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1教学内容的改革
工程力学课程是一门应用性较强的课程,是土木工程专业的核心基础课程之一,是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁,是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点,其在实践教学中的作用越来越明显,但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性,而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述,并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力[6]。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力,拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题,应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新,增加新的教学内容,如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣,在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前,在教材编写中,由于“少而精”的要求,绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的,而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力,形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写,再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表,经典力学的发展经历的漫长的时间,期间出现了很多促使力学发展的科学家,如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍,可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性,适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点,在教学内容安排中,一方面弱化理论推导过程,另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材;例题中,应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述,在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例,以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。
2教学方法的改革
工程力学教学方法的改革,关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别,只是将原来用在黑板上推导完成的公式,放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中,达不到吸引学生的目的,自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论,如果可以将这些力学简图和试验项目(如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构,材料力学课程中杆件的各种变形等等)用类似flas的直观方式表现出来,就可以丰富课件的内容,增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上,但目前力学的教学中,由于条件所限,工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中,如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设,能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力,但要达到力学教学的目的,还有一定的距离。为了改变这一现状,可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法,在这些课程的教学中,教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式,验证本堂课所涉及到的相关内容和原理,尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科,作为土木工程专业重要的基础课程,应该在在学期中,安排2-4个学时将教学从教室搬到现场,通过利用现场的工程实物,教会学生如何对实际工程问题模型化,并用所学的力学知识进行分析解答。
3教学模式的改革
传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学,教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点,使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况,应对传统教学模式加以改革,形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中,应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学,教学相长,师生互动,通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识,培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题,设置相关专题讨论课。教师通过引导,教师与学生,学生与学生间通过互动交流,对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点,学生通过课后查阅文献,以小组为单位,通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示,并由教师与其他同学进行提问、讨论,最后教师进行总结和点评。此外,在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式,为了能够更好的培养学生的能力,提高学生的综合素质,可以布置一些研究型的题目,通过查阅文献,以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题,可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等,然后将这些题目布置下去,让学生查阅资料,并完成相关论文。总之,要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学,实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。
4结论和总结
(一)工程制图课程内容体系
随着信息技术的发展,工程制图课程的教学内容也在发生不断的变革,从最初注重画法几何演变到如今的注重图形信息表达。纵观国内工程制图课程,以及国内现有的教材来看,我们不难看出,该课程主要包含两大模块,分别是:
1.投影的基本知识(点、线、面、体、截交线、相贯线及组合体等)。
2.工程图的表达方法、画法及读图(剖面、剖视、规范规定的表达方法等、尺寸标注、技术要求等)。其中,相贯线、组合体、剖视、半剖视图等内容是课程的难点和重点,也是考试的重点。从课程和教材来看,课程的讲授顺序均为:投影的基本知识→画法几何→工程图的表达方法→工程图。课程偏重知识的传授,空间想象能力、图形表达能力、形象思维能力的培养,而对产品信息表达、设计构型思路、工程规范概念讲授较少。对于不同专业而言,对课程的要求不同,课程的重点也不同,因此,课程的难点也不尽相同。以统一的教学方式组织教学,没有体现学生的专业特点。学生难于建立知识点间有机的连接关系,因此,难以建立工程信息的概念,缺乏灵活应用课程知识的能力。
(二)工程制图课程安排
工程制图课程授课一般在32-72学时之间,主要是针对非机械类的专业,如水利工程、土木工程、水文与水资源、电气、工程管理等诸多专业,课程覆盖本科专业面极广。但目前的课程体系对各专业几乎不作区别、授课内容完全一致且缺乏实际应用。由于学时少,多数学校在课程体系设置中过分偏重点、线、面的投影以及截交线、相贯线等基础部分,降低了对专业图样的要求(大部分课程体系该部分采用机械类的零件图、装配图进行讲解);整个课程体系不以工程设计为主线,降低了工程制图课程的工程性和设计性。由于过于强调基础部分,不能突出各专业的特点,使学生学习后达不到具备绘制和阅读相关专业工程图样的能力。工程制图的最终目的是通过该课程的学习,使学生具有空间想象能力和分析能力,培养其绘制和阅读工程图样的能力,并在此基础上具有基本的设计思维能力和良好的工程素养。如何在有限的学时内训练培养学生成为具有创新思维和设计能力的未来工程技术人员,最大限度调动学生的学习主动性和热情,是摆在广大工程制图课教师面前一个亟需解决的问题。
二、教学改革的思路
根据21世纪高等教育对人才的培养要求,以创新设计为目标,探索性地建立新的教学体系、教学内容;结合新的教学手段,打破《工程制图》课程长期以来过分偏重画法几何基础知识、对各专业授课不作区别、缺乏工程性和设计性等现状,变为强调面向工程、面向创新设计、面向实际应用的图学课程,成为真正的“工程的制图”;通过对不同专业采用不同教学内容,达到满足各专业特定性的要求,让学习者感受到所学工程制图知识与自身专业密切相关,同时也为计算机绘图打下基础。
(一)课程体系与教学内容改革
以创新设计为目标,在课程开始就引入设计的理念。课程增加国内外先进设计理念,特别是创新设计理念。由于目前主要以计算机绘图为主,对画法几何基础部分要求可适当降低。增加计算机绘图知识,对目前使用的绘图软件,采用普遍介绍与重点使用相结合。普遍介绍目前主要的计算机绘图软件,如AutoCAD、3DMax、CASS、PKPM等,重点使用AutoCAD,通过此部分学习,使学生对计算机绘图有了基本了解,建立了计算机绘图的概念。调整工程图部分内容,加强不同专业图样的知识,强调创新设计。对各专业相关的标准件及常用件进行增减改写,介绍一些适应不同本科专业的典型的专业图例,根据不同专业,使学生能够绘制、简单设计和创新与本专业相关的专业图样。
(二)教学手段与实践路线
更新课程网站,利用网络扩充学生知识面,并进行网上答疑。突出多媒体教学,增加三维实体模型的应用。在课堂教学中辅以计算机绘图进行工程实例演示,注重对学生设计和创新能力的培养。按照分析规划→实践探索→分析调整→实践完善的步骤推进。首先与各相关专业工程技术人员接触,了解各专业工程图样的典型结构特征,表示方法,设计过程等内容。分析各专业各年级学生对工程制图课程的评价,并对国内工程制图课程有改革经验的高校进行调研,收集国外工程制图课程的最新教学材料,选择有各专业工程背景的图样表示作为课程新的内容,收集国外标准、图例以及专业词汇的英语表达,融会贯通后写出教案,进行教学实践。结合工程背景,培养创新设计能力,满足不同专业的选课要求。强调工程素质,调动学生的学习积极性,本项研究能够使工程图学的课程体系及内容反映新世纪的教学要求,使课程做到与时俱进,同步发展。
三、结论
1.工程案例的设计
案例的设计是案例教学过程中的核心环节,好的案例应该既能融会相关理论知识,又能充分调动学生学习的积极性。具体来说,桥梁施工方面的工程案例设计应综合考虑以下问题:
(1)要坚持理论联系实际的原则。
桥梁工程施工课程的实践性较强,要求每个案例以书中的理论知识为指导,利于思考;要求必须从大量的第一手资料中设计案例,而不能凭空臆造。
(2)考虑现实性和未来性。
根据最近发展区的理论,案例的选取要考虑学生已掌握的知识及对学生学习的指导意义。根据专业特点,从搜集到的大量的原始资料中,分门别类地整理出具有代表性的案例,案例的选取应当考虑案例的主要特征是什么、要解决什么问题、如何激发学生的积极性等问题。
(3)要有典型性和针对性。
桥梁施工案例选取时要考虑具体解决什么问题,如桥梁基础施工、桥梁墩台施工或是上部结构施工过程中遇到哪些问题?造成这些问题的原因是什么?如何解决?选取的案例要代表这一类问题的解决方案,具有典型性和代表性,利于学生触类旁通,从而激发学生进行深入细致的调查研究和分析评价,更好地提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
(4)案例设计要考虑发展性和简练性。
通过案例学习应使学生在专业能力、方法能力和社会能力上有所提高。同时,案例设计要注意语言表述,围绕解决中心问题,提供的细节不要太多,以免混淆了学生的视线和思维。
2.工程案例的教学实施
通过与现场实践相结合,根据以上原则选定桥梁工程施工方面的具体案例。课堂上将学生平均分成六个小组,每个小组成员分别担任其中的一个角色:施工方(包括项目经理、技术负责、施工员、材料员等),建设方,监理人员。案例的讨论主要从以下几个方面展开:案例中要解决的关键问题是什么?哪些信息至关重要?解决问题的方法有哪些?做出决策的标准是什么?什么样的解决方案是最适宜的?应制定怎样的实施计划?什么时候将计划付诸行动以及如何付诸?如何进行整体评价?案例教学法的实施分成以下几个环节。
(1)学生准备。
在正式开始集中讨论前一到两周,把案例材料发给学生,让学生阅读案例材料,查阅指定的资料和读物,搜集必要的信息,并积极地思索,初步形成关于案例中问题的原因分析和解决方案。教师可以在这个阶段给学生列出一些思考题,让学生有针对性地开展准备工作。
(2)小组讨论。
由于小组成员不同,且角色多元化,他们在准备和讨论时,不同意见相互交流,加深了学生对案例的理解,同时学生已经查阅和掌握了相关材料,课堂气氛活跃。
(3)代表发言。
各个小组派出自己的代表,发表本小组对于施工案例的分析和处理意见。发言时间一般应该控制在20分钟以内,发言完毕之后发言人要接受其他小组成员的询问并做出解释,此时本小组的其他成员可以代替发言人回答问题。
(4)小组集中讨论。
小组集中讨论的这一过程为学生自由发挥的过程,此时教师充当的是组织者和主持人的角色。此时的发言和讨论是用来扩展和深化学生对案例的理解程度。讨论最后,教师提出意见比较集中的问题和处理方式,组织各个小组对这些问题和处理方式进行重点讨论,将学生的注意力引导到方案的合理解决上来。
(5)归纳总结。
在小组集中讨论完成之后,留出一定的时间让学生自己进行思考和总结。一方面总结规律和经验,另一方面获取这种知识和经验的学习策略,最后让各个小组以书面的形式对该门课程的案例教学法做出评价,分析该种教学方式的收获与不足以及需要做哪些改进,并提出他们的个人建议。课堂教学结束后,教师进一步总结,揭示出案例中包含的理论,强化以前讨论的内容,提示后续案例,给参与者以鼓舞。从案例讨论中引申出一定的结论,为后续的课堂教学提供准备。
二、案例教学在土木工程专业中应用成效分析
工程案例教学在土木工程专业专业课教学中实施了三年,取得了明显的教学效果。为进一步了解土木工程专业采用案例教学的效果,课题组成员分别对在校学生、2010届毕业生、2011届毕业生及部分用人单位进行了调查。调查结果从实证角度说明了案例教学在土木工程专业教学中取得了良好效果。
(1)在校生。
大部分学生认为,课堂上实施案例教学使他们提前将课堂上学到的理论知识应用到实际工程中,学会了处理实际工程中的工程事故或施工难题的一些方法,明确了自己的责任与义务,为将来应聘工作提供了帮助。同时从课堂情况来看,学生的出勤率明显上升,学生学习面貌大有改观。
(2)2010届毕业生。
该届学生工作将近两年,当被问到在校时案例教学的实施效果时,大部分学生认为,工程案例的选择是直接源于实际工程,学生将在课堂上学过的理论知识直接加以应用,能够融汇变通;工作后能更好地处理与甲方、监理及施工方的关系,更加清楚明白自己的职责;工作中遇到类似的问题可以借鉴参考,更好地做好技术管理工作,加快实习期的过渡,更好地投入到实际工作中去。
(3)2011届毕业生。
他们走上工作岗位还不到一年,据他们反映,土木工程专业中加入的大量工程案例,能使他们更快更好地适应现场的工作环境,更加高效地投入到实际工作中去。他们遇到实际工程中的一些问题,有种似曾相识的感觉,处理起来比想象中要顺利很多。
(4)用人单位。
对一些用人单位进行的回访显示:近两年招进的学生能更好更快地融入新的工作环境,责任心更强,工作效率更高。同时遇到一些实际工程问题不再束手无策,解决实际问题的能力显著增强。总之,土木工程专业中案例教学的效果得到了学生和用人单位的认可,促进了土木工程专业人才的培养,增进了师生之间的交流,让学生逐渐成为教学活动的参与者。在案例教学中,教师需通过工程案例了解最新的施工技术、施工方法以及新材料的应用等,随时调整和补充教学内容,学生反馈的信息促使教师进一步修正学生所提出的方案,以补充和完善理论和技术知识,形成良性互动。
三、结论
1.1工程案例教学的概念
按照工程专业的课程要求,在土木工程专业的授课过程中进行工程案例教学,必须要以学生为主体,根据不同学生的不同特点,选用具有专业性和代表性的工程案例来进行教学,并在授课过程中,让学生自发讨论,互相交流对工程案例的看法,以加深其对所学专业的了解,使学生分析问题的能力得到提高,学生的大脑思维更加活跃,能够快速而牢固地掌握理论知识,激发学生对土木工程专业的兴趣。[1]
1.2工程案例教学的特点
利用工程案例进行教学,首先可以改变传统的教学方法。在以前的教学模式中,都是以教师为主体,教师是课堂教学的指挥者,学生则扮演着听从者的角色,这样的教学模式严重打击了学生的学习积极性,不利于学生进行自主学习。而在案例教学的过程中,教师仅仅起着引导作用,通过师生之间的互相交流与探讨,形成“合作学习”的模式,融洽了师生之间的关系,提高了教学质量。其次,学生在案例教学的过程中,掌握了课堂的主动性,成为课堂的主体,从而激发了学生的学习兴趣,也提高了学生的创新思维能力。再次,土木工程与我们的现实生活有着密切的联系,无论是居民住宅,还是商业的国贸大厦,甚至是跨海大桥等等,都可以成为土木工程专业的研究对象。这些生活中随处可见的建筑,为土木工程专业的案例教学提供了丰富的资源。最后,工程案例中的一个简单问题,往往会涉及到多个学科的知识,这就需要学生不断拓宽自身的知识面,学会综合运用交叉学科的知识来解决工程案例中出现的问题,有助于学生提高自身的专业素养。[2]
2工程案例的设计
土木工程主要可以分为三个方向:建筑工程方向,桥梁工程方向,地下结构工程方向。针对于桥梁工程方向的案例设计,既要考虑到理论知识的融合,又要考虑到学生积极性的调动,因此在进行案例设计时,要注意以下几个方面:
2.1坚持理论联系实际
土木工程专业,整体应用性较强,因此,在设计桥梁工程的案例教学时,每个案例都应当紧紧围绕教材中的理论知识,以帮助学生思考和分析问题。同时,教师在设计案例的过程中,不能凭空想象,而要根据已有的资料来合理设计。
2.2案例的选择
教师在进行案例选择时,首先要考虑到学生已经掌握的知识,以及该案例对于学生理解这些知识是否具有指导性意义。其次,教师应当将已经获得的大量原始资料,进行分门别类,然后从中选择出具有专业性和典型性的案例。最后,在案例的选择过程中,教师还应当考虑到案例的特征,以及可以利用该案例解决什么问题等。
2.3案例的针对性
在桥梁工程教学中,教师在选择案例时,要具有针对性。首先,教师应当确定需要具体解决的问题,比如桥墩施工,桥面施工或者是基础施工过程中可能会遇到的问题,并对造成这些问题的原因进行分析,找到解决问题的方法。因此,选择的案例必须要针对这些问题,提供可能的解决方案,从而使学生能够通过细致调查和深入分析,及时找到解决问题的最佳方案。
3工程案例教学在土木工程专业的应用
当教师设计好工程案例时,可以通过小组形式让学生更深刻地了解到所学专业的应用性。教师可以将学生分成小组,每个小组成员扮演一个角色,比如建设方、监理人员等。对案例进行讨论时,要紧紧围绕以下几个方面:案例需要解决的中心问题;案例中出现的重要信息;解决问题的方法以及决策标准等。而教学案例的在土木工程专业的应用,主要有以下几个环节。
3.1学生准备阶段
教师在进行案例教学之前,应当提前1-2周将与案例相关的材料分发给学生。学生可以通过案例材料,了解案例的主要内容,并找到案例需要解决的中心问题,通过查阅相关资料,获得与案例相关的重要信息,并通过积极思考和深入分析之后,找到案例中引发问题出现的原因以及提供有效的解决办法。在学生进行准备的过程中,教师可以通过设计一些启发学生思考的问题,来对学生进行引导。
3.2小组讨论阶段
由于在工程案例中,每个小组成员扮演的角色不同,对问题的看法也有所不同。通过小组讨论,学生可以互相交换意见,并且学生可以针对不同于自己的意见,根据前期掌握的资料来进行辩论,从而加深自己对案例的思考和理解。
3.3小组代表发言
在经过小组讨论之后,每个小组派出一名代表,将自己小组对于案例问题的分析和解决办法进行总述。其他小组若对发言人的表述有所疑问或者持不同意见,发言人要给出合理的解释,小组成员也可帮助发言人解答他人的疑惑。[3]
3.4全体归纳总结
在各个小组发言完毕之后,教师应当帮助学生对每个小组的问题和方案进行归纳,并找到所有小组比较集中的问题和解决办法,学生通过对这些方案进行再次讨论,能够更好地掌握案例中所涉及的理论知识和实践技能。之后,教师应当给学生留出一定的时间,让学生对这次案例教学的经验和规律进行总结,并掌握这种学习策略。
4总结
1、改革内容
1.1优化整合土木工程施工课程的知识体系在课堂教学之前,施工课程教师要优化、整合课程知识体系,明确本节课需要教授的基本理论知识及重点、难点,从而有效提高教学效果。优化课程体系的过程中,要突出重点、难点,并与工程的施工实际保持一致,并及时查找相关资料及最新研究成果,以补充教学知识。
1.2将整合的课程体系加工为相对独立的教学模块对于知识容量比较大的教学章节,要根据实际施工的连续性、理论知识的内在联系等,分别设置为多个模块。比如,进行桩基工程案例教学时,需要把握以下知识点:预制桩的制作、运输、沉桩;灌注桩成孔及施工;桩基施工的质量事故分析和处理措施。进行吊装工程案例教学时,要突出以下内容:起重机的参数计算机选择方法;单层工业厂房的吊装;塔式起重机在高层建筑施工中的应用。
1.3确定各教学模块涉及的教学环节施工课程教师在设置教学模块及案例时,要有针对性,即一个案例对应一个模块,每一个案例的组成部分应包括有关本案例的施工现场录像、工程环境介绍、可能出现的工程问题以及演示工程原理过程的flas。
2、改革的教学环节
首先,可通过播放工程现场录像,让学生形成感性认识,激起其学习兴趣。录像内容可以包括施工场景、工程概况、地质条件、施工关键点及与施工有关的施工机械等。其次,可以以施工场景为基础,用专业工程语言提出地质、材料、设备等工程参数,并介绍工程施工中需要及时解决的问题,营造浓厚的施工现场氛围,提高学生的学习意识。再次,要用课堂教学方式讲解案例的关键知识点,构建各个模块涉及的知识理论体系。由于施工操作具有动态性,因此,课堂教学课结合flas进行演示。最后,理论知识的运用、检验。让学生分析案例教学中需要解决的实践问题,在讨论之后,有针对性的完成工程实践问题报告。
3、改革措施
首先,要优化教学计划。教学计划的优化,可以在一定程度上破除土木工程施工课程的弊端。第一,教学团队要结合社会实际编制教学大纲,目前采用的教学大纲大多是根据社会需求编制的,而忽视了现代化的科学技术及设备等内容,容易导致学生在以后就业中难以适应工作条件及环境。第二,改革学时分配,进一步丰富教学内容,如根据情况,将课时分别安排为教师课堂讲授、专题讲座等,不仅可完成教学内容,也能够丰富教学形式,激起学生积极性。其次,丰富教学手段。目前教师在课堂教学中,教学手段比较单一,基本是教师讲、学生听,笔者以为,要进行教学改革,就要丰富教学手段,如举办讲座、收集施工现场资料等进行教学。专题讲座如旋挖机灌注桩施工、混凝土施工工艺等,不仅可以丰富教学内容,还能够开拓学生视野,激发其对施工技术的就业热情。因此,教学模式及手段的改革,能够让学生充分感受到土木工程施工课程的实用性,从而提高其学习效率。
二、结语
通过互联网以及信函咨询的方式,对国内同济大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、中南大学和湖南大学6所高校的土木工程地质教学课程内容设置进行了调查,通过调查发现,以上学校主要存在以下几个共同点:
1、强调对工程地质基本概念的学习。在课堂学习过程中,主要课时都集中于学习在工程实践中经常用到的专业术语,强调概念的厘清。课堂学习的主要内容主要包括以下几个方面:(a)地质作用与地质构造的基本知识,包括地质年代的识别、地质图的识图、常见地质结构的概念(褶皱、节理、断层等);(b)三大岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)的成因、归类和鉴别;(c)第四纪地质的基本知识,包括残积土、沉积土、冲积土、坡积土等概念、成因及对工程的影响;(d)地下水的基本知识,包括地下水的分类、运动基本规律、补给与排泄方式、对工程的影响等;(e)工程地质勘察与分析在具体工程的应用,包括在隧道工程、边坡工程等方面的应用。
2、强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备,学习地质罗盘等地质考察工具的使用,同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石,还要学习地质图的填图和阅读等。
3、强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。
二、当前土木工程地质教学存在的问题
通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:
1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。
2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。
3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。
4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。
三、土木工程地质教学改革措施
为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:
1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。
2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。
3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。
4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题,在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解,因此,工程实例教学是一个非常重要的手段。比如,老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例,结合书本知识讲解如何解决工程问题,分享在解决工程问题过程中的心得体会,这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣,又能让他们积累相应的工程经验知识。
改革教学方法
(1)实例教学法
在CDIO教学理念的启发下,为加强学生对土木工程CAD基础知识的学习,采用实例教学法。打破传统照本宣科的教学模式,结合土木工程CAD课程的基础知识和相关命令,精选针对性和启发性较强的绘图实例,将实例中所包含的知识点归纳出来,重新组织安排教学内容,由浅入深、循序渐进地逐步讲解,然后在实例演示中针对具体的操作再进行重点讲解,最后学生结合实例进行相关命令的练习。通过实例教学,能够使学生意识到课程学习的重要意义,激发学生的学习积极性,提高学生识图、制图的能力,满足了学生学以致用的需求,教学效果得到明显提高。
(2)项目设计法
随着授课内容的不断深入,学生的绘图能力不断得到提高。这时,在教学过程中引入项目设计法,将CDIO提出的构思、设计、实施、运行过程应用于具体的项目设计中,可以在提高学生计算机绘图能力的同时,培养学生的个人能力和团队合作能力。教师可将每个班级的学生进行分组(每3~4人为一组),每组布置不同的设计项目(如根据任务书要求,绘制一教学楼的底层平面图等),要求学生在规定的时间段内完成相应的项目,其具体实施过程如图1所示。学生接到项目任务书后,通过查询搜集资料进行构思、小组讨论、方案设计、绘制图形等有计划、有步骤的训练,能够切身体验到CAD软件在实际工程设计中的应用,不仅调动了学生主观能动性,还培养了学生的创新能力、分析解决工程实际问题的能力和沟通协作的能力,真正实现了“做中学”、“学中用”。
丰富教学内容
(1)与土木工程制图课程的融合
在重新修订教学计划时,可以考虑将土木工程制图和土木工程CAD这两门课程内容融合在一起,有利于解决传统土木工程制图与现代CAD技术脱节的问题。学生在掌握制图规范的基础上,分别用手工和计算机来完成制图大作业,不仅可以提高学生的学习兴趣,还能将理论与实践、传统与现代有机地结合起来,对两门课程的知识的融会贯通有很大帮助。
(2)相关专业设计软件的介绍
CDIO理念强调产业的需求及个人职业技能的培养,为适应建筑行业对人才的需求,提高毕业生的实际工作能力,笔者建议在CAD的教学基础上,增加对目前建筑设计单位比较普及的结构计算软件——PKPM系列软件的介绍,使学生能够初步了解应用PKPM软件进行结构计算和绘制施工图的整个过程,激发学生学习该软件的积极性和主动性,以拓展学生的知识面。
改善教学环境
将土木工程CAD课程的教学地点,设在具有投影仪的机房,实现师生每人一机,改善教学环境。教师讲解命令操作时,学生边看屏幕边在自己的电脑上操作,教师演示速度不宜太快,给学生留出充裕的时间去练习刚刚讲授的知识点。这样的教学方式能够调动学生的学习兴趣,会取得事半功倍的效果,而且教师也能及时分析和解答学生操作过程中所遇到的问题。通过这种互动式的课堂,将理论与实践融会贯通,有利于实现教与学、学与做的一体化,达到较好的教学效果。这也正是CDIO理念所倡导的重视学生实践能力的培养。
通过与现场实践相结合,根据以上原则选定桥梁工程施工方面的具体案例。课堂上将学生平均分成六个小组,每个小组成员分别担任其中的一个角色:施工方(包括项目经理、技术负责、施工员、材料员等),建设方,监理人员。案例的讨论主要从以下几个方面展开:案例中要解决的关键问题是什么?哪些信息至关重要?解决问题的方法有哪些?做出决策的标准是什么?什么样的解决方案是最适宜的?应制定怎样的实施计划?什么时候将计划付诸行动以及如何付诸?如何进行整体评价?案例教学法的实施分成以下几个环节。(1)学生准备。在正式开始集中讨论前一到两周,把案例材料发给学生,让学生阅读案例材料,查阅指定的资料和读物,搜集必要的信息,并积极地思索,初步形成关于案例中问题的原因分析和解决方案。教师可以在这个阶段给学生列出一些思考题,让学生有针对性地开展准备工作。(2)小组讨论。由于小组成员不同,且角色多元化,他们在准备和讨论时,不同意见相互交流,加深了学生对案例的理解,同时学生已经查阅和掌握了相关材料,课堂气氛活跃。(3)代表发言。各个小组派出自己的代表,发表本小组对于施工案例的分析和处理意见。发言时间一般应该控制在20分钟以内,发言完毕之后发言人要接受其他小组成员的询问并做出解释,此时本小组的其他成员可以代替发言人回答问题。(4)小组集中讨论。小组集中讨论的这一过程为学生自由发挥的过程,此时教师充当的是组织者和主持人的角色。此时的发言和讨论是用来扩展和深化学生对案例的理解程度。讨论最后,教师提出意见比较集中的问题和处理方式,组织各个小组对这些问题和处理方式进行重点讨论,将学生的注意力引导到方案的合理解决上来。(5)归纳总结。在小组集中讨论完成之后,留出一定的时间让学生自己进行思考和总结。一方面总结规律和经验,另一方面获取这种知识和经验的学习策略,最后让各个小组以书面的形式对该门课程的案例教学法做出评价,分析该种教学方式的收获与不足以及需要做哪些改进,并提出他们的个人建议。课堂教学结束后,教师进一步总结,揭示出案例中包含的理论,强化以前讨论的内容,提示后续案例,给参与者以鼓舞。从案例讨论中引申出一定的结论,为后续的课堂教学提供准备。
二、案例教学在土木工程专业中应用成效分析
工程案例教学在土木工程专业专业课教学中实施了三年,取得了明显的教学效果。为进一步了解土木工程专业采用案例教学的效果,课题组成员分别对在校学生、2010届毕业生、2011届毕业生及部分用人单位进行了调查。调查结果从实证角度说明了案例教学在土木工程专业教学中取得了良好效果。(1)在校生。大部分学生认为,课堂上实施案例教学使他们提前将课堂上学到的理论知识应用到实际工程中,学会了处理实际工程中的工程事故或施工难题的一些方法,明确了自己的责任与义务,为将来应聘工作提供了帮助。同时从课堂情况来看,学生的出勤率明显上升,学生学习面貌大有改观。(2)2010届毕业生。该届学生工作将近两年,当被问到在校时案例教学的实施效果时,大部分学生认为,工程案例的选择是直接源于实际工程,学生将在课堂上学过的理论知识直接加以应用,能够融汇变通;工作后能更好地处理与甲方、监理及施工方的关系,更加清楚明白自己的职责;工作中遇到类似的问题可以借鉴参考,更好地做好技术管理工作,加快实习期的过渡,更好地投入到实际工作中去。(3)2011届毕业生。他们走上工作岗位还不到一年,据他们反映,土木工程专业中加入的大量工程案例,能使他们更快更好地适应现场的工作环境,更加高效地投入到实际工作中去。他们遇到实际工程中的一些问题,有种似曾相识的感觉,处理起来比想象中要顺利很多。(4)用人单位。对一些用人单位进行的回访显示:近两年招进的学生能更好更快地融入新的工作环境,责任心更强,工作效率更高。同时遇到一些实际工程问题不再束手无策,解决实际问题的能力显著增强。总之,土木工程专业中案例教学的效果得到了学生和用人单位的认可,促进了土木工程专业人才的培养,增进了师生之间的交流,让学生逐渐成为教学活动的参与者。在案例教学中,教师需通过工程案例了解最新的施工技术、施工方法以及新材料的应用等,随时调整和补充教学内容,学生反馈的信息促使教师进一步修正学生所提出的方案,以补充和完善理论和技术知识,形成良性互动。
三、结论
土木工程专业具有很强的实践性、社会性、综合性、创新性和群体性[1],因而其培养目标是“培养适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得工程师基本训练并具有创新精神的高级专门人才。”[2]目前,我院正在深入地进行教学改革,以适应社会和用人单位对人才的要求,适应我院2002年升本后本科教育的要求,以体现我院办学指导思想和办学特点[3]。我院土木工程专业自2003年招收第一届本科学生以来,一直在进行培养模式的研究和教学计划的修订。笔者结合几年来专业建设工作,介绍我院2006级土木工程专业实践环节教学计划修订情况。
1土木工程专业教学计划的修订与课程体系的整体优化
目前,我国高校分为三类:重点高校、一般高校和高等专科学校。我国土木工程专业人才的需求和培养可分为三个层次:第一层次是高级研究型人才,主要由名牌大学和重点大学培养;第二层次是高级设计、施工管理人才,主要由一般本科院校培养;第三层次是生产一线技术应用型人才,主要由高职专科学校培养[4]。邵阳学院2002年升为一般本科院校,土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,无论从师资队伍、办学条件、科研能力,还是学生生源,都不具备培养高级研究型人才的条件;同时也不具备与办学历史较长的一般本科院校竞争的实力。根据土木工程专业在湖南省和全国所处的地位,将专业培养目标定位在培养懂设计、会施工、懂管理的高级技术应用型人才。据此,对我院土木工程专业课程体系进行整体优化,制定了2006级教学计划:⑴设置2个专业方向:建筑工程和道路与桥梁工程方向,制定“2.5+1+0.5”人才培养模式,即进行5个学期的专业通识(公共基础课和专业基础课)教育,2个学期的专业方向课教育,1个土木工程专业实践环节教学计划的研究文畅平(邵阳学院城市建设系湖南邵阳422000)摘要:以人才需求为目标,人才知识结构、能力结构为主线,结合专业建设实践,以突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位作为制定教学计划的依据和办出特色的基础,构建土木工程专业实践环节教学体系,以培养应用型人才。关键词:土木工程教学计划培养目标实践环节应用型人才学期的毕业实习和毕业设计(论文)。⑵拓宽专业基础,建立土木工程专业“大平台”课程体系。⑶建立“模块”课程体系,实现课程整体优化。
2以人才需求为目标,以人才知识结构、能力结构为主线,构建土木工程专业实践环节教学体系
土木工程专业是最古老的工程类专业,在世界上已有上百年的历史,在社会发展的各个时期,都需要土木工程类专业人才。我国不少高校中的土木工程专业办学历史较长,办学条件好,办学经验丰富,生源素质较高。我院土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,竞争实力弱。我们应正视自己的差距,找准自己的位置,扬长避短,办出自己的特色。⑴土木工程专业人才需求现状和人才知识、能力结构要求第一,人才需求呈多样化趋势。应用技术科技含量随科技发展而增加,用人单位对人才的需求更加务实,更有针对性,也更加迫切,既需要研究型人才,更需要应用型人才,人才的需求呈明显的多样化趋势。我院土木工程专业应顺应这样趋势,建立以培养岗位能力为中心,注重学生的技术能力培养的办学思路,在整个教学过程中始终以适应岗位需要为目的,使学生毕业后能很快适应土木工程各技术岗位工作的需要。第二,人才的专业知识面要宽。应用型人才服务的对象主要是基层企事业单位,这些单位的工作专业划分不太细,且比较综合,他们需要的不是研究型人才,而是工程一线技术把关的技术人才,要懂设计,会管理,这就要求技术人员知识面要宽。第三,土木工程实践性、社会性、综合性很强,是一个综合性的系统,培养的专业人才除了要有本专业各领域的技术知识外,还要有相应的管理和经济知识、人文社会科学理论知识和素养,以及较强的计算机应用能力等。⑵构建土木工程专业实践环节教学体系的思路社会和用人单位的人才需求和对人才知识、能力结构以及素质要求,是我们构建实践环节教学体系的依据,也是我们教学培养方向。为此,我们强调三个突出:①突出学生就业服务对象。服务对象的需求就是我们的教学培养方向,体现在课程体系上,就是要突出施工类、管理类课程的地位。②突出学生工程实践能力、职业能力的培养。土木工程专业的特点决定了人才的知识结构,更需要实践经验的积累和创造力。当然,经验的培养和积累不是一朝一夕之事。所以,我们在制定教学计划时,切实保证了各类课程实验、实习、课程设计等工程训练的时间,把计算机应用能力、管理和经济知识贯串其中。在实践环节教学中,注意把工程教育和工程训练统一起来。③突出实践环节教学的地位。作为教学型高校,应以教学为中心,而我院土木工程专业应突出实践环节教学的中心地位,既以技术基础课的教学和实践能力的培养为重点。在这方面我们有优势,第一,具有副高以上职称的专业课教师基本上来自设计、施工、行业管理等部门,他们实践经验丰富,事业心强,工作责任高;第二,这些教师能为实践环节教学提供适宜的教学工地;第三,能够较好地解决理论与实践脱节的问题。⑶土木工程专业实践环节课程体系土木工程专业实践环节课程体系包括:①课程实验类;②实习类;③课程设计类;④毕业设计(论文);⑤计算机应用类,包括贯串于实习、课程设计和毕业设计(论文)的计算机应用。超级秘书网
3阶段性成果
从2002年起,多次对土木工程专业教学计划进行了修订,今年又进行了一次大的修订,按照“2.5+1+0.5”人才培养模式,设计和优化实践环节课程模块,即“平台”类实践环节;“课群组”类实践环节;“综合”类实践环节即毕业实习和毕业设计(论文)。⑴课程实验类。占总学时约13%。包括大学物理实验,普通化学实验,材料力学实验,测量实验,土工实验等。⑵实习类。总计6~7周,包括认识实习,工程地质实习,生产实习,道路勘测实习等⑶课程设计类。总计10周,包括基础工程课程设计,“课群组”类课程设计等。⑷综合类。总计16周,包括毕业实习和毕业设计(论文)。⑸计算机应用类。包括计算机文化类、技术基础类,专业应用类等,课内安排126学时,课外安排约360学时。
4结语
专业教学计划体现了高校办学指导思想,反映了高校办学水平,“办学不应该老围着别人有什么,而应该想别人没有什么,这样才办得出特色”[5]。突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位这三个“突出”是我们制定教学计划的依据,也应该成为我们办出特色的基础。
参考文献:
[1]蒋永生,邱洪兴,陈以一.土建类专业工程素质和实践能力培养的研究与实践[J].高等建筑教育,2003(02):14~16.
[2]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3]邵阳学院教务处.2003级本科专业教学计划[Z].关于制订本科专业教学计划的原则意见.
1优化教学内容体系,积极进行教材建设
针对“土木工程CAD”教学内容优化、授课用软件版本低等问题,我们组织“土木工程CAD”和“建筑制图”的任课教师对课程的教学内容进行了探讨。将基本教学内容分为CAD软件的基本知识、绘图准备、二维图形绘制、二维图形编辑、图形注释、图块与外部参照、尺寸标注、设计中心及查询功能、图纸空间及打印输出等九部分,并通过实例深化对每部分内容学习。在此基础上,我们编写了《土木工程CAD》教材[11],该教材以AutoCAD2013软件的基础命令为基本教学内容,结合土木工程图纸的基本元素和制图标准阐述二维图形的绘制和编辑方法,将CAD基本制图方法与土木工程制图规范地结合起来,形成了从绘图准备到打印出图完整的内容体系。为了保证内容的全面性,教材中设置了三维图形绘制和编辑、着色与渲染等内容,同时,结合土木工程制图相关规范和标准,介绍了利用CAD软件进行土木工程施工图的制图步骤和制图方法。教材的每一章都有针对性地设置了思考题和上机题,方便学生对所学知识的掌握和巩固。
2改善教学方式,探索有效的教学方法
为了改变“土木工程CAD”课堂教学效果差、课堂教学与实训间隔时间长的现状,在教学实践中,第一,将课堂教学转移到机房中,教师利用多媒体设备对CAD软件的基本操作进行演示,学生“一人一机”进行学习;第二,在教学过程中,给学生必要的动手操作时间,并在每节课中保留十分钟的时间为学生答疑,及时解决学生在听课过程中遇到的问题,课堂上不能解决的问题放到课下或上机实训中解决;第三,通过与教学管理部门协调,缩短课堂教学与上机实训之间的周期,做到即学即练,使学生更有效地消化吸收所学知识。在课堂教学实践中,为了更好地将CAD绘图与土木工程专业制图知识结合,采用案例教学方法。具体做法为,在第一节课将某建筑平面图大作业发给学生,该大作业既包含应用CAD基本命令绘制建筑平面图纸基本元素的内容,又包括制图标准的一些基本要求;在后续的授课过程中,将该大作业进行分解,并将分解内容融入到各章节内容的讲授中,使学生在学习CAD基本命令的同时,掌握这些命令在土木工程制图中的具体用法;在讲授完最后一章内容后,指导学生将所学内容融会贯通,完整地完成大作业的绘制。在案例讲解过程中,注重引导学生分析图形,寻找图形绘制的快捷方法和步骤,提高学生分析和解决问题的能力。在实训教学过程中,为了改进上机实训效果,采用任务引导型教学方法。首先,制定详细的上机实训计划,明确每一次实训的具体任务,并要求学生在规定的时间内完成实训任务;其次,编制针对性的习题集作为实训任务的补充,使学生实训的任务充足,同时,加强学生在实训过程中的指导、监督和管理,及时发现和解决学生在实训中遇到的问题并及时总结,为以后的教学积累经验;最后,要求学生将实训成果上交,在批阅时对学生的实训成果进行对比甄别,防止出现抄袭或雷同现象,并将实训成果作为期末考核的重要依据。
3改革考核方式,注重动手能力培养
为了改变传统的纯粹上机考核方式不能真实反映学生学习效果问题,采用综合评估的考核方式,即将学生的考核内容分为上机考核、上机实训和平时成绩三部分,分数分配比例为5:3:2。其中,上机考核采取在规定时间内完成某图纸绘制的方式,上机实训成绩以学生上机实训提交的成果为依据,该成果能反映出学生的学习情况和对知识点的掌握情况,也可以在一定程度上验证其上机考核成绩的真实性;平时成绩主要根据学生的平时出勤情况和回答问题情况来确定。为了切实提高学生的动手操作能力,除了在课堂教学和上机实训过程中给学生提供更多的动手操作机会外,加强对学生的引导和指导,指导学生在做好实训任务基础上,多动手练习,做到熟能生巧、举一反三。通过对往届学生实训操作中常犯的错误的总结,指导学生在上机操作中少走弯路,并且掌握一些必要的绘图技巧。
4重视认证考试,构建纵横交叉学习模式
为了使学生对“土木工程CAD”的学习得到社会的认可,将课程教学与认证考试结合起来。在“土木工程CAD”的教学过程中,采用案例教学方法促进学生循序渐进学习,掌握从绘图准备到打印出图的全面知识,使学生对课程的学习有一个纵向的提高,以认证考试为契机,让学生通过复习对所学的知识点进行横向的扩充和巩固,将课程教学与认证考试相结合,促进了学生学习知识的纵向提高和横向巩固,形成纵横交叉的网状学习模式。在此基础上,动员学生参加人社部职业技能鉴定中心组织的全国计算机信息高新技术考试(建筑CAD模块)和教育部教育管理信息中心组织的全国计算机辅助技术认证应用工程师考试(建筑设计方向),通过考试检验学生的学习情况,并不断总结经验,提高学生的通过率,增强其专业竞争力。
二“土木工程CAD”教学改革效果
在“土木工程CAD”教学实践中,将以上教学改革措施应用到课堂教学和实训教学中,逐步形成了一套包含课程内容体系优化、教材建设、习题集建设、教学方式方法改革、考核方式改革和认证考试与课程教学相结合的教学改革体系。教学实践表明,“一人一机”的教学方式使学生由被动的接受变为主动的学习和操作,改善了课堂教学效果;案例教学方法改变了枯燥的CAD操作命令的讲解,将CAD操作与土木工程专业制图知识结合起来,使学生的学习目标更加明确,教学效果明显改善;任务引导型的实训教学方法使学生在上机过程中有了明确的目标和方向,锻炼了学生的动手能力;综合评估的考核方式调动了学生动手操作的积极性,一年来的教学考核成绩表明,这种考核方式能客观的反映了学生的学习情况,也为任课教师提供了客观的教学信息,有利于推进教学改革与实践。通过积极动员和认真辅导,大多数学生参加了相关认证考试,通过率在90%以上。由于教学效果的改善,课程的教学氛围更加融洽,教与学中的问题被提出来并及时得到解决,真正促进了教学相长。
三结束语
工程测量是土木工程专业的学科基础课程,在授课阶段应有意识地加强测量学与后续专业课程的内容衔接。如,测量学中场地平整与土方量计算在“土木工程施工”这门课程中也有独立章节进行讲解;建筑场地的施工控制测量在“基坑工程”中也涉及到了相关知识点等。因此,通过建立与其他专业课程的联系,在增强学生学习兴趣的同时也为土木工程专业的后续课程奠定了基础。
二、启发式教学模式
在工程测量的教学中采用启发式教学模式,例如,从为什么经纬仪需要对中、整平来引导学生了解经纬仪的轴线,进而掌握经纬仪的检验和校正方法;引导学生思考为什么水准测量和角度测量实验数据无法闭合,以此来进行误差的分析和判断等。从而使学生能够自觉地、独立地进行思考,融会贯通所掌握的知识和技能,提高思维能力和创新能力。
三、采取开放式实验项目
工程测量是一门实践性很强的学科,因此在课内实验环节将学生分为4人一组,教师给出实验目的,由学生根据所掌握的理论方法设计测量方案,每组上交各组根据实验目的设计的实验名称、所需仪器、实验内容和方法、可能出现的错误和注意事项,并同时提交根据上述内容所测实验数据。在测量实训环节则进一步加强学生的自主能力,仿照工程施工测量,给出施工图纸,由学生编制测设方案并进行实地模拟测设及定线放样。在考核方法上,采取单独考核的方式,每个学生水准测量的仪器操作成绩+角度测量的仪器操作成绩+理论考试成绩为工程测量的成绩。通过实验方法和考核方法的改革,学生的工程测量成绩和操作技能的熟练程度都得到了大幅度的提升。表1是3年来土木工程专业学生的工程测量考核成绩。
四、充分重视专业认识实习和专业实习
为了增强学生对工程测量的兴趣和重视程度,在专业认识实习的参观过程中有意识地引导,让学生了解到测量对于工程建设的重要性。在专业实习阶段,根据工地的不同进度让学生进行施工控制测量和施工放样,熟练掌握在各类土木工程建设中需要的测量基本理论、基本方法和基本技能。与此同时,为学生从事土木工程勘测、设计、施工、管理奠定基础。
五、组织学生参加职业技能鉴定
在整个教学过程中,教师和学生构成了一个不可分割的整体。教师要积极鼓励学生善思多问,鼓励学生发表不同的见解,允许学生“别出心裁”“标新立异”,鼓励学生从不同的角度发现问题、思考问题。就像我国著名的教育家陶行知先生说的:“只有民主,才能解放大多数人的创造力,而且使大多数人的创造力发挥到最高峰。”在教学过程中,要充分激发学生学习的主观能动性,积极营造和谐课堂,使学生善思乐学,全面提高学生的素质,培养学生的创新精神和实践能力,以达到教学目的。
二、课程学习中的师生沟通,任课教师与辅导员的及时沟通
传统的大学教学方式是:任课教师踩着铃声来上课,踏着铃声下课,只管传授知识不管其他。在大学里对学生的日常管理实行的是辅导员制。一名辅导员要管理200名以上的学生。大学里的辅导员一般是由刚毕业的大学毕业生担任,辅导员队伍年轻化、单一化,其优点是有活力、有激情,和学生年龄接近、经历相近,容易和学生沟通,同时也存在着社会经验不足的特点。由于分工明确:教师只管授课,辅导员只负责学生的日常管理,这就造成了教师、辅导员虽然共同培养学生,但互不见面,从不沟通的问题与局面。学生课堂以外的情况教师不了解,学生的学习情况辅导员不了解,其学习情况只有考试成绩出来后才知道。学生由中学转入大学,其学习方法的转变本身就需要一个适应过程,而对于这种他们从未经历过的管理方式、课程安排和全新的课程,更需要一个适应过程。这就需要教师与辅导员及时沟通,了解每个学生的具体情况,关注每一个学生的生活学习过程,当学生遇到思想、生活或学习的困难时,教师和辅导员联手解决,使其顺利、愉快地完成大学的学习,成为一名令家长和社会都满意的合格的人才。
三、采用学生与教师的角色互换开放式教学法,指导学生制作教学课件
纵观我国的教学历史,自从有了学校,教学模式一直延续了老师在讲台上讲课,学生在台下听课的模式,无论是什么层次的学生,无论是何种课程。而学生学习的时间要从少儿时期一直延续到青年时期,也就是说一个人从小学到大学本科毕业需要16年的学习时间。试想一下,在长达十几年的学习生涯里面对的是一种教学方法,不管老师在课堂上讲地多么生动、有趣,学生也会逐渐失去新鲜感。虽然随着科技的不断进步,投影仪、计算机引用到教学中,因教学模式没有根本性变革,教学效果还是不明显。为了使学生由被动地接受变为主动地学习,可以在课堂上采取老师与学生角色互换的方法。具体操作时,选择某些章节作为采用这一教学方法的内容,首先在课前布置任务,让一组学生编写教案,准备上台讲述课程内容;一组学生制作这部分的教学课件;课堂上共同展示,先让学生进行比较,找出对方的欠缺之处,最后由老师加以总结,再精讲一遍,指出本部分的知识点、重点和难点。这样,不仅可以使学生主动学习工程制图课程的内容,参与到整个教学过程中来,同时也培养了学生的集体协作能力,激发了学生学习其他相关知识的兴趣。
四、课程学习中的实践与现场教学相结合
鉴于工程制图实践性强的特点,开放式教学法仅局限于课堂显然无法达到预期的教学效果。为了使学生对工程制图课有一个全面的了解和学好这门课程,我专门有针对性地设计了课外实践课和现场教学课。在组合体部分采用课外实践课。步骤为:①首先利用现有的教学模型让学生参观,每人选择一个模型,画出三视图,并标注尺寸,模型收回;②交换所画的三视图,根据三视图及其尺寸,选择适当的比例用橡皮泥做出图中的组合体;③根据自己所做的模型,从收回的模型中挑选出形状相同的模型,然后进行分析对比,相互找出图形表达、尺寸标注和读图(即模型制作)中的错误。通过这一过程,完成了组合体中的构形分析、画三视图、尺寸标注和读图的全部内容,这样既丰富了教学方法,又培养了学生的动手能力,为培养技能型的学生提供了良好的教学平台。在机械零件部分采用现场教学课,步骤为:①布置任务:让学生预习本章内容;②进厂参观,主要参观机械加工车间和现代化程度较高的装配生产线,每人抄画一张零件草图或装配图草图;③返回课堂,让学生上讲台讲解;④老师对照学生所画的草图和其讲解的内容进行对照、分析。在这一教学实践的过程中,让学生切实了解了机械图(零件图、装配图)的作用、内容、画法等,使课本上的内容由抽象变为具体,使学生在理解的基础上更易掌握工程制图这一课程。
五、结论
现在的大学生,往往已经习惯了养尊处优的生活,面对建筑业可能远离城市、家人和网络的工作条件,心生畏惧;面对建筑业可能出现的消极和腐败现象,缺少必要的抵制能力.造成这些现象的原因之一,就是职业道德意志不够坚定.
2土木工程专业学生的职业道德行为
职业道德行为是指人的职业道德品质的外在表现,是衡量从业者职业道德水平高低的客观标志.只有具备了正确的职业道德认知、良好的职业道德情感和坚强的职业道德意志的基础上,才能形成正确的职业道德行为.然而,在调查中发现,只有35%的同学有主动培养自己的职业道德行为,26%的同学认为自己的职业道德水平低.
3“卓越计划”背景下土木工程专业学生的职业道德教育模式研究
随着“卓越计划”开展的不断深入,思想政治教育工作者必须结合建筑企业对行业从业人员的职业道德要求和土木工程专业学生的职业道德现状,才能培养出适合建筑市场要求的卓越土建工程师.
3.1加强家校和校企沟通,为大学生思想品德教育创造有利的外部环境
一名卓越土建工程师的培养,离不开家庭、高校和建筑企业的共同努力.高校作为连接家庭和建筑企业的中间环节,应充分发挥自身的纽带作用,加强和土木工程专业学生家庭和实习就业单位的联系.通过了解学生的家庭环境和实习单位的表现,及时解决土木工程专业学生的思想动态,有针对性的开展职业道德教育.
3.2加强与任课或实习老师的交流和沟通,为大学生思想品德教育提供有利的内部环境
随着卓越土木工程师计划的实施,单纯依靠辅导员或是专任老师都很难满足学生成长成才的要求.因为,在专业技能培养、行业动态等方面,专业老师具有很大的优势,但又存在着对大学生缺乏思想教育经验的不足;而思想政治辅导员,虽然有着很强的教育学生、指导学生职业道德养成的能力,但又缺乏对建筑行业技能、专业知识的了解,造成对学生职业道德指导针对性不足.因此,思想政治辅导员和专业老师只有加强沟通了解、取长补短,才能为大学生思想品德教育提供有利的内部环境.
3.3通过榜样引领作用,激发土木工程专业学生自觉履行职业道德的意识
社会学家研究认为,人的社会行为具有群体模仿和认同的特性,从大学生职业道德养成的过程来看这一现象尤其明显.大学生往往会不自觉地模仿自己所崇拜的偶像,然后在周围人的反馈中不断调整自己的行为[3].因此,要加强大学生的职业道德教育,并收到良好的效果,就必须努力营造良好的氛围.具体措施如下:(1)继续深入开展“十佳大学生评选”活动“.十佳大学生评选”作为展示在校大学生风采的标志性活动,受到了越来越多的学生的关注.由于这些榜样就在他们身边,使得学生更容易找到自己的不足,进而明确今后努力的方向.(2)邀请建筑企业卓越的土建工程师来院讲座.现在,部分学生对自己的未来充满困惑,不知道毕业后该做什么、怎么去做,怎么才能够成长为一名卓越的土建工程师.因此,可以通过邀请建筑企业卓越的土建工程师来院讲座的方式,让学生了解一名卓越土建工程师的成长之路.(3)邀请优秀校友来院交流.由于部分新建地方本科院校,在快速发展的同时,软件硬件建设仍有不足之处.一小部分高考失利的学生在进入校园之后,难免有些失落而自暴自弃.此时,可以邀请优秀的校友来校交流,通过他们的亲人经历,激发土木工程专业学生对专业的热爱.(4)通过宣传海报、QQ群、微信、微博、校园网等方式大力提倡良好的职业道德风尚.宣传恪守职业道德的模范人物,使良好的社会道德风尚对大学生产生潜移默化的影响,从而收到“润物细无声”的效果.
3.4深入开展专业技能竞赛和科技创新活动,拓宽大学生职业道德教育途径
职业道德教育有别于传统的思想政治教育,其主要目的在于培养大学生良好的职业道德素质,为将来的就业做准备,这就决定了职业道德教育的特殊性,即技能性[4].一方面可以通过鼓励学生参与各级的职业技能竞赛,如测量大赛、CAD制图大赛、手工绘图大赛、力学大赛、结构设计大赛、纸桥设计大赛等,培养学生的职业资格意识和职业荣誉感;另一方面,可以鼓励学生参与开放性实验、校立学生科研、浙江省新苗人才计划、挑战杯创业创新计划等,培养大学生的创新意识.
3.5大力开展职业道德类相关的校园文化活动,提高大学生培养职业道德的热情
职业道德教育不能仅仅依靠职业道德教育课或是两课课堂的理论灌输,而是要结合学校的各项教学、实习环节,进行全方位的教育活动才能取得良好效果.对于刚步入大学校园的新生,面对陌生的学校和所学的专业充满了好奇和疑问,这时高校要结合新生特点,着重开展始业教育、适应与成材、心理健康教育、专业思想教育、遵纪守法教育等活动.让土木工程专业学生可以尽快了解专业培养计划、目标及发展方向等;让学生能充分认识到自己所学的专业将来一定可以大有作为,从而使他们热爱自己所选择的专业.只有热爱自己的专业,才能产生学习的内在动力,使学生初步树立职业理想和职业道德.对于大二、大三的学生,已经有了一定的专业基础,可以积极鼓励他们参与专业相关的社会实践活动,使他们在服务社会的过程中国,切实了解土木工程专业的重要性与实用性.对于即将毕业的学生,则应结合就业形势,开展就业择业道德、职业生涯规划和发展等内容的教育活动.
4结束语
1.社会发展的需要
由于社会的不断发展与进步,各企业单位对于人才的要求也在不断提高。实践能力是衡量人才工作能力的一个重要指标。招聘单位注重的不再是单一的文凭,而是人才的综合素质。这对高职类院校也提出了更高的要求。学校对于学生培养不仅应关注学习成绩,更要注重对学生动手能力的培养。实践性教学模式是社会发展的迫切需要。
2.衡量教育质量的指标
实践性教学是衡量高校教育质量的一个重要标准。这也是高职院校与普通高校最主要的区别之一。实践性教学是由高职类学校的性质决定的。因此,大力发展实践性教学是高职类院校提高教学质量的必由之路。
3.学生更易于接受
我们对于知识的获取更多源于生活,源于实践。学生的求知欲是非常强烈的,如何激起学生的求知欲则是学校和教师必须共同关心的话题。实践是达到这一目标的有效途径。由于高职院校的特殊性,凸显实践尤为重要。
二、实现实践性教学模式的途径
1.基础理论实习
实践是建立在理论的基础之上,而理论又来源于实践。因此,实现实践性教学模式首要是对理论知识进行融会贯通。对于土木工程类高职院校,其目标在于培养学生掌握理论技术以及土木工程专业素养。相关知识的学习以实验室和周边建筑物为例进行讲授。在这个过程中要注意不应刻意追求理论的深度,而是着重于对于学生实践技能的培养。
2.应用技能的实践
土木工程类高职院校毕业生所从事的工作决定着在校学生必须对工程的规划和设计等工作内容和工作规程有一定的了解。土木类高职毕业生能依据自身工作的职业技能有效地解决工程施工的实际问题,以及有效地进行工程施工组织和管理。因而,应用技能的实践是十分必要的。
(1)土木类专业更多的是进行规划、设计和决策。教师可以在日常的授课过程中以简化的课程设计对学生的应用技能的能力进行培养。在这个过程中,拓宽学生的知识面,并且增强学生对将来所从事的工作的了解。
(2)注重操作性技能的实践,工种技能的训练可以使学生了解相关的工作流程,增强学生动手和协调能力。操作能力对于高职院校的学生而言是将来就业必备的能力之一。学校提供相应的设备与场地,让学生对自己的操作能力进行锻炼。学校可建立与专业相匹配的实训基地,让学生可以进行实际操作,在操作过程中发现问题并不断解决问题。同时,将实训与生产的结合,在节约实训成本的同时,并且在一定程度上可以减少建筑垃圾对环境的污染。
(3)对学生将要从事的工作岗位需要的职业能力进行培训。这种能力的培养不是一蹴而就,是需要一个长期的过程。在对学生这种能力进行培训时,学校可以采取竞争模式。对工作环境进行模拟,让学生在较为真实的工作环境中进行工作,并对他们最终的业绩进行评定,指出不足之处,并予以改正。
3.技能拓展的实训
专业知识和职业能力可以让学生胜任基础性工作。但面对一些重大的工程项目所需要的不仅仅是简单的知识和能力,还需要专业之外的一些其他综合性知识能力。因此,必须对学生进行技能拓展实训,拓宽学生的知识面。
(1)首先具备完善合理的教学计划,对于学生的培养具有针对性、目的性和系统性,并且注重形成自身的特色。学校应针对专业的特殊性提出相符合的人才培养方案,在此基础之上进行系统的人才培养规划。
(2)任何教学任务的实施都离不开教师。在具体的培养方案的基础之上加强师资力量建设,高水平的老师方有可能教育出高质量的学生。同时,应拥有一个强大的信息平台,只有时刻掌握最新资讯,才能及时将新方法、新技能应用于教学实践。
(3)建立学生评估系统。学生对教师的教学具有提出意见与建议的权限,进一步调动学生的主观积极性。
三、结束语
语言问题一直是制约国际化教学的关键因素之一。高质量的英语授课体系将大大降低留学生的学习难度,吸引更多外国学生来校学习。出国培训是提高教师英语教学能力的有效途径之一。通过国际交流,可以全方位、深层次地了解国际化教育理念,培养英文授课、沟通等各方面能力,学习国内外高水平大学人才培养方案,考察国外优质教学资源,以及国外学生培养质量保障体制等。结合个人国外进修经验,提出如下建议和改进措施。
(一)延长出国进修时间
学校出国进修期限为三个月,由于时间较短,进修人员往往很难获得国外名校的邀请函,如不是与国外高校已有良好的合作关系,则需要花很大的精力才能找到接收的高校和合作导师,而有的教师因为没有获得邀请函而放弃进修资格。此外,除倒时差、熟悉环境、提高英文听说能力以及回国前期准备等因素,真正用于学习的时间仅两个月,进修者难以从头至尾地听完一门课程。因此,建议延长进修时间至六个月,以利于提高课程学习及综合培训效果。
(二)双语班及中文班的开设
目前,学校海外留学生课程基本为全英语授课。一方面考虑到留学生的语言障碍,难以听懂中文;另一方面考虑到留学生基础相对较弱,不宜与中国学生同堂授课。这种做法在国内外皆少见,譬如在美国的中国留学生,不会因为语言障碍或者基础差异而单独分班授课。今后学校在对留学生入学中文水平提出要求的同时,教学方式也应作出调整。可以在大一进行全英文授课,在大二、大三采用双语教学,而大四进行全中文授课。这样既可以降低非母语教学导致教学质量的下降,也有利于留学生提升汉语沟通能力。
(三)网络课程的建设学校
土木工程专业国际化教学基础较弱,多数教师没有经过培训就开始了留学生教学工作。虽然很多教师,尤其是博士毕业的青年教师,具有一定的英语表达能力,但由于缺乏英文课程背景认识,对留学生教学无所适从,课堂效果难以保证,甚至有些课程难以开课。美国很多著名的大学,如普渡大学(PurdueUniversity),学生可以通过选修网络课程获得学分。这些网络课程往往由名师授课,且在网站上提供了大量丰富的学习资源。笔者建议可以与此类大学开展合作,借助国外高校的师资力量,通过国际交流与合作,迅速提升学校英文教学水平。同时,学校也可以成立课程小组,群策群力,加强自身网络课程的建设,为课程建设提供持续、强有力的支撑。
二、课堂教学
IPFW课程安排比较灵活,课堂教学的时间除了上午、下午外,中午和晚上同样有课程安排,课时1小时15分钟,中间没有休息。这有利于兼职工作的学生选修适当的课程,提高学习效率。此外,教师教学方法,不受场所的局限。国外专业课也比较灵活,教师非常重视案例教学,每堂课基本在复习上次课的重点之后,都会介绍新的知识点,然后以例题为主进行讲解。这样可以使学生较好地理解和掌握所学内容并加以应用。国外高校非常重视实践性教学,每门课程都有实践环节。如测量学的教学与实践如影相随,混凝土基本原理的任课教师有自己的设计室,学生会用相关软件进行实际工程设计与分析。回国后笔者在建筑结构设计课程教学工作中尤其注意以下4方面的问题:
(1)了解学生背景,来自哪个国家、知识体系等,在课堂中的一些相关的作业,如查找自己国家的相关规范标准;
(2)教学内容要系统、条理清楚,且不宜过多;
(3)教学方法要灵活,课堂气氛要活跃,重视交流、讨论等;
(4)备课要充分,对于常用的专业词汇要牢记,课件最好自己动手做,采用启发式教学。经过一个学期的努力,取得了较好的课堂效果,期末考试的考题也同中国学生的考题难度相当,绝大多数留学生成绩优良,能够掌握所授主要内容。
三、教学组织及教学评估
美国很多高校教学系统直接为教师及学生服务,如IPFW使用的一种叫BlackBoardSystem系统,每个教师和学生都有自己的账号,教师会将课程的教学大纲、教学课件、作业、教学视频及其它资料在课程开课前传到系统,供学生参考查阅。IPFW的土木工程系日常管理相对高效,只有一个教学秘书,全面负责日常的教学安排、会议组织等。教师无论什么职称、职位都有一间独立的办公室,很人性化。教学秘书的办公桌位于办公区的中心,方便与所有教师交流沟通。另外每到学校节日或者教师生日的时候,教学秘书会发放祝福的卡片或者小礼物,让人感觉到集体的关怀,营造出一种温馨氛围,提升教学效果。教学评估方面,美国工程技术学术委员会(Ac-creditationBoardforEngineeringandTechnology(A-BET)负责对土木工程专业办学质量的考核,不同学科、专业首先根据ABET要求及自身发展情况,制定相关的评估标准和细则。每隔4年,该委员会直接派专家或委托专门机构对相关专业进行评价。而对教师的教学质量评价来自两个方面,一是学院及土木工程系基于ABET的要求,从多角度考核教师的教学效果;二是学期末发放教学评价表,由上课的学生对教师作出评价。教师对学生课程的考核也是多方面的,基本上教师每次课后都会留作业,期末考试之前会有3~4次小考,另外会安排学生分组进行实验,学生要进行成果汇报,学生的最终成绩由平时作业(20%),期末考试(20%),报告(45%),出勤情况(5%),小测验(10%)五个方面加权平均得出。
四、教材选编实行国际化教学
必须选择配套的双语或全英语教材。最近几年虽然不少出版社都引进了一些原版英文教材,也有不少国内学者着手编写双语或全英语教材,但真正适应学院国际化办学特色的高质量课程教材却很少。在直接选用国外教材时,应基本符合中国最新的规范要求。很多国外的优秀教材,一般都带有PPT,方便教学使用。但国内外规范并不完全相同,因此要做必要甚至大量的修改才可以使用。由于规范及内容的差异性,很多国外的教材不一定适合,有些课程如绿色建筑、建筑结构设计很难在国外找到对应的教材,这时需要组织力量,编写合适的双语或全英语教材。学校应该出台相关规定,提供相应的资金支持,促进留学生教材的编写。此外,由于国外英文教材比较昂贵,学校图书馆应及时扩充购买相关教材及图书,方便留学生和教师借阅。
五、结语