路、鐵道工程、橋梁工程、礦山建筑等相關部門從事設計、規劃、施工、咨詢、監理、研究、教育、投資及管理工作,即會設計、能施工、懂管理的合格人才。本專業人才培養模式的核心為:“三實一創”(即實訓、實驗、實習及創新)。土木工程專業人才培養目標定位于面向我國土木工程行業一線具有創新精神的高級工程技術應用型人才。為此,土木工程專業長期以來十分注重學生工程實踐能力與創新思維能力的培養,逐步形成了以“三實一創”為核心的人才培養模式,在實驗教學方面,已構建了“一個核心,三個層次,六個模塊”的實驗教學體系,在實習、畢業設計等實踐教學環節方面,十分注重“產、學、研”相結合的工程實際訓練,通過對高年級學有余力的學生開設導師制“特色班”等形式,真正做到了因材施教,極大地鼓勵和培養了學生的創新精神與創新能力。從近年用人單位對我校土木工程專業畢業生的反饋意見以及考研情況,說明本專業的人才培養模式是正確的。根據近年畢業生代就業情況、考研情況以及用人單位的反饋信息,表明土木工程專業的定位是準確的,完全符合土木工程專業人才培養的要求,深受用人單位的好評。
2.2 課程體系:凸顯“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的教學體系在制定人才培養方案時主要注意了以下四個方面:①結構方面要體現土木工程學科的發展趨勢,隨著科學技術的不斷發展,新材料、新結構、新施工技術的不斷涌現,有必要不斷拓寬專業口徑,但是也要根據省屬高校生源總體水平,適當控制知識的寬度與廣度。②注重培養學生的工程能力與工程素質,即訓練學生在工程實踐中發現、提出、表達與解決問題的能力,同時培養學生具有強烈的社會責任感、質量―成本―效益一體化的綜合經濟意識、法律意識、環保意識與團隊協作精神以及不斷學習和更新知識的工程素質。③注重培養學生的創新能力,在大學三年級開辦“特色班”,對“特色班”的學生采用類似于研究生的培養方式,配備指導教師,以提高學生的創新能力。④在寬口徑培養人才的前提下,結合土木工程行業的發展狀況,開設對口的專業方向選修課模塊,使學生在土木工程行業某一領域有一定的專長,在人才市場上具有較強的競爭力,保持畢業生的高就業率水平。土木工程專業的培養方案不僅充分體現了教育部土木工程專業教學指導委員會對高校土木工程專業的基本要求,而且切合本專業的定位。
2.3 教學內容教學內容總體上劃分為四大模塊,即基礎教育、素質教育、工程教育和實踐訓練。每一模塊都有與總體培養目標相適應的教學或訓練要求,在執行過程中相互支持和滲透,形成一個有機的整體。
3品牌專業專業改革與建設思路
3.1 專業改革與建設思路在我國高等教育大眾化的背景下,土木工程專業將根據地方高校工科專業本科生的知識結構與素質特點,以我國土木工程行業的科技進步與人才需求為導向,指導品牌專業的建設工作,力爭在面向產業一線培養基層創新人才方面形成顯著的特色,并使專業的發展獲得持續的競爭力與競爭優勢。
在品牌專業的建設中,將以全面提高人才培養質量為宗旨,以教育部土木工程專業教學指導委員會擬定的“專業規范”為指導,以深化教育教學改革,推進教育教學理念、人才培養模式與教學管理模式的創新為動力,以“防災減災工程與防護工程”湖北省重點學科為依托,開放思想、真抓實干,穩步、高效、有序地推進各項建設工作的展開。首先開展廣泛的調研,深入企業、科研院所了解他們對土木工程專業本科生的知識、素質與能力等方面的要求;跟蹤問卷調查往屆畢業生對大學教育的評價與建議;到其他兄弟院校學習、交流有關品牌專業建設的經驗。在此基礎上,進一步補充和完善本專業的人才培養目標與人才培養模式。為了保障土木工程品牌專業建設的順利、有序進行,設立品牌專業專門建設小組,建設小組總負責人由校長李杰教授親自掛帥,小組成員實行建設項目制,各司其職。
3.2 專業改革與建設方案①不斷完善專業培養模式與教學體系。不斷完善基于“三實一創”(實訓、實驗、實習、創新)為核心的人才培養模式和“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的土木工程專業教學體系,注重內涵建設,使本專業培養出學生不僅具有扎實的基礎理論知識,而且還具有很強大實踐應用能力和創新思維能力。②進一步加強工程實踐訓練。土木工程專業是一個工程實踐性非常強的工科專業,今后除在教學計劃中進一步加大實踐教學與課堂理論教學的比例,而且還要進一步加強與工程勘察、工程設計、工程施工等單位的聯系,積極推進“產、學、研”相結合的實踐教學模式,同時聘請具有豐富實際工程經驗的工程單位技術人員來校給本科生授課或指導畢業設計等實踐教學環節,努力提高學生解決實際工程問題的綜合能力。③加強師資隊伍。高素質的專業教師是專業建設的根本保證,通過3~5年的努力,使土木工程專業的教師總人數達到50人左右,其中教授達到12名以上,具有博士學位的教師達到70%以上,同時引進或培養2~3人成為在國內土木工程領域有較大影響的知名學者。在師資隊伍建設方面,注重引進與培養相結合當原則,特別注重中青年骨干教師的培養以及團隊協作精神的培養。④強化課程建設。以精品課程建設為龍頭,帶動土木工程專業課程建設整體水平的提高,不斷提高課堂理論教學的教學質量與效果,通過2~3年的努力,至少建成1門省級精品課程和2~3門校級精品課程。⑤實驗室建設。進一步優化、整合現有實驗室,充分利用中央與地方共建特色優勢學科實驗室以及日元貸款經費等,在不斷補充和完善現有專業實驗室建設的基礎上,重點建設好土木工程結構實驗室和道路與橋梁實驗室,積極購置先進的大型儀器設備,在3~4年的時間內,是本專業的設備總值達到3500萬元,實驗室總面積達到4000m2以上。⑥積極開展大學生課外科技活動。依托武漢工程大學“校長基金”、“產、學、研”課題以及專業教師的科研課題等,積極鼓勵高年級學生參加“挑戰杯”、“求實杯”、“中南結構設計大賽”等不同類型的大學生課外科技活動,進一步完善“導師制”的管理模式,全方位、多渠道地培養打學生的自主學習能力與創新思維能力。
3.3 預期成果通過3~5年的建設時間,努力將土木工程專業建設成為辦學條件優良、師資力量雄厚、人才培養模式科學、教學內容與課程體系完備、教學方法與手段先進、人才培養質量優良的本科專業,并在國內同類省屬高校中處于領先或先進水平。
4結束語
我校在土木工程品牌專業建設的過程中,對師資隊伍建設、教學改革與建設、品牌專業改革與建設思路、方案及預期成果進行了有益的探索,取得了一定的成績。但土木工程品牌專業的特色有待進一步的凝練、在全省乃至全國的社會聲譽有待進一步提高。
參考文獻:
論文關鍵詞:水泥基材料;教學;工科專業
所謂水泥基類材料是指以水泥為主的膠凝材料類材料,主要包括混凝土、砂漿以及其他有關水泥類的材料總稱。與這類材料相關的課程包括:《建筑材料》、《道路建筑材料》、《土木工程材料》、《膠凝材料學》、《混凝土學》等專業基礎和專業課程,涉及土木工程、交通工程、力學、巖土、水工、材料工程等相關工科類專業。涉及面廣、課程教學要求差異大,在教學過程中如果不細心加以區分,容易造成這類課程的開設質量不佳,影響教學效果,達不到相應的開課目的。根據多年教學經驗和教學實踐,本文特提出幾點教學探索。
一、精讀教學大綱
目前,對于工科專業的學生來說,學習的任務越來越重。因此,給學生授課的學時數也在逐年壓縮。但是,水泥基類課程是工科類學生的必修專業基礎課。其為后續專業課程的學習打好基礎的主干基礎課程,如果學習效果不佳或者達不到相應的學習預期,則會影響相關專業課程的學習。做好教學的首要任務就是針對水泥基類課程的教學特點和教學要求認真研讀各專業對該類課程的教學大綱,針對不同專業特點和就業環境要求,采取有區別的對待教學內容和層次要求。如,對于水工專業學生來說,水泥混凝土配合比設計與土木工程專業有所區別,二者的主導規范有差別,混凝土配合比設計中,水利部《水工混凝土試驗規程》SL352-2006中規定砂、石原材料以飽和面干為基礎進行混凝土配合比設計,而土木建筑業和交通行業規范中的砂、石原材料以干燥狀態為基礎進行混凝土配合比設計。因此,在進行課程教學組織過程中需要提前做好安排,合理調整教學內容,避免不同專業教學內容相互混淆對學習不利,同時也將導致學生對今后從事的工作難以適從的感覺。再者,混凝土配合比設計在土木工程等專業中,以抗彎強度指標進行路面混凝土設計時,只作為掌握要求;但對于交通工程專業來說,大綱則要求達到應用要求。這只是其中的一些方面,在混凝土耐久性、水泥、砂漿等內容環節均存在大綱和專業要求差異上的區別。因此,在教學上根據不同專業教學大綱的細微差別,針對不同專業進行不同內容深度的教學是做好相應專業水泥基類材料課程的前提和基礎,務必加以重視,切勿為了授課簡化而不加以區別,造成各專業學生對該課程的學習困難。
二、認真組織教學
課堂教學是目前大學教學的主要形式,由于水泥基類課程體系復雜,內容各異,且學生缺乏基本的感性認識,而且授課基本采用傳統的“一支粉筆”、“灌輸式”方法教學。這樣需要授課教師在授課前認真組織、合理安排相應專業水泥基類課程的教學內容,否則,很難達到教學目的的要求。
水泥基類課程很多章節需要調整上課順序,不能按照教材的章節先后順序依次進行。比如,在普通混凝土學習過程中,絕大部分教材在編排上均將外加劑部分歸結為混凝土原材料章節中,但是在授課過程中如果將外加劑部分放在原材料部分教授,效果很差。筆者在連續兩年的教學過程中有意將其先后順序按照教材順序和調整順序進行授課并在期終考試課程中進行知識運用考查,發現明顯有差別。按照原因順序授課,學生對外加劑在混凝土中的作用無法理解,應用性的考試題不足10%的學生能夠答出,但是在混凝土主要技術性質講授后進行外加劑授課的話,對混凝土外加劑的使用非常好,幾乎所有學生能夠回答出相應的題目。究其主要原因是混凝土和易性部分內容如果沒有接觸,對于外加劑如何提高混凝土施工和易性的內在因素無法理解,很茫然,因此在授課時需要將混凝土的基本性質先于混凝土外加劑進行。除了這部分內容外,還有一些內容,針對不同專業也需要進行精挑細選后才能進行課堂教學。
課程內容組織好后,下一步就是認真執行。在執行過程中,每一節課的教學重點和教學難點就需要重點關注了。
本科學生學習水泥基類材料的主要目的是學會如何選擇、應用材料,而不是為深入地研究材料而學習。因此,教學過程中的重難點就是如何選擇和應用材料環節。但是,正確地選擇和使用材料的前提是理解材料性能和性質。因此結合各專業特點,教學內容應突出兩個重點,即水泥基材料的基本性質和基本功能。水泥基材料的基本性質是研究其作為建筑材料的共性問題,應詳細講授材料性質的概念以及它們在工程中的應用以及對材料性能的影響,要求學生理解掌握。材料功能是水泥基材料是否合理選用,直接影響建筑物的工程質量和安全使用,因此水泥、混凝土等材料的性質無疑是教學重點內容。此外,在講授傳統材料的基礎上,有目的地增加介紹新材料、新工藝,并結合實際工程進行講解,不僅有助于加強學生對課本知識的深入理解和掌握,也有助于創新意識的培養。[2]在不同的環境條件下和章節中增加建筑材料與環境的關系、綠色建材方面的內容、國水泥工業的現狀及發展、有關環保型膠凝材料知識;在混凝土章節中穿插高性能混凝土、生態混凝土等內容。這樣不僅使學生開闊了眼界,增長了知識,同時也增強了課堂教學的趣味性。
教學大綱的細化是授課的前提,教學內容的細化是教學大綱細化的實踐,是做好教學的根本,因此,認真組織教學內容至關重要。
三、強化試驗教學
對于水泥基類課程,除了理論教學以外,還需要加大實踐教學在課程中的比例,豐富實踐教學的內容和方法。然而,目前,水泥基類材料課程對試驗課程的重視程度有所下降,究其主要原因是教學課時所限,試驗室資源以及擴招帶來的學生人數增加等共同造成試驗課的開設存在不足的問題。因此強化現階段試驗教學需要加強進一步的認識。因為實踐教學是培養學生實際動手能力、創新能力及理論聯系實際的重要環節,同時也是課堂教學的重要補充。試驗課是實踐教學的主要環節之一。學生通過試驗,不僅能驗證已學材料的性質,還能鍛煉動手能力,培養分析問題、解決問題的能力。如對水泥的“初凝”、“終凝”等一些沒有嚴格定量的概念,學生區分和掌握比較困難,通過試驗就能很好掌握。再如混凝土試驗,讓學生自選水泥品種,根據自己設計的混凝土種類、強度等級等性能自定方案,獨立完成,由此提高學生的操作和分析能力。在試驗中教師與學生互相切磋,預測試驗結果、分析試驗現象、總結試驗成果。同時在在實踐教學過程中,還要求學生深入到工程實踐,以鞏固和充實課堂理論知識,做到理論與實踐有機結合。組織學生現場參觀實際工程,利用課余時間和假期,深入到建材市場、設計部門等進行調研,這極大地調動學生的學習熱情,加深學生對本專業的了解和熱愛,同時,也是與市場接軌的重要環節和措施。
四、推動項目教學
要培養具有高素質的新型創新人才,科學素養及科研能力的培養和培育十分重要,必須在各門課程教學過程中有意識、有目的地滲透,并通過適當的教學環節加強學生的科研意識和科研能力。[3]在教學過程中,我們通過增加科研初步訓練的特定教學環節,結合教學內容要求學生查閱文獻資料,撰寫科學小論文、讀書報告等,定期組織學生開展相關領域的學術討論會。此外,發揮學校的專業特色和資源優勢,開展以項目帶動教學的科研活動,進行開放試驗性活動。我們在2008年曾經發表過《土木工程材料課程綜合開放性試驗實踐性環節設計研究》開放性論文,通過推動項目教學活動,能夠使學有余力的學生且對水泥基類材料感興趣的同學能夠獲得更好的發展潛力。推動以項目為載體的開放性試驗教學環節,通過開放性試驗項目的設置、動員、申請、實施到總結結題全項目實施過程的培養,對一大批學生進行了項目教學法的成功運用,使他們的實踐技能得到了進一步的鍛煉和升華。
以項目為依托的項目教學方法,將會在水泥基類材料課程的教學過程中對理論教學和實踐教學的綜合運用,同時培養學生的創新能力和科研能力,及早地進入下一階段的學習和科研生活,為推動材料的進一步發展培養優秀的儲備人才奠定良好的基礎。
關鍵詞:橋梁工程;教學改革;CDIO;工程能力
作者簡介:梁曉飛(1978-),女,吉林九臺人,山東理工大學建筑工程學院,講師;師郡(1966-),男,山東淄博人,山東理工大學建筑工程學院,教授。(山東 淄博 255049)
基金項目:本文系山東理工大學校級教學研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)13-0114-02
根據高等學校土木工程本科指導性專業規范的要求,高校要以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心,重構課程體系和優化教學內容。[1]“橋梁工程”課程作為道路與橋梁工程方向的專業核心課程,是一門實踐與理論并重的專業技術課,能體現材料力學、結構力學、結構設計原理等專業技術基礎課在橋梁工程中的綜合應用,其教學效果將直接影響到人才的培養質量,因此對其進行教學改革具有重要的現實意義。
CDIO是當前國內外先進的教育教學理念,CDIO即構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)、運作(Operate),它注重學生工程基礎知識、實踐能力、團隊能力和工程系統能力的培養。[2-3]“橋梁工程”課程改革以CDIO工程教育理念和高等學校土木工程本科指導性專業規范為指導,整合課程體系、優化教學內容、改進教學方法、調整學生考核方式,使本課程教學適應行業發展的需要,為本專業培養創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師搭建平臺。
一、課程教學改革背景
“橋梁工程”課程內容多、概念多、構造要求多、計算多、規范條文多、涉及到前期課程多,實踐性、綜合性強,學生在缺乏實際工程經驗的情況下,難于掌握。教學形式單一,主要以灌輸式和知識傳授為主,忽視了學生在課程中的主體作用,使得學生缺乏自主學習的積極性。
受到“厚基礎,寬口徑”人才培養理念的影響,學校開設的課程要求多樣化,重視自然科學知識和人文社會科學知識,突出英語教學和計算機技術應用,因此,在專業總的授課學時不能變更的前提下,專業課程的授課學時就被大幅度精簡。鑒于授課學時有限,本課程的授課內容著重講授簡支梁橋和拱橋的構造與計算,對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、混凝土斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁則以簡介兼自學為主,這種授課安排與我國迅速發展的橋梁建設事業不相適應。“橋梁工程”教學既要重視基本理論、基本方法和基本技能的培養,更應該重視新橋型、新技術、新材料和新方法在橋梁工程中的應用。
長期以來,“橋梁工程”課程的教學模式主要是課堂教學+1周課程設計+2周生產實習。實習時間較短,學生在實習中多為靜態的參觀。因橋梁建設周期較長,認識實習只能了解其中的部分工程或某個工序,無法全面了解整個設計、施工過程,更無法參與其中,達到理論與實踐相結合的實習目的。對此,學生普遍反映所學的理論知識無法在生產實習中應用,對于橋梁建設從設計到施工的全過程沒有清晰的思路。橋梁工程的課程設計在手算的前提下,設計的橋型被限定在混凝土簡支橋,這也顯然是遠遠落后于橋梁建設發展需求的。
二、教學改革思路
山東理工大學(以下簡稱“我校”)以往6屆道路與橋梁方向畢業的本科生就業情況如圖1所示,可以看出我校輸送出的學生接近80%在施工、監理、管理等部門就業,繼續深造學業和在設計單位工作的僅占17%。由此可知,“橋梁工程”課程的改革目標應該集中在培養學生從事橋梁工程技術及管理工作的基本能力和社會急需的實踐能力上。其總體思路是以實際工程為背景,以工程技術為主線,改革課程體系、知識學習方式、考核方式和評價標準,加強實踐教學及能力培養方式等關鍵環節,提高學生的工程意識和工程實踐能力,培養出創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師。
三、課程改革的具體措施
1.基礎教學
選用國家規劃教材,以“精、寬、新”的理念整合教學內容。精:以一種橋型的橋梁建設過程為主線,由點到面、深入淺出把繁雜的內容講活、講透,使學生舉一反三,即可對其他結構形式采用粗講。建立以“學生為主體,以教師為主導”的教學模式,將工程實例(最基礎的混凝土梁橋、拱橋)引入課程教學。通過實施一個完整的項目來組織教學活動,采用類似科學研究與實踐的方法,促進學生主動學習。具體做法是將5~6名學生分成一個小組,給每個小組下發一份既有實際工程的設計圖紙,抓住橋梁建設過程主線,講授橋梁設計基本原則、平縱橫斷面設計內容、橋梁建設程序和方案比選、橋梁上的作用、橋面布置與構造、上部結構的設計計算、支座、下部結構的設計計算和施工技術。對其他結構類型橋梁則以課上簡介課下大作業的方式學習。寬:采用國家新標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62-2004)教學,對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁進行類比性、歸納性講解,使學生適應我國迅速發展的橋梁建設事業。新:利用三維動畫模擬、電視錄像片和紀錄片等教學手段,把本專業最新動態和發展、科研成果、施工技術引進課堂,拓寬學生視野。
依據CDIO教學模式,實施多樣化教學方法。
(1)引導性教學和自主性學習相結合。樹立學生為主體的教學思想,組建學習小組,開展課堂互助討論教學,隨著課程進展預留聯系工程實例的“大作業”,這些“大作業”可以是課程的重點難點、行業的動態或綜合性的知識,作業以小組提交。這種教學方法能調動學生學習的主動性,增加學生之間的相互交流,在鍛煉學生的獨立分析能力的同時加強團隊合作精神培養,以課外補課內來提高教學效果。
(2)項目教學法教學。教學全過程中充分突出實踐、強化應用,以實際工程項目為背景,將行業規范、現場案例、施工圖紙和錄像融入教學,培養學生的工程素質和工程能力。
(3)網絡化和信息化教學。通過課程網站建立網上互動平臺,學生可以在網站上查看并下載教學大綱、教學課件、各章習題、課程設計的任務書和指導書、工程實例、行業動態等,也可以在網站上留下自己的心得和疑問,由師生進行開放性討論,從而提高學生的學習自主性。
2.實踐教學
基于應用型土木工程人才培養目標的定位特點,構建以能力培養為核心,多模塊、相對獨立、相互銜接的實踐教學體系,該體系由計算機輔助設計軟件學習、課程設計、模型制作、專題講座和認識實習等部分組成。
鼓勵并引導學生使用橋梁博士、橋梁通等橋梁工程計算機輔助設計軟件,改變課程設計、畢業設計完全手算及手工繪圖的現狀,邀請設計院技術負責骨干進行專題講座,依托實際工程進行課程設計,在“做中學,做中教”,培養學生的工程設計能力。[4]利用課程設計的成果,以學習小組為單位按比例制作橋梁的上部結構模型,結合工程已有的其他部分圖紙補充下部結構、支座、橋面鋪裝、欄桿、排水和照明完成全橋模型。在建造過程中,要求嚴格按照設計圖紙施工,不能隨意變更設計,在課程結束時提交實體模型和設計說明書,利用PPT演示建橋的全過程并對成果進行答辯,通過熟悉設計圖紙課程設計制作模型成果答辯使理論知識具體化、實體化,不知不覺中培養學生的工程能力。
3.考核方法
為鼓勵學生個性化發展,打破應試教育的桎梏,采取多元化考核模式,在強調測試理論知識的同時注重工程實踐能力和工程設計能力的評價與考核。在考核方式上,采用閉卷筆試、小論文、大作業、模型制作、答辯、互評、自評相結合的形式。
4.課程教學體系建設
畢業設計是教學過程最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節,要求學生綜合應用所學各種理論知識和技能。橋梁工程課程的改革建立的“課堂教學、課程設計、認識實習”三元一體模式實質上是對畢業設計環節的基本訓練,因此改革后的橋梁工程教學模式可和其他教學環節構成如圖2所示的教學體系。
四、橋梁工程課程改革效果
經過兩級六個自然班的課程實踐,橋梁工程課程改革取得了顯著的成效,主要表現在:
第一,構建了以學生工程能力培養為主線,分層次(基礎教學課程設計橋梁模型)、多模塊(認識實習—課程教學—專題講座—畢業設計)、全過程、遞進式的實踐教學課程體系,通過連續漸進的典型工程項目設計,培養學生的工程素質、工程能力和設計能力。
第二,實施多元化考核評價方式,增加小組討論、大作業、模型制作、答辯等環節,激發了學生學習主動性,提高了學生學習能力、研究能力和工程實踐能力。在后續的生產實習中,教學培養基地企業反映該批次學生較之往屆“上手快,操作能力強”。
第三,課程設計和畢業設計成果質量提高顯著。將項目教學法納入課程,使學生對現行規范的把握、識圖、畫圖能力加強,將計算機輔助設計軟件應用于設計驗算,在內容難度加大的情況下學生的成績沒有出現下降趨勢。
五、結語
“橋梁工程”課程教學改革以實際工程為背景,以工程技術為主線,完成了課程體系、知識學習方式和考核方式的革新,兩屆學生實踐的良好效果證明本次教改構建的分層次、多模塊、全過程、遞進式教學課程體系能夠加強學生實踐教學及能力培養,提高學生的工程意識、工程素養和工程實踐能力。
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關鍵詞: 《建筑施工技術》 教學內容 教學方法 考核方式
一、引言
《建筑施工技術》是一門綜合性很強的課程,其設計的知識面廣、實踐性強,而且由于建筑工程施工技術發展迅速,因此其時效性較強。在現代高等教育中,在教學過程中最重要的工作是培養學生多方面的能力,這不僅包括學生的學習能力、實踐能力、創造能力、創業能力,而且包括交流溝通與團隊協作能力等。我通過在教學過程中教學內容、教學方法等方面的探索,簡單討論《建筑施工技術》這門課程在教學工作中需要注意的問題。
二、在教學內容上的探索
從教學內容上來說,《建筑施工技術》主要是以建筑工程施工中不同工種的施工為研究對象,根據其特點和規模,結合施工地點的地質水文條件、氣候條件、機械設備和材料供應等客觀條件,運用先進技術,研究建筑工程不同工種的施工原理和施工方法、施工質量驗收標準與安全技術措施等。通過對這些內容的研究,最終選擇經濟、合理的施工方案,保證建筑工程能夠按質按期的完成,做到技術和經濟的統一。本課程根據施工工種的不同可以分為土方工程、樁基礎工程、地基處理與加固、砌筑工程、混凝土結構工程、預應力混凝土工程、結構安裝工程、建筑防水工程、冬季與雨季施工等方面的內容。
三、在教學方法上的探索
建筑施工技術作為一門綜合性很強的學科,其涉及的知識面廣、實踐性強,在實際工程中施工技術發展迅速,所以在教學過程中,教師要注意理論聯系實際,為同學們補充大量的實際工程。從而讓學生從實際中深刻地了解實際工程的施工工藝和施工流程。同時在條件允許的情況下,教師應帶領學生參觀實習。本課程第一章土方工程主要講述了土的分類、性質和工程量的計算,以及土方施工機械化施工。在我校的校外有“育才新城”項目的土方工程的施工,教師可以帶領學生到施工現場去了解情況,更深刻地理解課本上理論知識。第二章基礎施工,在教學過程中除了給學生講解樁基礎施工工藝和流程外,教師還可以舉例中國當代比較著名的建筑,比如:水立方、鳥巢、國家大劇院、中央電視臺新臺址及T3航站樓的建設過程的基礎施工,使學生更深刻地明白基礎的重要性。現代建筑發展方程越來越多,新材料、新技術的使用越來越廣,教師一定要注意把實際工程引進到教學中來,使學生掌握更多的知識。在現代建筑結構中,鋼結構應用越來越多,比如鳥巢和水立方,在教學過程中,教師應注意引導學生注意建筑結構在實際工程中的應用和施工技術的發展。
四、在考核方式上的探索
《建筑施工技術》作為一門和實際工程聯系密切的課程,其考核方式不應該局限于傳統的考試,所以在考核方式上我們通過以下兩個方面的成績來進行考查。
1.期末卷面考試成績。試卷的成績主要考查學生對課本的理論知識的掌握情況,以及平時上課過程中對本課程的態度,占總成績的百分之六十。
2.課程設計。主要考查學生理論聯系實際、語言組織能力等,占百分之四十。鋼結構現在應用比較多,所以我們給學生布置一個關于鋼結構施工技術的課程設計,使同學們全面了解鋼結構在施工中需要注意的事項,以及新技術的使用,等等,全面提高學生的能力。
五、結語
《建筑施工技術》是土木工程和工程管理專業的一門重要的專業必修課程,更好地掌握其理論知識,了解其在實際工程中的應用是非常重要的。同時本門課程是《建筑工程概預算》等學科的前提知識內容,要求學生更好地掌握基礎知識,從而為其他學科打下良好的基礎。在學習過程中,同學們應掌握以下幾點:
1.建筑施工技術與建筑材料、房屋建筑構造、建筑工程力學既相互聯系,又相互影響。因此在學好建筑施工技術課的同時,還應學好上述課程。
2.必須認真學習國家頒布的建筑工程施工與驗收規范,因為這些規范是國家的技術標準,是我國建筑科學技術和實踐經驗的結晶,也是全國建筑界所有人員應共同遵守的準則。
3.由于本學科設計的知識面廣、實踐性強,而且施工技術發展迅速,所以學生在學習中必須堅持理論聯系實際的學習方法,并能應用所學施工技術知識來解決實際工程中的問題。
我主要在教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了一定的探索,希望能為以后的工作提供更好的借鑒。
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關鍵詞:區域經濟發展;工程創新人才;人才培養模式
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)02-0028-04
區域是指地球表面一定的空間系統,包括一定地域內資源、環境與人口特征的社會結構[1]。地方高校肩負著為區域經濟發展輸送人才的重任。改革開放以來,國民經濟快速發展,城市化進程加快,社會對工程創新人才需求量不斷增加。當前高校人才培養目標、人才培養層次、學科專業設置以及課程與教學等方面尚不能完全滿足區域經濟快速發展的需求。如何以區域經濟發展為導向培養創新人才,是時代的要求,是區域經濟發展的需求,也是高等教育的新機遇和挑戰。確定什么樣的人才培養目標、辦學特色、人才培養模式已成為高校尤其是地方高校面臨的重要課題。
一、區域經濟發展與創新人才培養的關系
(一)創新人才是區域經濟發展的動力
人是生產力最重要最具有決定性的因素。人才在區域經濟發展中具有基礎性、戰略性和決定性作用。在區域經濟建設中,科技是關鍵,人才是核心,教育是基礎。經濟建設發展水平歸根結底取決于勞動者素質和創新人才的數量和質量。創新人才是人才資源中的精華,是實施科教興國戰略的重要力量[2]。工程創新人才已經成為區域經濟生產的關鍵要素,已成為推動區域經濟發展的主要力量和動力源泉。
(二)創新人才培養是區域競爭的必然選擇
隨著經濟全球化進程不斷加快,科技日新月異,以經濟為基礎、科技為先導的競爭更為激烈,而這種競爭最終是人才的競爭,因此,培養創新人才不僅是高校發展的需要,也是區域經濟發展的客觀要求,競爭呼喚富有創新精神和創新能力的人才。一個地區的發展和建設對人才的需求是多樣化的,其中創新人才已成為競爭的焦點,誰擁有創新人才,誰就擁有競爭力和主動權。事實證明,創新人才已構成區域競爭優勢的核心要素。
(三)區域經濟發展帶動地方高校的發展
如圖1所示,地方高等教育服務于區域經濟發展,不僅是經濟社會發展的客觀要求,也是高校生存和發展的必由之路。綜上所述,區域的經濟發展需要教育保駕護航;反過來,地方高校教育發展需要區域經濟實力的支撐,經濟發展水平制約著教育發展的規模和速度。兩者相互影響、相互制約,共同促進。
二、區域經濟視角下的地方高校人才培養
(一)廣東經濟區域劃分
廣東省土地面積17.79萬平方公里,行政區域劃分為21個地級市,2011年底常住人口數為10 430萬人,國內生產總值(GDP)53 000億元,土地面積、人口數量、GDP分別占全國的1.8%、6.4% 和12.5%。廣東省憑借得天獨厚的區位優勢和政策扶持,成為中國綜合實力最強的省份之一,2007年首次超越“亞洲四小龍”中的臺灣,成為全國第一經濟大省。截至2008 年末,廣東省生產總值達到35 696億元(其中第一產業占5.4%,第二產業占50.3%,第三產業占44.3%)。
改革開放以來,隨著深圳、珠海等一系列珠三角沿海城市逐步對外開放,這些地區的經濟在有利政策引導以及先天地理優勢下得到迅猛發展。但是由于省內區域自然條件基礎、政策和社會經濟、產業結構、人口素質、基礎設施等要素存在差異,使珠江三角洲地區經濟發展速度明顯快于省內其他地區。國家統計部門把廣東省21個地級市分劃為珠江三角洲九市、東翼、西翼和山區五市。珠江三角洲九市包括廣州、深圳、珠海、佛山、江門、東莞、中山、惠州、肇慶;東翼指汕頭、汕尾、潮州、揭陽;西翼指湛江、茂名、陽江;山區五市指韶關、河源、梅州、清遠、云浮。區域經濟發展也存在著明顯的不平衡性[2-3],不同區域經濟發展水平和產業結構分布不同,對人才的要求不同,因此,高校應結合區域經濟發展的需要來制定人才培養計劃和培養方案。
(二)廣東工業大學人才培養概況
廣東工業大學是具有50多年歷史的一所以工為主,工理經管文法結合的多學科協調發展的省屬重點大學。長期堅持以人為本,堅持為地方經濟建設、社會發展和科技進步服務的辦學宗旨,堅守“與廣東崛起共成長,為廣東發展作貢獻”的辦學特色,緊跟廣東經濟社會轉型和產業結構升級的步伐,是創新人才培養體系的教學研究型大學[4]。從1958年到2008年,已培養了本、專科畢業生共87 969人,其中本科生68 010人,專科生19 959人。目前擁有68個本科專業,全日制在校生47 000余人,本科生42 000余人,研究生4 750余人。長期以來,為廣東區域經濟發展培養了大量的應用型創新人才,畢業生中87.64%在廣東省工作,其中74.51%在珠江三角洲九市工作。近年來,學校畢業生在廣東珠三角、東西兩翼和山區四大區域的分布比重分別約為88%、4%、3%、4%,與廣東省各類專業技術人才的分布比重近似。
(三)以區域經濟發展為導向,調整專業設置和人才培養目標
《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要(2008―2020年)》指出了廣東的區域協調發展道路,將按照主體功能區定位,優化珠江三角洲地區空間布局,以廣州、深圳為中心,以珠江口東岸、西岸為重點,推進珠江三角洲地區區域經濟一體化,帶動環珠江三角洲地區加快發展,形成資源要素優化配置、地區優勢充分發揮的協調發展新格局,因此,廣東工業大學在人才培養目標和定位上緊緊圍繞廣東區域經濟發展的規劃進行部署。堅持“以優勢學科為依托,結合學校現有專業,內涵發展與外延拓展相結合”的原則,改造現有專業,有預見地規劃、設置及申報新專業(近三年,新增了物聯網工程、安全工程、商務英語、景觀建筑設計、通信工程、會展經濟與管理、投資學、公共事業管理、道路橋梁與渡河工程、城市地下空間工程等10余個專業),把握廣東省尤其是珠江三角洲區域的發展機遇,培養適應廣東經濟社會發展需要的工程創新人才。
大力培養適應廣東中心城市發展需要的工程創新人才是廣東工業大學人才培養的重要目標 [3-4]。廣州市將充分發揮省會城市的優勢,提升“廣州佛山”同城效應,增強科技創新、文化引領和綜合服務功能,發展高端服務業,加快建設先進制造業基地,提高自主創新能力,率先建立現代產業體系,建成面向世界、服務全國的國際大都市。深圳市作為經濟特區,增強科技研發、高端服務功能,強化全國經濟中心城市和國家創新型城市的地位。以深圳為核心,以東莞、惠州市為節點的珠江口東岸地區,將大力推進國際化進程,加快發展電子信息高端產品制造業,打造全球電子信息產業基地,大力發展金融、商務會展、物流、科技服務、文化創意等現代服務業。深圳將建設通訊設備、生物工程、新材料、新能源汽車等先進制造業和高技術產業基地。東莞將加快加工制造業轉型升級。經濟、管理、外語、信息、光電子、自動化、機電、材料與能源、生物、化工、藝術設計等專業,根據各區域產業功能規劃及其布局變化,加強人才的適應性培養,增強畢業生的就業競爭優勢。
廣東大力發展開放型經濟,堅持科學發展觀,以信息化帶動工業化。珠江三角洲將建立有關城市之間、部門之間、企業之間及社會廣泛參與的多層次合作機制,實現區域經濟一體化。建筑、土木工程、交通運輸、物流、信息、計算機、應用數學、化工、法學、經濟、管理、外語等專業,面臨著良好的就業環境和機遇。
三、工程創新人才培養的若干有效措施
“創新”和“創新教育”無疑是當今高教改革最高的呼聲,但創新人才培養教育系統應該如何設計,如何管理,如何使各要素有機配合、協調推進,是一項復雜的系統工程。創新人才培養體系,主要包括現代教育思想(創新觀念)、辦學定位和特色、質量保障體系和管理體制、校園文化和創新氛圍等幾個子系統(圖2)。
建筑業是國內的支柱產業,廣東工業大學土木工程專業辦學歷史悠久,已為社會輸送了10 000名土建人才。下面結合土木工程專業人才培養,探討應用型創新人才培養的有效措施。
(一)以現代教育理論和思想為指導,創新人才培養模式
首先,以現代教育理論與思想為指導,強調“以生為本”“創新教育”,制定科學的人才培養目標。按照“夯實基礎,拓寬口徑,注重素質,強化能力,突出特色”的思路,注重對學生綜合素質、實踐能力和創新創業能力的培養。如圖3所示,根據人才培養目標的要求,秉承傳統、發揚優勢,立足學科前沿、依托辦學特色,以服務區域經濟社會發展為導向,構建畢業生素質、知識和能力結構三位一體的培養目標與培養模式[5-6]。
(二)優化課程體系,注重創新知識、理論、方法、技能的學習
優化課程體系,注重創新知識、理論、方法、技能的學習是人才培養的重要舉措之一。第一步是開設有關創新、創業理論與知識的新課程。創新知識、理論、方法和技能是進行創新活動的基礎,因此,課程設置必須作較大的調整,形成“通識+專業+創新”的課程體系。
(三)改革教學方法,加強創新能力、創新素質的培養
實踐證明,傳統的“填鴨式”“滿堂灌”教學方法很難培養出優秀的創新型人才。近年來,國內外推出了許多有利于學生創新能力、創新素質培養與訓練的教學方法,如研究式教學法、探討式教學法、指導式教學法、案例教學法、模擬教學法、項目教學法、網絡教學法、討論式教學法、啟發式教學法等[7]。這些教學方法盡管各有特色,但都注重指導、引導學生積極主動地思考、分析、探索、鉆研、質疑,創造性地解決各種實際問題,能啟迪智慧、開拓思維、引發想象、激發創新靈感與創造力。
(四)加強實踐教學,強化工程訓練,搭建實踐教學平臺
土木工程專業是一個理論性和實踐性并重的專業,必須加強實踐性教學。搭建了兩個實踐教學平臺,一是指以工程素質培養為主線的基礎課程體系平臺;二是指以學科交叉融合為依托的寬口徑應用型創新人才的綜合訓練平臺。強調“兩個結合”:一是以學生為主體的“理論與實踐結合”;二是以教師為主導的“應用與科研結合”。建立了一批穩定的土木工程專業校內和校外實習基地。
(五)改革考核與評估標準
考核與評估,對人才培養與選拔具有較大的制約與影響。要培養應用型創新人才,就必須進行考核與評估標準的改革與創新,無論是實驗、課程設計、項目設計、實習、作業、畢業設計、畢業論文的成績評定,還是期末考試的內容設定都要突出創新能力與創新素質的相關考核與檢測。
(六)搭建創新平臺,營造科研氛圍
通過創新實驗和科技競賽活動,開展創新教育,實現“理論是基礎,實踐是保障,創新是重點,競賽活動是載體”的創新人才培養思路。以培養學生的創新精神和實踐能力為核心,開展具有土木工程專業特色和較高科技含量的校園科技實踐活動。學院定期主辦一年一度的競賽,“力學架構大賽”“環保建模設計制作”“工程測繪競賽”“創新實驗技能競賽”等成為學生課外科技活動的品牌項目。組織學生積極參加全國大學生測繪科技創新論文大賽、大學生科技制作“挑戰杯”競賽、力學架構、周培源力學競賽、全國大學生制圖與建模大賽,以及各類(國家級、省級和校級)大學生創新實驗,鼓勵學生積極開展各種科研與創新活動[8-9],培養創新意識和創新能力。
(七)建設創新型師資隊伍
大學要靠大師來支撐,名校要靠名師去造就。高校要推行創新教育,培養高素質的創新人才,就必須加強高素質創新型師資隊伍建設。俗話說“名師出高徒”,只有教師自身的科研、創新能力強才能給學生很好的指導與培養。如果教師缺乏科研與創新能力,很難培養出科研、創新能力強的優秀學生。
四、結語
綜上所述,文章分析了區域經濟發展與創新人才培養的關系,廣東區域
經濟劃分和發展特點。結合廣東工業大學人才培養定位和辦學特色,以及對廣東經濟建設發展的貢獻,分析了以區域經濟發展為導向的地方高校工程創新人才培養面臨的問題和挑戰,提出了加強工程創新人才培養的策略和措施。因此,相關研究對目前高校推行的“質量工程”、專業建設和調整,以及地方院校人才培養具有一定的借鑒價值。
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Engineering innovative talents training of local universities oriented towards regional economic development
LIU Yongjian, LI Lijuan, WU Yanhai, YANG Rui
(Faculty of Civil and Transportation Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, P. R. China)
關鍵詞:工民建工;施工監理;要點問題
Abstract: The construction supervision of the 1980s, along with our construction management system and combined with the construction of China's national conditions and tissue engineering needs a scientific management system implemented in the construction field. Establish control of the civil construction start, engaged in before the incident, after the three aspects of supervision prone to error, provide a detailed analysis, I hope to help the development of the industry.Key words: civil engineering work; construction supervision; points problem
中圖分類號:TU745.5文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02
一、工民建施工事前監理控制
對監理企業的資質進行嚴格的審查管理,將違法違規行為列作企業資質審查和年檢,維護監理行業市場良好秩序的一個重要措施。一是對不符合資質要求的監理企業應馬上撤銷其監理資質;二是對有違法違規行為的監理企業,要依法查處,并予以公告,對那些情節嚴重的,要撤銷其資質證書,構成犯罪且情節嚴重的,依法追究刑事責任。規范工程建設監理的招標、投標程序,對工程建設監理行業的健康發展至關重要。業主應嚴格按招標投標法的規定按照公開、公平、公正和誠實信用的原則公開招標或邀請招標,在入圍企業內選擇符合資質條件的監理企業來進行監理。 建設行政主管部門應鼓勵優質優價監理企業,加大對監理服務收費的最低標準的管理力度,要促進各個企業形成良好的競爭機制,促進工程建設監理行業的健康發展。
針對配置生產施工要素質量的監理審查我們應從施工管理、質量體系與作業人員資質等層面入手,實施半成品、原材料與構配件質量審核、設備機械質量控制,現場監督管理檢查,并對新材料、新技術與工藝進行嚴格把關。同時監理人員應對工程施工征用場地、水、電、道路是否開通進行事先檢查,并敦促相應建設單位盡早實現。
二、工民建施工事中監理控制
1、做好作業施工技術交底監理
做好施工作業技術交底是優化施工質量的基礎環節,工民建施工監理進程中我們應在開始分項工程之前進行科學交底,圍繞施工具體操作者、材料、設備機械、工藝、構配件、管理措施、施工環境明確誰來做、怎么做、做什么、施工要求、標準及完成時間等。對于施工關鍵環節或存在較大難度的技術部位,承包單位應將交底技術書報送監理工程師,并對不完善之處進行修改補充,倘若不能良好的完成分項工程或工序技術交底則不可進入后續的正式施工階段。
2、明確設置質量控制點,實施構配件材料、機械設備進場質量監理控制
為有效保障工民建工程施工作業進程中各環節工作質量,我們應明確設置質量控制點,關鍵控制部位、重點控制對象或施工薄弱環節,依據施工進程控制質量標準要求創設質量控制點相關明細表,列出具體控制內容、控制點名稱、方式與檢驗標準,并提交至相應監理工程師進行批準審核,進而實施科學的質量預控。實踐中我們應主體面向隱蔽工程、關鍵施工環節或工序、薄弱施工部位、不穩定質量施工對象、對后續工民建工程安全或質量產生較大影響的對象、應用新工藝、新技術或材料的環節或部位、施工條件相對復雜、具有較大技術難度或欠缺足夠把握的施工工序進行控制點科學設置。同時對于進場構配件材料我們應實施必要的質量把關控制,檢驗其技術說明與合格憑證,只有通過確認審核合格后才可準許材料進場。批準進場后待安裝使用一段時間后,倘若存放、保管材料有失妥善性,極易令其質量狀況不良惡化并影響工民建工程施工進程,因此監理人員應面向施工單位半成品、材料與構配件的處放時間與條件進行監控,倘若發現不合理現象則應要求施工單位按規范進行全面整改。另外對于進場的各類設備機械性能與現實工作狀態我們也應進行全面監理控制,由施工單位列出設備機械規格、型號、技術性能、數量、進場時間并報送清單由監理人員實施現場監理核對。在狀態檢查進程中監理人員應針對其設備保養、使用記錄、具體工作狀態實施細化監理,預防不良帶病作業現象。倘若發覺問題應責令施工承包方及時進行修理進而始終確保其處于良好運轉工作狀態。
3、科學監理控制工民建施工技術活動
針對工民建施工技術活動的監理控制,我們首先應要求承包建設單位實施專檢與自檢,為確保工民建工程質量還應對送檢取樣工作實施見證監控。對于各方有可能出現的工程變更,監理人員應謹慎對待,核準原設計的確無法確保施工質量或確有錯誤方可準許變更。同時我們還應將實施變更之后創設效益與變更有可能引發的索賠損失進行綜合比較,真正權衡輕重之后才可作出科學決定。另外我們還應對記錄質量資料進行科學監控,監理人員應聯合承包施工單位依據相關要求及驗收工程竣工資料規定列出施工對象具體有關質量的資料清單,伴隨工民建工程的不斷進展施工承包單位應對資料進行持續填寫與補充,并進行整理組卷,確保資料的齊全、真實與完整,并由相關負責各方人員進行確認簽字,明確具體結論,令其同步于施工進程,倘若資料不完整、不齊全則監理人員有權拒絕驗收。
4、實施分項分部工程質量監理驗收
分項分部工程的質量監理驗收包括基坑與隱蔽工程驗收等,我們主要應對地基承載力、地質狀況條件、支護狀況及穩定開挖邊坡進行科學驗收檢查,倘若不滿足勘察資料或設計要求則應采取必要的措施實施處理并重新進行驗收。驗收隱蔽工程階段首先應由承包建設單位自行檢查,而后填報申請報檢表格,監理人員則應進行現場細化檢查,驗明符合相關質量要求后方可簽字認可并準許施工承包方實施下道工序建設施工,否則還需發回整改。
三、工民建施工事后監理控制
工民建施工事后監理控制我們應進行工程竣工驗收控制與相關質量技術文檔的科學審核。驗收階段單位工程涵蓋的分部項目我們均應對其質量進行驗收,確保資料齊全完整,重要功能項目的具體檢驗結果應全面符合專業驗收質量標準規范規定,且驗收觀感質量也應符合標準要求。審核質量技術文檔階段我們應具體進行分包單位證明資質文件、開工申請、施工方案、承包施工單位半成品、相關提交材料、構配件證明質量文件、交接工序檢查、分項分部工程檢查質量與檢查隱蔽工程文件報告資料、工程設計變更、新工藝、技術、結構、材料技術鑒定資料、處理質量問題與事故報告、簽署相關現場技術質量文件、簽證等的全面細化審核,進而強化事后監理控制,確保工民建工程的優質完工。
四、結語
總之,為有效提升工民建工程施工質量,我們只有強化監理控制,掌握要點問題,制定科學有效的監理實踐策略,才能真正創設優質、精品的工民建工程,規范監理行業秩序,促進工民建工程的健康、穩定與持續發展。
參考文獻:
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關鍵詞:水工程施工;實踐教學;教學團隊
基金項目:蘭州理工大學2015年教學重點項目
TU712
水工程施工是給水排水科學與工程專業的一門專業基礎課,具有綜合性和較強的實踐性,主要介紹給水排水構筑物施工、給水排水管道施工、給水排水設備的制作與安裝、水工程施工組織與質量管理,以總結介紹國內外成熟而廣為應用的給排水施工技術為主旨。
對于如何講授好這門課程,一些任課老師都進行了積極的探討和教學改革嘗試[1~3]。而對于西北高校,根據其地域特點和培養學生的方向,應該有自己的思考和教學改革方向。
一、水工程施工課程的特點
水工程施工是一門實踐性及操作性很強的專業課程,主要講授的是給水排水工程施工方法的基本原理、施工的具體細節和步驟、施工規范及施工組織計劃的編制等內容,涉及給水排水工程施工的全過程。因此,水工程施工具有專業性、綜合性,內容豐富,需要理論與實踐相結合。
該課程的修習次序靠后,要求在學習其他專業必修課的基礎上,開設這門課程。從學習基礎上,要求學生在掌握其他專業必修課(如給水排水管網系統、建筑給水排水、水質工程學等)的基本理論和原理的基礎上開始本課程的學習。對授課教師的要求也比較高:首先,授課教師要全面掌握給水排水專業的基本原理和理論,熟知給水排水專業的各方面內容;其次,要求授課教師有給水排水施工經驗,掌握給水排水專業施工技術;最后,還要求授課教師了解行業動態,熟悉給水排水專業施工技術的發展方向,及時了解給水排水專業施工技術的發展動態和技術更新,及時修訂新的授課內容。
綜上所述,水工程施工是一門綜合、實踐性強的專業課。因此,采用常規的教學方式,會發現授課過程中存在很多問題。
二、水工程施工教學中存在的問題
(一)理論教學與實踐教學
西北高校現設置給水排水科學與工程專業的水工程施工課程,采用的理論學時是32學時,現有的培養計劃和教學大綱設置仍然囿于理論講授,沒有設置針對水工程施工課程的實踐和現場環節的教學活動。
現有培養計劃設置的實踐課程有認識實習、生產實習和畢業實習。認識實習設置在大學一年級,是對入學新生的一個專業了解性質的實踐課,不具有學習專業理論的準備和可能;生產實習通常設置在大學三年的第一學期,主要是為水質工程學和建筑給水排水這些專業必修課打基礎,主要的實踐地點通常是給水廠、污水廠和高層建筑物,對于具有流動性、隨機性、露天和機械化程度低的施工課,意義不大;而畢業實習是一個綜合的實踐課,受畢業設計時間的限制,也不可能完成水工程施工的相應實踐課。因此,現有的條件和授課安排基本沒有水工程施工的對應實踐課,只是理論知識的介紹和總結,使該課程偏離了原來課程設置的教學意義,學生感覺枯燥無味,學習難度大,收獲小。而且由于理論課時的限制,在施工的各個環節和部分基本屬于蜻蜓點水,沒人深入到技術操作層面,受聘于施工單位的畢業生反映,在工作單位這部分相關知識基本需要重新學習,工作難度大。
(二)教學方法與內容
現有的教學方式是教師以板書理論授課為主,輔助使用PPT,將施工過程和環節以圖片的形式展示給學生,對具體操作細節和重點關鍵技術的連接介紹不清晰。
教W內容落后,現有教材內容理論化、滯后化,沒有結合實際工程的操作,對國家推廣的一些新材料和新的施工方法介紹少,沒有結合國家規范、標準的更新。
水工程施工的理論課學時不足。一般對于土木工程專業的施工課程多的可達80學時,工科專業以工程設計和施工為主體,施工是其中的重要環節,因此,課時都較多。而在32學時內,深入、全面的介紹給水排水施工技術的內容,基本是不可能的。
(三)考核方式
水工程施工課的考核方式為綜合測評,授課教師通常以專業小論文或是開卷、作業的形式進行考核,屬于書面考核的方式。而對于需要動手能力強、操作要求高的實踐課程,這種考核方式基本不具有實際的評價意義。
(四) 師資力量
基于水工程施工課程的特點,要求授課教師必須具有全面、綜合的給水排水專業知識,掌握給水排水專業的復雜施工技術。現有水工程施工課程是由一個任課教師承擔,要想達到授課師資力量的要求基本不可能。
(五)專業知識整合
由于教學課時所限,水工程施工課程基本不涉及與其密切相關的施工管理專業知識。大多數工程院校在課程講授環節上過于強化施工技術,認為這是真正吃飯的本事,不自覺的弱化了施工組織管理。其實這二者互為犄角,施工管理雖然融合大量的管理科學,但管理本質仍然是管理科學和施工技術的深度融合與配置過程,它離不開施工技術的支撐。而管理也為施工技術的選擇和高效配置提供了方法。因此,原有的教學內容和培養計劃存在專業知識割裂現象。
三、水工程施工課程的教改探討
(一)教學學時合理分配
應適當增加水工程施工的總學時,按理論、實踐學時“五五開”設置,增加現場實踐教學活動,即一個學時的理論教學應對應一個學時的現場教學課,使學生有充足的時間和條件進行理論和實際操作技術的學習。對理論課時進行合理分配,對于學生就業方向的施工技術可以多占用課時,進行重點講解,達到一定的技術深度;其他方向的施工技術可以作為技術儲備,保證該方向基本理論和技術的廣度。
(二)教學重點及更新
要求授課教師及時更新教學內容,將新材料、新技術傳授給學生,將規范修改、標準更新、淘汰的材料和施工方法、技術發展趨勢等信息進行講解,使學生可以掌握最新的施工技術,了解施工技術的發展狀態,進入工作崗位后能迅速的將理論學習知識與實際工作相結合。同時,結合近年畢業生的就業崗位,重點講解急需的施工技術、操作規程和施工管理知識,使學生可以在工作崗位學以致用。建立課程資料庫,對典型施工項目、常規施工的具體過程、施工中的關鍵環節等技術問題制作相應的視頻庫,便于學生學習掌握。
(三)教學方法靈活多變
水工程施工課程應采用靈活多變的教學方式。除了板書、PPT,應多采用視頻、計算機模擬動態施工過程及現場教學的形式。多建立教學基地,使學生有機會進入現場學習,實際操作,可以直觀、迅速的掌握關鍵技術,熟悉施工過程和施工管理知識。由于施工項目動態、多變,如果在水工程施工的開課期間部分授課內容沒有相應的施工項目,此時可采用視頻和動態模擬現場的教學方式。
(四)考核方式全面
根據水工程施工課程的特點,該課程的考核方式應以現場考核和實習考核為主,理論考核為輔。由于西北高校給水排水科學與工程的本科畢業生就業80%以上是施工單位,因此,對學生的動手能力和實際技術的操作能力要求較高,在理論合格的基礎上要求更高的現場處理問題的能力。由此,針對畢業生的就業方向考核應以發現問題、解決問}的實際操作類考核為主體。
(五)建立課程教學團隊和教學基地
基于水工程施工課程的特點,一個人授課師資力量明顯不足。建議成立水工程施工課程的教學團隊,由理論基礎豐厚的教師、實際操作能力強及熟悉施工技術的教師和施工單位技術管理人員共同組成教學團隊,完成該課程的教學任務。因蘭州理工大學的給水排水科學工程專業設置在土木工程學院,在教學資源配置上有得天獨厚的優勢。如:水工程施工的土方工程可配置巖土系的老師講授;鋼筋工程和混凝土工程可配置建筑工程系的老師講授;室內外管道施工安裝技術可配置給水排水系老師講授,施工組織管理可配置工程管理的老師講授。也可聘請經驗豐富的施工單位技術骨干作為該課程的實踐教學導師,全權負責現場教學活動,并對教學效果進行評測。
建立多點給排水工程施工教學基地。由于工程施工的特點,在水工程施工課程的授課階段可能單一基地并不能配合完成全部實踐教學任務,因此,應在西部企業多建立教學基地。
(六)加強專業知識交流更新
成立水工程施工課程學習群和微信群,探索微課教學,及時交流、學習、共享施工技術及文件,快速更新施工技術的相關知識。也可邀請本專業從事施工方向的畢業生和教學基地專業工程人員,開展專業講座和工作狀態交流,把握施工技術的變化動態。實現水工程施工課程的全方位立體教學。
結語:
給水排水科學與工程技術具有明顯的地域特點,尤其是水工程施工技術,鑒于西北濕陷性黃土的特點與其他地區的施工技術有很大的不同,因此,應加強和重視水工程施工課程的教學。根據西北高校“立足西部,服務西部”的方針和國家的卓越工程師培養計劃,落實國家一帶一路的西部開發戰略,未來培養給水排水科學與工程的本科生以掌握實際操作技術的人才為主體,對于水工程施工技術課程的教學改革勢在必行。西北高校的給水排水科學與工程的畢業生就業以施工單位為主,因此,學校應著力培養專業應用型高級技術人才,加強水工程施工的實踐環節,提高學生的工程能力。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑環境與能源應用工程;建筑節能;教學改革;翻轉課堂
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2017)03-0036-05
2012年9月教育部對建筑環境與設備工程進行調整,并入了建筑智能設施(部分)、建筑節能技術與工程兩個專業,更名為“建筑環境與能源應用工程”,主要涉及建筑環境和建筑能源兩個主要方向[1]。該專業自成立以來,曾幾次更名:從20世紀50年代初期的“供熱、供煤氣及通風”,到 1987年調整為“供熱、供燃氣、通風及空調工程”與“城市燃氣工程”兩個專業,1998年合并為“建筑環境與設備工程”,再到如今的“建筑環境與能源應用工程”。每次更名都與當時國民經濟水平與社會發展息息相關,專業名稱具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同時期國家對專業人才提出的不同戰略需求。新名稱強調“建筑環境”“能源”方向,符合“十三五”規劃中有關全球氣候變化及綠色低碳發展的應對要求,與規劃中“綠色”“協調”的發展理念不謀而合,對大力推進綠色改革,推動協調發展,加強生態文明建設有著積極意義。從國家戰略規劃與市場需求的層面看,新專業要以節能減排、發展低碳經濟為導向,
應在原有暖通、燃氣等專業課程基礎上增加建筑節能、綠色建筑、新能源應用等相關內容,以符合當前社會需求,培養專業復合型人才。
此外,中國是能源消耗大國,近20年建筑行業的飛速發展使得建筑能耗在社會總能耗中占比越來越大,這說明中國建筑節能有著廣闊的提升空間和社會前景,而降低建筑能耗刻不容緩。在提倡建設資源節約型、環境友好型社會的大環境背景下,建筑節能課程應被更多專業納入本科教育中,成為土建行業各專業的通識課程。
一、問題的提出
(一)建筑節能技術涉及的多學科性
建筑能技術是一門綜合性較強、學科內容高度交叉的課程,它不僅涉及建筑材料、土木工程、建筑學等工科知識,也與社會學、經濟學、管理學等人文學科緊密相關。主要包括建筑環境、建筑被動設計、圍護結構材料、建筑設備(暖通空調、照明、給排水)、建筑施工、建筑管理等內容。
由于建筑節能課程涉及的學科較多,不同專業教師在講解時會有不同的側重點,例如建筑能源與應用工程專業,教師會偏向介紹空調節能方法,建筑學教師會較多關注建筑單體設計與節能,若采用不同專業教師合作講解建筑節能課程則可避免產生這種情況,但是課時安排的不足、知識體系的龐雜會讓學生覺得所學知識深奧晦澀難懂,從而對建筑節能技術的認識只停留在表面。不同專業學生在學習時由于對其他專業領域的知識不太熟悉,更愿意關注自己所學專業部分的節能手段,一定程度上也限制了學生對節能知識的了解。
(二)與新的建筑環境與能源應用工程專業課程體系的銜接與融合
在最新版的建筑環境與能源應用工程專業規范中,課程體系大體沿用原建筑環境與設備工程專業的設置,被并入的專業如建筑節能技術與工程的關鍵專業知識單元,建筑節能技術、節能建筑計算與仿真等均未包含在內。新規范課程側重點依舊是傳統的暖通與燃氣模塊,對節能、智能設施領域涉及不深。隨著社會的發展,能源消耗量劇增,結合國家對行業人才提出新的戰略需求,本專業所涉及建筑能源方向不再僅限于燃氣應用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何節能。在本科教學中增強對建筑節能重要性的認識,增加建筑節能技術相關課程迫在眉睫。
在此背景下,如何將建筑節能技術與新專業課程體系有效融合,諸如建筑環境學、暖通空調、土木工程材料、綠色建筑設計原理、建筑環境測試技術、低能耗建筑理論與應用,避免和其他專業課程理論教學與實踐教學重復顯得尤為重要。
(三) 建筑節能方向人才培養存在斷層
自工業革命以來的幾次經濟危機表明,能源利用效率低下極大程度限制了經濟的發展,走建設節約型社會、實現可持續發展的道路是必經之路,也是歷史的選擇。中國當今社會能耗主要集中在工業、交通、建筑三個領域,建筑能耗占社會總能耗的三分之一以上[2],建筑節能具有較大的潛力,是降低中國社會能耗的重要組成部分,社會發展迫切需要建筑節能領域相關人才。
目前,國內研究建筑節能技術主要集中在建筑學專業下的建筑技術方向和土木工程專業下的供熱、供燃氣、通風及空調工程方向。由于建筑技術方向的學生對數學、傳熱學、工程流體力學、建筑環境學等基礎知識學習不夠深入,在建筑節能仿真與能耗模擬、建筑物理環境等方面的知識儲備遠沒有建筑環境與能源應用工程專業的學生豐富,在分析流體、熱環境、建筑能耗的實驗、模擬數據時,缺少對結果準確的判斷力和深入的分析能力,從而在一定程度上阻礙了研究的順利進行。同時,由于供熱、供燃氣、通風及空調工程方向的學生本科專業大多為建筑環境與能源應用工程,對建筑設計、建筑構造等建筑知識不夠了解,在建筑區域小環境設計、遮陽構件的選擇等建筑設計方面缺少經驗。因此,在建筑環境與能源應用工程專業本科階段加入綠色建筑設計原理等相關課程,讓學生掌握一定的建筑被動式設計等交叉學科知識,有助于建筑節能領域復合型、創新型人才培養。
二、建設內容
(一)教材建設
目前市面上有關于建筑節能主題的教材雖然多,但是質量參差不齊,內容重疊性強,經典的教材較少,內容更新的速度較慢。此外,現有建筑節能類教材,部分適合建筑學專業的學生,內容偏建筑節能設計;部分適合高職高專學生或工程技術人員,重全面性,偏科普性;部分適合高校研究人員,重理論,缺少工程實例。因此,建筑環境與能源應用專業需要編制適應建筑環境與能源應用工程專業規范要求,強調專業課程間的銜接與融合,注重節能理論性與知識系統性結合、理論與實踐相互促進、國際化的建筑節能教材。
教材編撰可從以下三個方面進行優化。
(1)提煉、梳理基本理論與方法。本科專業教材的特性應是系統講授基本理論、原理與方法,重在教授學生為什么(Why),而不僅僅是傳授學生怎么做(How),做什么(What)。因此,在眾多有關建筑節能主題的圖書資料中,如何脫離科普類特征,遵循建環專業規范的課程體系要求,提煉出基本理論、原理與方法是建筑節能教材編撰的核心問題。
(2)注重理論知識、設計計算與工程案例融合。理論知識內容應與建筑節能相關設計規范標準相適應,以加深理論知識在應用層面的理解,提升學生節能設計與計算技能。另外,工程案例內容不應局限于簡單節能技術的介紹,應融合理論知識與設計計算內容,構建各知識點理論、設計與案例的鏈條式體系。
(3)增加建筑節能研究分析方法與國內外最新技術發展等內容。教材內容需顧及不同層次學生學習能力需求,增加建筑節能研究分析方法與最新技術發展等內容,以拓寬學生的知識面,促進知識應用能力的提升。例如建筑與風環境知識單元可以增加Fluent、EnergyPlus等軟件模擬內容,以講授不同的組團布局對建筑能耗的影響。
(二)理論教學
建筑節能課程的理論框架系統較為固定,包括建筑節能基本知識、建筑節能設計原理、建筑規劃設計與節能、建筑單體設計與節能、圍護結構節能設計、遮陽設計、采暖節能設計、制冷節能設計、采光與照明節能設計、太陽能利用等單元,但由于建筑節能是一門與時俱進的學科,新技術、新工藝、新材料的出現推動著建筑節能技術的不斷革新,很多成果具有一定的時效性,教師應多關注國際先進的建筑節能理念,關注建筑節能領域的最新研究進展,不能一味地照本宣科。
建筑節能課程強調應用性與實踐性,教師不能單單只講授生硬的理論,還應將理論聯系實際,多結合工程實例分析節能技術在建筑中的應用。理論給予實踐支撐,實踐豐富理論內涵。單純的理論過于枯燥,不利于深化學生對原理的認識,也會使得學生失去學習的興趣。例如教師可以重點分析當地某一節能建筑的設計原理和途徑,探討當地地域氣候和建筑特點對節能設計的影響等。
(三) 課程設計
根據建筑環境與能源應用工程新專業規范,教學課程主要分為理論課與實踐課兩個類別。知識的輸入主要集中在理論課上,幫助學生建立對專業基礎知識的了解,以備在日后工程實踐中準確運用;知識的輸出與檢驗主要體現在設計實踐中,這不僅是對理論原理的鞏固,還是對已掌握內容的檢驗。
近年來,建筑行業的快速發展、建筑環境與建筑能源領域對人才培養的要求變化較大,日益注重建筑節能。如圖1所示,在新專業規范體系中增大了建筑節能技術模塊比重,強調理論與實踐統一,從知識的輸入、輸出和檢驗三個方面對課程體系進行重新整合,增加了以設計實踐為主的綠色建筑設計、建筑節能等課程,以此形成適合建筑環境與能源應用工程新專業規范的建筑節能課程理論與實踐教學特色,體現時代性、體系相容性、專業創新性,既符合當代社會的專業人才培養要求,也展現了科學發展的必然趨勢。
三、教學方法改革
建筑節能是一門理論與實踐結合緊密的課程,不僅需要教師在課上對基礎理論進行系統講解、對典型案例進行詳細分析,而且要求學生在課下積累豐富的相關知識并動手實踐。目前老師講學生聽的傳統模式很容易讓學生產生枯燥感、無法集中精力,從而降低了學習效率與課堂教學質量。此外,課下作業類型單一,課程論文、試卷問答較多,社會調查實踐、課程設計類作業較少,無法讓學生充分吸收并利用所學進行成果輸出。這些因素導致了建筑節能課程流于形式,成了一門科普課,學生既]有深入理解知識,也沒有機會親自實踐,無法深刻理解建筑節能的真正意義,從而也失去了開設這門課的意義。
針對這些問題,信息時代提供了一種可有效平衡理論教學與課程實踐的教學模式,即 “翻轉課堂”。“翻轉課堂”是一種利用互聯網進行教學的新興教學方式,學生課前在網上收看授課視頻,課堂上在教師指導下完成作業或實踐[3]。翻轉課堂分為課程、作業、答疑三個模塊,根據課程不同的性質可采用不同的組合方式。當課程的知識框架體系短期內不會有太大的革新時,則適合將其理論知識錄制成視頻,供學生反復觀看。相較傳統教學方式,“翻轉課堂”既節省了教師重復授課的時間與精力,又讓學生能較為靈活地安排學習計劃,從而留出更多的課堂時間進行有針對性的答疑。
建筑環境與能源應用專業中大量課程均可采用“翻轉課堂”進行教學,例如傳熱學是以理論的講授為主、作業與答疑為輔的課程,理論內容較為單一,作業通常為計算題,可采用線上基礎理論教學與線下作業、答疑相結合的方式。建筑環境與能源系統測試技術課程涉及較多的測量實驗,可采用線上視頻講解儀器使用方法與測量原理、線下學生親自操作儀器進行實地測量的模式。建筑節能課程則是強調理論與實踐的結合,理論與實踐同等重要,課程理論知識框架比較固定,實踐部分中課程設計作業的相關資料與設計規范要求一般比較多,適合網上,故適用于線上教學、布置作業,線下完成作業、答疑的教學模式。“翻轉課堂”通過將“預習時間”最大化來完成對教與學時間的延長,其關鍵之處在于教師需要認真考慮如何利用課堂時間,實現高效率的課堂教學[4]。因此,建筑節能課程的課堂內容和教學形式可多樣化:可以是師生面對面交流答疑,例如學生通過PPT、數值模擬等方式來解說自己的設計,教師針對其設計進行面對面點評,學生從教師點評中獲取信息來反省自己的設計;可以是建筑節能領域的最新研究成果分享與展示、線上理論視頻的補充案例;還可以是實踐調研類活動,例如參觀當地的節能建筑,調查統計當地民用建筑采用的節能方式等,使學生在實踐中探索、理解并運用理論,實現教學目標。
四、課程教學思考
(一)教學內容
建筑節能課程對學生的應用能力、創新能力和操作能力要求較高,學生只關注理論知識根本不足以融會貫通,必須輔以一定量的實踐課程加以深化。實踐是學生認識、完善、運用知識的最佳方式,因此可適當增加實踐課的課時。建筑節能理論知識系統龐雜,講授需要花費大量時間,教師若采用“翻轉課堂”教學模式,理論教學以線上視頻的方式教授,課堂則留出大量時間分配給實踐課,可有效解決課時安排不足的問題。
在踐課的所有形式中,課程設計是最為有效的輸出方式。設計課程一般為綠色建筑設計,內容可從小體量如小型別墅設計,大體量建筑如小區熱環境分析入手。前者可以結合《綠色建筑評價標準》進行建筑節能的設計與運用,后者可側重模擬軟件的使用,計算模擬小區熱、風環境。除此之外,在針對不同章節,可增設不同內容的調查課程。例如遮陽設計單元調查當地遮陽形式與熱工氣候區的關系;建筑節能常用學術名詞單元可通過讓學生記錄在宿舍的活動狀況、衣著類型、溫度感受等來理解室內熱舒適度;圍護結構節能設計單元增加實測墻體、門、窗等圍護結構的傳熱系數實驗等。通過設計、調查、模擬等多種形式相結合,豐富實踐課的內容和形式,讓學生有興趣、有樂趣、有志趣地主動學習。
(二)教學形式
建筑節能課程的傳統教學形式為課堂講解與考試或課堂講解與課程論文組合的形式,這兩種方式忽略了建筑節能課程的實踐性,將其當成工程熱力學一類的學科理論課程來教學,很大程度上只起到了科普的作用,制約了學生綜合能力的深入拓展。
在采用“翻轉課堂”教學后,設計實踐課占比增大,課堂將成為師生交流互動的平臺,拉近了師生之間的距離。考試形式不再僅限于試卷、課程論文,課程設計每個階段的成果、學生在課堂上的表現等按照一定權重成為學生最終成績考核的重要依據。
五、結語
根據建設節約型社會、走可持續發展道路的理念要求,實現能源高效利用是當務之急,而隨著建筑節能話題日趨受關注,社會對建筑節能領域的復合型人才需求不斷增大。在建筑環境與能源應用工程的新專業規范背景下,建筑節能作為一門不可或缺的課程,現實意義重大,實現與新規范專業體系的融合與銜接尤為重要。應從教學內容、形式等多方面進行改革,以滿足人才培養的需要。新興的“翻轉課堂”線上視頻線下課堂的教學模式恰好滿足了建筑節能課程特點的要求,體現了理論與實踐的相互融合,相互促進。
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