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1 土木工程信息化的特点和内涵
1.1 土木工程信息化内涵
从技术方面来看,土木工程的信息化是以相关的信息技术资源作为开发和利用的核心,通过网络技术手段、通信技术手段等作为依托而进行新技术发明和扩散的过程,这种技术手段可以实现土木工程信息的共享和在线,以快速敏捷并且产生互动的方法来提供相关信息的支持度和完整度,以用来解决问题。
从行业角度来看,土木工程的信息化是一种通过信息技术对其建设和管理水平全方位提升的过程,它包括企业管理、设计、质量监督等多个领域,在面对我国的实际方面尤为重要,它可以快速有效的解决多方面的不均匀矛盾,促进全方面的技术发展和进步。
1.2 土木工程信息化特点
土木工程的信息化有着明显的知识化和经济化特点,它的核心生产是相关方面的信息、知识内容和技术,将网络技术作为道具,其资源生产、应用以及运输都成为了土木工程的信息化本质的表现。
土木工程的信息化具有三大属性,分别是远程性、互动性和实时性,也就是在任何的时间和空间内,都可以为土木工程的相关服务内容展开互动,完全的打破了时间和空间的限制。
2 土木工程信息化的战略和目标
利用现代化的信息技术网络来改造和提升传统中的土木工程,这样可以使信息进行互联、共享和互通,同时优化产业的结构,使得资源在配置方面更加的具有合理性,最终形成新的产业——土木工程信息化。
可以通过远程的政务、网络办公等方式方法,形成一个高效率的、透明化的、廉洁的政府监督管理系统,快速有效地提高行政管理部门的建设决策水平、服务水平和总体管理水平,这样推动建设公平公正的市场有着重要的意义。
土木工程是我国国民经济发展中的支柱型产业,它利用土木工程的进步,以此来带动相关的产业发展,培育出新的经济增长方面,更加有效的服务于国家的经济建设。
3 土木工程信息化的实施和框架
土木工程的信息化包含了三个方面的内容:土木信息的技术、土木信息的学科和土木工程的信息化产业。
3.1 土木信息的技术
这种技术是将网络、通讯网络、信息的接收终端等现代化信息技术作为基础,加入土木工程自身的特殊性、以及其信息化的特点和目的,仅在土木工程的信息化实施的建设技术平台上构建,它的主要内容包括了土木工程的信息网络、土木工程的信息接收终端、土木工程的信息网络传输的指标以及土木工程的集成和交互体系四个方面。
3.2 土木信息的学科
这是把传统的土木工程和现代化的信息技术互相结合后形成的一个学科,它的任务是建立在土木信息的技术发展基础之上的,结合了社会的资源和相关的学科建设,并从经济、政治、法律和技术等多个方面对土木工程的信息化进行了全方面的研究和摸索,同时为土木工程的信息化建设提供了学科方面的支持,培养出大量的专业性人才。
3.3 土木工程的信息化产业
随着土木工程的信息技术的应用,将会引起整个土木工程的产业结构进行重新的调整和资源重新的结合,它对土木工程发展中出现的矛盾进行了快速有效的制约,使得原本粗放型的产业结构模式变得更为整体化,最终形成新的产业——土木工程信息化。
4 土木工程信息化的实施和对策
通过多年的努力,我国已经具备了十分良好的土木工程的信息化基础。只是,在建设过程中还需要更加有效的对策对其进行维护和管理。
对土木工程的信息化有更加端正的认识,清楚的认识到其发展的趋势,同时也是提供了一次有利于发展的基于,认识的角度要全面,不仅认识到土木工程的此次发展的急迫性,还需要认识到土木工程的信息化是一项系统的工程。
加大对土木信息科学技术方面的发展力度。将现代化的网络信息技术作为基础,与土木工程技术的特点相结合,全方面的开展土木信息科学技术的研究,这可以作为土木工程的信息化实施中技术方面的保证措施。大力的培养不仅懂土木工程,还详细了解信息科学技术的多方面复合型人才,建设起一批主要从事于土木工程的信息化科学技术的科学研究机构和企业,这也是对土木工程的信息化物质建设做出保证。
清楚的认识到学科对产业带动的重要性,大力推动信息学科的建设。土木工程的信息化是一项关系到民生的大型产业,如今,土木工程技术还是我国在国民经济方面的主要支柱产业,需要从人才、教育、科研等文化方面推动土木工程的信息化发展,达到这一目的,学科的建设是最佳的选择途径。
与社会的力量相结合,合理的配置社会方面提供的资源,在政策方面和体制方面,推动土木工程的信息化一新产业,使土木工程的信息化工作顺利的进行,同时,提高土木工程专业委员会等相关方面的积极性,更加积极的开展国际之间的经济方面技术合作。
5 结语
土木工程的信息化建设,是实现我国土木工程方面建设的需求,同样也是土木工程在未来的国产中需要经历的必然战略任务,除此之外,土木工程的信息化可以提升我国整体的国力,是实现富国富民这一理想的一个大支柱,其具有十分深远的意义。
参考文献
[1] 彭建国,王晶.土木工程的信息化建设[J].黑龙江科技信息,2009(11).
我国土木工程也同样存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新;土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉;可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制;大体积混凝土的施工质量控制;预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制;大型桥梁悬索受力的控制;幕墙的生产和加工控制;高温高压的焊接质量控制;建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理,更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理,更优化的决策管理、计划管理,更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富,为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境,促进新技术的采用和人力管理理念的创新,对更有效地提高生产率提供了可能,也促进了企业文化的升级。关于工程项目管理,正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言:工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的,多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念,这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有:
1.项目计划的编制。
在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”,对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排,同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、设计和投资进行分析和比较,在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务(关键线路)以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.项目跟踪过程。
软件对于工程进度能够进行动态管理和控制,它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标,要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机,也就是真实、实时地反映工程进度,分析工程进度数据,及时反映工程项目的变化。
3.项目的分析、控制与优化。
由于管理软件实现了广义的网络技术,项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(或既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域,甚至会进入货物及其流通的细微部分,使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能,同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制,促进市场健康发展。
人才上网,网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题,对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说,现代建筑企业更加依赖网上技术研发,依赖网上人才库,只有这样,才有可能使企业做大做强。
Abstract: As a process of development of human society have made outstanding contributions to the project and civil engineering industry in the long history of development changes experienced by the experience of the type of civil construction, to the mechanization of civil engineering and construction, to the information civil construction of three important step in the link, the progress and development of every aspect of architectural engineering and has laid a solid foundation to deeper, farther direction. This article will combine with years of practical experience; provide a simple exposition of civil engineering in the development of contemporary society, for reference.Key words: civil engineering; development; the status quo; toward
中图分类号:TU-098.6文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)06-0020-02
0引言
土木工程作为一项对人类发展进程产生重大影响的产业,随着经济形势的发展已逐步成为了一项国家建设的支柱性产业,成为国家发展、人们生产生活所不可或缺的行业。特别是在近年来,随着建筑科学的不断发展,土木工程建设理念得到了革命性的变化,大量的新材料、新技术的使用促进了建筑工程行业的发展越来越与时代需求的相结合,为人类社会和生产生活提供了更大的便利。
1土木工程的历史发展概况
土木工程起源于人类对于原始木料石块的堆砌,然后逐步发展成为较专业性的结构组织建设,然而真正意义上的土木工程专业开始于了18-19世纪的工业化发展。不仅为建筑工程提供了更多科学的理论依据,更为建筑工程发展提供了强有力的机械设施保障。在这一阶段,土木工程的建设范围极大的扩大,功能不断地丰富,在要求结构的完善的同时。也对外观和内在审美需求有了一定的要求。力学理论和科学的审美标准,促使土木工程走上了一条规范化发展的道路。专业的建筑公司,在实验理论的指导下,做出了很多跨时代工程。在这个时期,最伟大的建筑材料之一,钢筋混凝土出现了。
现代土木工程建设是指第二次世界大战结束后至今天。在这一段时间,信息技术大规模应用在土木发展过程中。精确化、科学化施工,光电测定、遥感观测、信息集成评测手段运用在施工中。在这一时段,理论与实践紧密结合。实验室与建筑工地的信息几乎同步交流。伴随着化学技术的发展,新材料被开发出来。随之而来的是超高建筑,特异性建筑的出现。这一阶段,土木工程已经不是一个学科了,而是部分学科的总集成。
2信息化技术在当代土木工程中的运用
土木工程的分类很广,包括建筑、水利、公路、铁路、桥梁、矿山、机场及港口码头等建设行业和领域,直接从业人数上亿,是我国重要的支柱产业。土木工程的发展,影响到我国经济的发展。在新的时期,我们要采取信息化策略,实现土木工程信息资源的共享,打破经验性、流动性、地域性等对土木工程发展的限制,进而实现土木工程管理、技术的跨越式发展。
2.1信息化在土木工程中的意义。土木工程信息化是一个利用信息技术对土木工程建设与管理水平整体提升的过程,是指在全国乃至全球范围内以土木工程信息技术资源的开发利用为核心,以网络技术、通信技术等高科技手段为依托的一种新技术扩散的过程,通过实现土木信息的在线与共享,以随时、随地、互动的方式提供土木信息支持和完整的问题解决方案。经过20多年的努力,目前我国已具备了良好的土木工程信息化基础。如国内网络基础设施建设取得巨大进步,建设系统主要的基础网络设施建设也基本完成,积累了进一步运营发展的经验,另外国内一批高科技公司为建设领域提供了高质量的软件。它涵盖了政府监管、企业管理、教育培训、勘测、设计、施工、监理、质量监督等诸多领域,尤其针对我国实际,土木信息化有效地解决了工程建设量大面广与信息知识资源分布严重不均的矛盾,促使了整体的技术进步。主动地为土木工程界提供信息服务,完全打破时间、地域等的限制。
2.2土木工程信息化的实施对策。首先应该端正认识,看到信息化是土木工程发展的趋势。其次要下大力度发展土木信息技术。在现代网络技术的基础上,开辟新的空间,以专业的技术支持,建立信息资源交流平台。培养具备信息化素养的工程师和设计师。培养能够熟练使用各种先进电子设备的技术工人。再者,应该校企结合,实验室与施工工地结合。以学科优势带动产业优势。必须从科研、人才、体制、教育培训等方面全面推动土木信息化。最后,应该整合社会力量,合理配置资源,在政策和体制上推动土木工程信息化这一新产业的形成。欲使土木信息化工作顺利进行,需要充分调动政府部门、土木工程各专业委员会、土木工程企业等各有关方面的积极性,采取“产、学、研、政”相结合的策略,积极开展国际间的经济技术合作,在政策和体制上形成一个强有力的、健全的推动机制。
3新材料,新工艺及新理论的发展
在科学理论方面,理论研究的精细化,力学、结构动力学,数学和统计学的发展,为土木工程提供了更加完备的技术支持。大型计算机的普及应用,从材料特性结构分析、结构抗力计算到极限状态理论,在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入,使现代土木工程取得了许多质的进展。
复合材料高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展,先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速,为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。
在施工工艺方面,各种大型或手持机械与施工方法的有了很大的丰富。便利的机械设备不仅解决了一系列施工难题,而且提升了施工效率。同步液压千斤顶,滑模,直升机安装天线,用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术,使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设成为可能。在先进机械设备与电子设备的支持下,我们可以建造许多以前不可能完成的项目。
4我国土木工程在未来的发展方向
我国新时代的土木工程发展方向,应该以科学发展观为主导,大力加强信息化建设,积极进行理论突破和技术攻关,引进高效管理办法,突出我国的优势。具体要做到以下几个方面:
4.1以科学发展观为先导,大力发展新技术,新工艺。使用环保材料,节能措施。在工程的设计方面就要考虑到环保要求。优化方案,节约资金,用最少的资源满足最高的质量要求。尽量的利用可回收资源,节约用水用电,保护施工现场植被和生态环境。
4.2大力加强信息化技术建设。通过利用现代信息网络技术改造提升传统土木工程,实现信息互通、互联与共享,优化产业结构,促使资源配置更加合理,并最终形成土木工程信息化这一新产业。整合社会资源,结合网络社会的优势,建立专业的土木信息系统。重视复合型的技术工人的培养,要在教育和岗位再培训方面下功夫。
4.3引进先进的管理经验。不断地学习外国的高效管理模式,规范公司的施工章程,从人员的组织和公司制度上提升生产效率。提高施工人员和项目部管理人员的素质并制定相应的培训考核机制,以促进施工人员不断提高自身素质。另外,还可以通过采取激励措施并实行人性化管理,以充分调动施工人员的主动性和积极性,从而有利于保证工程项目的施工质量。
5结论
土木工程是一项影响我国国计民生的大工程。在新的时期,我们要结合社会科学和时代潮流发展趋势,细致密切的研究国民的需要,争取为人民建造出最符合要求的工程。采取恰当的措施,运用网络化信息化优势,建立高效的土木建设信息化平台。又要校企结合,为我国未来的土木人才做储备。相信我国的土木建设人员一定会乘着新世纪的发展潮流,捉住机遇,实现飞跃式的发展。
参考文献
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)25-0087-03
一、引言
随着国家“一带一路”战略规划和大量基础设施建设的逐渐开展,建设领域对土木工程人才的实践创新能力的要求也越来越高。为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》的重大改革项目,教育部联合有关部门和行业协(学)会,于2010年6月23日在天津大学召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,以适应社会对人才需求的要求。目前,国家注册工程师制度作为一种执业资格考试制度,门槛和技术要求都很严格或者可以说严谨,通过难度大。但通过考试取得了注册执业资格后,这些人中的绝大部分都成为了工程行业中各个部门的技术或管理骨干,同时也得到了社和行业的极大认可。所以,国家注册工程师制度既明确了一个工程师所具备的执业技能和资格,又是对高校土木工程教育所培养出来的人才的一种行业检验标准。而如何对土木工程专业培养模式进行改革,培养出具有扎实专业理论基础、较强工程实践能力和创新能力的卓越工程师人才,也是高等院校和土木行业共同面临和亟需解决的问题。
二、卓越土木工程师人才培养计划实施面临的困难
“卓越工程师教育培养计划”主要有三个特点:(1)学校按通用标准和行业标准来培养工程人才;
(2)要强化培养学生的工程能力和创新能力;(3)行业企业深度参与到土木工程人才的培养过程中来。针对当前工程界对土木人才能力要求的变化和高校土木工程专业教育的现状,“卓越土木工程师人才培养计划”需大力加强培养学生的工程能力和创新能力,但从近年来各高校对“卓越工程师计划”实施的情况来看,还存在许多亟需解决的问题。
1.企业参与人才培养动力不足:从安全风险到经济效益,都导致了企业参与高校土木工程人才培养动力不足问题的出现。
2.高校的企业资源短缺:实习企业常常是靠研究课题组教师成员的个人资源和个人能力,而教师个人资源中的企业未必是“卓越土木工程师人才培养计划”对口的企业和施工工地。
3.执行卓越计划的师资困难:由于高校和企业各自的工作性质和评价体系等方面的问题,导致高校与企业的师资队伍还不能完全满足“卓越计划”对师资能力方面的要求。
4.学生的积极性不高:工程活动的简单重复性和工程实习完整度差等问题都影响了学生执行“卓越土木工程师人才培养计划”的积极性。
从以上分析可知,卓越土木工程师计划的主要目的就是加强培养学生的实践能力和创新能力。然而由于客观和主观的因素,导致其在实施过程中存在许多问题,再加上学生的实践能力与创新能力在培养过程中应当如何考核,标准怎样制定等诸多问题的存在,也在很大程度上影响了卓越土木工程师计划的深入实施。上世纪90年代开始实施的注册工程师执业制度明确了土建行业从业人员的基本素质要求,为我国高校卓越土木工程师人才的培养提供了一定的培养方向。
三、注册工程师制度对土木工程人才能力的要求
目前国家建设部组织的注册工程师执业制度中提出了一名合格的从业人员所应具备的能力素质要求,其素质能力考核主要涉及两方面的内容,即基础知识考试和专业知识考试。与土木工程专业相关的几大注册工程师考试科目(2015年)如表1所示。
从以上考试的科目和内容来分析注册工程师执业制度对土木工程从业人员基本能力素质的要求,可以看出,几大注册工程师制度基础考试科目在一定程度上反映了工程行业对土木工程专业毕业生基本知识结构的要求;而专业考试是以工程案例分析形式体现,与规范是同步更新的,着重考核的是从业人员的实际工程实践能力。因此,注册执业资格考试是从实际工程出发,注重考查土木工程技术人员是否具备扎实的专业基础理论知识、解决实际工程问题的能力及相应的规范、法律法规、标准知识等,这也是国内外土建行业对卓越土木工程师人才能力素质的基本要求。
四、卓越土木工程师人才培养模式研究
从以上分析可知,“卓越工程师计划”和注册工程师执业制度对工程从业人员的能力素质要求是基本一致的。高校土木工程专业必须结合自身的行业特色,充分利用长期以来积累沉淀下来的人才培养经验,再结合时展对人才能力要求的具体变化,积极探索新的人才培养模式,培养出基础知识扎实、专业素养较强的卓越工程技术人才是卓越土木工程师人才培养改革的必然方向。现以仲恺农业工程学院土木工程专业为例进行研究。
1.按通用标准和行业标准制订卓越土木师人才的培养方案。(1)本校遵循教育部和专业指导委员会制定的普通高等学校土木工程本科专业通用标准来进行仲恺农业工程学院土木工程专业的人才培养,并进一步优化了本校土木工程专业人才的培养方案。以中华人民共和国教育部高等教育司2012年9月制定的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》对土木工程本科专业的规定和高等学校土木工程专业指导委员会2011年10月制定的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》来优化土木工程专业人才的培养方案。(2)本校重点按照《土木工程行业标准》来修订土木工程专业人才的培养方案,突出注册工程师执业考证的理论教学,强化本科生实践创新能力的培养,同时也采用了灵活的学分机制和考核制度。对于土木工程专业,我国已建立了比较成熟的土建类注册工程师制度,并且在企业工程中严格执行,所以仲恺农业工程学院的土木工程本科专业将以土建类注册工程师执业考证制度作为行业标准来具体修订本校土木工程专业人才的培养方案。其中,基础理论考试知识已包含在国家通用标准内容里面,专业考试主要包括专业知识和工程案例分析。总之,在本校土木工程专业人才的培养方案中将新建土建类注册工程师执业考证理论教学模块与专业考试的专业知识相配套,强化了本科生实践创新培养与专业考试的工程案例分析,以此来实现按执行行业标准培养土木工程专业人才的目的。
2.构建大学生实践创新能力体系。(1)通过提出大学生创新能力学分要求,本校还大力鼓励学生申请广东省大学生创新创业训练计划项目和校级大学生创新基金项目,鼓励学生参与到教师纵向与横向的科研项目中去。(2)由教师指导学生参加校外高级别的大学生创业创新大赛。本校响应广东省土木建筑学会和中南地区大学生结构设计竞赛组委会的号召,选拔出优秀的土木工程专业学生,积极参加“广厦杯”粤港澳高校结构设计信息技术大赛、“中辰杯”中南地区大学生结构设计竞赛等比赛,强化学生的实践动手能力和创新能力的培养。在第二届“广厦杯”粤港澳高校结构设计信息技术大赛中,本校土木工程专业获得了两个二等奖、两个三等奖、三个优胜奖。(3)有计划地举行城市建设学院“筑梦飞”大赛。“筑梦飞”建筑设计大赛作为本校城市建设学院大学生创业创新专业的竞赛品牌项目,对培养学生的自我创新意识、设计思维潜能、工程实践素质、团队协作精神及学生把书本知识综合运用于实践等提供了良好的平台。至今,本校城市建设学院“筑梦飞”大赛共举行了四届,比赛的内容与形式经过不断地摸索和改进,逐步形成了符合土木工程专业人才的培养目标,且凸显了土木工程专业特色的比赛体系。目前,大赛已形成以力学架构制作竞赛、CAD技能竞赛、测量技能竞赛和建筑设计竞赛四个子项目为主的专业竞赛体系。在专业改革试点期内,本校近期目标是力争使土木工程专业学生的参赛率达到60%以上,远期目标是使土木工程专业学生全员参与该项赛事。同时,邀请广东其他高校土木工程专业学生参加,提升“筑梦飞”大赛的品牌效益。
3.加大行业企业参与培养过程的力度。(1)巩固和发展实习基地。与其他质量工程项目一道,巩固和发展现有实习基地的教学功能,不断完善实习基地硬件条件,为本校土木工程专业本科生的实践教学创造良好的实验条件。同时,进一步拓展新的实习基地,通过搭建校企产学研合作平台,使相关企业成为本校土木工程专业教学与科研实践基地。现有实习基地一览表如表2所示。(2)企业深度参与到本校土木工程专业实践教学中来。本校土木工程专业本科生阶段的企业培养主要包括以下两大实践环节:实习与设计,实习包括认识实习、生产实习和毕业实习等,设计主要指毕业设计。本校土木工程专业重视校企协同培养,特别设立了五大实习课程。学校与企业一道制订企业参与实践教学的培养计划,使之更加适应企业实际工作环境,学生在企业技术工程师和学校教师的共同指导下参与到实践中去。
4.“双师型”师资队伍建设。打造“双师型”教师队伍,一方面,本校要求实施“卓越工程师”培养计划的专业教师必须积极到企业中进行一定的实践锻炼,通过参与企业技术开发、产品研制,申请与企业相关的横向项目,提高其工程实践能力,同时本校还要求有一定比例的教师必须获得一级注册建造师、一级注册结构工程师、一级注册土木工程师(r土)、注册造价师资格等。另一方面,本校还推行“企业导师制”,积极选聘企业中具有丰富工程实践经验的优秀技术骨干人员担任部分土木工程专业课程教学或指导本校土木工程专业学生的毕业设计等实践环节。
五、结语
目前国家“一带一路”战略规划、城镇化建设和大城市基础升级,让土木工程的发展面临着大量的需求与机遇。结合国家土木建筑行业注册工程师制度,开展高校土木工程卓越工程师人才培养模式研究是十分必要的。卓越土木工程师人才培养计划是改变了传统的教育理念和培养模式,把科学素养、技术能力、工程素养、创新潜质、领导才能、活动能力等融合在一起,培养出能够针对不同工程制定最佳规划、设计和建设方案,并负责实施的卓越土木工程人才。而注册执业资格制度则是一种从业人员的准入制度,其明确了对从业人员的能力要求,在一定程度上也是对培养人才执业水平是否合格的一种评价。因此,适应国家注册执业制度要求,按土木工程通用标准和行业标准培养工程人才,强化培养学生的工程能力和创新能力,推动高校与企业共赢合作,才能真正培养出适合我国国情、地区经济发展和高校实际的卓越土木工程师人才。
参考文献:
[1]黄明奎.执业制度下卓越工程人才培养模式分析[J].成都师范学院学报,2014,30(9):106-109.
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[3]鲁正,武贵,吴启晨.德国高等工程教育及启示[J].高等建筑教育,2014,23(6):54-58.
[4]赵文军,孙静,赵永江,等.土木工程专业卓越工程师教育的改革与实践[J].民营科技,2015,(3):202.
Research on the Training Pattern of Civil Excellence Talents Based on the System of Registered Engineer
ZHAO Jia-jian,XU Zhao-juan
(College of Urban Construction,Zhongkai University of Agriculture and Engineering,
1)教材内容陈旧。当今土木工程施工技术日新月异,并且由于出版周期的原因,一部教材都很难反映当时的新技术、新工艺,有的甚至还包含某些当时很新而实际上已经落后的技术,往往是教材中的有些内容与实际应用存在差距。当务之急是需要教师不断更新和完善教学内容。2)授课方式单一。现阶段土木工程施工教学主要是利用ppt,flash等多媒体手段,以教师课堂讲授为主,学生课后进行复习、作业的方式进行。虽然教师认真备课、认真讲课,用多媒体放映图片和动画,但是学生学习效果还不是太理想。因为土木工程施工是一门实践性很强的课程,只靠讲解和部分图片动画,不能完全掌握。而且部分章节内容彼此间的联系不太密切,有些甚至是完全独立的,学生真正掌握比较困难。3)实践环节较松散。到工地去实习是土木工程施工课程非常重要的实践环节,但现在学生去工地实都走马观花,简单参观。由于现在学生分散在各个工地,教师不能每次去检查;实习时间也较短,约为4周,施工企业出于安全等原因参与指导的积极性不大等,造成实习效果不佳。4)考核方式简单。考核大多采用闭卷形式,进行理论考试。传统的命题包括选择题、简答题、综合论述题以及计算题,学生通过突击记忆就能完成,造成考试结束后很多知识点被忘记。
2校企合作模式下土木工程施工课程改革的思考与实践
1)及时补充讲义,增加新技术。盐城工学院土木学院与几家施工企业深入合作,聘请企业有经验的工程师做导师,合作建设土木工程施工课程。教师与企业工程师讨论交流授课内容,略讲课本中一些实际已经不使用的施工技术,将最新的工程中实际使用的施工方法补充进讲义,并由施工企业提供施工的方法和工程实例。充分利用施工企业的资料资源,给教材配套典型的案例照片。2)采用多种形式教学。为了让学生更加直观的认识施工结构构造,除了使用通常图片和视频等多媒体教学手段外,由笔者设计,并参考施工企业的意见,在学校图书馆地下室,建造了模板脚手架展览室,包括墙下条形基础模板、桩基承台、梁板柱结构和板式楼梯的钢筋绑扎与模板搭设、剪力墙模板、室外双排扣件式钢管脚手架。墙下条形基础模板主要展示垫层、条基、基础墙的构造、模板搭设以及砖的砌筑方式。桩基承台主要展示承台钢筋布置、承台模板的搭设以及承台和桩的连接方式。梁板柱结构的展示主要包括板中受力钢筋、分布钢筋,梁中受力钢筋、架立钢筋、箍筋,柱中纵筋、箍筋的布置,以及钢筋之间的锚固形式。另外,还展示了梁的侧模、板的底模、柱子侧模的搭设和整个模板支架系统。板式楼梯的展示包括梯柱、梯梁、平台梁、平台板、梯段板中的钢筋布置和模板搭设,还展示了整个模板支架的支撑系统。剪力墙模板展示包括剪力墙中钢筋的布置、大模板的安装和拆除,特别是对拉螺栓的使用。室外双排扣件式钢管脚手架主要展示内外立杆、大横杆、小横杆、扫地杆、剪刀撑、脚手板、密目安全网、连墙件以及脚手架的搭设要求。这样在课堂上就可以让学生参观学习,教师结合实物讲解。采用案例教学法,由某个具体的工程实例,引导学生分析选择施工方案。还可以邀请企业工程师授课,讲授最新的施工案例。3)深入企业实习。利用暑假和第七学期的两个月时间,安排学生去施工企业顶岗实习,企业安排工程师指导。由于实习时间长,并且学生进入大四即将面临找工作,实习积极性较高,企业也愿意接受学生实习。为了及时了解学生的实习情况,盐城工学院土木学院与赞学网公司合作,要求实习学生及时上传每天的实习日志和图片到赞学网平台,校内的指导老师可以登录网络平台进行评阅打分。4)采用多种考核形式。在考试形式上,除了传统的闭卷的理论考试外,可以尝试采用综合题开卷、口试、答辩、科技论文写作等形式,让学生通过文献阅读、市场调研等形式,谈谈对某个具体施工方法的理解。这样不但能够从多个角度考查学生分析、解决实际问题的能力,还可以提高学生对教材理解、知识掌握的能力。
1土木工程专业教学计划的修订与课程体系的整体优化
目前,我国高校分为三类:重点高校、一般高校和高等专科学校。我国土木工程专业人才的需求和培养可分为三个层次:第一层次是高级研究型人才,主要由名牌大学和重点大学培养;第二层次是高级设计、施工管理人才,主要由一般本科院校培养;第三层次是生产一线技术应用型人才,主要由高职专科学校培养[4]。邵阳学院2002年升为一般本科院校,土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,无论从师资队伍、办学条件、科研能力,还是学生生源,都不具备培养高级研究型人才的条件;同时也不具备与办学历史较长的一般本科院校竞争的实力。根据土木工程专业在湖南省和全国所处的地位,将专业培养目标定位在培养懂设计、会施工、懂管理的高级技术应用型人才。据此,对我院土木工程专业课程体系进行整体优化,制定了2006级教学计划:⑴设置2个专业方向:建筑工程和道路与桥梁工程方向,制定“2.5+1+0.5”人才培养模式,即进行5个学期的专业通识(公共基础课和专业基础课)教育,2个学期的专业方向课教育,1个土木工程专业实践环节教学计划的研究文畅平(邵阳学院城市建设系湖南邵阳422000)摘要:以人才需求为目标,人才知识结构、能力结构为主线,结合专业建设实践,以突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位作为制定教学计划的依据和办出特色的基础,构建土木工程专业实践环节教学体系,以培养应用型人才。关键词:土木工程教学计划培养目标实践环节应用型人才学期的毕业实习和毕业设计(论文)。⑵拓宽专业基础,建立土木工程专业“大平台”课程体系。⑶建立“模块”课程体系,实现课程整体优化。
2以人才需求为目标,以人才知识结构、能力结构为主线,构建土木工程专业实践环节教学体系
土木工程专业是最古老的工程类专业,在世界上已有上百年的历史,在社会发展的各个时期,都需要土木工程类专业人才。我国不少高校中的土木工程专业办学历史较长,办学条件好,办学经验丰富,生源素质较高。我院土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,竞争实力弱。我们应正视自己的差距,找准自己的位置,扬长避短,办出自己的特色。⑴土木工程专业人才需求现状和人才知识、能力结构要求第一,人才需求呈多样化趋势。应用技术科技含量随科技发展而增加,用人单位对人才的需求更加务实,更有针对性,也更加迫切,既需要研究型人才,更需要应用型人才,人才的需求呈明显的多样化趋势。我院土木工程专业应顺应这样趋势,建立以培养岗位能力为中心,注重学生的技术能力培养的办学思路,在整个教学过程中始终以适应岗位需要为目的,使学生毕业后能很快适应土木工程各技术岗位工作的需要。第二,人才的专业知识面要宽。应用型人才服务的对象主要是基层企事业单位,这些单位的工作专业划分不太细,且比较综合,他们需要的不是研究型人才,而是工程一线技术把关的技术人才,要懂设计,会管理,这就要求技术人员知识面要宽。第三,土木工程实践性、社会性、综合性很强,是一个综合性的系统,培养的专业人才除了要有本专业各领域的技术知识外,还要有相应的管理和经济知识、人文社会科学理论知识和素养,以及较强的计算机应用能力等。⑵构建土木工程专业实践环节教学体系的思路社会和用人单位的人才需求和对人才知识、能力结构以及素质要求,是我们构建实践环节教学体系的依据,也是我们教学培养方向。为此,我们强调三个突出:①突出学生就业服务对象。服务对象的需求就是我们的教学培养方向,体现在课程体系上,就是要突出施工类、管理类课程的地位。②突出学生工程实践能力、职业能力的培养。土木工程专业的特点决定了人才的知识结构,更需要实践经验的积累和创造力。当然,经验的培养和积累不是一朝一夕之事。所以,我们在制定教学计划时,切实保证了各类课程实验、实习、课程设计等工程训练的时间,把计算机应用能力、管理和经济知识贯串其中。在实践环节教学中,注意把工程教育和工程训练统一起来。③突出实践环节教学的地位。作为教学型高校,应以教学为中心,而我院土木工程专业应突出实践环节教学的中心地位,既以技术基础课的教学和实践能力的培养为重点。在这方面我们有优势,第一,具有副高以上职称的专业课教师基本上来自设计、施工、行业管理等部门,他们实践经验丰富,事业心强,工作责任高;第二,这些教师能为实践环节教学提供适宜的教学工地;第三,能够较好地解决理论与实践脱节的问题。⑶土木工程专业实践环节课程体系土木工程专业实践环节课程体系包括:①课程实验类;②实习类;③课程设计类;④毕业设计(论文);⑤计算机应用类,包括贯串于实习、课程设计和毕业设计(论文)的计算机应用。超级秘书网
3阶段性成果
从2002年起,多次对土木工程专业教学计划进行了修订,今年又进行了一次大的修订,按照“2.5+1+0.5”人才培养模式,设计和优化实践环节课程模块,即“平台”类实践环节;“课群组”类实践环节;“综合”类实践环节即毕业实习和毕业设计(论文)。⑴课程实验类。占总学时约13%。包括大学物理实验,普通化学实验,材料力学实验,测量实验,土工实验等。⑵实习类。总计6~7周,包括认识实习,工程地质实习,生产实习,道路勘测实习等⑶课程设计类。总计10周,包括基础工程课程设计,“课群组”类课程设计等。⑷综合类。总计16周,包括毕业实习和毕业设计(论文)。⑸计算机应用类。包括计算机文化类、技术基础类,专业应用类等,课内安排126学时,课外安排约360学时。
4结语
专业教学计划体现了高校办学指导思想,反映了高校办学水平,“办学不应该老围着别人有什么,而应该想别人没有什么,这样才办得出特色”[5]。突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位这三个“突出”是我们制定教学计划的依据,也应该成为我们办出特色的基础。
参考文献:
[1]蒋永生,邱洪兴,陈以一.土建类专业工程素质和实践能力培养的研究与实践[J].高等建筑教育,2003(02):14~16.
[2]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0018-02
随着科学技术的进步及建设事业的发展,出现了很多新的结构形式和新的施工方法、施工工艺以及新的建筑材料,这就对土木工程技术管理人员有了更新、更高的要求,但是目前我国基建队伍中的高素质技术管理人员的比例相对较低,很难适应经济建设的需要,所以高校要加快对土木工程专业学生实践能力的培养,特别是培养卓越工程师的试点学校。作者结合自己土木工程教学的经历,将在下文对土木工程专业实习教学的改革发表几点浅见。
1 土木工程专业目前实习教学存在的问题
实习教学是土木工程专业最为活跃的实践性教学环节,在培养高素质土木工程人才的过程中有着不可替代的作用,但是目前关于土木工程专业的实习教学却存在很多问题,实际效果并不理想,致使大学生普遍实践能力偏弱,特别是创新实践能力较低。究其原因,主要存在以下几个方面的问题。
1.1 联系实习单位困难
由于在联系实习工地时要选择有代表性工种的实习工地,而工程项目涉及的工种多且复杂,所以很难联系到具有全部工种工程的实习工地。另外,有很多工地不愿意接收学生去实习,因为学生不仅不能带来经济效益,而且保证学生安全又是重中之重,还耽误施工作业,学校又不能以行政命令形式强制施工单位接受,所以学生实习越来越困难。
1.2 学生实习的集中安排与实习内容脱节
传统的教学计划一般将实习集中安排在学期初或学期末或某一集中时间段,而没有考虑工程的实际状况。由于工程项目受到项目规划、工程规模、复杂程度、施工条件以及季节等因素的影响,所以实习期间所面临的工程状况会有很大差异,因此,在实习内容上无法保证实习的质量。另外,学生实习的时间一般是1~4周,而实际工程的施工过程比较漫长,在这段实习时间里学生只能了解到整个工程的一个或几个分项工程的施工过程,无法对整个工程的施工进行总体了解,学生的实习内容和实习效果就不理想。
1.3 实习指导教师人数不足,教师的实践能力不强
由于高校扩招,学生人数逐年增多,而教师的数量相对来说较少,对于外出实习,老师们往往表现出力不从心。另外,实习带队老师多以青年教师为主,他们虽然具有一定的理论知识、专业知识,但是缺乏实践经验和组织能力;往往是领着学生走马观花的简单看看,再加上学生本身对实习不重视,因此使实习效果不理想。
1.4 实习经费不足
实习教学计划是在实习经费充足的前提下制定的,而目前高校实习经费不足已成共性问题。由于学校对人均实习经费的投入标准,多年不发生变化,因此,已经不能适应目前物价大幅上涨,校外实习基地的住宿费、餐饮费也随之上涨的情况。现有的实习经费只能勉强维持在本地实习,如果到外地实习,差旅费、住宿费等开支成倍增长,经费缺口很大。因此,为了节省经费,很多学校不顾实习效果,改变实习地点,甚至减少实习次数,缩短实习时间,将实习改为参观等,这些做法与提高教学质量是背道而驰的[1]。究其原因还是因为实习经费短缺,致使高校无法执行教学计划安排的实习教学内容。不管是认识实习、生产实习还是毕业实习统统都安排成了认识实习,找几个点走马观花地参观一下就算实习了。
1.5 实习成绩考核方式缺乏客观性
一般来说,我们对学生的实习成绩依据出勤情况、现场表现(主要是遵守纪律情况)和提交的实习成果(实习日记、实习报告、实习回执单等材料)等方面内容进行成绩评定,这样往往会有主观性、片面性和模糊性,对学生实习的实际情况的评定存在较大偏差。
2 土木工程专业实习教学改革的方案
针对土木工程专业传统的实习教学环节中存在的弊端,作者根据我校的实际情况,对实习教学环节提出了如下的改革方案。
2.1 完善实习教学大纲,因地制宜制定实习计划
把实纲中的实习性质与目的、“实习内容与方式、实习要求、实习考核”及“实习纪律”等方面进一步提出明确的指导思想,根据不同情况灵活的改变实习计划,这样可提高实习教学效率。比如认识实习的性质与目的是让学生初步了解土木工程相关的基本知识,对土木工程有一个感性认识,能够起到培养专业学习兴趣的作用,为后续课程的学习奠定一定的基础。这种实习方式采用集中实习,老师统一讲解,效果会好些,效率也会高些。而生产实习和毕业实习由于实习的性质与目的不同于认识实习,很显然就不能采取此种方式,在保证教学计划完整性的同时,需打破学期与假期的界限,在教学计划和实习方式上做相应的改革。目前,我校土木工程专业生产实习是4周,安排在七学期初。作者提出改变这种实习方式,将生产实习的4周时间分解为2+2形式,前面的2周实习安排在第六学期结束后的暑假进行,实习工地以学生自主联系为主,以老师介绍或组织为辅,后2周实习安排在第七学期中,由主讲施工的老师负责,另外安排适当的老师协助,从而进行实习活动,这2周的实习学时可计入施工课程的总学时,这样安排有助于教学计划的统筹安排。我校土木工程专业毕业实习目前是3周时间,安排在第八学期初,作者提出安排在第七学期末,以学生自主联系实习基地为主,利用寒假时间,参与工程实践,使学生将毕业设计和就业有机的结合在一起。
2.2 建立长期稳定的实习基地
建立长期稳定的实习基地是保障实习效果的基础性工作,同时也为实习教学奠定良好的基础。通过实践证明,临时联系实习工地对实习教学任务的布置、施工单位在实习中作用的发挥以及安全防范等相关问题均会造成被动的效果[3]。建议院系在保持与项目部联系实习基地的情况下,进一步探索与承包总公司签约实习基地。比如可以在与总公司或项目部谈判签约时,将人才输送和联合培养(比如工程硕士培养)与基地建设挂钩。在双赢的价值理念下,更好地推进实习基地建设。院系派专人经常与当地建设行政主管单位联系,争取支持,获取建设项目信息,为实习场地的选择以及学生自己联系实习单位提供充分信息。总之,相对固定的实习基地及动态的社会化施工现场资源可以相互补充,以构建稳定连续而又全方位的实习教学场地[2]。
2.3 建立“双师型”师资队伍
由于教师是实习教学的组织者和指导者,所以建立一支高素质的实习指导教师队伍是保证实习正常运行、发挥效能的关键。许多青年教师有较高的学历,较丰富的理论水平,可塑性很强,学校要积极创造条件,开辟通道,鼓励青年教师向“双师型”转化。鼓励指导教师“走出去”,经常到企业去汲取营养,参与企业的科研项目、社会兼职以及和施工技术人员进行技术交流等形式提高他们的实践能力,为学校培养出一批优秀的“双师型”教师队伍。指导老师在和基地施工术人员交流的过程中可以了解到新工艺、新技术、新材料等方面的信息,也可以在指导学生实习过程中发现教学环节与实践环节脱离的地方,还可以利用自己的专业知识解决工程中遇到的困难及技术难题[3]。
2.4 采取多种手段进行实习教学
现场实习是土木工程专业实习教学的重要手段,但并不是唯一手段。因为在生产实习过程中,很多施工工艺在工程中是比较少见或难见的。有些施工机械、施工原理,施工过程,指导老师可以用多媒体课件,在课堂上进行演示,通过典型工地照片、特殊施工工艺录像、施工方法动画的形式予以介绍,这种方法可以不受时间、地点、环境等因素的限制,全天候地展现工程施工的全过程,提取某一施工工艺原理和施工工序的细节,以完善学生实习的内容。
2.5 改变考核方式
传统的实习考核方式是依据考勤、表现和成果,这种考核方式不能全面反映学生的实习状态。作者提议在考察出勤、表现和成果的基础上,增加实习答辩环节,这样可以更全面的了解学生实习的收获,以及掌握学生在实习过程中所得到的启示,以及能力上是否得到锻炼、创新意识是否得到提高,从而客观、公正地评价学生的实习成绩,将实习教学从“感性认识”引导到“感性认识+能力培养”的道路上来[4]。
3 结语
实习教学是卓越人才培养中一个重要的实践教育模式,是理论与工程实际相结合的重要阶段,是高等教育最活跃的教学环节,同时又是教育改革的薄弱环节。我校土木工程专业,在实习教学方面,要进一步更新观念、加强机制建设和创新,把实习教学改革工作不断推向深入,向着满足时代要求的方向发展,为社会培养出更多合格的卓越人才。
参考文献
[1] 肖新华.搞好工科实习,提高教学质量[J].华北水利水电学院学报:社会科学版,2000(Zl):118-119.
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
第一,学生的工程实践能力是衡量土木工程专业人才培养质量的重要标志,因此,实践教学是土木工程专业不可或缺的组成部分,是专业实现培养目标及教育目的关键的一环,缺少了实践教学环节,土木工程专业就形不成完整的教学体系。
第二,实践教学可以促进土木工程专业的学生对于理论知识的认知度,提高了学生的解决工程实际问题的能力,深化了思维能力,进一步加强了对本行业的的认识。通过实践性教学,学生对将要投身于未来的工作场地和土木工程实际操作规程会有所了解。
2.土木工程专业实践教学现存的主要问题
2.1倾向于理论知识,轻视实践教学
实践教学多从属于各学科的理论知识,在实际教学活动中,教师常常更倾向于学科的理论知识,轻视实践教学。有的教师还承担着一定的科研任务、社会服务等方面的工作,致使专业实践教师在理论方面的教学结课后,对专业相关的实验及实习指导存在一定的不足。再加上教学时间、条件等等因素的限制,实验教学内容往往被压缩,实验课时被减少甚至被取消,本该由学生亲手操作的实验常常不能实现,却只能以演示的形式呈现给学生,致使学生的动手能力比较薄弱。
另外,专业实习期比较短,实习计划以及考核方案不能有效完成,使得认识实习和生产实习流于形式,实践教学效果不理想。
2.2实践教学内容陈旧、形式单一化,缺少自主性和创新性
传统的土木工程具有很多的实习环节,一般包括与专业相关的实验、地质勘察实习、测量实习、认识各项工程实习等等。这些环节不集中,单纯为理论知识服务,单一片面,缺乏系统性和综合性。比如,学生进行毕业设计时,大部分的题目是混凝土结构的模板工程。设计形式缺乏新意,其要求设计的对象常是办公楼、影院、茶馆等内容。其设计对象程度不深、档次相对较低。钢结构、超高建筑、大跨空间结构建筑的毕业设计不多。即便是基础工程的设计,其设计内容往往是一些简单的基础形式,几乎没有复杂的基础形式方面的设计。桥梁工程课程的毕业设计内容缺乏新意,以简支梁桥的设计为多,其他桥梁的设计涉及较少,致使学生的计算能力方面比较薄弱。而且每一项实验及设计都有现成的指导资料,内容及流程都很具体,学生们不用颇费周折,就能轻松完成相关任务。在实践教学活动中还有互相抄袭的问题,严重扼制了创新能力的发展。
2.3 实践教学跟不上理论教学的步伐
高校土木工程专业的许多教师是毕业后直接到学校任教的,虽然理论基础深厚,但是缺乏相关的实践能力,相关的工程实践经验不足。有的带教实习老师长期在校内从事于教学工作,而工程实践经验以及工程设计方面的水平有限,在实践教学活动中,实践教学内容往往与工程实际脱节,很难有效实现实习计划。实践教学跟不上理论教学的步伐,与土木工程专业的实际需求严重脱节,学生对实际工程的性质、施工要求以及施工程序缺乏深度认识,只停留在书本上的知识范围,对工程的新工艺、新方法的认知度不够,更无从谈起掌握。学生的知识面窄,实践能力差,毕业后不能立刻胜任工作。
2.4实践教学资源投入不足
土木工程材料课程属于专业基础课,一般开设在大学二年级,由于大多数学生缺乏基本的感性认识和工程实践,对该课程与后续专业课程之间的关系不了解,更不清楚该课程对日后所从事工作的重要性和意义。西南林业大学森林工程专业分别于2012年、2013年获批成为云南省教育厅及国家教育部“卓越工程师教育培养计划”专业。“土木工程材料”课程的教学以此为契机,及时更新教育理念,从理论教学、实践教学和科技活动三个方面进行改革,积极探索培养学生工程意识及提升学生工程能力、创新能力的教学方法和模式。
一、以工程意识培养为主的理论教学手段
1.充分利用认识实习
专业认识实习是学生专业课程学习的第一课,是开启学生专业兴趣的重要教学环节。为使学生提早对专业有所认识,了解各专业课之间的联系与作用,许多高校都设置了认识实习环节。土木工程材料作为土建类专业基础课,应充分利用好这一环节,使学生了解土木工程材料的种类、应用及工程技术要求等。为此,课程改革小组建议合理搭配认识实习指导教师的人员组成,承担建筑材料方面的主讲教师应积极参与认识实习。在认识实习过程中:一方面,带领学生参观工程现场,听取现场技术人员讲解,并与学生针对工程所选品种、施工工艺等进行广泛讨论,使学生从感官上实际认识土木工程材料;另一方面,通过观看《超级工程》《伟大工程巡礼》中关于土木工程材料讲解的部分科学纪录片,使学生能够对工程建设的全过程以及材料如何选择、应用有较为全面的认识。通过改革后的认识实习教学,学生对土木工程材料课程的理论学习内容更加明确。
2.合理优化教学内容
目前,土木工程材料教材为满足“大土木”的培养目标,内容上虽具有较大的包容性,但仍未能将原有知识体系有机地融合在一起。加之学时限制,无法面面俱到,如果不能合理安排,将会导致无法有效支撑后续课程的学习。为此,按使用领域将土木工程材料分为土木工程通用材料和专用材料进行讲解。其中,将石料、无机结合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑钢材、防水材料等列为土木工程通用材料,沥青与沥青混合料、墙体与屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列为专用材料,以满足各专业的学习需求。对于通用材料的讲解,在材料基本性质方面主要以材料自身性质与组成特点讲解为主,不需要刻意结合专业特点,而在工程技术指标及工程应用方面则结合专业特点来安排教学内容。对于专用材料的讲解,主要结合专业特点及后续课程的需要而选择或增加,该部分内容主要包括:(1)建筑工程专用材料:墙体与屋面材料、建筑装饰材料、给排水管材等;(2)道路工程专用材料:沥青与沥青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程专用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外,适时引入材料应用实例,实例最好结合授课专业,以此强化学生的工程意识,培养学生的工程素质。
3.注重作业的有效性
除了课堂教学环节外,教师还应注重布置课后作业这一教学环节。作业不但是巩固学生课堂所学知识的重要手段,还是培养学生工程意识与创新思维的有效途径。授课教师通过布置课外作业,建立讨论、交流制度,促进创新思维和工程意识培养氛围的形成。土木工程材料课程与其他课程,如力学、数学等课程要有所差别,作业内容不能仅仅是课后习题或整理课堂笔记,应通过大量做题来巩固理论知识的学习。应定期要求学生查阅文献,或进行实地调查,通过阅读相关科技文献,学生才能及时了解土木工程材料发展的新动态和工程中存在的问题;而实地调查又能促进学生理论与实践相结合,更好地理解理论知识,也能够利用理论知识来解释调查中发现的问题。最后,通过在课堂上进行交流、讨论,还可以培养学生的创新思维。
二、以工程能力提升为主的实践教学手段
土木工程材料实践教学的目的是使学生通过实验操作和结果分析,明确土木工程材料的性质与材料组成结构之间的关系,掌握材料工程技术试验仪器操作与指标评定方法,因此,实践教学与理论教学具有同等重要的地位。
1.在实验课中提升学生的工程能力
首先,合理安排实验课程与理论课程的教学计划,如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂浆的理论课程完成后,集中安排一次实验课,使实验内容与学时得到集中,学生能够有充足的时间准备实验和操作仪器等。其次,在实验课组织形式方面采取分组形式,要求学生在实验课前提交试验方案,其中包括实验目的、材料与仪器、实验步骤、数据与分析、问题与分析等,最后要列出参考规范,保证学生在实验前对试验全过程有基本了解,避免学生在实验过程中出现手忙脚乱、不知所措现象。最后,在实验过程中要求学生利用手机等形式记录实验过程中的各个环节,以便实验完成后组织学生对整个实验情况进行讨论与总结。
2.借助实习基地提升学生的工程能力
通过产学合作的方式建立校外实习基地,聘请实验检测技术骨干人员作为企业兼职教师,指导学生依托工程项目,在真实的工作环境中提高实践操作与结果分析能力,使学生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理论和材料评定的基本技能。更为主要的是学生通过对某一土木工程材料的技术指标进行完整实验检测,可以增加对土木工程材料各技术指标的工程意义,也能加深对指标之间相互联系的理解。在评定过程中,学生通过翻阅相关技术规范提高了土木工程材料标准化的工程意识。
三、以创新能力提升为主的科技活动组织
创新能力的提升一方面要依靠理论教学环节培养思维,通过科研实践活动使学生在验证并巩固理论知识的同时,提高分析和解决问题的能力,激发学生的内在创新动力,为此,课程改革小组结合土木工程材料课程的特点,进行了一系列科技活动的组织。对于有创新想法的学生,土木工程材料实验室实行开放制度,以小组为单位填写申请表,在指导教师的帮助下利用课余时间进行创新性试验;如没有创新性想法,但又有参与创新性实验愿望的学生,可采取助研的方式参与到指导教师的科研课题中,使创新能力得到锻炼。教师在指导过程中发现可行性强的创新性实验,可进行校级科技创新项目推荐,或作为毕业论文选题,通过完成科技项目或毕业论文的写作,学生的创新思维、仪器操作、科技论文写作等方面的能力得到较大提升。此外,通过组建科技创新团队参加科技竞赛活动,将不同年级、专业的学生融合在一起,实现了激发学生创新积极性、提高创新能力的目标。近几年,以土木工程材料课程为依托,学生申请西南林业大学科技创新基金项目3项,其中,一项获第八届云南省大中专学生课外学术科技节二等奖;获批云南省大学生创新创业训练计划项目1项,国家级创新创业训练计划项目1项,学生通过参与教师的科研课题,完成毕业论文7篇。
四、结束语
通过对理论教学、实践教学和科技活动三个方面的改革,学生的工程意识有所增强,能够有目的地学习,避免了以往死记硬、学而无用现象的发生。学生的工程能力与创新能力得到大幅提升,发现和解决问题的能力也得到了提高,同时,也增强了学生的就业能力。
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