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關鍵詞:土木工程;信息化戰略;實施構架
一、引言
對于我國的土木工程施工企業而言,信息技術的全面應用由于起步較晚,水平還相對較為落后,然而隨著有關管理部門對于信息技術的認可和重視程度越來越高,使得信息技術在土木工程施工技術管理中的應用和推廣得到了迅速的發展。比如通過計算機軟件來進行土木工程施工流程的組織和管理,從而提高土木工程施工進度的效率和性價比,通過自動化辦公系統來進行土木工程施工的自動化管理辦公,通過招投標管理軟件來進行工程量的準確而迅速的計算以及招投標報價的科學制定,通過各類專業軟件來進行標書的統一編制、土木工程的概念設計乃至施工圖設計,通過設計和施工計算軟件來進行土木工程施工模板支撐體系設計、基坑支護設計,以及通過工程項目管理軟件來進行土木工程施工的造價管理、質量管理以及日常信息維護管理等等。本文針對我國土木工程施工技術管理中的信息化現狀,對于土木工程信息化戰略及其實施構架進行了一定程度的分析和探討。
二、我國土木工程施工技術管理中的信息化現狀
我國土木工程施工技術管理在近年來的一系列信息化建設舉措中取得了較好的效果。信息技術的應用,在使土木工程行業的工作效率、技術水平和工程質量得以提高的同時,大大改善了土木工程行業的整體形象,同時也降低了生產成本和工作強度。同時,我國土木工程施工技術管理中的信息化也存在一些問題:第一,信息化的應用范圍還不夠廣泛;第二,在信息化應用過程中還缺乏足夠的法律法規意識;第三,單純、教條式的模仿太多,而缺少結合實際情況進行創新的意識;第四,由于信息化構架還不夠完善導致其應用效率低下;第五,整個信息化戰略缺乏統一的指揮,基本上仍處于各自為戰的狀態,信息互動方面極其貧乏。
三、土木工程信息化戰略及其實施構架探究
1、加強信息技術多層面、多層次的推廣,實現各類功能性信息技術軟件在土木工程施工技術管理中的全面應用
目前信息技術在土木工程施工技術管理中的應用主要停留在管理層面,為了切實提高施工效率、促進施工企業的科學化、創新化發展,我們必須拓寬信息技術的應用渠道,促進計算機工藝控制軟件在土木工程施工中的創新應用。例如信息技術在大體積混凝土施工環節的質量控制應用、在高層建筑中對其垂直度的科學控制規范、預拌混凝土的自動化上料、整體安裝大型構件及設備的同步提升管理、腳手架的整體提升、土木工程施工材料的安全性能檢測與數據采集管理、建筑物沉降的檢驗、測量與控制領域的應用等。
2、深化土木工程施工企業領導和技術管理人員對信息技術的理解,從根本上推動信息化建設的良性發展
一些土木工程施工企業管理者認為,全面運用信息技術實施企業施工管理,只不過就是購買一些計算機硬件設備、搭建一個企業互聯網平臺及施工數據管理系統、并對系統實施必要的維護管理,即可以實現施工企業的信息化建設了,這樣的觀點顯然是不正確的。因此要加強領導者對信息化建設的重視力度,最首要的任務便是切實讓他們體會到企業能夠依據信息化資源的有效管理來正確地把握市場定位及走向,依據系統的輔助決策支持來采取正確的投資行為,從而切實提高企業的經濟效益,并最終成為行業的先驅與佼佼者。
3、著力實施網上辦公系統的建設和推廣,搭建和完善基于網絡的土木工程施工技術管理信息化平臺
面對土木工程行業的飛速發展,越來越多的大規模建設施工項目成為施工企業的主要建設對象,而這些項目往往涉及到眾多的土木工程施工管理環節,包括進度安排、審核標準、圖紙、設計變更等等,其中所包含的信息量之大、涉及面之廣是令人難以估量的。因此我們只有充分地應用信息技術,在基于網絡環境的基礎上,切實構建土木工程施工企業技術管理信息化共享平臺和網上辦公系統,才能真正簡化信息傳遞的復雜環節,使紙質文件退出土木工程施工技術管理的歷史舞臺,并促進信息化的共享建設成為土木工程施工管理的有力工具。
四、結語
綜上所述,要不斷提高土木工程施工的技術管理水平,就需要工程師們打破傳統的土木工程施工技術管理模式,跟上時代的步伐不斷學習和掌握先進的技術管理思想,將信息技術進一步深入推廣。簡而言之,就是在土木工程施工技術管理中,通過對現代信息技術的熟悉和掌握,從而充分把握最真實和準確的土木工程市場信息,這是關系到土木工程施工企業核心競爭力的重中之重,而不斷加強企業信息技術的應用和管理,則是關系到企業可持續發展的關鍵所在。另外,只有在深化信息技術在土木工程施工技術管理中的應用的同時,再實施一些更為人性化的輔助技術管理措施,才能更加切實有效地提高土木工程施工的技術管理水平。
參考文獻:
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【關鍵詞】卓越工程師;土木工程施工;教學改革
我院作為第二批國家級土木工程特色專業之一,在土木091、092、095班就按照卓越工程師教育培養計劃,修訂了專業教學培養方案并試點。而《土木工程施工》是土木工程特色專業的一門主干課程,基于“卓越計劃”下的培養理念,工程建設愈來愈需要寬口徑、厚基礎的專業人才,而傳統的《土木工程施工》課程的教學模式、內容、手段和方法等都存在一些問題。
一、《土木工程施工》課程教學存在的問題
土木工程施工類課程是土木工程專業課程體系中最重要的組成部分,其實踐性和綜合性都很強的施工課程有別于其他類別的課程。然而,目前我國土木工程施工類課程教學普遍存在著較大的困難和問題,主要表現在以下幾個方面:
1.在課程內容體系方面
結構不合理,教材體系陳舊,沒有解決好“大土木”平臺課程與專業方向模塊的關系,沒有形成較好的課內課外相結合的有層次的互動式的施工類課程教學體系。
2.在課堂教學方法和教學手段方面
傳統的施工課程課堂教學手段是黑板、粉筆加掛圖,如不改革已達不到課程教學的基本要求。這是因為:
(1)隨著“大土木”培養方案的實施,課程內容多,要求掌握的信息量增大,而傳統的教學方法與手段費時費力,遠滿足不了這一課程的基本要求。
(2)施工課程有別于其他類別的課程,土木工程施工技術發展和變化是比較快的,教材也必須及時的更新與充實,這就必須通過新的教學手段與方法加以補充。
(3)施工課程十分注重和需要案例教學,但典型工程案例常常由于時間因素和其他原因往往又不易獲得。
3.在實踐性教學方法和教學手段方面
土木工程專業是一個實踐性很強的工科專業,實踐教學環節在培養計劃中占很重的比例。常規的實習安排是時間集中、學生集中、場地單一,老師根據教學安排事先聯系好實習單位,在規定時間內組織學生到工地去參觀、見習,由現場技術人員和老師對工程概況及施工技術進行講解,然后由學生自己去看。由于土木工程建設的工程量大、建設周期長、工序多且較復雜,短時間的實習往往只能看到工程的某個局部或某個工序,很難觀看到工程的全過程,無法達到大綱要求。
二、《土木工程施工》課程教學改革措施
1.優化教材內容,實施調查研究[1]
過去的工民建、道橋、市政、港口和隧道等8個專業合并為“大土木”專業后,土木工程施工的教學內容既不能局限于原來工民建專業的建筑施工部分,也不可能將8個專業施工課的教學內容全部講授。教學內容應該根據卓越工程師培養計劃結合我校該專業就業情況分方向教學,不同方向的班級教學內容適當的增減。
2.進行教學方法的改革
教學方法的改革是教學改革的核心,要十分重視授課方法的科學性,精心設計每堂課,注意發揮學生的主體地位,注重培養學生的創新能力。講課內容力求“少而精”,少講學生通過自學就能掌握的知識;能在實習現場講的內容不在課堂上講。這樣既突出了重難點,又可節約時問,適應現在少學時的要求,同時又可培養學生的自學能力。
3.運用現代仿真技術及多媒體教學手段
現代仿真技術、多媒體教學手段的運用是對傳統教學手段的一場革命,對土木工程施工這類課程更具有獨特優勢。土木工程施工是一門重實踐的課程,然而由于時間、空間的限制,學生們往往很難看到施工的全過程。若將典型工程的主要工序錄下來再制作成課件,加上購買部分施工教學錄像片等,則可跨越時空的界限,使學生領略某些工程施工的全過程,又可節省板書時間,優勢十分明顯[3]。
三、采用多元化教學方法,加強施工實踐教學的設計思想與效果
1.施工實踐教學設計思想
通過課程理論學習的同時到現場教學,加強理論基礎的理解和應用;采用多元化教學方法,通過“散點-追蹤”、“學徒制”形式實習,對施工現場和施工工藝過程有一感性認識,并培養學生操作技能、分析問題以及解決問題的能力;通過課程設計培養學生綜合運用知識的能力。
2.施工實踐教學的效果
為便于學生掌握施工技術并能指導實踐,我土建學院探索出的一套“散點-追蹤”實習模式,具體做法如下:參如實習的學生以技術人員(如施工員、質檢員、管理員、監理員等)助手的身份,每3~6個學生為一組跟隨一個技術員進行實習,將整個年級學生分散到附近各施工現場實習。根據教學計劃的要求,實習時間安排在《土木工程施工》這門課程開始,連續兩個學期和暑假,約為一年時間。學生利用課余時間或雙休日,每周(考試周除外)至少去施工現場兩個工作日,具體時間有學生根據工程進度情況靈活確定,但以不干擾正常上課為前提,形成一種工程進度“追蹤”實習模式。
結論
在卓越工程師教育理念的土木工程施工教學中,采用多元化教學法可以彌補單一傳統教學法的不足,教師可以根據不同章節的特點選擇最易于學生接受的教學方法,對于這類實踐性較強的專業技術課,既豐寓和拓寬了學生的專業知識面,又增強了實踐能力。加強《土木工程施工》課程的教學改革力度, 積極合理地采用先進的教學手段, 是卓越工程師教育理念下的土木工程施工教學改革的大趨勢,它適應了建筑業快速發展及對專業人才的現實需求。
【參考文獻】:
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關鍵詞:卓越計劃;土木工程施工;全英教學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)21-0146-03
一、引言
“卓越計劃”,即“卓越工程師教育培養計劃”[1-2],是教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010—2020年)》的重大改革項目。該計劃旨在培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務,對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導作用。
作為首批獲批該計劃的高校之一,我校目前正積極布署,并進一步突出英語能力,擬培養具有國際化視野的創新人才,推行“卓越全英計劃”建設。而土木工程專業屬于傳統的工科應用型專業,更是“卓越全英計劃”實施的主要專業之一。《土木工程施工》是土木工程專業本科階段的一門主干必修課程,屬于學科基礎課,為確保“卓越全英計劃”的順利實施,該課程迫切需要進行配套改革。因此,本文就該課程的現狀及存在問題進行剖析,并探索相關教學改革和創新措施。
二、本課程總體現狀及存在問題
《土木工程施工》主要研究土建產品(建設項目或單位工程)生產過程中各主要工種工程的生產工藝、原理和方法等,以及生產過程中各生產要素之間的合理組織問題,即:包括施工技術和施工組織兩大部分內容,具有涉及知識面廣、基本理論與實踐性緊密結合、更新較快等特點。根據當前高校教育現狀[3-5]、用人單位和已畢業學生的意見反饋,并結合我校自身的實際情況,對本課程教學中所存在的一些主要問題進行剖析,具體如下。
1.教材內容陳舊單一,不能與時俱進。目前市面上相關土木工程施工的教材種類繁多,各出版社、不同作者的教材不下幾十種。但通觀其內容,基本上大同小異,甚至部分章節基本一致,沒有明顯的特色。另一方面,教材內容明顯滯后于工程實踐、滯后于現行施工規范,基于其實踐性強的特點,卻未能與新工藝、新技術、新材料、新設備等緊密結合,不能與時俱進。例如:沖孔灌注樁、旋挖灌注樁目前在樁基工程中的應用已較為廣泛,但翻閱現有的各類施工教材,卻很少涉及此類灌注樁的施工工藝。再者,近些年不少相關施工的規范更新越來越多,如:《混凝土結構工程施工規范》(GB50666-2011)的出臺,對混凝土結構施工方面的內容和規定做了較大的調整和變化,但按照新規范修訂后的課程教材目前還屈指可數。
2.教學課時量不足、教學內容有所偏頗。本課程內容涉及了技術和管理兩大專業領域,而且針對某一具體建設項目或單位工程介紹時,以建筑工程為例,包括了從地基基礎到上部主體及屋面工程、防水裝飾工程,以及各類質量安全、文明施工、降低成本、技術組織措施等內容,雖然目前我校安排了64學時,但從教師教學感受和多屆學生修完本課程后的反饋中,均認為課程內容繁多,學時量偏少。對教師來說,較多內容未能充分展開講授;對學生來說,由于課時較緊,加之其他課程在大三學年扎堆開設,沒時間去充分領會。此外,教學內容講授過程中也存在偏頗,如預應力工程、鋼結構工程、結構安裝工程施工,這一方面由于課程學時的限制,另一方面由于該部分教學內容的專業性很強,甚至一些教師都不太熟悉。但這些內容卻與國家目前推行建筑工業化、倡導綠色建筑、綠色施工的主旋律密切相關。
3.教學方式與師資隊伍存在不足。教學方式手段的優劣受到多方面因素的影響,但與教學師資水平密切相關。教學方式上,目前國內各高校普遍存在一些問題,如:以教師講授、學生聽講為主,互動交流較少;雖然以多媒體方式生動了傳統的板書教學,但對于缺乏工程經驗的學生來說,還是較難想象或體會出實際施工的工藝流程、操作方式等。針對我校的“卓越全英計劃”,對于土木工程的所有主干課程都需要全英教學,但目前《土木工程施工》課程的相關任課老師基本缺少海外經歷,英語能力有待進一步提高。
4.實踐教學環節實施方式和效果有待改善提高。因《土木工程施工》具有較強的實踐性特點,較多內容若能結合現場教學將會使教學效果大大提升。但由于不少高校存在諸多原因,如:學生人數較多、教師數量不足、工地安全、資金、學校重視程度等問題,使得認識實習、生產實習等實踐環節,要么是集中式的走馬觀花,要么是分散式的“放羊”,缺少行之有效的監督措施。而且由于實習時間限制,很多情況下現場實習的內容只能是其中的部分分項工程,窺豹一斑。此外,與《土木工程施工》課程配套的課程設計,一般僅安排一周時間,在選題和時間方面都存在一些不足,如:部分選題脫離實際,憑空發揮,某些時候多人一題,甚至一班一題,造成只有少部分學生認真撰寫課程設計,而其他學生就投機取巧;時間倉促,學生無法充分收集素材、調研,深入思考并展開訓練等,由此造成實踐教學環節的效果甚微。
三、與“卓越全英計劃”相適應的課程改革與創新
如前所述,我校在教育部“卓越計劃”基礎上,更進一步推行了“卓越全英計劃”改革,在土木工程專業試點了“卓越全英班”的招生和培養。通過選拔優秀學生,集中優勢資源,進行全英教學,并注重實踐環節、注重國際交流和聯合培養。通過這項改革計劃,旨在培養基礎扎實、知識面寬、能適應21世紀土木工程建設發展的需要,獲得工程師的基本訓練并具有創新研究能力、良好的國際交流能力和國際視野的土木工程領域的高級專門人才。另一方面,近年來土木工程專業的畢業生去施工單位、地產公司就業的比例逐年升高。因此,該形勢下,《土木工程施工》課程也需做以下相關改革和探索。
1.建立課程組制度,打造教學團隊。師資力量很大程度上決定了學科的發展水平,而師資構成的合理性則決定了其傳承的持續性。歐美在土木工程人才培養模式方面是將施工方面的知識技能融入到企業的培訓中,高校很少設置專門的施工課程或進行較為強化的系統訓練[3]。而在國內則較多依賴高校進行系統的學習和訓練,企業傾向于招收能“直接上手”的畢業生。因此這就需要高校施工教師既具有扎實的理論功底,還要具有較強的專業實踐知識和技能。另外,《土木工程施工》課程作為土木工程專業“卓越全英計劃”的一門主干課程,還需要教師具有熟練的英文授課和對外交流能力。為此主要做一下幾點工作:①對該課程成立專門的課程組,課程組成員組成以老中青相結合,合理搭配,分工協作,群策群力。積極創造條件鼓勵青年老師在教學工作中擔當重任,并聘請經驗豐富的退休老教師作為顧問,與青年教師座談交流經驗,使其盡快成長起來。②課程組整合資源,教師積極參與工程施工方面的科研實踐工作,這樣既能提高自身的科研能力和水平,也可積累工程施工經驗,并掌握施工領域新動向,做到科研與教學相輔相成,互為促進,從而為教學工作的有效開展提供支撐。③為適應全英教學要求,我校和學院積極支持,并下撥專項教師培養基金,資助教師出國或出境進行短期進修和強化訓練。此外,尤其是青年教師還應積極爭取國家留學基金資助,出國或出境做博士后或訪問學者,提升科研水平、英語交流能力,并拓寬國際視野,來促進教學水平的提高。
2.理順和充實教學內容,編制立體化教材,豐富教學手段。①該課程內容上面廣量大,在學時數有限的情況下,學生不易理解和掌握,因此教學時必須首先理清思路、劃分層次。內容總體上涉及技術和管理兩大領域,對本科階段從層次上來講可分為兩個層次[3],即:工種工程施工、項目工程施工。其中工種工程施工,是基于分項、分部工程為基礎而劃分,這部分內容是土木工程施工的基本內容,也是本科學生必須掌握的內容。對于項目工程施工,是在掌握工種工程施工基礎上的綜合、深化和應用,以提高學生融會貫通和創新能力。在規定的有限學時數下,對于原理性較強的內容適當多分配些學時,對于純操作性的內容可分配較少學時。②改革開放以來,特別是進入21世紀以來,我國的基礎建設事業發展很快,且規模龐大。就體量、高度、跨度、施工條件復雜性等方面創造了多項世界紀錄,這也使得與工程施工有關的各類新工藝、新技術、新材料、新設備和新理念等不斷涌現,因而教學內容上也應與時俱進,結合新規范不斷更新充實。更新的途徑包括:現場調研、參加學術交流會、網絡媒體以及教師直接參與施工科研和實踐等。③對于本科教學來說,合適的教材較為重要。我校目前采用了本課程組張原老師主編的《土木工程施工》(上、下冊,中國建筑工業出版社),這本書內容豐富,特色鮮明,是國內首部系統采用3D多媒體技術編寫的施工教材,配有生動逼真的視頻動畫,且獲得首屆全國高等學校土木工程專業多媒體教學課件競賽一等獎,該教材也受到學生們的好評。為適應全英教學要求,還需不斷更新充實內容,結合文字、圖片、表格、動畫、錄像等立體化方式,準備再版這套教材,并編寫專門的英文講義或教材。④在教學手段方面,除傳統的課堂講授方式外,還應積極探索其他手段。如:邀請知名專家教授、一線工程技術人員等進行針對性的專題講座,來拓寬學生視野、培養學生創新意識。近兩年來,我們先后邀請了香港大學、清華大學、同濟大學、東南大學、重慶大學、利海集團、格力地產等單位的專家進行了專題講座。此外,我校設置了《國外及港澳臺地區知名專家短期講學資助計劃》,通過該計劃,我們也聘請了香港大學教授給本科生進行了為期五天的短期集中英文授課。⑤當前,通信與網絡技術發展迅猛并滲透到各行各業,將該技術與傳統課程教學手段相結合,建立專門的具有開放性和交互式的課程網站、學習論壇、交流群、微博等也是一種趨勢和常態。但目前我校該課程還沒有專門的網站。為此,我們將著手具有自身特色的課程網站建設,并引導學生同時瀏覽學習其他兄弟院校的施工課程網站,尤其是已獲得國家精品課程的網站,如:同濟大學、東南大學土木工程施工精品課程網站。
3.重視實踐教學環節,注重培養創新能力。《土木工程施工》具有較強的實踐性特點,因此實踐教學環節顯得非常重要。①與“卓越計劃”宗旨相配套,完善現有的課程設計、實習制度。課程設計應結合具體的工程實例,先讓學生自行收集素材,獨立進行完整的訓練,再與實際的實施方案進行對比,以培養其實際工程能力和創新能力。實習環節中的生產實習一般與土木工程施工密切相關,由于前述種種原因,統一采用集中式的實習方式不太現實,目前較多采用開放式和集中式相結合的實習方式。開放式生產實習相對靈活,實習環境是開放的,實習過程也是開放的。但該方式必須采取有效的監控手段來保證實習的質量,否則就成了“放羊”狀態。為保證開放式實習效果,可采取隨機抽查、委托實習接受單位監督等,并借助現代通訊網絡技術,如:電話、電子郵件、群、微信等,與學生保持密切聯系,隨時跟蹤其實習動態。②提倡推行土木工程施工實訓制度。施工實訓類似于結構課程的實驗環節,理論授課后,為加強學生對所學內容的理解,應讓其親自動手進行實踐訓練,例如:當講授完腳手架工程的基本構造、搭設工藝及注意要點后,可讓學生動手嘗試腳手架的搭設,這樣既可培養學生的動手能力,又能形象直觀地加深對書本知識的理解。③加強校企聯系,建立基于長期合作的實踐基地。“卓越計劃”的特點之一是行業企業深度參與學生培養過程,因此我校積極拓寬思路,與企業建立實踐基地,為產學研一體化和學生參與實踐提供平臺,如:近年來我校相繼與廣州市重點公共建設項目管理辦公室、格力地產、利海集團、深圳鵬程等企業建立了合作關系。
四、結語
我校“卓越全英計劃”的宗旨可概況為創新性、實踐性和國際化,《土木工程施工》作為一門實踐性較強的主干課程,如何在教學與實踐過程中培養學生的創新能力,并拓寬其國際化視野,是一項長期而又艱巨的任務。作為教師,只有在教學實踐工作中,不斷交流、思考、探索和提高,為培養更多的“卓越人才”而奮斗。
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關鍵詞:仿真技術土木工程實踐教學實習
中圖分類號: TP337 文獻標識碼: A 文章編號:
實踐能力的培養在土木工程專業教學中具有重要的地位。實踐能力培養主要通過各類實驗、實習(認識、生產和畢業實習等)、課程設計及畢業設計等實踐性教學環節來實現。其中,實習教學是土木工程專業最為活躍的實踐教學環節,是實施專業知識教育、獲得感性認識、提高實踐能力和創新意識的有效途徑,在高素質的土木工程人才綜合培養中具有不可替代的重要作用。因此,如何有效地開展實習教學,保證實習環節的教學質量,切實提高學生的實踐動手能力成為眾多高校土木工程專業人才培養面臨的一個重要課題。
1土木工程專業實習存在的問題
土木工程專業實習具有其自身特點,一是實習地點多為工程施工現場,環境復雜,具有一定安全隱患;二是工程進度受工程規模和氣候影響較大,學生實習期間一般只能觀察到某一項靜態工程或工程的部分施工環節,不可能是全部施工工程;三是由于教學計劃安排上的要求和人員組織上的需要,實習一般具有集中性,即時間集中、人員集中;四是實習地點一般較為分散。
由于以上特點,土木工程實習長期以來存在以下問題[1-3]:
一是實習安排常與實習內容脫節。按照教學計劃,專業實習一般均集中安排在學期初、學期末或某一集中時間段,這種時間上的集中安排,無力考慮工程的實際進度狀況,施工現場條件往往與教學大綱的要求存在偏差。而且由于施工過程一般較長,在集中安排的實習時間內僅能觀摩到幾個分項工程的施工過程,無法掌握項目施工的全部過程。
二是實習手段落后、教學模式單一。長期以來,實習教學模式多為教師統一指導下的集體行動,教師講、學生聽,只觀摩、無實踐的現象較為普遍。
三是實習經費不足、條件受限。近年來,高校招生規模不斷擴大,辦學經費日趨緊張,在實習地點的選擇上受到極大限制。而且由于學生人數增多,真正動手及細致觀察的機會大大減少,大大降低了實習效果。
四是施工企業接待實習熱情不高。企業一般更多顧及管理上和生產上的問題,不愿接待學生實習,即使勉強接受,也很少安排學生親自動手操作,也極大地影響了實習效果。
五是指導教師缺乏實踐經驗。高校教師尤其是青年教師,多數是從普通高校畢業直接進入高校任教,他們理論水平雖然較高,但從校門到校門的工作經歷使得實踐經驗普遍缺乏。再加之很多學校師資有限,實習學生多,指導教師少,很難保證對學生的有效指導。
針對上述問題,各高校采取了各種措施以期解決學生實踐能力培養的問題,如加大實踐教學學時、改變組織形式或在實踐內容上做局部調整等等,但問題并未得到根本解決。
2仿真教學的概念
仿真也稱為模擬,就是用一個虛擬的系統模仿另一個真實系統的技術,是用計算機生成一個虛擬世界,使用戶借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進行自然的交互。仿真科學與技術是人類繼理論、實驗之后的一種全新的認識、改造和創造客觀世界的重要手段。
仿真教學是一種多通道綜合作用的教學方法,是仿真技術在教學實踐中的具體應用,是教育信息化建設的具體化。通過將學員置身于仿真環境之中,從而充分調動其感覺通道、運動通道和思維通道的學習機能,大幅提高接受知識的效率。研究資料已經表明,對采用仿真和傳統的教學方法對比教學后,學員記憶內容前者約為后者的二倍以上[4]。
仿真教學相比于傳統的教學方法,具有節約成本、安全無風險、不受時空限制、形象直觀等優點,能夠為學生提供生動、逼真的虛擬學習環境,從而加速和鞏固學生學習知識的過程。
3土木工程專業仿真教學的層次及定位
仿真技術對于軟、硬件的要求較高,限于目前的研究水平和資金支持狀況,不同領域對于仿真的程度有不同的要求。根據用戶參與仿真的不同形式以及沉浸的程度不同,一般可以把仿真劃分為四個層次。
1)桌面式:桌面仿真以計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的窗口,一般通過各種外部設備(如鼠標、追蹤球、力矩球等)來駕馭虛擬環境。參與者利用計算機屏幕觀察虛擬環境,并操縱其中的物體,但由于周圍現實環境的干擾,參與者并不能完全投入虛擬環境中。這種仿真盡管缺乏完全投入的功能,但是相對容易實現,成本相對較低,因而,應用面比較廣。
2)沉浸式:高級仿真系統提供完全投入的功能,使用戶有置身于虛擬境界之中的感覺。它利用頭盔式顯示器或其它設備,把參與者的視覺、聽覺和其它感覺封閉起來,并提供一個新的、虛擬的感覺空間,并利用位置跟蹤器、數據手套、其它手控輸入設備、聲音等使得參與者產生一種身在虛擬環境中、并能全心投入和沉浸其中的感覺。
3)增強式:增強式不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界,而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受,也就是增強現實中無法感知或不方便感知的感受。
4)分布式:分布式虛擬現實系統就是多個用戶通過計算機網絡連接在一起,同時參加一個虛擬空間,共同體驗虛擬經歷。如,虛擬作戰演習。
考慮到土木工程專業實習教學的特點以及目前的仿真技術水平,一般的仿真模擬可定位在桌面式層次,即利用數字攝影、攝像技術對實際工程主要工序的施工環節進行記錄,建立作為虛擬場景的背景;或者利用三維圖形繪制技術對虛擬世界進行建模。然后對基本資料進行“深加工”,利用虛擬仿真技術,模擬施工的全過程。這樣,既基本可以滿足教學的需要,也相對容易實現。較高級的仿真模擬可以考慮其他層次。
4結語
將計算機仿真技術引入土木工程專業實踐教學環節,創建土木工程虛擬仿真與現場實踐相結合的實踐教學模式,是一種創新性改革,具有重要理論和實踐意義。仿真技術應用于實習可以有效提高和完善實踐教學,加強學生實踐能力的培養。在實踐教學中利用多媒體和虛擬現實技術,許多施工操作程序可以在模擬環境中演練,可以再現和虛擬工程的作業過程,把工程現場、實驗等搬進課堂,讓學生通過室內“實習”去認識工程、獲取經驗、開闊視野、提高專業素養。將仿真技術應用于實踐教學是利用虛擬現實技術仿真或虛構某些情境,供學生觀察、操縱、建構其中的對象,使他們獲得實際實踐過程得到的體驗,可以作為現場實習的有益補充。
參考文獻:
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關鍵詞:土木工程;實踐教學;人才培養
回歸工程教育是我國高等教育目前亟需解決的問題。2009年,教育部制定了卓越工程師培養計劃,并將該計劃列入《國家中長期教育改革發展計劃綱要》,2010年,有61所學校開始試點并逐步推廣。企業參與高等教育、學生實踐能力、創新能力的培養,必將使中國的高等教育登上一個新的高度,而作為地方本科院校應發揮更多的作用,縮短和國外工程教育辦學的差距,培養出真正符合行業需要的應用型人才。
土木工程專業應用型人才應具有良好的理論基礎,掌握系統的專業知識,實際應用能力強,綜合素質良好,具有適應行業和地方需求的特色。土建行業對人才的需求多種多樣,高層次的研究、設計人員的需求量不是很多,絕大部分人員是從事施工一線的技術人員,而目前地方型本科院校土木工程專業人才培養模式比較單一,在專業課程設置上沒有脫離重點院校“以結構設計為主”的指導思想,注重理論性教學,對實踐性教學環節重視不夠,這樣培養的的學生結構知識趕不上重點院校學生,實踐應用能力有時還不如高職高專的學生,學生畢業后很難找到自己合適的定位。針對這種情況,普通本科院校的人才培養模式應有新的目標定位,以培養適應社會發展需求的專業人才。本文以國家特色專業建設點為背景,談談我校土建人才培養的一些做法,供大家參考。
1、根據社會對土木工程師素質能力和知識結構的實際需求,科學制訂培養計劃
專業培養計劃是人才培養的總體設計和實施藍圖,它規定了培養目標和業務規格,明確了知識結構和能力要求,構建了專業要求的課程體系,規定了各教學環節的配置及其內容。它既是組織教學的指導性文件,也是制訂各項配套教學文件的依據。
1.1深入調查研究,明確培養目標,合理確定崗位群及其能力要求
首先組建專業調查組,對有關工程設計、工程建設及管理等用人單位進行了調查,并聘請有關單位的專家學者成立了專業建設指導委員會,聘請部分高校和部分行業的專家領導擔任兼職教授。將我校教學型高校土木工程本科專業的培養目標與其它層次的教育培養目標相對比,分析研究確定了本學院土木工程專業應以培養生產、建設、管理第一線需要的高等技術應用型人才為根本任務,體現以社會需求為目標、以技術應用能力培養為主線的特點,其能力結構主要體現在土木工程施工一線及工程運行管理一線的業務技術能力和組織管理能力。
1.2根據市場需求提出能力要求,合理確定知識結構
知識結構是能力培養的基礎,它必須滿足能力培養的需要,以“必需、夠用”為度,并要求具有一定的發展潛力。在能力分解的基礎上,分析滿足能力要求應具備的基礎知識和專業知識,提出相應的知識點,組織其相應的知識體系。根據各課程的相關性和知識的互補性進行課程的整合和知識模塊的拼裝,構建整個課程體系。
1.3以能力要求和知識結構為主線,構建動態培養計劃
培養計劃是各教學環節的整體設計方案,主要包括課程體系、實踐教學環節等的時間分配和次序安排。在培養計劃制訂中既要考慮專業能力培養,又要考慮全面素質的提高。在構建課程體系中,加強了計算機、英語等能力的培養,保證其課程和應用的不斷線,并提倡學生獲取計算機及英語等級證書。強調在課程教學中,不僅要求學生掌握基礎理論和專業知識,更重要的是讓學生首先學會做人。土木工程專業培養計劃是以大專業為基礎統一規劃制訂,但在具體操作時,要體現不同方向的需要,設置模塊化的專業方向,建立分方向的培養計劃,各分方向的培養計劃既相互獨立又相對統一。培養計劃實施時,必須根據市場需求情況,進行動態微調。即在培養計劃執行過程中,根據教學及生產一線的信息反饋,調整各項能力要求及相應的課程教學內容,以滿足市場對人才規格的要求。
1.4以職業能力為核心,確保教學內容涵蓋相關方向注冊師考試的主要知識點
建筑行業正在完善注冊工程師執業資格制度,要求應用型本科院校土木工程專業必須建立與之相適應的教學體系。土木工程專業教學內容應當涵蓋注冊工程師執業資格考試的基礎理論和專業課程的主要內容。并重視工程案例教學和工程實際的訓練,適應行業發展需要。這也是社會對土木工程師素質能力和知識結構的實際需求的一個重要方面。
2、建設理論聯系實際的教授隊伍,引導應用型土木工程師的培養
教育大計教師為本,師資隊伍是人才培養的關鍵。在提高教師學歷層次的同時,注重實踐能力的提高,出臺一系列政策,鼓勵教師參加國家注冊師考試。回顧近幾年教授隊伍建設的成績,有如下幾點經驗:①拓寬深造進修、掛職鍛煉的平臺,積極響應鹽城市組織的“百名教授下基層”的號召,鼓勵教授們開展理論聯系實際的應用型課題研究工作。②制定優惠政策,有重點地引進高層次人才。積極創造條件,激勵教師攻讀博士學位。③確立教授副教授在學科建設和專業建設中的地位,確保教授們產學研合作的科研項目順利進展,促進教學、科研和隊伍建設良性互動。④設立校內教授和校內副教授崗位,鼓勵有能力的教師破格進入教授隊伍。⑤加強校內外專家的聯系,充分利用社會優質資源,不斷擴大和完善兼職教授隊伍。
“雙師型”教師隊伍在科研和科技服務工作中,自然形成了師生共同參與合作的模式,高年級學生在科研工作中擔任老師的助手,在工程項目中擔任現場助理工程師或設計項目的助理設計師。有許多同學畢業設計或畢業論文的題目來源于平時利用課余時間參與教授的應用型項目。
3、構建三維的實踐教學體系,強化應用型人才對土木工程師崗位的適應能力
實踐教學體系是指實踐教學的內容體系,即圍繞專業人才培養目標,在制定教學計劃時,通過課程設置和各個實踐教學環節的配置而建立起來的與理論教學體系相輔相成的內容體系,主要包含實驗教學、實訓教學、實習教學幾個方面。所謂三維的實踐教學體系是把實驗教學、實訓教學、實習教學三個方面的教學工作不間斷的貫穿到學生四年學習生涯中去,并且使理論教學、實踐教學、學生的課余和節假日活動有機的結合起來。具體做法是:①采用三段式培養方案,構筑層次化實踐教學平臺。即:第一段以基礎實驗層和工程訓練層交替訓練學生的基本能力,主要為軍事理論及訓練、公益勞動、體育訓練、專業認識實習、讀書活動與社會實踐活動(兩課)、社會實踐與調查。第二段是綜合提高層,通過綜合性、設計性實驗和課程設計加強學生的綜合應用和設計能力,強調基本技能訓練,以專業課實驗、教學實習、課程設計、參與老師的科研項目和工程項目的第二課堂活動為主;第三段為開發創新層。通過課外科技活動、科學競賽和選修課程,培養學生的科研能力和創新意識。以生產實習、畢業實習、畢業設計、工程實訓、作業模擬、綜合性創造性實踐為主。②創新教學模式,整合實驗內容,使其綜合化。如: 在工程培訓中心開設了土木工程綜合實驗,讓學生完成從模板的搭設→混凝土的澆筑→構件養護→構件力學的測試全過程的實驗,本實驗最大的特點是讓學生掌握部分土木工程施工知識及現場測試的技能。將設計、綜合、應用性及部分基礎性實驗采用全開放方式,以利于培養學生獨立工作能力、創新能力,促進學生個性的發展;整合實訓內容,使不同課程不同學期的實訓內容系列化;其外,讓學生利用雙休日和暑假,或自主到企業、或跟隨老師到企業、或跟隨老師進試驗室實習、打工,增強應用知識解決問題的能力,這也是實踐教學模式的一種。③通過講座、座談、觀看工程錄像等形式,加深學生對土木工程師崗位的理解和熱愛。在新生入學教育時,聘請有豐富實踐經驗的設計師和工程師結合個人經歷給學生講工程師的職業生涯;在學生學習專業課時,聘請大型工程的專家來校介紹工程設計和施工過程以及各個管理和技術崗位的工作感受。在學生課余時間,組織學生觀看大型工程的錄像,如:杭州灣跨海大橋、上海洋山深水港、青藏鐵路、南水北調、鳥巢、T3等。④利用學生課余時間,開展專業技能動手能力大賽。土木工程專業學生的計算機繪圖能力和測量儀器應用能力是很重要的兩項動手能力,我們每二年舉行一次包括民辦本科和高職學院學生在內的計算機繪圖能力和測量儀器應用能力大賽,不僅公開展示參賽者的獲獎作品和領獎照片,而且將獲獎行為計入學生在校表現的綜合測評檔案。#p#分頁標題#e#
4、堅持實踐是檢驗質量的唯一標準,強化全過程全方位的教學質量監控體系
世界上評價教學質量優劣的機構和方法多種多樣,評價教學質量的指標和體系也是龐大而復雜,然而,我們認為檢驗應用型本科人才培養質量的唯一標準是畢業生在工程一線工程師崗位上的工作能力,如何對在校生進行評價和監控,使他們畢業后能在實踐中勝任工程師崗位的工作?
其一,重點評價和監控畢業實習和畢業設計教學質量。①畢業實習采用分散實習的形式,因此更加有必要采用過程控制和目標控制相結合的方法。實習成績的考核,以實習單位的鑒定和指導教師在實習期間抽查為主,并輔以實習答辯與交流。指導教師根據抽查情況,有一票否決權,但是,如果指導教師不投否決票,實習評價結論完全由實習單位給出。因為學生實習分散在不同的實習單位,實習的對象是不同的工程,其結構形式、材料應用、施工工藝、施工技術、施工方法等不完全相同,通過實習成果答辯與交流,學生可以相互學習,開闊眼界,增長知識,成果共享。通過答辯還可以了解學生實習報告的真偽性,確保實習質量。②畢業設計要重點控制好五個重要的時間節點的質量。一是選題審題和定題;二是開題和查閱文獻;三是中期的英文翻譯和階段成果;四是成果提交和修改;五是評閱成果和答辯環節。每屆畢業設計都舉行公開答辯,評委由專職教授、部分兼職教授、產學研單位代表組成。
其二,實踐能力的形成貫穿于教學工作的全過程,不僅實踐性教學環節是實踐能力的形成的重要因素,理論課程的學習也是實踐能力形成的重要因素之一。因此,我們應當對質量形成過程進行全過程全方位的教學質量監控。具體做法是:①成立二級學院的教學質量監督小組,按時開展全方位教學質量檢查和監督,深入課堂聽課,抽查學生作業和設計以及實驗實習實訓。②二級學院和專業系認真貫徹落實學校的教學質量評價標準,積極參與學校組織的ISO9001質量貫標活動。學校教學監控體系由教學秩序常規檢查、教學文件檢查、課堂聽課、期中教學檢查、期末教學質量狀態評價等組成,分教師自查與互查、系主任全面檢查、學院抽查三個層面,所有督導檢查由黨政領導牽頭,認真記錄,及時反饋,限時整改。③系主任負責幫助在教學質量上存在問題的教師查找原因并及時改正。對認識和改正不到位的教師進行批評教育,直至完全糾正。
其三,通過嚴格控制檢查和管理教學質量,我們的應用型人才實踐能力培養的教學體系得到充分的貫切和落實。學生可以做到:二年級實習做零工;三年級實習用技術;四年級實習頂崗位。
5、結語
通過制訂科學的人才培養方案,建成一支高水平的雙師型教授隊伍,構建全面實踐教學平臺,嚴格的教學質量控制制度,我們探索了一套適合應用型人才培養的培養體系,全面提高了土木工程專業畢業生的知識水平、能力素質和實踐技能,為地方經濟建設培養出高水平的應用型人才。
參考文獻:
[1]陳愛玖等. 土木工程專業人才培養模式的研究. 高等建筑研究. 2005.3
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