工程教育理念下土木工程专业课程设计改革探索

赵永花+贾淑明

【摘要】通过对目前土木工程专业课程设计现状及存在问题分析，提出以“工程教育”为理念，知识与能力并重的培养模式，并对目前课程设计体系、选题等方面提出合理的改革措施。希望通过课程设计能更好地提高学生的专业技能，强化工程应用能力。

【关键词】工程教育 ； 土木工程 ； 课程设计 ； 改革

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）2-0007-02

根据目前我国国情特点，普通高等学校本科土木工程专业应以培养应用性人才为主。与综合性和研究性人才相比最大特点为：应用性人才属工程教育范畴，在人才培养过程中更注重知识与能力并重，以适应工程应用为指导意识，不断强化学生的实践能力、应用能力。根据目前各高校土木工程专业培养计划，在教学环节中是通过课程实验、课程设计、专业实习、毕业设计等环节来培养学生的专业技术能力。而课程设计占整个实践环节的学时最多，因此通过课程设计培养学生的专业技能及工程应用能力是非常重要的。

经过多年的教学探索，目前土木工程专业课程设计体系、题目及内容、教学模式等均存在一些问题，使得土木工程毕业生实践能力薄弱，缺乏工程适用性，毕业后不能随心应手胜任工作。这样就造成恶性循环，部分学生认为学校学习的知识适用性不强，学习的兴趣不高，最终并没有很好的达到土木工程专业应用型工程技术人才的培养目标。本文旨在对土木工程专业课程设计现状及存在问题分析，提出以“工程教育”为理念的土木工程专业课程设计的一些改革措施，更好的突出土木工程专业应用性人才的工程性、实践性、应用性、适用性的特点。

1.土木工程专业课程设计体系现状及问题

1.1土木工程专业课程设计体系简介

目前土木工程专业课程设计体系，存在独立性、片面性，缺乏工程性、实用性、整体性、连贯性，并在设计过程中学生对不同工程项目内容区分不清，经常混淆，不能起到强化学生的工程应用及实践能力的目的。图1列举了土木工程专业建筑工程方向课程设计传统体系。基本按房屋建筑学、单向板肋梁楼盖、基础工程、钢结构、施工组织、工程概预算设计内容独立完成，由于体系较陈旧且多年未变，对具体实际工程适用性不强。

1.2土木工程课程设计实践教学中存在的问题

1.2.1 组织性、连贯性不强

目前普遍认为课程设计是针对所属课程的一个重要教学环节，其任务在于巩固学生所掌握本课程的基本知识、能力。并没有考虑和后续课程设计内容的一体化，而是独立完成。因此存在局部独立性、片面性强；组织性、连贯性、互补性较差，更是缺少在整体“工程教育”理念下评定设计成果的优良性的意识和能力，导致在设计过程中学生认识不充分，不能激发学生的创新意识，这样使得单个课程设计适用性不强。

1.2.2 题目陈旧、选题单一

根据土木工程专业培养计划，每门专业课程所要求的基本技能并非是单一的，也就是说每门课程可能有多项专业技能需要强化。而目前基本是单门课程设置单个课程设计，存在选题单一、题目陈旧现象。例如土木工程专业建筑工程方向的学生学习完《混凝土结构设计》课程后，都要完成“单向板肋梁楼盖设计”课程设计，此题目已沿用几十年，并且课本算例大多还是内框架工业厂房楼盖。课程设计的目的主要考察学生对梁板结构设计基本原理及设计方法的掌握情况，因此题目应改为“梁板结构设计”不能局限于单向板肋梁楼盖设计，补充双向板、楼梯、雨蓬等的结构设计题目及内容，使学生的多项专业技能得到强化。

1.2.3 脱离工程应用，实践性差，适用性不强

对每门专业课程所要求的基本技能考虑不全，课程设计的题目基本是指导教师虚拟设计条件进行设计，忽视与目前工程实际的结合。学生完成课程设计后也无法结合工程实际的应用评价自己设计内容的可行性、优良性，对解决工程问题没有适用性。

1.2.4 教学模式不当，以课堂讲授模式指导实践教学

在传统的教学模式中，许多教师都会感到指导课程设计要比理论教学过程轻松。指导教师只需要给出具体的资料、条件、数据，介绍设计步骤，学生被动的按要求完成设计内容，每届学生内容千篇一律，缺少创新。

如果教师在学生开始设计之前，选择多个题目适当演示设计内容，针对所做内容评价优缺点，提出对学生的要求。这样学生才会由被动变主动，才会用创新的意识完成课程设计内容，即能很好的巩固学生的基本技能，又培养学生主观能动性；同时对教师也提出更高的要求，指导课程设计要比理论教学过程花费更多的时间和精力。

2.土木工程专业课程设计体系改革方案

2.1 土木工程專业课程设计体系改革方案

为了能培养出即具有扎实的专业知识、又具备较强的实践能力、应用能力，适应能力、创新能力的土木工程专业的应用性人才，对现有的课程设计体系进行改革是有必要的。

图2是改革后的土木工程专业建筑工程方向课程设计总体系图。结合实际工程项目将课程设计题目一体化，并分为多层钢筋混凝土框架结构房屋、多层砌体结构房屋、单层工业厂房、钢结构房屋四个工程项目进行设计，这样即清楚又避免学生在设计中对工程项目内容的混淆。对每一个工程项目结合基本专业知识及能力要求，按施工图的绘制及识图、建筑设计、结构设计、施工设计四项内容全面设计。改变了传统的设计思路，结合目前工程需要，扩宽学生的专业技能，并且考虑不同工程项目的结合及互补性。图3列举了改革后多层钢筋混凝土框架结构房屋课程设计体系。

改革后的课程体系明显改变了局部独立性、片面性，具有较好的工程性、实用性、整体性、连贯性、互补性，从整体上增强了能在 “工程教育”理念下评定学生设计成果的优良性的意识和能力，提升学生设计兴趣、激发学生的创新意识，达到即巩固专业知识，又强化了工程应用能力及实践能力的目的。endprint

2.2 依据教材内容，结合工程实际，合理选题

2.2.1结合工程需要，更新设计题目

根据土木工程专业培养计划，整理每门专业课程所要求的基本技能，结合目前工程需要，重新设置课程设计题目及内容。对于一成不变的题目，应考察其工程适用性及时更新。明确设计意图，通过课程设计全面增强学生的专业技能的同时，更要培养学生的工程意识，保证课程设计内容的工程适用性。达到学生完成课程设计后，可以结合工程实际应用、评价自己设计内容的可行性及对解决工程问题的适用性。

2.2.2 脱离传统选题思想，拓宽知识能力，选题应多元化

结合目前工程需要，全面整理每门专业课程所要求的基本技能，对于不同的专业技能或相似的内容可设多项可选题目及内容，扩宽学生的知识面域；对于多项连贯性的专业技能，设置多个题目或相同题目多个内容。通过题目、内容的多元化设置，来加强课程设计的实用性，强化学生各项专业技能，保证学生完成课程设计后可以互相对比，评价自己设计内容的优缺点，并能脱离传统思想，提高创新意识，为今后解决工程问题奠定基础。

2.2.3 注重选题的一体化和连贯性，达到对工程项目的全局设计

在设置课程设计题目及内容时，应将每个专业方向的课程设计内容一体化，设置综合性较强的题目，形成建筑设计、结构设计和施工组织设计一体化衔接设计及不同结构互补性设计。不但对学生单向技能做了很好的训练，增强了学生对专业知识的衔接性、互补性、系统化的认识；同时减少了教学资源，增强了学生对同一工程从布置方案、结构类型、材料、计算方法、施工方法等的优越性评价能力，培养学生工程应用能力。

2.3 转换教学模式

2.3.1将目前最先进的专业技术及时引进课堂

①提倡课程设计内容与教师科研成果相结合。目前教师为完成科研工作量后，许多论文、科研项目内容虽有创新之处，但后续应用及实施却很难再落实。若将教师所指导的课程设计和自己的科研项目相结合，这样即能使学生了解到最新的专业技能又能促进教师科研项目的继续发展，使课程设计内容实用性更强。

②通过最新技术讲座及现代网络信息平台等扩宽学生的知识面。土木工程专业技能具有较强的实践性、复杂性。课本和规范等资料传授的知识远远满足不了现代工程的需要。因此在课程设计之前应该邀请国内外知名专家、工程师等作专题学术报告，也可通过现代网络信息平台，例如观看现场视频、照片等手段，使学生间接的获得最新专业技能、工程经验及最新工作方法、以及工程需求等；扩宽学生专业视野，提高课程设计的质量。

③借助工程实例提高课程设计的适用性。改变传统的教学模式，教师在学生开始设计之前，应选择多个题目结合工程实例适当演示设计内容，對工程设计和工程质量问题加以剖析，引导学生明确设计目的，掌握设计方法和思维方式，培养学生自主设计能力和创新意识，提高课程设计的适用性。

2.3.2 注重工程意识及能力的培养

①通过课内教学向课外教学延伸教学方法，提高学生分析、解决问题能力。在理论教学中，将课程设计内容向课程实验、实习、毕业设计、学科竞赛、课外科技创新和创业等活动延伸，鼓励学生积极参加力学竞赛和结构建模竞赛，学，使学生积累经验，提高学习兴趣和分析、解决问题的能力。

②合理安排设计进度，及时评判，培养学生正确的工程设计意识。按传统教学理念，课程设计期间往往会出现学生对课时利用率不是很高，学生设计成果完成时，教师才会发现很多错误及缺点，没有时间及时纠正设计错误，由于缺少正确的工程设计性意识，学生不能获得正确的设计、评判能力。

教师应在布置任务时，在进度安排中充分利用好课程设计期间的学时分配。设计中除了要求学生独立设计外，应通过多媒体教学软件演示工程案例、工程事故等中的优缺点，及时调整学生的设计中的不足之处，通过对比使学生清楚自己设计思路及方法的优缺点并及时改进。这样即能使学生获得正确的设计、评判能力，同时也培养学生正确的工程设计意识。

③注重手算和计算机软件并用设计方式，培养全面的工程计算、分析能力。一般土木工程结构类课程设计的步骤为：方案设计-结构计算-构造处理-施工图绘制。结构计算在整个设计过程中起核心作用，因为计算量大，所以一般都是单纯采用手算或计算软件完成内容。这两种方式都会导致学生计算能力欠缺。

长期教学经验证实课程设计中不能取消手算，只有熟悉手算方式，学生才能很好的应用、改进计算软件。但如果学生不会使用计算软件（或建筑设计、施工等其他软件）也会缺少工程应用能力。因此应采用手算和计算机软件并用设计方式，这样即使学生熟悉了计算软件（或各类工程软件），同时通过用电算和手算结果互相复核、比较的方法，也增强学生工程计算、分析能力。

以“工程教育”为理念，本着知识与能力并重培养模式，通过课程设计强化学生的专业技术，培养学生的工程应用能力是本文的主旨。本文针对目前本科土木工程专业课程设计现状，结合自己的教学经验，在课程体系、选题、培养模式等方面提出改革措施，希望能对土木工程专业课程设计教学方面有一定的促进。

作者简介：赵永花（1974年11月-），女，副教授，研究生学历，主要从事建筑结构等方面的教学和研究工作。endprint