项目教学法在土木工程专业课程设计体系中的实践研究

李敏

摘要：当前，一些高校土木工程专业课程设计存在设计资料各自独立、设计任务一成不变、设计内容限制课程教学等问题。将土木工程专业课程体系当作一个整体，运用项目教学法，把整个专业以项目为主线构建成完整的体系，是一个值得探究的课题。项目教学法是一种有效的教学方法，有利于学生对理论知识的系统学习，也有利于教师专业水平的提升。

关键词：项目教学法；土木工程专业；课程设计体系；成果再利用

项目教学法的特点是“以项目为主线，以教师为引导，以学生为主体”，教师将一个完整的专业项目交给学生，学生通过构思、收集材料、设计方案、项目实施、项目评价、项目优化的过程，圆满地完成学习任务。项目教学法通常单独地应用到某一门课程中，本次研究是将项目教学法应用到整个木土工程专业课程教学设计体系中，把课程设计体系看作整体以实现项目教学。

土木工程项目的程序是不可逆的。就项目整体而言，是从规划、设计、施工到验收；就项目施工而言，是从基坑开挖、基础施工、基础回填、主体施工、屋面施工、装饰装修直至竣工。这些特点使土木工程专业课程学习有显著的实践整体性、连贯性和程序性。因此，土木工程专业开课顺序为建筑工程制图、房屋建筑学、建筑工程测量、土力学与地基基础、建筑施工技术与施工组织管理、钢筋混凝土结构设计、钢结构、建筑工程造价等课程。在这些专业核心课程中，除建筑工程测量课程外，其余课程都安排有课程设计，可见课程设计对于土木工程专业的重要性。

一、土木工程专业课程设计现状

（一）设计资料各自独立

土木工程专业课程设计的设计资料、设计任务、设计内容和设计成果如图1所示。从图中看出，设计任务书中提供的设计资料涉及A至I共计9个建筑概况，且各自独立。部分指导教师只注重主讲课程设计任务的选择，忽视了各专业课程之间的内在关系，这些设计资料在横向上缺乏联系。

（二）设计任务一成不变

钢筋混凝土结构课程设计多以梁板为设计对象，柱、楼梯设计很少；土力学与地基基础课程设计多以独立和条形基础为设计对象，筏板基础、桩基础几乎没有；钢结构课程设计多以钢屋架为设计对象，钢柱、钢梁很少。学生的毕业设计是针对所有结构构件的，但很多构件设计得不到有效练习，并且设计资料和荷载数据几乎是一成不变的，更谈不上深入论证设计数据的合理性和可行性了。

（三）设计内容限制课程教学

房屋建筑学课程侧重建筑设计、建筑功能、建筑平面和立面的新颖，忽视了结构的可行性：钢筋混凝土结构设计课程侧重某一单个构件的设计和配筋，忽视了整个结构的受力和施工的可行性：土力学与地基基础课程侧重基础尺寸的确定和承载力验算，忽视了基础对整个建筑的作用以及上部荷载的真实性。这些设计内容限制了日常的课程教学，课程教学无法取得良好的教学效果。

（四）设计成果不能相互运用

房屋建筑学课程应依据建筑资料绘制建筑图，钢筋混凝土结构设计课程应依据建筑图绘制结构图，建筑施工技术和施工组织管理课程应依据建筑结构图编制施工方案和施工进度，建筑工程造价课程应依据建筑施工图编制清单报价，建筑工程制图课程应依据建筑结构图抄绘图。但是目前各门课程的任务、数据、资料相互独立，设计成果不能互相运用，课程设计体系如一盘散沙，不能起到良好的促进教学的作用。

二、课程设计成果再利用体系的构建

（一）成果再利用

成果再利用是基于土木工程专业整体程序性的特点，将前期设计成果作为后续设计资料进行深入设计并加以优化的做法。建筑工程制图课程使用上一届的建筑和结构图纸：房屋建筑学课程运用上一届的建筑资料进行建筑设计：钢筋混凝土结构课程利用房屋建筑学设计成果，深入结构构件设计，如梁、板、柱等；运用房屋建筑学课程和钢筋混凝土结构设计课程的成果，建筑施工技术课程进行某分部工程施工方案的编制，如土方工程、钢筋混凝土工程、砌筑工程、屋面、装饰装修等。

（二）成果优化

成果再利用体系不仅是单纯的成果再利用，更是对已有成果利用后的对比、分析和优化。房屋建筑学课程和钢筋混凝土结构设计课程分别完成A1至D1的建筑和结构设计，以及对已有成果A至D建筑与结构构件的比较和优化：建筑工程造价课程完成A1至D1的计量与计价，校验工程量B和C，比较计价C并分析：施工组织设计完成A1至D1施工方案、施工进度的编制，施工平面布置图绘制，以及和B的比较与改进。本届毕业设计在课程设计成果的基础上完成A2至D2的建筑、结构设计，工程量清单计价，施工组织设计以及对A1至D1的优化。本届课程设计在运用上一届毕业设计成果并对其进行优化的同时，也优化了自身，最终循环形成课程设计成果再利用的闭环体系（详见图2）。

三、课程设计成果再利用体系构建的意义

（一）顺应土木工程专业的程序性

土木工程专业的学习具有较严谨的程序性，从建筑设计到结构构件设计到结构整体设计，从规划、设计、施工、竣工到验收，从概算、预算、结算到决算等，每一步都是不能出错的。因此，课程的设置顺序是完全顺应专业学习的程序的，课程设计也应顺应专业工程的程序性，从房屋建筑学建筑设计、土力学与地基基础基础设计、钢筋混凝土结构构件设计、建筑施工组织设计施工组织到建筑工程造价计量与计价，直至整个设计的完成。

（二）加强土木工程专业学习的系统性

成果再利用体系构建的关键在于某建筑物的系统设计，如建筑A，房屋建筑学完成建筑设计，钢筋混凝土完成结构设计，土力学与地基基础完成基础设计，建筑施工技术完成施工设计，建筑工程造价完成预算编制，毕业设计完成整个建筑结构设计，一起增强了整个专业课程的系统性。

（三）提升指导教师的专业化水平

传统的课程设计命題无内在联系，指导教师只关注个人的主讲课程设计，忽视学生其他专业课程的学习。而成果再利用体系则是以同一建筑物为对象，要求各个指导教师在下达任务书时，要考虑该课程设计在整个课程群、整个工程项目中所起到的承前启后的作用，这种方式拓宽了教师的专业知识面，加深了教师的专业学习深度。另外，课程设计成果优化对指导教师也提出了更高的要求和挑战。

（四）推动教学改革的成效性

成果的对比分析会让学生和教师对已有知识有更深的认识，不仅巩固了学生掌握的理论知识，而且能推动教师对教材内容进行改革，从设计成果出发找寻教改点，在教学中实现教改点，在课程设计中应用教改点，如此不断循环和实践，势必会有更多的教学改革成果。

四、课程设计成果再利用体系存在的问题

（一）已有成果如何保存

在做课程设计时教师需将已有成果发放给学生，其间可能会出现丢失成果的现象。因此，教师需要借助实名制登记、已有成果电子化等措施，防止成果丢失。

（二）优化成果深度如何界定

实行本体系最大的难点在于现有的成果和已有的成果的对比分析和优化，如何优化，优化到什么程度，需要指导教师明确把握和界定。比如，建筑设计优化含整体局部阶段优化、节能绿色低碳优化等，结构设计优化有设计方案优化、截面优化、形状优化、拓扑优化、满应力优化等。

（三）设计成果成绩如何评定

设计成果分为“绘图+优化”“计算+绘图+优化”两类，评定成绩也要相应地进行改变。绘图依据制图要规范、设计要合理，要凸显创新；计算程序要正确规范，计算结果要精确，计算过程要严谨：优化分不同优化课程，不同优化内容等。

将土木工程专业课程体系当作一个整体，运用项目教学法，把整个专业以项目为主线构建成完整的体系，是值得探究的课题，需要不断进行探索。

责编：夜雨