[摘要]土木工程專業(yè)畢業(yè)設計是高校本科生人才培養(yǎng)的最后一個環(huán)節(jié),是提高學生綜合素質(zhì)和工程實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要載體。在實踐教學過程中,主要應注重培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力,查閱使用相關文獻資料的能力,外語應用能力和設計能力,理論計算和計算軟件應用能力,創(chuàng)新能力,寫作(繪制)能力,自學能力和獨立工作的能力。
[關鍵詞]土木工程專業(yè);畢業(yè)設計;能力培養(yǎng)
一、引言
土木工程專業(yè)畢業(yè)設計是高校本科人才培養(yǎng)計劃中的最后一個環(huán)節(jié),也是重要的實踐教學環(huán)節(jié)。其目的在于培養(yǎng)學生綜合運用大學期間所學的課本上的基本知識、基本理論和獲得的基本技能,完成未來工程師基本素質(zhì)的訓練和科學研究方法的初步訓練;鍛煉學生的文獻獲取、資料閱讀、行業(yè)規(guī)范應用、課題調(diào)研等方面的能力,自我學習能力,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力;訓練學生獨立設計及團隊協(xié)作能力,行業(yè)內(nèi)計算機軟件應用、編制文本的能力等。它是提高學生綜合素質(zhì)和工程實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要載體;是對學生大學四年所學知識、能力、素質(zhì)的全面檢驗,同時對學生的思想品德、工作作風、工作態(tài)度和獨立工作能力具有深遠的影響,是學生走向工作崗位前一次真實的演練。對學校來說,它是實現(xiàn)人才可持續(xù)發(fā)展的重要過程和環(huán)節(jié)[1];對學生來說,它是取得畢業(yè)資格和獲得學士學位的必修課程。畢業(yè)設計既是本科生大學階段學習的最后一個教學環(huán)節(jié),也是高校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要教學環(huán)節(jié)之一,更是全面檢驗大學生在本科階段的知識積累、實踐和創(chuàng)新能力的主要手段,是“產(chǎn)品”出廠前的檢驗。通過畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)的訓練,可以進一步培養(yǎng)及提高大學生各方面的素質(zhì)和能力。
二、畢業(yè)設計中的能力培養(yǎng)
土木工程專業(yè)本科生畢業(yè)設計主要包括選題、資料收集、計算、撰寫(繪制)、定稿和答辯等環(huán)節(jié)。在這一實踐教學過程中,主要應注重培養(yǎng)學生以下幾方面的能力。(一)綜合運用知識的能力學生在大學四年中學習了基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課等多門課程,其中每一門課程學習過程中的作業(yè)或練習都是針對本門課程進行的,較少聯(lián)系其他課程。而畢業(yè)設計卻需要將各門課程的知識綜合應用于設計中,對所學知識進行一次系統(tǒng)的梳理和貫通。在這個過程中,學生遇到難題,就會不斷回顧已學的課本知識,不斷從不同的課程知識中尋找答案,這樣的實踐需求使得學生能主動將多學科的知識綜合運用,不斷加深理解,提高綜合運用能力。[2][3]比如土木工程學科本科生開設了混凝土基本理論課程,學生學習這門課程主要是為了掌握混凝土基本構件的構造與配筋設計。在本門課程教學時,配筋設計是在已知內(nèi)力的情況下進行的,該課程中并不涉及復雜的內(nèi)力計算和組合。而另外一門課程結構設計,則主要涉及結構構件在外荷載作用下的內(nèi)力計算與組合,其教學的重點不是配筋計算。當進行畢業(yè)設計時,學生需要將涉及建筑構造、建筑材料、結構設計、混凝土基本理論等諸多課程的基本知識綜合運用在一起,這樣才能完成從方案比選、建筑設計到結構設計等一條龍的設計流程。(二)查閱使用相關文獻資料的能力眾所周知,科學與技術的發(fā)展具有連續(xù)性和繼承性,只有知道前人都做過了什么工作,取得了什么樣的成果,采用了什么方法等,才能在此基礎上做進一步的研究。另外,當今社會科技飛速發(fā)展,信息量大且雜亂,想要在浩如煙海的信息中快速獲得有用的信息,需要采取一些手段和方法。傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖書的使用,比如去圖書館查找閱讀是可行的,也可以利用便利的網(wǎng)絡及媒體技術,快速獲得電子版本的圖書、文章、圖集規(guī)范等,F(xiàn)代大學生一般兩種方法都使用,但更加偏好通過互聯(lián)網(wǎng)技術來獲得資料。針對土木工程專業(yè)本科生畢業(yè)設計的特殊性,文獻資料的查找和使用尤其重要。土木工程學科不能離開相關的行業(yè)規(guī)范和圖集等,本科生畢業(yè)設計就要訓練學生按照行業(yè)規(guī)范來進行,合理正確選用標準圖集等。比如鋼筋混凝土框架結構房屋的設計,就要使用相關的混凝土結構設計規(guī)范,此外還要涉及建筑細部構造的圖集、建筑做法的圖集、平法圖集、制圖標準等。畢業(yè)設計的訓練,能使學生在走出校門之前就具備工程師的基本素質(zhì)。(三)外語應用能力土木工程專業(yè)的本科生階段一般都開設了大學英語和專業(yè)外語等課程,有的高校還將“通過大學英語四級”作為獲得學士學位的必要條件,這使得學生的外語能力得到了較好的訓練。而在后續(xù)的專業(yè)課程學習中,一般較少涉及外語的應用,所以有的學生誤認為外語能力在土木工程行業(yè)里是沒有用處的。實際上,隨著土木行業(yè)的不斷國際化,引進來的和推廣出去的項目都逐漸增多,外語能力正逐漸成為土木工程專業(yè)大學畢業(yè)生的一項基本技能。在過去幾屆畢業(yè)生中,每屆都有學生選擇“海外項目部”就業(yè),他們走上工作崗位以后直接就被派駐海外項目基地參與國際項目了。在畢業(yè)設計環(huán)節(jié),為了進一步提高學生的外語能力,學校往往要求學生閱讀一定數(shù)量的外文文獻,并翻譯成中文;另外還需要將設計計算書的摘要部分翻譯成外文。(四)設計能力土木工程專業(yè)本科生的畢業(yè)設計需要根據(jù)各項要求,在指導教師的帶領下,完成簡單的單體建筑或者某一分部分項工程的施工圖設計(或施工組織設計,或工程預算編制等)。這就需要學生運用所學知識,提出多種可行的設計方案,每種方案還可能涉及多種研究方法和手段,并進行各方案的比較,擇優(yōu)選取。設計能力的訓練貫穿整個畢業(yè)設計全過程,從方案設計、建筑設計、結構設計,到細部設計、截面設計等。設計能力的培養(yǎng)也是土木工程專業(yè)本科生培養(yǎng)目標的一部分。(五)理論計算和計算軟件應用能力土木工程專業(yè)本科生在大學四年里學習了不少理論知識,包括數(shù)學的、力學的、材料方面的、結構設計理論方面的,等等。這些基本理論都是為解決實際工程問題而打下的基礎。在畢業(yè)設計過程中,需要結合實際工程的情況,做出合理的簡化和假設,運用這些基本理論來解決土木工程領域的現(xiàn)實問題。比如結構設計時需要進行荷載統(tǒng)計、模型簡化、受力分析、內(nèi)力組合、截面設計等,這些都需要用到數(shù)學的、力學的、材料的基礎理論知識,然后結合土木工程的行業(yè)規(guī)范,進行理論的計算。對于簡單的建筑物,在設計中一般采用手工理論計算,外加專業(yè)軟件計算復核的模式進行;對于復雜的結構物,只能手工計算一部分內(nèi)容,主要的理論分析和設計都需要借助專業(yè)軟件來完成。隨著科技的發(fā)展,土木工程行業(yè)的計算也越來越精細,越來越多的計算輔助軟件被開發(fā)出來。學生在學校里學習時就逐步接觸了一些行業(yè)的專用軟件,通過畢業(yè)設計這個環(huán)節(jié)加強,學生走出校門時可以直接與用人單位的要求接軌。(六)創(chuàng)新能力創(chuàng)新能力是科研工作者和工程師應該具備的首要素質(zhì)。在本科畢業(yè)設計階段培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力是高校教學的一項有效實踐。在畢業(yè)設計階段培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力,指導教師應該針對學生選題的內(nèi)容和預期將要完成的任務,有意識地引導學生從多角度思考問題,尋求解決問題的不同方法,并鼓勵和指導學生探索新方法、新思路。對畢業(yè)設計過程中出現(xiàn)的問題,指導教師要帶領學生一起討論,引導他們多查找文獻、多寫心得體會,并將其整理形成小論文,公開發(fā)表。(七)寫作(繪制)能力任何的科研成果或設計成果,都需要按照一定的方式表達出來,畢業(yè)設計成果也是一樣。土木工程專業(yè)本科學生的畢業(yè)設計成果一般包括兩部分:設計計算書和圖紙。其中計算書就是設計的整個過程的書面表達,它要求結構完整、用語準確規(guī)范,語言表達清晰流暢,圖表公式等使用恰當。這就要求學生具有一定的科技論文寫作水平,這個過程也是訓練學生寫作水平的一種形式。土木工程專業(yè)畢業(yè)設計成果一般都包括圖紙繪制:方案圖、施工圖、細部詳圖,等等。這些圖紙需要按照行業(yè)規(guī)范繪制,表達清晰,同時這也是計算書結果的另一種表達方法。(八)自學能力和獨立工作的能力在畢業(yè)設計過程中,也應該注重學生的自學能力和獨立工作能力的培養(yǎng)和鍛煉。大學生畢業(yè)以后走上工作崗位,需要在各自的崗位上獨立承擔一定的工作任務,但是他們在大學各階段的學習過程中,都不同程度的依賴家長、教師和同學,有些人甚至存在獨立工作的恐懼心理。針對這樣的情況,在畢業(yè)設計這個環(huán)節(jié),指導教師應該將訓練學生的自學能力和獨立完成任務的能力作為另一項中心任務。指導教師應積極引導學生發(fā)現(xiàn)問題,要求學生針對問題獨立查找資料尋找解決問題的辦法,只幫助他們分析解決問題的可能途徑和思路,而不直接給出解決問題的步驟和結果。這樣有意識地鍛煉學生自己收集和消化資料、自我思考和獨立分析的能力,盡可能地發(fā)揮他們的創(chuàng)造性,培養(yǎng)他們獨立工作的素質(zhì)。
三、培養(yǎng)機制的完善
隨著時代的發(fā)展,高校辦學目標和辦學層次都發(fā)生了相應的變化,同時教師對本科教學規(guī)律也有了更深的認識。針對土木工程專業(yè)本科畢業(yè)設計中學生能力培養(yǎng)這一目標,還需要進一步完善畢業(yè)設計的規(guī)范化管理,緊緊圍繞選題多樣化、指導細致化、中期檢查常態(tài)化、評閱答辯嚴格化、事后總結客觀化等,結合土木學科特點和高校的各項規(guī)章制度,更加明細畢業(yè)設計的規(guī)范和標準。