土木专题论文

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第1篇

关键词：桥梁工程；卓越工程师；教学改革；课程建设

为满足国家对高层次工程人才的需求，国家把培养创新型卓越工程师计划上升为高等工科教育改革的国家战略，并列入国家长期发展改革纲要。创新型卓越工程师计划要求通过高等工程教育培养一大批创新性强、能够适应国家经济和社会发展需求的各类工程科技人才，着力解决高等工程教育中的实践性和创新性问题，提高科技创新能力，最终为社会培养一大批具有卓越人才特征的高级专门人才和拔尖创新人才。本文介绍针对卓越工程师培养计划的要求以及先前的桥梁工程教学中存在的问题和不足，进行《桥梁工程》课程教学内容、教学方法、教学手段及成绩评价标准的创新研究和改革的情况

一、创新型卓越桥梁工程师培养体系与课程建设的重要意义

同济大学桥梁工程系的本科土木工程专业桥梁工程课群组、研究生桥梁与隧道工程专业历史悠久，办学特色鲜明，特别强调理论联系实际，过去多年中参与了国内众多特大桥梁工程项目的建设和科研工作，解决了许多技术难题，培养出一批批优秀的本科生、硕士生和博士生，其中多数已成为国内相关领域的领导和技术骨干。现今国家进一步加大基础设施建设投入，大量铁路、公路桥梁项目投入建设既为桥梁工程专业提供了广阔的实践平台，但同时也给本专业提出了新的挑战。为了更好地面对国际化、创新型、竞争性的社会，保持专业的特色和优势，为社会培养出更多有用的人才，我们必须落实同济大学提出的“卓越工程师”的培养计划，建立一个完善的课程体系、实践教学平台、国际交流平台。作为土木工程学院下属的重要单位之一，桥梁工程系应当着眼于土木工程专业的未来发展方向，根据《同济大学深入开展高等工程教育改革实施方案》的精神，着力于培养具备人文精神、创新精神、国际视野和专业特色的卓越工程师。通过对当今社会需求以及桥梁工程学科发展需求的透彻分析，桥梁工程系在原有基础上，经过教授沙龙的多次讨论，最终对本科生培养计划做了大幅度调整。由于学生选择专业方向之前的大部分课程由其他系老师教授，故新修订的培养计划主要针对专业课和实践环节课程设置。新修订的培养计划中，大部分课程自2009年以来首次开课，部分课程由原有课程局部修订而来，只有极少部分课程没有改动，所以在未来四年中，新修订的课程都将纳入到“教学质量工程”建设中。同济大学桥梁工程系将继续坚持不懈、全面深入地进行本科“教学改革与教学质量工程”建设，以全面提升桥梁工程系的教学水平和质量。因此，开展创新型桥梁工程系卓越工程师培养体系与课程建设项目的教学改革研究，对该领域卓越工程师的培养是非常有必要和实际意义的。

二、先前的桥梁工程教学中存在的不足及原因

创新型卓越工程师的培养内涵就是着力于创新能力的提高，创新意识的训练，特别是重视强化培养工程意识、工程素质和工程创新精神，以达到提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力为目标，同时高等教育要在培养过程中和行业企业深化合作，创新高校与行业企业联合培养卓越人才的机制，理论与实践相统一的工程教育人才培养模式，构建布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的创新型卓越工程师的培养机制。针对这一要求，现行的桥梁工程教学存在以下问题。

1.教学内容滞后于桥梁发展现状。目前，各专业在总的课程学时保持不变的情况下，通过大幅度精简课程学时，来增加课程的数量。由于授课学时有限，桥梁工程课程的授课内容仍然重点讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算，对于其它桥型只作简要介绍。根据对学生的调查访问，我们发现很多学生对桥梁建设技术水平的认识还停留在十几年前，对最新的科研方向和技术水平知之甚少。

2.对桥梁施工与养护技术不够重视。近年来，随着我国交通事业的快速发展，需要修建更多的大跨度桥梁以跨越江河海峡等。桥梁跨度越大，其施工难度也越大。另外，我国既有桥梁坍塌事故频频发生，桥梁病害问题令人堪忧，种种现象表明，建国后第一个桥梁养护高峰已经来临，而养护管理是解决养护工作的灵魂。然而，在教学中我们对这两方面的重视还远远不够。

3.师生互动交流不足。在国家大力发展教育的背景下，各大学纷纷扩招，专业人数大幅增加。很多学校往往把同一专业的学生们集中在一个大教室中，集体授课。由于在上课时，老师要面对更多的学生授课，从而无法顾及到每个学生具体的学习状况，师生之间就专业问题也会缺乏充分的交流。

4.实习内容繁杂，缺乏针对性。为了让学生能够把所学理论与实践相结合，教学中学生往往会被安排很多的实习内容。然而，由于教学实践环节总学时保持不变，从而使每个实践活动安排的时间减少，这就使得学生对所参加的实践项目缺乏充分的准备，往往草草了事。

三、针对创新型卓越桥梁工程师培养而进行的课程改革

1.调整桥梁工程课群方向的专业课设置。进一步提高本科教学质量和办学水平，针对当前社会需求以及桥梁工程学科发展的需求进行透彻分析，在原有的基础上对本科生培养计划做适当调整，对本科生教学的课程进行完善，同济大学桥梁工程系在2009年2月20日、26日和3月3日分别召开讨论会和教授沙龙专题讨论土木工程专业（桥梁课群方向）专业课设置调整。经过再三讨论决定，在学生的培养计划任选课部分增加“桥梁施工与养护”、“桥梁工程发展与展望”和“轨道交通桥梁”三项内容，相应取消了“桥梁抗震与抗风”、“桥梁电算”和“箱梁分析”三项可选内容；在实践环节将“简支梁桥课程设计”、“连续梁桥课程设计”、“拱桥课程设计”和“墩台与基础大作业”四项内容穿插在“大跨度混凝土桥梁课程设计”和“钢与组合结构桥梁课程设计”中。

2.所有课程开设小班教学。在专业课总学分和总学时不变的情况下，为了提高专业课教学效果，鉴于目前土木工程专业（桥梁课群方向）学生人数已达80人左右，满足开设两个平行班的基本条件，因此，拟将所有专业课限选课由原来的一个班，修订为平行开设两个班。

3.创新教学评价方法。创新型卓越工程师人才的综合素质综合了知识、能力及人格的培养要求，在教学评价上不仅要重视书本理论知识、专业知识的评价，也要考查学生的自我学习能力、实践能力及创新能力，要实现能力的培养就要改革传统的考试方式，重视对学生获取能力的考核与评价，为不同类型的能力制定相应的操作标准和评价方法，明确能力考核目标。通过建立兴趣团队小组共同完成一个工程实践或研究项目，学习团队建设以及团队成员间的分工合作，讨论、答辩以提高运行效率。专业知识通过课堂讲授、实验、训练、习题练习、课程设计等多种形式进行教与学，具体内容根据课程大纲要求，结合专业课程要求确定实施；专业知识的评价方法可以期中、期末考试成绩为主，参考平时能力及人格的表现能力，可采用多种形式如专题论文、课程设计、平时训练、小组合作完成课程课题等进行单独或综合评价。

4.加强师资队伍、教材方面建设。安排知名教授担任各课程建设的项目负责人，参与和督促各课程教学大纲的修订和执行。在教学中，原则上每位教授所带课程不超过2门，其中专业课老师优先考虑教授。在调研和分析国外著名大学同类课程授课教材的基础上，参考编著适合本课程的双语教材，制作、完善各课程的多媒体教学课件。

实践证明，通过改进课程教学内容、教学方法、教学手段及成绩评价标准的创新，同济大学桥梁工程系形成了具有鲜明特色的创新型卓越工程师课程教学标准方法与途径，在教学实践中取得了良好的效果，提高了桥梁工程各课程的教学质量，激发了学生的兴趣和积极性。学生的学习热情，无论是在桥梁工程的理论学习还是在课程实践方面都有很大的提高，同时学术能力和职业能力得到普遍提升。

参考文献：

[1]赵洋，焦红波，赵顺波.桥梁工程课程的教学内容改革研究[J].华北水利水电学院学报，2011，27（3）.

第2篇

（蚌埠学院 机械与电子工程系，安徽 蚌埠 233030）

摘 要：结合应用技术型本科院校的自身特点和办学定位，以扎实理论基础、突出创新意识和强化实践应用为培养目标，从理论教学、实验教学和考核方式三方面进行了材料力学课程教学改革探索，实践证明，通过改革取得了较好的教学效果.

关键词 ：应用技术型本科；材料力学；课程改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）07-0236-03

从2014年年初教育部2014年工作要点中提出“探索本科层次职业教育”，到2月26日国务院常务会议做出“引导部分普通本科高校向应用技术型高校转型”战略部署，再到3月25日教育部在京召开2014年度职业教育与继续教育工作会议提出“推动地方本科学校转型发展”，再到4月25日在河南省驻马店市举办首届“产教融合发展战略国际论坛”形成关于建设应用技术型本科院校的“驻马店共识”，一系列部署引起了社会各界尤其是教育界对应用技术型本科教育的广泛热议.应用技术型高校以培养应用技术类人才为办学定位，其培养的学生动手能力强于研究型大学培养的学生，理论基础和专业能力又强于高职院校培养的学生.对学生的教育不能沿袭传统本科的教育模式，需要进行一系列地改革.

材料力学是机械类、土木类等工程类专业的一门主干课程，是某些专业硕士研究生入学考试的一门专业基础课.在教学过程中要综合运用课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事工程设计工作打下基础，因此材料力学课程在工程类专业的教学计划中占有重要的地位和作用.

笔者通过近几年的材料力学教学经验，为适应应用技术型本科教育，总结了该课程在理论教学环节、实验教学环节和考核方式三方面的改革，通过实践证明，取得了良好的教学效果.

1 理论教学环节改革措施

1.1 适应工程实践的需求，编写突出工程应用理念的教材

材料力学与很多领域的工程紧密相关应用广泛，它的概念、原理及公式看似简单枯燥，其实际是把工程中的实际问题抽象为理想的力学模型.首先，教材在内容安排上要保证学生有较厚实的基础满足本科教学的基本要求，使学生日后具有较强的理论基础和发展后劲.其次，教材的内容、结构遵循“知识新、结构新、重应用”的方针，突出特色，强化应用.围绕培养目标，以工程应用为背景，通过理论与工程实际相结合，构建工程应用型本科教材.教材在概念的说明和例题的选择上要有一定比例的实际问题，将知识深入浅出、生动形象、耐人寻味，使学生能够将理论与工程实际相对应，在以后的工程实际中准确灵活的应用.

1.2 以“技术需求”作为教学主线，融入“工程化”的教学内容

以“技术需求”作为教学主线，就是使教学主题具有实际工程针对性，明确应用型本科院校教师的教学目标及学生的学习目标.“理论联系实际”是材料力学这一专业基础课程教学改革的一贯宗旨.现代高等教育提倡的理论联系实际的目的已不仅限于要利用形象直观的事物去帮助理解抽象难懂的理论，更要直接明白理论是如何运用到实际中的.在教学课堂上不同的内容中不同程度地融入“工程化”思想，合理、自然、准确地在理论课教学中融入“工程化”的教学内容[1]，基本思路如下：（1）理论性强的内容，尽可能地用实验的例子或从实际结构的角度去消化理解.（2）文字描述性的内容，最好把它归纳在实际应用上.（3）例题的讲解要引发学生对解决实际问题的思考.（4）把实际工作经验和体会适时地引入到不同的教学内容中.（5）注重对学生工程意识的培养.

1.3 转变教学模式，推广案例式启发引导的教学方法

案例教学是通过对一个来源于生产生活实际的、蕴含问题的具体教育情境的描述，教师与学生共同参与，引导学生对特殊情境进行讨论的一种教学方法[2].课堂的45分钟时间非常宝贵，要在有限的时间内高效地传授知识就需要充分调动学生的学习积极性.案例教学法则是以案例为出发点引出学习内容，采用以学生讨论发言为主教师启发引导为辅的方法.案例给学生提供了同样的情景和信息，学生从不同角度进行思考、分析，通过课堂讨论提出不同见解、产生多种解决问题的方案，可以开拓学生的思路，调动学生的主观能动性和学习积极性，诱发学生发现真理、提高其分析问题和解决实际问题的能力，是传统教学方法的升华.例如通过新闻报道河南沁阳一中在建图书馆因高支模失稳造成的倒塌事件引入“压杆稳定”的概念、公式及工程实用性，再以著名的加拿大圣劳伦斯河魁北克大桥压杆失稳为案例，让学生构件力学模型，运用公式计算定量地说明失稳原因，最后让学生讨论和总结哪些构件还会出现失稳.通过案例教学让学生深刻感受到所学知识的重要性和应用性，也从工程实际层面加深对理论知识的理解.

1.4 借助网络平台，创新教学手段

网络的迅猛发展为现代教育手段提供了更好地平台.大学生有迅速掌握新信息、新知识、新技能的能力，大学生对网络的应用也是最广泛最普遍的群体，我们要充分利用这一特点在教学工作中进一步转变教育教学思想、更新教育教学观念，充分运用网络教学平台.例如慕课（MOOCs，Massive Open Online Courses）即大规模在线开放课程，借助先进的网络平台汇聚海量名校名师名课，就是网络技术与现代教育理念的融合产物.笔者所在的院校引入了“慕课”，教师和学生可以从这一网络平台上汲取广泛的、珍贵的、多样的专业知识，更为重要的是为教师和学生提供了专门交流学习的平台，教师可以通过网络平台对所授课程班级的学生网上布置作业、批改作业，发起测验，上传教学资料，推荐学术视频，及时答疑，发起讨论，通知等，大大增加了与学生交流的机会，改善了授课学时的局限性，丰富了教学内容，拓展了教学手段.通过使用发现采用这种全新的教学手段，教师和学生不仅能够快速适应而且有极大的热情，对教师的教学水平和学生的学习效果都得到了一定程度的提升.

2 实验教学环节改革措施

2.1 加强实验室建设，为实验教学提供可靠保障

实验教学是加强专业知识教育，增加学生的感性认识，培养学生的实践能力和创新能力的重要教学环节，实验室的规划与建设对实验教学十分重要.一是要加强实验室的硬件设备建设.目前我校材料力学实验室有2台微机控制万能试验机、2台微机控制扭转试验机、10套多功能组合实验组合装置、10套程控静态应变仪，可以满足同时多组学生做力学实验的能力及材料力学基本型、综合型、设计和研究型实验的开设.二是要加强实验室的软件建设.建立“实验室管理信息平台”，提高实验员业务水平，建立实验室开放式运行机制，打破学科和专业壁垒，建立面向多学科、多专业的实验教学中心，满足学生的自主实践和研究性学习，提高实验室的使用效率和服务水平.

2.2 加强虚拟实验室建设，拓展实验内容

目前许多应用型本科院校只开展验证型实验、演示型实验，但这必定会影响应用型人才培养的质量，已不能满足新形势下的教学要求，而加强虚拟实验室建设可以有效地拓展实验内容，提升实验教学质量.虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化.虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成.虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境.虚拟实验台与真实实验台类似，可供学生自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备.学生利用虚拟器材库中的器材不仅可以进行传统的基本验证型实验还可以自由搭建任意合理的综合型实验，案例实验和设计研究型实验.基本型实验以了解材料的力学性能为知识重点，着重培养学生掌握使用操作实验设备、独立完成实验的能力；综合型实验以综合性理论分析与实验分析相结合为知识重点，着重培养学生完全独立的实验分析能力.案例实验和设计研究型实验以工程实际或模拟工程实际为背景，着重培养学生综合的工程分析能力[3].以虚拟实验室为平台拓展材料力学实验内容，有利于培养学生的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识.在虚拟实验室中，学生更易获得相关的知识，科学的指导和敏捷的反馈.作为走在时代最前沿的教育工作者，应积极地把虚拟化技术运用到实验室开发中，把握时代脉搏，发挥虚拟实验室在新时代教学和科研中的巨大作用.

2.3 改革实验教学方式，调动学生的主观能动性

常规实验课教学模式是教师讲解—教师演示—学生分组实验，这样的教学模式比较单调，只有小部分主动的学生认真听讲动手操作，大部分学生只是围着看并不动手，这样就不能集中所有学生的注意力，达到锻炼学生动手实践的目的.因此笔者在实验课的教学方式进行了改革，综合运用以下几种方法：（1）首先教师讲解实验原理，然后教师指导学生进行实验操作演示，再分组实验.这种方式使教师能及时发现并纠正学生首次操作时易出现的问题，提醒学生实验注意事项，且由于学生操作过程中会出现各种可能性，可以大大提高学生的兴趣.（2）首先学生讲解实验原理，然后指导教师进行实验演示的过程中随机抽取学生说明实验的下个步骤.这种方式可以督促学生课前预习实验原理和步骤，由于随时可能被提问，教师讲解时所有学生的注意力也会被集中.（3）对于时间较短的实验（如铸铁扭转实验），在实验中实行“学生互相指导”方式，即由前一学生指导后一学生进行实验操作，教师全程监控.这种方式可以让每位学生都作为“指导老师”，锻炼所有学生的语言表达能力，达到扎实地掌握实验步骤的目的.（4）学生分组实验时每个同学都有任务，进行分工协作.这种方式使每个学生都要参与实验，可以调动学生的学习热情，协作能力和集体意识.（5）综合型和设计研究型的实验，要求学生自己消化实验原理，熟悉仪器设备，拟定实验方案[3]，在开放式实验室开放期间独立完成实验内容，撰写实验报告.这种方式可以培养学生的自学能力、钻研能力，创新能力以及给学生提供充分研究实验的平台.实践证明，通过以上方法的综合运用，学生对待实验的责任心增强了，兴趣浓厚了，学习效果和动手能力得到了显著提高.

3 考核方式的改革

材料力学在课程设置上为必修课，考核方式为考试，以闭卷笔试为主，成绩采用百分记分制，该门课程的考核方式一般依据课终考核成绩和平时成绩评定，即：总成绩=（课终考核成绩×百分比）+（平时成绩×百分比）.课终考核成绩占70%—80%，平时成绩占20%—30%.依据上述理论教学环节和实验教学环节的改革方案，笔者对材料力学的考核进行了以下改革.

3.1 丰富考题，注重主观题的考核

应用型本科生不仅要有扎实的专业理论基础知识，还要有一定工程分析能力，因此在期末考卷上不能只有基本的概念、理论和计算类的客观题，还要有一定比例的设计类、分析类的主观题.设置的主观题可以没有固定的标准答案或者有多种答案，注重考查学生对知识的应用能力、分析问题和解决问题的能力及创新能力[4].

3.2 丰富平时成绩的考核项目，注重平时学习过程

平时成绩主要由学生出勤、课堂表现（包括课堂提问、课堂讨论、回答问题、精神面貌等）、平时作业（包括课后习题、慕课系统的登陆学习情况及教师在系统里布置的作业、测试完成情况）、阶段性测验（闭卷、开卷或口试）、课程实验、研究竞赛等部分组成.任课教师要认真、细致地总结每个学生的平时学习过程，严格抓好实施过程中的各个环节，保证平时成绩的真实、准确，切实发挥平时成绩考核的引导作用，促进教学质量的提高.

3.3 丰富考核形式，实行多元化的考试方式

改变一考定乾坤和以闭卷笔试成绩为主的考试理念，考试目标采取多样化的考试形式，如进行课堂讨论、实际案例分析、写专题论文等，以全面考察学生对知识的理解和实际应用能力，改变过去学生为考而学，教师为考而教的局面[5-6].

3.4 注重考试分析，以考促教

考试的反馈信息具有重要的作用，它是评价教学效果的主要参考依据，也是教师改善教学效果的重要条件[4].笔者所在院校采用本校教师自主研发的试卷评价系统对考试类试卷进行试卷分析.试卷分析指标有分数值、最高分、最低分、全距、中位数、平均分、标准差、难度、区分度.教师对试卷批阅后，在试卷评价系统中输入每个学生每项题型的得分，系统将自动生成每个题型的指标值，教师从中可以明了地看出出题的难易程度，学生对不同题型的掌握程度，学生的成绩分布，进而进行试卷分析、教学分析及其他存在问题，并提出改进措施和教学建议.通过考试分析，以考促改，以考促教，有针对性地指导教师进行教学改革，提高教学水平、教学质量和教学效果.

4 总结

新建本科院校向应用技术型本科院校转型是自身发展的必然选择.积极开展关于应用型人才培养的研究，努力探索适合应用型人才培养的教学方法，为深化材料力学课程改革，推进大学教育，提高应用型人才培养的水平和质量尽一份力.

参考文献：

（1）张奎山.“面向工程化”的专业基础课程教学思路[J].装甲兵工程学院学报，2003（3）.

（2）祝海林.落实“大工程观”可从案例教学抓起[J].江苏工业学院学报，2007（1）.

（3）周新伟，王海波，曲贵民.材料力学实验教学改革探索[J].潍坊学院学报，2005（4）.

（4）涂叶满，张庆吉.应用型本科院校课程考试改革研究综述[J].东莞理工学院学报，2013（4）.