蘇 成, 王 湛, 陳慶軍, 季 靜, 李 靜, 蔡 健

(華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院, 亞熱帶建筑科學(xué)國家重點試驗室, 廣東 廣州 510641)

培養(yǎng)土木工程卓越工程師的實踐教學(xué)模式探索

蘇 成, 王 湛, 陳慶軍, 季 靜, 李 靜, 蔡 健

(華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院, 亞熱帶建筑科學(xué)國家重點試驗室, 廣東 廣州 510641)

以卓越工程師教育培養(yǎng)為背景,對土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的實踐教學(xué)模式進行了探索。從校內(nèi)及校外2個方面,介紹實踐教學(xué)改革特色、相關(guān)措施及成效。詳細地對校內(nèi)基地建立、特色課程建設(shè)、學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練及校外基地建立、校企合作思路及校企合作成效等多方面進行了探討闡述,提出了具體的實踐教學(xué)模式,以期為其他相關(guān)高校提供借鑒參考。

卓越工程師； 實踐教學(xué)； 改革探索

為滿足我國社會和經(jīng)濟發(fā)展對高素質(zhì)人才的迫切需求,教育部于2010年啟動卓越人才培養(yǎng)計劃。這項重大改革項目的目標(biāo)是培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強的高質(zhì)量工程技術(shù)人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。這對原有的人才培養(yǎng)觀念提出了新的挑戰(zhàn)[1-2],因而需要高校更加深入理解工程教育服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略、加強與工業(yè)界的密切合作[3]、重視學(xué)生綜合素質(zhì)和社會責(zé)任感的培養(yǎng)和工程人才培養(yǎng)的國際化[4],以提升學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力。土木工程是一門實踐性很強的學(xué)科,在卓越工程師的培養(yǎng)環(huán)節(jié)中,高校的實踐教學(xué)方案是關(guān)鍵,其中必須包括工程能力、實踐能力及創(chuàng)新能力等幾方面[5-11]。

我校土木工程專業(yè)在2010年就成為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(下稱“卓越計劃”)實施專業(yè)之一,至今本專業(yè)已開展了6年卓越工程師培養(yǎng)的建設(shè)工作。經(jīng)過教學(xué)方案的不斷改革與實踐,最終形成一套較為成熟的實踐教學(xué)體系。下文就本專業(yè)在“卓越計劃”中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的一些特色及模式進行探討。

1 實踐教學(xué)的培養(yǎng)思路及特色

常規(guī)土木工程本科教學(xué)內(nèi)容中工程化不足,導(dǎo)致學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間缺乏工程體驗和工程實踐。本校土木工程專業(yè)根據(jù)“卓越計劃”的目標(biāo),針對原有實踐教學(xué)培養(yǎng)方案,從校內(nèi)及校外2個方面出發(fā),進行了改革探索。

在校內(nèi)方面,開展校內(nèi)基地的建設(shè),為學(xué)生參與科研創(chuàng)新活動提供了場所和環(huán)境；增設(shè)特色課程,增加實踐性和實習(xí)類教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時,如生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等,并調(diào)整了實踐環(huán)節(jié)時間,如將原有某些實踐環(huán)節(jié)改到暑期進行；積極推動學(xué)生參與各項科研創(chuàng)新實踐活動。

在校外方面,與多個企業(yè)合作,建立了多個校外“卓越計劃”實踐教學(xué)和實習(xí)基地；與企業(yè)共建實踐課程,建立了“卓越計劃”企業(yè)培養(yǎng)體系；聘請一批企業(yè)高級技術(shù)與管理人才擔(dān)任課程的任課教師或?qū)嵙?xí)實訓(xùn)指導(dǎo)教師,建立起一支長期的、穩(wěn)定的校企聯(lián)合開發(fā)課程的教師隊伍。實施6年來效果良好，以下對具體措施展開闡述。

2 校內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

2.1 校內(nèi)基地建設(shè)

為深化“卓越計劃”教育改革,學(xué)院建設(shè)了3個大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練基地(以下簡稱“大創(chuàng)基地”),其中包括1個教育部批準(zhǔn)的國家級工程實踐教育中心。通過“大創(chuàng)基地”建設(shè),進一步轉(zhuǎn)變教育觀念,改革人才培養(yǎng)模式,在校內(nèi)外形成一定示范輻射作用?！按髣?chuàng)基地”的建設(shè)包括了硬件、軟件及制度等幾方面的建設(shè)。

硬件方面,專門建設(shè)了面積約1 000 m2的試驗基地用于大學(xué)生科創(chuàng)實驗,包括結(jié)構(gòu)靜、動力學(xué)實驗室等,并配置專屬創(chuàng)新基地的較為完備的實驗儀器設(shè)備和設(shè)施。

軟件方面,逐步建成“土木工程創(chuàng)新基地”網(wǎng)站。指導(dǎo)教師可以通過網(wǎng)站發(fā)布信息、上傳學(xué)習(xí)資料、進行儀器設(shè)備的管理,學(xué)生可以在網(wǎng)站上下載實驗大綱、電子教案、多媒體課件、視頻錄像、儀器設(shè)備操作說明等學(xué)習(xí)資料,并能實現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上答疑、在線交流等功能。該網(wǎng)站可為學(xué)生的課外科研創(chuàng)新活動提供良好的實驗教學(xué)資源,實現(xiàn)了創(chuàng)新基地的信息化管理,為與兄弟院校之間的資源共享提供良好的網(wǎng)絡(luò)化平臺。

制度建設(shè)方面，組成一支近20人的穩(wěn)定的指導(dǎo)教師隊伍,老、中、青結(jié)合,年齡、職稱結(jié)構(gòu)比較合理,并培養(yǎng)多名研究生助理。制定“土木工程創(chuàng)新基地開放實驗管理制度”,為創(chuàng)新基地的開放運行提供管理方法和制度保障。管理人員結(jié)合實驗場地、設(shè)備數(shù)量、實驗內(nèi)容、預(yù)約人數(shù)等因素,采用網(wǎng)上預(yù)約、核準(zhǔn)、登記、使用記錄等靈活便利的管理方式。建立實驗室安全使用登記制度和儀器設(shè)備使用登記制度,采取研究生助教現(xiàn)場輔導(dǎo)、學(xué)生自主管理、指導(dǎo)教師督察的方式,指導(dǎo)和監(jiān)督各實驗室的使用和運行情況。

“大創(chuàng)基地”的建立,為專業(yè)實驗課程的增設(shè)及學(xué)生的創(chuàng)新活動提供了一個良好的平臺。

2.2 特色課程

本專業(yè)原有的實踐課程學(xué)時偏少,為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力,拓寬視野,本專業(yè)新增設(shè)了6門特色課程,從大一貫穿到大四,特色課程如表1所示。

表1 特色課程

這些課程是在與國內(nèi)外同類高校本科培養(yǎng)方案對比研究的基礎(chǔ)上設(shè)立的,部分特色課程在全國同類高校土木工程專業(yè)中是首次開設(shè),得到同行的好評。以其中2門課程為例進行說明。

2.2.1 土木工程材料設(shè)計性試驗

是原有“土木工程材料試驗”課程的拓展,該課程開設(shè)目的是為了拓展和延伸課內(nèi)所學(xué)內(nèi)容,由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。設(shè)計內(nèi)容包括:混凝土配合比設(shè)計、砂漿配合比設(shè)計、瀝青混合料配合比設(shè)計、無機結(jié)合料配合比設(shè)計。學(xué)生根據(jù)興趣選擇其中2項內(nèi)容,分組進行。目前已經(jīng)開設(shè)4屆,取得良好的效果。

2.2.2 結(jié)構(gòu)模型概念與實驗

是本校于2013年在全國率先開設(shè)的創(chuàng)新性課程,課程開設(shè)的目的是讓學(xué)生結(jié)合工程實際問題,對結(jié)構(gòu)模型進行探索性結(jié)構(gòu)研究。從結(jié)構(gòu)方案、計算分析、課堂演講、模型制作、結(jié)構(gòu)試驗、總結(jié)匯報、報告撰寫等全方位對工程問題進行探索。經(jīng)過4年的教學(xué)實踐和探索,該教學(xué)團隊逐漸摸索出一套行之有效的教學(xué)模式和人才培養(yǎng)方式。通過課程學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生的溝通、理解、交流與合作的能力,以及動手能力、試驗?zāi)芰涂陬^表達能力,實現(xiàn)多方面的能力培養(yǎng)目標(biāo)。學(xué)生在課程中學(xué)會了初步的實驗方法及理論分析方法,不少學(xué)生在本課程教學(xué)的激勵下申請了相應(yīng)的學(xué)生創(chuàng)新研究計劃項目。課程組教師代表曾經(jīng)在中南地區(qū)結(jié)構(gòu)教學(xué)研討會上進行了宣講,全國多所院校向我校索取課程資料。

2.3 科研創(chuàng)新能力訓(xùn)練

本專業(yè)積極推動學(xué)生參與各項科研創(chuàng)新實踐活動,如全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、挑戰(zhàn)杯、全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、學(xué)生課外科研活動(SRP)等。

在科研創(chuàng)新管理方面,本專業(yè)首先針對系列科技創(chuàng)新活動分別提出了切實可行的土木工程專業(yè)學(xué)生實施的方法、步驟和管理措施。依托“大創(chuàng)基地”,引導(dǎo)學(xué)有余力學(xué)生進行創(chuàng)新性實驗研究。針對特定的科研課題,參照科研項目管理方式和研究生培養(yǎng)模式,通過系統(tǒng)的科學(xué)研究訓(xùn)練,提高學(xué)生的科技論文撰寫能力,培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神和用科研手段解決實際問題的能力。在培養(yǎng)方案中,關(guān)注培養(yǎng)理念轉(zhuǎn)變,加強創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)。既重視實驗室、實踐基地等教學(xué)條件的建設(shè)、開發(fā)和改善,更重要的是實現(xiàn)教學(xué)理念、教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,確立以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力為核心目標(biāo)的建設(shè)理念。

通過各項科研創(chuàng)新能力訓(xùn)練,學(xué)生的綜合實踐能力得到了進一步的提升,取得了較好成效。

2.3.1 師生參與度廣、受益面大

所有在校學(xué)生都可以根據(jù)自己的興趣參與到項目中,教師也可以結(jié)合自己的科研和教研項目自主選擇課題。

2.3.2 理論聯(lián)系工程實際

學(xué)生加深了對學(xué)科基本理論中的難點和重點的理解,將基本理論與工程問題有機的結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)基本理論自主解決工程問題的能力。

2.3.3 激發(fā)創(chuàng)新性和主觀能動性

在項目實施中,通過專題研討、自主選題及自行設(shè)計等形式更好的發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,激發(fā)創(chuàng)新性和創(chuàng)造能力。

2.3.4 提升專業(yè)綜合素質(zhì)與團隊協(xié)作精神

通過系列化的科技競賽和科研創(chuàng)新項目,全方位提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)團隊的協(xié)同合作精神和溝通能力。

2.3.5 提高學(xué)了學(xué)生競賽競爭能力

在創(chuàng)新思路的指導(dǎo)下,本專業(yè)近年來在多種國家級創(chuàng)新活動競賽中均取得優(yōu)異成績。在第14屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品終審決賽中,本專業(yè)學(xué)生的作品“基于集料——瀝青界面改性的路面性能改善材料及工藝”“能自愈的免蒸壓PHC管樁”分別榮獲全國賽一、二等獎；近6年來在被譽為大學(xué)生土木結(jié)構(gòu)競賽皇冠上最“璀璨的明珠”的全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中5次榮獲一等獎；連續(xù)4屆在全國大學(xué)生材料設(shè)計大賽上常獲得一等獎和二等獎,并獲得多項全國高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科生優(yōu)秀創(chuàng)新實踐成果一等獎和二等獎。

3 校外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

3.1 校外基地建設(shè)

為讓學(xué)生更好地進行社會實踐,本專業(yè)針對卓越工程師培養(yǎng)計劃,新建立了11個校外“卓越計劃”實踐教學(xué)和實習(xí)基地,其中包括3個境外基地。與此相對應(yīng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置使學(xué)生在1—2年級以工程體驗為主,除課內(nèi)特色課程和實踐課程外,增設(shè)了境內(nèi)外社會實踐與工程體驗,即大一、大二暑假分赴境內(nèi)和境外卓越工程師校外聯(lián)合培養(yǎng)基地進行社會實踐和跟班體驗或參觀學(xué)習(xí)；在3—4年級的生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)則真正深入企業(yè),由校企雙方教師共同指導(dǎo)完成。

3.2 校企合作的實踐思路

3.2.1 選擇校企聯(lián)合培養(yǎng)實踐課程

目前選擇的課程如下。1—2年級課程:土木工程學(xué)科講座、境內(nèi)外社會實踐與工程訓(xùn)練,目的在于解決低年級學(xué)生的工程體驗問題,培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神,以及信息收集、溝通和表達能力,使學(xué)生具有較強的人際交往能力；3—4年級課程:生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、土木工程產(chǎn)業(yè)模式與創(chuàng)業(yè),目的在于解決高年級學(xué)生的企業(yè)學(xué)習(xí)問題,實現(xiàn)從學(xué)校內(nèi)基礎(chǔ)知識的積累,到企業(yè)中實踐能力的培養(yǎng),實現(xiàn)行業(yè)知識的拓展和知識運用能力的提升。

3.2.2 制定校企聯(lián)合開發(fā)課程的培養(yǎng)方案

包括制定課程教學(xué)大綱、課程教學(xué)模式、考核方式等具體問題。目前這些課程初步的培養(yǎng)方案已經(jīng)形成,需要與合作企業(yè)反復(fù)商討,確定校內(nèi)學(xué)習(xí)內(nèi)容和環(huán)境比例與企業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容和環(huán)境比例。

3.2.3 加強校企合作教師隊伍建設(shè)

建立一支長期的、穩(wěn)定的校企聯(lián)合開發(fā)課程的教師隊伍。聘請一批企業(yè)高級技術(shù)與管理人才擔(dān)任課程的任課教師或?qū)嵙?xí)實訓(xùn)指導(dǎo)教師。實行學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的“雙導(dǎo)師”制,明確導(dǎo)師的責(zé)、權(quán)、利,充分發(fā)揮企業(yè)導(dǎo)師的作用。

3.2.4 制定保障措施

制定一系列按計劃實施企業(yè)學(xué)習(xí)階段的保障措施。學(xué)院(專業(yè))與合作企業(yè)應(yīng)聯(lián)合成立工程實踐領(lǐng)導(dǎo)小組,統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和指揮工程實踐活動。參加工程實踐的學(xué)生要組成實踐隊、小組,由指導(dǎo)教師和企業(yè)教師統(tǒng)一安排指導(dǎo)實踐。規(guī)范考核方式及評分標(biāo)準(zhǔn),采取多種方式進行考核,學(xué)生可以提交實習(xí)體會、調(diào)研報告、工程分析報告、技術(shù)革新建議、科研報告或論文等成果。

3.3 校外實踐實施

在校企合作的思路引導(dǎo)下,借助成功的校外基地的建立,校外實踐環(huán)節(jié)實行幾年來卓有成效。

3.3.1 境內(nèi)社會實踐

目前“卓越計劃”學(xué)生已在大一暑期分赴廣東省內(nèi)幾家卓越工程師聯(lián)合培養(yǎng)企業(yè)進行為期一周的社會實踐,社會實踐采用講座+采訪+跟班體驗的多元化方式。實習(xí)前,指導(dǎo)教師與對口企業(yè)主管人員反復(fù)商討實習(xí)計劃以及達到的實習(xí)目標(biāo),學(xué)生按照3～5人分小組進行,便于管理和分部門實習(xí)。學(xué)生提交的成果包括個人調(diào)研報告和小組PPT匯報,有助于實踐成果的分享,以彌補不能同時在所有企業(yè)的各個部分體驗的遺憾。通過實踐,學(xué)生對未來3年的大學(xué)生活有了更好的規(guī)劃。

3.3.2 境外工程體驗的實施

目前已有4屆學(xué)生在大二暑期赴香港或澳門參加為期1周的境外工程體驗。實習(xí)形式是參觀工地和示范項目+企業(yè)跟班體驗。實習(xí)內(nèi)容涉及到土木工程各個領(lǐng)域的設(shè)計、施工、管理。而2013級學(xué)生在大三暑期參加了美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UIUC)為期3周的結(jié)構(gòu)工程暑期培訓(xùn)班,學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計”和“高等鋼結(jié)構(gòu)”等課程。通過境外實踐,學(xué)生了解了境外土木工程行業(yè)的運作情況,見識了境外高效的施工方法、成熟的管理措施和先進的設(shè)計理念,并對境外企業(yè)管理和企業(yè)文化進行調(diào)研和學(xué)習(xí),大大地開闊了眼界。

3.3.3 生產(chǎn)實習(xí)的實施

大三暑期生產(chǎn)實習(xí)共5周時間,采用統(tǒng)一安排、統(tǒng)一管理的模式。首先由學(xué)校聯(lián)系一些在建的大型、重要的建筑工程,將學(xué)生按照3～6人分組,派往不同工地,安排住宿等。實行學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的“雙導(dǎo)師”制,即在工地現(xiàn)場工作由企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé),學(xué)校導(dǎo)師部署總體任務(wù)及教學(xué)安排,并且每周下工地檢查一次,向企業(yè)導(dǎo)師了解情況,進行溝通。實習(xí)期間要求學(xué)生每天寫好實習(xí)日記,記錄施工情況、心得體會、革新建議等,實習(xí)結(jié)束提交實習(xí)報告和專題作業(yè)。成績評定包括5個部分:實習(xí)紀(jì)律占10%,實習(xí)日記和報告和專題作業(yè)占50%,小專題(或社會調(diào)查)占10%,企業(yè)導(dǎo)師評語占20%,最后答辯成績占10%,從各個方面考核以控制生產(chǎn)實習(xí)質(zhì)量。

3.3.4 畢業(yè)設(shè)計的實施

畢業(yè)設(shè)計是成功完成“卓越計劃”的一項至關(guān)重要的實踐環(huán)節(jié)[12]。大四畢業(yè)設(shè)計(論文)環(huán)節(jié)共15周,實行學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的“雙導(dǎo)師”制。原計劃在相關(guān)設(shè)計院或其他企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(論文)工作,但考慮到實踐單位接收所有畢業(yè)生有一定困難,另一方面把學(xué)生完全放在實踐單位,校內(nèi)導(dǎo)師介入的時間少,未必能取得良好的效果。經(jīng)過反復(fù)討論,并與企業(yè)溝通,采取了一個折中辦法:聘用一批校外畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師,分別來自境內(nèi)境外的設(shè)計單位、施工單位和管理單位,共40余人；每位學(xué)生都有校內(nèi)和校外指導(dǎo)教師,校外指導(dǎo)教師每周提供一次與學(xué)生面對面的答疑時間,這樣學(xué)生既能夠在校內(nèi)導(dǎo)師的指導(dǎo)下,嚴(yán)格按照學(xué)校畢業(yè)設(shè)計的規(guī)定完成畢業(yè)設(shè)計,理論上達到一定深度,又能直接接受具有豐富工程經(jīng)驗的高級技術(shù)管理人員的指導(dǎo)。通過畢業(yè)設(shè)計模式的改革,可鍛煉學(xué)生的團隊合作能力、主動解決專業(yè)實際問題的能力及與校內(nèi)外導(dǎo)師的溝通、配合能力。

4 結(jié)語

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、加強動手能力訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié),對全面提高學(xué)生工程綜合素質(zhì)具有重要作用。本文從“卓越計劃”重點任務(wù)要求出發(fā),結(jié)合學(xué)校實際情況和人才培養(yǎng)目標(biāo),介紹本校的實踐教學(xué)改革及相關(guān)措施及成效。從校內(nèi)校外2個部分出發(fā),詳細地對校內(nèi)基地建立、特色課程建設(shè)、學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練及校外基地建立、校企合作思路及校企合作成效等幾方面進行了探討闡述。本文提供了一套較為完整的實驗教學(xué)模式,可為相關(guān)院校提供借鑒和參考。

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[11] 那景芳,徐小平,段建民. 多層次內(nèi)容循環(huán)漸進實踐教學(xué)模式的研究與實踐[J]. 實驗技術(shù)與管理,2010,27(2):107-109，115.

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Exploration on practical teaching mode for training outstanding engineers of civil engineering specialities

Su Cheng, Wang Zhan, Chen Qingjun, Ji Jing, Li Jing, Cai Jian

(State Key Laboratory of Subtropical Building Science, School of Civil and Transportation Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)

Based on the training of the outstanding engineers, the practical teaching mode in the training program of civil engineering specialties is explored. The characteristics, related measures and achievements of the practical teaching reform are introduced from the two aspects of inside and outside the university. The establishment of on-campus bases, the construction of characteristic courses, the training of students’ scientific research innovation, the establishment of off-campus bases, the thinking of university-enterprise cooperation, the effectiveness of cooperation between the university and enterprise, etc., are discussed. The specific practical teaching mode is put forward so as to provide some references for other relevant colleges and universities.

outstanding engineers; practical teaching; reform and exploration

2017-05-25

廣東省高等教育重點教學(xué)改革項目“土木工程卓越工程師全英專業(yè)人才培養(yǎng)探索”(GDJG2014014)

蘇成( 1968— ) ,男,廣東潮陽,工學(xué)博士,教授,土木與交通學(xué)院院長,從事土木工程教學(xué)、 管理和科研工作.

E-mail：cvchsu@ scut.edu.cn

10.16791/j.cnki.sjg.2017.12.004

G642.0

A

1002-4956(2017)12-0014-04