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关键词: 工程教育 教学改革 教学模式
引言
通过对齐齐哈尔工程学院土木工程专业学生实习去向,以及今年毕业生就业去向统计得出,学生受聘于设计单位的比较少,而受聘于建筑施工企业的却在逐年增加。这说明地方院校培养的土木工程专业人才大多分布在生产和管理一线。应用型本科院校主要目标是培养工程技术型人才,主要强调学生的动手实践能力和创新能力的培养。土木工程专业是一门技术性较强的工科专业,对学生的动手能力要求比较高。随着社会的快速发展,要求土木工程专业的毕业生尽快适应工作的需要,因此,根据社会的需求,制定适应社会发展的人才培养方案是十分有必要的。作为应用型本科高校,正在加强土木工程专业人才培养的研究与实践。鉴于我国的国情及学生的就业需要,当前土木工程专业人才的培养应向应用型人才培养模式转变。如何加强大学生工程实践能力的培养,让学有余力的学生根据自己的兴趣爱好得到更好的学习锻炼机会,成为当务之急。
一、明确人才培养定位,坚持办学特色
目前,全国有400多所高校开设土木工程专业,由于办学历史、办学规模、师资力量、生源质量等软硬件条件差异,存在不同的专业定位及办学特色。根据近几年设计院、施工企业等用人单位对毕业生的需求,齐齐哈尔工程学院土木工程专业人才培养定位为面向基层、面向工程一线,为地方、行业培养德、智、体、美全面发展;获得工程师基本训练,具备工程勘测、设计、施工、监理等方面的专业知识及实践能力;在土木相关建设、开发、施工等领域从事技术和管理工作的应用型人才。
二、合理设置学期,实现人才循序渐进培养
土木工程专业注重对学生实践能力的培养,每一学年分为四个学期,每年的9月―12月是第一学期,1月―2月是第四学期,3月―6月是第二学期,7月―8月是第三学期。大一至大三学年,每学年分4个学期,大四学年分2个学期,共14个学期。大四学年的第2学期安排毕业实习、毕业论文(设计)和答辩。各学年的第三学期设为8周。在专业教学过程中,根据企业需求制订和随时调整教学计划,建立动态的教学管理。以职业教育理念为先导,树立以社会需求为中心的理念,与企业共同制定人才培养方案,围绕企业生产需求制订教学计划,确定相应的教学内容和培养模式;随时对教学计划进行调整,企业生产旺季时学生顶岗实习,淡季时学生回校学习,工与学交替。
三、构建理论与实践“交替式”人才培养体系,实现专业核心能力
土木工程专业核心能力:
(1)建筑设计能力。具体能力为工程制识图能力、工程材料运用能力、测量能力。
(2)结构设计能力。具体能力为工程力学分析与计算能力、工程结构设计实现能力。
(3)工程施工能力。具体能力为施工方案设计能力、施工现场管理能力、指导施工能力。
实践教学是学生能力与素质培养的重要环节,其目标是培养学生的实践能力、工程意识。近年来,通过教改立项等方式不断推进实验教学的研究与改革,从重新构建实践教学体系、更新实践教学内容、改革实践教学方法、整合搭建实践教学平台等方面不断深化实践教学改革与建设。
在培养计划中构建了与理论教学体系并行、并重的实践教学体系,将实验、实习、课程设计、毕业设计、军训及社会调查、课外认证与竞赛等各种实践教学环节统筹安排,从整体上保证学生从入学到毕业四年实践教学不断线,以实践环节为主要载体,培养学生的实践动手能力、工程意识及科研、创新潜质。
为实现上述核心能力,土木工程专业专业严格按照“大一年级熟练掌握初级岗位技能,大二年级初步达到技术员理论和实践要求,大三年级熟练掌握技术员理论和实践要求,大四年级初步掌握助理工程师理论和实践技能”的基本原则,整合教学内容,适当前置专业核心能力培养课程,打通理论课和实践课,构建理论与实践融会贯通、有机联系的课程体系。在基础理论扎实的前提下,建构贯穿全学程的实践教学体系。即,学生入学先从实践学习为起点,各学年均实施工学交替方式,并且各学年的理论教学和实践教学形成螺旋式上升关系。
土木工程专业构建了理论和实践两大课程体系。其中,理论课程体系四大类课程系列,分别为数学课程系列、力学课程系列、结构课程系列和施工管理课程系列。具体如下:
图1 土木工程专业理论课程体系
实践课程体系“技能训练―结构设计―工程设计”为课程主线。技能训练主要包括制图与识图、测量技能训练、材料试验与检测、工程实践、毕业实习、课程及独立设置的实验实训等;结构设计包括整体式肋梁楼盖结构设计、单层工业厂房结构设计、钢屋架结构设计、基础工程设计等;工程实践包括、施工组织设计、毕业设计、工程概预算设计、现场实习等。
以专业课程《土木工程测量》为例,该门课程是本专业“三板斧”课程之一,本门课程很多高校开设在大二学年,为了能让学生在大一第三学期能够全部顶岗带津贴实习,实现企业预备役的目标,本专业将此门课程前置到大一第二学期,直接对接第三学期,同时,为了让学生在入学之初就对专业有更好的了解,在职业前瞻教育课程中,开设了《土木工程测量》实践课程4学时,让学生初步掌握水准仪器的使用。总体而言,该门课程的完成主要包含三个阶段,第一阶段:职业前瞻教育中的测量入门课程;第二阶段:大一第二学期理论课程学习+测量技能“第三学期准入制”考核;第三阶段:大一第三学期,在真实的职业环境中,完成相应的测量实训任务,并通过第三学期总结考核。这种实践理论实践理论的教学模式,使学生更好地掌握专业技能,理论实现了理论教学和实践教学螺旋式上升关系。
四、校企合作,培养具有创业创新能力的高素质人才
土木工程专业坚定不移地走“政校企合作、产学研一体、教学做合一”发展之路,校企共同开发理论―实践一体化教材,确定课题、任务急项目指导书。以“适用、实用、够用”为原则,体现工学结合。建立校内生产型实训基地,以生产带动实训,实施“订单式顶岗实习”,使学生在真实企业环境中从事生产性实训,降低教学成本,促进产教结合、工学结合有效落实。特别对工科专业而言,与企业紧密合作共建校内实训基地,接企业“订单”,为企业加工零部件或产品,可使专业实训教学由消耗型变为生产型,学用紧密结合。将企业内部人力资源管理机制融入对学生的评价指标体系中,建立突出学生职业素养的实习全程评价、校企多元考核的开放性评价体系,打破单纯以课堂考试结果评价学生的传统做法,注重技能考核,建立和完善第三学期准入机制,技能考核合格者,方可参加第三学期学习。教学―实践―就业一体化,实现毕业生零距离就业。在企业确定人才需求的前提下,由企业提出用人数量和岗位要求,并参与制订学生实习计划、考核体系和评价标准等,实习期间按协议规定对学生进行全面管理。专业则依据教学计划,结合市场需求和岗位职业能力标准及实习企业具体的用人要求制订顶岗实习计划和管理办法。学生在企业顶岗实习结束后,经校企双方考核合格后,共同签发学生实习证书。鼓励学生在第三学期实习过程中,结合专业课程及实习岗位,申请专利、发表相关论文。
五、加强实验教学建设,培养学生实验能力
实验能力是学生素质教育的重要环节,为满足不同发展规划学生的实践能力培养需求,我们在各环节均设计了不同类型、不同层次的实践项目。以实验教学为例,我们设计了演示性实验、操作性实验和研究性实验三种类型,基础型实验、综合型实验、设计型实验、大学生创新试验项目等多个层次。
为调动学生的积极性,在开发丰富实验项目的基础上,采用了灵活、人性化的管理模式,学生可打破课程界限,在相关的实验室任意选修需要的实验项目,每积攒16学时,获得1学分。每年有超过2/3的学生选修了扩展实验,有效加强了学生工程意识、创新能力及科研潜质的培养。
结语
目前,按此专业培养模式已经试行了4年,从实施效果来看,学生普遍感觉到学习的自主性增强了,对土木工程的总体认识与宏观概念相对清晰。诚然,土木工程专业人才培养模式的改革刚刚开始,最终效果尚需时间与用人单位的检验。在探索过程中,笔者深感仍需不断努力,保障突出大工程观、彰显应用特色的土木工程专业培养模式的顺利实施。
参考文献:
[1]李晓春,等.工程训练教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索,2014.
[2]李培根,等.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012.
一、课程体系
“卓越计划”的主要特点是需要行业企业深度参与培养过程,学校要求按通用标准和行业标准培养工程人才,强化培养学生的工程能力和创新能力。[3]在调研并总结国内其他高校土木工程专业双语示范课程设置情况的基础上,确定适合于本校卓越工程师培养的双语教学课程体系,主要包括课程选择和设置、教学内容确定、教材选择以及适用学生范围的确定。以“卓越计划”培养宗旨为指导思想,根据“卓越计划”对于不同层次学生的培养要求,结合本人教学优势和经验,分别选择了土木工程专业本科生二年级课程《土木工程材料》、本科生三年级课程《半刚性基层沥青路面路用性能试验检测》以及研究生课程《沥青与沥青混合料》作为试点。这三门课程分别针对不同层次的学生,而且各课程知识点之间关系紧密,难度逐步递进,具有很好的针对性和连续性。在教学内容方面,对于本科生课程选取2~3章的核心内容进行双语讲授,并对每门课程挑选1~2个实验环节进行双语实践教学。这样既可以让学生有机会充分地感受真正的双语教学环境,也可以考虑到学生有限的英语水平,避免出现只重视语言学习而忽视学生真正需要掌握的专业知识的现象,同时加大双语教学中实验部分的比重也很好地体现了“卓越计划”注重实践性的特点。在《土木工程材料》课程中选择的章节为“沥青”和“沥青混合料”以及“沥青针入度”实验;在《半刚性基层沥青路面路用性能试验检测》中选择的章节为“水泥稳定类基层材料”、“沥青胶结料的评价方法”和“沥青混合料的组成设计”以及“沥青延度”实验和“沥青混合料马歇尔击实”实验。对于研究生课程,考虑到其英语水平和平时查阅国外文献的需求,全程采用双语模式进行理论和实践教学,石油沥青、改性沥青、集料、沥青混合料技术性质、沥青混合料配合比设计、沥青路面使用性能等章节及相关试验均有涉及。高质量的双语教材是教学质量的基础和保证。由于本研究所选课程没有合适的国外原版教材,而且国内外相关的专业教学体系和所用工程规范也存在很大的差异性。因此,采用以国内中文教材为主,依据其相关内容和本校专业课程教学大纲的要求,并参照相关的英文原版教材,自行编写英文课程讲义材料用于双语教学。各门课程主要参考的英文教材包括:美国大学教材Prentice Hall出版社出版的《Materials for Civil and Construction Engineers》和《Pavement Analysis and Design》、美国沥青技术国家研究中心出版的《Hot Mix Asphalt Materials,Mixture design and Construction》、美国土木工程师学会ASCE出版社出版的研究生教材《Modeling of Asphalt Concrete》等。
二、教学方法
教学方法是否丰富多样和是否能够引起学生浓厚的学习兴趣是决定双语教学模式成败的关键。在“卓越计划”下,对于双语教学形式和教学模式多元化和系统化创新的要求更高。需要对已有的各种双语教学方法在实践中进行对比研究,结合观摩其他高校或专业高水平双语教学示范课,确定合理的双语教学授课方法和考核方式。在多媒体课件制作方面,以图、表以及视频影像为主,相关文字介绍和解释为辅。对于本科生课程,以中文课件为主,对重点的专业词汇和知识点采用英文进行注释,如每种土木工程材料的名称、主要技术性能概念及指标、相关试验方法及行业规范的名称等。避免采用大段英文语句进行细节介绍,可以有效地消除学生对英文的畏难情绪。对于研究生课程,反之以英文课件为主,仅对核心的概念、理论以及试验方法等进行中文注释,可以更好地调动其学习积极性和求知欲。在授课方式方面,目前各个学校的双语教学的模式主要可分为浸入式双语教学、维持式双语教学和过渡式双语教学三种。[4]具体采用何种方式要根据课程难度和学生层次来定。针对本校具体情况,无论是理论课还是实验课,在本科生课程教学中采用维持式双语教学模式而在研究生课程教学中采用浸入式双语教学模式较为合适。即在本科生课程教学中起始章节采用中文讲授,逐步过渡到部分重点章节采用双语讲授;而在研究生课程教学中,始终采用双语讲授。对于所有课程来说,在讲授过程中如何确定中文和英文的使用比例是能否同时实现提高英文能力和掌握专业知识这两个主要双语教学目标的核心问题。通过对比实验发现,对于本科生来说,采用英文讲授的重点应放在一些重要的概念、理论以及试验方法上,即课程的重点和难点。而对于研究生来说,英文使用比例可以大幅提高,对重点知识点可以在英文讲授后再使用中文进行强调,而对于一般性的背景知识可以只采用英文讲授。在考核方式方面,应采用灵活性和多样化的手段,丰富考核成绩的组成部分,合理确定各自比例。在课堂和实践教学中适当采用英语提问和回答,在课后作业以及期末试卷中设置一定比例的英文题。对于本科生课程,课程总评成绩由50%的考试成绩、30%的实验成绩、10%的课堂提问以及10%的课后作业组成。对于研究生课程,还应设置英文讨论课和英文科技论文撰写等环节,进一步提高英文在整个教学过程中的应用比例。总评成绩组成为20%的讨论课成绩,20%的论文成绩,20%的实验成绩,20%的课堂提问以及20%课后作业。
三、实践效果
通过2013-2014学年和2014-2015学年对三门课程进行了连续两个轮次的双语教学实践,涉及对象包括三届本科生和两届研究生近300名学生。为了评价实际的教学效果,通过定期问卷调查、师生座谈会、成绩统计分析等多种方式对上述教学效果进行了评价。总体上来说,大多数学生对于在土木工程专业课程中进行双语教学的尝试表示支持和欢迎,研究生的接受度普遍大于本科生。从评价结果中反映出目前的双语教学主要存在以下问题:部分学生对于双语教学还是存在一定的畏难和抵触情绪,尤其英语尚未通过四级考试的学生;教师的英文口语表达能力还有待提高;学生在课堂上分别用于理解专业知识和英文部分所耗精力的分配不合理,难以两者兼顾;双语教学衔接模式还有待改进,尤其是本科生课程,有的章节采用双语教学,有的章节采用中文教学,使得部分学生难以适应;现有双语教学和大学英语教学关联性不足;双语教学在整个教学计划中定位较为模糊等。虽然目前进行的土木工程专业课程的双语教学尝试无论在师资队伍、教学方法还是教学效果上还存在不少的问题,但是相应问题的出现也为今后的进一步改进指明了方向。而且,学生们普遍支持的态度也为今后坚持进行双语教学实践和改革奠定了信心。
四、结论
目前,随着“卓越计划”的实施和推荐,对于土木工程专业课程双语教学质量的要求逐步提高。本文结合近两年的教学实践,针对不同层次学生,从课程体系、教学方法、实践效果等方面对“卓越计划”下土木工程专业课程的双语教学进行了实践和探索,提出的相关措施和发现的相关问题对于完善双语教学方法和提高双语教学质量具有一定的参考价值。
参考文献:
[1]折媛,杨军,张朝晖,等.“卓越计划”下冶金工程专业双语教学的思考与探索[J].陕西教育(高教版),2013,(5):55-56.
[2]林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,32(2):47-55.
关键词:绿色建筑,土木工程,课程教学
中图分类号:S969.1文献标识码: A
一、引言
我国《绿色建筑评价标准》(GB50378)对绿色建筑的定义为:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑[1]。
目前,我国绿色建筑发展较快,在《建筑业发展“十二五”规划》明确了提出了我国绿色建筑、建筑节能未来五年发展目标[2]。但是无论在理念还是技术实践,我国的绿色建筑与国际标准还有很大的差距。究其原因较多,例如发展时间短,经济发展不平衡等等,但最急需解决的是绿色建筑的人才培养问题。因此,高等院校土木工程专业应该顺应绿色建筑发展形势,发挥人才培养优势,推动土木工程专业课程教学内容的改革,面向建筑业输送具有绿色建筑知识和能力的应用型人才,解决我国绿色建筑专业技术人才队伍薄弱的问题。笔者认为土木工程专业中主要以下课程需增加绿色建筑的教学内容。
二、“土木工程制图”教学内容的改革
土木工程制图的传统教学内容主要包括“画法几何”、“计算机绘图”“专业制图”三大部分。“画法几何”部分主要是为专业制图提供理论基础和空间几何想象能力,与实际的绘图、识图联系不大;“计算机绘图”主要是提高学生的软件操作能力,重在实践;“专业制图”部分根据专业不同,讲述的内容略有差异,重在讲述运用计算机绘图和识图的能力。目前国内的土木工制图教程均为涉及建筑节能制图、识图方面的内容,因此,在当前绿色建筑逐渐普及的背景下,非常有必要在土木工程制图中增加这方面的教学内容,具体来说主要应增加以下教学内容:1.介绍建筑节能设计包含的内容,重点介绍建筑结构方面的节能设计;2.在实践环节上,要训练学生对建筑节能图纸绘制、识别能力。
三、“土木工程材料”教学内容的改革
绿色建筑材料是指采用清洁生产技术,不用或少用天然资源和能源,大量使用工农业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,达到使用周期后可回收利用,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。而建筑节能材料指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。绿色节能建筑材料需要满足“绿色”和“节能”两方面的要求,绿色建筑的节能效果很大程度上依赖于绿色节能建筑材料的使用。目前土木工程材料中的教学内容仍然是以传统的建筑材料为主线,大部分传统的建筑材料能耗高、回收率低,国家已经开始限制劳动密集型高资源消耗材料的生产和应用,不属于绿色节能建材,这也突显了改革传统土木工程材料教学内容的必要性,以及增加绿色节能建筑材料教学内容的重要性。
实际工程中的土木工程材料的绿色和节能涉及到材料的生产、施工、使用等环节,因此要让学生熟悉目前使用的土木工程材料对环境和资源的影响情况,树立绿色意识和节能观念[3]。在教学中应增加以下内容:1.介绍我国资源的储备量与环境受污染程度,土木工程材料生产过程资源与能源的消耗情况及对环境污染状况;2.介绍居住环境受土木工程材料污染的实例, 绿色节能型材料与普通建筑材料的节能效果的对比与分析;3.分类介绍常用或国家推广使用的绿色节能建筑材料种类、性质及力学性能,可按以下四类进行讲解:新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料;4.讲解利用工农业或城市固态废弃物制造土木工程材料的必要性与工程实践。比如我国的水泥年产量已达到6亿吨以上,占世界水泥总产量的50%以上,但是每生产1吨水泥所需要的资源消耗指标达到5.5GJ,并向大气中排0.9吨的二氧化碳。这些实例有利于提高学生对合理使用水泥等高资源消耗型材料的思想认识;5.土木工程材料实验教学方面,进行粉煤灰混凝土的配制试验与工业副产品制造的土木工程材料的展示,有利于提高学生对工业副产品制造土木工程材料的直接认识;6.在建筑材料节能方面,对比分析新型墙体材料建筑与普通钢筋混凝土建筑的能耗比较,可以加深学生的绿色节能意识。通过以上土木工程材料的教学,增强学生对绿色建筑的认识。
四、“土木工程施工”教学内容的改革
针对目前土木工程施工的传统教学内容进行梳理,删除工程上已经淘汰的施工方法,优选较少采用的施工手段,保留经常采用的施工方法,增加绿色施工内容,将绿色施工的理念贯穿于土木工程施工教学的全过程。
绿色施工反映在施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地防护六个方面。因此,土木工程施工应增加以下绿色施工的教学内容:1.绿色施工的组织管理、规划管理、实施管理、评价管理及人员安全与健康管理;2.环境保护方面需增加扬尘控制、噪音振动控制、光污染控制、水污染控制、土壤保护、建筑垃圾控制及地下设施、文物和资源保护等教学内容;3.节材与材料资源利用方面需增加节材措施、节能围护材料、周转材料等教学内容;4.节水与水资源利用方面的提高用水效率、非传统水源的利用及用水安全;5.节能与能源利用方面的节能措施、机械设备与机具、施工用电及照明;6.节地与施工用地保护方面的临时用地指标、临时用地保护等。
五、结束语
综上所述,“十二五”期间以及将来很长的一段时间内,我国的建筑业仍将将处在一个快速发展状态之中,绿色节能型的建筑越来越受到青睐,建筑节能逐渐变成强制性标准和规范。但是当前土建类人才仍按传统的模式进行培养,教材内容更新滞后,极大制约了绿色建筑的推广。因此,高等院校有必要推动土建类专业建设改革,进一步完善人才培养方案,更新课程教学内容,使之贴近绿色建筑的设计、施工与运营管理全过程,探索优化绿色建筑背景下的人才培养途径,推广绿色建筑与绿色施工,适应经济社会发展需要。
参考文献:
[1]中华人民共和国建设部.绿色建筑评价标准(GB/T50378-2006).2006年.
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