[摘 要]为探究土建专业人才培养过程中实践教学环节对工程设计能力提升的作用,本文通过对现阶段我国土建专业在人才培养过程中工程设计能力培养的环节进行论述,分析工程设计能力培养质量的影响因素及存在问题,提出教学改革建议及对策。研究成果可为土建专业学生工程设计相关专业课程的教学改革提供思路。

[关键词]工程设计 人才培养 实践教学 学科竞赛 创新

基金项目:延安大学课堂教学改革“金课”建设项目;延安大学继续教育教学改革研究项目(项目编号:YDJY2020-13)。

引 言

工程设计能力是土建专业本科人才能力培养的重要目标,也是学生应具备的专业技能。土建专业知识体系庞杂,课程专业理论晦涩,课程间知识交错,学生学习压力大。如何利用已学专业知识结合实践教学,培养土建专业本科人才的工程设计能力是一项重要课题。

随着土建学科的不断发展与完善,本科人才工程设计能力的培养形式越发多样,主要包括课程设计、毕业设计和学科竞赛等。课程设计和毕业设计是必备的专业实践教学环节,其主要目标是加深学生对所学理论知识的理解,应用专业知识解决工程实际问题。马小莉认为创新型人才培养的核心是要把能力培养贯穿理论学习与工程设计教学实践中,加强课程设计的改革力度。学科竞赛以项目式活动组织为引导,鼓励学生大胆创新,积极开展工程设计创新能力训练,以达到创新教育的目的。郑旭认为,参加学科竞赛已成为提高学生就业竞争力的重要方式,呼吁高校以培养学生创新精神和动手实践能力为导向,提升学生工程设计能力,提高专业创新意识。

本文通过分析我国土建专业本科生工程设计能力培养的现状,指出工程设计能力培养存在的问题,结合理论联系实践的发展思路,给出了高校土建专业在人才工程设计能力培养方面的对策及建议。

工程设计能力培养现状

根据国家土建类专业教学质量标准,我国对土木与建筑专业本科人才的工程设计能力培养具有明确要求:适当安排工程设计能力训练的专项教学与实践,提升学生对工程设计的认识。

1.课程设计教学

课程设计是土建专业人才培养的重要实践教学环节。通过课程设计教学,加深学生对课程涉及专业理论知识的理解,熟悉工程结构设计的流程,锻炼学生使用相关设计手册、设计规范等参考资料的能力,培养学生综合分析问题和运用所学基础理论知识正确解决实际工程问题的能力,为毕业设计教学环节的顺利开展做好铺垫,同时也为毕业后参加工作积累经验、奠定基础。

课程设计是土建专业实践教学的重要组成部分,也是大学生工程设计能力培养的重要途径。秦世强等人以武汉理工大学混凝土结构课程设计实践教学为例,介绍了课程设计的选题、执行和考核等具体改革措施,培养了学生解决复杂工程问题的能力。王亚军等人基于层次分析法定性分析影响钢结构课程设计成绩的影响因素,通过建立多层级评价指标,借助数学模型探讨了钢结构课程设计的成绩评定,促进了钢结构课程设计质量的提升。

在课程设计的实践教学环节,各高校的制度保障措施不一,基本包括布置任务、内容讲解、过程指导、成果评价等。因办学资源、师资力量差异悬殊,易产生课程设计内容单一、指导措施不易落实、学生工程设计能力的训练质量难以保障、课程评价指标及制度不健全等问题。

2.毕业设计教学

毕业设计是本科学生在毕业前的最后学习和综合训练,是理论学习深化、拓宽、融合的重要过程,也是对学生学习研究与实践成果的全面总结,对学生综合素质的全面提升具有重要作用。工程设计类毕业设计是以“新工科”、应用型人才培养为办学定位的高校的重要选择。

毕业设计要求学生能够综合应用所学专业核心理论知识,结合设计任务要求开展工程设计工作,主要考核学生的综合应用能力,加深学生对专业课程的理解和各课程间的联系,是理论联系实践的重要过程。张耀军等通过对高校土建专业毕业设计存在的问题进行分析,提出了复合应用型人才培养的多专业联合毕业设计思路。李文芳通过项目教学法,基于实际工程,开展多专业联合毕业设计,培养学生综合应用知识解决实际工程问题的能力。

在毕业设计实践教学中,各高校根据实际情况制定了不同的指导培养、考核评价方法。由于毕业设计通常设置在本科第八学期,学生多存在就业、考研的多重压力,毕业设计工作具有较大难度。

3.学科竞赛

随着人才培养的专业化程度不断加深,对创新性要求较高的土建专业学科竞赛逐渐引起各高校的重视。学科竞赛是土建专业本科人才培养的重要平台,也是锻炼学生创新能力的有力措施。学科竞赛通常会根据竞赛性质及内容对参赛高校、队伍等作出限制,侧重培养学生不同的创新能力。

土建专业的学科竞赛品类齐全、内容丰富,对学生工程设计及创新能力的培养效果显著。以土木工程专业为例,较为重要的学科竞赛有全国大学生结构设计竞赛、工程训练大赛、BIM技术竞赛等。曹现雷等结合对大学生结构设计竞赛的指导,将“结构模型制作”开设为公选课,着重培养学生工程设计及动手实践能力。蒋杰从BIM技术进课堂的角度阐述了学科竞赛对工程软件教学的促进作用,指出可通过学科竞赛、工程认证等积极措施有力推动工程设计、分析软件的实践教学。

学科竞赛具有重要的创新能力培养作用,但专业程度过高的竞赛内容对部分高校的参赛队员有极大的挑战,学生在短时间内较难掌握所需的专业理论,无法使用专业软件按时完成竞赛所要求的工程设计,指导教师在开展工作的过程中容易显得力不从心。

存在的问题

1.实践教学质量难以保障

实践教学是专业理论教学的重要补充,也是锻炼学生对所学专业理论知识应用的重要过程。不同高校对实践教学的过程管理和绩效控制方式不一,内容千差万别,学生的能力培养质量难以保障。

各高校土建学科的办学特色不同,教学层次和内容也有差异。在实践教学环节中,教师指导学生开展工程设计的时间和精力不易保证,教学所需的硬件资源无法稳定、持续供给,教学过程管理及制度保障措施往往沦为空谈。

在设计成果评价方面,设计答辩是检验学生对知识掌握和应用情况的重要一环。但在实际的教学安排中,课程设计答辩环节难以落实,毕业设计的答辩质询常使学生措手不及,无法达到预期检验目标。

2.理论联系实践不够紧密

土建专业具有显著的理论与实践紧密联系的要求,理论可指导实践顺利开展,反之,实践可反馈完善专业理论。近年来,随着高校对博士师资占比的严格要求,使得高校部分博士师资基本是从高校到高校,几乎无行业工作经历,工程实践经验匮乏,不能较好地引导学生认识专业特点及学科前沿。

在土建专业工程设计教学环节中,专业理论和设计任务内容陈旧,不能适应新形势下“新工科”对专业人才培养的需求。课程教学的改革创新力度小,工程设计培养与实践脱节严重,新型土建人才工程设计能力培养模式尚未形成。

近年来,在我国基础设计建设浪潮的推动下,各种创新程度高、技术含量足、分析难度大的工程设计方案被采用,工程设计水平发展迅速。但高校土建专业教授的知识仍较陈旧,与时代脱节严重,不能紧跟学科发展,工程设计能力培养缺乏原始创新,使学生无法适应新时代工程建设对专业人才工程设计能力的要求。

3.创新能力培养无相应措施

创新是专业学科发展的不竭动力。现阶段,部分高校通过设置“第二课堂”“创新学分”等制度措施,逐渐加强对创新教育的关注,但对创新性教育仍不够重视,除专业性较强的学科竞赛对人才培养的创新性有明确的能力要求外,本科人才实践教学环节对创新教育评价的可操作性较低,给土建专业工程设计创新能力培养带来很大困难。

土建专业本科生在校学习课程数量多,专业理论知识学习任务重,创新性工程设计能力训练与实践练习少。学科竞赛对学生的创新能力、理论知识水平、工具软件及模型制作能力都有较高的要求,学生往往不能自如应对,大多需要指导教师协助,导致部分学科竞赛对学生的工程设计能力培养及训练空有其名,学生自主创新难落实,不能全面达成其创新性培养的目标。

对于强调创新性培养的学科竞赛,由于部分赛题目标不明确,学生往往根据赛题要求,臆造创新性强但不符合工程实际的作品,导致竞赛对学生专业认识引导和素质培养的作用降低,不能提高学生解决实际工程问题的能力。

建议及对策

工程设计能力培养是土建专业学生能力培养的重要任务,结合现阶段我国土建专业实践教学存在的问题提出如下建议及对策。

1.加强设计教学监管,创新设计教学形式与方法

在现有教学模式及制度框架下,积极构建土建人才培养的实践教学保障体系,强化过程监管,加大教学巡查力度,探究建立适合土建专业人才设计能力训练的高效路径,深化专项能力培养的教学形式和方法改革,提升工程设计能力培养质量。

2.促进校企深度合作交流,开发务实的设计任务与内容

工程实践能够有效促进学生工程素养的形成,培养学生独立思考、积极解决工程实际问题的能力。在实践教学环节中,应积极开发适应“新工科”培养要求的新课题,理论联系实践,探索工程设计教学的新方法和新思路。

3.加强课程创新教育融合,培养学生的自主创新与实践

新形势下,高校的创新教育日益被强调,大学生的课堂和实践教学工作应深化创新教育改革,鼓励教师和学生积极开展科技创新和工程设计能力训练活动,在理论教学中育新篇,在实践教学中求改革,在能力培养中融创新。

4.重视计算分析软件应用,强化计算机应用能力的培养

随着工程设计行业的迅速发展,工程设计电子化、智能化、模块化愈演愈烈,学生在掌握专业基本原理及核心理论的前提下,还应重视知识的迁移应用。结构分析软件、工程制图软件等系列工程设计工具是借助计算机技术实现的高效跃迁,各级教学单位应密切关注学科发展对人才能力需求的改变,强化学生对计算机应用能力的培养。

结 语

土建专业学生工程设计能力培养的方法和路径亟待改革完善,本文通过查找人才能力培养短板及问题,结合教育教学实践,为土建专业人才实践教学环节中工程设计能力的培养提出了建议及对策。

参考文献:

[1]马小莉.土木建筑工程专业课程设计的优化应用及改革措施探讨[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(11):273-274.

[2]郑旭.以学科竞赛为载体提升土建类大学生就业竞争力的探索[J].创新与创业教育,2016,7(6):61-63.

[3]秦世强,康俊涛.土木工程道桥方向混凝土结构设计原理课程设计教学改革探索[J].教育教学论坛,2020(27):158-160.

[4]王亚军,李元松,王章琼.基于层次分析法的钢结构课程设计成绩评定[J].高等建筑教育,2019,28(6):116-124.

[5]张耀军,徐宗美,周翠玲,等.土建类专业联合毕业设计教学改革与探索[J].中外建筑,2019(11):76-78.

[6]李文芳.基于项目教学法的土建类专业毕业设计改革探索[J].教育教学论坛,2020(36):263-264.

[7]曹现雷,钟雯.结构设计竞赛与土建类专业学生创新能力培养[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2015,32(2):97-98.

[8]蒋杰.学科竞赛驱动的BIM第二课堂教学模式研究[J].教育现代化,2020,7(52):70-73.

作者单位:延安大学建筑工程学院 陕西延安

责任编辑:张 言