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1“過程培養”模式的特色
高等教育要著力培養學生創造性思維,終極目的是培育創造型新人才。為此,結合當前的教育背景和形式,改革傳統的畢業論文指導模式和手段勢在必行。本教學模式的特色即在于把畢業論文指導工作的重點放在“過程培養”上,目標是提高學生的“綜合科研能力”。結合畢業論文教學環節的特點,以最有效的方法,完成本科生由理論知識型行向實踐能力型人才的轉化,完成“理論與實踐的”完美結合。首先,只有在正確的方法論的指導下,才能制定科學可行的實施方案,進而才可能產生可靠的實施成果。本文采用先進的“過程工程學”分析方法,⑤⑥對本科畢業論文的全過程進行“駐點”分析,并探索各“駐點”的關聯性。其次,教學模式的改革實質就是“教”與“學”有機結合為一體,這一點,在畢業論文環節顯得尤為突出。如何充分引發學生的熱情和興趣、調動其的主觀能動性,積極主動、全神貫注的投入到課題中。以教師的誘導、啟發為方向,最終達到對人才培養由知識型向能力型的轉化,實現“理論與實踐相結合”的根本目標。第三,教學成果的總結及效果的評價對教學質量及效果的確認至關重要。申請者首先總結了歷年本科生畢業論文知道的經驗和教訓,從中提煉的理念和方法;同時,“他山之石,可以為玉”,本課題亦廣泛了解了國、內外有代表性的高校的相關專業在本科生畢業論文(設計)環節教學模式,充分研究各校特色,吸收先進的教學理念,吸取優質的教學素材,借鑒科學的教學方法和技術手段,用以補充完善本課題的實施方案,提升自我整體水平。進而探索本教學環節與精英教育相適應的教學模式和教學方法,將我?!熬⒔逃被揪V略的實施落在實處。
2本科生畢業論文教學環節全過程駐點分析
針對在畢業論文環節提高學生科學研究能力的問題,結合作者多年的教學實踐經驗與土木專業本科生畢業論文階段的特點,采用先進的“過程工程學”分析方法,對本科畢業論文的全過程進行“駐點”分析(如圖1所示),將本科生畢業論文全過程確定為五個駐點,即選題與查閱文獻、研究方案制定與實施、試驗數據采集及分析、論文撰寫及成果深化、答辯。該駐點是畢業論文的第一個環節,“過程訓練”的開端。好的開始是成功的一半。本“模式”所強調的全過程的學生參與,首先就是選題需要學生的參與,要充分考慮學生的特點和興趣。指導教師由于還有較重的教學和科研任務,不能全程地陪同學生的實驗研究,學生應是實驗工作的主體,教師僅起輔助的導向作用。學生對所做課題感興趣,他們通常能做到積極地去查文獻、用心地去設計實驗方案、認真地去做實驗,實驗出現問題,他們也會想方設法去加以解決,這樣學生往往能高質量地完成研究工作。反之,學生在心理上就有抵觸情緒、在工作態度處于消極狀態,被動完成任務,論文水平尚得不到保證,談何科研能力的培養和提高?因此,本課題實施中,指導教師應提供多個題目,采取自愿選題的原則,盡量讓學生選擇自己喜歡的課題,指導教師與學生充分溝通,亦可對課題的工作方向做適當的修正,共同確定任務書的內容,使論文質量能在現有條件下達到較高的水準。駐點2:研究方案制定與實施。學會運用文獻制定研究方案和進度計劃,是科研能力的重要方面,是獨立從事科研活動的基本素質之一。學生通過第一階段的文獻分析,充分了解所研究問題領域的發展現狀和研究水平,通過對比分析,尋求、借鑒擬研究問題的解決方法;在此過程中,學生大量參考文獻及相關標準規程,以確定正確合理的試驗方法,制定嚴密科學、切實可行的研究方案和合理的進度計劃。由于這一環節的工作質量直接影響論文工作的深度和質量,因此,指導教師要給予相對較多的關注和指導,幫助學生在研究方案細節的制定上力求科學、準確、可行;方案實施中以學生為主體,鼓勵他們勤動腦、多動手,積極解決實施過程中出現的各種學術及非學術問題。駐點3:試驗數據采集及分析。本階段著重培養學生客觀、實事求是的科學態度,訓練規范、縝密的思維習慣;學會尊重客觀規律,戒除急于求成和主觀臆斷的大忌。熟悉專業常規操作、培養實驗技能,提升發現問題、解決問題的實踐能力。這個環節中,指導教師不僅要指導學生掌握基本的數據處理和分析方法,更應在一定的高度上,采用適當的形式(如組會討論),啟發學生對實驗結果進行科學系統的討論和思考,不斷提升他們凝練科學問題、進行對比分析、舉一反三的科研能力。駐點4:論文撰寫及成果深化。相對于前三個階段,本階段重在對研究成果的深化分析,著重培養學生綜合的運用所學理論知識解釋試驗現象,提升論文工作的理論水平,避免“實驗報告”式畢業論文的出現。指導教師應鼓勵、啟發學生做更多、更深入的理論分析,而不是圖省事地取而代之,淪為“重使用輕培養”、“重結果輕過程”的反面典型。駐點5:答辯。這是全過程分析的最后一個駐點。無論從形式還是內容,都是具有重要意義的一個環節。采用規范的論文評閱和答辯形式,對于提升論文質量,完成最后的升華至關重要。本課題組成員均具有多年的相關工作經驗,學生論文經由課題組指導老師之外的兩名其他老師實質性的評閱,給出具體評閱意見,并由學生經修改后再進行答辯。答辯采用PPT講述方式,全面考察學生在論文過程中的工作質量。
3實施效果
2012-2015年,作者針對選題與查閱文獻、研究方案制定與實施、試驗數據采集及分析、論文撰寫及成果深化答辯五個駐點的具體內容,將“過程培養”模式的理念和方法實施運用到大連理工大學土木專業本科畢業論文指導的具體工作中——所指導的土木專業本科畢業生陳×(2012年)、李×(2013年)、白××(2014年)等同學,在論文過程及畢業答辯中表現突出,畢業論文成績均為“優”。特別是陳×(2012年)同學,不僅獲得2012年大連理工大學優秀本科生畢業論文,并于論文期間在學術期刊上發表了與其論文工作相關的學術論文,科研能力得到了全面的鍛煉和提升。實踐表明,該方法對于全面提高本科生的科研素質和創新能力,確實是行之有效的。因此,作者認為,應繼續深入探索研究、并在在更大范圍內推廣基于“過程培養”的創新型土木專業本科生畢業論文指導模式。
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關鍵詞: 土木工程;畢業設計;力學教學;理論知識;工程實踐
中圖分類號:TU-4;G642477 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0126-03
土木工程專業畢業設計是培養計劃中最后且最主要的綜合性實踐教學環節,也是人才培養目標的重要階段之一。要求學生將大學此前所學的專業知識融會貫通,并應用于實際工程,培養學生綜合應用所學基礎理論和專業知識,以及獨立分析和解決實際工程問題的能力[1]。然而,土木工程畢業課題大部分涉及力學分析和計算,但從指導學生畢業設計中可以看出,學生普遍不能很好應用力學知識去分析、解決問題。為此,加強力學基礎教學改革和實踐,確保學生畢業設計論文質量是高等院校面臨的一個重要課題。
一、土木工程專業畢業設計存在的問題
目前,土木工程專業本科畢業設計課題主要來源于工程建設類和研究項目的實際課題,但這兩類課題都涉及力學知識,若缺乏較強的力學分析和計算基礎則難以完成高水平的畢業論文。當前土木工程本科專業畢業設計存在的主要問題如下。
(一)缺乏解決實際工程問題的能力
房屋建筑結構方案設計方向論文內容主要包括結構選型、結構布置、建立模型、擬定計算簡圖、內力分析、內力組合、截面設計、構造處理等。顯然,合理的建筑結構設計是以力學分析和計算為基礎,然而在指導學生畢業設計的過程中筆者發現,學生嚴重缺乏利用所學的理論力學、材料力學,尤其是結構力學相關知識分析和解決工程實踐問題的能力。已踏入工作崗位的學生反映,雖然已學習了理論力學、材料力學和結構力學,且在期末考試中也取得了較好的成績,但進入畢業設計階段仍無從下手。如:畢業設計涉及的力學知識也許不能完全用書本知識解決,但對于簡單的力學問題,學生往往感到毫無頭緒,只能在教師的指導下做出正確選擇。這說明學生還無法將專業基礎知識、基礎理論知識在頭腦
中形成統一體系[2],學生在本科階段學到的力學基礎知識沒有真正起到基礎和鋪墊的作用。缺乏知識綜合應用,尤其是應用力學知識解決實際工程問題的能力是土木工程專業本科畢業設計最突出的問題。表1為筆者所在的土木專業二本學生近年來畢業設計題目。從表中和筆者教學實踐調查可以看出,由于學生力學水平較差,因此畢業設計大多數為施工組織設計以及巖土工程方向,而房屋建筑結構方案設計方向的論文偏少,研究型論文的畢業設計基本沒有。
(二)結構設計概念模糊,缺少方案論證
土木工程畢業設計的實施過程歸根結底是一個結構概念分析的過程。所謂概念設計一般是指不經過具體的數值計算,主要依據整體結構體系與分體系之間的力學關系,根據現象和工程經驗得出基本設計原理和思想,從整體的角度確定建筑結構的總體布置以及抗震細部措施的宏觀控制,概念設計思想已逐漸被大范圍地推廣,并在結構的選型、布置、計算參數的確定等方面發揮越來越重要的作用。然而,目前的本科生由于力學基礎知識不牢固,工程實踐經驗不足,加之計算機的大量使用,導致結構設計概念模糊。
從目前筆者所在專業的畢業論文看,論文中普遍缺少方案選擇、比較以及方案論證,基本按照既有模式進行計算,有的甚至連計算方法都未弄懂,導致畢業論文中往往在選擇結構方案時對受力是否合理缺乏考慮,結構整體把握性差,空間想象力不夠,理性分析偏弱。
(三)學生定性分析以及手算能力不足
計算機的普及和高速發展為結構分析提供了多樣化的選擇,培養學生利用計算機分析結構已成為課程建設和教學的重要內容。為了培養學生利用計算機進行結構分析的能力,東華理工大學土木與環境工程學院在編制結構力學I課程教學大綱時重點增加了6個課時的上機操作,同時在課堂教學中增加了通用工程結構分析軟件介紹,如SAP2000,ANSYS等有限元分析軟件。然而,負面效應是學生過分依賴計算機分析軟件,當遇到必須通過手工計算才能解決的復雜結構時,大部分學生無法應對。另外,當計算出現錯誤或在使用過程中輸入錯誤參數時,學生無法較快地定性分析內力圖是否正確,更不知如何手工校核。
(四)缺乏創新思維和獨立分析能力
本科畢業設計目的是重點培養學生的創新思維和獨立分析能力。由于本科生知識面偏窄,限制了學生創新思維的發展,學生獨立分析與解決問題的能力薄弱,畢業設計時力不從心。通過對本專業2006級畢業生情況調查分析發現,學生對所學的各門課程,特別是對三大力學的綜合運用能力不強;對實際工程了解模糊,在將實際工程轉化為計算模型時,方法實施不明確,加之對結構構造要求不熟悉,欠缺獨立查閱文獻的能力,造成了學生過分依賴教師的情況出現。
二、產生原因分析
(一)理論與實際脫節
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③趙春.化學化工類畢業論文質量的影響因素與對策研究[J]. 長江大學學報(自然科學版),2011(1):270-272.
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近年來,各高校院系結合本專業特色,在畢業設計選題、指導教師培養、畢業設計過程管理等方面做了許多有益的探索與實踐。已經有大量的文獻,報道了它們在指導學生畢業設計過程中的寶貴經驗。但相關報道多以理工科及文科院系為主,而關于醫學院系特別是護理學院系在指導學生畢業論文方面所做的報道卻較為鮮見。近年來,我們結合護理學專業特點,對2001級、2002級、2003級畢業論文工作加強管理,以培養學生創新意識、提高綜合能力為目的,通過施行舉措,在督促畢業生按時保質保量地完成論文寫作方面取得了很好的成效,并總結出了一些經驗。本文將對這些舉措進行介紹,以期為今后此項工作的開展提供適當的參考。
一、存在的問題
近年來,隨著高等教育大眾化發展和本科教學改革的深化,專業課程學時相對壓縮,使學生在橫向知識體系加寬的同時減少了專業知識的深度,加上畢業生就業壓力的逐年增大,使畢業論文工作面臨著很多困難。其突出的問題有3個:
1.思想重視不夠
近年來,由于高校擴招的不斷發展,學生數量逐年增加,使得指導教師在指導畢業設計方面的工作量隨之增加,畢業論文設計的教學資源趨于緊張。大多數教師在指導畢業設計的同時還承擔大量的教學和科研任務,因此,思想上不重視畢業設計指導工作,在指導時間和精力上投入也非常有限。
而對于學生方面,有的學生平時課程學得不扎實,對專業知識的理解不夠深刻,容易造成對論文寫作的無從下手。有的學生對指導老師的依賴性太強,不能正確、靈活地利用論文檢索工具。有的學生思想上不重視,在要上交時隨便從網上東拼西湊地抄襲,敷衍了事。這些學生都是從思想上沒有能認清畢業論文的重要性,浪費了畢業前的一次綜合訓練機會。
2.時間安排不當
畢業論文設計的安排,往往是在最后一個學期開始,若時間安排的太晚,會給論文的開展帶來困難。一方面,學生進入論文的設計時間較晚,不能深刻地理解題意,更不能進行充分的資料收集、準備,從而影響畢業論文的質量。另一方面,指導老師與學生的接觸較晚,容易給師生交流和論文寫作過程管理帶來不便。
3.格式欠規范
學生的論文格式不規范,排版樣式多樣,錯別字眾多。而且許多學生習慣性地從網上下載一些文字,然后進行簡單的拷貝,一方面容易造成知識產權的問題,另一方面會造成文章的寫作風格不一,使文章缺少連貫性。
二、提高畢業論文質量的舉措
針對以上幾點問題,護理學系結合本院系的特點,從以下幾方面著手,規范要求,嚴格把關,以保證畢業論文質量和水平。
1.充分認識畢業論文工作的必要性和重要性,作好組織動員總結工作
系部廣泛動員全系教師、應屆畢業生和臨床教學醫院,充分認識畢業論文工作的必要性和重要性,保證學生論文的質量。護理學系成立了學術分委員會,召開專業教研室會議,布置年度畢業生論文工作安排,制訂論文的寫作規范和格式、確定嚴格的時間節點,最后形成詳細的論文指導計劃。在學生下點實習前進行專題畢業論文動員,組織有關教師講解、宣傳畢業論文重要性及寫作規范。使學生認識到畢業論文在掌握所學知識、培養研究問題解決問題的能力以及獲取學位和順利畢業過程中的重要作用。在學生實習結束返校后,召開畢業論文工作總結大會暨優秀論文頒獎典禮,評選出優秀畢業論文及臨床優秀指導教師,邀請優秀論文作者上臺介紹論文寫作經驗,由專家現場提問點評,并安排低年級學生共同參加,以使其對畢業論文工作有所了解。
2.嚴格制定畢業論文寫作規范和程序,確保管理工作有序進行
根據護理學專業教學計劃和教學大綱的有關要求,我系特制定了《福建中醫學院護理學專業本科畢業論文工作的管理規定》,以規范護理學專業本科學生畢業論文工作。同時,又詳細安排了畢業論文工作的具體程序,將畢業論文工作劃分為準備階段、選題與審題、開題報告、論文撰寫、檢查與指導、論文評定、工作總結和歸檔與保管階段,明確列出各個階段的工作程序與要求、要求完成的時間以及完成人,并結合本科學生實際情況,將學生一年的實習期劃分為上、下兩個階段:上半階段要求學生完成畢業實習及畢業論文工作的前期準備工作;下半階段主要集中精力撰寫論文,并集中選擇一個科室繼續完成實習。然后再將兩個階段的時間進一步細化,列出畢業實習與畢業論文工作的各具體的時間段,保證了臨床醫院與實習生對實習與論文工作能夠心中有數,確保了畢業論文工作有條不紊地進行。同時,我系制作了畢業論文任務書、論文題目登記表、開題報告、評審表、成績登記表等一系列表格材料,發給臨床醫院使用,并制作了論文“書寫體例”,以統一學生論文的格式。還由鄭國華博士制定了《護理學專業本科畢業論文評分細則》,使論文的評審有據可依,從而也保證了論文成績的公正性。
3.加強系部與臨床教學醫院聯系,監控畢業論文工作全過程
為進一步完善論文管理工作,在2005年福建中醫學院護理學專業臨床教學工作會議上,我系與福州、廈門、漳州、泉州地區各臨床教學醫院的護理部主任、臨床教學負責人一起,討論了此次畢業實習與畢業論文工作改革的情況,聽取各方意見。2006年5月,我系在2001級學生畢業論文工作完成以后,也專門召開了畢業論文工作總結會議,與福州地區部分醫院的護理部主任一起評選優秀論文、探討改進工作的方法。2007年1月,舉辦2006年臨床護理學師資培訓班,對全省十五所醫院護理人員代表進行為期三天的培訓,介紹“護理臨床教學與畢業論文工作”、“護理科研基本程序”等知識。此外,考慮到我系的畢業論文工作尚處于試驗探索階段,又專門安排了系部老師參加指導,負責與各臨床醫院護理部聯絡協調及為學生答疑釋惑。并自2006年起,系部安排教師作為聯絡員,下到福州各臨床教學醫院,參加論文開題、論文答辯,并加強中期檢查。
4.臨床教學醫院密切配合,保證畢業論文工作順利完成
臨床醫院重視畢業論文工作,組織成立畢業論文評審委員會,嚴格選聘指導教師,開展指導人員培訓,交流論文指導經驗,明確工作任務、職責,清晰論文指導流程。護理部針對學生論文的選題、設計、資料收集、統計、分析、文獻查閱等進行了專題講座,講座后,由學生根據自身興趣確定論文的研究方向,論文評審委員會認真審定學生上報的課題,安排指導老師與學生見面,并由教師對學生進行一對一指導,協助學生論文擬題,為學生寫作答疑,避免學生在論文創作過程中走彎路。護理部組織“畢業論文開題報告會”,針對學生論文題目、論文設計、方法等提出意見和建議。在學生撰寫論文過程中,護理部負責宏觀調控,指導老師則耐心細致引導學生搜集論文相關資料撰寫論文,并針對論文相關內容定期進行督促和檢查,及時與學生交流并對論文進行修改,使學生能夠在規定時間內寫出一定質量的論文。最后學生論文完成后由護理部組織論文評審委員會對學生論文進行評審,選出優秀論文上報系部。畢業論文工作結束后,護理部及時進行工作小結,綜合分析學生畢業論文水平,指出存在問題,提出意見和建議。
三、取得的成效
1.學生表現了較高的悟性和科研能力,個人潛能得到發揮。能夠將課堂所學知識與臨床實際運用相結合,培養了嚴謹勤奮的工作態度和求實創新的科學作風。
2.大多數同學能夠運用所掌握的基礎知識、基本理論和基本技能,對所選課題進行充分的調查、研究、統計和分析,掌握了文獻檢索、課題設計、調查研究、收集數據、閱讀專業資料等科研工作的基本程序與方法,具備了撰寫論文的能力。
3.臨床教學醫院反饋,畢業論文工作的開展不僅培養了學生獨立工作能力和創新精神,鍛煉了學生從事科研的能力,使學生的綜合素質得到了提高,同時,為更好地指導學生撰寫畢業論文,帶教老師也加強自我充電,使自身的教學科研能力也得到了相應的提高。
【參考文獻】
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土木工程專業畢業設計是高校本科人才培養計劃中的最后一個環節,也是重要的實踐教學環節。其目的在于培養學生綜合運用大學期間所學的課本上的基本知識、基本理論和獲得的基本技能,完成未來工程師基本素質的訓練和科學研究方法的初步訓練;鍛煉學生的文獻獲取、資料閱讀、行業規范應用、課題調研等方面的能力,自我學習能力,發現問題、分析問題、解決問題的能力;訓練學生獨立設計及團隊協作能力,行業內計算機軟件應用、編制文本的能力等。它是提高學生綜合素質和工程實踐能力、培養創新能力的重要載體;是對學生大學四年所學知識、能力、素質的全面檢驗,同時對學生的思想品德、工作作風、工作態度和獨立工作能力具有深遠的影響,是學生走向工作崗位前一次真實的演練。對學校來說,它是實現人才可持續發展的重要過程和環節[1];對學生來說,它是取得畢業資格和獲得學士學位的必修課程。畢業設計既是本科生大學階段學習的最后一個教學環節,也是高校實現人才培養目標的重要教學環節之一,更是全面檢驗大學生在本科階段的知識積累、實踐和創新能力的主要手段,是“產品”出廠前的檢驗。通過畢業設計這一環節的訓練,可以進一步培養及提高大學生各方面的素質和能力。
二、畢業設計中的能力培養
土木工程專業本科生畢業設計主要包括選題、資料收集、計算、撰寫(繪制)、定稿和答辯等環節。在這一實踐教學過程中,主要應注重培養學生以下幾方面的能力。(一)綜合運用知識的能力學生在大學四年中學習了基礎課、專業基礎課和專業課等多門課程,其中每一門課程學習過程中的作業或練習都是針對本門課程進行的,較少聯系其他課程。而畢業設計卻需要將各門課程的知識綜合應用于設計中,對所學知識進行一次系統的梳理和貫通。在這個過程中,學生遇到難題,就會不斷回顧已學的課本知識,不斷從不同的課程知識中尋找答案,這樣的實踐需求使得學生能主動將多學科的知識綜合運用,不斷加深理解,提高綜合運用能力。[2][3]比如土木工程學科本科生開設了混凝土基本理論課程,學生學習這門課程主要是為了掌握混凝土基本構件的構造與配筋設計。在本門課程教學時,配筋設計是在已知內力的情況下進行的,該課程中并不涉及復雜的內力計算和組合。而另外一門課程結構設計,則主要涉及結構構件在外荷載作用下的內力計算與組合,其教學的重點不是配筋計算。當進行畢業設計時,學生需要將涉及建筑構造、建筑材料、結構設計、混凝土基本理論等諸多課程的基本知識綜合運用在一起,這樣才能完成從方案比選、建筑設計到結構設計等一條龍的設計流程。(二)查閱使用相關文獻資料的能力眾所周知,科學與技術的發展具有連續性和繼承性,只有知道前人都做過了什么工作,取得了什么樣的成果,采用了什么方法等,才能在此基礎上做進一步的研究。另外,當今社會科技飛速發展,信息量大且雜亂,想要在浩如煙海的信息中快速獲得有用的信息,需要采取一些手段和方法。傳統的紙質圖書的使用,比如去圖書館查找閱讀是可行的,也可以利用便利的網絡及媒體技術,快速獲得電子版本的圖書、文章、圖集規范等。現代大學生一般兩種方法都使用,但更加偏好通過互聯網技術來獲得資料。針對土木工程專業本科生畢業設計的特殊性,文獻資料的查找和使用尤其重要。土木工程學科不能離開相關的行業規范和圖集等,本科生畢業設計就要訓練學生按照行業規范來進行,合理正確選用標準圖集等。比如鋼筋混凝土框架結構房屋的設計,就要使用相關的混凝土結構設計規范,此外還要涉及建筑細部構造的圖集、建筑做法的圖集、平法圖集、制圖標準等。畢業設計的訓練,能使學生在走出校門之前就具備工程師的基本素質。(三)外語應用能力土木工程專業的本科生階段一般都開設了大學英語和專業外語等課程,有的高校還將“通過大學英語四級”作為獲得學士學位的必要條件,這使得學生的外語能力得到了較好的訓練。而在后續的專業課程學習中,一般較少涉及外語的應用,所以有的學生誤認為外語能力在土木工程行業里是沒有用處的。實際上,隨著土木行業的不斷國際化,引進來的和推廣出去的項目都逐漸增多,外語能力正逐漸成為土木工程專業大學畢業生的一項基本技能。在過去幾屆畢業生中,每屆都有學生選擇“海外項目部”就業,他們走上工作崗位以后直接就被派駐海外項目基地參與國際項目了。在畢業設計環節,為了進一步提高學生的外語能力,學校往往要求學生閱讀一定數量的外文文獻,并翻譯成中文;另外還需要將設計計算書的摘要部分翻譯成外文。(四)設計能力土木工程專業本科生的畢業設計需要根據各項要求,在指導教師的帶領下,完成簡單的單體建筑或者某一分部分項工程的施工圖設計(或施工組織設計,或工程預算編制等)。這就需要學生運用所學知識,提出多種可行的設計方案,每種方案還可能涉及多種研究方法和手段,并進行各方案的比較,擇優選取。設計能力的訓練貫穿整個畢業設計全過程,從方案設計、建筑設計、結構設計,到細部設計、截面設計等。設計能力的培養也是土木工程專業本科生培養目標的一部分。(五)理論計算和計算軟件應用能力土木工程專業本科生在大學四年里學習了不少理論知識,包括數學的、力學的、材料方面的、結構設計理論方面的,等等。這些基本理論都是為解決實際工程問題而打下的基礎。在畢業設計過程中,需要結合實際工程的情況,做出合理的簡化和假設,運用這些基本理論來解決土木工程領域的現實問題。比如結構設計時需要進行荷載統計、模型簡化、受力分析、內力組合、截面設計等,這些都需要用到數學的、力學的、材料的基礎理論知識,然后結合土木工程的行業規范,進行理論的計算。對于簡單的建筑物,在設計中一般采用手工理論計算,外加專業軟件計算復核的模式進行;對于復雜的結構物,只能手工計算一部分內容,主要的理論分析和設計都需要借助專業軟件來完成。隨著科技的發展,土木工程行業的計算也越來越精細,越來越多的計算輔助軟件被開發出來。學生在學校里學習時就逐步接觸了一些行業的專用軟件,通過畢業設計這個環節加強,學生走出校門時可以直接與用人單位的要求接軌。(六)創新能力創新能力是科研工作者和工程師應該具備的首要素質。在本科畢業設計階段培養學生的創新思維能力是高校教學的一項有效實踐。在畢業設計階段培養學生的創新思維能力,指導教師應該針對學生選題的內容和預期將要完成的任務,有意識地引導學生從多角度思考問題,尋求解決問題的不同方法,并鼓勵和指導學生探索新方法、新思路。對畢業設計過程中出現的問題,指導教師要帶領學生一起討論,引導他們多查找文獻、多寫心得體會,并將其整理形成小論文,公開發表。(七)寫作(繪制)能力任何的科研成果或設計成果,都需要按照一定的方式表達出來,畢業設計成果也是一樣。土木工程專業本科學生的畢業設計成果一般包括兩部分:設計計算書和圖紙。其中計算書就是設計的整個過程的書面表達,它要求結構完整、用語準確規范,語言表達清晰流暢,圖表公式等使用恰當。這就要求學生具有一定的科技論文寫作水平,這個過程也是訓練學生寫作水平的一種形式。土木工程專業畢業設計成果一般都包括圖紙繪制:方案圖、施工圖、細部詳圖,等等。這些圖紙需要按照行業規范繪制,表達清晰,同時這也是計算書結果的另一種表達方法。(八)自學能力和獨立工作的能力在畢業設計過程中,也應該注重學生的自學能力和獨立工作能力的培養和鍛煉。大學生畢業以后走上工作崗位,需要在各自的崗位上獨立承擔一定的工作任務,但是他們在大學各階段的學習過程中,都不同程度的依賴家長、教師和同學,有些人甚至存在獨立工作的恐懼心理。針對這樣的情況,在畢業設計這個環節,指導教師應該將訓練學生的自學能力和獨立完成任務的能力作為另一項中心任務。指導教師應積極引導學生發現問題,要求學生針對問題獨立查找資料尋找解決問題的辦法,只幫助他們分析解決問題的可能途徑和思路,而不直接給出解決問題的步驟和結果。這樣有意識地鍛煉學生自己收集和消化資料、自我思考和獨立分析的能力,盡可能地發揮他們的創造性,培養他們獨立工作的素質。
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文章編號:1671-489X(2014)18-0012-03
土木工程專業的實踐性和應用性較強,畢業設計則是土木工程專業本科實踐教學的綜合,更體現了畢業生解決實際問題和獨立解決問題的綜合能力。隨著卓越工程師培養和應用技能型人才培養的要求不斷提高,傳統的畢業設計指導模式已無法滿足畢業設計的質量要求[1-2]。同時,建筑行業也對土木工程專業的人才培養提出新的要求。當前,在提出建設應用技能型高校,培養應用技能型人才的背景下,本文面向建筑行業需要,探索與創新土木工程專業畢業設計指導模式,建立團隊指導、產學研聯合培養、課程設計與畢業設計一體化、科研項目―創新實驗―畢業論文一體化等畢業設計指導模式,以期提高畢業設計質量,鍛煉學生運用綜合知識的能力,實現卓越工程師和應用技能型人才的培養要求。
1 土木工程專業畢業設計存在的問題
畢業設計選題單一,與實際工程脫節 從畢業設計題目看,大多數畢業設計選題以工程設計為主,單一且陳舊,脫離實際,不能體現本學科最前沿的知識。土木工程專業畢業設計主要是多層民用建筑,雖可涉及辦公樓、教學樓、商場、住宅等,但基本均為框架結構,較少涉及鋼結構、工業廠房、高層建筑等。對技能型高校土木工程專業畢業生來說,只有少數學生可以進入設計單位,絕大部分畢業生從事施工、監理、造價、檢測等工作[3],但畢業設計很少涉及,與實際工程需要脫節。
普遍存在前松后緊現象 土木工程專業畢業設計時間一般為14~16周。實踐表明,在畢業設計開始時,部分學生無從下手,部分學生尚未進入狀態,不急于開始畢業設計工作;另外,就業、考研成績剛剛公布等因素,使得畢業設計的前期時間被大量占用,影響了畢業設計的質量和進度。隨著畢業設計工作的開展,特別是到5月份,學生才意識到時間緊迫,于是開始加緊時間,加快速度,也使得畢業設計質量不高??傊@種前松后緊的現象使得計算書和圖紙錯誤較多,導致畢業設計質量下降。
照抄照搬現象亦較普遍 目前,土木工程專業畢業設計基本采用電腦繪圖并完成計算書,鍛煉了學生軟件應用能力,但這也為學生照抄照搬別人的畢業設計成果提供了條件[4]。在畢業設計期間,不少學生能找到往屆畢業生的畢業設計成果。很多學生由于前期進度較慢,后期直接將別人的畢業設計計算書和圖紙稍加修改,從而短時間內完成畢業設計。這樣完成的畢業設計往往錯誤百出,極易出現計算書前后矛盾、計算書與圖紙自相矛盾等情況,失去畢業設計的目的。
指導教師水平有待提高 應用技能型高校,絕大部分本科辦學時間不長,近年來引進教師較多,他們基本都是從學校到學校,對理論課程比較熟悉,但對實踐教學內容明顯不熟,工程實踐訓練更加缺乏,對規范條文也不夠清楚,不能很好地指導畢業設計。同時,高校歷來重視教師的學歷層次、科研項目、論文、經費到賬等,對教師的工程實踐不夠重視,導致部分高學歷教師在指導畢業設計時,僅能解決畢業設計中的小問題,影響了畢業設計質量,與應用技能型高校的辦學思想也不符。
2 土木工程專業畢業設計指導模式的創新途徑
在應用技能型高校辦學背景下,面向建筑行業需要,土木工程專業畢業設計指導模式亟需改革和創新。基于此,提出幾種畢業設計指導模式。
團隊指導畢業設計 土木工程專業涉及面廣,其內容無法在畢業設計中全面體現。組建團隊指導畢業設計,從科研、工程實際出發,由多名教師合作組建指導教師團隊,指導多名學生完成較大的畢業設計課題[5]。例如,以某公路設計為團隊畢業設計題目,學生團隊可分別完成線形設計、路基路面設計、橋涵設計、概預算與施工組織設計、附屬設施設計。另外,還可安排建筑工程方向學生完成加油站的結構設計。在這一過程中,團隊成員之間相互交流、協調,最終完成一條公路的設計工作,每個學生都加強了對公路設計的全面認識,形成了比較完善合理的知識結構,加強了綜合運用知識的能力。這不僅符合卓越工程師的培養要求,也是應用技能型人才的培養思路。
產學研結合畢業設計模式 應用技能型高校應加強與企業單位的聯系與合作,這對創新土木工程專業畢業設計指導模式具有指導作用。很多高校指導教師選題缺乏工程實際背景,歷年畢業設計土木具有相似性,造成學生對畢業設計缺乏新鮮感和產生脫離實際感,對畢業設計興趣不高[6]。通過產學研結合,聘請校外企業導師單獨聯合校內導師指導畢業設計,可以豐富畢業設計內容,緊跟工程實際,也可直接參與工程單位項目,這樣可以大大提高畢業設計質量;同時,學生也可以在企業導師的幫助下迅速適應工作環境,對就業大有益處。
課程設計和畢業設計一體化 土木工程專業本科教學中,畢業設計的內容基本是幾門主干專業課程課程設計的綜合。因此,可以利用某一完整的已完工的實際工程資料,根據課程需要,分解成各課程設計的原始參考資料,這樣每個學生的課程設計內容整合后就是一個完整的工程項目設計。畢業設計時,只要將完成的課程設計有機組合成一個完整的設計文件即可。
以城市地下工程方向為例,該專業方向的課程設計除鋼筋混凝土結構和基礎工程課程設計外,一般還包括城市地下空間規劃與設計、地下建筑結構、隧道工程和地下工程施工組織設計等課程設計[7]。從教學內容和教學體系上講,這些課程之間存在緊密的依存、制約關系,如圖1所示。根據地下工程的實際情況,可將設計內容分為四大塊:規劃設計、隧道設計、地下結構設計及施工組織。畢業設計時只要整合好這四大塊內容,即將課程設計內容進行有機整合,并優化之,便可得到與實際工程基本一致的設計方案,甚至更優的設計方案[8]。
畢業論文與教師科研項目、學生創新項目一體化 為培養大學生的自主學習能力,培養大學生的創新精神,教育部、教育廳、高校設立了各級大學生實踐創新項目,學生通過主持或參與這些創新項目,培養了創新意識、合作精神和工程實踐能力。對于這些學生,允許他們以創新項目內容為基礎申請做畢業論文,這樣創新項目和畢業論文互為補充,實為一體。同樣,指導教師也可以將自己的科研項目與畢業論文相結合,具體做法是將科研項目內容進行分解,以適合本科生畢業論文的要求,做到教學與科研相統一。在具體確定畢業論文課題時,應基于學生現有理論和專業知識,選擇以鍛煉動手能力和學習科研方法為出發點的課題。
3 幾點建議
鼓勵年輕教師走出去,增強工程實踐能力 充分調動年輕教師的工作積極性,鼓勵年輕教師加強與工程單位的交流與聯系,積極參與具體工程,包括設計、施工、監理等不同工作性質,全方面提高自身的工程實踐經驗,做到理論與實踐相結合。同時,鼓勵年輕教師參加注冊工程師考試,熟悉工程規范條文,提高解決實際工程問題的能力,取得注冊師證書后還可更好地服務于工程單位。
加強畢業設計管理工作,實施全過程監控 學院要對畢業設計選題、教師指導時間、學生設計時間及畢業設計檢查要求等方面做出詳細規定,安排固定教室進行畢業設計,堅持畢業設計前期、中期、后期檢查,并進行中期答辯,對中期答辯存在問題的學生進行紅牌、黃牌、口頭警告,做到全過程監控學生的畢業設計進度和質量。
保障畢業設計經費,調動指導教師和學生積極性 在教學經費比較緊張的情況下,務必要確保畢業設計經費,解決畢業設計過程中的經費問題,如畢業設計檢查時相關資料的打印、復印等費用;對指導畢業論文的教師及學生可以解決一些試驗材料、測試儀器等費用,充分調動指導教師和學生的積極性。另外,在有可能的情況下,可以適當增加教師指導畢業設計的教學工作量。
嚴把畢業設計答辯關,大力提倡公開答辯 畢業答辯環節十分重要,它是學生畢業設計成果的綜合體現,嚴禁走過場。同時,大力提倡公開答辯。其中,對于優秀畢業設計必須參加公開答辯,并允許低年級學生旁聽,讓低年級學生對畢業設計有一定的感性認識,掌握一些問題的處理方法,為以后自己做好畢業設計打下基礎,還能夠促進優良學風的建立。
4 結語
建設應用技能型高校勢在必行。畢業設計是土木工程專業應用型人才培養思路的一個集中體現,是培養卓越工程師的一個重要環節,也是建筑行業對應用技能型人才的迫切需要。本文以辦好應用技能型高校土木工程專業為目標,總結土木工程專業畢業設計存在的問題,改革并創新土木工程專業畢業設計指導模式,并提出幾點建議,希望對提高土木工程專業畢業生全面素質,對應用技能型高校如何辦好土木工程專業具有借鑒作用。
參考文獻
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和理工科類院校不同,農業院校的環境類專業一般都源于土壤學、生物化學、生態學等學科,其本科課程設置主要是幫助學生形成以土壤、農業化學和農業生態資源等專業的知識體系。因此,農業院校環境工程專業在畢業論文(設計)任務書的安排上,也應與一般的工科院校有所不同。從目前來看,農業院校環境工程專業的畢業論文(設計)主要存在以下幾個問題:
1.本科畢業論文(設計)任務書的設置比較單一,重實驗輕設計。很多農業院校的環境專業本科生畢業只有畢業論文可做,而無畢業設計的內容供學生選擇。由于農業院校環境工程專業一般建設較晚,在師資、課程體系、實踐環節方面和工科院校相比都有一定差距。在工程設計及應用的教學、科研方面,農業院校環境類專業的基礎顯得更加薄弱。因此,目前很多農業院校的環境工程專業的師資力量尚難以開展對學生進行畢業工程設計的指導;同時,由于學生們受專業課程設置所限,他們的工程思維和設計能力與工科學生相比都有較大差距,因此很多學生也不愿意選擇他們感覺更為吃力的畢業設計工作。然而,目前環境工程本科生就業的去向主要還是與環保工程設計、施工、運行等相關的公司和企業,而諸如環境管理部門、環境監測站等事業單位現在大多都呈人才飽和狀態,可接受的本科畢業生非常有限。由于農業院校環境工程專業畢業生在工程設計能力方面的弱勢,在就業時與工科院校同類專業的畢業生競爭時就處于明顯的劣勢。因此,有必要通過畢業設計來加強農業院校環境工程專業學生的工程思維和設計能力,使他們能夠具有環境工程專業畢業生所需要的基本工程設計基礎和能力,從而在一定程度上扭轉我校該專業畢業生就業時面臨的不利局面。
2.本科畢業論文(設計)任務書的設置未能充分突出農業院校的特色,尚未充分體現農業院校學生現有知識體系的優勢。與工科院校相比,農業院校的環境工程專業在專業的歷史沿革、學科組成和行業特性上都有自身的特殊性。因此,為了提高農業院校環境工程專業人才的競爭力,需要在畢業論文(設計)這一人才培養的關鍵環節上充分體現農業院校的特色與優勢。農業院校的環境工程人才培養模式不能照搬工科大學的方法,而應走有生態特色的辦學之路,培養出可投身于農村環境污染防護的人才。農業院校一般都具有生物、生態學科的優勢地位,畢業生相對于工科院校的學生具有更扎實的生態學知識。此外,當前環境工程畢業生就業的一個重要方向是環境影響評價咨詢工作,生態環境影響評價又在其中占據主要地位。因此,可以考慮讓一部分學生在完成畢業論文(設計)時從事生態環境評價的工作。這樣一來可以發揮農業院校學生生態學基礎扎實、生態知識結構較全面的優勢,提高畢業論文(設計)的質量,二來可以提高學生的社會競爭力并適應市場需要,為從事生態環境評價特別是農村地區環境評價的單位輸送可用人才。
3.畢業論文(設計)立題與實際聯系還不夠緊密,約束性題目難以調動學生的創新熱情。由于教師設計的畢業論文(設計)題目未能全部追逐科技前沿或來自于實際的工程項目,部分題目陳舊甚至經年不變,擺在學生面前的是一些舊知識舊問題,使得設計成果沒有實用價值和科學意義。這在一方面打擊了某些學生在完成畢業論文(設計)的熱情和積極性,也使得某些本來就對畢業設計(論文)重要性認識不足的同學更加放松了對自己的要求,對工作應付了事。
為提高農業院校環境工程專業本科生的畢業論文(設計)的完成質量,進一步加強農業環境類專業學生的市場競爭力,在畢業論文(設計)的設置和指導上可以考慮以下的一些改進措施:
1.加入一些和農村環境保護治理相關的設計類題目。
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由于目前工科院校的環境工程大多是在給水排水專業的基礎上發展而來,因此,工科院校的環境工程專業在畢業設計的內容上受給水排水專業的影響較大。在水污染控制方面主要為排水管網和城市污水處理廠的設計。農業院校如果照搬工科院校的設計內容,由于專業基礎所限,無法與之進行有力的競爭。因此,應在設計內容上著眼于和農村地區和農業環境相關的工程。如目前農村受污染地下水的治理和農村污水的處理都是國家十二五規劃的重要內容,相關的工程也建設了不少。可以設定一些如農村小型給水站或分散性生活污水處理站的課題。在處理工藝選擇上,由于農村地區的特殊條件,一般應選擇操作較簡單且成本較低的常規處理工藝,這樣更符合農村地區的實際需要。比如用吸附工藝處理污染地下水,或用人工濕地處理畜禽類廢水,都是可行的設計題目。學生經過這些設計工作的鍛煉,將有助于他們在畢業后從事農村環保治理的相關工作,不僅提高學生的就業率,也可為農村環境的治理培養可用人才。為達到這一培養目標,學校在青年教師的引進和培養上也要考慮有工程背景的環境工程專業人才,同時可以通過幫助青年教師去設計類單位進行工程實踐等措施,提高他們的工程素養和設計能力,從而達到輔導學生的要求。
2.在本科生畢業設計(論文)工作中體現資源與環境的緊密結合,設置適量的生態環境影響評價的題目。工科院校的環境專業一般更側重于各種污染治理技術工藝的開發與研究,對環境與資源的重視不足。農業院校則注重于從宏觀側面上分析環境與資源的關系,將自身對土壤學、氣象學和生態學等學科的研究優勢體現在資源和環境管理方面。為進一步體現農業環境院校學生在這方面的特點,有必要在畢業設計時通過設置合適的環境影響評價的課題來提高學生的相關能力。另一方面,環境影響評價咨詢工作在當前對環境工程本科畢業生來說是一個重要的就業方向,其中主要的一個部分就是生態環境影響評價。和做工作設計不同,由于農業院校學生在生態學方面有較扎實的基礎,因此和工科院校學生相比并不遜色,甚至某些方面他們做的比工科院校的學生要更加深入,相關的知識結構也更加全面。為本科生畢業設計設置適當的環境影響評價課題,不僅發揮了農業院校學生在生態環境評價方面的一些優勢,也可為學生的就業提供有效的幫助。當然,這同樣也對學校的師資力量提出了更高的要求。不僅在課程設置上需要加入環境影響評價的課程,對青年教師的引進和培養,也要做好相關的準備工作。一個可取的方法是鼓勵青年教師考取國家的環境影響評價注冊工程師,通過提高教師隊伍的素質來保障本科生培養的質量。
3.將畢業論文與教師主持的科研項目或課題聯系起來,培養學生的科研素養。環境工程專業由于本科就業的壓力較大,相當一部分的學生選擇畢業
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安排在第七學期末開始的畢業設計(論文)是環境工程專業實現培養目標的一個重要的實踐教學環節,是對學生所學理論和技能的綜合運用和檢驗,也是保證本科教學質量的最后一道防線。畢業設計(論文)輔導環節對學生的要求主要體現在三個方面:1.鞏固與擴展所學的基本理論和專業知識,培養提高學生綜合應用所學知識、獨立分析、解決本學科領域的實際問題和初步進行科學研究的能力;2.培養學生樹立正確的設計和研究觀念,發揚理論聯系實際的工作傳統;3.使學生在方案設計、材料調查與搜集、工程繪圖、理論計算、實驗研究、數據處理、外文閱讀、使用計算機、查閱文獻、經濟分析、工具書的使用、文字表達等基本技能方面得到進一步的訓練和提高。鑒于畢業設計階段對于本科生培養的特殊重要性,本文就農業院校環境工程專業本科畢業設計設置安排存在的問題和解決的途徑提出一些個人的看法,希望能為我校環境工程新專業的建設提供一些可供參考的建議。
和理工科類院校不同,農業院校的環境類專業一般都源于土壤學、生物化學、生態學等學科,其本科課程設置主要是幫助學生形成以土壤、農業化學和農業生態資源等專業的知識體系。因此,農業院校環境工程專業在畢業論文(設計)任務書的安排上,也應與一般的工科院校有所不同。從目前來看,農業院校環境工程專業的畢業論文(設計)主要存在以下幾個問題:
1.本科畢業論文(設計)任務書的設置比較單一,重實驗輕設計。很多農業院校的環境專業本科生畢業只有畢業論文可做,而無畢業設計的內容供學生選擇。由于農業院校環境工程專業一般建設較晚,在師資、課程體系、實踐環節方面和工科院校相比都有一定差距。在工程設計及應用的教學、科研方面,農業院校環境類專業的基礎顯得更加薄弱。因此,目前很多農業院校的環境工程專業的師資力量尚難以開展對學生進行畢業工程設計的指導;同時,由于學生們受專業課程設置所限,他們的工程思維和設計能力與工科學生相比都有較大差距,因此很多學生也不愿意選擇他們感覺更為吃力的畢業設計工作。然而,目前環境工程本科生就業的去向主要還是與環保工程設計、施工、運行等相關的公司和企業,而諸如環境管理部門、環境監測站等事業單位現在大多都呈人才飽和狀態,可接受的本科畢業生非常有限。由于農業院校環境工程專業畢業生在工程設計能力方面的弱勢,在就業時與工科院校同類專業的畢業生競爭時就處于明顯的劣勢。因此,有必要通過畢業設計來加強農業院校環境工程專業學生的工程思維和設計能力,使他們能夠具有環境工程專業畢業生所需要的基本工程設計基礎和能力,從而在一定程度上扭轉我校該專業畢業生就業時面臨的不利局面。
2.本科畢業論文(設計)任務書的設置未能充分突出農業院校的特色,尚未充分體現農業院校學生現有知識體系的優勢。與工科院校相比,農業院校的環境工程專業在專業的歷史沿革、學科組成和行業特性上都有自身的特殊性。因此,為了提高農業院校環境工程專業人才的競爭力,需要在畢業論文(設計)這一人才培養的關鍵環節上充分體現農業院校的特色與優勢。農業院校的環境工程人才培養模式不能照搬工科大學的方法,而應走有生態特色的辦學之路,培養出可投身于農村環境污染防護的人才。農業院校一般都具有生物、生態學科的優勢地位,畢業生相對于工科院校的學生具有更扎實的生態學知識。此外,當前環境工程畢業生就業的一個重要方向是環境影響評價咨詢工作,生態環境影響評價又在其中占據主要地位。因此,可以考慮讓一部分學生在完成畢業論文(設計)時從事生態環境評價的工作。這樣一來可以發揮農業院校學生生態學基礎扎實、生態知識結構較全面的優勢,提高畢業論文(設計)的質量,二來可以提高學生的社會競爭力并適應市場需要,為從事生態環境評價特別是農村地區環境評價的單位輸送可用人才。
3.畢業論文(設計)立題與實際聯系還不夠緊密,約束性題目難以調動學生的創新熱情。由于教師設計的畢業論文(設計)題目未能全部追逐科技前沿或來自于實際的工程項目,部分題目陳舊甚至經年不變,擺在學生面前的是一些舊知識舊問題,使得設計成果沒有實用價值和科學意義。這在一方面打擊了某些學生在完成畢業論文(設計)的熱情和積極性,也使得某些本來就對畢業設計(論文)重要性認識不足的同學更加放松了對自己的要求,對工作應付了事。
為提高農業院校環境工程專業本科生的畢業論文(設計)的完成質量,進一步加強農業環境類專業學生的市場競爭力,在畢業論文(設計)的設置和指導上可以考慮以下的一些改進措施:
1.加入一些和農村環境保護治理相關的設計類題目。由于目前工科院校的環境工程大多是在給水排水專業的基礎上發展而來,因此,工科院校的環境工程專業在畢業設計的內容上受給水排水專業的影響較大。在水污染控制方面主要為排水管網和城市污水處理廠的設計。農業院校如果照搬工科院校的設計內容,由于專業基礎所限,無法與之進行有力的競爭。因此,應在設計內容上著眼于和農村地區和農業環境相關的工程。如目前農村受污染地下水的治理和農村污水的處理都是國家十二五規劃的重要內容,相關的工程也建設了不少??梢栽O定一些如農村小型給水站或分散性生活污水處理站的課題。在處理工藝選擇上,由于農村地區的特殊條件,一般應選擇操作較簡單且成本較低的常規處理工藝,這樣更符合農村地區的實際需要。比如用吸附工藝處理污染地下水,或用人工濕地處理畜禽類廢水,都是可行的設計題目。學生經過這些設計工作的鍛煉,將有助于他們在畢業后從事農村環保治理的相關工作,不僅提高學生的就業率,也可為農村環境的治理培養可用人才。為達到這一培養目標,學校在青年教師的引進和培養上也要考慮有工程背景的環境工程專業人才,同時可以通過幫助青年教師去設計類單位進行工程實踐等措施,提高他們的工程素養和設計能力,從而達到輔導學生的要求。
2.在本科生畢業設計(論文)工作中體現資源與環境的緊密結合,設置適量的生態環境影響評價的題目。工科院校的環境專業一般更側重于各種污染治理技術工藝的開發與研究,對環境與資源的重視不足。農業院校則注重于從宏觀側面上分析環境與資源的關系,將自身對土壤學、氣象學和生態學等學科的研究優勢體現在資源和環境管理方面。為進一步體現農業環境院校學生在這方面的特點,有必要在畢業設計時通過設置合適的環境影響評價的課題來提高學生的相關能力。另一方面,環境影響評價咨詢工作在當前對環境工程本科畢業生來說是一個重要的就業方向,其中主要的一個部分就是生態環境影響評價。和做工作設計不同,由于農業院校學生在生態學方面有較扎實的基礎,因此和工科院校學生相比并不遜色,甚至某些方面他們做的比工科院校的學生要更加深入,相關的知識結構也更加全面。為本科生畢業設計設置適當的環境影響評價課題,不僅發揮了農業院校學生在生態環境評價方面的一些優勢,也可為學生的就業提供有效的幫助。當然,這同樣也對學校的師資力量提出了更高的要求。不僅在課程設置上需要加入環境影響評價的課程,對青年教師的引進和培養,也要做好相關的準備工作。一個可取的方法是鼓勵青年教師考取國家的環境影響評價注冊工程師,通過提高教師隊伍的素質來保障本科生培養的質量。
3.將畢業論文與教師主持的科研項目或課題聯系起來,培養學生的科研素養。環境工程專業由于本科就業的壓力較大,相當一部分的學生選擇畢業后繼續攻讀本專業的研究生。對于準備攻讀研究生的本科生,特別是已取得報送推免資格的學生而言,在本科畢業階段通過完成畢業論文來得到一定的科研能力的鍛煉是很有必要的。對于無需復習考研和找工作的保送生,可以安排他們盡早進入畢業論文的課題。在課題的選擇上,應盡量從老師的在研項目中選取適當的一部分讓學生來參與并完成,而不是只是簡單的讓本科生給在讀碩士生打下手。根據筆者的經驗,只要老師進行有效的輔導,并選取學生力所能及的課題,充分發揮他們的主觀能動性,本科生同樣可以參與到實際科研項目中,并做出較好的科研成果,有些本科生的科研成果在高度上甚至不遜于在讀的碩士研究生。對于要復習考研和找工作的畢業生,也要盡早安排他們進入畢業論文的課題。老師要幫助學生按安排好時間,一方面要讓他們認識到畢業論文的重要性,另一方面也要照顧到學生復習考研和找工作的實際情況,盡量做到兩頭兼顧。
綜上所述,為了提高農業院校環境工程本科生的培養質量,有必要在畢業論文(設計)環節的進行適當的調整,提高畢業內容的多樣性,加強其實踐性,并突出農業院校的特色,為培育出更多可投身于農村環境治理的人才而貢獻一份力量。
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作者簡介:宋高嵩,男,1964年出生于山東省平度市,工學碩士,教授,從事工程:土木工程教學,研究方向:道路工程規劃設計。林莉,哈爾濱理工大學 ,副教授。王曉東,哈爾濱理工大學 ,講師。
1、土木工程專業實踐教學體系的內容及存在的問題
按照土木工程(建筑、道橋)專業人才培養方案,制定了包括必修課、限選課、任選課三個層次的教學計劃。該計劃的特點是:文理滲透的公共基礎,系統寬厚的技術理論,靈活多樣的專業方向,多維立體的實踐體系。在教學內容上[1] ,精選課程內容,做到厚基礎,寬口徑,減少必修課門數,增加選修課門數,提高新技術、新工藝、新材料等現代科學技術和現代管理技術的含量。方案設計[2]如下:
公共基礎課(人文社會+數理化+外語+計算機文化+體育等)一公共理科平臺
專業基礎課(力學+地質水文+測量+材料十結設十土木概論等)一大土木基礎平臺
(兩大平臺)+(道路+橋梁課程模塊)一道路與橋梁工程方向
(兩大平臺)+(結構工程課程模塊)一建筑工程方向
從以上人才培養方案來看,似乎沒有什么問題,但具體到每個細節和環節來看,如何提高學生素質,如何培養創新型人才方面,操作性不強,目標不明確,難道就是增加或者減少幾門課程就做到創新了嗎,人才的培養素質就提高了嗎?從事土木工程建設設計、施工和管理的人員必須具備吃苦耐勞的創業精神和精益求精的工程質量意識。以培養學生創新、創造和創業能力為重點,以造就適應現代知識經濟時代需要的高素質的應用型人才為目標,構建素質教育目標體系和工作體系。經過四年的學校生活,在濃郁的育人氛圍中,養成人才必備的優良素質。目前的三段式人才培養方案是沒有什么問題的,但在如何提高學生的工程實踐能力,培養創新型人才方面存在許多不足,尤其實踐環節,缺乏考核標準,尤其對學生的整體評價不合理。本文從土木工程專業的實踐教學環節從發,探索研究創新型人才培養的新思路。土木工程實踐教學環節包括實驗、實習、課程設計、畢業設計等。
1. 培養創新型本科人才,提高實驗教學效果的新思路
1.1計算機課程的上機訓練與考核的創新改革
傳統的上機訓練是學生上完理論課后,組織學生到計算機室練習,由于時代的發展,以及智能手機的廣泛運用,學生對計算機基本操作和練習非常不感興趣,尤其很多學生幾乎每人一臺筆記本,結果造成上機效果非常不好,打游戲,玩手機現象非常普遍?;谝陨锨闆r,結合學生的特點,把學生上機訓練的內容,設置成游戲通關的模式,學生每過一關,相當完成一個上機訓練項目,由易到難,由淺入深,循序漸進,根據學生的過關情況進行成績評定。這種既提高學生的學習興趣,又激發學生的創新能力,兩者結合,達到較好的教學效果。
1.2 土力學、建筑材料試驗課的創新改革
土力學、建筑材料試驗課與工程實踐結合緊密,但由于學生課前準備不充分,再加上目前學生普遍動手能力較差,另外,土力學、建材試驗課接觸的試驗原材料如沙土、水泥、石料等較臟,環境差,造成學生參與意識差,試驗無從下手,試驗數據不準確,效果不理想等狀況。這類試驗課改革的思路是教師上課前先把試驗項目告訴大家,讓學生分組上網收集資料編寫試驗項目所需的原材料、試驗儀器和操作步驟,當然,上試驗課程前教師可以先領著學生參觀試驗儀器,并檢查試驗準備情況。上實驗課時,教師主要負責檢查,糾正學生試驗過程中的錯誤,讓學生獨立完成試驗項目,并且鼓勵學生在實驗時提出自己對實驗方法、試驗儀器的改進、改良,這種方法可以提高學生的獨立思考和操作能力,由被動變為主動,由上實驗課時不知所措,到上實驗課時自己盡快完成,既節省了時間,又提高了學生的動手能力。一舉多得。當然,比較理想的的土力學、建筑材料試驗課程的上課方式是采用集中訓練的方法,土力學一周,建筑材料3~4周,讓每個學生在實驗室獨立系統地完成每一個試驗項目,采用抽簽比賽的方式進行考核,效果會更佳。另外,鼓勵學生積極參加全國試驗員資格考試,獲得試驗員資格證書的成績評定為優秀。
2. 培養創新型本科人才,提高課程設計教學效果的新思路
土木工程專業的課程設計包括混凝土樓蓋設計、預應力混凝土簡支梁設計、單層廠房設計、房屋建筑學、梁橋工程設計、結構工程基礎設計、橋梁基礎設計、鋼結構設計、路基路面工程設計、施工組織、道路勘測設計。這些課程設計概括起來,主要包括兩項內容:一是設計計算分析,另一種是計算分析和結構外形設計。
對屬于純粹計算分析的課程設計,例如,施工組織中的概預算計算分析,路面設計中的厚度計算、預應力混凝土簡支梁設計、橋梁基礎設計等、建議鼓勵學生使用計算分析軟件來代替繁瑣的手工計算,把學生從枯燥的計算中解放出來,學生盡可能地掌握軟件使用技巧,有可能的話,讓學生參與計算程序的修改和調試,提高學生的分析問題,解決問題的能力。鼓勵學生參加造價員從業資格等考試,對獲得造價員資格證書的學生,施工組織課程設計成績直接評定優秀。
對于屬于結構外形設計為主,計算分析為輔的課程設計,如房屋建筑學、橋梁工程設計、路基擋土墻設計、單層廠房設計、道路勘測線形設計等,建議教師在上理論課時就把課程設計題目提前布置下去,鼓勵學生采用紙質模型、繪圖渲染等手段表現設計效果,最后課程設計期間,鼓勵學生全身心投入設計中,采用競賽的方式進行成績評定,例如房屋模型大賽、橋梁模型結構大賽等形式,激發學生的創新激情,調動學生參與的積極性,充分發揮學生的主觀能動性,為培養創新人才奠定基礎。
3. 培養創新型本科人才,提高實習教學效果的新思路
土木工程專業的實習包括認識實習、測量實習、地質實習和生產實習
對于認識實習,傳統的做法是參觀城市的著名建筑、著名橋梁和預制廠等內容,寫實習報告的形式完成實習內容,為了增加認識實習的知識性、趣味性,在參觀的基礎上,聘請有關工程師、項目經理實地講解和講座的形式,實習成績考核采用知識競賽的形式進行評定。
對于測量實習,可采用與工程實踐相結合的方式,積極與學校附近的公園、小區聯系,為他們測繪地形圖,通過實踐提高學生的測繪水平,另外,開展測量競賽考核活動,例如,水準高程測量大賽、導線閉合測量大賽,既提高學生的測量技術水平,激發學生的學習興趣,培養學生的參與意識、創新意識,又可以公平合理地評定學生成績。同樣,鼓勵學生積極參加測量員資格考試,獲得資格證書的給予獎勵。
對于地質實習采取實地踏查與鑒別分析相結合,采用礦石鑒別大賽等手段,提高學生巖石鑒別能力,發揮學生的創新能力和鑒賞水平。
對于生產實習,多年來一直采取與生產相結合的辦法,學生直接參加工程建設第一線,頂崗掛職鍛煉,實習結束后寫一份實習報告和交一份實習鑒定進行評定成績,總體看來沒什么大問題,但在成績考核方面,應根據學生工地實際情況,在實習期間擬定論文題目,結合工程實際撰寫科研論文,實習結束進行論文答辯,對優秀論文推薦雜志發表,實習產學研一體化同步發展。使學生的創新水平得到真正實質性提高。
4. 培養創新型本科人才,提高畢業設計教學效果的新思路
學生的畢業設計是學生能力的綜合培養的重要階段,應該從選題開始,進行有針對性的引導和培養,根據學生大學近三年多來的學習體會、就業情況、考研情況以及將來的自身發展情況綜合考慮。
對于已經考上研究生的學生,著重從科研能力方面培養,在畢業設計階段跟著導師從事科研工作,撰寫切實可行的科研論文,對于能發表EI、SCI檢索的論文,畢業設計按優秀成績評定。
對于已經簽訂就業單位的學生,應根據就業單位的實際情況和將來的就業要求,實行雙導師制,由用人單位和學校各指派一名指導教師,共同研究和探討畢業設計題目,學生可以在用人單位提前實習就業,在此期間完成畢業設計或者論文,但必須和工程生產實踐相結合,解決工程中出現的疑難問題,或者有所創新,例如改良、改進試驗檢測方法、施工方法、施工設備等,只要有創新點,就可以完成畢業設計,有發明專利的成績直接評定優秀。
對于未簽訂就業單位的學生,重點從工程基本訓練方面選擇畢業設計題目,例如,道路線形設計、玻璃幕墻設計、超市設計等內容,在設計過程中,讓學生提出自己的創新思想,另外,鼓勵學生從基礎做好設計,把基本知識掌握牢固,一步一個腳印的做好每個設計。在設計中讓學生體會腳踏實地,不要好高騖遠,端正就業態度。最后取得設計、就業雙豐收。
5、結論
培養創新型土木工程本科人才,不是簡單的喊口號,應該從人才培養方案入手,貫穿教學的每個環節,處處體現培養創新型人才思想和方法、手段。我們從土木工程專業教學實踐的各個教學階段分析研究了培養創新型人才的創新模式和創新思想,在應用中取得了良好效果。開展實踐性教學是創新人才培養模式的重要方面,在教學計劃制定過程中,加大實踐性教學的比重,盡可能地將實踐性教學貫穿于高等本科教育的全過程,使教學方式從“以教為主”,逐步向“以學為主”轉變。學生只有通過實際演練才能提高學習的自主性和創造性,才有可能形成創新能力和實踐能力。在這方面,與企業的合作能夠起到有效的促進作用。本科教育要重視培養學生的創新能力、實踐能力和創業精神。當今社會對大學生的基本要求,不僅需要有全面的知識,而且需要有更好的適應性、開拓性,有更加靈活的創新意識和更加健全的創業心理。加強實踐教學為學生這些創新素質的培養和提高創造了基本條件。從這個意義上講, 創新型人才培養模式必須從細節入手,貫穿實踐教學的每個環節是實施素質教育、促進學生全面發展的重要載體。
參考文獻:
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教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知:“畢業設計(論文)是實現培養目標的重要教學環節。畢業設計(論文)在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面,具有不可替代的作用,是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現,是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。同時,畢業設計(論文)的質量也是衡量教學水平、學生畢業與學位資格認證的重要依據。”本科畢業論文(設計)作為一種學習、實踐、探索和創新相結合的綜合教學環節,是培養學生綜合素質和工程實踐能力、創新能力的重要載體;是對學生知識、能力和素質的全面檢驗;也是一所高校教育教學質量的直接反映。它對學生的思想品德、工作作風、工作態度和獨立工作能力具有深遠的影響。
一、煤及煤層氣工程專業本科畢業論文(設計)特點
“煤及煤層氣工程”專業是我國高等學校近年新設教學研究方向,其設置符合我國煤礦瓦斯災害治理及煤層氣開發利用對專業人才的需求。煤及煤層氣工程專業是一個要求理論基礎寬厚,偏重實踐的專業,其培養要求學生具有腳踏實地、勇于創新的能力。隨著國家能源政策尤其是煤礦整合治理的進行及煤層氣商業化的實現,對煤及煤層氣工程專業的學生需求量很大,煤及煤層氣專業學生剛讀大四已與用人單位簽約,且畢業生數量遠遠不能滿足企、事業單位的需求。煤及煤層氣工程專業本科畢業設計(論文)具有以下特點:
1.選題范圍廣。由于煤及煤層氣工程專業在本科期間開設了鉆井工程、完井工程、煤層氣排采、井下瓦斯抽采、采煤學、礦井通風與安全、煤層氣地質學、礦井地質學、瓦斯地質學等學科課程,畢業后,既可從事地面煤層氣勘探開發,又可以從事煤礦井下瓦斯災害治理,因此,煤及煤層氣學生本科畢業論文(設計)選題廣泛,涵蓋了采礦工程、安全工程、地質工程、物探工程等專業核心課程。
2.緊密聯系實際。煤及煤層氣工程屬于工科專業,絕大部分學生畢業之后將在煤礦生產企業、煤層氣勘探開發公司從事技術工作,怎么樣能夠更快、更好地適應、熟練掌握并在自己的技術崗位上能夠有所創新,本科期間的教師的教學至關重要,好的教學,能夠將理論與實踐相結合,有利于培養學生看待問題的思維方法。本科煤及煤層氣工程本科畢業設計是對其所學知識的融合,同時,也要緊密結合現場實際情況,并尋求解決問題的方法和途徑。因此,要利用畢業實習的機會,使畢業課題的選取與現場生產過程中存在的問題要緊密聯系,對于優秀的學生,要通過實習,能夠發現、解決生產中存在的問題。
3.綜合考察性強。煤及煤層氣工程專業涉及課程門類多、跨越大但又不失專業性。既要懂得井下的安全生產,又要明白地面煤層氣的勘探開發;既要能看懂機械圖紙,又要會土木實施;能測量會勘查……總而言之,為掌握煤層瓦斯的賦存、運移、產出規律,與之相關的巷道部署、設備選型、施工作業、測繪測量等等都需要具有一定的專業知識,才能將所學能所用。環環相扣、相輔相成,對綜合能力考察能力強。
二、煤及煤層氣工程本科畢業論文(設計)存在問題
1.選題存在一定的盲目及隨意性。統計分析河南理工大學2009―2013年煤及煤層氣專業畢業生去向主要有三類:第一類是考取了碩士研究生,占26.4%,第二類是在相關的煤層氣開發公司就業,從事地面煤層氣的勘探開發,占24%,第三類是從事煤礦井下瓦斯抽采及安全管理工作,占41.6%,其余占8%。絕大多數學生在畢業選題之前個人畢業去向已經確定,但在選題過程中,往往選擇難度較小的畢業課題,管理較為寬松的指導教師,甚至有少數同學認為無所謂,做什么課題都可以,并沒有與自己的以后相關工作進行關聯,具有較大的盲目性和隨意性。
2.學生實習落實考核不到位。畢業實習作為畢業論文(設計)必不可少的一環節,為畢業論文(設計)提供素材及支撐,起到了理論聯系實際的作用。但限于近些年煤炭行業整體不景氣,用人單位出于安全考慮并不愿意接收實習學生,尤其是煤礦井下,往往即使同意到礦實習,也難以實現井下學習的目的。單靠指導教師的推薦能獲取實習機會的學生人數有限;同時,少數學生在聯系實習時,害怕被拒絕,害怕和人溝通,甚至是由于惰性不愿意深入現場進行實習;學校對畢業生實習盡管采取抽查等形式,但也不能從根本上對學生的實習情況及實習效果進行考核。
3.重答辯結果輕過程管理。本科畢業答辯不僅僅是對學生論文(設計)的一個展示和體現,更是對其本科四年學習的一個總結合凝練。但答辯過程中,往往側重于對論文(設計)本身的就事論事,而弱化了論文(設計)之外的相關專業理論,對其實習、選題、開題、中期等各環節缺乏有效的考察,并且在最后的答辯過程中也難以體現。而過程往往決定了學生掌握理論知識及技能的水平,防止了少數學生在極短時間內粘貼融合成最終論文(設計)卻能取得不錯的答辯成績的弊端。
三、解決對策
1.端正態度,明確職責。(1)指導教師負責指導畢業論文(設計)的全過程,指導學生獨立完成所承擔的畢業論文或設計課題,對論文的選題方向、思想觀點、結構格式及文字質量負指導責任,并對學生的論文成果及表現做出評價。(2)指導的重點應放在基本概念和理論的正確理解和應用,綜合分析能力,測試、計算及編圖的基本技能,文字表達能力,正確的思維,優良的學風及專業外語閱讀能力等方面。(3)貫徹“因材施教”的精神,應針對每個學生的學習基礎、綜合分析和獨立工作能力等方面的差別,在確定選題、論文的內容要求、指導方案等方面區別對待。根據每個學生的情況,指定閱讀有關的中文資料及與論文有關的外文閱讀材料,供學生編寫論文參考。(4)鼓勵和保護學生的創新精神,在指導中要善于發現學生在分析研究過程中的獨創精神,加以正確引導。(5)培養學生實事求是、理論聯系實際的科學態度,告誡學生在論文中引用別人成果及觀點時應注明來源,尊重他人成果。
2.聯系實際,認真選題。畢業實習是本科生在經過三年半的通識教育課、專業基礎課、專業課、課程設計以及各種教學實習之后,在畢業論文(設計)之前,到科研院(所)、生產企業等單位進行的綜合實習,是學生綜合運用所學知識,學習科學研究或工程設計的基本方法,培養實踐動手能力、科研能力和創新能力的重要教學環節。通過畢業實習,鞏固所學理論知識,了解煤及煤層氣資源勘探、煤層氣開發領域的現狀,在實踐中檢驗學生理解和掌握書本知識的程度。但在進行畢業論文(設計)時,教師要結合學生自身素質、個人興趣、畢業實習情況、已簽約工作性質等有針對性、目的性地進行布置,使學生能夠在眾多課題可選范圍之內,選擇出具有一定挑戰性、對工作具有較強指導意義的課題進行研究并做出相關的設計或畢業論文。
3.考察效果,注重過程。畢業論文(設計)目的是培養學生運用所學的理論知識及基本技能進行綜合分析和解決實際問題的能力。具體要求是在現場(野外)調研、測試分析、收集資料的基礎上,系統整理和分析各種實際資料,編制各種圖件,分析和論證有關煤及煤層氣勘探、煤層氣開發等問題,提出個人的認識和見解。因此,在答辯過程中,問題設置不應僅僅局限于論文(設計)結果本身,更應該側重對于論文(設計)的整個過程的提問。同時,要加強教師在畢業實習、選題、開題、中期報告、論文(設計)終稿、匯報PPT等環節的考察和監督,從而提高最終的論文(設計)質量。
本科畢業論文(設計)是大學本科教育最后一個實踐環節,是大學四年學習成果的集中展現,在分析研究煤及煤層氣工程專業本科畢業論文(設計)特點的基礎上,查找其存在的不足,并提出了相應的對策,以期能夠提高煤及煤層氣本科生的畢業論文(設計)水平,相信只要端正態度、明確職責、扎實落實、細化管理、注重過程、精心指導、全面監控、科學評價,就一定可以把煤及煤層氣工程專業的本科畢業(論文)設計提高到一個新水平。
參考文獻:
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土木工程材料;知識分層;教學設計;教學實踐;課程教學
知識是基礎,是載體;能力是知識的綜合體現;素質是知識與能力的升華。知識、能力、素質是進行創新的基礎,只有將三者的教育與培養結合在一起,并貫穿于教育的全過程,才能培養出高水平的人才。高等教育應在傳授知識的同時提高學生的綜合能力,升華其素質,培養學生的創新精神和創新意識。布盧姆認為,只要在提供恰當的材料和進行教學的同時,給每個學生以適當的幫助和充分的時間,幾乎所有的學生都能完成學習任務或達到規定的學習目標[1]。其實很多學生學習成績不理想,學生智慧能力的欠缺并不是主導因素,未能提供適當的教學條件和合理的幫助才是造成學生學習成績不理想的最大原因。因此,筆者在土木工程材料課程教學中采取知識分層的方法,將課程知識劃分為不同層次,預定目標,并采取針對性措施,幫助學員實現獲得“知識、能力、創新”不同層次知識的目的[2-4]。
一、土木工程材料課程知識分層的教學設計
土木工程材料課程主要介紹各類建筑材料的成分、生產過程、技術性能、質量檢驗以及應用等基本知識。材料種類繁多,內容繁雜,各章自成體系,而且概念多、術語雜;經驗性的東西多,邏輯推理性內容少;文字敘述多,公式計算少。學員在學習過程中感覺對知識的理解并不難,難的是抓不住重點,感覺要記憶的東西太多,不能將繁雜的內容梳理出條理清晰的層次,以致學生感到學習難度較大,學習效率不高。 依據土木工程材料課程知識來源及其特點,將該課程教學內容劃分為:教材知識、拓展知識、科學知識三個層次[5]。(1)教材知識:即人才培養方案和課程標準要求掌握的內容,包括水泥、混凝土、鋼材、防水等材料的化學成分、生產工藝、技術性能、質量檢驗以及材料的基本性能試驗等;(2)拓展知識:指教員對課本知識的分析和拓展,主要內容是教員在科研、工程等實踐過程中積累的經驗和知識,以及課本以外的專業知識等[6];(3)科學知識:與土木工程有關聯的一切材料知識與實踐,重點介紹材料科學發展的最前沿知識,及其在防護工程中的應用,如泡沫鋁、納米二氧化鈦、石墨烯、相變材料、形狀記憶材料等新材料的功能開發和應用研究,主要作用是激發學員的創造力。針對不同層次的知識,引導學生采用不同的學習方法和不同類型的評價方法,實現不同層次的教學目標[7]。通過任務—問題,引發學員的學習興趣,實現學員獲得“知識、能力、創新”三位一體課程知識的目的,培養學員的創新意識和創新能力。
二、土木工程材料課程知識分層的教學實踐
為了深入貫徹理工大學精英教育理念,充分發揮教員的主導作用,引導學員全面成長,更好地對學員因材施教,拓寬學員視野,培養學員的實踐能力和科研創新能力,從2009年開始,筆者嘗試在土木工程材料課程教學過程中實施“本科生導師制”。實踐中將導師制與課堂教學內容形成良好的銜接、互補,并對課程的知識體系進行梳理,逐步形成了“知識分層”的教學思想,在探索實踐中,收到了較好的效果。
(一)課前預習以教材和學習指導書為載體,引導學員進行有針對性的課前自學,時間以10分鐘至30分鐘為限。課前自學能使學員對概念性知識有初步認識,對不能理解的知識點或各類疑問帶到課堂上反饋給教員。本過程以讓學員了解和掌握教材知識為目標。
(二)課堂教學教員對學員的預習情況進行檢查,獲得學員不能理解的知識點或各類疑問,在課堂上有針對性地講解必須掌握的重點、難點,確保學員能夠掌握人才培養方案要求掌握的知識。本過程以讓學員了解和掌握教材知識為目標。在此基礎上,教員對課本知識進行拓展,介紹真實的工程案例或事故,重點是軍事工程。本過程以讓學員了解和掌握拓展知識為目標。主要包括如下三方面內容:(1)大型工程涉及的材料:包括國內外各類典型工程及本地區的重點工程,如青藏鐵路、水立方、鳥巢、蘇通大橋、杭州灣大橋、永興島建設等工程中涉及的各類材料,體現理論知識與工程應用的緊密聯系。(2)工程事故:包括各類媒體介紹的工程事故及環境污染實例,如重慶彩虹橋垮塌事件、家庭裝修帶來的“裝修病”等,以此作為切入點介紹材料性能對工程結構質量和使用性能影響的重要性。(3)特種材料及技術:如“耐高溫—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土結構搶修加固材料”“再生混凝土”“材料無損檢測技術應用”等,并在此基礎上引導學員針對工程實踐特點,根據基礎理論知識進行材料創新設計。
(三)實驗教學實驗教學作為大學本科教學的重要組成部分,是培養學生實踐能力和綜合素質的重要教學環節。相對于理論教學,實驗教學更具直觀性,更能培養學生發現問題、解決問題和分析問題的能力,在提高大學生綜合素質和創新能力方面發揮著重要作用[8-9]。1.基本實驗按照《全國高等學校土木工程專業本科教育評估標準》對土木工程材料課程實驗教學的要求,完成六個驗證性實驗。本過程以讓學員了解和掌握教材知識為目標。2.自主實驗即開放式“三性”試驗,實行自主選題、自行設計、自主操作。采取“本科生導師制”[10],引導學生組成興趣小組或科研團隊自行選擇試驗內容,合理利用實驗室已有設備制定試驗方案,并得出實驗結論。遵循“引導—自學—輔導—實踐”四個環節,激發學生自主進行研究性學習的熱情,把綜合理論知識和技術融入到研究過程中,培養學生合作研究能力、技術創新能力,增強學生的綜合素質,充分開發學生的潛力,為培養優秀學員創造條件。本過程以讓學員了解科學知識為目標。在自主實驗的基礎上,教員根據學員的選題提供研究思路,以國防工程新材料研制俱樂部為平臺,帶領學員進行各類實踐活動,如面向學生的科研立項、開展學科競賽、參與教員的科研項目等。主要成果形式可以分為三大類:論文類、發明類、競賽類。(1)論文類,包括科普類論文和學術類論文。從材料角度對大型工程進行材料設計,或從工程事故分析報告等角度撰寫論文,要求正式發表,包括會議論文。如論文《‘美國911事件’中鋼材對火災產生、蔓延的影響》《建筑環境污染事件中材料的決定因素》等;也可以根據國家戰略或國防戰略選題,如《設計南海、西南高寒地區所需要的特種建筑材料》等。(2)發明類:以土木工程建設、國防工程建設或軍事需求進行選題,包括材料發明、材料結構設計等,通過試驗進行發明創造,并申請發明專利或實用新型專利。(3)競賽類:以材料的創造發明或論文形式,參加校內外各類學科競賽。如每年一次的理工大學“卓越杯”科技創新大賽,每兩年舉辦一屆的“全國大學生混凝土設計比賽”“中國大學生新材料創新設計大賽”“‘挑戰杯’全國大學生課外學術科技作品競賽”等,甚至可以參加相關學科的競賽,如“全國大學生混凝土結構大賽”等。
(四)課程考核課程考核包括教學不同階段的全過程評價,既考核結果,也考核過程。一是考核學員對教材知識的掌握情況,占總成績的70%,具體包括預習單、作業本、實驗報告、考試成績等。二是考核學員對拓展知識的了解、掌握情況,占總成績的20%,主要包括課堂表現、創新選題等。三是考核學員對科學知識的了解、掌握情況,占總成績的10%,是課程成績評定為優的重要依據。主要以課外創新作品的呈現程度來進行評價,如撰寫論文5分,如果了(或有錄用通知)就10分;發明創造有作品的5分,申請了專利的10分;正式參加了比賽的5分,已經獲獎的10分。
三、土木工程材料課程知識分層教學成效
在“土木工程材料知識分層”教學設計和實踐的過程中,先后獲得學院“建筑材料課程教學改革研究”“本科精英教育的探索———課外實踐導師制”“基于建筑材料課程的學員自主學習能力的培養研究”等教學科研項目的支持,獲得一些教學改革成果。在課程考核方面,近幾年學生通過率都達到100%。優秀率從5%左右提高到10%以上。在撰寫論文方面,學員團隊在教員的指導下撰寫了《泡沫鋁的特性及其在防護工程中的應用探討》《室內電磁輻射污染分析與評估》《基于金屬熱工藝“四火”原理實現鑄強兵之“劍”》等多篇學術論文。在創造發明方面,在教員的指導下,學員自主開展“寒區單兵多用途自熱包”“一種高強陶粒混凝土的研制”“K-15快速高強搶修加固材料”等材料研究,并申請了專利。在參加競賽方面,學員連續四年組隊參加理工大學“‘卓越杯’科技創新競賽”“第三屆全國大學生混凝土大賽”,多人次獲獎;參與“本科生導師制”課外創新學習的學員,有多名被保送或考取研究生。
四、結語
在理工大學實行“一導五法”教學改革的大環境下,教員和學員參與教學改革的熱情空前高漲,學員各類課外科技創新活動得到了校院多級政策支持,“本科生導師制”也在各學院深入推進。今后應將全國或兄弟院校的更多有價值的學科競賽引入學校,并將參賽的組織模式固定下來。此外應進一步加大學員課外科技創新活動成效與學分、評優、保研等評價體系的聯系,為學員的成長創造更加廣闊的平臺。
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工程地質實習是對傳統《工程地質》理論教學的補充和擴展,是培養應用型高級土木工程技術與管理人才的重要環節,教學過程中只有緊密結合野外實踐,才能讓學生更好的理解和掌握工程地質理論知識、工程地質勘察方法以及一些不良地質現象的專項施工方案等。在專題教研活動探討之后,我校特意在修訂2015版培養方案中增加了工程地質實習。
二、目前普通本科院校認識實習存在的問題
(一)企業對認識實習的指導相對缺乏
企業一方面并沒有承擔認識實習教學任務的法定義務;另一方面,企業始終以盈利為主要目的,由于工程地質實習經費相當有限等原因,即使承擔了工程地質實習的教學任務,企業也不能從中獲取經濟利益,況且大規模的接收學生進入施工現場存在很大的安全隱患。在市場經濟的大背景下,企業一方面擔心學生進入工地影響正常的生產秩序,一方面害怕出現安全事故影響企業的資質、阻礙企業的發展。由此種種,即使是樂意接受學生進行工程地質實習的企業,往往也只是讓學生在接近竣工的工地附近“遠遠的觀摩”,對于灌注水下混凝土等技術含量較高但又同時存在較高不安全因素的施工項目,學生并不能夠近距離的觀察。學生無法深入了解工程地質條件以及一些復雜巖層的施工方法,無疑會使實習效果大打折扣。
(二)教師的施工經驗得不到及時更新
雖然我院近年來大力引進高素質人才,但是由于傳統觀念和分配制度等原因,引進的博士大多只愿意承擔理論課的教學任務,對于需要親自奔赴工地一線進行施工工藝的講授的實習,不太愿意參加。目前科技發展速度相當快,很多新設備、新技術已經逐步應用在工程上,很多指導老師并沒有對這些新設備、新技術進行針對性的學習,仍然只是按照原有的知識儲備進行講授,這不利于學生綜合素質的提高。
(三)學生對認識實習的認識有偏差
學生是學習的主體。我校2015版培養方案土木工程專業工程地質實習在第四學期初展開,前三個學期主要以理論課學習為主,專業基礎課只有《土木工程材料》、《房屋建筑學》、《工程地質》等有限的幾門,與工程地質實習密切相關的《土質土力學》等課程還未開設。加之工程地質實習是大學四年里第一次真正意義上的近距離接觸工地,很多學生主觀上認為認識實習實際上就是去工地“走馬觀花”。再者,實習經費相當有限,如果指導老師給出不及格的成績,下一年度還要自行籌集學生去工地的各項費用,學生在潛意識里面已經認定只要自己象征性的完成認識實習的各項任務就不可能出現掛科的情況,因此學生在工地現場并沒有認真的學習、也沒有虛心的請教工地上的工程師,回到學校之后也沒有認真撰寫實習報告,這也在很大程度上導致了工程地質實習逐步淪為一次野外旅游,導致實習效果不盡如人意。
三、改革方案
(一)教學模式改革
學生是學習的主體,對于實踐教學,除了提高指導老師自身的素質以外,更為重要的是激發學生自主學習的興趣。首先,在準備工作階段,要面向全體學生召開實習動員大會,強調工程地質實習的重要性,明確實習的目的及要求。通過專業知識講座、播放典型工程案例視頻等方式,提前預習相關知識、做好理論儲備。其次,在現場實習階段,指導老師根據之前預習的內容進行針對性的講解,結合現場實際情況提出個性化的問題,調動學生自主思考的積極性,真正貫徹《高等教育法》中理論聯系實際的人才培養要求。最后,“溫故而知新”,實習結束后,要求學生認真進行總結、系統的撰寫實習報告,對實習的內容進一步的鞏固和吸收。
(二)延伸和拓展
篇13
為進一步推進工程教育教學改革,借鑒世界先進國家和地區高等工程教育的成功經驗,樹立“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念;以社會需求為導向,以實際工程為背景,以工程技術為主線,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力,培養適應我國經濟社會發展需要的工程技術人才;選擇土木工程專業進行“卓越工程師培養計劃”的工程實踐與創新能力改革與實踐研究勢在必行。為推進土木工程專業“卓越工程師培養計劃”的實施,建立以創新能力為核心的人才培養模式,改革課程內容、知識學習方式、考核方式和評價標準,加強實踐教學及能力培養方式等關鍵環節。實施“全過程、遞進式”的實踐教學體系,建立穩定的大型企業實習基地,培養學生的動手能力、基本技能、表達能力和工程綜合能力,創建高校和行業企業聯合培養人才的新機制,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量土木工程技術人才。
一、土木工程專業培養目標
根據土木工程行業特征和土木工程教育特色以及企業培養目標,要求學生將所學的理論知識和工程實踐緊密結合,在工程設計的實踐過程中,能夠運用科學的方法和手段,以及所學的基礎理論和專業知識,去發現、分析和解決實際工程問題,能夠參與項目開發和工程設計,能夠進行項目立項階段、可行性研究階段、設計方案比選、初步設計、技術設計、施工圖設計階段的設計工作,具有專業軟件的應用和開發能力,具有從事科學研究和科學實驗的能力,具有一定的判斷能力和創新能力,具有獨立的分析問題和解決問題的能力,具有一定的市場經營和開拓能力,因此有必要要求學生在企業工作和學習,結合工作實踐,進行論文選題,完成論文的研究工作。
二、土木工程專業培養標準及培養體系
在企業的學習和工作,應使學生具有良好的思想品德、道德修養;具有高度的社會責任感和吃苦耐勞的敬業精神;能夠運用科學的方法和手段進行獨立分析問題、解決問題的能力;掌握土木工程領域有關技術標準、規范并熟練使用;熟練掌握專業軟件的應用,并初步具有專業軟件的開發能力;具有一定的科研能力和實踐創新能力;具有項目規劃及工程管理能力;具有一定的行政能力,能有效地與人溝通與交流,能夠與人協調以及整合可利用資源的能力;了解國內外建筑工程承包市場,具有開拓國內外建筑工程承包市場的意識和能力;掌握本領域最新技術發展趨勢,具備收集、分析、判斷、歸納和選擇國內外相關技術信息的能力;能夠應用外語交流,具有良好的國際觀,了解國際先進的建筑材料、建筑技術和設計標準,與國際同行業接軌。在培養學生終身學習、勤奮、進取、不斷創新,企業、行業和社會發展,自己的人生觀和價值觀等方面獲得能力。學生在企業學習階段,將在學校聘任的、具有高級技術職稱的企業設計工程師以及學校指派的業務水平高、責任心強、具有工程實踐經驗的教師(雙導師)的指導下,完成畢業論文(設計)的工作。畢業論文(設計)選題直接來源于企業工程設計實際或者具有明確的工程背景和應用價值,能夠使學生通過工程設計中關鍵問題的研究,獲得較全面的基本訓練,培養能綜合運用科學技術理論、方法和手段,獨立解決工程實際問題和擔負專門技術工作的能力。論文應在雙導師的指導下由學生獨立完成,論文形式主要是工程設計類、結構分析軟件應用類、結構監測和試驗類或工程管理類,論文評閱人和答辯委員中均應至少有一名來自企業部門的專家。
三、土木工程專業論文和科研訓練的基本要求
根據土木工程專業培養目標、標準和培養體系,學生論文選題和科研綜合訓練應直接來源于土木工程實際或具有明確的工程背景,其研究成果要有工程實際應用價值,擬解決的問題應有一定的技術難度和工作量,也要求具有一定的理論深度和先進性。因此可從大土木工程領域中多方面選取,如:(1)工程結構設計與靜動力力學分析;(2)大型構筑物的施工技術研究與應用;(3)大型構筑物現場監測與試驗研究;(4)應用基礎性研究、預研專題,如結構抗震與防災減災;(5)一個較為完整的土木工程技術項目或工程管理項目的規劃或研究;(6)高層建筑結構或大跨鋼結構設計;(7)橋梁設計和施工監測;(8)路基路面設計和施工監管;(9)高邊坡與深基坑工程設計;(10)隧道結構分析與工程設計;(11)地鐵區間和車站結構設計等。對于論文形式可以是工程設計性或研究性論文。論文主要應包括以下部分:中英文摘要、關鍵詞;獨立完成與誠信聲明;選題的依據與意義;國內外文獻資料綜述;論文主體部分:研究內容、設計方案、分析計算、實驗研究等;結論;參考文獻;必要的附錄(包括企業應用證明、項目鑒定報告、獲獎成果證書、設計圖紙、程序源代碼、等)和致謝等。對于論文的內容可以要求有:(1)文獻綜述應對選題所涉及的工程技術問題或研究課題的國內外狀況有清晰的描述與分析;(2)綜合運用基礎理論、科學方法、專業知識和技術手段對所解決的工程實際問題進行分析研究,并能在某方面提出獨立見解;(3)論文工作應有明確的工程應用背景,有一定的技術難度或理論深度,論文成果具有先進性和實用性;(4)論文工作應在導師指導下獨立完成。論文工作量飽滿,一般應至少有一學年的論文工作時間;(5)論文寫作要求概念清晰、結構合理、層次分明、文理通順,版式規范。對于不同領域或形式的工程專業論文應有不同的具體要求,如:(1)工程結構設計類論文,應以解決基礎建設或工程實際問題為重點,設計方案正確,布局及設計結構合理,力學分析數據準確,設計符合土木行業標準,技術文檔齊全,結構設計方案能夠投入實施或通過了相關業務部門的評估;(2)應用基礎性研究類(包括應用基礎研究、應用研究、預先研究、實驗研究等)項目論文,綜合應用基礎理論與專業知識,分析過程正確,實驗方法科學,實驗結果可信,論文成果具有先進性和實用性;(3)工程結構力學分析和設計軟件應用類的論文,針對實際工程結構應用背景,要求分析合理,總體結構力學建模正確,應用程序編制或工程軟件應用正確,文檔規范,并通過結構工作狀態測試或可進行現場演示;(4)土木工程和施工技術管理類的論文,應有明確的工程結構應用背景,建立項目管理過程和經濟概算預測及評估,研究成果應具有一定經濟或社會效益,統計或收集的數據可靠、充分,理論建模和分析方法科學正確;(5)工程結構施工監測和結構試驗類論文,針對實際工程結構施工現場,如橋梁、道路和大型結構物施工過程監測,關鍵結構的強度和動力學性能試驗等。掌握試驗和監測設備的使用技術,監測和試驗數據可靠、翔實。論文闡明試驗結果在具體結構現場的應用和有效建議。
四、土木工程專業論文和科研訓練的質量評價體系探討
如何評價學生的學習效果是關系到土木工程專業教育是否能達到培養目標的至關重要的問題。因此,有必要研究和科學制定有效的評價指標,來對學生的各種能力進行綜合評價,實現多樣化考核方式,包括產業界專家對學生實踐能力的評價。通過引入企業質量管理理論,探索土木工程專業“卓越工程師培養計劃”的實踐教學質量管理模式,加強對實踐教學各環節的全員、全程和全方位質量管理與監控。然而對學生論文和科研綜合訓練的質量管理則要對不同領域或形式的論文,根據論文內容的重要性給予不同的權重系數進行論文的質量評價與控制,見表1、表2。
五、結論
在我國經濟發展轉型升級與全面提升國際競爭力的關鍵時期,培養造就一大批創新能力強、適應我國經濟社會發展需要的工程技術型人才,是增強我國核心競爭力、建設創新型國家、走新型工業化道路的必要條件。改革現有的工程技術人才培養模式,實現理論教學與實踐教學有機統一、學校學習與企業實踐有機結合,學生的知識、能力、素質有機協調發展是必要的。根據自身實際和專業特點,改革人才培養模式,根據社會需求和人才培養規律,制定相應的培養方案;重新構建課程體系,并進行整體優化,著重處理好知識傳授與能力培養、理論教學與實踐教學、基礎課程與專業課程、培養口徑與和職業要求等關系,形成有利于培養工程師應具有的知識、素質和能力的課程體系和實踐教學體系。改革教學內容,刪繁就簡、推陳出新,增加新興科學技術和工程應用知識;充分利用行業優勢與特色,進行產學研合作,建立互動共贏、各負其責的校企聯合培養體系,充分發揮企業在土木工程專業學位論文和科研綜合訓練等實踐環節培養過程中的重要作用。
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