关键词:土木工程施工技术;应用型本科;实践;改革
中图分类号:TU7-4文献标志码:A文章编号:
1005-2909(2012)03-0094-04
土木工程施工技术课程是土木工程专业本科生必修的一门专业课程,具有很强的实践性。该课程中关于施工工艺、施工过程、施工机械的性能及操作过程等内容很难单纯用语言来讲述[1]。如土方的机械化施工、扣件式钢管脚手架以及爬升模板工艺和塔式起重机的顶升过程等工艺,若仅靠教师在课堂上讲解,学生难以理解,达不到相应的教学效果,但若通过视频教学或到现场考察等方法,学生则容易理解。笔者结合近年的授课实践和工程实践探索,在皖西学院大力发展应用型本科教育的基本方针指导下,针对学院目前的教学现状,建设性地提出了土木工程施工技术改革措施,并在实际教学应用中取得了良好的教学效果。
一、土木工程施工技术课程的特点
第一,多学科交叉。土木工程施工技术课程不仅局限于简单的技能知识讲解,更多地需要工程力学、测量、建筑材料、工程结构、地基基础、项目管理等专业知识为强力支撑,并且该课程各章节跨度大、相对独立[2]。
第二,强调技能型,需要大量实践探索。土木工程施工技术课程研究土木工程相关专业施工工艺、操作过程及施工设备机械的性能和操作等规律。这些知识若只从理论上讲解,学生很难理解,因此
需要教师有工程经历才能抓住重点,做到有的放矢。
第三,应用性强。学院建筑与土木工程专业80%以上本科毕业生就业于建筑施工企业、监理企业等一线岗位。理论知识绝大多数要在实践中才能体现,特别是常规工程,如土方工程、高层建筑基础工程、钢筋砼工程施工、预应力砼工程、结构吊装安装工程、流水施工和施工网络计划等知识应用频率很高。
二、土木工程施工技术课程教学现状
(一)教材内容滞后
近20年来,伴随着中国城市化进程和土木行业的发展,土木施工技术和现代化机械施工突飞猛进,许多新工艺、新技术、新材料不断涌现。然而众多教材内容与现实施工工艺差距很大,主要由于很多专业教师为了写书而写书,或没有任何工程实践经历,在编制教材过程中很多大型工程中的新技术、新工艺无法引入教材,导致施工教材极其死板。许多教材中普通钢筋砼的冷拉工艺、屋面沥青卷材等已被规范明令淘汰的内容仍存其中;一些新的施工材料和施工工艺却没有写进教材,特别是建设部近年来推广的建筑防水工程新技术、高强度高效钢筋、清水混凝土、新型节能保温工程等在教材中都没有体现。
(二)教学手段单一
现在很多教师依赖计算机来完成教学任务,多媒体课件成了课堂教学的主要手段[3]。与传统教学相比,多媒体教学虽然改善了教学效果,但仍表述不清楚施工技术的众多内容。特别是施工工艺流程、施工机械的基本性能和操作要点等,根本无法在课堂上讲解清楚,如塔吊的自动顶升过程的操作要领等,学生很难在课堂上深刻理解。
(三)教学课时少、教学内容多、实践教学安排不合理
教育部和土木工程专业指导委员会提出了“大土木、宽口径”的要求,许多高校都减少专业课的授课学时。一般高校的专业课程约48学时,而应用型本科教育模式的院校要求学生分析每章的施工特点、编写施工工艺流程和施工方案、检测检查施工质量等。这使实际教学安排很难满足教学要求,教师常感到教学压力过大,没有时间对教学内容发散讲解。
在土木工程教学计划趋同的同时,绝大多数高校安排了4周的施工实习时间。一个工程项目4周的实习时间太短,可能仅停留在施工分项上,特别是对需要掌握的多层和高层主体结构施工,有时只可能看到二、三层的钢筋混凝土结构施工,无法了解施工工艺的全过程。
安徽省几所应用型本科高校联盟统计的土木工程施工技术课程教学计划如表1所示。可以看出,安徽省各高校土木工程施工技术教学计划基本趋同,这也正如土木工程专业指导委员会副主任何若全所说,“当前各高校土木工程专业教学计划趋同,教学内容没有体现本校特色”[4]。根据学院实际情况把土木工程施工技术课程安排在第7学期,因为学生有
暑假的实习经验,上课过程中极大提高了学生的学习兴趣,增进对施工理论知识的理解。
三、土木工程施工技术课程教学改革措施
(一)制定符合学校实际的教学大纲
课程教学大纲是课程的灵魂和统领性文件,教学内容设置是否合理取决于教学计划是否科学合理。针对土木工程施工技术课程的特点,结合学校师资力量和教师的相关经验,力争在以下几方面做到优化。
1.依托教学团队和施工企业技术人员一起精心编制教学大纲
教学大纲规定了课程的相关教学任务,是把握课程重点的必要参考。因此,在制定大纲时既要培养学生的理论基础,又要兼顾企业对人才的要求,才能培养出应用型强的土木工程专业人才。如讲解现行钢筋混凝土结构施工技术要参照现在的施工机械修订课程大纲,要紧跟现行的工程建设步伐,体现学院的应用型特色。
大学四年实践不断,每学年根据相应的课程进行课程设计、专业实习。主要设置了认识实习、土木工程实验、课程实训、专业实习、科研创新实践、综合实习、毕业实习等。认识实习:在老师的带领下,通过参观张家界本地的实际建筑,了解不同用途的建筑,熟悉不同材料的特性,通过认识实习拓宽专业知识面,初步了解本行业的工作性质,增强本专业的感性认识,激发学生对土木工程专业的学习热情,强化事业心和责任感,巩固专业知识。土木工程实验:努力发展学生实践能力、应用能力、创新能力,已建立岩土与建筑材料实验室,结构工程实验室,开设了剪切实验、静三轴实验、动三轴实验等土工实验和水泥实验、混凝土骨料实验、建筑钢筋实验、水泥砂浆实验等材料力学实验。通过开展实验培养了学生严谨的科学态度和精益求精的学习作风,为今后更深层次的学习打下基础。课程实训:张家界有着独特的地质地貌,根据这一地理优势,张家界学院结合土木工程专业而开设课程实训,开设了工程地质野外实习,例如张家界森林公园、张家界大峡谷、天门山风景区等野外实习,理解岩石的特性和鉴别方法以及工程地质分类,并写出地质实习报告。还开设有土木工程测量实训、房屋建筑学课程设计实训、混凝土结构课程实训等。专业实习:进行校企合作,提高育人质量,企业具有真实的工程环境,而学院无法提供,可以让学生近距离接触到工程实际问题,了解本行业的状况和发展趋势。学院采取自愿报名的方式,按照学生学习成绩和综合排名,在2012级土木工程专业选拔了8名学生,组成一个校外实习小组,利用课余时间,在张家界学院附近的施工单位、监理单位进行实习,进一步巩固已学的理论知识,并培养自己发现问题,解决问题的能力,对建筑工程项目管理有个初步了解。毕业实习:学院根据独立学院的自身特点,结合土木工程专业的特性,大四还安排有两个月的课程,剩下的时间交给学生自行安排到土木工程企事业单位开展毕业前的专业生产实习,将实习到的内容作为毕业设计的前提和基础,通过实习与毕业设计相结合,学生有更多的机会直接接触到工程,参与有效的工程设计,不仅可以培养学生勇于探索,用实践来检验理论的能力,这样也适应社会的需求。
(二)重视教学方法,联系实际完善实践教学,注重教学实效
对于土木工程专业的学生来说,更需要有一种理论知识与实际工程紧密联系的教学模式,张家界学院对土木工程专业的实践内容教学上,对课程进行了优化,通过课程与实践的合理搭配,达到学有所用。比如,在土木工程测量实习时,除了完成常规的实验项目外,可以增加到施工现场进行控制测量、工程放样,了解仪器的在工程项目实际用途,使得实验内容更加立体化、综合化。
(三)校企合作,建立实习基地,共同培养土木工程管理应用型人才
实践教学基地是实现实践教学的根本保证,稳定的校企合作关系,更有利于培养工程管理应用型人才,才能提高学生的工程管理能力。为保证校企合作共同培养的成效,张家界学院充分利用校园周边在建工程项目,为学生寻找有担当、有社会责任感、讲信誉的合作单位。在永定区内吸收了湖南五建、湖南智埔监理公司等优秀企业,让学生跳出课本,紧跟时展步伐,了解本行业最新发展动态,促使学生在课堂上所学理论在实践中得到提高和巩固。
(四)优化师资力量,提高工程管理应用型人才质量
独立学院作为高等教育改革中的新型教育机构,学院在教师队伍建设中,吸收了大量优秀教师,在提高教师学历的同时,也要注重实践能力的提升,新进的教师大部分是刚刚走出校门的研究生,没有施工现场管理经验,土木工程很多专业核心课程需要资历丰富的教师,而中老教师具有长期从事本专业教学,工程实践的经验对学科和专业有更深层次的理解。所以需要一支年龄层次和职称结构合理的土木工程专业师资队伍,加大优质师资和青年教师的培养力度,提高张家界学院工程管理应用型人才的质量,让学生以更完备成熟的姿态迎接社会的挑战。
(五)转变办学观念,引入合作教育理念,提高教学水平
关键词:同济大学;麻省理工学院;土木工程专业;课程;比较
中图分类号:TU984文献标识码:A文章编号:1006-026X(2014)02-0000-0
土木工程是伴随着人类发展的一项持续的活动。铺设铁路,开凿隧道,修筑桥梁,兴建公共设施,这些都需要大批训练有素的工程技术人员。因此我们有必要对其进行探究。从总体来看,麻省理工学院(MIT)和同济大学在土木工程专业方面都有很高的学术水平。麻省理工学院的土木与环境工程系设有土木工程、环境工程学以及土木与环境工程三个本科专业。在建校初期,土木工程是MIT最吃香的专业,有三分之一的学生是学习土木工程的。在我国2011年本科高等学校土木工程等级排行榜土木工程本科教育中,同济大学就排在A+等级第一位,其次是清华大学,因此,同济大学土木工程专业本科教育在我国还是相对处于领先的地位。MIT和同济大学土木工程专业教育在专业课程设置有很大的差别,下面我们来做具体探究。
一、从培养目标来比较
同济大学土木工程专业本科教育所培养的新世纪的工程专门人才,将具备深厚的科学素养和人文素养,具有能在房屋建筑工程、隧道与地下建筑工程、公路与城市道路、铁路、桥梁、城市轨道、岩土工程、水利工程以及室内环境控制设备和公共设施系统等领域的设计、施工、管理、研究、教育、投资和开发部门从事技术和管理工作的专业知识和能力,为学生发展成为本领域的高级技术和管理专家奠定基础。
麻省理工学院土木工程专业的培养目标是通过学习使学生获得在土木工程领域内,认识问题、解决问题以及制定决策的能力,并且能够综合考虑自然因素及社会因素等方面的变化。必须要求所培养的本科生是高水平的土木工程项目专家;能够依据扎实的理论知识创出多功能的、有美感的、安全的、低成本的和可持续发展的项目;本科生要树立终身学习观;要成为所选领域和所从事活动的领袖人物。
为了实现高校的培养目标,我们在教学中注重基础、加强创造性能力培养和工程实践教育。这些对于土木工程专业的学生来说,都是最基本的技能。高校的培养目标要随着社会对人才的需求的不断变化而变化,因此,我们对人才的培养要提出更高的要求。
比较两者可以看出,同济大学土木工程专业本科教育的培养目标主要是着眼于目前的要求,符合社会的发展,培养建设型的人才。而麻省理工学院土木工程专业本科教育主要是从长远发展来考虑,培养能领导社会发展潮流的创新型尖端领导人才。从两所高校的综合实力来看,它们的培养目标还是比较契合实际的。话虽如此,我们也应该注意到这之中的差距,争取减小差距,当然,这得需要多方面的努力。
二、从各类课程的性质来比较
同济大学土木专业的主要课程包括:工程力学、结构力学、流体力学、土力学、工程地质、基础工程设计原理、土木工程材料、测量学、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、施工工程学以及相关的主要专业课程。土木专业的课程主要可以分为通识教育课程、基础课程、学科基础课程内学院或专业大类平台课程、学科基础课程内跨学科基础课程、专业特色课程内专业基础课、专业特色课程内专业课以及实践课程。
麻省理工学院土木工程专业的学生主要学习与土木工程相关的工程力学、结构体系及环境工程方面的知识。为了获得学士学位,必须修满三类课程:第一类是普通高校规定的17门课程。包括理工类6门、人文艺术社科类8门、理工技术类限定选修课2门和实验课1门。第二类是必修课13门。包括计算机及其工程应用、工程非确定性、微分方程、项目评估、固体力学、土木工程材料、流体力学、土木工程设计概论、土木工程设计方案、岩土工程设计、工程体系设计、结构工程设计、固体力学实验和土木工程材料实验。第三类是计划选修分为三类课组即土木工程力学课组、土木工程体系课组和环境工程课组。学生可按自己意愿及在本科生导师帮助下,任意选学其中一组课程,每一课组都包含了一系列相关的课程,学生需选修一个课组中的4门,且有1门必须是面向设计类的。
麻省理工学院土木工程专业的学生在一年级末或之后任何时候可以进入该专业学习。同济大学也很相似,第一学年主要是学习通识课程。同时,在两所高校的培养计划,我们可以看到课程所包括的范围都很广泛,像同济大学就英语方面就开设了商务英语、综合翻译、实用写作、口语英语报刊选读、大学英语和综合英语,这些课程对学生的综合能力显然是很有益,但是,这些英语类的课程分的太细,连英语专业的课程也差不多如此,对土木工程专业的学生来说显然有些过多了。其实就综合英语或大学英语就可以了,因为它们本身就涵盖了口语、写作和阅读。
三、从课程设置的学分数来比较
同一专业在不同的学校对学分数都会有不同的要求。同济大学土木工程专业要求A类课程不少于44学分;B类课程不少于2分;C类课程不少于2分;D类课程不少于34学分;D类课程不少于2学分;E类课程不少于11.5学分;F类课程不少于1分。学生须按培养计划要求修读所有必修课程和所有实践环节,并要求满足各类选修课程的基本规定,总学分最低达到176学分,才可以顺利毕业。土木工程专业所授学位为工学学士。
麻省理工学院土木工程专业要求的学分中,属学院要求的为17个学分。系内要求开设的计算机分析、工程力学与材料、工程分析、工程设计、工程经济以及实验方面的课程为147至153学分,施工及管理方面的选修课30至36学分,总共要求18分。
虽然,麻省理工学院同样重视人文社会科学教育,但是其所占学分的比重不是很大,而是把重心放到了专业课以及专业选修课上。所以,这与它的培养目标是相符的,既考虑到了要培养学生能够综合考虑自然因素及社会因素等方面的变化的综合能力,也强调把重心放在专业课和专业选修课上,培养在土木工程领域内的领导者。但是,同济大学的人文社会科学教育所占学分比重却占到了一半以上,并且,专业课比例很小,专业课程的安排在大四最为集中。这无论是出于对学生就业还是对升学压力来考虑,这样安排都缺乏了科学性。
四、从每学期课程安排的数量来比较
麻省理工学院土木工程专业的培养计划中,可以看出每学期的课程安排都比较少,每学期都不会超过5门课程。而同济大学土木工程专业的学生要学习的课程要大大的多于MIT,达到10门。
事实上,学生学习较多的课程,并不能全部的很好的掌握。我们应该更关注学生学习的质量,而不是仅仅关注数量。适当地减少课程的数量,给学生更多的弹性时间,使学生根据自己的兴趣爱好独立自主地学习一些适合自身发展的知识。所以,从另一方面来说,这也体现了美国在教育中具有很大的灵活性。正是这些灵活的时间提供了学生更多实践学习的机会。土木工程的实践学习主要是包括:实验、实习、设计、工程训练和社会实践等环节,学生或进入企业,或自己进行实验设计,当然,高校也会为学生提供各种各样实践的形式和机会,给学生实践学习带来便利。
五、启示
对同济大学和麻省理工学院土木工程专业课程体系的安排有全面地了解之后,我们要注意的主要有一下几点。
(一)制定合理的培养目标
各级各类高校的培养目标都有根据各自学校的实际情况来量身定做。培养目标具有灵活性,要符合社会的需求,符合社会的发展变化。现代土木工程师的培养目标是能迅速解决新问题和复杂问题的全才,以及精通自己业务并富有创新精神的专才。应具备专业知识、方法论知识、跨学科的全方位的思维方式、解决问题的能力、团队精神等。同济大学和MIT土木工程专业的培养目标制定的比较合理,也符合学校自身的实际实力和水平。
(二)适当地优化通识课程,加强专业课程
从两所高校课程性质和学分数的比例都可以看出,同济大学的通识课程的比例比较大,所以对应的专业课程比例要小于麻省理工学院。这有可能导致我国土木工程专业的毕业生专业知识的比国外学生贫乏。同济大学的专业课课时数占总课时数的百分比较低,这种课程设置状况不利于培养高素质、适应社会发展的现代土木工程师。减少课堂的教学时间,将更多的时间转移到实践上。实践是培养学生应用科学知识和方法解决实际问题的能力,以及社会能力,如:协调能力、合作能力、交际能力、表达能力等。这都是作为一名现代工程师所必不可少的素质。
(三)减少课程的数量,缩短课堂教学时间
麻省理工学院土木工程专业的课程最多不会超过5门,不在于追求学习数量,而保障了学生的学习质量,把时间留给学生。同济大学土木工程专业课程的数量和学时数都比较多,整整一学期,学生都忙着上课和应付考试,没有属于自己的时间,这不利于培养学生自学的能力和独立思考的能力,使学生没有时间对自己感兴趣的知识进一步学习,抑制了学生学习的积极性。由于缺少时间上的保证,学生学习的新知识难以消化,这会导致学生学完一学期,考完考试后,真正掌握的知识就不多了。所以我们应该适当地减少课程数量和缩短课堂教学时间。
参考文献
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[5]林峰,顾祥林.国外土木工程专业本科课程体系在国内应用的可行性研究[J].高等建筑教育,2006(15):55
[6]http://cee.mit.edu/undergraduate/1C-degreerequirements
[7]http://cee.mit.edu/undergraduate/1C-roadmap
[8]http://cee.mit.edu/undergraduate/peos