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土木工程学科导论模板(10篇)

时间:2023-07-30 10:09:40

土木工程学科导论

土木工程学科导论例1

在土木工程材料耐久性实验课安排中,结合授课教师的浙江省自然科学基金项目“荷载、碳化和氯盐耦合作用下混凝土细微观结构演变及对离子传输影响”,指导学生选择目标混凝土配合比,确定混凝土强度后,还需确定混凝土加载方案。土木工程材料课程的第四章所提到的混凝土耐久性对象是无荷载作用下混凝土耐久性,因此在设计试验方案时,授课教师讲解实际土木工程混凝土构筑物在服役期间均在受荷状态,只有考虑受荷混凝土耐久性才与实际工况相吻合。学生根据实际工况提出轴压荷载和弯拉荷载两种工况形式。那么为了测试受荷状态混凝土耐久性又该如何进行加载呢?对此,可以组织学生分组讨论,得出了加载方案,在此基础上再确定试验混凝土加载程度,然后进行混凝土耐久性测试。此环节增强了学生对书本知识的理解,锻炼了学生的动手能力。

2.泡沫混凝土浇筑实验设计

在土木工程材料成型实验课教学过程中,通过授课教师的国家星火计划项目“农作物废弃物新型保温建材制备技术集成与示范”,参与现场施工环节可以让学生明确泡沫混凝土浇筑、养护与普通混凝土有何不同,分别注意哪些问题,具体涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知识。比如,在测定泡沫混凝土立方体抗压强度的标准值时,标准试块的制作、养护、龄期、加载方式,泡沫混凝土的导热系数与强度之间的关系,以及减少泡沫混凝土收缩开裂的措施等。与此同时,可要求学生查阅有关保温材料施工技术的文献,以拓展知识面。

3.钢筋的加载实验

在钢筋教学实验中,可以采用逐级加载方式,对钢筋施加荷载,指导学生如何使得钢筋强化。首先未加荷载的钢筋进行试验,学生从中了解了钢筋在拉伸过程中经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段四个阶段,然后要求学生把一根钢筋拉伸到强化阶段的任何点后卸载,再对此钢筋进行拉伸试验,学生可以发现钢筋的屈服点提高了。那么在实际工程中采用这种工艺会起到何种效果?通过现场实验学生了解了钢筋强化的过程及作用。另外,根据项目研究需要,为了提高钢筋防锈能力,是在钢筋强化前做防锈措施,还是在钢筋强化后做防锈措施?把这些问题作为课后大作业,使学生进行充分讨论。在探讨的基础上,授课教师对各种结果进行分析总结,最后确定具体的实验方案。

4.试验结果分析

在进行实验课程教学改革后,学生研究性试验结束,授课教师指导学生对实验结果进行数据处理。分析结果对比《土木工程材料》教材的课堂教学的基本理论,从而可以进一步改革实验教学内容,对实验结果与实验数据进行不同侧面深入分析,比较各自的结果。通过分析比较可以提高学生对土木工程材料理解程度。

二、实践过程中必须结合土木工程材料课程实验教学

将工程实践科研活动融入到土木工程材料实验教学,必须做到以下几点。

(一)学生参与科研项目与土木工程材料实验课程要匹配

学生参与科研项目必须与土木工程材料实验教学相匹配,二者要有机结合,只有在相应实验课程的基础上,融入相关的工程实践科研活动,才能促使学生去沉下心思考问题。授课教师指导学生查阅相关资料,探索解决问题的方法,通过这一系列培养,学生的科研能力、实践能力和创新能力会有大幅度提高。通过实践,我们认为土木工程材料课程的培养模式,必须强调学生实践能力的培养,而实践能力不仅需要学生掌握土木工程材料的理论知识,而且更重要的是学生利用所学的土木工程材料理论知识在实践过程中善于发现新的材料和新工艺。为了达到这一目标,授课教师在制订课程培养方案时,相应缩短课程基础理论课时,适当增加实践教学环节课时,更重要的是要在实践过程中注重授人以“渔”,注重授于学生解决工程实际问题的能力,指导学生自我更新知识的能力。

(二)学生参与的科研任务要与学生的能力相匹配

学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配,所布置的科研实验不要使学生感到难度较大,无从入手,这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的。将工程实践科研项目融入到土木工程材料实验课程,授课教师在课外花更多精力进行指导,并提供试验的场所和实验条件,使学生从中受益。反之,如果授课教师所布置的科研实验难度不大,就会使学生错误地认为科研实验并不复杂,从而失去对科研实验的兴趣。因此,授课教师在制定土木工程材料实验课的教学计划时,必须注意科研实验难度的合理安排。土木工程材料课程的教学计划改革主要是强调学生实践能力的培养,但并不是弱化基本概念的学习。目标是强化学生实践能力的培养,在增加实践环节的同时适当地压缩了课堂教学时间,但基本概念教学内容不减少。在土木工程材料课程教学计划制定的同时,兼顾基础理论课时和实践训练的教学课时,将理论教学与科研实验互相融合、互相补充。为了达到这一目标,项目组将实践教学课时从原先的30%提高到50%,课程考核实验实践占50%,期末考试50%。

(三)学生参与的科研活动要合理组织

教学与科研的性质毕竟不同,有时二者之间会有冲突,授课教师就要根据教学内容,合理地安排相应的科研实验,使教学内容与工程实践科研活动相协调,使学生参与到教师的科研实验中来,以促进学生掌握课堂知识,并形成学生在掌握课堂知识的同时又提出新的科研实验的良性循环。土木工程材料课程所培养的学生是面向各类设计院、施工企业、监理企业、建筑材料制造企业、造价咨询企业,其必须具备解决工程实际问题的能力。本专业学生毕业后在从事道路、桥梁及建筑工程的设计、施工、监理及检测过程中,必须具备土木工程材料基础知识及工程实践能力,因此,制定土木工程材料课程教学计划时,应着重从培养学生运用理论知识解决实际问题的能力出发,使学生毕业后能尽快地适应企业的生产和施工节奏。为了达到这一目标,授课教师在讲解基本概念时结合工程实例,并辅以教师的科研成果,如有一年轻教师应用“钢筋在环境———应力耦合作用下的锈蚀特征及演化规律(51008276)”国家自然科学基金项目把钢筋与混凝土二个实验合一起,指导学生在实验过程中了解钢筋在锈蚀过程中对钢筋混凝土性能的影响,钢筋在锈蚀后受力截面减小、混凝土锈涨开裂,导致钢筋和混凝土力学性能下降,从而把混凝土和钢筋二种材料串在一起,让学生能更深入地理解课堂理论与概念,而在教学过程中,年轻教师也由此积累教学经验。

土木工程学科导论例2

土木工程学科历来是国家经济建设的支柱产业和支柱学科之一,随着科技的发展及时代的需求,社会对土木工程专业人才也提出了更高的要求,土木工程专业的学生必须具有良好的实践能力及创新能力。《土木工程材料》作为土木工程专业的一门重要专业基础课,具有基础性、实践性强的特点,且与其他公共基础课及专业课紧密衔接,起着承上启下的作用,是学生接触专业知识的桥梁。后续的各门专业课几乎都要涉及“土木工程材料”的内容,在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位。笔者在多年的教学中发现土木工程材料种类繁多,从无机到有机,从金属到非金属,各种材料的成分、性质差异很大,各种材料相对独立、联系较少、综合性强、系统性差、跳跃性大,所以学生难以建立概念,易感到枯燥乏味,学习兴趣不高,导致教学难度加大。因此,研究与探索对现有土木工程材料传统教学模式的改革与创新,探索科研实践、课堂教学与工程能力培养有机结合的教学模式,从而为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力的培养具有重要的意义。

1 土木工程材料课程与科研项目相结合教学模式的必要性

土木工程材料的发展日新月异,新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷,因此,课堂讲授的内容应具有很强的适应性、先进性和适度的超前性。授课教师若掌握各种材料的最新研发动态,并能结合在研科研项目,将其作为教材内容的补充,从而克服教材内容的局限性。在传统的教学模式下,学生对教学内容的工程背景不了解,缺乏基本的感性认识,学生对土木工程材料课程与后续专业课程之间的关系不了解,更不[楚土木工程材料课程对今后所从事的工作的重要性和意义。此外,土木工程材料课程具有教学内容繁多,且各章节内容相对独立,逻辑性不强,叙述性知识多等特点。采用传统的课程教授方法使学生很难分清主次,且学生学习时易感枯燥。笔者除进行日常教学外,还承担了较多的科研工作,研究领域涉及新型绿色胶凝材料及其混凝土、高性能混凝土及其应用、普通混凝土高性能化研究、混凝上掺合料、新型墙体材料、高性能减水剂等,其中很多成果己经应用于工程中,并取得了良好的经济效益。若将科研成果与日常教学相结合,不仅能提高课堂授课效果,使学生知识层次更丰富,还有益于推进现有土木工程材料课程教学模式的改革创新与实践。

2 嵌入科研项目的土木工程材料课程教学改革探究

根据笔者多年的教学经验和上述探索,构建出嵌入科研项目的土木工程材料课程教学模式,如图1所示。

2.1 根据土木工程材料技术的新发展,不断优化课程内容

《土木工程材料》课程具有理论性、实践性和应用性很强,且同时材料科学、新技术、新理论发展很快等特点,因此教师在对课程的授课内容中应重视土木工程材料课程体系结构的基础性、系统性、先进性、技能性和前沿性。在课堂的教学中,教师可将经典的土木工程材料理论与现代材料技术相互结合,这样一方面可以加强经典理论与现代应用技术体系的联系,另一方面可以加深学生对重要基本概念和理论以及新材料应用技术的理解。此外,还可根据课程章节适当引入典型的工程实例,开阔学生的视野。除了结合工程实际案例外,特别注意及时引进新材料和新技术,以及教学团队近年取得的高水平研究成果。经典理论和工程实际案例的引入,有助于提高学生的学习兴趣,能更好地将理论专业知识与实际工程应用结合起来,增强理论联系实际的能力。

2.2 结合科研项目创新改进理论课程的教学方法

以往的填鸭式教学方式往往导致学生学习的内动力不足,学生的兴趣和求知欲望不高,因此如何激发学生的学习兴趣是课程改革必须解决的一个重要课题。为了丰富教学手段,应在教学方法中加以创新,培养和调动学生学习兴趣。把一些已有的科研成果或科研项目引入教学过程中,有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力,使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法;通过教学培养学生的智能,着力培养思维方法;结合教学开展科研,通过对学生进行科学思维的训练,使学生从接受知识逐渐转向探索问题、解决问题,进而培养学生的创造性和独立工作能力,使学生感觉到基础理论课的重要性,从而激发他们对基础理论课程的学习热情。

2.3 改革与加强实践教学,突出培养创新意识与工程能力

土木工程材料课程的教学目的是让学生能够熟练掌握各种建筑材料的性能、用途、制备和使用方法,以便在设计和施工中合理地选择和正确地使用。因此,如何在土木工程材料课程中培养学生的实践能力和创新能力显得尤为重要。为提高学生的参与度,提高学生的实践能力,学院对实践教学大纲进行了改革, 开设了开放实验,增设设计型、研究型和综合型实验,同时注重理论课与实践环节的有机结合。此外,针对部分学生对教师的科研项目比较感兴趣的情况,结合土木工程材料课程教学的基础理论和方法,指导老师根据其国家基金项目、校级课题等科研项目合理确定本科毕业设计课题,让学生直接参与部分科研工作。整个过程学生通过参与课题研究,锻炼了动手能力,提高了学习能力,协助老师解决与研究项目相关的科学难题,培养学生应用所学知识解决科研问题的能力及创新意识,为学生今后从事科学研究打下基础。

3 结语

针对当前土木工程材料课程教学模式的特点和存在的问题进行分析,提出并构建与科研项目相结合的《土木工程材料》课程教学模式,包括根据土木工程材料技术的新发展,不断优化课程内容;结合科研项目创新改进理论课程的教学方法;改革与加强实践教学等方面。通过这些方面的改革能够极大地激发学生的学习积极性,培养学生的实践能力和创新能力,同时也能提高学生的科研水平和兴趣。这对人才培养和课堂教学质量具有重要的意义。

参考文献

[1] 吴芳.重庆大学“土木工程材料”课程教学改革研究与实践[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009.

[2] 徐松芝,刘嘉诚,林晓兰,彭涛.土木工程材料课程教学改革与实践[J].扬州大学学报(高教研究版),2014(s1).

[3] 吴东云.基于创新型人才培养的《土木工程材料》课程教程模式探究[J].河北工程大学学报(社会科学版),2012(29).

[4] 高英力.土木工程材料课程理论与实验共融教学模式的构建[J].高等建筑教育,2010(19).

土木工程学科导论例3

“土木工程材料”是土木工程专业必修的一门重要基础课程,在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位,在后续的各门专业课的学习中都将会涉及“土木工程材料”的内容。笔者在教学过程中发现,土木工程材料课程的特点主要体现在材料品种多样、内容繁多、各类材料自成体系。而工科学生往往习惯于逻辑运算和理论推导,空间想象力和数学思维能力较强,但不太善于叙述、分析、论证、归纳和总结,因而学生在学习土木工程材料课程时常常感到枯燥乏味。而理论课,是一种在实际操作前学习的课程,文字叙述多,容易使学生觉得这门科目说教味浓,学生往往觉得课程无趣从而失去学习的兴趣。同时,由于材料科学飞速发展,新技术、新材料层出不穷,大多数土木工程材料课本都以传统的旧材料为主,即使是有改版的教材也只是略微修改内容,并没有及时添加新兴材料以及先进工艺技术,使课程内容落后,不能给予学生最前沿的土木工程材料知识,阻碍学生进一步思考。

一直以来,运用科研来提升教学质量是当今教学的一个重要举措。把科研项目引入理论课教学,对现有土木工程材料传统教学模式进行改革与创新,探索科研实践、课堂教学与工程能力培养的有机结合,从而丰富教学内容、调动学生学习兴趣以及培养学生的科研能力,为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力培养奠定良好基础。

一、将科研项目引入理论课教学,丰富教学内容

土木工程材料理论课教学内容基本上是书本上的内容,学生认真看书就能明白的东西,传统老师上课一般是照着书本念,而书本常是很多年前就已经编辑好的内容,就算改版也只是略微更改一些内容,很少加入新的科研成果,缺乏科研含量。因此,导致学生常常对土木工程材料理论课提不起兴趣,也很容易学完就忘记,印象不深刻。同时,缺乏最新科研信息也不能给学生在学术上以更多的启迪,激发不起学生学习的积极性和主动性、直接影响了教育教学的效果。

“土木工程材料”课程主要讲述工程材料的性质、用途、生产和使用方法等,教学内容只局限于教材,学生积极性也受到了限制,如果在教学中,将土木工程材料的最新科研成果融入到平时的课堂教学中,及时对教学内容扩充,丰富教学内容,不仅可以拓宽学生知识广度,也可以加深学生对各种材料性质性能的印象。例如在讲建筑材料时,可以向同学们介绍当今国内与国外建筑节能材料的运用,可以运用于哪些方面,结合实例,给学生介绍先进的建筑节能材料研究成果,让同学们对本课程的学习目的和意义有更进一步的理解,给予学生最前沿的指导,丰富课堂内容,加深同学们对课堂内容的记忆。

二、将科研项目引入理论课教学,调动学生学习兴趣

土木工程材料课程内容又很多,涉及的材料多达几十种,每种材料的性能又千差万别,为完成教学任务,大多数教师的教学方法主要以“满堂灌”的方式为主,未能留出足够的时间和精力来引导学生独立思考、发现问题并相互讨论。灌输方法一直是理论课教学的主要方法,但是传统的灌输教学方法很被动,学生往往是被灌输知识,而不是主动的去掌握知识,教学效果很不理想。随着大学生创新思维的变化、学习方式和接受新知识的能力的变化,传统的土木工程材料教学方式也应将以往的灌输方法进行变化,充分利用现在学生对新兴事物的好奇心及探索精神,将科研项目引入理论课教学。

实践证明,高水平的教学需要高水平的科研作支撑,高水平的科研也需要高水平的教学实现其价值,人才的培养离不开教学和科研的相互渗透。将科研项目引入理论课教学,学生不但要学习书本上的内容,还要按要求完成一定的科研小任务,变被动听课为主动参与课堂,有利于调动同学的激情与热情,积极探索未知知识,锻炼一定的思维能力和科研能力。老师在上理论课时,可以将自己的项目带着学生一起完成,或者提出一个适合本科教学的项目,将班级分成小组进行讨论、查阅文献或动手做实验,让学生向同学们介绍自己参与科研项目的心得与成果,以此活跃课堂气氛,激发学生学习的热情与兴趣,积极主动的参与到课堂并在讨论与交流的过程中使学生相互进步。

三、将科研项目引入理论课教学,培养学生科研能力

把科学研究引入教学过程,有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力,使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法,结合教学开展科研。但是,学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配,所布置的科研实验不能使学生感到难度较大无从入手,这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的,授课教师在课外花更多精力进行指导,并提供试验的场所和实验条件,使学生从中受益。

学生在上课时,不但要搞懂书本的内容,更重要的是学习研究方法、思维能力以及动手实践能力。教师应教给学生科学研究方法,搜集资料、查阅文献、设计与进行实验的方法,同时,结合课堂教学,给学生介绍科学家的治学精神、治学态度和治学方法,以培养学生热爱科学事业,从事科学研究的理想和决心。

将科研项目引入课堂,使学生接受的知识与先进科研齐步,学生不单只是接受书本的内容,更要注重的是思维方法的学习,学会发现问题、提出问题、分析问题和解决问题。通过对学生进行科学思维的训练,使学生从接受知识逐渐转向探索问题,从而培养学生的创造力与解决实际问题的能力。同时,激发学生对土木工程材料理论课程的学习热情,掌握一定的科研能力,为将来进行科研活动打下基础。

四、结束语

通过理论课教学与科研项目相结合,丰富教学内容,优化教学模式,完善课程体系建设,及时更新补充新型材料教学内容,弥补新技术迅速发展而教材书本滞后的不足;在课堂教学中通过各种科研项目向学生介绍土木工程材料科学技术研究的新进展,使枯燥的理论课教学变得形象生动。将科研项目带入课堂,让学生更好的参与科研活动,使理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,提高学生解决实际问题的能力。

参考文献:

[1]谢振国.土木工程材料课程课堂教学方法探讨[J].《高等建筑教育》,2009,18(3):78-80.

[2]曾志勇.基于创新能力培养的《土木工程材料》课程教学改革探索[J].台州学院学报,2011,33(3):82-86.

[3]陈昌礼.“以研促教”在土木工程材料课程 教学中的应用[J].高等建筑教育,2015,24(2):64-67.

[4]孙家瑛.将科研活动融入土木工程材料课程教学实践探讨.《教育教学论坛》,2014(46):163-165.

[5]杨俭.理论教学与科研相结合培养学生的实践能力[J].教学研究,2001,24(4):279-281.

土木工程学科导论例4

有幸参加“教师发展在线”网络培训学习,首先我感到这种学习方式非常好,本身就是一种创新。充分利用了现代化网络条件,让学员能够独立自主的选择需要学习的课程,同时学员可根据自己的时间灵活安排学习时间。感谢教育部全国高校教师网络培训中心对多种专业的教师进行培训学习的精心组织和安排。通过两个多月的学习,我的收获主要在以下几个方面。

一、“土木工程概论”对教师的基本要求

1.对教师宏观知识面的要求

“土木工程概论”这门课涵盖的工程类别很多,诸如房屋建筑工程、道路工程、铁路工程、岩土与地下工程、飞机场工程、水利工程、给水排水工程、土木工程施工、土木工程材料、土木工程勘察和计算机在土木工程中的应用等等,自然要求任课教师必须具备非常宽广的知识面,比如教师除了应该从宏观上懂得各类工程的技术特点,还应该懂得土木工程专业的培养目标:适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得土木工程师基本训练的,具有创新精神的高级技术人才。毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作,具有初步的工程项目规划和研究开发能力。

“土木工程概论”课程是新生入学以后接触到的第一门专业课,在整个课程体系中起着十分重要的引导作用,即把学生引进土木工程领域的大门里,使学生了解并热爱这个专业,在尚未开始学习专业课程之前就使学生建立土木工程的专业荣誉感,并初步尝试今后有关课程的学习方法。其教学目的是使学生了解土木工程的发展历史和土木工程所涉及的科学技术,为后续专业课的学习提供必要的基础知识,为培养适应社会发展需要的高素质创新型工程技术人才奠定一定的基础。

作为一种科普性的概论课程,在大土木这个学科领域中所发挥的承前启后的作用是不可估量的。土木工程的专业知识只是一方面,一个全面发展的教师还应懂得科学与技术的关系、科学技术与工程的关系、土木工程与社会的关系、土木工程的发展历史与现代土木工程科学技术的关系。教师还应该明确土木工程专业技术与相关专业技术的关系、教学与科研的关系、教书与育人的关系、教的创造性与学的主动性之间的关系。在具体的教学科研工作中,教师还应该学会处理和学会把握理论知识与实践训练的关系、知识能力与技能素质的关系、严谨求实的态度与灵活运用的关系以及工程技术与人文科学之间的关系等等。

2.对教师基本素质的要求

通过学习,我进一步体会到做一名合格的土木工程专业的教师应该具有的五个基本素质,概括地说就是:①本学科的基本素质;②相关学科的基本素质;③教育理论的基本素质;④科技人文的基本素质;⑤教学方法的基本素质。在培养人才、科学研究、服务社会等方面,一个称职的高校教师应当掌握的五种方法是:①科研与教学统一的方法;②学科与工程结合的方法;③理论与实际联系的方法;④科技与人文交叉的方法;⑤一专与多能兼顾的方法。教学是教师的最基本的工作之一,搞好课堂教学的两个留(把教的创造性留给教师,把学的主动性留给学生)是处理好教师的主导性与学生的主体性之间关系的指导思想。以上所述教师的基本素质不是空洞的罗列,课程教学的效果还与教学管理机制紧密相关。比如:“土木工程概论”的理论课讲授最好是与学生的认识实习结合起来,宏观的概论讲解最好是与工程技术的专题讲座结合起来,纯理论的文字图片最好是与周围的工程实物结合起来,单调的工程建造技术最好是与人文科学和社会的发展结合起来。

学习兴趣是学生对学习活动对象的一种积极态度和特殊的认识倾向,这种倾向是在一种好奇心驱动下积极探求某种事物或现象的心理倾向,往往有一种喜欢、愉快和满意的情感体验。兴趣可以使学习的注意力集中,思想活跃,增强克服困难的意志。学习兴趣无疑是学生获得知识、发展智力的动力,也是发明创造的源泉。【1】教师在讲课时注意激发学生的学习兴趣也是教师应具备的基本素质之一。除了诙谐的语言、风趣的语句以外,在讲课时引入著名的工程案例或近期影响较大的工程事故帮助学生了解导致事故发生的原因,学会如何在以后的工作中避免类似事件的发生。比如: 通过展开对比萨斜塔现象( 由于地基不均匀沉陷导致塔体不断倾斜) 、杭州地铁施工时发生的塌陷事故( 私自修改地铁路线,导致沉陷的发生) 、上海一商住楼的突然倒塌的事故( 施工方法不当导致) 等工程案例的讨论,加深学生对地基沉陷及其造成后果严重性的认识。在讲解抗震章节的内容时,可通过回顾“5·12”汶川大地震,让学生通过惨烈的教训真正意识到抗震对建筑安全的重要性。在讲解高层建筑章节时,可以结合2010 年上海高层大火工程案例让学生意识高层建筑防火的重要性,进而增强其严谨的工程观念。【2】

本次学了叶志明老师、姚文娟老师给我留下了深刻印象以外,还有范钦珊老师、蔡克勇老师、龚绍文老师、卢德馨老师、赵洪老师等所作的长篇讲座【3】也都给我留下了深刻的难忘的印象,这些老教师的示范使我受到的教育主要是在教学理念、教学方法和教师的思维方式方面,他们超高的学术造诣、丰富的教学经验和许多充满哲理的话语深深地镌刻在我的心中,是我终身学习的榜样。

二、教师职业与能力的内涵

土木工程学科导论例5

弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程,目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标,实现宽口径、厚基础的教学基本要求,减少课时和精简内容。另外,土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系,所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程,其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养,以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学,而且弹性力学理论抽象,数学推导麻烦,课程枯燥乏味,提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为弹性力学教学中需要关注的问题。

一、高校弹性力学教学现状

为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果,教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议,2006年工作会议在武汉理工大学召开,2009年工作会议在成都西南交通大学举行,2014年10月工作会议在北京工业大学举行,各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流,对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革,北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课,学时一般为40学时左右,使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后,弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课,但学时改为16学时,考试时采用闭卷考试,对学生学习要求较高,较多学生仍然认为太偏重于理论,理论抽象,数学推导烦琐难以理解,并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后,课程性质以及学时都没变,但考试时采用开卷考试,对学生的公式推导要求降低。改为16学时时,教师和学生的感觉都是时间太紧张,学习压力大,所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中,弹性力学进行了很多变化,首先课程性质发生了改变,由学科基础必修课改为学科基础选修课,让学生有选择的空间,其次学时增加为24学时,让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下,如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为教学中关注的问题,由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革,取得了较多有益成果,尽管如此,土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革:(1)教学对象上,弹性力学通常主要在工程力学专业开设,需要充分考虑结合土木工程专业的特点。(2)教学思路上,仍然偏向工程力学方法,在内容选择上较偏向数学,主要是理论上的教学,对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。(3)讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展,尤其是与土木工程结构相关进展,因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨,对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践,将促进学校土木工程学科力学教学的发展。

二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平

根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时,需要考虑在既有学时下,使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。

1.重点突出弹性力学分析思路和概念。在教学中,在分析思路上,一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题,并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式,对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际,直接从实际工程的三维问题,再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题,使得思路更加自然,并且能节省教学课时。另外,在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题:弹性力学中应力的方向以及正负号的定义,平面应力问题和平面应变问题的区分,应力边界条件和位移边界条件的确定方法,处理局部边界条件的圣维南原理,等等,这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。

2.结合具体土木工程实例教学,附加一些分析程序和工具的介绍,拓宽学生分析方面的应用能力。在介绍分析思路时,需要结合有实际工程背景的工程算例来分析,这样可以明确学习目的,激发学生的学习动力。在理论分析完成后,还可以介绍相应的数值分析方法,介绍Matlab计算程序或有限元分析工具,对理论分析过程数值化,让学生自己操作计算,分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用,可以结合一些设计规范进行学习,如:公路隧道设计规范(JTGD70-2004)建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等,通过在理论分析结果和数值分析对比的同时,还可以通过规范要求进行验算。

三、根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材

就目前而言,对于土木类本科生的弹性力学课程,各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之,对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定,仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种,所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》,徐芝仑编,高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面,也比较深刻,对概念思路的解释较为简洁,但仍然有需要改进之处:(1)基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题,分析讲解思路可以变化,让学生更快更容易的理解。(2)理论讲解较多,实际土木工程案例的分析较少。(3)理论推导比较多,数值分析对比较少,数值分析工具的应用较少等,另外学生学习的课余指导用书比较少。为此,编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。

四、改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案

作为一门强调理论与应用的课程,仅以单一的板书教学模式明显不足。例如,本课程中复杂的理论推导数学演示,这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下,就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材,可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中,采用多媒体与板书相结合的教学模式,预期可以达到较好的教学效果,授课学生能给出较好的评价。另外,课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强,学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析,对此需要课外指导,因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。

五、结语

为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果,本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题,并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。

1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平,使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。

2.根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材。

3.改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案,并建立教师互动平台和窗口。

参考文献:

[1]徐芝纶.弹性力学[M].第3版.北京:高等教育出版社,1990:181.

[2]马崇武,秦怀泉.力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教育,2007,(6):135-137.

[3]张宇星,吕建国.工程力学考试方法的探索与实践[J].高等理科教育,2005,(4):128-129.

[4]铁木辛柯,古地尔.弹性理论[M].第3版.北京:清华大学出版社,2004:168.

[5]杨桂通.弹性力学[M].北京:高等教育出版社,1998.

[6]刘京红,等.土木工程专业弹性力学课程教学改革的探索[J].科技情报开发与经济,2007,(24).

[7]王雁然.弹性力学及有限元教学的实践与研究[J].建筑教育改革理论与实践,2005,(6)

[8]原方,吴洁.研究生弹性力学教学方法及问题探讨[J].力学与实践,2005,(2).

[9]周全太.土木工程专业弹性力学课程教学的若干思考[J].无锡教育学院学报,2005,25(2):73-76.

土木工程学科导论例6

弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程,目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标,实现宽口径、厚基础的教学基本要求,减少课时和精简内容。另外,土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系,所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程,其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养,以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学,而且弹性力学理论抽象,数学推导麻烦,课程枯燥乏味,提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为弹性力学教学中需要关注的问题。

一、高校弹性力学教学现状

为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果,教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议,2006年工作会议在武汉理工大学召开,2009年工作会议在成都西南交通大学举行,2014年10月工作会议在北京工业大学举行,各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流,对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革,北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课,学时一般为40学时左右,使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后,弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课,但学时改为16学时,考试时采用闭卷考试,对学生学习要求较高,较多学生仍然认为太偏重于理论,理论抽象,数学推导烦琐难以理解,并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后,课程性质以及学时都没变,但考试时采用开卷考试,对学生的公式推导要求降低。改为16学时时,教师和学生的感觉都是时间太紧张,学习压力大,所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中,弹性力学进行了很多变化,首先课程性质发生了改变,由学科基础必修课改为学科基础选修课,让学生有选择的空间,其次学时增加为24学时,让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下,如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为教学中关注的问题,由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革,取得了较多有益成果,尽管如此,土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革:(1)教学对象上,弹性力学通常主要在工程力学专业开设,需要充分考虑结合土木工程专业的特点。(2)教学思路上,仍然偏向工程力学方法,在内容选择上较偏向数学,主要是理论上的教学,对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。(3)讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展,尤其是与土木工程结构相关进展,因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨,对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践,将促进学校土木工程学科力学教学的发展。

二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平

根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时,需要考虑在既有学时下,使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。

1.重点突出弹性力学分析思路和概念。

在教学中,在分析思路上,一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题,并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式,对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际,直接从实际工程的三维问题,再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题,使得思路更加自然,并且能节省教学课时。另外,在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题:弹性力学中应力的方向以及正负号的定义,平面应力问题和平面应变问题的区分,应力边界条件和位移边界条件的确定方法,处理局部边界条件的圣维南原理,等等,这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。

2.结合具体土木工程实例教学,附加一些分析程序和工具的介绍,拓宽学生分析方面的应用能力。

在介绍分析思路时,需要结合有实际工程背景的工程算例来分析,这样可以明确学习目的,激发学生的学习动力。在理论分析完成后,还可以介绍相应的数值分析方法,介绍Matlab计算程序或有限元分析工具,对理论分析过程数值化,让学生自己操作计算,分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用,可以结合一些设计规范进行学习,如:公路隧道设计规范(JTGD70-2004)建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等,通过在理论分析结果和数值分析对比的同时,还可以通过规范要求进行验算。

三、根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材

就目前而言,对于土木类本科生的弹性力学课程,各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之,对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定,仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种,所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》,徐芝仑编,高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面,也比较深刻,对概念思路的解释较为简洁,但仍然有需要改进之处:(1)基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题,分析讲解思路可以变化,让学生更快更容易的理解。(2)理论讲解较多,实际土木工程案例的分析较少。(3)理论推导比较多,数值分析对比较少,数值分析工具的应用较少等,另外学生学习的课余指导用书比较少。为此,编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。

四、改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案

作为一门强调理论与应用的课程,仅以单一的板书教学模式明显不足。例如,本课程中复杂的理论推导数学演示,这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下,就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材,可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中,采用多媒体与板书相结合的教学模式,预期可以达到较好的教学效果,授课学生能给出较好的评价。另外,课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强,学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析,对此需要课外指导,因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。

五、结语

为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果,本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题,并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平,使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。2.根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材。3.改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案,并建立教师互动平台和窗口。

参考文献:

[1]徐芝纶.弹性力学[M].第3版.北京:高等教育出版社,1990:181.

[2]马崇武,秦怀泉.力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教育,2007,(6):135-137.

[3]张宇星,吕建国.工程力学考试方法的探索与实践[J].高等理科教育,2005,(4):128-129.

[4]铁木辛柯,古地尔.弹性理论[M].第3版.北京:清华大学出版社,2004:168.

[5]杨桂通.弹性力学[M].北京:高等教育出版社,1998.

[6]刘京红,等.土木工程专业弹性力学课程教学改革的探索[J].科技情报开发与经济,2007,(24).

[7]王雁然.弹性力学及有限元教学的实践与研究[J].建筑教育改革理论与实践,2005,(6)

[8]原方,吴洁.研究生弹性力学教学方法及问题探讨[J].力学与实践,2005,(2).

[9]周全太.土木工程专业弹性力学课程教学的若干思考[J].无锡教育学院学报,2005,25(2):73-76.

土木工程学科导论例7

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10-0051-01

《土木工程概论》是高等院校土木工程专业及其相关专业本科生必修的专业入门课,通过对本课程的学习,学生可以全面了解土木工程所涵盖的领域及其各个分支学科所涉及的内容。

一、学情分析

《土木工程概论》是我院工程管理专业大一学生的一门基础必修课,由于工程管理类学生与土木工程专业学生的培养目标不同,目前,对14级工程管理专业85名学生做了一项简单的调查,有90%的学生能够通过对该门课程的学习增强对专业的热爱和兴趣,有5%的同学处于中立状态,有3%的同学越来越不喜欢这个专业,还有2%的同学很少参与到教与学的过程中来。

针对这种情况以及学生对该门课程的认识与态度,结合自身在教学过程中的一些体会,就如何提高《土木工程概论》课程的教学效果做了一点思考。

二、课程的特点

《土木工程概论》课程主要讲授土木工程的各个层面的知识和内容,较为详尽地介绍了土木工程各个分支学科所涉及的主要内容和知识,其课程的主要特点如下:

1.课程内容范围广泛

《土木工程概论》这门课程的主要特点是其包含的内容非常多,涉及的知识面非常的广,包括各类工程结构勘测、设计、施工、管理、监理、经济和计算机应用等多方面的内容,其中每一章的内容实际上是一门课程甚至是一门学科。

2.教学内容比较陈旧、更新较慢

教材对于任何专业任何课程的学生和教师而言都是极为重要的,没有了教材,学生对知识的掌握如同没有载体且很难实现,而优秀的教材是促使学生快速掌握知识并引领学生入门的最佳途径。目前我院所采用的《土木工程概论》教材是国家“十一五”规划教材,内容涉及面是很广、很全,但教材内容仅仅涉及专业知识的表面问题,对深层次的专业知识接触较少,而且对建筑领域最新的产品、前沿学科的介绍偏少,当然,这是任何教材都不能解决的根本性问题,因为教材的更新远远跟不上时代引领下的土木工程学科发展。

3.教学内容以理论实践相结合为主

《土木工程概论》课程涉及的教学内容虽然浅显,但与工程实际联系又非常密切,教材内容应该以工程案例为切入点,全面展示土木工程的经济技术、建筑风貌和所采用的新型建筑材料,以及土木工程中常见问题的处理方法,从而适度地拓展学生的视野,为学生了解专业、学习专业知识以及确定学习目标和方向奠定了一定的基础。

二、提高教学效率与课堂教学的思考与建议

1.教师自身水平的提高

良好的教学效果需要高素质的任课教师来保障。今年是我院教学质量建设年,我院在如何提高教学效果以此来提高整体教学质量方面做了很多努力,如:教学过程的教学督导,在《土木工程概论》课程的教学督导中,督导专家提出,要加强教师自身对建筑领域的新思想、新材料、新工艺以及新产品的积累,通过实际工程案例来丰富课堂,不断提高学生学习的兴趣。

2.教材内容的及时更新

《土木工程概论》课程的教学内容往往以理论为主,而且传统的都是课堂灌输。在我院16学时的课程课时安排下,要全面的了解每个章节、每个过程,这无疑是一个难题,所以要不断的通过更新教材的内容,结合现有的建筑实物,去激发学生主动学习相关内容,与时俱进,如在讲解隧道工程时,可以以今年在中国扬州新建的扬州瘦西湖双层公路隧道工程、兰州新建的南山路伏龙坪隧道工程为支撑,提高学生学习的兴趣、积极性。

3.教学方法的提高与改变

《土木工程概论》的根本使命是为学生以后学习专业课程开好头,旨在提高学生对专业学习的兴趣,所以,学习方法的改进与引导就显得更为重要,在本门课程的教学过程中,我们在传统的理论的教学方式的基础上,充分利用多媒体资源,如进行建筑材料讲解过程中尽可能多地使用图片去认识;如在活动桥讲解时使用动画来理解;如隧道的施工等使用视频来讲解,诸如此类的方式方法显得更加直观、立体,真正能够体现出浅显易懂,取得事半功倍的效果。

4.加强学生对课余时间的利用引导学生自主学习

大学学习时间比较自由,课后少了很多的作业,这样就多了很多能够自己安排的时间,如何利用好这些时间去学习更多的知识,我们在本门课程中,针对每次所学内容,要求学生课后检索相关的信息,如检索目前世界上或中国最高的建筑物及其基本概况等,通过这样的方式去引导和培养学生自主学习的方法、习惯和能力。

5.课堂上采用简单的专业词语

在国家教育部2001年提出的在本科教育中推进双语教学的意见后,很多高等院校逐渐要求双语教学。而我院作为一所独立院校,从实际出发,在进行本门课程的教学过程中,使用一些简单的专业词汇(如:梁beam、板plate、柱column等),使学生熟悉相关的专业词汇,为后续课程的学习、广泛查阅专业文献起到帮助与促进作用。

三、结束语

《土木工程概论》课程,虽然内容多、广、全、专业,但是要做到授课内容涵盖面广、力求浅显易懂、课程结构清晰,这就需要所有老师和学生的共同努力。我们在这里主要是通过这样一门专业基础课程的学习,让学生在学好专业知识的同时,初步树立专业思想和工程方法,提高学生对土木工程专业的学习兴趣,引导学生利用好自己的大学学习时间,遵循学习规律,培养专业兴趣,建立热爱土木工程专业的感情和对土木工程事业的责任心,努力完成从中学到大学的转变,为今后积极主动地学好专业课程、培养良好的自主学习的习惯与能力打下基础。更重要的是使学生在大学阶段树立正确的人生观、价值观和世界观,确定好自己今后所要奋斗的方向与目标,成为一个社会有用之人。

参考文献:

土木工程学科导论例8

作者简介:罗爱忠(1980-),男,毕节学院建筑工程学院讲师,博士,主要从事土木工程设计、施工研究, (E-mail)。

摘要:地方新建本科院校多数定位于应用型人才培养高校,人才培养目的是服务地方及区域经济建设和社会发展。为满足城镇化对人才的需要,很多新建地方本科院校开设了土木工程专业。文章以毕节学院为例,探讨地方本科院校土木工程专业课程设计教学方法,提出基于应用型人才培养的以工程为主线的土木工程专业毕业设计质量的保证体系,阐述了该保证体系的具体实施步骤。通过毕节学院的实践,取得了良好的效果。

关键词:新建本科院校;土木工程专业;课程设计

中图分类号:G6424文献标志码:A文章编号:10052909(2013)05012904人才培养是高校的首要任务,而新建地方本科院校的定位是服务地方及区域经济建设和社会发展,因此,其培养的人才应具备在生产领域解决实际问题的能力,即应用型人才培养。而课程设计环节是本科实践教学环节的一个重要组成部分,对于土木工程专业而言,是土木工程专业教学过程中重要的实践性教学环节之一[1-6]。毕节学院土木工程专业的课程设计包含了房屋建筑学课程设计、概预算课程设计、地基基础课程设计、钢结构课程设计、混凝土结构课程设计等。传统的课程设计主要是在教师的指导下,学生根据相应课程给定的设计题目,按照课程设计任务书所提出的要求,通过查阅文献及相关资料,确定相应的方案,最后进行计算、绘图等一系列工作。通过毕节学院多年的教学实践,发现课程设计教学环节培养了学生综合运用知识的能力,是后续毕业设计的重要前奏。综合这些年与生产单位的接触,从应用型人才培养的角度来说,当前课程设计还存在如下不足:首先,课程设计一般是在某一门专业课讲授完成后安排该课程的课程设计,每一门课程孤立进行,与其他专业课的衔接较差,一定程度上造成了设计内容与课堂教学内容的脱节;其次,课程设计题目往往是一个单一的给定题目,人人一样,无法调动学生进行设计的激情和主动性,设计内容跟不上社会的发展及生产实践的需求;再次,现阶段课程设计优劣的评价标准不利于学生创新能力的发挥。文章以土木工程专业地基基础课程设计为例,分析现行课程设计的不足,提出应用型人才培养方案,以此满足行业生产实践需求的土木工程专业课程设计新模式。

一、土木工程专业课程设计管理模式的建立

地方本科院校在升本前人才培养的定位主要是教师教学方法的培养,为中小学培养教师。随着学校的发展及学校定位的不同,为服务地方经济建设,满足城镇化及工业化对人才的需求,像土木工程这一类的应用型专业发展迅速。但是,由于工程类专业办学经验不足及教师整体素质不高,导致对土木工程专业课程设计的重要性认识不够,在教学实践过程中课程设计管理及质量也相应地大打折扣。为明确课程设计对土木工程专业实践教学环节的重要性,有必要探索建立一种有效的管理模式。结合毕节学院教学实践的体会,拟从以下几方面进行探索。

1.确立土木工程专业课程设计总体规划和框架

应用型人才的培养是当前新建地方本科院校的生命力所在,也是当前新建地方本科院校服务地方经济建设的关键。应用型人才培养包括工程型人才、技能型人才、技术型人才等[7]。工程型人才主要的工作任务是把学术性人才所发现的科学原理通过一定的手段及技术转化为服务于社会实践的设计以及各种计划等。对土建类专业而言,毕业以后所从事的工作偏向于设计和规划等方面。技能型人才处于土木工程建设的第一线,他们通过实际操作将工程型人才所设计的图纸、规划等转变成土木工程的相关产品。技术性人才同样也处于土木工程建设的第一线,但是与技能型人才所不同的是该类人才主要从事组织管理、生产服务等工作。基于上述分析,围绕应用型人才的培养目标,以土木工程为主线,确立了土木工程专业课程设计的总体规划和框架。

土木工程专业课程设计的设置指导思想为:满足应用型人才培养目标中工程型人才和技术型人才培养的要求,体现土木工程专业建筑工程方向的教学要求和建筑工程专业方向的课程体系完整性,着力培养学生的初步设计能力,综合运用土木工程基础理论和基本设计方法,培养学生独立工作能力,为土木工程专业学生毕业设计及以后工作奠定良好基础。而技能型人才主要是职业类高职高专院校的培养目标。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

罗爱忠, 等新建本科院校土建专业课程设计教学方法探索――以毕节学院为例

基于以上指导思想,综合考虑毕节学院土木工程专业学生特点及区域城镇化、工业化带动战略,制定了土木工程专业课程设计的总体框架和目标。

(1)房屋建筑学课程设计。主要内容是建筑总平面图、建筑平面图、建筑立面图及建筑详图的绘制。通过该课程设计,让学生了解一般民用建筑的设计原理,并掌握建筑设计的基本方法和步骤,着力培养学生建筑方案及施工图绘制能力。

(2)施工组织课程设计。主要内容是施工方案的选择、施工进度计划的制订和施工平面图的设计。通过该课程设计,让学生熟悉单位工程施工组织设计编制的程序和内容,掌握施工方案的选择、施工进度计划的编制及施工现场平面布置图的绘制。

(3)概预算课程设计。主要内容是根据施工图及施工现场情况,计算相应的工程量、直接费、间接费、成本及利润、税金等。通过该课程设计,学生掌握概预算设计的过程、土木工程投资的构成,从而训练实际操作能力和理论联系实际的能力。

(4)地基基础课程设计。主要内容包括独立基础设计和桩基础设计。通过该课程设计,培养学生对建筑结构的整体认识,结合上部结构特征及工程地质条件,合理选择基础形式,并进行地基基础的设计和计算,绘制相应的施工图。

(5)钢结构屋架课程设计。主要内容包括屋架形式的选择及尺寸确定、支撑体系的布置、屋架内力的计算、杆件和节点的设计,以及屋架施工图的绘制和材料用量计算。通过该课程设计的学习,掌握无盖结构布置的要求及构件编号的方法,培养学生计算和绘图能力及综合运用相关力学分析的能力。

(6)混凝土结构课程设计。主要内容包括结构布置、构件尺寸确定、荷载和内力计算、配筋计算、施工图绘制等。通过该课程设计,促使学生独立完成整个结构设计的过程,培养学生综合运用相关力学知识、混凝土构件计算原理和结构设计分析方法解决实际问题的能力。

2.建立有效的制度管理体系

课程设计是整个土木工程人才培养过程中不可或缺的实践环节之一,因此,必须把课程设计置于专业课程整体的教学组织和培养应用型人才的整个系统中统筹考虑,切实加大土木工程专业课程设计的实施力度,强调课程设计对土木工程专业应用型人才培养的重要性,在理论和实践教学中提升土木工程专业学生的综合素质和能力。基于此,在教学过程中总结经验,结合土木工程建设一线及用人单位的反馈,制定合理的土木工程专业培养计划。在人才培养的基础上制定了土木工程专业各课程的理论课教学大纲及实验课教学大纲、实习教学大纲及管理办法等,并依据这些规定,相应地制定了各门课程设计的教学大纲及评价考核办法。

3. 精心选择课程设计题目,构建合理的指导实施体系

应用型人才培养过程中,课程设计过程对教师提出了更高的要求,要求专业课教师不仅能担任相应专业课的理论教学,还必须胜任土木工程专业专业技能的培训工作。因此,土木工程专业教师在课程设计教学中,除了应具备专业课程理论教学的精湛技能外,还必须对影响学生成长的诸多环境、心理等因素有深刻的洞察力,这样才能合理制定课程设计题目。同时,在课程设计题目的选择中,要正确处理课程设计与毕业设计的关系,把基本综合能力的培养渗透到各个专业课的课程设计中,缓解毕业设计的压力,调节学生毕业设计的节奏。在毕节学院课程设计教学过程中,课程设计指导教师以土木工程专业的教学计划和培养目标为依据,结合该专业课程的具体要求,制定相应的课程设计实施方案,经教学指导委员会审定后即可应用于教学实践。在指导过程中,根据专业课程的特点及学生的差异,采取灵活的组织形式,通过集中指导、单个辅导、电话及网络指导等方式,使每个学生都能圆满完成任务。

二、提高学生参与课程设计的主动性和积极性

学生是课程设计的主体,学生参与课程设计的主动性和积极性与整个课程设计实践教学环节的质量息息相关。而土木工程专业课程设计是土木工程专业本科培养方案中重要的实践教学环节,是针对专业课程中某一特定课程内容的专项训练,进行课程设计的目的是加深学生对相关课程知识的理解,培养学生初步的工程设计能力,使学生掌握工程设计的基本步骤、内容和方法,了解主要的技术法规和政策,并具有相应的文献查阅、技术文件写作和工程制图能力。因此,有效地调动学生参与课程设计的主动性和积极性十分重要。根据毕节学院多年来的实践,主要从以下几方面提高学生参与课程设计的主动性和积极性。

1.提前针对课程特点给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态

课程设计一般安排在每学期末,而且通常是几门课程设计集中安排。这种安排虽然有利于课程设计过程的集中管理,但是,由于课程考试也集中安排在期末,两者之间出现一定的冲突。为了缓解冲突所带来的影响,课程设计指导教师可以在理论教学的过程中,提前针对该门课程的特点,给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态。在土木工程专业课程设计实施过程中,以房屋建筑学和土力学与地基基础这两门课程为例,毕节学院主要做法是:针对房屋建筑学课程,可以在讲完建筑设计基本原理后,下达相应的课程设计任务;针对土力学与地基基础,可以在讲完土压力及边坡稳定性分析后,下达相应的课程设计任务。如此,学生对该门课程的理论及学习方法已经了解,初步掌握在实际工程中的运用技巧,并具备一定的基础理论知识,提前进入设计角色。

2.鼓励学生自主选择课程设计题目,提高设计的主动性

教学实践发现,部分学生已经接触土木工程行业,在日常接触到教学楼、多层单元式住宅、幼儿园、别墅、边坡、基坑等土木工程项目,部分学生可根据自身的兴趣,依据课程设计特点及要求自主选题,这样可以提高其参与课程设计的主动性。

3.强化学生对土木工程相关规范的运用,明确土木工程设计的方法和思路

土木工程相关规范是土木工程建设顺利进行及安全性的重要保证,相关的专业教材由于时间差,涉及的规范陈旧或者只是讲授一些理论性知识,根本没有提及规范。因此,需要教师在课堂教学过程中实时更新规范并补充相应的内容,在课程设计过程中强调相关规范的运用,包括图纸绘制的相关规范等。

4.实行量化的时间安排及考核程序

课程设计的过程中,部分学生常常将设计集中于某个时段突击完成,造成了课程设计质量达不到相关要求,最后由于时间关系不得不重修。为了保证课程设计质量,在课程设计的实施过程中,对每一个过程需要定量化的时间安排,反复检查、讨论、修改直至最后定稿。对每一个考核程序严格执行,只有这样才能保证公平、合理地进行课程设计最终结果的考核。

三、结语

课程设计是土木工程专业实践教学环节的重要组成部分,其目的是考察学生对基础理论、基本知识和基本技能的掌握程度。通过课程设计的教学环节,培养学生分析和解决问题能力及创造性、独立性。毕节学院土木工程专业对课程设计的相关管理和教学方法保证了课程设计教学环节的顺利进行,达到课程设计教学环节的主要目的。通过土木工程相关管理、设计和施工等单位的反馈,课程设计的质量将影响毕业生在后续的工作及设计中融入其工作环境的速度,因此,应不断加强课程设计教学改革,提高其教学质量。

参考文献:

[1] 唐岱新,孙伟民.高等学校建筑工程专业课程设计指导书[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

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[3] 肖琦,贾玉琢,刘洋,等.土木工程专业“一实两创”人才培养模式的课程设计改革与实践[J].东北电力学院学报, 2003, 23(5): 69-71.

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Curriculum design and teaching methods for civil engineering in newly

established universities: taking Bijie University as an example

LUO Aizhong, FANG Juan, CHEN Changlu, LEI Yong

土木工程学科导论例9

作者简介:罗爱忠(1980-),男,毕节学院建筑工程学院讲师,博士,主要从事土木工程设计、施工研究, (e-mail)aizhongluo@126.com。

摘要:地方新建本科院校多数定位于应用型人才培养高校,人才培养目的是服务地方及区域经济建设和社会发展。为满足城镇化对人才的需要,很多新建地方本科院校开设了土木工程专业。文章以毕节学院为例,探讨地方本科院校土木工程专业课程设计教学方法,提出基于应用型人才培养的以工程为主线的土木工程专业毕业设计质量的保证体系,阐述了该保证体系的具体实施步骤。通过毕节学院的实践,取得了良好的效果。

关键词:新建本科院校;土木工程专业;课程设计

中图分类号:g6424文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05012904人才培养是高校的首要任务,而新建地方本科院校的定位是服务地方及区域经济建设和社会发展,因此,其培养的人才应具备在生产领域解决实际问题的能力,即应用型人才培养。而课程设计环节是本科实践教学环节的一个重要组成部分,对于土木工程专业而言,是土木工程专业教学过程中重要的实践性教学环节之一[1-6]。毕节学院土木工程专业的课程设计包含了房屋建筑学课程设计、概预算课程设计、地基基础课程设计、钢结构课程设计、混凝土结构课程设计等。传统的课程设计主要是在教师的指导下,学生根据相应课程给定的设计题目,按照课程设计任务书所提出的要求,通过查阅文献及相关资料,确定相应的方案,最后进行计算、绘图等一系列工作。通过毕节学院多年的教学实践,发现课程设计教学环节培养了学生综合运用知识的能力,是后续毕业设计的重要前奏。综合这些年与生产单位的接触,从应用型人才培养的角度来说,当前课程设计还存在如下不足:首先,课程设计一般是在某一门专业课讲授完成后安排该课程的课程设计,每一门课程孤立进行,与其他专业课的衔接较差,一定程度上造成了设计内容与课堂教学内容的脱节;其次,课程设计题目往往是一个单一的给定题目,人人一样,无法调动学生进行设计的激情和主动性,设计内容跟不上社会的发展及生产实践的需求;再次,现阶段课程设计优劣的评价标准不利于学生创新能力的发挥。文章以土木工程专业地基基础课程设计为例,分析现行课程设计的不足,提出应用型人才培养方案,以此满足行业生产实践需求的土木工程专业课程设计新模式。

一、土木工程专业课程设计管理模式的建立

地方本科院校在升本前人才培养的定位主要是教师教学方法的培养,为中小学培养教师。随着学校的发展及学校定位的不同,为服务地方经济建设,满足城镇化及工业化对人才的需求,像土木工程这一类的应用型专业发展迅速。但是,由于工程类专业办学经验不足及教师整体素质不高,导致对土木工程专业课程设计的重要性认识不够,在教学实践过程中课程设计管理及质量也相应地大打折扣。为明确课程设计对土木工程专业实践教学环节的重要性,有必要探索建立一种有效的管理模式。结合毕节学院教学实践的体会,拟从以下几方面进行探索。

1.确立土木工程专业课程设计总体规划和框架

应用型人才的培养是当前新建地方本科院校的生命力所在,也是当前新建地方本科院校服务地方经济建设的关键。应用型人才培养包括工程型人才、技能型人才、技术型人才等[7]。工程型人才主要的工作任务是把学术性人才所发现的科学原理通过一定的手段及技术转化为服务于社会实践的设计以及各种计划等。对土建类专业而言,毕业以后所从事的工作偏向于设计和规划等方面。技能型人才处于土木工程建设的第一线,他们通过实际操作将工程型人才所设计的图纸、规划等转变成土木工程的相关产品。技术性人才同样也处于土木工程建设的第一线,但是与技能型人才所不同的是该类人才主要从事组织管理、生产服务等工作。基于上述分析,围绕应用型人才的培养目标,以土木工程为主线,确立了土木工程专业课程设计的总体规划和框架。

土木工程专业课程设计的设置指导思想为:满足应用型人才培养目标中工程型人才和技术型人才培养的要求,体现土木工

专业建筑工程方向的教学要求和建筑工程专业方向的课程体系完整性,着力培养学生的初步设计能力,综合运用土木工程基础理论和基本设计方法,培养学生独立工作能力,为土木工程专业学生毕业设计及以后工作奠定良好基础。而技能型人才主要是职业类高职高专院校的培养目标。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

罗爱忠, 等新建本科院校土建专业课程设计教学方法探索——以毕节学院为例

基于以上指导思想,综合考虑毕节学院土木工程专业学生特点及区域城镇化、工业化带动战略,制定了土木工程专业课程设计的总体框架和目标。

(1)房屋建筑学课程设计。主要内容是建筑总平面图、建筑平面图、建筑立面图及建筑详图的绘制。通过该课程设计,让学生了解一般民用建筑的设计原理,并掌握建筑设计的基本方法和步骤,着力培养学生建筑方案及施工图绘制能力。

(2)施工组织课程设计。主要内容是施工方案的选择、施工进度计划的制订和施工平面图的设计。通过该课程设计,让学生熟悉单位工程施工组织设计编制的程序和内容,掌握施工方案的选择、施工进度计划的编制及施工现场平面布置图的绘制。

(3)概预算课程设计。主要内容是根据施工图及施工现场情况,计算相应的工程量、直接费、间接费、成本及利润、税金等。通过该课程设计,学生掌握概预算设计的过程、土木工程投资的构成,从而训练实际操作能力和理论联系实际的能力。

(4)地基基础课程设计。主要内容包括独立基础设计和桩基础设计。通过该课程设计,培养学生对建筑结构的整体认识,结合上部结构特征及工程地质条件,合理选择基础形式,并进行地基基础的设计和计算,绘制相应的施工图。 (5)钢结构屋架课程设计。主要内容包括屋架形式的选择及尺寸确定、支撑体系的布置、屋架内力的计算、杆件和节点的设计,以及屋架施工图的绘制和材料用量计算。通过该课程设计的学习,掌握无盖结构布置的要求及构件编号的方法,培养学生计算和绘图能力及综合运用相关力学分析的能力。

(6)混凝土结构课程设计。主要内容包括结构布置、构件尺寸确定、荷载和内力计算、配筋计算、施工图绘制等。通过该课程设计,促使学生独立完成整个结构设计的过程,培养学生综合运用相关力学知识、混凝土构件计算原理和结构设计分析方法解决实际问题的能力。

2.建立有效的制度管理体系

课程设计是整个土木工程人才培养过程中不可或缺的实践环节之一,因此,必须把课程设计置于专业课程整体的教学组织和培养应用型人才的整个系统中统筹考虑,切实加大土木工程专业课程设计的实施力度,强调课程设计对土木工程专业应用型人才培养的重要性,在理论和实践教学中提升土木工程专业学生的综合素质和能力。基于此,在教学过程中总结经验,结合土木工程建设一线及用人单位的反馈,制定合理的土木工程专业培养计划。在人才培养的基础上制定了土木工程专业各课程的理论课教学大纲及实验课教学大纲、实习教学大纲及管理办法等,并依据这些规定,相应地制定了各门课程设计的教学大纲及评价考核办法。

3. 精心选择课程设计题目,构建合理的指导实施体系

应用型人才培养过程中,课程设计过程对教师提出了更高的要求,要求专业课教师不仅能担任相应专业课的理论教学,还必须胜任土木工程专业专业技能的培训工作。因此,土木工程专业教师在课程设计教学中,除了应具备专业课程理论教学的精湛技能外,还必须对影响学生成长的诸多环境、心理等因素有深刻的洞察力,这样才能合理制定课程设计题目。同时,在课程设计题目的选择中,要正确处理课程设计与毕业设计的关系,把基本综合能力的培养渗透到各个专业课的课程设计中,缓解毕业设计的压力,调节学生毕业设计的节奏。在毕节学院课程设计教学过程中,课程设计指导教师以土木工程专业的教学计划和培养目标为依据,结合该专业课程的具体要求,制定相应的课程设计实施方案,经教学指导委员会审定后即可应用于教学实践。在指导过程中,根据专业课程的特点及学生的差异,采取灵活的组织形式,通过集中指导、单个辅导、电话及网络指导等方式,使每个学生都能圆满完成任务。

二、提高学生参与课程设计的主动性和积极性

学生是课程设计的主体,学生参与课程设计的主动性和积极性与整个课程设计实践教学环节的质

量息息相关。而土木工程专业课程设计是土木工程专业本科培养方案中重要的实践教学环节,是针对专业课程中某一特定课程内容的专项训练,进行课程设计的目的是加深学生对相关课程知识的理解,培养学生初步的工程设计能力,使学生掌握工程设计的基本步骤、内容和方法,了解主要的技术法规和政策,并具有相应的文献查阅、技术文件写作和工程制图能力。因此,有效地调动学生参与课程设计的主动性和积极性十分重要。根据毕节学院多年来的实践,主要从以下几方面提高学生参与课程设计的主动性和积极性。

1.提前针对课程特点给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态

课程设计一般安排在每学期末,而且通常是几门课程设计集中安排。这种安排虽然有利于课程设计过程的集中管理,但是,由于课程考试也集中安排在期末,两者之间出现一定的冲突。为了缓解冲突所带来的影响,课程设计指导教师可以在理论教学的过程中,提前针对该门课程的特点,给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态。在土木工程专业课程设计实施过程中,以房屋建筑学和土力学与地基基础这两门课程为例,毕节学院主要做法是:针对房屋建筑学课程,可以在讲完建筑设计基本原理后,下达相应的课程设计任务;针对土力学与地基基础,可以在讲完土压力及边坡稳定性分析后,下达相应的课程设计任务。如此,学生对该门课程的理论及学习方法已经了解,初步掌握在实际工程中的运用技巧,并具备一定的基础理论知识,提前进入设计角色。

2.鼓励学生自主选择课程设计题目,提高设计的主动性

教学实践发现,部分学生已经接触土木工程行业,在日常接触到教学楼、多层单元式住宅、幼儿园、别墅、边坡、基坑等土木工程项目,部分学生可根据自身的兴趣,依据课程设计特点及要求自主选题,这样可以提高其参与课程设计的主动性。

3.强化学生对土木工程相关规范的运用,明确土木工程设计的方法和思路

土木工程相关规范是土木工程建设顺利进行及安全性的重要保证,相关的专业教材由于时间差,涉及的规范陈旧或者只是讲授一些理论性知识,根本没有提及规范。因此,需要教师在课堂教学过程中实时更新规范并补充相应的内容,在课程设计过程中强调相关规范的运用,包括图纸绘制的相关规范等。

4.实行量化的时间安排及考核程序

课程设计的过程中,部分学生常常将设计集中于某个时段突击完成,造成了课程设计质量达不到相关要求,最后由于时间关系不得不重修。为了保证课程设计质量,在课程设计的实施过程中,对每一个过程需要定量化的时间安排,反复检查、讨论、修改直至最后定稿。对每一个考核程序严格执行,只有这样才能保证公平、合理地进行课程设计最终结果的考核。

三、结语

课程设计是土木工程专业实践教学环节的重要组成部分,其目的是考察学生对基础理论、基本知识和基本技能的掌握程度。通过课程设计的教学环节,培养学生分析和解决问题能力及创造性、独立性。毕节学院土木工程专业对课程设计的相关管理和教学方法保证了课程设计教学环节的顺利进行,达到课程设计教学环节的主要目的。通过土木工程相关管理、设计和施工等单位的反馈,课程设计的质量将影响毕业生在后续的工作及设计中融入其工作环境的速度,因此,应不断加强课程设计教学改革,提高其教学质量。

参考文献: [1] 唐岱新,孙伟民.高等学校建筑工程专业课程设计指导书[m].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[2] 沈蒲生,等.高等学校建筑工程专业毕业设计指导[m]. 北京:中国建筑工业出版社,2000.

[3] 肖琦,贾玉琢,刘洋,等.土木工程专业“一实两创”人才培养模式的课程设计改革与实践[j].东北电力学院学报, 2003, 23(5): 69-71.

[4] 冯硕.课程设计环节提高学生能力的探索[j].甘肃教育学院学报:自然科学版, 2000, 14(4): 77-80.

[5] 郭业才,姚善化.加强课程设计环节提高学生综合能力[j].科学教育论坛, 2005, (19): 165-167.

[6] 黄仕伟,王默识,崔山.理论教学和课程设计一体化教学模式的探索[j].教学改革与实践,2002 (3):21-23.

[7] 周惠.新建本科院校应用型人才培养模式的现状研究[d],南昌大学硕士论文,2010.

curriculum design and teaching methods for civil enginee

ering in newly

established universities: taking bijie university as an example

luo aizhong, fang juan, chen changlu, lei yong

(architecture and civil engineering college, bijie univesity, bijie 551700, p. r. china)

土木工程学科导论例10

安全学科是理、工、文、法、管、医等学科的新兴、综合、交叉学科,土木工程也涵盖了建筑工程、交通土建、地下工程等近十个专业。因而,土木安全技术与工程要求学生应掌握的专业基础知识非常广泛,不但要求学生具备传统安全工程专业教学培养模式中最基本的“懂技术、会管理”,而且要求具备土木安全工程的实践技能,即综合性强、专业性强、实践性强的安全技术人才。由此可见,土木安全工程专业培养过程中实践的重要性,必须贯彻以实践教学为核心的办学理念。

伴随着现代化实践教学方法在高等院校专业教学领域中日渐广泛的运用,安全工程专业实践教学模式也开始萌生、发育与发展,并显示出强大的生命力,在土木安全工程人才培养方面发挥了不可替代的作用。

一、实践教学的特色办学理念

实践教学是指在整个教学过程中,学生通过参加一定的实践活动,把知识运用于实践的教学环节。通常,实践教学是为配合理论教学培养学生分析和解决问题的能力,加强专业训练和锻炼学生实践能力而设置的教学环节。

在高等教育强调重基础、淡专业、宽口径的培养模式下,安全工程的教学培养体系中,学生四年中大部分时间在学习公共基础课、人文社科类课程。同时,安全专业要求必须开设的安全类基础课和平台课也需要大量理论学时,由于受到本科教育年限和总学时的限制,特色专业技术类课程学时安排非常紧张,很多对于学生毕业后在实际工作中非常实用和现场特别紧缺的技术课程无法开设,课程设置困难,顾此失彼,课时捉襟见肘。

安全科学的交叉性造成了学生需要几乎所有科学的相关知识基础。在教学课时极为有限的条件下,专业课程设置受到限制,而且相应的专业基础、技术基础、实践环节、课程设计等内容无法跟上,违反了教学规律,学生学习后达不到希望的效果。[3]

为了解决这一问题,在土木安全工程培养模式中,确立了以实践教学为特色的办学理念。将实践教学模式贯穿课堂、专业课程实验、专业课程设计、实习环节、毕业论文以及课外活动之中。在教学中培养学生的实践能力,加大实践教学比重,抓基础、重实践,理论与实践相结合,以实践促进对理论的学习兴趣和学习效率。通过实践教学,在学习中对学生的科学思维方法、工程实践能力和创新意识进行实战性演习。

二、实践教学模式的建设与应用

如何在利用好学校现有资源的基础上,加大对土木安全工程专业的实践教学的改革与实践,建立更为“接近土木施工现场安全”的实践教学培养模式,是摆在我校安全工程系面前的一个亟待解决的客观问题。而且只有改革实践教学环节,才能更好地适应国家高等教育体制改革,才能办出特色,专业才能得以更好地生存与发展。经过不断探索,总结出以实践为特色的土木安全工程教学模式的建立,需要重点抓好课堂教学实践、课程设计实践、实习环节实践和毕业设计实践四个关键模块。

1.课堂教学以实践为导向

贯彻实践教学特色理念,首先是把以实践教学为核心的办学思想融入课堂教学。安全工程通过生产活动中各种事故分析为途径,应用自然科学技术和管理科学知识,识别和预测生产生活中存在的不安全因素,分析事故发生的原因和机理,并采取有效控制措施防止事故发生,这一科学技术知识体系是一门实践性、经验性非常强的工程学科。

在教学中,结合安全工程专业“安全管理学”、“安全学原理”等部分较为抽象的课程,教师采用计算机辅助教学,运用多媒体电子课件、图文影像纪录片、事故案例分析教学、事故情境模拟等方式进行授课,引导学生通过对事故分析、企业安全管理方法学习和考察等实践性活动,加强对事故理论和现代安全管理思想理念的掌握,建立和运用实践教学思想,吸引学生将精力集中到课堂教学内容之中,有效克服安全工程专业理论教学枯燥脱离实际、泛泛空谈、学而无用的被动局面。此外,鼓励学生自导自演DV小品,加强安全意识和安全文化的宣传教育。

在“土木安全工程”、“安全事故分析与处理”、“爆炸安全技术”、“灾害防治理论与技术”等课程中,教师采取动画演示、网络互动视频教学、事故案例分析教学,增加学生对理论学习的感官刺激,培养学习兴趣,引导学生通过对事故分析的实践性活动,加强对土木施工和工程灾害发生的原因、规律和基本原理的消化理解,运用启发式教学,使学生主动式、自主式学习,强调教学的引导与互动,培养学生灵活运用理论知识去观察、分析、解决安全生产问题,从而提高教学效果。

2.课程设计以实践为检验

课程设计是工科学生完成某一课程理论学习之后进行的一次知识综合应用,是课堂学习的一种实践性延伸。在以实践教学为特色的土木安全工程专业培养模式中是一个最基本的集中实践环节。开设安全类及直接相关课程设计的课程包括“安全人机工程”、“安全系统工程”、“土木安全工程”、“应急结构工程”、“消防安全工程”等。

为了使课程设计形成体系,规范实践教学内容和过程,提高教学质量,课程设计大纲中拟定了指导性设计题目和设计方向。在课程设计过程中,学生可以依照自身的兴趣特长,运用所学的知识,自己动手,结合真实或虚拟、简化的生产现场实际,独立地展开设计工作。

“安全人机工程”课程设计让学生就土木工程现场简单施工机械工具和设备的安全可靠性进行分析,按照人机工程学要求对工具结构、尺寸、形状、不同工作环境下使用的安全性、便捷性、作业效率等进行改进和优化,设计、加装、改装安全保护设施、防止事故的报警装置等,培养了学生理论与实践相结合的开拓创新精神,动手能力有了很大提高。

“土木安全工程”课程设计结合路基、桥梁、隧道、轨道结构及施工技术进行,如进行高填深挖路基、深大基坑、岩质高边坡、桥梁加固、隧道支护结构等进行安全稳定分析、对施工提出安全专项方案,还可结合特殊不良地质、病害工程结构物、既有结构改扩建等进行设计。

“应急结构工程”课程设计以我校原铁道兵时期形成并保留下来的国防交通应急工程学科前沿为导向,结合战时铁路和桥梁抢修、抢建及军事交通保障设施、抢险救灾、重载运输、大件吊装、桥梁架设等急难险重工程中的部分简单构件和结构进行简单化、虚拟化、验证性课程设计。

“消防安全工程”课程设计主要对高层民用建筑、地铁、长达隧道等重要结构进行消防设计,包括消火栓、自动喷水灭火、高压给水、消防安全门、紧急电话等设施,提出设计方案及防火安全措施,使学生从设计实践中加深消防安全基础理论知识掌握,提升应用技能。

为了体现土木安全工程实践教学体系中“加强基础,拓宽专业,注重实际,提高素质”的总体思路,加大安全专业学生接触土木工程基础理论知识的深度,除了开设安全工程专业课程外,将土木工程与安全工程部分专业基础课程模块实行交叉,土木工程专业方向的专业基础课程开设给安全工程专业,一方面体现淡化专业方向,使学生的专业适应能力更强,专业口径更宽;另一方面也利用土木工程实践性、综合性、专业性的特点和办学优势条件锻炼强化学生的实践能力,使学生更快掌握和了解土木施工现场最新技术,更好的结合安全专业特点真刀真枪实干,开阔视野、活跃思维,挖掘创造力。

3.实习环节以实践为主线

土木安全工程的实习环节由专业认识实习、生产实习、毕业实习构成,尤其是生产实习和毕业实习对于安全工程专业来说是非常关键的实践训练环节,是学生面向土木施工现场的集中训练和全方位锻炼。目前不少高校由于学生扩招等多方面原因,联系实习单位较为困难,使实习流于形式,严重影响到学生实践能力的培养,然而土木安全工程专业学生由于采取小班招生培养,加上我校与中铁建、中交、中航、等大型企业紧密联系的优势,管理制度上建立了严格的实习环节质量监控措施,学生认识实习、生产实习和毕业实习质量能够得到扎实开展,取得显著的实习效果。

专业认识实习借助石家庄周边条件和工、矿企业建立长期合作的实习基地,内容包括危化、矿山、土木、铁路、电力、消防等方面,使学生对本专业性质、内容及其重要地位有所认识。如深入河北卫星化工厂雷管生产车间,学习参观危险化学品、爆炸器材生产、重大危险源监控、危险有害因素,炸药雷管等火工品库的主要防雷和防静电措施等;参观井陉、元氏等周边矿山企业,了解矿山开采、危险有害因素,通风系统、排水系统、供电系统、提升运输系统的危险有害因素的辨识,以及各种安全管理措施、各种安全规章制度。结合石太、京石、石武等周边项目参观土木施工现场,初步使学生了解土木施工安全技术、文化、管理制度、职业卫生等土木安全的有关知识,了解土木施工工地存在的主要危险有害因素、防护措施等。

土木安全工程专业生产实习是在修完专业技术基础课与大部分主干专业课的基础上进行的,是安全技术理论与实际相结合,巩固、加深所学知识,提高生产安全技术应用技能和管理能力的重要环节,实习过程中学生吃住在施工现场,跟班生产实践。为了挖掘学生用脑思维、用眼观察、动手操作的潜力,我们提出目标-调研-发现-讨论-论证“1+4”实践教学模式。

由于施工现场安全是复杂的系统,人员、机械、设备、作业场所等均处于不断流动变化中,交叉作业多,临时工程多,安全隐患多,包括生产和施工技术安全、加工机具安全、供配电及临时用电安全,施工现场布置和材料加工堆放安全、企业安全生产管理组织结构和管理制度、企业安全文化宣传和职工安全教育培训、环境与职业安全健康管理体系及工伤保险等,为了提高实习针对性和深入程度,参加实习的学生自愿报名,按照特点和兴趣划分实习小组,划定生产实习中主要考察、学习、研究的主要方向,帮助施工单位发现问题、分析原因,提出切实可行的安全生产解决方案建议。

“1+4”实践教学模式的“1”即是指实习指导教师在生产实习开始提出实习目标,“4”即结合选定方向深入项目部和施工现场展开调研,针对发现的安全隐患和问题进行小组讨论。实习结束前,在教师指导下进行小组答辩,实习学生对问题和解决方案的可行性展开论证。这种实习模式在实际应用中取得了学生和单位的一致认可,能够以具体的实战演练代替抽象的理论说教,学生普遍感到安全专业知识实用性强,改变了以往那种对安全专业内容空洞乏味、泛泛空谈的偏见和错误看法,同时也受到了施工企业的普遍欢迎,收到了良好的实践效果和社会效益。

毕业实习在毕业设计(论文)的阶段,收集、调研与毕业设计有关的现场数据资料,为毕业设计顺利进行做好基础性准备工作。主要是结合具体指导教师的毕业设计(论文)方向安排,多数结合教师科研项目。如隧道施工安全监测、施工安全评价,土石方工程爆破振动控制测试与监控等进行安排。

4.毕业设计以实践为核心

毕业设计是高等教育培养计划方案中最后一个重要的实践教学环节。在实践教学体系中,我们将毕业设计的选题贴近土木施工安全生产工作实际,学生通过自己的分析、思辨、实践,在走向工作岗位之前进行一次安全工程专业知识的综合应用与业务能力的全面凝练提升。

毕业设计题目设置要求每位指导教师尽可能结合科研课题、合作项目以及技术服务项目进行题目申报,教学虚拟题目必须由具有原型依托的企事业单位安排毕业实习,由系主任和学院对题目进行审批和把关,侧重以实践为核心。毕业设计环节已经连续完成4届,每年更新毕业设计题目,基本方向涵盖了土石方工程爆破安全设计、高速铁路路基施工危险源辨识与监测、预应力混凝土连续梁桥施工安全设计与风险管理、隧道施工安全监控、深基坑工程施工风险分析、施工现场安全管理、职业安全卫生体系、人工神经网络与模糊综合安全评价、特殊地质隧道施工安全技术、地铁盾构隧道施工安全与质量控制、病害隧道安全状态评估与整治、高层建筑消防安全设计、施工现场应急响应与救援等方面。

在每届毕业生开始毕业设计的前一学期,通过讲座方式,组织每一位指导教师向学生介绍所指导的毕业设计题目、选题要求和特色,让学生做好正式选题前的准备工作。所有题目网上申报,网上选题系统可以实现学生和指导教师的双向选择,有利于充分发挥每个学生的个性特征和兴趣爱好,同时也鼓励土木工程专业学生跨专业选报,以实现学生知识结构体系的优势互补。

毕业设计过程中,学生在指导教师安排下,协调实习企业单位展开毕业设计工作。如将隧道施工安全分析小组的学生派驻天衡山隧道工程现场,对在建隧道进行施工过程跟踪和安全监测,现场调研施工危险源并提出解决措施和对策。机电设备安全管理分析小组的学生走进英科特(宁波)机电设备有限公司进行驻厂考察,对企业生产工艺、危险化学品和安全管理进行现状评价等。

以实践为核心,校企联合的新型指导模式是土木安全工程实践教学的大胆改革与创新。新举措推行的过程中,我们意识到培养土木安全工程领域高级应用型人才,必须强调与工程一线和生产一线的实际相结合,促使指导教师真正在指导学生毕业设计上下工夫,炼内功。无形中给每位指导教师施加了压力,增强了责任,提升了毕业设计质量,锻炼了学生扎实的实践技能。

三、实践教学软环境

实践教学的软环境,包括实践教学理念、教学方法和手段、实践教学管理制度改革、教材建设、课程建设、教学与科研等,是保障实践教学模式顺利推进实施的基本切入点。

安全工程系将实验课程教学作为人才培养过程中十分重要的实践教学环节,以“工程教育回归工程”的教育理念,构建了突出安全工程技术技能培养的完善实践教学体系。高度重视实验教学的地位,将狠抓实践教学、提高人才培养质量列入专业发展规划。

在实践教学中加大投入,通过引进现代化的实验手段和实验技术,实现实验手段的现代化。建立网络教学平台,实现实验教学的网络化。全面开放实验室,建立以学生为中心的开放式实验教学模式和以自主式、合作式、研究式为主的学习模式。对开设的实验课程进行整合,对整合后的实验教学修订教学计划,制定新的教学大纲,理论教学与实验教学统筹协调,建立与理论教学有机结合,以能力培养为核心,规划合理、适用性强,效果良好的实验教学新体系。改革实验考试考核的方法,充分发挥实验考试考核对教学质量的双向调控作用,提高学生自主实验的能力。

加快土木安全工程系列教材建设,从安全工程专业特色出发,开发适合我校特色的专业课程教材或讲义,制定了五年发展规划,编写了《土木施工安全技术》、《爆炸安全技术》、《隧道施工安全技术与评价》、《安全检测控制原理及应用》、《工程结构安全检测实验指导》等教材,满足了理论和实验教学的需要,下一步重点抓好修订和出版工作。

在课程建设中,借助申报《土木安全工程》省精品课的契机,以评促建,巩固加强实践特色模式在课堂教学的导向作用,同时抓好“两个结合”,即实践教学与工程实际应用紧密结合,实验教学与学生创新创业活动紧密结合:部分实验教学项目选题来源于科研工程实践活动,指导教师也利用实验教学平台,提升教学科研能力。学生通过实践活动从事创业研究、其中1人研究成果已获得专利,实践效果显著,成绩突出。

四、实践教学设施和基地建设

自专业筹建之初,针对如何强化学生的能力培养,如何构建一个完整、科学、合理的实践教学体系就成为重点考虑的问题。通过多方面调研,确立了“建设层次系统化、工程化、开放化实践教学体系”的指导思想。我校安全工程专业的建设目标是培养满足社会需求,能解决土木工程现场实际安全技术问题的人才。因此,实验室建设也围绕如何通过实验教学,使学生进一步加深对理论知识的理解,了解实际工程中可能存在的具体问题,并学会如何将所学的理论灵活应用于工程实践,逐渐培养自己解决实际问题的能力等。

近几年,我校为了夯实实践特色教学的基础,重点进行了实验室、校内、校外实习基地的建设。在隧道与岩土工程研究所、桥隧施工地质技术研究所、岩土与环境工程研究所、岩土与结构实验中心(省重点实验室)基础上,于2001年~2005年专门筹建爆破实验室、安全工程实验室,实验面积达到200平方米,设备经费为250万元,直接服务安全工程系本科实践教学。此外,学校还建立了仿真实验室,满足了开展安全事故模拟与仿真等课程实践教学的需要。目前,分院正继续努力发展和完善安全实验室的设备投入,加强实验室管理力度,力争使60%以上的专业课程开出相关实验,开出率达到90%以上。

为了拓宽学生接触学科前沿,开阔视野,参与工程技术实践,指导学生充分利用我校拥有的道路与铁道工程安全保障实验室、交通环境与安全工程研究所、大型结构健康诊断与控制研究所、振动与噪声控制实验室等的资源优势,为安全工程专业本科和研究生实践教学服务,形成了递阶层次系统化的实验教学平台。

在实习基地建设上,我们就学校周边条件建立认识实习点,包括石家庄市内高架桥、地道桥等市政建设工地、元氏煤矿、邢台煤矿、井陉矿区、市桥东污水处理厂、河北卫星化工厂、朔黄铁路、京广铁路、石家庄编组站、上安电厂等,生产实习和毕业实习紧跟国家大型基础设施建设,在北京地铁、天津地铁、京石客专、石武客专、石太客专等项目工地与北京城市轨道交通有限公司、中铁隧道局、中铁十二局、中铁十四局、中铁二十局等多家单位建立了实习场所,与房山桥梁厂、河北金安、河北英博等企业公司建立了良好的长期合作关系。保证了我校安全工程专业学生具有充足、优质的校外生产实习与毕业实习场所,为土木安全工程实践特色教学奠定了坚实的基础。