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摘要:土木工程是具有很強的實踐性的學科。在早期,土木工程是通過工程實踐,總結成功的經驗,尤其是吸取失敗的教訓發展起來的。文章發表在《中國機械》上,是土木工程職稱論文發表范文,供同行參考。
關鍵詞:土木工程專業,實驗教學,整合,優化,教學安排
土木工程技術的發展之所以主要憑借工程實踐而不是憑借科學試驗和理論研究,有兩個原因:一是有些客觀情況過于復雜,難以如實地進行室內實驗或現場測試和理論分析。
實驗教學是工科高等院校教學與學科建設的關鍵環節之~,是知識與能力、理論與實踐相結合的教學活動,也是學生全面掌握理論知識、培養科學思維、鍛煉應用技能、孕育創新意識和歷練堅強意志的重要環節。研讀教育部頒布的本科教學水平評估指標體系,實驗教學更是高等院校教學體系中的重要組成部分,評估指標體系的 7項一級指標中有4項與實驗教學直接或間接相關,44個主要觀測點中直接有關的有 5個——實驗室狀況、四項經費投入、實驗室教學內容與體系、綜合性和設計性實驗、實驗室開放。
筆者對創新實驗室建設和開放式實驗教學模式進行了近十年的研究與探索,先后獲得淮陰工學院教學改革重點課題和江蘇省高校教育教學改革立項資助,并取得了一些研究成果p叫;通過實踐探索,完善并細化了規章制度、管理文件和教學文件,規范和強化了實驗教學選題和組織,補充了綜合性、設計性和創新性的“三性實驗”,逐步形成以“學生為中心”、以“課題為導向”的開放式教學模式 ,激發學生 自主學習的積極性和創新欲望,強化學生的團隊意識和競爭理念,對學生學習評價方法也靈活多樣,根據教學進度和自主學習計劃,選擇考試時間、考試形式;與此同時,對開放式實驗教學進行周期性的評估,形成了研究靠科學 、開展有計劃、實方钷有依據、監督有制度、考核有目標的一整套的質量保障與監督體系。2008年 ,筆者進一步研究了專業教學規律和實驗教學改革 。
一、 實驗教學目標與專業教學要求的調整
改革開放以來,我國的高等教育取得了輝煌的成就,為我國的國力提升、經濟騰飛作出了巨大的貢獻。但是,高等教育發展速度仍然滯后于國家經濟建設和科學技術發展,教育體制和教學內容不能完全適應社會發展的需要,尤其在大學生的實踐應用、動手能力、團隊意識、創新素質和創造愿望的培養方面表現得尤為突出。
中共中央國務院《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中明確指出,“實行素質教育要以培養學生的創新精神和實踐能力為重點”,“高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業能力”,并要求“加強課程的綜合性和實踐性,重視實驗課教學,培養學生的實際創造能力”蝌。通過不同實驗項 目的教學,一方面加強理論聯系實際,另一方面培養學生的操作能力和解決問題的能力。促進學生發現問題、分析問題、解決問題的基本素質的形成,在培養大學生動手能力和創新能力的同時引導他們養成科學求真的態度、嚴謹周密的作風和團結協作的精神。
本科專業目錄調整以后,出現了“大土木”的專業概念,專業涵蓋面廣,包含了原有的房屋建筑、交通土建、橋梁工程、巖土工程等,專業內涵的調整需要培養出厚基礎、寬專業、有能力、高素質的人才,要求學生畢業后應具備從事土木工程設計、施工和管理的基本理論知識和基本的工程實踐能力,以及初步的工程規劃和研究能力,能在土木工程項目中從事設計、旌工、監測、管理等工作。
土木工程項目的投資一般比較大,涉及范圍和部門廣泛,具有很強的實踐性、社會性和綜合性。土木工程項 目受地理環境、地質條件和人文因素的影響顯著,具有極強的創新性。教學上,注重學生理論知識學習,關注學生人文素質提高,同時,要鍛煉學生的實踐能力,培養學生的創新意識,幫助他們了解工程的社會性和綜合性,這些都集中體現在不同層次的實驗教學中。
二、教學內容與教學安排的整合與優化
(一 )現行教學內容及安排上的問題
現行的人才培養方案即教學計劃無法真正貫徹落實開放性實驗教學,缺乏總體培養目標框架下的實驗教學定位,絕大多數實驗以課程為核心,作為理論課程的補充,為課程的系統性和嚴密性服務,阻礙了學科之間的滲透,特別是創新能力的培養未能落到實處。具體體現在 以下方面。
1.實驗以課程為核心,實驗學時分散在相應的課程總學時里。所有實驗教學全部附設在相應的課程中,開設實驗教學的課程共有14門 ,占總課程門數(政治理論、大學英語、高等數學、工程數學、大學語文、思想品德、體育、軍事理論等課程除外)的比例為 30.43%,實驗教學總學時 220學時,比例 14.1% 。
2.專業課實驗教學分散,比例偏低。學生的專業概念、專業素質和工程素養的形成恰恰依賴于專業基礎課、專業限選課和專業任選課。在包括專業基礎課、專業限選課和專業任選課在內的43門課程中開設實驗教學的課時有1l門,比例為 25.58%,學時比例只 有 8.96%;專業限選課 應選的 18個學分,實驗教學學時比例只有5.56%;專業任選課的 8個學5學生選擇開設科目中沒有一門開設了教學實驗課開設4學時實驗的 1、7,8學時實驗的 6門,課時偏少,僅為課程的系統性和嚴密性服 務開設一些驗證性實驗,尚未進入實驗室,學生就知道結論,無須準備和操作,就可以“創造性”地得出實驗數據并完成實驗報告;所謂的綜合性實驗并沒形成課程之間的滲透和貫通,而且只有 3課時,綜合性實驗的綜合程度、創新性的體現可想而知。
(二)整合與優化的總體思路與目標
總體思路是以學生的專業概念、專業素質和工程素養的形成為出發點,將知識結構、專業技能和綜合素質作為方案的總體功能,以工程為背景,將專業基礎課、專業限選課和專業任選課的實驗教學和其他實踐環節分解整合,以功能實現為目標,構建實驗教學模塊和體系,根據體系結構設計模塊功能。
(三 )教學整體框架的設計
總體思想和目標確立之后,走訪設計、施工、檢測、監理和管理等行業,調研各行業對畢業生動手能力和實踐技能的基本要求,分析從業要求與學校教學之間的聯系和差距。然后,分析現行人才培養方案中實驗教學內容及安排,立足培養學生的工程意識和可持續發展能力,整合教學部分,優化課時分配,探索結構合理、循序漸進、特色鮮明的實驗教學框架,努力使教學目標與社會需求一致。實驗教學整體框架由四個模塊組成,形成有機整體。
第一模塊。功能:幫助學生了解實驗教學的意義及其在專業人才培養計劃中的地位,了解實驗教學的規章制度,掌握常用設備的操作方法,熟悉實驗過程,掌握數據處理和誤差分析方法,培養良好的習慣和敬業精神。時間:第一學年。
第二模塊。功能:幫助學生掌握基本的實驗理論和實驗方法 ,進一步訓練學生的操作能力,幫助學生驗證一些有價值的定理,觀察一些特殊的現象,掌握專業實驗儀器設備的操作流程,掌握材料性能的檢測方法和判斷依據、學會從數據中分析現象和結論逐步形成發現問題、分析問題和解決問題的能力。時間:第二學年 。
第三模塊。功能:幫助學生掌握建筑構件、基礎工程、路基路面、橋梁工程等實驗與檢測方法,掌握相關的檢測標準,了解行業檢測報告的格式與填寫要求,能自主設計構件承載力、變形等類型實驗的方法和程序。時間:第三學年 。
第四模塊。功能:掌握材料現場抽樣和檢測方法及判斷依據,掌握常用的現場檢測設備及無損檢測方法,能進行結構實驗建模及結構分析,能完成建筑結構、路面結構、橋梁結構、樁基結構的實驗方案設計和檢測。時間:第四學年。
(四 )內容整合與優化安排
內容的整合不能只做加法。將實驗教學分為三類:第一類是任務由外系教幣承擔,設備也不在本系,如大學物理、計算機信息技術、計算機程序設計和文獻檢索等;第二類是內容自成體系,設備相對獨立,主要有土木工程測量、CAD基礎和結構CAD;第三類是人才培養方案中除了第一類和第二類的所有開設實驗教學的科目。
反復論證,綜合考慮行政管轄、教學內容和設備管理。第一類和第二類實施現行的教學安排,要求內容上精練并作相應的補充,滿足創新人才的培養要求,管理上實行開放式實驗教學模式。第三類實驗教學,從課程上看,全部是專業基礎課、專業限選課,從設備上看,全部設備在本系實驗中心,從任務上看,全部由本系專任教師承擔,為整合實驗教學內容和優化實驗教學安排提供了良好的基礎和充分的條件。
整合充實教學內容。為了全面培養學生的專業概念、專業素質和工程素養,畢業后能在土木工程項目中從事設計、施工、檢測、監理和管理等工作。經過整合與補充 ,形成科學的實驗教學體系和完整的實驗教學系統教材——《土木工程實驗概論》、《土木工程材料的工程性能檢 測》、《土木 工程實驗技術基礎》、《土木工程結構試驗》、《土木工程結構檢測》。
三、實行專業班主任制和導師制
為充分發揮實驗教學體系和開放式實驗教學模式在學生成才過程中的作用,引導學生適應大學階段的學習,貫徹因材施教的育人原則,對本科生四年學習實行全程引導和指導。一、二年級實行專業班主任制,主要職責:(1)關注學生的政治思想和心理健康 ,引導學生德智體美勞全面發展;(2)指導學習方法,引導學習計劃;(3)指導開放性實驗的進度計劃,指導學生的課外科技活動。三、四年級實行導師制,主要職責:(1)關注學生政治思想的發展和世界觀的形成;(2)指導創新實驗教學,包括選題、方案、計劃、試驗、數據處理和實驗報告;(3)為學生參與工程實踐和科學研究創造條件;(4)負責指導學生的畢業設計;(5)在報考研 究生和就業方面提供指導,引導學生樹立正確的就業觀,正確面對考研和就業的激烈競爭。
經過深入調查和研究,可以得出以下結論:一是土木工程項目具有很強的實踐陛、綜合性、社會性和創新性,在關注學生理論知識學習和人文素質提高的同時,必須培養學生的實踐能力和創新素質。二是先進的實驗條件和開放的教學模式可以激發學生的積極性和主動性。全面培養學生的專業概念、專業素質和工程素養,還需要整合現行的實驗教學內容,優化現行的實驗教學安排,搭建循序漸進、特色鮮明的實驗教學框架體系。三是在開放式實驗教學模式下,整合補充實驗教學內容,形成完整的系統教材,內容不重復,過程不間斷,循序漸進,與理論教學同步,既不增加學習負擔,又保障了教學效果。四是專業班主任制和導師制可以全程引導和指導學生的大學階段學習,貫徹因材施教的育人原則,充分發揮實驗教學目標框架和開放式實驗教學模式在學生成才過程中的作用。
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