面向卓越计划的结构设计课程教学改革实践★

卢召红 张文福 薛景宏 于 洋

(1.东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江 大庆 163318; 2.黑龙江省防灾减灾与防护工程重点实验室，黑龙江 大庆 163318)

面向卓越计划的结构设计课程教学改革实践★

卢召红1,2张文福1,2薛景宏1于 洋1

(1.东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江 大庆 163318; 2.黑龙江省防灾减灾与防护工程重点实验室，黑龙江 大庆 163318)

以卓越工程师教育培养计划为导向，对结构设计课程的教学内容、教学方法、教学体系等方面进行了深入的改革与创新，并着重培养学生个人能力、团队能力和项目运作能力，旨在将学生实践能力和创新意识的培养方式融入到新的结构设计课程体系中，建立健全新的培养方法。

卓越计划，混凝土结构，教学改革，设计导向

0 引言

面向工业界、面向世界、面向未来培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类工程技术人才是我国“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的主要目标。卓越计划就是要促进高等教育面向社会需求培养新型专业人才，为国家的发展和人才强国战略服务[1]。

结构设计类课程是高等院校，土木工程专业学生本科或专科学生必须精通并要应用到实际工作中的专业课。概念设计是结构设计的重中之重。设计方法，设计计算工程和解决实际问题都需要围绕概念设计，将专业知识合理的应用到实际设计当中。如何培养学生的结构工程概念；如何利用力学知识建立合理有效的计算模型；如何掌握结构设计方法、培养学生的工程意识和解决实际工程问题的能力，并能够培养学生的创新能力是该类课程体系需要解决的问题。理论联系实际，培养学生将理论知识运用到工程实际是课程体系改革的首要问题。传统的课堂讲授为主线，课堂提问或答疑配以相应的课程设计、实践教学等方法，并不能起到真正培养实际设计能力，或者起到的作用效果并不明显。此外，传统的教学模式使学生产生了重理论学习而缺乏创新能力、执行能力和实际操作能力。如何使工程类学生走出目前教学模式带来的误区，培养具有创新意识、实际操作能力的新世纪人才，实现国家确定的“到2020年进入创新型国家行列”科技发展总体目标，寻求新的教育教学是当务之急。

1 结构设计人才培养模式

随着高等教育由原来的精英教育向普通教育的转变，同时受社会大环境的影响，近年来，土木工程类专业的学生招生和就业均发生了较大的变换[4]。生源数量增多但质量相对下降，本科毕业生已经从过去的以科研、勘察设计单位为主要的就业方向改为主要面向小型设计公司、施工单位、生产单位和工程管理等单位[4,5]。为了满足各个用人单位的要求，不少大学生毕业后随即被派往国外，在国外从事相关专业的工作或工程管理，也有不少人选择了继续攻读硕士研究生或工作一段时间后攻读工程硕士研究生，以提高自身的就业竞争力。土木工程专业人才的需求具有明显大的多样性和综合性，要求工程专业人才应具备多样化的职业素质能力。新教育模式要求除具有传统教育所注重培养的设计创新能力外，工程管理能力、公共关系处理、协调协作能力、自我推销意识等是对高素质人才的综合要求，也是当前土木工程人才培养的目标，同时还应具备有较强的经济意识和效益观念及竞争意识[6]。当然，这些综合素质的培养也应因人而异，重点突出，针对不同的学生因材施教，不能全盘统一，没有重点，反而会使得培养的学生所需知识或能力广而不精，多而不专，不能一味的强调多样性，综合性。

现在的用人单位主要是以企业为主，尤其是以外资企业、合资企业和私人企业为主。企业的用人目的均是从企业利益出发，不经过再培养或短期培训就能够立即发挥想要的作用是每个企事业主的目标，能够独挡一面的熟练技术人员是他们最渴望的人才。这就对高校培养土木工程专业人才提出了新的要求和新的目标。

土木工程专业培养出的工程师应达到以下目标：适应土木工程领域的需求，为中国特色的土木工程建设发展服务；具备“走出去”的国际化服务意识和能力，为土木工程领域开拓国际市场提供可靠的人力资源和技术保障，增强国际市场竞争能力；具备长远战略眼光，能够高瞻远瞩，培养坚实的后备人才梯队，以满足未来发展需要，适应和引领未来土木工程技术的发展。

2 适应新形势需求，完善实践课程教学体系

一个专业所设置的课程相互间的分工与配合，构成课程体系[7]。课程体系是否合理直接关系到培养人才的质量。高等学校课程体系主要反映在基础课与专业课，理论课与实践课，必修课与选修课之间的比例关系上。

“卓越计划”人才培养目标得以实现的重要手段之一是通过课程体系建设设置，土木工程专业是一个传统的专业，经过多年的教学实践和锤炼，现有的课程体系已经过长期考验证明，具有其自身的科学性、系统性和合理性。原有的课程之间互相协调，课程与教学环节结合密切，主要课程及专业构成的课程体系不能随意改动打乱，但可根据新的培养目的和要求，进行适当的调整和完善。面向卓越计划的土木工程课程体系的实践课程主要包括力学综合实验、建筑材料实验、结构实验、课程设计、校内外实习和毕业设计等。力学综合实验是专业基础内容，包括力学模型的建立、力学求解过程，是土木工程专业实验的基础；材料力学是力学实验的具体应用和对材料力学性能的充分认知与研究，是主要的核心内容；结构实验是发展结构理论和计算方法的重要途径，是发现设计问题的主要手段，通过结构实验课检验结构理论的正确与否，也是鉴定结构质量的直接方法，是鉴定各类专业技术规范和专业技术标准的基础。课程设计主要要素包括专业课程目标和课程主要内容，学生的学习活动内容和课程评价体系等。实习的作用有验证自己的职业抉择，了解目标工作内容，学习工作及企业标准，找到自身职业的差距的一种手段，并能使理论知识变成实际操作，学以致用。毕业设计是培养学生综合分析、解决工程实际问题的能力以及独立工作能力等重要环节。通过毕业设计还能培养锻炼学生的组织管理、社交能力以及协作协调能力，是学生毕业及学位资格认定的重要依据，也是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。

设计创新能力是培养学生综合能力的前提，在保证培养学生的设计创新能力的前提条件下，应注重学生的工程管理能力、人文素质和工程经济管理能力的培养。主干课程是专业培养必不可少的内容，也是不能大量缩减甚至不能缩减的课程内容，可对主干课程进行必要的改革和完善，在此基础上，适当增加工程管理、环境保护及经济与法规等方面的选修课，加强实用技能的训练与应用，在实验成果整理、课程作业、课程设计与毕业设计等各教学环节中，应强化计算机辅助设计和计算软件应用分析的学习和训练。

此外，在进行课程设置时，应考虑学生的“双证书”政策，鼓励学生考取职业资格证书或为工作后考取注册类的职业资格证书做好充足的准备。

充分发挥校企合作作用，对校企合作的项目或学生实习基地注重建设，发挥校企和学生实习基地的作用，紧紧围绕企业的生产实际需求，设计院或建设管理单位以及施工监理等企事业单位对人才的需求、规格、要求和标准，对共建课程和实习内容进行改革。针对企事业单位的工作流程、工作特点、岗位技能和综合素质要求，确定所学课程的知识结构、选择实用的课程内容，有针对性的开发出版相应的专业教材，将企事业单位需要的知识、关键的技术能力需求和专业素质提炼出来并融入到课程内容当中，将过去的单一观摩性实习变成到企业完成系列实践课程的学习，真正做到学以致用。

3 基于工程项目的学习和探究式学习的教学方法

结构设计课程体系以实际工程项目为载体整合学科知识，从实际设计中引出工程问题，让学生在解决问题的过程中掌握专业知识、发展工程能力。课程教学主要是为学生提供牢固的基础知识背景和支撑，使学生明确学习的目的，学习解决学生为何而学和怎样应用的问题。

通过对某混凝土结构的设计与施工图绘制，分析其设计方法和设计过程，使学生了解本课程核心知识与施工图设计的关系。让学生从一个工程师的角度去面对课程学习，让学到的知识运用到真正的设计当中，使理论知识得到利用，从而可激发学生的学习兴趣，增强学生的责任意识，也展示了学生的创新思维与构思。通过概念设计，结构计算，结构构件设计，施工图绘制，现场施工图交底等过程，完整地展开构思、设计、实现、运用四大环节于一个施工项目，完成一个结构设计的全过程。

通过实验和进行项目研究，启发学生有针对性的提出科学和技术性问题，这些问题与所学的关键科学概念和工程专业知识相互关联，能够激发学生的求知欲望和探究兴趣。同时，以这些问题作为探究点，使学生在收集阅读文献资料、实验观察与实际操作、实验数据分析与整理归纳中得出规律性的结论，形成知识体系。同时，引导应用这些知识解释实验和项目研究中发现的现象，运用所学知识来解决遇到的问题，培养学生的主动性学习。

4 教学形式与考核方式的改革

结构设计类课程共同的特点是理论与实践性均较强，力学模型及空间想象力强，与相关基础课联系较多，教学中应注重启发引导学生掌握重要概念的背景来源，注重工程实际结构，避免学生死记硬背。要善于将实际工程如教学楼、食堂、宿舍楼、住宅等与课堂教课结合起来，使学生加深印象。教学中有计划有目的地向学生介绍学习与实际设计或建造之间的关系，提高学生的学习兴趣。课堂教学应以理论教学为主，多媒体为辅，实践教学要有针对性，实习过程中要注意将理论知识融合到工作当中。

成绩的考核可以有两种方式：第一种由期末考试成绩、平时作业成绩、实验成绩和课程设计成绩四部分组成。第二种是将课程设计成绩单独分离，将课程设计单独赋予学分，单独给考核成绩。

第一种方式中期末考试成绩占总成绩的50%，平时作业成绩占10%，基本实验成绩均占20%，课程设计成绩占20%。第二种方式中期末考试成绩占总成绩的60%，平时作业成绩占20%，基本实验成绩均占20%。

期末考试以闭卷考试的方式，考试内容主要考察理论知识和概念设计方法，基本的施工方法和常用的建筑法律法规。考试题型要有多样性，从不同的角度和不同的标准设计考试题。试题可设50%的客观题目，这类题目要求学生必须熟悉掌握规范和规程的强条规定；另一部分设置50%的主观题目，无标准答案，一题多解，强调工程背景，重点考察学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。平时作业以大作业的形式布置任务，要求学生在完成作业的过程中学会利用规范规程，学会资料的查阅。作业布置和批改过程中，要注意避免学生抄袭。实验成绩要以实验过程中学生的表现、实验认真程度和实验报告综合考核给出最终成绩。实验可以按分组的形式进行。

课程设计成绩分三个阶段评定：

1)平时成绩约占课程设计部分总成绩的30%，平时成绩包括出勤情况、工作态度和资料查阅能力；

2)设计成绩约占课程设计部分总成绩的50%，设计成绩包括计算内容和图纸绘制，计算书要求计算方法得当，计算过程清晰简练，计算结果准确，计算书书写规范工整，设计图纸或施工图纸要求表达清晰，绘制标准，图纸工整；

3)课程设计答辩验收约占课程设计部分总成绩的20%，答辩验收阶段首先进行各设计小组之间的互评，使每个设计小组所涉及知识的不同知识点在互评过程中得到补充学习，通过这种方式可使每个同学所学的知识更加完善，避免学习中出现片面和死角情况。小组互评结束后由指导教师组织面试答辩。该考核方式可帮助学生提高团队协作意识，集体学习能力和沟通协调能力，同时可使学生的学习自觉性和主动性得以提升，从而可增强教学效果。

[1] 林 健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育,2011(6)：18-20.

[2] 许 明,刘在今.土木工程专业应用型人才培养方案研究[J].南昌工程学院学报,2008,27(2):21-23.

[3] 刘勇健,吴炎海.土木工程人才培养方案研究[J].高等建筑教育，2010,19(6):13-17.

[4] 方从严,梁有峰,吴 庆.土木工程的现状与未来发展趋势综述[J].安徽建筑工业学院学报,2005,13(2)：13-15.

[5] 孙世国.21世纪土木工程发展趋势刍议[J].北方工业大学学报，2002(4)：21-23.

[6] 田跃平，陈志聪.土木工程专业应用型人才的定位与培养模式探讨[J].皖西学院学报，2006(5)：8-10.

[7] 范孟华.土木工程专业课程体系与培养模式的研究[J].高等建筑教育,2001(3)：65-66.

On practice of teaching reforms for structural design courses of “For Excellence Plan”★

LU Zhao-hong1,2ZHANG Wen-fu1,2XUE Jing-hong1YU Yang1

(1.CivilArchitecturalEngineeringCollege,NortheastPetroleumUniversity,Daqing163318,China;2.HeilongjiangKeyLabforPreventingDisastersandReducingDamages,Daqing163318,China)

Guided by the education and cultivation plan for excellent trainers, the paper has the deep reform and innovation of the teaching contents, teaching methodology, and teaching system of the structural design system, mainly cultivates students’ individual capacities, teamwork and program operation abilities, so as to integrate students’ practical ability and innovative ideology into the new structural design courses and to establish the new cultivation methods.

excellent plan, concrete structure, teaching reform, design guidance

1009-6825(2014)28-0268-03

2014-07-30★:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(项目编号：12541068)

卢召红(1976- )，男，硕士，副教授； 张文福(1965- )，男，博士，教授； 薛景宏(1968- )，男，博士，教授； 于 洋(1977- )，男，博士，副教授

G642.0

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