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第一篇:土木工程雙語教學師資因素研究
【摘要】
本研究回顧了土木工程專業(yè)進行雙語教學的必要性,調查研究了土木工程雙語教學中的師資因素,并從切身體驗提出了個人對此的建議。
【關鍵詞】
土木工程;雙語教學;師資
1.土木工程雙語教學的政策要求
教高廳[2004]21號文《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中明確了“雙語教學”工作,并在《普通高等學校本科教學工作水平評估指標體系》將其列為課程第四個觀測點。其指標含義指“用雙語授課課程指采用了外文教材并且外語授課課時達到該課程課時的50%及以上的課程(外語課除外)”。
2.土木工程專業(yè)對雙語教學的內在需求
教高[2007]1號文《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》指出,倡導建設雙語教學課程,鼓勵積極探索雙語教學的有效教學方法和模式,有助于切實提高大學生的專業(yè)外語水平和直接使用外語從事科研的能力。土木工程專業(yè)方面的人才在實際工程中,需要分析和評價建設工程中可能存在和發(fā)生的地質構造問題,提出針對不良地質現(xiàn)象的整治方案,才能保證建設工程的順利進行以及人民生命財產的安全。因此專業(yè)人員必須不斷提高自己的業(yè)務水平,就必須能獨立閱讀外語撰寫的國際標準圖紙和勘察設計報告等。另外,隨著一帶一路和亞投行的工作順利進行,中國的建設公司正大規(guī)模地走出國門,在國外單獨承接或合作開發(fā)建設項目,這就需要我們的技術人員懂得國際建筑標準,能與所在國工程技術及施工人員進行有效溝通,在主導項目中能有效地指導國外施工人員作業(yè)。
3.土木工程雙語教學中師資因素現(xiàn)狀
雙語教學對教師的專業(yè)英語水平的高低當然是需要雙重的較高要求。聯(lián)合國教科文組織對教學質量的計算公式:教學質量=(學生+教材+環(huán)境+教法)×教師。可以看出,教師的素質分值越高,教學質量自然也就越高。無論什么學科課程,教師的素質高低對教學都起決定性的作用。目前,在缺乏一個被普遍認可的雙語教學課程模式的情況下,高校雙語教學所面臨最大的困難實際上就是雙語師資的匱乏。現(xiàn)任的很多專業(yè)教師都有扎實的學科功底,但雙語課程能否成功的關鍵還應該在于教師駕馭外語語言的能力。沒有足夠的外語語言能力,也就不具備用外語進行專業(yè)課程教學的能力。假設讓一位英語發(fā)音不達標的、有口音的老師來上雙語教學課,不但會影響本學科的教學,還勢必會影響到學生的英語聽說能力。尤其是專業(yè)基礎課階段的雙語教師,其外語語音、語調一定要達到相當高的標準,才不會讓學生產生茫然而無所適從的感覺。能擔任雙語課的教師,應首先經過專門培訓,再在小范圍內進行雙語教學的課堂試講實踐,逐步提高自身素質,才能成為合格的復合型教師。此外,正如一般學科教學的規(guī)律一樣,進行雙語教學也有一個師生磨合期。這就對師資隊伍在達到標準之外,又提出了隊伍穩(wěn)定的要求。就目前實際情況而言,部分有條件的高校已經通過各種途徑來提高雙語授課教師的素質,比如選派外語水平高、專業(yè)知識較好的教師外出培訓,和有目的、有方向地引進英語水平高的專業(yè)人才等,從而充實了雙語授課的師資力量。
4.土木工程雙語教學將來的發(fā)展方向
我國加入WTO之后,頒布實行了《中外合作辦學條例》,我國和世界上越來越多的國家進行了學力和學位的互認。我國的經濟,特別是建筑行業(yè)的快速發(fā)展,給我們的國際化辦學進程提供了政策法規(guī)的保證以及良好的外部環(huán)境。各個高校應積極引進國外的優(yōu)質教育資源,努力探索,提高自己的辦學質量、辦學層次和辦學水平,這對于培養(yǎng)我國經濟建設急需的高素質、國際化人才必將有極大的推動作用,并提高我國的國際競爭力,早日實現(xiàn)提出的“中國夢”。
5.個人對土木工程雙語教學的一點建議
考慮到目前學生的英語水平和教學的時間安排,大學英語課程之后,“土木工程概論”課程的雙語教學時間最好設置在第三學期,而土木工程專業(yè)英語應設置在第五學期。學生經過兩年半連貫的英語學習過程后,在第六學期就可以進行專業(yè)與英語結合的綜合強化訓練,同時進行多門專業(yè)課程的雙語教學,如“混凝土結構基本原理”、“工程招標投標”等。這種大學基礎英語、專業(yè)英語與雙語教學的連續(xù)課程設置,既能保證英語學習的連貫與提高,又能把專業(yè)知識與語言學習結合起來,使二者相互提高和促進,在提高學生語言應用能力的同時,實現(xiàn)語言教學與專業(yè)教學的雙重教學目標。
作者:劉嘉淳 單位:中國地質大學
參考文獻:
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第二篇:學生土木工程專業(yè)課教學研究
摘要:
“好之者不如樂之者”,本文以土木工程專業(yè)課教學為例,從課堂教學、課后交流和現(xiàn)場實踐等不同角度進行激發(fā)和培養(yǎng)學生學習熱情和興趣的嘗試。教學實踐表明,充分發(fā)揮學生在學習上的積極性和主動性,可以讓學生從被動的接受知識灌輸轉變?yōu)橹鲃拥墨@取知識,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和分析問題、解決問題的能力。
關鍵詞:
學習興趣;土木工程;教學方法
一、引言
傳統(tǒng)的教學模式是教師講授,學生聽課。由于專業(yè)課課時受到壓縮,為了完成教學大綱規(guī)定的內容,教師需加大課時的容量,這種“填鴨式”和“滿堂灌”的教學方式使得師生都疲憊不堪,而效果卻不甚理想。另外,一些學生心態(tài)浮躁,平時不學習,寄希望于考試前突擊。這些都不利于教學質量的提高。教師和學生是教學活動中的兩個主體,教學效果要通過學生對知識和能力的掌握情況來體現(xiàn)。“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”,學生的學習態(tài)度和學習熱情對教學效果有著至關重要的影響。如果學生的學習熱情高,則教學效果事半功倍,反之,則事倍而功半。如何激發(fā)學生的學習熱情并使之保持,需要多種途徑的努力。
二、課堂教學是關鍵
1.緒論很重要。
面對新課程,學習好的同學希望百尺竿頭更進一步;考試不理想的同學則希望從頭再來,在新課程的學習中得到好成績。加上對新課程、新教師感到新鮮,大部分同學在上第一節(jié)課的時候學習熱情都比較高。這對激發(fā)學生的學習熱情和培養(yǎng)其學習興趣是非常有利的。但是另一方面,由于是新課程,學生需要面對大量的新概念和新理論,尤其是抽象和枯燥的概念和理論,容易使學生產生厭倦情緒。如果教師在講授這些新概念和新理論時,沒有注意到這一點,部分學生的學習熱情和興趣就會減少。這對提高教學效果是不利的。因此,激發(fā)學生的學習興趣,首先要讓學生認可該課程。一般,第一次課都是講授課程的緒論。要通過對緒論的講解,激發(fā)學生對本課程和本專業(yè)的興趣和熱情。這就需要主講教師除了具有本課程深厚的背景知識外,還要注意講課的方式和方法。比如,在對課程性質進行講解時,可以結合這一問題先對本專業(yè)的研究對象、研究內容和課程體系進行說明,使學生對所學專業(yè)有一個整體的認識,然后再說明課程的研究意義以及與其它課程的承啟關系,讓學生明白所學課程在專業(yè)結構體系中的作用和位置。同樣,對課程內容的講解,除了對各部分內容進行介紹外,應著重講清楚各部分內容之間的內在邏輯關系,讓學生能夠系統(tǒng)的把握整個課程的主要內容,這樣就可以使學生對課程的內容豁然開朗,學習的熱情和興趣自然就會高了。在講授新概念和新理論時,應針對新課程對已學課程的知識點進行必要的回顧和復習,可以減少學生對新概念和新理論的陌生,有利于保持其學習熱情。此外,還要通過對課程研究意義的講解,讓學生真正認識到學習課程的重要性和必要性。在講課中要針對學生關心的問題進行重點闡述,如,絕大多數學生非常關心畢業(yè)之后的就業(yè)和工作問題,渴望了解目前本專業(yè)的發(fā)展概況和今后的發(fā)展前景。教師可以通過介紹本專業(yè)在社會各個領域的重要作用來增加學生對專業(yè)的信心,提高學生對專業(yè)的認知度。如,我國土木工程技術發(fā)展史上的偉大建筑成就以及近、現(xiàn)代巖土工程技術在社會和經濟發(fā)展中起到的巨大作用無疑能激發(fā)學生的學習熱情。
2.采用多種教學方式,引導學生積極參與教學活動。
土木工程專業(yè)課的很多內容理論性比較強,抽象難懂。對于這些章節(jié)的講授特別要注意講究方式方法。在講課中插入一些同學熟悉的工程實例或者和土木工程有關的生活經驗,可以增加學生對理論的感性認識,如,在講授土的粒度成分和力學性質間的關系時,就可以舉一條河的上、中、下游的沉積物為例,通過不同位置沉積物粒度成分的變化來解釋其強度、可塑性、滲透性和壓縮性的差異,并可以進一步讓同學討論在河流不同的位置進行工程活動時需要注意的工程問題。由于很多同學對河流的沉積物如卵石、河沙等有很強的感性認識,教師稍加提示就可以使學生將經驗上升到專業(yè)理論,并應用理論解決實際問題,這樣的例子可以增加了學生的成就感和對專業(yè)的認同感。又如,對于同一種土,濕土比干土要軟,這是一個生活常識,在講解土的強度和含水量的關系時,以此作為楔子,使抽象的概念和理論變得具體和形象,教師講的輕松,學生學得也輕松,復雜的理論也更容易接受。多媒體教學具有形象、生動和內容豐富的特點,通過多媒體圖像可以向學生展示工程現(xiàn)場的施工過程,增加學生的感性認識,還可以將一些復雜的理論和過程通過圖像、動畫等化抽象為具體,使教學深入淺出,更容易為學生所理解和接受。另外,多媒體教學可以大大節(jié)省板書時間,緩解課時緊張的問題。需要注意的是,多媒體教學節(jié)奏相對較快,對于教學內容中的難點,如公式推導,需要控制講課速度和節(jié)奏,否則,學生的思路跟不上講課進程,就會煩躁和疲憊,很容易失去學習興趣。
三、學習興趣的培養(yǎng)應該貫穿于所有的教學環(huán)節(jié)
充分和學生進行交流和溝通是非常重要的,只有這樣,教師才能了解學生對教學內容的掌握情況,對講課方式的適應情況和講課中存在的問題,并據此進行相應的調整和處理。但是受課時限制,在課堂上展開大型討論的機會并不多,因此課后的溝通和交流就尤為重要。在課后交流中,不能局限于學生提問—教師解答的模式,而是要發(fā)動學生針對各種問題各抒己見和互相辯論,討論不同于學生在課堂上被動接受知識灌輸的模式,討論讓學生的參與度更高,更能發(fā)揮學生的主體作用。討論和辯論時學生的思維最為敏捷:為了說服別人,很多同學到互聯(lián)網和圖書館查閱相關資料,收集論據,并用嚴密的邏輯來證明自己的結論正確,這一過程是對所學知識進行了很好的回顧和總結,同時培養(yǎng)了學生主動學習的意識和能力。“獨學而無友,則孤陋而寡聞”,討論還是互相學習的好機會,在討論和爭論中增長了知識,培養(yǎng)了學生的學習興趣。互聯(lián)網技術的發(fā)展可以輕松實現(xiàn)這種會議式的交流和溝通,教師所要做的就是建立這種交流平臺[4]并加以正確的引導。如,可以通過教學平臺、QQ群、微信群等,對工程案例的經驗和教訓進行分析和討論。這種網絡平臺式交流,參與人數多,而且不受時間和空間的限制,時間成本低,非常適合現(xiàn)代社會快節(jié)奏的特點。專業(yè)教學中有很多實習和實驗教學,這也是培養(yǎng)學生學習興趣的重要環(huán)節(jié)。除此之外,還可以將一些科研項目結合課程內容介紹給同學,或者讓其參加一部分試驗和計算,既開闊了學生的視野,又增加了學生從事專業(yè)工作的熱情。寒、暑假期間,是安排學生到工地實習的好機會,經過工程現(xiàn)場的實際動手操作,學生的學習將更有針對性,學習目的也就更加明確。也可以結合大學生科技下鄉(xiāng)活動,組織學生應用自己的專業(yè)特長,為社會做出自己的貢獻。這種實踐活動提高了學生分析問題和解決問題的能力,增加了學生的使命感和學習興趣,對學生的就業(yè)也是非常有利的。需要注意的是,作為專業(yè)教師應配合相關部門做好學生實習工地的聯(lián)系和安排工作,尤其是學生的安全問題。
四、結語
“授之以魚不如授之以漁”,大學階段,不僅要求學生掌握本專業(yè)的基本知識和技能,還要掌握學習知識的能力,學習方法和技巧,提高其綜合素質。激發(fā)學生的學習熱情和學習興趣,則是培養(yǎng)這些能力,提高學生綜合素質的重要一步。
作者:孫剛臣 單位:桂林理工大學土木與建設工程學院
參考文獻:
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基金項目:
本文受桂林理工大學巖土工程課程(群)教學改革建設項目(002503216047)資助.
第三篇:土木工程結構試驗科研型教學改革實踐
摘要:
隨著土木工程科技化程度的提高,對理論水平高、實踐能力強的科研型人才的要求不斷增加。土木工程結構試驗的傳統(tǒng)教學重理論而輕實踐,試驗環(huán)節(jié)以模仿操作為主,缺乏獨立思考環(huán)節(jié)。文章提出將科研型試驗環(huán)節(jié)融入土木工程結構試驗課程的教學中,提高學生理論學習和試驗環(huán)節(jié)的參與度,培養(yǎng)學生文獻調研、方案設計、試驗操作以及結果分析的能力。實踐結果表明,通過合理的環(huán)節(jié)設置,可改善結構試驗課程的教學質量,培養(yǎng)善思考、勤動手的科研型土木工程人才。
關鍵詞:
土木工程;結構試驗;科研型試驗;實踐環(huán)節(jié);教學改革
土木工程結構試驗是土木工程專業(yè)本科教學中的重要組成部分,其任務是通過理論和實踐的各個教學環(huán)節(jié),使學生獲得并掌握工程結構試驗方面的基本知識和基本技能,能根據設計、施工和科研任務的需要,完成一般建筑結構的試驗與分析[1]。然而,在傳統(tǒng)的教學過程中,理論授課階段多為教師授課學生聽課的單一模式,試驗階段以試驗指導書為依據統(tǒng)一開展試驗。該傳統(tǒng)教學模式降低了學生的參與程度,影響了學生的課堂學習效率,理論學習依賴于學生的自覺性,在一般高校中往往出現(xiàn)認真聽課者寥寥無幾的局面。而一成不變的試驗指導書使學生養(yǎng)成了依賴性,不對試驗內容加以理解,往往應付了事,甚至成了試驗的“參觀者”,沒有真正參與試驗過程的訓練。目前土木工程結構試驗的教學改革主要有試驗平臺深化[2]、現(xiàn)代化新型技術設備運用[3]、綜合性試驗設計、考核體系改革、師資力量提升[4]、仿真試驗拓展[5]等方面,然而,多數高校的土木工程結構試驗仍然面臨課時數少,試驗設備陳舊,試驗內容單一等問題。土木工程結構試驗教學改革的重點應轉向幫助學生找到操作簡單、成本低廉、周期短而又不乏創(chuàng)新性和實踐性的試驗內容,充分利用現(xiàn)有教學資源有效提升教學質量。文章提出將科研型試驗環(huán)節(jié)融入土木工程結構試驗課程的教學中,提高學生在理論學習和試驗環(huán)節(jié)中的參與度,培養(yǎng)學生文獻調研、方案設計、試驗操作以及結果分析的能力,改變傳統(tǒng)土木工程結構試驗教學中重理論輕實踐,試驗環(huán)節(jié)以模仿操作為主,缺乏獨立思考等問題,培養(yǎng)學生完成綜合科研型試驗的能力。
一、現(xiàn)有教學環(huán)節(jié)及其存在的問題
傳統(tǒng)土木工程結構試驗的教學內容主要包括結構試驗設計、結構試驗荷載、結構試驗測試技術、結構靜力試驗、結構動力試驗、既有結構無損檢測、試驗數據處理與分析等內容[6]。其中,結構試驗荷載、結構試驗測試技術和結構靜力試驗為主要教學內容,也是試驗環(huán)節(jié)中較為容易實現(xiàn)的環(huán)節(jié)。以浙江大學寧波理工學院土木工程結構試驗的《試驗指導書》為例。目前,除了環(huán)節(jié)6和7外,其余環(huán)節(jié)均為國內大部分高校所設置的試驗內容。上述試驗設置中存在以下3個主要問題。(1)學生試驗前積極性不高。試驗手冊為基本原理、使用方法等內容介紹,試驗過程僅是理論課程的深化,學生對試驗前的準備工作積極性不高,準備不充分。(2)測試手段的先進性不足。序號1-4均為電阻應變片和應變儀的使用,存在重復試驗現(xiàn)象,造成學生對測試技術的認知不全面。(3)后續(xù)分析過程單一。應用對象為等強度梁和簡支桁架,其中,等強度梁考察各種橋路接法(溫度自補償),鋼桁架考察桁架結構的工作性能及計算理論等問題,試驗中缺乏具有顯著意義的科學問題。
二、科研型試驗環(huán)節(jié)的設計與要求
基于上述問題,文章提出在傳統(tǒng)試驗的基礎上,增設需要自主創(chuàng)新的科研型試驗環(huán)節(jié)。
(一)理論環(huán)節(jié)及常規(guī)試驗環(huán)節(jié)
要求學生掌握常規(guī)試驗設備的原理,掌握結構靜載試驗,了解結構動力試驗,掌握無損檢測技術,獨立撰寫試驗報告。
(二)科研型試驗環(huán)節(jié)的教學與要求
要求學生進行某一科研主題的專業(yè)文獻檢索與整理,探討試驗方案的設計、優(yōu)化,獨立開展科研型試驗,整理試驗成果并進行匯報。不同于理論環(huán)節(jié),科研型試驗需開展的教學環(huán)節(jié)如表2所示。教學環(huán)節(jié)包括自主課題簡介、專業(yè)工具簡介和科研講座三部分。其中,自主課題簡介占用1.0個課堂教學學時,要求學生掌握所選課題的背景知識,了解試驗室具備的科研條件,確保所制定試驗方案的可行性。專業(yè)工具簡介占用2.0個課堂教學學時,傳授學生如何檢索和閱讀自主課題的相關科技論文,了解科研活動中可能用到的辦公軟件(Word、Excel、PowerPoint、Visio、AutoCAD、NoteExpress等)。科研講座不占用課內學時,但作為平時成績的重要補充,包括專家學術講座、專業(yè)技術講座及研究生科研項目講座等環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的科研思路,使其對專業(yè)軟件有深入的了解,并通過研究生項目了解科研試驗可能遇到的問題及其解決方法。
(三)科研型試驗要求
不同于常規(guī)試驗環(huán)節(jié),科研型試驗需開展的實踐環(huán)節(jié)如表3所示。試驗環(huán)節(jié)包括試驗方案設計與匯報、試驗實施及成果整理與匯報三部分。其中,方案匯報占用2.0個課堂教學學時,要求學生對設計的試驗方案進行匯報,匯報內容包括與主題相關的國內外研究現(xiàn)狀、試驗的荷載方案、量測方案、預期數據結果及其處理方法等,對方案合理性和可行性進行評估。試驗實施占用試驗教學環(huán)節(jié)2.0學時,為試驗室人員集中分配試驗設備,指導試驗方法,其余試驗環(huán)節(jié)為課外學時。成果匯報占用課內2.0學時,要求學生撰寫試驗報告并進行多媒體演示,包括試驗數據繪圖、試驗結果解釋與分析,要求評估結果的合理性和報告的完整性。
三、土木工程結構試驗科研型教學環(huán)節(jié)的實踐
(一)試驗室介紹
浙江大學寧波理工學院結構工程學科為寧波市重點學科,2010年建成科技部“混凝土結構耐久性研究國際科技合作基地”,2011年成功申報寧波市創(chuàng)新團隊一層次平臺:“沿海工程結構安全與耐久性科技創(chuàng)新團隊”,在鋼筋混凝土耐久性方面形成了鮮明的研究特色。試驗室現(xiàn)有HC200鋼筋繡蝕測試儀、CKT-1000混凝土電導率測試儀、PS200型鋼筋探測儀、RCM非穩(wěn)態(tài)電遷移法氯離子擴散系數測定儀、RCT氯離子濃度測定儀、PS-268B電化學測量系統(tǒng)等一批鋼筋混凝土耐久性檢測設備,同時,配置了MOI130動態(tài)光纖光柵傳感器、藤倉S60光纖熔接機、EXFO光時域分析儀等先進的光纖類檢測技術設備。試驗室具備開展鋼筋混凝土耐久性試驗的條件。
(二)科研型試驗案例———鋼筋銹蝕光纖監(jiān)測
基于光纖光柵傳感技術(FBG)的鋼筋銹蝕程度監(jiān)測試驗具備操作簡單,成本低,周期短,測試技術先進等優(yōu)點,適合作學生科研型試驗。通過文獻綜述、試驗設計與實施、結果整理與分析三個環(huán)節(jié)介紹實踐案例。文獻綜述環(huán)節(jié)。在課題教學過程中介紹該案例的背景知識,學生通過文獻閱讀認識到鋼筋混凝土鋼筋銹蝕監(jiān)測的傳統(tǒng)方法主要是基于腐蝕電位、線性極化電阻等的電化學檢測方法,但檢測參數單一、穩(wěn)定度低。光纖光柵傳感技術克服了傳統(tǒng)檢測方法的不足,精度高,質量輕,耐腐蝕,且可實時監(jiān)測,獲得鋼筋混凝土銹蝕全過程信息。試驗設計及實施。學生通過文獻調研設計了一種基于裸光纖光柵的鋼筋銹蝕監(jiān)測方法,將裸光纖光柵粘結在900μm緊套光纖表面,繞成圓環(huán)后澆筑進鋼筋混凝土內部,實現(xiàn)鋼筋混凝土銹蝕全過程監(jiān)測。該試驗設計和實施過程中,試驗室指導教師僅需講授光纖光柵原理、MOI130解調儀使用方法等內容,學生可自行開展科研試驗。試驗結果分析。學生通過分析試驗數據,采用Origin繪圖軟件整理試驗數據,。結果表明,鋼筋銹蝕過程中光波波長隨著時間而增大,監(jiān)測數據反映了鋼筋銹蝕過程,并且通過波長的顯著降低可識別出裂縫位置等信息。
四、結語
文章從傳統(tǒng)土木工程結構試驗課程教學中存在的問題出發(fā),提出將科研型實踐環(huán)節(jié)融入結構試驗教學中,得到如下結論。(1)總結了目前土木工程結構試驗教學過程中存在的問題,提出在教學過程中融入科研型實踐環(huán)節(jié),提高課程教學質量,調動學生的積極性。科研型實踐環(huán)節(jié)不僅有利于學生鞏固所學知識,更有利于其綜合創(chuàng)新能力的開發(fā),培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新能力與實踐能力的土木人才。(2)科研型教學環(huán)節(jié)中應設置專業(yè)文獻檢索與整理,試驗方案的設計、優(yōu)化,獨立設計科研型試驗,整理試驗成果并進行匯報等環(huán)節(jié),通過自主課題簡介、專業(yè)工具簡介和科研講座等形式保障科研型試驗環(huán)節(jié)的有效實施。(3)實踐表明,依托學科優(yōu)勢可為學生設計一批成本低,周期短,易于操作等科研環(huán)節(jié)作為教學案例開發(fā)學生科研能力,幫助學生掌握前沿的科研技術,達到培養(yǎng)科研能力的目的。(4)創(chuàng)新科研型試驗對試驗教學平臺、指導教師的教學、試驗操作等方面提出了較高的要求,因此,需重視試驗室平臺建設、師資引進以及試驗制度完善等工作,以確保試驗教學改革的順利開展。
作者:沈建生 毛江鴻 單位:浙江大學寧波理工學院土木建筑工程學院
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第四篇:土木工程課程實踐教學環(huán)節(jié)質量研究
摘要:
在英美德等國家,土木工程專業(yè)很注重實踐教學,而目前我國土木工程教育過于注重理論教育,實踐教育明顯不足,另外學生學習的主動性和積極性都不是很強,為了彌補這些不足,本文主要研究了一種跟蹤理論教學的課程設計模塊課程。
關鍵詞:
結構力學;實踐教學;剛度矩陣
1國內外土木工程專業(yè)教育狀況
英國很注重土木工程專業(yè)畢業(yè)生的實踐能力,土木工程專業(yè)本科的教學模式采用三明治式的教學模式,即大學的第一年、第二年和第四年在校學習,而第三年要在企業(yè)工作,除此以外,美國的土木工程教育非常重視實踐教學在校學習的三年時間里,還有實習,課程設計等實踐鍛煉。以美國加州大學為例,美國的加州大學伯克利分校土木工程專業(yè)的結構設計課程總共3個學分,每周5個學時,其中的2個學時用于理論知識的教授,剩下的3個課時用于實踐能力的培訓。我們共有本科院校755所,其中大部分的工科院校以及綜合性大學都會設有土木工程專業(yè),但是我國的土木工程專業(yè)注重理論知識的傳授,實踐教學存在明顯的不足。如我國青海大學實踐課時占總課時的18%,而國外實踐課時普遍占總課時的25%,二者相差甚遠。理論課時過多導致學生都花很大精力在學習理論知識和應付考試上面,而忽略了實踐的重要性。另外雖然我國很多大學土木工程專業(yè)都設立了認知實習,生產實習,畢業(yè)實習和一些課程設計,可是這些實踐教學明顯滯后于理論教學,從而不能很好地將理論和實際聯(lián)系起來。綜上所述,中國的土木工程專業(yè)主要表現(xiàn)為理論課時過多,實踐課時過少,理論與實踐脫節(jié),實驗體系不完善及校企聯(lián)系不緊密等問題,本文研究的跟蹤理論教學的課程設計模塊主要目的是解決前三個問題。
2總體思路
本課程設計主要通過將實際工程穿插到理論教學中,而不是滯后于理論教學,目的是讓學生更好地將理論與實際相結合,提高學習主動性,幫助改善大學校園里的抄襲現(xiàn)象,讓學生理解到所學理論知識在實踐中如何運用,同時讓學生鞏固了前面學的理論知識。本課程設計總共分3個部分,分別為任務書的編制,課程設計技術交底,課程設計實施過程。第一,任務書的編制。本文以計算結構力學這門課為研究基礎,因為結構力學是一門理論性較強的課程,學習起來枯燥乏味,而且開設課程較早,很多學生無法理解力學與他們以后從事的土木專業(yè)工作有什么實際聯(lián)系,為了解決這一問題,在任務書的編制時盡量選取工程實際案例。將學生分成若干個大組,每個大組一個大課題,同組中不同的學生控制參數不同,這樣就可以避免學生之間相互抄襲的現(xiàn)象。第二,課程設計技術交底。課程設計技術交底即是我們通常所說的開題,在課程開始之初進行技術交底工作,通過開題讓學生了解課程設計的整體思路,需要查閱哪些資料,每一個時間節(jié)點要做些什么。并規(guī)定在課程設計期間學生應遵守的紀律,違反紀律時的處罰辦法。第三,課程設計實施過程。這是整個課程設計中最關鍵也是最重要的部分,根據課程開設情況來決定課程設計實施過程的時間,通常情況下為一年。通過每個時間節(jié)點的考核制度來檢驗課程設計的效果,考核方式可以多樣化,比如編制一個答題庫,在每個階段的時間節(jié)點處組織一次課程設計的答辯,通過答辯來發(fā)現(xiàn)學生在前期工作中存在的問題及不足,幫助學生解決問題,從而使后面的設計工作更好的進行下去。
3實施成果
本課題以結構力學課程為理論基礎,選取了幾個工程實例,對學生進行分組,進行跟蹤式課程設計,通過此次課程設計,得到的成果如下:第一,提高了學生學習力學的興趣。力學是一門理論性很強的課程,計算量大,通常的教學方式很容易讓人覺得枯燥反味,但是通過這次課程設計,將理論與實踐很好的結合起來,通過理論來知道實踐,通過實踐來鞏固理論知識,學生的學習積極性有很大程度的提高。第二,提高了學生自主學習能力和鉆研精神。在整個設計過程中,老師主要起一個監(jiān)督作用,基本上是靠學生自己主動的學習,在設計過程中會遇到很多問題,學生必須要主動的學習相關理論知識和查閱大量的相關資料才能夠很好的完成整個設計。第三,現(xiàn)在大學生之間相互抄襲的現(xiàn)象在大學校園里比比皆是,這樣不光是浪費人力物力和財力,更重要的是大學生在整個大學階段根本沒有學到知識。因為是每個學生的課題都不一樣,所以避免了在課程設計過程中出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。
4總結
第一,本課程設計通過一人一題的方式很好地解決了大學校園里的抄襲現(xiàn)象。第二,本課程設計能夠將理論和實際聯(lián)系起來,這樣能夠讓學生覺得學習沒有那么枯燥,不但能夠鞏固學生在校學習的理論知識,更能夠將所學的理論知識運用到實際工程中。第三,本課程設計能夠很好的調動學生學習的主動性和積極性,培養(yǎng)學生的專業(yè)性和獨立性,增強了學生的綜合能力。
作者:李海霞 吳韜 單位:安徽新華學院
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第五篇:土木工程研究性實踐教學應用
摘要:
對《土木工程材料》課程的基本實驗項目———水泥實驗,混凝土用骨料實驗及普通混凝土實驗進行綜合改進,形成了混凝土配合比設計綜合性實驗。通過任務式教學,使學生按工程實際工作程序,從材性檢測、混凝土強度設計、和易性選擇、混凝土配合比計算和試配、最終確定施工用混凝土配合比。將理論知識和實際問題有機地結合,激發(fā)了學生進行科研實驗的興趣。教學實踐結果表明,混凝土配合比設計綜合性實驗改革便于落實研究性教學實踐環(huán)節(jié)的教學,有利于學生綜合能力的提高。
關鍵詞:
混凝土配合比設計綜合性實驗;研究性教學
基金項目:
黑龍江八一農墾大學校級教改課題“土木工程材料課程探究性教學模式實踐與應用”。
研究性教學能有效突出學生的主體地位,促使學生成為知識的自主建構者,培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神,目前已成為中國高等教育改革的熱點[1]。《國家中長期人才培養(yǎng)發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》中提出要完善現(xiàn)代國民教育和終身教育體系,《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》(教高[2012]4號)也明確要求創(chuàng)新教育教學方法,進一步強調學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)[2]。《土木工程材料》是土木工程專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課,其內容豐富,信息量大,教學內容包括課堂教學和實驗教學。我國各高校土木工程專業(yè)在該課程中進行了大量研究性教學的探索和實踐[3]。該課程也是黑龍江八一農墾大學土木工程專業(yè)課程體系中的核心課程。
1開展研究性教學的必要性
我校《土木工程材料》實驗課安排16學時,內容主要包括材料基本性質實驗、鋼筋拉伸和彎曲性能實驗、水泥實驗、混凝土用骨料實驗、普通混凝土實驗、砂漿實驗、砌墻磚實驗等。教學改革前以上實驗項目均按事先分配的學時單獨分散進行。各項實驗內容相對獨立,分割明顯,同一實驗項目統(tǒng)一安排。教師在實驗前發(fā)放實驗指導書,指導書針對每個實驗項目給出相應的實驗目的、原理、內容及步驟。學生只需按實驗指導書說明按部就班完成實驗操作,最后按教師設計好的格式分項填寫實驗報告即完成整個實驗。由于該課程理論課與實驗課各自獨立,課程本身內容繁多,各知識點相對瑣碎,加之各實驗項目零散安排,缺乏邏輯性和關聯(lián)性,又以演示性和驗證性為主。使得學生在學習時往往會感到枯燥乏味,分不清主次,也難于構建系統(tǒng)的知識體系,并因此對課程學習失去興趣,不能主動思考,主動實踐。目前,關于《土木工程材料》課程研究性教學的改革取得了很多成果,但實驗教學環(huán)節(jié)仍存在很多問題。實驗課程多仍局限于傳統(tǒng)的教學模式,內容單一,大部分是演示性、對比性、驗證性實驗,學生主動參與的積極性難以發(fā)揮,不利于學生能力的培養(yǎng)[4];由于各項實驗內容相對獨立,缺乏聯(lián)系,與后續(xù)專業(yè)課聯(lián)系更少,學生難于建立系統(tǒng)的知識體系;另外,實驗成績考核多依附于理論課,一般沒有完善的評價指標,多數以學生出勤和實驗報告的撰寫情況確定成績,導致學生被動學習,對實驗應付了事。傳統(tǒng)的教學模式不能滿足當前人才培養(yǎng)的需要,為了更好地激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)其主動探究、獨立思考和科研實踐能力,有必要對現(xiàn)有實驗教學模式進行改革,以提高教學質量。擬通過對土木工程材料課程中水泥實驗、混凝土用骨料實驗及普通混凝土實驗的整合與綜合設計,將研究性教學理念引入實驗教學,以啟發(fā)引導學生進行自主性、研究性學習,為同類兄弟院校教學質量的提高提供一定的參考。
2混凝土配合比設計性實驗的研究性實踐教學模式構建
2.1實驗教學項目整合
針對以上實驗教學中存在的問題,同時為激發(fā)學生科研實驗的興趣,建立主動探究,綜合滲透的研究性教學模式,將《土木工程材料》實驗中三個聯(lián)系比較緊密的實驗項目———水泥實驗、混凝土用骨料實驗及普通混凝土實驗進行整合,形成了混凝土配合比設計綜合性實驗。以實際工程中混凝土結構構件所用混凝土為實驗題目,為學生提供真實的實驗背景,根據實際工程部位所用混凝土的強度等級、和易性要求,編制混凝土配合比設計任務書,以為施工單位提供混凝土配合比報告為任務,圍繞混凝土配合比設計這個核心問題展開各項實驗。學生按照任務書的要求,以解決實際問題為目的,通過小組討論自行設計制定實驗方案,并按照每個實驗組自己所定方案進行材料材性檢測,混凝土配合比試算,混凝土和易性和強度調整等具體實驗內容。通過各種記錄的實驗數據并結合理論分析判斷方案設計的合理性和任務完成的效果。以小組為基本單位共同敲定實驗方案并完成全部實驗操作,最后每組學生個人獨立完成實驗報告的撰寫,這樣安排實驗,更有利于激發(fā)學生的興趣和好奇心,為了盡快完成任務,學生必須積極搜集資料,主動思考,努力尋找解決方案,學生由被動地接受知識轉變?yōu)橹鲃拥靥骄浚矠檫M一步培養(yǎng)其科研能力創(chuàng)造了條件。在方案設計,實驗操作,實驗報告撰寫,相互討論等過程中,同學們以解決實際問題為線,將零散的概念、理論和工程實踐在理論分析和具體實驗的碰撞中,逐步形成系統(tǒng)的知識體系。在這個過程中,學生不僅學到了知識,更學會了獲取知識的方法。
2.2實驗前準備
實驗前2周,針對混凝土配合比設計問題涉及的基本理論知識和相應原理進行講解,同時提供各項輔助實驗(如水泥膠砂強度實驗、粗(細)骨料篩分析試驗、混凝土拌合物稠度實驗等)的視頻資料,并帶領學生參觀實驗室,使學生了解實驗室現(xiàn)狀,初步了解實驗儀器設備,各種實驗材料等軟、硬件條件;了解實驗過程、儀器、材料使用時的注意事項。為學生獨立進行科研實驗,解決工程實際問題做好鋪墊。同時安排學生自由組合成立實驗小組,每組4-5人,小組成員自行推選一人擔任組長,負責組織成員并開展具體工作,在整個實驗過程中,每個小組就是一個小團隊,他們之間即相互獨立也相互合作,還可將實驗情況及時比較,及時反饋。實驗前1周下發(fā)混凝土配合比設計任務書并進行情況說明。明確實驗內容,任務要求,考核標準和課時限制,并要求學生以小組為單位利用課余時間自行查閱文獻和最新的標準規(guī)范,編寫混凝土配合比設計方案,方案設計完成后須由指導教師審核,通過后方可進入實驗室著手實驗。
2.3實驗實施與指導
實驗過程中指導教師全程現(xiàn)場跟蹤,扮演類似工程監(jiān)理或顧問的角色,考察每組學生的實驗操作是否規(guī)范,實驗方法、步驟是否符合相應標準,并及時進行指導糾正。為了緩解實驗室面積不足,實驗設備有限,學生人數多及教師工作量過大問題,進行混凝土配合比設計實驗的相關實驗室在規(guī)定課時內同時開放,方案設計通過審核的幾個實驗組同時開展實驗,采用類似超市的經營理念———即自選自用,用后完璧歸趙。這樣,方案設計時不但要明確本組實驗的合理安排,還要解決與其他組同時進行實驗,場地、設備等的沖突問題。為了在有限課時內盡快完成任務,學生實驗前必須做好充分準備,合理安排時間和實驗項目順序,還要與其他實驗組協(xié)調各項基本實驗的相互穿插。這一運作中,實驗小組內學生要通力合作,實驗小組間既要競爭又要合作,不但極大地激發(fā)了學生的學習熱情,提高了學生間的相互協(xié)調、溝通能力,也順利地完成了教師的角色轉變。使教師從傳統(tǒng)的教學核心脫離出來,而作為學生學習的促進者和教學顧問,即教師只是提出任務和問題,或在恰當的時候提供援助,而學生自然成為了解決具體問題的主體。從根本上改變了教師教學行為和學生學習方式。
2.4實驗考核與成績評定
科學的成績考核體系在研究性教學模式中起著至關重要的作用,是學生主動學習的風向標。為了凸顯研究性實踐教學模式在實驗教學中的作用,引導學生主動探究,自主構建知識體系,加強實踐和創(chuàng)新能力。對《土木工程材料》課程成績考核指標進行了重新調整。總成績由期末卷面成績(40%)、實驗成績(40%)和平時成績(20%)三大基本考核項目組成,其中實驗成績由出勤(20%),方案設計(20%),小組表現(xiàn)(20%),實驗操作(20%),實驗報告(20%)構成。要取得良好的成績,學生必須主動學習和思考,既要提高個人素質,又要注重團隊精神。
3結語
實驗教學是培養(yǎng)學生綜合運用知識、實踐能力和進行研究性學習的重要環(huán)節(jié),結合當前我校《土木工程材料》課程實驗教學中存在的問題和我國高等教育人才培養(yǎng)要求,對水泥實驗、混凝土用骨料實驗及普通混凝土實驗進行整合改進,將研究性實踐教學理念應用于實驗教學[5]。教學實踐結果表明,混凝土配合比設計綜合性實驗改革便于落實研究性教學實踐環(huán)節(jié)的教學,能極大地激發(fā)學生進行科研實驗的興趣,有效地突出了學生的主體地位和教師的主導作用,有利于學生綜合能力的提高。但也存在一些尚需進一步解決的問題,如教師應如何應對研究性教學對其自身知識儲備和能力的調整;《土木工程材料》課程內容豐富,實驗多以演示性和驗證性為主,如何找到更多切入點,形成綜合性,研究性實驗;如何使學生盡快形成主動學習習慣,適應研究性學習需要,這些都是今后教學中需要不斷總結和完善的。
作者:解國 梁薛輝 解恒燕 單位:黑龍江八一農墾大學工程學院
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第六篇:土木工程雙學位班課堂教學效果分析
摘要:
掌握了解課堂教學效果影響因素是實現(xiàn)教學效果提高的關鍵。通過問卷調查的方法,選取武漢七校聯(lián)合辦學中國地質大學土木工程雙學位班為樣本,從學生因素、教師因素、課堂因素三個方面分析了影響雙學位班課堂教學效果各因素的重要性程度,為有針對性的提高雙學位班課堂的教學效果提供了參考。
關鍵詞:
雙學位;課程教學效果;影響因素;問卷調查
1引言
近年來,隨著我國高等教育教學的改革,教學質量的優(yōu)劣成為高校從業(yè)人員廣泛關注的問題。課堂教學效果的好壞是高校生存發(fā)展的生命線[1][2]。同時,為滿足高等人材培養(yǎng)的學科融會、跨學科發(fā)展的要求,雙學位教育政策在國內得到了廣泛的傳達與實踐。如何保證雙學位班課堂的教學效果成為高校教育工作者及雙學班學生們所關心的重要問題,而分析影響雙學位班教學效果的因素是首要關鍵。基于此,本文以土木工程雙學位班課堂教學效果影響因素調查分析為選題展開論述探討。
2七校聯(lián)合辦學雙學位班
雙學位,一般指的是輔修專業(yè)學位,是在本科學習階段,學習本專業(yè)的同時,跨學科門類學習另一專業(yè)的學位課程;達到全部要求后獲得主修專業(yè)本科畢業(yè)證、學位證的同時,獲得另一學科的輔修專業(yè)證書和雙學士學位證書。武漢七校聯(lián)合辦學,是指武漢7所211大學之間實施的一種聯(lián)合辦學模式,七校學生可以跨校跨學科輔修第二學位。這是中國大陸持續(xù)時間最長、實質性參與高校最多、合作范圍最廣、受益學生最多的一種聯(lián)合辦學模式。
3土木工程雙學位班樣本數據
本次調查分析以七校聯(lián)合辦學2012級中國地質大學土木工程雙學位班全班29名同學為樣本。該班級中華中師大同學3名,武漢理工同學2名,中南財大同學2名,地質大學同學19名,華中農大同學3名。各同學主修院系分布于各類專業(yè),包括經管、歷史、物理、法學院等。主修課程與土木工程雙學位存在巨大的差異性,部分專業(yè)的同學甚至來源于文科類專業(yè),完全沒有工科學科中土木工程的專業(yè)基礎相關知識背景。
4調查問卷的設置
在大學課堂教學過程中,學生及教師作為這一活動中的主體,兩者之間存在密切的關系。學生是最具有資格作為課堂教學效果影響因素分析調查的主體[3]。根據相關文獻研究成果的調研分析發(fā)現(xiàn)[4],影響課堂教學效果的主要因素可概括為:學生對教師的認識、學生對課程的興趣,以上二個因素統(tǒng)稱為學生因素;此外,教師教學能力、教師課堂行為表現(xiàn),統(tǒng)稱為教師因素;以及課堂因素,包括課程在專業(yè)中的重要性、課程對未來發(fā)展的重要性。以此為基礎,調查問卷針對每一個主要因素,設置一個選擇性問題。問題設定過程中,分別對每一個因素影響教學效果的程度進行界定,即設定“很重要、重要、一般、不重要、很不重要”五個選項,供樣本同學進行問卷調查回答。
5調查問卷結果分析
通過對各樣本同學回答結果的統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)樣本同學對各因素影響課堂教學效果的程度存在一定的差異性。以“‘任課教師的教學能力’對于提高課堂教學效果的重要性程度”這一問題為例,針對這一影響因素,有39%的同學認為很重要,其他的61%同學也都認為重要。可見,“教師教學能力”這一影響因素在同學們眼中形成共識,認為其是影響教學效果的重要因素。問卷調查結果綜合處理過程中,擬定對各選項答案賦以不同權重系數。“很重要、重要、一般、不重要、很不重要”各選項的權重系數依次分別為5、4、3、2、1。根據問卷調查結果,對各問題的回答答案進行權重系數加和求平均值,以該平均值表征其重要性程度。對比分析這影響因素的重要性程度發(fā)現(xiàn),“學生對課程的興趣”這一因素被認為最為重要,其平均值達到3.72。這一現(xiàn)象表明對于雙學位班的同學來說,他們更為重視自身對于課程的興趣,這也與之輔修雙學位的動機相符。其次,“教師的教學能力”這一因素也被認為重要,其平均值為3.48。這一因素的重要性由教師職業(yè)的特殊性所決定。“課程對未來發(fā)展的重要性”這一因素的重要性程度平均值為3.45,這反映了雙學位班的同學對于課程學習與未來職業(yè)規(guī)劃上關系考慮得更多。“學生對教師的認識”及“課程在專業(yè)中的重要性”的重要性程度平均值均為3.31,反映了跨學校、跨專業(yè)輔修土木工程雙學位班的同學對于新專業(yè)學科的教師及專業(yè)上的了解可能存在一定的欠缺,故并未選擇其作為影響課堂教學的最為重要因素。對于“教師課堂行為表現(xiàn)”這一影響因素其平均值僅為2.62,說明雙學位班的同學并未過多看重老師在課堂上的行為表現(xiàn)。
6結語
雙學位課程的輔修及學習是近年來大學生們的熱門選擇,提高雙學位班課堂教學效果是高校教師重點關注內容。而雙學位班同學由于其知識結構、興趣愛好等與主修專業(yè)同學存在的巨大差異性,使得其在提高自身課堂學習效果及教師課堂教學效果的認知上存在自身的獨特性。為更好地保證雙學位教學的質量,應進行更多的有針對性的調查及分析。
作者:蔣楠 羅學東 周傳波 單位:中國地質大學(武漢)工程學院土木工程系
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第七篇:土木工程CDIO實踐教學體系構建
【摘要】
實踐教學是培養(yǎng)學生提高工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。作為實踐性極強的土木工程專業(yè),培養(yǎng)的是工程技術和管理人才。結合土木工程專業(yè)目前實踐教學的實際情況,分析了目前地方高校實踐教學存在的問題,提出基于CDIO理念的實踐教學體系的構建思路。
【關鍵詞】
CDIO;土木工程;實踐教學
作為地方本科院校,培養(yǎng)的是“工程型”和“技術型”的人才,土木工程專業(yè)應該培養(yǎng)工程一線的技術和管理人才。要想培養(yǎng)出優(yōu)秀的工程施工技術和管理人才,實踐教學尤為重要。然而,在目前的地方高校中存在著實踐教學體系和實踐教學條件不夠完善、教師的工程實踐能力不夠、學生的主動學習能力差等問題。同時,相當一部分教師和學生對實踐教學重要性的認識僅僅停留在表層,例如認為實踐教學就是計算機軟件的操作、簡單的課程設計等,沒有進行深層次地探索。因此,進一步完善實踐教學體系是目前迫切需要解決的問題。
1CDIO工程教育模式
CDIO是由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學共同提出和倡導的工程教育理念[1]。具體包括:構思(conceive)—設計(design)—實現(xiàn)(implement)—運行(operate)。CDIO的教學大綱中強調要在真實的工程實踐環(huán)境中,讓學生通過主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的學習方式對理論基礎知識有更深刻的理解和掌握,進而培養(yǎng)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新思維能力和團隊合作素養(yǎng)。基于實踐教學對土木工程這種工程性、技術性、實踐性非常強的工科專業(yè)的重要性,將CDIO工程教育理念引入到實踐教學中,有組織有計劃地讓學生很好地掌握實踐教學的內容和技能,有利于培養(yǎng)學生解決工程實踐問題的能力和創(chuàng)新意識,同時培養(yǎng)學生的團隊合作素養(yǎng)。
2土木工程專業(yè)實踐教學存在的問題
土木工程專業(yè)作為一個工程技術性、實踐性非常強的工科專業(yè)[2],學生不僅僅需要掌握理論知識,還需要具有解決工程實際問題的能力。而目前大部分高校培養(yǎng)出的畢業(yè)生都有較高的理論水平,但工程實踐能力與企業(yè)所需人才相去甚遠。主要體現(xiàn)在以下三個方面:一是相當一部分地方院校都意識到了工程實踐能力對學生的重要性,但是在具體的實踐教學管理中還存在著嚴重的不足,導致其實踐教學體系不夠完整,使理論教學與實踐教學之間存在嚴重的脫節(jié),從而使實踐教學流于形式。在校內進行的實踐教學環(huán)節(jié)中的實驗課、課程設計、畢業(yè)設計等內容,大部分都是教師進行統(tǒng)一安排,如畢業(yè)設計是考察學生解決工程實際問題的能力,但在實際的教學過程中,設計任務書的內容與工程實際相差甚遠,使得學生掌握的知識與企業(yè)的需要無法對接,專業(yè)缺乏特色和優(yōu)勢[3]。二是教師的工程實踐能力缺乏。近些年高校招聘的大量教師都是畢業(yè)后直接走上講臺,雖然具備較高的理論水平,但是工程實踐經驗缺乏[4],基本沒有參與過工程實踐。進入高校后,由于教學工作量大和科研任務重,外出實踐的機會幾乎沒有,加上學校對教師的理論教學水平尤為重視,忽視對教師工程實踐教學能力的培養(yǎng),導致教師的專業(yè)實踐教學能力差,不能在實踐教學中真正起到作用。三是學生主動學習能力差。受傳統(tǒng)教學模式的影響,許多地方高校的教學模式仍然以教師講授為主,對學生主動學習能力的培養(yǎng)有所忽視。久而久之,使學生在解決工程實際問題方面意識差、能力不足。同時,相當一部分學生把主要精力放在了考試上面,普遍認為實踐教學不會對成績造成很大的影響,所以在平時的實踐教學環(huán)節(jié)主動性差、學習缺乏積極性,導致最后學生學到的知識與用人單位的需求無法對接。
3基于CDIO的實踐教學體系構建思路
3.1確立CDIO模式的實踐教學目標
CDIO教學大綱提出培養(yǎng)合格的工程實踐者,與地方高校的人才培養(yǎng)目標一致。想要實現(xiàn)此目標就需要改變傳統(tǒng)的實踐教學模式,構建科學的實踐教學體系,加強實踐教學管理,將現(xiàn)有專業(yè)課程體系、實踐教學體系及所采用的實踐教學方法、實踐教學內容與CDIO工程教育理念相結合,形成新理念。同時結合本校的實際情況,構建各專業(yè)課程之間、各實習實訓之間的緊密銜接,使其形成層次更加分明、定位更加準確的實踐教學體系。實踐教學基地建設是工程實踐教學的重要保障。在保證掌握專業(yè)理論知識的前提下,盡可能多地設置工程實踐教學環(huán)節(jié),并結合工程實際安排實踐教學的內容,培養(yǎng)學生CDIO(構思—設計—實現(xiàn)—運行)的能力。CDIO標準6中有對工程實踐場所的要求,要求學生在學習過程中要真正接觸工程實際,在真實的工程環(huán)境中,培養(yǎng)學生對所學知識的理解和應用,進而解決遇到的工程實際問題。
3.2培養(yǎng)實踐型教師,提高教師的工程實踐能力
CDIO大綱中標準9提出要提高教師的工程實踐能力,對土木工程專業(yè)這樣一個對實踐教學要求很高的專業(yè),對教師也提出了非常高的要求。要求教師不僅要懂得理論知識,還需要有豐富的工程實踐經驗,能夠在教學過程中將工程實踐知識很好地融合到其中,用生動的工程實際案例吸引學生主動學習和思考。這就要求教師要不斷學習新知識,不斷去實踐。在這個過程中,教師可以把自己的科研項目與工程實踐相結合,讓學生參與到科研項目中,讓學生主動去解決工程中遇到的實際問題,使學生的實踐能力得到提高。學校應該制定相關的管理辦法和獎勵制度,鼓勵教師主動參與工到程實踐當中,并且有計劃有針對性地安排一些教師到企業(yè)和工程一線去實踐學習,從而培養(yǎng)一支實踐經驗豐富、理論知識扎實的師資隊伍。
3.3以學生主動學習為主、教師講授為輔,培養(yǎng)學生主動學習的能力
CDIO教育模式要求以學生為中心,引導學生去思考、探索。在授課的過程中給學生提供更多的動手實踐的機會。在實踐教學過程中要把“以教師為中心”轉變?yōu)?ldquo;以學生為中心”。土木工程專業(yè)的實踐教學應以具體的工程項目為載體,積極引導企業(yè)參與,提供結合工程實際的實踐項目,讓學生真正參與到工程實際應用項目的規(guī)劃、設計、施工和使用過程中,使其在工程實踐中發(fā)現(xiàn)問題,用問題來吸引學生,充分調動學生的學習主動性,實現(xiàn)CDIO主動學習的理念。
4結語
作為實踐性極強的土木工程專業(yè),實踐教學是一個重要的教學環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)出適應地方經濟和受用人單位認可的工程實踐能力較強的應用型人才,必須改變傳統(tǒng)的實踐教學模式,應從實踐教學體系調整、師資隊伍的建設、增強學生主動學習的能力等方面入手。
作者:張春麗 顏華 單位:廊坊師范學院
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第八篇:土木工程虛擬仿真實驗教學資源探索
摘要:
隨著虛擬仿真技術在高校教育領域的廣泛應用,通過分析虛擬仿真實驗的概念及優(yōu)越性,比較國內有關大學應用土建類虛擬仿真實驗的現(xiàn)狀及教學特點后,重點介紹榆林學院土木工程專業(yè)擬建的虛擬仿真實驗教學中心的建設理念、建設思路、教學資源以及預期的教學成果。擬在向應用型院校轉型和校企合作的良好契機下,進行實驗與實踐教學改革,為建筑行業(yè)培養(yǎng)更多的實踐與創(chuàng)新人才。
關鍵詞:
虛擬仿真;土木工程;實驗與實踐教學;應用型人才
隨著高等教育的普及,我國已經一躍成為世界高校在校生最多的國家,其中土木工程專業(yè)的在校學生在2013年已接近40萬。在全球經濟快速發(fā)展和科學技術迅猛進步的驅動下,提高土木工程專業(yè)大學生的實踐能力和創(chuàng)新素質是各大高校發(fā)展的必由之路。但是在開展土木工程專業(yè)的實驗與實踐教學環(huán)節(jié)中遇到了諸多難題:(1)土木工程專業(yè)的實驗與實踐設備體量通常較大、耗費的實驗資源較多,故造成經費高的現(xiàn)狀,給各大高校的實驗建設方面造成較大困擾;(2)土木工程專業(yè)的實驗與實踐環(huán)境有大部分在室外且較為惡劣,特別是存在諸多復雜因素而導致的高危險性,使得本科生不能身體力行地對教學環(huán)節(jié)有親密和深入的參與;(3)土木工程的建筑周期性較長及工程的建筑參與方較多,造成學生不能從各個參與方的角度去全面地感受和學習相關專業(yè)知識。2013年教育部根據《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》,決定開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作[1]。旨在推動高校建立相關虛擬仿真實驗教學中心,以期解決實驗與實踐教學環(huán)節(jié)中遇到的難題,更好地培養(yǎng)在校大學生的工程實踐和創(chuàng)新能力。
1虛擬仿真實驗
1.1虛擬仿真實驗概述
虛擬仿真技術是運用計算機強大的數據處理能力,將客觀存在的抽象對象進行具體可視化的虛擬仿真,通過系統(tǒng)搭建、調試運行、操作交流等步驟進行對象的動態(tài)模擬。虛擬仿真實驗是在理論教學、傳統(tǒng)實驗及實踐資源的基礎上借助虛擬仿真技術、網絡信息互通平臺,構建可視化的虛擬仿真實驗教學平臺,作為實體實驗及實踐教學的有益補充和創(chuàng)新[2]。
1.2虛擬仿真實驗教學的優(yōu)越性
為解決土木工程專業(yè)實驗與實踐教學環(huán)節(jié)中的諸多難題,為化解傳統(tǒng)實驗及實踐教學方式與學生工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)之間的矛盾。結合土木工程專業(yè)本科實驗及實踐課程的自身特點,運用仿真軟件、多媒體技術和網絡交互平臺,在理論教學、傳統(tǒng)實驗及實踐資源的基礎上,構建適合土木工程專業(yè)的虛擬仿真實驗教學平臺。該教學平臺具有以下特點:(1)其設備體量較傳統(tǒng)實驗及實踐方式相比,縮小很多,故相應的耗資就大大減小。該教學平臺的經濟性就得到了很好的體現(xiàn);(2)該教學模式不再局限于室外,可將室外的實驗及實踐過程客觀真實地反映在我們的教學平臺上,在營造了安全實驗與實踐環(huán)境的前提下,使學生對整個過程有更深入的認識,亦反映了該教學平臺的安全可靠和客觀真實性;(3)該教學平臺還突破了建筑過程中空間和時間的限制,學生可從工程參與方的多個角度對建設工程有全方位的認識和學習,增加了多種理論知識的實踐涉獵面,可見其具有良好的情景再現(xiàn)和動手操作性[3]。
1.3部分高校虛擬仿真實驗教學中心的特點
在國家推動高校建立虛擬仿真實驗教學中心的良好契機下,我國部分高校應用虛擬仿真技術建立了適合自己院校發(fā)展的虛擬仿真實驗教學中心。其中:南京郵電大學作為教育部首批國家級虛擬仿真實驗教學中心之一,秉承大信息辦學理念,構建學科深度交叉融合的虛擬仿真實驗大平臺[3]。北京工業(yè)大學堅持“虛實結合、相互補充、能實不需”的理念,采用三個層次的教學體系及“多層次”的開放模式,將虛擬仿真平臺和校內外實踐教學基地結合了起來[4]。西安建筑科技大學土木工程虛擬仿真實驗教學中心,則形成以“基礎—綜合—研究創(chuàng)新”為主線的等多次、立體化、開放式、虛實結合的教學體系[5]。東南大學以服務于本科土建類專業(yè)人才能力培養(yǎng)為思路,構建“三層次、四模塊、五結合”的虛擬仿真實驗教學體系[2]。湖北工業(yè)大學以綠色建筑為研究對象,開發(fā)虛擬仿真實驗教學項目,并從實驗教學中心的教學內容、平臺建設、共享機制和校企合作多個方面進行優(yōu)化[6]。
2擬建虛擬仿真實驗教學中心
榆林學院是首批陜西省應用型大學轉型試點院校,在地方高校轉型發(fā)展時期,建立適應應用型人才的培養(yǎng)模式,是院系發(fā)展的趨勢。在分析了本校土木工程專業(yè)實驗與實踐課程的特點后,擬將虛擬仿真技術運用在該專業(yè)的實驗與實踐教學改革過程中。
2.1虛擬仿真實驗教學中心建設理念
緊密結合榆林學院的自我定位,抓住向應用型大學轉型的契機,在分析土木工程專業(yè)的行業(yè)特點后,擬建立以“一體化、四結合”為建設理念的虛擬仿真實驗平臺。所謂“一體化”是課內與課外教學的一體化,“四結合”為虛擬教學方式與實體教學方式的結合,虛擬仿真技術與現(xiàn)實實踐技術的結合,虛擬對象與現(xiàn)實對象的結合以及虛擬仿真實驗平臺與校企合作平臺的結合。擬將虛擬仿真實驗深切融入到實體教學中,最大程度的發(fā)揮兩者優(yōu)越性,達到最佳教學效果,從而提高院校本科生的應用實踐能力。
2.2虛擬仿真實驗教學中心建設思路
土木工程虛擬仿真實驗教學中心按照“基礎—綜合—創(chuàng)新應用”的遞進關系,擬將課程及專業(yè)知識結構劃分為三大層次。將本專業(yè)實驗與實踐教學的知識點逐一囊括,使得教育教學層次得到提高。擬搭建的虛擬實驗平臺,在滿足教學大綱任務的前提下,還加入了綜合設計和創(chuàng)新型的實驗,促使學生的個性化發(fā)展。該平臺使理論教學、實驗與實踐教學及科研創(chuàng)新有機的結合起來,使得虛擬仿真教學成為新型教學方式下的重要手段。在不僅滿足學生的教務任務前提下,還給教師創(chuàng)造科研的機會。真正意義的達到多對象、多方向的知識交叉融合與實踐。在轉型背景下,土木工程虛擬仿真實驗教學中心更注重學生適應市場及應用能力的培養(yǎng),擬搭建了模擬頂崗實習的實踐平臺,使學生在在校期間就能有在企業(yè)虛擬實習的經歷,對其今后踏上工作崗位奠定了結實的基礎。
2.3虛擬仿真實驗與實踐教學資源的建設
虛擬教學資源的設置按照“三層次、五模塊”的虛實結合方式進行的,充分發(fā)揮向應用型院校轉型發(fā)展的優(yōu)勢,實現(xiàn)虛擬仿真教學資源的特色。在注重基礎性課程及其應用能力的前提下,中心擬設5個實驗與實踐教學模塊。主要包括:建筑結構受力性能、房屋建筑學、土木工程測量、建筑工程材料、實體工程模擬。該教學資源涵蓋了大部分土木工程專業(yè)的實驗與實踐課程。
2.3.1建筑結構受力性能仿真實驗模塊
本實驗模塊主要針對理論力學、材料力學、結構力學等專業(yè)基礎課建立的。可對建筑工程中的結構構件(包括:梁、板、柱等)[7]及整體進行受力性能的仿真。具體實驗項目包括:(1)低碳鋼、鑄鐵抗拉(壓)強度實驗;(2)低碳鋼、鑄鐵剪切強度實驗;(3)低碳鋼、鑄鐵扭轉強度實驗;(4)簡支梁受力分析;(5)懸臂梁受力分析;(6)純彎曲梁正應力分析。通過虛擬仿真實驗平臺中圖片及視頻的演示和基于參數自擬的模擬實驗,在彌補了傳統(tǒng)實驗的不足后,實現(xiàn)對專業(yè)知識點的全面覆蓋,使學生對工程結構的受力特點有更為直觀的認識。
2.3.2房屋建筑學仿真實驗與實踐模塊
本實驗模塊主要針對畫法幾何、施工圖實訓、房屋建筑學等課程建立的。可對建筑工程圖紙與實體的對應關系、民用與工業(yè)建筑的組成內容與連接方式進行仿真。具體實驗、實踐項目包括:(1)建筑工程識圖;(2)建筑各組成部分設計;(3)多層磚混結構民用建筑設計;(4)單層鋼結構工業(yè)建筑設計該模塊利用CAD,設計完整的多種結構類型的民用與工業(yè)建筑。使學生能正確熟讀建筑工程圖紙,對建筑的結構類型及組成部分有清晰、準確的界定。
2.3.3工程測量仿真實驗與實踐模塊
本實驗模塊主要針對土木工程測量這門專業(yè)基礎課建立的。對工程測量中的各個實驗與實踐子項目進行仿真。具體實驗、實踐項目包括:(1)用水準儀測量閉(附)合路線的高程;(2)用經緯儀測量水平角和豎直角;(3)用全站儀測量點的坐標;(4)建筑物定位及防線測量。該模塊以flash三維動畫為手段,結合實際操作視頻、圖片及文字注釋,實現(xiàn)實驗與實踐項目的互動式教學。使學生對測量原理、儀器的構造有清晰的認識,對測量方法和步驟有深刻的印象,寓教于樂,達到良好的教學效果。
2.3.4建筑工程材料仿真實驗模塊
本實驗模塊主要針對土木工程材料這門專業(yè)課建立的。對建筑工程材料的各個實驗子項目進行仿真。具體實驗項目包括:(1)材料基本物理性能實驗;(2)集料實驗;(3)瀝青實驗;(4)鋼筋實驗;(5)水泥混凝土綜合實驗。該模式以虛擬仿真實驗的實操性為重要手段,演示在不同配方用量下的材料性能的變化規(guī)律,擬達到材料的最佳配合比。使學生對土木工程材料的特性、材料的使用范圍及方法、材料基本試驗方法及改善材料性質的措施,有感性的認識,能更深入地了解土木工程材料的組成、結構與性能之間的關系。以期使學生在工作崗位上可針對不同工程的要求合理地選用材料奠定基礎。
2.3.5實體工程虛擬仿真實踐模塊
在校企合作的推動作用下,將真實的工程實例引入到虛擬仿真實驗的項目中來,以與企業(yè)合作的真實項目作為演練,指導學生綜合應用所學到的專業(yè)知識,身體力行地接觸到與專業(yè)相關的實際工程,使學生了解就業(yè)環(huán)境,提高市場的適應力,培養(yǎng)學生的實踐能力和工程素質。3實驗教學中心建設的預期效果榆林學院建筑工程學院擬建的土木工程虛擬仿真實驗教學中心為教學體系的構成增添了濃重的一筆。建設虛擬仿真實驗教學中心擬達到的效果:(1)虛擬仿真實驗教學中心旨在為原有實驗及實踐教學方式添加新形式,達到教學方式的多樣化和全面化。提升學生學習工程專業(yè)知識的興趣,做到寓教于樂,使學生參與實驗、實踐的機會增大,工程實踐和應用能力得到加強。(2)通過虛擬仿真實驗教學平臺拓寬學生的專業(yè)視野,增長工程知識的涉獵面,將課本知識與工程實例聯(lián)系起來,不僅提高學生的自主學習和動手操作能力,還培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和能力。(3)在向應用型大學的轉型前提下,通過虛擬仿真實驗教學平臺,與校外企業(yè)建立良好的合作關系,給大一、大二學生認識及生產實習提供基地,給大三、大四的學生提供頂崗實習的機會,培養(yǎng)學生作為一名土木工程專業(yè)技術人員所應該具備的良好素質。
總之,要緊密結合院校自我定位和土木工程專業(yè)的行業(yè)特點來開展虛擬仿真實驗教學中心的建設,在堅持以“一體化、四結合”為建設理念,按照“基礎—綜合—創(chuàng)新應用”的建設思路,以培養(yǎng)應用型人才為目的開展工作。同時要在校企合作的良好契機下,提升虛擬仿真實驗教學中心的水平,為建筑行業(yè)培養(yǎng)實踐與創(chuàng)新人才貢獻力量。
作者:魏婧 馬小莉 師麗 李玉根 單位:榆林學院建筑工程學院
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