基于“卓越计划”的土木工程专业毕业设计教学实践

王萱，周翠玲 （山东农业大学水利土木工程学院，山东 泰安 271000）

1 引言

卓越工程师教育培养计划作为一项推动我国由工程教育大国走向工程教育强国的重要战略，主要以培养一大批创新能力较强、适应社会不断发展需要的高质量工程技术人才为目标，这表明了我国的高等工程教育已经从规模化向内涵式发展逐步转变。

土木专业的毕业设计是学生综合实践能力培养的最后一个环节，通过毕业设计教学过程，可以培养学生综合运用所学知识，解决工程实际问题的能力，提高学生工程设计、工程制图和计算机应用的实践能力，增强学生工程意识，进一步提升学生的职业道德水平。

作为应用型本科土木专业的毕业设计教学应该与时俱进，按照“卓越计划”的方向和目标进行教学改革。结合长期的教学经验，我们在毕业设计题目的定位和选择、毕业设计过程的开展模式、互联网+的教学辅导形式应用、毕业设计紧密结合工程实际、设计成果呈现等方面进行了创新性探索，引导学生在解决专业问题时，灵活应用现代信息技术，从而形成了具有一定特色的毕业设计教学体系。

2 多元化的设计题目

毕业设计选题是一项重要的基础工作，设计题目及内容既要符合专业培养的要求，还要有一定的创新性，体现学科前沿和卓越工程师训练内容。具有一定的难度和深度，教师要结合毕业设计时间安排、学生未来职业规划、学习兴趣等方面，调研搜集相关工程项目资料信息，进行设计题目的准备，对原始资料条件进行必要的调整和重构，提出具体设计要求。

当毕业设计题目来源于实际工程项目时，要从利于学生学习的角度，结合实际项目特点，对已有设计条件进行必要的增减调整，使设计题目能够满足教学规律的要求，设计工作量适中；当设计题目结合科研项目时，应考虑科研单位、生产企业、实验室的条件及毕业设计时间等因素对设计研究内容做好规划。

按照以人为本的精神和社会人才的需求，毕业设计题目的确定往往还要兼顾学生未来就业方向。因此，土木工程专业毕业设计题目的类型呈现多元化，有工程设计类型、施工组织管理类型、预算报价等类型，按照大土木专业方向可分为房屋建筑类型、岩土工程类型、道路桥梁工程类型等。

仅就房屋建筑工程结构设计类型的毕业设计题目，也涉及很多类型。例如：按结构体系不同有框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构等，按结构材料不同有钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、组合结构等，按工程性质不同有新建工程项目设计、加固改造工程项目设计等，以及抗震结构设计、减隔震结构设计等方向。

毕业设计选题和内容多元化，符合土木行业发展的特点，满足了社会对培养土木专业人才的需求，学生的综合能力也随着设计视野的开阔而得到提高。

3 传统与计算机应用技术相融合的设计方法

传统的手工简化设计方法，设计思路清晰，便于学生理解和掌握基本概念、基本原理，有利于夯实所学理论基础；手工画图便于熟悉图纸内容的表达规则、有利于加强阅读专业图纸的能力，提高在工程领域进行专业交流的水平。因此，传统的手工简化设计有利于培养学生动手能力，是大学阶段加强学生基本知识和技能训练不可缺少的环节。

但随着建筑信息化的发展和计算机应用技术的普及，加强专业人才应用电子信息技术能力也是时代发展的需要。在毕业设计中融入各种软件的辅助设计，不仅能避开繁琐的手算过程，计算速度快精度高、提高设计效率，还可进行手工简化计算与计算机辅助计算结果对比分析，也可以进行多个不同方案的比较、筛选，进行优化设计。更重要的是计算机辅助设计能够完成手工简化计算无法实现的计算内容，从而拓宽毕业设计覆盖面，也实现了校内毕业设计与工程设计领域的接轨。我们主要在以下方面进行了实践：

①利用广联达、PKPM工程造价等软件实现算量和工程造价管理设计；

②利用天正建筑、理正建筑等软件进行建筑施工图设计；

③在结构设计中引入PKPM软件系列、盈建科、3D3S、Midas以及Ansys等软件，进行结构建模、结构整体分析、施工图绘制等，复杂抽象的结构问题能够用图形、曲线、相对精确的参数指标直观表达出来，验证了结构理论，加深了学生对结构规律的理解；

④用广联达BIM施工现场布置软件进行工程项目场地策划管理设计；

⑤利用力学求解器、Excel、MATLAB、SPSS等数据分析处理软件，完成复杂重复的设计计算、数据处理分析、文字编辑等工作。

4 毕业设计过程的展开模式

4.1 双向选择的开题

毕业设计始于分组，设计分组采用师生双向选择方式。指导教师精心准备不同的设计题目，学生根据自己的专业偏向、发展规划和兴趣爱好自主选择。双向选择体现了当今大学教育“以学生为中心”的教学理念，有利于调动学生的学习积极性。

4.2 灵活多样的进展过程

毕业设计期间，是学生临近毕业的最后一学期，因找工作面试、研究生复试、各种招聘考试等特殊原因，学生们的学习时间会出现间断，同学之间的学习时间不完全一致，灵活的完成方式为保证设计质量提供了基础。

①适时转换学习地点。学生毕业设计的学习地点不始终在固定教室，根据设计题目需要结合科研项目、实际工程项目的不同，形成固定教室与实验室、设计院、施工企业、工地现场等多地点轮流进行的模式。

②混合式教学辅导。将传统的线下课堂教学辅导和线上信息数字化教学辅导融合，兼具了二者双重优势。线上通过腾讯会议、企业微信、智慧树等平台，可实现集中指导答疑、一对一指导答疑，教师对阶段性成果的要求、学习资源的补充发送，通过网络平台方便快捷，打破了时空限制。

③多专业间联合设计。大土木类相关专业间进行联合毕业设计，模拟设计院工作情景，能够培养同学们团队合作意识和全局性理念。我们在建筑学专业、土木工程专业、给排水专业、建筑环境专业间进行联合毕业设计已试行了五届，实践证明，参加联合毕业设计的同学工作协同能力强、学习积极主动，各专业设计密切配合，设计成果完成度较深，优秀率高。

④校企合作联合指导。充分利用学校和企业的不同教学环境和资源，“双向渗入，优势互补”，校内指导教师专业理论功底较强，企业导师项目实践经验丰富。企业导师指导的设计题目结合企业工程项目，这样就把设计教学与企业的实际工作任务串联起来，有利于学生将校内所学知识向社会实践转化，为将来从事专业工作打下良好实践基础。

⑤翻转课堂的学习方式。定期利用课堂组织学生以讲课的方式参入到毕业设计教学过程中，学生经过一阶段的设计和自主学习，进行阶段成果汇报讲解，分享设计经验。翻转课堂教学中，学生首先通过多媒体的形式，展示已完成的设计成果、设计原理要点、设计计算体会、将要处理的设计问题。随后学生和老师进行讨论，最后指导教师做归纳总结，提出建议。使学生在能力、思维、创造力方面得到了锻炼和提高。

⑥系列的专家讲座。针对学生专业理论知识薄弱的地方及毕业设计中存在的共性问题，安排系列讲座，强化讲解相关知识。例如：结构抗震设计中的概念设计、结构内力及组合、结构抗震内力调整、结构模型优化技巧、设计中规范手册的应用等。

5 设计成果的呈现形式

毕业设计的主要任务就是学生独立完成给定的设计任务或研究项目，并且需要通过一定形式的设计成果表现出来，一般应包括设计计算书和施工图纸两大部分。传统的方法是手工完成上述设计成果的。结合毕业设计改革实践，为保证毕业设计教学质量，我们要求学生准备的成果主要包括以下几部分：

①设计计算书一份，打印装订成册（存档）；

②设计图纸一套，打印装订成册（存档），与工程行业接轨，按照实际工程项目要求的一套完整图纸；

③手画图纸1～2张（存档），主要绘制手工设计那部分的主要内容，如框架结构设计的一榀框架配筋；

④设计记录手册一份（存档），主要是毕业设计整个工作各环节情况记录，如开题报告、毕业设计进展情况周记、期中检查记录、毕业设计总结以及毕业设计成绩考核和答辩记录；

⑤手工设计计算书草稿一份，主要作为中间各环节阶段检查用；

⑥答辩汇报文档（PPT）一份，主要是学生答辩过程使用。

6 结语

毕业设计是培养学生综合运用所学知识、理论联系实际、独立分析和解决问题的能力，是对已完成的教学内容综合、深化、扩展的重要环节，对提升人才培养质量具有非常重要的作用，与其他教学环节相比有着不可替代的作用。毕业设计题目要做好充分准备，设计内容应与实践紧密结合，毕业设计的展开要以利于学生学习为主线，充分利用现代化教学方法和手段，加强毕业设计过程中各环节的教学管理，从而保证毕业设计的质量。