土木卓越工程师核心课程教学研究

范小春 王鑫

摘 要 卓越工程师课程体系建设是近年来高校在专业发展研究上的热点问题。本文立足土木工程教学中与工程结合紧密的核心课程，以专业基础课结构力学、专业课混凝土结构设计和实践课程测量实习为切入点，对土木卓越工程师培养教学系统研究。按照卓越工程师培养目标，搭建以扎实的基础理论、以工程意识养成和工程素质培养为主线的“两个平台”的课程教学体系建设；强化以理论与实践的紧密结合、应用与生产科研结合的“两个结合”为核心内容的卓越工程师培养模式，有效实现了土木工程卓越工程师的培养。

关键词 卓越工程师 核心课程 两个平台 两个结合 教学研究

中图分类号：G424 文献标识码：A

Civil Excellent Engineers Core Course Teaching Research

FAN Xiaochun[1]， WANG Xin[2]

（[1] School of Civil Engineering & Architecture， Wuhan University of Technology， Wuhan， Hubei 430070；

[2] Urban Construction School， Huazhong University of Science and Technology Wuchang Branch， Wuhan， Hubei 430064）

Abstract Excellent engineer course construction is a hot topic in recent years on the professional development of universities. This article is based civil engineering teaching core curriculum linked closely with engineering， professional basic course "Structural Mechanics"， specialized "Design of Concrete Structures" and practical course "Surveying Practice" as the starting point for the civil engineer research excellence in teaching systems training. Training engineers in accordance with the goal of excellence， build a solid foundation in theory， to engineering and engineering quality training to develop awareness of the main line of the "two platforms" course teaching system construction； enhanced to closely integrate theory and practice， combined with the application of scientific research and production "Two combination" as the core content of the outstanding engineer training mode， the effective realization of civil engineering excellence in training engineers.

Key words excellent engineer； core course； two platforms； two combinations； teaching research

我国有工科类在校学生700多万，居世界首位，但培养质量却无法与世界先进国家相比。科技人力资源的总量3200万人，每年有3万多项省部级以上科技成果和7万多项专利技术，但能推广应用的仅占10%左右。①出现这种现象的一个重要原因是我国缺少能够进行科技成果转化的创新型工程技术人才。基于这一问题，2010年6月教育部在天津大学召开了“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）启动大会，并联合国务院有关部门、行业协（学）会和部分企业，共同部署和实施“卓越计划”。②③

“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》（2010-2020年）和《国家中长期人才发展规划纲要》（2010-2020年）的重大改革项目，致力于面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源基础。④

武汉理工大学土木工程专业是教育部第二批“卓越计划”试点专业。在“卓越计划”实施前，我校土木工程专业的培养方案和课程体系采取“2+2”模式，即前两年学习“公共基础课+学科基础课”，后两年学习“专业课+专业方向课”。这显然不能满足卓越工程师的培养要求，主要存在以下问题：（1）卓越人才培养方案问题。针对教育部提出的“卓越工程师培养计划通用基础标准”，如何结合本校土木工程专业的特点，对培养方案进行修改、细化和实践。（2）工程教育问题。教师队伍的工程思想、工程训练有待加强；教学过程中的工程理论内容陈旧，脱离现代工程技术的发展；工程训练项目少，严重脱离生产现场；工程实践安排少，缺乏工程现场氛围。⑤（3）土木工程领域需要卓越工程师。我国的基础设施建设蓬勃发展，被国际建筑界称为“世界上最大的建筑工地”。⑥而工程建设中的很多问题（如杭州地铁塌陷事故）涉及力学、变形测量、结构等多方面，这就要求未来土木工程师在学校应该受到卓越培养。

本文立足土木工程教学中与工程结合紧密的核心课程，以专业基础课结构力学、专业课混凝土结构设计和实践课程测量实习为切入点，按照卓越工程师培养目标，加强土木工程核心课程体系建设的投入和管理，建立以搭建“两个平台”的课程体系和强化“两个结合”为核心内容的卓越工程师培养模式。

1 “两个平台”建设

“两个平台”：一是指基于工程意识养成和工程素质培养的土木工程核心课程体系平台；二是指以扎实的基础理论为平台。基于卓越工程师培养的教育理念，构建基于解决实际工程问题的课程体系，制定基础理论扎实和创新能力强的卓越土木工程师的课程教学体系，搭建以提高创新精神和实践创新能力的实践教学平台，构建基础理论与实践紧密结合的教学方法，⑦实现“两个平台”的建设。

根据土木工程专业“卓越工程师培养计划” 的培养标准和专业培养方案，从理论课程体系、校内外实践教学体系、培养标准实现途径三方面对土木工程课程体系和教学内容进行了重大改革，对相应的课程体系进行了专业设计。

1.1 理论课程体系

基于卓越工程师培养的教育理念，从公共理论课、学科基础课、土木工程专业基础课、土木工程专业课程、土木工程管理五个方面构建两个平台的理论课程体系，见表1。

1.2 校内外实践教学体系

基于卓越工程师培养的教育理念，从校内、校外两个层面构建两个平台的实践教学体系，见表2。

1.3 平台培养标准实现途径

土木卓越工程师的能力要求主要有以下几点：（1）具有扎实的力学与物理基础知识，深刻理解土木工程结构的力学性能和特点，能够根据工程要求优化、设计或开发新的结构形式。（2）具有扎实结构设计的基础知识，能够根据实际工程要求对项目进行设计、分析计算。具有较强的结构综合设计能力。能根据业主需要提出基于性能的设计和优化。（3）具有较强的知识拓展能力，能够将相关学科（如数学、力学、机械等）的知识和理论与土木工程的实践相结合，优化或开发新结构体系及施工技术。（4）熟练掌握复杂工程的施工工艺、方法，能够针对不同结构优化或改进施工工艺；并根据结构和市场需求，不断改进施工方法。（5）掌握岩石、土体的勘测、测试和评估方法，培养较强的基础工程设计能力。具有较强的知识运用、设计技术、管理的创新能力。（知识结构深化与集成）（6）了解本专业领域技术标准，行业的政策、法律和法规。⑨（7）具有良好的人文素养、高度的社会责任感和良好的工程职业道德。（8）具有较强的工程技术交流和沟通能力，具有较强的团队精神，良好的质量、环境、安全和社会服务意识；具有良好的全局观、国际视野，良好的竞争和合作精神。（9）具有从事相关工程策划、组织、管理和持续发展必需的素养，具有信息获取和终身学习的能力。（10）具有应对危机和突发事件的初步能力。

针对以上要求，平台培养标准的具体实现途径见表3。

2 “两个结合”建设

“两个结合”：一是指以学生为主体的“理论与实践的紧密结合”；二是指以教师为主导的“应用与生产科研紧密结合”。

（1）将教师的理论教学和实践教学相结合，真正实现教学的目标在于使培养的学生具有坚实的土木学科领域内的专业理论与工程应用知识，成为卓越的土木工程技术人才。（2）实现课程教学与科研项目相结合，丰富教学内容。选择优秀的本科生适当参与科研项目，改善助研人员结构，增强科研项目的人才培养功能，使两者互动，在培养卓越土木工程技术人才的同时，提高核心课程教学队伍的教学水平。

2.1 专业基础课“结构力学”

在结构力学基本理论与方法教学内容基础上，加强学生定性分析、估算判断的能力的训练；使学生进一步理解、掌握和运用力学的基本概念和方法，在工程实践中的概念设计、估算判断、计算模型建立与简化、计算结果讨论与分析中定性分析，以实现“两个结合”的建设。

（1）让结构力学的教学走近工程，可以有很多渠道，这里首先要提及的是关于“概念设计”中结构力学概念的思考和关于从工程中提取结构力学的课题的探索。“概念设计”是通过运用力学和专业的基本概念，科学地选定工程对象的基本形式，合理地确定分析模型，并对计算结果进行判断，从而优化结构设计。它体现了结构力学基本理论在工程中的实际应用，在结构选型、结构布置、初步设计方案制定，特别是在结构抗震设计中，都有概念设计的方法与准则。⑩通过定性结构力学介绍概念设计所依据的力学理论，会有助于学生从理论与实际的结合上加深对于经典结构力学理论的理解，有助于将来对于概念设计方法的理解与应用。（2）从工程中提取结构力学课题，这是把结构力学理论与工程应用相结合的有效渠道。从工程设计到工程施工，力学无所不在。然而，要从中准确地把握好这些力学问题，可能需要长时间实际工作的锻炼。在这一点上，定性结构力学以其有限的教学时间，不可能给学生以系统的培养，然而却可以为学生指明一条道路，树立一个目标，让学生提前建立从结构力学走近工程的主动意识。

2.2 专业课“混凝土结构设计原理”

以混凝土结构设计的基本原理为基础，结合工程行业规范，将教材中的例题及习题工程化；着力推动基于问题的学习、项目的学习、案例的学习等，加强学生实践能力、创新能力的训练，以实现“两个结合”的建设。

（1）基于工程案例的理论教学方法。工程案例教学是提高学生理论联系实际和应用理论知识解决实际问题的较好方法。 在教学过程中引入如在设计一根柱或者梁时，教师在原理学习阶段，就把单层框架结构梁、板、柱设计这样简单的工程案例作为课程设计穿插到教学过程中，并且充分发挥学生的主观能动性。让学生自己确定梁柱尺寸、选择材料、抽象简图、确定荷载和进行梁柱配筋设计，使其尽早熟悉工程结构设计需处理的内容、基本的设计过程和查阅规范资料的方法。一方面可以激发学生的创新意识、提高学习劲头；还可以培养学生分析处理内容复杂、头绪繁多的实际工作能力，使其进一步了解结构设计的综合性和内容复杂性特点。

（2）科研带动教学。在授课过程中关注学科的发展动态，利用科研成果改进教学内容，不断开头学生的视野培养学生的科学思维方法。 如在钢筋混凝土设计课程中引入我校老师正在开展的课题，如国家基金项目《预应力轴心受力钢构件抗火性能》、武汉市科技计划《资源循环型钢结构住宅关键技术及产业化项目》和企事业单位委托项目《巴东县第三高级中学男生宿舍房屋安全性检测与鉴定》等，可以增强学生的工程兴趣，培养学生的实践能力、科研能力和创新能力。

2.3 实践课程“测量实习”

以测量学基本原理和测量设备使用为基础，依托学院开展的各项科研和工程项目（如武汉轨道交通3号线、4号线及6号线一期安全预警监控、大型复杂体系钢结构施工全过程动态监控技术的研究、军山长江大桥、汉江大桥、陆水河大桥桥梁检查等），将学生真正融入实际工程，在工程中获得解决实际问题的能力，并培养学生的团队精神和协作精神，加强学生的职业道德和工程责任意识，以实现“两个结合”的建设。

3 成果与结论

本项目重点在土木工程专业展开，并扩展到工程管理专业、给水排水专业、建筑学专业、建筑节能技术与工程专业的学生。项目研究期间受益学生数约1200人。

（1）经过“两个平台”和 “两个结合”的建设，使学生具有坚实的土木工程学科领域内的专业理论与工程应用基础知识，成为卓越土木工程技术人才，并成为能胜任工程设计、施工、管理、养护维修以及科学研究等方面的技术工作。近两年来，学生获湖北省优秀学士论文2项；湖北省大学生优秀科研成果三等奖1项；校大学生优秀科研成果二等奖1项；获第四届中南地区高校土木工程专业“结构力学竞赛”一等奖5项，二等奖3项，三等奖6项，优秀奖4项。（2）经过“两个平台”和 “两个结合”的建设，提高了教学队伍的教学水平和教学质量。近两年来，教师获第七届湖北省高等学校教学成果奖二等奖1项；首届全国高校青年教师教学竞赛工科二等奖1项；第二届全国高等学校土木工程专业多媒体教学课件竞赛一等奖1项。（3）学院对近二届土木工程专业毕业生的综合素质进行了跟踪调查，调查的主要指标在思想素质方面包括政治表现、奉献精神、道德修养、组织纪律性等；工作能力方面包括有计算机能力、外语能力、科研能力、创新能力等；身体素质方面包括心理素质、健康状况等。所调查的14个单项指标，优良比率均高于90%，由此可以看出，用人单位对我校毕业生是满意的，基本达到了卓越人才的培养目标。

总之，抓好基于卓越工程师培养的土木工程核心课程教学体系研究与实践，扩大和深化工程问题的教学层面，对于全面培养卓越土木工程技术人才、提高工程建设质量和避免工程事故的发生具有重要的意义。

湖北省教学研究项目（2011014，鄂教高函〔2011〕32号）

注释

① 孙建立.人才开发与经济转型的五个不适应[J].中国人才，2012.4：17-18.

② 蔡静.校企联合培养“卓越工程师教育培养计划”进展研究——对部分试点高校网络调研综述[J].高校教育管理，2012.6（1）：7-14.

③ 教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”——面向工业界、面向世界、面向未来， 培养卓越工程师后备人才[J].中国大学教学，2010.7：4-5.

④ 朱亚林，高飞，卞步喜.“土木工程专业卓越工程师”人才培养模式下的教学管理体制研究[J].科技创新与应用，2012.30（11）：291.

⑤ 李继怀，王力军.工程教育的理性回归与卓越工程师培养[J].黑龙江高教研究，2011.3：140-142.

⑥ 南京工业大学——土木工程卓越工程师培养的思考与实践， http：//www. docin.com/p-332093501.html.

⑦ 创新应用型人才培养模式改革探索与实践申报书， http：//www.docin.com/p- 511011536.html.

⑧ 齐宏伟，杨颖.结构工程综合性课程设计模式的探索与实践[J].教育与职业，2011.14：136-137.

⑨ 鞠斌山，樊太亮，李治平.卓越工程师培养目标与标准的制定[J].高等理科教育，2012.1：46-50.

⑩ 袁海庆.结构力学概念的加强和力学综合能力的培养[J].设计艺术研究，2007.26（1）：103-104.

张勇，王玉昆.“过程控制及仪表”课程的卓越工程师培养模式教学[J].辽宁科技大学学报，2012.35（5）：550-553.