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(一)确定土木工程专业研究生的培养理念及目标
土木工程专业研究生的培养应在保证硕士研究生具有正确价值观和良好道德情操、具备坚实理论知识和科研能力的基础上,侧重培养工程实践能力,使之能够具有解决实际工程中复杂问题的能力,成为与国际形势接轨、掌握建筑领域尖端技术的高素质工程型人才[3]。
(二)明确土木工程研究生培养质量的影响因素
单一的培养模式和传统的课堂教学模式,使学生的个性和特长得不到充分发挥,限制了学生的创造性思维发展,使研究生教育无异于本科教育,大部分缺乏独立研究和创新的能力。就土木工程专业来说,更应偏向实践和应用。
(三)研究生培养模式的建议
首先,高校应改革土木专业研究生教育模式。例如将土木专业研究生的培养类型细化到理论研究型和工程实践型等方向,使研究生的培养更具有针对性。在课程设置上,由于土木工程学科所包含的知识面宽,涉及的内容广,因此,课程设置要有针对性和普遍性,多设置基础课程[4],使学生主要掌握学习方法,而非单纯地学习课程本身。同时,教师要使学生形成完整的知识框架和体系,使学生有机会接受该领域最前沿的知识和研究方法,使研究生从基础知识的学习、查阅文献到撰写论文等工作中学到做科研应具备的基本素养和能力,并在此基础上使研究生将自己所学的知识应用到实验或实际操作中。
其次,针对研究生毕业后缺乏实践和动手能力的现状,高校应加强校企联合培养模式。鉴于土木工程本身的学科特点,实践与应用更是重中之重,因此,校企联合的培养模式具有更重要的现实意义。在教育体制上应尽快为高校创造条件,如建立产学研培训基地,使研究成果直接转化成社会生产需要,企业可以为高校的科研工作提供资金支持,同时高校可以为企业运作带来技术保障。高校还应为学生创造实践机会,使学生能够通过学校学习和社会实践,真正掌握和更深刻地理解所做研究的价值和意义。高校应实行学校导师和企业导师双导师制度,学校导师可以从事科研生产工作,企业导师也可进入高校学习和指导,这样既可以加强高校师资队伍建设,完善教育体制,又可以使土木工程研究生在科研能力和工程实践能力上得到充分提高。
再次,应借鉴国外教育体制,实行研究生教育宽进严出制度,这样既可以使更多的学生有机会接受更高层次的教育,又可以提高毕业生的素质和质量。严格控制毕业论文的通过率,提高论文评价标准,避免论文答辩流于形式。可以借鉴国外论文评价体制,对论文的质量采用等级制度,提高学生撰写论文的积极性。同时,在就业上应缩小研究生和本科生的待遇差异,这样既避免了研究生学习的功利性,又节约了国家教育资源,使土木工程研究生教育真正培养出具有科研精神和工程实践能力的高层次人才。
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
中图分类号:H3-4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0039-05
一、从“学”到“用”的硕士生专业英语内涵
专业英语(English for Specific Purpose,简称ESP),特指与某种职业、学科或目的相关联的英语[1]。根据学习者的语言使用目的和语言环境,专业英语又分为职业英语(English for Occupational Purpose,简称 EOP)和学术英语(English for Academic Purpose ,简称EAP)[2]两大分支。对于硕士研究生而言,专业英语教学的主要内容是学术英语,学习目的一般可归纳为了解与本专业相关的专业知识,及时掌握学科发展动态及加强学术交流(发表学术论文或参加国际学术会议),以下文章中所提专业英语皆为学术类专业英语。
专业英语作为通用英语( English for General Purpose,简称EGP) 的变体,有两个基本特点:(1)专业英语具有独特的词汇、句法和结构模式。简要地说, 科技文体正式、客观,词汇以中性的技术与半技术词为多,语法以被动语态与名词化为主[3]。(2)专业英语具有明显的专业内涵,需采用与学习者关系最密切的语言素材来进行授课。对学习者而言,学习专业英语是为了了解专业英语的特
点,掌握相关的专业英语基础知识,但更重要的是学习者在学习专业英语的过程中就开始积累和扩充专业知识,实际上这也是学习专业英语的最终目的。
遵照《中华人民共和国学位条例》《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》的基本要求,以教育部颁发的《非英语专业研究生英语教学大纲》为依据[4],上海理工大学土木工程系制定的硕士研究生培养方案要求学生除了完成基础英语课程外,还必须修满36学时的专业英语课程(2学分)。新修订的教学大纲将专业英语定位为现代信息社会中土木工程人才必须掌握的一门重要语言工具,通过应用这门语言工具可及时获取专业信息、掌握学科发展动态、发表科研成果及进行国际学术交流。
研究生专业英语教学质量需要通过选择恰当的课程教学内容和采用合理的教学方法来得到保证,而这一切必须符合专业英语的教学规律。学以致用不是一步完成的,从“学”到“用”英语是逐渐过度的[5],大体可以分为两个阶段:第一阶段“学”,即学习专业知识应当如何用英语表达。这里的专业知识涉及的内容应当是学生已熟悉的专业基础知识,这一阶段的主要任务是学生积累专业词汇,熟悉专业文体。第二阶段“用”,即学生通过以英语为载体的书籍、期刊学习本专业的新理论、新技术,以及发表英语学术论文、参加国际学术会议等。
文章结合学校环境与建筑学院土木工程学科研究生专业英语的教学实践进行专业英语学以致用的探索。
二、“学”阶段的主要教学内容及方法
“学”阶段学的是英语,“专业英语”一词中“专业”和“英语”的关系是学生通过已经习得的专业知识更快更好地学习英语在专业领域的表达方式,包括词汇、语句及语言风格。由于专业英语素材多、词汇多、语句晦涩难懂,因此这一阶段的教学内容必须专业对口、难易适中,且为学生在本科阶段已基本掌握的专业知识。这是因为相关的背景知识是决定专业英语理解水平的重要因素之一, 例如土木工程硕士研究生在本科阶段学习了“混凝土”、“钢筋混凝土”及“预应力混凝土”,因此可以快速理解在“concrete(意为混凝土)”前加上“reinforced-”可以获得“钢筋混凝土”的英文,或在前面加上“pre-stressed”可以获得“预应力混凝土”的英文。又如,“workability of fresh concrete”对于无土木工程专业背景的学生来说可能意味着“新鲜混凝土的可使用性”,但对于土木工程硕士研究生来说,它的含义显而易见,“新拌混凝土的和易性”。由此可见,具有一定的专业知识背景对于理解、掌握专业英语是非常有帮助。
在“学”阶段的教学中使用的专业英语教学资料取自多本国际知名土木工程专业系列英语教材,例如结构力学方面有R. C. Hibbeler编著的《Structural Analysis》经典教材,岩土力学方面有B. M. Das编著的《Principles of Geotechnical Engineering》,K. Terzaghi等编著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》等著作。
鉴于专业英语安排的学时相对较少(2学时/周×18周,共36学时),为获得较好的教学效果,必须对教材内容有所取舍,做到突出重点、挈领提纲。对于选定的典型材料,教师可以帮助学生进行相关背景的知识回顾,使学生快速进入语境,应用专业知识进行预测性阅读,然后才进行关键段落、关键句、关键词的剖析及讲解。
“学”阶段的授课以教师指导、学生积极参与的方式进行,使学生可以主动参与并与教师进行交流沟通。通常对于一个典型材料,教师首先通过朗读使学生获得正确的英语发音,然后通过原文翻译,讲解专业概念及语句结构。在目前的英语教育测试系统中,为了更好地达到公平公正,大量运用了客观选择题,导致学生缺失基本的语法、句法和语言应用能力,从而对内容理解不准确、更有甚者理解错误,因此教师在开始阶段的引导是非常必要的。接下来是学生参与部分,训练学生的英文朗读与正确翻译原文的能力,从纠正词汇发音、纠正翻译错误着手,通过一定量的段落朗读及翻译练习来提高阅读英文经典教材及准确理解其含义的能力。
三、“用”阶段的主要教学内容及方法
“用”阶段用的是英语,“专业英语”一词中“专业”和“英语”的关系是:(1)学生通过以英语为载体的学术论文、讲座、国际会议等形式获得本专业的先进科学知识及技术成果;(2)并且能够自己撰写英语论文、作演讲、在国际学术会议上作报告。通过“学”阶段的学习,学生已经掌握了一部分基本的专业英语单词、语句及表达方式,在“用”阶段的教学内容上可以提升词汇、句式结构的难度,并且更有针对性地选择期刊论文作为专业英语教学资料。与土木工程英语教材相比,期刊论文对写作体例有更严格的要求,国际标准化组织(International Organization for Standardization)、美国国家标准化协会(American National Standards Institute)和英国标准协会(British Standards Institute)等国际或国家组织都对科技论文的写作体例做了规定,基本内容一般包括:Title标题;Abstract 摘要;Keywords关键词;Introduction引言;Material and method equipment and experimental procedure 材料与方法,设备与实验过程;Results结果;Conclusions结论;Acknowledgments致谢;References参考文献),有时还包括Discussion 讨论及Appendix附录。期刊论文与经典教材相比的另一个不同点在于教材上的专业内容多数已为学生熟知,学生通过专业知识背景来学英语;而期刊论文上登载的大多是最新的科学技术,部分为综述类文献,学生通过阅读期刊论文可以及时地掌握专业动态、获取专业知识。
为学校土木工程硕士研究生专业英语课程选择的学术论文均取自土木工程方面的国际主流学术期刊,有美国土木工程师学会(American Society of Civil Engineers,简称ASCE)出版的杂志期刊,以及联邦德国的施普林格出版公司(Springer-Verlag GmbH & Co. KG)、荷兰的埃尔塞维尔科学出版公司(Elsevier Science Publishers)、美国约翰・威利父子公司(John Wiley & Son, Inc.)等著名国际出版社出版的学术期刊。这些期刊覆盖了土木工程的方方面面,包括岩土工程、结构工程、桥梁工程、隧道工程、土木工程材料等。对于每本用于专业英语素材选取的期刊,都会介绍其主要涉及的学术领域及期刊的出版偏好,例如偏向基础实验、理论推导或工程实例分析等,使学生在今后选择期刊发表科研成果时可以有的放矢。
由上所述可知,专业英语在“用”阶段的课程内容安排上有两条主线:(1)第一条主线是土木工程专业英语文献各部分的写作技巧与注意事项,包括摘要、引言、正文(分为试验研究型、理论研究型及试验研究结合理论研究型)、结论、致谢及参考文献等;(2)第二条主线是土木工程专业涉及的专业内容,包括地基基础、混凝土结构、高层建筑结构、道路及桥梁等。在课程安排上,这两条主线并不是互相孤立的,而是紧密结合在一起,如表1所示。表1学校土木工程硕士研究生专业英语课程安排的教学内容及学时分配,从中可以看出,在专业英语课程的“用”阶段,每一个专业知识板块和文献写作体例所包含的内容是一一对应,相辅相成的。例如在讲解知识板块“土力学与地基基础”时,会挑选这方面的正文作为教学材料,又或在讲解知识板块“混凝土结构”时,会挑选这方面的引言作为教学材料,这样学生不仅能学习专业英语词汇及写作技巧,还能及时了解土木工程专业方面的最新科研动态。又例如
以某一期刊为例,从官网主页进入作者投稿须知界面(Guide for Authors),讲解该期刊对论文各部分写作格式的特殊要求,然后进入投稿界面,详细介绍投稿步骤直至投稿完成。
从表1还可看出,各个知识板块的学时并非均匀分配的,而是存在一定的灵活性,这主要是考虑到课程的教学内容应该是任课教师本人最熟悉、背景知识功底最深厚的部分,作者在之前的学习工作中基本从事“土力学与地基基础”和“混凝土结构”这两方面的科研和教学,因此对该部分内容比较熟悉,授课时可以更生动、讲解可以更清晰。
在专业英语“用”阶段的教学实践中安排了内容1和内容2。内容1对应的培养目标是“学生通过以英语为载体的学术论文、讲座、国际会议等形式获得本专业的先进科学知识及技术成果”;内容2对应的培养目标是“并且能够自己撰写英语论文、作演讲、在国际学术会议上作报告”。内容2的教学安排是由学生自由组合、选取适合的演讲题目、进行英语小组演讲,这部分内容主要训练学生在阅读理解专业英语文献的基础上,如何进行专业表达,提高英语的听、说能力。周奇和朱林菲[6]调查研究发现学生普遍希望增设听说环节。依据自身教学实践,要让小组演讲不流于形式应做到以下几点。
(1)演讲内容。必须取自近5年国际主流土木工程期刊上的学术论文,强调“近5年”期限是因为科技文献的宝贵之处在于登载的专业理论及技术都是最新的,学生通过阅读近期文献可以了解符合时展、科技发展的专业学科方向。由于刚入学的硕士研究生对本专业的国际学术期刊不熟悉,一般会指定一些,例如岩土力学方面有《Géotechnique》《Computers and Geotechniques》《Canadian Geotechnical Journal》《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等,岩石力学方面有《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》《Rock Mechanics and Rock Engineering》等,结构、材料方面有《Journal of Structural Engineering》《Cement and Concrete Research》《Cement and Concrete Composites》等。
(2)演讲形式。由学生自由组合形成4~5人为单位的演讲小组,对所选择的演讲题目按照内容简介(Outline)、引言(Introduction)、内容主体(main body)、结论(conclusions)进行解说,每位组员都必须上台演讲,总用时控制在13~15分钟。
(3)提问环节。在每组演讲完毕后,其余小组进行提问,演讲组可指派任何组员进行回答。
(4)评分标准。演讲得分由教师打分(权重40%)和学生打分(权重60%)共同决定。学生打分成绩由除演讲小组外的其余小组给出,取平均值,评分标准如表2所示:(a)演讲长度直接关系到组员是否对演讲内容熟悉、组员之间是否有排练及配合;(b)PPT应尽量避免大段文字,要以标题、图、表为主,培养学生的表达能力,而不是机械性地重复PPT上内容;(c)演讲内容必须符合国际发展动向的土木工程学科最新科研成果;(d)演讲者需使用专业、流畅的语言进行演讲;(e)回答问题环节考核学生是否真实掌握演讲内容,以及是否查阅相关参考文献获取相关专业知识。
在专业英语课程的“用”阶段,学生进行专业演讲,提高专业听、说能力是难点。为了达到预期的培养目标,除了精心安排课堂教学内容和采用合理教学方法以外,还进行了课外拓展。学院土木工程学科一直与国外知名大学土木工程学科有紧密交流合作,仅2015年就有两位上海市教委“海外名师”项目入选外籍专家来到学院作短期访问交流(德国亚琛工业大学工程地质与水文地质研究所所长Rafig Azzam教授和澳大利亚卧龙岗环境、土木与采矿学院的Cholachat Rujikiatkamjorn教授)。在此期间,专家们给研究生做了若干次专题报告,都是目前国际上土木工程的热点问题。学生通过听报告及提问,既获得了专业知识,又学到了作演讲报告的技巧,提高了听说能力,有助于较好地完成小组演讲。
四、考核方式
进行一定方式的考核是测试学生对课程知识与技能掌握程度的手段之一,同时也为任课教师检验自己的教学成果、改进教学方法与手段提供依据。在学院专业英语教学大纲中明确规定,课程最终成绩由三部分组成。
(1)平时成绩(10%),该部分成绩参考出勤率和课堂参与程度。
(2)小组演讲(30%),由教师和学生的权重打分决定(参见上一节内容)。
(3)期末考试(60%),包括翻译(Part 1 Translation)和写作(Part 2 Writing)两部分。其中翻译包括中译英、英译中的词汇及段落翻译,要求译文忠于原文、语句通顺流畅、表达正确无重大语法错误。写作部分要求学生对所给图片或表格进行专业性英语描述,要求条理清晰、内容准确,符合专业文献的表达方式和语言风格。
综上所述,对考核方式进行了优化设计,避免了专业英语测试中经常会遇到的尴尬问题,即专业英语考试等同于翻译考试。从考核结果和评教系统的测试结果可以看出,这样考核方式较为合理,被大部分学生所接受,同时也达到了全面测试学生听、说、读、写、译能力的效果。
五、结语
科学技术创新离不开科技信息的及时获取与利用,因此专业英语能力的重要性在现如今信息国际化的时代越来越突出。文章从学院硕士研究生专业英语课程的教学实践着手,对从“学”到“用”英语的两阶段教学进行了探索。经过专业英语课程的训练学习,硕士研究生初步具备了利用专业英语及时获取专业信息、掌握学科发展动态、发表科研成果及进行国际学术交流的能力。
参考文献:
[1] 吴能章. 从专业课教师的视角探讨专业英语教学[J]. 高等建筑教育, 2011, 28(2): 17 - 22, 27.
[2] 李亚东. 土木工程专业英语[M]. 成都: 西南交通大学出版社, 2011.
[3] 林秋华. “科技英语”教学方法初探[J]. 高等教育研究, 1995, (1): 29 - 30, 36.
前言:随着全球建筑的不断发展,人们对建筑的要求也逐渐在提高,一个国家的土木工程建筑也可以反映出国家的经济发展水平,是一个国家综合实力的具体体现,所以,我国在大力发展经济效益的同时,对土木工程的建设也是需要重视的,应该给予最大的支持来不断发展我国土木工程建设。土木工程结构风场的实际检测是完善我国土木工程建筑的重要方式,也是新技术开发的技术保障,促进着我国建筑事业的发展。
一、土木工程结构风场的实际检测过程
1.1高层建筑结构风场的实际检测
高层建筑由于高度的优势,使其在风向负荷和风向机理方面的分析就更加容易,也确定了结构风场实际检测的理论基础,使土木工程结构风场的实际检测工作更便于进行。我国高层建筑在高度和柔性方面都具有着很多的优点,对于检测的效果也比较明显,可以根据检测得出的数据直接分析土木工程建筑抗风能力差的原因。在检测的过程中,当横向振动发生的频率增加时,气体交换的压力就要变大,土木工程建筑会产生严重的共振现象,由于对这种现象的解释还没有合理的公式理论基础,所以,横向脉动作用的土木工程结构风场检测主要是依据与检测的过程和结果来综合分析的。在土木工程结构风场检测的过程中,对于高层的建筑来说,检测人员的经验对总结检测的结果是非常重要的,因为没有明确的理论对检测的过程以及结果做出定义,就需要检测人员依据自己的检测经验来探索土木工程建筑的技术革新,以及提高土木工程建筑稳定性的措施。高层建筑风压及风向的共振是为了获得土木工程建筑在强大风力影响下的结构变化,通过对土木工程结构前后变化的分析,分析土木工程建筑抗风的能力,为提高土木工程建筑的坚固性提供了有效的数据。
1.2低层建筑结构风场的实际检测
在低层建筑结构风场的实际检测过程中,通过长期的检测经验,使得检测人员已经掌握了低层建筑结构风场检测的技术和要求,以及低层建筑结构的检测机理,了解到低层建筑结构对于防震功能的缺失,通过对风洞和风压模型的实际测量,在特定的风压下进行检测,根据检测的结果综合分析土木工程建筑的抗风能力,风洞和风压模型实际测量的检测结果是不同的,比较检测的结果实验值,找到抗风压力不同的原因,从而确定具有更高抗风效果的土木工程建筑技术。在对低层建筑结构的全尺和缩尺风洞进行实际的检测时,要对压力以及系统的抗风效率进行具体的检测,比较分析两个检测的结果,从而确定平均压力系数,分析压力系数对土木工程建筑的影响。通过我国科学家的不断实践,已经验证了低矮建筑在抗风方面的抵抗力,也逐渐对检测的手法进行着改善,所以,在低层建筑结构风场的实际检测中,完善检测系统响应,提高感应抗风系数是非常重要的改善方式,通过技术的革新来加强结构风场的实际检测效率,不断提高检测技术的基础。
1.3跨度大的桥梁建筑的结构风场实际检测
在历史的桥梁建筑中,总是会有桥梁抗风能力差,桥梁受损的现象发生,最大的原因就是对工程建筑的风场检测不具体造成的,随着科学技术的不断进步,桥梁抗风检测也逐渐在革新,已经建立了有效的理论基础。桥梁建筑的不断发展,更多跨度大的桥梁建筑被兴建的越来越多,传统的抗风检测已经不能满足大跨度桥梁的检测,技术逐渐发展为风洞技术的检测,结合风力的强度,对桥梁工程抗风能力进行检测。明确确定影响结构振动的因素,以及可能对大跨度桥梁建筑的影响,由于大跨度桥梁检测的难度非常大,要求在进行健康监控时就检测抗风的能力,实现全面的维护工作。在进行全尺测量时,要通过风速的检测来分析大跨度桥梁建设的抗风能力,从而分析出风向风速对桥梁建筑的影响。
1.4跨度大的空间结构建筑的结构风场实际检测
跨度大的空间结构在建筑上都具有立体的建筑形式,建筑的外形结构也比较复杂,但其投入的建筑资金很少,在结构风场实际检测的过程中,应结合其建筑的特点,根据空间结构的多边形以及实体轻等优点来合理的采取检测的措施。随着空间结构在建筑类型上的不断转变,使其逐渐向着跨度大的建筑类型上靠近,检测的目标也要随时做出改动,结合空间结构建筑的建筑特点,实现三维立体的检测。多变的空间结构建筑的风场分布与跨度大的桥梁建筑是不同的,结构共振的效果也不同,在检测的过程中,应该结合风压基本系数进行分析,根据实践总结的经验以及低矮建筑抗风能力差等因素,采取有效的检测方法。空间结构建筑在风压的影响下,容易产生自激振动,可以利用多通路检测风压的方法,来进行实际检测,根据气流的反映探索检测的结果。
二、新技术的开发进展研究
2.1土木工程结构风场实际检测传感器的工作状况
土木工程结构风场的实际检测主要是依靠传感器来进行的,通过传感器的接收和回复,来对土木工程建筑的抗风能力进行分析,从而实现风场实际检测的过程。随着我国现代化科学技术的不断发展,风场实际检测的传感器也在不断的更新,逐渐研制出热风、电子、三维等传感仪器,促进了风场实际检测工作的进展,也使检测的结果更加的精准。在风场实际检测的过程中,由于风压是属于轻微压力,很多的自然因素都会对其产生很大的影响,这就使得压力传感器得到了广泛的使用,压力传感器可以很敏感的检测出风向以及风速的变化,能及时的抓住风力对土木工程建筑的影响,加大检测结果的准确性。根据压力传感器的制作原理,还可以应用到很多领域的抗风检测中,在风压较大的情况下就需要使用压电式压力传感器来进行抗风的检测,压电式压力传感器具有不受外界因素影响的优点,压电系数也比较高,适用于多种建筑类型的土木工程。
2.2不断改进检测的方式方法
土木工程建筑的多样性,也为风场的实际检测带来了很多的困难,检测需要根据实际的建筑要求和特点,进行检测,需要用到的传感器也不同,所以,使我国风场的实际检测工作进展的非常缓慢。风场的实际检测是掌握检测经验以及发现土木工程建筑缺点的具体工作,只有不断改进检测的方式方法,才能更好的满足建筑的要求。通过完善检测的系统以及提高检测的技术要求来逐步提高风场的实际检测工作,完善检测系统可以及时的发现风场结构的改变以及结构共振的程度,以便于检测人员掌握有效的数据进行后期的分析,提高检测技术可以使用先进的数据处理系统以及统计系统,对检测的数据进行高效的总结和分析,只有通过不断的探索,风场的实际检测工作才能持续的提高,检测的步骤才能更加符合要求。对于抗风能力的检测基本分为两种方法,有齐墙埋管式检测方法和多通路压力检测方法,检测人员可以根据具体的需要采取合适的方法进行检测,从而不断探索改进的方案。
2.3新技术开发的具体进展
随着传感器的进一步革新,我国风场的实际检测技术也得到了具体改善,通过传感器提供的高科技技术,实现了由传感器监控的检测环境,嵌入式系统的开发,也使检测的数据实现智能化的处理,并可以实现通过无线网络的传输把数据输送到电脑的终端,从而实现数据的长期有效使用,方便检测工作总结工作的经验以及对建筑的具体分析。现代化计算机网络的发展也为风场的实际检测工作带来了很多的便利,实现了数据处理零误差的要求,也加快了处理的时间,为检测人员的分析工作提供了良好的保障,同时计算机无线网络的介入,也促进了风场实际检测工作的进展,使得数据传输的过程更加的快捷,实现了高效率的检测目标。
三、实际检测土木工程结构风场的重要作用
3.1有利于加强土木工程建筑的坚固性
在土木工程的建筑过程中,一定会存在施工要求不符合标准的现象,这样会使土木工程建筑的质量下降,通过对土木工程建筑进行结构风场的实际检测,可以及时的发现土木工程建筑存在的问题,从而制定出有效的方案来避免建筑的损坏。对数据的分析可以发现土木工程建筑的抗风能力,如果抗风能力达不到标准就说明土木工程建筑不能有效的抵抗狂风的打击,也就是土木工程建筑的牢固性没有达到标准,根据实际检测的结果,获得建筑抗风能力的数据,从而可以制定出有效的方案来加强土木工程建筑的抗风系数。我国土木工程的建筑都是施工工期长,施工环节复杂的建筑,在施工的过程中,施工人员为了提前完成施工任务,往往会疏忽对于土木工程建筑抗风质量的要求,所以,土木工程建筑施工单位一定要做好监督管理的工作,使施工人员可以了解到更加先进的加强建筑稳定性的技术,结合具体的土木工程建筑要求,使建筑达到具有抗风的能力。
3.2有利于土木工程建筑实现防震减灾的功能
近年来,我国大量兴建土木工程建筑,其最大的原因就是因为灾难的多发性,地震等灾害的来袭,使我国人民承受着巨大的打击和损失,也对我国的建筑水平提出了质疑。日本是一个岛国,发生地震灾害的可能性以及频率都要比我国大,但是日本建筑的防震效果特别好,极大的减少了灾害对人民的影响,这也促进了我国建筑不断革新的步伐。通过对土木工程建筑进行结构风场的实际检测来检测建筑的坚固程度以及是否能实现防震减灾的功能,一旦没有达到这种功能,也能采取有效的措施来弥补,是完善我国土木工程建筑水平的重要措施。建筑施工人员要以提高我国土木工程建筑水平为目标,不断学习先进的建筑知识和技术,总结建筑经验,了解我国多结构的土木工程建筑要求,从实际出发,加强保护人民利益以及生命安全的意识,明确知道土木工程建筑在灾难发生时所起的重要作用。土木工程建筑的防震功能也为我国减少了很多的经济损失,有效的减少了灾难发生时的人员伤亡。所以,土木工程建筑结构风场的实际检测工作,一定要落实到实处,检测人员要认真完成检测工作,找出土木工程建筑抗风能力差的原因,对数据进行细致的分析,协助施工团队制定修补的方案,与施工团队一起为我国土木工程建筑做出贡献,大力发展我国土木工程建筑。
3.3有利于完善我国土木工程建筑要求
土木工程建筑结构风场实际检测工作的大力开展,使我国更加注重了土木工程建筑的检测工作,严抓土木工程建筑的质量关。根据检测的结果可以分析出建筑的水平,有利于施工人员意识到建筑存在的问题,从而完善我国土木工程建筑要求,也有利于提高我国土木工程建筑的施工技术。我国土木工程建筑的水平以及质量是我国综合建筑的重要体现,施工团队不符合要求建筑的工程既影响着我国土木工程建筑的口碑,又使土木工程建筑的功能不能很好的实现,不能保障我国人民群众的利益,所以,要想从根本上提高我国土木工程建筑的水平,相关管理部门既要加大对施工队伍的管理和要求,施工人员之间也要起到监督的作用,施工领导严格规范施工工人的行为,对其施工的细节做出明确的指导,加强施工人员提高土木工程建筑水平的意识,只有相关施工人员一起努力,我国土木工程的建筑水平才能逐步提高,更好的与世界先进施工技术接轨。
结语
在土木工程兴建的今天,施工队伍在施工的过程中,要不断提高自身的施工水平,按照建筑的要求,抓好每个环节的质量,使土木工程建筑达到可以防震减灾的效果。在对土木工程建筑进行结构风场的实际检测时,检测人员要根据检测的实际建筑对象,利用传感器技术来对建筑的抗风能力进行细致全面的检测,严格按照检测的过程进行检测,得出检测数据,对数据进行合理的分析,从而找出我国土木工程建筑还存在的问题和不足。检测人员也要加大对技术的创新能力,实现更高难度的建筑检测工作。
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基金项目:黑龙江省教育科学规划课题项目 课题名称 普通高校土木工程专业创新型人才培养模式研究。编号:GBC1211059
作者简介:宋高嵩,男,1964年出生于山东省平度市,工学硕士,教授,从事工程:土木工程教学,研究方向:道路工程规划设计。林莉,哈尔滨理工大学 ,副教授。王晓东,哈尔滨理工大学 ,讲师。
1、土木工程专业实践教学体系的内容及存在的问题
按照土木工程(建筑、道桥)专业人才培养方案,制定了包括必修课、限选课、任选课三个层次的教学计划。该计划的特点是:文理渗透的公共基础,系统宽厚的技术理论,灵活多样的专业方向,多维立体的实践体系。在教学内容上[1] ,精选课程内容,做到厚基础,宽口径,减少必修课门数,增加选修课门数,提高新技术、新工艺、新材料等现代科学技术和现代管理技术的含量。方案设计[2]如下:
公共基础课(人文社会+数理化+外语+计算机文化+体育等)一公共理科平台
专业基础课(力学+地质水文+测量+材料十结设十土木概论等)一大土木基础平台
(两大平台)+(道路+桥梁课程模块)一道路与桥梁工程方向
(两大平台)+(结构工程课程模块)一建筑工程方向
从以上人才培养方案来看,似乎没有什么问题,但具体到每个细节和环节来看,如何提高学生素质,如何培养创新型人才方面,操作性不强,目标不明确,难道就是增加或者减少几门课程就做到创新了吗,人才的培养素质就提高了吗?从事土木工程建设设计、施工和管理的人员必须具备吃苦耐劳的创业精神和精益求精的工程质量意识。以培养学生创新、创造和创业能力为重点,以造就适应现代知识经济时代需要的高素质的应用型人才为目标,构建素质教育目标体系和工作体系。经过四年的学校生活,在浓郁的育人氛围中,养成人才必备的优良素质。目前的三段式人才培养方案是没有什么问题的,但在如何提高学生的工程实践能力,培养创新型人才方面存在许多不足,尤其实践环节,缺乏考核标准,尤其对学生的整体评价不合理。本文从土木工程专业的实践教学环节从发,探索研究创新型人才培养的新思路。土木工程实践教学环节包括实验、实习、课程设计、毕业设计等。
1. 培养创新型本科人才,提高实验教学效果的新思路
1.1计算机课程的上机训练与考核的创新改革
传统的上机训练是学生上完理论课后,组织学生到计算机室练习,由于时代的发展,以及智能手机的广泛运用,学生对计算机基本操作和练习非常不感兴趣,尤其很多学生几乎每人一台笔记本,结果造成上机效果非常不好,打游戏,玩手机现象非常普遍。基于以上情况,结合学生的特点,把学生上机训练的内容,设置成游戏通关的模式,学生每过一关,相当完成一个上机训练项目,由易到难,由浅入深,循序渐进,根据学生的过关情况进行成绩评定。这种既提高学生的学习兴趣,又激发学生的创新能力,两者结合,达到较好的教学效果。
1.2 土力学、建筑材料试验课的创新改革
土力学、建筑材料试验课与工程实践结合紧密,但由于学生课前准备不充分,再加上目前学生普遍动手能力较差,另外,土力学、建材试验课接触的试验原材料如沙土、水泥、石料等较脏,环境差,造成学生参与意识差,试验无从下手,试验数据不准确,效果不理想等状况。这类试验课改革的思路是教师上课前先把试验项目告诉大家,让学生分组上网收集资料编写试验项目所需的原材料、试验仪器和操作步骤,当然,上试验课程前教师可以先领着学生参观试验仪器,并检查试验准备情况。上实验课时,教师主要负责检查,纠正学生试验过程中的错误,让学生独立完成试验项目,并且鼓励学生在实验时提出自己对实验方法、试验仪器的改进、改良,这种方法可以提高学生的独立思考和操作能力,由被动变为主动,由上实验课时不知所措,到上实验课时自己尽快完成,既节省了时间,又提高了学生的动手能力。一举多得。当然,比较理想的的土力学、建筑材料试验课程的上课方式是采用集中训练的方法,土力学一周,建筑材料3~4周,让每个学生在实验室独立系统地完成每一个试验项目,采用抽签比赛的方式进行考核,效果会更佳。另外,鼓励学生积极参加全国试验员资格考试,获得试验员资格证书的成绩评定为优秀。
2. 培养创新型本科人才,提高课程设计教学效果的新思路
土木工程专业的课程设计包括混凝土楼盖设计、预应力混凝土简支梁设计、单层厂房设计、房屋建筑学、梁桥工程设计、结构工程基础设计、桥梁基础设计、钢结构设计、路基路面工程设计、施工组织、道路勘测设计。这些课程设计概括起来,主要包括两项内容:一是设计计算分析,另一种是计算分析和结构外形设计。
对属于纯粹计算分析的课程设计,例如,施工组织中的概预算计算分析,路面设计中的厚度计算、预应力混凝土简支梁设计、桥梁基础设计等、建议鼓励学生使用计算分析软件来代替繁琐的手工计算,把学生从枯燥的计算中解放出来,学生尽可能地掌握软件使用技巧,有可能的话,让学生参与计算程序的修改和调试,提高学生的分析问题,解决问题的能力。鼓励学生参加造价员从业资格等考试,对获得造价员资格证书的学生,施工组织课程设计成绩直接评定优秀。
对于属于结构外形设计为主,计算分析为辅的课程设计,如房屋建筑学、桥梁工程设计、路基挡土墙设计、单层厂房设计、道路勘测线形设计等,建议教师在上理论课时就把课程设计题目提前布置下去,鼓励学生采用纸质模型、绘图渲染等手段表现设计效果,最后课程设计期间,鼓励学生全身心投入设计中,采用竞赛的方式进行成绩评定,例如房屋模型大赛、桥梁模型结构大赛等形式,激发学生的创新激情,调动学生参与的积极性,充分发挥学生的主观能动性,为培养创新人才奠定基础。
3. 培养创新型本科人才,提高实习教学效果的新思路
土木工程专业的实习包括认识实习、测量实习、地质实习和生产实习
对于认识实习,传统的做法是参观城市的著名建筑、著名桥梁和预制厂等内容,写实习报告的形式完成实习内容,为了增加认识实习的知识性、趣味性,在参观的基础上,聘请有关工程师、项目经理实地讲解和讲座的形式,实习成绩考核采用知识竞赛的形式进行评定。
对于测量实习,可采用与工程实践相结合的方式,积极与学校附近的公园、小区联系,为他们测绘地形图,通过实践提高学生的测绘水平,另外,开展测量竞赛考核活动,例如,水准高程测量大赛、导线闭合测量大赛,既提高学生的测量技术水平,激发学生的学习兴趣,培养学生的参与意识、创新意识,又可以公平合理地评定学生成绩。同样,鼓励学生积极参加测量员资格考试,获得资格证书的给予奖励。
对于地质实习采取实地踏查与鉴别分析相结合,采用矿石鉴别大赛等手段,提高学生岩石鉴别能力,发挥学生的创新能力和鉴赏水平。
对于生产实习,多年来一直采取与生产相结合的办法,学生直接参加工程建设第一线,顶岗挂职锻炼,实习结束后写一份实习报告和交一份实习鉴定进行评定成绩,总体看来没什么大问题,但在成绩考核方面,应根据学生工地实际情况,在实习期间拟定论文题目,结合工程实际撰写科研论文,实习结束进行论文答辩,对优秀论文推荐杂志发表,实习产学研一体化同步发展。使学生的创新水平得到真正实质性提高。
4. 培养创新型本科人才,提高毕业设计教学效果的新思路
学生的毕业设计是学生能力的综合培养的重要阶段,应该从选题开始,进行有针对性的引导和培养,根据学生大学近三年多来的学习体会、就业情况、考研情况以及将来的自身发展情况综合考虑。
对于已经考上研究生的学生,着重从科研能力方面培养,在毕业设计阶段跟着导师从事科研工作,撰写切实可行的科研论文,对于能发表EI、SCI检索的论文,毕业设计按优秀成绩评定。
对于已经签订就业单位的学生,应根据就业单位的实际情况和将来的就业要求,实行双导师制,由用人单位和学校各指派一名指导教师,共同研究和探讨毕业设计题目,学生可以在用人单位提前实习就业,在此期间完成毕业设计或者论文,但必须和工程生产实践相结合,解决工程中出现的疑难问题,或者有所创新,例如改良、改进试验检测方法、施工方法、施工设备等,只要有创新点,就可以完成毕业设计,有发明专利的成绩直接评定优秀。
对于未签订就业单位的学生,重点从工程基本训练方面选择毕业设计题目,例如,道路线形设计、玻璃幕墙设计、超市设计等内容,在设计过程中,让学生提出自己的创新思想,另外,鼓励学生从基础做好设计,把基本知识掌握牢固,一步一个脚印的做好每个设计。在设计中让学生体会脚踏实地,不要好高骛远,端正就业态度。最后取得设计、就业双丰收。
5、结论
培养创新型土木工程本科人才,不是简单的喊口号,应该从人才培养方案入手,贯穿教学的每个环节,处处体现培养创新型人才思想和方法、手段。我们从土木工程专业教学实践的各个教学阶段分析研究了培养创新型人才的创新模式和创新思想,在应用中取得了良好效果。开展实践性教学是创新人才培养模式的重要方面,在教学计划制定过程中,加大实践性教学的比重,尽可能地将实践性教学贯穿于高等本科教育的全过程,使教学方式从“以教为主”,逐步向“以学为主”转变。学生只有通过实际演练才能提高学习的自主性和创造性,才有可能形成创新能力和实践能力。在这方面,与企业的合作能够起到有效的促进作用。本科教育要重视培养学生的创新能力、实践能力和创业精神。当今社会对大学生的基本要求,不仅需要有全面的知识,而且需要有更好的适应性、开拓性,有更加灵活的创新意识和更加健全的创业心理。加强实践教学为学生这些创新素质的培养和提高创造了基本条件。从这个意义上讲, 创新型人才培养模式必须从细节入手,贯穿实践教学的每个环节是实施素质教育、促进学生全面发展的重要载体。
参考文献:
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0068-02
土木工程作为一个专业覆盖面广、行业涉及面宽、对国民经济发展具有巨大推动作用的行业,在国民经济中具有非常重要的作用。1998年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将原来的桥梁、道路、岩土等专业合并为土木工程,形成了一个宽口径的“大土木”专业,这一调整的目标是培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专门人才。在这一大背景下,“土木工程概论”课程应运而生。目前,国内各高校普遍针对土木工程及其相关专业本科生开设了该课程。“土木工程概论”的教学目的是:[1-4]使学生较全面了解土木工程专业所涉及的领域、包含的内容、所获得的成就及未来发展方向;从宏观视角了解土木工程专业的综合性、社会性及其在技术、经济与管理方面的统一性,初步涉及一些基本专业概念;引导学生了解自己对大土木下属众多学科中最感兴趣的方面,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,为今后积极主动地学好专业课程、培养自主学习的能力打下基础。
相对于“土力学”或“画法几何”等专业基础课程,“土木工程概论”课程开设历史较短,目前还没有形成较为成熟的、被普遍认同和推崇的教学方法。因此,针对该课程展开深入的教学教法研究,对于切实提高课堂效率、改善教学效果无疑都大有裨益。
一、课程教学中存在的问题
现阶段“土木工程概论”课程在高校一般是作为土木工程专业的必修课及其他相关专业的选修课,开设时间一般为大一或大二期间。“土木工程概论”范围涵盖本专业全貌,这就要求学生必须站在学科全局的高度,对学科全貌充分认识与把握,以期做到理论基础扎实、专业知识面广、实践能力强、综合素质高,并有较强的运用和推广能力。[5]“土木工程概论”课程的任务是培养学生认识土木工程的专业范畴,初步建立解决问题的工程方法,掌握各类土木建筑工程的基本概念、基本理论和基本方法,为学习相关的后续课程打好必要的基础,能应用土木工程的理论和方法对一些简单的工程实际问题进行定性分析。[6-8]目前“土木工程概论”课程教学中主要存在以下问题:
1.内容宽泛粗浅,缺乏实践性的内容
作为一门引论性质的课程,它所涵盖的领域极为广泛,其内容涉及到工程材料、建筑工程、道路与铁道工程、桥梁工程、隧道与地下工程、岩土工程、水利工程、给排水工程、海洋工程、机场工程、项目管理、防灾减灾等,内容庞杂粗浅,课本往往只能点到即止。另外,书本概述性文字偏多,但囿于课时,课堂上大部分时间只能用于理论知识的讲解,缺少实践性的内容作为支撑。土木工程是一门实践性很强的学科,所有相关理论的出发点和归宿都是工程实践。[9]若能将讲授与实践有机结合起来,对于学生学习兴趣的培养和学习效果的改善都将产生巨大的帮助。
2.经典教材匮乏
开设土木工程专业的高校很多,相应的《土木工程概论》教材不一而足。事实上,出于各种原因,各高校往往热衷于组织本校师资力量来编纂教材,以满足课程开设需要。笔者认为,这样做虽然可行,但其合理性仍值得商榷。一方面,由于“土木工程概论”是一门内涵丰富、更新迅速、适用广泛的专业基础课,对于上海地区高校适用的《概论》教材,在四川或北京的高校同样适用,各校各自为政式地编著自己“独特的”《概论》教材实非必要,反而造成了人力物力财力的巨大浪费;另一方面,当师资力量不足时,教材之间抄袭严重,内容编排几近相同,与其说是自力更生,还不如说是自欺欺人。
3.对任课教师的要求很高
鉴于课程的重要性,教育部曾要求“要配备对土木工程有着深刻认识且具有丰富实践经验的教师来讲授这门课”。高校的实际情况是,具有丰富实践经验的教师往往还承担着更为繁重的专业课程的教学任务,而“概论”课程常常是由经验不丰富的讲师承担。但青年教师通常对自己的研究方向比较熟悉,而对于其他不相关的方向则知之甚少。由于实践不足,在讲述工程实例时就难以做到旁征博引、生动活泼、深入浅出。
4.课时过少,考核方式简单
就笔者的教学经历来看,“土木工程概论”课程的授课学时介于16~24学时之间,也就是说,每次上课(90分钟)都要讲完一章的内容,如建筑工程、道路与铁道工程等,由于知识点很多,难度较大,教学效果令人担忧。“概论”的考核方式大多采取开卷考试或提交小论文的形式,急功近利的学生常常只盼着“毕其功于一役”,疏于平时的学习积累,掌握知识的牢固性大打折扣。
二、“土木工程概论”的教学改革
1.增加课时量,增添实践性内容
建议在以后的课程设置中适当增加课时量。在现阶段的教学中,由于课时较少,课程教学质量难以保障。对于关键问题的讲解,应当更为全面而周详地讲述,尽量讲细讲透。例如讲述斜拉桥与梁桥的关系时,应结合“构造特点”“传力路径”“受力特征”“建造材料”等要点来综合讲述,这就需要增加课时量作为前提和保证。
“土木工程概论”的教学内容必须“理论联系实际”,从而培养出实用型人才。一方面,任课教师在授课前可通过网络等渠道收集关于土木工程的最新案例,对其新知识、新技术等进行整理、分析和总结,确保传授的知识与现实世界不脱节。另一方面,为了让学生更直观地认识各种土木工程,可适当安排一些现场教学,增加其感性认识,加深其对于土木工程的认识和理解,同时也有利于增加其学习兴趣。
2.重视教材及教师队伍建设
教材是教学观念和方法的反映,教材建设是提高教学质量的重要环节,是实现人才培养目标的关键。教材合理与否直接关系到教学效果。教材的内在质量要求教材具有科学性、可读性、知识性、思维性、启发性和教学的适用性。《土木工程概论》教材应当坚持实用性原则,尽量选用内容浅显易懂、条理清晰、图文并茂,且着重以介绍土木工程各学科的基本知识和共同特性为重点的教材。笔者建议应由全国性的各大学会组织人手联合编纂教材(每3~5年更新修订一次),然后在高校推广使用。
从教学规律上说,教师在教学过程中起主导作用,教学效果与教师素质直接相关。本课程由于涉及工程领域较多,这就要求任课教师不但要有丰富的教学经验,而且还要有扎实的专业背景知识和丰富的工程实践经验。因此,建立一支稳定的、高素质的教学队伍是改善教学效果的必要条件。就目前国内高校实际情况而言,主要有以下两种途径:一是在中青年教师中培养一批专业知识广博、科研实践能力强、教学基本功扎实的专业骨干教师承担本课程的教学任务;二是采取不同学科多位骨干教师共同授课的方式,每位教师讲授自己最擅长的学科方向,共同完成整门课程的教学任务。此外,应鼓励开设课程教法研讨会,各相关学科的教师聚集一堂,共同商讨、探索教学内容与教学方法。对于有条件的高校,还可提倡国际合作交流,尽快了解和吸收国内外土木工程领域的最新成果,以不断提高自身的业务素质。
3.教学方法和手段创新
为了培养学生的自主学习能力和创新思维,应逐步推广和不断完善启发式、讨论式、参与式教学方法,处理好教师主导和学生主动的关系,调动学生的学习积极性,激发学生的创造性思维。对于认真思考、积极回答问题的学生可以给予适当的奖励绩点,计入期末总成绩。要重视现代化教学技能,积极探索多媒体等现代信息技术手段,通过图像、声音、文字三者的有机结合,把教学内容立体、有序、生动地展现在学生面前。尤其是对于信息量大、难以描述的教学内容和最新研究成果、重大工程介绍等,更应该采用现代信息技术。例如在每一章讲授部分结束后,笔者会给学生播放一段事先精心准备好的土木工程教学视频,并同步进行必要的讲解,如“超级工程”“Discovery”等都为“土木工程概论”课程教学提供了丰富的素材。
4.考核方式改革
考核是检查教学效果的有效手段,为了提高“土木工程概论”课程的教学质量,对现行的考核方式进行改革势在必行。应积极探索灵活多样的考核方式,消除传统考核方式的弊端。笔者建议丰富考核内容,采取多种手段和方式对学习效果与成绩进行评价,如考勤、课堂问答、课后作业、读书(考察)报告、课程论文、开卷考试等,这样可以弥补单一、枯燥的考核方式的不足,逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。有条件的高校还可以推行理论考试和实践考试相结合的方式。
5.人文素养与综合素质的养成
人文素养的核心内容是对人类生存意义和价值的关怀,这就是“人文精神”。这其实是一种为人处世的基本的“德性”“价值观”和“人生哲学”,科学精神、艺术精神和道德精神均包含其中。人文社会学科包括美学、艺术、社会学、经济、人文历史、文学、哲学等等。[10]这些学科不直接对专业发展提供作用,但对于造就土木工程师的社会与人格素质具有极大的意义,并由此影响着其价值观与相应的思维、行动。人文素养是培养综合型人才的前提和基础,这对于理工科学生的教育具有独特而重要的作用。在对学生进行专业教育的同时,进行人文社会学科的灌输和熏陶,并把这些纳入人才培养计划和教学计划,从教育内容、教育主体、教育环境和教育方式上把德智体美几方面有机统一起来,促进学生全面发展,实现培养目标。
三、结语
第一,应根据“土木工程概论”课程特点,编制浅显易懂、条理清晰、图文并茂、与时俱进,且着重以介绍土木工程各学科的基本知识和共同特性为重点的教材,同时建设一支高素质的教学队伍。
第二,增加课时量,增加实践性内容,采用启发式、讨论式、参与式的教学方法,处理好教师主导和学生主动的关系,调动学生的学习积极性,激发学生的创造性思维。重视现代化教学技能,积极探索多媒体等现代信息技术手段。
第三,丰富考核内容,采取多种手段和方式对学习效果和成绩进行评价,弥补单一、枯燥的考核方式的不足,逐步形成有利于促进学生综合素质提高和能力培养的考核评价机制。有条件的高校还可以推行理论考试和实践考试相结合的方式。
第四,在对学生进行专业教育的同时,进行人文社会学科的灌输和熏陶,从教育内容、教育主体、教育环境和教育方式上把德、智、体、美几方面有机统一起来,促进学生的全面发展,并为其以后的专业课程学习打下良好的基础,培养出适合时代需要和科技发展要求的土木工程专业人才。
参考文献:
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目前,在我国的现代化建设中,土木工程业也是逐渐成为国民经济发展的支柱产业之一。社会经济的发展,科技技术的进步,现代建筑物的规模、造型、功能日益的复杂化、大型化、多样化。需要的材料、设备也都日新月异,要求的结构技术与施工技术也不断的提高。节能技术、生态技术与信息控制技术等不断地与建筑技术结合,以求创建出更加适合居住或办公的建筑物。
一、土木工程的内涵与特点
土木工程是建造各类工程设施的工程、技术与科学的总称。 土木工程可以从两个方面去理解:一方面指的是与人类生活与生产活动有关的各类工程设施,比如建筑工程、局坝水电和水利工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁路工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一方面指的是建造工程设施中需要用的材料、设备以及土地上进行勘察、设计、施工等工程技术活动。多年的发展,土木工程的理论与实践都已发展到一定的高度,不论是结构的力学分析还是结构设计的方法或施工的手段,都有很大的进展。但是,土木工程领域中仍然存在许多问题需要我们的进一步研究。
现代土木工程为建造大跨度、大规模、大型、精密、轻型、设备现代化的建筑物,又必须符合高经济效益的标准,土木工程必须感受各类工程建设高速发展的步伐。所以,现代土木工程的特点是:
(一)高强轻质新材料的不断涌现:新型的高强轻质材料,例如铝合金、镁合金以及玻璃钢等已经开始广泛的使用,在提高钢材与混凝土强度与耐久性上取得了显著地效果,并且保持良好的发展趋势。
(二)工程地质与地基的勘察技术有待进一步的发展:建设地区地质与地基的构造,以及天然状态下应力情况与力学性能,直接决定了工程的基础设计与基础施工,也有关到工程设施选址、结构体系与建筑材料的选择,影响最大的就是地下工程的开展了。目前,我国的勘察方法是现场钻探取样与室内分析实验,这两种方法都存在一定的局限性。我国急需发挥现代高新的科学技术来创造新的勘察方法来满足现代化大型建筑的需要。
(三)土木工程的总体规划需要进一步完善:往常的总体规划是借助于以往的工程经验提出不同的若干方案,在其中选取较适合的一种。土木工程日益扩大,必须运用系统的工程理论与方法来提高规划水平。
(四)现代土木工程的设施、理论等日益现代化:土木工程规模不断扩大,与此同时,工程的施工工具、设备、机械等向着品种多样化、自动化、大型化等发展。组织管理也应用系统工程的理论与方法,日益科学化。
二、土木工程的发展趋势
(一)原材料向高性能材料发展
土木工程的原材料向着韧性好、可塑性高、可焊性强的方向发展。例如美国、俄罗斯、日本等国家的钢材规范是屈服点为700N/mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越来越向着高强、轻质、韧性好的方向发展。
(二)土木建筑工业化
建筑长期停留在手工操作为主的小生产方式上,即使是在解放后建筑业向机械化发展,但是总的来说与其他工业部门的工业化还是有一定的差距的,所以我国建筑工业化发展是必然的趋势。
(三)土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓
海洋面积占据整个地球表面的70%左右,目前陆地的面积已经被大部分利用,所以首先想到的就是向海洋发展。向海洋开拓已经开始了,如:中国的澳门机场。
三、土木工程的未来发展
(一)加速发展高层、大跨结构的土木工程。 大跨结构体系及以及关键的技术,向着大型复砸结构体系现代化发展;比较研究高层钢结构体系和布置、结构的可靠性评价、结构的动力特性、各种设计荷载和钢结构可靠度;研究开拓巨型网格结构体系与各种杂交空间结构体系;研究各种大跨度空间结构的实用分析方法;改革创新大跨空间结构的施工方法;研究钢——混凝土组合结构抗震设计;研究钢结构的抗火设计与防腐设计。
(二)防震抗风和减灾等大型复杂结构的设计奖更长、更高、更软。大型复杂结构体系与抗风抗震的设计理论将被进一步的关注。结构振动控制技术将牢牢关注抗震思想,现代振动控制的研究方向是智能控制、适应控制、吸震减震技术的进一步加强。
(三)创新与发展预应力混凝土材料以及技术预应力,并推动新技术、新理论、新材料以及新设计方法的涌现。主要体现在以下方面:混凝土不断向高强、高性能发展,结构中试用密筋混凝土、免振混凝土;研制生产大截面、大直径钢绞线,采用镀锌、环氧涂层钢胶线,轻质、耐久高性能的纤维加强塑料筋,玻璃纤维加劲塑料、碳纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料等;开发与应用新型无粘结预应力筋、体外预应土木工程论文力配筋;研究设计预应力混凝土结构的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能;结合预应力混凝土和钢筋混凝土;推广及发展现代预应力空间结构体系。
(四)着重发展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌实、不离析、易密实、长期保优等优秀的力学性质。因此,采用可持续发展的,并且对环境无害的混凝土技术研制高性能混凝土是必要的。
(五)开发地下空间,改变地层的原始分布状态,进而改变层内部及地面环境。但是在开发低下空间,必须研究以下几个方面:1、水文地质的改变,地下空间结构的改造,影响地表的植被生长。2、地下空间的开发破坏原有动植物的生态环境。3、地下空间的开发影响地面建筑物的安全。
(六)进一步研究拓展岩土锚固技术的应用领域。岩土锚固技术不但在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中有良好的发展趋势,在桥梁工程、重力坝加固工程及抗倾覆、抗地震工程中的地层锚固中也有很大的发展趋势。
(七)土木工程的优化设计,主要有以下几个方面:1、工程项目的可行性分析和论证;2、工程系统的结构与组成选型;3、工程系统全局的优化;4、以可靠度为前提的多目标复杂结构优化设计;5、工程系统和结构实施规划以及施工力学;6、工程系统科学管理与维修;7、工程经济学和设计的心理学。
四、结论
我国现代土木工程的某些方面在世界上已经处于先进行列,但在设计、施工与理论方面与发达国家还存在差距。伴随我国经济的发展,科技的进步,土木工程建设将会有不断的新的成就。在对土木工程研究发展的方面,不但要加强新型结构、新型建筑材料、新型技术手段的理论与应用研究,还要加强土木工程二级学科理论与技术的融合和渗透,以求土木工程的进一步突破。
参考文献:
2.土木工程硕士专业课教学模式改革
3.全日制工程硕士专业学位研究生教育探索与实践——以建筑与土木工程领域为例
4.土木专业工程硕士研究生力学基础课程群建设构想
5.土木工程专业工程硕士培养模式浅析
6.建筑与土木工程领域全日制硕士研究生实践教学质量评价指标体系研究
7.项目驱动的专业硕士创新人才培养模式的研究——以土木工程专业为例
8.关于土木工程类硕士研究生培养的若干看法
9.电力高校土木工程专业高质量硕士研究生培养模式研究
10.土木工程全日制专业硕士培养存在的问题与对策
11.土木工程专业毕业设计选题研究
12.土木工程专业英语教学现状调查分析
13.中国土木工程建设安全现状与风险监控对策
14.现代土木工程特点与土木工程专业人才的培养模式
15.土木工程施工中的质量控制分析
16.土木工程施工课程教学改革思考与探索
17.探讨提升土木工程施工项目质量管理的对策
18.土木工程施工中的质量控制分析
19.土木工程——一个平实而又重要的学科
20.土木工程施工中的质量控制分析
21.土木工程施工中的质量控制探讨
22.浅谈土木工程施工技术的创新及发展
23.企业参与下的高校专业评估和人才培养——以土木工程专业为例
24.土木工程专业毕业设计现状及对策探讨
25.论土木工程施工项目管理
26.土木工程施工管理中存在问题的分析
27.土木工程施工实习教学改革与实践
28.土木工程大类复合型人才培养模式探讨
29.对现代土木工程施工质量控制的探讨
30.可持续土木工程结构的若干科学问题与实现技术途径
31.谈土木工程施工项目的管理
32.浅论土木工程施工的质量控制
33.土木工程施工技术的创新及发展探讨
34.土木工程结构风场实测及新技术研究的进展
35.论土木工程灾害及其防御
36.浅谈土木工程结构设计与施工技术两者之间的关系
37.浅谈土木工程施工技术教学问题及解决对策
38.新世纪的土木工程与可持续发展
39.论土木工程专业教改与国家注册工程师的统一
40.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性
41.基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革研究
42.土木工程施工质量管理问题及对策
43.土木工程施工技术及创新研究
44.土木工程施工管理中常见的不足及对策
45.基于土木工程施工管理问题的探究性分析
46.土木工程专业实践性教学改革与实践
47.土木工程施工中存在问题及对策
48.浅析土木工程施工的质量控制
49.土木工程施工质量控制中存在的问题及对策
50.浅议土木工程混凝土施工技术的应用
51.基于土木工程施工的质量控制研究
52.高校“土木工程概论”课程教学改革初探
53.浅谈基于创新原则的土木工程施工技术
54.土木工程混凝土施工技术探讨
55.基于数值仿真的土木工程实验教学改进与实践
56.浅谈加强土木工程施工项目质量管理的措施
57.土木工程专业核心课程的教学方法研究
58.土木工程施工项目管理分析
59.土木工程建筑中混凝土结构的施工技术研究
60.土木工程专业实验教学新体系的构建与实践
61.浅析土木工程施工管理中存在的问题分析
62.土木工程施工技术的创新探究
63.土木工程施工技术及创新初探
64.土木工程管理施工过程质量控制措施探究
65.开放式土木工程实践教育中心的构建与实践
66.基于土木工程施工管理问题的探究性分析
67.土木工程概论类课程教学探讨
68.大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究
69.复合材料在土木工程中的发展与应用
70.浅析土木工程施工项目的管理
71.土木工程的现状与未来发展趋势综述
72.浅析如何加强土木工程施工项目质量管理
73.土木工程施工管理中存在的问题分析
74.浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性
75.加强土木工程施工项目质量管理的措施
76.对土木工程建筑施工技术及创新研究
77.《土木工程施工技术》教学改革思考
78.试论加强土木工程施工项目管理有效措施
79.FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究
80.浅析土木工程建筑节能措施
81.基于生产实习的土木工程施工理论教学改革与实践
82.土木工程施工技术及创新
83.土木工程结构设计与施工技术的关系分析
84.基于工程能力培养的土木工程专业课程设计一体化改革研究与实践
85.浅析土木工程施工技术的重要性和创新
86.土木工程结构设计中的安全性与经济性
87.关于土木工程施工技术的创新及发展分析
88.土木工程施工技术分析
89.关于土木工程施工技术的创新探讨
90.纤维增强塑料筋在土木工程中的应用
91.提高土木工程施工项目管理的有效措施
92.浅谈土木工程施工中的机械设备管理
93.土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展
94.工程管理专业土木工程施工课程的教学改革探讨
95.我国土木工程结构可靠性研究的一些进展
96.基于社会需求的土木工程专业复合型创新人才培养模式研究
97.土木工程施工管理中存在的问题及对策分析
98.电子教材在土木工程施工教学中的应用研究
99.土木工程施工技术的创新及发展探讨
100.结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用
101.微动勘探技术及其在土木工程中的应用
102.土木工程特色专业建设规划与效果分析
103.土木工程施工中的质量控制分析
104.土木工程结构振动控制的研究现状与展望
105.中美土木工程本科创新实验教学体系对比分析
106.土木工程施工课程教学改革探讨
107.国家特色专业实践教学改革研究——以土木工程专业为例
108.基于卓越工程师教育计划的土木工程专业教学改革
109.土木工程专业生产实习教学改革初探
110.试论土木工程信息技术的发展趋势
111.土木工程施工技术及创新
112.土木工程中的计算机应用
113.远程开放教育土木工程人才培养模式的创新与实践研究
114.《土木工程结构试验与检测》课程的教学改革与探讨
115.如何保障土木工程设计工作的安全性与经济性
116.土木工程学科教学中宜注重工程案例教学
117.工程技术应用型人才培养模式研究与实践——论土木工程本科专业(中职本)人才培养模式
118.面向土木工程学科的安全工程课程探讨
119.土木工程施工中的边坡支护技术探讨
120.简析土木工程建筑中混凝土结构的施工技术
121.光纤传感器在土木工程中的应用
122.注册师制度下的土木工程专业教学体系构建
二、多学科交叉渗透的复合型土木工程人才培养任务群与途径
(一)人才培养任务群根据复合型土木工程人才培养目标,结合其多学科交叉渗透的特性,提出人才培养任务群,具体有:(1)多学科交叉渗透的人才培养方案与教学计划,着力于卓越工程师的培养,而非一般意义的人才教育;(2)多学科交叉渗透的教师队伍,形成土木工程专家集合体;(3)多学科交叉渗透的教学内容、课程体系与教材,重点在于纵向整合工程经验的传授,横向整合工程案例解决方案;(4)多学科交叉渗透的13实验安排,强调原理的发现与运用,而非操作过程的绝对掌握;(5)新型土木工程专业实践训练与实习基地,与行业龙头企业合作,建立重大工程或现代化工程的实践基地;(6)复合型土木工程人才培养的质量监控体系,将专家顾问委员会的监督评价结果作为衡量人才培养效果的主要标准;(7)复合型土木工程专业人才职业能力与职业素质的培养,以一线资深工程师与企业管理者的监督为关键控制环节;(8)社会服务能力的提高与就业平台建设,以对龙头企业调查问卷的方式进行测评,并以此测评结果作为改进依据。(二)人才培养途径以巩固土木工程专业知识与培养应用能力为主线,强化多学科交叉的渗透性,探索信息化背景下的工程专业人才培养途径。重点研究“工程+信息+地质+力学”的交叉学科课程设置方案与教学计划,建立符合复合型土木工程专业人才要求的专业知识与应用能力的新课程体系。依靠专家顾问委员会和一线资深工程师,确定人才培养任务群以及教学内容、课程设置与教学方式,建立多学科交叉渗透的复合型土木工程人才培养考核标准。同时,打破目前多学科交叉渗透人才培养所面临的学科专业壁垒、行政管理体制制约、学科专业设置固化、教学评价机制局限等障碍[8-9],具体而言:(1)有意识地构建多学科交叉渗透人才培养管理与评价机制,在实施多学科交叉渗透人才培养模式上形成共识。(2)按照学科大类别进行统一招生,突破传统专业设置的局限性,鼓励合理设置多学科交叉课程体系与教学内容。(3)建立以学分制为核心的教学管理制度,打破目前普遍实行学年制或学年学分制的状态;鼓励学生自选交叉学科课程,开展教师跨学科合作教学,由土木工程专业与其他相关专业教师共同完成同一课程的教学,强化多学科交叉的渗透性。
三、多学科交叉渗透的复合型土木工程专业人才培养模式
(一)人才培养模式的转变传统的土木工程专业人才培养较重视扎实的知识结构,但面对行业新的发展趋势,其不足主要体现在:专业口径虽宽,但缺少多学科交叉渗透;注重理论测试,忽视实践技能考核;教学方法单一,教学手段局限较大。这些均与复合型土木工程专业人才培养的理念不相适应,也难以满足行业发展对人才的需要。因此,要大力推进传统土木工程人才培养模式向复合型人才培养模式的转变:(1)学科交叉上,建立由教师主导的多学科交叉学习的理念,从低年级开始逐步形成多学科交叉渗透的教学制度,将学科交叉渗透到课堂综合练习、讨论、试验、论文写作、课程设计、生产实习与毕业设计等各个环节,增加对同一问题从不同学科或交叉学科的角度来解答的案例教学内容;(2)考试上,增加案例分析、新技术认知、动手实操等考核内容,加强综合能力测试,突出现场实习考核比例与实际水平的评定;(3)教学方法上,加强微信、微博等新型通讯工具在即时教学中的使用,通过与一线工程企业合作,增强实践环节;专业基础课的学习应主要采用询问学习、基于问题的学习、有指导的发现式学习等方法,专业课则主要采用基于项目、案例的教学方法,以提高教学效果。(二)人才培养模式的确定多学科交叉渗透的复合型土木工程人才培养模式包括交叉模式、互补模式与交流平台等三方面。(1)交叉模式:利用综合性院校在工程、地质、力学、信息与材料等学科的资源优势,研究确立交叉性实验训练、专业课程开放、新技术渗透、新工艺指导等多学科交叉渗透培养模式。(2)互补模式:探讨跨专业、跨院系教师常态教学交流及其评价机制,形成多学科交叉在教学资源等方面的互补模式。例如:信息与工程、地质与力学、结构与材料、施工与机械等不同类别课程及其实践与理论的交叉互补,加大前沿讲座与工程案例剖析的比例,包括课时、进度、内容等方面的协调。(3)交流平台:充分利用已有教学开放平台、实验室等,建立多学科交叉渗透的教学资源共享平台与教师交流平台。例如:笔者所在单位已建立的重大工程安全保障信息化管理开放平台,集合了物联网、快速计算、光纤传感、生态材料、无线通讯等新技术,可实现现代化勘察、规划、设计、施工、运营、监控等的数字化模拟与案例分析。(三)人才培养模式的实施根据多学科交叉渗透的复合型土木工程人才培养模式,建立以“人才培养—质量监控—模式调整—就业服务”为主线的实施方案框架,确定以复合型人才为核心的跨专业、跨院系的人才培养途径与任务群实施方案,以提高培养模式的实施效率。上述四个阶段的核心分别是多学科课程内容的内在交叉联系、基于行业发展的综合评估与反馈机制、随行业需求变化而变化的专业建设理念、职业人才培养与社会需求;教师应引导学生剖析前沿工程实践中具有代表性或挑战性的问题,并拿出最终解决办法,其形式可多种多样,这也是整个人才培养模式实施过程中具有综合指标意义的关键环节。
南宋哲学家、教育家、诗人朱熹在《朱子语类》中说:“知之愈明,则行之愈笃;行之愈笃,则知之益明”。这就话充分说明了理论和实践是相互依赖、相互促进的两方面,认识是实践的前提和向导,反过来实践又会进一步促进认识的深入发展,只有将两方面结合起来才会使我们的教学活动更有效果。土木工程施工是土木工程专业本科教育中主要专业课程之一,本课程主要教学内容为土木工程施工技术和管理方面的基本理论、方法和规律,培养学生具有初步解决土木工程施工技术和施工组织设计问题的能力。改进土木工程施工课程的教学方法,提高该课程的教学效果,是培养“卓越土木工程师”的重要环节。为克服传统教学方法的诸多缺点,笔者在总结多年的教学经验,借鉴其他院校同类课程教改研究成果的基础上,结合土木工程施工课程自身的特点,提出该课程的半自助式三阶段教学法。
1土木工程施工课程传统教学方法的缺点
土木工程施工课程的内容理论面广、实践性强且技术发展迅速。理论面广是指该课程覆盖的知识面宽,有很强的综合性,要学好这门课程,还必须学好其前期各种基础理论课程;实践性强是指该课程的主要内容均来自工程实践的总结,包含各种施工工艺、施工组织方法和实际操作过程,并直接为工程实践服务;技术发展迅速是指随着科技的不断进步,土木工程施工中新技术、新工艺不断涌现,各类相关的标准、规范也在不断更新修改,教科书中的部分知识很快就变得过时[1]。正是土木工程施工课程的以上特点,决定了其教学的难度。在采用传统的“全程教”“满堂灌”的教学方法时,会存在以下缺点[1]。
1.1教师难教学生难学
目前,国内高校土木工程专业的教师中有长期在施工一线的工作经历,对施工技术和施工管理的规律和特点把握足够深刻并且能深入浅出、生动幽默地讲述土木工程施工课程的教师很少。在这种条件限制下,传统教学模式就会导致课堂气氛较为沉闷,学生也会感觉本课程比较枯燥,很难有很好的教学效果,造成“教师教得费劲、学生学得肤浅”的局面。
1.2教学和实践脱节
学生在学习土木工程施工课程之前,普遍没有施工方面的工作经历,缺乏相关知识的感性认识。在这种情况下,采用传统的教学模式,不论是采用板书还是多媒体教学,给学生呈现的都是纸面上的静态的施工技术和施工管理知识,对学生来说直接跨越了感性认识学习理性认识,教师感觉是在“纸上谈兵”,学生感觉学的知识像是“空中楼阁”,教学和实践脱节,导致学生一知半解,动手能力差,到了工地实习的时候感觉比较茫然,难以起到预期的教学效果。
1.3教学内容跟不上施工技术的发展
在现有的土木工程施工课程教材中,部分施工工艺和施工机械在实际工程中已经很少使用,甚至早已淘汰。同时在工程上已经大范围应用的新技术、新工艺却不能及时编入教材。这样学生在课堂上学到的知识相对陈旧,知识体系跟不上技术发展,影响培养质量,也难以达到用人单位的对人才的要求。
2半自助式三阶段教学方法的内容
鉴于土木工程施工课程的特点,如果彻底抛开传统教学方式,完全采用学生自主实践的自助式教学模式并不科学。所以笔者提出半自助式三阶段教学方法,目的是弥补传统教学方法的缺点,使教学环节和实践环节联系起来,发挥学生自主学习的作用,激发学生学习兴趣,提高学生实践能力和适应能力,从而达到显著提高教学效果的目的。半自助式三阶段教学方法以学生半自助学习为主线,将每个授课内容单元(按照课程具体课时数和对各章节内容的教学要求来划分)分为3个阶段,共用2~4个学时完成。
2.1第一阶段
第一阶段分为两个方案,由教师根据具体情况可选择其中一种方案实施,也可两个方案同时实施以取得最佳效果。第一方案为推荐方案,需占用2个学时的时间,主要目的是让学生提前接触工程实际。授课前由教师带领学生到施工现场参观学习,施工内容应与教学内容相关。在工地参观的同时,教师为学生详细讲解有关的施工技术和施工工艺,引导学生学习施工各阶段质量控制和进度控制方法以及如何协调搭配好人、材、机的现场管理,并启发学生思考其中的理论依据,培养其分析和解决问题的能力。这样学生能接受充足的感性知识,为学习理论知识打下良好的基础,学习起来也会更轻松。为使该方案能充分实施,教学单位应在充分利用学校基建工地的基础上,积极开辟校外稳定的实习基地。如果实习基地紧张,可以把学生分散在校外不同实习基地,这种方式也有助于培养学生的综合能力。第二方案为候补方案,在不具备工地实习条件的情况下或者两者方案同时实施时采用,该方案主要为学生自助学习,不占用正式课时。正式授课前,教师应将本次授课的教学课件、施工图像资料、名师讲座视频、重点难点、知识脉络图以及思考题等资料放在公共电子邮箱内,供学生下载学习。目前网络上哈尔滨工业大学、同济大学等名校教授讲解土木工程施工课程的课堂录像已经可以下载,应向学生提供这些视频资源或者网站链接。以上资料中,施工视频扮演的角色尤为重要,它可以使课程的主要难点以及复杂的建筑施工场面和工艺过程均能形象地向学生展示,使学生得到最直接、最生动的知识,有助于学生对理论知识的理解,也有助于提高学生的学习兴趣。视频设计应以微课形式设计为佳,即以知识点为单位设计视频,一个知识点的长度以小于10分钟为宜,提高学生学习效率[2]。
2.2第二阶段
第二阶段主要通过教师讲解加深学生对知识的理解和掌握,并帮助学生构建完整的知识体系,本阶段需要1个学时左右的时间。有了第一个阶段的学习基础,学生已对所学知识有了一定程度的理解,所以在第二阶段的教学内容上,要求进行全面取舍,哪些内容可以让学生在课外学习,哪些内容需要在课内适当讲解,哪些内容需要在课堂上重点关注。本文建议具体讲解内容主要针对课程难点来展开,一些重点内容如果学生自学起来比较轻松,教师只需要理一下知识脉络就可以。此外,教师还应介绍土木工程施工领域前沿发展的内容、长期存在却未得到彻底解决的问题以及工程建设的发展对施工领域在技术上的新要求和新期待。在本阶段,教师还应利用板书、框图、多媒体等教学手段帮助学生更好的学习,并采取学生提问和教师提问二种途径相结合的方式加强教学互动,进一步培养学生观察问题、发现问题、思考并解决问题的能力,激发学生的创新欲望,培养学生的创新意识,调动学生创新的积极性,为学生开展创新实践活动提供素材和参考借鉴,起到总结深化理论教学的目的[3]。
2.3第三阶段
第三阶段内容主要为学生间的讨论、互动,约占用1个学时的时间。本阶段可以采用以下两种形式实现。(1)小组讨论。让学生自由组合形成4~6人的兴趣小组,小组内推选小组长进行组织协调,实现学生的自我管理。小组成员通过分工协作,对本次课程所学的施工技术或者施工工艺内容,进行交流互动和全面的总结,并提出本小组对该技术或工艺的学习心得或者今后的应用前景和发展趋势所持有的观点看法,成果以小论文的形式提交。之后,每组学生利用5分钟左右的时间,推选1名组员以论文报告的形式介绍本小组的讨论结果。学生讨论的成果和课堂具体表现应计入学生的平时成绩,从而实现同组学生分工协作,不同小组之间良性竞争[4]。(2)学生转换身份上讲台。学习一门课程最快的方式之一就是自己作为任课老师去认真备课并在课堂上进行讲解。可以让学生转换身份,自己选择一个知识点进行备课,并上讲台用5~10分钟左右的时间给大家进行讲解,并让其余同学对其教学效果进行打分。也可以让学生上讲台谈谈自己的学习心得或者讲讲有关土木工程施工的新技术、新工艺发展。在整个土木施工课程授课期间,让每个学生都能够至少有一次机会上讲台。经验证明,这样做学生为了讲好课会认真学习备课,其余同学也会比平时更专心地听课,通过这种方式可以提高学生的学习效果,并激发其学习兴趣。(3)教师在以上学生的讨论交流中,应甘当“配角”努力营造平等、轻松、愉悦的讨论氛围,引导学生树立科学、积极的认知态度,提高学生多层面纵深获知能力和从不同信息源获取、筛选、加工信息的能力,进而促使学生对知识的理解更深刻,使学习达到事半功倍的效果。
3半自助式三阶段教学方法的优势
半自助式三阶段教学方法可以让土木工程施工的课堂回归到学生能力的培养,将普通课堂中的讲授内容的相当一部分移到课外进行,这部分移到课外的内容可以为实践环节,即在工地的参观、实践,也可以为自身的主动学习。在课堂内教师可以通过自己的讲解解惑来提高学生对知识的理解和认知,并通过学生间的讨论、互动等方式让学生成为学习的主动实施者,学生的工程实践能力、沟通交流能力、团队协作能力在课堂上能直接得到很好的锻炼。教师则由原来在讲台上单纯传道授业解惑的“演员”转变为教学活动的“导演”和学生身边的“教练”,而学生则由原来讲台下被动接受的“观众”转变为教学活动中积极主动的参与者[2],课程内容中枯燥无味的内容也能更轻松地被学生接受。在考核方式上,半自助式三阶段教学方法能够较全面地考查学生综合运用所学知识解决实际问题的能力而非单纯应试能力,更加符合当前国家对高等工程教育的要求。
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