侯兴民 翟阳
烟台大学土木工程学院 烟台 264005
摘要:通过分析目前土木工程类学科竞赛培养模式和教学方案中存在的问题,基于“以赛促教,以教促学”的培养理念,探讨土木专业学生培养模式优化措施,进而提高学生的工程实践能力和综合创新能力。
关键词:土木工程;学科竞赛;培养模式
Abstract: By analyzing the problems existing in the training mode and teaching scheme of civil engineering discipline competition, based on the training concept of "promoting teaching by competition and learning by teaching", this paper discusses the optimization measures for the training mode of civil engineering students, so as to improve their engineering practice ability and comprehensive innovation ability.
Key words: Civil Engineering;discipline competition;training mode
中国高等教育学会于2017年2月启动《高校竞赛评估与管理体系研究》项目,对我国高校学科竞赛开展、组织和实施情况进行调研、分析、构建评估体系。2017年8月29日,经民政部和教育部审核通过,中国高等教育学会业务范围增加了行业监测的职能,这标志着学会正式迈入高等教育治理体系和治理能力现代化建设这个领域,开启高校竞赛第三方评估模式。中国高等教育学会每年发布的学科竞赛白皮书、学科竞赛五年排行榜和当年排行榜,突显学科竞赛对培养德才兼备有为人才、进行专业思维能力训练、实战化训练、诚信培养、合作教育、人生历练的重要作用,避免大学教育过程中出现重规模轻内涵、重数量、轻质量,重科研轻教学、重智育轻德育等现象。这个榜单也成为评估高等学校教学质量的重要指标,越来越引起各高校,特别是工科院系的重视。
一、土木专业涉及的重要学科竞赛
在入选《全国普通高校大学生竞赛白皮书(2014-2018)》的竞赛项目中,与土木工程密切相关的只有“全国大学生结构设计竞赛”。该竞赛由中国高等教育学会工程教育专业委员会、高等学校土木工程学科专业指导委员会、中国土木工程学会教育工作委员会和教育部科学技术委员会环境与土木水利学部共同主办,致力于构建高校工程教育实践平台,进一步培养大学生创新意识、团队协同和工程实践能力,切实提高创新人才培养质量。笔者曾带队参加了山东省第三届大学生结构设计竞赛并取得了一、二、三等奖各一项,位列山东省高校第一名。
“全国大学生岩土工程竞赛”等其他密切相关项目因为举办时间短(2015年第一届、2017年第二届)等原因尚未入选。2017年7月9日-7月11日,第二届全国大学生岩土工程竞赛也在河海大学召开。岩土工程竞赛是由高等学校土木工程学科专业指导委员会、中国土木工程学会主办,中国土木工程学会土力学及岩土工程分会、河海大学承办的高水平大学生岩土工程竞赛,每两年一次,目的是为了通过竞赛活动,激发青年学生的创新意识,提高对岩土工程及相关学科的学习兴趣,锻炼学生的动手实践能力和协作精神,促进不同高校学生间的沟通交流。我院第一届岩土班首次参加了该项赛事,并取得了全国大学生岩土工程竞赛三等奖的好成绩。
二、“以赛促教”——在学科竞赛中督促核心课程的学习
亲历带队参加山东省大学生结构设计大赛和全国大学生岩土工程竞赛的过程,在学科竞赛取得好的成绩必须多个环节:如基本理论、建模、动手制作、实验、数值计算等紧紧相扣,这个过程适宜在土木工程核心课程的案例教学环节中逐步培育。以第二届全国大学生岩土工程竞赛题目为例:本次竞赛以建造基桩为题目,要求参赛学生用主办方提供的砂子、纸板和模型箱建造桩基础,限定桩在砂箱里的布置范围,除此之外桩数、桩的类型等关键指标自行设计,综合计分会考虑使用材料的多少、制作时间、在指定荷载作用下的最终沉降量(重点)等因素,以得分最高者获胜。竞赛内容包括以下几部分:模型设计、模型制作、模型测试。可以看出,每一道竞赛题目都是一道很好的教学案例,该竞赛题至少具备如下的特征:
1、涉及土木工程多门核心课程:如基础工程、土力学、土木工程材料、结构力学、结构设计、测量、结构试验等;
2、强调基本概念,重视基本理论知识,重视课堂教学积累。如桩的选型采用摩擦型桩还是端承型桩?在规定时间内完成多桩的制作的情况下,在沉降量作为控制的最重要指标下,制作并布设3桩、4桩还是5桩?桩间距如何控制沉降最小等?如何估算(计算)沉降量?这些问题实质上在桩基基本理论课堂教学中都有体现。
3、重视动手能力、实践和试验能力的培养。比如桩基承载力需要测定砂子的内摩擦角等抗剪强度指标,沉降计算需要测定砂的压缩模量等,需要采用土力学的压缩试验、剪切试验等;又如为减少桩基沉降量,要求桩间土越密实越好,这就对动手装砂过程提出要求。
4、对数值计算、理论计算提出很高要求,对设计方案或计算书的质量提出很高要求。竞赛分初赛和复赛两个阶段,初赛阶段要求各参赛队根据设计题目要求,提交方案设计书。这个设计书就成为能否进入复赛的门票,当然直观重要。仅仅回答好模型制作过程、实验过程和最终沉降量等基本指标是没有竞争力的,需要对桩基沉降计算等关键指标进行分层总和法的计算,甚至有限元数值模拟,并进行针对性的分析,甚至提出模型的进一步修正方案。只有这样的方案设计书才是有竞争力的。
5、鼓励、培养并开发同学们脑洞大开的想法和设计。比如本次竞赛取得较好成绩的模型,就是对桩身切口,以增加其侧摩阻力,减小沉降量等。
根据以上学科竞赛的特点,要在学科竞赛中取得好成绩,不仅需要重视核心课程的案例课堂教学,更需要动手能力的培养,甚至对校、院的教学管理政策,比如课时、工作量的认定、班级人数的确定、场地及经费保障措施等提出要求。
三、目前学科竞赛教学模式中存在的问题
长期以来,在学科竞赛方面普遍存在如下不足:
1、通知和准备工作不到位,竞赛长期由特定老师负责,参赛学生由老师临时指定,缺乏完善的指导老师和学生选拔制度,缺乏充分的奖励制度,教师参与度和积极性不高;
2、多数学生主动性差,思路依赖指导老师,创新意识不能有效被激发;
3、与工程实践脱节,企业参与度不高。
四、基于学科竞赛核心课程培养模式的优化
针对上述问题,为了更好的培养本科生的创新精神和综合能力,提出土木工程专业教育教学改革和本科生教育模式优化的几点建议:
1、优化专业课程体系
制定较为合理有效的核心课程课堂培养方案,在课堂教学内容中体现创新实验和学科竞赛,推动课堂教学改革。加强学科竞赛内容与课堂教学的融合,在专业课程的课堂教学环节中,把竞赛内容与课堂教学相结合。
2、实行学业导师案例教学模式
制定合理的加强学科竞赛与实践教学的培养方案,提出较为有效的学业导师案例教学模式。克服传统实践教学环节中,教师进行实验验证和演示,学生被动接受的培养模式。在教学中选取与工程实践紧密结合的综合竞赛案例设计,亦可采用既往的竞赛案例,制定较为完善的教学大纲,分配较为合理的课堂授课、实验、竞赛环节课时,与学校协调,选取适当规模班级试点,比如岩土班,或学业导师指导的学生。
3、建立学科竞赛考核激励体系
学校和学院多应组织各方向的学科竞赛,对老师和学生分别建立考核激励体系。调动教研队伍积极性,推动并鼓励学生创新的想法或设计方案,全员参与,有效激发学生参与兴趣、提高老师和学生的竞赛参与度。为各层次学科竞赛奠定坚实的组织程序积累及人才储备。
4、提高企业参与度
在学科竞赛的教学过程中可以加强与企业的合作,共同探讨课程体系的建设。深化校企合作育人机制,满足社会对高素质综合型人才需求。建立人才培养方案,为企业更好的输送竞争性人才,也有利于大学生就业问题。
五、结语
通过对土木工程学科竞赛教学模式的优化,可以有效提升大学生学科竞赛成绩,提高学生综合能力和教师教研水平,改善土木工程等工科院系创新型试验教学的方式,提高学生的独立思考能力和动手能力。
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