绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇土木工程培养方向范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
1·构造土木工程专业基础知识教学大平台。21世纪的土木工程专业的毕业生,应该具备土木工程领域宽厚的专业基础知识。土木工程专业建筑工程方向与本专业其它方向所需的专业基础知识是基本相同的。在现有的教学计划中,土木工程专业各方向在专业基础课的教学内容、学时分配上主要还是沿用传统各专业的基础课。有一些课程仍是分别讲授,其内容和学时数上存在差异。以结构力学课程为例,按现有教学计划,建筑工程方向和交通土建工程方向采用多学时,岩土工程方向采用少学时;介绍荷载时建筑工程方向不介绍车辆移动荷载制式,而交通土建工程方向一般不介绍房屋建筑荷载制式;且各方向分别采用不同的结构力学教材。其它一些专业基础课如制图、建筑材料、结构设计等都不同程度地存在类似问题。作为专业基础课,应该是土木工程专业的专业基础课,而不是土木工程专业中某个方向的专业基础课。因此,土木工程专业内应该统一采用相同的专业基础课教材,且讲授内容与课时数也应统一。尽管土木工程专业各方向的毕业生在以后的实际工作中应用专业基础知识时会有差异,但作为土木工程专业培养模式来看,还是统一为好。因此土木工程专业的专业基础课,应该采用兼顾专业内各方向的材,并安排相同的教学时间。
2·用发展的视点定位建筑工程培养方向的专业方向课。专业方向课的设置除必需的工业与民用建筑工程理论,如砌体与混合房屋结构、混凝土房屋结构、建筑结构抗震、高层建筑结构设计、建筑工程施工技术与组织管理、建筑结构实验与检测等外,根据实际情况,可侧重增设城市道路与工程方面的课程,如城市道路设计、城市立交桥等课程。同时,紧跟现代科技与工程实践的发展趋势,开设学科前沿课程,如结构数值分析、工程结构隔震与减振、建筑CAD等课程。为了使土木工程专业建筑工程方向的毕业生具有较为宽广的专业知识,还可考虑适当增设土木工程专业其它工程方向如交通土建工程方向、岩土工程方向的核心专业方向课程,如基路面工程、桥梁工程,岩土工程等。这样,土木工程专业建筑工程方向的毕业生具备了扎实宽广的专业学科知识,不仅能适应房屋建筑工程的现状和发展需要,也能适应土木工程专业其它工程方向的基本需要,在知识结构上具有较为完整的体系和发展空间。
3·通过教学实践环节,培养学生综合工程实践能力。现在值得探讨的培养模式是:建筑工程方向的学生是否必要再增加土木工程专业其它方向如交通土建工程方向、岩土工程方向的工程实践能力培养。现代科技与经济的发展,特别是随着市场经济的深入发展,土木工程行业各种工程方向(如建筑工程方向与交通土建工程方向)已出现相互结合、共同参与企业生产行为的趋势。一些建筑工程公司已可承担相当数量的道桥工程,一些路桥建设公司也能承担建筑工程项目。土木工程的设计、施工、监理、检测等资质已向着建筑工程、道桥工程、岩土工程等综合具备的方向发展。就城市建筑而论,近年我国的高层建筑发展迅猛,这种客观形势已经要求从事建筑设计、施工、监理的技术人员掌握一定的岩土工程方面的知识。我们应该顺应土木工程界的这种发展趋势,有侧重地综合培养土木工程专业各方向毕业生的综合工程实践能力,使企业在吸收了这样的学生后,能在市场经济的激烈竞争中具备创新和生存能力。对于建筑工程方向学生,除必须进行的教学实践环节,如房屋结构课程设计、建筑工地生产实习、建筑勘测实习、毕业设计外,还可考虑增设交通土建方向、岩土工程方向的核心专业方向课的课程设计或实践环节,如道桥工地生产实习、道路勘测实习、道桥毕业实习、建筑深基坑支护工程设计等教学实践环节。这样,就能培养学生成为具有以建筑工程为主,兼具道路与桥梁工程、岩土工程基本能力的土木工程专业人才,为他们以后适应土木工程领域的专业工作打下更扎实的能力基础。
4·调动学生的内在学习潜力,开设有利于学生个性发展的选修课。开设选修课是拓宽学生知识面、发挥个人特长的必要手段,是增强学生适应能力的重要渠道。与国外高校相比,我国高校本科生选修课普遍存在门数少、课时少等现象,学生没有多大的选择余地。然而,学科发展和社会需求都在要求学校增设选修课。作为选修课既可以是跨专业方向、跨年级、跨系别的选修实验课,以增强学生的动手能力及对科学的探索精神;也可以是一些比较实用的其它选修课,如各类土木工程造价计算、高级计算机语言编程;或是为不同专业方向的学生提供专业上相互交叉发展的机会等。
一、前言
当今的社会,是一个经济迅速发展、信息技术发达的社会。在这个经济繁荣的大背景下,教育水平也在不断地进步和发展。土木工程专业所培养的都是高级工程技术人才,这些人才不仅要熟练掌握各类土木工程学科的理论知识,还要熟练掌握相关知识技能,比如说,土木工程专业的人才,要能够对房屋建筑、地下建筑(含矿井建筑)、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施、给水排水和地基处理等领域从事规划、设计、施工、管理和研究[1]。本文主要探讨在新形势下土木工程专业的毕业前景和发展方向。
二、土木工程专业的解析
土木工程虽然是很古老的一个专业,但是仍然适用于当今的社会。在我国古代,土木工程的建筑材料都是石头和木材,而现今的土木工程建筑材料更多的是钢筋和混凝土,土木工程的得名也就是从此出而来。我们的祖先们能够利用朴素的木头和石头等简单的材料,创造出了许许多多不朽的建筑,比如我国的故宫建筑群、长城和古希腊的各种神庙教堂等。这些不朽的著作就是土木工程专业的典范代表。随着我国经济和科技的发展,随着前辈经验的积累,土木工程专业的理念已经焕然一新,现今已经有很多举世瞩目的作品。比如举世瞩目的杭州湾跨海大桥建成通车,2008北京奥运会的主场馆鸟巢宏伟的钢结构和游泳场馆水立方的薄膜结构等,都代表土木工程这个古老专业的现代化方向。
三、新形势下土木工程专业就业前景
土木工程专业人才的质量直接影响我国国民经济的建设与发展,土木工程专业对我国国民经济建设具有不可替代的作用[2]。如果没有土木工程,我们日常生活就不能够正常进行,可想而知土木工程专业的重要性。我们居住的房子,乘坐的地铁,城市轨道的交通,南水北调等重要项目都是与土木工程专业挂钩的,这些建筑设施的实施,都需要土木工程专业的人才来完成。
根据以往的就业情况研究结果来看,土木工程专业的学生,在就业的时候,80%的学生都会选择本专业进行工作,就业方向很好[3]。并且随着我国城市建设进程的加快,土木工程专业的就业方向就更加宽广,属于乐观型的就业专业[2]。总体来说,土木工程专业的主要就业方向,有工程技术方向,设计、规划及预算方向,质量监督及工程监理方向,公务员、教学及科研方向。其中所涉及的行业也是多种多样,比如说建筑业、房地产开发业、工程造价咨询机构和科研院所等。就我国目前的发展形式来看,中国的城镇化、城市化发展速度非常快,需要的土木工程专业人才也就越来越多,因此,土木工程专业毕业学生在未来几年里的就业形式非常乐观,这是不容置疑的。
四、新形势下土木工程专业就业方向探讨
(一)新形势下老师不仅传授知识,更重要的是激发学生的潜能
利用多媒体进行教学,老师所传授的内容就不仅仅是书本上的知识,还可以联系生活实际和书本以外的内容,让学生的视野变得更宽阔。通过老师对土木工程知识的提炼和改进,多媒体教学可以给学生补充和拓展更多的知识内容,让学生在学习和掌握课本知识的同时,还能了解和学习更多的课外知识,能够培养学生各方面的能力,提高学生的综合素养。土木工程专业毕业生的就业情况可以说是非常好的,这个与经济直接挂钩的行业确实给毕业生就业做了很高的保障。如果国家经济不景气,就会影响大量工程项目的开发和实施,就会直接使我国的经济出现下滑。比如2008年的金融危机,就使得我国很多土木工程专业毕业生的就业不乐观。但是依据我国现今的发展情形来看,我国的土木工程专业就业方向还是很好的。在这么好的背景下,土木工程专业的毕业生,一定要不断地提高自身的综合素质和创新能力。
(二) 将计算机技术和网络技术应用于土木工程专业课堂教学
这种应用形式大大的丰富了教学内容和教学模式,直接的替代了传统的粉笔和黑板的教学工具。以往的教学当中,老师都是利用仅有的课本和教案,给学生传授书本知识,这种口头教学是最重要的教学方法,教学方式也比较单一和老套,教学条件也有一定的限制,这种枯燥的讲解教学方式,严重的挫败了学生对学习的积极性[3]。虽然专业课老师也在努力的培养学生学习专业课的兴趣,但是由于教学条件和教学技术有限,并没有产生一定的作用。在传统的教学模式中,课堂中的教学活动都是围绕着老师进行的,学生只是出于被动接受式学习的地位,没有考虑过学生的感受,学生对土木工程学习就更没有了兴趣和激情,甚至会对其产生厌恶感。但是当计算机和网络技术应用到教学当中,这些不良的现象和状况也就大大的改变了,老师的教学技术不仅提高了,学生对知识学习的兴趣也明显的提高了,有利于学生日后就业。
(三)多媒体教学有利于教师对教学方法的改进
在这个网络和信息技术发达的大背景下,多媒体教学不仅仅可以提高学生学习的浓烈兴趣,还可以促进学生学习的积极性,同时有利于老师对教学方法进行改进。因为多媒体教学,可以呈现出大量的信息,基本上就取代了传统的板书教学模式,在一定的程度上给老师节省了大量的时间,这些时间可以让学生对学习的知识进行消化和记忆。通过多媒体教学,老师从传统的学习主体转变成了学习的指导者,让学生融入到课堂当中,做学习的主人。老师在给学生传授知识的时候,增加了师生的互动,帮助学习思考问题,与学生一起学习,这种教学方式的改变,大大的促进了学生学习土木工程的积极性,让学生真正的成为了学习的主人。
(四)土木工程专业学生的就业对策
1.转变学生自身的想法,打造科学就业观 。毕业生一定要有明确的就业方向。在校学习的过程中,学生不仅要学习好自己的专业知识,还要对自己的专业领域有所了解,这样才能增强自身的学习能力和专业技能,毕业以后才能更好的选择工作,能够理智的选择适合自己的工作,能够以最好的状态进入工作岗位当中。这样可以避免学生在就业方向上浪费的时间与精力,能够让毕业生对自己日后的工作,有一个大的方向上的把握,以及宏观上的掌控。还有利于给毕业生提供自己发挥能力的一个空间。
2.增强学校教育和学生自学能力,培养复合型社会人才。根据我国目前的大多土木工程院校的教育情况来看,培养出来的人才远远不能够适应社会的发展,不能够满足我国当前经济发展的状况。因此,学校应该改变教学模式,给学生打造一款全新的教学环境,让毕业生能够学有所用,让教育能够教有所用,真正发挥出教育的意义。土木工程专业,可以说其就业前景是非常广阔的,那么,就需要学校和学生共同努力,学校要及时发现教学中存在的问题,对教学模式进行改革,学生也不要仅仅局限在学校原有的教育体制当中,要充分发挥自己的想象力和创新意识,给学校提出相应的教学改革意见,加强自身的学习环境和学习氛围。
3.摆正自己的心态,培养良好品质 。毕业生最大的就业市场就是施工单位,虽然施工单位的h境很艰苦,要求技能高,使得很多毕业生不敢进行尝试。但是,只要在施工单位坚持下来,可以看出毕业前景非常广阔。因为在施工单位实习过后,能够加深毕业生对土木工程的理解,能够让毕业生熟练掌握各个工程的环节,让毕业生迅速适应工作岗位,能够让毕业生将自己在学校学习的知识,应用在施工当中。毕业生一定要有好的心态,有吃苦耐劳的精神,才能够在土木工程专业中,有一个好的发展方向。
五、结束语
随着我国高等教育的发展与提高,大学生毕业后的就业形式越来越严峻,而土木工程专业的毕业生就业方向前景广阔,依据我国现今的发展情形来看,我国的土木工程专业就业方向还是很好的。在这么好的背景下,土木工程专业的毕业生一定要不断地提高自身的综合素质和创新能力,通过不断提高专业技能,在新形势下大中专毕业生就业市场占得重要地位。
[参考文献]
[1]叶凌翰.浅谈我国土木工程就业现状和可持续发展[J].商,2014(52):28-29.
近年来,土木工程特色专业已经逐渐成为国家建设的一线主力,国家的生产和生活对土木工程特色专业的要求也越来越高。为使各高校培养出符合国家发展形势的土木工程特色专业人才,我们要从课程体系改革、加强实践教学、提高教师专业化素质、理论和实践相结合的教学体系等多个方面分析出土木工程特色专业建设的方案规划。
特色专业培养模式的确定
1.优化大类招生方向的设定
土木工程是建造生产各种工程设施的技术、科学和工程的总体称呼。它既包括人类生产生活有关的各种工程设施,也包括建设中所需要的材料、设备在土地上进行的施工、勘测、设计等工程活动。土木工程专业是由建筑工程、交通土建工程、饭店工程、矿井建设、工业设备安装工程、涉外建筑工程、城镇建设(部分)、土木工程等八个专业何并而成的。
2.根据市场的需求,确定培养的思想
随着我国经济和建筑事业不断发展,城市的建设离不开公路铁路、城市道路、房屋建筑等。这些高需求量的建筑需要更多的土木工程专业的人才,用人单位对于毕业生的综合素质和能力的要求也越来越高。根据土木工程市场的大需求,我们也制定了大致的培养思想,大致概括就是“一、二、三、四原则。
“一”:一条主线,学生的基本素质和技术能力是重要的主线;“二”:学生要掌握两个能力,设计和施工的能力,以及创新能力;“三”:是指专业的针对性原则、应用性原则以及实践性原则;“四”:土木工程专业的四个大方向,道路和铁路的方向、城市轨道的方向、城市桥梁的方向和城市建筑工程的方向。
土木工程特色专业的人才培养建设
1.促进学科建设
土木工程的专业培养分为在这个领域内的基础理论和其他的专业知识,而所学这个专业的学生要在今后的工作岗位中具备土木工程项目的研究、设计、施工和管理的能力。由于我国在现阶段经济不断发展,城市的建设日新月异,对于建筑的高要求导致土木工程特色专业的人才培养不能采用传统的单一模式,而是应该不断探索新的途径,把人才的培养途径复合化,使专业跟得上时代的发展,人才的培养也能达到社会的需求。
2.加强创新的能力
土木工程专业涉及的内容非常宽泛,新技术新工艺也不断地被提出,创新能力在这个行业显得特别重要。因此,在高校的土木工程特色专业中,要重视开发学生的自主能力和创新能力,在课堂中多加强学术上的交流,经常开展建筑比赛之类的活动,拓宽学生的知识面,加强建筑的创新能力。
3.扩大竞争的领域
由于我国的土木工程建筑呈现多元化的发展趋势,越来越多引入外国的优秀建设,因此在土工工程专业的人才培养中,老师们也要适当灌输给学生全球的竞争理念,提高这个专业的外语水平。在条件允许的范围内,要尽可能地和相关企业合作加强教育。
4.培养行为意识和自我教育意识
在开设土木工程专业的同时,学校还可以根据不同的行业需求,开设一些专业的选修课,比如设计类、材料类、工程管理类等,让学生在今后的学习过程中可以根据自己的兴趣爱好来选修,这样有助于学生们在掌握土木工程专业的基础理论知识外,还能学到相关专业方面的知识,完善自我教育,培养行为意识,在今后的工作中,能够更多地融入自己的想法,建设出更多优质的工程项目。
如何加强特色专业的建设
1.明确培养的目标,制定合理的教学计划
一个科学合理的教学计划相当于人才培养的图纸,这个图纸画好了,今后的实施目标建设才有了方针和动力。教学计划规定了人才培养的目标,构建了专业的要求的课程体系,也规定了这个专业的教学内容,根据每一个学生的特点进行因材施教的方法,最终有利于培养出社会需要的应用型人才。
2.完善培养计划,优化课程体系
一个完整的课程体系,是教授学生专业知识,培养学生学习能力的关键。在构建这个课程体系时,要通过教学研究,在每个学习的阶段都有不同的知识面的侧重,争取做到教学的任务能够按照计划来完成。
3.重视实践的环节,让学生成为应用型人才
我们极力建设土木工程的特色专业,就是为了向社会输送应用型人才。而实践教学就是为了让学生更好掌握应用的技能,最终达到培养应用型人才的教学目标。
建设的预期效果
通过土木工程特色专业的建设,使高校在人才的培养、教学的研究方面取得了不小的成就。不但使教学内容更加完善,同时,还向社会输送了大批人才,加强了城市的建设。
土木工程专业具有学科方向多、专业口径宽、综合性强、人文素质要求高的
特点,土木工程师所面临的工作是复杂的系统工程,工程师不仅要具备足够的专业技术知识,而且要具备工程管理、工程经济、工程法规等一系列知识,而且能处理工程建设中的人际关系。土木工程专业人才培养的目的,是造就能为现代化建设服务的第一线的土木工程师,他们应具备完整的知识结构,在工程实践、理论修养和计算能力方面有严格训练;具备工程分析和系统分析能力,能综合利用各种信息,敢于开拓创新和实践;具有较强的社会适应力和合作能力,适应现代化工程科技发展的需要。结合高校自身的办学条件和特色,积极探索宽口径的人才培养模式,合理设置课程体系和教学内容,拓宽毕业生的就业去向,适应市场对人才的需要,造就21世纪的土木工程高质量创新人才,是新世纪、新形势对高校提出的要求。
二、中国土木工程专业实践教学的现状及存在问题分析
土木工程专业开展的实践教学形式主要有基础性实践、社会实践、毕业设计
等。由于多种原因,目前实践教学存在着一些问题,主要表现为: (1)没有一个独立、完整的实践教学体系,实践教学依附于理论教学; (2)土木工程教育投入
不足导致专业理论化的现象越来越严重,实践教学改革严重滞后于理论教学;(4)面向实际的工程训练不足导致实践教学的理论化; (5)实践教学环节在课程体系中所占的比重越来越低; (6)实践教学缺少自主性和创新性; (7)实践教学内容陈旧、形式单一,教学方法和教学手段较为落后等。虽然许多高校迫于形势的要求,加大了土木工程专业教学改革的力度,但在实践教学改革的突破并不大,主要局限在加大实践教学学时,改变组织形式,在实践内容上做些局部调整,并没有真正解决实质的问题。
三、国外土木工程专业教育情况
英国的土木工程专业以职业为目标,强调培养应用型人才。相当多的院校实行的是“三明治”式教学大纲,即第一、二、四学年在校学习,第三学年为工程实践。各个学校可以在满足统一要求的前提下,有自行设置课程的自由,可以实行学分制,也可以是模块式制。第一学年甚至第二学年上学期的课程覆盖着一系列的工程学科,要求打下面较宽的基础,随着年级的升高,逐渐细分若干专门化。土木工程分为结构工程、环境工程、交通工程、岩土工程、建筑工程以及建筑管理等系列。各系列所学的课程,分为核心课程与限选课程,核心课程必须修完。要求学生必须通过整个1年的课程后,方能进入下一学年的学习。美国大学对本科专业的名称则无统一规定,各大学可根据自身学科发展情况设置专业,名称也可不同,即使在同一领域内的专业设置也有很大不同,有的较宽,有的较窄,反映着该校教师研究领域的特长所在。美国大学设有跨学科专业和个人专业,随着现代科技的发展,学科之间的交叉与综合日益加大,许多重要成果都产生在传统学科的交叉边缘之处,而且具有跨学科专业背景的人才日益受到社会的欢迎。
四、国外在土木工程专业实践教学方面的成功
在现代经济的作用下,土木工程市场逐渐扩展,这从根本上刺激了现代土木工程专业教育教学模式的转变。我国土木工程专业人才培养模式基于传统教育模式的影响,培养目标定位于应试技能、知识的实现,专业设置上缺乏专业交叉,教学模式采用“说教”、教师单向授课方式等,这种人才培养模式严重阻碍了市场环境下人才模式的形成,虽然近年来素质教育的推行、教育体制改革的实施在一定意义上促进了教学课程的更置,但是,就教学模式实践效果来看,土木工程专业人才的培养模式仍具有一定缺陷,因此,必须进一步改善人才培养模式。
一、现代土木工程特点
在现代市场经济的刺激下,土木工程越来越表现出个性化和综合性的特征。一方面,土木工程是一项系统性、规模化的工程,其包括勘探设计、施工、验收等环节,各环节中涉及到材料、设备、管理、技术等多方面的知识,需要运用地质勘探、工程测量、土力学、工程学、经济学、管理学、计算机等多种知识与技能实现,这就要求土木工程人员具备综合性、专业性的知识以及技能。另一方面,每一项土木工程都存在自身的内在结构、环境特征、技术要求等,这就要求具有规范化的标准进行支持,但是,就现阶段土木工程理论研究来看,其并不具备相应的技术、设备、监理、设计、施工等行业标准,这就需要土木工程设计人员、施工人员、管理人员等具备相应的技术经验,并根据各项土木工程的个性特征,进行规划、设计、施工等。现代土木工程的特点具体可以从以下几个方面体现:
1.建筑材料方面。随着现代土木工程的不断发展,越来越多的新材料逐渐应用到工程建设领域,如铝合金、镁合金等已经获得了广泛的应用。但是由于这些材料的成本稍高,所以在应用的过程中受到不同程度的限制,如何促进其更有效的应用仍然需要我们不断的探索。同时,在钢材和混凝土的强度方面也取得了一定的进展,并且在实际工程建设中得到了良好的验证。
2.工程地质和地基方面。在土木工程建设过程中,地质和地基是影响工程使用功能发挥的主要因素,同时也决定了工程基础设计是否科学合理等,尤其是对于地下工程来说更是十分重要。因此在土木工程的地质和地基勘察技术方面也在不断地进步,当前主要以现场钻探取样、室内分析为主,虽然在勘察的准确性方面有一定的保证,但是仍然不够完善,这也是需要我们在日后的工作中需要不断研究和探索的主要项目。
3.工程规划方面。在以往的土木工程规划工作中,大多是同时提出多个施工规划方案,通过分析和对比从中选择最佳方案。然而,现代土木工程建设的规模不断增加,仍然使用传统的评价方案在效率方面受到限制,所以必须要依靠现代科学技术,运用系统工程的理论和方法促进工程规划效率的提升。对于特大型的土木工程,如水坝等,对于自然环境和生态平衡会产生一定的影响,所以更加需要通过科学的理论和方法对其进行有效的规划,做到趋利避害,才能保证土木工程的持续发展。
4.工程设计方面。在土木工程的设计方面,越来越多的注重其经济性和安全性,同时也更加关注工程的美观性,所以在确定工程的荷载值和材料的强度值方面已经开始引入概率统计方法,对于自然界的各种因素从时间和空间上进行全面的分析,同时加强对材料弹性模量、强度的分析,促进土木工程结构的不断优化。同时,计算机技术也为各种计算和优化提供了必要的方法和技术,这也促进了土木工程设计效率的提升。
5.工程施工方面。
随着土木工程规模的不断扩大,工程施工所应用的设备、机械等也逐渐向着大型化、自动化的方向发展,而且自动化程度正在不断的增强,能够满足各种不同环境下的作业需求。在施工组织设计与管理方面,也有着较为科学的理论体系做基础,能够提高作业效率的同时,缩短工期、降低造价,促进土木工程经济效益和社会效益的增加。
二、土木人才的知识、能力与素质结构
在土木工程特点的作用下,土木工程人才必须具备相应的知识、技能与素质,为土木工程建设提供最强的支持力。
其一,知识结构:专业性知识与综合性知识的集合。土木工程的特点决定了土木工程人才不仅具备专业性的知识理论,如数学、力学、勘探知识等,而且要具备相关的社会人文知识,如经济、文化、法律、宗教等。其二,能力结构。理论联系实际的能力:由于土木工程没有标准性参照,在施工过程中,只能依据经验对个性工程进行设计与建设,因此,要求土木工程人员将理论知识转移到实践之中,根据不同的工程利用不同的原理。计算机能力:在信息技术的刺激下,面对复杂的土木工程,土木工程人员必须具备强硬的计算机能力,运用计算机设计、优化与选择方案,模拟结构试验,进行数据传输等。社会组织能力:土木工程的规模性特征,不仅要求实现工程内部人力资源的优化,而且要协调施工集团与社会之间的关系,尤其在一些关键性的利益问题上,需要土木工程人员发挥纽带链接的作用,因此,要保证土木工程正常施工,必须具备一定的社会组织能力。其三,素质结构。人文素质:土木工程影响到社会、环境、资源等各个因素,这就要求土木工程人员树立可持续发展的观念,提升社会责任感,端正自身行为,以此保证土木工程综合效益的实现。职业素质:土木工程施工环境差、工作负荷大,这就对工作人员的职业素质以及个人素质提出了更高要求,因此,工作人员必须以良好的职业道德和个人精神,来支撑土木工程质量的实现。
三、土木工程专业人才的培养模式的完善途径
土木工程的特点对现代土木工程人才的培养提出新挑战,专业型、复合型的社会人才为改善人才培养模式提供了标准参照,因此,在教育教学中,要以调整课程结构、转变教学模式、关注操作实践等手段,来实现人才的培养。
1、优化课程体系
系统性、专业性的课程体系是展开教学的基础。在传统教学中,土木工程专业课程设置具有狭隘性,其仅仅涉及到建筑工程、岩石工程、交通工程、桥梁建筑等,虽然具有较强的专业性,但是,其综合性不强,因此,在课程设置中,要进行综合性知识的设置,并以专业走向为标准,加强专业课程的选择。其一,落实基础教学。基础知识是学生展开深度学习的基础,在课程设置中,尤其在低年级教育中,要以全面化的知识丰富学生的认识,不仅要开设专业课程,而且要将经济学、法律、管理学等相关性的课程融入其中,促使学生适应土木工程综合性的特征。其二,提升专业教学。在土木工程个性化特征的影响下,学生的专业能力、理论联系实际的能力被提升,这就要求关注专业教学与实践教学,以专而精的专业课程提升学生的专业知识和技能,使学生了解土木工程师可能遇见的问题,并尽可能提出相应的解决方案。
2、精选教学内容
土木工程教学内容较多,这提升了学习难度,在教学中,要做到重点教学,避免眉毛胡子一把抓。其一,选择重点内容。在内容选择中,要将实用强的内容作为首选,如勘探技术、施工设计、建筑工程等,舍弃那些与生活实际相距较远的内容,这不但减少了教学容量,而且增强知识的实用性。其二,创新教学内容。市场环境下,土木工程特点发生了显著变化,注入了一定的新元素,而且这些元素在今后将继续影响土木工程发展,因此,在教学中,要将这些内容补充到教学之中,如计算机技能、市场发展趋向、勘探新技术等,以便于学生应对将来的土木工程市场。
3、转变教学模式
传统的教学模式基于教师力量的发挥,而并没有关注到学生的主体性,这就影响了学生学习积极性的提升,再者,单一的知识型、技能型教学,使得能力和素质教育被放置于教育教学的边缘,这就造成学生片面化的发展,进而不能适应土木工程综合性的要求,因此,在教学中,必须转变教学模式,关注学生的主体地位,坚持素质教育。其一,多模并用,强化实践。在基础知识学习中,强化学生的自学能力,以问题教学方式,激发学生思考,并针对学生提出的问题进行解答;在技能教学中,关注学生的实践能力,以综合性大作业、专业性设计等,增强学生对知识理论的理解力;以案例教学、试验教学、场景教学等方式,提升学生的理论知识应用能力;以专题讨论、专家讲座、研究小组等形式,提升学生的合作力、言语表达力、展示力;以竞争活动、课外实践、培训实习等方式,促使学生获得直接经验。其二,以生为本。学生个体差异性突出,在教学中,要根据学生的能力特征、兴趣爱好、思维走向等进行多元化教学,既要关注学生的最近发展区,提升学生的基础掌握能力,又要把握学生的个性特征,通过层次化教学、一对一教学、辅导教学、小组教学、个性评价等方式,促使不同层次的学生获得能力性和素质性的发展,进而实现全体学生的发展和学生发展的全面性。
4、注重专业教学的实践性教学
实践应用教学在当前土木工程专业人才的培养中具有重要的作用,是促进土木工程展业人才适用于当前建设实际的基本前提。突破传统的教学模式,结合现代科学技术及教学规律,建立具有一定实践性的课程设计,根据培养目标机能力为中心,构建相辅相成的教学体系,凸显教学过程中的创新、基础和综合相结合的现代教学特点。首先,一定要精心设计理论及专业课程建设,在生产实习中,可以将学生分为不同的工程建设组,由专门的教师带入实际的进行教学,在实际的土木工程建设过程中,调度学生,讲解施工过程的具体问题。通过学生自身的总结和领悟,才能够更好的促进其专业基础知识的强化,并形成科学的专业思维。其次,对当前土木工程建设的人才需要进行科学的调研,根据实际来进行专业人才的培养,一方面提高了学生的社会适应力,另一方面提高了现代土木工程建设领域的专业人才建设。
四、现代土木工程发展趋势
1.工程中使用的原材料逐渐向高性能材料发展
钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展,美国、日本、俄罗斯等国开始将屈服点为700N/mm2以上的钢材列入了规范。高性能的混凝土及其它复合材料也在向轻质、高强、良好的韧性和工作性方向发展。
2.环境工程
在工程建设中,土木工程与环境工程融为一体,环境问题尤其是气候变异的影响越来越受到重视。海水上升、水污染、沙漠化等问题均与人类的生存发展息息相关,同时也和土木工程有着必然的联系。因此,工程建设过程中的噪音、振动等都是土木工程师必须要考虑的主要问题。
3.发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展
近年来,随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,推动了土木工程的革命性变化。结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,这就延长了结构的使用寿命,也基本解决了建筑过快老化损坏,实现建筑使用的可持续发展。
总结:
适应于现代土木工程个性化和综合性的特点,现代土木工程人才培养模式必须转变传统的教育教学模式,关注学生学习主体性的发挥,以培养专业型、复合型、技能型学生为目标,通过调整课程结构、优化教学内容、实践人本教学、加强实践训练等方式,来实现现代土木工程专业人才的培养。
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[7]俞可刚.现代土木工程的特点与未来土木工程的发展[J].祖国·建设版,2013(01)
论文关键词:土木工程应用型本科教育;岗位分析;能力分析与分解;创新培养模式;工程能力
21世纪,我国土木建筑业得到迅速发展,土木建筑业企业对土木建筑高级技术人才的需求表现得非常急切,并寄予了很高的期望。他们期望土木工程专业的毕业生除具备较高的职业素质和专业能力外,还能在较短的时间内胜任土木工程施工企业项目部的各种技术管理工作岗位,使企业能快速适应我国土木建筑业的发展需要。为此,山东科技大学土木工程应用型本科教育主动适应社会发展的现实,主动服务于土木建筑业发展的需要,自2004年起对土木工程应用型本科教育的人才培养模式进行了创新实践,确立了面向土木建筑业企业施工和管理高素质应用型人才的培养目标,确定了“素质高、基础扎实、实践能力强、创新能力强、创业能力强、团队意识强、具有国际视野的应用型人才”的规格定位,建立了注重岗位针对性、以岗位(群)的实际需要为导向、以专业或技术岗位群所需理论知识和技术技能为中心的课程体系,构建了专业教育与行业岗位、行业执业资格相结合、技能训练与工程能力相结合的教学内容,以学生成长和发展为理念的创新人才培养模式,并取得了良好的实践效果。
一、土木工程应用型本科毕业生的岗位分析
土木工程专业是一个通用类专业,其面向房屋建筑工程、桥梁工程、道路工程、地下工程与隧道工程、岩土工程等专业方向。我国各本科院校的土木工程专业由于其建立的背景各不相同,在大土木专业背景下设置的专业方向各有特点,但长期以来无论是应用型教育还是学术型教育,普遍采用的都是通用教育人才培养模式。调查发现:不同院校及不同层次的土木工程本科毕业生,除专业理论深度存在一定差别外,都存在着实践能力不足、单项技术能力熟练程度不够、代表土木建筑业新技术趋势的技术掌握有限、对与国际土木建筑业接轨的知识不了解等诸多问题。
同时调查还发现,我国目前土木工程行业从业人员已达8000多万人,受过高等教育的从业人员仅占5%左右,而专业技术人员仅占从业人员的3%左右,其中设计与施工方面的从业技术人员大部分为专科及其以下层次的院校毕业生。由于行业技术人员自身对土木建筑行业知识层面的认知程度、职业素质及业务能力缺乏,从而制约了土木工程行业的技术发展,行业急需大批层次较高的应用型专业技术人才。
因此,根据土木建筑业企业对土木工程专业人才能力和岗位设置的要求,山东科技大学土木工程应用型本科专业的培养确定主要面向的岗位(群)如下:
(1)土木工程设计人员:负责土木工程方面设计和设备选型工作。
(2)工程技术负责人员:负责土木工程项目内业管理,编制施工技术方案、现场技术交底、质量管理等工作。
(3)工程施工负责人员:负责土木工程现场生产、人员、材料及设备的调配与安排工作与施工测量工作。
(4)工程造价负责人员:负责土木工程项目的工程量计算、预决算工作。
(5)项目经理:负责土木工程项目的资金、人员、材料调配,负责对工程项目实施全面管理。
二、土木工程应用型本科人才培养的目标能力分析
土木建筑业企业对土木专业人才的需求表明:现代土木建筑业企业一方面需要大量的能够将工程图纸转化为工程实体的技术实施型高级工程技术人员,另一方面还需要较多能适应不同岗位、土木建筑市场需要的且具有较高管理水平及新技术应用能力的工程管理型高级技术人才。
1.目标能力分析
为实现培养目标,达到现代土木建筑企业对土木工程专业毕业生的要求,土木工程应用型本科专业的毕业生应具有四个方面的基本能力。
(1)具有较高的个人能力素质。包括:较强的口头、书面交流能力,组织与协调能力,准确的市场分析以及灵活处理人际关系的能力,熟悉财务、金融和法律方面的知识,具有较强的外语和计算机应用能力以及与国际接轨的合同、规范标准的理解能力。
(2)具有较强的管理能力。如熟悉现代企业管理方法、手段及能进行运用的能力,建筑工程施工组织与管理的能力,建筑工程施工质量与施工安全管理的能力等。
(3)具有较强的工程技术应用能力。如一般土木建筑工程的设计能力,工程量计算与预决算能力,建筑施工测量能力,施工一线生产、人员、材料的调配能力及设备造型、布置、使用能力等。
(4)具有依靠科技进步和应用新技术、新材料及新设备的能力。即应善于学习,了解建筑技术的最新发展动向,具有对新技术、新材料、新设备加以运用、推广的能力。
2.目标能力分解
为培养学生达到上述四项基本能力,一方面设置相应课程,通过课堂教学来培养;另一方面设置实践性教学,通过提高实践技能和工程能力来实现。
(1)基本能力:主要包括职业道德、协调能力、合同及法规、法律知识及交流能力等。
(2)制图识图能力:能够绘制、识读各类土木建筑施工图。
(3)计算机应用能力:能编制简单程序,熟练进行计算机操作及软件应用,并能用计算机进行绘图。
(4)外文资料的借鉴能力:在能够听、写、读英语的基础上,达到阅读、翻译英文资料的能力。
(5)管理能力:包括建筑工程预算能力、工程项目承包能力、施工现场管理能力。
(6)技术应用能力:能够进行土木建筑工程设计、设备选择与设计、材料选取的能力以及编写技术文件、资料的能力。
(7)施工组织能力:在施工现场能够组织调配各有关人员、设备、材料进行建筑产品施工的能力。
三、土木工程应用型本科教育人才培养模式的创新实践
由于土木工程应用型本科教育人才培养目标及能力要求具有鲜明的职业定向,各专业能力的培养又由相应的课程来完成。因此,在其人才培养模式创新实践时反映在教学内容和教学组织形式上不同于传统的教育模式。
1.创新人才培养模式方案设计
(1)根据社会需求,突出土木工程的职业性、行业性特点,合理确定土木工程应用型本科专业毕业生的主要从业方向及业务范围,确定专业培养目标。
土木工程应用型本科专业毕业生的主要从业方向为房屋建筑工程,主要面向施工项目部的岗位(群)以及附属专业方向岩土与道路工程的设计与施工人员,在此基础上确定培养目标。
(2)以工程技术应用能力和基本素质培养为主线,建立专业人才的知识、能力和素质结构。根据本专业毕业生从业方向和培养目标,在广泛征求现场专家意见的基础上合理确定毕业生知识、能力和素质结构。首先分析毕业生从事业务范围内完成岗位工作所需要的各项能力、整理出毕业生能力结构表,再根据能力结构和再发展的需要合理确定毕业生的知识结构,继而再依据企业对毕业生在思想素质、道德素质和身心素质等方面的具体要求综合确定毕业生的知识、能力和素质结构。
(3)依据本专业毕业生的知识、能力、素质结构和社会对人才的需求构建理论课程体系、实践教学体系和教学内容,建立与培养目标相适应的教学模式和教学体系。
根据培养目标,结合满足社会需求和学生就业需要,建立体现应用型本科教育既有明确的就业方向和岗位针对性又有较广泛的岗位适应性、既有毕业就能顶岗的主方向又有较宽的知识面、可满足社会需求和就业需要的多个辅助方面的新的教学模式。
根据培养学生技术应用能力和综合素质的要求,对理论教学体系和教学内容进行优化构建。在职业能力方面突出针对性、实用性和综合性;在考虑理论课程体系时,建立以技术应用能力和综合素质培养为主线,同时满足社会需求和就业需要的模块化课程体系。
根据培养学生技术应用能力和综合素质的要求,对实践教学体系和教学内容进行构建。在构建过程中强调实践教学体系与理论教学体系具有同等重要的地位,两者相对独立自成体系,但又围绕技术应用能力培养这一主线,紧密联系、相互渗透,共同完成专业知识传授与实际工作能力培养任务;强调按实验技能训练、操作技能训练、岗位单项技能训练和岗位综合技能训练各自的特点来组织实践教学;强调技能训练考核与社会职业资格考核、技术等级鉴定相结合;强调自主学习能力的培养和创新能力的培养。
(4)围绕培养目标,采取各种改革措施,确保土木工程应用型本科专业的特色和教学质量。
1)采用先进科学教学的方法教学,采用现代化教学手段教学。
2)编写与新教学体系配套的理论课教材、实践课教材,制订配套的多媒体课件,完善配套的教学资料。
3)建立和完善与新教学体系配套的校内、校外实习基地以及配套的教学、考核机制;实行外语等级证书、计算机等级证书、技能资格证书等多证制的培养模式,增强学生的实际操作能力和适应社会实践的能力。
4)建设满足教学、专业建设需要的理论和实践教学师资队伍。如努力改善教师的知识和能力结构,加强“双师型”教师队伍建设。建立专业教师定期培训制度,支持教师到企业和其他用人单位进行工作实践,重点提高教师的专业能力和实践环节教育能力,并从企业引进生产和服务第一线的高级技术人才充实教师队伍等。
5)校企联合、政产学研用一体化办学,通过岗位生产实践和科技服务培养专业人才。
6)积极开展第二课堂活动、科技活动和社会实践活动。
7)建立科学的考核体系、教学管理体系和与新教学体系相适应的运行机制,确保教育质量。
2.创新人才培养模式的实践
为了确保人才培养模式的实施和培养目标的实现,创新人才培养模式,打破了原有的学科体系,在组织实施时将整个教学内容划分四个模块进行。一是培养个人能力综合素质模块,包括人文社会、法律知识、职业道德、身体素质等知识的基本能力方面模块。二是专业技术基础模块,强调突出计算机应用能力、计算能力及相关领域活动能力、外语资料借鉴能力、制图、识图能力等。三是技术能力模块,突出工程设计能力、施工能力等。四是管理技能模块,突出管理、财会、金融、招投标决策、质量、安全管理等方面的能力。在教学组织和实施过程严格按人才培养设计方案进行实践。
四、学生的综合素质、工程能力及社会评价
山东科技大学土木工程应用型本科专业创新人才培养模式实施7年来,由于能够与国际、现代土木的技术要求相适应,注重能力培养,突出专业特色,课程体系设置科学、合理、具有可操作性,取得了较好的实践效果,主要表现为:模式有利于学生知识、能力素质的协调发展;模式对促进学生能够创造性思维的培养、自学能力培养、人格品质的塑造、实践能力的提高及个性发展五个方面有较好的效果;理论教学既注重基本概念与基本理论的讲授,又努力提高学生综合运用知识与理论的能力,学生实际能力得到较大提高;实践性教学模式促进了学生工程技术应用能力的提高;毕业生获得了全国大学英语等级考试合格证书、计算机应用知识和应用能力考试初级证书、工程测量高级职业资格证书、建筑CAD资格证书、项目管理师资格证书等;土木工程应用型本科专业已毕业四届学生,已普遍得到社会、企业的认可和高度评价,学生就业率连续在95%以上。
五、建议与结论
通过几年对土木工程应用型本科教育人才培养模式的建设与实践,我们深深认识到:培养适应新技术与施工设备、满足现代土木工程应用型高级技术人才,其培养方案及模式必须立足职业能力培养,提高学生的综合素质,突出工程技术应用能力和创新能力,在创新实践中主要做好五个方面的工作。
一是创新理论教学体系。在构建创新理论教学体系时,应依据土木工程专业知识、能力、素质结构要求,对课程体系和课程内容优化组合,建立与培养目标相适应的理论教学体系。
二是创新实践性教学体系。在构建创新实践性教学体系时,应根据土木工程专业知识、能力、素质结构要求,对实践性教学体系和教学内容进行优化组合,建立与培养目标相适应的实践性教学体系。包括土木工程材料、土力学等课程的实验教学体系、各类实习及设计的教学体系等。
引言:
目前我国社会已经步入了新的时代,对于土木工程而言,更多的科学技术开始融入到建设活动当中,促进了机械设备的更新换代,与此同时,传统的土木工程技术手段也实现了革新,涌现了一些新的技术。另外,教师还要改变人才培养的理念和目标,加强创新型人才、技能型人才和全面型人才的培养活动,以此来促进我国土木工程领域朝向更加高的方向发展。简而言之,各大高校的土木工程专业应该立足于时展的新需求,立足于现代工程领域当中的人才市场,定位教学内容,定位专业设置方向,促进教学活动的个性化发展,在教学过程当中,坚持学生的主体地位。本文所探讨的主要内容就是MATLAB技术的相关概念,以及如何更好地开展这方面的人才培养活动,对当前的教学方式提出了一定的建议。
一、MATLAB技术的相关概念
MATLAB技术的意思就是矩阵实验室,该项技术所展开以及面向的主要对象就是高级计算机工程,结合现代化科学技术以及现代化技术,建立起工程方面的神经网络,将各种活动进行信号处理、图像处理各方面的一体化发展,具有强大的自动化以及智能化特点,所以在工作当中的应用效率是非常高的,大大提高了我国工程建设活动当中的质量。该技术土木工程当中各个方向都有运用,比如说工程力学计算、结构动力学、限元分析学等等。该技术所涉及到的是土木工程当中的各个方面,而且对于工作人员的要求是非常高的,要求工作者具有独立思考的意识、具有创新精神,具有丰富的理论知识和灵活的问题处理能力,这是对传统土木工程人才培养所提出的挑战[1]。
二、在MATLAB技术之下人才培养活动当中所面临的主要问题
(一)从教学资源的角度出发虽然MATLAB技术已经有较长的发展历史,但是并不是我国本土研发的技术手段,所以在推广以及教学活动当中所面临的主要问题就是教学资源的缺乏,我国这方面的教材大多数是引进国外的书籍,或者是相关的培训视频等等,但是这些教学资源并不具备针对性。在这方面的技术丛书,虽然有完善的理论知识,但是实践操作讲解欠缺。
(二)师资力量的缺乏MATLAB技术是土木工程发展当中难度系数比较高的,所以这方面的人才是比较缺乏的,因此,部分高校在这方面的师资力量比较缺乏。大部分教师虽然通宵这方面的理论知识,但是却缺乏实践操作经验,或者是没有接触过这方面的活动,而这就导致在整个教学过程当中,全程理论化教学,过于空洞,学生无法理解[2]。
三、在MATLAB技术之下树立新的人才培养目标
(一)从应用型人才的角度进行分析在我国职业工程教学领域方面,更加注重的是应用型人才的培养,应用型人才培养更加适应现代社会的发展,主要是因为应用型人才培养的方向是将专业理论知识和实践技能结合起来,将理论学习和实践活动联系起来,以此来促进人才的全面发展。土木工程应用型人才不仅仅要具备专业的、系统化的理论知识,更重要的还是要有丰富的实践操作经验,能够灵活的处理工程活动当中所出现的问题,并且还可以根据实际情况进行实施的创新,在工作当中能够萌发新的理念,具有一定的拼搏精神。应用型人才培养活动也就是全面型人才的培养活动,就是工程设计、工程施工管理、工程投资开发等各个环节联系在一起,给学生构建一个系统化的、多方面的学习世界,既具有专业性,又具有开放性。
(二)从专业目标培养的角度出发一般而言本科院校土木工程专业的学习时间大概是在4年左右,但是这仅仅是基础人才培养的时间范围,在这一阶段当中,学生更多的是掌握理论知识以及一些简单的实践操作,而要培养一批专业性,高素质的人才,需要投入更多的精力。所以在这种形式之下,高等学校的土木工程专业指导委员会,对于专业培养的目标有了新的定位,“培养适应社会主义现代化建设需要,德智体美全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。毕业生能够从事土木工程的设计、施工与管理工作,具有初步的项目规划和研究开发能力”。各大高校应该积极响应土木工程委员会的这一倡导,落实这方面的人才培养活动,对专业人才培养目标进行新的规划,除了要强化理论学习以外,更重要的还是要开展各种形式的实践活动,组织学生参加房屋建筑或者是其他建筑领域方面的设计施工管理工作,为培养高级工程技术师打下坚实的基础。
四、在MATLAB技术之下做好专业方向方面的设置工作
(一)专业方向设置的角度出发土木工程在我国社会主义发展事业当中是比较重要的领域之一,并且随着改革的进一步深入,对于高素质人才方面的需求也是比较高的,所以土木工程学校也要根据时展的需求,对专业方向设置进行调整。大部分高校土木工程专业在进行专业设置的时候,通常是以“大土木多方向”为主,针对这一理念所设置的专业主要是两个,分别是建筑工程和地下工程,但是在现代社会当中,尤其是MATLAB技术的广泛应用之下,仅仅只靠这两个专业方向是完全无法支撑毕业生毕业之后的工作选择,所以还应该开设一些新的专业。
(二)从发展方向的角度出发土木工程所涵盖的领域是非常广的,除了涉及到房屋建筑这一方面,还有道路桥梁等,所以在专业发展方向方面也要有所丰富,为学生提供更为广阔的发展空间。尤其是近年来高铁方面的建设活动是比较活跃的,在交通建设方面的投资力度也越来越大,在MATLAB技术方面的应用率也越来越高,所以高校更应该认识到专业设置方向发展的重要性[3]。
五、在MATLAB技术之下强化人才培养的基础手段
(一)完善教学资源针对MATLAB技术之下的土木工程人才培养活动,应该不断完善这方面的教学资源,为教学活动的开展提供基础。除了传统的纸质教材以外,教师还应该引进现代化信息技术,实时了解国际土木工程技术领域方面的前沿知识,向学生补充以及介绍这些新的技术手段,理论研究,丰富学生的事业。另一方面则是通过多媒体给学生播放这方面的操作视频,降低理论学习的难度、枯燥杜以及空洞性,让学生对这方面的技术有更为直观的了解。最后,则是要加强和拥有这方面技术的企业之间的联系,强化校企合作,给学生提供一个实践的场地,帮助学生积累经验,让学生在实践当中将理论知识融会贯通。
(二)从教师的教学资源角度出发教师自身的素养将会直接影响到教学的质量,影响到学生的未来发展,所以学校还要加强师资队伍方面的建设活动,教师自身也要认识到自身的不足,努力提升自己的素养。学校可以定期组织教师去参加校级或者是国际方面的MATLAB技术或者是教学方面的研讨会,给予教师一个学习和提升的平台,让教师获得更为先进的理论,从而展开就有针对性的教学,建设高质量课堂。
【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089 (2012)02-0014-02
前言
土木工程概论是在教育部1998年进行专业目录调整,大土木专业建立后新出现的一门面向入学新生的必修课程,也是一门新兴课程。主要介绍土木工程(专业)内涵、土木工程形式、特点、最新成就、发展方向以及土木工程材料、建造方式等内容,还包括土工程学生应具备的知识、能力和学习方法。目的是使学生一入学就了解土木工程的广阔领域[1],感觉到专业成后可以大有作为,从而产生强烈的学习欲望,建立对专业的深厚感情,树立投身祖国建设事业的信念。
该课程具有以下特点:
(1)课程较新,不同于力学、建筑学、结构设计等传统课程,还未形成非常成熟的教学体系;
(2)受众特殊,面向的是没有任何基础的新生,讲授的却是专业性较强的内容;
(3)内容涉及面广,涵盖土木工程(专业)的方方面面,即包括专业情况、知识体系、能力要求及学习方法,还包括各种工程形式、建造以及管理等方面的知识;
(4)教学目的特殊,其他课程以传授知识、培养能力为主,该课程要求学生掌握的内容不多,主要是帮助学生了解大土木的内涵、树立专业观念、培养专业学习兴趣、了解研究发展的方向。
由于上述原因,导致在目前的课程教学实践中存在一些问题,未能很好地发挥该课程的的重要作用,为改善教学效果,许多开设土木工程的院校对该课程教学改革进行了有益的探索,在分析了目前土木工程概论教学存在问题的基础上,我们也结合自身情况进行了相应的教学改革实践。
1 存在问题
重视不足。由于课程的新兴性和介绍性特点,一些学校对该课程重要性认识不足,选派教师、安排学时、教师授课以及学生学习等环节往往不如骨干课程受重视。
课程内容把握差距大。这有教材的原因也有教师的原因,有些教材内容带有很强的作者或学院背景,本人(学院)哪些方面比较强,往往重点介绍;有些教材重理论介绍,有些教材重建设实例展示;有些教材注重过去发展,有些教材注重未来展望,故此教材内容、形式不统一。因为该课程内容相当宽泛,很少有教师能够熟悉课程涉及的全部内容,教学实践中有些授课教师熟悉部分多讲,不熟悉部分少讲、不讲,所以各院校该课程的学习相差较大。
讲授方式不固定。目前教学实践中一般由一名教师主讲和多名教师共同讲授两种方式。一人讲存在局限性,如前述,土木工程涵盖过去的多个专业,涉及工程建设的各环节,某一教师不可能是各方面的行家;有些院校组织各方面资深学者就土木工程的某些方面作专题讲座的形式来讲授,深度和前瞻性都能满足,但作为课程的系统性不能保证。
教学方法单一。我国高校传统的教学方法通常只关注教与学,对学生怎样学、学什么、学多少及学生的认同感关注不够[2],在教与学的关系中,“教”虽然起着指导作用,但终究是外在的东西,只有“学”才是内在的。学生只有通过主动刻苦的学习,才能把知识内化成自己的才能[3]。目前土木工程概论的教学实践中也存在重知识、轻方法,重灌输、轻互动,重教师、轻学生等问题。
教学改革实践
选择优质教材,结合专业方向设置制定教学大纲,课程内容既考虑土木工程丰富内涵和知识的系统性,又有学院自身的特点。我院土木工程专业共开设建筑工程、道路与桥梁工程两方向,拟开设港口工程方向。首先参考了江见鲸等[4]、罗福午[5]、丁大钧等[6]、陈学军[7]等多版本教材,最终选定了江见鲸先生、叶志明教授主编的土木工程概论教材及相应CAI教学课件作为教材,其余作为参考教材。江见鲸教材的优点,根据我院专业培养目标要求对其内容做适当的详略处理,30学时课程,建筑工程、交通土建、土木工程施工各用4课时,工程材料、基础工程港口工程、土木工程师设计方法各用2学时,其余适当介绍主要内容。
由于教材编制的时效性,至少落后工程实践2年以上,所以教材使用中,应注意及时将土木工程的新理论、新技术、新方法、新材料及新建典型工程等信息补充至教学中,保证课程的先进性。
2.组织课程组,系统授课。结合前述两种授课方式的特点,我们成立了以专业负责人主的土木工程概论课程组共5人,其中教授2人、副教授3人,有博士学位2人,硕士学位2人,专长涉及建筑工程、岩土、交通工程、施工组织与管理等方面,这些教师不但有较高的专业水平还有深厚的工程或研究背景。课程组共同讨论修订教学大纲,由负责人进行课程统筹,制定教学计划,基础工程、交通工程、施工和设计方法等章节由4名教师主讲,其余内容由课程负责人讲授。
3.根据课程特点采用启发性、典型工程实例引导等教学方式。总理在会见第五届高等教育国家级教学成果奖获奖代表和北京市优秀教师时提出,孔子说:“不愤不启,不悱不发”,这八个字的意思就是要实行启发式教育,把学生作为教学的中心,使学生在学习的整个过程中保持着主动性,主动地提出问题,主动地思考问题,主动去发现,主动去探索。启发式教育的核心就是要培养学生独立思考和创新思维。所谓教是为了不教,就是要使学生自己掌握学习的方法,提高创新的能力。该课程面向刚入学还没有建立工程、专业概念的新生,既要向他(她)们介绍土木工程形式、建造技术、发展等知识,更要传授他(她)们专业的知识体系、学习方法[8],包括课程学习、设计、实习和实验等环节的注意问题,帮助他们转变思维方式,还要帮助他(他)们树立专业观念、工程意识,通过课程学习让他(她)们热爱上建设事业,热爱上土木工程专业,激发起学好专业的兴趣,使学生在进一步接触专业的其他课程前,充分了解将来可能的工作岗位、工作环境,极大提高学生在本科的学习过程中寻找适合自己的方向,有目的性地学习,提高学习的有效性。
组织学生根据自己的爱好结合课程内容进行专题演讲,可极大地提高学生的学习兴趣,锻炼学生的能力,效果更好。
有条件的话课余时间安排若干场有关土木工程各领域发展前沿的讲座,聘请设计或施工企业知名的设计、建造师、和其他专家,让学生与工程领域的专家学者见面,探讨土木工程发展成就、专业技术现状及发展前景等弥补课程教学之不足。
五、采用丰富教学方式,采用多媒体教学、典型工程实例介绍、工程现场讲解、教师网络答疑等多种方式,配合课堂教学。充分利用丰富的多媒体资源,有效使用各种媒体的信息传递手段,提高授课效果与效率。为使土木工程专业的新生能尽早对本专业有一定的了解,培养其学习兴趣,多媒体授课时,尽可能采用图片、动画、视频内容,充分展示了土木工程各个领域的典型实例,以生动活泼的方式,以声音、视觉的冲击加强学生的感性认识。
教学中应充分利用教师的个人特点,利用自己丰富的专业背景和工程及研究经验,将他们多年积累的工作经验、解决问题的思维方式传授给学生,以自身的经历与成就感染学生,增强学生的认同感和专业荣誉感,才可能给予刚入大学校门满载热情、焦虑、迷茫的新生指明专业方向[2], 满足他们的求知欲,充分挖掘和发挥学生的自学能力和表现能力。
改革学生成绩评定方法。应综合考察学生的学习表现、知识水平、能力水平,要真正了解学生的课程学习效果。所以学生成绩至少应由四部分组成:平时出勤情况,大约应占10%左右;课堂互动环节表现,大约占10%左右;课程作业,应作为主要考察内容,可以用小论文形式或调查报告形式。考虑到要求受教育者接受综合课程的教育, 以便他们能够在从事工程活动的同时考虑到自然界和人类社会的普通联系, 并且学会从综合的角度对这样一些问题加以思考和解决[9],作业不应是简单的问答形式,一般需要学生对课程知识的综合理解和应用,通过观察和思考,需要学生的主观思维和逻辑判断才能做出,以培养学生的辩证思维方法和自学能力,例如关于工程实例的调查研究报告或学习某种工程材料、形式、建造方法的收获体会,通过作业还可以锻炼学生理论联系实际能力,既增加学生对土木工程的充分了解,也锻炼了写作的能力,此部分成绩至少占50%;对课程知识的掌握程度以测验形式检验,可安排2-3次测验,成绩占30%左右。通过这样的评价体系可以更好、更客观地反映学生的学习效果,也更符合课程的性质及特点。
经过几年的改革探索,本院土木工程概论课程教学团队已基本形成,教学效果明显提高,学生对专业的认知有明显提高,专业学习兴趣十分浓厚,学生对该课程的评价在同专业内名列前茅,由主讲教师编制的的教学课件获得全国高等学校土木工程专业多媒体教学课件竞赛二等奖和河北省第十二届多媒体教育软件大奖赛三等奖。今后我们还将继续努力进行土木工程概论课程的改革探索,为更好的实现专业培养目标做贡献。
参考文献
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1995年开始的住建部专业教育评估经过20年的不断探索与完善,在自愿申请,评估严格的情况下,截止到2014年7月有78所高校通过了土木工程专业评估,覆盖27个省、市、自治区的17所“985”高校、14所“211”高校、46所地方高校和1所军队院校。与传统的“985”、“211”高校参与专业认证不同的是应用型本科学院参与土木工程专业评估必须在专业指导委员会所指定的专业培养指标的最低要求控制下,体现一般性的指导意见。如何贯彻土木工程专业评估标准体系中的7个一级指标、25个二级指标、67个观测点,都亟待进行系统性创新。黑龙江工程学院作为教育部首批实施“卓越工程师教育培养计划”61所高校之一,土木工程专业具有60年办学经历,为黑龙江省“十一五”“十二五”重点建设专业。为顺利通过教育部卓越计划验收和通过住建部专业认证申请,黑龙江工程学院积极开展工程教育专业建设,特别是以专业认证为契机,紧紧抓住如何构建专业认证背景下应用型本科土木工程专业人才培养方案这个关键问题开展工程教育专业认证工作。结合黑龙江工程学院的工科背景,秉承土木工程专业历史积淀,经过多年的探索和实践,逐步形成了黑龙江工程学院土木工程人才培养特色,即利用“大土木”的专业教育平台,以满足专业认证标准的土木工程应用型人才现实需求为目标导向,形成基础扎实、知识面宽、实践能力强,具有一定的国际视野、创新意识和可持续发展理念的高素质应用型人才的培养模式。按此专业建设理念培养的土木工程专业毕业生,由于更加注重注册工程师的基本训练,更加注重实践动手能力的强化,更加注重大学生创新意识的训练,更加注重吃苦耐劳的专业素质的教育,取得了“学生受益、家长满意、社会认同”的人才培养效果,毕业生具有“上手快、能力强、能吃苦、留得住”的特点,深受用人单位的欢迎。
一、成果解决的主要教学问题
从“大土木”现实需求出发,参照专业认证标准,在土木工程应用型人才知识、能力、素质体系界定和培养目标定位的基础上,着力解决了以下问题:(1)以需求为导向,在交通、建筑行业企业认知的基础上,明确人才培养目标和毕业生从业范围;(2)根据应用型本科类型学校社会需求的不同,将土木工程专业人才知识、能力和素质要求进行了区别;(3)根据毕业生培养规格和毕业要求,优化了课程体系;(4)以实际工程项目为载体,突出实践教学改革力度;(5)改革课程教学内容和方式,实现人才培养与市场需求的零距离对接;(6)打通第一、二、三课堂,全面实现评估体系中对创新意识的要求。
二、成果解决教学问题的方法
(一)以研透土木工程专业评估标准以及工程教育专业认证文件为导向,借鉴国内外经验,结合我校实际,构建满足专业认证最低标准要求的人才培养方案。通过分析专业评估标准和中国注册工程师的执业要求,确定了土木工程专业定位、培养目标和知识、能力和素质要求,确定了培养目标与课程要求的关联矩阵、实现路径,包括必备的教学资源和教学管理以及质量评价等评估标准中指标体系观察点的要求。借鉴目前已申请评估通过的78所高校的成功经验,在遵循《专业规范》的框架下,构建了2010版、2013版满足持续改进评估指标要求的具有应用型特色的人才培养方案。
(二)以构建满足行业企业执业要求课程体系为导向,促使专业教育适应行业企业需求,提升学生培养质量。课程体系满足了专业办学定位、培养目标、毕业生就业去向、工作岗位、未来发展等的要求,引导专业“大土木”宽口径培养,拓宽了毕业生就业面,适应了注册工程师执业需求,提升了学生的综合素质,人才培养方案和课程体系得到教育界和工程界专家的认可,搭建了工程界与专业教育的平台,推进了专业教育校企深度的合作,保障了专业教育改革与专业的发展,使学生培养符合行业企业执业要求。
(三)以保障培养应用型高素质人才毕业要求为导向,进行“新课程、新教材、新方法、新平台”的教学要素集成创新,升华精品课程,创新改进培养模式。开设《公路养护技术》等本专业领域新课程,完善课程体系,反映办学特色;编写《土木工程施工》等系列新教材,实现原创案例百分之百,以助于案例教学;在《土木工程导论》等11门课程开展教学方式方法改革,改变以“教”为主的传统教学模式,转变为“以生为本”的“学”为主的翻转式教学模式,升华精品课程教学效果;建立“工程导论—工程设计—工程施工—工程管理”为递进式的毕业设计综合素质培养的教学平台,培养应用型高素质专门人才。
三、成果的创新点
在总体办学思想的指导下,土木工程专业经过几次教学计划的修订,结合专业认证标准要求,形成了学生知识、能力、素质协调发展的培养方案与课程体系。具有以下特点:
(一)一个宽专相兼的个性化课程体系
充分考虑“宽口径”的指导思想和我国目前企业缺乏专门化工程技术教育的现状,在课程设置上,将“宽口径”的大前提与专门化课程相结合,在课程类别涵盖了工科通识教育课程、土木工程专业知识课程、土木工程专业方向模块课程三大类,依托个性化的课程选修制度组合成完整的课程体系,以实现个性化的培养目标,较好的体现了“将成才的选择权交给学生”的办学理念。
(二)两个扎实的基础课程平台
构建工科通识教育课程和土木工程专业知识课程两个平台。工科通识教育课程平台由学校统一管理,选择了人文、自然科学知识,设置了数学、物理学等课程;专业知识平台以力学和土木工程学为主体,力学包括了三大力学、水力学、土力学等,土木工程学以结构、施工、经济类课程为主体,要求专业知识平台课程的教学内容面向土木工程专业各个领域,承接工科通识基础课程的知识体系,为后续课程打下扎实的基础。
(三)三个特色鲜明的专业方向模块课程群
2007年起,土木工程专业招收道路与桥梁工程、建筑工程、岩土与地下工程3个专业方向的本科生。每个课程群课程的设置主要考虑了本领域专业知识体系的完整性和个性化需求,以保证该领域专业知识体系的完整性。同时设置了适量的选修课程,满足学生深入学习和扩大知识面的需要。2010版教学计划又进行了改进,专业方向模块课程要求每位学生在主选方向以外,必须选修其他1~2个方向的2~3门专业方向核心课程,保证宽口径培养。并增加了学生实训和实习的比例,以培养懂管理、懂技术、懂经济、懂法规,综合素质较高的、面向工程第一线的应用型土木工程师。
(四)四个内外结合的教学模式
在确立了基本课程体系的前提下,为提高各门课程的教学效果,增强课程与工程实践的结合,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,根据课程性质确立了“四个内外结合”,即学校内外、专业内外、课堂内外、学期内外结合的教学模式。校内外结合主要体现在一些实践性强的课程,设置了必要的实习环节,将国家职业资格或技能证书要求纳入专业课教学内容中;专业内外结合是为了拓展土木工程学生的知识面,将本专业的知识与整个社会科学、技术体系相联系,培养学生的综合素质和专业协调能力,如跨专业组合结构设计竞赛小组,与建筑学专业同学共同进行毕业设计等。课内外结合的教学方式覆盖的课程面最广,将课堂教学与实验教学、自主实验、各种学生科技创新活动等相结合;学期内外结合充分利用假期,开展各类课程的实践性环节和社会实践活动。“四个内外结合”的教学模式大大拓展了教学的空间与时间,同时在教学计划中设置了相应的学分,教师及时引导,学生主动参与,充分开发学生自主创新能力,使“培养应用性、卓越工程师”的办学思想落到实处。
四、成果的推广应用效果
经过一个培养方案4年循环的教学改革和探索,我校土木工程专业工程教育改革的已经取得了令人欣喜的一系列成果。
(一)土木工程专业课程体系按《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的最低标准设置,与人才培养目标高度吻合。考虑学校的办学历史、专业方向设置、师资的结构和水平、学生的基础等实际情况完善了课程体系并以此制定教学计划。
(二)课程体系的设计将课堂教学的组织、实践环节的构成和创新训练的构思等第一、第二、第三课堂所有教育环节整合到一起,形成一个完整的、开放的、有特色的人才培养方案。
(三)通过优化的课程体系设置,形成了鲜明特色的核心课程群,以“点”带“面”,进行了系列教材建设,编写了《土木工程施工》等土木工程规划教材,在3届道桥卓越班教学中使用,各方面反映良好。
(四)根据以项目为牵引的课程体系架构的安排,将教学目标体现在“基础扎实、知识面宽、实践能力强”的特点上,在省级精品课程《桥梁工程》、校级精品课程《土木工程导论》等11门课程中积极推进“案例教学”“项目教学”“问题教学”,全面提高了教学质量,校内外评价良好。
(五)改革的成效是通过将新的课程体系与2014年最新的工程教育认证通用标准和专业标准的培养目标、毕业要求进行对比得出自评结论,具有科学性、合理性和国际性。
(六)2010年以来,按此培养方案培养的土木工程专业学生累计获得全国徐芝伦力学优秀学生奖1项;全国结构设计竞赛优秀奖1项;全国大学生数学建模竞赛一等奖5项、二等奖18项;全国英语竞赛一等奖3项、二等奖8项;全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛二等奖1项、三等奖1项;东三省数学建模联赛一等奖7项、二等奖15项;东北四省结构设计竞赛赛区三等奖1项;黑龙江省结构设计竞赛一等奖11项、二等奖6项、三等奖10项;国家级大学生创新创业训练项目9项,黑龙江省级创新创业训练项目18项等等。良好的工程素质和综合实践能力为本科生积极参加重大科技和工程实践活动提供了坚实的平台,为东北寒冷地区的经济社会发展作出了应有的贡献。
参考文献:
[1]构建中国特色高等教育质量保障体系.教育部评估中心[M].北京:教育科学出版社,2014.(8).
我院作为第二批国家级土木工程特色专业之一,在土木091、092、095班就按照卓越工程师教育培养计划,修订了专业教学培养方案并试点。而《土木工程施工》是土木工程特色专业的一门主干课程,基于“卓越计划”下的培养理念,工程建设愈来愈需要宽口径、厚基础的专业人才,而传统的《土木工程施工》课程的教学模式、内容、手段和方法等都存在一些问题。
一、《土木工程施工》课程教学存在的问题
土木工程施工类课程是土木工程专业课程体系中最重要的组成部分,其实践性和综合性都很强的施工课程有别于其他类别的课程。然而,目前我国土木工程施工类课程教学普遍存在着较大的困难和问题,主要表现在以下几个方面:
1.在课程内容体系方面
结构不合理,教材体系陈旧,没有解决好“大土木”平台课程与专业方向模块的关系,没有形成较好的课内课外相结合的有层次的互动式的施工类课程教学体系。
2.在课堂教学方法和教学手段方面
传统的施工课程课堂教学手段是黑板、粉笔加挂图,如不改革已达不到课程教学的基本要求。这是因为:
(1)随着“大土木”培养方案的实施,课程内容多,要求掌握的信息量增大,而传统的教学方法与手段费时费力,远满足不了这一课程的基本要求。
(2)施工课程有别于其他类别的课程,土木工程施工技术发展和变化是比较快的,教材也必须及时的更新与充实,这就必须通过新的教学手段与方法加以补充。
(3)施工课程十分注重和需要案例教学,但典型工程案例常常由于时间因素和其他原因往往又不易获得。
3.在实践性教学方法和教学手段方面
土木工程专业是一个实践性很强的工科专业,实践教学环节在培养计划中占很重的比例。常规的实习安排是时间集中、学生集中、场地单一,老师根据教学安排事先联系好实习单位,在规定时间内组织学生到工地去参观、见习,由现场技术人员和老师对工程概况及施工技术进行讲解,然后由学生自己去看。由于土木工程建设的工程量大、建设周期长、工序多且较复杂,短时间的实习往往只能看到工程的某个局部或某个工序,很难观看到工程的全过程,无法达到大纲要求。
二、《土木工程施工》课程教学改革措施
1.优化教材内容,实施调查研究[1]
过去的工民建、道桥、市政、港口和隧道等8个专业合并为“大土木”专业后,土木工程施工的教学内容既不能局限于原来工民建专业的建筑施工部分,也不可能将8个专业施工课的教学内容全部讲授。教学内容应该根据卓越工程师培养计划结合我校该专业就业情况分方向教学,不同方向的班级教学内容适当的增减。
2.进行教学方法的改革
教学方法的改革是教学改革的核心,要十分重视授课方法的科学性,精心设计每堂课,注意发挥学生的主体地位,注重培养学生的创新能力。讲课内容力求“少而精”,少讲学生通过自学就能掌握的知识;能在实习现场讲的内容不在课堂上讲。这样既突出了重难点,又可节约时问,适应现在少学时的要求,同时又可培养学生的自学能力。
3.运用现代仿真技术及多媒体教学手段
现代仿真技术、多媒体教学手段的运用是对传统教学手段的一场革命,对土木工程施工这类课程更具有独特优势。土木工程施工是一门重实践的课程,然而由于时间、空间的限制,学生们往往很难看到施工的全过程。若将典型工程的主要工序录下来再制作成课件,加上购买部分施工教学录像片等,则可跨越时空的界限,使学生领略某些工程施工的全过程,又可节省板书时间,优势十分明显[3]。
三、采用多元化教学方法,加强施工实践教学的设计思想与效果
1.施工实践教学设计思想
通过课程理论学习的同时到现场教学,加强理论基础的理解和应用;采用多元化教学方法,通过“散点-追踪”、“学徒制”形式实习,对施工现场和施工工艺过程有一感性认识,并培养学生操作技能、分析问题以及解决问题的能力;通过课程设计培养学生综合运用知识的能力。
2.施工实践教学的效果
为便于学生掌握施工技术并能指导实践,我土建学院探索出的一套“散点-追踪”实习模式,具体做法如下:参如实习的学生以技术人员(如施工员、质检员、管理员、监理员等)助手的身份,每3~6个学生为一组跟随一个技术员进行实习,将整个年级学生分散到附近各施工现场实习。根据教学计划的要求,实习时间安排在《土木工程施工》这门课程开始,连续两个学期和暑假,约为一年时间。学生利用课余时间或双休日,每周(考试周除外)至少去施工现场两个工作日,具体时间有学生根据工程进度情况灵活确定,但以不干扰正常上课为前提,形成一种工程进度“追踪”实习模式。
结论
在卓越工程师教育理念的土木工程施工教学中,采用多元化教学法可以弥补单一传统教学法的不足,教师可以根据不同章节的特点选择最易于学生接受的教学方法,对于这类实践性较强的专业技术课,既丰寓和拓宽了学生的专业知识面,又增强了实践能力。加强《土木工程施工》课程的教学改革力度, 积极合理地采用先进的教学手段, 是卓越工程师教育理念下的土木工程施工教学改革的大趋势,它适应了建筑业快速发展及对专业人才的现实需求。
【参考文献】:
[1].李大华.基于卓越工程师教育理念下的土木工程施工课程改革的探索[J].商情,2011(20):151,176.
[作者简介]朱守芹(1981- ),女,山东沂南人,河北建筑工程学院土木工程系,讲师,硕士,研究方向为新型结构材料、结构抗震;毕全超(1981- ),男,吉林农安人,河北建筑工程学院土木工程系,讲师,硕士,研究方向为土木工程专业力学课程、土木工程新材料、结构抗震;赵文娟(1981- ),女,山西太原人,河北建筑工程学院土木工程系,讲师,硕士,研究方向为道路与桥梁。(河北 张家口 075024)
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)24-0142-01
一、引言
力学是研究力对物体作用的科学。首先,它是所有自然科学的组成部分,近代科学的发展发端于牛顿对力学定律的阐明,牛顿在建立经典力学过程中创造的现代自然科学方法论不仅奠定了科学大厦的基础,而且始终贯穿着整个自然科学的研究,指导着各门自然科学的发展。其次,力学又是众多应用科学特别是工程科学的基础,它是人类改造自然的工具。当代许多的重要工程技术,如宇航工程、土木工程、机械工程、海洋工程等都是以力学为基础的,在这些工程中遇到的许多重大技术难题都是力学问题。不仅如此,力学的定量建模方法还广泛应用到经济、金融和管理等其他领域。因此,力学已从一门基础科学发展成以工程技术为背景的应用基础学科,当今几乎所有的工程技术领域都离不开力学,它已渗透到工程技术的各个领域。
力学同时也是一种思维方法,其严谨的推导过程,也为我们对工程实践的认知起到了关键的作用。力学按照其研究对象的不同可以划分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支,对于一般高校的土木工程专业来说,只学习其中较为基础的与实际工程联系紧密的理论力学、材料力学、结构力学、水力学、弹塑性力学等。
应用型人才培养模式作为部分高校人才培养的目标,其力学课程体系的设置也应与其他模式有所不同。作为土木工程专业的重要专业基础课,为适应应用型人才培养体系及经济社会的发展,力学课程也需要适应时代,进行改革与创新。
二、力学课程改革对土木工程学科的意义
对于高等学校土木工程专业的学生培养来说,力学课程更是具有不可忽视的作用,它既是我们分析解决实际工程问题的出发点,更是我们学习其他课程的基础,为相关专业课程的学习打下扎实的理论基础。例如,在“钢筋混凝土结构”的讲述中,为什么悬臂构件的受拉钢筋要置于截面上侧,这就是力学要解决的问题。悬臂梁在竖直向下荷载(自重等)作用下,弯矩上侧受拉,所以受拉钢筋要置于截面上侧。这仅仅是力学课程基础的一个缩影,在土木工程专业的专业课教学中,始终有力学知识为其提供理论支持。
力学与土木工程的关系表现在两个方面:一方面,力学学科在土木工程领域具有十分重要的作用,力学学科在土木工程中的应用体现为各种工程化的方法及力学原理及结论的应用。如,受拉筋的配置要根据杆件的弯矩情况来进行确定,梁的预起拱高度要根据梁在荷载作用的挠度计算来确定等。实际工程中很多规范性的结论,都是由力学原理及结论得出的。在我们解决实际问题的时候,表面上看是通过查询相关规范,按规范设计和施工,其实其本质却是在设计和施工的过程中“应用”力学原理去解决问题。学不好力学,就搞不好结构,这是一个亘古不变的真理。
另一方面,随着土木工程行业的不断发展,土木工程向力学提出了越来越多新的需求,这些需求前面已有提及。概括起来讲,首先体现为各种理论问题的进一步探讨,如非线性问题受到越来越多的重视,耦合动力学问题的研究逐步深入,新材料、新结构的力学问题研究等。这些新需求还同时体现为理论模型的精确建立、求解方法的实用化和工程化。例如,很多工程试验在理论上已经做了很深入的研究,但是落实到具体的实验上可能由于客观条件的限制不能完成,比如说危楼的加固效果检测等,然而可以利用虚拟仿真的技术,利用有限元软件对其进行具体的分析,就可使得问题得以解决。
三、应用型人才培养体系下的力学课程体系改革
力学课程是土木工程专业的专业基础课,为其他课程提供理论基础。为更好地培养应用型土木工程人才,可针对具体的专业方向、针对具体的培养目标,在课程体系上结合培养目标进行改革。
1.从总体上把握力学课程的内容安排,弱化理论,加强实践。应用型人才的培养应注重学生动手实践能力的培养,在力学理论课程中也应有所体现。很多力学定理的推导和证明过程都是较为烦琐的,学生理解起来很困难,掌握这些原理对解决一般工程实际问题的意义不大,所以可在课程体系中删去。例如“结构力学”中虚功原理的证明过程就可以删去,只介绍其结论。弱化一些理论证明部分的内容,只注重学生分析问题、解决问题能力的培养。
2.在课程内容设置上,应注意前后连贯、协调、不重复。例如简单单跨梁的计算,在“材料力学”和“结构力学”中都涉及,为了区分课程的重点,做到前后协调,需要将其具体划分清楚,在“材料力学”中介绍了,在“结构力学”中就不必再详细介绍其计算。
3.结合工程实际编写教材内容,突出应用型培养目的。传统的力学课程里面,力学计算主要是针对已有力学模型的抽象计算,怎样将实际工程中的具体问题简化为可计算的力学模型即建模问题涉及较少,因此当遇到工程实际问题时,大部分学生不知道怎样进行力学分析,所以,应在课程设置中结合实际工程解决这个问题。
此外,为突出应用型人才的培养,课程的设置必须结合工程实际,突出工程观点,把解决实际问题的能力作为授课的重点贯穿于教学之中,结合第二课堂、毕业设计,选择有工程背景的实际问题,锻炼学生分析问题、解决问题的能力。
4.紧跟科技发展速度,不断更新课程内容。针对当前出现的新型结构形式,在课程的设置上也要跟上潮流,其结构形式及受力分析,要不断地随着经济社会的发展而更新。传统的建筑结构类型多为杆系结构,所以基础力学多以杆系结构为主要研究对象,对板壳结构和实体结构的研究相对较少。但是在经济社会高速发展的今天,出现了多种新型结构并已应用于实际工程,例如国家游泳中心“水立方”的根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的膜结构,但是在高校力学课程的教学中却没有体现,只有部分在专业课中简单介绍过。这些新型结构的基本力学原理应在基础力学的课程教学中介绍,好让学生更好地了解这些结构形式,将来更好地在实践中运用。
5.结合专业方向,有侧重地设置其课程内容。土木工程专业的力学类课程包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学等基础课程。由于当前土木工程专业涵盖了建筑工程、交通土建、城镇建设、矿井、隧道等专业领域,成为一个宽口径的专业,而传统的课程体系中所针对的工程实例大多数以建筑工程方向为主,所以在新的形势下,我们必须要在课程中增加其他具体方向的工程实例,为非建筑工程方向的学生结合实际学好这门课程而努力。例如,路桥(交通土建)方向的结构力学中,就应该增加“结构力学”中影响线一章的比重并设置与道路桥梁实际工程相关的例题,因为路桥的受力问题除了静力荷载作用外,移动荷载对其影响非常大。
四、结束语
理论探讨是广泛的、超前的,工程应用则是具体的、实用的,理论与工程的结合是有益于双方的事情,将对力学学科及土木工程学科的发展都起到推进作用。我们所要做的,就是在理论联系实际的过程中不断发展新理论、新技术、新方法,然后在实践的过程中去改进及创新,为力学学科、土木工程学科的发展作出贡献。