關(guān)鍵詞:橋梁與隧道工程;課程體系改革;研究生培養(yǎng)
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),社會(huì)生產(chǎn)生活方式發(fā)生顯著變化,研究生培養(yǎng)模式也隨之不斷優(yōu)化完善。課程體系改革體現(xiàn)了高校對(duì)于人才培養(yǎng)的本質(zhì)要求。一方面,課程學(xué)習(xí)是研究生開展科研工作的基礎(chǔ),能夠幫助研究生提升創(chuàng)新能力;另一方面,課程體系構(gòu)建過(guò)程中的科學(xué)性、合理性,決定了高校人才培養(yǎng)導(dǎo)向與行業(yè)最新需求的契合度。橋梁與隧道工程作為一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科,不僅對(duì)理論知識(shí)的寬度和深度有著很高的要求,而且需要在課程體系中密切聯(lián)系實(shí)踐。因此,橋梁與隧道工程學(xué)科必須建立起完備的課程體系,以培養(yǎng)橋梁與隧道工程學(xué)科研究生的核心素養(yǎng)和能力。之前,國(guó)內(nèi)開設(shè)橋梁與隧道工程專業(yè)的高校,其課程體系普遍存在重復(fù)性高、覆蓋面窄、學(xué)科特色不突出等問(wèn)題[1-3]。在這一現(xiàn)象得到廣泛關(guān)注后,許多高校開展了針對(duì)橋梁與隧道工程學(xué)科的課程體系改革工作,且取得了良好的反饋[4-9]。
本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)橋梁與隧道工程學(xué)科研究生課程體系改革為依托,在廣泛調(diào)研各高校橋梁與隧道工程學(xué)科研究生培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上,吸納各高校優(yōu)點(diǎn),對(duì)原有課程進(jìn)行整合優(yōu)化,并加入契合時(shí)代特點(diǎn)的新課程,形成了層次清晰明確、適合行業(yè)需求的課程體系。
一、橋梁與隧道工程學(xué)科研究生核心能力
只有緊跟時(shí)代的腳步,研究生才能更好地適應(yīng)當(dāng)下社會(huì)與行業(yè)對(duì)人才的要求[10]?;诖?,本文總結(jié)概括了新時(shí)代橋梁與隧道工程學(xué)科研究生應(yīng)具備的六項(xiàng)核心能力。
(一) 基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用能力
橋梁與隧道工程學(xué)科要求研究生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)及力學(xué)功底,以支撐更深層次的科學(xué)研究和工程實(shí)踐。首先,學(xué)生應(yīng)掌握基礎(chǔ)數(shù)理知識(shí),將其作為打開后續(xù)課程的“金鑰匙”;其次,以數(shù)理知識(shí)為基礎(chǔ),學(xué)習(xí)包括材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等在內(nèi)的基礎(chǔ)力學(xué)課程,并將課程知識(shí)內(nèi)化;最后,研究生應(yīng)熟練地將數(shù)學(xué)、力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)用于解決實(shí)際工程問(wèn)題,并從本科階段主要解決線性問(wèn)題和定性問(wèn)題的狀態(tài)脫離出來(lái),逐漸習(xí)慣于解決非線性問(wèn)題和定量問(wèn)題。
(二) 橋隧力學(xué)分析能力
力學(xué)分析能力是本專業(yè)研究生進(jìn)行橋隧結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)。對(duì)于研究生而言,在本科階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等方面的基礎(chǔ)課程。進(jìn)入研究生階段,應(yīng)該對(duì)學(xué)生提出更高的要求。研究生不僅要熟練掌握書本內(nèi)容,而且要具備理論聯(lián)系實(shí)際的思想。在工程實(shí)踐中,要靈活應(yīng)用力學(xué)公式解決問(wèn)題。必要時(shí),要在已知公式的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推導(dǎo)適用于具體工程問(wèn)題的公式。
(三) 橋隧試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力
無(wú)論橋梁隧道結(jié)構(gòu)處于未建成的施工階段,還是建成后的運(yùn)維階段,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)終貫穿于建養(yǎng)全過(guò)程。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的水平既反映了試驗(yàn)設(shè)計(jì)者對(duì)橋梁隧道結(jié)構(gòu)理解的深度,又體現(xiàn)了試驗(yàn)參與者的動(dòng)手實(shí)踐能力。合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)加上準(zhǔn)確的實(shí)際操作,能夠更為真實(shí)地測(cè)試橋梁隧道結(jié)構(gòu)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)是否處于正常狀態(tài)。只有了解橋梁隧道結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況,才能使其更好地服役。
(四) 橋隧體系構(gòu)建能力
對(duì)于橋隧體系的學(xué)習(xí),有助于研究生建立起從細(xì)節(jié)到整體的橋梁隧道結(jié)構(gòu)概念。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,知識(shí)分層遞進(jìn),以力學(xué)為基礎(chǔ),逐步深入學(xué)習(xí)橋梁隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相關(guān)知識(shí),并最終將這些知識(shí)整合為對(duì)結(jié)構(gòu)整體的認(rèn)識(shí),從而構(gòu)建一套完整的橋梁隧道結(jié)構(gòu)認(rèn)知體系。在國(guó)內(nèi)交通基礎(chǔ)設(shè)施飛速建設(shè)的同時(shí),許多橋梁隧道在結(jié)構(gòu)體系上設(shè)計(jì)不合理,從而影響其運(yùn)營(yíng)安全和耐久性。通過(guò)對(duì)橋梁隧道體系的學(xué)習(xí),研究生能夠形成從整體出發(fā)的思維,為未來(lái)從事設(shè)計(jì)、施工工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(五) 橋隧結(jié)構(gòu)運(yùn)維能力
在經(jīng)歷大規(guī)模交通基建的熱潮后,基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)逐漸成為行業(yè)的重點(diǎn)工作。在橋梁隧道結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,為保證其安全性及耐久性,需要對(duì)結(jié)構(gòu)開展定期檢測(cè)或者安裝健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)橋梁隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題,就要及時(shí)制定維護(hù)方案,解決橋梁病害。在培養(yǎng)過(guò)程中,應(yīng)要求研究生熟悉基本的結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法,具備編寫和使用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)程序的能力,能夠有針對(duì)性地對(duì)運(yùn)營(yíng)狀況較差的橋梁隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。
(六) 學(xué)科交叉創(chuàng)新能力
橋梁與隧道工程學(xué)科發(fā)展歷史較長(zhǎng),許多基礎(chǔ)知識(shí)與理論的確立時(shí)間也較早,這使得多數(shù)人對(duì)這門學(xué)科的印象停留在傳統(tǒng)工科層面。實(shí)際上,隨著工程難度不斷增加,結(jié)構(gòu)形式愈發(fā)復(fù)雜,僅靠橋梁與隧道工程學(xué)科的經(jīng)典理論,已無(wú)法完全解決實(shí)際工程問(wèn)題。在研究生階段,要幫助學(xué)生樹立學(xué)科交叉的思想,以具體問(wèn)題為導(dǎo)向,以本學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ),積極探索與其他學(xué)科的交叉融合,以適應(yīng)當(dāng)下交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化的大趨勢(shì)。
二、原培養(yǎng)方案的課程體系
(一) 基本內(nèi)容介紹
在原培養(yǎng)方案的課程體系中,課程分為公共學(xué)位課、學(xué)科核心課、選修課、必修環(huán)節(jié)四個(gè)模塊。由于公共學(xué)位課和必修環(huán)節(jié)在各個(gè)學(xué)科中相同,以下只介紹橋梁與隧道工程學(xué)科核心課和選修課。學(xué)科核心課共5門,分別為高等橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論、橋梁結(jié)構(gòu)非線性與穩(wěn)定理論、橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)、大跨徑鋼橋與組合結(jié)構(gòu)、箱形梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論;選修課共9門,分別為橋梁結(jié)構(gòu)抗震、高等橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、橋梁病害診斷與加固設(shè)計(jì)、橋梁健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià)、橋梁學(xué)科發(fā)展前沿、隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全與防火、橋梁隧道智能管養(yǎng)技術(shù)、橋梁抗震加固設(shè)計(jì)及研究、BIM技術(shù)及其工程應(yīng)用。在選修課模塊,學(xué)術(shù)型碩士和專業(yè)型碩士的共同課程為學(xué)術(shù)規(guī)范及論文寫作,專業(yè)型碩士需要增選項(xiàng)目管理與評(píng)價(jià)和工程倫理;在必修環(huán)節(jié)模塊,學(xué)術(shù)型碩士需要選擇社會(huì)實(shí)踐,專業(yè)型碩士需要選擇專業(yè)實(shí)踐,如表1所示。
(二) 原有課程體系缺點(diǎn)
1. 課程重復(fù)冗雜
研究生階段需要給予學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)時(shí)間,并為學(xué)生提供更多元化的學(xué)習(xí)方式。在原有課程體系中,課程設(shè)置過(guò)多。一方面,課程過(guò)度占用學(xué)生時(shí)間;另一方面,研究生入學(xué)之初,對(duì)課程和專業(yè)了解不夠深入,過(guò)多的課程會(huì)使其在選課時(shí)面臨困難。課程內(nèi)容重復(fù)是原有課程體系的另一個(gè)突出問(wèn)題。學(xué)科核心課作為課程體系的首要組成部分,卻出現(xiàn)了高等橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論和箱形梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論課程內(nèi)容重復(fù)的現(xiàn)象。從課程名稱可以看出,高等橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論包含多種結(jié)構(gòu)形式橋梁計(jì)算理論,箱形梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論應(yīng)當(dāng)屬于高等橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的子集。在學(xué)科核心課模塊開設(shè)兩門橋梁計(jì)算理論課程,且內(nèi)容存在重復(fù)和包含關(guān)系,占用了本就寶貴的學(xué)科核心課學(xué)時(shí)。在選修課模塊中,橋梁病害診斷與加固設(shè)計(jì)和橋梁抗震加固設(shè)計(jì)及研究?jī)砷T課程同樣存在部分內(nèi)容重疊的現(xiàn)象。
2. 課程分類不合理
在確定學(xué)科核心課范圍時(shí),要充分考慮哪些課程更貼合當(dāng)前的行業(yè)需求,嚴(yán)格把控課程質(zhì)量。在原有課程體系中,學(xué)科核心課與選修課的區(qū)分度不夠。以高等橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)為例,該課程屬于選修課模塊,不符合加強(qiáng)培養(yǎng)研究生實(shí)踐能力的要求。在課程質(zhì)量良好的前提下,還要考察課程是否具備泛用性。由于碩士研究生課程集中在研一學(xué)年,此時(shí)學(xué)生尚未確定研究方向,要盡量避免設(shè)置研究面極其單一的學(xué)科核心課程。
3. 學(xué)術(shù)型碩士和專業(yè)型碩士區(qū)分度低
學(xué)術(shù)型碩士和專業(yè)型碩士屬于同一培養(yǎng)層次,但設(shè)置兩種不同碩士學(xué)位的初衷是為了進(jìn)行不同側(cè)重的培養(yǎng),在培養(yǎng)方式和目標(biāo)上應(yīng)體現(xiàn)差異化[11]。在原有培養(yǎng)方案中,學(xué)術(shù)型碩士和專業(yè)型碩士在相同課程模塊的學(xué)分要求和開設(shè)課程均一致,無(wú)法體現(xiàn)國(guó)家對(duì)學(xué)術(shù)型碩士側(cè)重學(xué)術(shù)研究和專業(yè)型碩士側(cè)重專業(yè)應(yīng)用的總體要求。
三、研究生課程體系改革方案
(一) 改革前期工作
在開展哈爾濱工業(yè)大學(xué)橋梁與隧道工程學(xué)科課程體系改革之前,調(diào)研了國(guó)內(nèi)多所開設(shè)橋梁與隧道工程學(xué)科的高校,分析了這些高校的培養(yǎng)方案和課程體系建設(shè)情況。這些高校分別是同濟(jì)大學(xué)、湖南大學(xué)、中南大學(xué)、西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)。其中,同濟(jì)大學(xué)、湖南大學(xué)、中南大學(xué)、西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)五所高校的橋梁與隧道工程學(xué)科為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科;清華大學(xué)、浙江大學(xué)兩所高校的土木工程學(xué)科為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科;東南大學(xué)土木工程學(xué)科入選“世界一流學(xué)科建設(shè)”名單,并在第四輪學(xué)科評(píng)估中獲評(píng)A+;長(zhǎng)安大學(xué)的橋梁與隧道工程學(xué)科作為國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科,底蘊(yùn)深厚,實(shí)力強(qiáng)勁。本文將針對(duì)同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)、湖南大學(xué)的課程體系特色作詳細(xì)說(shuō)明。
在同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院碩士研究生培養(yǎng)方案中,重點(diǎn)關(guān)注橋梁工程方向課群組和隧道及地下建筑方向課群組所開設(shè)的專業(yè)學(xué)位課,可以看出其課程設(shè)置的特點(diǎn)為重視力學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算能力、強(qiáng)調(diào)理論實(shí)踐結(jié)合,與本文所述的橋梁與隧道工程學(xué)科研究生六項(xiàng)核心能力高度契合,如表2所示。同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院的研究生課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔清晰,各課程之間內(nèi)容交互而不重復(fù),對(duì)研究生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)考慮全面,有較強(qiáng)的邏輯性和層次性。相比于碩士研究生課程體系,橋梁工程方向課群組在博士研究生課程體系中加入了包括橋梁抗震、車橋耦合、橋梁風(fēng)工程等方向在內(nèi)的細(xì)分課程,符合博士生課程對(duì)研究深度的要求。
東南大學(xué)橋梁與隧道工程學(xué)科研究生課程體系的設(shè)計(jì)非常全面,如表3所示。在課程類別安排上,專業(yè)必修課數(shù)量較少,給予了研究生更高的學(xué)習(xí)自由度。同時(shí),專業(yè)選修課種類豐富,涵蓋了橋梁與隧道工程學(xué)科各方向的內(nèi)容,確保研究生能夠多樣化、特色化發(fā)展。在課程建設(shè)中,東南大學(xué)交通學(xué)院橋梁工程系教師在教學(xué)研討會(huì)上提出,希望力學(xué)課程和教學(xué)能夠更符合橋梁工程的特點(diǎn)。這一構(gòu)想有助于研究生在基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)習(xí)過(guò)程中,更好地將力學(xué)知識(shí)與學(xué)科特色相結(jié)合。
湖南大學(xué)對(duì)不同類型、不同層次的研究生課程總要求進(jìn)行了明確區(qū)分,在課程體系上保證了研究生能夠按照不同側(cè)重點(diǎn)發(fā)展,如表4所示。學(xué)術(shù)型碩士和學(xué)術(shù)型博士的課程分為公共課、學(xué)科基礎(chǔ)課、學(xué)科方向課三個(gè)類別;專業(yè)型碩士的課程分為公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)選修課三個(gè)類別。在課程設(shè)置上,學(xué)術(shù)型碩士和學(xué)術(shù)型博士側(cè)重于科學(xué)研究,專業(yè)型碩士側(cè)重于專業(yè)應(yīng)用。學(xué)術(shù)型碩士和學(xué)術(shù)型博士的必修環(huán)節(jié)包括文獻(xiàn)閱讀、學(xué)術(shù)活動(dòng)、開題報(bào)告、中期檢查、社會(huì)實(shí)踐五個(gè)部分;專業(yè)型碩士的必修環(huán)節(jié)包括專業(yè)實(shí)踐、開題報(bào)告、中期檢查三個(gè)部分。專業(yè)型碩士缺少文獻(xiàn)閱讀和學(xué)術(shù)活動(dòng)環(huán)節(jié),但其專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)比學(xué)術(shù)型碩士的社會(huì)實(shí)踐環(huán)節(jié)多出5個(gè)學(xué)分。社會(huì)實(shí)踐要求研究生參加競(jìng)賽、調(diào)研、支教、科普、扶貧等活動(dòng),專業(yè)實(shí)踐則要求研究生參加課程實(shí)踐、企業(yè)實(shí)踐、課題研究等活動(dòng)。兩種研究生培養(yǎng)思路具有相當(dāng)高的區(qū)分度。
(二) 現(xiàn)行課程體系學(xué)科核心課模塊
針對(duì)學(xué)科核心課模塊的改革,把握一個(gè)中心思想,即“自力更生,特色辦學(xué)”?,F(xiàn)行課程體系學(xué)科核心課如表5所示。在整合各高校課程體系優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)橋梁與隧道工程學(xué)科的辦學(xué)特色,對(duì)原有培養(yǎng)方案進(jìn)行了以下四方面的改革。
1. 夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)
哈爾濱工業(yè)大學(xué)強(qiáng)大的多學(xué)科優(yōu)勢(shì),給予了基礎(chǔ)課程建設(shè)堅(jiān)實(shí)有力的支持。數(shù)學(xué)學(xué)院、物理學(xué)院、航天學(xué)院、土木工程學(xué)院的學(xué)科實(shí)力雄厚,所開設(shè)的課程多為全國(guó)精品課程,在全國(guó)范圍內(nèi)飽受贊譽(yù)。借助哈爾濱工業(yè)大學(xué)平臺(tái)高、學(xué)科強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),橋梁與隧道工程研究生在基礎(chǔ)課程的選擇上,不僅種類齊全,而且課程質(zhì)量高,可以充分滿足研究生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的要求。
2. 提升應(yīng)用能力
研究生在掌握了全面扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)后,需要掌握本學(xué)科的一些基本方法,例如,橋梁隧道結(jié)構(gòu)的計(jì)算手段和試驗(yàn)方法。這一方面對(duì)應(yīng)高等橋梁計(jì)算方法和高等橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)兩門課程。結(jié)構(gòu)計(jì)算能力是橋梁與隧道工程學(xué)科研究生的基本素養(yǎng),研究生不僅要清楚計(jì)算原理,而且要掌握橋梁隧道結(jié)構(gòu)電算方法,熟練運(yùn)用各類有限元分析軟件。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)則偏向于培養(yǎng)實(shí)踐能力,為研究生日后從事檢測(cè)工作提供技術(shù)支撐。
3. 總體把握學(xué)科
在研究生應(yīng)用能力得到充分鍛煉的基礎(chǔ)上,需要對(duì)其提出更高的要求。通過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)體系和高等橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論兩門課程的學(xué)習(xí),研究生能夠熟悉學(xué)科核心內(nèi)容,從更宏觀的角度考慮問(wèn)題。橋梁結(jié)構(gòu)體系與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是相輔相成的。只有對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)體系形成全方位、立體化的認(rèn)識(shí),才能更清晰地理解橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原則、經(jīng)驗(yàn)取值。反之,橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及橋梁整體的孔徑布置和構(gòu)件的尺寸要求等內(nèi)容,熟悉這些內(nèi)容有助于研究生深入理解橋梁結(jié)構(gòu)體系的合理性及不足之處,從而拓展思維,將其運(yùn)用在橋梁結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新工作中。
4. 突出優(yōu)勢(shì)方向
經(jīng)過(guò)多年探索,橋梁隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、橋梁結(jié)構(gòu)抗震、車橋耦合振動(dòng)已成為哈爾濱工業(yè)大學(xué)橋梁與隧道工程學(xué)科的優(yōu)勢(shì)方向,擁有國(guó)內(nèi)知名的學(xué)者教授及先進(jìn)團(tuán)隊(duì),以及充足的科研成果和實(shí)踐項(xiàng)目,完全能夠?qū)蛄号c隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)、橋梁結(jié)構(gòu)抗震、橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)打造成為全國(guó)范圍內(nèi)的高層次、高水平課程。將以上三門課程作為研究生學(xué)科核心課,緊扣學(xué)科熱點(diǎn),能夠保證研究生在學(xué)習(xí)過(guò)程中始終處于行業(yè)前沿。
(三) 現(xiàn)行課程體系選修課模塊
針對(duì)選修課模塊的改革,把握一個(gè)中心思想,即“資源整合,引領(lǐng)方向”?,F(xiàn)行課程體系選修課如表6所示。綜合考慮橋梁與隧道工程學(xué)科教師的研究專長(zhǎng)和行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),打造選修課模塊,具體舉措包括以下四方面。
1. 守住傳統(tǒng)方向
橋梁養(yǎng)護(hù)加固,一直是哈爾濱工業(yè)大學(xué)橋梁與隧道工程學(xué)科的重點(diǎn)研究方向。該研究方向的優(yōu)勢(shì)主要源于學(xué)科教師數(shù)十年來(lái)積累和傳承的豐富工程經(jīng)驗(yàn)。學(xué)科一直堅(jiān)持實(shí)踐與教學(xué)并重,21世紀(jì)初,編著了橋梁養(yǎng)護(hù)加固方面的經(jīng)典教材《橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計(jì)》。在橋梁病害診斷與加固設(shè)計(jì)課程建設(shè)中,一方面結(jié)合新老教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn),繼續(xù)發(fā)揚(yáng)學(xué)科的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì);另一方面增加新型橋梁巡檢設(shè)備的介紹,引入FRP新型材料用于實(shí)際橋梁加固的案例,賦予課程新的活力。
2. 涉足新型方向
“變則通,不變則壅”,在課程體系的改革中,必須追求創(chuàng)新,緊跟行業(yè)發(fā)展前沿。只有這樣,才能助力研究生適應(yīng)快速變化的未來(lái),走在前列。目前,鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁憑借其優(yōu)異的性能在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速。與此同時(shí),BIM作為建筑行業(yè)的新興技術(shù),具有直觀、高效傳遞信息的特點(diǎn),可用于工程建養(yǎng)全周期管理。在關(guān)注到以上兩個(gè)新方向后,有針對(duì)性地開設(shè)了現(xiàn)代組合結(jié)構(gòu)橋梁、BIM技術(shù)及其工程應(yīng)用兩門課程,其中哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通BIM中心可為課程提供技術(shù)支持和實(shí)操保障。
3. 完善課程體系
雖然學(xué)科名稱為橋梁與隧道工程,但是多數(shù)教師的研究方向?yàn)闃蛄汗こ?。為豐富課程體系內(nèi)容,滿足部分研究生對(duì)隧道工程方向知識(shí)的需求,開設(shè)了隧道工程及智慧運(yùn)維課程。任課教師為橋隧結(jié)構(gòu)智慧運(yùn)維國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)中方負(fù)責(zé)人,有充足的科研經(jīng)驗(yàn)支撐課程內(nèi)容。同時(shí),團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外多所高校、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)建立了合作關(guān)系,有助于研究生拓寬國(guó)際化視野,了解行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。此外,針對(duì)在基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域有深入學(xué)習(xí)意愿的研究生,引入了斷裂力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)兩門課程。
4. 加強(qiáng)學(xué)科交叉
學(xué)科交叉是哈爾濱工業(yè)大學(xué)近年來(lái)的工作重點(diǎn),橋梁與隧道工程學(xué)科積極響應(yīng),主動(dòng)開設(shè)智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施交叉方向,增加人工智能課程,推動(dòng)學(xué)科建設(shè)向智能化、綠色化發(fā)展。例如:通過(guò)學(xué)習(xí)無(wú)人機(jī)視覺導(dǎo)航課程,學(xué)生可以采用無(wú)人機(jī)與計(jì)算機(jī)視覺相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)3D建模;通過(guò)學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理和機(jī)器學(xué)習(xí)理論與算法課程,學(xué)生在掌握特定算法后,可以結(jié)合數(shù)字圖像處理課程的內(nèi)容,進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理方法。
(四) 現(xiàn)行課程體系課程類型及學(xué)分要求
在現(xiàn)行課程體系中,學(xué)術(shù)型碩士、碩博貫通培養(yǎng)的博士、專業(yè)型碩士、普通博士的學(xué)分總要求如表7所示。針對(duì)不同類型、不同層次研究生,課程模塊各有側(cè)重。在學(xué)科核心課模塊,學(xué)術(shù)型碩士和碩博貫通培養(yǎng)的博士需選擇2門以上的數(shù)理類課程;學(xué)術(shù)型碩士需選擇4學(xué)分以上的博士層次課程;普通博士需選擇所在學(xué)科的所有博士層次課程;專業(yè)型碩士需選擇1門以上的數(shù)理類課程,并且必須選擇工程倫理課程。
(五) 新舊課程體系對(duì)比
針對(duì)原有課程體系存在的缺陷,本次改革從學(xué)科核心課、選修課和學(xué)分要求三個(gè)角度出發(fā),提出了具體的改革方案,建立了較為完善的課程體系,如表8所示。首先,為改善課程重復(fù)冗雜的現(xiàn)象,結(jié)合橋梁與隧道工程行業(yè)最新發(fā)展,認(rèn)真評(píng)估各課程價(jià)值,通過(guò)刪除、整合等方式,為課程體系“瘦身”,提高課程整體質(zhì)量。例如:不再單獨(dú)設(shè)置箱形梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論課程,而是在高等橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論課程的基礎(chǔ)上,融入箱形梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論課程的部分核心內(nèi)容,整合為高等橋梁計(jì)算方法課程;把握橋梁病害診斷與加固設(shè)計(jì)、橋梁抗震加固設(shè)計(jì)及研究?jī)砷T課程的主要特色,將橋梁抗震加固設(shè)計(jì)及研究課程的加固設(shè)計(jì)部分內(nèi)容整合到橋梁病害診斷與加固設(shè)計(jì)課程中,剩余部分著重突出橋梁抗震原理,組成橋梁結(jié)構(gòu)抗震課程。其次,通過(guò)對(duì)新時(shí)代行業(yè)人才需求的分析,重新審視課程分類原則,在改革中突出課程實(shí)踐性。例如:將原有課程體系中的高等橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)由選修課升級(jí)為學(xué)科核心課,由2學(xué)分提高至3學(xué)分,讓研究生進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的同時(shí),能夠提升動(dòng)手實(shí)操能力,鍛煉試驗(yàn)設(shè)計(jì)思維;考慮到本校橋梁與隧道工程學(xué)科在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、橋梁結(jié)構(gòu)抗震、車橋耦合振動(dòng)方面的優(yōu)勢(shì),將橋梁與隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)、橋梁結(jié)構(gòu)抗震、橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)設(shè)置為博士研究生的必修課程,從而為博士研究生奠定堅(jiān)實(shí)的科研基礎(chǔ)。最后,為解決碩士研究生培養(yǎng)區(qū)分度不夠的問(wèn)題,從整體學(xué)分布置和具體選課要求兩個(gè)角度進(jìn)行改革。在整體學(xué)分安排上,學(xué)術(shù)型碩士側(cè)重于課程學(xué)習(xí),專業(yè)型碩士側(cè)重于必修環(huán)節(jié),需參加多次專業(yè)實(shí)踐;在具體選課要求上,學(xué)術(shù)型碩士需選擇至少2門數(shù)學(xué)課程,專業(yè)型碩士需選擇至少1門數(shù)學(xué)課程。這一措施充分考慮了兩種碩士研究生培養(yǎng)模式的不同特點(diǎn)。
四、結(jié)語(yǔ)
相比于之前繁雜的課程體系,改革后的課程體系呈現(xiàn)形式簡(jiǎn)潔、內(nèi)容豐富、多元培養(yǎng)、自由度高的特點(diǎn)。但橋梁與隧道工程學(xué)科的課程體系建設(shè)仍有進(jìn)一步完善和優(yōu)化的空間。(1)建設(shè)更多具有實(shí)踐意義的課程,以提高研究生動(dòng)手實(shí)操能力,避免培養(yǎng)出懂學(xué)術(shù)卻不懂專業(yè)的學(xué)生。(2)加大與其他學(xué)院共建交叉型課程的力度。例如,課程前期由其他學(xué)科教師講理論,后期由本學(xué)科教師講專業(yè),以推出具有本學(xué)科特點(diǎn)且符合學(xué)生期望的交叉型課程,同時(shí)提升教師的教學(xué)能力和知識(shí)水平。(3)引進(jìn)課程流動(dòng)機(jī)制,重視研究生對(duì)課程的反饋和對(duì)知識(shí)的重點(diǎn)需求,將口碑良好、緊跟熱點(diǎn)的課程納入學(xué)科核心課模塊;將反響較差、知識(shí)更新迭代不及時(shí)的課程調(diào)整至選修課模塊,甚至予以刪除。相信在現(xiàn)行課程體系框架的基礎(chǔ)上持續(xù)落實(shí)以上構(gòu)想,能夠?qū)蛄号c隧道工程的人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)推向新的高度。