0引言
交通土建工程实践教学旨在巩固基础理论,培养学生解决工程实际问题的能力,挖掘学生的科研潜质以及培养学生的创新能力,以适应工程界对卓越工程培养的需求。
为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》,实现由工程大国到工程强国的发展目标,“卓越工程师计划”应运而生,其重在培养学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力等各方面能力。
交通土建工程是实践性非常强的工程学科,不同区域的土建工程结构物设计与施工有其独特性和复杂性(如西部山区与库区的路桥修筑技术)。同时在施工技术、装备和试验设备的迅猛发展下,卓越工程的培养对交通土建工程专业实践教学提出了更高的要求。为解决交通土建工程技术人才培养的社会适应度、实践能力和创新精神的提升问题,实践教学需要在教学模式上进行创新,并在实验技术、实践教学方法以手段等方面进行改进。
1实践教学模式创新
随着现代科学技术的发展以及学科的交叉、渗透与综合,现代交通土建工程的科学性、社会性、实践性、创新性、复杂性等特点更加突出。高校需要培养能够熟悉交通土建工程科学理论和先进技术手段的高质量工程技术人才。因此,学校应鼓励教师承担科研和工程项目,提高实验教师的整体素质,积累实践教学的工程案例、实验项目、实验设施资源,并通过制度和机制建设,激励和促进科研和工程与实践教学的紧密结合,创新实践教学模式。
1.1实验教学与科研紧密结合,创新实践教学模式
实践教学内容应注重传统与现代的结合,及时将最新的交通土建领域的科研成果和工程技术引入实践教学,并结合实践教学改革不断更新实验教学内容,具体可以从以下几个方面开展。
(1)科研项目引入实践教学课堂
在实践教学中,将科研项目、工程案例引入实践教学课堂,促进学生理论与应用结合,使得实践教学与科研深度融合,科研有效反哺实践教学,从而将交通土建工程领域的先进技术和实验方法应用于本科实践教学中。
(2)科研成果纳入实践教学教材
将科研项目的研究成果转化为实践教学内容,编人实验教材,丰富和发展实践教学内容。
(3)科研设施转化为实践教学资源
充分利用科研设施资源,自行研制开发实验设备,用于本科生实验教学。同时,还可将研制的仪器直接转化为实践教学资源。
(4)科研选题进毕业设计
毕业设计结合科研课题或工程实际,学生通过毕业设计参与到工程研究与设计的全过程中,以培养学生的工程实践能力。
(5)优秀学生进科研课题组
鼓励本科生参与到教师科研课题组,建立包括指定项目、自选方向、自选课题等形式多样、可供自主选择的研究创新型实验平台,在实验过程中强调师生互动、课前启发、课后总结等环节,使学生真正得到创新意识的培养和科研素养的熏陶。
1.2实践教学与工程和社会应用实践相结合,培养学生工程师素养
土木工程培养的主要特点是解决实际工程问题。因此,实践教学应为学生创造理论与工程实际相结合的条件,把实物实验教学建设放在首位的同时,在工程实践环节可采用“现场演示”、“实际操作”、“案例分析”、“事故诊断”等教学方法。在校外工程实践与实习基地的现场测试试验验中,可融人设计理论、计算方法、规范标准等知识要素,对学生进行试验技能、数据获得和处理能力、结构综合分析能力的训练。
(1)实验项目结合工程应用
注重实践教学与工程实际实践结合,在实验项目设计中重视学生工程基本技能、工程设计能力、施工技术和管理、工程检测与监控等实际能力的系统培养,设置紧密结合工程应用的特色实验课程。
(2)实践教学资源结合工程实际
通过保留结构试验实体模型、试验路段等交通土建工程产品资源,以承担大量的建筑材料、路桥结构实验等工程检测项目,为学生创建了解工程的窗口。
(3)结合工程应用进行毕业设计
毕业设计是实践教学的重要组成部分。除了结合科研项目进行的研究型毕业设计(论文)外,毕业设计题目应广泛来源于实际工程项目,通过结合高速公路、桥梁的建设完成大量的毕业课题。
(4)实践教学与工程实践有机结合
充分利用区域优势,建设工程实践基地。如:重庆独具桥梁实习优势,被称为“中国桥都”,桥梁数量多、桥型种类全,各类城市、公路桥梁近万座,主城就有22座跨江大桥,5座大桥跨径世界第一,是学生深人工程建设现场、获取工程经验的直接途径。
(5)实践教学与科研基地紧密结合
利用学校与企业、科研机构等建立的科研基地,将相关实践教学纳人到科研基地。
同时,将结构检测、监测试验教学与学校承担的服役桥梁检测项目以及桥梁施工监测等项目紧密结合,将工程测量实验教学与在建结构施工测量以及结构定期观测紧密结合,提升学生解决实际工程问题的能力。
2实践教学模式创新的技术支撑
2.1实验技术
(1)加大实践教学改革力度,鼓励在实践教学中利用新技术、新设备进行新型实践教学项目的开发和传统实践教学项目的改造,将教学改革研究、精品课程建设等成果应用于教学实践。
(2)引进先进的测试技术,在实验教学过程中,将国际先进的实验技术设备“MTS五通道结构动态实验测试伺服系统”、“路面断面激光测试仪”、“路面雷达检测仪”、“沥青混合料材料测试伺服系统”、“电子扫描显微镜”、“美国SHRP测试评价系统”等及时引进实验教学中,使学生接受知识的同时,能及时掌握现代化实验技术的发展动态,学习先进的测试技术。
(3)根据学校的区位特点,开发具有西部山区、库区特色的实践教学项目,并与行业发展动态紧密结合,特别是在山区大跨度拱桥、公路泥石流灾害防治、高性能筑路材料等方面开发出一系列代表学科前沿的创新型实践教学项目。
2.2实践教学方法
通过实践教学改革,不断丰富开放教学的内涵,并在实践教学组织形式等方面进行创新。实践教学宜采取“学生自主实践为主,教师指导关键环节,问题共同研究,分阶段实施”的形式,涵盖科研或者工程实践的全过程,体现过程环节与实验结论的因果关系,形成从“理论一实践一理论”的逻辑闭环。该种实践教学方法具有以下优点。
(1)学生自主实践为主,可以探索或验证试验方法,充分了解实践中详细的技术环节,再结合指导教师的讲解和演示,掌握实践教学项目的基本理论和各个关键环节,对学生的实践能力有较大的帮助和促进。
(2)教师指导关键环节,是指教师根据试验中发现的学生未掌握的内容给予必要的指导,加深学生对这些关键环节的理解和印象。
(3)问题共同研究,是指在试验过程中设置一些与试验结果偏离的现象,引导学生究其原因,比如电测技术中的温度影响和横向分布系数测定的对称原理的利用等,加深学生对知识的理解程度。
2.3实践教学手段
(1)多媒体手段教学法
建立网络实践教学管理系统,不断丰富网络教学资源,提高实践教学质量。通过采用多媒体课件、仿真教学软件、CAI教学示范软件、工程应用案例、科研方案设计等网络教学资源,丰富和补充课堂教学内容,使学生能多渠道、多方面地获取知识,培养学生独立思考问题的能力。
(2)教学与科研有机结合
在科研和工程实践活动中,广泛收集素材,建立施工机具、结构构造、工程材料、成品(或半成品)结构等系列陈列展示室,随时向学生开放,供学生学习。在桥梁工程实验模块,收集和编辑结构认知、桥梁结构病害与加固方法、现场实验、数据分析示范等视频材料,作为学生课外学习和课前预习的材料,这样不仅提高了实验效果,也使学生提前接触到工程应用实例,使学生在校期间形成系统的知识链,提高学生解决工程实际问题的能力。
(3)资源有效整合
通过挖掘现有实践教学资源,拓展实践教学内容,科研成果转化,引进先进的试验技术手段等,丰富实践教学的内涵,保证实践教学内容的科学性、先进性、前沿性。另外,依托重点学科和重点实验室,建立包括指定项目、自选方向、自选课题等形式多样、可供自主选择的研究创新型实验平台,使学生真正得到创新意识的培养和科研素养的熏陶。
(4)积极开展学生创新性活动
除了公开发布科研实验信息,吸引有潜质的学生参加科研和科技创新活动外,不定期举办学生桥模、建模、结构承重设计等创新性活动,拓展实践教学的第二课堂。
(5)利用社会资源,共同育人与相关科研院所、优势企业共建工程实践与实习基地,作为课堂教学的有机补充。
3结语
将实验教学与科学研究、工程实践紧密结合,在实验技术、实践教学方法以及手段等方面进行改进,并通过机制创新、制度创新,不断将交通土建工程领域的科学研究和工程技术研究项目的最新成果与实践教学深度融合,为卓越工程计划背景下的学生能力培养提供平台。同时,依托建设项目,拓展实践教学边界,通过各类工程实践环节使学生的工程实践能力得到培养,将有助于引导学生科技创新的自主性和积极性。总之,实践教学应注重与工程实践的结合,在实践教学项目设计中应重视学生工程的基本技能、工程设计能力、施工技术和管理、工程检测与监控等实际能力的系统培养,并设置紧密结合工程应用的特色实践教学课程。
参考文献:(略)