基于创新型人才培养的土木工程专业课程设计构建

王军　隋智力　张璐

[摘 要]课程设计是土木工程本科专业实践教学环节的重要内容。文章分析了目前土木工程专业课程设计的现状和存在的不利于创新型人才培养的因素。从课程设计的整合、指导教师的选聘和培育、考核评价机制及反馈等方面提出改革的方法和措施，以课程设计为依托支持、鼓励、引导学生创新创业。实践表明，课程设计的重新构建对推动学生创新和提高其专业综合素质是有效的。

[关键词]课程设计;土木工程;创新型人才;人才培养

[中图分类号] G642.471 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）10-0167-03

课程设计是土木工程本科专业重要的实践教学环节，是对课堂教学知识的巩固和工程实践应用，是培养学生理论联系实际、综合应用所学知识解决工程实践问题的有效手段。课程设计对加强学生创新能力至关重要，是毕业设计的初步演练。当前对毕业设计改革探索的教研活动十分活跃[1-4]。为了保证毕业设计的质量，保障学生最后教学环节的顺利完成，加强对课程设计的改革，让学生尽快融入专业领域，培养符合社会要求的创新型专业人才十分必要。文章阐述笔者所在学校在土木工程本科课程设计改革中的探索。

一、土木工程课程设计问题分析

（一）课程设计间相互独立

相对于本学院其他本科专业，土木工程专业办学历史较为悠久，2001年开始招收本科学生，是山东省高考招生一本录取专业、山东省卓越工程师培养试点专业，目前有专任教师32人，其中有博士学位的教师占了70%，每年招收的本科生是200人。经过18年的发展，土木工程专业无论从学生人数、师资力量、实验设备、科研水平等方面都发生了显著变化，正努力建设成山东省内一流学科。我院土木工程专业的课程设计近十余年没有较大变化，其主要的设计内容及时间安排见表1。

从课程设计的安排来看，原来的编制兼顾了土木工程专业的特点，设计的内容涵盖建筑、结构和施工及概预算，时间的安排上向结构方向倾斜。可以说，这个课程设计是满足教学大纲要求的，在一段时间内也能促进学生素质的提升。但从目前专业的发展现状来分析，在课程设计的执行中，6个课程设计分属于6个专业教师，学生在规定的时间内完成各自的课程设计，每个课程设计自成体系、相互独立，学生很难对专业知识形成统一的概念和理论。另外，课程设计基本都安排在学期末，部分学生有很多个人活动安排，往往不认真对待课程设计，因此根本达不到课程设计的目的。

（二）课程设计缺乏创新

部分课程设计缺乏新意，内容陈旧，与目前土木工程领域的发展前景不相符。有个别专业教师的课程设计内容十多年来基本没变，比如一直沿用砖混结构的设计内容。砖混结构作为一种民用建筑的结构型式，已经不是目前和未来建筑结构的发展方向，山东省内大部分城市已经限制砖混结构的使用。这种课程设计安排不利于学生创新意识和创新理念的培养，更无法培养出符合社会需求的毕业生。再比如有的课程设计根本无视装配式结构和BIM（建筑信息模型）技术的存在，在课程设计中不应用，导致学生的本科学习与就业岗位需求产生脱节，不利于学生在工作岗位的发展。课程設计无创新，十几年采用相同或相似的设计任务，这就间接导致部分学生抄袭往届学生的课程设计，不仅未能完成课程设计的任务和要求，达不到学生培养目标，更为严重的是它使学生产生了作弊抄袭的想法，不利于学生良好道德素质的培养 。

针对上述问题，结合土木工程学科的发展理念和发展方向，学院经过教师讨论，与社会知名专业企业沟通论证，并征求土木领域知名专家的意见和建议，决定对滞后的课程设计内容和方式进行改革，以适应土木工程专业省内一流学科的建设要求。

二、土木工程专业新课程设计的构建

（一）整合课程设计内容

把目前6个主要的课程设计综合为几个大的综合设计，例如框架结构、钢结构、装配式结构、单层钢结构厂房等。明确设计的目的，重新编制课程设计任务书，鼓励学生运用土木工程领域先进的理念和软件，如装配式建筑体系、节能环保可持续建筑结构和材料、BIM技术、Analysis结构分析与优化软件等。每个学生按照不同的学习阶段，分段独立完成相应的课程设计任务。每个阶段的重点是不相同的又是相互关联的，最终促进学生对知识的综合运用。现以框架结构综合课程设计为例，将各阶段的重点内容列在表2。

经过整合，原本相互独立的课程设计变得相互关联、相互衔接，既完成了设计任务，又形成了一个整体的大的知识体系。另外在时间安排上增加了1周的时间 ，让学生有充足的时间来设计方案和运用知识。这种模式经过近3年的实践探索，不仅有利于专业教师间的交流、合作、共享，而且有利于促进学生系统化专业化的学习，特别是学生熟悉了土木工程专业领域软件技术的使用和作用，对学生考取研究生并进行深造学习以及参加工作提高效率都有极大促进。

（二）加强教师的指导与培训

在课程设计的指导方面，首先对教师的指导资格进行明确要求，必须是具有4年以上工作经验，学生评教获得优秀且主持或作为主要参与人参加纵向或横向课题的专业教师，才具有课程设计指导资格[5]。指导教师提出的设计题目和设计内容需要课题组的教师同意后才可以让学生进行设计，设计的题目要求每年更换，仅允许获得优秀的设计题目连续使用2年。指导教师对学生的指导时间每天不低于2个学时，指导的方式可以是面对面、微信、QQ或视频，其中面对面的指导时间要求占总指导时间的一半以上。

对于参加课程设计的指导教师，学院规定每5年必须到国内外知名的高等学校或者研究机构和大型建筑企业学习锻炼6个月以上，并对学习锻炼的内容和任务提出明确要求，确保指导教师的理念与社会前沿不脱节[6]。对参加培训的指导教师，保障其待遇并给予相应的资金支持，同时要求他们在返回学校后必须依据培训的情况对课程建设和课程设计提出合理化建议，作为学科建设的参考。在课程设计的指导过程中，每年邀请知名企业的工程技术人员作相关的报告，如BIM技术与建筑设计的相关性，网络技术优化在工程施工中的作用，以及Analysis结构分析对建筑设计的作用等内容。通过理论与案例的结合，让学生理解新型技术在专业内的发展状态和作用，提高学生的学习兴趣及理论与实践结合的能力[7]。

（三）改革评价考核体系

课程设计的考核是全过程全方位的，包括考勤、知识点的反馈、错误的修改完善。为了让更多学生与专业教师有交流的机会和时间，每位教师指导课程设计的学生数不超过8人，并督促教师把工作的重心放在过程控制而不是最后提交的成果。对于课程设计的每个知识节点，教师都要对指导的学生进行考查和评价。课程设计的题目和要求可以提前半个学期公布，使学生有充足的时间去思考设计的方法、手段和创新内容并获取相关的软件使用技能。

改变以往由指导教师单独决定课程设计的成绩的方式。改革后课程设计的成绩由指导教师的评分和学生的评分组成，前者占比60%，后者占比40%。成绩考核的核心指标是新技术和新技能在课程设计中的使用情况，这些技术有BIM技术、Analysis分析技术、网络优化技术、环保节能技术等。对于小组共同完成的课程设计，小组成员的分数相同，不区分排名，这样的成绩评价可以促进小组成员间的团结和协作，也是为了让学生在学校培养土木工程领域基本的素质即团结、协作和沟通能力。

课程设计改革的一大亮点是课程设计结束后的知识总结反馈。以往的课程设计由教师评阅后整理归档，学生的错误在哪里、哪些知识模糊或不完善，谁的课程设计有新颖的理念和技术，这些问题教师不总结不反馈，大部分学生也不关心。这就造成错误的知识得不到纠正、新颖的观点也无法普及，优秀的案例得不到共享和优化，甚至可以说没有达到课程设计的教学目的。课程设计改革后，每位指导教师都把每次课程设计存在的问题反馈给学生，对整个设计中存在的共性的专业问题进行集中讲解，对课程间的衔接问题，如新型环保节能材料性能和混凝土结构设计中的材料性能参数取值，BIM可视化技术与装配式结构的融合，以及装配式结构受力构件节点的性能等问题，专业课教师进行讨论，同时组织开展学生进行讨论。这样的师生之间及学生之間的讨论互动，增强了学生对专业的深入学习，开阔了学生的专业视野，提升了学生对土木工程专业研究领域的了解水平。互动式讨论既能从知识源头弥补学生的知识漏洞，又能避免同样的问题在毕业设计中再犯。实践表明，做好课程设计的反馈工作，是提高课程设计标准、培养合格学生的重要举措。

（四）鼓励、支持、引导学生创业创新

课程设计改革后，土木工程专业的本科学生在第三个学期就开始进行房屋建筑学的课程设计。由于近年来中国土木工程领域在不断改革创新，全世界土木工程领域新的理念、技术、理论及实践都在中国开展。有一些理论技术处于使用阶段，没有得到实践的检验，有的理论技术存在争议。这些前沿的学术研究会对学生的课程设计产生影响。针对这种情况，指导教师要与学生共同讨论，发扬学术民主;同时借助国家、山东省及本校开展的“大众创业、万众创新”计划，鼓励、支持、引导学生申请国家级、省级和校级创新创业计划项目。比如2012级的学生利用在混凝土结构设计中发现的问题，提出了无熟料胶凝材料应用的想法，并在指导教师的鼓励引导下申请获得国家级大学生创新创业项目。2013级的学生在教师的引导下申请并获得授权职务发明专利。2014级的学生（有5人次）结合在地基基础课程设计中的收获撰写的关于地质灾害、滑坡、基坑支护、基坑坍塌等方面的研究论文得以在国家级期刊和中文核心期刊上发表。

通过引导学生发现问题解决问题，可以激发学生的创新精神和动力，并能加深学生对课程设计内容的理解，让学生实现了学习知识、发现问题、解决问题、创新提高的良性循环。学院团总支近3年的统计分析发现，土木工程专业报考研究生的人数呈现爆炸性增长的势头，2019年有82%的土木工程专业学生确定报考研究生，达到历年来的最高水平;而2018年的研究生录取比例也达到了历史最好水平，录取率为43%。

三、结束语

近3年，我院土木工程专业本科学生发表核心期刊论文、申请职务发明专利和实用新型专利从无到有，国家级大学生创新创业训练计划申请数量和获得批准的数量成倍增长，学生毕业设计质量提升，考取研究生的比率提高，国有大型建筑、交通企业如中铁、中建、中交等国字号的国有企业到我校招聘土木工程专业学生的数量逐年增加，毕业设计一次通过率逐年提升。这一切可喜的进步证明这3年的课程设计改革是卓有成效的，是有利于培养符合社会需求的创新型人才的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 邵永健，康建民，赵宏康，等.地方高校应用型土木工程专业毕业设计模式的探索与实践[J].大学教育，2018（8）：9-11+25.

[2] 陈玲，王颖林，赖笈宇.基于AHP法的土木工程专业学生毕业设计质量评价研究[J].大学教育，2018（7）：83-86.

[3] 张玉栋，张立群，石阳，等.土木工程专业应用型人才创新能力培养的研究[J].教育现代化，2016（35）：7-8.

[4] 牟在根，王可.本科毕业设计创新实践基地的培养模式和方法研究[J].大学教育，2017（12）：156-159.

[5] 王军，柏云.基于应用技术型土木工程本科培养的青年教师课堂教学构建[J].教育现代化，2016（3）：111-112.

[6] 汪一丁，王伟英.应用技术大学“双师型”师资队伍建设研究[J].教育与职业，2015（29）：63-65.

[7] 陈艳香.土木工程专业毕业设计的改革与策略探析[J].教育现代化，2018（5）：87-89.

[责任编辑：庞丹丹]