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深圳风采图片:推动土木工程专业建设和学科发展的研究成果

深圳风采2018043 www.969em.cn 来源:UC论文网2017-01-08 09:49

摘要:

推动土木工程专业建设和学科发展的研究成果 一、研究背景 从2002年开始,中南大学土木工程学院每年对国内土木工程大型企业(中国中铁、中国铁建、中建集团、中水集团和中交集团

推动土木工程专业建设和学科发展的研究成果
 
一、研究背景
 
从2002年开始,中南大学土木工程学院每年对国内土木工程大型企业(中国中铁、中国铁建、中建集团、中水集团和中交集团等世界500强)展开了土木工程专业人员现状和需求调查,持续至今。通过对调查结果进行统计、分析和研究,形成“土木工程专业特色人才需求调研报告”调查结果显示企业对工程应用型人才需求一直维持在85?100%的高位;研究创新型人才需求从30%(2002年)上升到65%(2010年);国际项目型人才从40%(2002年)上升到90%(2010年)。
 
1.工程应用型人才需求维持高位。
 
近些年,我国大规?;∩枋┙ㄉ?,以及企业普遍反映毕业生实践能力比较弱、所学知识与实践脱节、达不到企业要求,都是土木工程行业急需工程应用型人才的重要原因。土木工程是实践性非常强的行业。虽然我国大部分高校已经认识到高等教育人才培养存在“重知识、轻能力”“重理论、轻实践”的弊端,但问题的解决需要一个长期的建设过程,绝非能一蹴而就。主要原因是:大部分高校教师习惯了传统的、单一的人才培养方案和课程体系(即认识的惯性)和缺乏人才培养的真实工程环境(包括实践平台、工程实践型师资)。
 
2.研究创新型人才迫切需求。
 
随着高速公路与高速铁路等具有高技术含量的工程项目大规模展开、新技术和新材料大规模应用、对基础设施的安全性和舒适性要求进一步提高,出现大量世界级的重大工程项目,在企业的工程研究、设计、施工及管理等部门都迫切需要大量具有创新精神和研究能力的复合型人才。
 
3.国际项目型人才需求迅速增长。
 
近些年,我国土木工程行业大型国企出于企业发展需要,勇于走出国门,积极参与海外大型基础设施工程(公路、铁路、城市轨道交通、水利工程
和机场等)的建设,正逐步成为国际工程界的新生力量。随着国外建筑市场份额的逐渐扩大,企业急需大量掌握国际土木工程行业标准、熟悉国际工程项目管理的工程人才。
 
工程应用型、研究创新型和国际项目型人才需求各具鲜明特色。由于教学条件(教师队伍、教学设备、实践条件等)、学时和学分限制,很难保证在单一的人才培养模式(培养目标、培养方案和课程体系)下同时满足企业对这三种特色人才的需求。
 
根据人才需求调查结果、结果分析和人才培养长期实践经验,课题组形成了工程应用型、研究创新型和国际项目型人才的培养目标,在国内首先完整地提出和探索了三种土木工程特色人才(工程应用型、研究创新型和国际项目型)培养模式。
 
二、土木工程专业特色人才多元化培养模式
 
高等学校的特色专业是能够充分体现学校办学定位,在教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面具有较高的办学水平和鲜明的办学特色,获得社会认同并有较高社会声誉的专业。
 
基于我国土木工程行业大型企业特色人才战略需求,中南大学土木工程学院首创了基于“三型四优五要素”的土木工程专业特色人才培养机制,整体构筑了特色人才培养综合环境,实现了多元化的特色人才培养模式。
 
1.创建“三型”特色人才培养体系。
 
目前,丰富的、多层次、多类型的培养模式,是适应国家需求与面向经济全球化需求的中国工程教育模式[2]。根据前述土木工程人才需求调研报告,土木工程学院分别于2005、2006和2009年创办天佑班、中澳班和卓越班,制定了相应的人才培养目标、培养模式和培养方案,构建了研究创新型、工程应用型和国际项目型“三型”特色人才培养体系。
 
(1)确定了特色班级明确的培养目标。
 
研究创新型人才具有基础研究和实践创新能力,可以提升土木工程科技队伍的创新能力,满足建设创新型国家需求;工程应用型人才能够把技术原理转化为工程设计、工艺流程、运行决策,适应和支撑现代土木工程产业发展,满足中国特色新型工业化道路需求;国际项目型人才熟悉国内外土木工程设计、施工、咨询和管理理念与规范,应对经济全球化挑战,提高土木工程行业国际竞争力,满足国际土木工程项目运营需要。
 
(2)探索并逐步完善了特色班培养模式。
 
针对三种特色人才培养目标,提出了三种特色人才培养模式:科研教学协同、国际合作培养和校企联合办学(见表1)。初期探索阶段,各种特色班人数都在30人左右。目前,教学体系日趋成熟,教学资源逐渐丰富,形成的教学成果正逐步向土木工程专业普通班(6个班,约480人)推广,学生受益面曰趋扩大。
 
(3)制定了详细的培养方案。
 
依据“知识、能力、素质协调发展”的要求,以中南大学土木工程专业“重基础、宽口径”复合型工程人才培养为基础,针对各个特色班的培养目标,土木工程专业特色教学委员会为各个特色班制定了单独的培养方案,体现了培养方案的标准化和个性化有机结合。
 
天佑班执行“科研与教学协同”模式,培养方案强调夯实基础知识、拓展专业课程、注重学科交叉、配备研学导师和参加创新训练。为了夯实基础知识,天佑班增加了专业基础课程(如结构动力学、弹塑性力学、建筑材料实验等),并积极组织参加力学、结构模型和混凝土等国内、国际大赛;天佑班拓展了专业课程,包括土木工程专业桥梁、隧道、道路、铁道和建筑结构工程等5个专业方向的课程,专业课程向广度和深度拓展。天佑的建设过程中还非常注重学科交叉,中南大学土木工程学院拥有“土木工程”和“交通运输工程”两个国家—级重点学科,还有‘‘工程力学”‘‘工程管理”和“消防与安全工程”专业,开设项目管理、工程安全和信息技术等方面课程。此外,学院还为天佑班配备了研学导师、参加创新训练;天佑班按3?4人为一组,配备研究型教授作为学生的研学导师,指导大学生创新创业选题或直接参与导师科研项目。
 
中澳班执行“国际合作培养”模式,培养方案强调培养体系国际化、教学团队国际化和考核方式国际化。培养体系国际化是指中南大学土木工程学院与澳大利亚Monasli大学对中澳班的培养方案充分探讨,形成无缝接轨的课程体系,实现学分互认。中澳班学生前2年的部分课程请Monasli大学教授来校授课,后2年在国外研修专业课程,我校派教师去Monash大学合作指导学生学习,实现教学团队国际化。此外,对中澳班进行国际化的考核,以双方接受的方式对学生进行考核。
 
卓越班执行“校企合作培养”模式,实行校企深度合作。高校和企业联合培养人才机制的内涵是共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量。培养方案强调双师教学、双证培养和双基实践。双师教学是每门专业课程有近1/3课时由企业教师授课。目前受聘的企业教师有22人,09、10级卓越班已相继聘请世界500强和国内500强的大型施工、设计、咨询企业的教授级高工、设计大师来校授课,大大开拓了学生视野。双证培养是指学生毕业时,除了本科毕业证外,鼓励学生积极参加部分职业资格考试,获取各种职业资格证(基础考试)。双基实践是指实践教学培养主要在校内实践基地(国家级土木工程实验教学示范中心、高速铁路建造技术国家工程实验室、重载铁路工程结构教育部重点实验室)和校外实践基地(2个国家级工程实践教育中心和其他课程实践基地)。
 
2.凝聚“四优”特色人才教育资源。
 
“四优”教学资源是指土木工程学院的“优势学科专业、优质教学团队、优良实践环境、优秀教学管理”凝聚“四优”教学资源,打造特色人才培养的“学科专业平台”“师资队伍平台”“实践教学平台”和‘‘教学管理平台”。
 
(1)依托优势学科专业,创建特色人才培养的“学科专业平台”
 
中南大学土木工程学院拥有土木工程和交通运输工程2个国家一级重点学科,道路与铁道工程、桥梁与隧道工程、岩土工程3个国家二级重点学科,还有2个湖南省重点学科。土木工程专业被批准为国家“第一类特色专业建设点”也是国家“综合改革试点专业”。此外,土木工程学院还有实力较强的工程力学、消防工程和工程管理专业,为土木工程专业特色班学生开设大量跨平台选修课,有力地夯实了学生的力学基础,也拓展了学生在工程安全与项目管理方向的视野,实现了多学科融合,为培养“厚基础、宽口径、懂管理”的土木工程专业复合型人才奠定了坚实的学科专业基础。
 
(2)打造优质教学团队,创建特色人才培养的“师资队伍平台”
 
成立首席教授负责的课程教学团队,通过绩效考核办法和相关制度,规定各团队的首席教授和骨干教师必须为特色班(天佑班、中澳班和卓越班)授课。由于这些教师既是具有丰富教学和科研经验的教授、也是具有国际视野的行业领军专家,为培养“工程应用型”“研究创新型”和“国际项目型”土木工程人才提供了优质的师资基础。
 
(3)营造优良实践环境,创建特色人才培养的“实践教学平台”
 
实践是工程的本质特征,导致工程师质量低下的主要因素之一是实践教学不足。在土木工程专业标准化培养方案的基础上,制定特色班的个性化培养计划。三个特色人才培养方案中开设独立的实验教学课程,实现一个独立的实验课程教学体系。目前,独立开课的实验课程有:结构试验、道路工程实验、土力学实验、土木工程材料实验、基础力学实验、燃烧学综合试验、建筑防火设计综合试验和建筑消防自动化技术试验,共8门课程、13个学分,占总学分6.5%。中南大学土木工程学院依托国家重点实验室和实验示范中心,为特色班学生着重建设了以下实践教学平台:①本科实验教学平台。依托土木工程实验教学中心(国家级实践教学示范中心)和力学实验教学中心(湖南省级实践教学示范中心),完成了特色班培养方案所要求的58项基础性实验和综合设计性实验,涵盖结构工程、土木工程材料、路基路面、岩土、防灾和仿真6大???。②创新实验教学平台。依托“高速铁路建造技术国家工程实验室”“重载铁路工程结构教育部重点实验室”“土木工程实验教学中心”结合“大学生创新、创业计划”“大学生自由探索计划”研学导师的各种纵向和横向科研课题和企业实验项目,每年为特色班开设研究创新性实验30余项,促进特色班学生研究创新能力提升。③课外科创活动创新平台。该平台是土木工程学院学生工作办公室组织学生开展课外活动、学科竞赛的能力训练平台。
 
(4)推进优秀教学管理,创建特色人才培养的“教学管理平台”
 
在日常教学管理体系中,创建了特色班教学管理、双导师管理、企业实践管理和教学档案管理等规章制度,内容涵盖特色班学生曰常教学管理、校内外实践教学管理、校内外导师管理、开放实验教学和研究创新实验教学等方方面面,形成了高质量教学的保障体系,体现了特色班精细化和制度化的教学管理,保证了特色班教学始终处于有效控制、充满活力和动力的状态。
 
3.加强特色班级人才培养“五要素”
 
(1)导师队伍。
 
在省级教学团队基础上,土木工程学院为每个特色班选配8至10名“三并重”工程教育与工程研发并重、工程教育与工程实践并重、国内工程与国外工程并重)研学导师,形成优秀导师队伍,每个导师负责3?4名特色班学生。“工程教育与工程研发并重”指为“天佑班”配置的工程教育和工程研发相结合的导师,既有丰富工程教学经验,又是学术造诣深厚、有国家级科学研究课题(如:自然科学基金等项目)的博士生导师;工程教育与工程实践并重”是指为“卓越班”配置的工程教育和工程实践相结合的导师,兼具丰富工程教学和工程实践经验(如:善于工程教育的注册岩土工程师、注册结构工程师、注册造价工程师、注册监理工程师、公路检测工程师等)。校内开设“卓越讲堂”已有13门课程邀请企业教师到学校为特色班授课,每年授课110学时。“国内工程与国外工程并重”是指为“中澳班”配置掌握国内外土木工程行业规范、熟悉国际工程管理的导师。
 
配备“三并重”导师的目的是以导师的工作和学习经历,培养专业基础素养、创新能力、实践能力和树立国际视野;让学生尽早了解专业、热爰专业、激发学习兴趣、激发研究创新热情;指导学生日常学业、帮助学生“创新创业项目”选题,引导学生尽早进入工程实践环节和科研创新阶段。
 
(2)课程体系。
 
课程体系建设直接关系到土木工程专业特色人才培养目标的实现,因此,在标准化的土木工程专业课程体系基础上,着重对特色班个性化的课程体系做了细致研究。
 
课程体系分为宏观与微观2个层次。宏观层面,课程体系是指所有课程的构成,应主要解决课程功能??榛?、各专业方向课程组合等问题。按照“精选通识教育???、加深专业基础???、拓展专业课程???、扩大实践教学???rdquo;的总原则设计和实践特色班的课程体系。为固化多年课程体系改革成果,宏观层面的课程体系改革成果已用于制定2012版土木工程专业特色班和普通班的培养方案。在该版培养方案中,集中实践环节和选修课学分占总学分的49.7%,其中集中实践环节占总学分26.6%(包含工程实践、毕业设计、课程设计、单独实验课程),选修课占总学分231%,充分体现了加强实践环节和个性化培养的总体指导思想。微观层面,课程体系是指授课内容的规划(深度、重点和难点),应着重解决课程的学时、学分以及各门课程的主要内容等。对5个专业课程群(铁道工程、道路工程、桥梁工程、隧道工程和建筑结构工程),通过减少理论教学学时,增加课程设计、课程实习、大作业等实践环节的学时,请企业导师参编教材等措施,探索和总结了一套以实践教学为主、理论教学为辅的课程教学模式。
 
宏观层面和微观层面课程体系所包含的内容相辅相承,不可分割。宏观课程体系是纲,是课程体系的规划;微观课程体系是目,是课程体系具体实现,纲举目张。因此,特色班课程体系从宏观和微观两个角度去设计和实现。
 
(3)教学方法。
 
教学方法服务于教学理念、内容和手段。在特色班教学活动中,以提升教学效果和教学效率为目的,积极推进“三注重四结合五延伸”教学方法。
 
注重基础概念教学、注重分析能力培训、注重创新能力培养,体现正确处理知识传授与能力培养的关系。
 
将土木工程传统知识传授与最新技术进展相结合、将专业知识传授与现代信息技术相结合、将书本知识传授与教师的科研成果介绍相结合和将基本概念传授与工程案例教学相结合,体现正确处理传统知识与现代技术的关系。
 
将课堂理论教学内容尽量融入或延伸至实验教学、课程设计、毕业设计、学科竞赛和课外科技创新活动等实践环节,充分调动了学生在实践中学习专业理论的积极性,提高了学生分析问题与解决问题的能力。这体现正确处理课内教学与课外教学的关系。
 
(4)学习方法。
 
工程教学应以学生为中心、以活动为中心,为学生营造自我体验、自主学习、自由创造的环境,让学生开展基于项目的学习,在做中学。实践表明,通过教学方法创新和实验教学流程再造能有效转变学生被动学习地位,培养学生积极的学习方法??翁庾樘岢?ldquo;以学生为中心”重点研究与实践特色班学生自主型、协作型、研究型和创新型四种学习方法。以教学方法创新、专业基础素质培养、学科大赛、大作业、大中型综合试验等环节激发学生专业兴趣,引导学生课前预习、课中思考、课后复习的自主型学习方法,培养学生分组讨论、分工合作、互相促进的协作型学习方法。
 
(5)竞争机制。
 
对特色班学生引入竞争,形成多出口淘汰和激励机制。本科四年教学过程中,特色班实行滚动式末位淘汰机制。以每学年学生的综合成绩作为重要评价指标,未能达到要求的学生将转入普通班学习。每学年普通班中品学兼优的学生可以申请转入特色班。对于中澳班,外语成绩不能达标的学生在大三阶段自动转入普通班。淘汰制极大促进特色班学生不断努力学习,提高自身综合能力。每年都有2?3名学生转出或转入各特色班。
 
特色班保研或直博名额要多于普通班,激励普通班优秀学生申请转入特色班。每年都有20名左右的特色班毕业生保送到国内土木工程专业前十名的高校读研究生,还有30名以上的学生保送本校读研究生或直博。中澳班赴澳学习的学生,大多申请了澳大利亚、美国和英国知名高校继续研究生阶段学习。
 
三、研究成果推动土木工程专业建设和学科发展
 
多年来,特色班的培养模式、教学体系(培养方案和课程体系)、教学模式、教学平台(包括实践平台)、教学队伍的建设极大推动了全院土木工程专业建设和学科发展,显著提升了教学质量。
 
特色班学生在知识、能力、素养方面取得的成绩对全院教师在教育思想上形成极大冲击,增强了全体教师的教学改革动力和积极性。大多数教师对学院的教学改革从被动接受转变为主动关心和积极参与。学院适时推出网络化、数字化的实践教学改革课题(共有52个子项),得到普通教师积极参与,并取得大量教改成果,建成了数字化共享实践教学平台(包括各专业的课程设计、毕业设计、虚拟实践和虚拟实验等)。
 
特色班的培养模式(科研教学协同、国际交流合作和校企联合培养)突破了传统的、单一的培养模式,实现了土木工程专业多元化培养模式,在教学管理层和教师中形成了多元化的培养理念。
 
特色班的教学体系极大推进土木工程专业培养方案和课程体系改革,2008版和2012版土木工程专业(普通班)培养方案和课程大纲都体现了科研内容进入课程教学、企业生产项目进入实践教学。
 
特色班的教学方法(三注重”“四结合”和“五延伸”使广大教师从传统的、单一的课堂授课方式转变为多途径的、渗透式的教学方式,显著提高了普通教师教学水平。通过宣传特色班“四型”的学习方法和主动引导,极大提高了普通班学生的学习积极性,从被动学习转变为主动学习、协作学习。
 
特色班的实践教学得到落实。在高速铁路建造技术国家工程实验室、重载铁路工程结构教育部重点实验室、国家级土木工程实验示范中心开辟了综合性和创新性实验平台,极大改善了原有的实践教学条件。
 
特色班的“三并重”师资队伍建设,使传统的、单一的校内师资队伍在短期内低成本地扩展为校企联合师资和国际师资,有效改善了师资队伍结构建设。
 
四、总结
 
“土木工程专业特色人才多元化培养模式研究与实践”不同于传统的“精英人才”培养。本课题为满足大型企业对三种特色人才的战略需求,在传统的、单一的人才培养模式基础上,研究与实践了多元化的人才培养模式。研究过程和实践成效体现了教育为社会发展服务的理念,体现了主动服务行业企业需求,体现了实事求是、勇于创新的精神,体现了走中国特色新型工业化道路要求,体现了全面发展和多样化的人才观念。
 
作者:王卫东,彭立敏,余志武,谢友均(中南大学土木工程学院院长助理、副教授;中南大学土木工程学院副院长、教授、博士生导师;中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室主任、教授、博士生导师;中南大学土木工程学院院长、教授、博士)

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