“新工科”视阙下土木工程专业(岩土工程方向)毕业设计案例库建设改革创新

陈士军，高金贺，李栋伟，鹿庆蕊，李 鹏，杨 凤，何 如，陈 鑫

(东华理工大学，江西 南昌 330013)

“新工科”一词源于2017年2月18日教育部在复旦大学召开的高等工程教育发展战略研讨会。随后，教育部于2017年2月20日启动“新工科研究与实践”项目。2017年4月8日，教育部在天津大学召开“新工科”建设研讨会，形成“新工科”建设的愿景与行动路线[1]。

土木工程作为我国最为传统的学科之一，在新工科理念建设浪潮中，迫切需要树立创新型、综合化、全周期工程教育新理念。毕业设计作为教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，是对人才培养质量升华的催化剂[2-4]。但就历年来教学改革的分析来看，毕业设计的改革步伐和理念与课程体系改革严重脱节，致使教学改革成果在人才培养质量的最终量化方面形成了瓶颈[5-8]。毕业设计的选题和过程的控制又是其质量影响的重要因素。因此，基于新工科理念下，先进与合理的毕业设计案例库建设是土木工程专业(岩土工程方向)教学改革迫切发展的环节。

1 毕业设计案例库选题方向的创新性改革

岩土工程专业方向多年来的发展历程形成了具有传统的工程设计领域的局限性。近年来，随着实际工程领域的飞速发展，岩土工程专业领域向纵深化发展。同时，“一带一路”倡议背景下，催生了国际化需求的迅速扩张。因此，毕业设计案例库选题应系统化地从基础工程、地基处理、基坑工程、边坡工程、地下工程、不良地质作用等工程方向进行设置。在题目设置方面，综合考虑历年来课程体系及实践教学体系的教学改革成果及历史沉淀的成果，并与土建、交通、工业、特种行业结合，构建新兴学科发展方向和传统学科相结合的学科专业“新岩土工程结构毕业设计体系”。题目的设置既涵盖岩土工程领域发展历程中积累的传统领域，同时也兼顾近年来实际工程领域中新兴或热点应用领域，对基础工程中逐渐被认可的新型桩基技术、新型基坑支护技术、生态防护边坡工程、大型岩土工程不良地质段处理、微生物灌浆地基处理技术(多用于古建筑加固)以及方兴未艾的地下综合管廊建设等案例中涉及的新问题和新技术进行及时更新，以确保案例库建设既体现岩土工程学科的传承特色，亦可体现与时俱进的时代特征。题目主要设置概要如图1所示。

图1 土木工程专业(岩土工程方向)毕业设计案例库选题方向设置概要

2 岩土工程方向毕业设计选题内涵范围的改革

岩土工程实际工程中，工程背景复杂，影响因素众多。具体案例库涉及的实际工程复杂程度、规模大小、工程重要性等级等方面存在很大差异。鉴于此，依据选题内涵所涉及的范围等方面差异，同时结合设计、分析、法律、施工、管理、经济等各要素环节，将毕业设计案例库分为简易工程设计型、复杂工程设计型、技术突破科研型、新技术研发创新型。考虑学生毕业后的去向，基于学生未来发展方向对其进行特定的能力培养，如应用型本科院校培养的毕业生大多从事施工技术工作，应建议其选择工程设计型案例展开毕业设计，具体如基础工程设计、基坑支护设计、边坡支护方案设计等，其工程设计型的案例数量比例应高于其他类型案例；毕业后选择读研或从事技术开发工作的学生，应为其设定技术突破科研型或新技术研发创新型案例库，如新型支护技术、新型地基处理技术的应用等，但建设案例库应考虑学生的接受能力，难易适中，从而逐步培养学生专业知识扎实、工程实践能力强、科学基础厚、创新意识强的能力。具体地，依据学生毕业去向设定毕业设计案例库选题范围改革概要如图2所示。

图2 土木工程专业(岩土工程方向)毕业设计案例库题目内涵涉及的范围概要

3 实现毕业设计过程控制的多维一体化管理

毕业设计案例库依据培养方案制定的学时周期，制定合理的进度控制和质量控制的标准，这是本课题实现案例库的一个特定的新功能。在毕业设计的全过程中充分利用本课题实施单位的实习实训基地资源，为工程设计实践型的学生配备校内理论指导老师和企业导师。针对进一步攻读研究生学位的毕业生，为其配备科研经验丰富的研究生导师，基于科学研究型和技术开发型案例展开毕业设计工作，在此过程中，学校宏观把握文献调研、选题、案例库选题、开题、中期检查和答辩的总体进度，企业、设计院及其他科研院所多单位共同参与，通过多方监控学生毕业设计进程与质量过程控制，定向对毕业设计过程实现动态的PCDA质量管理模式，进而对毕业设计的过程控制实现多维一体化的管理，拓宽毕业设计案例库的管理与质量控制功能。基于案例库建设的毕业设计多维一体化过程如图3所示。

图3 多维一体化控制流程

4 将“新工科”理念及“一带一路”倡议背景融入土木工程教学中，实现毕业设计案例标准化改革

教育部在复旦大学召开的高等工程教育发展战略研讨会上探讨了“新工科”的内涵特征、“新工科”建设与发展的路径选择。在“一带一路”等背景下，迫切要求高校培养的土木工程专业毕业生既能满足国内多样化工程能力的要求，又能满足国际化工程能力的要求。本课题制定的案例库毕业设计方案应具有对应的能力培养要求。基于此功能要求，本课题的实施将以项目组成员为核心纽带，并与相关企业等技术人员共同对毕业设计方案的标准化进行研究探讨，兼顾国内传统岩土工程领域的需求和新兴(热点)工程问题的毕业设计模式化。以案例库基坑支护技术模块建设为例，案例库资料内容如工程地质条件等应尽可能地符合真实性的特点，即从工程实践或文献资料中调研而来，但细节可稍做修改，如工程背景可适当调整，为学生在选择基坑支护技术方案留有足够的空间，既兼顾传统的支护方案整体稳定性计算、坑底抗隆起计算、基坑降水设计等设计环节，设计中手算和电算比例适合，也需充分考虑“新工科”形势下支护方案是否能满足与生态环境相协调，且满足当前国际化大视野下支护新技术的浪潮，深度融合“一带一路”背景下国际化企业的需求，从而将“新工科”理念及“一带一路”背景融入土木工程案例库教学中，为社会培养具有扎实专业功底同时兼具创新实践能力的土木工程人才。

5 改革预期目标

(1)“新工科”理念下突破岩土工程方向毕业设计改革的瓶颈，探究“新工科”理念下土木工程毕业设计的标准化方案。

(2)建立多功能的土木工程专业(岩土工程方向)毕业设计案例库，在有限的学时内，体现前期理论课程体系与后续毕业设计实践环节的相关性。

(3)建立完善、实用的毕业设计信息管理平台资源，逐步培养岩土工程方向学生具有科学基础厚、工程能力强、综合素质高的能力。

6 结 语

结合“新工科”对人才的需求，从土木工程专业(岩土工程方向)毕业设计案例库的选题方向、选题内涵以及过程控制和设计方案等方面进行教学改革与实践，建立多功能的土木工程专业(岩土工程方向)毕业设计案例库，逐步完善毕业设计信息管理平台资源，进而培养岩土工程方向学生具有科学基础厚、工程能力强、综合素质高的能力。