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關鍵詞:畢業實習;畢業設計;教學研究
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)20-0073-02
一、前沿
目前,我國工程教育領域的畢業生數量已高居國際之首,在我國高等教育體系中,土木工程專業在每個高校中都有開設,每年畢業的學生人數占據相當的比例。然而,隨著我國科學技術的發展,用人單位和就業市場對畢業生的要求也在發生變化。近年來,面對目前土木工程專業教育中存在的問題,不同高校的學者都結合本校的實際情況給出了不同的解決方式[1-3],但朱高峰院士在總結并肯定我國本科教學取得的較大成績的同時,還存在著一些問題,如教學模式比較單一和學生實踐能力不足[4]。為了彌補在教學方法上與國外大學的差距[5-7],2010年,教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”,隨后,教育部和住建部積極推動了在土建類專業的實施。為了貫徹實施該計劃和培養合理的工程師,我校土木工程專業也在積極制定相應的措施。
從畢業設計角度來說,畢業設計是學生走向工作崗位的最后的課程,是培養學生的重要教學環節,也是檢驗學生綜合運用不同知識點發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力。為了使畢業設計取得應有的教學效果,近年來我校積極探索相應改革方法,本文對我校土木工程專業畢業設計的想法和經驗進行了探討,引玉之磚,希望為提高本科生培養質量提供行之有效的措施。
二、目前畢業實習和畢業設計的教學模式和存在的問題
多年來,我校的土木工程專業的學生畢業實習采用統一和集中方式,即在大學四年中第八學期開學之后的前兩周,由學院教務辦集中組織指導教師,聯系實習單位,每天早上指導教師組織所有學生集體出發到實習單位進行實習,兩周實習之后再進行畢業設計,多年來,指導教師深深感覺到這種統一的畢業實習存在很多不足,主要有:
1.區域限制使畢業實習操作困難。我校地處東北哈爾濱,哈爾濱市是一個四季鮮明的城市,可供建筑施工的月份主要集中在每年的5~11月,每年剩余月份都處于非施工狀態,然而哈爾濱地區每年春季學期開學在3月份,也就是說土木工程專業的畢業實習日期是三月初開始到三月中旬結束,但是這個時間段哈爾濱不是施工日期,所以每年聯系到的施工場地大都處于非主體結構施工的日子,因此,即使學生到施工場地去實習,也難以保證畢業實習的針對性和有效性。
2.人數眾多,實習效果難以保證。我校近幾年土木工程專業招生分為兩個班級,2010年以后分為三個班級,學生人數在60~90人之間,這給集中畢業實習帶來一個很現實的問題,就是在一個實習場地很難容納這么多學生,實習單位考慮現場安全問題大多不愿意接受學生實習,即使到了實習現場,受實習時間的限制,指導教師也很難保證所有學生的實習效果,實習往往是走馬觀花,形式大于實習本身,同時,又由于實習經費和現場條件的限制,在實習現場不能解決學生的就餐問題,也就帶來了學生在施工單位的實習時間不能得到保證的問題,不能達到鍛煉學生的目的和教學要求。
3.畢業設計和畢業實習脫節。畢業實習是在畢業設計的前兩周,也就是說畢業實習結束之后立即進行畢業設計,雖然畢業實習可以為畢業設計提供實踐支持,但同時也暴露出一些問題,集中畢業實習不能保證其針對性,學生在進行畢業實習時還沒有完全開展畢業設計,那么學生在進行畢業設計過程中遇到的難點在畢業實習中不一定得到解決,而學生在實習場地學習到的知識可能對畢業設計幫助不大,這樣的畢業實習對畢業設計效果難以得到保證。此時畢業實習已經結束,學生對于難以理解的問題只能靠指導教師的指導和查閱資料來解決,在一定程度上會影響學生的畢業設計質量。
三、基于集中分散制的土木工程專業畢業實習和畢業設計相結合的教學方法的探討
為了提高本科畢業設計的質量,哈爾濱工程大學航建學院近年來結合自身區域特點和土木工程專業畢業設計中存在的不足,多次舉行教學方法的研討會,并借鑒國內高校的一些措施[8-11],制定了具有本校特色的基于集中分散制的土木工程專業畢業實習和畢業設計相結合的教學方法,具體措施如下。
1.“一師多徒”的教學方法。我校土木工程專業從2009年開始實施“一師多徒”的措施,即在大學的第五學期進入專業課學習階段開始,由學院組織學生根據每位教師的特點自己選擇指導教師,指導教師一方面通過面對面地和學生交流,培養學生對學習的興趣,關注學生的生活,掌握學生的心理特點,同時指導學生的學習計劃,參加學校和學院的科創活動,另一方面,積極灌輸學生實踐活動的重要性,引導學生在暑假期間積極參加現場實習,為專業課的學習和畢業設計奠定基礎。
2.畢業設計題目選擇制。在大學的第七學期期末,所有土木工程專業的指導教師將今年的畢業設計題目、教學等情況匯總后向學生,學生可根據自己喜歡的畢業設計題目、結構類型和具體要求等情況選擇指導教師,指導教師根據所指導學生的具體情況布置在寒假期間需要閱讀的文獻、書籍和相關資料,使學生在時間和心理上有所準備。
3.集中分散制的土木工程專業畢業實習和畢業設計相結合的教學方法。對于統一集中方式的畢業實習和畢業設計脫節,其效果難以得到保證,目前,有的高校采用分散制的畢業實習模式[12],但是該模式執行起來較困難,如學生的自律性不同,有的學生甚至采取造假的方式來應付畢業實習。根據目前我校的區域等特點,從2009級土木工程專業本科生開始采取“集中分散制的土木工程專業畢業實習和畢業設計相結合的教學方法”,該教學方法如下:①對于集中分散制而言,學院不再采取由指導教師統一帶領學生到單位實習,而是指導教師根據學生所選定的畢業設計題目,由老師或學院有針對性的聯系實習場地,學生在現場可以根據指導教師和現場技術人員的講解有針對性地進行筆記記錄和拍攝相片,也就是說,將人數多的土木工程專業的本科生分散開,畢業實習由指導教師全權負責。②相近題目的指導教師1~3人可以組成一組,由其中一名指導教師帶隊帶領學生到現場進行畢業實習,這樣,指導教師可根據具體情況有針對性地指導學生實習,實習效果較好,也就是說,將分散的學生根據實際情況在此集中起來進行畢業實習。③指導教師和學生可根據在畢業設計中遇到的實際情況,可以有針對性地選擇實習時間,如可以選擇邊實習邊進行畢業設計,這樣可以將畢業實習和畢業設計有機的結合起來,這樣集中分散相融合的方法,一方面解決了因為人數多導致實習單位不愿意接受的問題,另一方面使學生在畢業設計時遇到的難題可以馬上解決,使土木工程專業的畢業實習和畢業設計兩種都取得良好的效果。
四、結論
土木工程專業的畢業設計檢驗學生綜合運用知識的能力,畢業實習在加深對所從事行業了解的同時,也為畢業設計提供知識儲備,兩者相輔相成,基于此,我校在近幾年在總結畢業實習和畢業設計存在不足的基礎上,提出了基于集中分散制的土木工程專業畢業實習和畢業設計相結合的教學方法,取得了較好的效果,并可以為提高本科教學質量提供可借鑒的思路。
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關鍵詞:畢業設計質量;多級模糊綜合評價模型;土木工程專業
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)08-0016-02
河北工業大學土木工程專業創辦于1950年,具有悠久的辦學歷史和豐富的辦學經驗。從早期的房屋建筑專業、工業與民用建筑專業,發展為建筑工程專業、交通土建專業,直到現在的土木工程專業、道路橋梁與渡河工程專業和交通工程專業,已積累了60余年的辦學經驗,擁有完善的教學條件、教學管理和質量監控機制;為河北省、京津以及周邊地區的建筑、道路、橋梁、交通等行業的研究機構、設計院(所)、施工企業和政府管理部門,輸送了大批合格的土木工程專業技術和管理人才,在河北省、天津市的土木工程行業和土木工程教育界享有較高的聲譽。畢業設計是本科教學計劃中的一個重要組成部分,是培養學生綜合運用所學基礎知識、基本理論和基本技能,解決工程實際問題和初步科學研究能力的一個重要環節,它具有鮮明的實踐性與綜合性。通過對畢業設計(論文)工作及教學質量進行檢查與評價,進而總結經驗,找出差距,分析影響畢業設計(論文)質量的因素,提出改進措施,不斷提高畢業設計(論文)質量,具有十分重要的現實意義。對于本科畢業設計質量的檢查具體體現在:(1)畢業設計(論文)前期至中期工作階段。對畢業設計(論文)的教學條件(選題質量及指導教師情況)及組織管理、學生狀況、中期檢查等情況進行抽查、評分。(2)畢業設計(論文)后期工作(答辯、評分)階段。對學生畢業設計(論文)的答辯情況進行抽查、評分。(3)畢業設計(論文)工作結束階段。對學生畢業設計(論文)質量進行抽查、評分。必要時,抽調部分學生畢業設計(論文)送外校評審。(4)畢業設計(論文)工作總結階段。召開總結評議會,總結檢查評估中出現的問題及經驗,研究進一步提高畢業設計(論文)質量的措施。寫出評估報告,提出對我校“畢業設計(論文)教學質量檢查評估指標體系”的修改意見。同時,組織申報、評選本年度畢業設計(論文)工作優秀單位及優秀指導教師。在評價過程中,不確定性因素很多。為更加可過的評價學生畢業設計質量。本文提出運用模糊評價理論來評價學生畢業設計質量。
一、多級模糊綜合評價模型的理論和方法
模糊綜合評價與其他確定性評價方法不同,它在評價過程中能充分考慮影響學生畢業設計質量的不同因素。首先用U={u1,u2,…,um}={選題質量,學生能力,畢業設計質量}等不同評價指標。V={v1,v2,…,vn}=優,良,中,及格,差表示不同評價指標所處評語集合。
1.首先構建畢業設計質量評價指標體系,本文根據土木工程專業畢業設計特點,構建了二級指標,二級評價指標可以更加清楚的實現指標值的量化。根據每個評價指標ui(i=l,2,…,m)對確定評判等級的影響程度不同確定權重模糊子集A,A={a1,a2,a3,…,am}其中ai為因素集中ui的權重值,ai≥0且ai=1。
2.設不同評價指標因素ui又包含s個二級評價指標,其評價指標集為ui,ui={ui1,ui2,…,uis},對應的權重Ai={ai1,ai2,ai3…,ais},ais表示uis在ui中的權重,ais≥0且∑ais=l。
3.設評價等級可分為n個等級,其評價集V={v1,v2,…,vn}=“優,良,中,及格,不及格”5個等級。
4.對每個ui的m個因素按作綜合評價。從ui到V的模糊關系用模糊矩陣Ri來描述。
5.然后再根據以下的模糊運算關系得到目標的綜合評價分數。
Ri=r11 r12 K r1nr21 r22 K r2nK K K Krm1 rm2 K rmnB=A·R=(a1,a2,a3,K,am)or11 r12 K r1nr21 r22 K r2nK K K Krm1 rm2 K rmn=(b1,b2,b3,K,bn)其中,rmn表示因素指標uis對于第j級評語vj的隸屬度。
二、多級模糊綜合評價模型在畢業設計質量評價中的運用
1.確定評價指標因素集。依據模糊不確定性綜合評價理論,確定土木工程專業評價指標體系,見表1所示。
2.評價指標等級。土木工程專業畢業設計質量評語集合分為v={v1,v2,v3,v4,v5}={優,良,中,及格,差}五個等級。
3.評價因素權重集。各指標因素權重集在表1中已列出。
其中一級指標權重為A=(0.20,0.60,0.20),二級指標權重為A1=(0.25,0.25,0.25,0.25),A2=(0.17,0.25,
0.17,0.17,0.07,0.17),A3=(0.50,0.30,0.20)。
三、結語
畢業設計是本科教學計劃中的一個重要組成部分,本文利用根據土木工程專業畢業設計特點,構建了畢業設計質量評價的指標體系,然后提出利用模糊綜合評價,使評價結果更加客觀、公正,大大提高了學生畢業設計的主動性,有利于提高畢業設計質量。
參考文獻:
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關鍵詞:土木工程;教學改革;實踐教學;工程實踐能力
中圖分類號:TU-4文獻標志碼:A文章編號:1005-2909(2012)05-0111-03
在普通高等院校大規模擴招之后,土木工程專業在校生人數空前增長,原有的教學資源特別是實踐教學環節資源受到前所未有的考驗。土木工程專業恰是一個實踐性和應用性較強的專業,目前國家正大規模進行基礎設施建設,應用型人才緊缺,企業需要學生畢業即具備相應的土木工程實踐能力及經驗,以便盡快適應工程環境,解決工程實際問題[1-2]。而因在校生人數增長產生的教學資源匱乏與人才市場需求之間的矛盾成為當代大學教育的重要難題。為解決這一難題,提高土木工程專業畢業生的工程實踐能力,滿足市場需求,在分析現有實踐教學環節存在問題的基礎上,大連交通大學對土木工程專業實踐教學方式積極改革,從教學實驗、生產實習和畢業設計入手,開拓思路,創新適應社會發展的實踐教學形式,并取得了良好的效果。
一、實踐教學問題分析
傳統的實踐教學形式包括課程實驗、實習和畢業設計三大環節,實踐教學內容之間的聯系不夠緊密,學生很難統一思考,加之教學評價標準陳舊,實踐教學效果較差[3-4]。
(一)實驗
很多課程實驗教學僅是理論課的補充,實驗指導書詳盡敘述了實驗方法、操作步驟,學生只需簡單操作即可完成實驗操作任務,數據處理也較簡單,學生幾乎沒有問題可以提出。盡管如此,由于學生人數增多,實驗設備未及時配置,很多實驗小組的學生人數較多,只有個別學生動手實驗,大部分學生處于旁觀者狀態,不動手操作也不思考問題,這無法調動大部分學生的學習主動性和積極性,也無法培養學生的思維能力和創新意識。
(二) 實習
市場需求擴大導致很多高校盲目擴大招生,實習人數大幅度增加,教師指導難度和聯系實習單位難度也隨之加大。認識實習和畢業實習缺少實際內容,學生很難進入工地,認識實習變成對現有建筑的參觀,生產實習也難以找到固定工地,且短短3周時間,學生也無法全面了解施工過程,熟悉施工工序及掌握實際的施工工藝。實習考核根據考勤、實習日記、實習報告、鑒定材料等評定,由于各類實習的性質、目的、內容及實習要求不同,這種考核已流于形式。
(三)畢業設計
傳統的畢業設計是按教師規定的形式和要求完成結構選型、計算、尺寸設計、圖紙繪制、工程概算及撰寫說明書等任務。雖然專業培養要求一人一題,但由于學生人數眾多,課題之間的變化也越來越微小,同時設計類課題難以培養學生解決實際工程問題的能力,即使精心安排設計內容,得到的也僅是一張設計圖紙,學生不能將理論應用于實踐。加之本科生畢業難以進入設計院工作,多數進入施工單位,因此,很多學生忽視對設計能力的培養。
二、實踐教學改革探索與總結
實踐教學改革是通過創新實踐教學平臺,形成新的實踐教學機制,把“以傳授專業知識為中心”的人才培養理念轉變為“以工程實踐能力培養為中心”的人才培養理念。以培養學生將理論應用于實踐的能力為核心,調整、充實實踐教學內容,注重培養學生應用理論知識分析和解決問題的能力,以及創新能力。教師也要打破傳統實踐教學的專業界限、課堂內外界限、學校與社會的界限,加強校企聯系,拓寬實踐教學渠道,讓學生通過各種渠道充分利用社會資源參與工程實踐,建立多元化的實踐教學體系,全面提高學生工程素質。針對傳統實踐教學的問題,為達到實踐教學培養目標,大連交通大學進行了如下探索和實踐。
(一)課程實驗
考慮傳統課程實驗的孤立性,教學改革嘗試了設置綜合設計性實驗方式。綜合設計性實驗為學生利用課余時間選做的課題,有專業教師指導,實驗室配合,學生利用自己的課余時間完成教師安排的綜合設計性課題,給予選修學分,學生的積極性很高,同時作為科研助手也為專業教師提供了服務。
(二)生產實習
生產實習是本科教學中的一個重要實踐環節,也是培養學生實踐能力和獨立工作能力的一項重要措施。土木工程專業的生產實習是在學生學習了專業課程之后的大四上學期進行。通過生產實習培養學生理論聯系實際的能力,驗證、鞏固、深化已學過的理論知識,鍛煉學生獲得一般土木工程施工技術的實際動手能力。在近幾年的生產實習安排中有如下3種嘗試措施。
1.安排本科生參與工程項目實踐
近些年,隨著中國基礎設施建設規模的擴大,高速鐵路及城市軌道交通建設得到了長足發展,在快速發展過程中,對施工過程質量的把握成了建設重點。土木工程專業教師針對工程現場問題開展了一系列實踐研究工作,這給在校學生提供了到工程現場實習和學習的機會。目前,學生參與的項目遍及哈大高鐵、丹大快速鐵路、大連地鐵等重大基礎設施建設項目,學生在教師指導下,在工程現場獨立完成測試、數據處理及工作日報等眾多工作,培養了學生獨立運用專業知識分析問題、解決問題的能力。
2.建立穩定的實習基地
每年在建的土木工程項目是學生實習的良好基地。但是學生在工程現場的安全問題、紀律問題成了眾多單位談“接收實習生”色變的主要原因。面對實習工地聯系難的問題,學校應以建立實習工地定向培養的方式積極聯系,教師利用個人的社會關系主動聯系,并派青年教師及研究生跟隨學生到工地現場全程指導,提高生產實習質量。
3.支持學生自主選擇實習工地
有些學生選擇土木工程專業是受家庭影響,這類學生在假期可以找到合適的實習工地。因此,專業實習階段應鼓勵學生自主安排實習工地,但為了保證實習質量,申請自主實習的學生必須完成學校要求的申請流程后才可以離校,且實習日記和實習報告與校內實習要求一致。
(三) 畢業設計
畢業設計是土木工程專業學生畢業前學習和綜合訓練的最后階段,是知識深化、拓寬的重要過程,是學生學習、研究和實踐的全面總結,也是對學生綜合素質與工程實踐能力的全面檢驗,是實現本科培養目標的重要階段。通過畢業設計,著重培養學生綜合分析和解決問題的能力、獨立工作的能力以及嚴謹、扎實的工作作風和責任感。為學生將來走上工作崗位,順利完成所承擔的建設任務奠定基礎。保證畢業設計的質量,做好畢業設計的選題工作是重中之重。在設計畢業設計的題目時,為打破設計類題目為主的傳統,學院進行了如下嘗試。
1.充分利用現有實驗資源,做科研實驗類畢業設計
結合土木工程學科特點及工程實際問題,利用學校現有實驗資源,帶領學生做設計型實驗的畢業設計課題,這類課題特別適用于考取研究生的學生選做。在近幾年的畢業設計中,教研室的教師指導了一批科研性實驗的畢業設計,讓學生主動查閱文獻,設計實驗方案,組織小組討論,實驗過程中讓學生自己操作實驗儀器,測試實驗結果,分析實驗結論,教師在整個過程中把握大方向,給予學生指導性意見。從這幾屆學生的畢業設計效果來看,實驗類學生的畢業設計成績均在良好以上,學生的實踐能力得到很好的鍛煉,且增強了自信心。
2.堅持到現場去,利用教師的科研課題選題
學生通過在施工現場的學習可以大大增加對本學科的了解,積累工作經驗,獲得就業資本。嘗試將學生的生產實習和畢業設計聯系起來,利用大四下學期半年的時間安排學生進入工地,邊實習邊完成畢業設計,即保證了實習時間,又完成了畢業設計任務要求,讓學生體會到了理論聯系實際、指導實際的真正意義。
3.綜合設計類題目
結合傳統畢業設計中的經驗,指導學生運用所學的專業課程對路線、橋梁、隧道等結構進行總體設計,引導學生鉆研設計軟件和設計理論,結合現場最新的技術及施工材料,要求學生完成結構選型、計算、尺寸設計、圖紙繪制、工程概算及撰寫說明書等任務,培養學生基本的設計及施工技能。同時在畢業設計中注意引導學生認識所設計課題對施工的指導意義,告訴他們只有看懂路、橋、隧的設計才能有效指導施工,提高學生積極性,在設計的不同時期帶領學生去施工現場或通過施工視頻資料直觀了解施工情況。綜合設計類課題要求學生應用大學學到的所有專業課程,串聯專業知識,讓學生融會貫通,取得了良好的實踐教學效果。
三、結語
為培養能適應市場需求的土木工程專業人才,必須進行實踐教學改革和創新,開拓思路。學校和專業教師積極配合,利用一切社會資源改革實踐教學形式,使學生通過實踐環節的學習,既能牢固掌握理論知識,又能廣泛接觸工程實際,培養工程實踐能力,實現土木工程專業的人才培養目標。
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Exploration and summarization of practical teaching of civil engineering specialty
ZHAO Lihua
(College of Civil and Safety Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, Liaoning Province, P. R. China)
關鍵詞:土木工程;畢業設計;教學改革;面向工程實際
作者簡介:謝凌燕(1973-),女,湖南洞口人,江蘇科技大學南徐學院,講師。(江蘇 鎮江 212003)潘志宏(1970-),男,湖北武漢人,江蘇科技大學船舶與建筑工程學院,副教授。(江蘇 張家港 215600)
基金項目:本文系江蘇科技大學教育教學改革研究課題的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)07-0166-02
土木工程專業畢業設計不僅是學生在畢業前的最后學習和綜合訓練階段,是培養學生綜合素質特別是工程素質和工程實踐能力的重要階段,還是與實際工作過渡的重要階段,已經引起高校的高度重視。當前,人才競爭日益激烈,工程單位工作節奏日趨加快,傳幫帶的傳統已經難以實現,使得畢業設計這個從學校學習到工作崗位的過渡階段對于畢業生來說變得非常重要,[1,2]甚至具備了部分“就業前期培訓”的職能。[3]畢業設計過渡階段的特點決定了畢業設計的選題、實施和評價不能僅停留在紙上談兵的層次,必須要面向工程實際。
自2009年教育部提出“卓越工程師培養計劃”以來,參與該計劃的高校在教學目標、模式、課程等多方面進行了研究,但目前還沒有成熟的經驗可以借鑒。[4,5]類似于我國卓越工程師培養的研究,在西方發達工業國家起步較早。德國是最早以工程應用為導向教學理念的國家,[6]美國針對工科人才培養制定了ABET EC2000工程教育認證體系,日本建立KIT工程設計教育的目標。[7]在畢業設計方面,國外畢業設計都針對實際工程項目,讓學生在畢業設計中獲得真正的工程經驗,為未來的職業奠定基礎。
從同濟大學和美國奧本大學建筑設計與工程管理學院聯合畢業設計過程可以看出,國外大學土木工程本科畢業設計偏重于工程應用,國內教學則更注重理論教學而忽視了工程應用,國內高校在與社會的合作、與同行的交流上,呈現出一定的半封閉性。在教學管理和教學改革方面,國內大學主要圍繞教學組織、教學方法和質量評價開展了大量的研究,但對與工程實踐接軌的選題研究卻不多,[8,9]開展相關畢業設計選題研究非常重要。
當前,國內大學在結構設計指導方面已有的研究較多,相關的論文和指導參考資料也多,但主要集中在結構設計計算部分,而設計圖紙是畢業設計的重要成果,諸如設計深度要求、規范化要求等方面的相關文獻和指導參考資料零散,[10]指導教師的要求往往比較模糊,使得學生無所適從,不僅影響了畢業設計成果的質量,也直接導致其結果與工程實際脫節嚴重。因此,在高校尤其是工科院校中立足于以應用型卓越人才培養模式創新、學生實踐能力培養為主體,基于校企合作、通過團隊合力,進行面向工程實際的畢業設計教學過程的研究和實踐,具有積極意義。
一、面向工程實際的土木工程專業畢業設計教改的主要任務
筆者承擔了江蘇科技大學教育教學改革研究課題,以高校“產品”――畢業生為對象進行回訪調研,將他們走出校門后面臨的工程實際問題作為畢業設計選題范圍和方向的研究對象,結合校企合作,進行需求分析;通過畢業設計實施環節和評價體系的研究,把握畢業設計作為與實際工作連接的過渡階段的特點,體現了畢業設計的實踐性要求。經過論證,確定了以下主要任務:
第一,探索畢業設計選題與畢業生面臨的實際工程問題之間的關系,明確土木工程畢業設計選題的范圍和方向。
第二,整理工程實際的畢業設計工作方法、工作流程、設計深度和規范化的要求,明確設計計算書和設計圖紙等設計成果的要求,使設計成果能達到或接近工程實際要求的水平。
第三,基于校企合作,結合教改實踐,建立與工程實際要求相一致的畢業設計成果考核指標和方法,初步形成面向工程實際的評價體系。
二、面向工程實際的土木工程專業畢業設計的實施
1.實施思路
(1)通過面向工程實際實施畢業設計選題,形成學術研究型、工程設計型、施工技術型以及工程現場管理等涵蓋土木工程專業過程的各類選題。
(2)通過校企合作,重點研究面向工程實際的畢業設計工作方法、工作流程、設計深度和設計規范化等問題。
(3)通過完善目前的畢業設計的全過程評價機制,初步建立了科學系統、操作性強的面向工程實際的畢業設計成果評價體系。
2.實施方法
(1)調查研究近年來江蘇科技大學土木專業畢業生工作去向,畢業后從事的主要專業技術工作和面臨的主要工程實際問題。引入產業過程中的需求分析技術進行選題研究,并在此基礎上形成選題范圍和方向。
(2)對當前工程設計行業中的工作方法、工作流程和成果要求進行了整理和總結提煉,形成了畢業設計中的工作流程、工作方法、設計深度要求以及規范化要求。
(3)以當前工程實際的要求為基準,主要從設計計算書和設計圖紙兩方面對設計成果建立考核與評價體系,重點對設計圖紙的考核指標和方法進行細化與量化。
3.實施過程
(1)以走出校門的畢業生為對象,將他們走出校門后面臨的工程實際問題作為畢業設計選題范圍和方向的研究對象,通過需求分析,進行面向工程實際的畢業設計選題庫建設。在具體實施環節上,土木工程主要分為設計和施工兩個方向。施工方向的畢業設計選題較少,而且容易停留在簡單方案和進度計劃等較低層次,計算、繪圖的工作量偏少。事實上,實際施工中存在大量的模架設計、安全計算分析等技術工作,也是很好的畢業設計課題。調查發現,畢業工作后的學生對畢業設計作用的認識有所提高(見圖1),畢業生走出校門后碰到的主要問題包括規范不熟悉、讀圖能力差等(見圖2)。
(2)通過與第一線的資深工程技術人員合作,開展“走出去”研究。通過校企團隊合力,完善目前畢業設計的全過程評價機制,初步形成了科學系統、操作性強的面向工程實際的畢業設計成果評價體系。
(3)針對當前畢業設計圖紙、參考資料匱乏的現狀,本研究專門編寫了《樣例圖集及解說》方面的教參資料,詳細闡明了施工圖層次的設計深度要求,對圖紙規范化和細節要求進行了詳細解說,可供學生模仿學習,同時起到了規范畢業設計圖紙的作用。
三、面向工程實際的土木工程專業畢業設計的優勢和效果
本研究通過與工程實際要求進行接軌,減少了作為過渡階段的畢業設計與工程實際的偏差和錯位,為最終實現“無縫對接”,培養滿足社會需要的畢業生提供了基礎;同時對促進教學工作、提高教學質量具有一定的作用和意義。
第一,通過探索研究,明確畢業設計選題范圍和方向,從一開始就將畢業設計引入到與實際相結合的道路上來,為最終實現本科培養目標提供保障。
第二,通過對面向工程實際的畢業設計實施環節的研究,明確畢業設計的要求,從而進一步培養學生的工程概念和分析解決工程實際問題的工程實踐能力。
第三,通過對面向工程實際的畢業設計成果評價體系的研究,指導了畢業設計成果考核的細化和量化工作。
第四,結合學生的畢業去向有針對性地開展畢業設計,培養了快速適應工程單位工作需要的合格畢業生,極大地調動了學生進行畢業設計的積極性。
第五,本研究不僅較好地培養了學生,對于指導教師也有促進作用,可促使他們積極思考工程實際需要,主動將理論與實際相結合,從而更好地與應用型卓越人才培養對建設高水平工程教育教師隊伍的要求相適應。
四、結語
本研究形成的畢業設計選題、設計實施、評價體系等成果,著重培養了學生綜合分析和解決問題的能力,對于提高畢業生全面素質具有重要意義,能促進地方高等院校土木工程專業教學質量的提高,特別是通過編寫與圖紙相關的教參資料,對最重要的設計成果之一的圖紙進行了規范。
本研究通過吸收工程單位資深專業技術人員作為成員,組建了“雙師型”指導教師隊伍,具備了與工程單位雙向交流的條件,可有效地利用社會資源,強調了校際、校企師資共享,使得本研究成果“走得出去”,克服了畢業設計實踐性不強的缺點。
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關鍵詞:土木工程 畢業設計 團隊協作 全過程
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0035-02
The Whole Process of Graduation Design Pattern Based On the Team Cooperation Study for Civil Engineering
Zhang Xuesong Chen Jinping
(College of Pipeline and Civil Engineering,China Univevsity of Petroleum,Shandong Qingdao 266580,China)
Abstract:Graduation design of civil engineering is a comprehensive practice teaching link, is a rehearsal stage in the field of graduates into practical engineering, which plays a very important role in the teaching of undergraduate course. In this article, in view of the China university of petroleum (east China) civil engineering professional based on team collaboration to build and practice of the whole process of graduation design patterns are discussed and summarized, in order to promote more civil engineering specialty and provide reference for graduation design teaching in colleges and universities.
Keywords:Civil engineering;Graduation design;Team collaboration;Whole process
2010年6月,教育部啟動的“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量和各類型工程技術人才,對我國高等工程教育提出了更高的要求,具體地就是對畢業生的工程實踐能力和創新能力提出了更高的要求。土木工程專業的目標是培養能在工程領域從事規劃、設計、施工、管理和研究工作的高級工程技術人才。土木工程專業畢業設計作為綜合性的實踐教學環節,地位舉足輕重。
研究針對目前畢業設計中存在的問題,結合我校土木工程專業“基于團隊協作的全過程畢業設計模式”的實踐,為我國土木工程專業畢業設計的改革和團隊培養模式的構建提供思路和借鑒。
1 現狀分析
根據筆者十年來的教學體會和總結,土木工程專業畢業設計現狀并不能滿足“卓越計劃”和我國高等教育培養目標,從規劃選題、教學模式、教學管理到結題考核都存在許多問題。
1.1 選題單一
選題以工程設計類為主,結構形式以框架和砌體結構為主,設計題目和結構形式多年不變,由指導教師確定方案,設計空間受到任務書制約,不利于學生設計創新能力的培養。
1.2 教學模式落后
目前,大多高校的畢業設計,仍采用單個學生獨立完成建筑設計和結構設計工作的教學模式,每位學生題目雖然各異,但畢業設計實施流程和內容無異,淺層不利是抄襲現象頻發,深層來看不利于調動學生工作積極性,難以達到畢業設計教學目標。
1.3 教師指導能力不足
畢業設計環節的生師比過高,指導設計的專業教師嚴重不足;青年教師缺乏工程設計和實踐的經驗,指導水平有待提高;繁重的教學和科研任務使得教師用于指導的時間較少等,這些都是導致教師指導能力不足的因素。
1.4 學生積極性不高
畢業設計過程中學生積極性不高的現象,主要體現在:主觀上對畢業設計重視程度不夠,缺乏主觀能動性和創新精神,客觀上迫于就業和考研復習的壓力,無暇將很多時間用于畢業設計。
2 基于團隊協作的畢業設計模式
2.1 團隊協作的畢業設計模式
團隊協作的畢業設計模式是根據畢業設計的各項規定和要求以及專業培養目標,從工程實際和科研實際出發,由多名教師合作組建的指導教師團隊,指導學生團隊完成畢業設計課題。團隊協作的畢業設計的顯著特點,就是無論是教師還是學生,在整個設計工作過程中都需要相互協作、相互協調。團隊合作是畢業設計的基礎,至關重要。因此,團隊協作的畢業設計模式對教師和學生都提出了新的要求,一方面要求教師具備較強的團隊組織能力和指導能力,另一方面要求學生分工和協作,互相幫助完成設計。
基于團隊協作的畢業設計,多采用討論式教學,每位同學對自己的工作內容和重點十分明確,對合作者的工作內容通過討論增進了理解,團隊成員之間相互學習、補充、啟發,這種研討的學習氣氛有利于調動學生的積極性,也將有助于提高畢業設計質量。
2.2 全過程各專業整合
在一系列基礎課程、專業課程的最后,開始的畢業設計課程,目標就是把相對零碎的知識整合為統一的整體。作為結束大學四年學業的最后一門課程,該課應該為學生提供完整的學習過程,不局限于某一專業的知識和技能鍛煉,而是在教師的引導下,實現對既有專業知識和技能進行跨專業的拓展整合。團隊合作為專業整合提供了必要條件,在團隊協作的基礎上,專業整合得以實現并最終達到重構學生的知識結構的目標。
就土木工程專業畢業設計而言,形成建筑學專業、建筑工程專業、建筑工程其他相關專業的協作,使各專業的學生的知識進行互補,在設計中互相學習、互相交流和互相協作,能提高各專業的畢業設計水平。
3 基于團隊協作的畢業設計構建與實施
3.1 構建指導教師團隊,保障全過程設計
合理構建指導教師團隊,是基于團隊協作畢業設計的重要基礎之一。每個團隊總指導教師由資深教授擔任,每位學生也有各自指導老師。例如,科研題目一般以科研課題項目組為指導團隊,由項目負責人或科研素質高的教授擔任組長,各分支課題由中級職稱以上的教師承擔,也可邀請科研方向相關或相近的其他專業教師共同組建指導團隊;設計題目則由專業教師協調組成幾個平行團隊,由工程設計經驗豐富的教師或專家帶隊,帶領中級職稱以上教師,邀請校外企業或設計院工程師和設計過程中設計的其他相關專業的教師共同組建指導教師隊伍。
根據我校土建專業現狀,我們于2013年開始構建建筑工程畢業設計指導團隊。每個團隊由7至8名學生,指導教師分別來自于建筑學、結構工程、巖土工程、建筑環境、工程管理專業,指導學生完成一個單體建筑物的建筑設計、結構設計、施工組織設計、概預算等工作,內容涵蓋了建筑結構的全過程設計。畢業設計過程中,在總指導教師的協調下,另外5至6名指導教師各承擔相關專業指導,學生根據團隊畢業設計任務指導書的要求,在指導教師設置的各層次的交流平臺上溝通、交流、協作,在專業規范的框架下,不僅系統化并鞏固了本專業的知識,而且全面并直觀地了解了其他相關專業的知識,“厚基礎,寬口徑”得以保證。
3.2 根據實際項目和工程確定課題
基于團隊協作的畢業設計根據實際項目實施教學,項目來源有工程技術開發和應用研究中的實際課題,有相關學科教師的在研項目或基金資助研究項目,具有緊密結合實際、貼近前沿的特點。通過實際工程的歷練,可以使學生加深對專業的理解,鞏固專業思想,接觸到專業前沿知識,激發學生的學術追求和專業自信心。以實際工程選題的畢業設計,要求指導教師團隊成員中不僅包括本專業教師,還邀請來自企業的、具有豐富工程實踐經驗的工程師共同指導,使得學生有更多的信息資源和渠道,更多的交流和討論,優秀的設計和實踐成果有機會應用于實際工程。根據實際工程選題的畢業設計成為了真實工程的演練,甚至實際工程的一部分。
近年來,我系基于國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目以及校外教學基地的工程項目,科學選題,保證課題符合專業培養目標與教學要求,有利于培養復合型人才,任務分配明確,研究內容聯系緊密,適合團隊協作配合與完成。
3.3 合理組建學生團隊
畢業設計團隊需根據工程項目設計要求組建,每個團隊不少于5位學生,團隊的組建應權衡專業構成、學生志愿、學生能力等幾個方面的因素而確定。首先,專業組成應包括本專業的學生,也可包括跨學科、跨專業的學生。其次,畢業設計之前的籌備階段,應征集學生意向,本著雙向選擇的原則,教師根據學生學習能力和平時成績,尤其是課程設計成績,合理劃分團隊。
在畢業設計過程中,選拔專業能力較強和溝通能力較強的學生擔任團隊負責人或聯絡人,有助于發揮能力較強學生的帶頭作用。布置任務時應盡量做到任務相互關聯又相對獨立,學習過程中,鼓勵每位同學積極參加討論、匯報,各負其責,有助于促進組內各成員的學習積極性。例如辦公樓設計可分為3~4個方案,每個方案要有不同的側重要求,建筑方案階段每位同學根據自己的任務書進行方案設計,定時進行討論,分析和比較方案的優缺點,互通有無,改變以往每位學生埋頭只關注某一種設計方案的狀況,有助于學生拓寬視野,掌握各種方案的設計要求和要點。
3.4 質量管理標準化,過程管理人性化
畢業設計一般安排在四年級下學期,此時學生面臨考研面試、求職的緊張階段,部分學生還應單位要求到現場實習,很難保證學生全身心投入到畢業設計中,往往出現不能按時完成各階段任務而在臨近答辯再集中突擊的情況,設計成果東拼西湊,質量較差,年復一年,畢業生對畢業設計重視程度不足,并嚴重影響本專業低年級的學生對畢業設計課程的正確認識。針對上述情況,我們對畢業設計實施的標準化的質量管理和人性化的過程管理結合。
所謂標準化質量管理,即根據照任務書要求,畢業設計過程劃分為4~5個工作階段,每個階段末都進行學生匯報,教師依據統一的評價標準打分,得分計入畢業設計課程總分。過程管理采用柔性的管理方式,只要在規定時間內完成該階段工作目標,并按時參加匯報和討論,不限定學生出勤率和工作時間。標準化的質量管理確保了畢業設計質量,彈性的管理更具人性化,學生具有較大的自我規劃空間,更積極主動投入學習中。
4 效果總結與展望
近年來,我們根據土建類專業培養目標和畢業設計的基本要求,從科研和實際工程出發,實施的基于團隊協作的全過程畢業設計,取得了良好的教學效果。
4.1 鍛煉了學生綜合能力
通過畢業設計,學生完整地體驗了工程設計各個階段,整合了原有的零散知識,形成了較為完整合理的知識結構,動手能力和獨立思考問題能力增強,綜合能力得到加強。同時,團隊協作的精神和重要性也在學生的意識中生根發芽,學生學會了溝通,進而提升了創新能力。
4.2 提升了教師的專業水平
在培養學生工程實踐能力和創新能力的過程中,學生的需求與進步提升了教師的責任感,激勵著教師努力鉆研業務、緊跟科技前沿,不斷學習。尤其是對于青年教師,通過畢業設計可以提高專業水平,培育科研課題立項。
4.3 展望
(1)根據學生實際情況和能力,鼓勵部分中、低年級學生參與到畢業設計團隊中來,盡早接觸和體驗工程實踐,承擔實驗工作或基礎性的科研工作。
(2)土木工程專業實踐性教學課程除了畢業設計以外,還有認識實習、專業實習、各類課程設計等,很多課程都可開展基于團隊協作的實踐性教學活動。
5 結語
在我國高等教育體系中工程教育占了近40%,規模已相當可觀,但工程技術人員結構性緊缺問題卻仍非常突出,根本原因是工程教育與產業需求存在脫節,高等工程教育應具備適應社會發展的新的工程教育理念。對畢業設計等重要的實踐教學課程進行改革,探索加強畢業設計的更有效的方法和途徑,是當前本科教學改革亟待解決的問題。我校土木工程專業構建并實踐了基于團隊協作的全過程畢業設計模式,學生以團隊為單位完成一個全過程的實際工程設計工作,或參與一個相對完整的科研課題活動,為即將開始的實際工作奠定了堅實的基礎。
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