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[關鍵詞]畢業設計 管理模式 土木工程
[中圖分類號] G424 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)16-0073-03
一、引言
本科畢業設計作為大學本科教育階段最后的實踐教學環節,是大學應用型人才培養的重要組成部分,也是運用大學本科階段所學知識解決實際問題的綜合體現。
本文就從分析大學本科畢業設計特點的基礎上,探討土木工程畢業設計管理模式,為新建土木工程專業的建設提供參考。
二、本科畢業設計的特點
本科畢業設計是大學階段重要的實踐教學環節。對于各個專業而言,其基本目的都是通過這一實踐教學環節培養學生綜合運用所學知識,結合實際問題,完成一個大學畢業生的基本素質和初步科學研究方法的訓練;檢驗學生應用所學知識解決實際問題以及初步科學研究的能力。其特點主要體現在四個方面。
本科畢業設計過程是學生由感性認識到理性認識的過程,在這個過程中,學生必須運用綜合性的方法把過去學習中分散的知識綜合成為系統的文本理論。土木工程是一門范圍廣闊的綜合性學科,土木工程畢業設計也是綜合性很強的一個實踐環節。它是對大學本科階段所學知識的綜合應用。單個課程的課程設計或實習往往側重某課程或某專題知識的系統性和完整性,而土木工程本科畢業設計則是在所學全部理論課程的理論知識和各種專業實習(如認識實習、生產實習、畢業實習等)以及文獻查閱的基礎上,在專業教師的指導下完成畢業設計題目選擇、設計內容的基本框架和思路、試驗、資料查找和整理、論文寫作以及論文答辯等諸多工作。通過這些環節的訓練提高學生綜合能力素質的培養,使學生從課本知識的感性認識到完成一個工程實際問題的理性知識的轉變。
針對土木工程專業的特點,綜合性得以實現的條件就是社會實踐,所以,實踐性是土木工程專業畢業設計的第二個重要特點,社會實踐是理論知識發揮社會功效的必然過程。土木工程專業本身就是實踐性很強的一門學科,而畢業設計就是學生在進入社會之前在學校進行的一次實戰演習。畢業設計的題目大都結合實際工程、項目和試驗等,學生通過結合自己大學階段所學的知識解決實際工程問題,能使自己的工程意識、科研能力得到進一步增強。
土木工程畢業設計必須充分體現學生相對獨立完成理論與實踐相結合解決實際問題的能力。畢業設計主要是以學生為主、教師為輔的實踐教學課程。其它理論課程學習一般是以專業教師課堂講授為主,教授學生本課程體系要求的系統知識,這種教學是以教師教為主,學生學習為輔的方式進行。相反,畢業設計則是以學生為主,教師為輔的方式進行,學生在教師指導下利用已學知識來相對獨立地完成所給的任務。可見,獨立性是大學生自主創新的重要前提,它對于提高學生的動手能力、分析能力都具有重要的意義。在解決實際問題時可能需要協調其它專業或學科,但土木工程專業仍然是一門獨立性很強的學科,不同工程之間千差萬別,每個學生做不同工程的設計題目就體現了不同工程的差別。
在本科畢業設計階段,學生必須通過大學所學知識、專業實習實踐、試驗制作、資料收集整理、文獻查閱等,對需要解決的實際工程問題進行深入的分析和研究,在專業教師的指導下,提出解決問題的可行性方案。這要求學生具有綜合運用知識解決實際問題的能力,也要求學生在解決實際工程問題時需要一定的創造性。土木工程專業創造性還體現在學生要面對各種不同工程條件和各種潛在的影響,來創造性地提出新方案,解決不同工程的實際問題。
三、傳統本科畢業設計模式存在的問題
第一,缺乏系統性。土木工程專業培養計劃中明確解釋其培養目標是:能夠從事土木工程設計、施工、管理等方面的高級技術人才。主干課程主要以結構的設計理論與施工為主,因此在學生的畢業設計中應主要加強結構設計的訓練與實踐。但是,從往年參加畢業設計學生所選擇的課題來看,名目雖多,真正進行結構設計的學生人數不到20%,進行施工組織設計的占了大部分(55%以上)。因此,筆者認為,畢業設計的題目應慎重考慮,內容應結合四年所學的知識以結構的設計與實踐為主,同時根據學生的學習興趣和專業特色增加一些其它方向的題目(如巖土方向增加煤礦相關的設計,建工方向增加施工管理,交通方向增加交通規劃與管理等),重點突出,方向明確。這樣才能正確引導學生,調動其學習的積極性,使學生明確學習的方向和將來工作的走向。
第二,缺乏現實性。畢業設計是具體的有目的的行為活動,畢業設計的過程是一個模擬現實的過程。盡管我們的畢業設計題目大多數情況下提供的是一些假想的條件,但這些條件也是仿照真實的設計提出來的,因此畢業設計中應把這些假想的條件當作一種真實的情況對待。但是在學生的畢業設計中,脫離實際、憑空想象的成分占了大部,現實的東西少了。對國家頒布的相關規范、圖集知之甚少,沒有仔細閱讀。因此設計出來的圖紙有許多地方明顯與國家現行的規范不符。對現實工程中的設計和施工過程缺乏整體認識,使得在設計過程中不能有效的結合實際,不少東西憑空想象,和實際情況嚴重脫鉤。這也使得我們需要進一步加強實習的管理和監控。
第三,缺乏能動性。部分學生在畢業設計過程中自覺能動性和創造性能力不足,過分依賴專業教師的指導,不對畢業設計課題所要做的工作進行深入剖析。一方面說明學生專業基礎知識掌握不牢,另一方面也說明學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力不足。
第四,缺乏重視。畢業設計一般都是在大學最后階段完成,一方面學生對于這最后階段的實踐課程有些放松,另一方面大部分學生忙于找工作或其它事情,這使得學生對畢業設計的重視程度嚴重降低,投入畢業設計的時間和精力減少,學習積極性下降。在畢業設計階段,學生一邊忙于應付畢業設計,一邊忙于找工作或忙于考研,有的學生甚至覺得畢業設計就是走走過場,對畢業設計認識不夠導致嚴重不重視。加上有的學校和老師監管力度不夠,對學生聽之任之,導致學生自由散漫,畢業設計當然就不能到達應有的基本要求。
第五,缺乏績效性。在往年畢業設計中,學生時有抄襲的現象。由于有的學生平時就不好好學習,在畢業設計階段根本就不能把已學知識綜合聯系在一起,也就不能獨自完成畢業設計,所以有時候他們就抄襲別的同學的資料,稍作修改就為己用。有的學生甚至就拿著施工單位的施工組織設計直接作為自己的畢業設計使用,使得這樣的畢業設計一點理論知識體系都沒有,根本無法達到畢業設計要求。
四、大學畢業設計管理模式的構建
第一,構建新型的實習管理模式。實習是學生把理論和實際相結合的重要階段,同時也使學生了解現實工程中的一些施工過程、施工工藝,使得學生在畢業之后能以最快的速度融入現實工程當中去。這就使得我們需要增加實習時間。同時,需要加強監管,只有在加強監管過程中才能使老師認真負責起來,才能使學生能真正在實習過程中學到知識,而不是把實習當作形式,甚至當作旅游。根據土木工程專業特點及培養目標,改革計劃,增加實習,加強實習監管。在以往的教學計劃中,最后一學期雖然沒有上課課程,但還有為期3-5周的專業課程設計,加上3-5周畢業實習,這樣留給畢業設計的時間大概只有5-6周時間。在這樣的時間內要求學生完成高質量的畢業設計本身就不太現實。所以我們從2012級教學計劃開始,決定最后一學期全部安排為畢業設計時間,這樣時間就能得到保障。
第二,科學的選題管理模式。畢業設計題目是畢業設計的第一步,也是重要的一步。選定題目也就選定了畢業設計的基本框架和內容。故選題是順利完成畢業設計工作的先決條件。在以往畢業設計題目方面,一般是專業教師隨便擬定一些題目,這些題目并不都是實際工程題目,甚至有可能和實際工程完全脫鉤。實際上,在畢業設計題目的選擇上,有兩種方式可供選擇,一種是學生自己根據以后工作單位的實際工程項目進行自己選題,另一種是指導教師根據已有工程或項目為學生選題。不管是那一種選題方式,所選題目都應該緊密結合專業培養方向,密切聯系實際,盡可能結合生產、科研或實驗室建設,做到真題真做。同時應注意專業知識和設計內容的應用和結合,適當拓寬知識面,增強學生的適應性,注意設計的深度和廣度,使學生能力所能及地完成有效的畢業設計。同時,系或教研室應定期組織相關專業教師對學生的選題、審題進行集體論證,要求選題恰當、內容適中、結構合理。實踐證明,所有學生從接觸任務開始就目的明確、興趣濃厚、主動積極,是高質量完成畢業設計的基礎。
第三,完善的題型庫管理模式。為了真正讓學生能運用所學知識解決實際問題,切實做到理論聯系實際,可以采取題型庫選題模式,題型庫可以采用模擬題型與實際題型相結合的方式。在每年的畢業設計中,可以選擇結合實際工程或項目的題目,也可以從實際工程或項目中簡化或抽象出來的一些模擬題目,在條件允許的情況下也可以選擇實驗研究類型的題目,如結構設計優化、編制具體工程的施工實施方案、項目經濟性分析等。讓學生“真槍實彈”地參加實際工程方案的設計,學生就會有一種成就感、滿足感,這有利于激發和培養學生的學習興趣,建立正確的學習動機和學習態度,大大地提高他們的熱情。
第四,有效的創新管理模式。為了更好地發揮學生的自覺性和主觀能動性,可以鼓勵學生了解當前實際工程技術中的一些難點、熱點問題,結合生產尋求畢業設計課題。對于學生結合實際工程自己擬定的畢業設計課題,在評定時應當給予適當的成績獎勵,以激發學生的自覺學習性和主觀能動性。同時,專業指導教師在指導學生進行畢業設計時,應避免全程式指導或填鴨式的教學方式,要引導學生了解并熟悉解決問題的方式和方法。提高學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力。“授之以魚不如授之以漁”,教師在指導學生畢業設計時,應當教給學生一種思考問題和解決問題的方法。
第五,系統的質量管理模式。對畢業設計實施全過程質量監控是提高設計質量的保證。學校教學和相關管理部門以及各二級學院(系部)應制定相關的管理辦法、實施措施和監督制度,加強過程化管理和監督,抓好畢業設計的每個環節。在畢業設計過程中應成立由相應人員組成的領導小組和督導組,深入到畢業設計各個環節中進行督促指導,如發現問題應及時與有關部門負責人或相關指導教師進行交流,做到及時處理。二級學院或系(教研室)對指導教師的聘任、畢業設計的選題審題、畢業設計的全程管理、畢業論文評閱、畢業答辯、畢業資料存檔等環節的工作程序、工作方式、工作內容、時間安排、質量標準、分工負責等均應有明確規定和實施細則。為了保證教師指導質量和學生畢業設計的時間,應實施每日考勤制度,指導教師考勤學生,院系(教研室)隨機考勤指導教師和學生。為了確保進度和質量,實行每周匯報制度,學生每周須向指導教師匯報本周成果和下周計劃。整個畢業設計過程中,應當組織三次檢查,從選題――過程――成果進行三維一體的質量控制體系。
五、結語
土木工程本科畢業設計是大學教育的最后一個學習階段,也是大學培養計劃中的一個重要組成部分。本科畢業設計主要是學生在教師指導下,綜合運用大學所學的專業知識解決實際工程問題的一項綜合實踐活動。對土木工程專業而言,畢業設計也是學生初步熟悉工程設計、工程施工、工程管理等實際工程諸多環節的重要階段,為學生以后的工作和學習奠定堅實的理論和實踐基礎。土木工程專業是一個實踐性很強的專業,該專業學生的培養基本上都要有很強的實踐性和應用性。因此,畢業設計是對大學階段理論學習的全面總結,是應用理論知識解決實際問題的綜合應用,它的實踐性、綜合性以及重要性是其它教學環節所不可代替的。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 高等學校土木工程專業指導委員會.高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱[M].北京:中國建筑工業出版社.2002,(11):3~10.
畢業設計存在的問題
學校為規范隧道工程畢業設計的指導和管理,對畢業設計的流程、質量控制體系、考核評價體系及設計成果等方面進行規范,并對如何更好地開展畢業設計指導進行了多個方面的探討和借鑒,但還存在很多問題。主要表現在:選題與工程實際存在一定程度脫節;設計資料陳舊,沒有及時更新,缺乏系統性;畢業設計成果欠規范,設計質量有待提高;設計過程管理不嚴格,學生態度不積極嚴肅;指導模式有待改進和完善。總體而言,目前本校隧道工程畢業設計在選題、指導、培養目標、參與主體的主觀能動性、建立創新激勵機制以及理論與工程實際相結合等方面還存在一些問題。
對我校隧道工程畢業設計的幾點改進和完善建議
隧道工程是土木工程的一個分支,寬口徑的土木工程專業是應用性、實踐性很強的專業,其涵蓋范圍廣泛,涉及的知識面寬,針對性強,其教學具有很強的實踐性、社會性、綜合性、創新性和群體性的特點。根據“湖南城市學院隧道工程專業人才培養計劃”的教學培養目標,貫徹因材施教的育人原則,更好地體現理論教學、實踐教學和科學研究“三元一體”的教學思想,適應厚基礎、寬口徑的專業培養要求,本校對隧道工程畢業設計的指導根據2010屆、2011屆與2012屆畢業生的設計情況以及暴露的問題,和與多個學校的探索交流,主要針對設計前期、設計過程和設計后的總結提出了以下幾點改進和完善的建議。
(一)充分做好設計前期工作
1.加強和落實好畢業實習,科學選題,提前選題。畢業實習能夠讓學生充分體驗施工現場,將學習的理論和實踐聯系起來,成為學生為完成畢業設計很好的練兵場,因此教師應該加強畢業實習的落實。本校的畢業實習安排在第7個學期期末延續至寒假,因此盡量在滿足教學安排的情況下,爭
取較長的時間給學生體驗,同時制定好相關的指導方案,有針對性地指定實習內容,并要求做好實習日志和報告并據此進行畢業實習答辯和評定。畢業設計成功與否,效果如何,與畢業設計選題密切相關,題目選擇要滿足教學要求,還應達到專業培養目標的教學大綱要求,盡量結合生產實際、科學研究的任務,同時還應適當反映本專業領域的發展水平和前沿動態。另外,要切合學生實際知識水平和應用能力,特別是畢業設計內容還應該結合學生畢業分配的去向,2010屆、2011屆與2012屆曾經參與過隧道工程技術工作的畢業生反饋的信息表明,由于選擇與工作相關的畢業設計課題,確實受益匪淺,他們能夠更好更快地適應工作環境。因此,建議在學生畢業實習前由老師制定好選題,給定相關設計資料,特別重視給定詳細的地質資料,讓學生在施工現場重視對地質資料的分析、研究和使用,充分熟悉和鞏固工程地質方面的專業知識,讓學生在畢業實習期間有針對性地選好課題,同時學習和強化與之相關的內容,收集實用的資料,了解相關施工工藝。
2.做好資料搜集工作。選定了畢業設計題目,學生應該以此搜集相關的規范,教材(特別是《隧道工程》、《土木工程地質》、《結構力學》、《巖體力學》等)、參考文獻、論文以及相關視頻資料,同時熟悉隧道施工工序,認真閱讀,回顧和讀懂讀透重要章節內容。這部分的工作量大而且對順利完成畢業設計有著不可取代的作用,可能有的學生不積極,或者有些盲目,老師應該予以適當的指引,盡量避免學生做無用功。
(二)落實和抓好設計過程
在前期做好較為充分的設計準備后,本著“以人為本,教會生存,張揚個性”的指導方針,設計過程不僅學生要充分發揮主觀能動性和創新性,指導老師也要加強對學生的指導工作,投入足夠的時間和精力,同時學校要制定積極的管理措施作為有力的保障,從而保證畢業設計的順利進行。
1“.模板化”設計與“個性化”設計相結合。本校隧道畢業設計由于在資料庫儲備方面還沒有完善,所以畢業設計宜采用“模塊化”。“隧道工程的模塊化設計”的具體內容包括以下幾個方面的基本內容:選線、建筑限界、洞門、襯砌、通風與照明、排水、施工方案、施工組織、概預算等。學生必須要有這幾個方面的設計內容,但是為滿足教學要求的深度和廣度,又避免抄襲現象和充分發揮學生的積極探索和創新的精神,鼓勵學生個性化發展,同時建議還采取“個性化設計”補充,在以上幾個基本內容中采用其中1-2個版塊進行深入的分析,研究和專項設計,有必要時可以輔助試驗,施工現場考察。
2.正確對待計算機輔助設計。計算機輔助設計已經在工程設計得到廣泛應用,計算機應用能力成為衡量畢業生能力的一個重要指標。畢業設計過程中要求畢業生結合本校師資隊伍情況,以隧道工程為畢業設計對象,在畢業設計過程中合理使用計算機進行輔助設計,但同時為了避免學生抄襲和弱化學生實際動手能力,建議學校采用“手工+計算機輔助設計”相結合的模式。例如,首先學生必須掌握常用的辦公軟件,如:Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等,并能熟練地用來進行大部份畢業圖紙的繪制與畢業計算書的編寫;其次,對于部分非常重要的圖紙,如建筑限界設計,緊急停車帶設計,洞門平面圖,洞門立面圖,各類圍巖襯砌設計及配筋圖,爆破施工方案,路面結構圖則必需采用手工繪制。同樣,對于結構設計計算,要求學生學會相關軟件,如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus,同濟曙光等進行結構受力計算和分析。但對基本的計算,如圍巖壓力的計算、襯砌配筋等,宜采用手算。此外,還應適當鼓勵和引導學生進行與自己工作相關的設計和研究生學生學習,還可以較為深入地引導學生學習同望West,Origin科技繪圖,以及Fortran90、VC++等計算機語言編程的應用。
3.教師指導模式的改進。指導老師精力和時間的投入、給予的耐心指導是學生順利進行畢業設計的強有力保證。教師指導主要從以下幾個方面進行改善和提高:
(1)在畢業設計過程中,指導老師不僅要進行業務指導,更要著眼于教書育人、提高學生綜合素質和工程能力;不僅在設計選題和下達任務等環節“精挑細選”,更要在指導過程中“精雕細鑿”,因材施教;不僅要對學生的出勤紀律、任務完成情況進行管理監督,同時要聽取學生完成工作情況的匯報,關心學生的全面成長。因此老師可能采用多種指導方式,如直接與學生見面或者運用QQ、手機等聯系方式進行指導,同時建議老師指定每周特定的時間為學生答疑解惑,尤其對于地質資料的閱讀和襯砌設計部分,要適當補充相關文獻、論文和專題形式的詳細指導。
(2)指導老師應該根據學生的不同情況,擺脫以往“單行灌入式”的教學方法,改變學生“等、靠、要”的惰性心理,采取“因材施教”的方法。另外,還要特別注意鍛煉學生自學能力,例如對于襯砌計算,他們不知道如何下手,指導老師可大致先講述計算的基本環節及如何查閱相關資料的途徑,然后放手讓學生們自主去探究,最后再根據相關問題重點答疑。這樣在學生的獨立學習能力得到提高的同時,也讓學生學會了如何規劃處理工程問題。
(3)組成指導小組定期給予指導。隧道工程畢業設計是對所學專業的綜合訓練,它涉及巖土、地質、建材、力學、施工組織及概預算、結構設計原理等各個方面,涉及的問題多,知識面較寬,這就要求教師要分工協作,充分發揮各自的優勢,以保證畢業設計指導的質量,因此建議成立隧道專項指導小組,小組教師適當地補充一些隧道工程專題講座,并進行集體答疑,互相配合,避免獨立指導下不全面的弊端;同時小組成員經常討論指導畢業設計的經驗與體會,對培養青年教師,提高其業務水平及指導畢業設計的能力也起到積極的作用。
(4)與其他院校多交流,相互借鑒。這三次的畢業設計指導通過與武漢大學、華中科技大學、中國地質大學(武漢)、中南大學、湖南大學、湖南科技大學等高等院校的師生相互交流,同時聘請相關教授(如華中科技大學王元漢教授)來本校進行畢業設計指導和相關知識講座,為本校隧道工程以及其他畢業設計提供了很多的建設性建議,特別是對教師如何指導學生、引導學生積極思考、充分發揮主觀能動性等方面有很大的促進作用,全面完善了本校土木工程畢業設計指導模式。
4.學校加強和落實好考勤制度和考核評價體系的管理。畢業設計的管理是一項復雜的系統工程。涉及畢業論文的選題、任務書的下達、開題、評審、答辯、成績評定和歸檔等一系列程序。畢業論文的管理工作需要制定如教師指導、師生定期交流、論文審閱、考核標準和評級等一系列制度規范。雖然本校建立了一系列畢業設計管理制度,但其中卻存在許多尚需完善之處,因此必須建立一套行之有效的管理實施辦法、明確考核標準和指標。同時,必須強化貫徹制度的力度,將畢業論文的相關規定和條例落實到位。在實際執行中,對畢業設計成果質量要求不能放松,并且監督管理工作不能浮于表面,特別是對于出現問題的畢業設計,應更加嚴格要求,保證整改效果。
(三)設計后重視總結與完善
1.建立和完善科學的評價指標體系和評分標準。畢業答辯是考核畢業生分析問題、解決問題應變能力的一種手段,是對學生畢業設計水平的評估。組織好畢業答辯可提高學生整體的專業水準。目前,本校土木工程的答辯是按班級進行的,橋梁工程專業與隧道工程專業混在一塊進行答辯,因此采取的畢業答辯模式有待改善。根據本校教學資源的具體情況,結合以往的答辯模式和借鑒山西鐵路工程職業技術學院的答辯模式,本校土木工程目前的畢業答辯模式應該分專業進行,各個專業答辯小組組員由6人組成,由本專業學科帶頭人任組長,指導老師和專業老師各2名,聘請1名施工現場工程師或退休工程師參加答辯。畢業答辯內容宜由以下三個部分組成:
(1)畢業設計宣講。由設計者口述完成,要求宣講內容完整嚴謹,概念清楚,能正確運用圖表,重點突出創新能力及涉獵可能奪得新工藝,新材料,新技術和對未知施工知識的探究,這里建議采用懸掛圖紙,黑板板書和PPT演示相結合的方式,重在培養學生的表達能力。
(2)抽題答辯。指導老師根據設計過程需要的基本知識,必須掌握的重點知識,選好一定數量的答辯題,供答辯現場抽簽答辯,這樣可以激發學生的學習興趣,營造一個生動、活潑的教學環境,為畢業生掌握基礎知識提供一個很好的平臺。
(3)提問答辯。參加答辯的老師提前閱讀畢業設計,緊扣畢業設計進行隨機提問答辯,學生即興回答,要求能很快理解所提問題的實質,解答內容正確,論證確切,邏輯性強。
2.重視資料庫的完善。就畢業設計這一教學環節而言,需要大量的設計資料做支撐,這既是教學任務的要求,也是資源積累和教學可持續發展的需要。目前,本校隧道工程的設計資料數量嚴重不足,參考書籍不全,規范沒有及時更新等問題,這在一定程度上影響了畢業設計的質量和速度。因此,學校、老師和學生必須重視隧道設計資料的收集、整理和資源整合,除了補充和完善常規紙質資料外,應當發揮學校網絡的優勢,建立本校畢業設計專題專版。資料庫的完善與整理包括:
(1)收錄前屆畢業設計提供的各種地形圖和地質資料;
(2)收集各種隧道工程設計實例(包括常規的和特殊的案例);教師實際完成的具有代表性的設計案例,突出特殊的設計;
(3)收集“模板化設計”中各個專項設計相關的技術論文等資料,形成各項專題多樣化模板,建立專門的數據庫供學生查詢和利用;
(4)收錄各種設計、施工、驗收規范和圖集等;同時對新的規范及時進行更新和公布。這樣,通過集合各種優秀資源,不但實現了信息資源共享,滿足了畢業設計的資料需要,還達到了積累資源和教學可持續發展的目的。
3.評定優秀指導教師和優秀畢業生。制定相關的政策,綜合學生在設計過程中的努力程度,設計成果質量與答辯表現,每組評定適宜數量的優秀畢業生,同時根據指導老師的指導記錄和對畢業生的問卷調查,評定畢業設計優秀指導教師數名。這樣在設計過程中,學生與學生之間,老師與老師之間形成一種不斷改進,不斷提高的良好活躍的競爭氛圍。
4.畢業答辯結束后,組織畢業生師生座談會。畢業答辯結束并不意味著畢業設計的整體結束,還應該對畢業設計的指導模式和需要完善的政策和相關條例條文進行總結,完善本校對以后畢業設計的指導。建議本院在答辯結束后,進行1~2次畢業生設計師生座談會,總結設計過程中遇到的專業問題,以及管理制度、指導方面和其他方面的問題,通過學生自主發言,老師補充的模式總結,例如在進行隧道襯砌受力數值模擬的時候,關于建模和后處理的難點問題,對于圍巖壓力的計算采取excel計算還是自行編輯的程序計算的問題,老師的指導環節如何設計更有效的問題等,為本校以后的隧道畢業設計提供參考。
由隧道工程畢業設計引發的幾點教學建議
(一)開展“四年級本科生導師制”
我校土木工程專業現設有建筑工程、地下空間和道橋方向三個方向,根據本校的師資隊伍,借鑒東南大學的人才培養模式,本校可以采取“本科生導師制”,采取學生和導師“雙向選擇”的方式,其目的和要求是:
(1)導師負責學生在大學四年的學習情況,包括專業課學習、參加課外科技活動和科技競賽、參與土木工程試驗等;學生根據自己學習的方向選擇老師,有的放矢的跟隨導師學習自己所關心的科研問題。
(2)導師主動關心學生的全面成長,通過與學生“交朋友”的形式,幫助學生克服遇到的學習,心理和生活方面的問題。
(3)導師尤其負責學生大四的畢業實習和畢業設計的指導工作。
(二)引導學生走進試驗室,培養科學和嚴謹的學習態度
本校擁有土木工程試驗中心,下設建材、力學、土工、結構、道路、橋梁等專業實驗室。經過10余年的發展,現已成為具有一定規模的學校重點實驗室之一。專業技術人員和師資力量雄厚,本中心擁有六層土木實驗樓1棟,結構廠房1棟,實驗設備約400余臺套,擁有多臺先進的大型設備、儀器,其中包括500噸壓力試驗機、結構疲勞試驗機、全站儀、樁基檢測儀、電子萬能試驗機、智能液塑限聯合測定儀,多功能振動測試系統,超聲波檢測儀等。土木工程實驗中心除承擔全校工程類專業的實驗教學任務外,還和湖南城市學院土木工程檢測中心對外承接大量房建、道路、橋梁、巖土、測繪工程等方面的試驗和檢測項目,同時也是重要的科研基地。為充分利用這些實驗設備,為引導學生將理論和實踐聯系,培養學生的綜合素質和能力,本校應該放開手,制定試驗室開放政策,老師引導學生多走進試驗室,給予相關的試驗課題,讓學生自己動手,探索新知識,解決問題,培養科研能力和實踐能力,使土木工程專業素養不斷得到提高。
(三)引導學生積極參與土木工程檢測項目,培養吃苦耐勞的工作作風
本校擁有土木工程檢測中心,其是本校集產、學、研為一體的一個對外平臺,擁有結構、道路、橋隧、建材、土工、測量6個實驗室。檢測中心嚴格按照要求建立了完善的質量管理體系,本校在滿足教學要求的同時,應該充分利用這個平臺,引導和鼓勵學生參與其中的檢測或實習、見習,提前體驗土木工程的工作和需要具備的嚴謹科學的工作態度,從而可根據自己的興趣愛好來強化專業學習和擇業。
Abstract: Aiming at issues of poor basic knowledge, low hands-on ability and narrow teachers' professional outstanding,etc.appearing in graduation design which is the last practice teaching link of the civil engineering specialty, this paper puts forward the implementation of "sectional guidance" teaching method in the process of graduation design, which can avoid the shortcomings of previous teaching methods in order to promote the quality of graduation design.
關鍵詞:土木工程專業;畢業設計;分段指導;教學改革與實踐
Key words: the civil engineering specialty;graduation design;sectional guidance;teaching reform and practice
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)11-0244-02
0 引言
土木工程專業畢業設計作為大學四年實踐教學的最后一個環節,是學校對學生工程實踐能力和創新能力培養效果的體現和總結。經過很多年的發展,畢業設計題目和設計內容在適應性、實踐性和綜合性等方面有了很大的改進和提高,質量也在不斷提升,但畢業設計教學還停留在“一師多生、一師多導”的傳統模式上。學生到了工作崗位反映出專業基礎知識掌握差、動手能力差、專業面窄等問題,因此在教學中應尋求新的教學方法、模式彌補目前教學中的不足[1]。
當前用人單位對畢業生綜合素質提出了新的要求,尤其是畢業生走向崗位后要快速適應崗位要求的能力越來越受到招聘單位的重視。學校應結合自身辦學定位,培養學生系統應用知識能力、創新能力和團隊合作意識是土建類專業教育的核心目標,基于這個目標土木工程專業教學及實踐日益開放多元化,在辦學中突出特色,創新性、適用性和實踐性進一步得到提升,畢業設計“分段指導”模式的建立,重點突出培養學生綜合應用大學四年所學知識解決實際工程問題的能力,培養學生的大系統觀、大工程觀、創新能力和團隊協作意識,提高畢業生的綜合水平與素質,以順應社會對人才的要求[2],同時還可以提高教師的業務水平。
分段指導畢業設計教學,在國外已有幾十年的實踐與研究的歷史,其特征就是將實際工程項目的運作模式引入畢業設計教學環節,將社會實際需要作為條件和任務融入畢業設計,使各專業學生在畢業設計中能理解并掌握合作的方式和策略。通過營造多邊互動的教學環境,在平等交流和相互探討的過程中,激發學生的主動性和探索的欲望,達到提高學生綜合素質與工程系統能力的目的[3]。實踐證明,分段指導互動交流能促進學生實踐能力的提高,使其更快地進入崗位角色。國內一些學科已經進行了跨專業、團隊式畢業設計改革的初期探索,積累了一些經驗,但針對土建類多學科的分段指導畢業設計改革,研究成果還較少。
1 目前畢業設計存在的主要問題
1.1 指導教師知識面專一,全程指導畢業設計較困難,投入精力不足,實踐經驗缺乏
土木工程專業畢業設計包含了建筑設計、抗震驗算、地震計算、樓梯計算、基礎設計等主要內容,涵蓋了近30幾門的專業課程內容,目前的指導過程是有一位或兩位老師全程指導,導致到了自己所授課程內容指導很詳細,對其他部分內容指導較欠缺。隨著高校招收規模的不斷擴大,學校的生師比增大,教師的教學、科研任務繁重,導致這一現象很突出。另外,教師隊伍年輕化,部分剛參加工作的青年教師缺少指導畢業設計的經驗和工程實踐的經驗,都影響了畢業設計的質量[4]。
1.2 學生重視程度不夠,設計時間不足
畢業設計一般是安排在大四的最后一個學期,開學初指導教師安排畢業設計任務書,學生開始畢業設計,由于首次系統地做設計,理解設計任務到進行設計都需要一個過程,需要收集、分析設計資料,需要花費一些時間,無形中就壓縮了建筑、結構設計的總時間。另外,學生在忙著畢業設計的同時,還要忙于參加各種招聘會和去工作單位實習等事情,分散了學生的精力,花費了一定的時間,這也影響了畢業設計的正常進行,而且部分學生對畢業設計工作不夠重視,忽視了畢業設計的重要性,導致畢業設計質量偏低,效果不好。
1.3 學生手算能力弱
由于在培養計劃中對專業課的學時壓縮精簡,在教學過程中沒有太多的時間讓學生實踐,導致學生在畢業設計結構計算時動手能力很差,學生到了工作崗位后碰到解決實際問題時表現出理論基礎缺乏,實踐能力差。
為了改善和解決這些問題,通過“分段指導”能夠從選題方式、時間安排、過程指導、考核評價等方面改進傳統畢業設計指導方式的不足。多年的探索和實踐表明,通過畢業設計“分段指導”教學改革與實踐,使每一位與專業相關的老師都參與到畢業設計指導教學中,使畢業設計每一個階段指導“精細化”,對老師而言可進一步提升專業水平,改善時間投入不足的問題,對學生而言使每個階段得到精細指導,只有發揮專業教師特長,分段把關,才能逐步解決畢業設計過程中學生抄襲嚴重、“套模板”現象,從而達到提高畢業設計質量的目的。
2 畢業設計“分段指導”教學改革的重點
針對以往土木工程專業畢業設計的現狀和存在的問題,重點從教師指導內容分段、時間安排、選題方式、過程指導等方面著手,圍繞著提高教學質量,培養學生工程實踐能力這條主線,進行畢業設計教學改革。
2.1 制定畢業設計分段指導模式
分段指導畢業設計改革,涉及建筑學、結構工程、給排水科學與工程等專業,因此需要結合各個專業對畢業設計的要求,來制定多學科畢業設計實施方案,明確設計研究內容和目標,協調各專業之間的分工協作,確定實施的具體步驟及措施。根據教師授課內容,對畢業設計內容進行細化分解,劃分指導內容、時間節點,落實到人。
2.2 確定科學合理的畢業設計選題
確定畢業設計選題是畢業設計教學的關鍵點,是實現教學目標的重要步驟,畢業設計選題要具有較強的綜合性、工程實際性和較強的實踐性。此外,選題還應該緊密聯系本專業的發展趨勢與前沿技術,具有創新性和前瞻性。分段指導畢業設計的選題除了要具有以上特點外,還必須滿足不同專業的畢業設計要求,各子課題任務分工明確,設計合理,研究內容相互聯系。
3 畢業設計“分段指導”教學的實踐措施
總結過去的教學經驗,改變指導教師對指導全過程“通吃”的現象,充分調動基礎課、專業課教師的專業特長,將教師的個人專業知識融入到各設計階段,使每個學生的各階段設計得到精細化指導,從而達到雙提高,最終高質量完成畢業設計,可以通過以下措施保障。
3.1 開展多學科的指導教師團隊合作
土建類畢業設計多由土木工程、建筑學、工程管理等多學科、多專業組成,各專業教師如何分工與合作,提升協作能力和團隊合作,提高學生在工程設計中處理多專業、多工種需求的協調能力,是“分段指導”執行過程中的重點。根據土建類專業特點,采取分階段指導教學方法,以增強學生學習的自主性,根據規定的進度框架,完成每一階段的設計任務,并做階段性成果匯報,由教師組織討論和評閱,在具體的指導過程中,考慮到畢業設計是以提高學生知識綜合運用能力為主要目標的教學環節,各階段指導教師應采用師生討論互動的方式,以發揮學生自主學習的主動性和積極性,引導學生從知識型向知識能力型轉換。
建立畢業設計實施過程的“分段指導控制體系”,分別是“設計準備階段”、“設計分組子課題的實施與完成”、“各專業設計方案的協作與深化”、“設計成果”、“評價與反饋”每個階段設定關鍵的設計問題,引導學生逐層深究,各階段指導教師化解問題,特別是在面對復雜、綜合的問題時,能夠借助一種系統的和循序漸進的方法,找出解決問題的思路,以此增強設計的系統性和可操控性。
3.2 確立評價標準
畢業設計考核成績由平時成績、指導教師評閱成績、評閱教師評閱成績、答辯成績等四部分組成,對多學科分段指導畢業設計而言,尤其應重視對學生每個階段的實踐能力及創新能力的考評,再結合平時討論、階段匯報、中期評審、學生答辯等,從多方面進行綜合評價。
3.3 建立畢業設計過程管理及質量監控體系
為保障學生畢業設計過程的順利實施,應建立畢業設計過程管理及質量監控體系,以保證畢業設計的質量與傳統的畢業設計模式不同,多學科分段指導畢業設計,學生平時較為分散,管理難度更大。因此,應建立嚴格的畢業設計管理制度,如院長巡查制、組長負責制、導師交流制、階段匯報制、中期評審制、督導抽查制等一系列過程管理措施,確保畢業設計的質量和進度。
總之,通過畢業設計“分段指導”教學改革與實踐可以使指導老師及畢業生受益,教師對專業知識可進一步提升和鞏固,畢業生質量也可得到提高,實現雙贏。該教學改革與實踐的經驗也可向工科類其他專業推廣。
參考文獻:
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[2]陳華,章啟成,周玉霞.工科學生大工程意識的培養與素質拓展[J].南京工程學院學報:社會科學版,2008,8(1):36-40.
成人教育土木工程專業的畢業設計質量總體來說較差,僅僅能達到或者勉強達到教學大綱的要求。存在的問題主要有:
1.理論水平低
與普通高校學生相比,成人教育學生理論學習的系統性和深度差距較大,理論分析能力不足[1]。一些學生選好設計題目后,不知如何開始設計;結構方案提出后,不知建模計算;建模計算后不知如何判斷計算結果的準確性;在建模后將PKPM或GSCAD導出的施工圖直接作為施工圖,不知如何修改;該手算的地方不懂手算,致使計算書東拼西湊,毫無章法。
2.重視程度不夠
成人教育的學生大概有兩類:一類是跟全日制本科生類似的學生,另一類是已經工作的學生。前一類學生在做畢業設計的同時,面臨著找工作的壓力、考研的壓力等,不能把全部心思放在提高畢業設計質量上。后一類已經工作的學生可能面臨著工作、家庭的壓力,更不能把全部心思放在畢業設計上。
3.教師精力不夠,不夠重視
畢業設計的質量與指導教師有很大的關系,畢業設計在確定選題、熟悉建筑圖、初步設計到施工圖設計的全過程,指導教師都應當發揮指導監督、點撥啟發、促進提高等作用,但在現實中,指導教師卻指導不到位,導致設計質量不高。對土木工程專業畢業生設計的指導不利,主要原因有(1)隨著擴大招生規模使學生與教師的比例失調,教師完成繁重的日常教學任務已經不易,而對于要投入更多時間和精力的畢業設計指導工作,只能是應付而已;(2)由于畢業生人數的劇增,一些不具備指導畢業設計資格的年輕教師也被迫擔當起指導教師的重任,其指導的質量和有效性就打了折扣;(3)部分教師對成人教育學生的畢業設計不夠重視,認為只是其工作的一個附帶品而已。
4.題目混亂
成人教育畢業設計課題的選取一直是一個值得探討與商榷的問題,設計課題的選取各個學校不很統一,部分院校照搬全日制本科的畢業設計,在完成建筑施工圖的基礎上進行結構設計。但隨著高校的擴招,生源的素質受到較大影響,而且開設的混凝土結構和結構抗震設計等課程課時相對本科課時偏少,理論授課時講解深度不夠,許多學生在做結構設計時出現做不下去的現象,教師在指導過程中也感覺非常吃力。
5.管理混亂
成人教育畢業設計檢查標準與監督機制不健全或執行力度不夠,學校在畢業設計管理方面盡管有相應的檢查制度和評分標準,但仍然缺乏一種強有力的質量管理保障機制。主要表現在:對指導教師的約束力度不足,缺乏對畢業設計全過程的有效監控;缺乏對參加畢業設計指導教師的業務培訓,導致指導教師專業水平不高,知識結構老化,無法準確把握畢業設計題目的廣度和深度;對學生畢業設計無具體的質量要求和合理的成績評定辦法,或者為了讓學生畢業和就業有意對畢業設計敷衍;缺乏有效的激勵機制等。
二、建立畢業設計質量管理體系
提高畢業設計的質量是一個系統工程,我院針對成人教育土木工程專業畢業設計存在的問題和現狀,就建立畢業設計質量管理體系進行了一些實踐和探討。
1.畢業設計與就業一體化模式
在進行畢業實習及相關課程實習時,提醒學生留意自己喜歡的工作和準備選擇畢業設計課題,盡可能將畢業設計與學生的興趣及工作聯系起來,因材施教。對于學生找到工作或者需學生去實習的,盡可能將學生放到生產、設計單位去做畢業設計,直接參加實際工程施工、設計的畢業設計,但必須注意畢業設計的指導和管理,采取生產設計部門配備指導教師和學院教師指導的雙導師制,負責學生在該單位的學習、生活等情況,及時和學校的指導教師聯系。
2.多專業聯合畢業設計
由學院的建筑學、土木工程、給排水和建筑設備專業選派教師和學生,組成設計小組,由建筑學專業提出建筑設計方案,土木工程專業的學生進行結構設計,給排水專業和建筑設備專業進行配套設計[2]。這一模式最大的優勢在于能夠使學生完成本科階段畢業設計的同時,學會與其他專業的配合,這與設計院的工作模式是一致的,設計過程使學生的團隊協作能力和專業協調能力得到有效鍛煉,達到較好的設計效果。但是各個專業的設計時間安排便成了較大的難題,現在還處于初步探索階段。
3.結合實際選擇題目
畢業設計題目應有一定的深度和廣度,使學生能在畢業設計的過程中綜合應用所學的基礎知識和專業知識[3]。要求指導教師多渠道采集課題,題目要做到與生產、科研、技術開發緊密結合,盡可能地反映本專業領域的發展水平和前沿動態,并不斷更新題目。設計題目應全部來源于設計院、生產項目,結構類型包括現代常用的結構形式。為激發學生的設計興趣和就業前景,我們采取了公布題目、雙向選擇、綜合調控的做法,學生可根據自身條件、工作意向或興趣自由選題,最后由畢業設計指導委員會根據學生的實際情況做宏觀調控,盡可能使每個教師指導學生數相對平均。在學生人數增多,生師比擴大的情況下,預先給定設計方案圖難以保證畢業設計做到一人一題。為此將給定設計方案圖方法改為由學生根據設計題目要求自己完成方案設計,學生必須從方案比較的前期工作到施工可行性分析、實際經濟指標考核都進行獨立思考,還要了解相關工種的配合問題,這樣在不同立意、構思下的方案真正做到了一人一題,通過畢業設計教學實踐過程培養了學生運用已學的理論知識處理實際工程的能力,同時可以避免同學間相互抄襲現象。
4.加強師資隊伍建設
建立一支工程設計經驗豐富的指導教師隊伍,這些教師應具有較高的學術水平,同時又是優秀的工程師,形成“雙師”型教師[4]。可采取的措施有:(1)鼓勵專業教師積極參加建設部等相關部委組織的執業資格考試,如注冊結構師、注冊建造師、注冊監理師、注冊造價師等,我院有半數以上教師具有上述證件;(2)要求教師積極參與工程實踐,并把工程實踐的成果納入到教師考核體系;(3)聘請高水平的校外工程師或學院老教師與青年教師一起指導學生畢業設計,實行青年教師導師制,以老帶新;(4)要求教師及時了解本學科的最新發展動態,經常查閱現行規范,不斷更新自己的知識結構,拓寬視野。
5.“三階段”質量監控體系
畢業設計前期階段,要求選題具有真實性,嚴格審查指導教師的畢業設計任務書和學生的開題報告,明確任務和要求。中期指導階段,強調及時到位,提倡校內外聯合指導方式、優勢互補,不僅要進行業務指導,更要教書育人,重點提高學生綜合素質和工程能力。除指導教師對學生定期進行檢查督促外,系里在畢業設計中期還將組織有關教師進行交叉檢查,對學生畢業設計中出現的問題迅速反饋給指導教師,及時調整解決。后期總結答辯階段,堅持能力要求與畢業設計答辯標準的統一,采取聘任教師評閱制度,嚴格畢業答辯資格審查和畢業答辯考核。
6.堅持答辯與成績評定
堅持二級答辯形式:系級答辯和院級答辯,根據學生的工作能力、工作態度、設計質量等方面綜合評分。系級答辯采取小組答辯形式,實行預審制度,即參加小組答辯的學生畢業設計須經過指導教師和評閱人雙重同意。院級答辯、學院答辯采取公開答辯形式,組成學院學術委員會,參加的是小組答辯成績前15%者和對小組答辯成績有異議的學生。畢業設計成績由指導教師、評閱人和答辯成績三部分組成,比例分別為30%、30%和40%。對于小組答辯前15%的學生參加學院答辯,成績再為優秀,才能獲得優秀畢業設計。對于小組答辯成績不及格者,堅持推遲再答辯甚至推遲畢業。在畢業設計答辯結束后,組織學院學術委員會組對畢業設計進行檢查,給出質量評估意見,全體教師開會總結,指出不足和需要改進之處,使畢業設計教學質量逐年提高。
1優化課程體系
第一,合理設置理論課程體系。1998年,教育部將原來的建筑工程、交通土建工程等專業合并設置成土木工程專業,在課程設置上對專業基礎課進行了拓寬,對辦學條件和學生素質的要求更高。辦學條件和生源較好的學校采取完全打通的課程體系,即要求專業課程學習能涉及較寬的范圍;大多數一般高等學校采取的是“一主多輔”的課程體系,即要求學生系統地學習土木工程中某一類工程對象,并修習其他工程對象的若干課程,如我校土木工程專業設置了建筑工程、路橋工程、城市地下工程三個專業方向。從技術角度而言,土木工程主要的任務是運用力學知識解決具體的工程問題。因此,無論完全打通還是“一主多輔”的課程體系,都需要突出力學、結構設計原理等專業基礎課的教育,形成“厚基礎”的人才培養模式。以良好的力學知識、結構設計理論為基礎,可以輕易地變換工程對象。第二,建立多層次實踐課程體系。土木工程專業實踐性非常強,實踐教學是重要的教學環節。建立多層次實踐課程體系,理論聯系實際,培養學生分析和解決工程問題的能力,提高學生動手能力和創新精神,是培養創新性應用型人才的重要途徑。在制訂人才培養方案時,合理安排實踐教學環節,實施多層次實踐訓練,讓學生從實踐中更深刻地理解、掌握所學理論知識,實現知識-能力-素質的轉化。土木工程專業的實踐課程至少包含實驗、實習、課程設計、畢業設計等,在這些實踐環節中盡可能應用較為實用的軟件。我校在實習實踐環節進行了許多嘗試,一項重要的舉措是將生產實習和畢業實習合并成綜合實習,安排在第6學期末和第7學期初(含暑假時間),實習時間在12周以上。這段時間往往也是施工企業的用工高峰,這種方式深受施工單位的歡迎,學生在近3個月的實習中,也能對施工企業的各項工作有較全面的了解,效果較好。第三,開設專業知識講座。隨著社會經濟和科技快速發展,超高層建筑、大跨度等高難度結構的大量出現,土木工程設計、施工及管理等方面新技術不斷涌現,規范對于這些新技術的總結及匯總是滯后的,教材也不能及時反映這些新技術。因此,聘請土木工程各領域專家、學者開設專題講座,可開闊學生視野,讓學生了解土木工程的發展動態以及社會需求,彌補自身知識結構的不足,為走向社會奠定基礎。第四,探索畢業設計新模式。畢業設計是土木工程人才培養最重要的實踐環節,要求學生能綜合應用理論知識和專業技能,分析和解決具體工程問題。通過畢業設計,使學生能進行資料的調研和加工,能正確運用工具書,掌握有關工程設計、施工及管理的程序、方法和技術規范,提高分析與解決問題的能力,并樹立嚴肅認真的科學態度和嚴謹的工作作風,能遵守紀律,善于與他人合作。為更好地培養創新性應用型人才,我校在畢業設計模式上也進行了一些探索。在第6學期末,學生自主選擇指導老師,綜合實習和畢業設計由同一老師指導,有針對性地進行實習及科研活動。在實習過程中,積累畢業設計所需的前期資料,也可針對實習中發現的問題提煉出畢業設計課題。這種方式充分發揮了學生學習的創造性和主動性,也能加深師生之間的感情,取得的效果較好。
2產學研相結合
產學研合作教育是利用學校、企業和研究機構等教育資源,培養適合企業、行業需要的創新性應用型人才的教育模式[3]。我校近些年在以下方面進行了一些嘗試,建立了湖南省高校“土木工程施工技術創新”產學研合作示范基地,取得了一定效果。第一,改進教學方法,重視培養實踐能力。在傳授知識的同時,應注重能力的培養,重視實踐教學。一方面在理論教學中,積極采用現代化教學手段,科學合理地組織教學活動,使教學內容更為直觀,同時,利用學校現有的實驗條件,在保證理論教學的基礎上,增加工藝性、綜合性實驗,突出理論結合實踐;另一方面與校外實踐教學基地———湖南省建工集團三公司緊密合作,進行現場教學,將理論與實踐有機結合,提高學生運用所學知識分析和解決實際工程問題的能力,為畢業后開展相關工作打下良好基礎。第二,培養“雙師型”教師隊伍,加強師資力量建設。創新性應用型人才的培養對專業教師的要求較高,要兼具較強的教學水平和一定的實際工作能力,即“雙師型”教師,其強調教師具有較強的實踐能力和實踐技能,在工程單位工作過的教師一般具備這種能力。培養“雙師型”教師隊伍可以促進理論教學與實踐教學有機結合。我校以產學研合作示范基地為基礎,鼓勵年輕教師到湖南省建工集團三公司及其他企業學習,熟悉工程實際;并鼓勵年輕老師加強自學,以國家注冊工程師考試為契機,提高實踐動手能力。通過上述措施,一部分年輕老師的創新意識和實踐能力明顯提升,在教學過程中可以更好地把創新素質和實踐技能傳授給學生。此外,還聘請湖南省建工集團三公司及其他土木工程企業的工程技術人員擔任我校兼職教師,優化“雙師型”教師結構,以更好地培養學生的實踐能力。第三,建立校外實踐教學基地,創辦科技企業。我校長期與湖南省建工集團三公司、湘潭市設計院等企業進行合作,并建立了實踐教學基地。基地每年可接納大量學生實習實訓,學生進入工程生產領域,得到生產實踐鍛煉,獲得了較好的職業訓練。此外,我校依靠教師技術力量成立了混凝土研究所、檢測公司、監理公司等科技企業,一方面可進一步提高教師的實踐能力,另一方面也為學生提供了更多的實踐機會。
3案例教學法
案例教學法是指以實際工程為背景撰寫案例組織課堂教學,通過對案例的分析、討論、評價和總結激發學生學習的積極性,提高學生分析和解決實際工程問題的能力[4]。在實施案例教學過程中,需要注意好以下幾個環節。第一,精選案例。土木工程專業課程之間聯系緊密,在選擇案例時需要統籌兼顧,案例應具有代表性。通常一個案例包含的知識點與幾門專業課相關,比如2009年上海發生的高樓整體倒塌的工程事故,在混凝土結構設計原理、地基基礎、工程地質等課程中均可作為案例。因此,應根據所講授的理論課程選擇案例,并依據教學內容和教學目標提煉案例情節,要有啟發性,使學生更深刻地理解基本理論,提高實踐能力。第二,介紹案例。介紹案例的目的是激發學生的興趣,形成感性認識,將學生引到實踐情境中。根據教學條件和案例的特點,可把案例印發給學生,讓學生提前熟悉案例,并收集相關知識,為分析案例做好準備;也可在課堂上播放工程案例的錄像或PPT等,讓學生了解案例內容。如條件允許,可組織學生到現場體驗,這種方式的印象最為深刻,有助于案例的分析,但組織起來的難度也最大。無論采用哪種方式介紹案例,都應生動形象、言簡意賅,課堂氣氛活躍,為下一環節打好基礎。第三,分析案例。這是案例教學中非常重要的一環。教師需要根據知識點精心設計問題,問題應由易到難,并具有內在的邏輯聯系,使學生能在老師的引導下逐步得出所學知識,深刻理解理論與實踐的關系。在分析案例時,可根據案例的特點選擇不同的方式,對爭議較大的案例可圍繞一個中心議題讓學生進行辯論;對中心問題較為明確的案例,可由學生擔任主講進行分析;如某個案例涉及多方參與,還可由學生扮演案例中的角色。無論采用哪種方式,教師都要發揮好引導作用,并對學生提出的問題或遇到的困難進行及時解答和幫助,按預定的教學目的進行,逐步揭示工程案例中所蘊含的理論實質。第四,應用理論和總結歸納。在分析案例并得出相關理論后,可反過來站在理論的高度對案例進行更深刻的認識,加深學生對相關知識的理解。此外,教師也可從多角度提出一些新問題,引導學生多方面去理解,培養學生獨立思考的習慣以及解決問題的能力。案例分析及相關討論結束后,教師應進行歸納總結,對學生提出的看法進行評論,并進行必要的補充,與所講授的理論知識相互呼應,這便于學生更深刻地理解和鞏固所學理論知識。
4雙導師制
關鍵詞:土木工程;實踐教學;優化設計
作者簡介:李富榮(1982-),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院土木工程學院,講師;胡艷麗(1983-),女,江蘇宿遷人,鹽城工學院土木工程學院,講師。(江蘇 鹽城 224051)
基金項目:本文系江蘇省教育科學“十二五”規劃課題(項目編號:C-c/2013/01/002)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)14-0179-02
人才培養是高等學校的首要任務。對于工科大學生,其工程實踐能力、創新能力的提高是高校教師的宗旨,也是當今社會企業經濟發展對高校人才培養追求的主要目標之一。
近年來,企業愈加重視在校大學生的工程實踐動手能力和創新能力,并將其視為是否錄用的首要條件。基于此,鹽城工學院土木工程專業積極推進實踐教學改革和人才培養模式的創新,構建了滿足工程單位要求的實踐教學體系。大學生獨立獲取知識能力、工程實踐能力和創新能力等均有較大提高,得到了社會和用人單位的一致好評。
一、土木工程專業實踐教學的重要性
土木工程專業培養目標是:“本專業培養適應社會主義現代化建設需要,德、智、體、美全面發展的土木工程結構設計、施工技術與管理、建設項目開發與投資分析、工程監理、咨詢以及招投標等方面的應用型高級工程技術人才,具備注冊結構、巖土、建造、監理、造價、檢測等現場工程師的基本知識、素質和能力,具備團隊協作等綜合素質和能力,能夠在房屋建筑、交通土建的勘測、設計、施工、咨詢、教育、投資、開發及監理等單位或部門從事相關技術及管理工作。”要達到上述培養目標,必須注重理論與實踐相結合,做好理論教學與實踐教學兩大教學環節。目前,在平時教學中,受學校辦學條件、學生培養經費和現場實習難以組織等因素的限制,土木工程教學中的理論教學比重遠大于實踐教學,使得學生在實踐能力方面有所弱化,影響了學生的培養質量與就業。
土木工程是一門實踐性極強的工科專業,不僅需要學習必要的理論知識,還必須參加一定的實踐教學環節,因為實踐教學直接影響學生畢業后從事土木工程設計、施工等工作環境的適應能力。因此,必須提高土木工程專業的實踐教學質量,不斷優化實踐教學環節,建立與理論教學相匹配的實踐教學體系,提高學生對專業知識的綜合應用能力。[1]
二、土木工程專業實踐教學環節的現狀
1.實踐環節學時較少
目前,不少高校土木工程專業總學時逐年減少,教學計劃偏于理論教學,存在“重理論,輕實踐”的現象,各類實驗、實習和設計等實踐環節大幅度減少。比如鹽城工學院土木專業很多課程設計僅1周,認識實習1周,生產實習2周,畢業實習2周,這些實踐環節學時的安排已不能滿足專業教學要求,影響了本科教學質量。其原因是實習經費緊張、實習老師人員配備不足等[2],使得實習時間得不到保證,從而不能滿足當今工程單位對實用技術人才的需求。
2.現場實習得不到保證
對于應用型高校,大多土木工程專業學生畢業后從事施工、監理等工程現場工作,工作環境較差,且存在一定的施工安全問題,再加上現在的大學生吃苦精神不夠,實習中主動性、紀律性和積極性均較差。[3]同時,由于實習給工程單位帶來了安全管理問題,有些單位不太愿意接受學生實習,或只帶學生在施工現場走馬觀花便草草結束,以往長駐現場實習的情況已不復存在。
3.學校實驗條件有限
有些高校實驗設備陳舊,實驗開出率較低,更不具備現場實驗測試條件,導致實驗環節強化不夠,學生得不到應有的專業鍛煉。[4]即使在正常開設的實驗環節中,也是以常規實驗項目為主,設計性、開放性、創新性實驗項目很少。另外,實踐教學基地建設較少,很多流于形式,不能滿足實踐教學的實際需要。
4.指導教師實踐能力不足
目前高校教師學歷普遍較高,專業教師隊伍以中、青年教師為主,許多專業教師本科、碩士、博士一直讀下來,在校期間主要參與導師課題研究[5],缺乏施工現場工作經驗,教師本身實踐能力有限,不能完全勝任實踐教學指導工作。
三、土木工程專業實踐教學環節優化的思路
1.制定新的實踐教學培養目標
圍繞土木工程專業培養目標,對于實驗、實習、課程設計、畢業設計(論文)等實踐教學環節,緊跟市場需求,不斷調整充實、優化實踐課程設置,動態化設置課程,確保學生在校期間工程實踐不間斷。在實踐教學環節中,實習環節是非常重要的一環,因為這是直接面向工程現場的一個教學環節。為此,在制定培養目標時要求大一完成認識實習,大二完成測量實習,大三完成生產實習,大四進行畢業實習。其中,生產實習安排在第三學年結束前進行,以便學生與暑假時間整合起來,延長學生的實習時間,加強學生的實習效果;同時,生產實習期間,學生需在企業工程師的指導下深入到具體工程技術崗位從事具體工作,完成實習日記,最后由企業工程師評定學生實習成績。[6]
2.加大實踐教學經費投入
充足的實踐教學經費是保證實踐學時、達到實踐教學效果的重要基礎。[7]學校在實習環節上需完善政策、保障機制,加大實踐教學經費的投入,確保專款專用。加大土木工程專業實驗室建設投入,完善現有實驗條件,充實校內實驗室資源,建立土木工程綜合實驗中心。實習基地建設需要工程單位與學校的努力合作,加強校外實習基地建設,高校需對工程現場進行指導,工程單位提供實習平臺,把實習基地建設落到實處,從而建立良好的校企關系,保障實習的順利完成。同時,可與大型施工單位共建實驗室,為土木工程專業學生開展綜合性、設計性、創新性實驗,從而提高實踐教學效果。
3.加強教師工程實踐能力
教師是實踐教學環節執行的主導和核心,是提高學生實踐能力的關鍵因素。[5]我校實行青年教師到工程單位掛職鍛煉制度,這對青年教師是大有益處的,一方面可以切身了解實際工程,積累工程經驗,提高自身專業素質;另一方面可以參與企業科研課題,幫助企業解決實際工程問題,提高自身的工程實踐能力,也為指導學生進行工程實踐活動積累了豐富的知識儲備。對于掛職鍛煉時間,要求到工程單位時間累計不少于6個月,掛職期間要求青年教師定期交流,給青年教師創造更多的接觸實際工程的機會,結束后提交掛職鍛煉總結報告、成果以及實踐部門的鑒定意見,最后考核與答辯,合格后作為技術職務聘任的必備條件。
4.增強學生實驗創新能力
在實驗教學中,傳統實驗屬于驗證型實驗,為此增設了設計型、綜合型實驗。學生可根據自己的興趣愛好制訂新的實驗方案、設計新的實驗項目,增強了學生實驗的參與性,擴大了學生的知識面,讓學生真正體會到理論知識是如何轉變成科技成果、服務實際工程的。例如,在土木工程專業巖土與地下工程方向可設置土體與巖石力學對比實驗,這是對相關實驗內容進行有機整合和改進后形成的一個綜合實驗,其實驗內容為采用諸如壓縮、直剪、三軸等常規實驗方法,對比分析土體和巖石的異同點,并且實驗方案(包括實驗目的、步驟、要求等)由學生自主設計,實驗時間由學生向實驗室老師申請確定,經批準后獨立完成實驗及實驗報告。最后,根據實驗操作過程、實驗結果及實驗報告完成情況,綜合給出實驗成績。設計型、綜合型實驗可以提高學生的實驗創新能力,拓寬學生的實驗操作技能,增強學生從實驗過程和實驗數據中分析實驗現象、總結實驗結果的能力,培養學生發現、分析并解決問題的能力。[8]
5.創新畢業設計指導方式
作為應用型高校,鹽城工學院創新了畢業設計指導方式,積極鼓勵指導教師構建畢業設計團隊指導模式,并可以聘期經驗豐富的企業導師參與畢業設計指導工作,有利于畢業設計成果質量的提高。在團隊指導畢業設計過程中,團隊有總指導教師,每位學生有各自的指導教師,由3~5個學生共同完成一個總項目課題,這一項目課題可以是某一實際工程的全過程設計工作,或一個完整的科研課題;在畢業設計過程中,團隊成員相互交流,團結協作,充分利用專業規范,使之掌握了整個地下工程設計的內容、流程及方法,確保其厚基礎、寬口徑走向社會。[9]
四、結語
經過近幾年的實踐教學探索,學生獨立獲取知識能力、工程實踐能力和創新創造能力均有較大提高,學生參加學科競賽、大學生實踐創新項目等逐年增多,考研率也逐步提高。實踐說明,通過改革實踐教學環節,學生的實踐能力進步明顯,但在今后教學過程中應繼續優化實踐教學環節,只有這樣才能培養出適應時展需要的畢業生。
參考文獻:
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[7]郭兵兵,陳國祥,徐星.采礦工程專業實踐教學體系的優化[J].中國地質教育,2011,(2):34-38.
關鍵詞 ^程分析 土木專業 本科畢業設計/論文
Abstract This paper adopts the advanced process of "Engineering" analysis method, "stagnation" analysis of the whole process of the graduation thesis, and explore the "stagnation" Association; and then proposed based on the process of "training" of civil engineering undergraduate thesis guidance mode. It is proved by practice that the method is effective in improving the scientific research quality and innovative ability of undergraduate students, and it is full of innovative value and significance.
Keywords process analysis; civil engineering specialty; graduation thesis
教育部在“關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知”①中指出:“畢業設計(論文)是實現培養目標的重要教學環節。畢業設計(論文)在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面,具有不可替代的作用,是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現,是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。”
近年來,針對土木專業本科生畢業設計/論文階段“時間短,任務重;不安定因素相對集中”的特點和難點,國內各高校對于本科畢業設計(論文)教學加大了改革和創新的力度。②③④
本文作者從事土木專業教學、研究生和本科生學位論文指導多年,積累了大量成功的方法和經驗。為適應我國高等教育的內在要求和大連理工大學提出的“精英教育”目標,貫徹“土木專業本科生畢業設計/論文指導工作方法”,提出了基于“過程培養”的土木專業本科生畢業論文指導模式,具有較好的實踐效果和創新意義。
1 “過程培養”模式的特色
高等教育要著力培養學生創造性思維,終極目的是培育創造型新人才。為此,結合當前的教育背景和形式,改革傳統的畢業論文指導模式和手段勢在必行。
本教學模式的特色即在于把畢業論文指導工作的重點放在“過程培養”上,目標是提高學生的“綜合科研能力”。結合畢業論文教學環節的特點,以最有效的方法,完成本科生由理論知識型行向實踐能力型人才的轉化,完成“理論與實踐的” 完美結合。
首先,只有在正確的方法論的指導下,才能制定科學可行的實施方案,進而才可能產生可靠的實施成果。本文采用先進的“過程工程學”分析方法,⑤⑥對本科畢業論文的全過程進行“駐點”分析,并探索各“駐點”的關聯性。
其次,教學模式的改革實質就是“教”與“學”有機結合為一體,這一點,在畢業論文環節顯得尤為突出。如何充分引發學生的熱情和興趣、調動其的主觀能動性,積極主動、全神貫注的投入到課題中。以教師的誘導、啟發為方向,最終達到對人才培養由知識型向能力型的轉化,實現“理論與實踐相結合”的根本目標。
第三,教學成果的總結及效果的評價對教學質量及效果的確認至關重要。申請者首先總結了歷年本科生畢業論文知道的經驗和教訓,從中提煉的理念和方法;同時,“他山之石,可以為玉”,本課題亦廣泛了解了國、內外有代表性的高校的相關專業在本科生畢業論文(設計)環節教學模式,充分研究各校特色,吸收先進的教學理念,吸取優質的教學素材,借鑒科學的教學方法和技術手段,用以補充完善本課題的實施方案,提升自我整體水平。進而探索本教學環節與精英教育相適應的教學模式和教學方法,將我校“精英教育”基本綱略的實施落在實處。
2 本科生畢業論文教學環節全過程駐點分析
針對在畢業論文環節提高學生科學研究能力的問題,結合作者多年的教學實踐經驗與土木專業本科生畢業論文階段的特點,采用先進的“過程工程學”分析方法,對本科畢業論文的全過程進行“駐點”分析(如圖1所示),將本科生畢業論文全過程確定為五個駐點,即選題與查閱文獻、研究方案制定與實施、試驗數據采集及分析、論文撰寫及成果深化、答辯。
駐點1:選題與查閱文獻。
該駐點是畢業論文的第一個環節,“過程訓練”的開端。好的開始是成功的一半。本“模式”所強調的全過程的學生參與,首先就是選題需要學生的參與,要充分考慮學生的特點和興趣。指導教師由于還有較重的教學和科研任務,不能全程地陪同學生的實驗研究,學生應是實驗工作的主體,教師僅起輔助的導向作用。學生對所做課題感興趣,他們通常能做到積極地去查文獻、用心地去設計實驗方案、認真地去做實驗,實驗出現問題,他們也會想方設法去加以解決,這樣學生往往能高質量地完成研究工作。反之,學生在心理上就有抵觸情緒、在工作態度處于消極狀態,被動完成任務,論文水平尚得不到保證,談何科研能力的培養和提高?因此,本課題實施中,指導教師應提供多個題目,采取自愿選題的原則,盡量讓學生選擇自己喜歡的課題,指導教師與學生充分溝通,亦可對課題的工作方向做適當的修正,共同確定任務書的內容,使論文質量能在現有條件下達到較高的水準。
駐點2:研究方案制定與實施。
學會運用文獻制定研究方案和進度計劃,是科研能力的重要方面,是獨立從事科研活動的基本素質之一。
學生通過第一階段的文獻分析,充分了解所研究問題領域的發展現狀和研究水平,通過對比分析,尋求、借鑒擬研究問題的解決方法;在此過程中,學生大量參考文獻及相關標準規程,以確定正確合理的試驗方法,制定嚴密科學、切實可行的研究方案和合理的進度計劃。
由于這一環節的工作質量直接影響論文工作的深度和質量,因此,指導教師要給予相對較多的關注和指導,幫助學生在研究方案細節的制定上力求科學、準確、可行;方案實施中以學生為主體,鼓勵他們勤動腦、多動手,積極解決實施過程中出現的各種學術及非學術問題。
駐點3:試驗數據采集及分析。
本階段著重培養學生客觀、實事求是的科學態度,訓練規范、縝密的思維習慣;學會尊重客觀規律,戒除急于求成和主觀臆斷的大忌。熟悉專業常規操作、培養實驗技能,提升發現問題、解決問題的實踐能力。
這個環節中,指導教師不僅要指導學生掌握基本的數據處理和分析方法,更應在一定的高度上,采用適當的形式(如組會討論), 啟發學生對實驗結果進行科學系統的討論和思考,不斷提升他們凝練科學問題、進行對比分析、舉一反三的科研能力。
駐點4:論文撰寫及成果深化。
相對于前三個階段,本階段重在對研究成果的深化分析,著重培養學生綜合的運用所學理論知識解釋試驗現象,提升論文工作的理論水平,避免“實驗報告”式畢業論文的出現。
指導教師應鼓勵、啟發學生做更多、更深入的理論分析,而不是圖省事地取而代之,淪為“重使用輕培養”、“重結果輕過程”的反面典型。
駐點5:答辯。
這是全過程分析的最后一個駐點。無論從形式還是內容,都是具有重要意義的一個環節。采用規范的論文評閱和答辯形式,對于提升論文質量,完成最后的升華至關重要。本課題組成員均具有多年的相關工作經驗,學生論文經由課題組指導老師之外的兩名其他老師實質性的評閱,給出具體評閱意見,并由學生經修改后再進行答辯。答辯采用PPT講述方式,全面考察學生在論文過程中的工作質量。
3 實施效果
2012-2015年,作者針對選題與查閱文獻、研究方案制定與實施、試驗數據采集及分析、論文撰寫及成果深化答辯五個駐點的具體內容,將“過程培養”模式的理念和方法實施運用到大連理工大學土木專業本科畢業論文指導的具體工作中――所指導的土木專業本科畢業生陳祝?012年)、李祝?013年)、白祝?014年)等同學,在論文過程及畢業答辯中表現突出,畢業論文成績均為“優”。特別是陳祝?012年)同學,不僅獲得2012年大連理工大學優秀本科生畢業論文,并于論文期間在學術期刊上發表了與其論文工作相關的學術論文,科研能力得到了全面的鍛煉和提升。
實踐表明,該方法對于全面提高本科生的科研素質和創新能力,確實是行之有效的。因此,作者認為,應繼續深入探索研究、并在在更大范圍內推廣基于“過程培養”的創新型土木專業本科生畢業論文指導模式。
4 結語
本文提出的“基于‘過程培養’的創新型土木R當究粕畢業論文指導模式”的實踐效果已經初步驗證,該方法對于全面提高本科生的科研素質和創新能力,確實是行之有效。相信經過不斷實踐改進和完善,其效果將更加顯著。這種模式能夠最大限度的解決好兩個關鍵問題:(1)在有限時間內,借助先進的“過程工程學”理論指導,高效率、高質量完成土木專業本科生畢業論文指導的實踐教學任務;(2)切實解決畢業論文過程中容易出現的個別學生懈怠敷衍、教師倉促放水的局面。從而將我國“精英教育”基本綱略的實施落在實處,進而提高本科生畢業論文指導工作的教學質量,培養理論扎實、富于創新的研究型人才,為社會打造合格的土木專業精英人才。
注釋
① 關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知(教育部).教高廳[2004]14號,2004.4.
② 羅怡,李春天,許惠斌.材料類專業本科畢業設計教學改革探討.長春理工大學學報,2013(2):219-220,228.
③ 同濟大學本科生畢業設計(論文)工作的若干規定(同教[2012]28號).
④ 大連理工大學畢業設計(論文)工作管理辦法(2016年).
(一)學生選做大跨空間結構畢業設計的積極性不夠由于大跨空間結構畢業設計課題開設時間較短,學生對此課題難易程度的認識有偏差,在畢業設計選題階段,學生更易于選擇常規的混凝土框架結構和框剪結構畢業設計課題。為提高學生選做大跨空間結構畢業設計的積極性,對多屆畢業生進行了深入的調查分析,現總結出學生不愿選做大跨空間結構畢業設計的主要原因如下:(1)與傳統的混凝土框架結構和框剪結構相比,學生直觀地認為大跨空間結構的建筑造型新穎、奇特,但其結構形式復雜、多樣,簡化力學分析模型困難,結構受力分析難度大,難以應用所學知識順利完成此類型的畢業設計。(2)由于大跨空間結構的鋼屋蓋需應用有限元設計軟件進行受力分析,此部分工作量難以在計算書和圖紙中反映出來,學生擔心最終計算書沒有完全反映出自己的工作量,影響最終答辯成績。(3)部分學生認為大跨空間結構畢業設計的主要工作是應用有限元軟件進行鋼屋蓋設計,而鋼結構和混凝土結構的基礎理論知識沒有得到有效訓練。(4)學生認為大跨空間結構在實際工程中的應用較少,對以后工程實踐幫助不大。
(二)題目設置不當,難度及工作量過大或過小為使畢業設計選題與目前建筑業的發展趨勢結合,學院鼓勵畢業設計題目直接來源于設計院的工程實際,拿來“真題真做”。但是大跨空間結構類型的工程實踐一般為奧運場館、大型會展中心、劇院、機場航站樓等大型復雜建筑工程,若直接“真題真做”,作為本科生的畢業設計題目其難度及工作量過大。因此,實際的大跨空間結構畢業設計沒有從設計院拿來就“真題真做”,而是選擇性地刪掉一些設計內容,在此過程中若控制不當,將導致此類畢業設計題目的難度及工作量過大或過小。目前,大跨空間結構畢業設計內容多為大跨度鋼屋蓋的設計,結構形式為網架或網殼,主要設計內容包括建筑選型、結構選型、屋蓋(網架或網殼)構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計。這類大跨空間結構畢業設計題目內容新、實踐應用廣、實用價值高,但是局限于結構設計、知識結構考察不夠全面、系統綜合性不強,且主要計算工作應用工程設計軟件完成,工作量難以在計算書和圖紙中反映出來。實際中,另一類大跨空間結構畢業設計刪掉的設計內容較少,接近于“真題真做”,但學生普遍反映此類畢業設計的難度和工作量過大。通過調查分析,得知:(1)由于大跨空間結構的建筑造型新穎、奇特,學生在建筑選型時耗費大量時間,且后期結構設計方案很難滿足前期選擇的建筑造型,因此,學生返工現象較為普遍,增大了畢業設計的工作量。(2)為滿足大跨空間結構建筑要求,學生偏向選用玻璃幕墻體系作為維護結構,但是學生對玻璃幕墻及其支撐鋼結構體系的設計較為陌生,此部分設計難度較大。(3)由于大跨空間結構的受力體系較為復雜,學生很難簡化出合理的力學分析模型。(4)學生普遍認為鋼柱腳的設計難度較大,尤其是對底板上加勁肋的計算方法理解困難。
(三)參考資料缺乏,學生自主查閱資料能力有限由于大跨空間結構畢業設計題目是近幾年新增的畢業設計題目,往屆學生的畢業設計成果相對較少。目前,學校圖書館及網絡資源中關于框架結構和框剪結構畢業設計的相關資料較多,而大跨空間結構畢業設計的參考資料匱乏。學院圖書館的規范及標準圖更新速度太慢,盡管學院加大了對圖書和資料的投入力度,但學生在畢業設計時總覺得可利用的設計規范及設計手冊較少,尤其是最近兩三年剛頒布的規范和規程。大跨空間結構設計不能局限于有限的教科書內容,需要學生自主查閱各種現行的建筑結構設計規范、設計手冊、標準圖集及其他工具書等。在畢業設計過程中遇到問題,學生首先想到詢問指導教師某個系數的取值,而不是系統地查閱相關規范條例的具體內容,也不深究其使用條件、使用范圍是否滿足設計題目的要求。在標準構件的選型上更是不問出處,拿來就用。大跨空間鋼結構的構造節點較多,其節點形式要和結構體系的計算模型相一致,學生在這方面的結合能力也較差。
(四)學生軟件應用能力欠缺為提高學生的動手能力和計算機操作能力,學院提倡學生在手算基礎上利用計算軟件進行電算,鼓勵學生利用C語言或FORTRAN語言對部分計算進行編程,在計算中采用表格Excel進行重復計算以簡化計算過程。但從了解的情況看,學生平時雖有接觸常用的辦公軟件MicrosoftOffice、繪圖軟件AutoCAD、工程設計軟件3D3S等,但是沒有經過實際鍛煉,學生掌握得并不理想。很多學生把Office簡單認為就是打字,而Word中的排版、長文檔處理、公式符號輸入等都不熟悉,對Office中其他幾個軟件的了解更少。工程設計軟件采用的基本假定和計算方法與手算的基本假定和計算方法有所不同,但學生對此理解并不深刻。
(五)指導教師缺乏實際工程經驗大跨空間結構畢業設計的指導工作要求教師具有豐富的工程實踐經驗,以指導學生結構選型、屋蓋(網架或網殼)構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計等工作。由于大跨空間構的屋蓋結構形態呈三維狀態,在荷載作用下具有三維受力特性,且構件呈空間工作狀態,在屋蓋結構計算部分需應用工程設計軟件(如3D3S軟件)。因此,大跨空間結構畢業設計還要求指導教師具有熟練應用工程設計軟件的能力。但是近年來高校不斷擴招并擴大教師隊伍,許多碩士、博士從學校畢業就直接進入了一線教學崗位,沒有經過工程實踐鍛煉和系統的崗前培訓,許多青年教師因缺少畢業設計的指導經驗和工程實踐經驗,在大跨空間結構畢業設計的題目設置、難度及工作量的控制方面都存在較大不足,直接影響了畢業設計的質量。(六)研究生復試、找工作等占用畢業設計時間畢業設計是大學生的最后一個教學環節,受到研究生復試或找工作的影響較為嚴重。部分優秀學生雖然重視,但精力有限,尤其是達到研究生復試分數線的學生,整日忙于面試、調劑等事情。部分學習認真成績良好的學生,到5月份才開始應付畢業設計,導致畢業設計毫無思路,且不熟悉辦公軟件、繪圖軟件、工程設計軟件,嚴重影響畢業設計質量。畢業設計期間,有些學生為了參加求職面試、公務員考試等,頻繁往返與學校、家和各用人單位。因此,學生的畢業設計成果不可能做到盡善盡美,就不得不羅列的大量數據,繪制不算規范的設計圖紙,計算書表達也不夠完全和規范,畢業設計的質量無法保證。
二、大跨空間結構畢業設計的改進措施
(一)大跨空間結構理論教學方面為提高大跨空間結構畢業設計質量,學院現已開設《空間結構》等相關課程,但課時有限,因此要求指導教師應深入研究教學大綱,熟悉培養目標,精選教學內容,制定合理的教學計劃。在理論教學過程中,一邊進行理論知識學習,同時還要安排學生參觀典型的大跨空間結構,實地講解鋼屋架(網架或網殼)、鋼柱、鋼梁、鋼支撐以及節點、柱腳、預埋件的連接構造形式,使學生對大跨空間結構的結構體系、構件類型、受力特征、截面形式、尺寸、材料等有進一步理解,對鋼結構有更深入的了解,提高學生學習的積極性,從而提高大跨空間結構的教學質量。
(二)合理設置題目的難度及工作量為了保證大跨空間結構畢業設計的質量,要求設置的題目應該是內容新穎、知識結構全面、工作任務圓滿、系統綜合性強、實踐應用廣、實用價值高。實踐證明,所有學生從接觸此類題目的任務書開始便目的明確、興趣濃厚、主動積極,為高質量完成畢業設計打下良好基礎。經過不懈探索,實踐出適合土木工程專業大跨空間結構畢業設計題目,此類畢業設計的結構體系如圖1所示,結構設計主要包括以下幾個方面:(1)大跨度鋼屋蓋的設計,結構形式為網架或網殼,主要設計內容包括網架或網殼結構選型、構件設計、焊接空心球節點或螺栓球節點設計、支座節點設計。此部分設計工作主要應用工程設計軟件完成,并輔以相應的手算校核,包括鋼構件強度及穩定驗算、螺栓球節點和支座節點設計復核。(2)鋼剛架的設計,此部分設計以手算為主,包括鋼柱、鋼梁、柱腳、梁柱節點設計。(3)混凝土框架設計。實際大跨空間結構下部多設置兩、三層的框架結構作為辦公區域,框架頂部設置鋼柱支撐上部網架、網殼結構,既能滿足建筑功能,又能節省建筑成本。此部分設計以手算為主,包括框架梁、框架柱、樓板、樓梯、基礎、雨篷、預埋件設計。
(三)加強畢業設計資料庫的建設高校普遍存在設計資料陳舊和數量不足的現象,尤其是大跨空間結構方面的設計資料更少。學校應增加投入力度,盡快更新規范和規程及標準圖集。隨著科技進步和網絡普及,資料庫的建設也應跟上時代的發展,可以嘗試在校園內建立一個畢業設計網站,收錄各種類型的畢業設計實例,建筑設計、施工及驗收規范,結構計算手冊和構造圖集等。此畢業設計網站可實現網絡資源共享,信息更新速度快,查閱方式比傳統方式便捷。
(四)完善指導教師分組制度根據專業方向、新老教師搭配、自愿組合等原則,建立畢業設計指導教師小組,每組推薦一位經驗豐富的老教師作為小組負責人。小組負責人組織本組成員對年輕教師進行崗位培訓,拓寬年輕教師的思路,提高其指導水平,適時地邀請一些經驗豐富、德高望重的專家舉行講座。定期考核年輕指導教師的教學實踐能力,建立長期有效的監督處理機制。
(五)強化過程管理,培養學生獨立解決問題的能力畢業設計的效果、質量與指導教師采取的管理、指導密切相關。指導教師應定期檢查學生畢業設計的進度和質量,特別要做好開題報告、中期進度檢查和答辯前的檢查工作。在畢業設計指導過程中,指導教師要啟發學生的思路,采取討論式、探討式的教學方法。當學生面對問題時,提倡學生自己查閱資料,自己解決問題,并鼓勵學生在畢業設計中運用新技術、新材料,進行多種結構方案的比較,建立優化設計的概念,培養學生自我發展能力,為走向社會打下堅實的基礎。
三、結語
傳統的實踐教學環節內容相對滯后我國目前各高校專業課的實踐教學方法仍以灌輸式為主,實踐教學設備和實踐教學手段比較落后,教學效率和教學效果比較低下,教學資源浪費嚴重。傳統實踐教學模式單一,沒有能夠按照學科、專業特點,開展形式多樣的、生動活潑的實踐活動,使實踐(實習)流于形式。雖然,一些學校的專業課教師為了讓學生了解實踐環節的一些基本知識,也嘗試著讓學生走出校門,接觸社會,但是由于各種條件的制約,這些實踐教學活動效果不明顯。其他問題在大學教學過程中,教師往往更多的是注重專業知識的傳授,輕視綜合素質與能力的培養,忽視人文、藝術、經濟和環保等方面知識的交互滲透作用。
土木工程是一個實踐性很強的學科,實踐教學體系的構建,是隨著時代的發展而不斷發展的,必須隨經濟發展不斷調整。以上問題嚴重影響了實踐教學的效果,影響了學生的培養質量。必須針對這些問題,對原實踐教學體系進行改革。一方面要改進甚至刪除原有體系中不合理的設置內容;另一方面要根據需要增設一些新的教學內容;并通過各級監管制度確保實踐教學的質量。開設工程實驗課通過開設工程實驗課,不僅可以幫助學生進一步掌握基本理論、鞏固所學知識;還可以培養學生發現問題、分析問題和解決問題的初步能力,使學生具有科技工作者所必須具有的實驗能力和基本素質。由于學生的學習水平各不相同,可以將工程實驗課設置為三種類型:基本型實驗、提高型實驗和研究創新型實驗,學生可以根據自己的能力、愛好和興趣選擇完成某些實驗。其中基本型實驗要求學生通過按照給定的實驗方案驗證相關理論,從而加深對知識的理解,培養學生的動手能力、推理能力、分析能力;提高型實驗要求學生綜合運用相關課程知識完成實驗,培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理以及查閱資料的能力;而研究創新型實驗則要求學生根據實驗要求和實驗條件,自行設計實驗方案,培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理能力。開展結構設計競賽結構設計大賽是針對土木工程專業大學生的一項重要的學科競賽,是極富創造性、挑戰性的科技競賽。
簡單的可用結構力學求解器,復雜的要用一些商用有限元軟件完成,如SAP、MIDAS、ANSYS等。這就需要學生自學完成,在結構模型的設計、制作和計算過程中,提高了學生的動手能力,培養了學生自主學習的意識和獨立創新的能力,同時也增強學生的團隊精神和分析問題解決問題的能力。畢業實習實踐教學最根本的目的就是要培養學生正確運用所學知識解決實際工程問題的能力,而使學生具備該能力最好的辦法就是有實際的生產需求,讓學生參加到解決實際問題的過程中去,因此學校應支持并鼓勵學生到施工單位實習,培養學生運用所學知識,正確分析并解決實際問題的能力,實現理論與實踐的良好結合。在畢業實習過程中,鼓勵學生選擇實習過程中遇到的問題作為畢業設計(論文)的題目,并引導他們積極的尋求解決辦法。這樣不僅可以加深對以前所學理論知識的理解,還可以充分調動學生主動學習的積極性,使學生在這個過程中通過親身實踐,不斷地去體驗、總結、改進和提高。畢業設計(論文)畢業設計(論文)階段是學生學習各門課程相互聯接并應用于實踐或進一步提高的轉折點,是培養學生實踐創新的過程,也是各門課程有機地應用于工程實踐的橋梁和紐帶。
在畢業設計(論文)的教學環節中,畢業設計(論文)的內容要與學生工作單位的需求相適應,其選題形式應該結合生產實際中的問題進行設計或研究,解決工程的實際問題。或者是結合教師的科研課題進行選題,使學生受到較高水平的科學研究訓練。這些選題不僅要應用到大學期間的知識,而且還應包含有學生在大學期間未曾涉獵的知識。不管是哪種類型的選題,都不應單純的采用筆算或者是電算完成,最好是采用軟件計算與筆算相結合的方式來完成,這樣既能鞏固學生的理論知識,又能使學生掌握一種或多種的應用軟件的使用方法。例如,在橋梁工程專業的畢業設計中,其基本的設計理論大都已經學過,在畢業設計中,教師一般要求學生綜合性的運用所學知識去完成設計,同時還要求學生利用當前應用比較廣泛的工程軟件(如MIDAS、ANSYS、SAP或橋博等)完成設計。這樣既能鞏固所學的理論知識,又能使學生掌握一種或多種工程軟件的使用方法,這對于處理日后工作中的一些復雜問題非常有利。另外還要通過各級管理制度,加強對畢業設計(論文)質量的把控。其他學校還可以通過建立教學實習基地、鼓勵學生自主創新等多種形式激發并提升學生學習興趣;另外教師在專業課的授課過程中,還應結合工程案例教學,同時適當結合人文、藝術、經濟和環保等方面知識的融入到教學中,對學生進行人文素質教育,提高學生的綜合素質,使學生成為新世紀的復合型人才。實踐證明,通過以上一系列的實踐教學改革措施,學生綜合應用理論知識、理論與實踐相結合以及工程設計和創新能力得到了良好的培養,土木工程專業實踐教學環節的教學質量得到了很大提高。
作者:趙曼 李玉學 路貴華 單位:石家莊鐵道大學土木工程學院 山東農業大學水利土木工程學院