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前言:隨著全球建筑的不斷發展,人們對建筑的要求也逐漸在提高,一個國家的土木工程建筑也可以反映出國家的經濟發展水平,是一個國家綜合實力的具體體現,所以,我國在大力發展經濟效益的同時,對土木工程的建設也是需要重視的,應該給予最大的支持來不斷發展我國土木工程建設。土木工程結構風場的實際檢測是完善我國土木工程建筑的重要方式,也是新技術開發的技術保障,促進著我國建筑事業的發展。
一、土木工程結構風場的實際檢測過程
1.1高層建筑結構風場的實際檢測
高層建筑由于高度的優勢,使其在風向負荷和風向機理方面的分析就更加容易,也確定了結構風場實際檢測的理論基礎,使土木工程結構風場的實際檢測工作更便于進行。我國高層建筑在高度和柔性方面都具有著很多的優點,對于檢測的效果也比較明顯,可以根據檢測得出的數據直接分析土木工程建筑抗風能力差的原因。在檢測的過程中,當橫向振動發生的頻率增加時,氣體交換的壓力就要變大,土木工程建筑會產生嚴重的共振現象,由于對這種現象的解釋還沒有合理的公式理論基礎,所以,橫向脈動作用的土木工程結構風場檢測主要是依據與檢測的過程和結果來綜合分析的。在土木工程結構風場檢測的過程中,對于高層的建筑來說,檢測人員的經驗對總結檢測的結果是非常重要的,因為沒有明確的理論對檢測的過程以及結果做出定義,就需要檢測人員依據自己的檢測經驗來探索土木工程建筑的技術革新,以及提高土木工程建筑穩定性的措施。高層建筑風壓及風向的共振是為了獲得土木工程建筑在強大風力影響下的結構變化,通過對土木工程結構前后變化的分析,分析土木工程建筑抗風的能力,為提高土木工程建筑的堅固性提供了有效的數據。
1.2低層建筑結構風場的實際檢測
在低層建筑結構風場的實際檢測過程中,通過長期的檢測經驗,使得檢測人員已經掌握了低層建筑結構風場檢測的技術和要求,以及低層建筑結構的檢測機理,了解到低層建筑結構對于防震功能的缺失,通過對風洞和風壓模型的實際測量,在特定的風壓下進行檢測,根據檢測的結果綜合分析土木工程建筑的抗風能力,風洞和風壓模型實際測量的檢測結果是不同的,比較檢測的結果實驗值,找到抗風壓力不同的原因,從而確定具有更高抗風效果的土木工程建筑技術。在對低層建筑結構的全尺和縮尺風洞進行實際的檢測時,要對壓力以及系統的抗風效率進行具體的檢測,比較分析兩個檢測的結果,從而確定平均壓力系數,分析壓力系數對土木工程建筑的影響。通過我國科學家的不斷實踐,已經驗證了低矮建筑在抗風方面的抵抗力,也逐漸對檢測的手法進行著改善,所以,在低層建筑結構風場的實際檢測中,完善檢測系統響應,提高感應抗風系數是非常重要的改善方式,通過技術的革新來加強結構風場的實際檢測效率,不斷提高檢測技術的基礎。
1.3跨度大的橋梁建筑的結構風場實際檢測
在歷史的橋梁建筑中,總是會有橋梁抗風能力差,橋梁受損的現象發生,最大的原因就是對工程建筑的風場檢測不具體造成的,隨著科學技術的不斷進步,橋梁抗風檢測也逐漸在革新,已經建立了有效的理論基礎。橋梁建筑的不斷發展,更多跨度大的橋梁建筑被興建的越來越多,傳統的抗風檢測已經不能滿足大跨度橋梁的檢測,技術逐漸發展為風洞技術的檢測,結合風力的強度,對橋梁工程抗風能力進行檢測。明確確定影響結構振動的因素,以及可能對大跨度橋梁建筑的影響,由于大跨度橋梁檢測的難度非常大,要求在進行健康監控時就檢測抗風的能力,實現全面的維護工作。在進行全尺測量時,要通過風速的檢測來分析大跨度橋梁建設的抗風能力,從而分析出風向風速對橋梁建筑的影響。
1.4跨度大的空間結構建筑的結構風場實際檢測
跨度大的空間結構在建筑上都具有立體的建筑形式,建筑的外形結構也比較復雜,但其投入的建筑資金很少,在結構風場實際檢測的過程中,應結合其建筑的特點,根據空間結構的多邊形以及實體輕等優點來合理的采取檢測的措施。隨著空間結構在建筑類型上的不斷轉變,使其逐漸向著跨度大的建筑類型上靠近,檢測的目標也要隨時做出改動,結合空間結構建筑的建筑特點,實現三維立體的檢測。多變的空間結構建筑的風場分布與跨度大的橋梁建筑是不同的,結構共振的效果也不同,在檢測的過程中,應該結合風壓基本系數進行分析,根據實踐總結的經驗以及低矮建筑抗風能力差等因素,采取有效的檢測方法。空間結構建筑在風壓的影響下,容易產生自激振動,可以利用多通路檢測風壓的方法,來進行實際檢測,根據氣流的反映探索檢測的結果。
二、新技術的開發進展研究
2.1土木工程結構風場實際檢測傳感器的工作狀況
土木工程結構風場的實際檢測主要是依靠傳感器來進行的,通過傳感器的接收和回復,來對土木工程建筑的抗風能力進行分析,從而實現風場實際檢測的過程。隨著我國現代化科學技術的不斷發展,風場實際檢測的傳感器也在不斷的更新,逐漸研制出熱風、電子、三維等傳感儀器,促進了風場實際檢測工作的進展,也使檢測的結果更加的精準。在風場實際檢測的過程中,由于風壓是屬于輕微壓力,很多的自然因素都會對其產生很大的影響,這就使得壓力傳感器得到了廣泛的使用,壓力傳感器可以很敏感的檢測出風向以及風速的變化,能及時的抓住風力對土木工程建筑的影響,加大檢測結果的準確性。根據壓力傳感器的制作原理,還可以應用到很多領域的抗風檢測中,在風壓較大的情況下就需要使用壓電式壓力傳感器來進行抗風的檢測,壓電式壓力傳感器具有不受外界因素影響的優點,壓電系數也比較高,適用于多種建筑類型的土木工程。
2.2不斷改進檢測的方式方法
土木工程建筑的多樣性,也為風場的實際檢測帶來了很多的困難,檢測需要根據實際的建筑要求和特點,進行檢測,需要用到的傳感器也不同,所以,使我國風場的實際檢測工作進展的非常緩慢。風場的實際檢測是掌握檢測經驗以及發現土木工程建筑缺點的具體工作,只有不斷改進檢測的方式方法,才能更好的滿足建筑的要求。通過完善檢測的系統以及提高檢測的技術要求來逐步提高風場的實際檢測工作,完善檢測系統可以及時的發現風場結構的改變以及結構共振的程度,以便于檢測人員掌握有效的數據進行后期的分析,提高檢測技術可以使用先進的數據處理系統以及統計系統,對檢測的數據進行高效的總結和分析,只有通過不斷的探索,風場的實際檢測工作才能持續的提高,檢測的步驟才能更加符合要求。對于抗風能力的檢測基本分為兩種方法,有齊墻埋管式檢測方法和多通路壓力檢測方法,檢測人員可以根據具體的需要采取合適的方法進行檢測,從而不斷探索改進的方案。
2.3新技術開發的具體進展
隨著傳感器的進一步革新,我國風場的實際檢測技術也得到了具體改善,通過傳感器提供的高科技技術,實現了由傳感器監控的檢測環境,嵌入式系統的開發,也使檢測的數據實現智能化的處理,并可以實現通過無線網絡的傳輸把數據輸送到電腦的終端,從而實現數據的長期有效使用,方便檢測工作總結工作的經驗以及對建筑的具體分析。現代化計算機網絡的發展也為風場的實際檢測工作帶來了很多的便利,實現了數據處理零誤差的要求,也加快了處理的時間,為檢測人員的分析工作提供了良好的保障,同時計算機無線網絡的介入,也促進了風場實際檢測工作的進展,使得數據傳輸的過程更加的快捷,實現了高效率的檢測目標。
三、實際檢測土木工程結構風場的重要作用
3.1有利于加強土木工程建筑的堅固性
在土木工程的建筑過程中,一定會存在施工要求不符合標準的現象,這樣會使土木工程建筑的質量下降,通過對土木工程建筑進行結構風場的實際檢測,可以及時的發現土木工程建筑存在的問題,從而制定出有效的方案來避免建筑的損壞。對數據的分析可以發現土木工程建筑的抗風能力,如果抗風能力達不到標準就說明土木工程建筑不能有效的抵抗狂風的打擊,也就是土木工程建筑的牢固性沒有達到標準,根據實際檢測的結果,獲得建筑抗風能力的數據,從而可以制定出有效的方案來加強土木工程建筑的抗風系數。我國土木工程的建筑都是施工工期長,施工環節復雜的建筑,在施工的過程中,施工人員為了提前完成施工任務,往往會疏忽對于土木工程建筑抗風質量的要求,所以,土木工程建筑施工單位一定要做好監督管理的工作,使施工人員可以了解到更加先進的加強建筑穩定性的技術,結合具體的土木工程建筑要求,使建筑達到具有抗風的能力。
3.2有利于土木工程建筑實現防震減災的功能
近年來,我國大量興建土木工程建筑,其最大的原因就是因為災難的多發性,地震等災害的來襲,使我國人民承受著巨大的打擊和損失,也對我國的建筑水平提出了質疑。日本是一個島國,發生地震災害的可能性以及頻率都要比我國大,但是日本建筑的防震效果特別好,極大的減少了災害對人民的影響,這也促進了我國建筑不斷革新的步伐。通過對土木工程建筑進行結構風場的實際檢測來檢測建筑的堅固程度以及是否能實現防震減災的功能,一旦沒有達到這種功能,也能采取有效的措施來彌補,是完善我國土木工程建筑水平的重要措施。建筑施工人員要以提高我國土木工程建筑水平為目標,不斷學習先進的建筑知識和技術,總結建筑經驗,了解我國多結構的土木工程建筑要求,從實際出發,加強保護人民利益以及生命安全的意識,明確知道土木工程建筑在災難發生時所起的重要作用。土木工程建筑的防震功能也為我國減少了很多的經濟損失,有效的減少了災難發生時的人員傷亡。所以,土木工程建筑結構風場的實際檢測工作,一定要落實到實處,檢測人員要認真完成檢測工作,找出土木工程建筑抗風能力差的原因,對數據進行細致的分析,協助施工團隊制定修補的方案,與施工團隊一起為我國土木工程建筑做出貢獻,大力發展我國土木工程建筑。
3.3有利于完善我國土木工程建筑要求
土木工程建筑結構風場實際檢測工作的大力開展,使我國更加注重了土木工程建筑的檢測工作,嚴抓土木工程建筑的質量關。根據檢測的結果可以分析出建筑的水平,有利于施工人員意識到建筑存在的問題,從而完善我國土木工程建筑要求,也有利于提高我國土木工程建筑的施工技術。我國土木工程建筑的水平以及質量是我國綜合建筑的重要體現,施工團隊不符合要求建筑的工程既影響著我國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實現,不能保障我國人民群眾的利益,所以,要想從根本上提高我國土木工程建筑的水平,相關管理部門既要加大對施工隊伍的管理和要求,施工人員之間也要起到監督的作用,施工領導嚴格規范施工工人的行為,對其施工的細節做出明確的指導,加強施工人員提高土木工程建筑水平的意識,只有相關施工人員一起努力,我國土木工程的建筑水平才能逐步提高,更好的與世界先進施工技術接軌。
結語
在土木工程興建的今天,施工隊伍在施工的過程中,要不斷提高自身的施工水平,按照建筑的要求,抓好每個環節的質量,使土木工程建筑達到可以防震減災的效果。在對土木工程建筑進行結構風場的實際檢測時,檢測人員要根據檢測的實際建筑對象,利用傳感器技術來對建筑的抗風能力進行細致全面的檢測,嚴格按照檢測的過程進行檢測,得出檢測數據,對數據進行合理的分析,從而找出我國土木工程建筑還存在的問題和不足。檢測人員也要加大對技術的創新能力,實現更高難度的建筑檢測工作。
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1.基本實踐能力
(1)表達能力。是指學生完成畢業設計(論文)能力、課程演講能力、完成課程論 文能力、文化活動能力、社會交往能力和社會調查能力。
(2)計算機應用能力。是指計算機應用技巧能力、應用土木工程設計軟件能力、應 用工 程項目管理軟件能力、應用土木工程施工管理軟件能力、應用土木工程施工監理軟件能力和 網絡技術應用能力。
(3)外語能力。是指外語交流能力、土木工程專業外語應用能力、工程管理專業外 語應用能力和外文文獻閱讀能力。
2.工程實踐能力
(1)知識積累能力。是指完成專業課程設計能力、課程實習中掌握知識能力、崗位 實訓能力 、認識實習中掌握知識能力、生產實習中掌握知識能力、畢業實習中掌握知識能力、實習過 程中探索性學習能力、工程實際知識的接受能力、工程實踐經驗的積累能力和實習中掌握“ 三新”的能力。
(2)主動實踐能力。指對土木工程實踐問題的質疑能力、對土木工程實踐問題的觀 察能力、解決土木工程實踐問題的能力、土木工程實踐協同工作能力、工程實踐小組領導能 力、深入 工程設計的實踐能力、深入工程施工的實踐能力、探索性工程實踐能力、專業基礎理論的應 用能力和專業課知識應用能力等。
二、土木工程專業學生實踐能力的培養途徑
1.理論課程對學生實踐能力的培養
工程測量與檢測技能應包括工程測量、結構檢測、道路檢測和橋梁檢測等方面的技能。 這些是工程建設過程中,保證工程質量的重要手段和工程技術人員應具備的常規技能。應屆 畢業學生走上工作崗位后,用人單位對畢業生進行考核的首要技能就是工程檢測操作技能。 由于畢業 生畢竟缺乏工程經驗,不能馬上從事管理崗位的工作,因此工程檢測操作技能就成為畢業生 的基 本技能。理論課的教學應該使學生在校期間具備熟練掌握常規的工程檢測操作的理論知 識。同時,在教學中,需要從多個方面加強實踐內容的教學,為提高學生工程測量實際能力 ,奠定堅實的基礎。
工程技術應用技能應包括工程管理、工程施工技術中的新工藝、新技術并能發現工 程常 見技術問題和解決常見技術問題的能力。當畢業生在崗位上工作一段時間后,在熟練掌握工 程檢測操作技能的基礎上,用人單位會將工作優秀者安排在適當的管理崗位上,從事工程技 術的管理工作。這也是用人單位對畢業生的第二階段的考核。必要的施工計劃、合理組織可 行的施工方案,實施過程中有關技術問題的發現和解決,這些是保證工程進度和降低施 工成本的決定因素。
2.實驗課程對學生實踐能力的培養
在土木工程施工中,質量控制離不開建筑材料質量的驗證試驗、混合料的配比試驗、施工 過程中分項工程及分部工程的質量抽檢試驗和交工竣工時的驗收試驗。學生畢業成為工程 技術人員后,這些相關的試驗在工程建設過程中是經常性的、非常重要的工作。學生在校期 間所學的建 筑材料試驗、建筑結構質量監測、道路工程施工質量監測和橋梁工程施工質量檢測等課程都 是實踐性非常強的。在實驗教學過程中,實驗項目應覆蓋工程全過程的的實驗內容,精度要 求要符合工程實際的要求,以此縮短從試驗室到施工現場之間的距離。
根據土木專業的特點,我們把四年的實驗教學作為一個整體來統一考慮,堅持實驗教學四年 不斷線并將土木工程 的封閉實驗室變為開放實驗室,為學生提供便利的實驗條件。大 學一、二年級開展結合工程測量、工程材料、力學等基礎課的實驗教學,幫助學生掌握各種 實驗 設備和儀器的操作,了解實驗環境和實驗室管理,掌握基礎性驗證實驗的基本步驟和數據處 理的方法。大學三年級結合道路、橋梁、混凝土結構、鋼結構等專業基礎課的學習,安排設 計 綜合性實驗、建筑工程檢測試驗、道路檢測與橋梁檢測試驗,由教師提出課題,學生組成小 組設計實驗方案,選擇實驗設備,擬定實驗步驟,完成實驗課題的報告和技術總 結。大學四年級學生進入了專業課學習,結合橋梁工程、砌體結構等專業課的學習,由學生 選擇工程實用性實驗課題,經指導教師推薦,經相關程序審批,由學生獨立完成實驗報告和 技術總結。優秀的實驗成果,學校要給予資助。
3.工程實習對學生實踐能力的培養
實踐教學是土木工程專業教學的重要組成部分,特別是認識實習、生產實習和畢 業實習。
認識實習的目的是增加新生對土木工程專業的感性認識,使其對本專業有一個初步的了 解。首先開設土木工程概論課程,將土木工程概論按專業學科劃分成總論、力學、建筑、巖 土、道路、橋梁、結構、施工、防災等幾個單元,每個單元分別由對此領域的應用、現狀及 發展都了解比較透徹的、在該學科有較深造詣的專家或教授進行講課。在期末的認識實習中 ,讓同學們根據實習的感受,結合上課的內容寫出圖文并茂的實習報告,從而做到理論指導 實踐,提高學生對土木工程專業的感性認識,為學生今后進一步學習專業知識打下了良好的 基礎。
轉貼于
在生產實習、畢業實習中,組織學生參加指導教師的科研、工程技術服務項目。在進行 特殊工程項目的設計和施工中,指導老師聘請工程技術專家結合實際工程中出現的疑難問 題,對學生進行精心指導,培養學生解決實際問題的能力。同時,要讓學生接觸到一些新的 技術問題,并指導學生對新技術問題進行一定的研究,增長學生的知識面。在實習的過程中 ,為學生創造深入施工現場的條件,讓學生真正接觸實踐,親自動手,完成實際項目上的工 程測量、工程試驗、結構檢測、道路檢測和橋梁檢測等方面任務。
三、土木工程專業學生實踐能力的培養方法
1.項目教學法
土木工程專業的畢業生要具有較強的實踐能力,僅靠學生到施工單位實習是遠遠不夠的 ,這就要求教師自始至終地結合專業特點,運用多種實踐性的教學方法來培養和提高學生的 實踐能力。
項目教學法是師生通過共同實施一個完整的生產科研項目而進行教學活動的教學方法。 我校與施工生產單位建立了教學實習基地,項目來自于教學基地。選擇的項目要具有一定的 應用價值,能將某一個教學課題的理論知識和實際技能結合起來,與工程施工企業實際生產 過程有直接的關系;學生有獨立制訂計劃并實施的機會,有明確而具體的成果展示,學生能 自己克服、處理在項目工作中出現的困難和問題;項目工作具有一定難度,要求學生運用新 學習的知識和技能,解決過去從未遇到過的實際問題;學習結束時,教師與施工企業專家共 同評價學生的項目工作成果。
通過項目教學,可以使學生真正做到將理論與實踐相結合。教學與工程實踐相結合,既 提高了理論學習的主動性與積極性,又使得學生通過實際的工作,鍛煉專業技能,提高環境 適應能力和工作能力。
項目教學過程的多樣性使學生不僅具有實踐能力而且具有發展能力,可以隨社會的發展 和職業的不同而不斷提高和發展自己,可以在畢業后以一個熟練技術人員的身份立即進 入社會和工程施工生產領域。這不僅有助于學生的就業選擇,而且可以改變學生的從業觀念 ,有助于畢業生得到社會的認可。
2.實錄案例模擬教學法
開設實錄案例教學課程,可以對畢業班的學生進行實際工程教育。在教學中應用多媒體教室 進行實例教學,利用形象生動的畫面,可以培養學生的學習興趣,提高學生對一些實際問題 的感 性認識。尤其是對于工程測量、工程試驗、結構檢測、道路檢測和橋梁檢測等方面在實習的 過程中沒有接觸到的,或者是目前學校實驗條件不具備的試驗檢測項目,都可以通過多媒體 進行演示。對于工程設計、工程施工新工藝和新技術,發現工程常見技術問 題和解決常見技術問題等方面,學校給予立項,組織部分教師深入工程實際,進行工程全過 程的實錄,采集成影像教材給學生播放,并由教師配合講座,從而使學生掌握施工全過程的 施工工藝。
目前,土木工程專業的工程管理課程的教學,由于教師普遍缺乏施工企業管理實踐 工作經驗,因此造成理論知識與施工企業實踐技能脫節,造成學生也缺乏工程管理實踐學 習。學生的實踐能力和綜合素質的培養需要真實的社會實踐環境。土木工程專業學生不能到 真實的工程管理崗位實習,必然降低畢業生的管理實踐能力。我們采用模擬教學法構建師生 之間的互動平臺,正確引導學生主動、積極地參與工程管理實驗教學,使學生在模擬的工程 管 理崗位上扮演職業角色,聘請有經驗的施工管理企業經理加以指導,這就從根本上彌補了客 觀條 件的不足。為學生提供近似真實的施工企業經營環境,可以全面提升學生職業素質,提高學 生就業能力。
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中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2012)12-0049-02
1998年教育部頒布新的本科專業目錄,其中土木工程專業是由原來的礦井建設、建筑工程、城鎮建設(部分)、交通土建工程、工業設備安裝工程、飯店工程、涉外建筑工程、土木工程等八個專業合并而成。其中的道路與橋梁工程方向是土木工程專業設置的6個專業方向之一。為了適應新形勢下人才培養模式的要求,在“大土木”的框架下,有必要從路橋方向學生工程能力培養入手,確立指導思想,明確培養目標,探討課程改革創新的內容和途徑,全面推動土木工程專業路橋方向課程體系的改革和實踐。
一、課程體系改革的指導思想
土木工程專業路橋方向課程體系改革研究的重點應以確立面向21世紀的人才為培養目標,以培養學生的創新意識,激發學生的個性發展為職責。要求培養的學生能適應科技進步和社會發展需要,基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、有創新精神,掌握現代化科學的管理理論、方法和手段,具有較強的適應性和競爭力。基于以上原因,在課程體系改革中具體體現在對學生的知識要求、能力要求和素質要求三個方面。
(一)知識要求
使學生具有較扎實的自然科學基礎,對工程材料的基本性能、工程測繪與工程制圖的原理和方法、工程結構構件的力學性能和計算原理、工程施工和組織的一般過程、工程管理和技術經濟分析的方法、結構選型和構造的基本知識、結構工程的設計方法以及相關軟件的應用技術均能掌握,同時要求了解本專業的法規、規范與規程,了解本專業科學技術的新發展。
(二)能力要求
使學生具有較強的自學能力,具有綜合應用各種手段(包括外語)查取資料、獲取信息的能力,具有本專業所必需的實驗、測試、計算機應用等技能,獲得土木工程師的基本訓練,具有從事道路與橋梁工程設計、施工、管理、地基處理等領域的工作能力,具有較強的開拓精神,具有一定的創新思維和科研能力。
(三)素質要求
使學生能比較系統地掌握本專業所必需的科學與技術理論知識,具有一定的專業知識、技術知識、經濟知識和管理知識,對本專業學科范圍科學技術的新發展及其動向有所了解,具有較好的文化素質、心理素質以及一定的修養。
二、課程體系改革的基本內容和途徑
(一)課程體系改革的基本內容
按照課程體系改革指導思想的要求,課程體系改革的基本內容有:(1)制定新的培養計劃和教學大綱;(2)了解本專業學科范圍內科學技術的新發展,編寫路橋方向課程體系的教材和教學參考書;(3)對課程體系、教學內容、教學方法、考核辦法進行改革實踐;(4)建立實習基地,對實習、課程設計和畢業設計等實踐性教學進行改革實踐。
(二)課程體系改革的途徑
為了適應社會不斷發展的需要,在課堂教學學時少的情況下,優化課程設置,整合和重組課程內容,改進教學方法,以實現學生在知識、能力和素質上協調發展,適應人才市場的需求。
1.構建課程平臺,明確專業方向。土木工程的范圍非常廣泛,包括土木工程材料、基礎工程、建筑工程、交通土建工程、橋梁港口工程、地下工程、水利水電工程、給水排水工程、土木工程施工、建設項目管理等。土木工程專業各個不同的方向,在基礎力學、工程材料和結構分析等方面具有一定的相通性。為了適應學生就業市場的變化和單位對人才的合理配置要求,為了加強學生的工程能力與素質教育,在大學的前三學年,為土木工程專業學生搭建公共教育平臺(即公共基礎課程、大類學科基礎與專業基礎課程),到第四學年由學生自主選擇不同的專業方向(即專業方向課程),只有這樣培養出的學生才能做到真正的面向企業服務社會。
2.優化課程設置,突出專業特點。在制定土木工程專業培養計劃上,應對課程內容進行優化設置。如將力學類、結構類、施工管理類及工程材料、工程測量課程等分別采用精簡歸并重復性內容,剝離共性理論性內容,重新構建課程等辦法,避免課程的重復。同時,在課程間反復協調的基礎上,修改課程教學大綱,使學科基礎課實現“寬厚”,專業課實現門類多、內容新、學時精和信息量大。只有這樣才能較好地實現土木工程專業的真正方向,較容易地解決“專業口徑寬、學時少”出現的各種矛盾,以滿足學生專業課學習的要求,滿足畢業生在工作中的專業改向、新項目研究或繼續專業學習的要求,為將來在不同的領域發展奠定基礎。
3.提高教師素質,建設特色教材。在教學中,教師既要具有扎實的專業知識,又要積極參與實際工程項目,同時還要進行科學研究,在自我學習提高的同時,有義務將本學科最新的研究成果應用到特色教材的建設中。與教學計劃、教學大綱配套的系列教材是課程體系改革成果的載體和改革得以實現的手段,也是實現培養目標的重要保證。方向課程體系的教材內容應相互協調,緊密結合工程實際,要與教學計劃要求吻合,要有利于培養和提高學生分析問題、解決問題的能力。結合新的應用型人才培養模式的改革與實施,在路橋方向課程體系的改革研究與實踐中,我們編寫出版了《橋梁工程》、《路基路面工程》、《高速公路》、《道路勘測設計》、《土木工程專業路橋方向畢業設計指導》等十幾部教材和教學參考書。
4.緊跟學科發展,培養創新思維。學生專業能力的提高,創新思維是關鍵。為了擴展學生的知識面,我們適當增加了法律、管理、工程經濟和反映本專業新技術的選修課等,例如:《交通工程學》、《公路經濟學》、《公路網規劃》、《道路景觀設計》、《公路測設新技術》、《地鐵與輕軌》、《路面管理系統》、《路基處理技術》、《工程加固技術最新進展》、《道路橋梁檢測新技術》、《midas Civil軟件工程應用》等,努力培養學生的創新思維,滿足企業對創新應用型人才的需要。定期舉辦專題講座,例如:道路工程專題講座和橋梁工程專題講座。為了把握最新道路與橋梁工程知識,定期邀請設計院施工企業、管理部門和科研院所的知名專家舉辦專題講座,讓學生了解目前道橋工程的發展現狀、存在的問題及今后的發展方向,讓學生了解最新的管理方法、新穎的設計方案、成熟的施工經驗、成功的工程案例和最新的檢測設備和技術。
5.注重實踐教學,加強應用能力。為了全面培養學生的實踐能力和工程能力,提高學生的專業素質,我們有實驗課、工地實習、課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計和課外科技創新等實踐性教學環節,使學生逐步確立工程結構意識。根據課程的特點,對體現專業內容的實驗,在適當增加實踐教學學時的同時,由實驗指導教師根據內容對實驗小組的每位同學進行現場提問考核,重點考核實驗的步驟、環節,確保人人會做。實驗后學生要上交一份內容詳細的實驗報告。充分利用校外的實踐教學資源,選擇央企、大型國有或民營企業,由專業教師帶領學生到工地實習。時間視工程情況而定,一般在6周時間。首先,邀請工地的技術人員給學生介紹工程概況,然后,在技術人員的帶領下分成若干個小組進行現場參觀,技術人員講解技術要求,最后,學生根據所見所聞向技術人員提問。實習期間,學生在工地現場由技術人員安排工作,專業教師協調管理。實習后學生要上交一份圖文并茂的實習報告。對專業課程設置的課程設計,例如:《橋梁工程》、《道路勘測設計》和《路基路面工程》等均設置1周時間的課程設計。教師列出主要參考資料,引導學生逐步分析基礎資料、認真討論不同的方案。在結構計算中,首先要求學生必須明確工程結構概念,再結合具體設計內容,引導學生重視結構構造問題,并按規范要求認真。設計后,學生要上交一本計算書和施工圖。為了加深學生對橋梁結構的了解,熟悉各種橋梁結構形式、構件構造特點及傳力特點,給出要求,讓學生采用最簡單的材料,自己動手制作模型。通過做模型參加競賽,使學生加深對各種橋梁結構形式構造的了解,讓復雜的理論知識感性化,同時也培養學生團結協作的精神,增進同學間的感情。
6.改革考核方法,挖掘學生潛力。學生成績考核的本身,對教學改革有著明確的指導意義。學生成績的考核包括:理論考試、課程設計考核、實驗考核、實習考核、畢業設計考核及參加相關科技活動情況等部分。根據培養內容學分績點的不同,在考核形式上采用閉卷考試、開卷考試、綜合測試、大作業、命題論文、實習報告等多種形式。在考核內容上力求體現出學生掌握基本知識、理解重點知識、靈活運用綜合知識的能力。這種考核辦法改變了以前學生應付考試、死記硬背書本知識的尷尬局面,激發了學生學習的熱情,充分挖掘其潛力,使學生變被動學習為主動。
通過課程體系改革的研究與實踐,我們深刻認識到,教學改革要服務于社會,要努力培養學生的創新意識,提高學生的工程應用能力,使學生真正具備較強的市場適應性和競爭力,以實現滿足社會對人才的需求。
參考文獻:
[1]賈萍,呂恒林等.土木工程專業方向課程教學研究與
改革[J].高等建筑教育,2010,(2).
[2]李杰,李娜.交通土建方向課程體系與教學內容改革探
索[J].高等建筑教育,2010,(2).
[3]馬慧彪,李強.土木工程專業課程體系與實踐教學改革
3、主要實踐性教學環節:包括工程制圖、認識實習、測量實習、工程地質實習、專業實習或生產實習、結構課程設計、畢業設計或畢業論文等,一般安排40周左右。
課程體系改革的基本內容按照課程體系改革指導思想的要求,課程體系改革的基本內容有:(1)制定新的培養計劃和教學大綱;(2)了解本專業學科范圍內科學技術的新發展,編寫路橋方向課程體系的教材和教學參考書;(3)對課程體系、教學內容、教學方法、考核辦法進行改革實踐;(4)建立實習基地,對實習、課程設計和畢業設計等實踐性教學進行改革實踐。課程體系改革的途徑為了適應社會不斷發展的需要,在課堂教學學時少的情況下,優化課程設置,整合和重組課程內容,改進教學方法,以實現學生在知識、能力和素質上協調發展,適應人才市場的需求。1.構建課程平臺,明確專業方向。土木工程的范圍非常廣泛,包括土木工程材料、基礎工程、建筑工程、交通土建工程、橋梁港口工程、地下工程、水利水電工程、給水排水工程、土木工程施工、建設項目管理等。土木工程專業各個不同的方向,在基礎力學、工程材料和結構分析等方面具有一定的相通性。為了適應學生就業市場的變化和單位對人才的合理配置要求,為了加強學生的工程能力與素質教育,在大學的前三學年,為土木工程專業學生搭建公共教育平臺(即公共基礎課程、大類學科基礎與專業基礎課程),到第四學年由學生自主選擇不同的專業方向(即專業方向課程),只有這樣培養出的學生才能做到真正的面向企業﹑服務社會。2.優化課程設置,突出專業特點。在制定土木工程專業培養計劃上,應對課程內容進行優化設置。如將力學類、結構類、施工管理類及工程材料、工程測量課程等分別采用精簡歸并重復性內容,剝離共性理論性內容,重新構建課程等辦法,避免課程的重復。同時,在課程間反復協調的基礎上,修改課程教學大綱,使學科基礎課實現“寬厚”,專業課實現門類多、內容新、學時精和信息量大。只有這樣才能較好地實現土木工程專業的真正方向,較容易地解決“專業口徑寬、學時少”出現的各種矛盾,以滿足學生專業課學習的要求,滿足畢業生在工作中的專業改向、新項目研究或繼續專業學習的要求,為將來在不同的領域發展奠定基礎。
提高教師素質,建設特色教材。在教學中,教師既要具有扎實的專業知識,又要積極參與實際工程項目,同時還要進行科學研究,在自我學習提高的同時,有義務將本學科最新的研究成果應用到特色教材的建設中。與教學計劃、教學大綱配套的系列教材是課程體系改革成果的載體和改革得以實現的手段,也是實現培養目標的重要保證。方向課程體系的教材內容應相互協調,緊密結合工程實際,要與教學計劃要求吻合,要有利于培養和提高學生分析問題、解決問題的能力。結合新的應用型人才培養模式的改革與實施,在路橋方向課程體系的改革研究與實踐中,我們編寫出版了《橋梁工程》、《路基路面工程》、《高速公路》、《道路勘測設計》、《土木工程專業路橋方向畢業設計指導》等十幾部教材和教學參考書。緊跟學科發展,培養創新思維。學生專業能力的提高,創新思維是關鍵。為了擴展學生的知識面,我們適當增加了法律、管理、工程經濟和反映本專業新技術的選修課等,例如:《交通工程學》、《公路經濟學》、《公路網規劃》、《道路景觀設計》、《公路測設新技術》、《地鐵與輕軌》、《路面管理系統》、《路基處理技術》、《工程加固技術最新進展》、《道路橋梁檢測新技術》、《midasCivil軟件工程應用》等,努力培養學生的創新思維,滿足企業對創新應用型人才的需要。定期舉辦專題講座,例如:道路工程專題講座和橋梁工程專題講座。為了把握最新道路與橋梁工程知識,定期邀請設計院﹑施工企業、管理部門和科研院所的知名專家舉辦專題講座,讓學生了解目前道橋工程的發展現狀、存在的問題及今后的發展方向,讓學生了解最新的管理方法、新穎的設計方案、成熟的施工經驗、成功的工程案例和最新的檢測設備和技術。注重實踐教學,加強應用能力。為了全面培養學生的實踐能力和工程能力,提高學生的專業素質,我們有實驗課、工地實習、課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計和課外科技創新等實踐性教學環節,使學生逐步確立工程結構意識。根據課程的特點,對體現專業內容的實驗,在適當增加實踐教學學時的同時,由實驗指導教師根據內容對實驗小組的每位同學進行現場提問考核,重點考核實驗的步驟、環節,確保人人會做。實驗后學生要上交一份內容詳細的實驗報告。充分利用校外的實踐教學資源,選擇央企、大型國有或民營企業,由專業教師帶領學生到工地實習。時間視工程情況而定,一般在6周時間。首先,邀請工地的技術人員給學生介紹工程概況,然后,在技術人員的帶領下分成若干個小組進行現場參觀,技術人員講解技術要求,最后,學生根據所見所聞向技術人員提問。實習期間,學生在工地現場由技術人員安排工作,專業教師協調管理。
實習后學生要上交一份圖文并茂的實習報告。對專業課程設置的課程設計,例如:《橋梁工程》、《道路勘測設計》和《路基路面工程》等均設置1周時間的課程設計。教師列出主要參考資料,引導學生逐步分析基礎資料、認真討論不同的方案。在結構計算中,首先要求學生必須明確工程結構概念,再結合具體設計內容,引導學生重視結構構造問題,并按規范要求認真。設計后,學生要上交一本計算書和施工圖。為了加深學生對橋梁結構的了解,熟悉各種橋梁結構形式、構件構造特點及傳力特點,給出要求,讓學生采用最簡單的材料,自己動手制作模型。通過做模型參加競賽,使學生加深對各種橋梁結構形式構造的了解,讓復雜的理論知識感性化,同時也培養學生團結協作的精神,增進同學間的感情。6.改革考核方法,挖掘學生潛力。學生成績考核的本身,對教學改革有著明確的指導意義。學生成績的考核包括:理論考試、課程設計考核、實驗考核、實習考核、畢業設計考核及參加相關科技活動情況等部分。根據培養內容學分績點的不同,在考核形式上采用閉卷考試、開卷考試、綜合測試、大作業、命題論文、實習報告等多種形式。在考核內容上力求體現出學生掌握基本知識、理解重點知識、靈活運用綜合知識的能力。這種考核辦法改變了以前學生應付考試、死記硬背書本知識的尷尬局面,激發了學生學習的熱情,充分挖掘其潛力,使學生變被動學習為主動。通過課程體系改革的研究與實踐,我們深刻認識到,教學改革要服務于社會,要努力培養學生的創新意識,提高學生的工程應用能力,使學生真正具備較強的市場適應性和競爭力,以實現滿足社會對人才的需求。
作者:趙青 單位:安徽建筑工業學院
以南京為例,南京理工科院校中開設了土木工程專業路橋方向的高校較多,這些院校中大部分都購買了相應的土木工程方面的軟件,如PKPM結構設計軟件,魯班造價類軟件,廣聯達造價類軟件,為了滿足學士學位授予權評審要求,因此也建立了相應的專業機房,但是專門開設的有軟件應用系列課程的并不多,專業機房的利用率也并不是很高,主要是用于課程設計和畢業設計/畢業論文階段的集中實踐環節教學。民辦院校和高職高專、大專院校中對于軟件技術應用的課程,開設的相對較多。這樣有利于學生在校階段就能充分接受和社會上需求一致的軟件操作訓練,從而為日后走上工作崗位做好鋪墊。
1.2可開設專業軟件技術應用的課程
土木工程路橋方向可開設軟件技術應用的課程很多,根據市場需求情況,主要有以下幾類。
1.2.1道路橋梁方向設計類課程
路橋類可開設軟件應用的課程主要有:道路勘測設計,橋梁工程,路基路面工程,專業軟件具體又分道路和橋梁計算機輔助設計軟件系統兩種類型。目前國際主流道路輔助設計軟件主要有:CARD/1,Bently,Civil3D。國內常見的道路輔助設計軟件主要有:緯地三維道路設計系統,路線大師,EICAD,海地,天正市政道路,鴻業市政道路及路面結構HTDS2003。國內常見的橋梁輔助設計軟件主要有:橋梁博士,橋梁大師,橋梁通等等。
1.2.2道路橋梁施工組織及造價類課程
工程施工組織及工程造價類可開設軟件應用的課程主要有:土木工程施工,建設工程造價,工程造價管理,工程合同管理,工程招投標等課程。專業軟件主要有:同望公路造價軟件、海德縱橫公路工程造價軟件、廣聯達系列軟件、上海魯班系列軟件、清華斯維爾系列軟件、神機妙算軟件、南京未來清單軟件等等。
1.3存在的問題及原因分析
社會上存在的工程類軟件如此之多,各個地區及企業的實際情況不同,對軟件的購買也不一樣。各大高校對于軟件的購買以及開設相關課程,也是針對學生就業市場需求,以及學校年度設備采購計劃而定。對于高校中,要熟練地掌握這些軟件需要學生在課后花費較多的時間去練習,而這往往是很多學生不愿做的,只要教師不作硬性規定或要求,主動學習和應用這些軟件的學生鳳毛麟角。因此,直到大學畢業,真正能夠掌握或部分掌握這些軟件的學生極少[3]。鑒于以上的情況,高校路橋方向開設軟件信息技術類課程,主要還存在著以下幾方面問題。
1.3.1現有軟件開發合作不理想
現有軟件開發缺乏統一部門的管理,從而導致很多軟件功能基本相同,只是適用地區不一樣。同時,很多軟件公司里面的員工大多數是計算機等專業出身,對工程實際并不很熟悉,從而設計開發出來的軟件,在處理真正的工程實際時,會產生一些偏差。
1.3.2教學資源及人才的缺乏
各大高校中的教師,絕大部分是本科—碩士—博士畢業而來,教學經驗雖然非常豐富,實際工程經驗相對較差,因此教學缺乏與工程實際接軌。
1.3.3學生的主動學習意識還不強
學生在校階段的學習時間非常有限,對于軟件應用類的課程,必須要求學習者經常上機操作,熟能生巧,應用軟件來解決實際工程圖紙中的問題,這樣,軟件應用能力才能不斷得到提高。
1.3.4地區行業標準相對獨立
由于不同的地區有不同的建筑行業標準,這就使得教師在訓練學生軟件操作時,必須選擇采用某一個省份的地區定額作為教學需求,很多教師都是選擇學校所在地的省份的定額,但學生來自全國各地,因此,當學生畢業后如果回到家鄉,對于工程軟件部分就必須按照工程所在地的操作來進行。
2提高專業軟件化程度的措施
2.1高校方面
1)高校工程管理專業編制教學計劃的時候,就應該充分考慮,在滿足學生修滿學分,不額外增加學生學習壓力的前提下,開設專門的軟件應用課程,而不是僅僅在課程設計或畢業設計的時候集中培訓。2)對于軟件的選擇,高校在購買軟件的時候,要充分考慮市場對軟件的評價或用戶的多少,而不能單純考慮價格,盡量購買專業方向的主流軟件。我校在充分調研論證的基礎上,先后購買了有關專業軟件。如天正建筑CAD、魯班系列軟件、PKPM系列軟件,EICAD,橋梁博士。為我院土木工程專業路橋方向學生全面提高計算機專業軟件應用能力和水平,實現理論與應用有機結合,路橋方向應用型實踐教學體系改革奠定了基礎。3)機房的管理。專業教研室應建立自己的專業機房,同時配備專業的維護人員。4)教師培訓。學校應鼓勵教師參加各種軟件培訓,然后服務于教學。5)積極參加各種軟件開發商舉辦的高等院校軟件競賽。目的不是在于獲得獎勵,主要是能和其他兄弟院校的學生同臺競爭,從而找出自己的差距。6)校企共建“雙師”結構的實踐教學團隊。通過引進、培養補充緊缺專業人才,加強專業帶頭人培養和骨干教師隊伍建設,強化“雙師結構”教師隊伍建設。7)加強實習基地建設,提高生產實習、畢業實習和畢業設計水平。
2.2學生方面
1)鼓勵學生認真學習路橋方向各種軟件,而不是僅僅為了應付考試,因此,對于軟件課程的考核,不應采取課堂考試的形式,可采取機房上機考試,或者布置大作業的形式,讓學生充分思考后獨立完成,才能達到應有的教學效果。目前,計算機輔助設計已廣泛應用于土木工程領域,在畢業設計中加入計算機輔助設計的內容,是提高畢業設計質量與學生計算機應用能力的重要途徑[4]。我院根據教改項目的構思,在畢業設計中加入了專業軟件應用。目前已經在2013,2014屆畢業設計中實施,同時計劃在往后的畢業設計中進一步加大專業軟件的應用。通過畢業設計環節的鍛煉,學生專業軟件應用能力得到很大提高。2)學工部組織成立軟件應用興趣小組或社團,讓學生充分了解軟件信息后,才會更認真的學習。3)鼓勵學生報名參加各種軟件競賽,走出校園,了解其他兄弟院校的同學情況。同時,對于獲獎的學生,應給予表彰。
作者簡介:梁曉飛(1978-),女,吉林九臺人,山東理工大學建筑工程學院,講師;師郡(1966-),男,山東淄博人,山東理工大學建筑工程學院,教授。(山東 淄博 255049)
基金項目:本文系山東理工大學校級教學研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)13-0114-02
根據高等學校土木工程本科指導性專業規范的要求,高校要以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心,重構課程體系和優化教學內容。[1]“橋梁工程”課程作為道路與橋梁工程方向的專業核心課程,是一門實踐與理論并重的專業技術課,能體現材料力學、結構力學、結構設計原理等專業技術基礎課在橋梁工程中的綜合應用,其教學效果將直接影響到人才的培養質量,因此對其進行教學改革具有重要的現實意義。
CDIO是當前國內外先進的教育教學理念,CDIO即構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)、運作(Operate),它注重學生工程基礎知識、實踐能力、團隊能力和工程系統能力的培養。[2-3]“橋梁工程”課程改革以CDIO工程教育理念和高等學校土木工程本科指導性專業規范為指導,整合課程體系、優化教學內容、改進教學方法、調整學生考核方式,使本課程教學適應行業發展的需要,為本專業培養創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師搭建平臺。
一、課程教學改革背景
“橋梁工程”課程內容多、概念多、構造要求多、計算多、規范條文多、涉及到前期課程多,實踐性、綜合性強,學生在缺乏實際工程經驗的情況下,難于掌握。教學形式單一,主要以灌輸式和知識傳授為主,忽視了學生在課程中的主體作用,使得學生缺乏自主學習的積極性。
受到“厚基礎,寬口徑”人才培養理念的影響,學校開設的課程要求多樣化,重視自然科學知識和人文社會科學知識,突出英語教學和計算機技術應用,因此,在專業總的授課學時不能變更的前提下,專業課程的授課學時就被大幅度精簡。鑒于授課學時有限,本課程的授課內容著重講授簡支梁橋和拱橋的構造與計算,對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、混凝土斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁則以簡介兼自學為主,這種授課安排與我國迅速發展的橋梁建設事業不相適應。“橋梁工程”教學既要重視基本理論、基本方法和基本技能的培養,更應該重視新橋型、新技術、新材料和新方法在橋梁工程中的應用。
長期以來,“橋梁工程”課程的教學模式主要是課堂教學+1周課程設計+2周生產實習。實習時間較短,學生在實習中多為靜態的參觀。因橋梁建設周期較長,認識實習只能了解其中的部分工程或某個工序,無法全面了解整個設計、施工過程,更無法參與其中,達到理論與實踐相結合的實習目的。對此,學生普遍反映所學的理論知識無法在生產實習中應用,對于橋梁建設從設計到施工的全過程沒有清晰的思路。橋梁工程的課程設計在手算的前提下,設計的橋型被限定在混凝土簡支橋,這也顯然是遠遠落后于橋梁建設發展需求的。
二、教學改革思路
山東理工大學(以下簡稱“我校”)以往6屆道路與橋梁方向畢業的本科生就業情況如圖1所示,可以看出我校輸送出的學生接近80%在施工、監理、管理等部門就業,繼續深造學業和在設計單位工作的僅占17%。由此可知,“橋梁工程”課程的改革目標應該集中在培養學生從事橋梁工程技術及管理工作的基本能力和社會急需的實踐能力上。其總體思路是以實際工程為背景,以工程技術為主線,改革課程體系、知識學習方式、考核方式和評價標準,加強實踐教學及能力培養方式等關鍵環節,提高學生的工程意識和工程實踐能力,培養出創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師。
三、課程改革的具體措施
1.基礎教學
選用國家規劃教材,以“精、寬、新”的理念整合教學內容。精:以一種橋型的橋梁建設過程為主線,由點到面、深入淺出把繁雜的內容講活、講透,使學生舉一反三,即可對其他結構形式采用粗講。建立以“學生為主體,以教師為主導”的教學模式,將工程實例(最基礎的混凝土梁橋、拱橋)引入課程教學。通過實施一個完整的項目來組織教學活動,采用類似科學研究與實踐的方法,促進學生主動學習。具體做法是將5~6名學生分成一個小組,給每個小組下發一份既有實際工程的設計圖紙,抓住橋梁建設過程主線,講授橋梁設計基本原則、平縱橫斷面設計內容、橋梁建設程序和方案比選、橋梁上的作用、橋面布置與構造、上部結構的設計計算、支座、下部結構的設計計算和施工技術。對其他結構類型橋梁則以課上簡介課下大作業的方式學習。寬:采用國家新標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62-2004)教學,對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁進行類比性、歸納性講解,使學生適應我國迅速發展的橋梁建設事業。新:利用三維動畫模擬、電視錄像片和紀錄片等教學手段,把本專業最新動態和發展、科研成果、施工技術引進課堂,拓寬學生視野。
依據CDIO教學模式,實施多樣化教學方法。
(1)引導性教學和自主性學習相結合。樹立學生為主體的教學思想,組建學習小組,開展課堂互助討論教學,隨著課程進展預留聯系工程實例的“大作業”,這些“大作業”可以是課程的重點難點、行業的動態或綜合性的知識,作業以小組提交。這種教學方法能調動學生學習的主動性,增加學生之間的相互交流,在鍛煉學生的獨立分析能力的同時加強團隊合作精神培養,以課外補課內來提高教學效果。
(2)項目教學法教學。教學全過程中充分突出實踐、強化應用,以實際工程項目為背景,將行業規范、現場案例、施工圖紙和錄像融入教學,培養學生的工程素質和工程能力。
(3)網絡化和信息化教學。通過課程網站建立網上互動平臺,學生可以在網站上查看并下載教學大綱、教學課件、各章習題、課程設計的任務書和指導書、工程實例、行業動態等,也可以在網站上留下自己的心得和疑問,由師生進行開放性討論,從而提高學生的學習自主性。
2.實踐教學
基于應用型土木工程人才培養目標的定位特點,構建以能力培養為核心,多模塊、相對獨立、相互銜接的實踐教學體系,該體系由計算機輔助設計軟件學習、課程設計、模型制作、專題講座和認識實習等部分組成。
鼓勵并引導學生使用橋梁博士、橋梁通等橋梁工程計算機輔助設計軟件,改變課程設計、畢業設計完全手算及手工繪圖的現狀,邀請設計院技術負責骨干進行專題講座,依托實際工程進行課程設計,在“做中學,做中教”,培養學生的工程設計能力。[4]利用課程設計的成果,以學習小組為單位按比例制作橋梁的上部結構模型,結合工程已有的其他部分圖紙補充下部結構、支座、橋面鋪裝、欄桿、排水和照明完成全橋模型。在建造過程中,要求嚴格按照設計圖紙施工,不能隨意變更設計,在課程結束時提交實體模型和設計說明書,利用PPT演示建橋的全過程并對成果進行答辯,通過熟悉設計圖紙課程設計制作模型成果答辯使理論知識具體化、實體化,不知不覺中培養學生的工程能力。
3.考核方法
為鼓勵學生個性化發展,打破應試教育的桎梏,采取多元化考核模式,在強調測試理論知識的同時注重工程實踐能力和工程設計能力的評價與考核。在考核方式上,采用閉卷筆試、小論文、大作業、模型制作、答辯、互評、自評相結合的形式。
4.課程教學體系建設
畢業設計是教學過程最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節,要求學生綜合應用所學各種理論知識和技能。橋梁工程課程的改革建立的“課堂教學、課程設計、認識實習”三元一體模式實質上是對畢業設計環節的基本訓練,因此改革后的橋梁工程教學模式可和其他教學環節構成如圖2所示的教學體系。
四、橋梁工程課程改革效果
經過兩級六個自然班的課程實踐,橋梁工程課程改革取得了顯著的成效,主要表現在:
第一,構建了以學生工程能力培養為主線,分層次(基礎教學課程設計橋梁模型)、多模塊(認識實習—課程教學—專題講座—畢業設計)、全過程、遞進式的實踐教學課程體系,通過連續漸進的典型工程項目設計,培養學生的工程素質、工程能力和設計能力。
第二,實施多元化考核評價方式,增加小組討論、大作業、模型制作、答辯等環節,激發了學生學習主動性,提高了學生學習能力、研究能力和工程實踐能力。在后續的生產實習中,教學培養基地企業反映該批次學生較之往屆“上手快,操作能力強”。
第三,課程設計和畢業設計成果質量提高顯著。將項目教學法納入課程,使學生對現行規范的把握、識圖、畫圖能力加強,將計算機輔助設計軟件應用于設計驗算,在內容難度加大的情況下學生的成績沒有出現下降趨勢。
五、結語
“橋梁工程”課程教學改革以實際工程為背景,以工程技術為主線,完成了課程體系、知識學習方式和考核方式的革新,兩屆學生實踐的良好效果證明本次教改構建的分層次、多模塊、全過程、遞進式教學課程體系能夠加強學生實踐教學及能力培養,提高學生的工程意識、工程素養和工程實踐能力。
參考文獻:
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一、路橋行業改革對路橋專業人才培養帶來的影響
我國道路橋梁行業的發展,對交通土建類專業人才的培養帶來很大的影響,主要表現在以下幾個方面:
(1)施工企業結構調整,特別是近10年來,施工企業已劃分為3個結構層次:總承包企業、專業承包企業及勞務企業。由于行業的結構調整,施工行業對人才的培養要求也發生了相應的變化,對行業內部分施工企業的調研表明:交通土建專業畢業生的主要就業對象是大中型總承包企業和專業承包企業,從事施工現場技術和管理工作,施工企業在承擔工程中的多樣性,決定高校學生必須了解和掌握土木專業中相關專業方向的初步知識。
(2)施工行業同其他行業一樣,改制為有限公司,企業的改制對人才的培養提出了新的要求,其企業為了減少運行成本,提高生產效率,必然要求企業的工程技術人員一專多能,對應這種要求,土木專業學生除了要強化本專業施工和管理能力外,對其他專業方向也應有一定的了解,才能適應企業發展和需要。
(3)交通土建行業執業準入制的實施。執業準入制包括執業注冊制度和崗位資格證書。比如,注冊建造師執業資格考試中,其業務范圍較寬,具體包含建筑、給排水、水利水電、市政、道路橋梁、園林綠化工程等。由此可見,對于從事工程施工的畢業生,除了要求主修某個專業方向外,對其他專業方向也必須有所了解,以適應施工行業的執業準入制的要求。
(4)現代交通事業的科學性、社會性、實踐性、創新性、復雜性等特點隨經濟的飛速發展更加突出,縱觀近幾年道橋專業本科畢業生的就業情況,不難發現,很多畢業生走上工作崗位后,難以勝任一些道路專業方面的工作,要做到獨擋一面還需要一段比較長的時間。因此,為了給社會培養出更多具有較強實踐工作能力的本科人才,我們有必要對道橋專業的課程體系和實踐教學進行改革。
二、土木工程路橋專業課程體系的構建
結合土木工程專業評估的要求,結合土木工程專業發展方向,并考慮我校冶金背景濃厚的特點及土木工程專業自身的師資結構和專業優勢,為提高高等教育質量,對土木工程專業交通土建課程體系進行了全面改革。
在對土木專業往屆畢業生和建設單位進行調研分析的基礎上,進一步明確土木工程專業人才培養的目標。征求了校內、外實踐教學基地專家的意見和建議,進一步明確了我校土木工程(交通土建)專業的培養理念:在實踐性、綜合性、創新性等現代教育理念指導下培養大批能綜合運用現代科學理論和技術手段,懂經營、會管理,有較強動手能力的高素質人才。突出理論與實踐并重的教學過程,突出和強化以人為本、產學研結合的育人特色,將素質教育貫穿于理論教學和實踐教學之中。提供不同層次的選修課,同時開設注冊師考試系列課程,將執業注冊制度與課程教學緊密結合起來,選修課學分達2分,占課內學時比例17%,占總學分比例15%,有利于學生個性的發展以及創新能力和實踐能力的培養。
課程體系以工程理論和工程實踐教育為核心,按照基礎知識、專業知識、實踐能力培養3個層次來構建,如圖1所示。
基礎知識中,數學、外語、計算機能力、工程力學、建筑制圖、荷載與結構設計方法、結構力學等知識是土木專業的學科基礎。
專業知識:開設結構設計原理、道路設計、橋梁設計等課程。其中結構設計原理課程是將建筑結構設計和橋梁設計的共同基礎內容提取出來,包括各類基本構件的受力性能、承載力等,這部分具有共性的內容形成知識模塊,達到了課程體系整體優化的目的,又構成較寬的結構設計知識平臺。另外,在專業選修課中,除了設置交通土建方面的專業選修課之外,特別還設置了土木專業結構工程和巖土工程方面的選修課程,以利于學生根據自身的興趣拓寬學生的就業面,以實現在有限的學時內培養專業性強、適應面更寬的人才。
實踐能力培養,包括制圖、實驗、實習,綜合性課程設計、畢業設計等環節。特別是綜合性課程設計,它在立體式實踐教學體系中起“承上啟下”作用,有利于培養學生的工程與創新能力。此外生產實習開設的第七學期,鼓勵任課教師進行選修課考試考核方法改革,將有能力的學生的生產實習延長至半年,畢業實習、畢業設計結合就業逐步在工程一線進行,鼓勵學生赴校外進行畢業設計,學生在工地進行施工組織設計、工程概預算等工程實踐鍛煉,以達到技術硬,管理能力強,綜合素質高的目標。
三、土木工程專業成組課建設
按照強施工、能設計、懂管理的應用型人才理念,優化課程體系,并與國家執業注冊制度相協調,為學生的就業、擇業和發展奠定基礎。對學科基礎平臺課、專業基礎平臺課程分5個成組課模塊進行優化整合,突出教學內容的實踐性和綜合性。
基礎模塊:道路工程制圖與CAD、土木工程概論
力學模塊:土木工程力學、結構力學、土力學、水力學
專業基礎模塊:道路建筑材料、結構設計原理
設計基礎模塊:道路勘測設計、路基路面工程、橋梁工程、基礎工程,公路小橋涵設計
施工管理模塊:道路工程測量、道路施工、橋梁施工、施工組織設計和工程造價
素質拓展模塊:注冊建造師或注冊造價師相關課程
基礎模塊培養學生的道路工程基本知識和工程制圖能力,力學模塊培養學生的工程力學基礎。專業基礎模塊和設計基礎模塊培養學生的結構知識、道路工程理論和設計能力,使學生初步達到“能設計”。施工管理模塊培養學生的強施工、懂管理的基本知識和技能。素質拓展模塊有利于學生盡早適應建筑市場的大環境。
對于專業課模塊,分別確立核心課程進行課程建設,突出應用能力的培養。學生在專業課學習階段,在學習自身專業課模塊的基礎上,還要求學生根據各自的個人興趣和將來的就業去向,從結構和巖土方向的課程模塊中選擇課程作為選修課,從而拓寬其知識面,使學生畢業后既能勝任相應專業方向的工作和學習,又能了解其他專業方向的特點。
四、土木工程專業實踐教學模式改革
加強實踐教學環節、突出應用型人才培養。建立穩定的校內外實習基地,聘請部分有實踐經驗的專業工程師任兼職教師,與企業建立固定的產學合作機制。
將注重培養學生的工程管理能力和在工程實踐中的創新思維和技術革新作為改革的中心課題。堅持產學研相結合的原則,采取4層次立體式實踐教學模式,如圖3所示。
第l層次:基本的動手能力,包括認識實習、道路工程制圖和CAD、測量實習等。在大一學年和大二學年進行。
第2層次:專項能力訓練,包括道路建筑材料材料實驗、土木工程力學實驗、土力學實驗。在大二學年和大三學年進行。
第3層次:工程應用能力的全面訓練,包括路橋試驗檢測、生產實習、課程設計等。在大三學年和短三學期進行。
第4層次:綜合能力訓練,包括新技術專題課題、綜合性課程設計、畢業實習和畢業設計等。
交通土建綜合性課程設計包括:結構設計原理課程設計、道路勘測課程設計、路基路面課程設計、鋼筋混凝土橋梁課程設計。
工程管理綜合性課程設計包括:道路與橋梁施工組織設計、道路工程概預算編制。
同時加大校內外實習基地的建設力度,為培養高級應用型人才創建了良好的實踐教學平臺。
五、結語
學校的發展需要綜合考慮自身特點和優勢方向,制定適當的人才培養計劃,為社會和施工一線單位的高級應用型人才。所以,必須根據其自身的具體情況,揚長避短,堅持科學發展觀,制定自身的生源、地域、需求等發展戰略,力爭培養出一批能扎根工程一線高級應用型人才。
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中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)36-0192-03
《土木工程概論》課程是土建類各專業的一門非常重要的職業基礎課程,在整個課程的設置體系中起著先導和啟蒙作用,肩負著把完全不具備專業知識的學生引入到土木工程行業的大門,使學生從綜合教育跨入到土木建筑專業教育的重任。通過《土木工程概論》課程的學習,可以使學生了解土木工程行業的基本情況,了解土木工程行業在整個國民經濟中的地位和作用,從而激發學生學習專業課程的興趣,樹立專業思想,為學生學習后續專業基礎課和專業技能課程理清思路,指明方向。因此,《土木工程概論》課程在整個土建類專業的教學中具有非常重要的現實意義。
一、《土木工程概論》課程的主要特點
《土木工程概論》課程主要講授土木工程的各個層面的知識和內容,較為詳盡地介紹了土木工程各個分支學科所涉及的主要內容和知識,其課程的主要特點如下。
1.課程內容范圍廣泛。《土木工程概論》課程的內容非常廣泛,其涉及的教學內容囊括了土木工程專業的所有領域,甚至包括了土木工程專業的許多相關課程的教學內容[1]。由于土木工程概論課程為土木工程專業的引導課程,編寫《土木工程概論》課程教材者往往在教材編寫時涵蓋的內容非常寬廣,但知識點的內容卻非常淺顯,很多內容如基礎工程、港口工程、交通工程、建筑材料等在內容的安排上基本上都是點到為止。因此,在《土木工程概論》課程的教學過程中如何有效地取舍教材內容,是每位任課教師所面臨的主要問題。
2.教學內容以理論實踐相結合為主。《土木工程概論》課程涉及的教學內容雖然淺顯,但與工程實際聯系又非常密切,教材內容應該以工程案例為切入點,全面展示土木工程的經濟技術、建筑風貌和所采用的新型建筑材料,以及土木工程中常見問題的處理方法,從而適度地拓展學生的視野,為學生了解專業、學習專業知識以及確定學習目標和方向奠定了一定的基礎。
3.教學內容需要不斷更新和補充。《土木工程概論》課程所涉及到的課程內容往往與現有的工程實際緊密相關,隨著我國經濟的快速發展,建筑行業的不斷壯大,我國的建筑業得到了前所未有的發展,但《土木工程概論》課程的教材在很長一段時間內卻不能如建筑工程的發展一樣快速進行更新,導致很多內容滯后于工程實際。如出現在許多教材中的世界排名第一高樓:臺北101大樓,現早已被迪拜的迪拜塔所超越。教材內容的滯后使得學生不能及時了解到建筑界新的發展,極大地阻礙了學生與工程實際的有效接軌,不利于學生的有效成長。因此,如何在教材內容滯后的情況下,要求教師密切關注建筑界的發展動向,靈活地增加新的教學內容和工程案例,是每位承擔《土木工程概論》課程任課教師的職責和義務。
二、《土木工程概論》課程的教學現狀
1.實踐教學環節缺乏。在土木工程概論課程的教學過程中,我們不難發現有相當一部分在讀學生,甚至極個別任課教師都片面地認為:《土木工程概論》課程僅僅是土建工程類專業的入門課程,是一門新生剛剛入學后的專業思想教育課程,其作用僅僅是學生了解到本專業的概況和基本風貌,激發學生學習專業課程的興趣和熱情。該課程的主要學習目標見下頁圖1。這種片面的認識導致很多高職院校在教學計劃的制定過程中,將《土木工程概論》課程僅作為專業的職業選修課程,課時量極少(大多數院校該課程為32學時,2個學分,個別院校該課程僅僅為24學時,1.5個學分),為了將《土木工程概論》中的眾多章節(一般該課程共計15章左右,涵蓋了土木工程的各個領域,如土木工程發展史、土木工程材料、基礎工程、建筑工程、交通工程、橋梁工程等)都講完,絕大多數教師以純理論的授課形式蜻蜓點水般地完成《土木工程概論》課程枯燥的教學任務,缺少非常必要的實踐教學環節,導致學生的學習興趣不高,這和在制定人才培養方案時將土木工程法概論課程作為土建工程類各專業的先行引導課程,以此來提高學生對專業的了解及熱愛度的初衷發生了一定的背離,久而久之學生將會慢慢產生一種對專業的排斥心理,這對培養學生有效的學習專業技能課程的興趣極為不利,甚至產生一定的消極影響。
2.教材內容更新較慢。教材對于任何專業任何課程的學生和教師而言都是極為重要的,沒有了教材,學生對知識的掌握很難實現,而教學中優秀的教材是促使學生快速掌握知識并引領學生入門的最佳途徑。目前我國《土木工程概論》課程的教材很多,但是大多數教材中不乏許多“十二五”規劃教材,內容涉及面極廣,但教材內容僅僅涉及專業知識的表面問題,對深層次的專業知識接觸甚少,而對于建筑領域中的新工藝、新產品及建筑的前沿學科的介紹普遍偏少,教材內容比較陳舊,不能反映當今社會的土木工程的發展現狀,這是因為當今我國的土木建設發展速度極快,無論是高層建筑、大跨度橋梁,還是超長的隧道工程和地下工程的結構形式、施工工藝以及建筑材料的發展速度都是日新月異的,然而教材的更新遠遠跟不上土木工程學科的發展速度[2],任課教師如何根據時代的發展及時補充教學內容是《土木工程概論》教師面臨的主要問題。
3.教學安排不盡合理。(1)課程的重視度不夠,教師安排缺乏考慮。許多高職院校對《土木工程概論》課程不夠重視,在該課程教師的安排上,往往認為任何教師都可以上,更為嚴重的是很多高職院校將該課程交給剛剛從學校畢業的年輕教師負責講授,由于教材本身的缺陷,再加上青年教師教學經驗和工程實戰經驗都不足,在教學過程中,難以用理論聯系實際,這樣就會導致教師會根據自己的喜好選擇講授內容,講授過程找不到章節的相互聯系性,導致授課章節相對獨立,課程的整體性較弱,使得大多數學生在學習過程中“知其然而不知其所以然”,對課程內容體系的掌握不足很容易造成學生“只見樹木,不見森林”不良的結果。(2)教學學時不夠,考核方式過于簡單。通過走訪、調研發現,很多高職院校《土木工程概論》課程的授課課時普遍偏少,授課課時最少的院校只有16學時,大多數都在30學時左右。由于《土木工程概論》這門課程所包含的內容非常廣泛,并且部分內容在今后的教學過程中很難再涉及到,若按專業課程的標準進行講解,如此少的教學時數,怎能達到教學計劃設置本課程的預期教學目標。同時,在走訪中了解到,很多高職院校在本門課程的教學過程中,所采用的考核方式基本上都過于簡單,有的院校通過做作業的形式完成,有的院校因為課程內容過多,采用開卷考試的形式完成,有的院校以期末對本課程的總結完成,有的院校以閉卷記憶性基礎知識為考試內容,考試內容并未突出專業的基本特色。眾多的考核形式,僅僅限于一些基本的常識,使得考核流于形式,學生經過這樣的考核,基本上全部過關,這就給剛剛進入大學校園的學生造成一種錯誤的認識:學習不學習都能過關,學好學不好都是一樣[3],這種錯誤的認識使得很多大學生缺失了學習熱情,得過且過,部分學生沉迷于網絡游戲不能自拔。這與我們開設本課程對學生所學專業起到啟蒙、引導作用的初衷發生背離。
4.教學方法與手段落后。調查表明,大多數高職院校《土木工程概論》課程缺乏相應的實踐教學內容,很多任課教師在課程的教學過程中,以課堂理論灌輸式的教學方式為主,輔以簡單的工程案例教學法;課堂上,任課教師陶醉于自己的講授內容中,講課講得口干舌燥,而講臺下的學生卻聽得耐性全無,睡覺的睡覺,說話的說話,開小差的開小差,玩手機的玩手機;師生之間缺乏應有的互動以及學生進行獨立思考的時間和動手訓練的機會,結果使得教師“一廂情愿”的陶醉于自己賣力的課程講授中,而學生始終不知所云[1]。此外,教學手段也過于單一,傳統板書教學和播放課件的教學手段已難以滿足當前《土木工程概論》課程的多元化教學方式的需要,使剛進校的學生學習興趣急劇降低,始終處在被動的學習狀態中,不利于今后專業課程的教學。
三、提高教學質量的思考與建議
1.重視師資隊伍的建設。良好的教學效果需要高素質的任課教師來保障。由于《土木工程概論》課程涉及的土木工程領域非常廣泛,涉及建筑工程、交通工程、橋梁工程、港口工程、地下工程、水利水電工程等相關知識,這就要求任課教師不僅有豐富的教學經驗,更應當積累一定的工程管理和工程處理的經驗以及扎實的專業知識背景。因此,高職院校土建類專業建立起一支穩定的,老中青相互結合的高素質教師隊伍是提高并保證教學質量的前提條件.同時,由于社會的快速發展,新的施工手段和新型材料不斷出現,而教材往往滯后于現代科技很長一段時間,因此,各高職院校應要求任課教師平時注意知識的搜集、積累、整理和總結,及時將現代土木工程領域中的新的知識、新工藝、新材料及時地補充給學生,使學生能夠及時融入到社會中,跟上時代的發展。
2.重視教學方法的創新。《土木工程概論》課程的教學內容常常以理論偏多,學生學習興趣不高,對一些極為專業的、抽象的教學內容很難理解甚至不理解。為提高學生的學習興趣,這就要求我們的教師充分備課,在課堂上用簡單、易懂、簡明的教學方法使初學的學生能夠盡快地消化和理解教學內容。
為培養學生自主學習的能力和創新思維能力,任課教師應不斷嘗試和不斷完善教學方法,如采用啟發式、討論式、案例式等一系列教學方法相互融合的多元化教學方法[4],以激發學生的學習興趣和學習的主動性。例如,很多教師在本課程的教學過程中常采用的教學方法――案例教學法及討論式,多種教學方法的靈活綜合應用,可以有效地引導學生自主探究和體驗知識的發生過程,還原學生原來的科學思維活動,以培養學生的創新思維和創新能力[5]。其教學方法的應用見下頁圖2。
3.提倡多元化教學手段的綜合應用。采用傳統的一支粉筆、一塊黑板為教學手段的授課方式,很難生動地講授《土木工程概論》課程的教學內容。因此,各高職院校應提倡任課教師積極探索先進的、現代化的教學手段,如,多媒體、網絡、投影等。通過圖像、聲音、文字、板書等幾方面的有機結合,把教學內容立體地展現在學生面前,以彌補采用傳統教學手段授課帶來的不足。《土木工程概論》課程的另一個重要手段就是任課教師應及時對學生學習中存在的一些問題盡行有效地反饋,可通過作業、答疑、測試,跟學生網上聊天等各種渠道和形式來了解學生對知識的需求情況,以及學生在學習中存在的疑惑,這樣任課教師就可以及時引入新的教學手段來保證教學質量的有效提高,從而提高學生學習的積極性。
另外,在考核方式上,任課教師應不斷探索,尋找并不斷完善教學評價體系。課程考核是檢查任課教師教學效果、評價學生學習效果的有效手段之一,為了有效地提高《土木工程概論》課程的教學質量和教學效果,對現行的以期末閉卷考核為主的教學評價體系必須進行改革。探索靈活多樣的考核方式,如,開卷和閉卷相結合、平時小論文和期末綜合論文相結合、基礎知識與應用能力相結合等多種考核方式,逐步形成有利于學生綜合素質提高和能力培養的新的考核評價機制[1]。
四、結束語
《土木工程概論》課程是土木工程各專業的一門職業基礎課程,教學內容多、涉及面廣,這就要求任課教師采用合理的、多元化的教學手段和方法,激發學生的學習興趣,從而培養出適合當今時代需要的專業技能復合型人才。
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中圖分類號:H3-4 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2016)05-0039-05
一、從“學”到“用”的碩士生專業英語內涵
專業英語(English for Specific Purpose,簡稱ESP),特指與某種職業、學科或目的相關聯的英語[1]。根據學習者的語言使用目的和語言環境,專業英語又分為職業英語(English for Occupational Purpose,簡稱 EOP)和學術英語(English for Academic Purpose ,簡稱EAP)[2]兩大分支。對于碩士研究生而言,專業英語教學的主要內容是學術英語,學習目的一般可歸納為了解與本專業相關的專業知識,及時掌握學科發展動態及加強學術交流(發表學術論文或參加國際學術會議),以下文章中所提專業英語皆為學術類專業英語。
專業英語作為通用英語( English for General Purpose,簡稱EGP) 的變體,有兩個基本特點:(1)專業英語具有獨特的詞匯、句法和結構模式。簡要地說, 科技文體正式、客觀,詞匯以中性的技術與半技術詞為多,語法以被動語態與名詞化為主[3]。(2)專業英語具有明顯的專業內涵,需采用與學習者關系最密切的語言素材來進行授課。對學習者而言,學習專業英語是為了了解專業英語的特
點,掌握相關的專業英語基礎知識,但更重要的是學習者在學習專業英語的過程中就開始積累和擴充專業知識,實際上這也是學習專業英語的最終目的。
遵照《中華人民共和國學位條例》《中華人民共和國學位條例暫行實施辦法》的基本要求,以教育部頒發的《非英語專業研究生英語教學大綱》為依據[4],上海理工大學土木工程系制定的碩士研究生培養方案要求學生除了完成基礎英語課程外,還必須修滿36學時的專業英語課程(2學分)。新修訂的教學大綱將專業英語定位為現代信息社會中土木工程人才必須掌握的一門重要語言工具,通過應用這門語言工具可及時獲取專業信息、掌握學科發展動態、發表科研成果及進行國際學術交流。
研究生專業英語教學質量需要通過選擇恰當的課程教學內容和采用合理的教學方法來得到保證,而這一切必須符合專業英語的教學規律。學以致用不是一步完成的,從“學”到“用”英語是逐漸過度的[5],大體可以分為兩個階段:第一階段“學”,即學習專業知識應當如何用英語表達。這里的專業知識涉及的內容應當是學生已熟悉的專業基礎知識,這一階段的主要任務是學生積累專業詞匯,熟悉專業文體。第二階段“用”,即學生通過以英語為載體的書籍、期刊學習本專業的新理論、新技術,以及發表英語學術論文、參加國際學術會議等。
文章結合學校環境與建筑學院土木工程學科研究生專業英語的教學實踐進行專業英語學以致用的探索。
二、“學”階段的主要教學內容及方法
“學”階段學的是英語,“專業英語”一詞中“專業”和“英語”的關系是學生通過已經習得的專業知識更快更好地學習英語在專業領域的表達方式,包括詞匯、語句及語言風格。由于專業英語素材多、詞匯多、語句晦澀難懂,因此這一階段的教學內容必須專業對口、難易適中,且為學生在本科階段已基本掌握的專業知識。這是因為相關的背景知識是決定專業英語理解水平的重要因素之一, 例如土木工程碩士研究生在本科階段學習了“混凝土”、“鋼筋混凝土”及“預應力混凝土”,因此可以快速理解在“concrete(意為混凝土)”前加上“reinforced-”可以獲得“鋼筋混凝土”的英文,或在前面加上“pre-stressed”可以獲得“預應力混凝土”的英文。又如,“workability of fresh concrete”對于無土木工程專業背景的學生來說可能意味著“新鮮混凝土的可使用性”,但對于土木工程碩士研究生來說,它的含義顯而易見,“新拌混凝土的和易性”。由此可見,具有一定的專業知識背景對于理解、掌握專業英語是非常有幫助。
在“學”階段的教學中使用的專業英語教學資料取自多本國際知名土木工程專業系列英語教材,例如結構力學方面有R. C. Hibbeler編著的《Structural Analysis》經典教材,巖土力學方面有B. M. Das編著的《Principles of Geotechnical Engineering》,K. Terzaghi等編著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》等著作。
鑒于專業英語安排的學時相對較少(2學時/周×18周,共36學時),為獲得較好的教學效果,必須對教材內容有所取舍,做到突出重點、挈領提綱。對于選定的典型材料,教師可以幫助學生進行相關背景的知識回顧,使學生快速進入語境,應用專業知識進行預測性閱讀,然后才進行關鍵段落、關鍵句、關鍵詞的剖析及講解。
“學”階段的授課以教師指導、學生積極參與的方式進行,使學生可以主動參與并與教師進行交流溝通。通常對于一個典型材料,教師首先通過朗讀使學生獲得正確的英語發音,然后通過原文翻譯,講解專業概念及語句結構。在目前的英語教育測試系統中,為了更好地達到公平公正,大量運用了客觀選擇題,導致學生缺失基本的語法、句法和語言應用能力,從而對內容理解不準確、更有甚者理解錯誤,因此教師在開始階段的引導是非常必要的。接下來是學生參與部分,訓練學生的英文朗讀與正確翻譯原文的能力,從糾正詞匯發音、糾正翻譯錯誤著手,通過一定量的段落朗讀及翻譯練習來提高閱讀英文經典教材及準確理解其含義的能力。
三、“用”階段的主要教學內容及方法
“用”階段用的是英語,“專業英語”一詞中“專業”和“英語”的關系是:(1)學生通過以英語為載體的學術論文、講座、國際會議等形式獲得本專業的先進科學知識及技術成果;(2)并且能夠自己撰寫英語論文、作演講、在國際學術會議上作報告。通過“學”階段的學習,學生已經掌握了一部分基本的專業英語單詞、語句及表達方式,在“用”階段的教學內容上可以提升詞匯、句式結構的難度,并且更有針對性地選擇期刊論文作為專業英語教學資料。與土木工程英語教材相比,期刊論文對寫作體例有更嚴格的要求,國際標準化組織(International Organization for Standardization)、美國國家標準化協會(American National Standards Institute)和英國標準協會(British Standards Institute)等國際或國家組織都對科技論文的寫作體例做了規定,基本內容一般包括:Title標題;Abstract 摘要;Keywords關鍵詞;Introduction引言;Material and method equipment and experimental procedure 材料與方法,設備與實驗過程;Results結果;Conclusions結論;Acknowledgments致謝;References參考文獻),有時還包括Discussion 討論及Appendix附錄。期刊論文與經典教材相比的另一個不同點在于教材上的專業內容多數已為學生熟知,學生通過專業知識背景來學英語;而期刊論文上登載的大多是最新的科學技術,部分為綜述類文獻,學生通過閱讀期刊論文可以及時地掌握專業動態、獲取專業知識。
為學校土木工程碩士研究生專業英語課程選擇的學術論文均取自土木工程方面的國際主流學術期刊,有美國土木工程師學會(American Society of Civil Engineers,簡稱ASCE)出版的雜志期刊,以及聯邦德國的施普林格出版公司(Springer-Verlag GmbH & Co. KG)、荷蘭的埃爾塞維爾科學出版公司(Elsevier Science Publishers)、美國約翰?威利父子公司(John Wiley & Son, Inc.)等著名國際出版社出版的學術期刊。這些期刊覆蓋了土木工程的方方面面,包括巖土工程、結構工程、橋梁工程、隧道工程、土木工程材料等。對于每本用于專業英語素材選取的期刊,都會介紹其主要涉及的學術領域及期刊的出版偏好,例如偏向基礎實驗、理論推導或工程實例分析等,使學生在今后選擇期刊發表科研成果時可以有的放矢。
由上所述可知,專業英語在“用”階段的課程內容安排上有兩條主線:(1)第一條主線是土木工程專業英語文獻各部分的寫作技巧與注意事項,包括摘要、引言、正文(分為試驗研究型、理論研究型及試驗研究結合理論研究型)、結論、致謝及參考文獻等;(2)第二條主線是土木工程專業涉及的專業內容,包括地基基礎、混凝土結構、高層建筑結構、道路及橋梁等。在課程安排上,這兩條主線并不是互相孤立的,而是緊密結合在一起,如表1所示。表1學校土木工程碩士研究生專業英語課程安排的教學內容及學時分配,從中可以看出,在專業英語課程的“用”階段,每一個專業知識板塊和文獻寫作體例所包含的內容是一一對應,相輔相成的。例如在講解知識板塊“土力學與地基基礎”時,會挑選這方面的正文作為教學材料,又或在講解知識板塊“混凝土結構”時,會挑選這方面的引言作為教學材料,這樣學生不僅能學習專業英語詞匯及寫作技巧,還能及時了解土木工程專業方面的最新科研動態。又例如
以某一期刊為例,從官網主頁進入作者投稿須知界面(Guide for Authors),講解該期刊對論文各部分寫作格式的特殊要求,然后進入投稿界面,詳細介紹投稿步驟直至投稿完成。
從表1還可看出,各個知識板塊的學時并非均勻分配的,而是存在一定的靈活性,這主要是考慮到課程的教學內容應該是任課教師本人最熟悉、背景知識功底最深厚的部分,作者在之前的學習工作中基本從事“土力學與地基基礎”和“混凝土結構”這兩方面的科研和教學,因此對該部分內容比較熟悉,授課時可以更生動、講解可以更清晰。
在專業英語“用”階段的教學實踐中安排了內容1和內容2。內容1對應的培養目標是“學生通過以英語為載體的學術論文、講座、國際會議等形式獲得本專業的先進科學知識及技術成果”;內容2對應的培養目標是“并且能夠自己撰寫英語論文、作演講、在國際學術會議上作報告”。內容2的教學安排是由學生自由組合、選取適合的演講題目、進行英語小組演講,這部分內容主要訓練學生在閱讀理解專業英語文獻的基礎上,如何進行專業表達,提高英語的聽、說能力。周奇和朱林菲[6]調查研究發現學生普遍希望增設聽說環節。依據自身教學實踐,要讓小組演講不流于形式應做到以下幾點。
(1)演講內容。必須取自近5年國際主流土木工程期刊上的學術論文,強調“近5年”期限是因為科技文獻的寶貴之處在于登載的專業理論及技術都是最新的,學生通過閱讀近期文獻可以了解符合時展、科技發展的專業學科方向。由于剛入學的碩士研究生對本專業的國際學術期刊不熟悉,一般會指定一些,例如巖土力學方面有《Géotechnique》《Computers and Geotechniques》《Canadian Geotechnical Journal》《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等,巖石力學方面有《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》《Rock Mechanics and Rock Engineering》等,結構、材料方面有《Journal of Structural Engineering》《Cement and Concrete Research》《Cement and Concrete Composites》等。
(2)演講形式。由學生自由組合形成4~5人為單位的演講小組,對所選擇的演講題目按照內容簡介(Outline)、引言(Introduction)、內容主體(main body)、結論(conclusions)進行解說,每位組員都必須上臺演講,總用時控制在13~15分鐘。
(3)提問環節。在每組演講完畢后,其余小組進行提問,演講組可指派任何組員進行回答。
(4)評分標準。演講得分由教師打分(權重40%)和學生打分(權重60%)共同決定。學生打分成績由除演講小組外的其余小組給出,取平均值,評分標準如表2所示:(a)演講長度直接關系到組員是否對演講內容熟悉、組員之間是否有排練及配合;(b)PPT應盡量避免大段文字,要以標題、圖、表為主,培養學生的表達能力,而不是機械性地重復PPT上內容;(c)演講內容必須符合國際發展動向的土木工程學科最新科研成果;(d)演講者需使用專業、流暢的語言進行演講;(e)回答問題環節考核學生是否真實掌握演講內容,以及是否查閱相關參考文獻獲取相關專業知識。
在專業英語課程的“用”階段,學生進行專業演講,提高專業聽、說能力是難點。為了達到預期的培養目標,除了精心安排課堂教學內容和采用合理教學方法以外,還進行了課外拓展。學院土木工程學科一直與國外知名大學土木工程學科有緊密交流合作,僅2015年就有兩位上海市教委“海外名師”項目入選外籍專家來到學院作短期訪問交流(德國亞琛工業大學工程地質與水文地質研究所所長Rafig Azzam教授和澳大利亞臥龍崗環境、土木與采礦學院的Cholachat Rujikiatkamjorn教授)。在此期間,專家們給研究生做了若干次專題報告,都是目前國際上土木工程的熱點問題。學生通過聽報告及提問,既獲得了專業知識,又學到了作演講報告的技巧,提高了聽說能力,有助于較好地完成小組演講。
四、考核方式
進行一定方式的考核是測試學生對課程知識與技能掌握程度的手段之一,同時也為任課教師檢驗自己的教學成果、改進教學方法與手段提供依據。在學院專業英語教學大綱中明確規定,課程最終成績由三部分組成。
(1)平時成績(10%),該部分成績參考出勤率和課堂參與程度。
(2)小組演講(30%),由教師和學生的權重打分決定(參見上一節內容)。
(3)期末考試(60%),包括翻譯(Part 1 Translation)和寫作(Part 2 Writing)兩部分。其中翻譯包括中譯英、英譯中的詞匯及段落翻譯,要求譯文忠于原文、語句通順流暢、表達正確無重大語法錯誤。寫作部分要求學生對所給圖片或表格進行專業性英語描述,要求條理清晰、內容準確,符合專業文獻的表達方式和語言風格。
綜上所述,對考核方式進行了優化設計,避免了專業英語測試中經常會遇到的尷尬問題,即專業英語考試等同于翻譯考試。從考核結果和評教系統的測試結果可以看出,這樣考核方式較為合理,被大部分學生所接受,同時也達到了全面測試學生聽、說、讀、寫、譯能力的效果。
五、結語
科學技術創新離不開科技信息的及時獲取與利用,因此專業英語能力的重要性在現如今信息國際化的時代越來越突出。文章從學院碩士研究生專業英語課程的教學實踐著手,對從“學”到“用”英語的兩階段教學進行了探索。經過專業英語課程的訓練學習,碩士研究生初步具備了利用專業英語及時獲取專業信息、掌握學科發展動態、發表科研成果及進行國際學術交流的能力。
參考文獻:
[1] 吳能章. 從專業課教師的視角探討專業英語教學[J]. 高等建筑教育, 2011, 28(2): 17 - 22, 27.
[2] 李亞東. 土木工程專業英語[M]. 成都: 西南交通大學出版社, 2011.
[3] 林秋華. “科技英語”教學方法初探[J]. 高等教育研究, 1995, (1): 29 - 30, 36.
【中圖分類號】 G642.0
前言
近年來的大學畢業生的就業壓力和用人單位對土木工程專業人才的需求,加強對學生執業能力的培養已變得極為迫切。混凝土結構課程作為土木工程專業主干課程,在整個課程體系占有舉足輕重的地位,對混凝土結構課程內容、教學方法進行適時順勢的調整和實踐是十分有必要的。基于混凝土結構課程特點及以上原因,筆者大膽嘗試,對混凝土結構課程內容及教學方法進行了改革,已取得了良好的成效。
1、課程特點及其在土木工程專業中的地位
混凝土結構課程通常按內容的性質可分為“混凝土結構設計原理”和“混凝土結構設計”兩部分。前者主要講述各種混凝土基本構件的受力性能、截面計算和構造等基本理論,屬于專業基礎課內容,具有概念多、公式多、符號多、計算量大和構造措施繁雜等特點。后者主要講述梁板結構、單層工業廠房、多層和高層房屋、公路橋梁等的結構設計,屬于專業課內容,具有系統性強,概念設計內容多等特點。
混凝土結構是理論性和工程應用性并重的一門課程,土木工程專業學生無論將來從事結構設計、施工監控、結構安全性評價、結構加固等,其實歸根結底問題的本質就在于進行不同受力形式的混凝土構件截面的設計和校核,這恰恰是混凝土結構著重解決的問題。它決定了混凝土結構作為土木工程專業核心課程的地位,對混凝土結構知識的掌握和運用也將成為學生在畢業設計和日后從事專業技術工作的一把利器。
2、改革教學內容和教學方法
2.1 教學內容的改革
首先,將“土木工程材料”、“混凝土結構設計原理”、“混凝土結構設計”、“建筑結構抗震設計”、“高層建筑結構”等課程分別進行系列的整合和優化,避免重復,精簡混凝土結構課程內容。如將荷載和設計原則等內容從其他同類課程中抽出,單獨設一門“荷載和結構設計方法”課程;將混凝土和鋼筋的材料性能部分歸并于“土木工程材料”課程中,“混凝土結構設計原理”僅簡單介紹混凝土和鋼筋的力學性能;將構件和結構的抗震設計部分歸并于“建筑結構抗震設計”課程中;將框-剪結構、剪力墻結構、筒體結構等部分歸并于“高層建筑結構”課程中。當然,在授課過程中,我們也注重了專業課程之間的相互銜接。如在講解第2章混凝土和鋼筋的基本力學性能時,可結合前面課程《土木工程材料》對這部分的內容作以復習和補充,而學生對一些實際結構提取計算簡圖的能力則需要通過“結構力學”、“混凝土結構設計原理”、后續“房屋建筑結構設計”或“橋梁工程”等諸多專業課程學習來培養[1]。
另外,對土木工程專業的建筑結構和道橋工程方向,由于引用規范的不同導致混凝土結構設計原理的教學內容有較大的差異,如矩形截面偏心受壓構件正截面承載力計算,在《混凝土結構設計規范》和《公路橋規》中是大有不同的,具體見表1。
從表1所列內容可知:《混凝土結構設計規范》和《公路橋規》在偏心受壓構件計算時都考慮了構件縱向彎曲引起的二階彎矩的影響,即采用初始偏心距乘以一個偏心距增大系數來考慮。而在這兩個規范中取值是不同的,在結構規范中,為軸向力對截面重心的偏心距與附加偏心距之和,而在橋涵規范中未考慮附加偏心距,初始偏心距就取成。而且,在兩個規范中材料強度的表達符號也是有差別的等。
2.2 教學方法的改革
針對混凝土結構設計原理知識的“繁”、“雜”,在“教”的過程中更要注重授課的條理性、重點突出并指明規律。例如繁雜的計算公式主要來源于兩個方面:一是基于構件在不同荷載作用下的破壞機理和形態,掌握各個臨界狀態下構件截面的應力分布情況,然后基于力的平衡條件、力矩平衡條件列出力學平衡方程,進而擺脫記憶公式帶來的煩惱;而對于那些通過理論推導不能得出的半經驗半理論公式,我們將教材和規范結合,以教材為藍本分析構件破壞的影響因素,通過查規范得到相關計算方法,使學生在學習的過程中逐步熟悉如何正確使用規范。此外,對于那些瑣碎的構造要求,以實際工程的介紹配合規范相關條文的要求,使同學們更加容易理解和記憶。
3、教學效果反饋
2009年以來,基于應用型土木工程人才的培養思路,我們對混凝土結構進行了有益的考試改革。混凝土結構設計原理的考核,采用平時成績加期末考試成績的方法,平時成績主要是量化的練習、作業成績,占總成績的30%,期末考試成績占70%,形式上采用閉卷。對混凝土結構設計采用開卷形式,考試題型和形式模擬國家注冊結構工程師執業資格考試,允許學生帶入教材、規范等參考資料,使學生在學校里就體驗到日后執業考試的要求。表2是2008年(教改前)與2009年以來(教改后)教學效果的對比。
表2中的數據表明,2009年以來的教學改革和實踐取得了良好的效果。同時,由于加強了在專業課程教學中對工程軟件的學習,使同學們提前對結構設計過程中結構分析、截面設計、施工圖繪制等各個過程有了較為深刻的了解。這樣以來,一方面使學生在畢業設計中更容易入手,為部分同學考研復習取得了時間,也緩解了畢業設計時間緊、任務重和畢業生求職時間提前間的矛盾;另一方面學生的實際應用能力的強化,畢業生求職的競爭力就得以提升,實現了畢業生和用人單位的無縫連接。
參考文獻