土木工程专业工程设计类课程教学改革探讨＊

丁发兴，余志武，龚永智

(中南大学土木建筑学院，湖南 长沙 410075)

土木工程专业工程设计类课程教学改革探讨＊

丁发兴，余志武，龚永智

(中南大学土木建筑学院，湖南 长沙 410075)

对土木工程专业工程设计类课程教学改革提出设想。土木工程专业工程设计类课程应构建概念设计模块、分析模块、设计模块和新技术模块的“四模块”课程体系;应提出将土木工程传统知识传授与最新技术进展相结合、将专业知识传授与现代信息技术相结合、将书本知识传授与教师的科研成果介绍相结合和将基本概念传授与工程案例教学相结合的“四结合”课程内容;应创新课堂教学向实验教学、课程设计、毕业设计、学科竞赛和课外科技创新活动延伸的“五延伸”教学方法。为此，土木工程专业工程设计类课程应在师资队伍建设、教材建设教学和教改和创新性培养等方面取得良好效果。

土木工程专业;工程设计类课程;教学改革

一、专业介绍

按照《高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲》［1］的要求，毕业生应获得以下几方面的知识和能力:(1)具有较扎实的自然科学基础，较好的人文社会科学基础和外语语言综合能力;(2)掌握工程力学、流体力学、岩土力学、工程地质学和工程制图的基本理论与基本知识;(3)掌握建筑材料、结构计算、构件设计、地基处理、给水排水工程和计算机应用方面的基本知识、原理、方法与技能，初步具有从事土建结构工程的设计与研究工作的能力;(4)掌握建筑机械、电工学、工程测量、施工技术与施工组织、工程监测、工程概预算以及工程招标等方面的基本知识、基本技能，初步具有从事工程施工、管理和研究工作的能力;(5)熟悉各类土木工程的建设方针、政策和法规;(6)了解土木工程各主干学科的理论前沿和发展动态;(7)掌握文献检索和资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。

土木工程专业工程设计类课程包括《房屋混凝土与砌体结构设计》、《房屋钢结构设计》、《高层建筑结构设计》、《桥渡设计》、《道路线路勘测设计》、《铁路规划与线路设计》、《地下空间规划与设计》等，这些工程设计类课程都有共同的特点，如大多以概念为基础、以力学计算为辅助、以工程背景为出发点，并随着行业的发展出现新的技术等。但目前，这些课程因专业方向的不同而内容差异较大，同时受前苏联课程体系的影响，土木工程专业工程设计类课程教材编写缺乏统一思想，给学生的认知带来不便，这些课程应进行教学改革，以适应新时期通才教育的要求。

目前，我国是一个发展中国家，土木工程行业仍处于黄金建设期，城镇化建设以及国家在基础设施领域的大规模投入，对拉动内需、缓和国际金融危机对我国国民经济发展的影响，将发挥非常重要的作用。房屋建筑、地下建筑(含矿井建筑)、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施、给水排水和地基处理等领域的发展，新的工程建设，对土木工程专业设计理论和设计方法提出了新的要求。因此，抓好土木工程专业工程设计类课程的课程建设，扩大、深化和更新土木工程专业工程设计类课程教学内容，对于全面培养土木工程综合性人才具有积极的意义。

二、教学改革设想

(一)坚持优化整合的原则，构建“四模块”的课程体系

土木工程专业工程设计类课程按照知识模块顺序由概念设计模块、分析模块、设计模块和新技术模块等组成。如《混凝土结构及砌体结构设计》课程内容包括绪论、楼盖结构、单层厂房、框架结构和砌体结构等五个部分，共计56学时。该课程的知识模块顺序由结构概念设计模块、结构分析模块、结构设计模块(包括截面设计和构造)和新结构新技术模块等组成，该课程设置的“四模块”既合理分割又有机联系，符合学生的认知和实践规律。本课程通过按“四模块”组织教学，对提高学生的工程意识和房屋结构设计能力发挥了良好作用。

(二)坚持与时俱进的原则，提出“四结合”的课程内容

1.将传统知识传授与土木工程最新技术讲座相结合。如《混凝土结构及砌体结构设计》课程，教师除结合楼盖结构、单层工业厂房、多层框架结构和砌体结构介绍国内外最新进展外，邀请国内外知名专家作专题学术报告，扩宽学生专业视野。

2.将专业知识传授与现代信息技术相结合。以实地观察、现场视频、照片及FLASH动画等手段，以网络教学平台、校电子图书馆平台和专用结构计算技术为切入口，进行形象性教学，培养学生从多种渠道获取知识的能力，增强学生学习本专业课程的兴趣，加深学生对课程内容的理解和掌握。

3.将书本知识传授与教师的科研成果介绍相结合。将教师在科研和工程实践中取得的成果有机融入课堂教学，提高课堂教学效果。将与本课程内容相关的工程应用中最新科研问题引入课堂教学，将正在建设的重大工程和需要解决的重大技术难题介绍给学生;将最新研究成果、工程实践中的经验和应用技术，以及国内外本学科领域研究成果和前沿问题融入教学。让学生接触到本课程内容的科学前沿知识，引发学生思考，明确自己肩负的重任，激发学习的主动性。

4.将基本概念传授与工程案例教学相结合。运用基础课程的基本知识和基本理论，对工程设计和工程质量问题加以剖析，引导学生明确课程学习目的，掌握课程内容的学习方法和思维方式，培养学生自主学习能力和创新意识，提高学生分析问题和解决问题的能力。

土木工程专业工程设计类课程通过按“四结合”的原则组织课堂教学，将适时更新课程教学内容，拓宽学生的专业知识面，更重要的是学生了解本学科的国内外发展动态和最新进展，调动对专业课程学习的积极性，大大提高课程的教学效果。

(三)坚持学以致用的原则，创新“五延伸”的教学方法

积极开展课内教学向课外教学延伸的教学方法研究与实践，实现课堂教学的“五延伸”:

课内教学向实验教学延伸，可充分利用各学校的实验教学条件，将专业教学与认识实习、结构实验和网络实验教学等方面结合起来，有效促进学生各种知识的融会贯通，消化理解;

课内教学向课程设计延伸，通过完成某一工程设计的训练，鼓励学生采取手算和计算机电算相结合的方式开展课程设计，使学生进一步加深对土木工程学科知识的基本理论、计算方法的综合理解和系统消化，有效巩固强化课内教学的效果;

课内教学向毕业设计延伸，通过毕业设计的回顾，使学生掌握和巩固工程设计类课程的主要知识内容，理解本专业设计的基本程序和思路，具备基本的设计能力，有效解决课时压缩和专业知识信息量增加的矛盾，初步具备了结构工程师的基本素质;

课内教学向学科竞赛延伸，鼓励学生积极参加力学竞赛和结构建模竞赛，学校每年组织土木工程专业学生举行校内本科生结构模型大赛，并挑选优秀学生积极参加省内及全国大学生结构模型大赛，为学生创造出良好的培养动手能力的环境。

课内教学向课外科技活动延伸，积极组织学生参加课外科技活动，激发学生的创新潜能，提高学生的创造性思维能力。

土木工程专业工程设计类课程的课堂教学向实验教学、课程设计、毕业设计、学科竞赛和课外科技创新活动延伸，将提高学生分析问题与解决问题的能力。

三、课程建设设想

(一)师资队伍建设

土木工程专业工程设计类课程需形成老、中、青搭配的合理教学梯队，师资培养可采取以下措施:

(1)培养与引进相结合，提高整体水平。师资培养和队伍建设长期贯彻学校培养与引进相结合的方针:一方面积极引进国内外名校名师下培养的优秀博士毕业生;另一方面，全体在岗教师应在职攻读博士学位，教师的综合素质和水平将大幅提高。

(2)坚持教学方法研究，改善教学质量。教师团队应不断学习教学方法，探讨如何激发学生的学习积极性、主动性和创造性，不定期地举行教学活动，相互听课，相互学习，共同提高。

(3)积极开展科研活动，以科研促教学。教师团队应坚持从工程应用出发，开展土木工程理论应用技术的研究，并积极运用所取得研究成果，服务于我国的基础设施建设。通过这些科研工作和工程实践的磨练，将有力地增强教师的学术水平、课程教学水平和指导毕业设计的能力。

(4)以老带新，帮助青年教师迅速提高。对新增的具有博士学位的优秀青年教师，采取以老带新的方法，指定具有丰富教学经验、教学效果好的年长教师指导。指导过程按:跟班全程听课→部分章节试讲→参与课程设计指导→参与毕业设计与毕业实习指导→参与指导教师的科研课题和工程设计项目实践→独立主讲全部课程、指导教师跟踪听课→独立指导毕业设计的模式进行。并制定详细的实施计划，以促进他们迅速成长，为本课程后备教师队伍和学科发展奠定基础。

(5)参加国内外学术交流，提高学术水平。鼓励团队的教师积极参加国内外学术交流，扩大本校教师在行业内的影响力，了解国内外相关领域的最新研究动态，适时将最新研究成果纳入到教学课件或电子教案中。

(6)鼓励出国做访问学者，推进国际化进程。鼓励团队的教师积极出国做访问学者，了解国外相关领域的最新研究动态，学习先进教学、科研方法，提高教学、科研水平，适时将最新研究成果纳入到教学课件或电子教案中。

(二)教材建设

根据“四模块”课程体系、“四结合”课程内容和“五延伸”教学方法的设想，应适时更新土木工程专业各工程设计类教材。

(三)教学、教改和创新性培养

在课程教学中正确处理知识传授与能力培养的关系，应贯彻“三注重”，即注重概念设计教学、注重分析能力培训、注重创新能力培养;在课程教学中正确处理传统知识与现代技术的关系，应坚持“四结合”;在课程教学中正确处理课内教学与课外教学的关系，应实现课堂教学的“五延伸”，充分调动学生对专业课程学习的积极性，提高学生分析问题与解决问题的能力。

四、结语

土木工程专业工程设计类课程应坚持优化整合的原则，构建“四模块”的课程体系，坚持与时俱进的原则，提出“四结合”的课程内容，坚持学以致用的原则，创新“五延伸”的教学方法，以符合学生的认知和实践规律，将调动对专业课程学习的积极性，并提高学生分析问题与解决问题的能力。

［1］高等学校土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲［M］.北京:中国建筑工业出版社，2007.

2011－02－16

丁发兴(1979－)，男，浙江瑞安人，副教授。