聶憶華，王齊仁，劉麗芳

(湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

土木工程專業(yè)課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)整合模式探討

聶憶華，王齊仁，劉麗芳

(湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南湘潭411201)

土木工程專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)實踐訓(xùn)練計劃中兩個非常重要的環(huán)節(jié)。結(jié)合教學(xué)實踐，深入分析了現(xiàn)有課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計實施模式的利弊，結(jié)合土木工程實體工程項目的實施特點，提出了2種設(shè)計的整合方向:以實體工程為中心，化整為零進(jìn)行課程設(shè)計，再融零為整進(jìn)行畢業(yè)優(yōu)化設(shè)計。該模式實施過程中利用網(wǎng)絡(luò)平臺，將有效保障實施的效率和效果。

土木工程;課程設(shè)計;畢業(yè)設(shè)計;網(wǎng)絡(luò)整合

土木工程專業(yè)是實踐性和應(yīng)用性較強的專業(yè)，試驗(各相關(guān)課程試驗)、設(shè)計(課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計)、實習(xí)(認(rèn)識實習(xí)、教學(xué)實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí))是其實踐體系的三大組成，其中課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是理論聯(lián)系實踐的橋梁。通過課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，可培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力與開拓精神，讓學(xué)生掌握工程設(shè)計的主要理論、方法和程序等［1］。隨著素質(zhì)教育的深化和高校教育改革的推進(jìn)，新的培養(yǎng)目標(biāo)定位為實踐能力強、創(chuàng)新意識強的高素質(zhì)專業(yè)人才，原來的課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式已不適應(yīng)新形勢下培養(yǎng)模式的需求，土木工程專業(yè)課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計模式的改革勢在必行。

信息化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，為理論教學(xué)和時間教學(xué)模式的改革提供了先進(jìn)的工具和手段?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺載體，借助我?！暗胤礁咝Ｍ聊竟こ虒I(yè)高素質(zhì)應(yīng)用人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)建設(shè)”的改革實踐，作者對土木工程專業(yè)課設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式進(jìn)行了深入的剖析，對“設(shè)計”環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)整合模式進(jìn)行了大膽探索和嘗試。

一 現(xiàn)有“設(shè)計”模式的利與弊

現(xiàn)有課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計是兩個不同階段的實踐課程，課程設(shè)計主要針對某一門主干課程的重要知識點開展，畢業(yè)設(shè)計是根據(jù)一個實體工程的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計所采用的方法與手段一般在課程設(shè)計階段都進(jìn)行過訓(xùn)練。嚴(yán)格的講，課程設(shè)計依附于某一門課程，畢業(yè)設(shè)計依附于所學(xué)的所有專業(yè)知識與課程。課程設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計的前提和基礎(chǔ)，畢業(yè)設(shè)計是課程設(shè)計的整合與優(yōu)化，兩者相輔相成，有機結(jié)合才能將土木工程專業(yè)知識有效融合，理論與實體工程相結(jié)合，知識學(xué)有所用。但現(xiàn)行的課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計模式有所不足［2－4］，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

獨立性?，F(xiàn)有各門課程設(shè)計自成一體，由各位指導(dǎo)教師單獨命題，給出各自的設(shè)計資料，未考慮與其它課程設(shè)計的連續(xù)性、互補性等相互關(guān)系，局部獨立性和片面性較強，對整個專業(yè)知識的全局性、系統(tǒng)性和整體性認(rèn)識較差，使學(xué)生對工程實踐的整體觀念模糊，知識的應(yīng)用性片面，不了解每門課程的重要性和相互課程的滲透交叉性，容易養(yǎng)成從局部片面看待工程實際問題，不利于培養(yǎng)全面綜合分析問題的能力?，F(xiàn)行的畢業(yè)設(shè)計也是由各位指導(dǎo)教師單獨命題，一般根據(jù)工程實體給出相應(yīng)的設(shè)計題目，與前面的課程設(shè)計資料完全不一致，但實際上設(shè)計過程中的方法與理論在課程設(shè)計中進(jìn)行了單獨的訓(xùn)練。所以現(xiàn)行的畢業(yè)設(shè)計學(xué)生工作量大，全部的知識必須重新計算和設(shè)計，時間緊張，能夠按照基本要求全部完成就很不錯了，談不上進(jìn)行必要的優(yōu)化。

模擬性。為了便于同學(xué)們在有限的時間內(nèi)順利完成相關(guān)設(shè)計，現(xiàn)有課程設(shè)計題目內(nèi)容多為指導(dǎo)老師模仿工程實際問題簡化而成。缺乏了工程實際的復(fù)雜性、可變性，通過給出十分具體的資料、條件和數(shù)據(jù)，使得設(shè)計結(jié)果單一，缺乏創(chuàng)造性，不利于發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性。這樣導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計過程中的設(shè)計困難，不知道如何獲取所必須的材料參數(shù)，材料參數(shù)的可變性如何判斷與確定，很多時候?qū)W生都是根據(jù)相近的實體工程擬定所需的材料參數(shù)，與真正的實體工程相差較大。

依賴性。目前絕大部分的課程設(shè)計都利用商業(yè)軟件進(jìn)行，有了軟件，很多計算工作和繪圖工作簡化了很多，同學(xué)們只要擬定參數(shù)，計算結(jié)果和繪圖結(jié)果就出來了，非常方便，大大提高了原有手算和手繪的效率。但方便的同時也帶來一些問題，整個設(shè)計結(jié)果就依賴軟件的可靠性，作為工程技術(shù)人員的培養(yǎng)，學(xué)會利用專業(yè)軟件是一項必備的能力，但過分依賴軟件，軟件如果存在不足，設(shè)計結(jié)果相應(yīng)的就會存在問題，學(xué)生只依賴軟件給出的結(jié)果，至于結(jié)果與真正計算結(jié)果的差距，很少有同學(xué)能夠弄明白，這樣就缺失了本質(zhì)教育的內(nèi)涵。因此我們在課程設(shè)計階段應(yīng)強調(diào)理論的推算過程，將手算與軟件算相結(jié)合教育，到了畢業(yè)設(shè)計階段就可以主要進(jìn)行軟件算，但會調(diào)整和優(yōu)化。

二 設(shè)計整合方向

土木工程是一個龐大的系統(tǒng)工程，一個完整的工程項目包括可行性研究、投資決策、招投標(biāo)、勘測設(shè)計、建筑施工、竣工驗收等。一個主體工程流程見圖1所示，各個階段均為不可顛倒的先后順序。

總體上一個完整的工程項目有3條平行的項目類型主線，一是項目規(guī)劃與計劃，二是項目實施與使用，三是項目經(jīng)費概預(yù)算等。三條主線相互制約，相互依賴，缺一不可。要對一個完整的工程項目有全面的認(rèn)識，就必須從這三個方面著手進(jìn)行設(shè)計的整合。

作為土木工程類大學(xué)生，從技術(shù)層面上，主要應(yīng)以第二個和第三個主線為研究和掌握知識的重點，在學(xué)習(xí)與研究這兩個方面知識的同時，應(yīng)該學(xué)會與國家或省部級的政策規(guī)劃與計劃相結(jié)合，才不至于將所學(xué)脫離實際。要掌握好完整的工程項目的技術(shù)性知識，除了上好相關(guān)理論課外，更重要的就是設(shè)計的模擬訓(xùn)練。如何將零散的課程設(shè)計根據(jù)工程項目的實際情況有機結(jié)合起來，既讓學(xué)生掌握該門課程的技術(shù)知識，又能讓學(xué)生知道該知識在工程項目實際中的應(yīng)用方法，這是一個值得深入探討的問題。

為了將所學(xué)知識與實體工程有機結(jié)合，設(shè)計整合方向應(yīng)為:畢業(yè)設(shè)計相對于整個工程實體，課程設(shè)計相對于整個工程實體中的有效模塊組成;總體上以完整的工程實體為目標(biāo)，化整為零進(jìn)行課程設(shè)計，化(組)零為整進(jìn)行畢業(yè)優(yōu)化設(shè)計。

圖1 工程項目建設(shè)基本程序示意圖

三 設(shè)計整合模式探討

如何將土木工程專業(yè)各研究方向的課程設(shè)計按照土木工程時間的建設(shè)情況有機組合在一起，讓學(xué)生在大學(xué)整個學(xué)習(xí)過程中得到較全面、系統(tǒng)、綜合性較高的專業(yè)訓(xùn)練，畢業(yè)時感覺自己能勝任一個完整工程項目任一環(huán)節(jié)的工作，就達(dá)到了專業(yè)培養(yǎng)的最終目標(biāo)［5］。

土木工程專業(yè)各“設(shè)計”環(huán)節(jié)的有機整合是實現(xiàn)這一目標(biāo)的有效方法。即將土木工程專業(yè)實體工程根據(jù)技術(shù)要求和專業(yè)課程要求，有效分解為若干個部分，每一個部分即針對一門課程的設(shè)計，將課程設(shè)計按照一個實體的工程項目有機結(jié)合在一起，所有的課程設(shè)計都是基于同一工程項目的建設(shè)中的相關(guān)內(nèi)容，當(dāng)所有的課程設(shè)計完成時，該工程項目的所有主體技術(shù)內(nèi)容就完成，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計時，再將所有進(jìn)行的課程設(shè)計成果有機結(jié)合在一起，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提交最終的設(shè)計成果，與實體工程保持一致性。除了實體工程的施工外(這個通過實習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行補充，將進(jìn)行專門研討)，實體工程的主體技術(shù)內(nèi)容及其相互關(guān)系與作用，學(xué)生在課程設(shè)計階段和畢業(yè)設(shè)計階段都得到了很好的訓(xùn)練。既兼顧了整體性，又突出了局部技術(shù)特性，應(yīng)為一個相當(dāng)有效的整合模式。

我校土木工程專業(yè)包括建筑工程方向、道路與橋梁方向、巖土與城市地下方向、工程管理等四個方向。現(xiàn)以道路工程方向為例進(jìn)行整合模式的探討。

四 設(shè)計整合實例

利用一個完整的工程實際項目為目標(biāo)，最好是已經(jīng)完工了的相關(guān)工程項目資料，根據(jù)不同專業(yè)特點，將完整的工程實際項目根據(jù)課程需要，分解成各門課程設(shè)計的原始資料，進(jìn)行不同階段、不同課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行，由教研室統(tǒng)一組織，各專業(yè)課程老師協(xié)同討論，使每個學(xué)生的課程設(shè)計題目整體化后為一個完整的項目的技術(shù)內(nèi)容分支，有總的目的和任務(wù)，分學(xué)期分階段完成。學(xué)生可以單獨進(jìn)行，或分為3～5人小組選一個項目進(jìn)行跟蹤課程設(shè)計。在后續(xù)課程設(shè)計的過程中，可以對前面進(jìn)行的課程設(shè)計方案或措施進(jìn)行改進(jìn)。做畢業(yè)設(shè)計時，只要將所有完成的課程設(shè)計有機組合成為一個完整的工程項目的技術(shù)文件即可，這個階段，主要從全局出發(fā)，不斷改進(jìn)平時的零散的課程設(shè)計，使之更加技術(shù)上可行，經(jīng)濟上可行的目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，這樣學(xué)生就能對一個專業(yè)的技術(shù)知識有了一個全局的把握。

以道路工程專業(yè)方向的學(xué)生為例，在大學(xué)期間，主要進(jìn)行的專業(yè)課程的課程設(shè)計有公路勘測設(shè)計課程設(shè)計、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計、路基工程課程設(shè)計、路面工程課程設(shè)計、道路施工機械與組織課程設(shè)計、公路工程概預(yù)算課程設(shè)計等。根據(jù)實體工程部分，將設(shè)計內(nèi)容部分分為3大塊:勘測選線、結(jié)構(gòu)設(shè)計、經(jīng)濟評價。3大塊內(nèi)容所對應(yīng)的實際工程項目階段與對應(yīng)的專業(yè)課程及課程設(shè)計見圖2所示。畢業(yè)設(shè)計階段，將3大塊的內(nèi)容進(jìn)行有機整合，即將所有課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行有機整合，并進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計，便得到了與實體工程基本一致的設(shè)計方案，甚至更優(yōu)的設(shè)計方案。

圖2 道路工程專業(yè)工程實體與專業(yè)課程設(shè)計對應(yīng)關(guān)系

通過將實體工程的化整為零進(jìn)行課程設(shè)計，和化零為整進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，讓學(xué)生切實體會到課程設(shè)計的特點，以及在整個工程實體中的地位與作用，同時也體會到了畢業(yè)設(shè)計的重要性，學(xué)會了將零散知識有機組合，并根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進(jìn)行有效優(yōu)化的概念。

設(shè)計題目的一體化(所有課程設(shè)計題目及內(nèi)容均附屬于一個畢業(yè)設(shè)計題目及內(nèi)容，畢業(yè)設(shè)計題目及內(nèi)容來源于已完成的工程實體項目)，一方面有利于增進(jìn)各專業(yè)課教師之間的相互合作交流，及時進(jìn)行教學(xué)改革;另一方面，有利于學(xué)生進(jìn)行較系統(tǒng)的訓(xùn)練，把專業(yè)課學(xué)習(xí)融為一體，同時也激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣，提高學(xué)生專業(yè)綜合運用能力，工程實踐能力。

五 網(wǎng)絡(luò)整合模式探討

課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計的整合，從時間上貫穿大二﹑大三﹑大四的多門課程，前一門交上來的課程設(shè)計成品作為條件進(jìn)行下一門課程設(shè)計，所有課程設(shè)計完成后，方便所有設(shè)計成果的匯總與優(yōu)化進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計。所有課程設(shè)計資料的保存不是一般意義上的存檔，要方便學(xué)生取用和改進(jìn)。學(xué)生可以查閱自己在之前的設(shè)計成果、遇到的問題，形成再學(xué)習(xí)﹑再認(rèn)識提高的工程意識。以往傳統(tǒng)的僅有紙質(zhì)資料存檔方式就顯示出不足:一是資料容易破損和丟失;二是資料的改進(jìn)和優(yōu)化工作量大。為了有效的進(jìn)行設(shè)計整合，必須提高資料存檔與取用的有效性。

電腦與網(wǎng)絡(luò)的普及為我們提供了一個高級的資料存儲和再利用的工具和平臺，我們可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，將課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計綜合體系建立單獨的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，將畢業(yè)設(shè)計與各門課程設(shè)計的整體性與獨立性有機體現(xiàn)［6－7］。

制作網(wǎng)站，需提供畢業(yè)設(shè)計說明，畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的實體工程概況，相關(guān)課程設(shè)計說明，課程設(shè)計的所在層次，個人已有設(shè)計歷史資料與設(shè)計狀態(tài)記錄，資料的更新與保存、規(guī)范資料的查閱、便捷的資源導(dǎo)航等內(nèi)容。使學(xué)生對整個課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計系統(tǒng)一目了然，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)成果采取網(wǎng)上提交和紙質(zhì)提交兩種方式，保證設(shè)計資料的萬無一失與有效性，同時也方便教師給予各門課程的成績。

六 結(jié) 語

土木工程專業(yè)設(shè)計題目一體化，通過化整為零進(jìn)行課程設(shè)計，化零為整進(jìn)行畢業(yè)優(yōu)化設(shè)計;利用網(wǎng)絡(luò)為整合平臺，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)新性，提升了學(xué)生獨立思考、大量查閱資料與分析應(yīng)用資料的能力，實現(xiàn)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的有效整合。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，時刻提醒自己所學(xué)知識在工程應(yīng)用中的條件和要點，各門專業(yè)課程相互交叉和滲透、在時間和空間上的有效拓展，方便了不同層次學(xué)生的設(shè)計工作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思路和工程素養(yǎng)，確保設(shè)計環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。

［1］祝彥知，潘洪科，張春麗．土木工程課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計模式探索［J］．高等建筑教育，2009，18(4):109－112．

［2］李永梅．土木工程專業(yè)課程設(shè)計的教學(xué)改革探索與實踐［J］．土木建筑教育改革理論與實踐，2008，6(10):351－353．

［3］孫德發(fā)，趙全振，江 平．土木工程畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革研究與實踐［J］．高等建筑教育，2009，18(1):98－100．

［4］陸 剛，孫宇博，盧明銀，等．工業(yè)工程本科畢業(yè)設(shè)計與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)［J］．工業(yè)工程，2010，13(2):125－128．

［5］肖 鵬，李琮琦，康愛紅．基于系列化模式的土木工程專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)改革［J］．高等建筑教育，2010，19(5):128－131．

［6］蘇達(dá)跟，張志杰，鐘明峰．以學(xué)為中心的網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計［J］．實踐探索，2007．11(上):49 －51．

［7］李 康．網(wǎng)絡(luò)課程的含義及其教學(xué)設(shè)計的問題［J］．中國遠(yuǎn)程教育，2006(9):46－49．

(責(zé)任編校 謝宜辰)

G642．477

A

1674－5884(2012)01－0096－03

2011－11－04

湖南省教育廳資助項目(G21113);國家教育部高教司創(chuàng)新試驗區(qū)課題

聶憶華(1979－)，女，湖北漢川人，副教授，博士，主要從事道路工程研究。