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1土木工程专业教学计划的修订与课程体系的整体优化
目前,我国高校分为三类:重点高校、一般高校和高等专科学校。我国土木工程专业人才的需求和培养可分为三个层次:第一层次是高级研究型人才,主要由名牌大学和重点大学培养;第二层次是高级设计、施工管理人才,主要由一般本科院校培养;第三层次是生产一线技术应用型人才,主要由高职专科学校培养[4]。邵阳学院2002年升为一般本科院校,土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,无论从师资队伍、办学条件、科研能力,还是学生生源,都不具备培养高级研究型人才的条件;同时也不具备与办学历史较长的一般本科院校竞争的实力。根据土木工程专业在湖南省和全国所处的地位,将专业培养目标定位在培养懂设计、会施工、懂管理的高级技术应用型人才。据此,对我院土木工程专业课程体系进行整体优化,制定了2006级教学计划:⑴设置2个专业方向:建筑工程和道路与桥梁工程方向,制定“2.5+1+0.5”人才培养模式,即进行5个学期的专业通识(公共基础课和专业基础课)教育,2个学期的专业方向课教育,1个土木工程专业实践环节教学计划的研究文畅平(邵阳学院城市建设系湖南邵阳422000)摘要:以人才需求为目标,人才知识结构、能力结构为主线,结合专业建设实践,以突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位作为制定教学计划的依据和办出特色的基础,构建土木工程专业实践环节教学体系,以培养应用型人才。关键词:土木工程教学计划培养目标实践环节应用型人才学期的毕业实习和毕业设计(论文)。⑵拓宽专业基础,建立土木工程专业“大平台”课程体系。⑶建立“模块”课程体系,实现课程整体优化。
2以人才需求为目标,以人才知识结构、能力结构为主线,构建土木工程专业实践环节教学体系
土木工程专业是最古老的工程类专业,在世界上已有上百年的历史,在社会发展的各个时期,都需要土木工程类专业人才。我国不少高校中的土木工程专业办学历史较长,办学条件好,办学经验丰富,生源素质较高。我院土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,竞争实力弱。我们应正视自己的差距,找准自己的位置,扬长避短,办出自己的特色。⑴土木工程专业人才需求现状和人才知识、能力结构要求第一,人才需求呈多样化趋势。应用技术科技含量随科技发展而增加,用人单位对人才的需求更加务实,更有针对性,也更加迫切,既需要研究型人才,更需要应用型人才,人才的需求呈明显的多样化趋势。我院土木工程专业应顺应这样趋势,建立以培养岗位能力为中心,注重学生的技术能力培养的办学思路,在整个教学过程中始终以适应岗位需要为目的,使学生毕业后能很快适应土木工程各技术岗位工作的需要。第二,人才的专业知识面要宽。应用型人才服务的对象主要是基层企事业单位,这些单位的工作专业划分不太细,且比较综合,他们需要的不是研究型人才,而是工程一线技术把关的技术人才,要懂设计,会管理,这就要求技术人员知识面要宽。第三,土木工程实践性、社会性、综合性很强,是一个综合性的系统,培养的专业人才除了要有本专业各领域的技术知识外,还要有相应的管理和经济知识、人文社会科学理论知识和素养,以及较强的计算机应用能力等。⑵构建土木工程专业实践环节教学体系的思路社会和用人单位的人才需求和对人才知识、能力结构以及素质要求,是我们构建实践环节教学体系的依据,也是我们教学培养方向。为此,我们强调三个突出:①突出学生就业服务对象。服务对象的需求就是我们的教学培养方向,体现在课程体系上,就是要突出施工类、管理类课程的地位。②突出学生工程实践能力、职业能力的培养。土木工程专业的特点决定了人才的知识结构,更需要实践经验的积累和创造力。当然,经验的培养和积累不是一朝一夕之事。所以,我们在制定教学计划时,切实保证了各类课程实验、实习、课程设计等工程训练的时间,把计算机应用能力、管理和经济知识贯串其中。在实践环节教学中,注意把工程教育和工程训练统一起来。③突出实践环节教学的地位。作为教学型高校,应以教学为中心,而我院土木工程专业应突出实践环节教学的中心地位,既以技术基础课的教学和实践能力的培养为重点。在这方面我们有优势,第一,具有副高以上职称的专业课教师基本上来自设计、施工、行业管理等部门,他们实践经验丰富,事业心强,工作责任高;第二,这些教师能为实践环节教学提供适宜的教学工地;第三,能够较好地解决理论与实践脱节的问题。⑶土木工程专业实践环节课程体系土木工程专业实践环节课程体系包括:①课程实验类;②实习类;③课程设计类;④毕业设计(论文);⑤计算机应用类,包括贯串于实习、课程设计和毕业设计(论文)的计算机应用。超级秘书网
3阶段性成果
从2002年起,多次对土木工程专业教学计划进行了修订,今年又进行了一次大的修订,按照“2.5+1+0.5”人才培养模式,设计和优化实践环节课程模块,即“平台”类实践环节;“课群组”类实践环节;“综合”类实践环节即毕业实习和毕业设计(论文)。⑴课程实验类。占总学时约13%。包括大学物理实验,普通化学实验,材料力学实验,测量实验,土工实验等。⑵实习类。总计6~7周,包括认识实习,工程地质实习,生产实习,道路勘测实习等⑶课程设计类。总计10周,包括基础工程课程设计,“课群组”类课程设计等。⑷综合类。总计16周,包括毕业实习和毕业设计(论文)。⑸计算机应用类。包括计算机文化类、技术基础类,专业应用类等,课内安排126学时,课外安排约360学时。
4结语
专业教学计划体现了高校办学指导思想,反映了高校办学水平,“办学不应该老围着别人有什么,而应该想别人没有什么,这样才办得出特色”[5]。突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位这三个“突出”是我们制定教学计划的依据,也应该成为我们办出特色的基础。
参考文献:
[1]蒋永生,邱洪兴,陈以一.土建类专业工程素质和实践能力培养的研究与实践[J].高等建筑教育,2003(02):14~16.
[2]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
光阴似箭,三年的研宄生生活即将结束。至此,对建筑师黄声远的研宄工作也将暂告一段落。回顾论文的写作过程,自己收获的东西远远超出了其本身的价值,对于逻辑思维的锻炼、工作方法的改善、理论知识的扩充、心理状态的调整都使我得到进步。大陆关于黄声远的资料比较少,前期赴台湾的两次调研以及过程中的资料收集都耗费了大量的精力,但是每个阶段都有老师、同学与家人及时的帮助与鼓励,才得以顺利完成,在这里我要向所有给予我帮助的人表示衷心的感谢!
首先要感谢导师凌世德教授,论文定题到写作定稿,倾注了凌老师大量的心血。在我攻读硕士研宂生期间,深深受益于凌老师的关爱与教导。回想自己这三年来在学习、研究过程中的收获和进步,无不和凌老师的悉心教诲密切相关。凌教授作为老师,为我点拨迷津,让人如沐春风;作为长辈,温和敦厚,让人感念至深。能师从凌老师,我为自己感到庆幸。在此谨向凌老师表示我最诚挚的敬意和感谢!
三年来,建筑学院各位老师对我的谆谆教诲是我进步的动力,来到厦大使我受益匪浅。我也要感谢这些年传授我知识的所有老师,他们的言传身教,是我求学岁月里不可缺少的精神食粮,也是我前行路上温暖的指路明灯。
感谢三年来朝夕相处的同学们,三年一同走过,分享喜悦与忧伤,我们是永远的朋友,是你们让我在三年的学习生活中感受到友谊的温暖。我们一起努力奋斗的那些时光,也将是我人生最宝贵的财富。
最后,我要将内心最深的谢意献给我的父母。父母的养育之恩无以为报,他们是我十多年求学路上最坚强的后盾。在我面临人生选择的迷茫之际,为我排忧解难,他们对我无私的爱与包容是我不断前进的动力。
论文致谢二:
在硕士生涯即将结束之际,回想在合肥工业大学近七年的求学之路,心中感慨万千。本论文是在苏馈足副教授指导下完成的,同时也离不开许许多多人的无私帮助,在此谨对他们表达我最诚挚的谢意!
首先,感谢导师苏馈足副教授在我读硕期间的悉心指导。苏老师孜孜不倦的敬业精神、严谨的治学态度、敏锐的洞察力、缜密的逻辑思维、渊博的学术知识使学生深受裨益,敬佩不已。在对待科研严格要求的同时,在生活方面苏老师也给了我无微不至的关怀和照顾,值此论文完成之际,谨对导师的悉心指导与谆谆教诲表示最真挚的感谢!
感谢安徽大学资源与环境工程学院石先阳教授以及武超老师,在实验室的提供以及实验的操作方面,他们都给予了我很大的帮助。能够在这么好的实验室中学习是我的荣幸。在此,我向他们表示深深的感谢!
感谢安徽建筑大学李卫华教授及他的学生,在实验操作方面他们给予的无私帮助和指导,他们刻苦钻研的科学精神、兢兢业业的工作作风是我学习的榜样!
感谢课题组董军、郑丽、沈俊、方晖、邓绣坤、康加廷、金旺红、袁瑞、张明、张易培、陈飞、林坦、潘凯等,我的实验是在他们的协助下完成的。同时感谢实验室所有老师。
感谢我的父母及家人,在我多年的求学生涯中所给予的物质及精神支持,你们的理解和支持成为我锐意进取、勇攀高峰的力量源泉,在此深表感激之情。
再次对上文中所有提到姓名的和没有提到姓名的老师和同学表示衷心地感谢,并感谢所有帮助过我的朋友们。谢谢!
论文致谢三:
光阴似箭,岁月如梭,三年的研究生学习就要结束了自己不论在学习还是生活中取得了诸多的进步,而这一切都师、同学及朋友的帮助。
首先要感谢我的导师宣以琼教授,本文的研究与撰写工指导和教诲下完成的。从课题的选择,资料的收集,以及文性研究到论文撰写的整个过程中都凝聚着宣老师的心血和汗识、敏锐的洞察力对于我顺利完成硕士论文起到了极其重要的学术思想、求实的工作作风都使我受益匪浅。
三年来,宣都给予了我无微不至的关怀和帮助,在此,谨向我的导师宣感谢和崇高的敬意!其次感谢我的同门曹志强、吴安斌、刘宗族、李小庆、喜、张俊,感谢他们为我提供了一个良好的实习环境以及期助!感谢他们陪我度过多姿多彩的研究生生活!
感谢我的室友贾莉莉、余珍三年来对我的支持与关心!
感谢百忙之中审阅论文的每一位老师,本文还有许多不正
论文致谢四:
时光飞逝,三年的研究生生活转瞬即逝。回首过去,七年的合工大生活如弹指一挥间。在这即将离别母校的日子里,各种感情汹涌而至。借此机会,对在过去帮助我、照顾我的每一位人表示深深的谢意!
首先,我要感谢家人,感谢家人这坚强的后盾,是他们的支持与鼓励使我顺利完成学业。我要感谢我的母校,这里承载着我们无悔的青春,愿您在以后的日子里更加辉煌夺目。
1.通过毕业设计可以让学生把所学的理论基础如结构设计原理、结构力学等和专业知识有机的融会贯通,并在指导老师的帮助下,进一步完善自身的专业素养,弥补自身的不足,巩固所学知识;
2.毕业设计是学生毕业前的最后一次完成的综合性作业,它能够让学生重温本科阶段的各科内容,对隧道工程及相关专业知识有一个整体的把握,为毕业后的工作和深造提供更加扎实的理论基础和专业知识;
3.学生独立完成毕业设计,可以培养独立自主的意识,提高独立分析问题和解决问题的能力,通过独立完成文献的查阅和资料的搜集培养学生亲力亲为、敢为人先的精神;
4.隧道工程的实际工程中,仍然有很多需要创新的地方,毕业设计可以培养学生求真务实,勇于创新的精神;
5.检验学校在本科四年的教学成果,从中发现教学过程中的不足。土木工程涉及广泛、内容庞大,毕业设计是学生所学知识的大综合大贯通,毕业设计的好坏直接关系到学校教学质量的好坏和学生本身专业素养的好坏。提高学生的毕业设计质量对于提高高校的教学品质和学生的就业竞争力具有十分重要的意义。
二、毕业设计存在的问题
(一)毕业实习方面
毕业实习是学生在毕业时通过动手去亲自体验和实践本专业的专业技能和专业知识,但如今很多高校的毕业实习已经背离了这个基本思想。以隧道工程为例,我们可以指出的有:首先,出于安全、经费等多种因素的考虑,大部分高校的隧道工程系不让学生亲自参与,而仅仅局限于现场参观,他们毕业实习基本上都是在已经建好的隧道中进行参观,指导教师现场讲解,对于正在施工的部分基本上是不会允许学生进去的。这样对学生来说没有现场见过隧道的施工就没有一个直观的感受,就不能根据现场所见的到各种施工情况联系书本上的相关知识,从而提出自己的疑问,显然这不利于学生把所学知识运用于实践中去。其次,很多学生本身没有意识到毕业实习的重要性,他们认为即将进入工作岗位,以后有的是时间去实践。而把毕业实习更多的看成去完成学校交给的一个任务。同时在这段时间很多学生忙于找工作而忽视了毕业实习。最后,学校在毕业实习的投入不足。由于经费投入到教学科研方面的投入产出相对较高,很多高校把经费投入到教学科研中而忽视了毕业实习的投入,导致学生的实习地点不具代表性,没有经验丰富的工程人员现场指导甚至没有动手的机会,这也无形中使学生认为学校也不重视毕业实习,学生本身就会更加怠慢。
(二)指导教师方面
指导教师主要存在以下几个方面的问题:
(1)很多高校在教学和科研方面更加倾向于后者,甚至学校会给老师下达任务,如必须发多少篇论文,必须争取到多少科研经费,必须获得多少奖项等,这就导致了很多老师把工作重心放在了自己的科研项目上,而很少投入精力去检查学生的毕业质量。
(2)隧道工程中很多老师都有自己的工程项目,所以他们一般都把时间精力放到自己的项目中去了,甚至根本无暇顾及学生毕业设计。
(3)部分老师没有实际工程经验,有部分隧道工程老师甚至没有参与过隧道的设计和修建等,另外部分老师缺乏指导毕业设计的经验,在指导学生毕业设计时显得力不从心,导致部分学生毕业设计的质量不高。三是许多老师把往届毕业设计的题目稍加修改甚至不改就给本届学生,这就使得学生在做毕业设计时存在侥幸心理,认为即使做不出来也可以去会抄往届的设计,而不会独立的去思考和解决毕业设计中的问题。
(三)学生方面
学生方面的问题主要体现在以下几个方面:
(1)前期准备工作不足。
(2)学生缺乏主动思考的能力。很多毕业设计几乎都是一个套路,很少有创新的地方。
(3)学生在做毕业设计时往往会忽视相互交流的重要性。由于每个人的题目都有部分差别,因此大部分都是自己埋头苦干而忽视了同学间相互交流的作用。
(4)缺乏把知识相互串联起来的能力。
(5)很多学生的毕业设计都存在抄袭问题。部分学生平时不认真学习,完成毕业设计有困难,就在其他学生做完毕业设计后抄袭别人的。
(6)对毕业设计的认识不清楚。很多学生认为毕业设计是能拿到学位证和毕业证的前提,他们是为了拿证而去被动地完成毕业设计,认为只要设计合格了就可以毕业了。而对毕业设计的质量好坏不关心,仅仅只是能过通过答辩就行。
三、提高毕业设计质量的方法与思路
(一)培养学生严谨求实用于创新的学习态度
指导老师在指导学生毕业设计时应该着力于培养学生的学习态度,鼓励学生尝试不同的方法来完成设计。在毕业设计遇到问题时,老师不应该有问必答,而是鼓励学生通过互联网图书馆等资源去寻找答案。指导老师应该避免高高在上德高望重的思想,积极和学生探讨所遇到的问题,适时引导学生思考问题,对学生在毕业设计中浮躁错误的态度及时进行批评并督促学生改正。
(二)提高指导教师素质,改善指导方法
指导教师素质参差不齐,应对毕业设计指导老师进行提前培训,讲授怎样定题怎样辅导等问题。各老师也可以分享往年指导毕业设计的经验供其余老师扬长避短。同时应进行岗前的思想培训,提高老师对设计的认识程度和重视程度,以良好的工作作风来帮助学生完成毕业设计。老师在指导过程中应不断总结学生在毕业设计中的问题,思考出现这些问题的原因和解决方案,为后续指导提供经验指导。另外还应注意学生在设计过程中的通病,指导过程中着重强调该类问题。对待不同学生采用不同的指导方法,因材施教、因人而异。尝试不同的毕业设计指导方法,例如,有条件的情况下可以让经验丰富的设计人员定期进行隧道设计讲座、可以让学生自由组队对同一工程进行多方案的设计,来多方面探索最适合本届学生的指导思想。指导老师在指导学生毕业设计时应重在引导而不是直接告知。直接的告诉答案会让学生形成一种依赖心理,这不利于培养他们自己寻找资料和答案的能力。老师可以在大方向上为学生导航,而要求学生自己去查阅相关文献资料,培养学生独立解决问题的能力。
(三)提高毕业设计的管理能力
毕业设计不仅仅是指导老师和学生的事情,也是学院乃至学校的事情。学院和学校的教学管理部分应该加大对毕业设计的管理,制定科学的管理模式。例如,在毕业设计时,应该随时抽查指导教师的指导情况和学生毕业设计的完成情况。必要时可以邀请除指导老师以外的隧道工程系老师进行提问抽查。管理部门同时应该认真听取老师、专家和学生的意见,不断完善对毕业设计的管理和评价体系。毕业答辩是检验学生设计好坏和老师指导好坏情况的最终体现,院校应该切实深入实际,把握答辩这个最后的关卡,在最后这道线上做好毕业设计的质量控制。答辩之前应制定科学合理的答辩评判标准供老师和学生参考,答辩时一旦发现某个设计达不到要求的标准,应该认真彻查找出问题并认真修改设计,直到达到能够通过答辩的水准。
毕业设计选题缺乏创新体现在以下三方面:1)目前,毕业设计还以指导老师指定题目为主,这就造成了每一届毕业生的毕业设计题目相似,甚至一模一样;2)毕业设计的选题单一,教学楼、办公楼占85%以上,而住宅、工业建筑、地下工程很少涉及;3)从设计的结构形式看,均为框架结构的多层或小高层,而框架剪力墙结构、框筒结构的高层或超高层基本没有。由于设计选题缺乏创新,很多毕业设计都可以照抄参考书、教材的例题和往届毕业设计,而没有起到让毕业生独立设计、综合利用理论知识的目的。笔者翻阅了我校近5年的毕业设计,抄袭率高达60%。由于框架的多层或小高层以板—次梁—主梁—柱为传力体系,且基础都采用简单的独立基础或条形基础。这造成了设计的选题深度不够,未能利用最新的设计方法和理念。
1.2毕业设计选题脱离工程实际
一个与工程实际贴近的选题是保证毕业设计质量的前提和关键之一。然而,目前国内很多高校土木工程专业没有足够的校外实践基地,缺乏选题来源,这就导致了指导老师布置的题目以“假题假做”为主,在做的过程中忽略了很多工程实际问题。这就造成了从选题到设计再到最后的答辩都脱离了工程实际。因此目前土木工程毕业设计还停留在理论利用阶段,而不能起到培养学生利用理论知识解决工程实际问题的实践意义。
1.3管理松散
以我校为例,指导老师每周对学生集中辅导一次,缺乏严格的考勤制度,导致很多学生在整个毕业设计阶段脱离了指导老师的管理。每个指导老师指导10个~20个毕业生,在有限的时间内指导老师通常解答一些常见的问题,不能仔细检查学生的设计进度和设计过程。甚至有些学生提前到工作单位上班,把毕业设计带到工作岗位上完成,没有指导老师进行实时辅导,导致这些学生的毕业设计中存在大量的错误来不及改正。
1.4缺乏完善的答辩评审制度
完善的答辩评审制度是毕业设计质量的有效保障。然而有些高校流于形式,没有可供参考的评审制度,对设计成果把关不严,放任设计成果中存在的问题。甚至有个别高校存在指导老师个人对本组结果进行答辩评审的现象。在答辩评审中往往注重理论知识、规范规程的考察而忽视设计图纸的规范化、设计成果的可行性等工程实际考察。不能在实际工程中实施的设计对毕业生理论联系实际、工程素养的形成起不到培养意义,严重影响毕业生的培养质量。综上所述,目前高校土木工程毕业设计从选题、指导、答辩评审都脱离了工程实际,导致了毕业设计的质量不高,达不到预期的培养目标。因此土木工程毕业设计改革是当前教学改革亟待解决的一个问题。
2改革措施
2.1科学选题
科学的选题是保证毕业设计质量的前提。在选题的过程中应增加学生的主观能动性,结合自己将来的就业方向和兴趣初步确定选题方向(如结构设计、施工组织设计、概预算等方向)。指导老师提供实际工程项目或科研项目作为备选设计题目。废除当前指导老师指定学生的制度,由指导老师向所有毕业生提供备选设计题目,实行指导老师和学生的双向选择。学生选定指导老师和设计题目后根据自己的工程认识程度和兴趣与老师共同协商确定最终设计题目。毕业设计题目要包含最新的设计方法、理念或技术方法,提高毕业设计的创新性;增加毕业设计中复杂问题的处理,保证设计的深度。受毕业设计时间所限,为保证学生有充足的时间完成毕业设计,指导老师要合理安排好设计工作量。
2.2完善师资结构
由于很多博士生、研究生从高校毕业后直接进入高校工作,缺乏工程实践经验。当前的师资队伍与实践教学的要求还存在较大的差距。为解决指导老师自身实践经验不足的问题可采取以下措施:1)形成由2个~3个年轻教师和经验丰富的老教师组成的指导教师组,既能保证指导教师具备一定的工程经验又能帮助青年教师的成长;2)聘请施工单位、设计院有丰富工程经验的一线工程师指导毕业设计,这还能解决逐年扩招下师资力量不足的困难。
2.3强化管理过程
指导老师对毕业设计的具体指导过程是保证毕业设计质量的关键因素。目前很多指导老师由于承担的教学和科研任务较重而疏于管理。指导老师在设计开始前制定一个毕业设计进度计划表,严格要求学生按照进度计划表完成工作量。在每一个阶段开始之前以授课的形式对学生进行一次集中辅导,每周进行2次~3次答疑帮学生解答设计中碰到的复杂问题。在进度计划表的每一个时间节点检查每一个学生的设计进度和设计过程中存在的问题,督促学生及时完成任务和改正设计中存在的问题。此外,还要严格考核制度,要求学生执行每天定点签到制度,防止学生脱离指导老师的管理。
2.4完善毕业答辩体系
答辩是对毕业设计质量和学生综合利用理论知识解决工程实践问题的考核。完善的答辩体系能为答辩委员会老师提供答辩标准,严格把关毕业设计的质量。完善的答辩体系可以从以下几方面进行构建:1)成立由不同专长的教师、工程师共同组成的答辩委员会,且指导老师不能对本组学生答辩;2)明确答辩过程中要考察的内容,包括开题报告、计算书、图纸及实际问题的解决能力;3)确定计算书、图纸中具体考察点;4)确定各考察内容的权重,如开题报告、计算书、图纸、解决问题的能力各占10%,30%,30%,30%;5)明确计算书的格式、图纸的规范化的权重;6)制定毕业设计创新性加分策略,鼓励学生创新。
二、实践教学改革的思考
笔者结合一直以来的教学经验,尝试在以下方面进行探索和研究:1.实践教学拓展的研究与探索以往的实践教学,通过具体的实验、实习、设计以及工程实践等环节实现,而这些环节的最终目的都在于提高学生的专业知识学习水平和技能应用水平。基于教学时间、资金、场地和设备等限制,笔者将传统的实践教学模式进行拓展,实现虚拟实践教学和实际实践教学相结合的教学模式。通过计算机虚拟仿真技术,将工程实验、生产、施工和设计等环节制作成逼真的3D视频并建立资源库,弥补实际实践教学实践过少的缺陷,最大程度训练学生建立完整的工程结构概念。具体的工作包括工程试验仿真、工程生产仿真和工程施工仿真等。其中,工程试验仿真:将土木工程专业工程中大量的材性试验和构件试验,制作成三维动画,让学生能直观地认识工程材料性质以及构件力学特性。工程生产方法仿真:将土木工程中相关的构件或材料的生产过程、生产工艺等,结合视频录像,制作成系列专题动画,补充学生在企业单位或工地的生产实习的学习,以达到在有限学时内进行丰富的生产实践教学与学习。工程施工仿真:将土木工程项目建设施工的过程以三维动画形式呈现给学生,将“工地”搬进教室,使学生通过丰富的视频学习,认识具体的工程管理及工程施工的概念和重点。2.课程设计的研究与探索探索“以分散与集中相结合的方式”填补教学课时的不足,以“课堂与工程相结合”的方式改变传统单一的课堂教学方式,将课程设计与实践教学充分结合,探讨相关问题和措施。3.毕业设计的研究和探索毕业设计要求学生能够系统地对土木工程结构进行分析和设计,要求学生参与从工程方案规划、工程设计到绘制施工图的全过程。通过比较完整的工程结构设计训练,让学生基本具备进行工程设计的能力,有效培养学生分析问题和解决实际工程问题的综合能力。逐渐开展“小组设计模式”,通过小组协作设计,锻炼学生的团队合作协调能力,以适应社会工程建设的需求。4.工程训练的研究和探讨活跃工程训练模式,充分利用校内实习基地和校外产学合作实习基地,建立完善的工程训练教学模式。鼓励学生开展工程结构模型探讨训练,通过诸如土木工程结构设计竞赛等模式,促进学生参与工程训练的学习热情和积极性。5.实验教学的研究和探讨加强实验教学体系建设,增加实验教学的课时比例。根据人才培养要求,减少设置认知验证性实验,增加综合设计型、综合型、创新型的专业实验课,鼓励学生开展自主创新实验,着力培养学生的实践能力和创新精神。鼓励学生参与结构架构模型实验,通过亲手制作结构模型,加深对工程结构的认识,以达到创新实践能力的培养。同时鼓励学生参与诸如结构设计大赛等与土木工程专业相关的竞赛活动,促进第一课堂和第二课堂的有机结合。
中图分类号:TU;G642477 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0136-04
毕业设计(论文)是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节,也是实现该专业人才培养目标的重要环节。毕业设计(论文)的质量直接反映了学生的专业水平,影响学生毕业后的工作能力和发展潜力,也是高等院校教学质量的直接反映。然而,目前许多普通高等院校土木工程专业的毕业设计(论文)教学环节存在诸多不足,毕业设计(论文)质量不容乐观[1-3]。
温州大学是一所市属综合性大学,旨在为地方经济建设培养高素质的应用型人才。笔者结合近年来对毕业设计(论文)指导的探索性教学改革和实践,探讨了当前普通地方性高等院校在毕业设计(论文)教学中存在的问题以及解决方法。
一、本科毕业设计(论文)现状剖析
(一)学生重视程度不够,毕业设计(论文)只是简单模仿
传统意义上,本科毕业设计(论文)是在教师指导下,学生完成一项设计或研究的全过程。其最终的实质成果是一个符合规范要求但却并不完整的设计图纸,或是研究的部分成果。而大多数本科院校的培养计划是将毕业设计(论文)安排在本科阶段的最后一个学期,少数学校将时间提前到了大四上学期期中,时间大约为12周左右。毕业设计(论文)期间需要收集、分析设计(论文)资料和完成毕业设计(论文)的一些相关学习任务,如文献综述、外文翻译和开题报告等,进一步压缩了建筑、结构设计或论文写作的时间。另外,大四学生忙于毕业设计(论文)的同时,还要参加研究生和公务员考试,以及各种招聘会和实习等,这极大地分散了学生的精力、消耗了大量时间,影响毕业设计(论文)正常进行。
而且,许多学生对毕业设计(论文)不够重视,以致很多时候毕业设计(论文)只是一个模仿或者模拟过程,质量偏低,效果不好。
(二)指导教师投入不足,实践经验缺乏
大学扩招导致许多普通高等院校的师生比例不断下降,导致教师指导毕业设计(论文)时间不足,力不从心。另外,毕业设计(论文)的指导工作要求教师具有丰富的教学经验、工程实践经验或科学研究经验,而近年来高校扩招亟需扩大教师队伍,许多硕士、博士从学校毕业就直接进入了一线教学岗位,没有经过工程实践锻炼和系统的岗前培训,许多青年教师因缺少毕业设计(论文)的指导经验、工程实践经验和长期科研经验,在选题、教学手段、教学方法和教学内容等方面都存在较大不足,直接影响了毕业设计(论文)的质量。
(三)学生缺乏主动性和创新性
在以往的毕业设计(论文)过程中,指导教师也会让学生对其设计或论文进行修改,学生只是被动地按指导教师要求修改,往往停留在改正错误层面上,而不是考虑使设计更合理或研究创新等问题。另外,学生即使根据教师的建议对设计或论文进行了修改,他们对当前的修改为什么能够比较有效地满足要求,是否还有其他更有效的方法,其他方法与当前修改比较起来效果如何等问题也不甚明了。
(四)学校的培养与实际工程需求明显脱节
设计或研究过程并不是直线型的,其结果也不是唯一的。按照传统的指导方法,学生完成毕业设计(论文)仅仅是知道了如何做的问题,而对满足规范或研究要求的其他设计或分析方案(更好或者更坏的方案),则几乎没有概念。也就是说,几乎还完全没有考虑如何使设计或研究分析更合理、更有新意。但是在实际工程的设计和研究中,往往是要进行多种方案的比较,或尝试用不同的方法研究分析,并根据其他单位、专业的要求修改、调整设计和研究。这就导致了学校的教学、人才培养和现实需求明显脱节,学生的毕业设计(论文)缺乏创新。目前的探索与实践工作就是试图在一定程度上弥补这一缺陷,通过毕业设计(论文)环节提升学生的综合能力和创新意识。
二、探索性教学改革目的
根据土木工程本科专业的人才培养目标,如何解决普通高等院校现阶段毕业设计(论文)指导中存在的主要问题,是教学改革亟需探讨的问题,具体措施为如下三方面。
(一)让学生尽早熟悉培养方案,提前准备,积累相关知识与经验
毕业设计结果可以粗略地分成合法的设计(满足规范的设计)、可行的设计(合理的设计)、满意的设计和优化的设计。毕业研究论文成果也可以粗略地分成初步的研究分析(采用常规分析方法)、系统的研究分析(采用常规分析方法)、有一定创新的研究分析、有较大创新的研究分析。学生在毕业设计(论文)开始前就应该知道有这样一个链条,并且尝试在这个链条中(而不是仅仅局限于链条的一个点上)做一些起步性的工作,开始积累相关知识和经验,培养一个成熟工程师或研究人员所应具有的思维和意识品质。实际上,应鼓励学生尽早和指导教师建立联系,参与到指导教师的工程结构设计和科学研究工作中,这样学生就有足够的时间进入状态、积累相关知识和经验。
(二)通过毕业设计(论文)奠定学生工作基础
传统的土木工程实验教学属于理论教学的一部分,并按其分类,每个实验项目相互独立,缺乏目标性、整体性、层次性、系统性、创新性及综合性,导致实验教学内容更新滞后。实验的基础理论知识决定了实验仪器种类和型号,由于实验内容更新滞后,导致实验仪器也未能得到及时更新。
2.重视理论教学,轻视实验教学
受多种因素的制约,目前国内很多高校重视土木工程的理论教学,轻视实验教学环节。有的将实验课程的成绩计入到理论教学的成绩当中,有的甚至不统计实验课程的成绩。多数学生认为实验课程不重要,只是走一个程序而已,只要“照猫画虎”完成操作步骤即可,并没有真正将实验与工程实际相结合,所学知识也难以致用。
3.传统教学方式单一,使学生丧失实验操作的主动性
土木工程在实际教学过程中,通常是先进行理论教学,然后再安排具体的实验操作,学生在课堂上学到的知识不能及时体现在实验课程的教学中。教师在实验教学开展之前,就设计好试验加载方案,编写出非常详细、具体的实验指导书,调试好试验仪器,规定好实验步骤、测试方法,并设计出实验数据记录表格等。而学生只需要按教师规定好的步骤进行加载并读取数据,就可以得出早已预知的结论。这种实验教学方法使学生丧失了主观能动性。
4.传统考核方式单一,不能体现学生对实验知识的掌握程度
大多数实验课程的成绩仅凭一份实验报告来决定。同组成员所得到的实验结果是相同的,所以,实验报告也是大致相同,组内成员的成绩也都差不多。实验报告不能客观考察每一个学生对实验内容掌握的程度。
二、“模拟地震环境下结构模型加载
实验”项目介绍实验项目开设的初衷是为了加强素质教育,培养学生的实际动手能力和创新能力,要求学生在学习理论力学、结构力学、材料力学、结构抗震课程之后,自行设计一个结构受力体系,并进行加载,以提高学生学习的积极性,发挥学生的创造力和想象力,加深对结构抗震课程的理解,加强对动手能力的培养,达到学以致用的目的。在整个课程的实施过程中,还要求学生们集思广益,发扬集体智慧和团结协作精神。2008年汶川地震后,社会对抗震知识的需求大为增强,对相关人才的需求更甚。因此,土木工程系依据教学大纲自创了模拟地震环境下结构模型加载实验项目。2009年,依托该实验项目,学校成功举办了“山东省第三届结构设计竞赛”,学校的参赛队获得一等奖1项,二等奖2项。2010年,该项目被确定为学校实验教学改革的一般项目。2012年10月,该实验教改项目顺利通过验收。2011年,依托该实验项目选拔的参赛队伍在“山东省第四届结构设计竞赛”中获得二等奖和三等奖各1项,验证了模拟地震环境下结构模型加载实验台应对不同结构模型的适应性。
三、实验项目总体设计方案
1.实验仪器设备、材料
实验采用土木工程系自主研发的“结构抗震模型加载实验台”。该试验台主要由控制系统、动力系统、实验台面以及防护架等组成。
2.实验教学方法
采用了研究式、讨论式和互动式的教学方式。研究式教学:学生通过查阅教材、期刊文献,收集与实验内容相关的文献,进行结构模型设计。有利于启发学生的科学思维和自主创新意识。讨论式教学:采取以学生为中心,研讨结构模型设计方案,锻炼学生自主设计、自主搭建和自主完成实验的能力,深受学生欢迎。互动式教学:课程开始首先由任课教师给学生们讲解,发放实验任务书、材料和工具。在讲解中,着重讲清实验的目的、意义、任务和要求,制作过程中要注意的问题和加载方法。之后,各小组讨论方案,进行结构模型的设计和制作。在这个阶段,每天都安排教师答疑。由于实验活动是分组、分散进行的,而且每组又基本上是以寝室为单位,学生们的制作活动基本是在寝室内进行,因此,教师有时到寝室走访,帮助学生解决制作中的问题。
3.实验组织形式
以小组为单位,每小组4人~5人。每个小组的成员要求动手能力强、组织能力强、创新能力强的学生各1名,这样可以达到能力互补、相互学习的目的。
4.实验成绩评定
建立了一套科学、规范的实验考核方法,兼顾实验过程和实验结果,合理运用了多种考核评价方式。结构最大承载力与所耗材料重量之比(比强)以大为佳,占50%;实验结果与理论计算结果的相似程度,占10%;结构造型美观,占20%;实验报告完成情况,占20%。
5.实验激励机制
实验项目采用“金字塔”模式的激励机制。首先面向全校学生开放本实验项目,同时为校级结构设计竞赛选拔人才。每年约有50个小组参加校级结构设计竞赛。校级竞赛中选出2个~3个小组参加省级结构设计竞赛。省级结构设计竞赛获得一等奖的小组参加国家级结构设计竞赛。该激励机制已经显现出良好的实践教学效果:中国石油大学(华东)通过该实验项目选拔培养的学生在历届山东省大学生结构设计竞赛中获得一等奖1项、二等奖3项、三等奖3项,并有一支参赛队伍于2010年代表中国石油大学(华东)参加第四届全国大学生结构设计竞赛。
四、锻炼实践能力,培养创新意识,启发探究性思维
实践能力的锻炼包括两个方面:一是亲自动手制作模型,这是大学生进入大学后首次制作的模型,需要相互配合,集体完成一件作品。二是理论知识与实践相结合,是一个知识活化的过程。在实验过程中,教师鼓励学生创新,重视创新意识的培养。制作开始时,学生们知道结构形式大致有三角形、梯形、拱形等几种,但对于杆件如何搭建成结构并没有概念。通过方案讨论才形成了结构的形象,再把结构制作出来,这个过程本身就是一种创新行为。其次,鼓励学生进行结构形式的创新,不要受之前几种结构形式的禁锢。第三方面是计算工作的创新,这是较高层面上的创新活动。虽然计算理论和方法是学过的,但是在计算模型的建立,以及已知条件的选取,近似和简化方面,仍然需要创新思维。《实验项目指导书》提供了探究性内容的引导和要求。
当前,我国与土木工程相关的注册师种类有:土木工程师(岩土)、结构工程师、建造工程师、监理工程师、造价工程师等。在课程设置时按照各类注册工程师的共同基础设置专业基础课,以不同注册工程师的要求来设置专业方向。根据土木工程职业资格制度要求,建立完整的素质、能力和知识体系,包括公共基础课,为普通本科生的素质要求;土木学科基础平台(力学系列、工程材料、工程制图、工程测量等),为注册结构师、建造工程师的基础要求;工程结构设计平台(混凝土结构、钢结构、地下工程结构等),为注册结构工程师的专业要求;工程技术管理平台(土木工程施工、工程概预算、工程经济等),为注册建造工程师的专业要求。传统土木工程专业教育思想指导下的课程体系存在着课程结构松散、课程之间缺乏联系的问题,使学生难以建立整体的知识结构。应将不同的知识在整个学科体系中进行整合,建立科学的培养计划,以适应注册工程师的要求。双证通融培养模式要区别于传统课程内容,对职业能力拓展模块里的课程,要求必须将相关职业资格认证考试课程的知识嵌入其中,让学生根据就业的专业意向和自身的能力特长选择不同的知识模块。这样不但为学生备考各类职业资格做知识储备,而且可为其毕业后从事实际工作打下坚实的专业技术根底。
2.以行业职业的准入性为核心加强综合能力培养
近几年,随着我国社会主义市场经济体制的不断发展和完善,工程建设标准化工作的重要作用愈加明显,受到了各级政府和社会各界的广泛关注。作为未来土木工程的注册工程师,熟悉本专业领域的建筑基本法规、技术标准和各种规范,以及相关行业的政策法规是十分必要的,这是土木工程设计、监理、管理等的基础,因此,在教学中结合有关的规范与法规教育显得尤为重要,在教学时要注意针对规范调整更新教学内容。职业资格专业考试中,非常重视考察考生的综合实力,即是否具有解决实际工程问题的能力,必须强化对学生综合能力的培养。传统的教学模式只是传授式的教育,重基础知识及考试成绩,缺乏综合素质方面的培养。近年来随着教学改革的开展,综合性放在了人才培养的重点。如何培养全面发展的工程技术人才,也是需要进行深入改革实践的。可以通过学科竞赛培养学生动手能力和团队合作精神;通过小组讨论、项目教学法、完成研究报告等教学方法培养学生自我学习能力及独立思考解决问题的能力;通过深入开展社会实践活动,培养学生的沟通能力和社会服务意识等。
3.加强实训基地建设,满足双证融通的教学要求
企业是培养综合性高素质人才的重要环节,应建立学校和企业之间开放式的人才资源交流共享机制,建立专业教师定期到企业轮训制度,支持教师到企业和其他用人单位进行工作实践,重点提高教师实践工作能力,从而提升实践教学水平。同时积极聘请和引进企事业单位中高级技术人员到校任教、授课、开讲座,促进校企人才资源的互利互补,优化师资队伍结构,强化专业教师的技能培训。学校要重视校内实践活动,与企业合作共建开发性实验室,完善工程实践教学平台,提升实践教学基地功能,提高校企合作的产学研水平,建立以学校为主,企业参与,集人才培养、产品开发和科技合作为一体的工程实践教育中心,让学生获得基本理论与实践技能的综合训练,加深对专业知识的理解和综合应用,培养学生的岗位技能和就业竞争力,满足双证融通的教学要求。同时,政府发挥职能作用,对于参与校企合作的企业,通过减少税收的方式,降低企业承担的培养成本。实习学生并不是实际员工,一旦在实习过程中发生事故,会出现高校和企业互相推诿的情况,给企业的正常生产带来干扰,因此企业为了规避风险,通常不会安排实习的学生进入实际工作当中,走马观花式的实习达不到人才培养的要求。政府应该制定健全产学合作法律体系,保障企业的权利和义务,使企业有效规避风险,以法律的形式保障企业在校企合作中的合法利益。
4.根据职业资格考试内容进行模拟考试
职业资格是对从事某一职业所必备的学识、技术和能力的基本要求。在校期间对学生进行职业资格模拟考试,不但可使学生了解职业资格考试的考察内容和考试重点,而且可加深学生对专业知识结构的系统认识,帮助学生把各门课程包含的知识有机地联系起来。职业资格模拟考试的题型及考试范围应紧密结合职业资格考试大纲,参考历年职业资格考试真题,以土木工程专业课程内容为基础,注重工程实践和工程实际问题的解决;加大案例分析的题量,使试卷的考点与职业技能需求相结合,不但考查学生基础理论知识,而且要考查学生解决实际问题的能力。
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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我国土木工程也同样存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新;土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉;可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制;大体积混凝土的施工质量控制;预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制;大型桥梁悬索受力的控制;幕墙的生产和加工控制;高温高压的焊接质量控制;建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理,更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理,更优化的决策管理、计划管理,更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富,为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境,促进新技术的采用和人力管理理念的创新,对更有效地提高生产率提供了可能,也促进了企业文化的升级。关于工程项目管理,正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言:工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的,多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念,这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有:
1.项目计划的编制。
在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”,对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排,同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、设计和投资进行分析和比较,在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务(关键线路)以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.项目跟踪过程。
软件对于工程进度能够进行动态管理和控制,它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标,要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机,也就是真实、实时地反映工程进度,分析工程进度数据,及时反映工程项目的变化。
3.项目的分析、控制与优化。
由于管理软件实现了广义的网络技术,项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(或既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域,甚至会进入货物及其流通的细微部分,使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能,同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制,促进市场健康发展。
人才上网,网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题,对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说,现代建筑企业更加依赖网上技术研发,依赖网上人才库,只有这样,才有可能使企业做大做强。