发布时间:2023-03-23 15:12:51
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的土木专业论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
1.1案例教学法
案例教学法是一种使得学生处在面临问题的决策者角色的教学方法。在案例教学法课堂,无论是教师和学生必须以不同的方式被激活。教师和学生相互依赖、互相学习。教师一般都是专家,但他们很少直接告知学生专业知识。案例教学法主要是用在商业学院和公共政策学院教学活动中。例如,1908年已被用于在哈佛商学院和公共政策学院。教学案例研究是全球顶尖的商学院进行核心功能。他们常常组织比赛确定最佳的新的教学案例。商业案例是模仿或模拟真实情况下的文档。案例陈述的现实让读者参与其中。案件往往说明企业或政策形势需要解决问题,还包括课堂讨论和研究的其他信息。在没有明显的解决方案的情况下,提供了充分的事实基础上激发学生获得一切可能的结果。作为现实的模拟,案例必须具有三个特征:一个重要的业务问题或问题。没有问题的情况下,没有教育价值;充分的信息基础;没有明确的结论。在案例教学过程中,教师的作用是选择和组织案例,这也是实现教学目标的关键。
1.2基于问题解决的学习
基于问题解决的学习方法是1980年美国数学教师协会正式提出来的。它将学习内容设计成问题,或由学生提出问题,让学习者通过解决问题来获得相应的知识和能力。让学生提出高质量的问题是这种教学方法的关键。要求学生将问题具体化和形象化,构造成模拟实际生活的故事情节。学生在原有知识和经验的基础上,通过分析解决问题,发现更加复杂和深入的问题。因此,学生提出问题的多少、思考问题的广度和深度等是基于问题解决的学习方法的重要的评价标准。
1.3基于问题的学习
基于问题的学习是一种以学生为中心的教学方法。学习的目的是获得解决问题的经验、思考策略和该领域的知识。基于问题的学习的目标是帮助学生形成灵活的知识、有效解决问题的能力、自主学习、有效的协作能力和内在动机。基于问题的学习是一个主动的学习方式。在工作过程中,学生发现他们已有的知识,需要知道什么,以及如何和在哪里获得新的信息,可能会有益于该问题的解决。教师的作用是为了促进学生的学习、支持、指导和监控学习过程。导师必须建立学生对解决问题的信心,并鼓励学生,同时也拓展他们的理解。Barrows定义了基于问题的学习模型为:(1)以学生为中心的学习。(2)学习是学生小团体做的,理想的6~10人。(3)教师指导学生而不是教学。(4)以问题为基础组织和激发学生学习。(5)问题是设置是提高学生解决问题能力的基础,是刺激的认知过程。(6)学生通过自我导向学习获得新的知识。基于问题的学习要求教师的教学风格达到几个主要标准:首先,要有一个与教师科研相关的“学习中心”,所有的学生都需要围绕该中心。第二个标准是必须有一个驱动问题,学生通过完成项目获得问题的答案。这个问题也不能有一个预定的结果,它应该要求学生使用的先验知识来所有可能的结果。其他标准包括建设性的调查研究、学生的自等。基于问题的学习的主要教学过程包括提出问题、分析问题、形成假设、验证假设、修正假设。
2土木工程探索性试验设计
近年来华南理工大学开展了“探索性实验”教学项目建设工作,引导教师将科研项目成果转化为计划内实验教学内容,从而深化实验教学内容和体系改革,推进实验室开放共享;通过科研与教学融合,切实促进学生实践创新能力的培养。下面介绍用研究性教学方法设计所申报的“探索性实验”教学项目“沥青混合料多轴加载试验”。
2.1提出问题
最新版的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中沥青混合料的试验方法主要包括:单轴压缩、单轴拉伸、小梁弯曲和劈裂试验等。试验过程中,沥青混合料试件处于单轴或双轴应力状态。而实际沥青路面中,沥青混合料处于多轴受力状态,承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。因此,现有沥青混合料的试验装置与方法无法模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态。
2.2分析问题
为了模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态,采用如图1所示的试验装置。通过转动的橡胶轮胎带动圆柱体试件转动,试件受到橡胶轮胎的表面摩擦力F和铅垂方向的压力P作用。同时,在试件水平方向施加压力Q。从而模拟实际路面材料多轴受力状态,使得试件承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。
2.3试验步骤
(1)试件制作。采用击实法、静压法或旋转压实法制作的圆柱体试件;或在轮碾法制作的板块状试件中钻取的圆柱体试件;或在路面中钻取圆柱体的芯样。
(2)安装试件。将试验室的环境温度控制在试验温度±0.1℃范围内。加载前,保温时间为90~120min。
(3)水平方向加载。通过水平加载油缸对试件施加水平方向拉伸或压缩荷载。
(4)铅垂方向加载。通过铅垂方向加载装置在橡胶轮上施加荷载,从而在试件中部上方施加铅垂方向荷载。
(5)启动橡胶轮驱动马达,使得橡胶轮单向旋转,转速为1~100r/s。
2.4试验结果的分析与讨论
试件转动一定次数后,量测试件中部加载位置的直径,计算直径变化率。加载后试件中部直径的变化百分率计算公式为:100%×加载一定次数后加载位置试件直径/加载前试件直径。同时,量测试件长度,计算加载后试件长度的变化率。加载后试件长度变化百分率计算公式为:100%×加载一定次数后试件长度/加载前试件长度。教学过程中,共15位同学参与该项试验,分为3组,每组5人。
3教学效果
采用研究性教学方法,有助于把学生纳入教师的科研项目,驱使学生调查研究,组织讨论会,分析问题,解决问题,完成工作任务。授课教师与同学们一起通过该试验项目掌握了实际路面材料的受力状态,并创新性的设计了“沥青混合料多轴加载试验”方法。依托研究成果申报了2项实用新型专利和2项发明专利。在国外SCI源刊投稿论文2篇。
4结语
国外一些发达国家非常重视工程教育,在工程师培养方面大致分为两大模式:一是在校期间着重培养学生的工科基础能力,毕业后由企业完成工程师职业方面的教育。二是在校期间对学生进行工程师的基本技能训练,毕业时获得具有职业资格的工程师学位。以上两种模式,都需要企业的参与和支持,企业与学校结合,接受大学生实习,参与工程师人才的培养。民族院校应用创新型人才培养要体现为民族地区和区域经济服务的特征。本文主要以笔者所在学校大连民族学院土木工程专业的专业教育理念、实验实践基地建设、专业培养方案、“应用创新”人才培养理念的实践等工作为例,探索民族院校基于“应用创新”理念的土木工程专业建设规律。
二、“应用创新”理念下的土木工程专业建设
近年来,大连民族学院土木工程专业结合国家“卓越计划”,立足于“应用创新”理念,以辽宁省专业评估为契机,发挥已有专业的优势,大力开展土木工程专业建设。在2009培养方案和2013培养方案的修订过程中,逐步形成了“理论适度,重在应用”的教学指导方针,在培养方案中体现应用和创新的教学理念。学校土木工程专业2000年开始招生,经过14年的办学历程,发展迅速。2010年被评为“国家级特色专业”;2011年被评为“大连市三育人先进集体”;2012年被评为“辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业”;2013年参加辽宁省普通高等学校本科专业综合评估,位列全省第三。为实现“应用创新”理念下的土木工程专业建设,学校进一步加强实验室和实践基地建设、创新教育建设、师资队伍建设、培养方案的修订等工作。在此基础上,立足沿海,服务民族,努力建设具有民族特色的土木工程专业。
(一)加强实验室和实践基地建设
1.强化校内实验设施建设,发挥实践教学在人才培养中的作用
2011年学校土木建筑工程综合实验中心被评为“辽宁省示范性实验中心”。2013年土木建筑工程学院借搬迁新校区之际,在新教学实验楼的建设中,对实验条件进行了大规模的改善,增大了实验室的使用空间,购置了大量用于本科教学的实验设备,以满足土木工程专业“应用创新”理念的教学要求,为学生实践应用能力的提高创造有利条件。此外,积极鼓励教师结合生产实际开展科学研究,将教学和科研相结合,形成科研促教学的良好局面。在实验教学中,为培养和训练学生综合分析问题和解决问题的能力,适当增加了设计性和综合性实验内容。并结合各种学科大赛,鼓励并组织学生参与准备性试验。近年来,该专业学生参加各种级别的学科竞赛均取得优异的成绩。同时,以专业导师工作室制的方式,让学生参与导师工作室的课题研究,增加科研实验比例,强化学生的创新意识和工程能力。
2.校企合作,加强实践基地建设
参照“卓越工程师培养计划”,建立校企合作联合办学的培养模式。校企双方协议建立校企联合办学的组织机构,制定相关管理条例、培养方案和培养标准等。近年来,该专业与大连市8家设计单位和施工企业及大型监理公司建立了校企合作办学的实践基地,除顶岗实习外,企业还接收30余名学生参加“3+1”试点班的企业学习。此外,学校还聘请了有经验的工程师作为校外指导教师,结合工程实际项目对学生的毕业设计和生产实习进行指导。多年的实践教学证明,学生在企业实习,不仅培养了学生的实践应用能力,也培养了学生吃苦耐劳的工作作风和团队合作精神,强化了创新创业意识。
(二)加强创新教育建设
学校土木工程专业重视对学生创新实践能力的培养。近年来,为鼓励学生参加各种学科竞赛以及参与教师的科研课题,建立了“创新工作室制”的创新能力培养机制;以指导学生参加大学生结构设计大赛为目的,建立了“土木工程结构设计创新工作室”;以指导学生参加大学生混凝土配合比大赛为目的,建立了“混凝土材料性能创新工作室”;以指导学生参加大学生测绘大赛为目的,建立了“土木工程测绘技术创新工作室”等。近期,又开设了“力学应用创新工作室”、“土工实验创新工作室”等。各创新工作室有固定的活动场所,并配有相应的设备,由专业指导教师进行指导。通过创新工作室的训练,学生获得了工程实践和应用创新能力的锻炼。近年,土木建筑工程学院还多次主办市级大学生学科竞赛,并组织学生参与全国混凝土配合比大赛,省、市级结构大赛和测绘大赛、力学大赛,各种级别的“挑战杯”大赛等,均取得了优异成绩。开展大学生创新能力的培养,对提高学生的专业兴趣和创新积极性起到了非常重要的作用。
(三)改革培养方案
大连民族学院是国家民族事务委员会的直属院校,学生来自全国56个民族。木工工程专业2000年开始招生,为满足民族地区及周边地区对土木工程专业人才的需要,土木工程专业下设两个专业方向:建筑工程方向和交通土建方向。学校60%以上的学生来自少数民族地区,学生在语言和接受知识的能力方面存在较大的差异。因此,教学中主要采取因材施教的方法分层教学,即对将来继续从事土木工程科学研究准备考研的学生,着力加强其理论知识的深度和广度;对毕业后直接就业的学生,则加强其实践应用能力的培养。培养方案还设置了基本能够满足各类学生自主选择需要的选修课。在人才培养过程中,坚持“应用创新”的办学理念,坚持“理论适度,重在应用”的原则,在课程设置上增加能够提高学生应用能力和创新能力的课程。2009培养方案对原来的培养方案进行了改革,将培养方案分为三大平台,即通识教育平台、专业类教育平台、专业教育平台。尤其在专业教育平台的设置中,开设了一些新的能够培养学生应用和创新能力的课程,如土木工程实践能力训练、土木工程技术工作室课程、道路测试技术工作室课程等,并设置相应学分,使应用创新教育真正落到实处。近年来,在培养方案中增加了“3+1”的培养计划,使校企联合办学的培养模式更加规范化。在编写培养方案的过程中,深入企业进行调查,结合企业的工程实际,调整部分课程的教学内容和教学大纲。改革“集中性实践教学环节”的教学内容和课程结构,增加课程设计、实验、实习等实践课的内容和学时数。如在毕业设计之前,增加毕业实习的环节;在混凝土课程设计中,增加混凝土双向板的设计内容,以满足工程实际需要;在高层建筑结构课程中,增设了高层建筑结构课程设计;在交通土建方向的限选课中,增设地下结构课程设计;在专业选修课中,增设3D扫描技术在民族建筑保护中的应用和结构无损检测等实践课。总之,力求实践环节的教学内容与时俱进,并具有时代专业特色。
三、结语
关键词本科毕业论文质量提升路径土木工程
1引言
本科毕业论文是高校本科教育中锻炼培养学生专业素质和能力的最后教学环节,也是评价高校教学质量和学生专业学习的重要指标[1,2]。本科毕业论文可以弥补以往教学过程中的薄弱环节,了解学生掌握理论和实践技能情况,能培养学生分析问题、查阅文献、解决问题以及科研创新能力,为今后走上工作岗位创造条件。教育部在“关于加强普通高等学校毕业论文工作的通知”[3]中指出:“毕业论文是高校本科教育重要的教学组成部分,在培养学生探求真理、增强社会意识、加强科研训练和提高实践能力等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。”土木工程类专业是实践性很强的工科专业,毕业论文应体现本专业的培养特色[4]。然而,目前众多高校中该专业的毕业论文存在较大问题。鉴于此,本文将着重探讨存在问题并做原因分析,在此基础上提出相应的提升路径。
2存在问题与原因分析
2.1选题与实践脱节
选取一定研究价值的课题是提高毕业论文质量的前提,由于很多院校缺少与企业合作,校外实习基地难以结合实际工程,导致在选题过程中出现题目宽泛、针对性缺乏、选题偏离本专业知识或缺乏新意等现象。
2.2缺乏科学创新性
随着本科毕业生与指导教师比例的增加,指导教师名下的毕业生数量增多,以笔者院系为例,每位专业老师所带毕业生数量在7-15个,超过了高校毕业生培养和教学评估规定的5个要求,且教学大纲要求本科毕业以设计为主,科研论文不超过总数的10%。难以制定多元化创新课题,毕业论文基本上以“公式化”设计计算为主,内容较为单调和理论化,缺乏创新性,该模式下培养的毕业生难以适应和满足国家对土木专业技术人才的需求。
2.3学生的重视度不够、论文时间冲突,存在严重抄袭或造假现象
本科毕业论文通常在第八学期开展,而大四是最忙碌的一年,很多学生同时参加研究生和公务员考试及工作招聘,与论文实验和撰写时间相冲突,使学生无法安心做论文。此外,一些学校流传着“只要找到工作,毕业论文都会通过;只要考研成功,毕业论文等级就是优”的说法,使学生心里轻视毕业论文,答辩前从网上下载往年学位论文、敷衍拼凑了事。
2.4缺乏教师的针对性指导
师生比的减少使许多教师的教学工作量繁重,无法针对每位学生选题和完成情况进行“一对一”指导;其次,青年教师虽然具备良好的科研素养和能力,但缺乏一线工程实践经验,不能将自己的学识和能力有效传递给学生;再者,在现有教师职称评定中,较注重教师科研成果,使教师重视项目申报和科研而忽视教学;在论文指导过程中,多应付学校各种形式检查和表格填写,难以在毕业论文实施过程中提高学生科研素养和创新实践能力。
作者简介:
张俊峰(1981-),男,郑州大学土木工程学院讲师,博士,主要从事空间钢结构非线性研究,(E-mail)。
摘要:文章对郑州大学土木工程学院2009年招收的第一届19名建筑与土木工程专业学位研究生进行了调查,调查涉及报考与招生、校内导师、校外导师、实践地点、实践类别、实践基地、学位论文等内容,考核了专业学位研究生的实践效果和研究论文情况。通过调查和考核,分析了全日制建筑与土木工程专业学位研究生培养过程中存在的问题,为探索全日制专业学位研究生的培养提供参考。
关键词:建筑与土木工程;专业学位;研究生教育
中图分类号:TU-4 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)01-0041-04
2009年3月19日,教育部下发了《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》,强调要充分认识开展全日制硕士专业学位研究生教育的重要性,要从科学定位、教学要求、实践要求和学位论文四方面创新培养模式,确保培养质量。教育部决定在已下达的研究生招生计划基础上,增加全日制硕士专业学位研究生招生计划5万名,而且以招收应届本科毕业生为主[1] 。2009年9月,教育部决定2010年在保证研究生总招生规模不变的前提下,从以往安排的学术型研究生招生计划中划出5%~10%的比例安排到专业学位研究生招生计划之中,并计划用5年时间,将学术型硕士与专业硕士的比例调整为1∶1[2] 。
教育部的这一系列战略性举措将为全日制工程硕士的发展提供强有力的政策保障,但是,针对全日制工程硕士专业学位这一新型研究生培养形式,如何在全日制工程硕士招生的同时保证培养质量、突出工程特色,成为政府、企业、高校共同关注的问题[3-5] 。从2009年开始,郑州大学土木工程学院对全日制硕士专业学位研究生的培养工作展开了深入的研究,并且对2009级学生进行了全过程跟踪培养。2011年招收的第一届19名建筑与土木工程专业学位研究生已顺利毕业,文章阐述了近两年来关于全日制建筑与土木工程硕士专业学位研究生的招生、培养和毕业等各环节存在的问题和解决方法、思路,内容涉及报考与招生、指导教师、实践环节和学位论文等。
一、 报考与招生
据统计,首届19名专业学位研究生均报考的是科学学位,后来在科学学位招满的情况下,调剂到专业学位。而研究生导师在填写招生计划时约有34%的导师不愿意招收专业学位研究生,在实际招生时约有80%以上的导师首先考虑
招三年制的科学学位研究生,个别教授和副教授在招不到科学学位研究生的情况下,甚至放弃当年招收研究生的指标。
从统计结果可以看出,学生和导师对专业学位研究生教育制度都还不了解,从观念上还没有接受专业学位研究生教育,学生不愿意上,导师不愿意招[6] 。从2011年的报考情况看,也只有5名学生报考了专业学位研究生,约占研究生总招生人数6%,情况稍有好转,但仍然不容乐观。
二、 指导教师
郑州大学建筑与土木工程领域有教授22名,副教授18名,高级工程师15名;博士生导师5名,硕士生导师59名;校外合作导师29名,均为高级工程师。
(一) 校内导师情况
2009年招收的19名专业学位研究生的校内指导教师15人,其中有教授7人(1人为博士生导师,其余均为硕士生导师),有4位教授每人分别指导了2名专业学位研究生,其余每人指导1名;另外还有5名副教授,1名高级工程师,2名讲师(博士)。指导专业学位研究生的校内导师职称比例分布如图1所示,2009年指导专业学位的导师情况见表1。
第一,教授指导的专业学位研究生总数为11人,约占当年专业学位研究生总数的58%,教授中带专业学位研究生的导师占教授总人数的55%,比其他职称都高,这主要归结于以下几个原因:(1)学生更愿意选择教授作为其研究生导师;(2)教授的科研项目较多,需要一定数量的专业学位研究生来完成这些课题;(3)相对而言,教授和研究院、设计院、企业交流更多,可以为专业学位研究生提供更多、更合适的实践场所。
第二,讲师(博士)中担任研究生导师的占讲师总数的50%,也比较高。指导专业学位研究生中有5位副教授,其中两位是年轻博士,从中也可以看出,年轻博士带专业学位研究生的比例很高,这归结为两个原因:其一,由于科学学位研究生的招生名额在减少,相对于教授,年轻博士招到科学学位研究生的机会要少,在一定程度上,他们愿意招收专业学位的研究生;其二,年轻博士观念转换快,能很快理解教育部开展研究生教育改革的政策,并积极进行实践。
第三,副教授和高级工程师作为校内导师参与专业学位研究生培养占其总人数的比例低,虽然在随后的调查中有一部分高级工程师作为合作导师参与专业学位研究生的培养,但总体来看导师积极性不高。
(二)校外导师情况
对2009年招收的19名建筑与土木工程专业学位研究生的校外导师进行了调查,在研究生实践基地中,约有60%的校外导师没有足够的时间参与专业学位研究生的指导工作,主要原因在于以下三方面。
第一,在校外导师的管理上存在缺失,学校对校外导师无法进行约束,缺乏研究生培养方面必要的管理措施。
第二,由于工作原因,校外导师没有足够的时间参与专业学位研究生的指导,仍需加强与校外研究生实践基地的沟通和协调。
第三,通过与研究生管理人员、校内导师和研究生的沟通,校外导师虽然已逐渐熟悉了研究生培养方法,但他们对研究生培养特点还缺乏深入的认识和全面的了解。
三、 实践环节
(一)实践地点
对19名建筑与土木工程专业学位研究生实践地点的调查显示,有3名在郑州市以外,约占总人数的16%;16名位于郑州市,约占总人数的84%。学生的实践地点比较单一,学校签订的实践基地也反映出这个问题,这样导致学生参与复杂工程的机会少,实践活动受到一定程度的制约。
(二)实践类别
直接参与施工现场实践的有14名专业学位研究生,约占总数的74%。其中施工技术与管理工程2人,复合地基与基坑支护工程3人,工程结构鉴定加固1人,道路桥梁工程1人,纤维增强复合材料1人,桩基检测1人,工程项目管理5人。
没有直接参与施工现场实践活动的有5人,约占专业学位研究生总数的26%,其中,施工技术与管理1人,道路与桥梁工程3人,建筑材料检测1人。
从实践类别可以看出,直接参与施工现场实践活动的约占专业学位研究生总数的74%,没有直接参与工程现场但参与工程设计管理等实践活动的约占专业学位研究生总数的26%,实践技术类别比较广泛。
(三)实践单位
学校签订的实践基地共11个,包括河南省建筑科学研究院、机械工业第六设计研究院、河南省建筑设计研究院有限公司、郑州大学综合设计研究院、化工部郑州地质工程勘察院、中国建筑技术集团有限公司郑州分公司、河南省第五建筑工程(集团)有限公司、河南第二建筑工程有限责任公司、郑州市第一建筑工程集团有限公司、河南建达工程建设监理公司、河南省地基基础工程有限公司,学校与实践基地签订相关实践基地协议并挂牌。
通过对19名建筑与土木工程专业学位研究生的调查显示,在签订的实践基地实习的共10人,占专业学位研究生总数的53%;在其他单位的有9人,占总人数的47%。这9人分别在7个单位实习,其中有交通规划、勘察专业的设计院和公司、铁路通道类的咨询公司、加固公司,也有基础工程检测公司和建筑工程公司。
在签订的实践基地实习的10名研究生中,分布在4个实践单位,其中有6人集中在一个单位,签订的11个实践单位实际参与培养的占实践基地总数的36%。
以上调查说明如下问题。
第一,实践基地虽然签订并挂牌,但还没有为专业学位研究生的培养提供可靠、便利的平台,有一半以上的实践基地还没有参与专业研究生的培养工作。
第二,
实践基地参与专业学位研究生的培养工作还需要细化,与实践基地单位的合作还很松散,虽然签订的实践基地涉及地基基础和建筑工程,但仍有部分专业学位研究生没有去这些实践单位。通过了解发现,与实践基地的签订是基于学校合作的层面,而研究生的培养是基于导师开展的,一些导师与这些单位并没有合作和来往,导致不能与这些单位联合培养,只好自己再联系其它单位。
第三,实习基地单位覆盖面不够。校内导师的横向项目以及研究方向很多,而签订的实践基地涉及的专业面还不够全面,有待进一步的建设,如加固类、道路桥梁类等。增大实习基地覆盖面既可以保证专业学位研究生的培养,又能保证签订的实践单位有足够的能力来参与培养。
(四)实践效果
笔者对19名建筑与土木工程专业学位研究生的实践内容进行了调查,对实践情况进行了考核。调查结果显示:专业学位研究生所从事的实习与校内导师研究方向相符的共14人,约占专业学位研究生总数的74%,有差异的有5人,约占专业学位研究生总数的26%。而从考核的结果也发现,专业学位研究生所从事的实习与校内导师研究方向相符的研究生,考核结果比较好。
从以上情况可以看出:(1)校内导师对专业学位研究生的培养仍然起着主导作用,直接决定着研究生的培养质量;(2)校外导师从时间和精力上还不能很好参与专业学位研究生的培养,不能从专业深度上系统地对专业学位研究生进行培养;(3)实践基地的建设还有待进一步加强,部分导师还不能为自己的研究生找到合适的实践基地,因此培养效果不理想。
四、 学位论文
(一)论文审核
为了准确把握专业学位研究生的学位论文情况,学院组织了5名各个专业方向的校内专家集中对19名专业学位研究生的论文进行了第一轮盲审,基本情况如下。
论文选题均来源于工程实际,但约有26%的论文存在研究内容缺乏创新,研究深度不够,论文结构不合理等问题。
53%左右的论文写作不规范,主要表现在各级标题使用不当,参考文献及索引不规范,图表表达不规范,论文出现比较明显的错别字等。这些现象反映出学生写作不认真、态度不端正、导师要求不严格等问题。
论文形式以应用基础研究为主,约占论文总数的79%,其余约21%的论文涉及调研报告、项目管理和结构设计。这说明学位论文的形式还比较单一,学位论文思路还没有完全从科学学位研究生教育中转变过来。
论文研究深度不一。约有30%的论文与实践结合得很好,论文比较系统、研究深入,但10%左右的论文深度不够,反映出学位论文考核标准不具体,执行不严格,导师对专业学位研究生的重视程度不够,少数导师对专业学位研究生教育缺乏正确认识;因此,研究生管理部门对专业学位研究生的实践考核和导师对专业学位研究生指导的考核还需要进一步加强。
(二)论文评阅
19名专业学位研究生论文都被返回并要求对盲审提出的问题进行修改,修改后参加论文评阅。答辩前共送出了40份评阅书(2名专业学位研究生由3位评阅专家盲审,其余论文均为2位评阅专家),评阅成绩为优的共6份,占评阅总数的15%;评阅成绩为良的数量最多,共33份,占评阅总数的82.5%;评阅成绩为一般的为1份,占评阅总数的2.5%。
(三)论文答辩
答辩委员会由来自校内外的5名专家组成,19名专业学位研究生均通过了学位论文答辩,95份答辩成绩如下:优共30份,约占31.6%;良共55份,约占57.9%;一般共10份,约占10.5%。从19名专业学位研究生的论文评阅结果与答辩成绩可以看出以下问题。
第一,评阅结果与毕业答辩结果大体相符。成绩为良的居多,占一半以上,其次是优,有少部分研究生的论文和答辩成绩一般,与学院组织的第一轮盲审结果也基本一致。
第二,论文完成后,部分学生对答辩很重视,进行了认真准备,答辩结果比较理想,而有少部分学生论文没有完成得很好,也没有认真准备,答辩成绩一般。毕业答辩环节虽然是研究生对毕业论文的汇报,但却是研究生考核的重要环节之一,应严格考核、加强管理。
五、 结语
全日制专业学位硕士研究生教育已成为中国研究生教育的重要组成部分,因此,郑州大学土木工程学院进行了该方面的研究工作,并对2009年招收的首批19名建筑与土木工程专业学位研究生进行了培养全过程调查,分析了在报考与招生、校内外指导教师、实践环节、学位论文等方面存在的问题。专业学位研究生教育从观念上还没有被学生和导师所理解与接受,还需要做进一步的宣传和引导。校内导师对专业学位研究生的培养起着主导作用,还需要积极鼓励参与到专业学位研究生的培养中来,不断加强与专业实践的结合,为专业学位研究生的培养提供良好的基础。实践基地建设是专业学位研究生培养的重要环节,加强实践基地建设的广度与深度,设法让优秀的校外导师积极参与专业学位研究生培养是专业学位研究生教育质量提高的重要一环。学位论文应结合实际工程,但同时也应注意选题的深度,加强学位论文的考核是专业学位研究生教学的关键,对加强毕业答辩管理和监督有积极意义。
参考文献:
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Postgraduate education of architecture and civil engineering
ZHANG Jun-feng, ZHAO Jun, WANG Jian-qiang, CHEN Huai, GE Su-juan
(School of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, P. R. China)
Abstract:
关键词:土木工程类专业;硕士研究生;自我培养
中图分类号:G643;TU37 文献标志码:A 文章编号:10052909(2017)02003105
硕士研究生阶段的教育在教育目标、教育主体定位和教育形式等方面,都与之前的本科阶段、中学阶段和小学阶段具有本质的区别。从教育目标来看,研究生阶段教育的目的是将研究生培养成为具有独立科研能力的科研工作者和职业工程师,强调自主科研和工作的能力[1]。从教育主体定位来看,研究生在整个教育过程中处于主体地位,与本科及之前阶段以教师教学为主的定位有很大差异[2]。从教育形式来看,研究生阶段的教育更加强调自我培养和自我教育,绝大部分的教育过程需要研究生通过自主学习完成,研究生导师一般只发挥引导和指导作用[3]。
因此,能否在两到三年的研究生学习阶段实现良好的自我培养,就成了研究生教育成败的关键。近年来,随着专业硕士研究生制度的实施和研究生教育从精英教育向大众教育的转变,研究生数量迅速增加,生源质量良莠不齐。很
多研究生对研究生教育阶段强调自我培养的特点认识不足,在研究生学习阶段仍然是本科甚至高中时期的学习态度和方式,以致培养效果难以令人满意。
究其原因,除了对研究生阶段自我培养的特点认识不足之外,一个很重要的原因是对自我培养的目标和方法缺乏理性的认识,需要进行深入的指导。为解决这一问题,本文拟从研究生培养工作的实际出发,对土木工程类硕士研究生自我培养的目标、方法和途径进行讨论,旨在为土木工程类研究生的培养提供理论上的参考和建议。
一、 研究生自我培养的必要性和可行性
所谓研究生的自我培养,是指以研究生自身为教育主体,在自我意识的支配下,根据社会需求和自身发展的需要,发挥主体能动性作用,把自己作为教育的实施者和接受者,不断进行自我开发和自我教育,优化知识结构和能力水平,最终实现研究生阶段培养的目标,成为满足社会需求的科研工作者和技术工程师[4-5]。
研究生阶段教育的最大特点就在于研究生的自我培养和自我教育[6],这是由研究生阶段的培养目标决定的。研究生阶段教育的最终目的,是培养一批能够独立进行科研工作的科技工作者,以及能够在企事业技术岗位解决实际问题的技术工程师[7]。要想获得独立的科研能力和工程实践能力,就必须具备自主发现问题和解决问题的能力。而这些能力的培养,必须也只能通过自主科学研究和自主工程实践获得[8]。此外,是否具备基本的自主科研能力和工程实践能力,也一直是各高校衡量研究生培养质量的重要标准。部分高校甚至直接以这两项能力作为研究生毕业和获得硕士学位的基本条件[9]。因此,以培养自主科研能力和工程实践能力为目标进行自我培养,是研究生阶段教育的必然要求。
研究生阶段的学习和生活呈现出很大的自主性和独立性[10]。研究生导师在研究生教育过程中的定位,是科研工作上的指导者和合作者,并以此为基点,对研究生的学术道德和价值观进行引导[11]。除此之外,研究生自主把握工作和学习的各个阶段,有足够的时间和空间自主规划,自我学习,为研究生的自我培养提供了主体条件上的可行性。事实上,是否能够有效利用这种自主性,抓住机会进行自我培养,一直都是研究生培养成败的关键。
二、 土木工程类专业硕士研究生自我培养的目标和内容
土木工程类专业硕士研究生培养的最终目标,一是使研究生具备基本的科研能力,以满足业之后以一个独立的科研工作者的身份从事本专业科研工作的需要;二是具备一线的工程实践能力,以满足毕业之后从事结构设计或现场施工工作的需求;除此之外,还必须培养一定的人际交往能力。因此,具体而言,土木工程类专业硕士研究生应当着重在专业知识水平、基础科研能力和实践工作能力等三个方面进行自我培养。
(一)专业知识水平的培养和提高
具备深厚的专业基础,了解本专业的研究特点、研究方向以及基本理论和方法,是顺利开展研究生阶段学习和科研工作的前提条件,这也是研究生入学考试和面试衡量学生是否具备入学资格的重要标准。但是,随着近年来硕士研究生数量的迅速扩张,新入学研究生的专业知识水平并不能令人满意。以某校土木工程和防灾减灾工程专业硕士研究生的面试为例,一位面试教师提问了一个基本的结构力学问题,即力法基本方程的实质是力的平衡方程还是位移协调方程?就这么一个二选一的问题,参加面试的数十位学生回答正确的不到一半,绝大多数都是仅凭字面意思勉强回答甚至完全是瞎蒙胡猜。另一位教师提问地震烈度的概念,能将这一概念与地震震级区分开并解释清楚的更是寥寥无几。带着这样的专业基础知识开始研究生阶段的学习和研究,效果如何可想而知。
因此,研究生阶段自我培养的第一课,就是夯实专业基础,把本科阶段没有学好而研究生阶段又显然会用到的高等数学、结构力学、结构设计等课程查漏补缺,提高到本科毕业生应该有的水平。在此基础上,还要把研究生阶段开设的数学分析、有限元方法、结构动力学、弹塑性理论等专业基础课学好学透,为后续即将开展的科研工作做好准备。
除了课堂学习之外,研究生阶段的学习还应该包括一个很重要的方面,即自学能力的培养。与本科生阶段主要依靠教师传授专业基础知识、培养专业思维能力不同,研究生阶段最重要的是要学会如何发现问题和解决问题。当今时代是一个知识大爆炸的时代,是多种学科融汇交流的时代。研究生在开展科研工作的过程中,必然会遇到很多以前没有接触过的知识,甚至不同的专业和学科的知识。这就只能通过各种渠道查找资料,自我学习,不断积累,培养自我学习的能力和习惯,实现自我教育,最终解决所遇到的问题。而终身学习和自我教育,正是作为一名科研工作者所必须具备的基本素质之一。
(二) 基础科研能力的培养
一般而言,科研能力的根本是科学思维能力和科学研究方法,这也是研究生阶段需要着力培养的目标之一。所谓的科学思维能力,是指应用专业知识发现问题、研究问题和解决问题的科学思维方式。所谓科学研究方法,是指采用理论研究、试验验证、统计分析对科学问题进行研究的方法。科研能力的培养是一个抽象的潜移默化的过程。这就需要研究生集中精力,刻苦钻研,全身心地投入研究生阶段的研究和学习,一点一点地积累提高,最终实现科研能力的全面提升。
科研能力的培养包括很多方面,本文仅就开展科学研究所必须具备的一些基本工作能力进行深入讨论。这些基本工作能力一般包括办公软件的使用能力、专业软件的使用能力、文字表达能力和专业英语水平等。
办公软件的使用能力是进行一切文字工作的基础。在研究生进行开题报告、中期考核、毕业答辩的过程中,必然会用到以下软件:word、PowerPoint、Excel。这些软件看上去很常见,但很多本科毕业生都只停留在会打开、输入、关闭的水平,远远达不到研究生利用这些软件完成论文写作任务的目标。研究生阶段使用word,目标就是撰写论文。要做到会用word排版,正确处理标题、目录、图表、段落、参考文献等,按照要求写出格式规范、排版合理的毕业论文。PowerPoint是研究生用于做报告和答辩的必备软件,要求做出来的幻灯片界面美观,条理清楚,能准确无误地表达研究生的全部科研成果。Excel是一个功能强大的软件,科研论文所需数据的汇总和统计、图表的设计和制作都可以用它来完成。
专业软件的使用是当代研究生必须具备的能力之一。对于土木工程类专业的研究生来说,AutoCAD是最基本的制图工具,其重要性自不必多说。除此之外,还需要掌握本专业广泛使用的各种专业软件,如结构设计所需的Sap2000、理正工具箱,结构分析所需的ANSYS、ABAQUS,编程所需的Matlab等。当今时代,用专业软件解决问题已经成为科研工作的基本要求,不会使用这些基本的工作软件,就无法开展科研工作。
文字表达能力是研究生撰写论文和进行学术交流
必备的另一项能力,而这一点又恰恰是很多土木工程类专业研究生的短板。土木工程类专业一般属于纯工科专业,大部分学生从高中毕业后就很少接受文字表达能力的训练。特别是本科毕业做的是毕业设计,没有写过毕业论文,失去了一次重要的科技文献撰写能力的培养机会。造成的结果就是文字表现能力较差,往往需要走很多弯路才能达到撰写科技论文的水平。因此,土木工程类专业的硕士研究生需要在研究生学习阶段有意识地培养语言文字表达能力,特别是要熟悉和掌握撰写科技论文所需要的特有的客观理性的文字表述方式。
科研工作基本能力的第四个方面,是专业英语水平。阅读英文专业文献、用英语撰写论文是科研工作的基本需求。我国的英语教育从初中甚至从小学就开始,到研究生阶段至少经过了10年的学习,但实际的效果却并不能令人满意。很多研究生在写论文时用到英文题名和摘要,第一反应就是利用网络上的翻译软件。部分研究生论文的英文题名和英文摘要甚至是用翻译软件直接翻译一下就粘贴上去了,错漏百出,笑话满篇。因此,提高专业英语水平,是研究生阶段必须保质保量完成的一项重要学习任务。
(三)工作能力的培养
研究生阶段学习的最终目标是要进行工作实践,很多研究生一毕业就会进入设计和施工单位工作。因此,工作能力的培养也是研究生阶段自我培养的重要内容之一。
在研究生阶段培养实践工作能力具有得天独厚的优势。在这一时期,研究生是作为一个基本独立的科研工作者来完成自己的课题,与导师和其他同学是交流与合作的关系,因而攻读研究生的过程也就自然而然成为工作能力的培养过程。
对于研究生来说,工作能力包括科研能力、实践能力和工作素质等多个方面。其中科研能力和实践能力都需要在工作和学习中逐渐积累和培养。本文仅就个人工作素质进行简单探讨。
个人工作素质的第一点,是工作中的自我定位。工作是有分工的,在任何一项工作中,都会有人主导,有人配合,有人把控大局,有人执行细节。在工作中摆正自己的位置,是一切工作得以顺利完成的保证。如果人人各行其是,最终的结果必然是一事无成。研究生阶段的学习是研究生科研工作的起点,在后续的科研和实践工作中,都必须保持谦虚谨慎的态度,尊重导师,尊重身边的同学和同事,积极主动地向他们学习。只有这样,才能不断提高自己的水平,实现研究生阶段自我培养的目标。
个人工作素质的第二点,是要有责任心,勇于担当。做事情有始有终,是研究生应当持有的基本工作态度。接受任何工作任务之后,应该以积极主动的态度考虑如何保质保量地完成。遇到困难要学会利用学校和单位提供的各种资源积极解决,而不是稍遇挫折便打退堂鼓。最不可接受的态度是,稍遇困难不仅止步不前,还不积极与导师或上级沟通,工作任务搁置半个月甚至一两个月,直到再次被问起才告知遇到问题未能继续。这样消极负面的工作态度,在任何工作单位都是不能被容忍的,在研究生阶段必须绝对避免。研究生应珍惜和抓住研究生阶段学习的大好时机,培养优秀的工作素质,是研究生阶段自我培养的又一重要任务。
三、 土木工程类专业研究生自我培养的基本途径
基于土木工程专业人才培养方案对学员“知识、能力、素质”三个层次的培养要求,将土木工程材料课程知识体系相对应地划分为“教材知识、拓展知识、科学知识”三个层次。通过课前预习、课堂教学、实验教学、课程考核四个阶段的课程设计,分别采取不同的教学方法和考核方法,实现学员获得学习、实践和创新等方面能力和素质的目的。
关键词:
土木工程材料;知识分层;教学设计;教学实践;课程教学
知识是基础,是载体;能力是知识的综合体现;素质是知识与能力的升华。知识、能力、素质是进行创新的基础,只有将三者的教育与培养结合在一起,并贯穿于教育的全过程,才能培养出高水平的人才。高等教育应在传授知识的同时提高学生的综合能力,升华其素质,培养学生的创新精神和创新意识。布卢姆认为,只要在提供恰当的材料和进行教学的同时,给每个学生以适当的帮助和充分的时间,几乎所有的学生都能完成学习任务或达到规定的学习目标[1]。其实很多学生学习成绩不理想,学生智慧能力的欠缺并不是主导因素,未能提供适当的教学条件和合理的帮助才是造成学生学习成绩不理想的最大原因。因此,笔者在土木工程材料课程教学中采取知识分层的方法,将课程知识划分为不同层次,预定目标,并采取针对性措施,帮助学员实现获得“知识、能力、创新”不同层次知识的目的[2-4]。
一、土木工程材料课程知识分层的教学设计
土木工程材料课程主要介绍各类建筑材料的成分、生产过程、技术性能、质量检验以及应用等基本知识。材料种类繁多,内容繁杂,各章自成体系,而且概念多、术语杂;经验性的东西多,逻辑推理性内容少;文字叙述多,公式计算少。学员在学习过程中感觉对知识的理解并不难,难的是抓不住重点,感觉要记忆的东西太多,不能将繁杂的内容梳理出条理清晰的层次,以致学生感到学习难度较大,学习效率不高。 依据土木工程材料课程知识来源及其特点,将该课程教学内容划分为:教材知识、拓展知识、科学知识三个层次[5]。(1)教材知识:即人才培养方案和课程标准要求掌握的内容,包括水泥、混凝土、钢材、防水等材料的化学成分、生产工艺、技术性能、质量检验以及材料的基本性能试验等;(2)拓展知识:指教员对课本知识的分析和拓展,主要内容是教员在科研、工程等实践过程中积累的经验和知识,以及课本以外的专业知识等[6];(3)科学知识:与土木工程有关联的一切材料知识与实践,重点介绍材料科学发展的最前沿知识,及其在防护工程中的应用,如泡沫铝、纳米二氧化钛、石墨烯、相变材料、形状记忆材料等新材料的功能开发和应用研究,主要作用是激发学员的创造力。针对不同层次的知识,引导学生采用不同的学习方法和不同类型的评价方法,实现不同层次的教学目标[7]。通过任务—问题,引发学员的学习兴趣,实现学员获得“知识、能力、创新”三位一体课程知识的目的,培养学员的创新意识和创新能力。
二、土木工程材料课程知识分层的教学实践
为了深入贯彻理工大学精英教育理念,充分发挥教员的主导作用,引导学员全面成长,更好地对学员因材施教,拓宽学员视野,培养学员的实践能力和科研创新能力,从2009年开始,笔者尝试在土木工程材料课程教学过程中实施“本科生导师制”。实践中将导师制与课堂教学内容形成良好的衔接、互补,并对课程的知识体系进行梳理,逐步形成了“知识分层”的教学思想,在探索实践中,收到了较好的效果。
(一)课前预习以教材和学习指导书为载体,引导学员进行有针对性的课前自学,时间以10分钟至30分钟为限。课前自学能使学员对概念性知识有初步认识,对不能理解的知识点或各类疑问带到课堂上反馈给教员。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。
(二)课堂教学教员对学员的预习情况进行检查,获得学员不能理解的知识点或各类疑问,在课堂上有针对性地讲解必须掌握的重点、难点,确保学员能够掌握人才培养方案要求掌握的知识。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。在此基础上,教员对课本知识进行拓展,介绍真实的工程案例或事故,重点是军事工程。本过程以让学员了解和掌握拓展知识为目标。主要包括如下三方面内容:(1)大型工程涉及的材料:包括国内外各类典型工程及本地区的重点工程,如青藏铁路、水立方、鸟巢、苏通大桥、杭州湾大桥、永兴岛建设等工程中涉及的各类材料,体现理论知识与工程应用的紧密联系。(2)工程事故:包括各类媒体介绍的工程事故及环境污染实例,如重庆彩虹桥垮塌事件、家庭装修带来的“装修病”等,以此作为切入点介绍材料性能对工程结构质量和使用性能影响的重要性。(3)特种材料及技术:如“耐高温—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土结构抢修加固材料”“再生混凝土”“材料无损检测技术应用”等,并在此基础上引导学员针对工程实践特点,根据基础理论知识进行材料创新设计。
(三)实验教学实验教学作为大学本科教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和综合素质的重要教学环节。相对于理论教学,实验教学更具直观性,更能培养学生发现问题、解决问题和分析问题的能力,在提高大学生综合素质和创新能力方面发挥着重要作用[8-9]。1.基本实验按照《全国高等学校土木工程专业本科教育评估标准》对土木工程材料课程实验教学的要求,完成六个验证性实验。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。2.自主实验即开放式“三性”试验,实行自主选题、自行设计、自主操作。采取“本科生导师制”[10],引导学生组成兴趣小组或科研团队自行选择试验内容,合理利用实验室已有设备制定试验方案,并得出实验结论。遵循“引导—自学—辅导—实践”四个环节,激发学生自主进行研究性学习的热情,把综合理论知识和技术融入到研究过程中,培养学生合作研究能力、技术创新能力,增强学生的综合素质,充分开发学生的潜力,为培养优秀学员创造条件。本过程以让学员了解科学知识为目标。在自主实验的基础上,教员根据学员的选题提供研究思路,以国防工程新材料研制俱乐部为平台,带领学员进行各类实践活动,如面向学生的科研立项、开展学科竞赛、参与教员的科研项目等。主要成果形式可以分为三大类:论文类、发明类、竞赛类。(1)论文类,包括科普类论文和学术类论文。从材料角度对大型工程进行材料设计,或从工程事故分析报告等角度撰写论文,要求正式发表,包括会议论文。如论文《‘美国911事件’中钢材对火灾产生、蔓延的影响》《建筑环境污染事件中材料的决定因素》等;也可以根据国家战略或国防战略选题,如《设计南海、西南高寒地区所需要的特种建筑材料》等。(2)发明类:以土木工程建设、国防工程建设或军事需求进行选题,包括材料发明、材料结构设计等,通过试验进行发明创造,并申请发明专利或实用新型专利。(3)竞赛类:以材料的创造发明或论文形式,参加校内外各类学科竞赛。如每年一次的理工大学“卓越杯”科技创新大赛,每两年举办一届的“全国大学生混凝土设计比赛”“中国大学生新材料创新设计大赛”“‘挑战杯’全国大学生课外学术科技作品竞赛”等,甚至可以参加相关学科的竞赛,如“全国大学生混凝土结构大赛”等。
(四)课程考核课程考核包括教学不同阶段的全过程评价,既考核结果,也考核过程。一是考核学员对教材知识的掌握情况,占总成绩的70%,具体包括预习单、作业本、实验报告、考试成绩等。二是考核学员对拓展知识的了解、掌握情况,占总成绩的20%,主要包括课堂表现、创新选题等。三是考核学员对科学知识的了解、掌握情况,占总成绩的10%,是课程成绩评定为优的重要依据。主要以课外创新作品的呈现程度来进行评价,如撰写论文5分,如果了(或有录用通知)就10分;发明创造有作品的5分,申请了专利的10分;正式参加了比赛的5分,已经获奖的10分。
三、土木工程材料课程知识分层教学成效
在“土木工程材料知识分层”教学设计和实践的过程中,先后获得学院“建筑材料课程教学改革研究”“本科精英教育的探索———课外实践导师制”“基于建筑材料课程的学员自主学习能力的培养研究”等教学科研项目的支持,获得一些教学改革成果。在课程考核方面,近几年学生通过率都达到100%。优秀率从5%左右提高到10%以上。在撰写论文方面,学员团队在教员的指导下撰写了《泡沫铝的特性及其在防护工程中的应用探讨》《室内电磁辐射污染分析与评估》《基于金属热工艺“四火”原理实现铸强兵之“剑”》等多篇学术论文。在创造发明方面,在教员的指导下,学员自主开展“寒区单兵多用途自热包”“一种高强陶粒混凝土的研制”“K-15快速高强抢修加固材料”等材料研究,并申请了专利。在参加竞赛方面,学员连续四年组队参加理工大学“‘卓越杯’科技创新竞赛”“第三届全国大学生混凝土大赛”,多人次获奖;参与“本科生导师制”课外创新学习的学员,有多名被保送或考取研究生。
四、结语
在理工大学实行“一导五法”教学改革的大环境下,教员和学员参与教学改革的热情空前高涨,学员各类课外科技创新活动得到了校院多级政策支持,“本科生导师制”也在各学院深入推进。今后应将全国或兄弟院校的更多有价值的学科竞赛引入学校,并将参赛的组织模式固定下来。此外应进一步加大学员课外科技创新活动成效与学分、评优、保研等评价体系的联系,为学员的成长创造更加广阔的平台。
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关键词:土木工程材料;工程意识;工程能力;创新能力
土木工程材料课程属于专业基础课,一般开设在大学二年级,由于大多数学生缺乏基本的感性认识和工程实践,对该课程与后续专业课程之间的关系不了解,更不清楚该课程对日后所从事工作的重要性和意义。西南林业大学森林工程专业分别于2012年、2013年获批成为云南省教育厅及国家教育部“卓越工程师教育培养计划”专业。“土木工程材料”课程的教学以此为契机,及时更新教育理念,从理论教学、实践教学和科技活动三个方面进行改革,积极探索培养学生工程意识及提升学生工程能力、创新能力的教学方法和模式。
一、以工程意识培养为主的理论教学手段
1.充分利用认识实习
专业认识实习是学生专业课程学习的第一课,是开启学生专业兴趣的重要教学环节。为使学生提早对专业有所认识,了解各专业课之间的联系与作用,许多高校都设置了认识实习环节。土木工程材料作为土建类专业基础课,应充分利用好这一环节,使学生了解土木工程材料的种类、应用及工程技术要求等。为此,课程改革小组建议合理搭配认识实习指导教师的人员组成,承担建筑材料方面的主讲教师应积极参与认识实习。在认识实习过程中:一方面,带领学生参观工程现场,听取现场技术人员讲解,并与学生针对工程所选品种、施工工艺等进行广泛讨论,使学生从感官上实际认识土木工程材料;另一方面,通过观看《超级工程》《伟大工程巡礼》中关于土木工程材料讲解的部分科学纪录片,使学生能够对工程建设的全过程以及材料如何选择、应用有较为全面的认识。通过改革后的认识实习教学,学生对土木工程材料课程的理论学习内容更加明确。
2.合理优化教学内容
目前,土木工程材料教材为满足“大土木”的培养目标,内容上虽具有较大的包容性,但仍未能将原有知识体系有机地融合在一起。加之学时限制,无法面面俱到,如果不能合理安排,将会导致无法有效支撑后续课程的学习。为此,按使用领域将土木工程材料分为土木工程通用材料和专用材料进行讲解。其中,将石料、无机结合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑钢材、防水材料等列为土木工程通用材料,沥青与沥青混合料、墙体与屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列为专用材料,以满足各专业的学习需求。对于通用材料的讲解,在材料基本性质方面主要以材料自身性质与组成特点讲解为主,不需要刻意结合专业特点,而在工程技术指标及工程应用方面则结合专业特点来安排教学内容。对于专用材料的讲解,主要结合专业特点及后续课程的需要而选择或增加,该部分内容主要包括:(1)建筑工程专用材料:墙体与屋面材料、建筑装饰材料、给排水管材等;(2)道路工程专用材料:沥青与沥青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程专用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外,适时引入材料应用实例,实例最好结合授课专业,以此强化学生的工程意识,培养学生的工程素质。
3.注重作业的有效性
除了课堂教学环节外,教师还应注重布置课后作业这一教学环节。作业不但是巩固学生课堂所学知识的重要手段,还是培养学生工程意识与创新思维的有效途径。授课教师通过布置课外作业,建立讨论、交流制度,促进创新思维和工程意识培养氛围的形成。土木工程材料课程与其他课程,如力学、数学等课程要有所差别,作业内容不能仅仅是课后习题或整理课堂笔记,应通过大量做题来巩固理论知识的学习。应定期要求学生查阅文献,或进行实地调查,通过阅读相关科技文献,学生才能及时了解土木工程材料发展的新动态和工程中存在的问题;而实地调查又能促进学生理论与实践相结合,更好地理解理论知识,也能够利用理论知识来解释调查中发现的问题。最后,通过在课堂上进行交流、讨论,还可以培养学生的创新思维。
二、以工程能力提升为主的实践教学手段
土木工程材料实践教学的目的是使学生通过实验操作和结果分析,明确土木工程材料的性质与材料组成结构之间的关系,掌握材料工程技术试验仪器操作与指标评定方法,因此,实践教学与理论教学具有同等重要的地位。
1.在实验课中提升学生的工程能力
首先,合理安排实验课程与理论课程的教学计划,如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂浆的理论课程完成后,集中安排一次实验课,使实验内容与学时得到集中,学生能够有充足的时间准备实验和操作仪器等。其次,在实验课组织形式方面采取分组形式,要求学生在实验课前提交试验方案,其中包括实验目的、材料与仪器、实验步骤、数据与分析、问题与分析等,最后要列出参考规范,保证学生在实验前对试验全过程有基本了解,避免学生在实验过程中出现手忙脚乱、不知所措现象。最后,在实验过程中要求学生利用手机等形式记录实验过程中的各个环节,以便实验完成后组织学生对整个实验情况进行讨论与总结。
2.借助实习基地提升学生的工程能力
通过产学合作的方式建立校外实习基地,聘请实验检测技术骨干人员作为企业兼职教师,指导学生依托工程项目,在真实的工作环境中提高实践操作与结果分析能力,使学生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理论和材料评定的基本技能。更为主要的是学生通过对某一土木工程材料的技术指标进行完整实验检测,可以增加对土木工程材料各技术指标的工程意义,也能加深对指标之间相互联系的理解。在评定过程中,学生通过翻阅相关技术规范提高了土木工程材料标准化的工程意识。
三、以创新能力提升为主的科技活动组织
创新能力的提升一方面要依靠理论教学环节培养思维,通过科研实践活动使学生在验证并巩固理论知识的同时,提高分析和解决问题的能力,激发学生的内在创新动力,为此,课程改革小组结合土木工程材料课程的特点,进行了一系列科技活动的组织。对于有创新想法的学生,土木工程材料实验室实行开放制度,以小组为单位填写申请表,在指导教师的帮助下利用课余时间进行创新性试验;如没有创新性想法,但又有参与创新性实验愿望的学生,可采取助研的方式参与到指导教师的科研课题中,使创新能力得到锻炼。教师在指导过程中发现可行性强的创新性实验,可进行校级科技创新项目推荐,或作为毕业论文选题,通过完成科技项目或毕业论文的写作,学生的创新思维、仪器操作、科技论文写作等方面的能力得到较大提升。此外,通过组建科技创新团队参加科技竞赛活动,将不同年级、专业的学生融合在一起,实现了激发学生创新积极性、提高创新能力的目标。近几年,以土木工程材料课程为依托,学生申请西南林业大学科技创新基金项目3项,其中,一项获第八届云南省大中专学生课外学术科技节二等奖;获批云南省大学生创新创业训练计划项目1项,国家级创新创业训练计划项目1项,学生通过参与教师的科研课题,完成毕业论文7篇。
四、结束语
通过对理论教学、实践教学和科技活动三个方面的改革,学生的工程意识有所增强,能够有目的地学习,避免了以往死记硬、学而无用现象的发生。学生的工程能力与创新能力得到大幅提升,发现和解决问题的能力也得到了提高,同时,也增强了学生的就业能力。
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[关键词]人才培养 民办高校 结构竞赛
土木工程专业在民办高校中的地位不断提升,并且土木工程专业培养具备面向未来国家建设需要,适应未来科技进步,德智体全面发展,掌握土木工程学科的相关原理和知识,获得工程师良好训练,基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力突出,能胜任一般建筑工程项目的设计、施工、管理,也可以从事投资与开发、金融与保险等工作,具有继续学习能力、创新能力、组织协调能力、团队精神和国际视野的高级专门人才。
一、民办高校土木工程高素质人才培养现状
(一)重教学、轻科研的导向,致使科研与创新基础相对比较薄弱
动手实践方面的科研工作尚处于起步阶段,与其在高等教育事业中的地位不相称。主要表现为:承担的科研课题少;科研成果仅集中于投入少、费时少的教育科学和人文社科领域;发表的科研成果少,有影响的更少。造成这种局面的主要原因是:
(1)队伍没有形成。
由于我校专职教师的人数相对较少,课时多,教学工作量繁重,教师的精力主要集中在教学上,很少有精力搞科研,故难以形成科研工作的团队。
(2)信息有待沟通。
很多民办高校土木类专业根据实际情况应在经费允许的范围内有建立起独立的科研机构和科研管理机构,并且完善适应本校的在科研方面的文件和规章制度。同时要经常和科委、教委等科研管理机构建立必要的联系。经过前期的课题准备,争取早日摆脱即使争取到科研立项,也是仅给项目,不给配套经费,致使课题成为名副其实的“无米之炊”,难以实施的尴尬局面。
(二)培养方案的制定
应具有良好的人文素质、科学素质、工程素质、心理素质和身体素质,应具有求真务实的科学态度、团结全作的团队意识和勇于创新的进取精神,应确立科学的世界观和人生观,愿意为国家富强和民族振兴服务。
应扎实地掌握土木工程学科的基本理论和专业知识,接受土木工程师的基本训练,具备在土木工程设计、施工和管理等部门从事技术和管理工作的能力。应掌握一定的人文社会科学知识,熟悉土木工程相关的投资与开发、金融与保险等基本知识,具有较强的适应能力。
(三)以结构设计大赛为导向的土木工程高素质人才培养
结构设计竞赛是一个极富创造性,挑战性的科技竞赛。它旨在通过对所学知识的综合运用和团队精神,提高学生的动手能力与思维能力,激发创新意识,培养科学思维,加强团队协作,提高动手能力,增进校际学术交流。通过结构大赛可以很好的将课堂理论与实际工程紧密结合起来,培养大学生的设计与计算能力,提升大学生的综合创新实践素质,为培养21世纪高素质工程师打下良好基础。
青岛工学院在2010和2011两个年度参加了山东省高校结构设计大赛,取得了两项一等奖、两项三等奖、一项优胜奖的佳绩。现在以山东省第四节高校结构设计大赛为例谈谈土木工程高素质人才的培养模式。
二、比赛要求
此次竞赛模型为混凝土搅拌站的高耸筒仓结构,采用230g的白卡纸制作,具体结构形式不限。模型包括加载钢架、柱脚连接钢板、下部支承和上部筒仓结构三部分,如图1示意。其中前两部分通过螺栓连接,由承办方提供;支承结构与筒仓结构由参赛选手设计制作,并通过螺栓与柱脚连接钢板连接。
(一)赛前准备
青岛工学院土木工程系平时很重视学生的动手能力和发散思维的培养,通过对白卡纸的研究得出了白卡纸的力学性能数值。
(1)质量的计算
1.1
(2)结构水平抗折刚度,在所有成功完成竞赛的模型中,综合位移的通过公式1.1来计算得出
1.2
式中:D1――所考察模型的综合水平位移绝对值,
Dmax――所有模型中的最大综合水平位移,
Dmin――所有模型中的最小综合水平位移;单位mm。
(3)竖向承载与刚度
在所有成功完成竞赛的模型中,综合位移用1.3所列公式计算。
1.3
式中:T1――所考察模型的竖向位移绝对值,
Tmax――所有模型中的最大竖向位移,
Tmin――为所有模型中的最小竖向位移,单位mm。
(二)赛后总结
山东省第四届结构设计竞赛是一个极富创造性,挑战性的科技竞赛。它旨在通过对所学知识的综合运用和团队的配合,提高学生的动手能力与思维能力,激发创新意识,培养科学思维,加强团队协作,提高动手能力,增进校际学术交流。通过结构大赛可以很好的将课堂理论与实际工程紧密结合起来,培养大学生的设计与计算能力,提升大学生的综合创新实践素质,为培养21世纪高素质工程师打下良好基础。大赛吸引了来自山东大学、山东交通大学、山东科技大学、哈尔滨工业大学(威海分校)、中国海洋大学青岛学院等8所高校的30多支队伍参加。共设置了一、二、三等奖及优胜奖四个奖项。
土木工程系接到大赛邀请后,十分重视本次锻炼学生队伍、提高学生实践技能的宝贵机会,先组织了校内选拔赛,从70支校内队伍中选拔8支预备队伍,在从8支队伍中定出参加省里比赛的三支队伍,并由李飞老师负责结构的设计及学生的指导工作,由赵倩倩、夏玉峰老师负责结构计算方面的工作。在几位老师的悉心指导下,9名参赛队员刻苦钻研、齐心协力,充分发挥团队合作精神,在比赛中取得了两项一等奖、一项三等奖的佳绩。
三、结论
民办高校需要长久的发展,就必须培养实践性强,动手能力强的应用型学生,以适应社会的发展。通大赛的锻炼与洗礼,加强了青岛工学院在兄弟院校的知名度,学生的团队合作意识进一步得到了提高。同时,通过与山东省各大高校代表队同台竞技和细致沟通,土木工程系学习了其他院校土木工程专业在发展中积累的经验和做法,为今后校际专业领域合作交流打下了更加坚实的基础。同时也希望能通过以结构设计大赛为依托的土木人才培养的设想能为民办高校土木工程专业起到一定的启发作用。
山东省教育科学“十二五”规划课题 课题编号2011G253
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