時間:2022-02-26 16:30:27
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德國亞琛工業大學土木工程專業一直位列德國高校前三名,其工程地質學科目前在德國高校排名第一。近年來,土木工程系選拔優秀的老師去亞琛工業大學進修,學習先進的教學理念,與此同時,亞琛工業大學先后派五名教授及教師十余人次來上海理工大學土木工程系合作交流。教師層面的交流更有益于學習國外的先進教學模式,為創新型人才的培養提供技術和制度上的保障。另外,土木工程系已入選為德國政府重點推薦的德國大學生(含本科生、碩士生和博士生)海外實習、實踐與國際交流基地,這一制度保障為雙方長期的學術交流提供了保證。目前,由土木工程系推動的上海理工大學與亞琛工業大學校際合作協議的簽署工作正在順利推進。
2.科研合作
近年來,上海理工大學土木工程系與亞琛工業大學科研方面的合作取得了一系列的成果,先后與亞琛工業大學合作申請完成中德團隊合作項目(PPP項目)、中國國家自然基金面上及國際合作項目、上海市教委海外實習交流項目、德國北威州科技部及德意志學術交流中心項目等十余項,并聯合舉辦國際會議,亞琛工大教授與上海理工大學土木工程系合作申請到德國國家基金重點項目及面上項目多項。另外,雙方聯合建立環境巖土工程實驗室以及聯合建立國家級研究中心的工作正在進行中,雙方的合作也先后在德國政府網站、德國亞琛工大校園網、德國駐華大使館網站及德意志學術中心網站上介紹。目前,德國亞琛工業大學和上海理工大學土木工程系的科研合作已經被中德兩國政府列入雙方聯合資助的框架,雙方下一步將聯合申請德國DFG和中國國家自然基金委聯合資助課題的題目。
3.人才聯合
培養人才培養工作一直是高校土木工程專業的重點,德國大學土木工程教學特點具備以下幾點特征:專業知識面寬,注意社會發展需要、專業方向的設置和調整;緊密聯系生產實際和就業市場的需求,不斷調整和補充知識結構;注重人才的獨立工作能力的培養,實踐性環節多;嚴格的考試和成績評定制度;教學方法注重講授示范性的科學方法。上海理工大學土木工程專業一直積極探索支持和激勵學生海外交流的新機制,積極推動交流互派、海外短期學習、海外畢業實習、參加國際學術會議等多渠道、多平臺、多模式的學生海外交流活動,拓展學生的國際視野。目前,土木工程系與亞琛工業大學的土木工程專業和工程地質專業開展了從本科生到博士生多個層次的合作交流,土木工程系每年都選派優秀學生到亞琛工業大學進修和交流,參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目。同時,選派學生去德國高校并參與到德國高校的課題組完成畢業論文和畢業設計,德方為每名學生配備了知名教授和經驗豐富的教師,分別擔任正副指導教師,學生們被安排在不同的課題組,分別參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目,要求每個中方學生必須真正融入德方研究團隊,每位學生在研修班結業時都必須報告自己的學習和研究成果,這樣通過雙方聯合培養豐富了土木工程專業人才培養的途徑;同時,土木工程系接受德方高校派學生來上海理工大學進行畢業設計、畢業論文和畢業實習以及學術交流,雙方學生之間的知識交流與共享促進了本校學生和德國名校之間的交流,開闊了學生的視野,大大提高了學生工程實踐的能力和團隊合作能力。目前,中德大學生聯合研發的邊坡智能預報系統正在德國的多個邊坡工程中試用。該系統將應用于北京周口店、浙江龍游的邊坡工程及上海隧道股份有限公司盾構開挖引起的地面沉降預報。
在高等院校實施“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》出臺后的重大教育改革項目。“卓越計劃”的實施基礎是我國先前執行的工程教育,在此基礎上要求高等院校與企事業單位緊密合作(一般情況下實行“3+1”,即學生三年在學校學習,一年在企業學習)來推行“卓越計劃”。“卓越計劃”注重工程教育服務企事業發展,注重提高學生的工程實踐能力和創新能力。培養學生的工程實踐能力和創新能力,離不開科學的實踐教學體系。然而,現有的實踐教學體系制約了學生實踐能力和創新能力的培養。因此,積極推進實踐教學體系的改革是適應“卓越計劃”能夠順利實施的必要條件。本文根據莆田學院土木工程學院的實際情況就基于“卓越計劃”的土建類專業實踐教學體系的改革進行初步探討。
一、莆田學院土建類專業實踐教學體系存在的問題
(一)教師教學觀念存在問題
現在的大學教師絕大部分是從高校畢業就進入高校任教,其教學觀念還是遵循其本人在當學生時的教學觀念――重理論、輕實踐,即使有一定比例的實踐性教學內容,也大都是以傳授知識為重,對學生的工程能力、實踐能力的培養不突出,有企事業單位參與教學活動更是少之又少。因此,這些觀念導致在實踐教學中與工程實際脫節,畢業的學生缺乏工程實踐能力、動手能力與創新精神,工作后用人單位反映學生“上手慢”。
(二)實踐教學內容存在問題
比如:實踐教學課時占總學時的比例偏低,占比不超過25%;實驗中的驗證性實驗項目較多,而綜合性、設計性和創新性實驗項目偏少,綜合性、設計性和創新性實驗項目占總實驗項目數不超過50%;一些實踐環節的內容多年不變。如:課程設計和畢業設計的內容不能與時俱進,不能全面反映當前的生產實際和科學前沿;由于近年來學生人數不斷增加和施工單位擔心安全問題,使得組織學生進入工地實習非常困難,因此,學生的生產實習、畢業實習得不到實際鍛煉;培養方案中學生進入施工現場實習(包括認識實習、生產實習、畢業實習等)的時間一般不超過8周,畢業設計階段一般是在學校進行的真題假作或假題假作,再加上施工企業由于多種原因不愿意接收學生進入工地,因此校企共同培養工程技術人才的任務是流于形式,沒有成功。
(三)缺乏高水平工程型師資隊伍
對于土建專業的實踐性教學,要求教師既有較高的理論知識,又必須有工程領域較為豐富的工作經驗。但是,我院大多數教師是從高校畢業進入到高校教學,其身份的變化從學生直接變成教師,其擁有的理論知識是滿足需要的(一般是博士或碩士畢業);而缺少工程領域的工作經驗,入職后理論教學任務量繁重,雖然按照學院的要求每年抽出時間到企業進行鍛煉,由于學校在培養“雙師型”方面對在職教師沒有強有力的實施政策,教師的積極性不高,其實踐教學能力和水平只能滿足一般的技能訓練。
二、改革與探討
(一)轉變教育理念,深化實踐教學改革
在廣大教師隊伍中開展“轉變教育理念,深化實踐教學改革”教育思想大討論,在教學中堅持以學生為本,確立在保證理論知識夠用的前提下,提高實踐教學環節的比重,改變以往以傳授知識為主的傳統教育觀念;在實踐教學過程中,教學內容與工程單位相結合,教學過程以學生為主體,讓學生與工程實際零接觸,充分鍛煉學生的實踐能力、動手能力和創新精神,改變以往以教師為主體、脫離實際的傳統教育觀念。
(二)基于“卓越計劃”,構建新的實踐教學體系
堅持在理論知識夠用的前提下加強實踐教學,在實踐教學的過程中體現創新精神,對構成實踐教學環節的所有要素進行重新整合,通過一系列的實踐教學改革:“在土建類專業中探討工程教育的改革與實踐”“土木工程專業校外實踐教學改革的研究與實踐”“深化實驗教學改革 提高土建類學生的動手和創新能力研究”“工程造價專業畢業論文(設計)撰寫改革創新與實踐研究”“工程造價專業試行‘卓越計劃’”等項目的教學改革。建立“一個中心、三個階段、四大系列”的立體化、全過程(四年)實踐教學體系。
“一個中心”是指所有的實踐教學活動均以學生為本,以培養學生實踐能力、動手能力、創新精神為中心來展開;“三個階段”是指把實踐教學活動分為由簡單到復雜的過程――基礎階段、綜合階段、創新階段;“四大系列”是指把實踐教學內容劃分為“實驗教學”“實習(實訓)教學”“課程設計與畢業設計”“科研創新與社會服務”四大系列。
1.“實驗教學”系列。該系列主要包括課程內實驗和課程外實驗。課內實驗主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗;課外實驗主要是指創新實驗。
驗證性實驗要求學生在做實驗之前先進行預習,在實驗課上教師簡單講解所要驗證的知識點、實驗方法、實驗使用的主要儀器和設備以及實驗中必要的注意事項,講解后讓學生分小組去完成實驗過程,教師只解答學生在實驗過程中出現的問題,最后指導學生完成實驗報告。
綜合性和設計型實驗是指針對某門課程中的多個知識點或與之相關課程知識,要求學生先設計出實驗方案,實驗方案提交給教師進行審查其合理性與可行性,審查通過方可進行實驗,一般情況下指導教師在實驗全過程中不作講解,只作必要的輔導。比如:我院的“水泥混凝土配合比設計”實驗(屬于《土木工程材料》課程)“點位測設”實驗(屬于《土木工程測量》課程)“瀝青混合料車轍”實驗(屬于《路基路面工程》課程)“矩形界面量的純彎曲”實驗(屬于《材料力學》課程)“土的三軸”實驗(屬于《土力學與基礎工程》課程)等。目前,我院已有綜合性和設計型實驗的課程占所有實驗課程的85%以上。通過開設綜合性和設計性的實驗,讓學生在掌握基礎知識、基本技能的前提下,提高學生綜合運用知識的能力、獨立思考的能力、動手能力、設計創新能力。
課外實驗(創新實驗)是指學生在業余時間完成的實驗項目,如近年來福建省大學生創新創業訓練計劃項目:土木工程專業12級洪曉毅同學負責的創新訓練項目“校園景觀休憩場所3D模型的設計與開發”,土木工程專業13級黃小冬同學負責的創新訓練項目“瀝青穩定碎石路面材料不同壓實條件的實驗分析”,工程管理專業13級同學負責的創業訓練項目“二維碼在禮品中的運用”等。
2.“實習(實訓)教學”系列。該系列主要包括課程實習(實訓)和課外認識實習、生產實習、畢業實習等。課程實習(實訓)是指:針對某門課程在課程結業后進行的實踐鍛煉,如:地形測量實習(屬于《土木工程測量學》課程)、工程地質實習(屬于《工程地質》課程)、造價軟件實訓等。
認識實習是指新生在第一學期學了《專業概論》課程后,組織學生對施工工地或已經竣工的工程項目進行參觀實習,使學生對土木工程的結構設計、結構組成、使用功能、施工程序等方面有一些初步的感性認識,讓學生盡早了解專業背景,激發其對本專業學習的熱情。
生產實習是指學生在學習了一些專業課程后,安排學生在實習基地從事各種施工工序的實際操作,使學生能把在學校學到的理論知識與工程實際結合起來,不僅加深了對理論知識的深一步理解,而且可以鍛煉學生的動手能力、實踐能力。除了積極利用實習基地實習外,還在寒暑假期間要求學生獨立聯系實習單位進行生產實習。
畢業實習是指在畢業設計之前,對大學四年中的專業知識、專業技能在實習基地進行系統地現場鍛煉,并且為畢業設計收集資料;更重要的是通過畢業實習,提高學生綜合運用所學專業知識來解決工程中的技術問題,從而獲取獨立工作能力、動手能力,使學生在思想上、業務上對畢業后的工作崗位得到全面鍛煉。
3.“課程設計和畢業設計”系列。課程設計是指在某門專業課結束后,要求學生掌握本門課程的主要理論知識和專業知識,并理論聯系實際去解決一個實際問題,鍛煉學生運用所學知識獨立思考、分析問題、解決問題的能力。
畢業設計是指四年大學中最后一個實踐教學環節,要求學生綜合運用大學四年中學習的基礎理論知識、專業知識,按照合格工程師的要求進行工程師的基本訓練,旨在使學生理論與實際相結合進行資料收集、設計計算、手工繪圖、計算機輔助設計、分析問題和解決問題、英文翻譯、文字表達等方面得到培養,為學生畢業后進行工作打下堅實的基礎。
4.“科研創新與社會服務”系列。該模塊為了提高大學生綜合素質、團隊協作能力、創新精神和服務社會的精神。
科研創新是指學生利用課內或課外實驗,通過參加省校兩級大學生創新創業訓練計劃項目、校內學生科研項目立項、各種學科競賽(數學建模、大學生建筑結構設計大賽、斯維爾杯BIM軟件建模大賽、工程項目管理沙盤模擬競賽)活動,進一步加強學生的團隊協作能力、創新精神的培養。
社會服務是指在業余時間和寒暑假,我院團委組織學生參加一系列社會服務活動,并形成了我院社會服務活動“三結合”的特點,即“專業知識學習與社會服務”相結合、“科技服務與接受國情教育”相結合、“培養實踐能力與地方經濟建設需要”相結合。學生通過參加以上活動,提高了學生的團隊協作能力、服務社會的精神。
(三)推進產學研合作,培養適合“卓越計劃”的“雙師型”師資隊伍
“雙師型”教師的實踐經驗通過與企業進行產學研合作來提高。首先,建立青年教師到生產一線鍛煉的機制,讓青年教師輪流到企業參與工程的設計、施工及管理,加強其實踐動手能力,并為企業解決實際問題;其次,鼓勵教師參加各類技術培訓和土木工程相關的執業資格證書考試(注冊結構工程師、注冊建造師、注冊監理工程師、注冊造價師、注冊評估師等),提高其為企業服務能力;第三,充分利用合作企業的人力資源,聘請企業的技術骨干為學校的兼職教師,通過培訓讓企業有豐富實踐經驗的技術骨干成為適合“卓越計劃”的“雙師型”教師。到目前,土木工程學院已與中建七局第三建筑有限公司、福建巨岸建設工程有限公司、福建宏峰集團建設有限公司、莆田市東風建筑工程有限公司、福建省新茂泰工程項目管理有限公司等企業簽訂了產學研合作協議,成立了產學研合作基地。并實施了福建省教學改革項目:福建省一般本科高校辦學水平提升計劃――建筑類專業校企合作實踐教學基地、“產學研用聯合培養應用型人才”改革試點(試點專業:土木工程)。到目前為止,在41名專任教師中,同時具有高校教師系列職稱和工程系列職稱或執業資格的有22名,占專任教師總人數的比例為53.7%。其中,高級工程師4名,工程師13名,一級注冊結構工程師3人次,注冊建造師6人次,注冊監理工程師3人次,注冊造價師4人次,以適應培養應用型工程類技術人才的要求。另外還在莆田市建筑規劃設計院、福建巨岸建設工程有限公司、福建宏峰集團建設有限公司、莆田市東風建筑工程有限公司、福建省新茂泰工程項目管理有限公司等企業聘請了12名高級工程師作為我系的兼職教師、客座教授。
三、結語
建立“一個中心、三個階段、四大系列”的立體化、全過程(四年)實踐教學體系。充分體現了分散設置與集中設置相結合、校內實踐與校外實踐相結合的特點,有利于引導學生盡早接觸實踐,提高學生的動手能力、參與工程施工能力、繪圖能力、計算能力、工程設計能力等。學生通過積極參加“福建省大學生建筑結構設計大賽” “全國高校斯維爾杯BIM軟件建模大賽”、全國高校“廣聯達”工程項目管理沙盤模擬競賽、“福建省大學生創新創業訓練計劃”等競賽活動,激發了創造力和求知欲,有效地推動了他們的創造精神,進一步提高了他們的創新能力。學生在校期間不僅具有扎實的專業知識,而且綜合能力得到很大提高,學生畢業后能直接參與工程設計、施工、管理,改變以前學生畢業后須經過很長時間的實踐才能慢慢勝任現場工作的弱點,受到用人單位的好評。
參考文獻:
[1]教育部.《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020 年)》[R].2010,6.
目前,土木工程專業的大學生在選擇課程及學習課程的時侯,存在重專業技術課程的學習,輕經濟管理類課程學習的現象。對經濟管理類課程的選擇和學習,有的也只是為了拿學分,學習興趣不高,很少花課外時間去鉆研,認為經濟管理課程沒有太大用處。造成這些現象的原因,主要是學生對工程建設市場及建設體制不了解,對技術、經濟、管理、工程法律之間的聯系不了解。為了轉變學生的這種觀念,一方面學校要對這方面的教育重視起來,另一方面,作為專業課的教師應注意對學生思想觀念上的教育。比如,教師在講授第一堂課時先介紹市場經濟的特點,目前的國內、國際工程建設體制;技術與經濟的關系、與工程相關的法律法規的關系,使學生了解經濟管理知識在整個工程建設及營運中的應用及其重要性。可列舉相應的典型案例進行分析,比如工程設計方案的比選、施工組織方案的比選,來提高學生的認識及興趣。同時,還可介紹本課程在本專業中所處的位置及與其它后續課程的聯系,介紹主要的參考書、工具書及相應的參考文獻資料,使學生對課程有整體的把握,便于學生根據自身條件去自學相關的知識,提高學習的興趣,找到學習的方法。
二、完善課程體系設置和編寫適用教材
完善課程體系的設置。在課程設置上,為了達到培養的目標,除了必修課程外,我們還應設置多門經濟管理類選修課程,來擴大學生的知識面,適應不同學生的學習興趣及學習目標,培養學生的經濟管理素質。比如針對公路工程專業,我們認為理論教學和實踐教學課程體系設置如表1所示,才能比較全面地培養土木工程專業學生的經濟管理素質,達到培養目標;才能適應學生整體素質培養和個體素質培養的要求,培養出適應現代工程建設市場需要的高級工程技術人才。編寫適用教材。為了保證教學質量,跟上時代的步伐,要及時更新教學內容,編寫適用的教材。針對公路工程專業,如《工程經濟學》、《工程項目管理》、《公路工程養護》、《公路基本建設財務管理》等目前還缺乏較適用的教材。同時,編寫教材對教師提高教學質量,完善教學內容起到了非常好的作用。重視修改制定教學大綱。在編寫教材和完善教學內容的同時,還要重視修改制定教學大綱。由于課時的壓縮,對每門課程的教學大綱應根據不同專業類別進行反復推敲,規定其核心知識以及具體要求。
三、改革教學方法和考試方法,全面提高教學質量
在課程設置的教學內容基本確定后,教學方法就成為提高教學質量的關鍵所在。傳統的“滿堂灌”、“一言堂”方式,老師在課堂上講解面面俱到,試圖通過課堂講細講透幫助學生學習,這樣既助長了學生的依賴心理,還會使學生養成懶于思考的劣習,嚴重阻礙能力培養和思維發展。特別是針對經濟管理類課程的特點,我們在教學時要注重采用適宜的教學方法,才能達到較好的教學效果。采用啟發式互動教學方法,注重培養學生的綜合素質。針對經濟管理類課程的特點,除了教師課堂講授外,我們還應采用多種多樣的教學方法,使學生主動參與和主動學習。提問法。通過課前提問和課堂穿插一些啟發式提問,充分調動學生在課堂上的主動思維,使他們成為課堂教學中的主體。通過布置一些帶有啟發性的課后思考題,使他們主動思考,查閱相關文獻資料,加深他們對課程內容的進一步理解,并擴大知識面;使所教授內容通過他們的聽講、提問與理解,真正成為他們自己的知識。另外,還可提出與本課程相關的其他已學習過的課程知識問題,使各門課程之間相互銜接,從而使學生從整體上理解和掌握經濟管理類課程之間的相互關系和銜接。學生自講法。通過布置自學內容,要求學生課外或課堂自學后寫出相應學習提綱,并在課堂上由學生自己來進行講解。這種方法能夠鍛煉學生的自學能力及表達能力,培養學生的自信心和勇氣。比如,“工程招投標及合同管理”教學中,“施工招標程序”這一章有十個步驟及相應工作內容,除“招標文件”這一節由老師講解外,其余內容可安排自學并分別由九個同學上臺進行講解,每講完一個內容,老師要提出相應的問題,由坐在下面聽的學生來回答和補充,這樣涉及的提問面較廣,學生都能夠集中精力、積極參與到教學活動中來,取得較好的教學效果。案例教學法。收集有特點的決策案例、技術經濟比選案例、合同法案例、施工組織案例、工程招投標案例、FIDIC合同條件應用案例等,通過講解案例方式或布置案例任務的方式進行教學。比如,某一堂課,老師給出3個合同法的相關案例,指定組長分組進行討論,寫出相應文稿并進行發言。這樣,可以鍛煉學生的溝通能力、合作能力及寫作能力。電化教學法。使用多媒體等多種形象化教學手段,學生能更好地理解和掌握有關基礎知識和重點內容。我們可系統地制作部分教學內容的圖文并茂的多媒體課件,使教學內容更加形象化、具體化。教學的嚴格要求及情感互動。在目前的選課體制下,教師對自己教學的嚴格要求,教學過程中對學生的嚴格要求,學校對免聽資格、免修考試資格的嚴格審查,都是保證教學效果的重要方面。同時,教師也要注重與學生情感上的溝通和交流,鼓勵他們合理安排學習、生活,廣泛閱讀課外書籍,提高自己的綜合素質,增強自信心和勇氣,鼓勵他們不斷訓練自己的溝通能力、表達能力、文字寫作能力,鼓勵他們嚴格要求自己,同學之間互相關心、互相學習。并要與他們多交流,讓他們感到老師親切的一面,從而愿意主動與老師交流學習上的問題和自己的一些想法。加強考試改革。由于經濟管理類課程往往抽象概念較多,還有一些條款性的內容,傳統的考試方法容易使學生產生應試心理、拿學分心理、作弊心理,嚴重影響教學質量和教學效果。因此,應采用多種考試方式,如開卷與閉卷相結合的方式、理論性考試與實踐性考試、筆試與口試等,提高考試效能,把學生的注意力吸引到提高素質上來,扭轉高分低能現象。如“工程招投標及合同管理”考試成績核定,平時到課、提問和作業情況作為平時成績占30%;布置小論文及查閱文獻資料情況作為開卷考試成績占30%,小論文要求論點、論據清楚,字數在1500~3000字左右,至少列出5篇參考文獻;結業采用閉卷考試檢查學生對基本知識的掌握情況,成績占40%。這樣,避免了學生平時不努力、一試定成績和在考試作弊上下功夫的現象。
四、重視實踐性教學環節
以土木工程專業(房屋建筑方向)為例,有些教師多年來一直沿用“某某辦公樓設計”、“某某教學樓設計”等等,每年都只是把辦公樓、教學樓名稱換一下,實質還是混凝土框架結構設計。這種情況下指導教師指導輕松,可以按照專門的框架結構設計輔導書進行指導,無需更多思考。但其后果是:學生容易抄襲,只需要把上屆學生的畢業設計換個題目即可,根本不需要在畢業設計上花太多時間。
1.畢業設計管理制度不健全或監管不力
每所學校都制定了畢業設計規范,對畢業設計的選題、開題、中期檢查、畢業設計答辯及成績評定等全過程進行規范,但由于各專業的專業特點不同,畢業設計內容、深度、考核指標等均各不相同,為此需要制定有針對性的畢業設計管理細則。但有的二級學院由于種種原因尚未制定上述管理細則;有的即使制定了管理細則,在執行過程中由于領導不夠重視、監管不力,也出現了執行不嚴甚至流于形式的情況。
二、提高畢業設計質量的管理措施
1.領導重視、加大投入
組織各專業相關人員進行研討,制定本專業畢業設計管理細則,要求管理細則具有全程性、針對性、可操作性,各項指標要求量化,以保證整個畢業設計管理有規可依。建立畢業設計管理組織(見圖1),嚴格按照畢業設計管理規范對畢業設計指導教師和學生進行監控,定期形成檢查報告。加大對畢業設計經費的投入。對畢業設計經費實行統籌管理,對于與生產、工程實踐密切結合的課題在保證軟件、硬件投入的基礎上可以給予一定的獎勵;鼓勵指導教師結合科研項目、大學生科技創新項目申報課題,解決畢業設計經費緊張的畢業設計過程管理中出現的問題及對策研究。
2.嚴把畢業設計審題關
畢業設計選題提倡選用實際題目,可以是工程設計、工程管理類題目,也可以是理論分析、實驗研究等題目;題目工作量要適當,過程要完整,要保證學生能夠在培養方案安排的結業時間內完成規定任務。確定的畢業設計題目要緊密結合專業特點,符合本專業培養目標,盡量涵蓋本專業主要課程,有利于進行工程師基礎訓練以及學生創新能力培養。要保證畢業設計題目科學、可行。對于虛擬題目,要求有計劃地更新。一般情況下,一個題目不能連續使用三年,即使是同一結構形式也要求內容有變。以框架結構設計為例,同為某辦公樓設計,要求指導教師在編制任務書時修改結構形式,上年使用三跨、四層框架,當年可以改為兩跨或者四跨、五層框架,以保證學生不能照搬往屆同學的畢業設計。
3.加強對指導教師、學生的過程管理
要求指導教師每天的指導時間不少于1小時,每周定期對畢業設計小組開會,檢查學生的畢業設計并形成記錄。記錄內容包括:學生的到位情況及異常原因,畢業設計成果質量、進度,對畢業設計質量、進度不符合要求的學生提出整改意見;布置下一階段畢業設計工作并進行輔導。要求學生在記錄冊上簽字,以便檢查學生和指導教師的出勤情況。要求每位畢業設計指導教師在畢業設計三階段檢查時上交自己的記錄冊。畢業設計期間學生的管理以指導教師為主,如學生請假(如參加招聘會、考研復試、參加公務員考試等)需嚴格按照規定履行請假手續,指導教師和班主任要在請假條上簽字。
4.建立末位淘汰制度
為了保證畢業設計的質量,學院除了要進行百分之百的初期、期中檢查和期末成果驗收三階段的檢查之外,還要實行二次答辯制度和末位淘汰制。所謂二次答辯制度,是學生按照分組(20~30人為一組)進行畢業設計答辯,把各小組成績末二位的學生重新組織起來再進行第二次答辯。這樣可以橫向比較,使得評分更客觀、公正。在二次答辯的基礎上,根據二次答辯成績排序,按照規定的淘汰率(一般要求淘汰率不低于1%)對確實不合格的學生給予不及格成績,這就是所謂的末位淘汰制。末位淘汰制對保證畢業設計質量具有很好地促進作用,可以避免少數指導教師或學生不重視畢業設計而草草了事的情況。
5.建立盲審制度
為了進一步保證畢業設計質量,淮陰工學院從2013年起和兄弟高校同類學科學院簽訂了本科畢業設計(論文)盲審交流協議。所謂盲審,即盲去指導教師及學生姓名,相互交流評審,其評審結果作為畢業設計成績的重要依據。對于評審結果不及格的論文,必須進行修改甚至重新做。由于本科生人數較多,采取隨機抽取的辦法,在答辯前抽取10%左右的論文送審。這一制度對全體師生具有督促作用。鑒于目前的畢業設計過程中存在抄襲現象,淮陰工學院要求指導教師和學生都要簽訂誠信承諾書,承諾畢業設計是在指導教師指導下的原作,任何引用的他人資料或成果均在參考資料中有注明。每篇論文在答辯前由評閱教師評閱,并簽署評閱意見。如果發現嚴重抄襲等現象,則取消答辯資格,而且指導教師和學生負有同等責任。這一制度的建立和執行,有效地減少了弄虛作假、抄襲等不良行為,促使教師和學生認真投入,提高了畢業設計質量。筆者指導了8名2013屆學生的畢業設計,畢業設計開始之初,部分學生“沿襲”了往屆學生的陋習,工作拖拉、進度滯后。針對這種情況,筆者及時召集小組同學開會,重申畢業設計紀律和要求,并嚴格執行進度計劃,每周五下午所有學生都要帶著成果來接受檢查。通過嚴格要求以后,每位學生都能及時、保質完成畢業設計階段工作。
如今,7個學期過后,即將成為經濟師的勒克爾依認為自己當初的選擇是“完全正確的”。“高等職業學院無可挑剔,簡直是太棒了。”28歲的他將在2003年上半年參加結業考試。
在德國,越來越多的年輕人在高中會考之后,像勒克爾一樣選擇高等職業學院,而不是選擇普通大學。教學大綱簡單明了,小班上課討論,學生和教授有直接的接觸,教學重視密切聯系實際,學生畢業后有較好的就業機會,這些都是德國高等職業學院所具備的優勢。曾幾何時,德國的高等職業學院一直被當作是與進行學歷教育的普通大學不可同日而語的兩極,被看成是培養不入流的人才的地方。而如今,它卻已經發展成為一種成功的教育模式,也招致了那些人滿為患的普通大學的嫉妒。
德國高等職業教育學院始建于教育需求膨脹的1969年,當時只有3所學院,分別位于石勒蘇益格―荷爾斯泰因州的弗倫斯堡、基爾和盧卑克。如今,德國共有高等職業學院156所,教授13236名,德國大學生總人數190萬人中的451600名學生在此學習。德國的16個聯邦州擁有高等職業學院最多的巴登―符騰堡,有31所,最少的是不萊梅和漢堡,只有2所。在當今德國,半數以上的工程師和三分之一的經濟學家畢業于高等職業學院。
教育理論家約爾根?米特爾斯特拉斯積極呼吁,要將“高等職業學院提升為正規的大學”,并要“擴大其規模,以減輕普通大學的壓力”。德國科學委員會長期以來也一直在做著相同的努力。他們認為,高等職業學院學生的比例應該達到大學生總數的60%。目前,按高等職業學院學生占大學生總人數的比例來看,比例最高的前3名是薩克森―安哈特州、石勒蘇益格―荷爾斯泰茵州和勃蘭登堡州,分別達到38.5%、38%和32%,比例最低的3個州是北萊茵―威斯特法倫、柏林和薩爾,分別為19%、16%和不足15%。
德國普通大學的培養目標依然是要為科學研究提供后繼人才。可實際上大部分學生上大學的目的只是為了獲得在經濟社會中有所建樹的資本,而并非是要獲得諾貝爾獎。長期以來,高等職業學院培養的是工程師、企業家和社會教育工作者。那么高等職業學院為什么不能增加新的科目,培養其他專業的人才,比如律師、教師、藥劑師、牙醫?這些專業的實踐性非常強,與畢業后的職業聯系非常緊密。
答案非常簡單:普通大學和職業協會不愿將自己的傳統領域拱手相讓。普通大學的教授們為的是他們的收入和聲望,而學生們則是為日后的社會地位考慮。比如經濟法是界于企業管理和法律之間的一個專業,已經有20多所高等職業學院開設了這一專業。雖然高等職業學院這一專業的畢業生深得企業的青睞,但德國律師協會的代表和著名的法學教授卻總是試圖將他們貶作“法律問題的小辦事員”。但大學法律系畢業的法官們找工作卻比他們難得多。
在目前失業率居高不下的情形下,許多高中畢業生應該已經注意到,選擇深造的學校一定要考慮到經濟社會的要求。在埃斯林根高等職業學院,不管是學生還是教師都認為,高校從中型和大型企業聘請兼職教員是一件有百利而無一害的事情。當然,高等職業學院的畢業生當上戴姆勒―克萊斯勒公司的高級領導也是一件平常的事情。這對高等職業學院畢業生的就業也有極大的幫助。如埃斯林根高等職業學院21歲的女學生米莉安?格夫勒雷爾,剛剛走入高等職業學院大門,系主任就把她介紹給博世公司(Bosch)的代表。所以比起在大學學習的朋友們來說,兩年后找工作對她而言一定要容易得多。現在,她得到博世公司的一筆獎學金,并在公司里有了一位輔導教師,師徒差不多每個月要見一次面。她也可能在公司設在斯圖加特的工廠進行一個學期的實習,并與公司合作撰寫她的畢業論文。“考試后,工作是一定會有的,” 米莉安輕松地說。當然有可能是留在博世公司工作。
對戴姆勒-克萊斯勒而言,高等職業學院的學生“具有特別重要的意義,”負責研究和技術的董事克勞斯-迪特爾?弗林格說。“在畢業生正式來公司工作之前,公司通過實習就已經了解他們了。”他本人就曾是一位熟練的機械制造工人。高等職業學院的畢業生往往不需要太長時間的適應期,而且在相互了解的基礎上安排他們的工作可以少走彎路。所以錄用高等職業學院的畢業生對公司來講是合算的。“高等職業學院畢業證和普通大學畢業證有同等的升遷機會,”他說。就連他的上司,公司的大老板約爾根?施倫普也是高等職業學院畢業。
在德國國家職員體系中,等級制度非常嚴格。一般來講只有普通大學畢業生才能獲得較高的職位。對于高等職業學院的畢業生來講,這意味著他們每月的薪金要比普通大學畢業生少幾百歐元。到目前為止,一切試圖改變這種不合理狀況的努力全部都失敗了。各州內政部長的理由大體相同:資金短缺。
對高等職業學院不利的另一種情況是,要想在畢業后攻讀博士學位,就只能到普通大學去申請。為此高等職業學院的學生要補很多課程。有時每周要上30-40節課。
高等職業學院師生有著自己的自信心。高等職業學院的招生數量限制要嚴于普通大學。普通大學的輟學率為30%,而高等職業學院只有20%。
《水力學》(或《工程流體力學》)課程是土建類專業培養方案和大綱中規定必須開設的一門專業基礎課程,相比該專業的其他力學基礎課程而言,該門課程學時數少,對結構課程的支撐性較弱,課程教學多是為了滿足培養方案的要求,教學效果不甚理想。作為一名長期從事土建類專業水力學學課程教學的老師,有必要對水力學教學的現狀進行反思,提出合理的解決辦法。
1 土建類專業水力學教學現狀
1.1 課程地位不高。本校的土建類專業以工業民用建筑為主要方向,在課程設置中固體力學占據著非常重要的基礎地位,流體力學與水力學課程基本上處于可學可不學,學好學壞一個樣的地位。在專業培養中也較少重視流體力學或水力學的應用,學生學習以應付考試為主。授課和學習的積極性都不高,課程整體上來說不受重視,據了解很多學校建筑類專業的水力學課程基本上都面臨著這樣的窘迫地位。
1.2 教師隊伍建設不足。大多學校土建類專業不一定同時具有水利類專業,水力學教學主要是為了滿足專業培養目標中單獨一門課程的需要,一般該課程的師資力量一般不強,數量較少,教學科研和實驗教學環境較差,大多數流體力學或水力學專業的碩士研究生或者博士研究生基本不原意來校做教師,因此該類專業的流體力學老師一般專業出身的少,很多學校的流體力學老師是建筑專業或其他專業通過培訓后任教該門課程的。在土建專業中,流體力學課程的老師隊伍建設嚴重不足且整體素質和同專業的其他教師相比不同步。
1.3 學生學習積極性不高。土建類專業學生畢業主要從事工業與民用建筑的設計和施工等方面的工作,老是認為水力學課程與這些工作聯系不大,應用不廣,認為一般應用沒有必要單獨學習水力學,只需要按照規范來做就可以了,相比其他幾門力學課程而言,學生學習積極性不高,水力學學習基本上是在臨近考試的時候才進行。學生的積極性不高,教學效果肯定大打折扣。
1.4 課時較少,內容較多。土建類專業開設的水力學課程在一般院校中課時不高,一般在40-60 之間,由于教學改革的要求,課程門數增加,重點課程的學時比例增大,水力學課程的學時數有降低的趨勢。在比較少的課時中,水力學教授內容包括水靜力學,動力學,流動阻力和能量損失,孔口管嘴出流和管路流動,明渠流動,堰流和滲流等內容,有些專業還需要學習氣體射流等內容。分理論和工程應用兩大部分,內容較多,涉及的基礎知識較廣,有些數學知識還需要在課程中進行補充,學時顯得緊迫。
1.5 教材建設沒有特點。如上所述目前水力學教學內容主要包括理論部分與工程應用部分,目前各個學校所使用的教材內容基本上按照上面列舉的內容來布局,采用的教學順序也是先理論(靜力學,動力學,能量損失)后應用(孔口管嘴出流和管路流動,明渠流動,堰流和滲流等)的順序。這個順序和內容的布置是所有的非流體力學專業的水力學課程采用的一般方式。沒有針對土建專業課程進行專門的布局,在理論部分的習題中基本上仍舊以水力工程的例子為主,在應用部分,沒有結合土建類專業,比如給排水,通風,防滲,供暖改革課程內容。采用的基本上的水利類專業的課程體系和教材體系。
1.6 課程理論抽象,實驗教學困難,教學方式比較單一。 水力學基本理論建立在復雜的物理分析和數學推導的基礎之上,講解起來比較抽象,數學基礎比較差的同學較難接受,加上通過理論推導的結論和規律與現實的實際例子有一定的差異,對于同學們接受起來非常抽象,因此水力學課程往往成為土建類專業同學不以為然而又敬畏的課程之一。多數結論需要通過實驗過程來進行驗證,而水的運動過程受實際的條件約束較多,不同的工程條件會形成不同的結果,常規水力學實驗主要用來驗證流體力學基本理論以及一些典型的工程例子(如基本方程,能量損失,堰流等),驗證一個規律需要較大的實驗投入和準備工作,加上土建類專業實驗中水力學的地位問題,實驗教師的配置問題,水力學實驗課程一般很難開全。實驗過程中由于學生人數眾多,實驗分組一般都是5人-10 人一組,實驗過程中動手能力以及實驗效果均較差。
水力學教學過程一般采用理論教學和實驗教學相結合的方式進行,理論教學一般采用介紹概念,提出問題,分析推導得出結論的步驟進行,這個步驟過程中采用傳統的板書推導的方式是常用的教學方法,近年來許多學校的課堂教學過程也在嘗試使用多媒體教學過程,但從效果來看不甚理想。
2 教學改革與探索
上述水力學教學過程中存在的問題說明,土建類專業的水力學教學目前已經處于一個比較困難和尷尬的地步。在教學過程中必須采用多方面的手段,改變教學思路,改進教學手段,更新教學內容,改善教學條件,提高教學質量。
2.1 課程內容改革和教材建設探討。目前的水力學( 工程流體力學)課程基本以水利類專業為背景,介紹和研究的主要對象為水這種液體,對于土建類專業而言,筆者以為,水只是其專業背景下的一種流動工質,和建筑相關的流體種類還有很多,比如空氣,燃氣等,這些流體的流動過程本身與水運動的基本規律差別不大,應該能夠在水力學課程中加以輔助介紹,在實際的教學過程中,我們在介紹水動力學基礎中加入了氣體運動規律(如可壓縮流動的連續性方程,氣體流動的能量方程以及壓強線的概念等);在介紹流動阻力和能量損失的時候補充了通風管道的阻力和能量損失的計算方法,在介紹孔口的時候聯系到窗戶等通風口的淹沒出流問題,介紹管道流動計算的時候與建筑給水排水系統聯系,在介紹滲流的時候結合建筑井和基坑的排水問題。并且在例題和作業中有意識的和建筑物中的流動問題相結合,通過這種調整使學生在學習的時候,不再覺得水力學是一門與建筑行業無關的課程,同時了解了建筑中的流動過程,而這些內容是他們可能在其他課程中無法了解的,認識了流體力學與建筑以及人類的生產生活過程息息相關之后,逐漸培養出學習流體力學(水力學)課程的積極性。
關于教材建設的問題,筆者長期以來使用兩種教材,一種是以建筑設備工程專業使用的流體力學與流體機械類(多種流體,以空氣主);另一種是以水力工程,土木工程為代表專業使用的水力學或工程流體力學教材,這類教材一般以不可壓縮水流為研究對象,水力工程應用比較豐富。通過長期的使用來看,應該以水力學(工程流體力學)為基本教材內容,適當的加入前者中關于氣流運動,建筑工程中流動問題,并在二者結合的基礎之上增加適當的工程問題作為例題和習題。建設土建類專業普遍實用的一本教材。目前的教學中內容已經進行了改變,但教材的編寫和建設比較滯后。
2.2 教學手段的改革。關于多媒體教學在邏輯性強的含有較多的數學公式的推導內容的課程教學中的應用與效果問題,歷來在高校中頗有爭議,但不管怎樣,為了適應學生的厭倦傳統教學方式的要求,為了適應課堂教學時間縮短而內容增加的形勢,傳統的黑板教學方式必將被新型的教學手段所代替,這好象不值得討論了,事實上并不是幻燈片方式不適用于公式推導的教學過程,問題在于我們的多媒體手段是不是能夠解決和克服這樣的問題。也就是說就是如何利用多媒體技術,以及應用怎樣的多媒體技術。
水力學和流體力學研究的對象是流動的物質,研究的是流體的流動規律和狀態,動畫和錄象是在教學中必不可少的元素,使用動畫軟件可以形象的描述出流體在壓力變化的時候的體積變化,流動的跡線和流線,層流和紊流的特征和現象。使用PPT自帶的動畫功能也可以將每一步推導過程按照順序播放和演示出來,這種變化的動態效果和流動的特征在本性上是相容的,從這個意義上講流體力學是最適合使用多媒體技術講授的。
對流體力學的抽象認識甚至可能因為多媒體的應用而改變,在沒有多媒體技術之前,抽象的理論要被消化,往往是需要在實驗過程中才有可能變的具體一些,而有了圖象動畫之后,在課堂上也可以一目了然,提高了教學效率,同時也吸引了大部分同學的積極性。在有了盡可能多的感性認識之后,對于數學推導以及原理的應用也比較容易接受了。
網絡和信息技術的發展,為流體力學的教學提供了一個新的平臺,筆者通過使多年的水力學教學過程中同時發現了不是課程本身的問題,許多同學不會主動的和老師溝通關于學習的問題,近年來我主動公布了自己的電子郵箱地址,QQ號碼,個人博客和網站。意外的發現和同學的聯系不斷的增加,課程教學的問題也更多的通過網絡來解決和消化了,當然更好的利用網絡是建立網絡課程,但筆者現在仍舊堅持采用這些一對一的網絡方式。
多媒體技術與網絡教學是流體力學教學手段進步的一種標志,除此之外借助于流體力學自身發展的技術來促進課程教學也不可忽略,計算流體力學的飛速發展和應用,使得在計算機上模擬流動的過程和結果變的非常容易,盡管在本科教學中,不必講解計算流體力學,但使用它可以直接顯示出一個具體流動的特征和規律。在多媒體的制作過程中這也是一個不可忽略的途徑。
2.3 實驗實踐環節改革。水力學實驗,所需場地面積大,設備投資高,單個實驗時間長,土建類專業水力學課程實驗環節一般比較少,實驗個數少,實驗參與度低,一般一臺實驗設備進行實驗時往往有5、6人之多。很多同學實驗過程中基本上是看其他同學做,實驗效果較差,在實驗條件受限的條件下,筆者認為可以采取以下的一些手段改善實驗效果。
增加實驗組數,我校的實驗室有10臺綜合實驗臺,如果50個人一起做實驗,5人一組,分成兩組,就2-3人一個小組了,有了實驗條件參與度自然提高,有些實驗儀器只有2臺套,這就要合理的組合了,將幾種實驗放在同一個時間段里進行,不同的小組進行不同的實驗,然后依次進行輪換,這樣的過程既防止了多人做一個實驗,又避免了實驗過程變成演示實驗,提高了設備的利用率 。當然這樣的結果帶來的后果就是增加了實驗老師的工作量,同時要求學生在課前的準備要足夠的充分。
采用多媒體實驗教學,有些實驗儀器實驗室中沒有,我們就借鑒其他學校的實驗錄象或者自己使用動畫制作了一些實驗過程,在課堂上演示并講解。達到實驗目的明了,原理清楚,熟悉過程,知道結論的目的。
采用計算流體力學計算,根據工程的流動現象,自己設計流動過程的邊界,條件,流體種類。通過計算機計算和數圖顯示,掌握流動規律,獲得流動結論,由于計算機模擬是實質上的計算機實驗,這一過程可以很好的代替實際的實驗,可以模擬任意復雜的實驗環境。同時也便于同學們自己設計實驗,達到開拓視野,提高創新能力的目的。
2.4 考核方式和效果評價。傳統的水力學教學方式基本上都是采用閉卷考試來評定學生成績以及衡量學生是否結業,現行的水力學教材上基本上只有問答和計算兩種形式,考試中一般多采用這兩種題型。筆者在教學中結合本課程在專業中的地位問題,做如下的嘗試:
考核不僅僅由考試來決定,在每章甚至在有些比較重要的小節或一個知識點介紹完之后,不定時的給學生布置小論文任務。要求學生就該內容去找日常生活或工程中有關的例子并進行說明,作為平時最重要的成績。
考試的題型不限于計算和問答,采用更多的方式要求學生掌握基本規律,計算題在結業考試中的比重低于30%。但一定要是需要綜合能力才可做的。前面的一些諸如選擇,判斷,作圖,分析的體型考察基本規律和概念,既考查基本知識又考察應用能力。
考試的內容不全由教師決定,在每章作業之后布置一個特殊的任務,自己出一些本章內容有關的考題并上交,考試的時候一部分內容就是學生自己出的考題。這個過程由于學生比較重視,也很認真,同時也刺激了進一步學習的興趣。
總評成績的評定根據學校的規定,考試、實驗和平時成績各居一定比例。綜合平定效果,這個問題我想大多數教師都是采用相同的方法來進行的。其實撇開教育的規范性來看,筆者認為,學習成績的評定中應淡化考試成績,而注重平時的學習和應用能力。
3 結語
水力學(流體力學)課程作為土建類專業的一門基礎課程,在結構專業中的地位較弱,同時課程在教師隊伍,教材建設,教學內容,教學方法,以及同工程實際相聯系的過程中,也還存在諸多問題。作為該門課程的一名普通教師,筆者認為,當前應該改革課程內容,土建工程實踐緊密結合,加快教材建設改革;改進教學方法,提高多媒體教學效果,使用網絡教學平臺;利用計算流體力學的成果促進課堂教學和實驗教學;改變成績評定和考核方式,使考核過程更加科學與合理。
參考文獻
[1] 裴國霞.水力學課程教學模式的改革與實踐[J].內蒙古農業大學學報,200,2(3);39-41