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中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0073-02
一、前沿
目前,我国工程教育领域的毕业生数量已高居国际之首,在我国高等教育体系中,土木工程专业在每个高校中都有开设,每年毕业的学生人数占据相当的比例。然而,随着我国科学技术的发展,用人单位和就业市场对毕业生的要求也在发生变化。近年来,面对目前土木工程专业教育中存在的问题,不同高校的学者都结合本校的实际情况给出了不同的解决方式[1-3],但朱高峰院士在总结并肯定我国本科教学取得的较大成绩的同时,还存在着一些问题,如教学模式比较单一和学生实践能力不足[4]。为了弥补在教学方法上与国外大学的差距[5-7],2010年,教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”,随后,教育部和住建部积极推动了在土建类专业的实施。为了贯彻实施该计划和培养合理的工程师,我校土木工程专业也在积极制定相应的措施。
从毕业设计角度来说,毕业设计是学生走向工作岗位的最后的课程,是培养学生的重要教学环节,也是检验学生综合运用不同知识点发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。为了使毕业设计取得应有的教学效果,近年来我校积极探索相应改革方法,本文对我校土木工程专业毕业设计的想法和经验进行了探讨,引玉之砖,希望为提高本科生培养质量提供行之有效的措施。
二、目前毕业实习和毕业设计的教学模式和存在的问题
多年来,我校的土木工程专业的学生毕业实习采用统一和集中方式,即在大学四年中第八学期开学之后的前两周,由学院教务办集中组织指导教师,联系实习单位,每天早上指导教师组织所有学生集体出发到实习单位进行实习,两周实习之后再进行毕业设计,多年来,指导教师深深感觉到这种统一的毕业实习存在很多不足,主要有:
1.区域限制使毕业实习操作困难。我校地处东北哈尔滨,哈尔滨市是一个四季鲜明的城市,可供建筑施工的月份主要集中在每年的5~11月,每年剩余月份都处于非施工状态,然而哈尔滨地区每年春季学期开学在3月份,也就是说土木工程专业的毕业实习日期是三月初开始到三月中旬结束,但是这个时间段哈尔滨不是施工日期,所以每年联系到的施工场地大都处于非主体结构施工的日子,因此,即使学生到施工场地去实习,也难以保证毕业实习的针对性和有效性。
2.人数众多,实习效果难以保证。我校近几年土木工程专业招生分为两个班级,2010年以后分为三个班级,学生人数在60~90人之间,这给集中毕业实习带来一个很现实的问题,就是在一个实习场地很难容纳这么多学生,实习单位考虑现场安全问题大多不愿意接受学生实习,即使到了实习现场,受实习时间的限制,指导教师也很难保证所有学生的实习效果,实习往往是走马观花,形式大于实习本身,同时,又由于实习经费和现场条件的限制,在实习现场不能解决学生的就餐问题,也就带来了学生在施工单位的实习时间不能得到保证的问题,不能达到锻炼学生的目的和教学要求。
3.毕业设计和毕业实习脱节。毕业实习是在毕业设计的前两周,也就是说毕业实习结束之后立即进行毕业设计,虽然毕业实习可以为毕业设计提供实践支持,但同时也暴露出一些问题,集中毕业实习不能保证其针对性,学生在进行毕业实习时还没有完全开展毕业设计,那么学生在进行毕业设计过程中遇到的难点在毕业实习中不一定得到解决,而学生在实习场地学习到的知识可能对毕业设计帮助不大,这样的毕业实习对毕业设计效果难以得到保证。此时毕业实习已经结束,学生对于难以理解的问题只能靠指导教师的指导和查阅资料来解决,在一定程度上会影响学生的毕业设计质量。
三、基于集中分散制的土木工程专业毕业实习和毕业设计相结合的教学方法的探讨
为了提高本科毕业设计的质量,哈尔滨工程大学航建学院近年来结合自身区域特点和土木工程专业毕业设计中存在的不足,多次举行教学方法的研讨会,并借鉴国内高校的一些措施[8-11],制定了具有本校特色的基于集中分散制的土木工程专业毕业实习和毕业设计相结合的教学方法,具体措施如下。
1.“一师多徒”的教学方法。我校土木工程专业从2009年开始实施“一师多徒”的措施,即在大学的第五学期进入专业课学习阶段开始,由学院组织学生根据每位教师的特点自己选择指导教师,指导教师一方面通过面对面地和学生交流,培养学生对学习的兴趣,关注学生的生活,掌握学生的心理特点,同时指导学生的学习计划,参加学校和学院的科创活动,另一方面,积极灌输学生实践活动的重要性,引导学生在暑假期间积极参加现场实习,为专业课的学习和毕业设计奠定基础。
2.毕业设计题目选择制。在大学的第七学期期末,所有土木工程专业的指导教师将今年的毕业设计题目、教学等情况汇总后向学生,学生可根据自己喜欢的毕业设计题目、结构类型和具体要求等情况选择指导教师,指导教师根据所指导学生的具体情况布置在寒假期间需要阅读的文献、书籍和相关资料,使学生在时间和心理上有所准备。
3.集中分散制的土木工程专业毕业实习和毕业设计相结合的教学方法。对于统一集中方式的毕业实习和毕业设计脱节,其效果难以得到保证,目前,有的高校采用分散制的毕业实习模式[12],但是该模式执行起来较困难,如学生的自律性不同,有的学生甚至采取造假的方式来应付毕业实习。根据目前我校的区域等特点,从2009级土木工程专业本科生开始采取“集中分散制的土木工程专业毕业实习和毕业设计相结合的教学方法”,该教学方法如下:①对于集中分散制而言,学院不再采取由指导教师统一带领学生到单位实习,而是指导教师根据学生所选定的毕业设计题目,由老师或学院有针对性的联系实习场地,学生在现场可以根据指导教师和现场技术人员的讲解有针对性地进行笔记记录和拍摄相片,也就是说,将人数多的土木工程专业的本科生分散开,毕业实习由指导教师全权负责。②相近题目的指导教师1~3人可以组成一组,由其中一名指导教师带队带领学生到现场进行毕业实习,这样,指导教师可根据具体情况有针对性地指导学生实习,实习效果较好,也就是说,将分散的学生根据实际情况在此集中起来进行毕业实习。③指导教师和学生可根据在毕业设计中遇到的实际情况,可以有针对性地选择实习时间,如可以选择边实习边进行毕业设计,这样可以将毕业实习和毕业设计有机的结合起来,这样集中分散相融合的方法,一方面解决了因为人数多导致实习单位不愿意接受的问题,另一方面使学生在毕业设计时遇到的难题可以马上解决,使土木工程专业的毕业实习和毕业设计两种都取得良好的效果。
四、结论
土木工程专业的毕业设计检验学生综合运用知识的能力,毕业实习在加深对所从事行业了解的同时,也为毕业设计提供知识储备,两者相辅相成,基于此,我校在近几年在总结毕业实习和毕业设计存在不足的基础上,提出了基于集中分散制的土木工程专业毕业实习和毕业设计相结合的教学方法,取得了较好的效果,并可以为提高本科教学质量提供可借鉴的思路。
参考文献:
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[2]聂忆华,王齐仁,刘丽芳.土木工程专业课程设计与毕业设计网络整合模式探讨[J].当代教育理论与实践,2012,4(1):96-98.
[3]舒赣平,卢瑞华,吴京,等.土木工程专业毕业设计教学改革研究[J].高等建筑教育,2007,16(2):105-112.
[4]朱高峰.中国的工程教育――成绩、问题和对策[J].高等工程教育研究,2007,4:1-7.
[5]毕家驹.美国ABET的工程专业鉴定新进展[J].高教发展与评估,2009,21(5):44-50.
[6]李茂国.中国工程教育全球战略研究[J].高等工程教育研究,2008,6:1-12.
[7]汪辉.日本高等工程教育的质量评估机制[J].高等工程教育研究,2005,3:71-74.
[8]吴云.土木工程专业毕业设计教学现状及提高对策[J].西北民族大学学报(自然科学版),2007,28(4):85-88.
[9]董克权,陈英俊,钱灿荣.毕业实习与毕业设计教学模式改革研究[J].高等理科教育,2007,2:119-122.
[10]葛祥友,莫徽忠,黄力.“毕业实习、毕业设计和就业”的一体化教学模式[J].大众科技,2013,15(4):181-183.
[11]关罡,郝彤.土木工程专业课程与毕业设计改革研究[J].高等理科教育,2004,4:117-119.
作者简介:陈春红(1983-),女,江西吉安人,常州大学土木工程系,讲师;朱平华(1966-),男,湖北天门人,常州大学土木工程系主任,教授。(江苏 常州 213164)
基金项目:本文系2012年常州大学教育改革与研究项目(项目编号:GJY12020021)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0179-02
毕业设计是土木工程专业本科阶段重要的综合性实践教学环节,是锻炼学生综合知识的运用能力,反映学生的科研能力、创新水平和高校教学质量,实现高校土木工程专业培养目标的关键环节。随着土木工程专业口径拓宽和工程技术更新,传统的毕业设计运行模式已无法满足毕业设计质量要求。[1,2]本文探索和创新土木工程专业毕业设计团队指导模式,在组织形式、设计选题、过程控制等方面进行深化改革,以期提高毕业设计质量,加强学生的专业素养,实现“卓越工程师”的培养要求。
一、传统毕业设计指导模式现状
1.毕业设计选题
目前,多数高校土木工程专业的毕业设计选题面相对狭窄,题型单一,深度不足,且以“命题式”的设计题型居多。比如,工业与民用建筑方向的毕业设计一般为多层框架结构和单层工业厂房,学生很少接触其他结构体系的设计,这就制约了学生的知识视野,体现不出厚基础、宽口径的专业培养要求。另外,设计中对土木工程各方向的内容分配不合理,往往是重结构、轻建筑和施工组织设计,对道桥和地下工程设计的内容较少。设计题目大多不是根据实际工程来命题,对设计结果无法校核、论证,且多年来题目类型相同,内容大同小异。[3,4]这使得学生普遍感到毕业设计和实际工程脱轨,缺乏工程实践意义,降低了学生的积极性和创新欲望,不能充分发挥主观能动性。
2.毕业设计时间安排
多数高校毕业设计安排在第八学期,而在这学期,找工作的学生忙于参加招聘会和面试,不能认真静心地做毕业设计;考研的学生在准备研究生面试和复试时占据了大量的时间与精力,影响了毕业设计的进度和质量。有些学生意识不到毕业设计的重要性,忽视了毕业设计是土木工程专业学生将四年所学知识综合化和整合化的唯一机会,在毕业设计时准备工作不充分,匆忙着手,对最新的专业设计规范、专业标准图集、专业构造手册熟悉较少,完全依靠教师的指导,被动性设计表现明显,学生在设计中体会不到设计成就感,导致其重视程度、设计热情下降。
3.毕业设计指导教师问题
在毕业设计中普遍存在指导教师严重不足的问题,毕业设计环节的生师比过高,有些高校甚至高达10∶1。很多青年教师从学校毕业后直接进入高校教学,知识结构不够完整,缺乏工程设计和实践经验,这就影响了毕业设计的指导质量。比如建筑工程专业,毕业设计涉及到建筑设计、结构设计、施工组织设计等,指导教师必须精通这些专业知识才能高质量地指导学生开展毕业设计。同时,教师要兼顾繁重的教学和科研任务,投入指导毕业设计的精力有限,很难对所有学生的毕业设计管理和监控到位,致使学习主动性不强的学生设计进度严重滞后,毕业设计质量不高。
4.毕业设计成果达不到设计要求
在大学期间,土木工程专业除了学习专业技术基础课和专业课外,还有课程设计实践环节。但这些课程和实践环节均局部独立,片面性较强,缺乏全局系统性和整体性,使学生多以点状形态记忆专业知识和工程技术问题,缺乏大土木观,工程设计整体观模糊,这使得有些学生在毕业设计中既不能分析具体工程问题,又不能校核论证设计结果,只能照搬结构设计范例,依赖结构设计软件,缺乏独立思考能力和创新精神,毕业设计成果远远达不到“卓越工程师”的培养目标。有些学生不能按照设计进度进行设计,毕业设计前期松松垮垮,而后期通宵作战,导致毕业设计内容不完整,深度不足,设计水平不高,甚至出现了计算书前后矛盾以及计算书和设计图纸自相矛盾的情况。
二、毕业设计团队指导模式
毕业设计团队指导模式是根据土木工程专业培养目标和“卓越工程师”培养要求,以实际工程和科研项目命题,由多名教师合作组建毕业设计指导教师团队,指导多名学生完成较大的毕业设计课题,确定毕业设计中实施团队指导的相关具体方案,提高毕业设计质量。
1.毕业团队指导模式的目的和意义
毕业设计团队选择内容全面、结构体系丰富的课题,学生在设计时分工合作、各司其职,对土木工程多个专业方向知识均有汲取,有利于培养他们的工程意识。在毕业设计过程中采用讨论式和启发式教学,形成研讨气氛,充分激发学生的主动性和创新性,促进学生之间相互学习、补充、启发,全体团队成员的素质得到发展,共同进步,这为提高毕业设计教学质量奠定了基础。多名教师共同指导,相互配合、优势互补,为提高毕业设计质量创造条件,也有利于教师的进步和成长。
2.指导教师团队的构建
指导教师团队组建时要综合考虑教师的学缘结构、学科专长和年龄结构,教师之间学科交叉合理,各有所长,优势互补,老中青教师搭配组合。团队负责人一般由有丰富理论知识和工程实践经验的教师担当,在选题、设计成果考核等重要环节以及学术方向和关键技术等方面,对团队教师起培养、指导、协调和组织作用。其他成员一般为中级职称以上的教师,尤其要吸收青年教师加入团队,根据其学科专长与特点负责对学生进行具体指导。[5]指导团队既分工又合作,不同专业和方向的教师全程参与指导,根据进度和设计内容分阶段负责。在团队中以老带新,培养年轻教师和专业基础课教师。
3.学生团队的构建
根据课题规模和任务的难易程度确定毕业设计团队学生人数。学生团队组建应基于双向选择原则,教师要对团队的课题研究方向、研究思路和研究成果做初步阐述,让学生对课题有所了解。在组建学生团队时可以同专业,也可以跨学科、跨专业,应鼓励不同层次的学生组队,尤其要鼓励基础差的学生进入团队。团队组建后,应选一名理论知识扎实、责任心强、协调组织和沟通能力良好的学生担任组长,负责团队的研究进展、实验组织和人员协调工作。
三、深化毕业设计改革
针对以往土木工程专业毕业设计现状,常州大学土木工程专业进行毕业设计团队指导模式教学改革实践,旨在提高毕业设计教学质量,提升学生工程实践能力,实现“卓越工程师”培养目标。
1.毕业设计选题改革
为了提高学生的工程实践能力,满足土木工程专业职业要求,选题要结合实际工程项目,与地方施工单位或设计院所合作选题,根据学生团队的基础知识和学习能力情况进行“真题真做”或“真题假做”,尽量避免“假题假做”,通过对比设计成果和现有工程的差异,有利于提高学生解决工程问题的能力,增强了学生的自信心和成就感;或者将教师的科研项目整理成为既能满足毕业设计要求,又有一定科研性及学科前沿的综合性的毕业设计题目。在选题时,注意给课题适当添加自由发挥空间,旨在锻炼学生的创新能力和解决实际问题的能力。
2.毕业设计提前安排
为了解决毕业设计与就业的矛盾,一方面将部分学生在大三时就吸引进入教师的科研团队,提前接触科研项目,开拓学生的科研能力,为毕业设计做好知识储备,另一方面将毕业设计的前期工作提前安排在第七学期末开展,增加了毕业设计的有效时间。指导教师详细介绍课题的工程背景、研究背景、具体内容和预期成果,学生根据毕业设计的任务与要求收集资料,查阅参考文献,分析课题的研究内容,提出研究思路和设想,完成科研实践和文献综述(开题报告)。指导教师要及早介入学生的前期准备工作,缩短学生毕业设计适应时间,减少起始阶段的盲目性。
3.加强团队管理
过程管理是能否按时保质保量完成毕业设计的关键。所有指导教师对毕业生的开题、阶段性检查、中期检查、答辩进行互相把关,互相促进。重点从以下几点做好过程管理:
(1)团队指导教师要分工明确,责任清晰,实行值班制,保证学生在毕业设计中遇到问题可以随时得到教师指导;团队负责人关注试验进度,对毕业设计进行阶段总结。
(2)制定有效的团队管理制度和操作程序,建立良好的师生信息传达和反馈渠道。
(3)充分调动学生主观能动性。学生在设计过程中提出解决问题的思路和方案,教师不能选择硬性压制和忽略不问,而应积极引导学生通过主动思考和积极创新来解决问题。
(4)开设毕业设计讲堂。针对毕业设计中涉及的难点和重点问题,由相应的教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解,丰富毕业设计指导形式,提高毕业设计学习效果。
(5)集体评图。团队负责人组织团队教师共同讨论确定毕业设计图纸要求和统一评图标准,利于教师之间相互学习,很大程度上起到传帮带的作用,可以促进年轻教师快速成长。
4.加强与校外企事业单位深度合作,校企联合培养毕业生
高校和企业深度合作是培养“卓越工程师”的重要途径和提高毕业设计质量的有效方法,既解决了高校办学资源匮乏问题,又为企业的发展与创新提供了人才。常州大学土木工程专业与校外企事业单位联合培养毕业生,建立校内指导教师和校外工程师毕业设计联合指导团队。通过“产学研”相结合的方式,依托校企节能减排材料研发中心和校企重点实验室建设,建立校外实践教学基地,学生在企事业单位开展毕业设计,以实际工程为设计课题,设计结果可以对比校核,有利于培养学生严谨的工程意识和参与实际工程项目的热情。[6,7]在联合指导过程中,校内教师和校外工程师要分工明确、责任清晰,制定校外毕业设计管理制度,校内教师定期检查学生毕业设计进度和毕业设计成果,并对阶段性问题进行解答。
四、实践效果
经过三届毕业设计的探索和实践,常州大学土木工程专业已逐渐规范和完善了毕业设计创新团队的教学模式,毕业设计质量得到明显改观。通过毕业设计团队指导模式的构建,毕业生整合构筑了较为完整的专业知识结构,提高了工程实践应用能力,锻炼了科研创新和团队协作能力。同时,各专业和方向的教师之间的联系得到强化,不同专业课程教师对相关课程的认识得以深化,加强了教师的教学水平。但是也要清醒地认识到,面向“卓越工程师”的培养目标,土木工程专业毕业团队指导模式还存在不足之处,需要在今后的教学改革中不断总结经验和探索提高。
参考文献:
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[4]卢瑞华.土木工程专业毕业设计教学改革调查与剖析[J].理工高教研究,2008,(1):96-99.
“卓越工程师教育培养计划”拟用10年(2010-2020)时间培养百余万高质量各类型工程技术人才,为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供人才支撑和智力保证。“卓越计划”为高等工程教育改革指明了方向,也是我国当前经济社会发展的需求。它定位了工程教育的培养目标-具有创新能力、实践能力和国际竞争力的综合人才,以适应和支撑产业发展。土木工程专业实践性强、工程性质明显,在当前的土木工程专业教育教学中,高校一般都会安排很长一段时间作为实践教学环节的总结阶段,让学生有足够的时间进行毕业设计。这个阶段可以充分培养学生的动手能力,实践创新能力和科学探索精神,也是培养卓越工程师的重要手段。
一现阶段本科毕业设计存在的问题
目前,对毕业设计的认识、毕业设计安排、选题和指导等方面存在诸多问题:其一,部分高校、学生缺乏对毕业设计这一教学环节对培养学生实践能力和创新能力培养的关键性,由于毕业设计和学生找工作或考研复试时间相冲突,所以大都对毕业设计流于应付的态度,指导教师对此也是听之任之,忽略对学生毕业设计过程的监管。其二,毕业设计选题过于单一化,常常是多人一题,并且,设计选题往往还与工程实践脱节。其三,部分指导老师缺乏土木工程设计和组织管理的实践经验,对学生的毕业设计的指导仅凭个人理解,在指导毕业设计过程中,难免片面甚至脱离实际工程设计要求。
二本科毕业设计改革目标及关键问题
土木工程毕业设计的目标是把本科生培养成适应和支撑产业发展、具有创新能力、实践能力和国际竞争力的卓越人才。这里需要解决的首要问题是把毕业设计从原有的制式的、程序化的教学环节,变成作为一种培养手段融入日常教学中,同时提高指导教师的实践水平并制定和执行工程教师的职务聘任、考核等相关制度。
三本科毕业设计改革内容及措施
(一)完善设计类课程体系
全面梳理土木工程专业本科生培养过程中的设计类课程,涉及到的课程有房屋建筑学、混凝土结构原理、房屋混凝土结构、钢结构、建筑结构概念设计、建筑工程施工、建筑结构抗震设计以及土木工程计算机辅助设计等课程,在相应课程结束后安排的课程设计有:多、高层住宅设计、现浇混凝土楼盖设计、单层工业厂房设计、施工组织设计等,进一步细化各个课程设计的任务和目标,并结合当前土木工程学科发展以及工程应用对工程师素质与技能的要求,对各类课程设计实践课程重新制定教学大纲。
(二)毕业设计的总体安排
在毕业设计的总体安排上,改变以往的整体化--全部学生都在第八学期进行毕业设计。从土木工程专业2013级学生开始,根据学生学习程度,对学习优异的学生,在大三开始布置毕业设计任务。这些学习程度优异的学生经过两年基础课的学习,这个时候布置毕业设计任务,有利于他们对学习专业基础课、专业课做到有的放矢,也激发了他们的学习兴趣和主动性。同时,他们对相对学习差的学生起到了示范带头作用。
(三)搭建实践平台,积极探索校企联合培养模式
“卓越计划”其最突出的一个特点,是企业深度参与人才培养的全过程,通过开展产学研合作的方式,不断扩大校外实习基地规模,为学生构建良好的工程实践教学环境。学校在加强现有基地建设的基础之上,根据行业对专业人才的需求,充分利用我校的优势资源,与施工单位,工程设计院等优秀企业建立联合培养模式,采用双导师制度,对于每个用人单位,乃至每个工程项目,都配备经验丰富的导师、辅助教师以及现场技术指导员。建立健全学生企业学习期间的医疗保险等保障措施。同时,加强校内实验室建设,以保证本科基础实验教学,同时建设校内实践教学示范区,以完成学生对实际工程的实践操作和训练,而且对复杂工程,学校已建立虚拟仿真实验教学中心,开发各种虚拟仿真项目,再现生产过程。
(四)毕业设计选题
毕业设计题目根据专业方向设置,按照毕业设计大纲要求并尽量结合实际工程进行选题,实际设计题目可以来源于学生的工程实践,也可以从设计单位实际项目中选题,由指导老师把握题目的难易度以及设计工作量,并由指导老师编写详尽的毕业设计任务书。毕业设计尽量一人一题,不同年份题目做到无重复。同时,本着自愿原则,选择少数学生参与教师科研项目,撰写毕业论文。指导教师确定的选题,经学院审查后,向学生公布。学生根据公布的选题,选择指导教师。最终根据双向选择的方法,确定毕业设计题目和指导教师。
(五)提高指导教师的实践水平
指导学生毕业设计,需要指导老师具有扎实的理论知识的同时,还需要具有较强的实践技能。一方面,结合学校工科教师评聘和考核制度改革,在教师聘任、考核、评价制度方面向具有工程实践经历的教师倾斜,并建立专职教师到企业工作或轮训制度、青年骨干教师出国到跨国公司研修制度,以使学院教师不断更新工程知识、掌握新的实践技能、丰富工程实践经验。另一方面,聘请企业从业人员参与制定土木工程专业培养目标和人才培养方案,聘请有工程背景的优秀人才做本专业兼职教师,以作为“卓越计划”培养人才的师资补充。
(六)实行每位学生毕业设计公开答辩制度
本科毕业设计公开答辩的做法类似研究生学位论文答辩,答辩评委小组由5位系内中级以上职称的老师,以及1位校外专家组成。并采取回避制度,答辩评委的学生不得参加本组答辩。每位学生答辩时间15分钟,其中设计成果汇报10分钟,回答评委问题5分钟。6位评委各自独立评分,小组的平均分作为学生的考核成绩。四结论在当前“一带一路”发展战略及“卓越工程师”培养模式下,现代化建设与经济发展需要大量的土木工程技术与管理人才,优秀的土木工程人才的培养仅靠课堂理论教学还远远不够,它需要各个高校紧紧把握“卓越计划”的主旨和要义,改善本科学生的实践教学,以提高学生综合应用和解决实践问题的能力为目标,以本科毕业设计的改革为抓手,为行业和社会发展培养高素质的、具有创新精神的高级应用型土木工程专业人才。
作者:贺东青 岳建伟 单位:河南大学
基金项目:本文系教学改革研究与课程教材示范建设项目《路基路面工程课程教学改革研究与课程教材示范建设》阶段性研究成果。
引 言
路桥专业本科毕业设计是对学生本科学习阶段知识的系统总结,也是学生从学校走向工作单位前对知识的梳理和工作技能的准备[1-2]。毕业设计是提升学生综合素质和专业能力的重要环节,通过毕业设计,可以弥补和巩固在专业课程学习中部分知识的疏漏[3];同时,更为重要的是,学会如何将所学的专业知识应用到实际的工程案例设计和未来的工作中去。
目前,在土木工程本科毕业设计中存在一些问题[4-5],例如:毕业设计时间过短,缺乏经验丰富的指导教师,学生缺乏独立思考、过多地依赖计算机,评价和考核机制不健全等等,导致了毕业设计效果不显著。很多学生在毕业后进入单位,还是不能尽快适应单位工作内容。如能够更好地发挥毕业设计这一教学环节的作用,提高学生的综合素质,缩短学生从校园到单位的工作过渡期,是值得探讨和思考的。
毕业设计中的突出问题
结合道路桥梁与渡河工程(公路工程方向)专业,就本科生毕业设计中存在的突出问题进行论述。
1.毕业设计时间短
毕业设计开始时间一般为大四下学期,各个学校安排的时间有所差异,大部分为10周~18周。与国外相比,总体上时间较短,日本的本科生毕业设计一般安排1年。在时间相对较短的10周~18周中,除去学生找工作,研究生面试、复试等方面花费的时间和精力,真正投入到毕业设计中的时间更短。
2.缺乏经验丰富的指导老师
高校引进的师资多为刚走出校门的博士,这些新老师大部分是从高校毕业后直接进入教师岗位,虽然有一些科研经历和成果,但大部分没有实际工程的经历,也没有教学和设计指导经验,因此承担毕业设计的指导工作,往往停留在专业课本上,起不到联系结合实际的效果。此外,很多老师忙于完成科研任务,在毕业设计指导过程中,热情不高,导致学生的毕业设计完成质量不高。
3.学生缺乏独立思考解决问题的能力
在毕业设计的指导过程中,往往采取课堂授课的形式,学生也习惯接受这样的形式,这种灌输式的指导方式,导致学生在遇到问题后不会积极思考,不善于通过查阅文献资料主动解决问题,而是习惯于向老师求助,直接询问老师获取答案。
4.设计工作过分依赖计算机
计算机的普及为设计工作带来的便利,作为土木工程专业的本科毕业生,采用计算机进行毕业设计十分普遍,学生更注重对软件的操作和应用,而忽略了设计中应用的基本概念、原理和计算方法,往往是知道结果,但是不知道设计结果是如何计算出来的。同时,计算机软件在设计出图的过程中,存在不少错误,学生在设计中缺失了基础理论和基本计算方法的学习,往往不能够发现和认识这些错误。
5.答辩考核的机制不健全
毕业设计的考核主要通过小组答辩的形式进行考核,一般每个学生的答辩时间在10分钟~20分钟左右,这种短时间的考核效果并不能真实反映学生在较长一段时间的成果。此外,大四的学生面临就业和上研,学校从就业率的角度出发,一般很少让学生不通过答辩,这也给了部分不努力完成设计的学生可乘之机。
改革建议
针对上述种种问题,结合各高校土木工程专业在毕业设计中积累的成熟经验,提出相关的改革建议。
1.提早布局毕业设计
土木工程专业毕业设计的安排布置时间可以安排在大四上学期,初期的指导时间间隔可以拉长,两周一次,且初期主要以文献检索,资料查阅,软件熟悉等内容为主,这样布置工作可以让学生有充足的时间去准备,培养独立思考解决问题的能力。例如在路基路面的现场实习中,带领学生观察和学习路基路面排水工程的各种类型和布置情况,对于提高毕业设计中相关内容的设计质量效果良好。充分利用现场实体工程实习环节,讲解在毕业设计中学生困惑较多的问题,往往能够起到事半功倍的效果。
2.以团队的形式指导毕业设计
在毕业设计指导过程中,应采用团队搭配的形式更为合理。指导团队中应老中青结合,应配备具有工程经验的老师和中青年教师。同时,土木工程毕业设计中设计的内容广泛,例如道路工程设计中每位老师的教学重点不同,不可能面面俱到,因此团队指导有利于知识结构组合。在团队毕业设计指导的过程中,年青老师也在学习和提高。此外,有条件的情况下,可以采用设计院和学校共同指导的形式,邀请具有较高技术水平和丰富实践经验的设计师辅助指导,能够弥补毕业设计与实际工作脱节的不足。
3.加强创新能力和科研素质的培养
在毕业设计指导的过程中,应充分调动学生的积极性,在设计指导的过程中,善于提出问题,要求学生去搜集、阅读相关的书籍和国内外资料,并作读书笔记,在学生充分准备的基础上一起座谈,谈谈各自的想法,指导老师进行总结和指点;毕业设计的过程中,也是为部分学生进入研究生学习作必要的铺垫,这一过程中学生科研素质的培养也十分重要,因此在指导的内容体系上,也可作必要的拓展,可以就某一项的设计内容要求学生进行深入的设计和思考,提交更为详细的设计说明和报告,必要时可以补充室内试验等工作。在毕业设计的指导过程中,应该让学生多讲,发现问题后,让学生自己去查阅资料解决,在一些不合常规的设计中,老师应当鼓励学生的创新性。
4.丰富设计内容
设计内容多样化在很多高校的实施中取得了良好的效果。一方面,学生采用计算机辅助设计减小了本科生毕业设计的工作量,因此教师在毕业设计任务的安排方面,除了主体的设计任务外,可以增加部分选择设计内容;另一方面,土木工程专业的毕业生直接进入施工单位较多,因此施工组织和概预算部分、道路施工技术等方面的学习更为实用,这部分知识的学习,对于学生进入单位后尽快适应岗位有直接的影响。例如公路工程专业毕业设计除了完成路线的平纵横、路基路面设计以及必要的排水、桥涵等附属工程设计外,还可以增加施工组织设计、工程概预算编制、道路施工技术等可选内容,学生可根据自己的兴趣、就业方向等选择一项内容详细设计。
5.加大管理力度
毕业设计是本科生考核内容的重要方面,因此,学校在这方面应当加大管理力度,出台相应的文件,明确规章制度。对于指导教师,应严格考核指导时间和次数,限制教师指导的学生数量,确保设计成果的质量;对于学生,应当使其认识到毕业设计的严肃性和重要性,建立淘汰机制,成绩不合格的学生应采取延期毕业答辩等措施。同时,规范毕业设计的成绩评定标准,结合整个设计期间的表现和现场答辩情况综合评分。部分高校在这块有些较好的经验,例如,按3%~5%比例抽查学生提前参加学校组织的答辩,其余学生参加系级答辩,参加院级或校级答辩的学生应具有示范作用;聘请校内外专家组成答辩小组,采用指导教师和答辩小组综合评分制等等。
结 语
毕业设计是学生本科阶段进入工作单位或开展科研工作的重要环节,在这一阶段除了掌握本专业的相关设计工作技能外,更重要的是培养学生创新能力和科研素质。如何更好地发挥毕业设计这一教学环节的作用,提高设计质量和学生的能力是一个长期实践的过程,只有通过不断的总结、改革和创新,真正调动学生在毕业设计过程中的积极性和创造性,转变观念,以学生为核心,在指导设计的过程中,完成从一个监督者到辅助者的转变,才能帮助学生提高各方面综合能力,增加学生在工作和科研中的竞争力。
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基金项目:黑龙江省教育改革项目;黑龙江工程学院教育改革项目
作者简介:武鹤(1963-),男,黑龙江工程学院土木与建筑工程学院教授,硕士生导师,主要从事教学与教学管理研究,(E-mail)。
摘要:毕业设计是高等学校人才培养最重要的实践教学环节,是对学生所学知识综合运用能力的一次检验。基于CDIO理念,以“大工程观”和“全寿命周期”为主线,以学科交叉与专业综合为基础,开展基于团队的土木工程专业毕业设计改革,采用企业导师和校内导师联合指导的方式,重在培养学生“大工程观”、团队合作意识、沟通协调能力以及实践创新精神,促进土木工程专业毕业设计质量不断提升,以期为推动高等工程教育人才培养方式改革提供借鉴和参考。
关键词:土木工程;CDIO;毕业设计;培养模式
中图分类号:G642.77 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0119-03 一、前言
毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种综合性、总结性实践教学环节,是学生在系统掌握专业知识、技术及平时教学训练基础上,按照规范化的设计研究程序与方法所进行的教学活动,其目的是培养学生综合运用所学知识独立分析、解决专业范围内有关工程应用问题,以及科学研究的初步能力,使学生的知识、素质及技能得到进一步锻炼、充实和提高。
土木工程是一门实践性很强的学科,土木工程专业本科毕业设计内容涵盖设计、施工、维修养护、管理等方面。近年来,毕业设计在适应性、实践性和综合性等方面有了很大的改进和提高,质量也不断提升,但毕业设计的基本模式却仍停留在“一师多生、一师多导”的层面,毕业设计的质量很大程度取决于指导教师的能力和水平,缺乏企业界的深度参与、指导与评价。归根结底,毕业设计的改革没有跟上时代的发展,需要突破原有禁锢,更需要实质性地创新。
卓越工程师教育培养计划对应用型人才培养提出了更高的目标和要求,如何发挥土木工程专业“大基础、宽口径、重实践、强能力”的专业特点,使毕业设计选题更贴近工程实际,充分体现学科交叉与专业融合,是毕业设计急需解决的问题。因此,积极探索土木工程专业毕业设计改革模式,采取基于团队的毕业设计模式和校企合作的指导方式,是高等工程教育改革的重要方向,对提高人才培养质量具有重要的现实意义。 二、基于CDIO理念的土木工程专业毕业设计改革
土木工程专业技术人员直接从事着解决土木工程设计、建设、管理、服务等工程实际问题的工作,工程系统能力的培养尤为重要。基于CDIO(Conceive- Design- Implement- Operate)理念的土木工程专业毕业设计改革,正是适应这一要求而进行的。
(一)基于CDIO的毕业设计理念
CDIO教育模式和方法是近年来国外工程教育发展的新思想和新理念,对工程教育的发展具有重大影响,越来越受教育界的关注、重视和研究。CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典哥德堡查尔姆斯技术学院、瑞典皇家技术学院和瑞典林雪平大学等4所工程技术类大学发起的一项工程教育改革计划。以全寿命周期为主线和载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,以获取工程能力和经验,培养学生工程意识和素养、工程实践和创新能力。
CDIO模式教学主张用产生于真实环境中的问题启发学生思维,由此支持并鼓励学生进行有针对性地解决问题式的学习、拓展性学习、案例学习和项目学习。CDIO模式重视学生的观点和体验,让学生在项目开发和讨论中获得经验,并鼓励学生进行创造性思考[3]。CDIO教育大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这4个层面达到预定目标。毕业设计正是培养学生个人能力、人际团队能力和工程系统能力的重要而关键环节。基于CDIO模式的毕业设计改革,强调用真实复杂的案例呈现设计题目,营造设计需要解决的环境,使学生在毕业设计执行的过程中得到能力的培养和知识的活化。
此次毕业设计改革,采用“设计院模式”,以实际工程为背景,以项目建设为依托,从项目可行性研究到项目内容实施,充分体现黑龙江工程学院土木工程专业“大工程、大系统、大视野”的毕业设计理念。
(二)基于团队的毕业设计模式
立足于CDIO国际工程教育模式和理念,以大工程观和全寿命周期为毕业设计的基本主线,构建毕业设计团队培养模式,使人际团队能力培养和工程系统能力培养在毕业设计中得以体现。
以实际工程项目为背景,选定符合毕业设计的工程项目,从学校2011届和2012届土木工程专业毕业班中遴选15位毕业生组成毕业设计团队,分成6个专业方向组(每组2~3人),即项目可研组、路线设计组、路基路面组、桥涵组、隧道组、概算与施工组织设计组(如图1所示)。团队各组既有分工又有协作,共同开展项目设计工作,完成基于团队合作下的毕业设计项目训练,全面锻炼学生的工程系统能力、人际团队合作能力,培养创新意识和专业综合素养。
图1 土木工程专业(道桥方向)毕业设计改革分组设计
(三)基于校企合作的毕业设计指导方式
紧密围绕土木工程专业毕业设计改革“综合性、工程性、系统性、团队性”的规律和要求,开展毕业设计指导方式改革。以校企合作为基础,强化企业工程师的参与及合作。引入“双导师”指导制度,即由学院骨干专业教师和来自工程设计、施工及科研和管理单位的知名高工、技术人员组成指导教师组,共同担任毕业设计指导工作。通过企业导师的参与,推进毕业设计指导方式的改革,在提高毕业设计质量的同时,保持与工程界同步,使学生在完成毕业设计的过程中感受到技术的进步,体会到工程师的社会责任。
此外,土木工程专业毕业设计改革组采用“毕业开题+2周一次团体汇报+中期大检查+毕业设计答辩”的过程管理,从毕业设计开题到毕业设计答辩整个过程,始终坚持邀请工程界知名专家和一线工程师参与,让毕业设计选题更贴近工程实际。学生通过汇报并与知名专家和企业导师交流,能够更深入地认识工程设计与建造的本质与要义,实现了教学到工程,理论到实践的对接,获取工程经验,培养了学生的工程意识和素养。
三、结语
基于CDIO模式的土木工程专业毕业设计改革,与传统方式相比,让学生得到了更为全面的锻炼,正如答辩评审专家们所言:该毕业设计改革形式新颖,有利于培养学生的大工程观和对项目的全局把握;在设计过程中,充分体现以人为本,人与自然协调的可持续发展理念;创新成果突出,大胆进行了新型路面结构的设计和理论探索,应用先进的空间三维计算软件Midas进行设计验算,在一定程度上走在了设计院的前面。
土木工程专业毕业设计改革体现出选题真、任务实、模式新的特点,同时积极探索了校企合作双导师制,强调企业工程师的参与及指导,使毕业设计更贴近工程实际和未来发展需要。通过基于团队的毕业设计,学生的工程系统能力、团队协作能力、沟通交流能力、创新设计能力以及分析问题和解决问题的能力明显提高,改革效果显著,为毕业后较快适应工作需要打下了良好的基础。同时,也为推进中国高等工程教育的改革进行了有意义的尝试,对提高毕业设计质量具有一定的借鉴意义。
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Reform and practice of graduation design of civil engineering based on CDIO concept
WU He, GE Qi, ZHANG Jiaping, SUN Ling, YANG Yang
培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,具备扎实的数学、物理基础,系统掌握土木工程学科的基本理论、基本知识和方法,具有较高综合素质,具备工程项目设计、施工与管理的基本能力,并具有结构抗震研究与开发的初步能力,能够在设计、施工、地震工程研究等部门从事技术与管理工作的、适应性强的高级应用型技术专门人才,这是防灾科技学院土木工程专业培养目标。
防灾科技学院的土木工程专业是学院重点建设专业之一,肩负着培养人才的重任。毕业设计是将大学四年所学知识重新梳理、综合应用的过程,是由理论走向实践的重要桥梁,是培养合格应用型人才的重要环节。
一、土木工程毕业设计中存在的问题
1.选题太单一,缺乏创新,与工程实际脱节。毕业设计通常是教师分组自拟若干题目,以工程设计居多,大部分为办公楼、教学楼、医院以及住宅等的设计,要求学生完成建筑设计和结构设计。大多数题目为钢筋混凝土框架结构的设计,形式单一。学生设计出来的建筑大多四方块,毫无美感。结构计算就参照已有模板改数据,计算方法相同,学生的主观能动性受到约束,没有创新。社会经济的发展,城市面貌不断更新,城市设计及建设者应具备与时俱进的创新能力,土木工程专业毕业设计课题也应随之变化。通过对生活中各种问题的发现和提炼,在毕业设计中解决这些问题,不断提高创新能力。目前,建筑工程中出现了多种多样的结构形式,如钢结构、剪力墙结构、框剪结构以及筒体结构等,它们主要用于高层建筑中,毕业设计选题时也可以考虑这些结构形式。
2.学生忙于找工作和考研,积极性不高。毕业设计的关键阶段放在本科教学计划的第8学期,这个时期一部分学生在找工作,另一部分学生在准备考研复试,因此他们没有心思进行毕业设计,在毕业设计中投入的时间太少。现在多数学生认为毕业设计不重要,认为找到工作才是关键,加上学校对毕业设计要求不严,做得好坏都能毕业。因此学生学习没有积极性,没有独立钻研的精神,只是机械地照着模板改参数,毕业设计质量无法提高。
3.指导教师的责任心不强,实际的经验欠缺。教师除了指导毕业设计,还有教学及科研任务,这使得指导教师精力分配不足,再加上部分教师责任心不强,指导次数很少,对学生要求不严。另一方面,部分青年指导教师从学校毕业直接到学校任教,没有参加过实际工程,缺乏对工程设计整个过程的认识,也不了解新的规范、新的计算方法以及新的施工技术。因此在指导毕业设计时难以正确指导,这也影响了毕业设计的质量。
4.毕业设计时间太短,学生企图蒙混过关。毕业设计周期长,内容多,学生还要准备研究生复试、工作面试等,因此没有把心思放在毕业设计上。前期不做,拖到后期连夜赶工,这种前松后紧的做法无法保证毕业设计的质量。
5.毕业设计成绩评定不合理。我校毕业设计成绩评定分三部分:指导教师评分、评阅教师评分和答辩成绩。答辩成绩起决定作用,这种评定方式会影响学生的积极性。有的学生设计不认真,但答辩时发挥较好,其成绩就会偏高。而有些学生平时勤勤恳恳在做设计,但是答辩时发挥不好,其成绩就会偏低,因此不能单独依据最后的成果及答辩,也要考虑设计过程。
二、土木工程毕业设计改革措施
1.结合实际,选题多样化。指导教师应结合本专业领域的发展水平和前沿动态,精心选题,使学生真正了解、参与工程设计。对于已确定工作的毕业生,在选题时尽量选择与其将从事的工作相关的设计题目,一方面使学生尽快熟悉工作性质和工作流程,另一方面有目的性地去设计,提高学生设计的兴趣。我校学生在第6学期进行生产实习,可以鼓励学生从生产实习接触的实际项目中选择自己的毕业设计题目,这样学生就能更有目的性地去实习,看图纸,了解施工工艺,找出设计以及施工中存在的问题,并能提出自己的看法,将生产实习和毕业设计充分结合。指导教师也可以让学生参与自己的科研课题。选择一部分对教师科研课题感兴趣的学生,由指导教师带领他们参与课题研究,锻炼学生科研思维能力以及动手能力。
2.提高学生素质,充分调动学生主观能动性。教师要对学生进行思想教育,增强他们对专业以及就业的认识,提高毕业设计的主观能动性。毕业设计前期要进行毕业设计动员,安排一些毕业设计及就业的讲座,提高学生对毕业设计的认识,明确毕业设计与就业的联系,充分调动学生毕业设计的积极性。
3.加强监督,提高指导教师素质,与校外工程师联合指导。学校可以成立本专业毕业设计督导组,要求指导教师一周至少指导两次,并要求指导教师填写指导手册,并随时抽查,督促教师对学生要全面的指导,提高指导教师的责任心。鼓励专业教师积极参加建设部组织的执业资格考试,让青年教师脱产进修,鼓励他们参与到工程实践中,尽快提高指导教师的工程设计经验。也可以建立多个产学研基地,跟校外的生产、设计单位合作指导学生,将理论功底扎实、实践经验丰富的工程师聘请进来,或者将学生送到这些校外单位去,使学生的设计更具有实践价值。
4.提早布置、定期检查。毕业生在第7学期只有前8周有课,除了考研的学生在复习考研外,大部分学生有大把的空闲时间。因此可以将毕业设计题目提前布置给学生,让他们收集资料,熟悉有关的规范、规程等,初步确定设计方案。然后分阶段布置设计任务,结合学生实际情况,制订详细的实施计划与考核细则。实施过程中,教师要督促和指导学生完成分阶段设计工作,并严格按照考核细则定期检查设计成果,让他们利用剩下的时间以及寒假完成一定的工作量,这样即使第8学期有事情耽误,也能保证毕业设计的时间充足。
5.最终成果与过程控制综合评定。土木工程毕业设计的周期长,前后有14周,时间跨度大,因此一定要加强学生毕业设计的过程管理,学生的设计态度、出勤次数等应作为毕业设计成绩的评定因素。因此,应将过程控制与最终成果结合起来综合评定学生的成绩。
总之,学校要通过毕业设计使土木工程专业学生对所学知识进行回顾及运用,使他们具备结构工程师的基本能力,为走上工作岗位打下坚实的基础。
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中图分类号:TU-4文献标志码:A文章编号:1005-2909(2012)05-0111-03
在普通高等院校大规模扩招之后,土木工程专业在校生人数空前增长,原有的教学资源特别是实践教学环节资源受到前所未有的考验。土木工程专业恰是一个实践性和应用性较强的专业,目前国家正大规模进行基础设施建设,应用型人才紧缺,企业需要学生毕业即具备相应的土木工程实践能力及经验,以便尽快适应工程环境,解决工程实际问题[1-2]。而因在校生人数增长产生的教学资源匮乏与人才市场需求之间的矛盾成为当代大学教育的重要难题。为解决这一难题,提高土木工程专业毕业生的工程实践能力,满足市场需求,在分析现有实践教学环节存在问题的基础上,大连交通大学对土木工程专业实践教学方式积极改革,从教学实验、生产实习和毕业设计入手,开拓思路,创新适应社会发展的实践教学形式,并取得了良好的效果。
一、实践教学问题分析
传统的实践教学形式包括课程实验、实习和毕业设计三大环节,实践教学内容之间的联系不够紧密,学生很难统一思考,加之教学评价标准陈旧,实践教学效果较差[3-4]。
(一)实验
很多课程实验教学仅是理论课的补充,实验指导书详尽叙述了实验方法、操作步骤,学生只需简单操作即可完成实验操作任务,数据处理也较简单,学生几乎没有问题可以提出。尽管如此,由于学生人数增多,实验设备未及时配置,很多实验小组的学生人数较多,只有个别学生动手实验,大部分学生处于旁观者状态,不动手操作也不思考问题,这无法调动大部分学生的学习主动性和积极性,也无法培养学生的思维能力和创新意识。
(二) 实习
市场需求扩大导致很多高校盲目扩大招生,实习人数大幅度增加,教师指导难度和联系实习单位难度也随之加大。认识实习和毕业实习缺少实际内容,学生很难进入工地,认识实习变成对现有建筑的参观,生产实习也难以找到固定工地,且短短3周时间,学生也无法全面了解施工过程,熟悉施工工序及掌握实际的施工工艺。实习考核根据考勤、实习日记、实习报告、鉴定材料等评定,由于各类实习的性质、目的、内容及实习要求不同,这种考核已流于形式。
(三)毕业设计
传统的毕业设计是按教师规定的形式和要求完成结构选型、计算、尺寸设计、图纸绘制、工程概算及撰写说明书等任务。虽然专业培养要求一人一题,但由于学生人数众多,课题之间的变化也越来越微小,同时设计类课题难以培养学生解决实际工程问题的能力,即使精心安排设计内容,得到的也仅是一张设计图纸,学生不能将理论应用于实践。加之本科生毕业难以进入设计院工作,多数进入施工单位,因此,很多学生忽视对设计能力的培养。
二、实践教学改革探索与总结
实践教学改革是通过创新实践教学平台,形成新的实践教学机制,把“以传授专业知识为中心”的人才培养理念转变为“以工程实践能力培养为中心”的人才培养理念。以培养学生将理论应用于实践的能力为核心,调整、充实实践教学内容,注重培养学生应用理论知识分析和解决问题的能力,以及创新能力。教师也要打破传统实践教学的专业界限、课堂内外界限、学校与社会的界限,加强校企联系,拓宽实践教学渠道,让学生通过各种渠道充分利用社会资源参与工程实践,建立多元化的实践教学体系,全面提高学生工程素质。针对传统实践教学的问题,为达到实践教学培养目标,大连交通大学进行了如下探索和实践。
(一)课程实验
考虑传统课程实验的孤立性,教学改革尝试了设置综合设计性实验方式。综合设计性实验为学生利用课余时间选做的课题,有专业教师指导,实验室配合,学生利用自己的课余时间完成教师安排的综合设计性课题,给予选修学分,学生的积极性很高,同时作为科研助手也为专业教师提供了服务。
(二)生产实习
生产实习是本科教学中的一个重要实践环节,也是培养学生实践能力和独立工作能力的一项重要措施。土木工程专业的生产实习是在学生学习了专业课程之后的大四上学期进行。通过生产实习培养学生理论联系实际的能力,验证、巩固、深化已学过的理论知识,锻炼学生获得一般土木工程施工技术的实际动手能力。在近几年的生产实习安排中有如下3种尝试措施。
1.安排本科生参与工程项目实践
近些年,随着中国基础设施建设规模的扩大,高速铁路及城市轨道交通建设得到了长足发展,在快速发展过程中,对施工过程质量的把握成了建设重点。土木工程专业教师针对工程现场问题开展了一系列实践研究工作,这给在校学生提供了到工程现场实习和学习的机会。目前,学生参与的项目遍及哈大高铁、丹大快速铁路、大连地铁等重大基础设施建设项目,学生在教师指导下,在工程现场独立完成测试、数据处理及工作日报等众多工作,培养了学生独立运用专业知识分析问题、解决问题的能力。
2.建立稳定的实习基地
每年在建的土木工程项目是学生实习的良好基地。但是学生在工程现场的安全问题、纪律问题成了众多单位谈“接收实习生”色变的主要原因。面对实习工地联系难的问题,学校应以建立实习工地定向培养的方式积极联系,教师利用个人的社会关系主动联系,并派青年教师及研究生跟随学生到工地现场全程指导,提高生产实习质量。
3.支持学生自主选择实习工地
有些学生选择土木工程专业是受家庭影响,这类学生在假期可以找到合适的实习工地。因此,专业实习阶段应鼓励学生自主安排实习工地,但为了保证实习质量,申请自主实习的学生必须完成学校要求的申请流程后才可以离校,且实习日记和实习报告与校内实习要求一致。
(三) 毕业设计
毕业设计是土木工程专业学生毕业前学习和综合训练的最后阶段,是知识深化、拓宽的重要过程,是学生学习、研究和实践的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力的全面检验,是实现本科培养目标的重要阶段。通过毕业设计,着重培养学生综合分析和解决问题的能力、独立工作的能力以及严谨、扎实的工作作风和责任感。为学生将来走上工作岗位,顺利完成所承担的建设任务奠定基础。保证毕业设计的质量,做好毕业设计的选题工作是重中之重。在设计毕业设计的题目时,为打破设计类题目为主的传统,学院进行了如下尝试。
1.充分利用现有实验资源,做科研实验类毕业设计
结合土木工程学科特点及工程实际问题,利用学校现有实验资源,带领学生做设计型实验的毕业设计课题,这类课题特别适用于考取研究生的学生选做。在近几年的毕业设计中,教研室的教师指导了一批科研性实验的毕业设计,让学生主动查阅文献,设计实验方案,组织小组讨论,实验过程中让学生自己操作实验仪器,测试实验结果,分析实验结论,教师在整个过程中把握大方向,给予学生指导性意见。从这几届学生的毕业设计效果来看,实验类学生的毕业设计成绩均在良好以上,学生的实践能力得到很好的锻炼,且增强了自信心。
2.坚持到现场去,利用教师的科研课题选题
学生通过在施工现场的学习可以大大增加对本学科的了解,积累工作经验,获得就业资本。尝试将学生的生产实习和毕业设计联系起来,利用大四下学期半年的时间安排学生进入工地,边实习边完成毕业设计,即保证了实习时间,又完成了毕业设计任务要求,让学生体会到了理论联系实际、指导实际的真正意义。
3.综合设计类题目
结合传统毕业设计中的经验,指导学生运用所学的专业课程对路线、桥梁、隧道等结构进行总体设计,引导学生钻研设计软件和设计理论,结合现场最新的技术及施工材料,要求学生完成结构选型、计算、尺寸设计、图纸绘制、工程概算及撰写说明书等任务,培养学生基本的设计及施工技能。同时在毕业设计中注意引导学生认识所设计课题对施工的指导意义,告诉他们只有看懂路、桥、隧的设计才能有效指导施工,提高学生积极性,在设计的不同时期带领学生去施工现场或通过施工视频资料直观了解施工情况。综合设计类课题要求学生应用大学学到的所有专业课程,串联专业知识,让学生融会贯通,取得了良好的实践教学效果。
三、结语
为培养能适应市场需求的土木工程专业人才,必须进行实践教学改革和创新,开拓思路。学校和专业教师积极配合,利用一切社会资源改革实践教学形式,使学生通过实践环节的学习,既能牢固掌握理论知识,又能广泛接触工程实际,培养工程实践能力,实现土木工程专业的人才培养目标。
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Exploration and summarization of practical teaching of civil engineering specialty
ZHAO Lihua
引言
毕业设计是高等工科院校本科教学的一个重要环节,是衡量高等学校教育质量、办学水平和办学效益的一项重要评价指标,土木工程专业涵盖范围广,涉及知识面宽,传统的毕业设计指导模式已无法满足毕业设计要求。以往的毕业设计中存在着毕业设计(论文)内容涉及知识面窄,真题少,“假题”多,真题也未必真做,学、产、研脱钩;毕业设计套路化,科研含量低,抄袭严重;缺乏整体设计和团队合作思想;指导教师不足,生师比过高等等诸多问题[1]。为满足厚基础、宽口径的专业培养要求,促进不同专业之间相互交流与合作,加强学生的实际工作配合能力,实现产、学、研相结合的教育模式,为社会提供高素质复合型、应用型人才,我校船舶与建筑工程学院首先针对毕业设计这一教学环节进行了SWOT分析,在此基础上,综合考虑各方面因素,改革以往一些不利条件,增强优势因素,率先在土木工程专业推出毕业设计导师制模式,进行了实践研究,取得一些成效。
1.现有土木工程毕业设计模式的SWOT分析
1.1优势分析
首先我校船建学院每年新增本科生创新项目6-7项,近3年来有6项被评为省级优秀本创项目;土木工程专业教师每年人均2项各级各类科研项目在研;校重点建设本科生创新基地2个,分别为船舶与结构创新基地和力学实践创新基地;以上创新平台建设和科研氛围为学生的日常科研打下良好的基础。其次我院土木工程专业教师10名,其中房屋建筑学老师2名,制图老师2名,可在房屋建筑学课程设计中组建团队给予学生指导。另外有5位教师可组建力学团队,对毕业设计中的上部结构计算部分给予指导,此外还有钢结构和混凝土结构、地基处理等相关老师可以在各自的课程设计时间为学生给予指导等等。
1.2劣势分析
目前存在毕业设计周期紧,现有的毕业设计教学体系与模式可能已经无法满足学生的教学要求,学生的主观能动性差,毕业设计过程中甚至个别编写数据,抄袭往届内容[2];导师制度的施行,要求每位教师每届带8名学生,四届学生约有32个,这对导师的时间、精力、指导方法、科研素质提出很高的要求,个别教师有懈怠现象,管理不到位情况出现。个别项目科研、实践内容与当今最先进的科学技术结合不紧密,学生做完毕业设计甚至不知道项目内含的科研原理,只是一味生搬硬套,测出数据后,从不思考数据如何得来,数据的正确性更加无从考证。另外,现行的课程体系不能很好满足土木工程各个方向教学需要,个别课程之间衔接有小问题。
1.3机遇分析
我校从2012年更名迁址,从原来的江苏科技大学南徐学院(镇江)更改为江苏科技大学苏州理工学院(苏州张家港市)。苏州地区经济发展较好、实训基地得到苏州、张家港地区相关企业的大力支持,区域经济发展优于镇江,企业多,投资多,尤其是离中国的建筑之乡南通较近,有利于学生到南通建筑类企业就业。由于地域环境影响,教师横向项目数量大大增加,企业需求极大提高。江苏省教育厅今年首次对我院工程管理专业进行办学抽检,在“以评促建、重在建设”的指导思想下,我校对土木工程专业也进行了自我评建,尤其对毕业设计这一重点教学环节进行了深度剖析,学校、学院各个层面非常重视这一评建契机,努力提高办学质量。
1.4挑战分析
随着土木工程学科技术发展的日新月异,新技术不断被应用于生产和教学,要求教师不断学习,以提高自身素质;导师制的施行使得每位教师管理学生数量大约是32名,如何高效管理对教师提出更高要求;虽然,我院毕业设计包含选题、开题、中期检查、论文评阅、答辩与成绩评定等各环节,但是,如何完善毕业设计教学质量监控体系,任重道远。
2.毕业设计改革的努力方向
2.1毕业设计引入导师制模式
整合现有资源,包括教师资源和实验教学资源,结合实际人才需要,提出导师制的毕业设计改革模式。学生从入学起就有各自的专业方向性指导教师。通过学生的“一传一帮一带”将各年级学生引入到日常的科研工作中[3]。例如:我院研究力学与新型建筑材料的一位教师,分配给大四学生的任务是分析建筑材料的工作性能、力学性能、毕业设计等任务,大三学生负责撰写试验方案和制备试验试件,大二学生负责实际试验操作,大一学生负责试验相关资料的搜集、整理。从而形成了良好的科研梯队,学生科研素质有效提高。当然,部分学生进入毕业设计选题环节可能从事另外的方向,如结构计算、抗震等,但是3年多的科研素质培养,即使学生更换毕业设计方向,他们也能从容完成相应任务。
2.2利用专业课程教育、课程设计等教学环节
导师将毕业设计题目预先发到学生手上,从学生学习专业课开始着手毕业设计,在学完房屋建筑学后,对毕业设计中的建筑图部分进行设计,学完地基基础后对毕业设计中的基础部分进行计算等等,有效利用课程设计时间对涉及到的毕业设计内容精雕细琢[4]。
2.3开发学生主动科研兴趣
依托我院创新平台、本创项目,导师采取自愿报名的方式先期开展部分学生的毕业设计。实践表明,学生带着教学、科研任务完成毕业设计,是一种主动、高效的毕业设计模式。2.4改革现行课程体系梳理各门课程之间衔接关系,打通培养“大土木”各个教学环节。提高教师管理素质,提高教师服务学生意识,将毕业设计质量看作是检验教学产品的最高标准[5]。2.5严格规范管理毕业设计流程。(1)选题。在第七学期中期召开毕业设计(论文)动员大会,向学生明确毕业设计(论文)的具体要求、各阶段工作的时间安排和评分标准。提供选题供学生选择,或由指导教师与学生商议后确定选题。指导教师填写毕业设计(论文)任务书,提出毕业设计(论文)的内容、要求等,拟定工作进度,列出参考文献目录。(2)开题。在毕业设计(论文)工作开始后2~4周内,学生在充分查阅文献资料的基础上完成开题工作,包括资料收集、外文文献翻译和文献综述,同时填写开题报告概述表,了解选题的意义、国内外研究现状及存在问题,落实主要研究内容、研究方法、步骤和措施等,并由专业负责人组织学生开题答辩。(3)中期检查。在毕业设计(论文)工作过程中,指导教师每周与学生见面1-2次,对学生进行检查、指导和交流。在中期,由学院、督导专家组、专业负责人、指导教师对学生毕业设计(论文)进展情况进行检查和答辩,对进度缓慢的学生提出预警。(4)毕业设计(论文)答辩与成绩评定。在毕业设计(论文)后期,学院成立毕业设计(论文)领导小组和答辩委员会,制定毕业答辩的程序和评分标准,评定成绩时,按照评分标准从严要求。(5)总结。毕业设计(论文)工作结束后,专业负责人写出书面总结,内容包括:毕业设计(论文)情况,存在问题及改进措施等。在整个毕业设计期间,学院教学督导组、教务处、专业负责人对毕业设计(论文)的各环节进行跟踪检查,强化过程管理,切实保证了毕业设计(论文)的质量。
3.结束语
独立学院作为新形势下高等教育办学机制与模式的探索与创新,其人才培养模式还处在不断的探索之中,因此恰当定位自己的人才培养目标,形成自己的人才培养模式,有计划、有步骤地培养出能满足社会需要的特色应用型创新人才是势在必行的。通过毕业设计模式优化改革,为学生毕业设计创造良好环境,改变目前独立学院在面对毕业生检查和学位授予时的种种难题。同时可在选题时结合地方经济建设,以就业为导向,培养应用型技术人才。
参考文献:
[1]李卫,朱瑞祥,张军昌.本科毕业设计(论文)中的问题及对策[J].高教论坛.2011(08)
[2]于华,张雅芳,刘允.提高本科毕业设计(论文)质量的探索与思考[J].中国电力教育.2011(25)
[3]杨艾玲,李其兰,杜松云.关于提高本科生毕业设计(论文)质量的几点建议[J].广州化工.2011(18)
一、引言
土木工程专业毕业设计是高校本科人才培养计划中的最后一个环节,也是重要的实践教学环节。其目的在于培养学生综合运用大学期间所学的课本上的基本知识、基本理论和获得的基本技能,完成未来工程师基本素质的训练和科学研究方法的初步训练;锻炼学生的文献获取、资料阅读、行业规范应用、课题调研等方面的能力,自我学习能力,发现问题、分析问题、解决问题的能力;训练学生独立设计及团队协作能力,行业内计算机软件应用、编制文本的能力等。它是提高学生综合素质和工程实践能力、培养创新能力的重要载体;是对学生大学四年所学知识、能力、素质的全面检验,同时对学生的思想品德、工作作风、工作态度和独立工作能力具有深远的影响,是学生走向工作岗位前一次真实的演练。对学校来说,它是实现人才可持续发展的重要过程和环节[1];对学生来说,它是取得毕业资格和获得学士学位的必修课程。毕业设计既是本科生大学阶段学习的最后一个教学环节,也是高校实现人才培养目标的重要教学环节之一,更是全面检验大学生在本科阶段的知识积累、实践和创新能力的主要手段,是“产品”出厂前的检验。通过毕业设计这一环节的训练,可以进一步培养及提高大学生各方面的素质和能力。
二、毕业设计中的能力培养
土木工程专业本科生毕业设计主要包括选题、资料收集、计算、撰写(绘制)、定稿和答辩等环节。在这一实践教学过程中,主要应注重培养学生以下几方面的能力。(一)综合运用知识的能力学生在大学四年中学习了基础课、专业基础课和专业课等多门课程,其中每一门课程学习过程中的作业或练习都是针对本门课程进行的,较少联系其他课程。而毕业设计却需要将各门课程的知识综合应用于设计中,对所学知识进行一次系统的梳理和贯通。在这个过程中,学生遇到难题,就会不断回顾已学的课本知识,不断从不同的课程知识中寻找答案,这样的实践需求使得学生能主动将多学科的知识综合运用,不断加深理解,提高综合运用能力。[2][3]比如土木工程学科本科生开设了混凝土基本理论课程,学生学习这门课程主要是为了掌握混凝土基本构件的构造与配筋设计。在本门课程教学时,配筋设计是在已知内力的情况下进行的,该课程中并不涉及复杂的内力计算和组合。而另外一门课程结构设计,则主要涉及结构构件在外荷载作用下的内力计算与组合,其教学的重点不是配筋计算。当进行毕业设计时,学生需要将涉及建筑构造、建筑材料、结构设计、混凝土基本理论等诸多课程的基本知识综合运用在一起,这样才能完成从方案比选、建筑设计到结构设计等一条龙的设计流程。(二)查阅使用相关文献资料的能力众所周知,科学与技术的发展具有连续性和继承性,只有知道前人都做过了什么工作,取得了什么样的成果,采用了什么方法等,才能在此基础上做进一步的研究。另外,当今社会科技飞速发展,信息量大且杂乱,想要在浩如烟海的信息中快速获得有用的信息,需要采取一些手段和方法。传统的纸质图书的使用,比如去图书馆查找阅读是可行的,也可以利用便利的网络及媒体技术,快速获得电子版本的图书、文章、图集规范等。现代大学生一般两种方法都使用,但更加偏好通过互联网技术来获得资料。针对土木工程专业本科生毕业设计的特殊性,文献资料的查找和使用尤其重要。土木工程学科不能离开相关的行业规范和图集等,本科生毕业设计就要训练学生按照行业规范来进行,合理正确选用标准图集等。比如钢筋混凝土框架结构房屋的设计,就要使用相关的混凝土结构设计规范,此外还要涉及建筑细部构造的图集、建筑做法的图集、平法图集、制图标准等。毕业设计的训练,能使学生在走出校门之前就具备工程师的基本素质。(三)外语应用能力土木工程专业的本科生阶段一般都开设了大学英语和专业外语等课程,有的高校还将“通过大学英语四级”作为获得学士学位的必要条件,这使得学生的外语能力得到了较好的训练。而在后续的专业课程学习中,一般较少涉及外语的应用,所以有的学生误认为外语能力在土木工程行业里是没有用处的。实际上,随着土木行业的不断国际化,引进来的和推广出去的项目都逐渐增多,外语能力正逐渐成为土木工程专业大学毕业生的一项基本技能。在过去几届毕业生中,每届都有学生选择“海外项目部”就业,他们走上工作岗位以后直接就被派驻海外项目基地参与国际项目了。在毕业设计环节,为了进一步提高学生的外语能力,学校往往要求学生阅读一定数量的外文文献,并翻译成中文;另外还需要将设计计算书的摘要部分翻译成外文。(四)设计能力土木工程专业本科生的毕业设计需要根据各项要求,在指导教师的带领下,完成简单的单体建筑或者某一分部分项工程的施工图设计(或施工组织设计,或工程预算编制等)。这就需要学生运用所学知识,提出多种可行的设计方案,每种方案还可能涉及多种研究方法和手段,并进行各方案的比较,择优选取。设计能力的训练贯穿整个毕业设计全过程,从方案设计、建筑设计、结构设计,到细部设计、截面设计等。设计能力的培养也是土木工程专业本科生培养目标的一部分。(五)理论计算和计算软件应用能力土木工程专业本科生在大学四年里学习了不少理论知识,包括数学的、力学的、材料方面的、结构设计理论方面的,等等。这些基本理论都是为解决实际工程问题而打下的基础。在毕业设计过程中,需要结合实际工程的情况,做出合理的简化和假设,运用这些基本理论来解决土木工程领域的现实问题。比如结构设计时需要进行荷载统计、模型简化、受力分析、内力组合、截面设计等,这些都需要用到数学的、力学的、材料的基础理论知识,然后结合土木工程的行业规范,进行理论的计算。对于简单的建筑物,在设计中一般采用手工理论计算,外加专业软件计算复核的模式进行;对于复杂的结构物,只能手工计算一部分内容,主要的理论分析和设计都需要借助专业软件来完成。随着科技的发展,土木工程行业的计算也越来越精细,越来越多的计算辅助软件被开发出来。学生在学校里学习时就逐步接触了一些行业的专用软件,通过毕业设计这个环节加强,学生走出校门时可以直接与用人单位的要求接轨。(六)创新能力创新能力是科研工作者和工程师应该具备的首要素质。在本科毕业设计阶段培养学生的创新思维能力是高校教学的一项有效实践。在毕业设计阶段培养学生的创新思维能力,指导教师应该针对学生选题的内容和预期将要完成的任务,有意识地引导学生从多角度思考问题,寻求解决问题的不同方法,并鼓励和指导学生探索新方法、新思路。对毕业设计过程中出现的问题,指导教师要带领学生一起讨论,引导他们多查找文献、多写心得体会,并将其整理形成小论文,公开发表。(七)写作(绘制)能力任何的科研成果或设计成果,都需要按照一定的方式表达出来,毕业设计成果也是一样。土木工程专业本科学生的毕业设计成果一般包括两部分:设计计算书和图纸。其中计算书就是设计的整个过程的书面表达,它要求结构完整、用语准确规范,语言表达清晰流畅,图表公式等使用恰当。这就要求学生具有一定的科技论文写作水平,这个过程也是训练学生写作水平的一种形式。土木工程专业毕业设计成果一般都包括图纸绘制:方案图、施工图、细部详图,等等。这些图纸需要按照行业规范绘制,表达清晰,同时这也是计算书结果的另一种表达方法。(八)自学能力和独立工作的能力在毕业设计过程中,也应该注重学生的自学能力和独立工作能力的培养和锻炼。大学生毕业以后走上工作岗位,需要在各自的岗位上独立承担一定的工作任务,但是他们在大学各阶段的学习过程中,都不同程度的依赖家长、教师和同学,有些人甚至存在独立工作的恐惧心理。针对这样的情况,在毕业设计这个环节,指导教师应该将训练学生的自学能力和独立完成任务的能力作为另一项中心任务。指导教师应积极引导学生发现问题,要求学生针对问题独立查找资料寻找解决问题的办法,只帮助他们分析解决问题的可能途径和思路,而不直接给出解决问题的步骤和结果。这样有意识地锻炼学生自己收集和消化资料、自我思考和独立分析的能力,尽可能地发挥他们的创造性,培养他们独立工作的素质。
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)34-0200-02
毕业设计是教学过程较为重要的一种总结性的实践教学环节,也是对高等学校教育质量的重要评价。通过毕业设计,学生能巩固、扩大、加深已有知识,并提高其综合运用大学三年半所学的各种理论知识独立解决问题的能力。搞好毕业设计工作,对于实现教育培养目标、提高学生的综合能力和全面素质、增强学生在就业市场的竞争力等诸方面具有重要意义。
基坑支护是目前城市建设最多的一类岩土工程结构,也是土木工程岩土专业毕业设计的三大课题之一。因此,做好基坑支护毕业设计不仅是提高学校教育质量的重要保证,也是学生毕业后能快速适应市场、在新的形势下提高学生的就业率的有力措施。本文结合我校土木工程专业基坑毕业设计,总结在毕业设计过程中存在的一些不良现象和提高毕业设计质量已取得一定成效的方法。
一、影响毕业设计质量的因素
1.学生自身重视程度不够。在进行基坑毕业设计之前,按规定学生应全部归校。但有些学生因实习单位要求继续留在施工单位实习或其他原因拒不归校,不重视毕业设计,抱有最后突击完成毕业设计的想法。有些学生动手能力差,一直处于观望态度,对毕业设计不主动,总是等别人做完,然后模仿他人,没有主动创新意识,甚至出现了不同小组同学互相抄袭的现象,或者干脆找人。
2.毕业设计题目不合理。毕业设计题目一般由指导老师根据学生实习期间的工作内容及学生的意向选定题目,这样能使学生在自身兴趣和能力范围内去完成毕业设计。而有些老师给学生拟定的毕业设计题目不够合理,偏离了学生的兴趣和能力范围,不能对学生所掌握基本技能和综合能力起到综合提高的作用。有些题目难度较高,基础较低的学生在有限的时间和能力范围内无法完成任务;有些题目较为容易,学生在短时间内便能完成任务,未达到对学生进行综合训练的目的。
3.忽视手算的重要性。随着计算机的发展,基坑支护结构设计及内力计算方法已经软件化。有些学生过分依赖商业软件,根本不清楚内力计算原理,采用的参数也不符合实际情况。不考虑软件计算结果的合理性,盲目套用,是一种非常不负责任的态度。在答辩过程中对计算过程及原理一无所知,含糊不清,根本未起到毕业设计的目的。
4.指导教师重视程度不够。当毕业设计分组完毕后,部分教师由于自身原因,既不召开毕业设计动员会,也不按时给学生进行设计选题,让学生不知所措,最后导致小组学生毕业进度拖延;有的教师放任学生,长时间不闻不问,或将指导工作安排给自己的研究生;有的教师在毕业设计过程中对学生管理不到位,降低对学生的要求,不对毕业设计计算书书写排版加以督促,评阅时随意评定等级,导致毕业设计质量降低。
二、提高毕业设计质量的途径
1.毕业设计与毕业实习接轨。目前我校土木专业实行“生产实习3周+暑假8周+毕业实习4周”共15周的专业综合实践模式。学生由相应的指导教师安排实习场地,并规定在实习期间的任务安排,其中很重要的一项便是收集基坑支护的各项资料,便于后续的毕业设计,使学生在毕业设计之前对毕业设计的内容有了初步了解。学生在4个月的时间里不仅了解了基坑支护的施工步骤,而且通过现场图纸的学习,了解了设计图纸所包含的内容及要素。指导教师将毕业实习与毕业设计有机接轨,通过长时间的实习,学生对计算设计、施工组织、监测监控及概预算有了较深的理解,而这些内容均是毕业设计所涉及的内容,并为后续的毕业设计打下了良好的实践基础。与此同时,学生对社会工作中人际关系的协调,对施工安全有了更深的体会,提高了社会实践能力。
2.加强毕业设计工作制度管理。学校教务处制定了《湖南科技大学本科实践教学管理办法》和《湖南科技大学本科生毕业设计(论文)要求与撰写规范》,对毕业设计工作的组织、指导、评阅、答辩、成绩评定、档案整理等工作作了明确规定。然后由学院和各系部结合自身具体情况制定院级的工作安排,具体指导毕业设计工作。通过明确的管理制度让每一位学生、教师及管理人员做到有章可询,整个工作有序展开。
3.严格把控毕业设计过程。①设计前期的基坑支护选型。基坑毕业设计是一次以生产实际为目的真实模拟。因此,各项设计内容均应与实际相同,并基本能达到指导施工的目的。在教师的指导下,仔细分析场地的地质报告,使学生对场地的地形地貌、气象水文、地层分布及水文地质条件有详细了解。结合工程地质条件,考虑工程施工对环境及临近建筑物的影响,综合多种方案对比确定基坑的支护方案。支护方案应注重理论与实际的差距,充分考虑设计的可行性。同时要考虑到学生个体差异性,理论成绩好、水平高、综合能力强的学生,可以布置具有新意的支结构形式,让其充分发挥其创造力。综合能力差的学生布置的支护形式可以是常见的,使其在有限的时间内保证毕业设计的顺利进行。②设计中期的结构内力计算。本专业要求基坑结构内力计算采用手算,其目的就是让学生综合运用土力学、结构力学、材料力学、混凝土及钢结构等专业知识来解决岩土专业问题。商业软件可作为一种辅助工具,与手算结果进行对比,并让学生对结果的差异性进行分析,提高其运用已掌握的知识解决和分析实际问题的能力。手算能提高自己的计算能力,扎实专业基础知识,可以预判结构、校核电算结果,是提高设计能力、扩大就业范围的重要一环。③设计后期的图纸绘制。一份完整的基坑毕业设计包括计算书和施工图。施工图是学生将设计计算结果图形化的语言,也是工程施工、经济核算的重要依据。结构施工图在整个设计施工中占有非常重要的作用,教师和学生均应重视。这就需要具有较强的绘图能力和丰富的实践经验的指导教师进行多次辅导,这对学生来说是对CAD制图的重新学习,通过多次的修改及点评,学生基本能掌握绘图的要求。④教师对学生的管理。为提高本科生毕业设计教学效果,实行了毕业设计全过程的管理。按照学生在大学三年的成绩排名,然后分区段抽签,分组安排给每位指导教师,使每位指导教师指导的是由不同层次组合而成的学生,便于教师指导学生,也能起到学生之间互助的作用。毕业设计分组后及时召开设计动员会,让学生了解毕业设计的时间安排和毕业设计题目,并制定在毕业设计期间的管理制度和纪律。毕业设计期间定时安排与每生每周不少于两次的交流,检查学生的设计进度,并进行指导和答疑。对设计态度不端正、答疑会和检查会懒散的学生,指导教师给予明确警告,并督促其认真完成各阶段任务。毕业设计的过程包括开题、中期检查、答辩前审查。
4.严格毕业设计答辩和评分。①严格毕业设计答辩。毕业设计答辩是学生进行毕业设计的最后一环。学生完成毕业设计之后,在规定的时间内将材料全部交给指导人审阅、评阅人评阅。经指导教师审阅合格并同意答辩后,学生方可参加毕业答辩。毕业答辩不得缺席。答辩采用指导教师回避制,分组进行答辩。答辩时学生在5分钟内介绍毕业设计的工程概况、采用的基坑支护结构形式、采用的计算方法及毕业设计期间的体会。答辩教师在学生介绍并审阅学生毕业设计后就设计内容进行提问,并就学生的毕业设计计算书的内容和回答问题情况进行打分。同时答辩小组秘书做好答辩记录,答辩完毕后,答辩秘书收集整理答辩教师的打分。②严格毕业设计评分。答辩组学生的毕业设计评分是由答辩小组秘书协助完成,答辩小组秘书按指导教师的建议成绩占40%、答辩小组的建议成绩占60%,给出每位学生的综合成绩Ai。答辩小组秘书计算每个小组的平均综合成绩 ,再计算答辩组所有学生的平均综合成绩 ,以 参照标准进行换算,按换算公式计算得到每一个学生的换算综合成绩Ci,然后按换算综合成绩Ci高低排序。换算公式如下:Ci= Ai
三、结语
毕业设计是高等院校教学计划中重要的实践教学环节,是提高学生综合素质的重要途径。毕业设计质量的提高离不开指导教师的精心投入和科学管理。对于实现教育培养目标、提高学生的综合能力和全面素质、增强学生在就业市场的竞争力等诸方面具有重要意义。
参考文献:
[1]聂忆华,钟新谷.土木工程专业综合实践模式实施情况调查与效果分析[J].教育教学论坛,2015,(40):74-75.
[2]董克权,陈英俊,钱灿荣.毕业实习与毕业设计教学模式改革研究[J].高等理科教育,2007,(2):119-122.
1引言
毕业设计是土木工程专业教学过程中最后一个综合性的教学实践环节,是学生综合运用基本理论和专业技能分析和解决工程实际问题、实施独立工作和创新研究的演练过程。它是对学生学习能力和专业素质的全面检查,同时也是对教师的教学质量的评价。土木工程专业目前主要就业去向是设计公司、施工企业、咨询单位和建设单位,这些单位在工程建设过程中或多或少与工程造价有一定的联系。因此,在高校进行工程造价毕业设计,巩固专业知识,加强工程造价的综合训练和利用经济知识解决工程实际问题尤为必要。BIM是以三维数字为基础,以建设工程的全寿命周期为主线,将建设工程的可行性研究、初步设计、技术设计、施工图设计、招投标、施工、竣工移交、运营等各个环节并联起来,集合成建设工程整个寿命期的相关信息数据模型,具有直观、快捷,便于管理等特点,可应用在工程建设各个阶段,是建筑业未来的发展趋势。本文以安徽建筑大学土木工程专业工程造价方向毕业设计为例,介绍基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计的选题、设计内容、成果类型、成绩评定以及设计过程如何组织等,供同行借鉴与交流。
2基于BIM的工程造价方向毕业设计的特点
传统的土木工程专业工程造价方向毕业设计是结合一套完整的施工图纸,主要采用手工和少量应用相关软件计算工程量,计算钢筋用量和工料分析等,而BIM技术主要采用软件计算,其主要有如下几个特点。(1)设计选题均为综合性选题,团队合作、任务分解、分工协作、交流学习,能培养学生的集体精神;(2)主要采用计算机软件分析、计算和绘图,选题广泛,便于修改,也易激发学生学习兴趣;(3)成果形式丰富多样,便于沟通和理解,分工协作关联成果,增加了学生学习的成就感和集体荣誉感;(4)毕业答辩体现集体答辩与个人答辩相结合,集体成果与个人成果相结合,突出个人在团队中的合作和贡献等。
3基于BIM技术工程造价毕业设计的主要选题
土木工程专业除基础课和相关的结构课程外,与工程造价相关的课程主要有:土木工程施工技术、施工组织、工程造价、建设工程经济、建设工程法律法规、建设工程合同管理等,基于BIM技术土木工程专业工程造价方向毕业设计的选题,主要考虑与工程造价密切相关的知识,如施工方案、土建造价、安装造价、招投标文件、竣工结算所需资料等。
4基于BIM技术工程造价毕业设计的实践
基于BIM技术的毕业设计涉及的内容多,任务量大,各内容间关联性大。安徽建筑大学的做法是在第7学期结束前1个月,教师网上公布毕业设计选题后,全体师生见面,教师介绍毕业设计选题的内容和要求,然后师生网上互选,确定人员后召开第一次毕业设计团队会议,布置利用寒假学习软件和复习相关知识。在寒假期间,要求学生每星期在群上汇报学习进程,学生之间相互比较、督促,教师也能全面掌握学生情况。
4.1毕业设计进程安排
安徽建筑大学土木工程专业毕业设计在第8学期整个学期进行,持续时间16周(不含毕业实习2周,毕业答辩1周)。
4.2毕业设计过程督促与检查
毕业设计是个较长的过程,一环紧扣一环,前面的任务就是后续任务的基础,某一环节耽搁时间或疑难点没有解决,就影响下一个环节。基于BIM技术的毕业设计尤为明显。例如:识读图纸是造价建模与软件计算工程量的基础;施工措施的确定是计算措施费的前提;工程量计算完毕才能组价和取费等。因此,必须加强毕业设计过程的督促、检查与指导教师的引领。期初答辩:开学后的第一周,即毕业设计开始的第一周,答辩组织者和成员是指导教师,目的是检查学生寒假期间的准备和软件学习情况。中期答辩:大约在第十周(含2周毕业实习),答辩组织者是指导教师,成员是指导教师和相关专业教师,目的是检查进度情况、基本概念掌握情况、存在的问题和下一步的计划和安排等。模拟毕业答辩:大约在第十七周(含2周毕业实习),答辩组织者是指导教师,成员是指导教师、相关专业教师和相关工程单位的工程师,目的是检查成果情况、基本概念掌握程度、分析问题和解决问题的能力,以及存在问题和解决办法等,同时也是为毕业答辩做准备。毕业答辩:在第十九周,答辩组织者是土木学院,答辩成员是本院和其他院系相关专业教师和相关工程单位的工程师,目的是检查毕业设计完成质量、基本概念掌握程度、分析问题和解决问题能力、团队合作能力、集体成果与个人成果等。
4.3基于BIM技术土木工程专业工程造价毕业设计成果
毕业设计成果有集体成果和个人成果。集体成果:每人都要完成和掌握。主要有单位工程三维实体模型;进度计划(横道图、时标网络图、单代号网络图);单位工程施工组织设计;基础、主体、装饰装修、屋面等工程量清单;钢筋翻样、土建工程组价和成果集成等。个人成果:根据任务分工,每人必须完成的内容。主要有水卫安装工程造价;电气安装工程造价;招标文件与投标书编制;工程结算编制;单位工程竣工资料等。
4.4毕业答辩方式与成绩评定
基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计是团队力量与个人贡献的融合,团队成果与个人成果的展示,毕业答辩如何体现团队合作、个人在团队中的作用以及知识掌握程度是个难点。安徽建筑大学土木工程专业采取的办法是集体答辩与个人答辩相结合。首先在每组随机抽一人汇报整体设计情况,对共性部分答辩教师提出问题随机抽学生回答,对专题设计部分由设计学生汇报情况,答辩教师提出问题由该学生回答,若答不出来或回答不正确,其他学生可以回答,因为有的学生在完成了自己的内容外还学了其他专题,为鼓励和激励,回答正确的加分,通过这种方式,促使每个学生必须掌握共性设计部分,同时突出自己的优势,展示自己。成绩评定按照平时成绩40%,由指导教师给出;中期答辩10%,由答辩组给出;其他教师评阅10%,由评阅教师给出;毕业答辩40%,由答辩组给出。
5基于BIM技术土木工程专业工程造价毕业设计的体会和感悟
5.1培养学生能力与学习热情
5.1.1激发学生的学习动力和热情
兴趣是学习的动力源泉,基于BIM技术的毕业设计,每完成一步都能实现可视化,因此,成功的喜悦感能激发学生的学习动力和热情。就工程造价毕业设计而言,部分内容以前没有学过或学的深度达不到毕业设计的要求,但由于有兴趣,极大地激发了学习热情,每人都完成了2个以上的模块。
5.1.2加强学生的沟通能力
BIM技术是团队力量集成的成果,因此,需要成员间不断沟通和交流,这是课本知识所学不到的,也正是需要培养的。安徽建筑大学土木工程专业的做法是经常讨论,集思广益,使学生懂得团队合作的重要性和作用,潜移默化培养学生的沟通能力。
5.1.3学习过程中遇到问题的解决方法
基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计需掌握的软件较多,仅共性部分就涉及4个,专题部分每人至少要掌握1个软件,同时理论知识点要能正确应用,学习过程中遇到的问题很多,主要是通过教师指导、小组集体讨论、网络咨询、软件开发商指导等方法解决。其中小组集体学习能达到事半功倍的效果,做法是由组长牵头召集小组成员,每周不少于2次,学生集体交流、讨论、互相学习,每人必须带着问题和体会集体学习。
5.2教师引导
5.2.1指导教师贯通讲解,加强学生基本理论知识的掌握
基于BIM技术的土木工程专业工程造价毕业设计,由于实践性和应用性较强,极易导致学生重软件操作轻基础理论知识,设计成果重观感轻质量的问题。为避免此类问题发生,指导教师的指导思想、指导方式方法和内容安排十分重要。安徽建筑大学土木工程专业指导教师每周不少于3次贯通讲解学生即将要进行学习的基础理论知识,例如:造价计算程序、依据,各分部分项工程工程量计算方法;钢筋在图纸中的放置形状,钢筋下料的原理与方法;水电安装工程识图,水电安装工程与土建工程造价计算的异同点等。虽然教师的指导量非常大,但通过系统性串通讲解,不仅加强了学生对基础知识的掌握,也提高了学生的学习兴趣。
5.2.2充分发挥教师的指导作用
由于知识点多,实践性与应用性强,指导教师不仅要具有深厚的理论基础,而且更要有丰富的工程实践经验,同时选题广,涉及面宽,教师指导量非常大。师资力量不具备时可聘请校外工程单位工程师兼职指导,同时对一些涉及工程实践方面的问题,设计组集体到工地现场指导学习,效果非常明显。
5.3校方配合
5.3.1如何解决设计过程需要的软件和硬件问题
基于BIM技术毕业设计需要很多软件,可以采取学校购买的办法,但必须是购买网络版,这样可以多个学生同时学习;也可结合一些BIM设计比赛,利用一些软件供应商提供的试用版;也可利用学生交叉学习时间解决等。硬件方面主要是计算机配置,可利用学生的个人电脑、借用他人电脑和学校的公共机房等。
5.3.2如何处理毕业设计与就业的关系
毕业设计阶段也是学生就业阶段,要处理好二者之间的关系,不至产生严重的冲突。安徽大学土木工程专业的做法是根据学生就业面试的时间,调整集体学习和指导时间及内容,早晨、中午、晚上、周六或周日等都可以,同时尽可能利用互联网进行文件传输、问题解答和视频辅导等。
5.3.3学校要积极支持教学改革和实践
基于BIM技术毕业设计涉及的人力、物力、财力较多,学校要积极支持教师的教学改革和实践,要分期分批组织对教师进行BIM技术培训,送教师到相关企业进行实践性锻炼,积极引进BIM人才,对教师教学工作量的考核要有所倾斜,加强校企合作联合培养;同时要根据教学要求配置相关硬件与软件等,只有这样才能使基于BIM技术的毕业设计得以很好的实现。
参考文献
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