高校土木工程专业实践教学体系探究
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［摘要］针对地方院校土木工程专业实践教学中普遍存在内容割裂、教学设计落后、学时压缩、实践资源少、教师工程背景欠缺等问题，构建了“基础(通用)+综合应用(专业)+拓展(创新)”实践教学体系，以核心工程能力培养和训练为抓手，提高学生的工程实践能力，使人才培养质量满足新工科和专业认证背景下对土木工程专业人才的要求。
［关键词］新工科;专业认证;地方院校;土木工程;实践教学
为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部先后在复旦大学、天津大学、北京召开新工科研讨会，分别形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”。教育部下发的《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》等文件，将新工科的主要研究内容归纳为工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系。推进新工科建设是国家实施创新驱动发展战略、推进供给侧结构性改革、实现产业结构转型升级的必然要求，为地方高校在转型发展中探索新的应用型人才培养模式、推进产教融合协同育人提供了难得历史机遇。截至2020年6月30日，全国共有普通高等学校2740所，其中本科院校1272所、高职(专科)院校1468所，而中央部属本科高校为115所，地方本科院校为1157所，地方本科院校则占全国本科院校总数的91%。因此，地方高校要主动对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，把握行业人才需求方向，培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才。随着土建行业新技术的大量涌现，土木工程专业要满足土建行业转型、改造和升级对工程人才的需求，并适应新经济的发展，有必要进行改革。
土木工程专业实践教学体系包括实验、各类实习、课程设计和毕业设计等第一课堂实践教学，还包括开放性创新性实验、学生科研项目、社会实践、创新创业训练项目等第二课堂实践能力拓展训练。对于地方高校而言，当前土木工程专业实践教学体系存在的共性问题主要有以下几个方面:(1)实践教学课程与课程之间、实践项目之间各自为政，内容割裂，缺少联系，导致学生的没有达到学生工程思维培养的目的;(2)实践教学设计落后，填鸭式教学仍较普遍存在，部分实践教学内容陈旧，与工程实践联系不紧密，实践教学的效果不能满足人才培养的需求;(3)在学时普遍压缩的背景下，实践教学学时被压缩，重理论、轻实践的趋势出现反复，导致学生的工程能力训练不足，难以满足新工科和专业认证的要求;(4)虽然教学经费总量在增加，但实践教学经费增长却较少，随着使用年限的增加和硬件的更新换代，实践教学所需的硬件设施相对欠缺，与实践教学相适应的实践资源少;(5)具有工程背景的教师不足，实践经验薄弱，难以满足实践教学的需要;(6)校企合作人才培养停留在较低水平，且企业积极性和参与度有限;(7)实习实训管理较困难，实习的效果难以保证。在专业认证“以学生为中心”的要求下，地方高校需构建层次分明、衔接有效的实践教学体系，坚持立德树人，全方位培养学生的专业综合能力与素养。
二、贯穿始终、层层递进式实践教学体系的构建
基于新工科和专业认证的实践教学体系以学生的专业核心能力为中心，对课程实验、课程设计和实习的相关内容进行系统设计。构建“贯穿始终、层层递进”的“基础(通用)+综合应用(专业)+拓展(创新)”实践教学体系，从学生大一开始，根据不同的学习阶段，设计实践教学内容和体系，使整个实践教学贯穿于大学四年，持续、螺旋式地对学生的实践能力进行培养和训练。同时，通过“3+0.5+0.5”的人才培养模式，即前三年在学校学习、第七学期(0.5年)进入实习单位进行就业实践、第八学期(0.5年)回学校进行毕业设计，使学生通过“理论学习———实践———理论学习”的过程，将所学知识运用于工程实践，即能使理论联系实践、指导实践，又能通过实践发现理论学习中的问题与不足，从而针对性地补齐和提高。以我校土木工程专业道路与桥梁工程方向为例，其实践教学体系包括从大一的工程制图识图核心能力的培养(对应课程或教学环节:土木工程制图、认知实习)到大二的工程测量与测试核心能力的培养(对应课程或教学环节:土木工程测量、土木工程材料、土工试验)，再到大三的专业核心能力的训练(道路勘测设计能力、桥梁结构设计能力、工程管理与造价分析能力)，最后到大四的就业实践、毕业设计等内外联合、校企联动的综合演练。
三、实践教学环节的具体措施
(一)专业核心能力培养和训练为抓手
对于地方院校，土木工程专业学生的就业方向主要分布在施工、检测和设计等单位，因此，实践教学体系围绕学生所需的专业核心能力展开，包括工程制图识图能力、工程测量能力、结构分析设计能力(分方向)、工程管理与造价分析能力。以工程测量能力为例，主要包括两个方面的内容:水准仪的应用和全站仪的应用。水准仪的应用要求学生采用自动安平水准仪进行水准路线测量并完成相关计算;全站仪的应用要求学生在规定的时间内采用全站仪进行坐标放样，并完成相关的计算。考核所需涉及的工程测量知识点:(1)常用仪器设备的型号和操作;(2)水准测量;(3)相应等级水准测量记录要求与各项限差规定;(4)等级水准路线测量成果计算和精度评定;(5)水准线路平差计算;(6)施工放样的基本知识;(7)工程点位测设方法。以专业核心能力培养和训练为抓手，协同完善课程教学体系和实践教学体系，加强教学内容与方法的改革，保证实践教学的时间。实践教学突出全过程监控与考核，引导学生平时学、课后练，增加自主学习与训练的热情。对于实践性强的课程，探索用实践操作或实物成果来替代期末考试，强调对学生动手实践能力的考查和应用。以核心能力培养为主线，强化认知实习、课程设计(实训)、就业实践和毕业设计等环节的系统性设计。鼓励教师开设四年一题制的课程设计、项目实习和其他训练项目，在项目的系统性进展中，逐步提升学生的核心能力培养的质量。
(二)夯实基础，训练大工程观
在我校土木工程专业道路与桥梁工程方向的人才培养方案中，专业课即采用了一题制项目化实训设计，将原来以课程为单位的多个课程设计整合成道路设计实训、桥梁结构设计实训和公路工程施工与预算实训三个实训项目，以利于培养学生道桥工程整体观和完整的工程思维。道路设计实训安排在第五学期，取代传统的道路勘测设计课程设计和路基路面课程设计两个课程设计，实训时间2周，主要内容包括道路的选线和定线、路基设计、路面设计、挡土墙设计等。桥梁结构设计实训安排在第五学期，取代传统的桥梁工程课程设计和桥梁基础工程课程设计，实训时间3周，主要内容包括预应力混凝土简支梁桥设计、桩柱式桥墩设计、桥台的设计(选做)、桥梁桩基础设计等。公路工程施工与预算实训安排在第六学期，取代传统的公路施工组织设计和公路工程概预算课程设计，实训时间2周，主要内容包括公路工程施工组织设计、工程量清单、公路工程预算编制等。
(三)第一课堂和第二课堂有机结合
以核心能力培养和训练为主线，强调实践训练环节的整体性和有效性，将第一课堂和第二课堂建设有机结合，充分发挥第二课堂的作用。紧跟教学手段的技术发展，在教学过程中采用慕课、虚拟仿真等现代信息技术辅助第一课堂和第二课堂的衔接。1．以核心能力培养为导向，优化竞赛项目训练机制，加强专业性学生社团的建设与管理;强化学科竞赛平台建设，以力学竞赛、结构设计竞赛、测绘综合技能大赛、桥梁设计竞赛、BIM毕业设计大赛、结构信息技术大赛等为依托，吸引和鼓励学生积极参与学科竞赛，逐步扩大学科竞赛的学生受益面，进一步强化学科竞赛在人才培养上的赛学联动作用。2．以学生创新意识和能力的培养为抓手，进一步拓展学生科技创新平台，在省、市和校级学生科研创新训练项目的基础上，鼓励教师依托自身的纵横向科研项目设立学生科技项目，吸收学生参与科研项目，提高学生的实践动手能力和创新能力。3．以实践教学中心为依托，申报省级大学生创新创业教育中心，优化实验实践教学平台，进一步提高实验室开放程度，使各实验室成为开展学生创新实践活动的平台和基地。同时，不断充实实验课程体系中的综合设计性、研究创新性实验等内容。
(四)强化教师的工程背景
加强“双师双能型”队伍建设，坚持“两进一出”，即引进、请进和走出去。一方面，针对专业建设需要，加大高层次、高学历人才引进力度。另一方面，拓宽专业教师来源渠道，根据各类核心技能培养的需要，从企业或相关行业技术部门聘请或引进实践经验丰富、通技术、善经营、会管理的专业技术人员。再一方面，鼓励教师深入社会生产一线，合理安排时间到专业对口的企业挂职锻炼、参与地方经济服务和企事业科技攻关等，充分利用有限资源，以提高核心技能培养能力为切入点，有效培养教师队伍。同时，利用企业资源，加强教师的培养。充分利用企业项目丰富的优势，通过校企合作平台将企业人员请进来，结合项目对师生进行培训。采取专兼“结对”的方法，将师德高尚、业务精通的兼职教授作为专职年轻教师的导师，充分发挥他们在教学能力、专业技能、实践实训教学、产学研等方面的传、帮、带作用，促使年轻教师尽快成长，提高教师“双能”素质。
(五)深化实习实训地基建设，加强实习实训管理
针对地方高校普遍存在实践资源缺乏的问题，以“设备、技术、人员、场地”四共享为指导思想，探索校企合作共建实验实训地基，尤其是虚拟仿真实践教学基地的建设，如三好市政施工虚拟仿真实践基地、纵横造价实践基地等。在校外实习基地建设的基础上，通过产学研合作的进一步推进，与优秀企业共建集合实践、就业和培训功能的三位一体平台;学校以优质毕业生反馈企业，带动企业参与人才培养的积极性。针对校外实习实训管理难的问题，利用校友邦等建立互联网+实训管理平台，实现师生交流、实习地签到打卡、日志月志适时上传等，加强对实习实训的日常管理，确保实习实训的效果。同时，不定期派教师对校外实习实训进行巡视，了解和掌握学生的真实实习情况，同时通过巡视座谈，深入了解学生实习实训中的问题和困难，解决实习实训中存在的问题，亦可为实习实训教学的持续改进提供原始依据。
四、结语
基于新工科和专业认证视角下的土木工程专业实践教学体系以学生的工程实践能力为核心，以学生核心工程能力的培养和训练为抓手，夯实学生的实践能力基础，注重学生工程素质的培养，使学生满足土木工程行业在新经济时展的需要，并符合专业认证的成果导向。在我校土木工程专业道路与桥梁工程方向的教学实践中取得了良好的教学效果，学生的专业实践能力有较大的提升。
作者:郭范波 夏宇 单位:湖南工学院
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