發布時間:2023-03-23 15:12:51
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的土木專業論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
1.1案例教學法
案例教學法是一種使得學生處在面臨問題的決策者角色的教學方法。在案例教學法課堂,無論是教師和學生必須以不同的方式被激活。教師和學生相互依賴、互相學習。教師一般都是專家,但他們很少直接告知學生專業知識。案例教學法主要是用在商業學院和公共政策學院教學活動中。例如,1908年已被用于在哈佛商學院和公共政策學院。教學案例研究是全球頂尖的商學院進行核心功能。他們常常組織比賽確定最佳的新的教學案例。商業案例是模仿或模擬真實情況下的文檔。案例陳述的現實讓讀者參與其中。案件往往說明企業或政策形勢需要解決問題,還包括課堂討論和研究的其他信息。在沒有明顯的解決方案的情況下,提供了充分的事實基礎上激發學生獲得一切可能的結果。作為現實的模擬,案例必須具有三個特征:一個重要的業務問題或問題。沒有問題的情況下,沒有教育價值;充分的信息基礎;沒有明確的結論。在案例教學過程中,教師的作用是選擇和組織案例,這也是實現教學目標的關鍵。
1.2基于問題解決的學習
基于問題解決的學習方法是1980年美國數學教師協會正式提出來的。它將學習內容設計成問題,或由學生提出問題,讓學習者通過解決問題來獲得相應的知識和能力。讓學生提出高質量的問題是這種教學方法的關鍵。要求學生將問題具體化和形象化,構造成模擬實際生活的故事情節。學生在原有知識和經驗的基礎上,通過分析解決問題,發現更加復雜和深入的問題。因此,學生提出問題的多少、思考問題的廣度和深度等是基于問題解決的學習方法的重要的評價標準。
1.3基于問題的學習
基于問題的學習是一種以學生為中心的教學方法。學習的目的是獲得解決問題的經驗、思考策略和該領域的知識。基于問題的學習的目標是幫助學生形成靈活的知識、有效解決問題的能力、自主學習、有效的協作能力和內在動機。基于問題的學習是一個主動的學習方式。在工作過程中,學生發現他們已有的知識,需要知道什么,以及如何和在哪里獲得新的信息,可能會有益于該問題的解決。教師的作用是為了促進學生的學習、支持、指導和監控學習過程。導師必須建立學生對解決問題的信心,并鼓勵學生,同時也拓展他們的理解。Barrows定義了基于問題的學習模型為:(1)以學生為中心的學習。(2)學習是學生小團體做的,理想的6~10人。(3)教師指導學生而不是教學。(4)以問題為基礎組織和激發學生學習。(5)問題是設置是提高學生解決問題能力的基礎,是刺激的認知過程。(6)學生通過自我導向學習獲得新的知識。基于問題的學習要求教師的教學風格達到幾個主要標準:首先,要有一個與教師科研相關的“學習中心”,所有的學生都需要圍繞該中心。第二個標準是必須有一個驅動問題,學生通過完成項目獲得問題的答案。這個問題也不能有一個預定的結果,它應該要求學生使用的先驗知識來所有可能的結果。其他標準包括建設性的調查研究、學生的自等。基于問題的學習的主要教學過程包括提出問題、分析問題、形成假設、驗證假設、修正假設。
2土木工程探索性試驗設計
近年來華南理工大學開展了“探索性實驗”教學項目建設工作,引導教師將科研項目成果轉化為計劃內實驗教學內容,從而深化實驗教學內容和體系改革,推進實驗室開放共享;通過科研與教學融合,切實促進學生實踐創新能力的培養。下面介紹用研究性教學方法設計所申報的“探索性實驗”教學項目“瀝青混合料多軸加載試驗”。
2.1提出問題
最新版的《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)中瀝青混合料的試驗方法主要包括:單軸壓縮、單軸拉伸、小梁彎曲和劈裂試驗等。試驗過程中,瀝青混合料試件處于單軸或雙軸應力狀態。而實際瀝青路面中,瀝青混合料處于多軸受力狀態,承受壓縮、拉伸、剪切的交互作用。因此,現有瀝青混合料的試驗裝置與方法無法模擬實際瀝青路面材料的多軸受力狀態。
2.2分析問題
為了模擬實際瀝青路面材料的多軸受力狀態,采用如圖1所示的試驗裝置。通過轉動的橡膠輪胎帶動圓柱體試件轉動,試件受到橡膠輪胎的表面摩擦力F和鉛垂方向的壓力P作用。同時,在試件水平方向施加壓力Q。從而模擬實際路面材料多軸受力狀態,使得試件承受壓縮、拉伸、剪切的交互作用。
2.3試驗步驟
(1)試件制作。采用擊實法、靜壓法或旋轉壓實法制作的圓柱體試件;或在輪碾法制作的板塊狀試件中鉆取的圓柱體試件;或在路面中鉆取圓柱體的芯樣。
(2)安裝試件。將試驗室的環境溫度控制在試驗溫度±0.1℃范圍內。加載前,保溫時間為90~120min。
(3)水平方向加載。通過水平加載油缸對試件施加水平方向拉伸或壓縮荷載。
(4)鉛垂方向加載。通過鉛垂方向加載裝置在橡膠輪上施加荷載,從而在試件中部上方施加鉛垂方向荷載。
(5)啟動橡膠輪驅動馬達,使得橡膠輪單向旋轉,轉速為1~100r/s。
2.4試驗結果的分析與討論
試件轉動一定次數后,量測試件中部加載位置的直徑,計算直徑變化率。加載后試件中部直徑的變化百分率計算公式為:100%×加載一定次數后加載位置試件直徑/加載前試件直徑。同時,量測試件長度,計算加載后試件長度的變化率。加載后試件長度變化百分率計算公式為:100%×加載一定次數后試件長度/加載前試件長度。教學過程中,共15位同學參與該項試驗,分為3組,每組5人。
3教學效果
采用研究性教學方法,有助于把學生納入教師的科研項目,驅使學生調查研究,組織討論會,分析問題,解決問題,完成工作任務。授課教師與同學們一起通過該試驗項目掌握了實際路面材料的受力狀態,并創新性的設計了“瀝青混合料多軸加載試驗”方法。依托研究成果申報了2項實用新型專利和2項發明專利。在國外SCI源刊投稿論文2篇。
4結語
國外一些發達國家非常重視工程教育,在工程師培養方面大致分為兩大模式:一是在校期間著重培養學生的工科基礎能力,畢業后由企業完成工程師職業方面的教育。二是在校期間對學生進行工程師的基本技能訓練,畢業時獲得具有職業資格的工程師學位。以上兩種模式,都需要企業的參與和支持,企業與學校結合,接受大學生實習,參與工程師人才的培養。民族院校應用創新型人才培養要體現為民族地區和區域經濟服務的特征。本文主要以筆者所在學校大連民族學院土木工程專業的專業教育理念、實驗實踐基地建設、專業培養方案、“應用創新”人才培養理念的實踐等工作為例,探索民族院校基于“應用創新”理念的土木工程專業建設規律。
二、“應用創新”理念下的土木工程專業建設
近年來,大連民族學院土木工程專業結合國家“卓越計劃”,立足于“應用創新”理念,以遼寧省專業評估為契機,發揮已有專業的優勢,大力開展土木工程專業建設。在2009培養方案和2013培養方案的修訂過程中,逐步形成了“理論適度,重在應用”的教學指導方針,在培養方案中體現應用和創新的教學理念。學校土木工程專業2000年開始招生,經過14年的辦學歷程,發展迅速。2010年被評為“國家級特色專業”;2011年被評為“大連市三育人先進集體”;2012年被評為“遼寧省普通高等學校本科工程人才培養模式改革試點專業”;2013年參加遼寧省普通高等學校本科專業綜合評估,位列全省第三。為實現“應用創新”理念下的土木工程專業建設,學校進一步加強實驗室和實踐基地建設、創新教育建設、師資隊伍建設、培養方案的修訂等工作。在此基礎上,立足沿海,服務民族,努力建設具有民族特色的土木工程專業。
(一)加強實驗室和實踐基地建設
1.強化校內實驗設施建設,發揮實踐教學在人才培養中的作用
2011年學校土木建筑工程綜合實驗中心被評為“遼寧省示范性實驗中心”。2013年土木建筑工程學院借搬遷新校區之際,在新教學實驗樓的建設中,對實驗條件進行了大規模的改善,增大了實驗室的使用空間,購置了大量用于本科教學的實驗設備,以滿足土木工程專業“應用創新”理念的教學要求,為學生實踐應用能力的提高創造有利條件。此外,積極鼓勵教師結合生產實際開展科學研究,將教學和科研相結合,形成科研促教學的良好局面。在實驗教學中,為培養和訓練學生綜合分析問題和解決問題的能力,適當增加了設計性和綜合性實驗內容。并結合各種學科大賽,鼓勵并組織學生參與準備性試驗。近年來,該專業學生參加各種級別的學科競賽均取得優異的成績。同時,以專業導師工作室制的方式,讓學生參與導師工作室的課題研究,增加科研實驗比例,強化學生的創新意識和工程能力。
2.校企合作,加強實踐基地建設
參照“卓越工程師培養計劃”,建立校企合作聯合辦學的培養模式。校企雙方協議建立校企聯合辦學的組織機構,制定相關管理條例、培養方案和培養標準等。近年來,該專業與大連市8家設計單位和施工企業及大型監理公司建立了校企合作辦學的實踐基地,除頂崗實習外,企業還接收30余名學生參加“3+1”試點班的企業學習。此外,學校還聘請了有經驗的工程師作為校外指導教師,結合工程實際項目對學生的畢業設計和生產實習進行指導。多年的實踐教學證明,學生在企業實習,不僅培養了學生的實踐應用能力,也培養了學生吃苦耐勞的工作作風和團隊合作精神,強化了創新創業意識。
(二)加強創新教育建設
學校土木工程專業重視對學生創新實踐能力的培養。近年來,為鼓勵學生參加各種學科競賽以及參與教師的科研課題,建立了“創新工作室制”的創新能力培養機制;以指導學生參加大學生結構設計大賽為目的,建立了“土木工程結構設計創新工作室”;以指導學生參加大學生混凝土配合比大賽為目的,建立了“混凝土材料性能創新工作室”;以指導學生參加大學生測繪大賽為目的,建立了“土木工程測繪技術創新工作室”等。近期,又開設了“力學應用創新工作室”、“土工實驗創新工作室”等。各創新工作室有固定的活動場所,并配有相應的設備,由專業指導教師進行指導。通過創新工作室的訓練,學生獲得了工程實踐和應用創新能力的鍛煉。近年,土木建筑工程學院還多次主辦市級大學生學科競賽,并組織學生參與全國混凝土配合比大賽,省、市級結構大賽和測繪大賽、力學大賽,各種級別的“挑戰杯”大賽等,均取得了優異成績。開展大學生創新能力的培養,對提高學生的專業興趣和創新積極性起到了非常重要的作用。
(三)改革培養方案
大連民族學院是國家民族事務委員會的直屬院校,學生來自全國56個民族。木工工程專業2000年開始招生,為滿足民族地區及周邊地區對土木工程專業人才的需要,土木工程專業下設兩個專業方向:建筑工程方向和交通土建方向。學校60%以上的學生來自少數民族地區,學生在語言和接受知識的能力方面存在較大的差異。因此,教學中主要采取因材施教的方法分層教學,即對將來繼續從事土木工程科學研究準備考研的學生,著力加強其理論知識的深度和廣度;對畢業后直接就業的學生,則加強其實踐應用能力的培養。培養方案還設置了基本能夠滿足各類學生自主選擇需要的選修課。在人才培養過程中,堅持“應用創新”的辦學理念,堅持“理論適度,重在應用”的原則,在課程設置上增加能夠提高學生應用能力和創新能力的課程。2009培養方案對原來的培養方案進行了改革,將培養方案分為三大平臺,即通識教育平臺、專業類教育平臺、專業教育平臺。尤其在專業教育平臺的設置中,開設了一些新的能夠培養學生應用和創新能力的課程,如土木工程實踐能力訓練、土木工程技術工作室課程、道路測試技術工作室課程等,并設置相應學分,使應用創新教育真正落到實處。近年來,在培養方案中增加了“3+1”的培養計劃,使校企聯合辦學的培養模式更加規范化。在編寫培養方案的過程中,深入企業進行調查,結合企業的工程實際,調整部分課程的教學內容和教學大綱。改革“集中性實踐教學環節”的教學內容和課程結構,增加課程設計、實驗、實習等實踐課的內容和學時數。如在畢業設計之前,增加畢業實習的環節;在混凝土課程設計中,增加混凝土雙向板的設計內容,以滿足工程實際需要;在高層建筑結構課程中,增設了高層建筑結構課程設計;在交通土建方向的限選課中,增設地下結構課程設計;在專業選修課中,增設3D掃描技術在民族建筑保護中的應用和結構無損檢測等實踐課。總之,力求實踐環節的教學內容與時俱進,并具有時代專業特色。
三、結語
關鍵詞本科畢業論文質量提升路徑土木工程
1引言
本科畢業論文是高校本科教育中鍛煉培養學生專業素質和能力的最后教學環節,也是評價高校教學質量和學生專業學習的重要指標[1,2]。本科畢業論文可以彌補以往教學過程中的薄弱環節,了解學生掌握理論和實踐技能情況,能培養學生分析問題、查閱文獻、解決問題以及科研創新能力,為今后走上工作崗位創造條件。教育部在“關于加強普通高等學校畢業論文工作的通知”[3]中指出:“畢業論文是高校本科教育重要的教學組成部分,在培養學生探求真理、增強社會意識、加強科研訓練和提高實踐能力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,是培養大學生創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。”土木工程類專業是實踐性很強的工科專業,畢業論文應體現本專業的培養特色[4]。然而,目前眾多高校中該專業的畢業論文存在較大問題。鑒于此,本文將著重探討存在問題并做原因分析,在此基礎上提出相應的提升路徑。
2存在問題與原因分析
2.1選題與實踐脫節
選取一定研究價值的課題是提高畢業論文質量的前提,由于很多院校缺少與企業合作,校外實習基地難以結合實際工程,導致在選題過程中出現題目寬泛、針對性缺乏、選題偏離本專業知識或缺乏新意等現象。
2.2缺乏科學創新性
隨著本科畢業生與指導教師比例的增加,指導教師名下的畢業生數量增多,以筆者院系為例,每位專業老師所帶畢業生數量在7-15個,超過了高校畢業生培養和教學評估規定的5個要求,且教學大綱要求本科畢業以設計為主,科研論文不超過總數的10%。難以制定多元化創新課題,畢業論文基本上以“公式化”設計計算為主,內容較為單調和理論化,缺乏創新性,該模式下培養的畢業生難以適應和滿足國家對土木專業技術人才的需求。
2.3學生的重視度不夠、論文時間沖突,存在嚴重抄襲或造假現象
本科畢業論文通常在第八學期開展,而大四是最忙碌的一年,很多學生同時參加研究生和公務員考試及工作招聘,與論文實驗和撰寫時間相沖突,使學生無法安心做論文。此外,一些學校流傳著“只要找到工作,畢業論文都會通過;只要考研成功,畢業論文等級就是優”的說法,使學生心里輕視畢業論文,答辯前從網上下載往年學位論文、敷衍拼湊了事。
2.4缺乏教師的針對性指導
師生比的減少使許多教師的教學工作量繁重,無法針對每位學生選題和完成情況進行“一對一”指導;其次,青年教師雖然具備良好的科研素養和能力,但缺乏一線工程實踐經驗,不能將自己的學識和能力有效傳遞給學生;再者,在現有教師職稱評定中,較注重教師科研成果,使教師重視項目申報和科研而忽視教學;在論文指導過程中,多應付學校各種形式檢查和表格填寫,難以在畢業論文實施過程中提高學生科研素養和創新實踐能力。
作者簡介:
張俊峰(1981-),男,鄭州大學土木工程學院講師,博士,主要從事空間鋼結構非線性研究,(E-mail)。
摘要:文章對鄭州大學土木工程學院2009年招收的第一屆19名建筑與土木工程專業學位研究生進行了調查,調查涉及報考與招生、校內導師、校外導師、實踐地點、實踐類別、實踐基地、學位論文等內容,考核了專業學位研究生的實踐效果和研究論文情況。通過調查和考核,分析了全日制建筑與土木工程專業學位研究生培養過程中存在的問題,為探索全日制專業學位研究生的培養提供參考。
關鍵詞:建筑與土木工程;專業學位;研究生教育
中圖分類號:TU-4 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)01-0041-04
2009年3月19日,教育部下發了《關于做好全日制碩士專業學位研究生培養工作的若干意見》,強調要充分認識開展全日制碩士專業學位研究生教育的重要性,要從科學定位、教學要求、實踐要求和學位論文四方面創新培養模式,確保培養質量。教育部決定在已下達的研究生招生計劃基礎上,增加全日制碩士專業學位研究生招生計劃5萬名,而且以招收應屆本科畢業生為主[1] 。2009年9月,教育部決定2010年在保證研究生總招生規模不變的前提下,從以往安排的學術型研究生招生計劃中劃出5%~10%的比例安排到專業學位研究生招生計劃之中,并計劃用5年時間,將學術型碩士與專業碩士的比例調整為1∶1[2] 。
教育部的這一系列戰略性舉措將為全日制工程碩士的發展提供強有力的政策保障,但是,針對全日制工程碩士專業學位這一新型研究生培養形式,如何在全日制工程碩士招生的同時保證培養質量、突出工程特色,成為政府、企業、高校共同關注的問題[3-5] 。從2009年開始,鄭州大學土木工程學院對全日制碩士專業學位研究生的培養工作展開了深入的研究,并且對2009級學生進行了全過程跟蹤培養。2011年招收的第一屆19名建筑與土木工程專業學位研究生已順利畢業,文章闡述了近兩年來關于全日制建筑與土木工程碩士專業學位研究生的招生、培養和畢業等各環節存在的問題和解決方法、思路,內容涉及報考與招生、指導教師、實踐環節和學位論文等。
一、 報考與招生
據統計,首屆19名專業學位研究生均報考的是科學學位,后來在科學學位招滿的情況下,調劑到專業學位。而研究生導師在填寫招生計劃時約有34%的導師不愿意招收專業學位研究生,在實際招生時約有80%以上的導師首先考慮
招三年制的科學學位研究生,個別教授和副教授在招不到科學學位研究生的情況下,甚至放棄當年招收研究生的指標。
從統計結果可以看出,學生和導師對專業學位研究生教育制度都還不了解,從觀念上還沒有接受專業學位研究生教育,學生不愿意上,導師不愿意招[6] 。從2011年的報考情況看,也只有5名學生報考了專業學位研究生,約占研究生總招生人數6%,情況稍有好轉,但仍然不容樂觀。
二、 指導教師
鄭州大學建筑與土木工程領域有教授22名,副教授18名,高級工程師15名;博士生導師5名,碩士生導師59名;校外合作導師29名,均為高級工程師。
(一) 校內導師情況
2009年招收的19名專業學位研究生的校內指導教師15人,其中有教授7人(1人為博士生導師,其余均為碩士生導師),有4位教授每人分別指導了2名專業學位研究生,其余每人指導1名;另外還有5名副教授,1名高級工程師,2名講師(博士)。指導專業學位研究生的校內導師職稱比例分布如圖1所示,2009年指導專業學位的導師情況見表1。
第一,教授指導的專業學位研究生總數為11人,約占當年專業學位研究生總數的58%,教授中帶專業學位研究生的導師占教授總人數的55%,比其他職稱都高,這主要歸結于以下幾個原因:(1)學生更愿意選擇教授作為其研究生導師;(2)教授的科研項目較多,需要一定數量的專業學位研究生來完成這些課題;(3)相對而言,教授和研究院、設計院、企業交流更多,可以為專業學位研究生提供更多、更合適的實踐場所。
第二,講師(博士)中擔任研究生導師的占講師總數的50%,也比較高。指導專業學位研究生中有5位副教授,其中兩位是年輕博士,從中也可以看出,年輕博士帶專業學位研究生的比例很高,這歸結為兩個原因:其一,由于科學學位研究生的招生名額在減少,相對于教授,年輕博士招到科學學位研究生的機會要少,在一定程度上,他們愿意招收專業學位的研究生;其二,年輕博士觀念轉換快,能很快理解教育部開展研究生教育改革的政策,并積極進行實踐。
第三,副教授和高級工程師作為校內導師參與專業學位研究生培養占其總人數的比例低,雖然在隨后的調查中有一部分高級工程師作為合作導師參與專業學位研究生的培養,但總體來看導師積極性不高。
(二)校外導師情況
對2009年招收的19名建筑與土木工程專業學位研究生的校外導師進行了調查,在研究生實踐基地中,約有60%的校外導師沒有足夠的時間參與專業學位研究生的指導工作,主要原因在于以下三方面。
第一,在校外導師的管理上存在缺失,學校對校外導師無法進行約束,缺乏研究生培養方面必要的管理措施。
第二,由于工作原因,校外導師沒有足夠的時間參與專業學位研究生的指導,仍需加強與校外研究生實踐基地的溝通和協調。
第三,通過與研究生管理人員、校內導師和研究生的溝通,校外導師雖然已逐漸熟悉了研究生培養方法,但他們對研究生培養特點還缺乏深入的認識和全面的了解。
三、 實踐環節
(一)實踐地點
對19名建筑與土木工程專業學位研究生實踐地點的調查顯示,有3名在鄭州市以外,約占總人數的16%;16名位于鄭州市,約占總人數的84%。學生的實踐地點比較單一,學校簽訂的實踐基地也反映出這個問題,這樣導致學生參與復雜工程的機會少,實踐活動受到一定程度的制約。
(二)實踐類別
直接參與施工現場實踐的有14名專業學位研究生,約占總數的74%。其中施工技術與管理工程2人,復合地基與基坑支護工程3人,工程結構鑒定加固1人,道路橋梁工程1人,纖維增強復合材料1人,樁基檢測1人,工程項目管理5人。
沒有直接參與施工現場實踐活動的有5人,約占專業學位研究生總數的26%,其中,施工技術與管理1人,道路與橋梁工程3人,建筑材料檢測1人。
從實踐類別可以看出,直接參與施工現場實踐活動的約占專業學位研究生總數的74%,沒有直接參與工程現場但參與工程設計管理等實踐活動的約占專業學位研究生總數的26%,實踐技術類別比較廣泛。
(三)實踐單位
學校簽訂的實踐基地共11個,包括河南省建筑科學研究院、機械工業第六設計研究院、河南省建筑設計研究院有限公司、鄭州大學綜合設計研究院、化工部鄭州地質工程勘察院、中國建筑技術集團有限公司鄭州分公司、河南省第五建筑工程(集團)有限公司、河南第二建筑工程有限責任公司、鄭州市第一建筑工程集團有限公司、河南建達工程建設監理公司、河南省地基基礎工程有限公司,學校與實踐基地簽訂相關實踐基地協議并掛牌。
通過對19名建筑與土木工程專業學位研究生的調查顯示,在簽訂的實踐基地實習的共10人,占專業學位研究生總數的53%;在其他單位的有9人,占總人數的47%。這9人分別在7個單位實習,其中有交通規劃、勘察專業的設計院和公司、鐵路通道類的咨詢公司、加固公司,也有基礎工程檢測公司和建筑工程公司。
在簽訂的實踐基地實習的10名研究生中,分布在4個實踐單位,其中有6人集中在一個單位,簽訂的11個實踐單位實際參與培養的占實踐基地總數的36%。
以上調查說明如下問題。
第一,實踐基地雖然簽訂并掛牌,但還沒有為專業學位研究生的培養提供可靠、便利的平臺,有一半以上的實踐基地還沒有參與專業研究生的培養工作。
第二,
實踐基地參與專業學位研究生的培養工作還需要細化,與實踐基地單位的合作還很松散,雖然簽訂的實踐基地涉及地基基礎和建筑工程,但仍有部分專業學位研究生沒有去這些實踐單位。通過了解發現,與實踐基地的簽訂是基于學校合作的層面,而研究生的培養是基于導師開展的,一些導師與這些單位并沒有合作和來往,導致不能與這些單位聯合培養,只好自己再聯系其它單位。
第三,實習基地單位覆蓋面不夠。校內導師的橫向項目以及研究方向很多,而簽訂的實踐基地涉及的專業面還不夠全面,有待進一步的建設,如加固類、道路橋梁類等。增大實習基地覆蓋面既可以保證專業學位研究生的培養,又能保證簽訂的實踐單位有足夠的能力來參與培養。
(四)實踐效果
筆者對19名建筑與土木工程專業學位研究生的實踐內容進行了調查,對實踐情況進行了考核。調查結果顯示:專業學位研究生所從事的實習與校內導師研究方向相符的共14人,約占專業學位研究生總數的74%,有差異的有5人,約占專業學位研究生總數的26%。而從考核的結果也發現,專業學位研究生所從事的實習與校內導師研究方向相符的研究生,考核結果比較好。
從以上情況可以看出:(1)校內導師對專業學位研究生的培養仍然起著主導作用,直接決定著研究生的培養質量;(2)校外導師從時間和精力上還不能很好參與專業學位研究生的培養,不能從專業深度上系統地對專業學位研究生進行培養;(3)實踐基地的建設還有待進一步加強,部分導師還不能為自己的研究生找到合適的實踐基地,因此培養效果不理想。
四、 學位論文
(一)論文審核
為了準確把握專業學位研究生的學位論文情況,學院組織了5名各個專業方向的校內專家集中對19名專業學位研究生的論文進行了第一輪盲審,基本情況如下。
論文選題均來源于工程實際,但約有26%的論文存在研究內容缺乏創新,研究深度不夠,論文結構不合理等問題。
53%左右的論文寫作不規范,主要表現在各級標題使用不當,參考文獻及索引不規范,圖表表達不規范,論文出現比較明顯的錯別字等。這些現象反映出學生寫作不認真、態度不端正、導師要求不嚴格等問題。
論文形式以應用基礎研究為主,約占論文總數的79%,其余約21%的論文涉及調研報告、項目管理和結構設計。這說明學位論文的形式還比較單一,學位論文思路還沒有完全從科學學位研究生教育中轉變過來。
論文研究深度不一。約有30%的論文與實踐結合得很好,論文比較系統、研究深入,但10%左右的論文深度不夠,反映出學位論文考核標準不具體,執行不嚴格,導師對專業學位研究生的重視程度不夠,少數導師對專業學位研究生教育缺乏正確認識;因此,研究生管理部門對專業學位研究生的實踐考核和導師對專業學位研究生指導的考核還需要進一步加強。
(二)論文評閱
19名專業學位研究生論文都被返回并要求對盲審提出的問題進行修改,修改后參加論文評閱。答辯前共送出了40份評閱書(2名專業學位研究生由3位評閱專家盲審,其余論文均為2位評閱專家),評閱成績為優的共6份,占評閱總數的15%;評閱成績為良的數量最多,共33份,占評閱總數的82.5%;評閱成績為一般的為1份,占評閱總數的2.5%。
(三)論文答辯
答辯委員會由來自校內外的5名專家組成,19名專業學位研究生均通過了學位論文答辯,95份答辯成績如下:優共30份,約占31.6%;良共55份,約占57.9%;一般共10份,約占10.5%。從19名專業學位研究生的論文評閱結果與答辯成績可以看出以下問題。
第一,評閱結果與畢業答辯結果大體相符。成績為良的居多,占一半以上,其次是優,有少部分研究生的論文和答辯成績一般,與學院組織的第一輪盲審結果也基本一致。
第二,論文完成后,部分學生對答辯很重視,進行了認真準備,答辯結果比較理想,而有少部分學生論文沒有完成得很好,也沒有認真準備,答辯成績一般。畢業答辯環節雖然是研究生對畢業論文的匯報,但卻是研究生考核的重要環節之一,應嚴格考核、加強管理。
五、 結語
全日制專業學位碩士研究生教育已成為中國研究生教育的重要組成部分,因此,鄭州大學土木工程學院進行了該方面的研究工作,并對2009年招收的首批19名建筑與土木工程專業學位研究生進行了培養全過程調查,分析了在報考與招生、校內外指導教師、實踐環節、學位論文等方面存在的問題。專業學位研究生教育從觀念上還沒有被學生和導師所理解與接受,還需要做進一步的宣傳和引導。校內導師對專業學位研究生的培養起著主導作用,還需要積極鼓勵參與到專業學位研究生的培養中來,不斷加強與專業實踐的結合,為專業學位研究生的培養提供良好的基礎。實踐基地建設是專業學位研究生培養的重要環節,加強實踐基地建設的廣度與深度,設法讓優秀的校外導師積極參與專業學位研究生培養是專業學位研究生教育質量提高的重要一環。學位論文應結合實際工程,但同時也應注意選題的深度,加強學位論文的考核是專業學位研究生教學的關鍵,對加強畢業答辯管理和監督有積極意義。
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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:
關鍵詞:土木工程類專業;碩士研究生;自我培養
中圖分類號:G643;TU37 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2017)02003105
碩士研究生階段的教育在教育目標、教育主體定位和教育形式等方面,都與之前的本科階段、中學階段和小學階段具有本質的區別。從教育目標來看,研究生階段教育的目的是將研究生培養成為具有獨立科研能力的科研工作者和職業工程師,強調自主科研和工作的能力[1]。從教育主體定位來看,研究生在整個教育過程中處于主體地位,與本科及之前階段以教師教學為主的定位有很大差異[2]。從教育形式來看,研究生階段的教育更加強調自我培養和自我教育,絕大部分的教育過程需要研究生通過自主學習完成,研究生導師一般只發揮引導和指導作用[3]。
因此,能否在兩到三年的研究生學習階段實現良好的自我培養,就成了研究生教育成敗的關鍵。近年來,隨著專業碩士研究生制度的實施和研究生教育從精英教育向大眾教育的轉變,研究生數量迅速增加,生源質量良莠不齊。很
多研究生對研究生教育階段強調自我培養的特點認識不足,在研究生學習階段仍然是本科甚至高中時期的學習態度和方式,以致培養效果難以令人滿意。
究其原因,除了對研究生階段自我培養的特點認識不足之外,一個很重要的原因是對自我培養的目標和方法缺乏理性的認識,需要進行深入的指導。為解決這一問題,本文擬從研究生培養工作的實際出發,對土木工程類碩士研究生自我培養的目標、方法和途徑進行討論,旨在為土木工程類研究生的培養提供理論上的參考和建議。
一、 研究生自我培養的必要性和可行性
所謂研究生的自我培養,是指以研究生自身為教育主體,在自我意識的支配下,根據社會需求和自身發展的需要,發揮主體能動性作用,把自己作為教育的實施者和接受者,不斷進行自我開發和自我教育,優化知識結構和能力水平,最終實現研究生階段培養的目標,成為滿足社會需求的科研工作者和技術工程師[4-5]。
研究生階段教育的最大特點就在于研究生的自我培養和自我教育[6],這是由研究生階段的培養目標決定的。研究生階段教育的最終目的,是培養一批能夠獨立進行科研工作的科技工作者,以及能夠在企事業技術崗位解決實際問題的技術工程師[7]。要想獲得獨立的科研能力和工程實踐能力,就必須具備自主發現問題和解決問題的能力。而這些能力的培養,必須也只能通過自主科學研究和自主工程實踐獲得[8]。此外,是否具備基本的自主科研能力和工程實踐能力,也一直是各高校衡量研究生培養質量的重要標準。部分高校甚至直接以這兩項能力作為研究生畢業和獲得碩士學位的基本條件[9]。因此,以培養自主科研能力和工程實踐能力為目標進行自我培養,是研究生階段教育的必然要求。
研究生階段的學習和生活呈現出很大的自主性和獨立性[10]。研究生導師在研究生教育過程中的定位,是科研工作上的指導者和合作者,并以此為基點,對研究生的學術道德和價值觀進行引導[11]。除此之外,研究生自主把握工作和學習的各個階段,有足夠的時間和空間自主規劃,自我學習,為研究生的自我培養提供了主體條件上的可行性。事實上,是否能夠有效利用這種自主性,抓住機會進行自我培養,一直都是研究生培養成敗的關鍵。
二、 土木工程類專業碩士研究生自我培養的目標和內容
土木工程類專業碩士研究生培養的最終目標,一是使研究生具備基本的科研能力,以滿足業之后以一個獨立的科研工作者的身份從事本專業科研工作的需要;二是具備一線的工程實踐能力,以滿足畢業之后從事結構設計或現場施工工作的需求;除此之外,還必須培養一定的人際交往能力。因此,具體而言,土木工程類專業碩士研究生應當著重在專業知識水平、基礎科研能力和實踐工作能力等三個方面進行自我培養。
(一)專業知識水平的培養和提高
具備深厚的專業基礎,了解本專業的研究特點、研究方向以及基本理論和方法,是順利開展研究生階段學習和科研工作的前提條件,這也是研究生入學考試和面試衡量學生是否具備入學資格的重要標準。但是,隨著近年來碩士研究生數量的迅速擴張,新入學研究生的專業知識水平并不能令人滿意。以某校土木工程和防災減災工程專業碩士研究生的面試為例,一位面試教師提問了一個基本的結構力學問題,即力法基本方程的實質是力的平衡方程還是位移協調方程?就這么一個二選一的問題,參加面試的數十位學生回答正確的不到一半,絕大多數都是僅憑字面意思勉強回答甚至完全是瞎蒙胡猜。另一位教師提問地震烈度的概念,能將這一概念與地震震級區分開并解釋清楚的更是寥寥無幾。帶著這樣的專業基礎知識開始研究生階段的學習和研究,效果如何可想而知。
因此,研究生階段自我培養的第一課,就是夯實專業基礎,把本科階段沒有學好而研究生階段又顯然會用到的高等數學、結構力學、結構設計等課程查漏補缺,提高到本科畢業生應該有的水平。在此基礎上,還要把研究生階段開設的數學分析、有限元方法、結構動力學、彈塑性理論等專業基礎課學好學透,為后續即將開展的科研工作做好準備。
除了課堂學習之外,研究生階段的學習還應該包括一個很重要的方面,即自學能力的培養。與本科生階段主要依靠教師傳授專業基礎知識、培養專業思維能力不同,研究生階段最重要的是要學會如何發現問題和解決問題。當今時代是一個知識大爆炸的時代,是多種學科融匯交流的時代。研究生在開展科研工作的過程中,必然會遇到很多以前沒有接觸過的知識,甚至不同的專業和學科的知識。這就只能通過各種渠道查找資料,自我學習,不斷積累,培養自我學習的能力和習慣,實現自我教育,最終解決所遇到的問題。而終身學習和自我教育,正是作為一名科研工作者所必須具備的基本素質之一。
(二) 基礎科研能力的培養
一般而言,科研能力的根本是科學思維能力和科學研究方法,這也是研究生階段需要著力培養的目標之一。所謂的科學思維能力,是指應用專業知識發現問題、研究問題和解決問題的科學思維方式。所謂科學研究方法,是指采用理論研究、試驗驗證、統計分析對科學問題進行研究的方法。科研能力的培養是一個抽象的潛移默化的過程。這就需要研究生集中精力,刻苦鉆研,全身心地投入研究生階段的研究和學習,一點一點地積累提高,最終實現科研能力的全面提升。
科研能力的培養包括很多方面,本文僅就開展科學研究所必須具備的一些基本工作能力進行深入討論。這些基本工作能力一般包括辦公軟件的使用能力、專業軟件的使用能力、文字表達能力和專業英語水平等。
辦公軟件的使用能力是進行一切文字工作的基礎。在研究生進行開題報告、中期考核、畢業答辯的過程中,必然會用到以下軟件:word、PowerPoint、Excel。這些軟件看上去很常見,但很多本科畢業生都只停留在會打開、輸入、關閉的水平,遠遠達不到研究生利用這些軟件完成論文寫作任務的目標。研究生階段使用word,目標就是撰寫論文。要做到會用word排版,正確處理標題、目錄、圖表、段落、參考文獻等,按照要求寫出格式規范、排版合理的畢業論文。PowerPoint是研究生用于做報告和答辯的必備軟件,要求做出來的幻燈片界面美觀,條理清楚,能準確無誤地表達研究生的全部科研成果。Excel是一個功能強大的軟件,科研論文所需數據的匯總和統計、圖表的設計和制作都可以用它來完成。
專業軟件的使用是當代研究生必須具備的能力之一。對于土木工程類專業的研究生來說,AutoCAD是最基本的制圖工具,其重要性自不必多說。除此之外,還需要掌握本專業廣泛使用的各種專業軟件,如結構設計所需的Sap2000、理正工具箱,結構分析所需的ANSYS、ABAQUS,編程所需的Matlab等。當今時代,用專業軟件解決問題已經成為科研工作的基本要求,不會使用這些基本的工作軟件,就無法開展科研工作。
文字表達能力是研究生撰寫論文和進行學術交流
必備的另一項能力,而這一點又恰恰是很多土木工程類專業研究生的短板。土木工程類專業一般屬于純工科專業,大部分學生從高中畢業后就很少接受文字表達能力的訓練。特別是本科畢業做的是畢業設計,沒有寫過畢業論文,失去了一次重要的科技文獻撰寫能力的培養機會。造成的結果就是文字表現能力較差,往往需要走很多彎路才能達到撰寫科技論文的水平。因此,土木工程類專業的碩士研究生需要在研究生學習階段有意識地培養語言文字表達能力,特別是要熟悉和掌握撰寫科技論文所需要的特有的客觀理性的文字表述方式。
科研工作基本能力的第四個方面,是專業英語水平。閱讀英文專業文獻、用英語撰寫論文是科研工作的基本需求。我國的英語教育從初中甚至從小學就開始,到研究生階段至少經過了10年的學習,但實際的效果卻并不能令人滿意。很多研究生在寫論文時用到英文題名和摘要,第一反應就是利用網絡上的翻譯軟件。部分研究生論文的英文題名和英文摘要甚至是用翻譯軟件直接翻譯一下就粘貼上去了,錯漏百出,笑話滿篇。因此,提高專業英語水平,是研究生階段必須保質保量完成的一項重要學習任務。
(三)工作能力的培養
研究生階段學習的最終目標是要進行工作實踐,很多研究生一畢業就會進入設計和施工單位工作。因此,工作能力的培養也是研究生階段自我培養的重要內容之一。
在研究生階段培養實踐工作能力具有得天獨厚的優勢。在這一時期,研究生是作為一個基本獨立的科研工作者來完成自己的課題,與導師和其他同學是交流與合作的關系,因而攻讀研究生的過程也就自然而然成為工作能力的培養過程。
對于研究生來說,工作能力包括科研能力、實踐能力和工作素質等多個方面。其中科研能力和實踐能力都需要在工作和學習中逐漸積累和培養。本文僅就個人工作素質進行簡單探討。
個人工作素質的第一點,是工作中的自我定位。工作是有分工的,在任何一項工作中,都會有人主導,有人配合,有人把控大局,有人執行細節。在工作中擺正自己的位置,是一切工作得以順利完成的保證。如果人人各行其是,最終的結果必然是一事無成。研究生階段的學習是研究生科研工作的起點,在后續的科研和實踐工作中,都必須保持謙虛謹慎的態度,尊重導師,尊重身邊的同學和同事,積極主動地向他們學習。只有這樣,才能不斷提高自己的水平,實現研究生階段自我培養的目標。
個人工作素質的第二點,是要有責任心,勇于擔當。做事情有始有終,是研究生應當持有的基本工作態度。接受任何工作任務之后,應該以積極主動的態度考慮如何保質保量地完成。遇到困難要學會利用學校和單位提供的各種資源積極解決,而不是稍遇挫折便打退堂鼓。最不可接受的態度是,稍遇困難不僅止步不前,還不積極與導師或上級溝通,工作任務擱置半個月甚至一兩個月,直到再次被問起才告知遇到問題未能繼續。這樣消極負面的工作態度,在任何工作單位都是不能被容忍的,在研究生階段必須絕對避免。研究生應珍惜和抓住研究生階段學習的大好時機,培養優秀的工作素質,是研究生階段自我培養的又一重要任務。
三、 土木工程類專業研究生自我培養的基本途徑
基于土木工程專業人才培養方案對學員“知識、能力、素質”三個層次的培養要求,將土木工程材料課程知識體系相對應地劃分為“教材知識、拓展知識、科學知識”三個層次。通過課前預習、課堂教學、實驗教學、課程考核四個階段的課程設計,分別采取不同的教學方法和考核方法,實現學員獲得學習、實踐和創新等方面能力和素質的目的。
關鍵詞:
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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關鍵詞:土木工程材料;工程意識;工程能力;創新能力
土木工程材料課程屬于專業基礎課,一般開設在大學二年級,由于大多數學生缺乏基本的感性認識和工程實踐,對該課程與后續專業課程之間的關系不了解,更不清楚該課程對日后所從事工作的重要性和意義。西南林業大學森林工程專業分別于2012年、2013年獲批成為云南省教育廳及國家教育部“卓越工程師教育培養計劃”專業。“土木工程材料”課程的教學以此為契機,及時更新教育理念,從理論教學、實踐教學和科技活動三個方面進行改革,積極探索培養學生工程意識及提升學生工程能力、創新能力的教學方法和模式。
一、以工程意識培養為主的理論教學手段
1.充分利用認識實習
專業認識實習是學生專業課程學習的第一課,是開啟學生專業興趣的重要教學環節。為使學生提早對專業有所認識,了解各專業課之間的聯系與作用,許多高校都設置了認識實習環節。土木工程材料作為土建類專業基礎課,應充分利用好這一環節,使學生了解土木工程材料的種類、應用及工程技術要求等。為此,課程改革小組建議合理搭配認識實習指導教師的人員組成,承擔建筑材料方面的主講教師應積極參與認識實習。在認識實習過程中:一方面,帶領學生參觀工程現場,聽取現場技術人員講解,并與學生針對工程所選品種、施工工藝等進行廣泛討論,使學生從感官上實際認識土木工程材料;另一方面,通過觀看《超級工程》《偉大工程巡禮》中關于土木工程材料講解的部分科學紀錄片,使學生能夠對工程建設的全過程以及材料如何選擇、應用有較為全面的認識。通過改革后的認識實習教學,學生對土木工程材料課程的理論學習內容更加明確。
2.合理優化教學內容
目前,土木工程材料教材為滿足“大土木”的培養目標,內容上雖具有較大的包容性,但仍未能將原有知識體系有機地融合在一起。加之學時限制,無法面面俱到,如果不能合理安排,將會導致無法有效支撐后續課程的學習。為此,按使用領域將土木工程材料分為土木工程通用材料和專用材料進行講解。其中,將石料、無機結合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑鋼材、防水材料等列為土木工程通用材料,瀝青與瀝青混合料、墻體與屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列為專用材料,以滿足各專業的學習需求。對于通用材料的講解,在材料基本性質方面主要以材料自身性質與組成特點講解為主,不需要刻意結合專業特點,而在工程技術指標及工程應用方面則結合專業特點來安排教學內容。對于專用材料的講解,主要結合專業特點及后續課程的需要而選擇或增加,該部分內容主要包括:(1)建筑工程專用材料:墻體與屋面材料、建筑裝飾材料、給排水管材等;(2)道路工程專用材料:瀝青與瀝青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程專用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外,適時引入材料應用實例,實例最好結合授課專業,以此強化學生的工程意識,培養學生的工程素質。
3.注重作業的有效性
除了課堂教學環節外,教師還應注重布置課后作業這一教學環節。作業不但是鞏固學生課堂所學知識的重要手段,還是培養學生工程意識與創新思維的有效途徑。授課教師通過布置課外作業,建立討論、交流制度,促進創新思維和工程意識培養氛圍的形成。土木工程材料課程與其他課程,如力學、數學等課程要有所差別,作業內容不能僅僅是課后習題或整理課堂筆記,應通過大量做題來鞏固理論知識的學習。應定期要求學生查閱文獻,或進行實地調查,通過閱讀相關科技文獻,學生才能及時了解土木工程材料發展的新動態和工程中存在的問題;而實地調查又能促進學生理論與實踐相結合,更好地理解理論知識,也能夠利用理論知識來解釋調查中發現的問題。最后,通過在課堂上進行交流、討論,還可以培養學生的創新思維。
二、以工程能力提升為主的實踐教學手段
土木工程材料實踐教學的目的是使學生通過實驗操作和結果分析,明確土木工程材料的性質與材料組成結構之間的關系,掌握材料工程技術試驗儀器操作與指標評定方法,因此,實踐教學與理論教學具有同等重要的地位。
1.在實驗課中提升學生的工程能力
首先,合理安排實驗課程與理論課程的教學計劃,如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂漿的理論課程完成后,集中安排一次實驗課,使實驗內容與學時得到集中,學生能夠有充足的時間準備實驗和操作儀器等。其次,在實驗課組織形式方面采取分組形式,要求學生在實驗課前提交試驗方案,其中包括實驗目的、材料與儀器、實驗步驟、數據與分析、問題與分析等,最后要列出參考規范,保證學生在實驗前對試驗全過程有基本了解,避免學生在實驗過程中出現手忙腳亂、不知所措現象。最后,在實驗過程中要求學生利用手機等形式記錄實驗過程中的各個環節,以便實驗完成后組織學生對整個實驗情況進行討論與總結。
2.借助實習基地提升學生的工程能力
通過產學合作的方式建立校外實習基地,聘請實驗檢測技術骨干人員作為企業兼職教師,指導學生依托工程項目,在真實的工作環境中提高實踐操作與結果分析能力,使學生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理論和材料評定的基本技能。更為主要的是學生通過對某一土木工程材料的技術指標進行完整實驗檢測,可以增加對土木工程材料各技術指標的工程意義,也能加深對指標之間相互聯系的理解。在評定過程中,學生通過翻閱相關技術規范提高了土木工程材料標準化的工程意識。
三、以創新能力提升為主的科技活動組織
創新能力的提升一方面要依靠理論教學環節培養思維,通過科研實踐活動使學生在驗證并鞏固理論知識的同時,提高分析和解決問題的能力,激發學生的內在創新動力,為此,課程改革小組結合土木工程材料課程的特點,進行了一系列科技活動的組織。對于有創新想法的學生,土木工程材料實驗室實行開放制度,以小組為單位填寫申請表,在指導教師的幫助下利用課余時間進行創新性試驗;如沒有創新性想法,但又有參與創新性實驗愿望的學生,可采取助研的方式參與到指導教師的科研課題中,使創新能力得到鍛煉。教師在指導過程中發現可行性強的創新性實驗,可進行校級科技創新項目推薦,或作為畢業論文選題,通過完成科技項目或畢業論文的寫作,學生的創新思維、儀器操作、科技論文寫作等方面的能力得到較大提升。此外,通過組建科技創新團隊參加科技競賽活動,將不同年級、專業的學生融合在一起,實現了激發學生創新積極性、提高創新能力的目標。近幾年,以土木工程材料課程為依托,學生申請西南林業大學科技創新基金項目3項,其中,一項獲第八屆云南省大中專學生課外學術科技節二等獎;獲批云南省大學生創新創業訓練計劃項目1項,國家級創新創業訓練計劃項目1項,學生通過參與教師的科研課題,完成畢業論文7篇。
四、結束語
通過對理論教學、實踐教學和科技活動三個方面的改革,學生的工程意識有所增強,能夠有目的地學習,避免了以往死記硬、學而無用現象的發生。學生的工程能力與創新能力得到大幅提升,發現和解決問題的能力也得到了提高,同時,也增強了學生的就業能力。
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[關鍵詞]人才培養 民辦高校 結構競賽
土木工程專業在民辦高校中的地位不斷提升,并且土木工程專業培養具備面向未來國家建設需要,適應未來科技進步,德智體全面發展,掌握土木工程學科的相關原理和知識,獲得工程師良好訓練,基礎理論扎實、專業知識寬厚、實踐能力突出,能勝任一般建筑工程項目的設計、施工、管理,也可以從事投資與開發、金融與保險等工作,具有繼續學習能力、創新能力、組織協調能力、團隊精神和國際視野的高級專門人才。
一、民辦高校土木工程高素質人才培養現狀
(一)重教學、輕科研的導向,致使科研與創新基礎相對比較薄弱
動手實踐方面的科研工作尚處于起步階段,與其在高等教育事業中的地位不相稱。主要表現為:承擔的科研課題少;科研成果僅集中于投入少、費時少的教育科學和人文社科領域;發表的科研成果少,有影響的更少。造成這種局面的主要原因是:
(1)隊伍沒有形成。
由于我校專職教師的人數相對較少,課時多,教學工作量繁重,教師的精力主要集中在教學上,很少有精力搞科研,故難以形成科研工作的團隊。
(2)信息有待溝通。
很多民辦高校土木類專業根據實際情況應在經費允許的范圍內有建立起獨立的科研機構和科研管理機構,并且完善適應本校的在科研方面的文件和規章制度。同時要經常和科委、教委等科研管理機構建立必要的聯系。經過前期的課題準備,爭取早日擺脫即使爭取到科研立項,也是僅給項目,不給配套經費,致使課題成為名副其實的“無米之炊”,難以實施的尷尬局面。
(二)培養方案的制定
應具有良好的人文素質、科學素質、工程素質、心理素質和身體素質,應具有求真務實的科學態度、團結全作的團隊意識和勇于創新的進取精神,應確立科學的世界觀和人生觀,愿意為國家富強和民族振興服務。
應扎實地掌握土木工程學科的基本理論和專業知識,接受土木工程師的基本訓練,具備在土木工程設計、施工和管理等部門從事技術和管理工作的能力。應掌握一定的人文社會科學知識,熟悉土木工程相關的投資與開發、金融與保險等基本知識,具有較強的適應能力。
(三)以結構設計大賽為導向的土木工程高素質人才培養
結構設計競賽是一個極富創造性,挑戰性的科技競賽。它旨在通過對所學知識的綜合運用和團隊精神,提高學生的動手能力與思維能力,激發創新意識,培養科學思維,加強團隊協作,提高動手能力,增進校際學術交流。通過結構大賽可以很好的將課堂理論與實際工程緊密結合起來,培養大學生的設計與計算能力,提升大學生的綜合創新實踐素質,為培養21世紀高素質工程師打下良好基礎。
青島工學院在2010和2011兩個年度參加了山東省高校結構設計大賽,取得了兩項一等獎、兩項三等獎、一項優勝獎的佳績。現在以山東省第四節高校結構設計大賽為例談談土木工程高素質人才的培養模式。
二、比賽要求
此次競賽模型為混凝土攪拌站的高聳筒倉結構,采用230g的白卡紙制作,具體結構形式不限。模型包括加載鋼架、柱腳連接鋼板、下部支承和上部筒倉結構三部分,如圖1示意。其中前兩部分通過螺栓連接,由承辦方提供;支承結構與筒倉結構由參賽選手設計制作,并通過螺栓與柱腳連接鋼板連接。
(一)賽前準備
青島工學院土木工程系平時很重視學生的動手能力和發散思維的培養,通過對白卡紙的研究得出了白卡紙的力學性能數值。
(1)質量的計算
1.1
(2)結構水平抗折剛度,在所有成功完成競賽的模型中,綜合位移的通過公式1.1來計算得出
1.2
式中:D1――所考察模型的綜合水平位移絕對值,
Dmax――所有模型中的最大綜合水平位移,
Dmin――所有模型中的最小綜合水平位移;單位mm。
(3)豎向承載與剛度
在所有成功完成競賽的模型中,綜合位移用1.3所列公式計算。
1.3
式中:T1――所考察模型的豎向位移絕對值,
Tmax――所有模型中的最大豎向位移,
Tmin――為所有模型中的最小豎向位移,單位mm。
(二)賽后總結
山東省第四屆結構設計競賽是一個極富創造性,挑戰性的科技競賽。它旨在通過對所學知識的綜合運用和團隊的配合,提高學生的動手能力與思維能力,激發創新意識,培養科學思維,加強團隊協作,提高動手能力,增進校際學術交流。通過結構大賽可以很好的將課堂理論與實際工程緊密結合起來,培養大學生的設計與計算能力,提升大學生的綜合創新實踐素質,為培養21世紀高素質工程師打下良好基礎。大賽吸引了來自山東大學、山東交通大學、山東科技大學、哈爾濱工業大學(威海分校)、中國海洋大學青島學院等8所高校的30多支隊伍參加。共設置了一、二、三等獎及優勝獎四個獎項。
土木工程系接到大賽邀請后,十分重視本次鍛煉學生隊伍、提高學生實踐技能的寶貴機會,先組織了校內選拔賽,從70支校內隊伍中選拔8支預備隊伍,在從8支隊伍中定出參加省里比賽的三支隊伍,并由李飛老師負責結構的設計及學生的指導工作,由趙倩倩、夏玉峰老師負責結構計算方面的工作。在幾位老師的悉心指導下,9名參賽隊員刻苦鉆研、齊心協力,充分發揮團隊合作精神,在比賽中取得了兩項一等獎、一項三等獎的佳績。
三、結論
民辦高校需要長久的發展,就必須培養實踐性強,動手能力強的應用型學生,以適應社會的發展。通大賽的鍛煉與洗禮,加強了青島工學院在兄弟院校的知名度,學生的團隊合作意識進一步得到了提高。同時,通過與山東省各大高校代表隊同臺競技和細致溝通,土木工程系學習了其他院校土木工程專業在發展中積累的經驗和做法,為今后校際專業領域合作交流打下了更加堅實的基礎。同時也希望能通過以結構設計大賽為依托的土木人才培養的設想能為民辦高校土木工程專業起到一定的啟發作用。
山東省教育科學“十二五”規劃課題 課題編號2011G253
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