高校土木工程專業實踐教學體系探究
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［摘要］針對地方院校土木工程專業實踐教學中普遍存在內容割裂、教學設計落后、學時壓縮、實踐資源少、教師工程背景欠缺等問題，構建了“基礎(通用)+綜合應用(專業)+拓展(創新)”實踐教學體系，以核心工程能力培養和訓練為抓手，提高學生的工程實踐能力，使人才培養質量滿足新工科和專業認證背景下對土木工程專業人才的要求。
［關鍵詞］新工科;專業認證;地方院校;土木工程;實踐教學
為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，2017年2月以來，教育部先后在復旦大學、天津大學、北京召開新工科研討會，分別形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。教育部下發的《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》等文件，將新工科的主要研究內容歸納為工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系。推進新工科建設是國家實施創新驅動發展戰略、推進供給側結構性改革、實現產業結構轉型升級的必然要求，為地方高校在轉型發展中探索新的應用型人才培養模式、推進產教融合協同育人提供了難得歷史機遇。截至2020年6月30日，全國共有普通高等學校2740所，其中本科院校1272所、高職(專科)院校1468所，而中央部屬本科高校為115所，地方本科院校為1157所，地方本科院校則占全國本科院校總數的91%。因此，地方高校要主動對接地方經濟社會發展需要和企業技術創新要求，把握行業人才需求方向，培養具有較強行業背景知識、工程實踐能力、勝任行業發展需求的應用型和技術技能型人才。隨著土建行業新技術的大量涌現，土木工程專業要滿足土建行業轉型、改造和升級對工程人才的需求，并適應新經濟的發展，有必要進行改革。
土木工程專業實踐教學體系包括實驗、各類實習、課程設計和畢業設計等第一課堂實踐教學，還包括開放性創新性實驗、學生科研項目、社會實踐、創新創業訓練項目等第二課堂實踐能力拓展訓練。對于地方高校而言，當前土木工程專業實踐教學體系存在的共性問題主要有以下幾個方面:(1)實踐教學課程與課程之間、實踐項目之間各自為政，內容割裂，缺少聯系，導致學生的沒有達到學生工程思維培養的目的;(2)實踐教學設計落后，填鴨式教學仍較普遍存在，部分實踐教學內容陳舊，與工程實踐聯系不緊密，實踐教學的效果不能滿足人才培養的需求;(3)在學時普遍壓縮的背景下，實踐教學學時被壓縮，重理論、輕實踐的趨勢出現反復，導致學生的工程能力訓練不足，難以滿足新工科和專業認證的要求;(4)雖然教學經費總量在增加，但實踐教學經費增長卻較少，隨著使用年限的增加和硬件的更新換代，實踐教學所需的硬件設施相對欠缺，與實踐教學相適應的實踐資源少;(5)具有工程背景的教師不足，實踐經驗薄弱，難以滿足實踐教學的需要;(6)校企合作人才培養停留在較低水平，且企業積極性和參與度有限;(7)實習實訓管理較困難，實習的效果難以保證。在專業認證“以學生為中心”的要求下，地方高校需構建層次分明、銜接有效的實踐教學體系，堅持立德樹人，全方位培養學生的專業綜合能力與素養。
二、貫穿始終、層層遞進式實踐教學體系的構建
基于新工科和專業認證的實踐教學體系以學生的專業核心能力為中心，對課程實驗、課程設計和實習的相關內容進行系統設計。構建“貫穿始終、層層遞進”的“基礎(通用)+綜合應用(專業)+拓展(創新)”實踐教學體系，從學生大一開始，根據不同的學習階段，設計實踐教學內容和體系，使整個實踐教學貫穿于大學四年，持續、螺旋式地對學生的實踐能力進行培養和訓練。同時，通過“3+0.5+0.5”的人才培養模式，即前三年在學校學習、第七學期(0.5年)進入實習單位進行就業實踐、第八學期(0.5年)回學校進行畢業設計，使學生通過“理論學習———實踐———理論學習”的過程，將所學知識運用于工程實踐，即能使理論聯系實踐、指導實踐，又能通過實踐發現理論學習中的問題與不足，從而針對性地補齊和提高。以我校土木工程專業道路與橋梁工程方向為例，其實踐教學體系包括從大一的工程制圖識圖核心能力的培養(對應課程或教學環節:土木工程制圖、認知實習)到大二的工程測量與測試核心能力的培養(對應課程或教學環節:土木工程測量、土木工程材料、土工試驗)，再到大三的專業核心能力的訓練(道路勘測設計能力、橋梁結構設計能力、工程管理與造價分析能力)，最后到大四的就業實踐、畢業設計等內外聯合、校企聯動的綜合演練。
三、實踐教學環節的具體措施
(一)專業核心能力培養和訓練為抓手
對于地方院校，土木工程專業學生的就業方向主要分布在施工、檢測和設計等單位，因此，實踐教學體系圍繞學生所需的專業核心能力展開，包括工程制圖識圖能力、工程測量能力、結構分析設計能力(分方向)、工程管理與造價分析能力。以工程測量能力為例，主要包括兩個方面的內容:水準儀的應用和全站儀的應用。水準儀的應用要求學生采用自動安平水準儀進行水準路線測量并完成相關計算;全站儀的應用要求學生在規定的時間內采用全站儀進行坐標放樣，并完成相關的計算。考核所需涉及的工程測量知識點:(1)常用儀器設備的型號和操作;(2)水準測量;(3)相應等級水準測量記錄要求與各項限差規定;(4)等級水準路線測量成果計算和精度評定;(5)水準線路平差計算;(6)施工放樣的基本知識;(7)工程點位測設方法。以專業核心能力培養和訓練為抓手，協同完善課程教學體系和實踐教學體系，加強教學內容與方法的改革，保證實踐教學的時間。實踐教學突出全過程監控與考核，引導學生平時學、課后練，增加自主學習與訓練的熱情。對于實踐性強的課程，探索用實踐操作或實物成果來替代期末考試，強調對學生動手實踐能力的考查和應用。以核心能力培養為主線，強化認知實習、課程設計(實訓)、就業實踐和畢業設計等環節的系統性設計。鼓勵教師開設四年一題制的課程設計、項目實習和其他訓練項目，在項目的系統性進展中，逐步提升學生的核心能力培養的質量。
(二)夯實基礎，訓練大工程觀
在我校土木工程專業道路與橋梁工程方向的人才培養方案中，專業課即采用了一題制項目化實訓設計，將原來以課程為單位的多個課程設計整合成道路設計實訓、橋梁結構設計實訓和公路工程施工與預算實訓三個實訓項目，以利于培養學生道橋工程整體觀和完整的工程思維。道路設計實訓安排在第五學期，取代傳統的道路勘測設計課程設計和路基路面課程設計兩個課程設計，實訓時間2周，主要內容包括道路的選線和定線、路基設計、路面設計、擋土墻設計等。橋梁結構設計實訓安排在第五學期，取代傳統的橋梁工程課程設計和橋梁基礎工程課程設計，實訓時間3周，主要內容包括預應力混凝土簡支梁橋設計、樁柱式橋墩設計、橋臺的設計(選做)、橋梁樁基礎設計等。公路工程施工與預算實訓安排在第六學期，取代傳統的公路施工組織設計和公路工程概預算課程設計，實訓時間2周，主要內容包括公路工程施工組織設計、工程量清單、公路工程預算編制等。
(三)第一課堂和第二課堂有機結合
以核心能力培養和訓練為主線，強調實踐訓練環節的整體性和有效性，將第一課堂和第二課堂建設有機結合，充分發揮第二課堂的作用。緊跟教學手段的技術發展，在教學過程中采用慕課、虛擬仿真等現代信息技術輔助第一課堂和第二課堂的銜接。1．以核心能力培養為導向，優化競賽項目訓練機制，加強專業性學生社團的建設與管理;強化學科競賽平臺建設，以力學競賽、結構設計競賽、測繪綜合技能大賽、橋梁設計競賽、BIM畢業設計大賽、結構信息技術大賽等為依托，吸引和鼓勵學生積極參與學科競賽，逐步擴大學科競賽的學生受益面，進一步強化學科競賽在人才培養上的賽學聯動作用。2．以學生創新意識和能力的培養為抓手，進一步拓展學生科技創新平臺，在省、市和校級學生科研創新訓練項目的基礎上，鼓勵教師依托自身的縱橫向科研項目設立學生科技項目，吸收學生參與科研項目，提高學生的實踐動手能力和創新能力。3．以實踐教學中心為依托，申報省級大學生創新創業教育中心，優化實驗實踐教學平臺，進一步提高實驗室開放程度，使各實驗室成為開展學生創新實踐活動的平臺和基地。同時，不斷充實實驗課程體系中的綜合設計性、研究創新性實驗等內容。
(四)強化教師的工程背景
加強“雙師雙能型”隊伍建設，堅持“兩進一出”，即引進、請進和走出去。一方面，針對專業建設需要，加大高層次、高學歷人才引進力度。另一方面，拓寬專業教師來源渠道，根據各類核心技能培養的需要，從企業或相關行業技術部門聘請或引進實踐經驗豐富、通技術、善經營、會管理的專業技術人員。再一方面，鼓勵教師深入社會生產一線，合理安排時間到專業對口的企業掛職鍛煉、參與地方經濟服務和企事業科技攻關等，充分利用有限資源，以提高核心技能培養能力為切入點，有效培養教師隊伍。同時，利用企業資源，加強教師的培養。充分利用企業項目豐富的優勢，通過校企合作平臺將企業人員請進來，結合項目對師生進行培訓。采取專兼“結對”的方法，將師德高尚、業務精通的兼職教授作為專職年輕教師的導師，充分發揮他們在教學能力、專業技能、實踐實訓教學、產學研等方面的傳、幫、帶作用，促使年輕教師盡快成長，提高教師“雙能”素質。
(五)深化實習實訓地基建設，加強實習實訓管理
針對地方高校普遍存在實踐資源缺乏的問題，以“設備、技術、人員、場地”四共享為指導思想，探索校企合作共建實驗實訓地基，尤其是虛擬仿真實踐教學基地的建設，如三好市政施工虛擬仿真實踐基地、縱橫造價實踐基地等。在校外實習基地建設的基礎上，通過產學研合作的進一步推進，與優秀企業共建集合實踐、就業和培訓功能的三位一體平臺;學校以優質畢業生反饋企業，帶動企業參與人才培養的積極性。針對校外實習實訓管理難的問題，利用校友邦等建立互聯網+實訓管理平臺，實現師生交流、實習地簽到打卡、日志月志適時上傳等，加強對實習實訓的日常管理，確保實習實訓的效果。同時，不定期派教師對校外實習實訓進行巡視，了解和掌握學生的真實實習情況，同時通過巡視座談，深入了解學生實習實訓中的問題和困難，解決實習實訓中存在的問題，亦可為實習實訓教學的持續改進提供原始依據。
四、結語
基于新工科和專業認證視角下的土木工程專業實踐教學體系以學生的工程實踐能力為核心，以學生核心工程能力的培養和訓練為抓手，夯實學生的實踐能力基礎，注重學生工程素質的培養，使學生滿足土木工程行業在新經濟時展的需要，并符合專業認證的成果導向。在我校土木工程專業道路與橋梁工程方向的教學實踐中取得了良好的教學效果，學生的專業實踐能力有較大的提升。
作者:郭范波 夏宇 單位:湖南工學院
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