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应用型本科土木工程专业实践教学改革研究

    【摘要】本文通过应用型本科土木工程专业培养目标,分析了应用型本科土木工程专业实践教学存在的诸多问题,以综合性在建工程项目为全部实践课程任务来源的突破口,从实践课程任务和实践课程内容、实践课程指导、实践课程考核、毕业设计、实践课程特色等方面提出改革措施,突出实践内容的综合性、设计性及创新性,以达到提高学生动手能力和实践能力目的。
 
    【关键词】应用型本科,实践教学,综合性,设计性
 
    土木工程专业是工程性、技术性、实践性很强的工科专业[1]。应用型本科土木工程专业的培养目标应该定位为:培养适合国家建设和区域经济发展需要,能在建筑工程、市政工程和岩土工程等部门从事工程项目规划、设计、施工、管理工作的一线高层次技术技能型专门人才。核心和关键问题是培养学生的专业技能和应用能力。其中,土木工程专业实践教学起着重要作用。加强土木工程专业实践教学,构建综合性、设计性和创新性的实践教学课程,是培养复合应用型土建工程师的重要保证。
 
    应用型本科土木工程专业实践教学存在的问题
 
    目前,多数应用型本科土木工程专业教师已认识到实践教学的重要性,也已进行了教学分组,但普遍存在实践内容陈旧、与工程需求无关、多是理论知识的演示性或验证性问题。
 
    如各类实践操作和实训虽有内容详实的指导书或任务书,分科单独进行、设计任务独立,但课程实训内容之间缺乏连续性、系统性,且多数实训时没有图纸,学生通常依照指导书即可完成任务,无任何创新性可言,专业技能和应用能力得不到系统、职业性的训练[2],学生面对系统的工程问题时仍然一头雾水。与此同时,大跨度、高层建筑的兴建,施工日趋复杂,施工单位对本科生的动手能力、综合实践能力要求日益提升。按照传统实践教学思路培养出的毕业生,已经不能很好地适应工作环境,无法理论联系实际,缺乏独立分析问题、解决问题的能力,从而导致其就业困难。
 
    又如多数应用型本科院校实践教学条件欠缺,在实习实训基地建设财力人力方面支持不够,使得多数实习基地成为挂名基地,难以发挥实习基地的作用[3]。师资力量薄弱也是影响实践教学效果的重要原因,相当一部分专业教师是从高校毕业后直接走上工作岗位的,工程素质和实践经验不足,还不能完全满足实践教学的需要[4]。实践教学考核方式单一,没有体现过程考核,大多是上交实训成果即可过关,考核无约束力。毕业设计是土木专业学生在大学里最综合的一门课,重要性不言而喻[5]。土木工程专业学生的毕业设计基本上分为结构设计、基坑支护结构设计与施工和概预算三大类。每一类大都是虚拟题目,与灵活多变的工程实际情况相差较大,学生往往是闭门造车,未接受规范化的训练,因而实现不了人们所期望的目标。
 
    应用型本科土木工程专业实践教学改革
 
    鉴于以上诸多原因,应用型本科院校必须对现有的实验实训课程进行改革,应用型本科土木工程专业实践教学要向行业的中下游看齐,强调学生的操作能力、动手能力,具体可以通过以下几个方面进行改革。
 
    1.实践课程任务
 
    传统实践实训课的任务书,多半是相关任课教师根据教学大纲虚拟的工程知识点编制的,与实践应用联系并不紧密,这样培养出的学生与工程需求是脱钩的。因此,应用型本科院校要进行实践教学改革,实践实训任务的来源首先必须改。可以从校企合作单位在建工程中遴选出一个综合性的大工程,最好是能够持续五年以上的项目,学生可以在四年内分批不定期到工地学习。新生入学前制定一个贯穿四年所有实践课程的任务书,并且提交学校教学委员会,审核通过后供该届学生实践使用。以西安思源学院土木工程专业为例,学院和浐灞丝路国际文化艺术中心建立了校企合作机制,该项目施工周期在五年以上。学院可以以该项目为背景,编写新一届土木工程专业全部实践课程教学任务,让学生从第一学期的认知实习开始,一直到第七学期工程预算综合实训、造价软件应用、BIM平台应用案例实训和PK-
 
    PM结构、资料实训等,都能以同一个真实工程为背景,把一个大型的、综合性项目完整地、系统地学习完。在这过程中,学生需要处理好各门实践课程之间的关系,使后续实践课程能够用到前面实验实训的结果,所有的实践课程都是为完成同一个大型工程项目而展开的。实践课程真正是以工程项目为背景,让学生得到规范化、系统化的锻炼,零距离接触工程实践,从而提高学生的实践操作能力,缩小其与用人单位人才需求的差距。
 
    2.实践课程内容
 
    在建筑材料、力学、土力学等实践课程中,教师应尽可能减少验证性实验课时数,可以把多个验证性的实验合并成一个或若干个实验,指导教师可以制作一些常规的实验视频,让学生可以在课下线上学习,还可以整合实验内容,减少重复实验。比如,钢筋拉伸和中低碳钢拉伸实验就可以合并成一个实验,提高实验效率;还可以增加创新性的实验课时数,依托项目特点和要求进行相关创新性实验。比如,针对丝路项目可以增加透水性混凝土配合比实验和边坡支护检测实验等内容。
 
    对于制图类实训,教师应该将全部抄绘实训改为部分测绘制图和少量抄绘相结合的实训。测绘制图就是把已经建成的房屋,通过简单测量再重新绘制出该建筑的平面、立体、剖面图,通过训练让学生不但掌握了制图规则,而且对房屋构造也有了初步了解,对后续的学习将有很大帮助。在制图软件类实训中,教师可以直接用项目部的施工图纸做教材,真枪实弹的训练能够提高学生识图能力及制图能力,可谓一举两得。教师还可以增加综合性、设计性实训内容,变单一科目的实训为多课程交叉融合的综合性实训,也可以把土力学与基础工程、建筑施工技术、建筑材料、混凝土结构、工程概预算等整合为建筑结构综合设计实验和基础工程与施工技术综合实训两个大综合性实验课程,让学生从结构设计、建筑材料选取、混凝土配制、施工方案编制、基坑支护、钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇筑及经济评价等方面,全方位、多角度完成相关的实训。所有实训都要配备相应的图纸、规范和图集,让学生按照规范和图集要求完成相应的实训,这样理论联系实际,增加教学的趣味性、适用性,对提高学生的实践创新能力有很大帮助。教师可以转变实训方式,让学生由坐在教室纸上谈兵模拟实训变为室外“真刀真枪”操作式和检测式的实训,部分实验和实训课程可以让学生根据结构设计完成相应的混凝土配制、缩尺制作、钢筋绑扎、模板支护、结构安装和结构检测,重点训练学生的操作能力,使其能够真正成为懂技术、会施工的多面手。
 
    3.实践课程指导
 
    学院应鼓励教师利用寒暑假去工程现场学习,参加实际工程施工,接触实际工程问题,丰富工程建设方面的经验,提高自身指导工程的实践能力;同时学院可聘请行业企业具有丰富工程实践经验的专业人才和高级工程师担任兼职教师[3]。
 
    4.实践课程考核
 
    实践课程考核要体现单兵考核方式,综合成绩由平时成绩和实践成绩两部分组成。平时成绩由出勤、提问、对理论知识的把控三项组成;实践成绩由答辩、动手操作和实践成果三项组成。在实践课程考核过程中,教师应充分调动学生的积极性和主动性,以保障考核的公平和公正。
 
    5.毕业设计
 
    毕业设计应该是一个大的综合性、设计性实训题目,该题目可以是综合体××楼设计、施工及预算,学生需要完成地形图测绘、建筑方案比选、建筑施工图绘制、结构施工图绘制、施工技术、组织方案编制、装配式施工和施工图预算等任务,最后对整个工程写一个报告,并就其中某一环节进行详细阐述。通过该综合性题目,把工程测量实训、土木工程制图实训、房屋建筑学实训、钢筋混凝土实训、土力学与基础工程实训、施工技术实训、工程检测实验、建筑材料实验等完全融合在一起,这样就形成了一个系统综合的实验。学生还可适当运用BIM技术、装配式技术,对提升自身实践能力、综合能力有很大的帮助,也有利于自身顺利就业,该实训课程共需要15周时间,可放在第八学期代替毕业设计。
 
    学校可以在校内合适的场地上建设一个综合性的土木工程演练场,建造一些缩尺完工的、未完工的、部分质量达标的、部分质量未达标的小型框架。内含未拆掉的模型、裸露绑扎好的钢筋、浇筑一半的独立基础、混凝土浇筑质量有问题的柱子等。在这样的场地适当进行实践教学,对提高学生积极性和综合实践能力有很大的帮助。
 
    6.实践课程特色
 
    实践课程改革应突出专业特色,紧跟时代需求,增加BIM应用与优化,重点培养学生BIM操作能力,以适应国家对建筑模型信息化建设的需求。在此基础上成立BIM工作室,实行教师负责制,学生能随时参与的管理模式。BIM工作室将基于BIM技术,通过软件平台、数据和咨询等,为业主提供建筑构件、建筑工程和建筑运营的数据管理解决方案。这不仅能够提高教师和学生的实践能力,还为大规模推广装配式建筑奠定了坚实的基础。
 
    结语
 
    笔者就如何提高应用型本科土木工程专业实践教学效果,对实践课程内容、方式、毕业设计及考核方式等进行了一系列系统性的改革,突出了实践教学的应用性,体现了实践教学的职业性,增强了学生的就业性。具体包括以下6个方面:第一,通过一个综合性的真实工程项目把所有实践课串联起来,让学生能够得到规范化、系统化的锻炼,零距离接触工程实践,从而提高实践操作能力,缩小其与用人单位需求的差距;第二,改革实践课程内容,减少验证性和演示性实验,增加综合性、设计性、创新性实验实训内容,提高学生的综合能力;第三,改革实践方式,变空想理论为实战演习,提高了学生的动手能力,突出BIM特色,增强学生的就业竞争力;第四,探索改革毕业设计方式,使经过综合性实训的学生面对任何复杂的工作都有应对的思路和方法;第五,改革实践课程考核方式,激发学生积极性,提高实训效果;第六,建设土木工程实战演练场,帮助学生解决理论和实践课程常见的问题,提高学生的专业能力。
 
    参考文献:
 
    [1]王玉林、张向波、孙家国等:《应用技术型大学土木工程专业实践教学体系研究》,《高等建筑教育》2015年第6期,第29-33页。
 
    [2]周林聪、邱建慧:《土木工程专业实践教学存在问题及对策研究》,《高等建筑教育》2014年第4期,第130-132页。
 
    [3]张明:《应用技术型本科土木工程专业“3+1”培养模式实践教学体系的探索——以河南工程学院为例》,《商丘师范学院学报》2017年第9期,第106-109页。
 
    [4]李爱群、孙利民、徐礼华等:《中国土木工程专业实践教学现状分析与思考》,《高等建筑教育》2016年第4期,第111-116页。
 
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