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学科专业: 岩土工程
1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题,并附主要参考文献:
1.1 课题来源
淮南矿区已进入深部开采,厚硬顶板难冒问题突出,造成重大经济损失。为此,淮南矿业集团高度重视,XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察,并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理,并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.2 选题依据背景情况
煤炭是我国的基础能源,在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展,国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨,XX年原煤产量29.6亿吨,XX年原煤产量超过30.0亿吨,XX年原煤产量为35.2亿吨,预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少,煤矿相继进入深部开采期,随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高,难于冒落,如不及时采取强制处理,将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落,一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架,从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面,采空区积存的大量高浓度瓦斯气体,沿风巷、机巷涌出,造成瓦斯超限,并形成破坏力很风,在风暴所经过之处,其强烈的冲击作用,摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭,甚至使矿车翻倒,轨道弯曲,对井下人员及设备造成严重的危害。例如,潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象,造成重大经济损失。为此,淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察,并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理,并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.3 课题研究目的
以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药,炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力,使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气,存在一定的危险性,稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水,利用水对岩体的压裂和软化作用,破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度,当工作面采过后,顶板可正常垮落,减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性,变难冒为易冒,实现长壁综合机械化采煤,提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量,改善劳动环境;注水与回采作业平行,预先释放部分瓦斯等优点等优点。
1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题
我国厚硬顶板控制的研究始于60年代,已有近50年历史,处于世界领先的地位,在生产实践中积累了丰富的经验。
靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究,较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;
王开,康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究,提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;
靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果,在总结其他人的研究成果的基础上,对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。
陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明:随软化系数的减小和软化厚度的增加,上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小:若厚硬岩层岩样本身能被注水软化,而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法,可选用其他弱化厚岩层的方法,或注水软化法与其他弱化方法共同使用,从而有效控制采场矿山压力。
宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后,顶板岩体发生塑化,改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中,从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落,减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数,减小顶板来压强度,从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。
以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析,或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述,而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。
1.5 主要参考文献
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[11]朱珍德,胡定,裂隙水压力对岩体强度的影响,岩土力学,XX,21(1):6l~67.
[12]闫少宏,宁宇,康立军等,用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究,煤炭学报,XX,25(1):32~35.
[13]a.巴内基等,a.k.雷,g.辛格,高压注水控制坚硬顶板,中国煤炭,XX,30(12):73~74.
[14]陈荣华,张连英,厚硬顶板采场注水软化的数值模拟,矿山压力与顶板管理,XX,3:85~86.
[15]陈荣华,钱鸣高,缪协兴,注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟,岩石力学与工程学报,XX,z4(13):2266~2271.
[16]宁宇,陈晖,坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究,煤炭学报,1990,15(1):83~92.
[17]刘东燕,严春风,陈彦峰,压剪应力作用下岩体裂纹扩展概率模型研究,岩土工程学报,1999,21(1):56~59.
[18]孙广忠,岩体结构力学[m],北京,科学出版社,1998.
2 课题的主要内容,拟解决的主要技术问题,在理论和应用方面的意义,完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法:
2.1 课题的主要内容,拟解决的主要技术问题,在理论和应用方面的意义
本项目拟在大量调研的基础上,采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法,开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究,使坚硬顶板弱化,使难冒顶板转化为可冒落顶板,改善坚硬顶板的冒落性,减少采空区的悬顶面积,从而减轻周期来压对工作面支架的影响,保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下:
(1)水对裂隙岩体强度的影响,重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。
(2)研究水在岩体中的渗流问题,建立流固耦合的渗流方程,并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。
(3)研究定向水压致裂的机理,为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。
2.2 主要技术路线
2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法:
本人在本科阶段主修土木工程,在理论分析上对地上、地下结构,以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段,在导师的指导和带领下,专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践,并阅读了大量的文献资料。
另外,国内关于坚硬顶板控制资料相对较多,基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持,给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。
在课题准备阶段,在导师徐颖教授的指导下,以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。
3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。
(1)XX年2月~4月:资料收集、查阅文献资料等;
(2)XX年5月~8月:厚硬顶板高压预注水机理研究分析
(3)XX年8月~10月:对高压注水破坏过程进行数值模拟分析,并得出结论
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0214-02
近年来,随着我国高等教育规模的不断扩大,研究生的整体理论水平出现了明显的下滑现象,尤其是土木专业工程硕士研究生普遍的力学基础和数学基础都较薄弱,这给结构动力学与弹塑性力学等力学类基础课程的教学带来了很大的困难。而结构动力学与弹塑性力学都是土木工程专业硕士研究生的主要技术基础课程,理论性很强,在学生的知识结构中起着重要的承上启下作用。因此,如何提高力学类课程的教学质量,促进土木专业硕士研究生工程能力和素质的提高,是值得认真探索和研究的问题。
一、课程群建设的目标
由于课程群承载着技能培养目标、协调着课程之间的关系,使培养目标更明确化[1]。因此,为促进教学资源优化配置,提高土木专业工程硕士研究生的培养质量,强化教学效果,把课程体系中内在联系紧密的结构动力学和弹塑性力学等课程建设成力学基础课程群,以面向土木工程实际应用为目标,强化对学生工程素质和工程理念的教育。通过此课程群的学习,使土木工程的专业硕士研究生能够站在一定的理论高度,较全面扎实地掌握工程结构静、动力分析的典型方法及其原理,会应用所学力学知识解决实际的工程问题。
二、课程群主要建设思路及知识模块
结构动力学和弹塑性力学都是技术性很强的专业基础课程,涉及数学建模、演绎、计算方法和数值模拟等多个研究领域,它们的共同特点是公式多而冗长、计算难而复杂、求解繁琐而难以掌握、涉及面广而不易理解[2]。面对当今力学基础和数学基础都较薄弱的土木专业工程硕士研究生,这两门课程的建设与改革也应顺应时展的要求,以增强学生的工程应用能力为主线,合理采用现代化教学手段,优化教学内容,改进教学方法。例如,可以结合实际的工程项目,加强案例教学,激发学习兴趣,创造学有所用的良好氛围;除了安排必要的课程教学外,应留有对课程相关的内容及实际工程问题进行学习和讨论的余地,培养学生将所学理论知识用以解决工程实际问题的能力,从而激发学生的创新能力和创造能力。为强化对土木专业工程硕士研究生工程素质的培养,初步设想力学基础课程群由以下三个知识模块组成:
1.结构动力学模块:研究结构体系在各种动荷载作用下的力学行为。通过该模块知识的学习,使学生明确动荷载作用和静荷载作用的本质区别,牢固掌握结构振动的普遍规律和结构动力分析的基本研究及计算方法,为改善工程结构系统在动力环境中的安全性和可靠性提供坚实的理论基础,从而有助于在今后的工程设计和工程建设中减少振动危害,让振动为人类服务。
2.弹塑性力学模块:研究可变形固体受到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时,弹塑性变形和应力状态。通过学习,使学生牢固掌握固体变形的规律,掌握非线性变形与塑性变形的概念和分析方法,深入了解结构的承载力问题,会用弹塑性理论对工程结构的应力与变形进行准确地描述和计算,以解决工程中的实际问题。
3.有限元分析技术模块:有限元法是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具,在土木工程分析与设计中有非常广泛的应用。该知识模块要求学生掌握有限元方法的基础理论,了解有限元法的特点及有限元法的基本步骤,掌握梁、板、壳、三维实体和一些特殊单元的线性和非线性特性,会根据研究目的及研究对象的不同,选择合适的单元建立有限元模型。目前,各种专用的和通用的有限元软件已经使有限元方法转化为社会生产力。土木专业的工程硕士研究生在学习了结构动力学、弹塑性力学的基本理论知识和有限元分析的基本方法以后,应能采用大型有限元软件(如ANSYS、ABAQUAS等)计算分析实际的工程问题。
三、课程群教学研究
由于结构动力学、弹塑性性力学、有限元分析等课程内容的学习,涉及到材料力学、结构力学、高等数学、线性代数等许多先修课程中的重点和难点,综合性很强,要求学生有较扎实的力学和数学基础知识,而目前的土木专业工程硕士研究生此方面都较欠缺。因此,该课程群的教学要求应以面向实际应用制定教学计划,从原先以力学基础理论为主逐渐转变为以理论和实践并重的培养模式,强调以理论指导实践、在实践中检验理论并强化其应用和创新的螺旋式上升的学习过程。在教学安排上,应针对各校土木专业工程硕士研究生的实际状况,充分注意和本科阶段力学知识、数学知识相衔接,及时复习课程中涉及到的达朗伯原理、矩阵运算、Fourier变换、常微分方程的求解、偏微分方程等相关知识,并对传统的经典内容加以精选,根据重点引导学生关注工程问题、注重培养学生的力学概念和理论实践能力,对繁琐的公式推导和手算能力不做过高的要求,转而强调培养学生运用现代通用有限元软件进行建模、分析计算并能对求解结果进行对错定性判断的能力,在实践中较全面、系统、深入地掌握土木工程专业的基本力学理论和分析计算方法。在教学方法上可以将老师讲解和同学讨论相结合,采用启发式、讨论式、演示式等多种教学方式,营造师生互动的课堂氛围,激发学生从多角度去讨论问题,重点培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。为了提高学习兴趣、培养科研能力,可以将学生分成3~4人一组,每组设计不同的实际工程题目,让学生自行查阅文献、分工协作、集中讨论,在教师指导下有理有据地完成项目,同时撰写科研报告,并通过分组答辩评定成绩。
四、课程群建设的预期效果
通过力学基础课程群的建设,以适应面向实际工程应用的培养目标为主导,进一步修订完善力学基础课程群的教学内容,改进教学方法,使土木工程专业的工程硕士研究生,既能站在一定的理论高度,较全面地掌握实际土木工程结构分析的基本原理及其典型方法,又会借助有限元分析技术解决实际的工程问题,并为以后的科学研究工作打下坚实的力学基础。
参考文献:
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0061-05
随着中国经济社会的快速发展,各行各业对高层次应用型人才的需求持续增长。2009年教育部调整研究生教育结构,将全日制硕士专业学位纳入研究生培养的主渠道,大力培养应用型、高层次专门人才[1]。土木建筑行业作为社会经济发展的一个重要分支,随着科学技术的快速更新与发展,其科学性、实践性、复杂性、综合性、创新性等特征日益凸显,对土木建筑行业人才提出了更高要求。因此,培养建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生,必须克服传统学术型硕士培养模式理论性强而实践不足的现状,并充分体现专业学位教育的特点,而课程体系的改革是其核心内容。
一、课程体系改革需要适应的目标
(一)培养通专结合的复合型人才
在科学技术的横向综合性和纵向分化性发展趋势背景下,土木工程学科一方面表现在建筑、公路、桥梁、水利等学科专业分工明显,要求土木工程教育更加专业化;另一方面各学科相互交叉和渗透,对土木工程教育提出要向综合化方向发展的要求。因此,掌握较为宽厚的基础知识的同时,培养工程领域的专业知识,是建筑与土木工程领域工程硕士研究生课程体系改革的目标。选取具有代表性的国内5所高校土木工程专业学术型和专业型硕士培养方案的课程设置进行分析,并侧重比较二者在基础理论课、专业基础课和专业方向课的学分设置(图1),其目的在于确定通专结合的复合型课程体系改革思路。
培养方案中参与统计的基础理论课主要是数学类等自然科学类课程,不包括人文社科类课程。专业基础课指结构力学、钢筋混凝土结构、土木工程材料等课程,专业方向课包含隧道工程、结构可靠度和高等土力学等课程。从图1可以看出,尽管各校课程总学分有所不同,但专业型硕士的课程设置与学术型硕士相比,表现出较为明显的趋同化特征。此外,课程安排也显示,专业型硕士的课程安排与学术型基本相似,未体现出专业学位与学术学位培养特色之间的差异。因此,专业硕士的课程设置应更注重内容的宽广性、应用性和实践性,达到夯实基础和加强专业实践能力的目标,锻炼面向实践问题的工程研究能力。
(二)具有良好的专业素养与能力
知识的传授是提升能力和提高综合素养的必要条件。就应用型人才培养而言,目前土木工程专业学术型硕士课程体系存在4个方面的主要问题:(1)理论课程远多于实践课程,学生在研究生阶段依然疲于上课和应付考试,缺乏实践能力,创新意识薄弱;(2)课程覆盖面窄,专业课程往往不能反映土木工程学科的前沿动态,知识体系陈旧;(3)未能将课程学习与毕业论文(设计)有机结合;(4)缺乏人文教育,不利于学生综合素质的提高。因此,对面向工程应用型的建筑与土木工程领域工程硕士的培养,课程体系应由片面和静止的状态转化为全面和动态的过程,科学有效地将知识转化为能力和素养。
(三)科学系统的思维
现代土木工程是一个复杂的系统工程,土木工程的功能化、城市建设立体化、交通运输高速化、建筑材料轻质高强化、施工过程工业化和装配化、内部各专业间渗透化、土木工程人文化和环境化是未来土木工程发展的必然趋势[2]。现代土木工程的学习要求学生应具有科学系统的思维,树立交叉学科视野,锻炼知识与技术的整合和重塑能力,对工程遇到各种新问题、新情况做出判断和决策。因此,建筑与土木工程领域工程硕士还应加强交叉类课程的学习,通过系统思维解决建筑与土木工程领域的专业问题。
(四)构建复合课程目标体系
依据建筑与土木工程领域全日制工程硕士课程体系需要适应的目标,构建以基础理论与知识、专业素养与能力和科学系统的思维为三大平台的复合课程目标体系,见图2所示。三大目标的实现自下而上,同时相互配合,发挥整体作用。
第一平台为基础理论与知识,是建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生所要掌握的基础理论。其中数理类知识包括数值计算、应用数理统计、结构动力学、有限元分析等课程,学会应用数学模型和物理方法进行理论计算和试验分析;计算机类课程包括数据库设计与实现,通过程序设计帮助实现系统模拟仿真等;专业基础课程包括高等钢筋混凝土结构、高层结构结构分析与概念设计、工程结构减振与控制理论等,学会房屋建筑工程结构设计、控制与优化原理与方法;专业课包括现代工程施工组织、高层结构工程施工技术等课程,掌握专业前沿知识;交叉类课程包括建设系统工程、工程经济学原理与应用、现代管理原理与方法,培养学生交叉学科视野和系统思维方式;实践课包括实验、设计、模拟、校内外实习等,锻炼学生实践能力和创新精神;人文课包括英语、哲学及德育等课程,提升学生的人文素养。
第二平台为职业素养与能力的提升,它建立在基础理论与知识的平台上。职业素养要求学生具有良好的工程职业道德、强烈的社会责任感和丰富的人文科学素养;学习能力要求学生具有信息获取、知识更新和终身学习的能力;分析解决问题能力要求具有综合应用建筑与土木工程理论、独立地分析和解决实际工程问题的能力;设计能力要求学生具有开拓创新意识和进行建筑产品开发设计的能力,以及建筑工程项目集成的基本能力;创新能力要求学生具有由跟随创新、集成创新和原始创新组成的技术创新能力;管理能力要求具有良好的组织管理能力,较强的交流沟通、环境适应和团队合作能力[3]。
第三平台为科学系统的思维,是在基础理论与知识的学习和专业素养与能力的培养中逐步形成的。系统性思维要求学生从全局的角度思考问题,培养发散思维和聚合思维、直觉思维和逻辑思维,具有统筹与预见能力。
二、复合型课程的支撑体系
为了顺利实现课程体系改革的目标,构建自内向外的复合型课程支撑体系,内部为课程设置、教学方法和考核方式,外部为导师队伍建设和产学研结合,如图3所示。
(一)课程设置
一要加强实践课程,包括实验、设计、模拟、实习等,处理好理论课程与实践课程的比例关系,提高建筑与土木工程领域工程硕士研究生分析和解决工程实际问题的能力;二要加强交叉课程建设,合理调整技术、管理、经济、法规课程的比例,使工程硕士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概览建筑与土木工程各学科相互间交叉、渗透和融合的特征,拓展专业并形成较高的视野;三要加强人文课程,通过专题课或者学术讲座的形式,丰富研究生的人文科学素养。
(二)教学方法
教学内容首先要更加重视其宽广性、应用性和实践性,培养工程硕士研究生的应用能力和实践能力[4];其次要反映建筑与土木工程领域最前沿的知识,使研究生熟悉研究方向的新动向,增强科研兴趣;同时要做到与后续课程和论文研究的有效衔接,减少研究生课程学习的盲目性。教学形式要以研究型形式为主,如讨论式教学、参与导师课题等,实现研究生从被动接受到主动钻研的有效转变,教师起到启发引导的作用。教学方法还要灵活多样,如模拟软件、实地调研等,优化教学过程并提高教学质量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改变本科阶段一贯的终结性考核制度,将课程互动评价、阶段成果和终结性考试三部分作为每门课程的成绩。在论文或设计研究阶段,要加强论文开题、阶段报告、中期报告和论文答辩的过程考查,提高专业学位的授予水平,改变目前中国“严进宽出”培养模式的不利局面;其次,要将理论课程与实践活动结合,评价学生理论知识掌握情况和与之对应的实验或实践活动完成情况,形成多元化综合评价体系,促进评价结果的客观性和公正性。
(四)导师队伍建设
导师是研究生学习和生活的指导者,导师的责任感、知识结构和学术水平是保证研究生质量的关键因素。因此,要建立公平的竞争机制对导师严格遴选,从源头上提高导师队伍水平;要鼓励导师定期深入企业了解生产实际需要,与企业合作开展科学研究工作,推动科研成果的转化。这样一方面促进导师知识结构的不断更新和学术水平的持续提升,另一方面也提高了导师对专业学位研究生有针对性的指导能力。
(五)产学研结合
学校一方面吸纳社会上具有一定学术造诣的同行专家加入导师队伍,不仅满足工程硕士研究生规模扩大的需求,而且将行业课题带进学校;另一方面通过加强与建设领域内的投资建设、项目管理、工程设计、施工总承包、工程咨询等单位的联系,使建筑与土木工程领域工程硕士研究生达到其课程学习内容适应企业和社会需求,论文或设计选题来源于工程实践的目的。
三、课程改革的评价体系
根据复合型课程的目标体系和支撑体系的内容,建立相应的评价体系。结合层次分析法对评价系统进行分析,计算各指标权重,进行方案层的优先排序。评价指标体系如表1所示。
笔者设计调查问卷,由国内相关高校建筑与土木工程领域的专家对各指标权重评判,结果如表2所示。
表2数据显示,建筑与土木工程全日制工程硕士课程评价体系的一级指标中,相对重要程度依次为:课程设置、导师队伍建设、产学研结合、教学方法和考核方式。二级指标中,课堂授课、实验、设计和实践课程的合理安排、学生参与行业单位的项目实践和导师的学术水平是最重要的三项内容,也是建筑与土木工程全日制工程硕士研究生课程体系改革的首要任务。
四、课程改革的建议
(一)优化课程设置
优化课程设置是基础,关键要合理安排课堂授课、实验、设计和实践课程比例,形成以实验、设计和实践课程为主,理论授课为辅的课程结构。通过适当减少人文课程学分和课时数、增加学科基础课和专业方向课的实验和设计环节,以学科基础课和专业方向课将实验和设计为课程主线,增加实践课程的时间安排等优化课程设置。这样的课程结构更有利于工程硕士研究生主动吸收知识和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解决实际问题的能力。
(二)加强导师队伍建设
加强导师队伍建设是关键,侧重提高导师的学术水平。针对面向实践的工程硕士研究生培养,要改变以往以论文、论著和科研成果的数量作为衡量导师学术水平的单一指标的不利局面,将导师带领学生参与企业实践和社会课题也纳入导师学术水平评价体系。学校应对全日制工程硕士导师加强工程实践训练,同时吸收不同学科领域的专家、学者和实践领域有丰富经验的专业人员担任兼职导师,承担部分教学指导工作。“双导师制”培养学生,形成优势互补,从而改变导师过于理论化的学术现状,引导导师重视工程实践,全面提高导师的学术素养。
(三)产学研结合
产学研结合是重点,要积极带动学生参与行业单位的项目实践;争取行业和企业支持,建立稳定的专业实践基地,构建一个校企长期全面合作的优质教学科研平台;同时签订校企合作培养协议,将工程硕士培养和解决企业工程技术问题结合,发挥工程硕士教育教学和科研的双重优势,使研究生在校期间能在企业中提高自身的职业能力与素养,也为企业的发展和创新做出成绩,将产学研结合真正落到实处。
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Reform and evaluation of curriculum system for full-time professional master
CHEN Wei, ZHANG Ji-ru, WAN Jing
一、前言
我国正式设置工程硕士专业学位始于1997年,当时主要是为工矿企业和工程建设等部门培养高层次工程技术和工程管理人才,以在职人员不脱产攻读工程硕士专业学位为主。至2009年,我国开展工程硕士教育的单位已达241个,累计招生超过了24万人,约占我国各类专业学位总招生数的1/4。但我国研究生教育的突出问题就是对应用型人才培养重视不够,规模较小,比例偏低,不能满足社会需求。据悉,目前我国每年招收的40多万研究生中,专业学位研究生仅占10%。
教育部2009年9月发出的《教育部关于做好2010年招收攻读硕士学位研究生工作的通知》中指出,要积极稳妥地推动我国硕士研究生教育从以培养学术型人才为主,向以培养应用型人才为主的战略性转变。为此,调整优化研究生教育结构,扩大全日制专业学位研究生招生范围。2010年教育部决定将增加的研究生招生名额全部用于扩大招收专业硕士学位研究生。
目前,我校正在进行全日制工程硕士培养方案的改革和实践,要求全日制工程硕士一年在企业进行联合培养。与企业联合建立研究生培养基地是提高应用性硕士创新实践能力的重要途径和保障。
二、建筑材料学科分析
1.建筑材料学科的地位、作用和特点
土木工程是国民经济的支柱产业之一,而建筑材料是土木工程的物质基础。新的建筑材料的出现,可以促使建筑形式的变化以及结构设计和施工技术的革新。建筑材料质量、性能的好坏,直接影响到建筑工程的质量和安全。建筑材料的发展和革新对于经济发展社会进步具有十分重要的促进作用。
国家学科划分改革前建筑材料属于土木工程一级学科下的一个二级学科,改革后划入材料学一级学科。在一级学科下自行设置二级学科的权利归属各高校后,部分高校又在土木工程一级学科下设置建筑材料二级学科。而本质上建筑材料学科属于土木工程和材料学之间的“边缘学科”或者“交叉学科”,因此设在土木工程类院系下的材料学学科具有其相对独立性。
我校的建筑材料学科设于材料学一级学科下,行政上隶属土木工程学院。
2.培养方案和课程体系现状
在研究生教育中,课程设置是一个很重要的问题。研究生教育的本质是大学本科教育后进行的培养高层次专门人才的一种学历教育,属高等教育的最高阶段。因此,研究生课程具有高深性、研究性、专业性、精致性和动态性等特征。研究生课程体系在研究生培养方案中处于核心地位。
目前,国内课程设置缺乏统一标准,关于建材硕士点课程类别的划分,并无统一的名称标准。课程设置针对性不强,不同培养层次、培养规格的研究生应当有不同的目标要求,但这种差异在研究生课程体系中常常难以得到充分的反映,不少培养单位的课程设置不同程度地存在混乱现象。我国有学术学位研究生与专业学位研究生两种不同研究生培养模式。前者以培养从事基础理论或应用基础理论研究人员为目标,侧重于学术理论水平和实际研究能力的培养;后者以培养高层次、应用型技术人员为目标,侧重于实际工作能力的培养。因此,两种研究生教育课程设置体系存在很大的不同。学术性培养方案相对成熟,应用性培养方案和课程体系的建设相对薄弱。
因此,建筑材料学科全日制工程硕士培养方案和课程体系的设置应充分考虑土木工程和材料学学科特点,通过建筑材料硕士点的重点高校的调查研究和自身建设,结合我校特色,构建和优化设置方案。
3.学生能力现状
如何培养出高水平的工程应用性创新型人才成为各高校的重点任务之一。研究生课程在创新人才培养中具有重要作用,加强课程设置的优化不仅是我国研究生培养模式的要求,更是对我国教育现状和研究生创新能力培养现实不足的弥补,也是国外研究生教育发展的共同趋势。部分基础课和专业课偏重知识灌输,忽视能力培养,研究生课程的研究性和自主性特点不明显。在新的形式下,现有全日制工程硕士课程体系还不完善,不利于创新意识、创新精神和创新能力的培养。学生总体上缺乏创新意识和工程实践能力,客观上需要对现有的培养方案课程体系进行思考、优化甚至革新。
4.与企业的良好合作关系是建立校企联合培养基地的基础
建筑材料研究所与辽宁省、大连市建筑材料相关骨干企业有紧密联系,项目合作基础良好,如大连市建筑科学研究设计院有限公司、大连砼鑫混凝土有限公司、大连庆华建业建材科技有限公司、大连细杨防水材料有限公司等,为建立校企联合培养基地创造了有利条件。
三、培养方案
本学科专业培养能够从事相关专业的材料学领域的教学、科研、设计、管理或相关工程技术工作的复合型研究性和管理型人才。学习掌握材料科学与工程专业方面坚实的建筑材料基础理论和系统的专门知识。在建筑材料基本理论、新型建筑材料研究和计算材料学等方面得到基本训练和创新开发能力的培养,具有从事科学研究或担负专门工程技术工作和管理的能力。掌握一门外语,熟练阅读外文资料、能用外语撰写科技论文和进行学术交流。
硕士研究生达到毕业标准的课程总学分不低于28学分,其中学位必修课不低于16学分,选修课不低于6学分,实践环节6学分。
四、实施及问题
上述培养方案实施以来,总体情况良好,保证了工程硕士的培养目标和质量,但在实施过程中应进一步加强以下工作:
1.实践教育
全日制工程硕士生主要来自于应届本科生,其就业主要是面向企业、工程第一线。目前,工程硕士的主要问题是企业实践问题。国家工程教育实践中心的建设政策及实施细则滞后,给工程硕士的实践问题带来困难。在无国家相关配套政策的前提下,企业承担一定数量研究生的实践教育工作积极性不高。目前仅有“国家工程教育实践中心”建设的相关文件,但批准数量肯定有限,将来也不能满足实践教学需求。除了国家级工程教育实践中心外,应出台地方企业工程教育实践中心的支持政策和实施细则。在校企结合上,最重要的是要找那些热心于教育的企业,要有一批热心育人的企业家和技术、管理骨干,学校要关心企业的发展,企业要热心于育人工作。实行“双导师”制,选择聘请具有一定实践经验和学术造诣的企业导师,确保工程硕十的培养质量。
2.德育教育
在全日制工程硕士生的培养中,德育工作对研究生综合素质的培养是极为重要。全日制工程硕士生的素质培养更需要让他们树立坚定正确的信念、良好的职业道德,具备较宽的知识面和较强的实践能力。更要加强社会公德、劳动观点和团队精神的教育,鼓励学生的创新创业精神,培养良好的实践应变能力和心理适应能力。学生在学校期间,德育教育保障机制健全,学校、导师可以随时与学生思想沟通加强德育教育。进入企业以后,避免德育教育出现真空,应加强与企业导师的沟通,让企业导师进行业务和思想双重指导。
3.过程监管
进入企业以后,监管体系要进一步延伸和加强。建立和完善企业教学质量保障体系,建立实习评审制度,由实习企业根据学生实习表现和成果给出量化成绩,作为学生毕业实习阶段的考核指标之一。
五、结论
全日制工程硕士生学位研究生培养方案应结合专业实际情况,优化培养方案,加强实践教育、重视德育教育、完善培养质量监督体系,以保障全日制工程硕士生学位研究生培养质量。
参考文献:
[1]李光玉.保证全日制工程硕士培养质量刍议[J].学位与研究生教育,2010,(9):19-22.
[2]教育部.教育部关于做好2010年招收攻读硕士学位研究生工作的通知.2009,9.
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0196-02
研究生课程是研究生培养的起点和重要组成部分[1]。土木工程学科的研究生开设的课程除了英语、数学、政治等基础课之外,还包括有限元分析、结构动力学、弹塑性力学在内的专业基础课,以及与专业相关的大量专业选修课,总学时在250~320之间。研究生课程教学的目的,一方面是提高研究生的基础理论水平,培养研究生的基础科研能力,另一方面是加强本专业的专业知识,为后续的论文研究和职业实践做准备[2-3]。
但是,随着土木工程学科的迅猛发展,目前开设的课程体系和课程内容都出现了与当前的研究进展脱节,所学知识不能满足论文研究和职业发展需要的趋势[4],亟待改革和优化。为解决这一问题,广州大学对当前土木工程专业的研究生课程设置进行了广泛而深入的调研,并提出了优化改革的初步方案。
一、土木工程学科研究生课程体系调研报告
为了解我国各高校土木工程学科研究生课程设置情况,本文采取多种方式进行了调研,主要包括:参加2015年5月在先建筑科技大学举办的第八届全国建筑与土木工程领域工程硕士培养工作研讨会,听取东南大学、同济大学、清华大学、西安建筑科技大学等兄弟院校的专题报道,了解其课程设置情况;通过主办广东省结构力学系列课程教学经验交流会的机会,与省内十五所院校土木工程学科的教师座谈;在广州大学土木工程学院研究生答辩期间,邀请大量兄弟院校和企业专家参加答辩,征求其对于研究生课程体系优化的意见;充分利用各高校网站上有关土木工程学科点的研究生教育、教学资料信息,并对其进行调研、收集和整理。调研结论和收获如下:
1.学术型研究生和专业型研究生应当突出特点,分类培养。根据教育部2009年《教育部关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》,设立专业型研究生的目的是“积极主动适应经济社会发展对高层次应用型专门人才的需要”,与学术型研究生培养高层次科研人才有所不同[5]。因此,学术型研究生和专业型研究生的培养应该突出重点,坚持分类培养。就土木工程学科而言,学术型研究生应当注重数学、力学等系列专业基础课程的教学,拓宽知识面,加强其基础科研能力培养;专业型研究生应当强调职业能力培养,注重课程体系设置对工程实践能力的提升,可以邀请拥有大量实际工程经验的企业专家开设实践课程或相关讲座。
2.研究生课程设置应当与当前科学研究和工程实践的新方法、新技术充分结合,增强课程设置的针对性和实用性。理论性较强的课程,如有限元方法、结构动力学等,应当强调编程和数值模拟能力的培养,充分结合通用的工程应用软件(如Matlab,Abaqus等)进行教授;实践性较强的课程,应强调其在工程实践中的应用,结合工程实例进行分析和讨论,鼓励学生在实习和实践中学习;个别内容可以根据需要,在施工现场实习教学。
3.研究生课程应当因应学科的发展和研究生的培养情况分类设置,动态调整。近年来,我国土木工程行业迅猛发展,相关理论和技术日新月异。土木工程学科点研究生课程的设置应当与学科的发展相适应,动态调整专业课程的设置,既保证基础课和专业基础课程的教学,又使研究生的课程能够最大程度地满足论文研究和工程实践能力培养的需要[6]。
二、研究生课程体系优化方案
根据以上调研结果和结论,广州大学土木工程学科点对学术型和专业型研究生的课程体系进行了调整和优化。优化调整的基本思想包括:以提高研究生培养质量为最终目标,课程体系优化为培养研究生基础科研能力和工程实践能力服务;与科技发展和工程实践的需要充分结合,对研究生课程体系分类建设,动态调整。
为保证和促进研究生课程体系的调整和优化,广州大学确定了加强研究生课程体系建设的多项措施,主要包括加强研究生授课管理,奖惩结合,鼓励相关教师开展研究生课程教学研究等,其目的就是积极促进理论课程教学与工程实践能力培养的充分结合,对研究生课程体系进行有针对性的调整,提高研究生的培养质量。其具体措施包括:
1.土木工程学科点研究生课程系统设计和整体优化。对于学位课程和专业基础课程,要保证授课学时,优化教学内容,培养土木工程学科研究生扎实的理论基础,为后续的学位论文研究做好准备。对专业课和专业选修课,要针对不同学科的要求进行系统设计,开展分学科的专业课群建设[7]。目前广州大学土木工程学科点在建的硕士研究生专业课群包括结构工程课群、防灾减灾工程课群、工程管理课群、工程力学课群等。
2.学术型研究生课程体系应强化基础理论课程与学科研究前沿的联系。学术型研究生的基础理论课程要面向当前学科的研究前沿,与实践应用相接轨。土木工程学科的基础理论已经发展到了用大型计算软件代替传统的手工计算的阶段,这些软件都已经成为土木工程行业进行结构分析和设计必备的工具。因此,基础理论课程的教学就兼顾理论知识的教授和相关计算模型和分析软件的学习,既要让研究生对基础理论有深入的理解和认识,又要引导其熟悉和使用先进的计算软件求解结构分析和设计中的实际问题。
3.专业型研究生课程体系应因职业能力培养的要求增加实践类课程的比例。专业型研究生的培养目标是高层次的一线技术人员,土木工程界的设计、施工单位都希望学校输出的研究生毕业后能够经过尽量短的适应期就正式开展工作[8]。因此,专业型研究生的课程体系应当根据论文研究和职业规划的要求,适度增加实践类课程的数量和比例,充分利用实习和实践的机会,提高其职业能力和专业素养。
除了积极派遣研究生去工程设计和施工单位实习之外,广州大学土木工程学院还积极邀请企事业单位专家来学校开设讲座,甚至直接参与研究生课程的教学。特别是一些实用性强的课程,如钢结构、混凝土结构等,采取由校内主课教师确定教学内容和基本框架,由校外专家授课的方式进行教学,收到了学生的欢迎,取得了较为明显的教学效果。
三、研究生课程体系管理
为保证上述研究生课程体系优化方案的执行,广州大学土木工程学院采取了一系列的支持措施,具体包括:
1.完善了研究生课程教学评价和监督体系。邀请校内外专家组成研究生课程教学督导组,对研究生理论课程和实践课程进行定量不定期现场听课、监督,给出对课程建设、教学内容和教学方法的评价和建议。特别是校外企事业单位的专家给出的建议,对于研究生课程与工程实践能力的衔接具有重要意义。在此基础上,完善了研究生课程学生评价体系,根据研究生及其导师对课程的反馈对研究生课程体系和课程内容有效管理,动态调整。
2.支持和鼓励相关教师进行教学创新,提高教学能力,改善教学效果。建立了常态化的研究生教学研究支持体系,鼓励相关教师开展教学研究,设立了一系列研究生教学科研项目;鼓励与工程实践关系紧密的课程扩大与相关企事业单位的对接,提高实践教学学时的比例;鼓励和支持教授同一课程的教师不定期举行教学研讨会,对教学内容和教学方法进行深入探讨。
四、结语
在土木工程行业迅速发展,研究生数量逐年增加,专业型研究生比例逐渐增大的背景下,研究生的培养与当前科技研究的前沿相结合,强调工程实践能力的培养,是一个必然的趋势。针对这一变化,土木工程学科点硕士研究生的课程也必须做出积极响应和调整优化。本文在深入调研国内各高校土木工程学科硕士研究生课程设置的基础上,提出了硕士研究生课程体系优化的方案,并给出了教学管理方面的支持和激励方案。
参考文献:
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[4]张华.全日制专业学位硕士培养模式改革探索――以建筑与土木工程专业为例[J].教育观察,2015,4(13).
[5]朱丽华,史庆轩,任瑞,等.建筑与土木工程领域全日制专业学位研究生课程教学改革[J].高等建筑教育,2014,23(4).
中图分类号:H3-4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0039-05
一、从“学”到“用”的硕士生专业英语内涵
专业英语(English for Specific Purpose,简称ESP),特指与某种职业、学科或目的相关联的英语[1]。根据学习者的语言使用目的和语言环境,专业英语又分为职业英语(English for Occupational Purpose,简称 EOP)和学术英语(English for Academic Purpose ,简称EAP)[2]两大分支。对于硕士研究生而言,专业英语教学的主要内容是学术英语,学习目的一般可归纳为了解与本专业相关的专业知识,及时掌握学科发展动态及加强学术交流(发表学术论文或参加国际学术会议),以下文章中所提专业英语皆为学术类专业英语。
专业英语作为通用英语( English for General Purpose,简称EGP) 的变体,有两个基本特点:(1)专业英语具有独特的词汇、句法和结构模式。简要地说, 科技文体正式、客观,词汇以中性的技术与半技术词为多,语法以被动语态与名词化为主[3]。(2)专业英语具有明显的专业内涵,需采用与学习者关系最密切的语言素材来进行授课。对学习者而言,学习专业英语是为了了解专业英语的特
点,掌握相关的专业英语基础知识,但更重要的是学习者在学习专业英语的过程中就开始积累和扩充专业知识,实际上这也是学习专业英语的最终目的。
遵照《中华人民共和国学位条例》《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》的基本要求,以教育部颁发的《非英语专业研究生英语教学大纲》为依据[4],上海理工大学土木工程系制定的硕士研究生培养方案要求学生除了完成基础英语课程外,还必须修满36学时的专业英语课程(2学分)。新修订的教学大纲将专业英语定位为现代信息社会中土木工程人才必须掌握的一门重要语言工具,通过应用这门语言工具可及时获取专业信息、掌握学科发展动态、发表科研成果及进行国际学术交流。
研究生专业英语教学质量需要通过选择恰当的课程教学内容和采用合理的教学方法来得到保证,而这一切必须符合专业英语的教学规律。学以致用不是一步完成的,从“学”到“用”英语是逐渐过度的[5],大体可以分为两个阶段:第一阶段“学”,即学习专业知识应当如何用英语表达。这里的专业知识涉及的内容应当是学生已熟悉的专业基础知识,这一阶段的主要任务是学生积累专业词汇,熟悉专业文体。第二阶段“用”,即学生通过以英语为载体的书籍、期刊学习本专业的新理论、新技术,以及发表英语学术论文、参加国际学术会议等。
文章结合学校环境与建筑学院土木工程学科研究生专业英语的教学实践进行专业英语学以致用的探索。
二、“学”阶段的主要教学内容及方法
“学”阶段学的是英语,“专业英语”一词中“专业”和“英语”的关系是学生通过已经习得的专业知识更快更好地学习英语在专业领域的表达方式,包括词汇、语句及语言风格。由于专业英语素材多、词汇多、语句晦涩难懂,因此这一阶段的教学内容必须专业对口、难易适中,且为学生在本科阶段已基本掌握的专业知识。这是因为相关的背景知识是决定专业英语理解水平的重要因素之一, 例如土木工程硕士研究生在本科阶段学习了“混凝土”、“钢筋混凝土”及“预应力混凝土”,因此可以快速理解在“concrete(意为混凝土)”前加上“reinforced-”可以获得“钢筋混凝土”的英文,或在前面加上“pre-stressed”可以获得“预应力混凝土”的英文。又如,“workability of fresh concrete”对于无土木工程专业背景的学生来说可能意味着“新鲜混凝土的可使用性”,但对于土木工程硕士研究生来说,它的含义显而易见,“新拌混凝土的和易性”。由此可见,具有一定的专业知识背景对于理解、掌握专业英语是非常有帮助。
在“学”阶段的教学中使用的专业英语教学资料取自多本国际知名土木工程专业系列英语教材,例如结构力学方面有R. C. Hibbeler编著的《Structural Analysis》经典教材,岩土力学方面有B. M. Das编著的《Principles of Geotechnical Engineering》,K. Terzaghi等编著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》等著作。
鉴于专业英语安排的学时相对较少(2学时/周×18周,共36学时),为获得较好的教学效果,必须对教材内容有所取舍,做到突出重点、挈领提纲。对于选定的典型材料,教师可以帮助学生进行相关背景的知识回顾,使学生快速进入语境,应用专业知识进行预测性阅读,然后才进行关键段落、关键句、关键词的剖析及讲解。
“学”阶段的授课以教师指导、学生积极参与的方式进行,使学生可以主动参与并与教师进行交流沟通。通常对于一个典型材料,教师首先通过朗读使学生获得正确的英语发音,然后通过原文翻译,讲解专业概念及语句结构。在目前的英语教育测试系统中,为了更好地达到公平公正,大量运用了客观选择题,导致学生缺失基本的语法、句法和语言应用能力,从而对内容理解不准确、更有甚者理解错误,因此教师在开始阶段的引导是非常必要的。接下来是学生参与部分,训练学生的英文朗读与正确翻译原文的能力,从纠正词汇发音、纠正翻译错误着手,通过一定量的段落朗读及翻译练习来提高阅读英文经典教材及准确理解其含义的能力。
三、“用”阶段的主要教学内容及方法
“用”阶段用的是英语,“专业英语”一词中“专业”和“英语”的关系是:(1)学生通过以英语为载体的学术论文、讲座、国际会议等形式获得本专业的先进科学知识及技术成果;(2)并且能够自己撰写英语论文、作演讲、在国际学术会议上作报告。通过“学”阶段的学习,学生已经掌握了一部分基本的专业英语单词、语句及表达方式,在“用”阶段的教学内容上可以提升词汇、句式结构的难度,并且更有针对性地选择期刊论文作为专业英语教学资料。与土木工程英语教材相比,期刊论文对写作体例有更严格的要求,国际标准化组织(International Organization for Standardization)、美国国家标准化协会(American National Standards Institute)和英国标准协会(British Standards Institute)等国际或国家组织都对科技论文的写作体例做了规定,基本内容一般包括:Title标题;Abstract 摘要;Keywords关键词;Introduction引言;Material and method equipment and experimental procedure 材料与方法,设备与实验过程;Results结果;Conclusions结论;Acknowledgments致谢;References参考文献),有时还包括Discussion 讨论及Appendix附录。期刊论文与经典教材相比的另一个不同点在于教材上的专业内容多数已为学生熟知,学生通过专业知识背景来学英语;而期刊论文上登载的大多是最新的科学技术,部分为综述类文献,学生通过阅读期刊论文可以及时地掌握专业动态、获取专业知识。
为学校土木工程硕士研究生专业英语课程选择的学术论文均取自土木工程方面的国际主流学术期刊,有美国土木工程师学会(American Society of Civil Engineers,简称ASCE)出版的杂志期刊,以及联邦德国的施普林格出版公司(Springer-Verlag GmbH & Co. KG)、荷兰的埃尔塞维尔科学出版公司(Elsevier Science Publishers)、美国约翰・威利父子公司(John Wiley & Son, Inc.)等著名国际出版社出版的学术期刊。这些期刊覆盖了土木工程的方方面面,包括岩土工程、结构工程、桥梁工程、隧道工程、土木工程材料等。对于每本用于专业英语素材选取的期刊,都会介绍其主要涉及的学术领域及期刊的出版偏好,例如偏向基础实验、理论推导或工程实例分析等,使学生在今后选择期刊发表科研成果时可以有的放矢。
由上所述可知,专业英语在“用”阶段的课程内容安排上有两条主线:(1)第一条主线是土木工程专业英语文献各部分的写作技巧与注意事项,包括摘要、引言、正文(分为试验研究型、理论研究型及试验研究结合理论研究型)、结论、致谢及参考文献等;(2)第二条主线是土木工程专业涉及的专业内容,包括地基基础、混凝土结构、高层建筑结构、道路及桥梁等。在课程安排上,这两条主线并不是互相孤立的,而是紧密结合在一起,如表1所示。表1学校土木工程硕士研究生专业英语课程安排的教学内容及学时分配,从中可以看出,在专业英语课程的“用”阶段,每一个专业知识板块和文献写作体例所包含的内容是一一对应,相辅相成的。例如在讲解知识板块“土力学与地基基础”时,会挑选这方面的正文作为教学材料,又或在讲解知识板块“混凝土结构”时,会挑选这方面的引言作为教学材料,这样学生不仅能学习专业英语词汇及写作技巧,还能及时了解土木工程专业方面的最新科研动态。又例如
以某一期刊为例,从官网主页进入作者投稿须知界面(Guide for Authors),讲解该期刊对论文各部分写作格式的特殊要求,然后进入投稿界面,详细介绍投稿步骤直至投稿完成。
从表1还可看出,各个知识板块的学时并非均匀分配的,而是存在一定的灵活性,这主要是考虑到课程的教学内容应该是任课教师本人最熟悉、背景知识功底最深厚的部分,作者在之前的学习工作中基本从事“土力学与地基基础”和“混凝土结构”这两方面的科研和教学,因此对该部分内容比较熟悉,授课时可以更生动、讲解可以更清晰。
在专业英语“用”阶段的教学实践中安排了内容1和内容2。内容1对应的培养目标是“学生通过以英语为载体的学术论文、讲座、国际会议等形式获得本专业的先进科学知识及技术成果”;内容2对应的培养目标是“并且能够自己撰写英语论文、作演讲、在国际学术会议上作报告”。内容2的教学安排是由学生自由组合、选取适合的演讲题目、进行英语小组演讲,这部分内容主要训练学生在阅读理解专业英语文献的基础上,如何进行专业表达,提高英语的听、说能力。周奇和朱林菲[6]调查研究发现学生普遍希望增设听说环节。依据自身教学实践,要让小组演讲不流于形式应做到以下几点。
(1)演讲内容。必须取自近5年国际主流土木工程期刊上的学术论文,强调“近5年”期限是因为科技文献的宝贵之处在于登载的专业理论及技术都是最新的,学生通过阅读近期文献可以了解符合时展、科技发展的专业学科方向。由于刚入学的硕士研究生对本专业的国际学术期刊不熟悉,一般会指定一些,例如岩土力学方面有《Géotechnique》《Computers and Geotechniques》《Canadian Geotechnical Journal》《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等,岩石力学方面有《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》《Rock Mechanics and Rock Engineering》等,结构、材料方面有《Journal of Structural Engineering》《Cement and Concrete Research》《Cement and Concrete Composites》等。
(2)演讲形式。由学生自由组合形成4~5人为单位的演讲小组,对所选择的演讲题目按照内容简介(Outline)、引言(Introduction)、内容主体(main body)、结论(conclusions)进行解说,每位组员都必须上台演讲,总用时控制在13~15分钟。
(3)提问环节。在每组演讲完毕后,其余小组进行提问,演讲组可指派任何组员进行回答。
(4)评分标准。演讲得分由教师打分(权重40%)和学生打分(权重60%)共同决定。学生打分成绩由除演讲小组外的其余小组给出,取平均值,评分标准如表2所示:(a)演讲长度直接关系到组员是否对演讲内容熟悉、组员之间是否有排练及配合;(b)PPT应尽量避免大段文字,要以标题、图、表为主,培养学生的表达能力,而不是机械性地重复PPT上内容;(c)演讲内容必须符合国际发展动向的土木工程学科最新科研成果;(d)演讲者需使用专业、流畅的语言进行演讲;(e)回答问题环节考核学生是否真实掌握演讲内容,以及是否查阅相关参考文献获取相关专业知识。
在专业英语课程的“用”阶段,学生进行专业演讲,提高专业听、说能力是难点。为了达到预期的培养目标,除了精心安排课堂教学内容和采用合理教学方法以外,还进行了课外拓展。学院土木工程学科一直与国外知名大学土木工程学科有紧密交流合作,仅2015年就有两位上海市教委“海外名师”项目入选外籍专家来到学院作短期访问交流(德国亚琛工业大学工程地质与水文地质研究所所长Rafig Azzam教授和澳大利亚卧龙岗环境、土木与采矿学院的Cholachat Rujikiatkamjorn教授)。在此期间,专家们给研究生做了若干次专题报告,都是目前国际上土木工程的热点问题。学生通过听报告及提问,既获得了专业知识,又学到了作演讲报告的技巧,提高了听说能力,有助于较好地完成小组演讲。
四、考核方式
进行一定方式的考核是测试学生对课程知识与技能掌握程度的手段之一,同时也为任课教师检验自己的教学成果、改进教学方法与手段提供依据。在学院专业英语教学大纲中明确规定,课程最终成绩由三部分组成。
(1)平时成绩(10%),该部分成绩参考出勤率和课堂参与程度。
(2)小组演讲(30%),由教师和学生的权重打分决定(参见上一节内容)。
(3)期末考试(60%),包括翻译(Part 1 Translation)和写作(Part 2 Writing)两部分。其中翻译包括中译英、英译中的词汇及段落翻译,要求译文忠于原文、语句通顺流畅、表达正确无重大语法错误。写作部分要求学生对所给图片或表格进行专业性英语描述,要求条理清晰、内容准确,符合专业文献的表达方式和语言风格。
综上所述,对考核方式进行了优化设计,避免了专业英语测试中经常会遇到的尴尬问题,即专业英语考试等同于翻译考试。从考核结果和评教系统的测试结果可以看出,这样考核方式较为合理,被大部分学生所接受,同时也达到了全面测试学生听、说、读、写、译能力的效果。
五、结语
科学技术创新离不开科技信息的及时获取与利用,因此专业英语能力的重要性在现如今信息国际化的时代越来越突出。文章从学院硕士研究生专业英语课程的教学实践着手,对从“学”到“用”英语的两阶段教学进行了探索。经过专业英语课程的训练学习,硕士研究生初步具备了利用专业英语及时获取专业信息、掌握学科发展动态、发表科研成果及进行国际学术交流的能力。
参考文献:
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【摘 要】目前随着全日制工程硕士培养规模的不断扩大,其质量与产业需求不匹配的问题日益突出,因此根据产业需求对全日制工程硕士培养模式进行改革势在必行。本文对全日制工程硕士的课程设计、导师制度、工程实践、学位授予等方面的现状及问题经行探讨,并提出经济区域联合培养的理念,对其培养模式的改革有较强的参考价值。
关键词 工程硕士;产业需要;经济区域联合培养;协调发展
Research of Cultivation Mode on Full-time Master of Engineering for Industrial Demand
KE Guo-jun XIE Yan-jun QIU Hao-qun
(1. School of Urban Construction, University of South China Hengyang Hunan 421001)
【Abstract】With the continuous expansion of the scale of master in engineering training, the quality does not match with the industry needs to become increasingly prominent, therefore, according to industry needs reform is imperative for Full-time master of engineering training mode. In this paper, the current situation and problems of the Full-time Master of Engineering curriculum design, mentoring system, engineering practices , degree awarded discussed by the line, and proposed the concept of joint training in economic region, there is a strong reference to the value of its reform training mode.
【Key words】Master of engineering;Industry needs; Joint training in economic region; Training mode
基金项目:南华大学研究生创新项目“面向产业需求的工程硕士培养模式研究”(JG2012B033)。
作者简介:柯国军(1964—),男,教授、硕士研究生导师,研究方向为土木工程材料。
谢艳军(1988—),男,硕士研究生,研究方向为土木工程。
通讯作者:谢艳军(1988—),男,硕士研究生,研究方向为土木工程。
0 引言
目前我国技术密集型产业以进口为主,自主知识产权量极低,中国的可持续发展不能依赖于低水平的产业。我国的长远发展必须要推动产业的升级,走创新型可持续发展道路[1],这都需要一批工程实践,复合型、应用型的高层次人才的支撑。1997年,国务院学位委员会决定正式在我国设置工程硕士专业学位,审议通过了《工程硕士专业学位设置方案》[2],由此工程硕士应运而生,2009年开始招收以应届生为主的全日制工程硕士硕士专业学位研究生,进一步扩大了工程硕士的规模。然而,我国理工科院校培养的工程硕士的质量与产业需求存在一定的差距,所以面向产业需求的工程硕士培养改革变得尤为重要。
1 培养环节与产业需求脱轨
工程硕士专业学位是与工程领域任职资格相联系的一种专业学位,它与工学硕士学位处于同一层次,但侧重于工程应用[3]。通过对全日制工程硕士的探索,发现其培养模式主要存在以下几方面问题:
课程设置与产业需求脱轨。通过走访发现,同学们普遍认为目前的课程实用性不强,一些课程安排的学分课时不合理。如某大学全日制工程硕士,要求所修学分为32学分,其中英语有6学分200课时,学时占总学时的32.5%。教学形式单一,主要是老师讲授式教学,缺乏师生互动,学生的积极性不高。专业课的实用性不高,课程内容存在一定的滞后性和超前性,并不能满足产业界的实际需要。
实习实践活动偏少不能满足实际要求。全日制工程硕士的培养要求必须进行实习实践,工程硕士培养过程要求进行为期半年到一年的实习[1]。但由于各种原因,一些院校缺乏相应的实习基地,校内实习实践设备陈旧落后。虽然学校组织了形式各异的实习实践活动,但在效果的评估环节上存在一定的问题,多数学校采用实习报告作为评估的结果,多数流于形式,社会认可度低。
双导师制度不健全。目前多数学校在全日制工程硕士的培养中采用双导师制。但由于各种原因导致一些学校的双导师制存在种种问题。校外导师需要具有丰富的工程实践经验的工程师,导致一些学校在此方面师资力量薄弱。师资好的学校存在校内外导师间沟通不够,无具体的操作办法等原因也导致双导师制停留在形式的层面,很难发挥其应有的作用。
一般培养单位学位授予方式采用单一地学位论文形式,一般要求达到修完指定学分的课程、通过硕士学位英语考试、发表一定数量质量的论文、完成毕业论文并通过答辩等条件。其中及完成学位论文一般要耗费学生一年至一年半的时间,致使工程硕士过多的精力花在学术研究上。此外,由于学生是迫于毕业压力,致使论文质量不高、实用性低,与产业需求脱轨。
2 区域联合培养与产业需求接轨
所谓经济区域联合培养是指经济区域内的研究生培养单位与产业界利用各自的优势以产业需求为导向,联合培养工程硕士的培养模式。经济区域是指位于具有丰富资源和优越交通条件的经济核心区内的某一城市为中心,通过交通渠道不断向四周扩展其贸易范围,在以它为中心连接周围各级市场所组成的市场网络的长期结合下形成的。经济区域内产业体系完整、联系性强。众所周知,教育发展必须与社会经济发展相适应,“适应”一词的含义既包括“为之服务”,也包括“受其制约”[4]。经济区域恰好就成为了社会经济的外延。
2.1 产业需求视角:工程硕士专业设置与经济区域内产业需求相协调
目前我国有环勃海经济区、长三角经济区、珠三角经济区、成渝经济区、海峡西岸经济区、西咸经济区、武汉经济区、长株潭经济区等国家级经济区域,其他低层次的经济区域也在加速形成、成长中。我国幅员辽阔,各区域发展存在巨大的差异,这也导致了每个经济区域都具有着各自不同的产业特色。各个经济区域的产业特色的保持、发展与创新都需要大量的用得上、留得住、干得好的高层次人才。研究生的招生计划和大学生的不同,没有区域限制,其选择院校是考生根据自身情况和职业规划选择的结果。所以研究生的生源呈现出区域集中地趋势,毕业后的人才流失率远远小于本科生,与经济区域产业需要相结合的工程硕士正是所需求的用得上、留得住、干得好的高层次人才。
但目前全日制的工程硕士课程设置不能满足产业的需求,需优化课程设置与产业需求接轨。缩减政治类课时,改变政治类的授课模式和考核模式。由于同学们从初中到大学一直进行课程式的授课模式,导致政治类课程重复度高,学生上课积极性、互动性差,上课90%以上的学生没有听讲。所以政治课程可以改为与政治相关的时事话题式讲座的授课模式,以减少课程知识的重复性、增加师生的互动性,采取课堂小作业的考核方式。公共英语课时普遍偏高,缺少专业英语课程。应减少传统公共英语课程,更加注重研究生英语的实用性,加强学生英文阅读写作能力的训练。让企事业单位的校外导师参与培养计划的制定,使专业课的实用性更强、更能满足产业需求。
2.2 工程硕士培养视角:工程硕士培养需要经济区域内良好的产业环境
我国正处于社会转型和经济结构调整的重要时期,产业升级,走创新型、可持续发展型的道路对工程硕士提出了更高的要求,仅仅依靠各个培养单位自己的力量难以培养出符合产业需求的工程硕士。由于各种原因导致各个培养单位间的师资力量、资源配置等方面存在极大的差异,但在各个经济区域内资源配置基本平衡。所以经济区域内各个培养单位利用各自的学科优势联合培养,以便解决各培养单位个别学科师资力量紧缺的问题。产业界存在着大量的丰富的工程实践经验工程技术人员,他们长期从事各自行业的产生活动,对当前的产业需求和发展趋势有着准确的判断。培养单位与产业界的联合培养便可解决优秀校外副导师紧缺的这一现状。
由于全日制工程硕士大部分来自于应届大学生缺乏对目前产业需要的认识和实践经验,需要大量的实习实践。各个培养单位基本是事业单位,面向产业的实习实践活动紧缺。而产业界的企业在实际的生产生活中发现很多的技术性难题,由于缺乏高技能人才、高水平试验设施致使研发创新能力差,致使短期内无法解决。经济区域联合培养可以在最大程度上整合域内各种资源,产业界可以利用各个高校的研发能力解决现有的技术难题,高校等培养单位可以利用企业的横向课题为工程硕士培养提供实习实践平台。
在研究生培养单位与产业界的联合培养的方面上一些高校已经进行了探索,并取得了一些成绩。哈尔滨工业大学深圳研究生学院在适合开展联合培养研究生的企业特点、企业副导师的选择、学生课题的选择与培养过程的监督、培养年限、如何鉴定学生科研成果、知识产权归属问题、学生安全等九方面作出了经验总结[5]。
2.3 培养质量保障视角:经济区域联合培养需要开放式的质量保障体系
经济区域联合培养涉及众多高校及企事业单位,在规章制度、短期目标、价值观念等各方面存在巨大差异。经济区域联合培养委员会在调解利益冲突、资源的合理分配、培养联合体的可持续性发展等方面发挥着不可替代的作用。
经济区域联合培养是以产业需求为导向的,其质量评价应该面向产业、面向社会,建立开放式的质量保障体系。开放式的质量评估可以吸引社会中介组织参与教育的监督与决策,发动社会各界参与评估的积极性,更好体现当前及未来的产业需求。经济区域联合培养体应积极参与国际认证,引进发达国家先进的质量评估机制并根据国情本土化。
以产业需求为导向学位授予条件应多样化。多数院校把发表一定数量质量的论文作为学位授予条硬性指标,消耗了多数学生过多的时间、精力。全日制工程硕士属于应用型人才,不应把过多的精力花在学术研究上。院校可以根据不同学科的性质制定多样化、开放化的要求。如发明专利、设计、实习报告、论文、获取职业资格认证等。全日制工程硕士的质量保障不应是一个静态过程,应是一个通过不断的实时反馈对培养体系进行改进和完善的动态过程[6]。
3 结语
我国正处于社会转型和经济结构调整的重要时期,产业升级,走创新型、可持续发展型的道路,对复合型、应用型工程技术的人才的需求量日益增长。本文针对目前培养模式培养工程硕士与产业需求“不对口”的现状,从课程设置、实习实践、师资力量等方面找出一些原因并提出经济区域联合培养作为措施。经济区域联合培养是一个系统工程不是一蹴而就的,需要循序渐进,需要不断的探索和实践,与时俱进。经济区域联合培养可以使区域经济和工程硕士教育实现相互促进,协同发展。
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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0080-02
1991年,我国即开始了专业学位教育。与学术型学位不同,专业学位旨在培养具有扎实理论基础,并适应具体实践工作需要的应用型高层次专门人才。就建筑与土木工程全日制专业学位而言,其作为一种全新的人才培养模式,与学术型硕士和在职专业学位工程硕士相比存在较大差别,过去对学术型及在职专业学位研究生的培养经验不能够完全照搬过来。目前,针对本专业硕士学位研究生培养方案,许多高校仅仅是在既有学术型培养方案基础上进行学位课程设置的改动,忽视了实践环节,致使专业学位特色不鲜明。现有的培养方案及培养环节并不能适应实践需求,以提高研究生解决问题和实际操作能力。针对具体的教学方法、教学内容、授予学位的标准和要求等方面,现行的培养方案并没有突出两种学位的差异性,针对性不强。针对建筑与土木工程全日制专业学位,其培养方案应着重强调培养研究生的科研实践能力,以及在实践工作中发现问题、分析问题和解决问题的能力。
本文基于土木工程行业需求及土木工程学科特点,明确建筑与土木工程专业学位研究生培养定位与目标。通过优化课程体系、创建创新实践基地、设立创新基金、实行校企双导师制、强调企业参与质量评价等举措,以完善培养环节、优化培养流程,进而提高研究生知识层次、理论水平、实践能力和创新精神,达到提升教育水平和教育质量的目的。
一、制定明确合理的培养计划
建筑与土木工程专业学位研究生教育旨在培养土木工程专业领域具有坚实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好职业素养的高层次应用型专门人才。在制订本专业学位培养方案时,应面向工程实践,突出理论教学与科研实践的紧密结合。基于土木工程专业特点,以某一具体建设工程为例,包含了建设工程的前期决策、工程勘察与设计、工程项目的建造、工程投入使用与后期维护等重要环节。针对上述不同环节,需要具备不同专业技能的土木工程专业技术人才。如在工程建设的前期决策阶段,需要有工程造价、工程项目管理等专业背景的技术人才;在进入工程具体建设期,则需要具有土木工程施工背景的技术人才;在工程投入使用及后期维护阶段,则需要工程检测评估、工程结构维修加固等专业背景的技术人才。因此,有必要针对土木工程结构设计、建造、使用三个阶段的特点,制定相应的培养定位及目标。
二、建设面向工程实践的学位课程体系
本专业学位的课程体系建设应考虑理论学习与工程实践相结合,根据学科研究背景与企业实际生产需求,开展校企合作,一方面可培养实践应用型人才,另一方面可提升企业技术创新能力。在确保本专业学位课设置基本标准的前提下,结合创新实践基地,针对不同企业实际工程需要,由校企双方共同确定选修课程内容,突出因材施教和差异化特点,充分体现本学科专业学位研究生课程体系的前沿性与实践性,培养研究生实践创新能力。全日制建筑与土木工程专业学位课程体系如下图所示。
根据培养目标,面向工程实践,专业特色课程的设置如下图所示。
三、创建研究生创新基地
基于学科特点,研究生创新基地的建设可与施工企业、设计院或工程检测企业合作,实施产学研合作模式,创建研究生创新基地。依托设计院,研究生可参与设计方案制定,熟悉大型分析软件的使用,学习复杂结构的计算分析,了解设计规范的应用与工程表达;依托施工企业,研究生可参与施工企业的生产、科研和管理工作;依托工程检测企业,研究生可参与工程检测方案制定,对检测结果进行计算与评估,对工程病害进行分析与处理。通过上述专业实践,培养面向社会需求的土木工程设计师、土木工程建筑师、土木工程检测师。
四、实施“校企双导师制”
健全与完善导师遴选与考评制度,实行导师退出机制。以加强师资队伍建设为核心目标,解放思想,淡化“唯科研成果论”的做法。一方面,基于校内导师现有科研项目、经费等情况,合理选聘专业学位校内导师。加强对导师的遴选与考核,并实施导师退出机制,确保专业学位校内导师的质量。另一方面,从合作企业中聘请具有丰富实践经验的高级工程师作为企业导师,以充实导师队伍,弥补校内导师实践经验不足的缺点。以“导师负责制”为基础,努力推进“双导师制”,实现校内、校外导师共同负责专业学位研究生的培养模式。
五、建设研究生培养评价体系
根据本专业学位培养目标,从专业学位研究生生源质量抓起,制定合理培养方案并严格执行,切实实施实践基地建设和研究生工作实践,严格论文选题与实践相结合,严把中期考核环节,细化考核指标,对培养过程进行全程跟踪与考评。在培养评价体系中,引入校外企业评价机制,结合校内、校外评价结果,完善培养评价体系。与此同时,对本专业学位毕业生的就业质量和职业发展进行跟踪与回访,建立就业发展数据库,为调整和完善培养环节提供参考依据。
综上所述,针对土木工程学科特点,结合企业需求与本学科发展方向,明确全日制建筑与土木工程专业学位培养定位与目标,从培养方案的制定、课程体系的建设、创新实践基地的建设、培养评价体系与考核机制的建设等方面,完善专业学位培养环节,优化培养模式,进而提高培养质量。重点突出课程体系建设与创新实践基地建设,全面实行校企双导师制,不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力与创新能力。
参考文献:
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土木工程专业评估,是我国工程学士学位专业中按照国际通行的专门职业性专业鉴定(professional programmatic accreditation)制度进行评估的首例。中国土建类专业评估是随着建设行业注册师制度的建立而应运而生的。20世纪90年代初,为建立中国的建设行业注册师制度,住房和城乡建设部对英、美等国注册师制度进行了考察,认识到专业评估制度是注册师制度的重要组成部分和基础,于是从1992年起陆续建立建筑学、土木工程、城市规划、工程管理、建筑环境与设备工程以及给水排水工程各专业评估制度。桂林理工大学的土木工程本科教学始于1995年,虽然至今还没有申请过专业评估,但是近些年以来,学校始终坚持以土木工程专业评估的标准为标杆进行土木工程专业的相关建设,并且取得了重大成就。
一、专业发展总体方针
土木工程专业的总体发展方针是以培养高级专业实际应用型人才为目标,在学校建设具有鲜明特色的高水平理工大学的思想指导下,突出特色,夯实基础,全面提高教学质量。以专业评估为契机,通过“以评促建,以建迎评,评建结合”的方针,详细研究评估指标体系,对比专业教学计划,寻差距、找不足,并深层次探索问题根源,突出“厚基础、宽口径、高素质、强应用”复合型人才的培养体系。
二、加强建设的途径及成效
1.加强平台建设
桂林理工大学土木与建筑工程学院围绕土木工程专业,相继建设了一批较高水平的专业平台,并依托平台取得了一批成果。目前拥有土木工程一级硕士点,以及广西建筑工程检测与试验重点实验室、广西空间信息与测绘重点实验室、广西建筑新能源与建筑节能重点实验室3个省级重点实验室,是广西地区拥有重点实验室最多的二级学院,拥有广西区土木工程重点学科,以及“八桂学者”团队、“土木工程建筑健康检测”广西高校人才小高地创新团队各1个。在平台建设的基础上大力提高土木工程专业学生的培养水平,不断加强专业建设,近些年相应获得了各种高水平科研项目和奖励,目前承担国家“973”前期项目2项、国家自然科学基金8项,省部级项目30余项,获得省部级奖6项,其中“裂土在多雨炎热环境下的工程性状与灾变机理”获得2010年度广西自然科学一等奖、“工程结构安全分析的新型数值理论及方法”获得2007年度广西区科技进步一等奖。现有省级土木工程教学团队1个,国家级本科精品课程1门,省级精品课程3门,校级精品课程2门;获得区级实验教学示范中心1个,省级实验教学示范建设中心2个,校级实验教学示范中心1个。
2.加强师资队伍建设
学院根据专业建设需要,坚持“人才兴院”原则,在学校人才引进的基础上结合学院自身特点先后制订了人才引进和培养工作规划,明确人才引进和培养的目标、任务和要求,分层次、分学科制订引进和培养人才的具体计划。建立人才引进、成长的配套机制,在通过“以老带新”模式加快年青教师成长的同时,依托目前所拥有的各个平台为引进人才提供科研、教学等便利条件,改革人才激励机制,促进优秀教师特别是中青年骨干教师在教学以及科研岗位上脱颖而出,优化师资队伍结构,实现师资队伍的可持续发展;支持青年教师继续深造,鼓励其攻读博士学位或者出国留学,促进教师尤其是青年教师对工程界和国外先进水平的了解,提高实践教学水平和国际交流能力。
近几年,经过学校和学院的努力工作,先后引进了“中科院百人计划”1人,博士生导师3人,教授4人,优秀博士毕业生5人以及其他一些年青业务骨干,极大地优化了教师队伍,为科研、教学水平提升打下了良好的基础;同时为了提高教师的业务水平,选派了3名优秀教师赴美国、日本等国家进行访问学习,且均已如期回国。这些教师经过国外的学习生活,学术水平、外语水平和科研能力等方面有了很大程度的提高,已成为各个学科不同研究方向的骨干教师,且具有一定的双语教学的能力。学院要求并鼓励教师讲好课,将讲课效果作为考核的核心指标,在学院的评奖、评优方面重点向其倾斜。目前,已有1人获得“全国优秀教师”称号,1人获得“广西高等教育教学名师”称号、1人获“八桂名师”称号。
3.优化培养教学体系
土木工程专业与其他专业存在较大不同之处,有其自身的特点,现在土木工程专业的教学还存在一些问题,主要表现在:一方面,土木工程属于应用型学科,是工科的典型代表,突出培养学生的实际应用能力是专业培养的特点,也就是怎么样在解决好教育“脑”的同时也要教育好“手”;另一方面,随着经济的快速发展,新的工程技术、新的管理模式不断涌现,传统的土木工程专业本科人才培养方案已经不能适应新的形势需要。学院根据土木工程行业发展趋势和建设特色鲜明的高水平理工大学的指导思想,参照土木工程专业评估标准对现行的教学计划进行了调整,建立了“广基础、深专业、强实践、重创新”的培养方案,建立了基础学习模块、专业技术训练模块、综合训练模块三个构成体,在具体实施上表现为:加强实践环节学习时间,实践环节的时间较以前增加了8周;将学生分方向时间提前,保证专业课的学习时间;拓宽学生的综合技能,实现计算机、英语四年不断线计划;在完成本专业教学要求的情况下,引导学生参与科研,通过大学生科技创新计划,以及教师相关的科研项目将科研引入教学,以科研促进教学。
由于教学培养计划符合当今经济发展,满足广大企业的人才要求,近5年以来,本专业毕业生的当年就业率均保持在95%以上,是桂林理工大学就业最好的几个专业之一。先后有多名学生在“周培源力学竞赛”、“挑战杯”、“建筑节能设计比赛”以及学校的大学生科技活动中获得各种奖励,体现了学生动手创新能力的不断提升。与此同时,专业社会影响力不断增强,虽然我校是二本院校,但是土木工程专业近年来的招生平均分数达到并超过了一本分数线,且逐年提高,说明广大考生对专业建设的认可程度不断攀升。
4.加强实验室、实习基地平台建设
实验室是学生从事各类实践和创新活动的场所,通过开放实验室培养学生的创新精神,开放实验室是提高土木工程专业教学质量、培养创新人才、实现素质教育目标的客观要求,也是培养学生实践技能和培养创造型人才的有效途径。根据专业技能训练的需要,加强实习、实训基地建设,在实训设备配置上要达到先进水平,与企业现有先进设备一致,在设备数量上要满足实际“需求”。学校新建了“建筑节能实验室”并购置了大量的无损检测设备和先进仪器,可以满足目前建筑节能减排方面人才的培养需求。同时也重点引进了道路工程模拟与仿真实训项目,充分发挥仿真实训功能,使学生在学校实训室就能了解和掌握复杂的系统或工程配套设备等操作。
校外实习基地的建设对土木工程专业学生的素质培养有着不可替代的作用,良好的校外实习可极大地提高学生的知识运用能力以及未来的从业能力。通过学校及学院领导的重视,广大教工的积极努力拓宽了实习基地的范围和数量;通过让学生义务参与到现场工作,教师主动解决施工企业面临的技术等难题,与实习基地建立了良好的合作关系,使实习与“产、学、研”一体化的结合产生了经济效益和社会效益。先后新建了“OVM 柳州建筑机械总厂”、“深圳恒义建筑加固有限公司”、“西部中大建设集团”、“桂林市金辉建设发展有限工程公司”等实践教学基地,建立的校外实习基地的动态管理机制保证了学生校外实习的顺利进行。
5.改革课程体系
根据目前市场需要,对部分课程进行调整,增加了土木工程检测与试验课程(分方向进行),土木工程施工实际操做技能训练等课程,并专门建设了施工实训场地,购置了相应的施工设备以及工具。开设土木工程检测与试验课程主要是适应目前国内建筑市场的新变化,以满足目前房屋鉴定以及各类加固公司对房屋鉴定人才的需求为主要目标。开设土木工程施工实际操作技能训练课程,主要目的是通过学生亲自动手操作来加深对土木工程施工过程中各个工种的认识,并结合课程后续的施工实习,使学生能够真正深入到各个施工工序,切实掌握施工理论与实践知识,提高学生一线管理能力,以便学生毕业后更好地参与现场施工管理。另外,还开设了土木工程新理论、新技术课程(分方向进行),课程通过教师讲授以及邀请知名专家讲座的形式介绍目前不断出现的新的知识和技术,可极大提高学生专业视野和创新精神。通过精品课程、多媒体课件比赛等方式提高教学资源的质量,推动教学水平的整体提高。“十一五”期间出版教材7部,获广西高校优秀教材一等奖1个;承担省级教育科研、教学改革项目10余项,获得省部级教学成果奖9项,其中一等奖1项,二等奖7项,三等奖1项。
6.拓宽培养渠道
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)01-0036-03
为进一步推进工程教育教学改革,借鉴世界先进国家和地区高等工程教育的成功经验,树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念;以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养适应我国经济社会发展需要的工程技术人才;选择土木工程专业进行“卓越工程师培养计划”的工程实践与创新能力改革与实践研究势在必行。为推进土木工程专业“卓越工程师培养计划”的实施,建立以创新能力为核心的人才培养模式,改革课程内容、知识学习方式、考核方式和评价标准,加强实践教学及能力培养方式等关键环节。实施“全过程、递进式”的实践教学体系,建立稳定的大型企业实习基地,培养学生的动手能力、基本技能、表达能力和工程综合能力,创建高校和行业企业联合培养人才的新机制,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量土木工程技术人才。
一、土木工程专业培养目标
根据土木工程行业特征和土木工程教育特色以及企业培养目标,要求学生将所学的理论知识和工程实践紧密结合,在工程设计的实践过程中,能够运用科学的方法和手段,以及所学的基础理论和专业知识,去发现、分析和解决实际工程问题,能够参与项目开发和工程设计,能够进行项目立项阶段、可行性研究阶段、设计方案比选、初步设计、技术设计、施工图设计阶段的设计工作,具有专业软件的应用和开发能力,具有从事科学研究和科学实验的能力,具有一定的判断能力和创新能力,具有独立的分析问题和解决问题的能力,具有一定的市场经营和开拓能力,因此有必要要求学生在企业工作和学习,结合工作实践,进行论文选题,完成论文的研究工作。
二、土木工程专业培养标准及培养体系
在企业的学习和工作,应使学生具有良好的思想品德、道德修养;具有高度的社会责任感和吃苦耐劳的敬业精神;能够运用科学的方法和手段进行独立分析问题、解决问题的能力;掌握土木工程领域有关技术标准、规范并熟练使用;熟练掌握专业软件的应用,并初步具有专业软件的开发能力;具有一定的科研能力和实践创新能力;具有项目规划及工程管理能力;具有一定的行政能力,能有效地与人沟通与交流,能够与人协调以及整合可利用资源的能力;了解国内外建筑工程承包市场,具有开拓国内外建筑工程承包市场的意识和能力;掌握本领域最新技术发展趋势,具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力;能够应用外语交流,具有良好的国际观,了解国际先进的建筑材料、建筑技术和设计标准,与国际同行业接轨。在培养学生终身学习、勤奋、进取、不断创新,企业、行业和社会发展,自己的人生观和价值观等方面获得能力。学生在企业学习阶段,将在学校聘任的、具有高级技术职称的企业设计工程师以及学校指派的业务水平高、责任心强、具有工程实践经验的教师(双导师)的指导下,完成毕业论文(设计)的工作。毕业论文(设计)选题直接来源于企业工程设计实际或者具有明确的工程背景和应用价值,能够使学生通过工程设计中关键问题的研究,获得较全面的基本训练,培养能综合运用科学技术理论、方法和手段,独立解决工程实际问题和担负专门技术工作的能力。论文应在双导师的指导下由学生独立完成,论文形式主要是工程设计类、结构分析软件应用类、结构监测和试验类或工程管理类,论文评阅人和答辩委员中均应至少有一名来自企业部门的专家。
三、土木工程专业论文和科研训练的基本要求
根据土木工程专业培养目标、标准和培养体系,学生论文选题和科研综合训练应直接来源于土木工程实际或具有明确的工程背景,其研究成果要有工程实际应用价值,拟解决的问题应有一定的技术难度和工作量,也要求具有一定的理论深度和先进性。因此可从大土木工程领域中多方面选取,如:(1)工程结构设计与静动力力学分析;(2)大型构筑物的施工技术研究与应用;(3)大型构筑物现场监测与试验研究;(4)应用基础性研究、预研专题,如结构抗震与防灾减灾;(5)一个较为完整的土木工程技术项目或工程管理项目的规划或研究;(6)高层建筑结构或大跨钢结构设计;(7)桥梁设计和施工监测;(8)路基路面设计和施工监管;(9)高边坡与深基坑工程设计;(10)隧道结构分析与工程设计;(11)地铁区间和车站结构设计等。对于论文形式可以是工程设计性或研究性论文。论文主要应包括以下部分:中英文摘要、关键词;独立完成与诚信声明;选题的依据与意义;国内外文献资料综述;论文主体部分:研究内容、设计方案、分析计算、实验研究等;结论;参考文献;必要的附录(包括企业应用证明、项目鉴定报告、获奖成果证书、设计图纸、程序源代码、等)和致谢等。对于论文的内容可以要求有:(1)文献综述应对选题所涉及的工程技术问题或研究课题的国内外状况有清晰的描述与分析;(2)综合运用基础理论、科学方法、专业知识和技术手段对所解决的工程实际问题进行分析研究,并能在某方面提出独立见解;(3)论文工作应有明确的工程应用背景,有一定的技术难度或理论深度,论文成果具有先进性和实用性;(4)论文工作应在导师指导下独立完成。论文工作量饱满,一般应至少有一学年的论文工作时间;(5)论文写作要求概念清晰、结构合理、层次分明、文理通顺,版式规范。对于不同领域或形式的工程专业论文应有不同的具体要求,如:(1)工程结构设计类论文,应以解决基础建设或工程实际问题为重点,设计方案正确,布局及设计结构合理,力学分析数据准确,设计符合土木行业标准,技术文档齐全,结构设计方案能够投入实施或通过了相关业务部门的评估;(2)应用基础性研究类(包括应用基础研究、应用研究、预先研究、实验研究等)项目论文,综合应用基础理论与专业知识,分析过程正确,实验方法科学,实验结果可信,论文成果具有先进性和实用性;(3)工程结构力学分析和设计软件应用类的论文,针对实际工程结构应用背景,要求分析合理,总体结构力学建模正确,应用程序编制或工程软件应用正确,文档规范,并通过结构工作状态测试或可进行现场演示;(4)土木工程和施工技术管理类的论文,应有明确的工程结构应用背景,建立项目管理过程和经济概算预测及评估,研究成果应具有一定经济或社会效益,统计或收集的数据可靠、充分,理论建模和分析方法科学正确;(5)工程结构施工监测和结构试验类论文,针对实际工程结构施工现场,如桥梁、道路和大型结构物施工过程监测,关键结构的强度和动力学性能试验等。掌握试验和监测设备的使用技术,监测和试验数据可靠、翔实。论文阐明试验结果在具体结构现场的应用和有效建议。
四、土木工程专业论文和科研训练的质量评价体系探讨
如何评价学生的学习效果是关系到土木工程专业教育是否能达到培养目标的至关重要的问题。因此,有必要研究和科学制定有效的评价指标,来对学生的各种能力进行综合评价,实现多样化考核方式,包括产业界专家对学生实践能力的评价。通过引入企业质量管理理论,探索土木工程专业“卓越工程师培养计划”的实践教学质量管理模式,加强对实践教学各环节的全员、全程和全方位质量管理与监控。然而对学生论文和科研综合训练的质量管理则要对不同领域或形式的论文,根据论文内容的重要性给予不同的权重系数进行论文的质量评价与控制,见表1、表2。
五、结论
在我国经济发展转型升级与全面提升国际竞争力的关键时期,培养造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术型人才,是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必要条件。改革现有的工程技术人才培养模式,实现理论教学与实践教学有机统一、学校学习与企业实践有机结合,学生的知识、能力、素质有机协调发展是必要的。根据自身实际和专业特点,改革人才培养模式,根据社会需求和人才培养规律,制定相应的培养方案;重新构建课程体系,并进行整体优化,着重处理好知识传授与能力培养、理论教学与实践教学、基础课程与专业课程、培养口径与和职业要求等关系,形成有利于培养工程师应具有的知识、素质和能力的课程体系和实践教学体系。改革教学内容,删繁就简、推陈出新,增加新兴科学技术和工程应用知识;充分利用行业优势与特色,进行产学研合作,建立互动共赢、各负其责的校企联合培养体系,充分发挥企业在土木工程专业学位论文和科研综合训练等实践环节培养过程中的重要作用。
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1 前言
毕业论文是土木工程专业学生大学本科教育过程的最后一个环节,是对大学四年所学专业课程的全面总结,也是对之前各个教学的继续深化与拓宽[1]。毕业论文的完成情况不仅能反映出每个学生专业知识的掌握情况、科研思维的方法、写作水平的高下,也能折射出学校教育教学的质量和水平[2]。但是,在目前高校的教学实践中,大量的毕业设计出现雷同情况,学生的能力培养欠缺,出现大批毕业生面临就业压力,而设计、施工单位却寻觅不到合适人才的状况。
针对此种情况,本文从土木工程专业本科毕业论文存在问题及如何提高土木工程专业本科毕业论文质量两方面加以分析,为进一步提高《毕业论文指导》课程教学质量提供参考。
2 土木工程专业毕业设计存在问题
2.1 选题单一或脱离实际
题目决定毕业设计的内容,课程概念多、实践性强。但土木工程学院学生毕业论文题目大多集中在钢筋混凝土框架结构,预应力简支T梁上部结构设计,或者辅以施工组织设计,沉降观测等。而钢筋混凝土框架结构又以3-4层多层框架结构为主。主要是因为毕业设计要求本科生结合4年所学专业知识,所以基本以手算为主。而结构又必须考虑地震荷载作用下的内力计算,只有底部剪力法可通过手算完成。反应谱振型分解法及时程分析法均需靠电脑才能完成。只有框架结构属于剪切变形为主,符合底部剪力法的适用条件。所以这也就是毕业设计以框架结构设计为主的原因。
2.2 大多数学生专业知识没学好,毕业设计难于入手
学生基本都是根据教师提供的任务书进行结构设计并绘制施工图。但很多学生建筑图纸部分就耗费大量时间。后面的结构布置已经丧失信心,能简便则简便。
至于结构设计中的重难点,学生往往更难把握。楼板设计及次梁设计属毕业设计的次要内容。水平荷载及竖向荷载作用下内力计算是毕业设计的重点。很多学生往往对力学基础课程掌握不扎实,对于弯矩二次分配法的应用更是无从下手。
同时,荷载效应组合及梁柱截面设计通常是毕业设计的难点。如果学生能坚持手算到最后,那么内力组合也就会通过请教与自学来完成此次毕业设计任务。
2.3 施工图纸不符合现行规范标准
很多学生在进行冗长的手算完成后,往往还是对自己所做的论文题目缺乏清晰的思路。所以图纸也只是仿造同学的图纸,修改开间进深的尺寸及配筋。其中有很多不合规范之处。而毕业设计质量的关键就在于图纸的质量。
2.4 指导教师水平有待提高
指导教师的专业知识水平、论文指导能力直接影响本科毕业论文工作,从指导选题、写作到答辩,指导教师的作用至关重要。选题是毕业设计的源头,毕业论文水平的高低直接取决于选题方向。但现在许多指导教师给的选题方向偏大、任务过重,还存在偏难,或者与专业不对口的问题,超出本科生毕业设计能力水平。加之指导教师本身教学与科研任务繁重,无法分担太多精力指导学生,学生自己在摸索过程中容易犯错,致使学生在毕业设计写作过程中与指导教师沟通不畅或者教师指导不力的情况发生。
3 土木工程专业毕业设计改革建议
3.1 选题多元化。
根据指导老师的课题研究方向或是工程实际项目,或者参考学生毕业实习岗位,制定与之相适应的毕业设计题目,尽可能真题真做。同时题目难易程度也应适中,能够体现目前研究发展的主要方向及前沿问题,能够对学生知识面有所扩充。
3.2 严格要求学生并认真指导
毕业答辩前对学生进行预答辩,或者阶段性审查。及时发现学生毕业设计中的问题并督促其整改。对检查不过关或是预答辩不过关的学生,推迟其答辩时间或是取消答辩资格,整体学风起到杀一儆百的作用。
同时,指导老师也应加强督促,并定期追踪指导学生毕业设计进展情况。如果所带学生数较多,还应集中指导所有学生,并合理规划各学生进度。对设计能力较强的同学,可要求更严格后期准备推优。对进度较慢的同学加强检查力度,加大检查频率。主要教会学生理清设计思路,运用正确的设计理论及设计方法,教会学生学会参考规范及查阅相关资料能力。
3.3 参考国家标准规范制图
国家分别制定了《建筑设计制图标准》及《结构设计制图标准》,很多按自己制图习惯绘图的习惯应督促其整改。甚至有些同学动手能力较弱,对计算机的操作能力尚欠缺。教师不可能手把手进行指导,应充分发挥组员团队合作能力,采取帮扶政策,引导动手能力较强的同学帮助动手能力较弱的同学。
4 结论
目前,大学毕业生流行“毕业就失业”,主要是学生在大学四年没有学会解决实际问题的能力及创新能力。很多学生大学四年混混沌沌、迷迷茫茫中度过,平时课堂也难以集中注意力。教师应及时发现学生优势,并鼓励学生深层探究,大力培养学生创新能力,解决实际问题能力及合作交流能力。这样学生才能在毕业前的3年里学有所获,不至于毕业设计无从下手。
本文主要从3方面阐述了目前土木工程本科毕业设计所存在的问题,并提出了相应的整改建议。毕业设计是体现学生综合能力的最后环节,也 学校本科评估的主要支撑材料,学校及学生均应引起重视,并提高毕业设计完成质量。
参考文献
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