丁發(fā)興，余志武，龔永智

(中南大學(xué)土木建筑學(xué)院，湖南 長沙 410075)

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程教學(xué)改革探討＊

丁發(fā)興，余志武，龔永智

(中南大學(xué)土木建筑學(xué)院，湖南 長沙 410075)

對土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程教學(xué)改革提出設(shè)想。土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程應(yīng)構(gòu)建概念設(shè)計模塊、分析模塊、設(shè)計模塊和新技術(shù)模塊的“四模塊”課程體系;應(yīng)提出將土木工程傳統(tǒng)知識傳授與最新技術(shù)進(jìn)展相結(jié)合、將專業(yè)知識傳授與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合、將書本知識傳授與教師的科研成果介紹相結(jié)合和將基本概念傳授與工程案例教學(xué)相結(jié)合的“四結(jié)合”課程內(nèi)容;應(yīng)創(chuàng)新課堂教學(xué)向?qū)嶒?yàn)教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)科競賽和課外科技創(chuàng)新活動延伸的“五延伸”教學(xué)方法。為此，土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程應(yīng)在師資隊伍建設(shè)、教材建設(shè)教學(xué)和教改和創(chuàng)新性培養(yǎng)等方面取得良好效果。

土木工程專業(yè);工程設(shè)計類課程;教學(xué)改革

一、專業(yè)介紹

按照《高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱》［1］的要求，畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力:(1)具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，較好的人文社會科學(xué)基礎(chǔ)和外語語言綜合能力;(2)掌握工程力學(xué)、流體力學(xué)、巖土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)和工程制圖的基本理論與基本知識;(3)掌握建筑材料、結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)件設(shè)計、地基處理、給水排水工程和計算機(jī)應(yīng)用方面的基本知識、原理、方法與技能，初步具有從事土建結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計與研究工作的能力;(4)掌握建筑機(jī)械、電工學(xué)、工程測量、施工技術(shù)與施工組織、工程監(jiān)測、工程概預(yù)算以及工程招標(biāo)等方面的基本知識、基本技能，初步具有從事工程施工、管理和研究工作的能力;(5)熟悉各類土木工程的建設(shè)方針、政策和法規(guī);(6)了解土木工程各主干學(xué)科的理論前沿和發(fā)展動態(tài);(7)掌握文獻(xiàn)檢索和資料查詢的基本方法，具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力。

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程包括《房屋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《橋渡設(shè)計》、《道路線路勘測設(shè)計》、《鐵路規(guī)劃與線路設(shè)計》、《地下空間規(guī)劃與設(shè)計》等，這些工程設(shè)計類課程都有共同的特點(diǎn)，如大多以概念為基礎(chǔ)、以力學(xué)計算為輔助、以工程背景為出發(fā)點(diǎn)，并隨著行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)新的技術(shù)等。但目前，這些課程因?qū)I(yè)方向的不同而內(nèi)容差異較大，同時受前蘇聯(lián)課程體系的影響，土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程教材編寫缺乏統(tǒng)一思想，給學(xué)生的認(rèn)知帶來不便，這些課程應(yīng)進(jìn)行教學(xué)改革，以適應(yīng)新時期通才教育的要求。

目前，我國是一個發(fā)展中國家，土木工程行業(yè)仍處于黃金建設(shè)期，城鎮(zhèn)化建設(shè)以及國家在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的大規(guī)模投入，對拉動內(nèi)需、緩和國際金融危機(jī)對我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，將發(fā)揮非常重要的作用。房屋建筑、地下建筑(含礦井建筑)、道路、隧道、橋梁建筑、水電站、港口及近海結(jié)構(gòu)與設(shè)施、給水排水和地基處理等領(lǐng)域的發(fā)展，新的工程建設(shè)，對土木工程專業(yè)設(shè)計理論和設(shè)計方法提出了新的要求。因此，抓好土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程的課程建設(shè)，擴(kuò)大、深化和更新土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程教學(xué)內(nèi)容，對于全面培養(yǎng)土木工程綜合性人才具有積極的意義。

二、教學(xué)改革設(shè)想

(一)堅持優(yōu)化整合的原則，構(gòu)建“四模塊”的課程體系

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程按照知識模塊順序由概念設(shè)計模塊、分析模塊、設(shè)計模塊和新技術(shù)模塊等組成。如《混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程內(nèi)容包括緒論、樓蓋結(jié)構(gòu)、單層廠房、框架結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)等五個部分，共計56學(xué)時。該課程的知識模塊順序由結(jié)構(gòu)概念設(shè)計模塊、結(jié)構(gòu)分析模塊、結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊(包括截面設(shè)計和構(gòu)造)和新結(jié)構(gòu)新技術(shù)模塊等組成，該課程設(shè)置的“四模塊”既合理分割又有機(jī)聯(lián)系，符合學(xué)生的認(rèn)知和實(shí)踐規(guī)律。本課程通過按“四模塊”組織教學(xué)，對提高學(xué)生的工程意識和房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計能力發(fā)揮了良好作用。

(二)堅持與時俱進(jìn)的原則，提出“四結(jié)合”的課程內(nèi)容

1.將傳統(tǒng)知識傳授與土木工程最新技術(shù)講座相結(jié)合。如《混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程，教師除結(jié)合樓蓋結(jié)構(gòu)、單層工業(yè)廠房、多層框架結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)介紹國內(nèi)外最新進(jìn)展外，邀請國內(nèi)外知名專家作專題學(xué)術(shù)報告，擴(kuò)寬學(xué)生專業(yè)視野。

2.將專業(yè)知識傳授與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合。以實(shí)地觀察、現(xiàn)場視頻、照片及FLASH動畫等手段，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、校電子圖書館平臺和專用結(jié)構(gòu)計算技術(shù)為切入口，進(jìn)行形象性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生從多種渠道獲取知識的能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)課程的興趣，加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握。

3.將書本知識傳授與教師的科研成果介紹相結(jié)合。將教師在科研和工程實(shí)踐中取得的成果有機(jī)融入課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)效果。將與本課程內(nèi)容相關(guān)的工程應(yīng)用中最新科研問題引入課堂教學(xué)，將正在建設(shè)的重大工程和需要解決的重大技術(shù)難題介紹給學(xué)生;將最新研究成果、工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用技術(shù)，以及國內(nèi)外本學(xué)科領(lǐng)域研究成果和前沿問題融入教學(xué)。讓學(xué)生接觸到本課程內(nèi)容的科學(xué)前沿知識，引發(fā)學(xué)生思考，明確自己肩負(fù)的重任，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。

4.將基本概念傳授與工程案例教學(xué)相結(jié)合。運(yùn)用基礎(chǔ)課程的基本知識和基本理論，對工程設(shè)計和工程質(zhì)量問題加以剖析，引導(dǎo)學(xué)生明確課程學(xué)習(xí)目的，掌握課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程通過按“四結(jié)合”的原則組織課堂教學(xué)，將適時更新課程教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面，更重要的是學(xué)生了解本學(xué)科的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)和最新進(jìn)展，調(diào)動對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性，大大提高課程的教學(xué)效果。

(三)堅持學(xué)以致用的原則，創(chuàng)新“五延伸”的教學(xué)方法

積極開展課內(nèi)教學(xué)向課外教學(xué)延伸的教學(xué)方法研究與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的“五延伸”:

課內(nèi)教學(xué)向?qū)嶒?yàn)教學(xué)延伸，可充分利用各學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，將專業(yè)教學(xué)與認(rèn)識實(shí)習(xí)、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面結(jié)合起來，有效促進(jìn)學(xué)生各種知識的融會貫通，消化理解;

課內(nèi)教學(xué)向課程設(shè)計延伸，通過完成某一工程設(shè)計的訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生采取手算和計算機(jī)電算相結(jié)合的方式開展課程設(shè)計，使學(xué)生進(jìn)一步加深對土木工程學(xué)科知識的基本理論、計算方法的綜合理解和系統(tǒng)消化，有效鞏固強(qiáng)化課內(nèi)教學(xué)的效果;

課內(nèi)教學(xué)向畢業(yè)設(shè)計延伸，通過畢業(yè)設(shè)計的回顧，使學(xué)生掌握和鞏固工程設(shè)計類課程的主要知識內(nèi)容，理解本專業(yè)設(shè)計的基本程序和思路，具備基本的設(shè)計能力，有效解決課時壓縮和專業(yè)知識信息量增加的矛盾，初步具備了結(jié)構(gòu)工程師的基本素質(zhì);

課內(nèi)教學(xué)向?qū)W科競賽延伸，鼓勵學(xué)生積極參加力學(xué)競賽和結(jié)構(gòu)建模競賽，學(xué)校每年組織土木工程專業(yè)學(xué)生舉行校內(nèi)本科生結(jié)構(gòu)模型大賽，并挑選優(yōu)秀學(xué)生積極參加省內(nèi)及全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)模型大賽，為學(xué)生創(chuàng)造出良好的培養(yǎng)動手能力的環(huán)境。

課內(nèi)教學(xué)向課外科技活動延伸，積極組織學(xué)生參加課外科技活動，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程的課堂教學(xué)向?qū)嶒?yàn)教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)科競賽和課外科技創(chuàng)新活動延伸，將提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。

三、課程建設(shè)設(shè)想

(一)師資隊伍建設(shè)

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程需形成老、中、青搭配的合理教學(xué)梯隊，師資培養(yǎng)可采取以下措施:

(1)培養(yǎng)與引進(jìn)相結(jié)合，提高整體水平。師資培養(yǎng)和隊伍建設(shè)長期貫徹學(xué)校培養(yǎng)與引進(jìn)相結(jié)合的方針:一方面積極引進(jìn)國內(nèi)外名校名師下培養(yǎng)的優(yōu)秀博士畢業(yè)生;另一方面，全體在崗教師應(yīng)在職攻讀博士學(xué)位，教師的綜合素質(zhì)和水平將大幅提高。

(2)堅持教學(xué)方法研究，改善教學(xué)質(zhì)量。教師團(tuán)隊?wèi)?yīng)不斷學(xué)習(xí)教學(xué)方法，探討如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造性，不定期地舉行教學(xué)活動，相互聽課，相互學(xué)習(xí)，共同提高。

(3)積極開展科研活動，以科研促教學(xué)。教師團(tuán)隊?wèi)?yīng)堅持從工程應(yīng)用出發(fā)，開展土木工程理論應(yīng)用技術(shù)的研究，并積極運(yùn)用所取得研究成果，服務(wù)于我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。通過這些科研工作和工程實(shí)踐的磨練，將有力地增強(qiáng)教師的學(xué)術(shù)水平、課程教學(xué)水平和指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的能力。

(4)以老帶新，幫助青年教師迅速提高。對新增的具有博士學(xué)位的優(yōu)秀青年教師，采取以老帶新的方法，指定具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)效果好的年長教師指導(dǎo)。指導(dǎo)過程按:跟班全程聽課→部分章節(jié)試講→參與課程設(shè)計指導(dǎo)→參與畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)實(shí)習(xí)指導(dǎo)→參與指導(dǎo)教師的科研課題和工程設(shè)計項(xiàng)目實(shí)踐→獨(dú)立主講全部課程、指導(dǎo)教師跟蹤聽課→獨(dú)立指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的模式進(jìn)行。并制定詳細(xì)的實(shí)施計劃，以促進(jìn)他們迅速成長，為本課程后備教師隊伍和學(xué)科發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

(5)參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，提高學(xué)術(shù)水平。鼓勵團(tuán)隊的教師積極參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，擴(kuò)大本校教師在行業(yè)內(nèi)的影響力，了解國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，適時將最新研究成果納入到教學(xué)課件或電子教案中。

(6)鼓勵出國做訪問學(xué)者，推進(jìn)國際化進(jìn)程。鼓勵團(tuán)隊的教師積極出國做訪問學(xué)者，了解國外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，學(xué)習(xí)先進(jìn)教學(xué)、科研方法，提高教學(xué)、科研水平，適時將最新研究成果納入到教學(xué)課件或電子教案中。

(二)教材建設(shè)

根據(jù)“四模塊”課程體系、“四結(jié)合”課程內(nèi)容和“五延伸”教學(xué)方法的設(shè)想，應(yīng)適時更新土木工程專業(yè)各工程設(shè)計類教材。

(三)教學(xué)、教改和創(chuàng)新性培養(yǎng)

在課程教學(xué)中正確處理知識傳授與能力培養(yǎng)的關(guān)系，應(yīng)貫徹“三注重”，即注重概念設(shè)計教學(xué)、注重分析能力培訓(xùn)、注重創(chuàng)新能力培養(yǎng);在課程教學(xué)中正確處理傳統(tǒng)知識與現(xiàn)代技術(shù)的關(guān)系，應(yīng)堅持“四結(jié)合”;在課程教學(xué)中正確處理課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)的關(guān)系，應(yīng)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的“五延伸”，充分調(diào)動學(xué)生對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。

四、結(jié)語

土木工程專業(yè)工程設(shè)計類課程應(yīng)堅持優(yōu)化整合的原則，構(gòu)建“四模塊”的課程體系，堅持與時俱進(jìn)的原則，提出“四結(jié)合”的課程內(nèi)容，堅持學(xué)以致用的原則，創(chuàng)新“五延伸”的教學(xué)方法，以符合學(xué)生的認(rèn)知和實(shí)踐規(guī)律，將調(diào)動對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性，并提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。

［1］高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

2011－02－16

丁發(fā)興(1979－)，男，浙江瑞安人，副教授。