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【關鍵詞】創新創業教育;土木工程;專業教材;出版研究
一、大學生創新創業教育基本理念和實踐載體
大學生創新創業教育是一種適應我國經濟社會發展和國家發展戰略,并符合高等教育一般發展規律而產生的教育理念和模式;將創新創業教育融入“三全”育人的全過程,培養更多的創新創業人才,是我國新時代高等教育的一大歷史使命。大學生創新創業教育并非是一種急功近利的精英教育,而是全面覆蓋、全員參與、貫穿于高等教育整個過程的一種素質教育,是素質教育在市場經濟條件下不斷深化發展的時代體現[3-5]。大學生創新創業教育理念具有內在的唯物辯證關系。創新是創業的基礎和前提,創業則是創新的行動和結果,創新創業人才培養是一個全面、系統的過程[6]。大學生創新創業教育,除了要求學生掌握必備的創新創業理論知識,還要求學生具備較高的實踐動手技能,以期培養大學生的創新精神、創業意識與創業能力。大學生創新創業教育理念要轉化為教育實踐,需要依托有效的課程載體,高校課程體系是實現大學生創新創業教育的關鍵因素,而對應的教材編撰與出版則顯得十分重要和緊迫。大學生創新創業教育教材編撰旨在培養學生創新創業意識,激發學生創新創業動力。此外,創新創業教育教材編撰也要側重有較強創新、創業意愿和潛質的學生,旨在提高其基本知識、技巧、技能。大學專業理論教材要與創新創業教育教材有機融合,通過調整專業課程設置,挖掘和充實各類專業課程的創新創業教育資源。大學生創新創業教育教材編撰要涵蓋培養學生創新創業實際運用能力的各類實踐活動課程,要以課題項目、競賽活動、校外參觀拓展為引導,將理論教學與現場實踐相結合,有針對性地加強對大學生創新創業過程的同步指導。
二、高校土木工程專業教材存在的問題
高校土木工程專業主要培養具有扎實的學科基本理論和專業知識,具有解決工程實際問題能力以及團隊溝通合作能力,具有較強創新創業意識的高級工程技術人才。一名合格的土木工程專業人才應具備以下能力:專業基本技能,包括地質勘查技能、工程設計技能、現場施工技能、工程搶險避險技能等;管理能力,包括施工監測檢測、現場監理、項目管理、成本概預算等;創新創業能力,包括施工技能創新意識、檢測技術創新意識、企業創業精神、現場實踐精神等。此外,還要具備良好的團隊協作能力、較強的溝通能力和職業抗壓能力等。實際上,隨著新時代我國土木工程建設的高速發展,施工新材料、新工藝、新技能、新問題不斷涌現,對高校大學生創新創業能力的要求在不斷提高。故此,全國各高校根據土木工程專業人才培養定位和創新創業教育的目標要求,著眼于培養學生的創新創業意識和提高學生的創新創業能力,編寫相關創新創業類教育教材書籍,在傳授土木工程專業知識過程中加強對學生創新創業教育,目前已經取得了一定進展,對提高高等教育質量、促進學生全面發展、推動畢業生創業就業發揮了重要作用。盡管土木工程專業教材在培養學生的創新創業意識和提高學生的創新創業的能力方面取得了一定成就,但也存在一些不容忽視的問題。
1.專業教材知識陳舊,與工程實踐發展脫節
目前,部分土木工程專業教材編撰內容跟不上工程實踐發展腳步,存在內容陳舊落后,缺乏時代特色,更新進展緩慢,缺乏時效性、針對性和方向性等問題,仍停留在以基礎理論研究為重點的基礎上,忽視了土木工程學科創新創業教育理念的要求。實際上,我國土木工程建設日新月異,施工新材料、新工藝、新技能、新手段不斷涌現,專業教材的編撰和出版應緊扣實踐發展脈搏,實時體現最新技術水平。故對于實踐性較強的土木工程專業學科,在專業教材的編撰過程中一定要正視基礎理論和實踐發展脫節的問題,積極尋找破題決策,否則大學生在課堂上學到的知識就不能有效地與實際工作對接,不能較快適應施工新環境,更不能安全有效地完成國家基礎設施建設重任。
2.專業教材偏重理論,與實驗操作技能脫節
目前,土木工程專業學科教材主要包括理論力學、材料力學、結構力學、流體力學、土力學、土木工程材料、混凝土結構與鋼結構、房屋結構、橋梁工程、地下結構、道路勘測設計、路基路面結構、施工技術與管理等,上述教材大部分是講解基礎設計計算和施工理論,而涉及相關實驗實踐操作的教材還較為缺乏。例如,土木工程材料課程是一門實踐性較強的課程,除了理論知識教材,還應配套實驗操作教材。而實驗操作教材編撰內容一般包括15個實驗,實驗內容涉及土木工程材料性能的一些基本測試,實驗類別涉及驗證性實驗、設計性實驗等。實際上,通過實驗實踐操作教材的學習,可以培養大學生動手操作能力、技能創新思維和創新能力,架起基礎理論與工程實踐現場的內在聯系,加快培養具有創新創業意識的高級工程技術人才。
3.專業教材出版傳統,與數字時展脫節
土木工程專業學科分支較廣,包括房建工程、鐵路工程、道路工程、機場工程、橋梁工程、隧道及地下工程、給排水工程、城市供熱供燃氣工程、港口工程、水利工程等子學科。土木工程專業學科內容繁雜,課內學時有限,專業教材如若僅僅采用傳統紙質出版模式很難達到既定的教學目標,也無法滿足高校大學生創新創業能力的要求。而且,土木工程專業學科與工程實踐結合緊密,傳統紙質出版模式不能全面反映工程材料的外觀形貌、施工過程進展狀況、施工工藝模擬等。因此,如何把土木工程專業知識內容生動、有效地傳授給學生成為首要解決的問題,而充分利用新時代數字技術,制作以圖片、影片、聲音等多形式表達的多媒體專業教材是一條非常重要的解決途徑,也可以充分體現高校創新創業教育的目標要求。
三、基于創新創業教育理念的土木工程專業教材編撰
目前,全國各大高校都在大力宣傳加強高校創新創業教育的必要性、緊迫性、重要性,從而使創新創業成為管理者辦學、教師教學、學生求學的理性認知與自覺行動。作為行動落實的先頭兵,土木工程專業教材編撰和出版需要著重體現創新創業的教育理念。具體來講,土木工程專業教材的編寫應該更加注重與時俱進特點、工程實踐實用性特點、數字時代趣味性特點、跨學科跨行業特點等。教材編寫要滿足學習者的知識需求,并以讓學習者高效掌握施工技術為目的,大力提倡技能創新思維,以適應高素質創新創業人才培養為根本宗旨的創新創業理念[7]。
1.專業教材內容要與時俱進,體現創新技能
我國土木工程近40年來發展迅速,施工技術日新月異,施工材料層出不窮,但新的發展變化沒能及時編入教材,致使理論知識和現場實踐相脫節。土木工程專業教材編撰應該與時俱進,體現該專業的創新技能和方法。如近年出現的BIM建筑信息模型技術已在行業設計院得到較大范圍應用,然而,高校相關專業教材還非常匱乏,致使大學生就業擇業選擇受到限制,學生畢業后還要花費大量時間去實踐熟悉。信息化智能化設計、施工及管理是土木工程專業近年來的發展趨勢,相關專業教材的編撰應該瞄準這一方向開展,從而踐行高校創新創業的教育理念。作為代表的BIM技術就是以計算機技術為基礎,結合整個施工工程各種項目信息,構建三維可視的建筑信息模型,從勘查到設計、施工、運維,在工程全生命周期中發揮其相應作用[8]。BIM建筑信息模型本身具有可視化、模擬性、優化性、協調性、可出圖性五大優點。實際上,將BIM三維可視化技術引入土木工程中,可以在可視化施工模擬、設計方案優化、碰撞檢查、多方協同工作等多方面充分發揮其優勢,在保證施工工程質量安全的同時,顯著提高土木工程方案設計變更和現場實施的效率。故作為新技術新技能的代表,BIM等信息智能化技術應該作為大學生創新創業能力的訓練方向編入相關教材中。
2.專業教材出版要多樣化,體現數字時代趣味性
隨著智能手機、平板電腦等的普及,大學生上網更加方便,自媒體也發揮越來越大的作用,有聲有動圖的專業教材可以通過微博、微信等新媒體平臺發揮作用。然而,目前土木工程專業教材一般采用紙質傳統出版模式,限制了讀者的閱讀體驗,降低了對90后、00后大學生的吸引力。此外,紙質傳統出版模式也無法讓大學生獲得土木工程施工的直觀感受,無法讓大學生深入了解施工相互作用力學機理演化過程,從而弱化了對土木工程相關基礎理論的展現。專業教材的數字化出版,或在紙質專業教材中添加二維碼掃描等形式加入影音和圖片等內容,不僅可以增強閱讀趣味性,加深對專業知識的講解,還大大體現了創新創業的教育理念。實際上,通過數字化智能化形式出版土木工程專業教材,還可以提供以“學生為中心”的個性化服務。傳統教材面向學生整體,很難針對學生個體提供服務。而互聯網技術的快速發展,為教學內容的表達和學生個性化的自主學習提供了多種手段:二維碼掃描技術、虛擬仿真現實技術、互聯網教學平臺應用,使傳統紙質教材成為可連接各種教學素材的載體。此外,在線課程、慕課、云服務平臺,進一步豐富了紙質出版物的展現方式。故將數字化、智能化出版技術融入高校創新創業人才培養的各個環節,可以有效整合既有教育資源,豐富傳統教學手段,拓展大學生傳統學習手段。同時,數字化、智能化出版技術還可以在一定授權條件下收集、整理、分析相關數據,為大學生提供個性化學習方案和實踐內容。
【關鍵詞】BIM;土木工程;大學生就業
大學生就業問題一直是困擾高校教育及其管理者的難題之一,土木工程專業長期以來因就業形勢好、缺口大而備受學生及家長認可,國內高校也在二十年間紛紛開設土木工程及相關專業以滿足市場需求。然而近年來,行業及周圍環境的一些新的形勢讓這個基本穩定的就業市場發生了一些變化,例如自2011年以來國內房地產市場的趨冷、國內建筑企業逐漸向海外拓寬市場、國家“十二五”以來對基礎設施建設的大力投入等等。根據相關調查顯示,雖然近年來國內土木工程的人才需求存在著較大的缺口,但是同時土木工程專業的大學生就業壓力也是越來越大,其中土木行業對人才要求的不斷提高是一個十分重要的因素。BIM技術自2008年開始引入國內以來,因其理念的先進性和顯著的效益得到了建筑業界的廣泛關注,在國內掀起了一陣學習熱潮,本文對BIM技術給土木工程就業將帶來什么樣的影響作一探討。
一、BIM人才的就業前景
BIM能夠在短短的幾年中得到如此廣泛的關注,其根本原因還是因為它能夠為工程項目帶來明顯的經濟效益和成本降低,因此在BIM技術的推廣隊伍中走在最前面的恰好是工程項目中參與各方中的”大哥“———業主。例如即將投入使用的上海迪斯尼樂園的業主TheWaltDisneyCompany在招投標階段就明確要求投標單位使用BIM技術進行設計、施工等工作。緊跟著業主青睞BIM技術的是與業主直接產生工作關系的設計、施工單位,而物業管理、材料供應因為各種原因目前暫時還沒有太多感受到BIM浪潮的影響。整體來看,BIM技術的應用在帶給業主、施工單位、物業公司等參與方效益的同時,對設計階段的工作則提出了更高的要求,帶來了更大的階段性工作量。建設單位、設計單位、施工單位將是BIM人才的主要聚集地。從崗位來看,BIM技術的推廣將逐漸催生一個專門運用BIM工具(軟件)協助參建各方進行工程設計、施工組織、物業管理等各種工作的咨詢服務崗位。BIM人才的崗位將具有與現在的項目經理類似的性質,譬如:跟隨工程項目工作、對工程項目承擔相應責任、參與項目的全生命周期管理等等,其工作內容和復雜程度決定了BIM人才在同一時間只能參與極少數項目的建設工作,這就意味著未來對BIM人才的需求將隨著市場對BIM技術的逐漸認同而增加。
二、合格的BIM人才應具備的能力
在美國普林斯頓大學等四所大學編寫的BIM標準中,均提到了“集成高效設計”、“團隊協同”等關鍵詞[1]。可見合格的BIM人才必須要有全局觀念和多專業協調的能力,而絕非僅僅是學會某一款新的軟件就能滿足BIM的理念要求。除了能夠熟練使用各種BIM工具(軟件)以外,對于一個合格的BIM人才來說,扎實的專業背景(即使僅是某單一專業,例如房屋建筑)也是必不可少的基礎,還應該對其他專業的工作有一定程度的認識,而且應該有自主學習能力、與他人溝通的能力,這樣才能滿足工程項目帶來的各種要求。簡單地講合格的BIM人才應該具有:相關專業背景、廣泛的建筑相關專業知識、對BIM技術理解和能運用、能利用前面的條件協調多個專業工程師之間工作的能力。
三、土木工程專業本科生向BIM崗位轉型的優勢與劣勢
因為國內土木工程專業長期以來遵循“大土木”的培養定位,使得土木工程專業學生在一定程度上具有學習BIM技術的天然優勢。譬如從當天土木工程(房建方向)的本科課程中,多數高校都開設了工程概預算、建筑設備、工程項目管理、建筑結構CAD等選修課程。從就業方面看,土木工程專業學生的廣泛就業面也能側面證明土木工程專業有展開BIM學習的良好基礎。不過應當清醒認識到的是以上只能說土木工程專業有“懂專業”的優勢,然而另一塊“懂BIM”卻是劣勢所在[2]。一是土木本科多沒有開設BIM或相關工程管理理念的課程,而是側重工程設計和施工技術,學生缺乏BIM相關的理論知識;二是在軟件理論和應用上,學生多因培養方案而更重視AutoCAD、PKPM等工程設計和工程制圖軟件,對Revit等BIM工具并不是十分了解,再加之BIM軟件工具尚在推廣、對硬件要求較高等現狀,學生學習BIM技術有一定的難度。
四、土木工程本科高校面對BIM就業需求的機遇與挑戰
國內多所高校正在抓住BIM的改革機遇占領新大陸的制高點,例如華中科大成立了BIM工程碩士點,清華大學已與Autodesk公司、廣聯達軟件公司等知名企業共同制定了若干BIM框架等,普通高校面對BIM的就業浪潮機遇和挑戰。
(一)BIM對教學資源的高要求將是前所未有的。BIM技術明顯的特點包括了信息化、可視化、多專業協同,如果在高校教學中大規模推廣,落后的計算機硬件首先將無法滿足以Revit為代表的BIM工具的需要;多專業協同則要求最好具備齊備的專業設置(包括土木、電氣、造價等),這些是國內許多高校無法在短時間內達到的條件。
(二)師資力量的短缺。BIM技術初步成型且尚在推廣,不論是理論層面還是實踐層面都尚在完善,優秀的師資力量往往并沒有集中在高校而是在社會企業中,而且BIM師資的培養絕不是靠一兩門課程就能達成,需要教師在企業和項目中的長期磨練才能達到真正能“授業解惑”的水平,所以師資的培養不論是從數量和質量上都具有一定的難度,將是一個長期的過程。
(三)缺少可以用于教學的BIM項目。與傳統的建筑設計或橋梁設計不同,BIM概念是基于全壽命周期的管理理念,這就意味著BIM的覆蓋范圍要比土木工程專業的教學范圍大,而且覆蓋的時間軸也更長,從項目策劃到后期維護都會是學習范疇。靜態的、模擬的學習和設計明顯不能滿足高質量的BIM教學,加之目前國內真正完全地、成功地運用BIM技術的項目仍然很少,不論是模擬教學還是參與式教學都是難題。
五、面對BIM的就業需求調整土木工程專業培養的建議
(一)注重高質量的師資培養。高質量的老師成就高質量的教育,在BIM這廣闊的就業前景面前,首先應該注重高質量的師資培養,令人欣慰的是近年來在這方面國內熱度高漲、活動頻繁,涌現了大量的培訓資源,作為管理層應該鼓勵中青年教師走出校門參與社會培訓、加深與相關企業的相互合作,掌握BIM的發展動態。
(二)單設培養方向。土木工程專業本科學習階段課程繁多,而BIM的學習并非加設一兩門課程就可達到預期效果。建議以實驗小班的形式,在土木工程專業培養方案的基礎上進行適當修改,以“專業基礎+BIM技能”為培養模式,通過選修Revit等軟件課程、結合校企實踐基地、參與實際BIM項目、做BIM畢業設計等方式落實教學。
(三)與企業合作。BIM廣闊的前景離不開廣大建設單位和設計單位在工程項目上的應用,真實地在推廣BIM技術、應用BIM技術的還是一線軟件開發企業、房地產開發公司、設計與施工單位,它們是對BIM最了解、最有話語權的參與方。
(四)將畢業前的教學質量與就業掛鉤。目前短期來看對BIM人才有實際需求的還是規模較大、知名度較高的企業,高校可以通過校企合作培養的形式,引入企業參與教學工作,客觀公正地引入第三方機構評價教學質量,讓用人單位從畢業生中可以從培養過程中擇優錄用,做到畢業和就業的“無縫對接”。
【參考文獻】
[1]蔡可心.4所美國高校BIM標準簡介[J].土木建筑工程信息技術,2013,5(4):41~44
部分高校為土木工程專業本科生提供境內外認知實習的機會,為學生全面認知、熟悉境內外土木工程行業的現狀創造了有利條件。從器物、制度、思想文化三個層面,以理論歸納及實例分析的方式探討境內外認知實習對土木工程專業本科生培養起到的作用。研究認為,境內外認知實習是一個使本科生先認識器物,再了解工程及企業制度,最后思考和探索建筑思想文化的過程。
關鍵詞:境內外認知實習; 土木工程; 本科階段教育;教學探索
中圖分類號:G64244文獻標志碼:A文章編號:
10052909(2017)01006504
近年來,國內一些高校為土木工程專業的本科生提供了境內外認知實習的機會。對于認知實習的目的,較多的說法是“使本專業的學生對土木工程有一個感性認識”[1-2]。那么認知實習能培養學生對土木工程有哪些感性認識,文章就此展開探討。
近代中國對西方的學習經歷了從學習器物到學習制度,再到學習思想文化的過程。這表明,一般的認知過程是先了解器物一類的表象,再看到器物背后的運作制度,再去思考和深究制度背后的思想文化。這是一個由表及里,由淺入深的過程,在認知實習中,學生的認知過程也是如此。
一、境內認知實習
(一)了解國內土木專業相關的器物
“器物”有兩個方面的含義:一方面是指建筑物本身;另一方面指建造建筑物的各種測繪儀器、施工機械和相關工藝。初步了解專業相關器物,是學生認知實習要達到的第一個目的。
對建筑物本身的了解,第一使學生對土木工程概論課程中介紹的房建、地下、路橋等不同土木工程類型有清晰認識,讓學生明白土木工程主要涉及哪些方面;第二使學生不再受限于
書本上平面示例和文字的抽象解釋,可以對建筑物的組成部分有直觀、立體、形象的認識,實地了解它們在建筑物中發揮的作用,實現學生知識寬度的拓展;第三,對建筑物的觀察認知還有助于學生初步
建立結構概念,了解砌體結構、框架結構、框筒結構等各自的結構特點,激發學生思考每種結構的力學性能,實現學生思維深度的拓展。
對測繪儀器、施工機械和相關工藝的實地認知,首先使得學生不再局限于文字和圖片的介紹,有機會近距離了解各種儀器、機械的功能和使用方法,為未來的學習和工作打下基礎;其次,使學生了解到了建筑物建造的各個環節和相關的工藝、工序,讓學生對建筑的建造過程有一個全面的、連貫的、動態的認識。
(二)了解國內土木工程行業的相關制度
一些高校在安排土木工程專業認知實習時,選擇了與企業合作,這對學生了解未來的就業方向以及就業環境十分必要。與企業合作,學生能真切地了解企業的運行制度和管理制度,知曉每個職位的責任所在,使學生不僅僅把眼光放在科研和學習上,而是對整個土木工程行業有一個全面的認識,為今后走向社會,選擇就業方向打下了基礎。
以華南理工大學為例,2014年華南理工大學組織2013級土木工程卓越全英班學生到廣東省長大公路工程有限公司的技術開發部門、行政管理部門以及橋梁施工工地等地進行認知實習,學生對不同部門的分工、相應的職責和管理制度都有了初步的了解。在了解了這些信息之后,學生對照自己的興趣和長處,有意識有目標地鍛煉自己,為將來就業做好前期準備。
(三)了解土木工程相關文化
1.學科文化與素質培養
在土木工程教學中,培養學生認真細致的辦事態度和對生命負責的責任感十分重要。這一點僅僅通過課堂講授和提醒,展示工程事故的照片和視頻遠遠不夠。通過讓學生親自上工地,可以很好地彌補課堂教學的不足。學生參觀完施工工地之后,可以實地感受到工程質量與人的生命息息相關,建設過程中的每一環都必須小心謹慎,不能馬虎大意。這種實地參觀、親身體驗的方式可以給學生留下深刻的印象。
2.了解國內的企業文化
對于學生未來的就業而言,除了要了解未來各個崗位的工作內容之外,還需要初步了解企業文化和工作氛圍。對工作場地的了解,以及同有關人員的交談,有助于學生從心理上認同企業文化和工作氛圍。
當然,認知實習能夠去到的單位極其有限,實習時間短,因此對企業文化的了解僅僅停留在一個表觀、粗淺的層次,讓學生對國內的企業有一個初步籠統的認識。
3.了解國內的建筑文化
當前中國正處于經濟穩步快速增長階段,各地的建設事業正蓬勃開展。在這樣一個大環境下,“千城一面”的問題逐漸浮現,城市建筑缺少文化特色是近年來被社會廣為詬病的。
了解建筑文化、傳承建筑文化,是當代學習建筑相關專業大學生應該肩負的責任。在認知實習的過程中,學生將有機會接觸到如嶺南的騎樓、圍屋等各種富有文化底蘊的建筑,從而生動思考這些建筑的結構特點和功能,以豐富對建筑文化的理解。
對于以結構為主的土木工程學生而言,許多人認為了解建筑文化并無必要。然而,樹要參天,其根必深。如果要在建筑行業追求更高造詣,必須要有深厚的建筑文化底蘊作為基礎。認知實習在這方面也為學生作了準備。
二、境外認知實習
部分高校(如華南理工大學)為土木工程專業的本科生提供了境外(即中國大陸以外)實習的機會。一般境外實習包括四個部分:境外高校認知實習、境外企業認知實習、境外工程認知實習和城市參觀。境外認知實習的重點在于比較和發現,即比較境外與中國大陸建筑的不同之處,發現其異同之處。如果耗費人力物力財力組織境外實習,學生所看到、了解到的|西在境內也完全可以看到、了解到,那么境外實習的價值便蕩然無存。
筆者從器物、制度、思想文化三個角度闡述境外認知實習對土木工程專業本科生培養的作用。
關鍵詞: 專業英語;高校;教學目標;教學手段
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)06-0190-02
0 引言
隨著我國對外技術交流日益需求,目前的發展方向是需要懂專業的技術人才能熟練地以英語為工具在今后學習、工作和社會交往中用英語有效地進行交流并自如地獲取和交流專業信息,且上網查閱國內外文獻已成為高校師生、科研人員了解國際學科前沿知識和最新動態的主要途徑之一。如沒有扎實專業英語知識的學生,在工作中會遇到很大的困難。這就凸顯專業英語的重要性,好多學校都開設專業英語或者專業課的雙語教學。專業英語是基礎英語之后對學生學習英語的延續,要求學生掌握專業方面所必需的聽、說、讀、寫、譯的基本技能;掌握初步的土木工程專業文獻閱讀、翻譯能力;掌握初步的專業論文文摘翻譯方法;了解英漢科技互譯的基本技巧[1-2]。
結合這幾年對于土木工程專業英語的教學工作及學生畢業后的工作情況,深知迫切需要培養土木工程專業畢業生在今后的實際工作中的專業英語能力。因此,在充分掌握專業英語教學特點和明確其教學目標的基礎上,深入探索目前土木工程專業英語教學過程中存在的問題,在教學過程中進行相應的實踐改革,是十分有意義而迫切的課題。
1 土木工程專業英語教學中存在的問題
1.1 專業文章詞匯難 土木工程專業英語詞匯密切關系到各類建筑、結構、材料設備、施工,在以前的基礎英語學習中很少涉及到這些專業詞匯,加上開設專業英語課大多在第五至第七學期,此時學生剛開設相關專業課,對專業知識了解甚少,因而生詞量很大。另一方面,英語單詞一詞多義,學生習慣于用基礎英語中了解的意義來理解專業英語,往往造成誤解[3]。比方說“settle”一詞在基礎英語中多為“解決,定居”的意思,在專業英語里為“沉降”的意思,比方說“column”在基礎英語里為“列、專欄”的意思,而在專業英語里為“柱子”的意思,這都需要上課時教師對其重點強調,否則學生學習和考試中就很容易用基礎英語里的意思來理解專業文獻,最后整個句子全都理解錯誤。
1.2 專業文章句子難 專業文章形式嚴謹周密,概念準確,多采用正式文體,邏輯性強,長句多,有的句子一句就達到5、6行,且每個句子包含的信息量大,句子結構復雜,理解起來很困難。且專業文章大量使用名詞化結構,廣泛使用被動句,大量使用后置定語都增加了學習的難度。
1.3 專業文章漢語表達難 由于學生對專業文章的翻譯技巧不太了解,習慣于采用“逐字逐句”那樣的按順序翻譯,極易寫出不流暢或不通順、文雅的中文。
1.4 學生中存在忽視專業英語學習的傾向 很多學生在通過大學基礎英語學習或四六級考試后就放松了專業英語的學習,沒有把它作為進一步培訓自己英語綜合能力的重要環節來對待,積極主動性較差,從而影響了學習效果。
1.5 教學形式單調 大部分老師把專業英語課上成了簡單的翻譯課,一直延續以教師或學生簡單地對文章進行翻譯、講解,而授課的形式頂多也是以板書為主,教學形式枯燥乏味,這樣降低了專業英語的吸引力,使學生極易產生厭學情緒。
2 針對土木工程專業英語教學中存在的問題,尋找到以下有效的解決辦法
2.1 確定土木工程專業英語課程目標 教師課前要認真熟悉教材,對教授內容做好周密的計劃。對于學生開課時專業知識有限的問題,教師要介紹相應的專業知識,使學生理解起來相對容易,且一定要明確專業英語教學的基本任務不僅是要對學生傳授基本的專業知識,而且它也是對基礎英語的延續,要對學生進行聽、說、讀、寫等語言技能的基本訓練。這就要求教師要有一定的口語表達能力,能用簡練、準確的語言組織課堂教學活動。
2.2 密切結合學生實際,激發學生學習興趣 從出國、考研、獲取國外先進技術、進入外資企業工作等方面,結合學生實際向學生強調學習專業英語的重要性。鼓勵學生要去圖書館或者網絡上查閱相關的專業英語文獻、科研資料,深入了解國外學術的研究發展現狀和動態。組織學生多翻譯科技類文章,讓學生明確提高專業英語應用的能力的重要性,從而提高學生的綜合文化素養。
2.3 注重構詞法和翻譯技巧 在講解專業詞匯的同時如能從構詞法、詞根、前綴、后綴的角度來解析土木工程專業詞匯的由來,這樣能加深學生的記憶。多介紹翻譯技巧,長句難句要分析句子結構,可以課下找出一些句子在課堂上進行練習,使學生學起來感覺不那么困難;上課講解的時候可以先讓學生試圖找出句子的主干,找對了之后然后再給句子潤色即翻譯定語從句等;盡量避免“逐字逐句”翻譯法就需要教師上課時多給學生介紹翻譯技巧,使得翻譯的句子做到“信、達、雅”。
2.4 引入多種教學手段和方式 多媒體技術在現代教育教學中起到了很重要的作用[4],教師可以利用網絡查找相關專業知識的視頻和圖像對學生進行講解,視頻和圖像往往能吸引學生上課的興趣,不但授課內容一目了然,而且可以提高學生學習的興趣,這就需要教師在備課時多查閱相關的素材并制作出多媒體上給學生講解。
2.5 提高教師素質 教師要及時豐富和更新教學內容,教學方法和手段,這需要教師們投入大量的精力,在教授過程中教師要通過啟發式、互動式、探索式教學,讓學生感受到學習的樂趣;教師也應該努力提高自己的業務知識水平,且有一定的工程實踐經歷,這樣講起課來才能準確,生動;并且要對學生采取“多鼓勵,多表揚”的態度,使得學生一點點進步,不要急于求成,或者對于學生采取一味的批評打消學生學習的積極性。
3 土木工程專業英語教學培養目標
專業英語教學應樹立“以英語為工具交流信息”的培養目標,能用英語進行學術交流,最終能以英語為工具,獲得專業所需要的信息。除此之外,通過本人在教學過程中運用以上方法,大大提高了學生學習英語的興趣,國家英語四、六級通過率也大幅度提高,在畢業設計中外文文獻翻譯的準確度也顯著提高。
參考文獻:
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[2]王云專,吳偉.開展多種形式的專業英語教學提高學生英語應用能力[J].石油教育,2003,1:55-56.
關鍵詞:土木工程專業;教師;工程經驗;舉措
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0026-02
一、研究背景
目前我國正處于基礎設施建設的大潮中,社會需要大批合格的土木工程人才。然而,現有的高校畢業人才在一定程度上并不能使用人單位感到滿意,主要表現在高校畢業生理論知識豐富而實際經驗潰乏,在處理實際工程問題的過程中不能很好地將理論知識與實際工程有機結合。這與高校教育有著緊密的關系,而高校中教師對人才培養起著關鍵作用。土木工程專業教師不但要有較高的理論水平,還要具有一定的工程經驗,才能培養出合格土木專業人才。現實情況往往是教師過度地重視科研水平的提高,而忽視實際工程經驗的積累,在教學過程中出現了教學與實際脫節、學生不能在應用的基礎上學習相關知識的問題。為此,本文首先闡釋了工程經驗對土木工程專業高校教師的必要性與意義,指出了高校教師工程經驗現狀及原因,最后指明了提高教師工程經驗的舉措。
二、工程經驗對土木工程專業高校教師的必要性與意義
土木工程專業是一門緊密聯系工程實踐的應用型專業,具有很強的實踐性、工程性和技術性。作為培養土木工程人才的教師,其授課的對象是接觸實際工程不多而畢業后卻要大量接觸具體工程的學生。土木工程專業的特點以及教師在高校中的角色決定了其必須具備豐富的工程經驗。
一名合格的土木工程專業教師,應該具備較為完善的知識結構,即理論知識的完善與實踐知識的完善。完備的理論與實踐知識,可以使教學理論聯系實際,用工程實例充實教學,讓學生真切地感受理論知識在實際工程中是如何得到具體的運用,如何從工程實際運用角度學習相應的理論知識,從而使得課堂生動有趣,加深學生對知識的理解與吸收,增強授課效果。
然而,現階段我國土木工程專業高校教師的工程經驗現狀如何呢?
三、土木工程專業高校教師具有的工程經驗現狀及分析
一項針對全國25個省市自治區的高校工科教師工程素質現狀調查的結果表明[1]:學校工科教師的工程素質評價處于“一般”、“不高”和“很低”的達到70.89%,而處于“較高”以上的只有29.12%(見圖1);工程領域工作經歷不足一年的高達17.54%,完全沒有工程經歷的工科教師達到25%;一般性參與、偶爾參與以及沒有參與重大工程項目的設計、研究工作的工科教師達到63.88%。這些數據都充分說明了工科教師隊伍普遍缺乏應當具備的實際工程經驗。土木工程是典型的工科專業,其對教師實際工程經歷的要求應不低于甚至要高于一般工科專業,工科專業平均水平尚且如此,土木工程專業高校教師所具有的實際工程經歷應當更不容樂觀。
結合筆者的實際工作體會,認為導致土木工程專業高校教師所具有的工程經歷現狀不容樂觀的主要原因有:
首先,當前高校教師招聘過分強調學歷水平,招聘時多是原則上要求應聘者須取得博士學位。這樣,近些年土木工程專業教師大多是直接從高校相關專業畢業的博士中招聘,以這類具有高學歷的博士為代表的教師,畢業后直接進入教師隊伍,沒有在規劃、勘察設計、施工及相關的單位工作過,對于實際工程中的業務不熟悉,往往是熟悉相關的理論而不熟悉實際的操作過程,整個知識水平只是較多地停留在理論層次。
其次,當前工科高校教師考核晉升機制不健全,片面地強調科研業績及成果以及學歷,評審標準往往沒有包含對實際工程經歷的考核,造成多數高校土木工程專業教師片面地追求高學歷,片面地追求論文的數量、科研經費的多少和發明專利的數量等,而對于實際工程經驗的積累,主觀上沒有重視起來。
四、如何積累教師工程經驗,增加教學效果
對于如何積累教師的工程經驗,結合當前教師工程經驗普遍不足的原因,筆者認為主要應當從完善教師隊伍以及教師考核晉升標準做起。具體而言,應該從以下幾個方面做起[2,3]:
1.拓寬教師隊伍選拔的渠道。目前,國內高校教師多是從高校應屆博士畢業生中招聘,而很少從實際工程單位中招聘,這種教師隊伍選拔渠道過于狹窄,造成一些工程經驗豐富且能夠勝任教學的人才沒能夠進入教師隊伍。從深層次上講,這多是由于高校過分重視科研而忽視教學導致的,而培養人才畢竟是高校的核心任務,為此,高校首先應該將教學放在更加重要的位置,其次應當轉變觀念,樹立起“不唯學歷憑能力”的觀念,做到“不拘一格降人才”,拓寬教師隊伍選拔渠道,使工程經驗豐富且具有教學能力的人才都能夠充實到教師隊伍中,提高教師隊伍的工程經驗水平。比如,高校完全可以從工程技術企業、規劃設計企業等相關企業招聘一些技術過硬、專業基礎扎實的高級工程師作為專職教師。
2.實施專、兼職教師結合制度,以彌補專職教師工程實踐經驗的不足。由于多種現實因素的影響,企業中工程實踐經驗豐富的優秀人才并非都能夠進入高校作為專職教師任教。為此,高校應當實施好專職與兼職教師相結合的制度,制定從企業聘請兼職教師的專門政策,選聘實踐經驗豐富的高水平工程專家到學校任教,承擔專業課程部分教學任務或者聯合指導畢業設計等任務。更為靈活地,學校可以邀請工程大師以舉辦論壇、講座的方式給在校師生傳授工程實踐經驗,講解設計、施工、管理中的技術要點,使得教師通過這些活動積累工程經驗,提高教學水平。
3.支持和鼓勵教師到施工單位、勘察設計單位及其他相關單位掛職鍛煉。社會上與土木工程專業相關的各類企業是積累實際工程經驗的重要場所,因而,對教師而言,盡可能地在這些單位進行相關的掛職鍛煉,是提高教師自身工程經驗的有效途經。然而,由于現實因素的影響,正常情況下多數企業并不愿意承擔培養教師的任務,此時學校可以與相關單位建立良好的合作關系,為教師進入到相關的企業掛職鍛煉創造條件,讓教師參與實際工程設計、施工和工程管理等形式,不斷地豐富教師的實際工程經歷,提高業務能力。
4.完善高校土木工程專業教師考核評審標準。目前,對高校教師進行年度考核及職稱晉升時,考慮的因素主要有論文數量、承擔課題研究的多少等[4],幾乎沒有對實際工程經驗的考慮,這是有失偏頗的。要將教師實際工程經歷納入到考核標準中,比如實際工程中工作的時間,工作中所負責項目的級別以及所獲的獎項等。同時為提高教師對于實際工程經驗的重視程度且避免使考核流于形式,不但要在考核標準中增加對實際工程經驗的考慮,還應該將此類考核指標賦予較高的權重,引導教師加強實際工程經驗的積累。
5.鼓勵教師與企業間開展橫向科研合作。新理論新技術在運用到實際工程中時,總是會遇到各種技術問題,而高校縱向課題正是著眼于解決實際工程中的技術問題,更是偏重于實際工程應用,這與偏重于理論以及應用基礎研究的縱向課題有明顯的不同。通過參與橫向課題的研究,首先可以使教師在實際工程中運用理論知識,促進理論與工程實踐的高效結合,增加教師的實際工程經驗。然后,在教學中教師可以有意識地向學生講授實際工程中理論知識是如何得到運用的,從而提高教師的授課效果。因而學校應當鼓勵教師與企業間開展橫向課題研究,教師應當積極參與橫向課題研究,使得與企業間積極開展橫向科研合作成為提高教師工程經驗的一個有效途徑。
6.發揮有經驗教師的“內部傳、幫、帶”作用。在教師隊伍中,不乏有著豐富實際工程經驗的教師,為充分發揮這些經驗豐富教師的優勢,可以組建教學團隊,在團隊中合理地搭配工程經驗豐富與工程經驗相對缺乏的教師。在團隊中發揮工程經驗豐富教師的“傳、幫、帶”作用,比如組織參加實際工程經驗豐富教師的教學觀摩活動、帶領需要提高工程經驗教師完成學生實踐環節的輔導工作等,最終達到提高整個教學團隊實際工程經驗的目的。
7.加強案例教學。土木工程專業有很強的工程實踐性,在教師缺乏豐富的工程經驗以及現場學習有困難時,借助案例教學,無疑是一種可行的途徑。通過對實際工程案例的學習,一方面可以使教師熟悉實際工程中相關業務的操作流程,完善自身的實踐知識;另一方面,案例教學由于將理論知識結合于實際工程,可以充分提高學生學習興趣,讓學生主動參與到案例的分析與問題的解決中,最終提高教學效果。
五、結語
提高土木工程專業教師的實際工程經驗水平,涉及到高校管理制度以及教師自身等多方面的問題,需要高校管理者以及教師自身共同努力,高校管理者要為教師工程經驗的積累創造條件,更重要的是要使教師自身要從思想上認識到工程實踐知識的重要性,然后結合所處高校以及自身實際情況,主動采取各種舉措完善自己的知識結構。從而使土木工程專業教師不但做到理論知識扎實,而且還要實踐經驗豐富,能夠為培養出合格的土木工程專業人才做出應有之力。
參考文獻:
[1]李博.工科教師的工程素質研究[D].武漢理工大學,2012.
[2]李炎鋒,薛素鐸,杜修力.卓越工程師計劃背景下青年教師工程素質的培養[J].中國大學教學,2013,(04):77-79.
[關鍵詞] 土木工程;能效教學;工程環境;工程實踐能力
我國土木工程專業的高等教育仍然沿承著傳統的教育模式,過分強調專業理論課的學習,形成了一套思路過窄、知識面過專、理論知識過深的專業課程體系,“理論型”人才培養模式突出。強化理論教育,使學生具備就業前必須掌握的知識,這一點是毋庸置疑的。土木工程專業致力于培養在土木工程領域生產第一線從事土木工程設計、施工和管理等方面工作的應用型高級專門人才。可見,學生的工程實踐能力是衡量土木工程專業人才培養質量的重要標志,特別是對以培養面向生產一線的高級專門人才為目標的應用型本科院校顯得尤為重要。學生工程實踐能力的培養與實踐教學密切相關,但是,由于受‘重理論、輕實踐”思想的影響,對實驗、實習等環節重視不夠,缺乏新技術新設備的引進;實踐教學課程設置太細或教學內容上過度重復,實踐教學的方法落后或途徑單一,難以調動學生學習的主動性等。因此,如何培養學生的工程實踐能力、在構建實踐教學體系、加強理論與實踐的結合,培養適應現代化土木工程建設的“綜合型、技術型、應用型”高級專門人才,力求培養少部分“創造型”或“科研型”高級專門人才[2]是構建適應我國社會經濟、政治、文化需要的綜合性專業教育的必然要求。
一、理論和實踐相結合、整理出合理的教學模式
要培養工程實踐能力強的應用型人才必須有與之相適應的課程體系。課程體系的構建既能讓學生系統地掌握必需的基礎理論、基本知識,還能掌握必要的基本技能與方法,具備解決實際工程問題的能力。目前的高等工程教育普遍存在的一個問題是我們培養的學生具有較強的數學計算能力或扎實的理論基礎,即按照‘強化實踐、突出實訓、力求實效”的原則設置工程實驗、系列實習、課內實踐、課程設計與畢業設計等實踐教學環節。
土木工程專業的系列實習是實踐教學體系中的重要環節,包括認識實習、生產實習和畢業實習三個階段。為了避免由于三階段實習相對獨立而造成實習內容交叉重復、缺少銜接連貫,將三階段實習作為一個整體進行設計,使其環環相扣、互相銜接,
二、優化教學內容、復雜的條理化、繁雜的系統化
教學內容的安排是人才培養的具體實施方案,應充分體現“大土木”工程要求的寬基礎、能力強的思想。首先,要更新與優化教學內容,使之緊密聯系實際,緊跟社會發展,突出新理念、新技術、新材料與新結構的介紹和運用;其次,要處理好相關專業課之間的關系,探討與界定各門課程的內涵與外延,避免授課內容斷線或重復,把握好專業知識的擴展與銜接。尤其是要強化對學生進行完整的工程訓練,給學生一個清晰完整的知識脈絡。為了培養學生的整體工程意識,教學內容必須統籌安排,建筑、結構和施工設計都使用一個題目,前一階段的設計作為后續階段設計的條件,不同階段的設計內容承上啟下、前后兼顧,將框架結構房屋的知識裝配成了一個整體工程,達到工程訓練的完整性、連續性與系統性。
三、提高教學要求、改進環境和教學方法
環境是無聲而又時時顯效的特殊課堂,是一種影響人、塑造人的綜合教育力量[2]。環境對工程教育的作用和意義是顯而易見的。建設工程環境就是建設一個接近于實際的工程環境,讓學生處于一個良好的工程環境和氛圍中學習,在耳濡目染中感受工程,在潛移默化中培養學生的工程意識。同時,這一環境使學生提前熟悉未來所從事職業的場所和工作環境,提升未來執業的信心。
(一)加強實踐教學基地群的建設
實驗室建設。實驗教學是學生接觸工程環境的第一關,而加強實驗室建設是實驗教學順利實施的根本保證。幾年來,通過加大投入、更新設備、改善條件、加強管理、改革實驗教學的內容與方法,建成了設備先進、條件優良的,由材料力學實驗室、建筑材料實驗室、土力學實驗室、道橋實驗室、結構實驗室組成的系列實驗室,為教師和學生進行科研、教學、為企業服務提供了便利條件與可靠保證。
實習、實訓基地的建設。主要從校外實習基地和校內實訓基地的建設兩方面人手。在‘優勢互補、加強合作”的原則基礎上,與多家生產企業建立了良好的合作關系,形成了穩定而長久的校外實踐教學基地,為學生到企業的真實生產環境中鍛煉工程技能創造了條件,也為企業解決了施工旺季人手短缺的問題。但是,由于土木工程的特點和東北地區季節的限制,加之實習人員、車輛、實習現場、經費等多種因素的影響,不可能完全實現現場教學。因此,還必須建設穩定的校內實訓基地。校內實訓基地有施工工藝操作實踐教學基地、土木工程技術資料樣本室、土木工程材料樣品室、土木工程模型室等。
由于每幢建筑建造的年代、功能、層數、結構形式、構造做法、施工技術各不相同,具有一定的代表性和普遍性。這種工程展示具體直觀,方便教師進行現場教學和學生就近參觀學習。學生在與之朝夕相見的“活生生”的案例前學習,必然理解得透徹、記得牢、印象深。
此外,對土木工程專業學生作業形式也應該進行改進,多增加一些實際的工程實例專項工程設計、計算,讓學生提早熟悉實際工作內容,提高學生對本專業的進一步了解,發揮其主動性和創造性。另外,這種作業形式學生可以分組完成,增強了學生的協作能力。
(一)專業教師與實驗教師能力不均衡
對于土木工程專業教師有著較高的要求,按照人才培養方案,有許多專業理論課程中安排了一定比例的實習課程。然而我們的專業教師普遍存在著實踐經驗不足,缺乏指導實驗或實習的能力,而實驗和實習指導教師又在專業理論方面功底不足,只能指導實驗或實習,而不能勝任專業理論教學,單純依靠實驗指導教師,又無法將理論課知識融入到實驗指導中,這種狀況不利于教學質量的提高。
加之計算機技術的普及和使用,對傳統的實驗內容、實驗方法、實驗手段都產生了廣泛的影響,對土木工程的專業教師要求更高了,既要把知識傳授給學生,又要把先進的實用的技術讓學生掌握,充分鍛煉學生的動手能力、操作能力。如果專業教師不加緊進修實踐知識,是難以勝任工作崗位要求的。
(二)培訓管理制度建設不完善
在高校日常教學管理中,我們關注較多的是學生實踐能力的培養,而忽視對教師社會實踐經驗和教學實踐經驗的培訓,直接導致教師特別是青年教師難以真正實現理論與實踐相合。同時學校也沒有制定相應的措施,學校作為培養教師實踐技能的主體,行之有效的培養制度是建設一支懂工程技術的教師隊伍。但大多數高校建筑類學院都沒有建立相關培訓制度,也沒有建立與企業合作培養教師實踐技術的相關制度。
二、土木工程類教師能力培養的方法和考核制度
目前各高校在落實人才戰略,加快建設具有教師資格和專業技術素質和能力的“雙師型”教師隊伍建設等方面都相繼出臺相關政策,目的在于提高教師的專業技能、實踐教學和產學研究之間的結合水平。那么該如何培養土木工程專業“雙師型”和教師實踐能力,筆者認為可通過采取以下措施。
(一)建立完善的培訓計劃和方案
組織教師到建筑工程企業單位實踐,建筑類學院應制訂相關培訓方案,有計劃的選派教師在相關的單位進行掛職鍛煉。事先確定好對口的企業和單位、進行組織選派,也可由教師本人根據本人授課性質與企業或相關單位直接聯系,報學校和學院備案。以筆者所在學院為例,本學期將安排青年教師到建筑設計院、監理公司、房地產公司、造價公司、工程檢測等單位進行為期半年脫產的專業技能訓練。另外,應完善教師實踐培訓基地的建立。學院要加強建筑設計院、監理公司、房地產公司、造價公司、工程檢測等單位相關單位合作,建立長期實踐培訓基地,保證青年教師有穩定的實訓基地,更新教師實踐教學的知識技能,提高青年教師實踐教學的綜合素質,并有計劃地安排教師參加實踐培訓。
(二)出臺相關的考核管理制度
目前青年教師大多數沒有參加過建筑企業相關單位的實踐鍛煉。為此,學院出臺了相關管理文件,要求凡1970年1月1日以后出生的教師必須申請報名參加掛職鍛煉,并將這個要求作為今后教師晉升專業技術資格的必備條件,充分發揮職稱評審的導向作用。對于參加實踐培訓的青年教師,我們出臺了具體掛職鍛煉的考核要求:一是對參加培訓時間作了嚴格要求,即在一年內不能少于3個月;二是加強過程監控。
學院將組織人員對參加培訓的教師進行過程監控,培訓結束后由培訓單位給出評價鑒定;三是培訓完成后的要求,即完成制作一套工程實踐和撰寫不少于2000字的實踐鍛煉的總結報告。通過掛職鍛煉、參加實際項目的具體工作,可以第一時間了解到自己所從事專業的最新技術等方面信息,在提高自己的同時,也能促進教學。針對“雙師型”復合人才缺乏的現狀,把社會上相關專業的精英聘請進來,可彌補教師隊伍實踐經驗不足的缺陷。比如說,我院建筑專業和模具專業就吸納了社會上的高級工程師,經過二、三年的培養,他們都成為了本專業的相關骨干教師,在專業建設中取得了很好的帶頭作用。
(三)實踐培養的保障措施
[關鍵詞]力學 課程體系 土木工程 應用型
[作者簡介]朱守芹(1981- ),女,山東沂南人,河北建筑工程學院土木工程系,講師,碩士,研究方向為新型結構材料、結構抗震;畢全超(1981- ),男,吉林農安人,河北建筑工程學院土木工程系,講師,碩士,研究方向為土木工程專業力學課程、土木工程新材料、結構抗震;趙文娟(1981- ),女,山西太原人,河北建筑工程學院土木工程系,講師,碩士,研究方向為道路與橋梁。(河北 張家口 075024)
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2013)24-0142-01
一、引言
力學是研究力對物體作用的科學。首先,它是所有自然科學的組成部分,近代科學的發展發端于牛頓對力學定律的闡明,牛頓在建立經典力學過程中創造的現代自然科學方法論不僅奠定了科學大廈的基礎,而且始終貫穿著整個自然科學的研究,指導著各門自然科學的發展。其次,力學又是眾多應用科學特別是工程科學的基礎,它是人類改造自然的工具。當代許多的重要工程技術,如宇航工程、土木工程、機械工程、海洋工程等都是以力學為基礎的,在這些工程中遇到的許多重大技術難題都是力學問題。不僅如此,力學的定量建模方法還廣泛應用到經濟、金融和管理等其他領域。因此,力學已從一門基礎科學發展成以工程技術為背景的應用基礎學科,當今幾乎所有的工程技術領域都離不開力學,它已滲透到工程技術的各個領域。
力學同時也是一種思維方法,其嚴謹的推導過程,也為我們對工程實踐的認知起到了關鍵的作用。力學按照其研究對象的不同可以劃分為固體力學、流體力學和一般力學三個分支,對于一般高校的土木工程專業來說,只學習其中較為基礎的與實際工程聯系緊密的理論力學、材料力學、結構力學、水力學、彈塑性力學等。
應用型人才培養模式作為部分高校人才培養的目標,其力學課程體系的設置也應與其他模式有所不同。作為土木工程專業的重要專業基礎課,為適應應用型人才培養體系及經濟社會的發展,力學課程也需要適應時代,進行改革與創新。
二、力學課程改革對土木工程學科的意義
對于高等學校土木工程專業的學生培養來說,力學課程更是具有不可忽視的作用,它既是我們分析解決實際工程問題的出發點,更是我們學習其他課程的基礎,為相關專業課程的學習打下扎實的理論基礎。例如,在“鋼筋混凝土結構”的講述中,為什么懸臂構件的受拉鋼筋要置于截面上側,這就是力學要解決的問題。懸臂梁在豎直向下荷載(自重等)作用下,彎矩上側受拉,所以受拉鋼筋要置于截面上側。這僅僅是力學課程基礎的一個縮影,在土木工程專業的專業課教學中,始終有力學知識為其提供理論支持。
力學與土木工程的關系表現在兩個方面:一方面,力學學科在土木工程領域具有十分重要的作用,力學學科在土木工程中的應用體現為各種工程化的方法及力學原理及結論的應用。如,受拉筋的配置要根據桿件的彎矩情況來進行確定,梁的預起拱高度要根據梁在荷載作用的撓度計算來確定等。實際工程中很多規范性的結論,都是由力學原理及結論得出的。在我們解決實際問題的時候,表面上看是通過查詢相關規范,按規范設計和施工,其實其本質卻是在設計和施工的過程中“應用”力學原理去解決問題。學不好力學,就搞不好結構,這是一個亙古不變的真理。
另一方面,隨著土木工程行業的不斷發展,土木工程向力學提出了越來越多新的需求,這些需求前面已有提及。概括起來講,首先體現為各種理論問題的進一步探討,如非線性問題受到越來越多的重視,耦合動力學問題的研究逐步深入,新材料、新結構的力學問題研究等。這些新需求還同時體現為理論模型的精確建立、求解方法的實用化和工程化。例如,很多工程試驗在理論上已經做了很深入的研究,但是落實到具體的實驗上可能由于客觀條件的限制不能完成,比如說危樓的加固效果檢測等,然而可以利用虛擬仿真的技術,利用有限元軟件對其進行具體的分析,就可使得問題得以解決。
三、應用型人才培養體系下的力學課程體系改革
力學課程是土木工程專業的專業基礎課,為其他課程提供理論基礎。為更好地培養應用型土木工程人才,可針對具體的專業方向、針對具體的培養目標,在課程體系上結合培養目標進行改革。
1.從總體上把握力學課程的內容安排,弱化理論,加強實踐。應用型人才的培養應注重學生動手實踐能力的培養,在力學理論課程中也應有所體現。很多力學定理的推導和證明過程都是較為煩瑣的,學生理解起來很困難,掌握這些原理對解決一般工程實際問題的意義不大,所以可在課程體系中刪去。例如“結構力學”中虛功原理的證明過程就可以刪去,只介紹其結論。弱化一些理論證明部分的內容,只注重學生分析問題、解決問題能力的培養。
2.在課程內容設置上,應注意前后連貫、協調、不重復。例如簡單單跨梁的計算,在“材料力學”和“結構力學”中都涉及,為了區分課程的重點,做到前后協調,需要將其具體劃分清楚,在“材料力學”中介紹了,在“結構力學”中就不必再詳細介紹其計算。
3.結合工程實際編寫教材內容,突出應用型培養目的。傳統的力學課程里面,力學計算主要是針對已有力學模型的抽象計算,怎樣將實際工程中的具體問題簡化為可計算的力學模型即建模問題涉及較少,因此當遇到工程實際問題時,大部分學生不知道怎樣進行力學分析,所以,應在課程設置中結合實際工程解決這個問題。
此外,為突出應用型人才的培養,課程的設置必須結合工程實際,突出工程觀點,把解決實際問題的能力作為授課的重點貫穿于教學之中,結合第二課堂、畢業設計,選擇有工程背景的實際問題,鍛煉學生分析問題、解決問題的能力。
4.緊跟科技發展速度,不斷更新課程內容。針對當前出現的新型結構形式,在課程的設置上也要跟上潮流,其結構形式及受力分析,要不斷地隨著經濟社會的發展而更新。傳統的建筑結構類型多為桿系結構,所以基礎力學多以桿系結構為主要研究對象,對板殼結構和實體結構的研究相對較少。但是在經濟社會高速發展的今天,出現了多種新型結構并已應用于實際工程,例如國家游泳中心“水立方”的根據細胞排列形式和肥皂泡天然結構設計而成的膜結構,但是在高校力學課程的教學中卻沒有體現,只有部分在專業課中簡單介紹過。這些新型結構的基本力學原理應在基礎力學的課程教學中介紹,好讓學生更好地了解這些結構形式,將來更好地在實踐中運用。
5.結合專業方向,有側重地設置其課程內容。土木工程專業的力學類課程包括理論力學、材料力學、結構力學、彈性力學等基礎課程。由于當前土木工程專業涵蓋了建筑工程、交通土建、城鎮建設、礦井、隧道等專業領域,成為一個寬口徑的專業,而傳統的課程體系中所針對的工程實例大多數以建筑工程方向為主,所以在新的形勢下,我們必須要在課程中增加其他具體方向的工程實例,為非建筑工程方向的學生結合實際學好這門課程而努力。例如,路橋(交通土建)方向的結構力學中,就應該增加“結構力學”中影響線一章的比重并設置與道路橋梁實際工程相關的例題,因為路橋的受力問題除了靜力荷載作用外,移動荷載對其影響非常大。
四、結束語
理論探討是廣泛的、超前的,工程應用則是具體的、實用的,理論與工程的結合是有益于雙方的事情,將對力學學科及土木工程學科的發展都起到推進作用。我們所要做的,就是在理論聯系實際的過程中不斷發展新理論、新技術、新方法,然后在實踐的過程中去改進及創新,為力學學科、土木工程學科的發展作出貢獻。
[參考文獻]
關鍵詞:土木工程大類專業;結構力學;教學內容;教學方法
中圖分類號:TU311;G6420 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0062-04
1998年10月教育部頒布了《普通高等學校本科專業目錄》,將原土木建筑類的8個專業(建筑工程專業、交通土建工程專業、城鎮建設專業(部分)、礦山建設專業、工業設備安裝工程專業、涉外建筑工程專業、飯店工程專業、土木工程專業)合并為土木工程專業。土木工程學科由20世紀50年代較窄的專業模式轉變為如今的“大土木”模式,現今的“大土木”范疇并不是以前土木工程相關專業的簡單歸并與重復,而是更高意義上的整合和擴展,文章稱之為“土木工程大類專業”。同時,伴隨著中國經濟的快速發展與市場化程度日益深化,土木工程類企業參與國際市場的機遇與挑戰并存,對土木工程大類專業人才的培養質量提出了更高的要求。土木工程大類專業人才培養一直以來存在“專”與“通”的矛盾,即專業技術應用型人才和復合型人才培養的矛盾[1]。
目前,相關教育管理部門、各高校及學者基本形成共識:土木工程大類專業人才的培養應“強基礎、寬口徑、多方向”。其中,“強基礎”是“寬口徑、多方向”的前提,國內開設土木工程大類專業的高校學制4年的總學時一般控制在2 500學時左右,公共平臺課(含公共基礎課、專業基礎課及人文社科選修課)占教學計劃總學時的80%,約2 000學時,基礎課和專業基礎課的學時較為充裕,能較好地滿足土木工程大類專業復合型人才“強基礎”的培養要求。國外土木工程大類專業特別注重力學類課程的學習,如:密歇根州立大學力學類課程為17學分,占總學分(128學分)的13%;佛羅里達大學力學類課程26學分,占總學分(131學分)的20%;威斯康星麥迪遜大學力學類課程24學分,占總學分(125學分)的19%;南加利福尼亞大學力學類課程21學分,占總學分(135學分)的16%。力學類課程在總學分中所占的比重高是“強基礎”的充分體現[2]。需要強調的是:基礎課根據培養目標要求,重在讓學生掌握必要的基礎理論。基礎教學不僅應從專業教育的需要來考慮,還應著眼于學生今后的發展,為“寬專業”的培養目標打下堅實的基礎。
結構力學是固體力學的一個分支,主要研究工程結構受力和傳力的規律、工程結構的優化等內容。結構力學任務是:研究工程結構在外載荷作用下的應力、應變和位移等規律;分析不同形式和不同材料的工程結構,為工程設計提供分析方法和計算公式;確定工程結構承受和傳遞外力的能力;研究和發展新型工程結構。作為土木工程大類專業承接專業基礎課和專業課的重要課程,結構力學課程歷來受到各高校、教學管理部門及專業協會、學會的重視。中國土木工程學會教育工作委員會江蘇分會于2011年組織舉辦了江蘇省高校首屆土木工程青年教師講課競賽,結構力學作為四門競賽課程之一,江蘇省大部分土木工程類院校都安排青年教師參加,是參賽人數最多的課程,充分體現了結構力學課程的重要性。隨著科學的發展和技術的進步,以及力學解題方法的增加和計算機的普及,結構力學涉及的內容越來越多。同時,由于中國高校本科專業的調整、壓縮,相關課程學時的減少,如何在有限的學時內把結構力學教好,以及如何合理調整教學內容、改進教學方法以適應形勢的發展和現實的需要,就顯得尤為重要。但目前在“大土木”背景下有關結構力學的教學探討還不夠充分,文章從結構力學的學科體系出發,從課程內容設置、教學方法幾個方面探討了“大土木”背景下結構力學課程的教學工作。
一、結構力學的學科體系
結構力學根據研究性質和對象的不同分為結構靜力學,結構動力學,結構穩定理論,結構斷裂、疲勞理論,桿系結構理論,薄壁結構理論和整體結構理論等。
結構靜力學主要研究工程結構在靜載荷作用下的彈塑性變形和應力狀態以及結構優化問題,是結構力學其他分支學科的基礎。結構動力學是研究工程結構在動載荷作用下的響應和性能的分支學科,由于涉及時間因素,結構動力學的研究內容一般比結構靜力學復雜。結構穩定理論是研究工程結構穩定性的分支,主要研究細桿、薄板和薄殼在受壓時應力小于屈服極限的情況下發生失穩(皺損或曲屈)的問題。結構斷裂和疲勞理論是研究因工程結構內部裂紋在外載荷作用下擴展引起斷裂破壞,或在幅值較小的交變載荷作用下引起疲勞破壞的學科。另外在對各種工程結構的理論和實驗研究中,針對研究對象的維度差別還形成了桿系結構理論、薄壁結構理論和整體結構理論三類。隨著科學技術的不斷進展,又涌現出夾層結構和復合材料結構[3]。
結構力學是一門古老且如今發展迅速的學科,新型工程材料和新型工程結構的大量涌現為結構力學提供了新的研究內容并提出了新的要求。同時,計算機技術的發展為結構力學提供了有力的計算工具。結構力學對數學及其他學科的發展起到了很好的推動作用,如有限元法這一數學方法的出現和發展就與結構力學的研究有密切關系。