左志亮，胡金洲，蔡 熠，程 政，陳永耀，詹朝敬，陳永星

（華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510641）

一、引 言

本科生研究計(jì)劃 （Student Research Program，SRP）是根據(jù)學(xué)校建設(shè)高水平大學(xué)的要求，圍繞培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)現(xiàn)代化建設(shè)需要的、具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)科技和管理人才的育人目標(biāo)，進(jìn)一步推進(jìn)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新教育、鼓勵(lì)和提倡學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，結(jié)合自己的專業(yè)領(lǐng)域和特長(zhǎng)，開展初步的探索性研究工作，了解和掌握科學(xué)研究的基本思路、方法和手段[1]。實(shí)踐證明，大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃（SRP）是培養(yǎng)大學(xué)生科研素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的有效、重要途徑。

另一方面，隨著計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中重要性的提高，國(guó)家土木工程委員會(huì)教育指導(dǎo)委員會(huì)[2]建議將《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程列入土木工程專業(yè)必修課的范疇，以提高學(xué)生將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的能力，培養(yǎng)適應(yīng)工程建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)的應(yīng)用型人才。然而，目前該門課程缺乏整合得較好的教學(xué)資源，未能形成高效的教學(xué)體系。

結(jié)合大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃（SRP）能培養(yǎng)大學(xué)生科研素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的優(yōu)點(diǎn)以及土木工程專業(yè)必修課程《建筑結(jié)構(gòu)CAD》對(duì)學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)有重要意義、教學(xué)資源較少的特點(diǎn)，筆者建立了《結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）的應(yīng)用與實(shí)例分析》SRP項(xiàng)目，以達(dá)到提高學(xué)生對(duì)《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程的興趣以及豐富教學(xué)資源的目的。下面就該SRP項(xiàng)目教學(xué)指導(dǎo)過程中的選題原則、培養(yǎng)思想、培養(yǎng)方式等方面的心得體會(huì)進(jìn)行探討。

二、SRP項(xiàng)目的選題

SRP項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和技術(shù)應(yīng)用能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中只重視灌輸知識(shí)和應(yīng)用的不足，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效方式[1]。SRP項(xiàng)目的基本特點(diǎn)是：①參與項(xiàng)目的學(xué)生年級(jí)較低，專業(yè)知識(shí)欠缺；②項(xiàng)目完成周期一般為1～2年，學(xué)生必須在完成常規(guī)學(xué)習(xí)任務(wù)的前提下，利用課余時(shí)間參與SRP項(xiàng)目的活動(dòng)；③培養(yǎng)目的是拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)動(dòng)手能力、查閱資料、靈活運(yùn)用專業(yè)知識(shí)、利用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；④學(xué)生自由選擇感興趣的科研課題。

基于上述特點(diǎn)，教師可在個(gè)人科研或教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，選擇合適的課題，但應(yīng)掌握2個(gè)選題原則：①SRP項(xiàng)目的選題應(yīng)具有較完整的課題內(nèi)容，且難度適中；②學(xué)生在完成SRP項(xiàng)目

的過程中，可視各人完成課題的進(jìn)度調(diào)整課題內(nèi)容，因材施教，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。另一方面，創(chuàng)新精神的培養(yǎng)有多種層次和途徑，而較前沿的創(chuàng)新性研究課題對(duì)一般本科生而言難度較大，因而SRP項(xiàng)目對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)應(yīng)把重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生的自主研究能力。因此，SRP項(xiàng)目的科研內(nèi)容應(yīng)取材于專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容，以拓展學(xué)生專業(yè)視野、培養(yǎng)自主研究能力為首要目標(biāo)，且選題內(nèi)容應(yīng)可靈活調(diào)整，不宜太難或過于死板。下面以《結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）的應(yīng)用與實(shí)例分析》SRP項(xiàng)目的建立思路為例，說明所強(qiáng)調(diào)的SRP項(xiàng)目選題方式。

《建筑結(jié)構(gòu)CAD》是一門基于土木工程本科專業(yè)課知識(shí)的綜合性較高的專業(yè)類軟件學(xué)習(xí)與應(yīng)用課程。長(zhǎng)期以來，各大院校大多將該門課定位為專業(yè)選修課，沒有給予足夠的重視。然而，計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中有著十分重要的作用，也是學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)[3]以及畢業(yè)后在工作崗位上常常會(huì)用到的專業(yè)工具。因此，國(guó)家土木工程委員會(huì)教育指導(dǎo)委員會(huì)[2]建議將《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程列入土木工程專業(yè)必修課的范疇。多年來，筆者所在《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)手段上采用演示、上機(jī)、多媒體教學(xué)課件、教學(xué)論壇、學(xué)生課外科研活動(dòng)等多種教學(xué)手段結(jié)合來提高教學(xué)質(zhì)量，但該門課程的教學(xué)資料繁多，所要求的專業(yè)知識(shí)綜合性較強(qiáng)，卻缺乏整合得較好的教學(xué)資源，未能形成高效的教學(xué)體系。

基于上述SRP項(xiàng)目課題選擇原則和《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程所面臨的問題，建立了《結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）的應(yīng)用與實(shí)例分析》SRP項(xiàng)目。該項(xiàng)目基于與時(shí)俱進(jìn)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、抓難放易的原則，結(jié)合《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程的授課內(nèi)容，選取國(guó)內(nèi)最流行、通用的整體結(jié)構(gòu)分析軟件PKPM和廣廈GSCAD，以及國(guó)外具有極高知名度的ETABS、近年在中國(guó)工程設(shè)計(jì)市場(chǎng)占有率逐漸上升且可視化程度高的MIDAS BUILDING，共4個(gè)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件作為重點(diǎn)研究對(duì)象。以實(shí)際工程為背景，通過建立計(jì)算算例并對(duì)比不同分析軟件的建模方式、思路和計(jì)算結(jié)果差異，培養(yǎng)學(xué)生的自主研究、查閱資料的能力，既達(dá)到提前用SRP提升部分對(duì)《建筑結(jié)構(gòu)CAD》課程感興趣的學(xué)生的積極性，也可以將學(xué)生的研究成果整理為該門課程的教學(xué)資料。

實(shí)踐證明，在一般情況下，根據(jù)學(xué)生專業(yè)課內(nèi)容所提煉的SRP項(xiàng)目課題比其他一般性科研課題更容易提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)他們的自主研究意識(shí)，且難易程度更容易控制。

三、以專業(yè)理論為指導(dǎo)，理論聯(lián)系實(shí)際的培養(yǎng)思想

在SRP項(xiàng)目的培養(yǎng)過程中，普遍存在以下培養(yǎng)難題：參與項(xiàng)目的學(xué)生年級(jí)較低，專業(yè)知識(shí)欠缺。參加SRP項(xiàng)目的學(xué)生中，由于大三學(xué)生的正常學(xué)習(xí)任務(wù)比較重，因而參與課外科研活動(dòng)的積極性相對(duì)大二學(xué)生低，而大二學(xué)生雖然學(xué)習(xí)積極性較高，但其專業(yè)知識(shí)水平比大三學(xué)生低。另一方面，科研性質(zhì)的課題總是以扎實(shí)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)。

具體到該SRP項(xiàng)目，首先要求掌握分析軟件的使用方法和參數(shù)設(shè)置原理，然后利用專業(yè)知識(shí)判斷計(jì)算結(jié)果的差異。這就要求學(xué)生必須有較扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件只是工具，不僅要學(xué)會(huì)操作，更要懂得人為對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷。因此在該SRP項(xiàng)目的培養(yǎng)過程中，學(xué)生首先要進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助工程分析的理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)：①對(duì)大二的學(xué)生，由于只學(xué)習(xí)了幾門專業(yè)力學(xué)課程，對(duì)結(jié)構(gòu)概念沒足夠的認(rèn)識(shí)，需要從結(jié)構(gòu)概念的學(xué)習(xí)出發(fā)，然后再學(xué)習(xí)理論知識(shí)；②對(duì)大三的學(xué)生，先鞏固結(jié)構(gòu)概念，然后學(xué)習(xí)包括計(jì)算機(jī)分析原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中的參數(shù)選取、結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)分析與手算的共性與差異、如何判斷計(jì)算機(jī)分析結(jié)果的正確性等關(guān)鍵性理論問題，而后才進(jìn)一步學(xué)習(xí)各種軟件的技術(shù)說明書及軟件使用方法。在項(xiàng)目開展過程中，除強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件的專業(yè)性外，也強(qiáng)調(diào)其在工程設(shè)計(jì)方面的實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際工程的學(xué)習(xí)方法。因此，要求學(xué)生以實(shí)際工程為背景，通過建立計(jì)算算例并對(duì)比不同分析軟件的建模方式、思路和計(jì)算結(jié)果差異。

綜合上述思想，提出“掌握理論+掌握技術(shù)”的兩階段科研思路。以該SRP項(xiàng)目為例，第一階段，應(yīng)以掌握理論知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，但要有針對(duì)性，且不能妄圖能短時(shí)間內(nèi)掌握所需要的理論知識(shí)。特別對(duì)于參與SRP項(xiàng)目的低年級(jí)學(xué)生而言，需要先指導(dǎo)他們閱讀文獻(xiàn)、查閱資料、自學(xué)部分專業(yè)知識(shí)，引導(dǎo)他們養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。第二階段，應(yīng)以掌握技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，利用理論知識(shí)解決科研工作中遇到的問題，包括掌握軟件使用方式、了解工程設(shè)計(jì)實(shí)際情況、把握計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度。在科研工作中，常會(huì)有一部分學(xué)生著重關(guān)注理論知識(shí)，卻抓不住重點(diǎn)，遲遲未能開展工作；另外也有學(xué)生不注重理論知識(shí)，匆忙展開工作，但對(duì)工作的每一步驟的目標(biāo)無清晰的認(rèn)識(shí)。因此，上述兩個(gè)階段是相輔相成的，應(yīng)互相穿插進(jìn)行。這樣循序漸進(jìn)的開展工作，也有利于保持對(duì)工作的熱情和興趣。

四、多元化的培養(yǎng)模式

現(xiàn)階段SRP項(xiàng)目教學(xué)主要是教師發(fā)放題目，學(xué)生根據(jù)題目查閱相關(guān)資料，最后根據(jù)自己查閱的資料寫成相應(yīng)的報(bào)告。這種培養(yǎng)模式主要是讓學(xué)生能有針對(duì)性的對(duì)某一課題進(jìn)行初步地研究，但其弊端在實(shí)踐過程中不斷顯現(xiàn)。首先學(xué)生仍處于本科階段，缺乏相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，也沒有足夠的科研意識(shí)，這樣的導(dǎo)致他們中途放棄或難以完成要求的所有任務(wù)，即便完成任務(wù)，質(zhì)量也不高。其次老師在這個(gè)過程中對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)較少，高估了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，一味等著學(xué)生提出問題。學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)還不完整，能提出的有價(jià)值的問題很少，發(fā)現(xiàn)問題之后老師未必能及時(shí)給予解答。長(zhǎng)久下去，學(xué)生覺得任務(wù)沒有意義，沒有完成任務(wù)的同學(xué)還有可能因此喪失信心。綜上所述，傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式使學(xué)生過分依賴?yán)蠋?，?chuàng)新意識(shí)不足；忽略了對(duì)學(xué)生潛能的挖掘和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的培養(yǎng)。

針對(duì)低年級(jí)學(xué)生專業(yè)知識(shí)不足的問題，我們集中授課，講解基本理論知識(shí)和做研究所需要的文獻(xiàn)查閱技巧，引導(dǎo)學(xué)生入門。由于結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)這門課與實(shí)際工程聯(lián)系緊密，我們?cè)谙掳l(fā)資料一段時(shí)間后請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的工程師講解軟件的使用方法和工程實(shí)例。這樣可以讓學(xué)生對(duì)輔助設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)從抽象變成具體形象。同時(shí)在這個(gè)階段學(xué)生也可以對(duì)題目提出具體的問題，對(duì)于好的意見要予以接受和改正。切勿死板，忽略學(xué)生的創(chuàng)造力。

在完成SRP題目過程中，充分重視對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)，讓他們以小組為單位查詢資料和完成階段性任務(wù)，并制定定期介紹個(gè)人或小組研究成果的計(jì)劃。實(shí)踐證明，通過工作成果介紹，學(xué)生將一段時(shí)間內(nèi)的工作做一次自我總結(jié)，既可以促進(jìn)學(xué)習(xí)積極性、鍛煉自我表達(dá)能力，也可以從其他同學(xué)身上學(xué)到更多的知識(shí)。以后學(xué)生不管是繼續(xù)深造還是出去工作，這種學(xué)習(xí)方式對(duì)整個(gè)職業(yè)生涯的發(fā)展都將大有裨益。

五、結(jié) 語

通過對(duì)《結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）的應(yīng)用與實(shí)例分析》SRP項(xiàng)目的教學(xué)過程進(jìn)行分析總結(jié)，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：①SRP項(xiàng)目的選題宜取材于專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容；②在培養(yǎng)思想上強(qiáng)調(diào)建立“掌握理論和掌握技術(shù)”的兩階段科研思路；③在培養(yǎng)方式上建議采用多元化的手段，并通過定期介紹個(gè)人或小組研究成果的形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和表達(dá)能力。由于“工程結(jié)構(gòu)CAD”相對(duì)土木工程專業(yè)而言還是一門年輕的課程，如何實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果還需要不斷的探索和研究。

]

[1]王紅飛，張木青，張禮鴻，等.在指導(dǎo)《學(xué)生研究計(jì)劃》實(shí)踐活動(dòng)中的思考[J].華南高等教育研究，2006（2）：56-58.

[2]何若全，等.《高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》[R]，2011.

[3]周俐俐，張志強(qiáng)，蘇有文.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計(jì)的利與弊[J].四川建筑科學(xué)研究，2005（5）.