[摘要] 文章介紹了佐治亞理工學院土木工程專業(yè)學士學位教學的教學目的和教學結果,列出了大學4年的具體教學計劃,簡單介紹了專業(yè)的新特色課程,分析了專業(yè)教學的特點,對我國的土木工程教育具有一定的借鑒意義。
[關鍵詞] 土木工程專業(yè) 教學目的 教學結果 教學計劃 特色課程
佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)位于美國佐治亞州的州府亞特蘭大市,始建于1885年,是美國三大理工學院之一,以承諾“通過科學技術改善人類條件”而著名。佐治亞理工學院由六個學院組成:工程學院、建筑學院、管理學院、人文學院、計算學院和理學院,其中工程學院聞名世界。工程學院設有9個專業(yè)分校,其中的土木和環(huán)境工程專業(yè)在美國排名第四。2005年,土木和環(huán)境工程專業(yè)分校有1.6萬名本科生和研究生。
在佐治亞工程學院土木和環(huán)境工程專業(yè)學習四年后獲得土木工程學士學位,畢業(yè)生可以直接投身工程實踐中成為一名工程師,或繼續(xù)進行研究并攻讀學位,研究領域可以進一步拓寬,有工程施工和管理、環(huán)境工程、環(huán)境水力學、地質工程、水文學、材料學、結構工程和力學、交通運輸、水資源計劃和管理等。
一、土木工程專業(yè)教學目的
土木工程教育的任務是通過研究和制定教學計劃,達到5個教學目的,最終完成高質量的教育:①教育新一代土木和環(huán)境工程師以適應未來挑戰(zhàn);②提高畢業(yè)生的學識、領導能力和服務意識;③創(chuàng)造、發(fā)展和傳播新知識;④指導跨學科教育和研究計劃的制定;⑤提升土木和環(huán)境工程專業(yè)在國家中的地位。
二、土木工程專業(yè)教學結果
土木工程專業(yè)學士學位教學是根據(jù)教學目的制定的,力求滿足所有學生的需要。學生獲得學士學位后,應具備以下能力:①具備廣泛的知識,足以理解土木工程對全球、社會和環(huán)境的影響;②能通過利用所學的基本知識,如數(shù)學、統(tǒng)計學、自然科學和工程原理,使用現(xiàn)代化的工程技術、能力和工具,解決實際土木工程問題;③能完成對在使用性能、造價、時間、質量和使用目的等方面有特殊要求的工程結構的構建,也可以進行設計、施工;④能在地質工程、水利工程和工程材料等兩個或多個領域中設計和指導試驗,分析試驗數(shù)據(jù);⑤能口頭表達專業(yè)技術資料;⑥能通過寫文章、寫報告表達技術資料;⑦在包括各種學科人才的團隊中能協(xié)同工作;⑧能理解專業(yè)、社會和民族的傳統(tǒng)和責任;⑨有能力借助系統(tǒng)的設計經驗完成土木工程設計;⑩至少能在工程施工、環(huán)境工程、地質工程、水利工程、結構工程和交通工程中的4個領域中利用所學知識解決工程問題;{11}能解釋管理、商業(yè)、公共政策中的基本概念。
三、土木工程專業(yè)課程教學計劃
土木工程專業(yè)學位課程分人文社會學科類、數(shù)學科學核心課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課。
人文社科類課共24學分,其中人文類課和社科類課各占12學分。人文類課的英語綜合Ⅰ、Ⅱ為必修課,道德倫理課3學分,人文類課選修1門。社科類課包括1門歷史課、1門經濟類課和2門選修課。
專業(yè)選修課課程齊全、科目很多,按大類可分為拓寬專業(yè)選修課、技術選修課和相關專業(yè)選修課。
拓寬專業(yè)選修課有結構分析、工程施工和管理、水利工程、環(huán)境系統(tǒng)工程、地質工程、交通規(guī)劃優(yōu)化和設計6門課,要求必須選包括水利工程或地質工程在內的4門課。
技術選修課有地球數(shù)學、環(huán)境工程實驗、施工計劃評估和設計、工程施工、水文學、沿海工程概論、環(huán)境轉移模式、水質工程學、危險品工程學、空氣污染工程、環(huán)境工程、環(huán)境系統(tǒng)設計、地學工程設計、地下土壤特性、環(huán)境地質、鋼結構設計、鋼筋混凝土結構設計、木結構和磚結構設計、基礎設施修復、結構分析、聯(lián)運規(guī)劃設計和施工、環(huán)境影響評價、道路工程計算機輔助設計、大學生研究、組合結構力學、組合材料研究、組合材料制造和加工、地表水文學、榮譽項目等29門課供選擇,要求選夠5門課。
相關專業(yè)選修課從非土木和環(huán)境工程專業(yè)中選2門課,共6學分。學生在選修課程前必須修完該課的前期準備課程。
表1~8所示為該校2007-2008學年的課程教學計劃。
四、專業(yè)特色課程——土木工程系統(tǒng)
該課是1999年學校為了響應可持續(xù)發(fā)展的社會要求而發(fā)展起來的一門新課程,為專業(yè)必修課,在二年級春季開設,3學分。課程的主要觀點是將土木工程建筑看作一個系統(tǒng),系統(tǒng)由各種各樣的具有內在聯(lián)系的構件組成,且與周圍社會和自然環(huán)境有非常密切的關系。課程主要介紹土木工程建筑設施的模型分析方法、可持續(xù)性分析和經濟評價,內容分為三個模塊,第一個模塊介紹系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展的概念;第二個模塊提出了一些衡量或優(yōu)化系統(tǒng)性能的方法;第三個模塊介紹對系統(tǒng)進行經濟評價的新思想。課程結束后要求學生寫一篇報告,報告可以涉及颶風、水處理和分布、河流保護、空間站、建筑供熱和通風、交通系統(tǒng)、機場安全、廢物處理等多方面內容,每個學生所做的報告必須解決老師提出的幾個關鍵的問題。
五、專業(yè)課程特點
1. 重視理科基礎教學
數(shù)學、物理、化學等的學習要求都很高。其目的一方面在于,經過本科生教育過程之后,所有學生都具備相對寬厚的專業(yè)基礎,并具有良好的從業(yè)素質;另一方面,又為學生進一步接受更高水準的專業(yè)教育奠定了基礎。該校的本科生工程素養(yǎng)世界著名。同時因為學院的生命科學非常著名,所以土木工程專業(yè)的學生被要求修生物課并進行相應的實驗。
2. 本科專業(yè)不設固定界限,專業(yè)課“寬口徑”
學校在研究生期間才明確劃分專業(yè),并開設大量的專業(yè)課程。土木工程專業(yè)本科階段只進行專業(yè)基礎課的學習,專業(yè)基礎必修課比較少,只有6門。選修課科目多,內容廣,非常注重培養(yǎng)學生的全面素質和能力。
3. 注重計算機應用能力
學校認為基于計算機的結構分析和設計對于土木工程專業(yè)人員來說非常重要,是一種內在能力。因此,學校要求每個學生配一臺計算機。學校開設了計算機相關課程,并在專業(yè)課教學中不斷強調計算機在可視化、分析、設計和通信中的應用。
4. 非常重視團隊合作精神的培養(yǎng)
學校開設了大量實驗課,要很好地完成實驗,大家必須通力合作;畢業(yè)項目需要學生自己選,選擇一個新的、有用的畢業(yè)項目需要很多非工程經驗和知識,比如,城市規(guī)劃、金融等經驗,學生必須合作討論這些知識,才能使項目進展順利。
六、專業(yè)教學條件
1. 師資優(yōu)秀
2004年底,土木和環(huán)境工程學院有近100名教職工。從事綜合教學的有53名,其中有25名教授、17名副教授、11名助理教授。從事科學研究的教師有31名,其中有7名是博士后研究人員。學校教師教學和科研并進,在完成高質量教學的情況下,在2000~2004年間,共主持和參與了科研項目656項,發(fā)表了848篇文章、109部專著、740篇會議論文和報道。
2. 實驗條件完備
實驗室是教學和科學研究必備的條件。該校有土木工程專業(yè)教學和分析研究所需要的全部實驗設備。有交通、環(huán)境、水力學、檢測、土力學、材料等方面的共26個實驗室。
3. 與地方政府、企事業(yè)單位和專業(yè)組織有很好的研究合作
學校一直推崇工程技術應該服務社會,多年來一直與幾十家企事業(yè)單位和組織建立著研究合作關系,從事服務社會的基礎設施包括結構工程、力學和材料工程、地理系統(tǒng)工程、運輸工程、環(huán)境流體力學和水資源、環(huán)境工程、工程施工等方面的研究。在2000~2004年間,學校教師完成的科研項目達600多項,科研經費總計2.46億美元。
參考資料
1 http://www.gatech.edu
2 Ado Ameku