“双证通融”卓越工程师培养《基础工程》教学改革思考
2014-11-27梁学战陈海玉王涛肖耀廷
梁学战 陈海玉 王涛 肖耀廷
摘要:针对《基础工程》课程在学生学业考试及注册土木工程师考试中的重要地位,本文从《基础工程》课程教学目标、教学内容、教学方法、教学过程、教学手段、考核方式等方面,论述了“双证通融”卓越工程师培养模式下,《基础工程》教学改革的思路和方法。
关键词:双证通融 基础工程 教学改革
“双证通融”卓越工程师培养计划,就是将注册工程师考试所必备的知识体系、分析与解决工程实际问题的能力等,有机地融入到理论与实践教学全过程,使学生在完成规定学业取得学历学位证的同时,得到获取执业资格证所需能力的培养,为尽早具备执业资格能力打下良好的基础[1-2]。
土木工程几乎所有的专业基础课及专业课在注册土木工程师考试中(注册结构、注册岩土、注册港航、注册水利水电等)均有涉及,而《基础工程》作为研究各种建筑物和构筑物的下部结构与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生的各种变形及稳定性问题,在土木工程注册考试及实际工程应用中就显得尤为重要。因此,基于“双证通融”卓越工程师培养计划,《基础工程》课程改革势在必行。
基于“双证通融”卓越工程师培养计划,《基础工程》课程改革主要考虑以下几方面内容:
1 教学目标既要符合《基础工程》课程教学大纲要求,又要兼顾土木工程注册考试目标
《基础工程》是土木工程专业的专业基础课之一,是土木工程专业各方向学生的一门必修课程,对实现本专业人才培养目标具有重要的地位和作用,该课程的目的是使学生掌握地基及基础工程的特点、构造等,学会常规的分析计算方法和处理技术,具有应用基础工程知识去分析和解决工程问题的能力,为学习后续课程和从事专业技术工作打下基础。
注册土木工程师考试中,基础考试和专业考试均涉及《基础工程》课程内容,尤其在注册岩土及注册水利水电工程师考试中涉及内容较多,而且,注册工程师考试题目(尤其专业考试)往往选择实际的工程设计案例,以考查应试者对知识的综合应用能力。因此,在《基础工程》教学过程中,教学目标应兼顾土木工程注册考试目标,在例题讲解中要多以注册工程师考试基础考试真题为主,《基础工程》课程设计时,也可以专业考试设计题目当作课程设计题目,这样,既符合《基础工程》课程教学大纲要求,又兼顾了土木工程注册考试目标。
2 教学内容既要涉及《基础工程》相关基本理论、又要把现行国家、地方规范标准融入到教学内容
教学中使用的《基础工程》教材,其组成结构都是与《基础工程》课程有关的基本概念、基本理论及相关规范标准的融合。基本概念、基本理论是对《基础工程》课程基本原理的实质性认识,《基础工程》相关规范标准是对《基础工程》设计规定的标准性文件,只有对《基础工程》课程基本概念、基本理论做到熟知和理解,才能弄明白规范和标准的内容,才能用《基础工程》的基本原理来计算和设计实际建筑物或构筑物的基础,把基本原理应用到实际工程中。但是多数《基础工程》教材中涉及到的规范标准相对国家现行标准,相对陈旧和落后。
因此,在教学中,要对基本原理及基本概念进行系统讲解,例如,对连续基础,地基、基础和上部结构共同作用,地基模型,弹性地基梁等基本概念和原理应重点讲解。针对教材中规范标准与现行规范标准差别较大,在教学内容的安排上,对不同章节进行现行标准的补充和说明。而且为建立长效机制,与教学内容相适应,增强教材的实用性和针对性,应对现行教材进行适当修改和改编,教材的改编应理论分析与现行规范标准相结合,既要避免大篇幅的理论分析,也要避免只讲现行规范标准。另外,教材修改及改编,也应补充典型的工程案例,以工程案例为载体,重新认识《基础工程》基本原理与现行相关规范标准的融合[3]。
3 教学方法以基本原理的集中讲授和实际应用的案例教学相结合
《基础工程》作为理论性较强的课程,基本概念、基本理论的教学应以集中讲授,课上讨论,有利于学生对《基础工程》课程基本原理的系统性掌握和理解。
《基础工程》亦是一个实践性、应用性很强的课程,浅基础、连续基础、桩基础、地基处理、挡土墙、基坑工程、特殊土工程等均应是以设计为主线、解决实际工程问题的系列应用性专业内容。基础工程案例式教学是通过一个完整的实际基础工程案例的设计过程,让学生对于基础结构设计有一个完整的了解,知道《基础工程》课程在实际工程中如何应用。案例式教学建立了《基础工程》课程基本原理与实际工程之间的关联性,可以使学生从基本概念、基本理论的认知到实际工程应用的过渡,从而激发学生的学习热情,由基本原理的被动学习,变成有目的的主动学习。
我国现行的注册土木工程师执业资格考试已开展多年,执业资格证书是土木工程专业工程师的“上岗证”,土木工程专业主干课程是执业资格考试必备科目,执业资格考试试题不是几门主干课程内容的简单叠加,而是几门课程的相互融合。因此,以“案例式”教学法为主线,系统整合、优化主干专业课课程内容,把《基础工程》课程的理论学习、解决工程实际问题与获得执业资格注册证书考试内容相结合,真正做到在专业课教学中培养学生的实践能力。把案例式教学法引入《基础工程》教学中,把相关知识点与工程案例相结合,案例的运用宜用“本地”案例且与注册工程师考试计算过程类似,更容易激发学生的积极性。
4 教学过程应遵循基本的学习过程理论
《基础工程》课程教学以“概念理解→基本理论讲解→认识熟悉国家、地方规范标准→案例教学(基本理论及标准的运用)→施工现场参观→深化基本原理”为主的教学过程,培养学生从《基础工程》基本理论到工程设计到工程实践的能力。
上述教学过程既遵循了学、思、习、行及反馈的学习过程理论,也符合前述“双证通融”的思想。学、思、习与概念、基本原理、规范标准、案例的学习对应,也是学生取得毕业证的前提条件,行、反馈与施工现场参观、基本原理的深化对应,是学生获得工程师注册证书的前提。
5 教学手段应把传统教学手段及现代教学方式相结合
板书、演示、讲解等传统教学手段一直是教学中最重要的教学手段,而现代多媒体电子教学、网络学堂、现场教学等现代化的教学手段对现代大学生所处的环境也必不可少,在《基础工程》课程教学中,教学手段应把传统教学手段及现代教学方式相结合。
概念理解以多媒体PPT格式文字介绍和图片为主,以节省书写时间、直观及加强理解,同一张PPT文字、图片的显示应分条显示,给学生以思考的空间,而且不容易让学生产生概念的混论。计算原理的讲解以教师板书推导为主,使学生思路更加清晰,对基本理论的认识更加深刻。具体到基础的结构形式,如扩展基础、柱下条形基础、箱型基础、桩基础等,采用案例式教学方法时,往往在一堂课内难以完成一种结构形式的设计,因此教学手段以课堂老师和学生交流,课下充分利用网络手段,建立《基础工程》课程QQ群,学生把自己的问题、经验、想法在群中分享,其他学生可以讨论,老师也可以评论、指引及总结,这样既节省了课上时间,又充分利用了课下时间完成案例式教学的设计。而且利用网络手段,老师、学生也可以把好的《基础工程》课程学习资料和网络资料在群文件共享,这样把学生最喜欢的网络和相对枯燥的学习结合起来,激发学生学习的积极性。实践环节的教学是学生对所学知识在理解基础上的升华,对《基础工程》课程,学生比较喜欢的工程实践方式是到实际的基础工程施工工地参观[4],由教师联系和安排,教师或现场施工技术人员进行讲解,主要参观基础工程隐蔽前的建筑基坑、基坑的支护、基础方案选择及基础结构形式,通过现场工地参观可以加强学生对《基础工程》课程基本概念、基本理论的认识,也有助于学生对注册土木工程师专业考试中一些设计题目的理解。
6 考核方式应遵循基础知识考试和实践能力考核两个阶段
为真正做到培养学生解决实际工程的能力,《基础工程》课程考核方式分基础知识闭卷考试和实践能力开卷考核两个阶段,闭卷考试以选择、填空、简答题为主,主要考查学生对《基础工程》课程基本概念、基本理论、结构类型、基本设计方法的理解和掌握,题目不宜过多,能基本覆盖《基础工程》课程最主要的知识点,不出现偏题怪题。开卷考核,以“本地实际工程案例”,或者注册工程师考试试题为主,给定基本参数,选择、设计、计算所选结构形式的基础,开卷考核学生可以携带各种与基础设计有关的设计规范和标准。
参考文献:
[1]曹露春.执业资格与卓越工程师培养相结合的实践教学研究[J].高等建筑教育,2011(3):30-34.
[2]苏水强,黄玲.与注册工程师制度相适应的工程教育改革[J].广东工业大学学报(社会科学版),2005,5(1):41-43.
[3]司马军,傅旭东,邹勇,等.基于卓越土木工程师培养的基础工程教学改革研究[J].华中科技大学学报,2014,28:70-72.
[4]张建红,吕禾,孙逊,等.清华大学基础工程课程教实践经验简介[J].华中科技大学学报,2014,28:212-214.