专业认证下的土木工程专业毕业设计改革与创新★

马桂军 王剑英 周宪伟 武 鹤

(黑龙江工程学院土木与建筑工程学院,黑龙江 哈尔滨 150050)

毕业设计是高等工科院校完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。在工程教育认证背景下，土木工程专业人才培养方案中的毕业要求提到毕业生除了应具备并能应用与本专业相关的知识、基本技能、解决工程实际问题的能力，还应该能够在多学科合作团队里进行有效的交流，具有一定的国际视野，具备良好的环境适应能力等。土木工程专业毕业设计主要目的是培养学生综合应用所学基础理论和专业知识，解决土木工程实际工程问题的能力，进一步培养学生独立思考问题、独立完成项目的能力。而传统的土木工程专业毕业设计模式显然已经不能满足毕业要求，毕业设计应该向多学科、多专业、创新模式发展，能够真正达到培养学生解决实际工程问题的能力。

1 工程教育专业认证对毕业设计的要求

根据《工程教育认证工作指南》的指导说明以及对专业认证规定“十二条”要求的分析和解读，通过毕业设计，要求学生能够应用自然科学知识、土木工程专业知识，运用规范、规程合理确定土木工程的设计(施工)方案，进行土木工程问题的分析、设计计算或运行管理等内容。专业认证要求学生在毕业设计中，不能仅局限于专业工程技术因素，还需要综合考虑经济、安全、社会或环境等多方面因素影响，一个工程项目的建设和实施会遇到很多复杂的工程问题，学生需要将这些复杂的工程问题进行定义、提炼、分析、建模，需要在技术、权益等方面不一致的时候，充分把握好平衡和冲突。为了达到专业认证要求，学生应具有创造性，对于标准和规范没有完全涵盖的问题，能够灵活应用已有的原理和阅读文献来解决。毕业设计采用团队设计应面向跨专业，应有新思路和新方法，能够提出多个解决方案，并进行选择和决策。在工程教育认证背景下，毕业设计可以检验学生大学学习的效果及综合运用所学知识解决复杂问题的能力，培养学生独立思考问题、独立完成项目的能力，加强学生解决实际工程问题能力和创新精神的培养。

2 土木工程专业毕业设计模式存在的问题

我校土木工程专业分为三个方向：道路与桥梁工程方向、房屋与建筑工程方向、岩土与地下工程方向。现有毕业设计的模式是根据学生的专业各自完成三个专业模块的毕业设计，做到一人一题。本次研究以土木工程专业(岩土与地下工程方向)为调研对象，对该专业方向近三年的毕业设计进行调研，发现存在以下几方面问题：

1)毕业设计模式比较传统，不具备专业认证关于毕业设计的要求。

土木工程专业的毕业设计中，以往的毕业设计都是沿用“一生一题、一师多导”的传统模式，设计内容和方法都是严格执行行业规范和工程设计原理，有一套完整的设计方法和传统的模式。例如：往年毕业设计的模式是指导教师给学生下发设计任务，学生根据任务书中的设计资料和地形图确定隧道位置的控制点，然后进行千篇一律的设计内容，导致学生完成毕业设计大同小异。而公路隧道选址方案一定是遵从公路路线方案综合必选的结果，控制点的位置涉及到如环境、工程造价等因素，不是单一根据地形等技术工程因素来确定的。这样的毕业设计仅考虑工程技术因素，没有考虑其他非技术因素，模式单一，缺乏创造性，不具备专业认证关于毕业设计的要求。

2)毕业设计选题比较单一，不具备专业认证关于毕业设计的要求。

土木工程专业的毕业设计通常是由指导教师定题目，以公路隧道设计为例，毕业设计要求学生独立完成隧道的选址、线型方案、衬砌结构、施工方案等设计任务。毕业设计的内容比较全面，但是选题相对单一，不具备专业认证关于毕业设计复杂工程问题的特征，设计内容没有超出规范标准，没有涉及多方面因素，更没有涉及到多个利益，不能真正达到培养学生解决复杂工程问题的能力。例如，由于实际钻探地质资料欠缺，公路隧道所处位置地质条件主要依据隧道选址处的现有资料进行查阅和推演，导致地质构造简单，围岩等级单一，另外隧道衬砌设计仅局限于特殊围岩分界截面，没有考虑更多如偏压、较多围岩等级分布等符合实际工程的内容，导致学生在毕业设计中理论脱离实际工程，基本不具备专业认证关于毕业设计复杂工程问题的特征。

3)毕业设计内容局限于本专业，不具备专业认证关于毕业设计要求。

公路隧道毕业设计主要包括隧道线型设计、洞门设计、明洞设计、衬砌设计、支护设计、施工方案设计等主要内容，设计内容涵盖公路隧道工程主体结构。但是公路隧道是一项综合复杂的工程，它不仅涉及到地质、土木、防排水、工管等多个专业，而且还与机电、环境保护等是紧密联系的，公路隧道设计不仅涉及主体结构，包括通风、照明等附属设施设计内容也不容忽视，只有主体结构和附属设施完全结合起来才能保证整个公路隧道设计内容的完整。这种做法使毕业设计内容仅局限在公路隧道工程的常规设计项目，没有综合考虑各个因素，不具备专业认证对毕业设计的要求。

3 专业认证要求下毕业设计的改革与创新

3.1 毕业设计模式的改革与创新

通过对复杂工程问题的释义，在工程教育专业认证背景下，土木工程专业(岩土与地下工程方向)的毕业设计在模式方面进行了改革。在确定毕业设计内容时，以某一地区实际公路工程需求出发，该工程项目从起点至终点包括道路、桥梁和隧道等分项工程，毕业设计的任务是要求完整地进行该公路项目的施工图设计。这样的毕业设计单独由一名学生或一个专业方向的学生是无法完成的。必须将路线、桥梁、隧道等土木工程专业三个方向结合起来形成团队式才能完成毕业设计。

土木工程专业(岩土与地下工程方向)的毕业设计模式由一名学生独立进行毕业设计改革成团队式设计，设计团队由路、桥、隧三组学生组成，每组学生由专门的一名指导教师负责指导，改变了单一的“一生一题，一师多导”毕业设计模式。设计团队首先对该地区实际地形图进行分析，提出三个设计方案，并通过水文地质条件、周围环境、路线长度、施工条件、工程造价等等分析对比选择确定设计方案。然后实施分工，各方向专业学生主要设计自己专业方向的项目，但是在交叉衔接以及共性问题等方面，则相互沟通、互相协调，共同面对设计中复杂工程问题。团队设计不仅使学生能够熟悉相关专业的相互交叉内容，并且还能积极主动地协调处理设计过程中专业之间的分歧问题，产生新思路和新方法，针对复杂工程问题提出多个解决方案，并进行选择和决策，达到了专业认证的要求。

3.2 毕业设计选题的改革与创新

在专业认证要求下，土木工程专业(岩土与地下工程方向)的毕业设计在选题方面进行了改革。首先，该专业方向的毕业设计选题由原来的两个方向(隧道方向和基坑方向)增加到三个方向：隧道设计方向、基坑设计方向和地铁车站设计方向，学生在规定的人数范围内自主选择。其次，指导教师在布置设计任务时，结合实际工程对每个设计方向涉及到复杂工程问题在任务书中要进行说明。例如三个方向毕业设计中的地质条件都是指导教师从各个地区实际工程中的实际地质勘察报告中收集的实际资料，水文地质条件复杂，学生选题时必须依据实际勘察资料确定设计方案和内容。

例如，做隧道毕业设计方向的学生，根据地形地质条件的不同，有的需要进行隧道洞门设计，有的需要进行明洞设计。做基坑毕业设计方向的学生，由于地质勘察资料不同，选择支护方案不同，设计的项目不同。不同的选题，需要学生综合考虑多方面因素，突破现有条框。现在的选题符合专业的培养目标，与生产实际紧密结合，具有综合性和创新性。在毕业设计中真正做到理论实际工程，经过深入分析才能解决复杂的工程方案问题，从而达到了专业认证的要求。

3.3 毕业设计内容的改革与创新

在专业认证要求下，土木工程专业(岩土与地下工程方向)的毕业设计在设计内容方面进行了改革。公路隧道设计和地铁车站的设计的设计内容增加了照明设计、通风设计、环境评价等内容，基坑设计增加了降水设计和环境评价等内容，增加的设计内容涉及到机电、安全、环境保护等其他专业多方面的技术、工程和非技术因素。设计项目规模大，设计问题多，复杂程度高，学生仅仅依靠现有的土木工程专业的知识是不能完全解决的，必须结合其他专业知识综合考虑才能完成毕业设计。

改革后的毕业设计，学生首先应该结合工程实践，依据本专业基本工程原理，针对设计中的复杂工程问题初步确定设计方案，然后在查阅文献的基础上，分析初步确定的设计方案对社会效益、环境以及安全等非技术因素的影响。对于超出规范标准的内容，学生可以通过查阅文献，学习其他专业知识，开阔思路，综合考虑其他专业多方面技术和本专业技术相结合，学会综合运用本专业及非本专业知识、方法寻找新的突破点和创新点。毕业设计内容的改革，不仅是对学生能力的培养及综合训练，而且开拓靠学生的思维空间，达到了专业认证的要求。

4 结语

工程教育认证标准对毕业设计提出了高标准要求，为了培养学生在毕业设计中分析问题和解决问题的能力，从设计模式、设计选题和设计内容等方面都要进行改革，探索有效的实施办法，真正做到对学生解决复杂实际工程问题能力的培养和训练。在工程教育认证背景下，黑龙江工程学院土木工程专业在近几年的毕业设计实践中，多方位地进行了改革与建设，提升了土木工程专业毕业设计的整体水平，保证了毕业设计的质量达到毕业要求。