張學(xué)元,張道明,呂 春,郭國(guó)梁,郭 建
(齊齊哈爾大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
隨著經(jīng)濟(jì)的全球化和工程技術(shù)職業(yè)的發(fā)展,工程教育專業(yè)認(rèn)證在國(guó)內(nèi)外引起了廣泛關(guān)注[1].工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)能力導(dǎo)向,將關(guān)注點(diǎn)從“教師教什么,學(xué)生學(xué)什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)會(huì)了什么,學(xué)生會(huì)做什么”,重點(diǎn)考查人才培養(yǎng)目標(biāo)的合理性與人才培養(yǎng)的實(shí)效[2,3].
高等工程教育以培養(yǎng)現(xiàn)代工程師為主要目的,反映在教學(xué)過(guò)程中則是工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練[4,5].工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中關(guān)于實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)置,明確提出培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、工程意識(shí)、協(xié)作精神及綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.由此可見(jiàn),專業(yè)認(rèn)證背景下以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向是高等工程教育實(shí)踐教學(xué)的本質(zhì)要求與時(shí)代要求.
土木工程專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型學(xué)科,實(shí)踐教學(xué)直接關(guān)系到學(xué)生工程意識(shí)的建構(gòu)、工程能力的培養(yǎng)[6].由于多年來(lái)形成了重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式,使得國(guó)內(nèi)土木工程專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)上存在重要性認(rèn)識(shí)不足、體系不完善、組織實(shí)施不規(guī)范、條件保障不足[7,9]等普遍性問(wèn)題,具體表現(xiàn)在:
實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅是理論教學(xué)的補(bǔ)充,實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,創(chuàng)新不夠,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析流于形式,學(xué)生難以對(duì)實(shí)驗(yàn)感興趣[10,11].這種教學(xué)模式無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新意識(shí).
實(shí)習(xí)偏于認(rèn)識(shí)型,淺嘗輒止,難以達(dá)到實(shí)習(xí)目的[12];工程實(shí)踐內(nèi)容陳舊,缺乏更新;運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和最新科技手段解決實(shí)際工程問(wèn)題的教育相對(duì)缺乏,直接影響到學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng).
建筑、結(jié)構(gòu)、概預(yù)算、施工組織設(shè)計(jì)偏于固定形式,按照給定的樣板照本宣科即可以完成,難以培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力[10].
基于實(shí)踐教學(xué)在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要地位,參照專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中的畢業(yè)要求,以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向重新構(gòu)建土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系,以滿足專業(yè)認(rèn)證背景下對(duì)土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)要求,不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量.
工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中對(duì)畢業(yè)要求分別從工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)等十二個(gè)指標(biāo)進(jìn)行能力考核要求的表述.上述指標(biāo)中體現(xiàn)能力(問(wèn)題分析能力、問(wèn)題解決能力、研究能力、工具使用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力、學(xué)習(xí)能力、管理能力等)要求的占多數(shù).基于此,以土木工程專業(yè)建筑工程方向?yàn)槔?,進(jìn)行以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建,如圖1所示.

圖1 以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)體系
2.1.1 實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)、土木工程材料實(shí)驗(yàn)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理實(shí)驗(yàn)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理實(shí)驗(yàn)等)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)(土工實(shí)驗(yàn)、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)等)多以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,主要培養(yǎng)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)基本原理、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器操作使用、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等研究能力.基于創(chuàng)新能力、工程能力的培養(yǎng)要求,將實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)型、工程型、創(chuàng)新型三類,相關(guān)教學(xué)層次及教學(xué)目標(biāo)如圖2所示.

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次與教學(xué)目標(biāo)
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要包括材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)(涉及混凝土、鋼材、土等)、桿件力學(xué)性能類試驗(yàn)(鋼筋混凝土梁受彎試驗(yàn)、鋼筋混凝土柱受壓試驗(yàn)、鋼梁受彎試驗(yàn)等)、平面分體系力學(xué)性能類試驗(yàn)等.通過(guò)工程圖片、視頻及工程案例等工程情境的創(chuàng)設(shè),有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義進(jìn)行建構(gòu).
以材料力學(xué)性能類實(shí)驗(yàn)中混凝土、低碳鋼力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)為例,在回顧荷載類型及材料破壞形態(tài)的基礎(chǔ)上,以課堂中的粉筆受彎、受扭為例引導(dǎo)學(xué)生思考靜載作用下的脆性破壞;以鋼尺受彎為例引導(dǎo)學(xué)生思考靜載作用下的塑性變形及其破壞,以風(fēng)載作用下美國(guó)某大橋破壞實(shí)錄及地震實(shí)錄視頻為例,介紹動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng).通過(guò)此類情境創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生理解并掌握荷載作用下材料的力學(xué)性能表現(xiàn)及其指導(dǎo)意義.
以桿件力學(xué)性能類試驗(yàn)中鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞試驗(yàn)為例,在回顧混凝土力學(xué)性能、鋼筋力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,以素混凝土梁為例,結(jié)合動(dòng)畫視頻演示少筋梁的破壞;以鋼筋混凝土梁為例并結(jié)合動(dòng)畫視頻演示適筋梁的破壞,以下部型鋼上部混凝土疊合層的疊合梁為例,結(jié)合動(dòng)畫視頻演示超筋梁的破壞.通過(guò)此類情境創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生結(jié)合材料力學(xué)性能及試驗(yàn)現(xiàn)象,明確承載力極限狀態(tài),并建立結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖.
以平面分體系力學(xué)性能類試驗(yàn)中靜載作用下的鋼桁架試驗(yàn)為例,在回顧計(jì)算簡(jiǎn)圖、胡克定律的基礎(chǔ)上,以一榀排架中三角形鋼屋架工程圖片為例,介紹計(jì)算簡(jiǎn)圖的建立,以桿件與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系為切入點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程,以內(nèi)力與應(yīng)力、應(yīng)力與應(yīng)變間的關(guān)系為例,介紹內(nèi)力與應(yīng)變間的關(guān)系及測(cè)試原理.
2.1.2 實(shí)習(xí)體系的構(gòu)建
認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在一年級(jí)第二學(xué)期進(jìn)行,除傳統(tǒng)的工地參觀學(xué)習(xí)外,借助于信息化技術(shù),讓學(xué)生在教室里直觀、形象地了解整個(gè)建造過(guò)程,彌補(bǔ)因時(shí)間、經(jīng)費(fèi)不足等帶來(lái)的不利影響.為了保障實(shí)習(xí)效果,學(xué)生實(shí)習(xí)前先進(jìn)行預(yù)實(shí)習(xí),提前了解實(shí)習(xí)內(nèi)容.課程實(shí)習(xí)包括工程地質(zhì)實(shí)習(xí)和測(cè)量實(shí)習(xí),為培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力,組建實(shí)習(xí)小組,增強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程中的會(huì)話、協(xié)作環(huán)節(jié),有利于對(duì)所學(xué)內(nèi)容的建構(gòu).生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)在四年級(jí)第一學(xué)期進(jìn)行,由于實(shí)習(xí)地點(diǎn)分散,不便于監(jiān)督管理,通過(guò)在線監(jiān)督技術(shù)(如微信定位)、網(wǎng)上考核技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的引入,嚴(yán)格把控實(shí)習(xí)答辯環(huán)節(jié)(借助PPT介紹實(shí)習(xí)內(nèi)容、專家提問(wèn)、教師提問(wèn)、整改重修等),全力保障實(shí)習(xí)教學(xué)目標(biāo).
2.1.3 設(shè)計(jì)體系的構(gòu)建
設(shè)計(jì)體系包括課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì)包括:建筑設(shè)計(jì)(民用建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)建筑設(shè)計(jì));結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì));施工設(shè)計(jì)(建筑工程施工組織設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、建筑工程概預(yù)算課程設(shè)計(jì)).針對(duì)現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)彼此獨(dú)立的現(xiàn)狀(建筑、結(jié)構(gòu)、施工設(shè)計(jì)未針對(duì)同一工程而進(jìn)行,無(wú)連續(xù)性),基于連續(xù)性原則,要求學(xué)生針對(duì)同一工程依次進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、施工設(shè)計(jì),這種具有一脈相承的連續(xù)體系能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)完成自己所創(chuàng)作作品的熱情,培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的綜合能力(分析能力、解決能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等),課程設(shè)計(jì)體系的內(nèi)容及要求如圖3所示.

圖3 基于連續(xù)性原則的課程設(shè)計(jì)體系
畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為實(shí)現(xiàn)與實(shí)際工程相接軌,聘請(qǐng)企業(yè)專家從題目擬定、設(shè)計(jì)指導(dǎo)、成績(jī)考核等過(guò)程全程參與,要求學(xué)生按照現(xiàn)行工程規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì).畢業(yè)論文題目可以來(lái)自于教師科研項(xiàng)目,為培養(yǎng)研究能力提供實(shí)戰(zhàn)演練機(jī)會(huì).為體現(xiàn)使用現(xiàn)代工具能力的培養(yǎng),要求畢業(yè)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算部分采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器或PKPM中的PK進(jìn)行建模計(jì)算,混凝土柱大、小偏壓判定運(yùn)用Excel編程判定等,使學(xué)生在實(shí)踐中得到了鍛煉和提高.
2.1.4 技能與創(chuàng)新實(shí)踐體系的構(gòu)建
工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中關(guān)于實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)置,明確提出要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,技能與創(chuàng)新實(shí)踐體系的設(shè)置,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑.在技能實(shí)踐環(huán)節(jié),突出應(yīng)用學(xué)科特色,通過(guò)砌筑工藝、鋼筋模板工藝實(shí)訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力;在綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),基于BIM技術(shù),進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維算量與清單計(jì)價(jià)、項(xiàng)目管理與投標(biāo)等技能的綜合訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生在使用現(xiàn)代工具的同時(shí)綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決工程問(wèn)題的實(shí)踐操作能力;在科研實(shí)踐環(huán)節(jié),要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí),針對(duì)某一感興趣問(wèn)題,以小組為單位提出新的觀點(diǎn)與看法,可行性分析后進(jìn)行專利撰寫模擬,著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.
工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中對(duì)師資隊(duì)伍、持續(xù)改進(jìn)、支持條件等方面有明確的規(guī)定.基于此要求,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,以達(dá)到認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求.
2.2.1 加強(qiáng)雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)
配置既有理論水平又有工程實(shí)踐能力的“雙師型”教師隊(duì)伍是全力保障實(shí)踐教學(xué)師資要求的重要途徑.通過(guò)校外引進(jìn)和校內(nèi)培養(yǎng),逐漸形成結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)過(guò)硬、素質(zhì)優(yōu)良的師資隊(duì)伍.聘請(qǐng)企業(yè)中工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、理論基礎(chǔ)扎實(shí)的工程技術(shù)人員作為兼職教師,要求專職教師定期走進(jìn)第一線學(xué)習(xí)實(shí)踐,是對(duì)實(shí)踐教學(xué)與行業(yè)發(fā)展同步化的進(jìn)一步保障.
2.2.2 優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)考核方案
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)考核多以一次性考核作為考核結(jié)果,這樣的結(jié)果是“方便了教師,放松了學(xué)生”,難以保障實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量.基于此,工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中明確提出要求建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制,體現(xiàn)過(guò)程考核的重要意義.對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),除出勤考核和實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核外,增設(shè)預(yù)實(shí)驗(yàn)考核、現(xiàn)場(chǎng)操作考核;對(duì)于實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)(校內(nèi)),除傳統(tǒng)的出勤考核、實(shí)習(xí)報(bào)告考核外,增設(shè)小組考核、答辯考核;對(duì)于實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)(校外),除傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)報(bào)告、實(shí)習(xí)答辯考核外,增設(shè)網(wǎng)上考核、定位考核.通過(guò)考核多元化、過(guò)程化、合理化,進(jìn)一步優(yōu)化考核方案.
2.2.3 擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度
實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生從事基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地,工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中明確提出實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該便于學(xué)生使用,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室使用理念上的創(chuàng)新.通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)變被動(dòng)為主動(dòng),既為學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力的培養(yǎng)提供了有利的支持,又提高了實(shí)驗(yàn)室的利用率.
2.2.4 加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地建設(shè)
實(shí)習(xí)基地是開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的專業(yè)場(chǎng)所,關(guān)系到實(shí)習(xí)的質(zhì)量與效果.工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(2015版)中明確提出高校應(yīng)與企業(yè)合作共建實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)基地,在教學(xué)過(guò)程中為學(xué)生提供參與工程實(shí)踐的平臺(tái).通過(guò)測(cè)量實(shí)踐、施工工藝實(shí)踐教學(xué)基地、建筑模型實(shí)驗(yàn)室、數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)室等校內(nèi)實(shí)習(xí)基地的建設(shè),以保障校內(nèi)實(shí)踐教學(xué);通過(guò)與企業(yè)合作,建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地,以齊齊哈爾大學(xué)土木工程系為例,與中鐵二十三局集團(tuán)有限公司、龍建路橋股份有限公司、天津廣源恒信工程管理有限公司、齊翔建工集團(tuán)、齊齊哈爾市建筑設(shè)計(jì)研究院等多家單位建立合作關(guān)系,為學(xué)生從事生產(chǎn)實(shí)習(xí)與畢業(yè)實(shí)習(xí)(路橋施工方向、工程監(jiān)理方向、房建施工方向、工程設(shè)計(jì)方向等)提供有利保證.
齊齊哈爾大學(xué)為省屬應(yīng)用型本科院校,土木工程專業(yè)開(kāi)設(shè)于2010年.在總結(jié)2010版人才培養(yǎng)方案實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,2014版人才培養(yǎng)方案實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)置時(shí)充分考慮了能力培養(yǎng)導(dǎo)向性原則.經(jīng)過(guò)4年的嘗試與探索,人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高,教師團(tuán)隊(duì)獲得省教學(xué)成果獎(jiǎng)2項(xiàng),學(xué)生的進(jìn)步尤其體現(xiàn)在實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等方面.土木2014級(jí)~2016級(jí)學(xué)生在省內(nèi)各項(xiàng)賽事中取得突破性的好成績(jī).2017年、2018年連續(xù)兩年獲得黑龍江省“龍建杯”測(cè)量分項(xiàng)大賽特等獎(jiǎng);2017年獲得黑龍江省輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)大賽特等獎(jiǎng);2016~2018年連續(xù)三年獲得黑龍江省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng),位居省屬高校前列;2017年獲得省高?!褒埥ū敝R(shí)競(jìng)賽一等獎(jiǎng),BIM建模大賽二等獎(jiǎng);2018年獲批3項(xiàng)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,位居學(xué)校各專業(yè)前列;學(xué)生作為第一作者發(fā)表科研論文、申請(qǐng)實(shí)用新型專利人數(shù)逐年上升;土木2014級(jí)就業(yè)率、就業(yè)質(zhì)量、考研率均明顯勝于往屆.實(shí)踐證明:以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩的土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系是有效的、可行的.
1)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)工程情境,有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容意義的建構(gòu),有助于學(xué)習(xí)、研究能力的培養(yǎng);在實(shí)習(xí)教學(xué)中通過(guò)設(shè)置實(shí)習(xí)小組進(jìn)而強(qiáng)化會(huì)話、協(xié)作機(jī)制,有助于學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通管理能力的培養(yǎng).
2)基于連續(xù)性原則的課程設(shè)計(jì),能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,有助于分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng);通過(guò)設(shè)置技能與實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié),較大幅度地提升實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.
3)以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩的實(shí)踐教學(xué)體系能夠體現(xiàn)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等綜合能力的培養(yǎng).實(shí)踐教學(xué)體系需結(jié)合學(xué)校特色、專業(yè)特色而設(shè)置,沒(méi)有統(tǒng)一的固定模式,但以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的宗旨是不變的.
西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2019年3期