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土木工程专业基础工程课程设计研究

土木工程专业基础工程课程设计研究

摘要为了进一步提高土木工程专业基础工程课程设计的教学质量,文章深入分析了基础工程课程设计教学和评价体系方面存在的问题及面临的挑战,提出了进一步完善教学内容、改进教学方法、改革教学评价体系的相关措施,以期为土木工程教学改革起到推动作用。

关键词土木工程专业基础工程课程设计教学研究评价体系

1基础工程课程设计教学和评价体系存在的问题

1.1基础工程课程设计教学体系存在的问题

改革开放前,苏联模式是我国高校主要采取的教学模式,注重自然科学与各专业基础知识,忽视研究性发展成果,对工程实践的课时安排相对较少;教学方法上也以被动式单向传授为主,缺乏培养提升学生的主动性与创造性。在信息化时代的飞速发展下,这种教育模式的缺点也显而易见,专业知识与工程实践脱离,缺乏创新性与创造的土木学子在毕业后难以适应社会的需求。[2]

1.1.1设计选题单一,与实际工程脱节

基础工程课程设计要求学生所学基础工程课程的理论知识,按照任务书的要求独立完成一个较完整的基础设计与计算过程,从而加深对所学理论的理解与应用。目前国内大多数高校土木工程院系的基础工程课程设计选题,大多是假题,由于没有校外实践教学基地的支撑,缺乏工程的相关资料,难以真实反映实际的工程问题。[5]从近几年的基础工程课程设计选题来看,选题设计对象主要集中于柱下桩基础,基础类型较为单一,较少涉及其他基础形式,例如筏板基础、浅基础,地下室的深基础。同时桩的形式也较为单一,大部分课程设计参与者选择方形预制桩,在实际工程中圆形桩预制桩以及钻孔灌注桩使用非常广泛。因此基础工程课程设计过程中,基础形式的选择与工程实际结合度不是非常高,难以培养学生解决实际工程问题的能力。

1.1.2课程设计课时安排少,教师配置不足

在现有的课程设计模式下,基础工程课程设计是安排在一周内提交。而整个过程学生需要完成选题、分析、计算、制图等工作,学生自己思考与设计规划的时间非常少,以至于很多学生都参考往届课程设计模板,缺少对基础工程课程设计的规划,难达到基础工程设计目的。整个课程设计过程,主要由两名教师负责全班的课程设计指导(全班总共45名同学),教师配置明显不足。因此,有限的教学时间分配到每个学生的指导时间少之又少,对学生的设计缺乏系统的了解,也无法解决学生的所有问题。最终导致所取得的课程设计成果深度不足,远未达到本课程的教学目标。[6]

1.1.3教学方式单向输送,缺乏主动性

目前的课堂教学主要以单向输送为主,即老师通过在课堂上讲课的方式被动地将专业知识传授给学生。这种传统的教学方式仅适合普遍性的知识传授,讲究知识的层层拓展深入,学习的台阶式提升。[7]“老师单向灌输、学生被动接受”的状态是传统教学模式的特点也是其缺点,因为在这样教学环境下,作为认知主体的学生始终处于被动接受的状态,其学习的积极性难以被调动。现代的学生更加追求个性,追求自我,其洞察力和创新力的提高使得其有越来越多的个人看法,获取知识从被动接受向主动探索转变。

1.2评价体系存在的问题

目前,土木工程专业基础工程课程设计的教学评价是根据学生最终提交的图纸、计算书进行评价,这种简单片面的评价方式,无法全面有效地反映出学生的实际水平与能力,更不能评价处老师的教学质量与水平。评价方式过于单一,评价内容不够全面,评价方式重结果轻过程,这也是目前许多实践性较强的工科专业课程存在的共性问题。长此以往,教学水平无法得到提高,更不利于培养应用型土木工程专业人才。

2基础工程课程设计教学体系的解决方法和改革措施

2.1教学内容的改革

2.1.1搭建校外实践教学基地

与热心支持学校教学的设计、施工和企事业单位,或在行业中具有较高社会影响力的单位,或在行业中具有典型性、代表性的单位合作建立外实践教学基地。以此为基础,搭建起一个广泛的、互惠互利的科研合作网络。有了校外实践教学基地的支撑,能有效地解决课程设计选题与实际工程脱节的问题。

2.1.2设计选题结合实际工程

在满足学校基础工程课程设计的教学要求的前提下,鼓励学生在校外实践教学基地进行课程设计,其课程选题来源于实际工程,采用真题真做的方式,可以使学生在参与实际工程的过程中,分析各种实际出现的各种技术问题,了解自己的设计存在的问题,学习如何解决问题的办法与措施,将所学的理论基本知识真正应用于实践,而不仅仅是纸上谈兵。同时采用校内和校外“双导师”指导制,校外的导师比校园的教师拥有更丰富的实践经验,在校外导师的指导下,更利于培养学生的工程实践能力。

2.2教学方式的改革

2.2.1采取设计团队分组制度,教学对象小型化

打破以班级为单位的传统指导模式,将学生以小组的形式划分,每个小组不超过10人,以小组为“设计团队”对该基础工程开展多种设计方案的比选与设计。优化教师资源配置,每位教师指导1个小组,整个设计过程实现一对一的指导,指导老师可现场答疑,也可远程指导,加上校外指导教师,全面指导学生的设计过程。实践证明,以“设计团队”分组模式不仅使学生在设计过程中掌握多种基础设计方法,且通过比选了解各种设计方法的优缺点,更好地掌握基础工程设计关键点,同时可培养学生的团队合作精神,也更易于教师更全面的了解每位学生的特点及对知识的掌握程度。

2.2.2引入微课模式,教学形式多元化

微教学概念来源于美国斯坦福大学的怀特•艾伦等提出的微型教学概念(microteaching),是将常规课堂教学过程中复杂的教学技能予以分解和简化为各个单一的教学技能,使初学者更容易掌握,并达到规范化的目的。[8]引入微课堂的教学理念,针对课程设计的核心知识点,如基础选型、荷载计算、桩型选择、沉降验算、地基承载力;学生在设计者遇到的常见问题,如基础选型单一、荷载计算模糊、场地持力层确定模糊。根据这些知识点及问题,授课老师制作相关微课视频或课件,在视频或课件中详细阐述其要点、计算环节关键问题的处理,并上传至网络平台,供学生下载学习,这样能有效地解决课程中的共性问题,提高了指导效率,也提高了学习的积极性。

2.2.3采用网络交流,教学时间碎片化

在网络飞速发展的时代,教学方式也应紧跟时代的步伐,采用协作研讨教学模式,即指借助QQ、微信等交流工具,在网络平台上建立教学小组,实现互动教学的自由性与及时性。教师收到教学任务后可结合自己负责的小组设置一个交流群,在群里学生可随时向老师提问,而教师也能在群里给学生布置任务,总结每堂课的重点。这些都是传统教学方式无法做到的,将教学的时间不固定、地点不固定,而是有效地延展到课余时间。利于闲暇的碎片化时间讨论交流,既不会影响干扰教师的科研工作,也不会中断学生的设计过程,避免走弯路或做无用功,进而提高学习效率。

3基础工程课程设计教学评价体系的改革

CIPP评价模型是一种开放式评价手法,注重教学过程评价与评价反馈,即以评价促进教学的改进。实现从结果评价为主向过程评价为主的转变,强调评价和教学相结合,互相促进,协同发展。[9]因此,将CIPP评价模型应用于土木工程专业基础工程课程设计的教学评价中,能创建更加科学有效的评价体系,从而促进教学体系的改革,提高教学质量。

3.1教学目标评价的研究

从背景分析出发,对教学目标进行评价,包括课程标准、课程教学方法、课程学分设置,课程大纲、课程内容等方面,以保证教学目标本身的合理性;根据教学目标的评价结果,结合我校现有相关的教学资源,深入探索适合我校的土木工程专业基础类课程设计的教学大纲及内容。

3.2教学过程评价的研究

教师在整个教学过程扮演着重要的角色,教学质量的好坏与其息息相关,因此,教学评价是课程输入评价中一个重要方面。采用CIPP评价模型进行课堂教学评价,使评价贯穿在丰富、动态的课堂教学活动中,以多元评价观为指导,强调质性评价方法的使用,根据学校、教师、学生的具体情况,将定性评价方法与定量评价方法结合起来,对教学过程获取全面、准确的评价信息。全方位了解教学质量,制定指导教师考核办法并合理调整教学方式及方向。

3.3教学成果评价的研究

根据CIPP评价模型,课程成果评价是考察教学效果,反映到学生身上,一则考查课程的短期成效,即在读学生的知识掌握情况,二则考查课程的长期成效,即毕业生的满意度:通过对在读本科生短期效能评价,制定有针对性的考核办法,细化考核指标,建立科学合理的考核制度,保证每一个学生都能够在公平合理的考核制度下完成教学任务。而对毕业校友的调查结果,从他们的满意度以及对课程的意见与建议,能看出该课程对学生毕业后在其工作岗位所起作用,从而反推出教学内容需要改进的方向与内容。

4结语

为了适应信息化时代的发展需求,土木工程专业基础类课程设计不管在在教学内容还是教学方式上均应有所改革,通过与校外实践教学基地合作,鼓励学生更多的参与实际工程,提高学生解决实际工程问题的能力。引入微课堂的教学方式,针对课程设计的核心知识点及常见问题制作相关微课视频或课件,有效地解决了共性问题,提高了指导效率,也提高了学习的积极性。同时借助QQ、微信等交流工具,在网络平台上建立教学小组,实现互动教学的自由性与及时性。在教学评价上尝试引入CIPP评价模型,从教学目标、教学过程、教学结果等方面展开评价,构建更加科学合理的教学评价体系,更加注重教学过程评价、加强评价过程与教学的结合,强调评价反馈,从而促进教学体系的改革,提高教学质量,提高土木工程专业的建设水平和毕业生的竞争力。

作者:黄璐 李亚东 胡永强 黄文柯 单位:广州大学土木工程学院