基于工程能力培養(yǎng)的橋梁工程教學(xué)改革探索與實踐＊

吳 鳴,熊光晶

(汕頭大學(xué)土木工程系,廣東汕頭 515063)

基于工程能力培養(yǎng)的橋梁工程教學(xué)改革探索與實踐＊

吳 鳴,熊光晶

(汕頭大學(xué)土木工程系,廣東汕頭 515063)

工程能力是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一,也是高等院校工程教育的薄弱環(huán)節(jié)。高等工程教育必須著力培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。本文闡述了現(xiàn)代工程能力的內(nèi)涵,分析了CDIO工程教育理念,在此基礎(chǔ)上,從多方面探討和提出了基于工程能力培養(yǎng)的橋梁工程課程教學(xué)改革的途徑和方法,可以對國內(nèi)高校其他類似課程或?qū)I(yè)的教學(xué)提供一些參考和借鑒。

工程能力;CDIO;教學(xué)改革

我國現(xiàn)在是世界工程教育第一大國,工程能力是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一。如何培養(yǎng)既能綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段,又具備現(xiàn)代工程能力的工程技術(shù)人才,是高等院校特別是高等工科院校急需研究解決的現(xiàn)實問題。研究報告表明,我國2005年的60萬工程畢業(yè)生中只有不到10%適合在跨國公司工作,在走向世界的努力中,我國公司未來10-15年需要75000能在國際化環(huán)境工作的領(lǐng)導(dǎo)人才,而現(xiàn)在我們總共只有3000-5000這樣的人才[1],主要原因是我國工科教育存在重理論輕實踐,重個人學(xué)術(shù)能力輕團隊協(xié)作精神及重既有科技輕創(chuàng)新進取的問題,即缺乏學(xué)生現(xiàn)代工程能力的培養(yǎng),因此我們正面臨巨大的挑戰(zhàn)。21世紀的國際競爭更加激烈,但無論是綜合國立的競爭,還是科學(xué)技術(shù)的競爭,歸根結(jié)底是人才的競爭,人才問題是關(guān)系黨和國家事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。在這樣的環(huán)境下,我們在工科教學(xué)中,如何培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神;如何提高學(xué)生在今后的工作崗位上的工作能力,都是值得我們深入研究和探索的教學(xué)課題。而國際最新的工程教育理念CDIO,對現(xiàn)代工程教育所要達到的目標提出了系統(tǒng)和全面的大綱要求,并對理念的實施提出了全面的指引。本文根據(jù)新世紀工程教育的特點,結(jié)合CDIO工程教育理念和土木工程專業(yè)《橋梁工程》課程的教學(xué),在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力方面作了一些思考和實踐,以便給國內(nèi)高校其他類似課程或?qū)I(yè)的教學(xué)提供一些參考和借鑒。

一、現(xiàn)代工程能力的內(nèi)涵

所謂工程能力[2],是人腦對事物、經(jīng)濟環(huán)境、自然環(huán)境這個“大工程”的能動反應(yīng),就是在充分掌握自然規(guī)律的基礎(chǔ)上,要有能夠尊重自然、保護自然,合理合法地開發(fā)利用自然條件,去完成某項工程,創(chuàng)造出新的物質(zhì)財富的能力。

從根本上來說,工程能力的內(nèi)涵包含創(chuàng)新能力、實踐能力、研究能力、團隊能力、溝通能力、經(jīng)濟能力、管理能力、自學(xué)能力和道德能力等許多方面。工程能力是一個整體概念,只具備其中某一方面或某一種能力而缺乏其它方面能力的工程技術(shù)人員,不能稱其具備工程能力。工程能力還具有鮮明的時代特征,在過去計劃經(jīng)濟的年代,一名工科院校的畢業(yè)生走上工作崗位后,只要能按照那里一切既定的做法,遵循已執(zhí)行多年的規(guī)程、工藝,把好質(zhì)量關(guān)和安全關(guān),便可以獲得領(lǐng)導(dǎo)的贊賞和群眾的認可,而用不著去考慮市場與效益、競爭與改革。當(dāng)今世界已邁入知識經(jīng)濟時代,科學(xué)技術(shù)突飛猛進,國力競爭日趨激烈,這就要求現(xiàn)代工程技術(shù)人員具備“優(yōu)化”、“團隊”、“創(chuàng)新”、“溝通”、“管理”等更高更全面的能力。因此,工程能力的內(nèi)涵是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進步而不斷深化與發(fā)展的。

工程能力是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一,也是當(dāng)今高等工程教育的薄弱環(huán)節(jié)之一。因為工程中遇到的實際問題,往往是不確定的,有的甚至還包括未發(fā)現(xiàn)的科學(xué),必須用解決工程問題特有的手段和方法來解決。所以,現(xiàn)代高等工程教育必須注重加強學(xué)生工程能力的培養(yǎng),使他們能獨立思考各種工程問題,抓住復(fù)雜多變的實際問題的主要矛盾,具備工程簡化能力,提升以合理、經(jīng)濟、簡便的方式解決實際工程的能力及結(jié)合實踐自我學(xué)習(xí)、自我完善的能力,使他們成為合格的高級工程技術(shù)人才。

盡管工程能力的形成是一個長期積淀的過程,但是,一個人在學(xué)生時期最善于接受新事物、新思想,可塑性強,如果這時教師在授課中重視工程能力的培養(yǎng),就可以取得事半功倍的效果,在大學(xué)生的思想深處形成工程素質(zhì)優(yōu)勢。因而教師要從教育思想上認識到工程能力培養(yǎng)的必要性,把這方面的培養(yǎng)任務(wù)納入整個課程授課計劃之中,就能使學(xué)生在畢業(yè)時具備一定的現(xiàn)代工程能力。

二、CDIO工程教育理念

在當(dāng)前高等工程教育中,存在著兩種需求:一方面,對于畢業(yè)生專業(yè)技術(shù)知識的要求在不斷提高;另一方面,越來越多的人們意識到工程人員必須擁有良好的團隊能力、系統(tǒng)分析及實踐能力,以便適應(yīng)現(xiàn)代化工程團隊、新產(chǎn)品及新系統(tǒng)的開發(fā)需求。大學(xué)工程課程除了教授學(xué)生技術(shù)知識外,同時還需要培養(yǎng)廣泛的個人、人際與系統(tǒng)構(gòu)建的能力。學(xué)生必須在規(guī)定的時間里,綜合掌握這些領(lǐng)域的知識和技能。

表1 以能力培養(yǎng)為目標的CDIO教學(xué)大綱(壓縮版)

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果,由M IT(美國麻省理工學(xué)院)和瑞典皇家理工學(xué)院等四所大學(xué)組成的工程教育改革研究團隊提出、并持續(xù)發(fā)展和倡導(dǎo)了全新的CDIO(Conceiving–Designing–I mplementing–Operation)即構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運作工程教育理念和以能力培養(yǎng)為目標的CDIO教學(xué)大綱(表1),對工程教育應(yīng)達到的能力目標作出全面、系統(tǒng)、具體的表述。它以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間存在有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

CDIO理念是:充分利用大學(xué)學(xué)科齊全、學(xué)習(xí)資源豐富條件,以盡可能接近工程實際、涉及技術(shù)、經(jīng)濟、企業(yè)和社會的團隊綜合設(shè)計大項目為主要載體,結(jié)合專業(yè)核心課程的教學(xué),使學(xué)生在CDIO的全過程中不斷地在理論知識、個人素質(zhì)和發(fā)展能力、協(xié)作能力和集社會、歷史、科技為一體的大系統(tǒng)適應(yīng)與調(diào)控能力四個方面得到全面的訓(xùn)練和提高。即考慮了現(xiàn)代工程能力的培養(yǎng)。

三、基于工程能力培養(yǎng)教學(xué)中存在的主要問題

如今的工程師除了要牢牢掌握既有的知識,還必須具備終生學(xué)習(xí)的能力、不斷的更新自己;必須具有良好的交流能力和團隊精神;必須具備對本專業(yè)、本行業(yè)乃至社會、歷史、文化、環(huán)境等方面的大系統(tǒng)的理解、掌控能力,即所謂的現(xiàn)代工程能力,由于受傳統(tǒng)工程教育觀念的影響,目前我國在教學(xué)中重視課堂理論教學(xué)、忽視工程能力培養(yǎng)的教育理念沒有得到根本轉(zhuǎn)變;實踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對薄弱,必要的工程訓(xùn)練條件尚未得到很好保證;專業(yè)教師隊伍的工程實踐經(jīng)驗與能力還不能很好適應(yīng)學(xué)生工程能力培養(yǎng)的需要;學(xué)生組織管理能力、研究開發(fā)能力、社交能力、口語及文字表達能力較弱,工程意識、效益意識和質(zhì)量意識不強。此外,對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思維方式、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、獲取新知識能力、技術(shù)情報收集和檢索能力重視不夠。

作者對我國南方幾所重點高校的土木工程專業(yè)畢業(yè)的工程人員做了問卷調(diào)查(發(fā)出78份,回收78份),這些人員都從事本專業(yè)的工作近10年,涉及到設(shè)計、施工、監(jiān)理、管理、該預(yù)算、造價等土木工程的各個領(lǐng)域。調(diào)查內(nèi)容為大學(xué)里教師應(yīng)該著重講授的內(nèi)容及注重哪方面能力的培養(yǎng)。具體調(diào)查結(jié)果見表2。從一個側(cè)面反映了我國在土木工程專業(yè)課教學(xué)中所面臨的問題,即只注重理論教學(xué),而輕視實踐教學(xué),課堂教學(xué)內(nèi)容與實際工作嚴重脫節(jié),以及在授課過程中加強工程能力培養(yǎng)的重要性。

表2 你認大學(xué)本科階段專業(yè)課教學(xué)中應(yīng)該著重講授的內(nèi)容及應(yīng)該注重哪些能力的培養(yǎng)

由表2可以看出,有97.44%的被調(diào)查人員認為大學(xué)里專業(yè)課的教學(xué)應(yīng)該注重基本理論、基本原理和基本方法的講授,而對于一些很深的理論推導(dǎo)等卻不需要化太多的課時(10.26%),只需要懂得基本原理和假設(shè)就好。相反在專業(yè)課的教學(xué)中應(yīng)該特別注重結(jié)合實際工程(91.03%)、結(jié)合相關(guān)規(guī)范(84.62%)、結(jié)合設(shè)計軟件(73.08%),同時教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該反映當(dāng)今國內(nèi)外最新的前沿知識(93.59%),注意吸收國內(nèi)外相關(guān)的新理論、新方法、新技術(shù)。在能力培養(yǎng)方面,分析和解決問題的能力、自學(xué)創(chuàng)新能力、交流溝通能力、團隊協(xié)作能力分別有92.31%、94.87%、96.15%、80.77%被調(diào)查者認為應(yīng)該加強,而這些能力恰恰是我國當(dāng)前教學(xué)中所欠缺的,傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題和自學(xué)創(chuàng)新能力,交流溝通和團隊協(xié)作能力等工程能力。

基于上面所述,我們選定了體現(xiàn)當(dāng)今工程教育共識的CDIO國際組織的教學(xué)理念來引領(lǐng)現(xiàn)代工程能力的培養(yǎng),作為我們教改的指導(dǎo)思想,制定了新的培養(yǎng)目標,并在土木工程專業(yè)《橋梁工程》課程中首先予以實施和體現(xiàn)?！稑蛄汗こ獭肥峭聊竟こ虒I(yè)重要的一門專業(yè)課,是一門實踐性很強的課程,它包括規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工、制造等許多環(huán)節(jié),尤其是橋梁構(gòu)造、施工方法等方面,都需要實踐環(huán)節(jié)作為理論教學(xué)的支撐。然而課時少(48課時),沒有實習(xí)環(huán)節(jié)是本門課的特點,因而要在教學(xué)中貫徹CDIO教學(xué)大綱,突出培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,教學(xué)方法的創(chuàng)新顯得尤為重要。為此,作者做了一些有益的嘗試,以便給其他類似課程或類似專業(yè)的教學(xué)提供一些參考和借鑒。

四、以CDIO理念引領(lǐng)現(xiàn)代工程能力培養(yǎng)的教學(xué)改革實踐

圍繞工程能力的培養(yǎng),橋梁工程課程具體的改革內(nèi)容如下。

(一)細化與分解本課程所需具備的工程能力

以往對工程能力的分析一般都比較粗,如研究能力、實踐能力、創(chuàng)新能力等,這種粗線條的能力結(jié)構(gòu)分析既不利于工程能力的培養(yǎng),也不利于對其科學(xué)認定。因此,根據(jù)實際工程項目的能力需求,對工程能力進行細化與分解,制成工程能力分解表,確立能力目標與實施途徑,為切實培養(yǎng)和提高工程能力奠定良好的基礎(chǔ)。

(二)探索工程能力的培養(yǎng)方法與途徑

1.轉(zhuǎn)變觀念,提高認識,教學(xué)過程樹立“工程化”的教育思想

在教學(xué)全過程中充分體現(xiàn)工程特色,突出實踐,強化應(yīng)用,突出工程教育的主體意識,并做到工程技術(shù)教育與工程實踐訓(xùn)練并重,切實解決理論教學(xué)和工程實踐教學(xué)的滲透和融合問題。

2.深化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革

本課程只有48課時,教學(xué)內(nèi)容要能反映工程實際,以滿用、夠用為度。課程教學(xué)以工程為背景,引導(dǎo)學(xué)生面向工程,培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程思維方式,增加教學(xué)中的工程因素、工程內(nèi)容。建立工程信息庫,包括工程照片、工程圖片、工程剪報、工程規(guī)范、工程案例、工程圖紙、工程錄像、工程軟件等,并將其穿插應(yīng)用于教學(xué)的始終,突出課程教學(xué)的工程特色,并通過介紹最新的工程建設(shè)成就,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及對專業(yè)和課程的熱愛。

(1)加強文獻和工程資料在教學(xué)中的應(yīng)用

土木工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)單位集中在設(shè)計、施工、監(jiān)理等部門,工程圖紙和設(shè)計及施工規(guī)范是他們接觸最多的東西。學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間培養(yǎng)設(shè)計圖紙的規(guī)范化、專業(yè)知識的應(yīng)用能力、理論與實踐的聯(lián)系能力,不是僅僅依靠短時間的現(xiàn)場實習(xí)來實現(xiàn)的,這是一個逐漸積累的過程,需要消化。目前大多數(shù)教師在教學(xué)過程中仍以教材為主,缺乏知識的拓寬和向?qū)嵺`性轉(zhuǎn)化,僅僅依靠教師在課堂上口頭舉例子,讓學(xué)生通過想象來與實際工程相結(jié)合。這種教學(xué)方式的效果是相當(dāng)有限的,因為學(xué)生畢竟很少去工程現(xiàn)場去觀看,實踐經(jīng)驗缺乏甚至沒有。因此,在教學(xué)中充分使用文獻或工程資料,供大量的與之相關(guān)的工程實踐資料,對于彌補上述提到的不足、保證教學(xué)效果是一種相當(dāng)?shù)昧Φ氖侄?而且可以使所講的專業(yè)知識更加切實、生動、易接受,同時可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們的工程能力。文獻和工程資料具體可以分為①竣工資料和圖片。教師應(yīng)收集大量的竣工資料、工程結(jié)構(gòu)及實體圖片,包括各種類型的橋梁、橋墩、施工等。在教學(xué)進程到了相應(yīng)內(nèi)容時,進行適當(dāng)?shù)拇┏?學(xué)生在課堂上就能完成參與實踐的過程,將理論與實踐結(jié)合起來,使得相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容有一定的拓展。大大提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量,深受學(xué)生歡迎。②設(shè)計圖紙和資料。教師應(yīng)從相關(guān)單位或圖書室收集這些資料,盡量窮盡各種結(jié)構(gòu)物的類型,融人課堂教學(xué)中,讓學(xué)生熟悉他們的布置,用設(shè)計圖紙作為主線貫穿整個課程的講授,這樣對所學(xué)的知識和內(nèi)容就不會有零散的感覺,同時拓寬了學(xué)生的視野,擴大知識面,使理論知識具體化、實體化,不知不覺中培養(yǎng)了學(xué)生的工程能力。③規(guī)范和手冊。正確使用規(guī)范和手冊是相當(dāng)重要的。在工程中我們不能僅限于滿足“規(guī)范”要求,要根據(jù)工程的具體情況來合理使用相應(yīng)技術(shù)指標,在教學(xué)過程中,教師可以適當(dāng)將規(guī)范、手冊的內(nèi)容引人課堂,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)期間不斷地理解,以便今后在工作中切實做到“活學(xué)活用”。教師可以在課堂上穿插講解,這樣學(xué)生就必須去查閱,才能與講述內(nèi)容同步,帶動學(xué)生擴大知識面,將教材中的知識進行拓展,從而讓學(xué)生真正能夠應(yīng)對今后在工作中遇到的各種工程問題。④計算或制圖軟件。由前面的調(diào)查表可以看出,由73.08%的被調(diào)查者認為在大學(xué)專業(yè)課的教學(xué)中應(yīng)該結(jié)合通用軟件,特別是設(shè)計部分,針對這一情況,我們應(yīng)在教學(xué)的相應(yīng)環(huán)節(jié)中加強學(xué)生該方面能力的培養(yǎng),讓學(xué)生能熟悉使用現(xiàn)在常用的一些計算軟件及制圖軟件,比如橋梁博士等,緊貼實際,學(xué)生不管在畢業(yè)設(shè)計或工作以后,如果從事這方面的工作將很容易上手。

(2)弘揚學(xué)生團隊協(xié)作精神,培育工程實踐能力

根據(jù)CDIO工程教育理念對教學(xué)方法的啟示,一要改變“滿堂灌”的教學(xué)方式,提倡“啟發(fā)式”教學(xué),充分利用現(xiàn)代信息技術(shù),將“講、做、討論”有機結(jié)合,改進課堂教學(xué)。教師在授課中應(yīng)創(chuàng)造條件,制定若干聯(lián)系實際的“小課題”,將課內(nèi)、課外結(jié)合好,提倡合作學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí),讓學(xué)生在討論中學(xué)習(xí),鍛煉學(xué)生在小組中為自己的學(xué)習(xí)負責(zé),為小組的成果做出積極的影響。同時讓學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中交流經(jīng)驗,“做、學(xué)結(jié)合”,把理論學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)結(jié)合起來。二要研究學(xué)生的認知過程,在授課中從基本知識,原理逐步過渡到綜合運用知識分析能力,解決一般的工程問題,加強培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維與系統(tǒng)思考能力和用基礎(chǔ)理論去解決實際問題的方法與能力[3]。

①以工程實例為主線貫穿教學(xué)

針對本門課程的特點,在教學(xué)過程中自始至終結(jié)合一些學(xué)生熟悉的工程來講,具體可以采用自主研究式學(xué)習(xí),啟發(fā)、討論式教學(xué)等方法。比如講完每一種類型的橋梁后,筆者都會介紹一些國內(nèi)外著名的橋梁予以詳細的講解,增加學(xué)生的感性認識,鞏固這類橋型的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,并播放一些著名的橋梁的視頻,涉及橋梁的規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理,鑒定,維修等等,深受學(xué)生的歡迎,通過這種教學(xué)方式,加深了學(xué)生對專業(yè)知識的理解,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動探索知識的欲望,同時也彌補了缺少實踐環(huán)節(jié)的不足。再比如講到箱型截面時候,首先問學(xué)生簡支梁橋能否用箱行截面-討論-為什么-最后我來點評。這樣可以啟發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生依次上講臺進行簡要的分析講解,或組織全班學(xué)生進行課堂討論,使學(xué)生各抒已見,在不同觀點紛呈、辯駁、爭論、交鋒中不僅使學(xué)生獲得較為全面的知識,撞擊出思想的火花,而且培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考能力和分析、解決問題的能力,調(diào)動了學(xué)生思維,激發(fā)了其學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)了獨立思考能力,促進了個性發(fā)展,達到了很好的效果。

②加強行為導(dǎo)向教學(xué)法在教學(xué)中的應(yīng)用

行為導(dǎo)向作為世界職業(yè)教育教學(xué)理論中的一種思潮,最早出現(xiàn)于20世紀80年代,此概念在德國首先得到了理解和應(yīng)用?！靶袆訉?dǎo)向”的職業(yè)教育是將認知過程與職業(yè)活動結(jié)合在一起,強調(diào)“為了行動而學(xué)習(xí)”和“通過行動來學(xué)習(xí)”,讓學(xué)生通過“獨立地獲取信息、獨立地制訂計劃、獨立地實施計劃、獨立地評估計劃”,在自己“動手”的實踐中,掌握職業(yè)技能、習(xí)得專業(yè)知識,從而構(gòu)建屬于自己的經(jīng)驗和知識體系。它實際上包括任務(wù)教學(xué)法、項目教學(xué)法、角色扮演法、案例教學(xué)法、情境教學(xué)法、實驗法、現(xiàn)代四階段教學(xué)法等多種具體的教學(xué)方法,教師應(yīng)該在授課中根據(jù)訓(xùn)練目標的不同而選擇不同的教學(xué)方法。下面僅以以案例教學(xué)法和項目教學(xué)法為例:

a.案例教學(xué)主要通過案例分析和研究,來培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,并且在分析問題和解決問題中建構(gòu)專業(yè)知識。在授課過程中,筆者會列舉大量的實際工程案例,比如橋墩,護欄,橋型等(有好的和不好的),讓學(xué)生結(jié)合專業(yè)知識來分析、討論。由于教學(xué)中有了具體而實際的案例,所以學(xué)生感覺學(xué)習(xí)過程簡單、直觀,學(xué)習(xí)效果明顯。這里要特別強調(diào)的就是一個案例可以存在多個解決問題的方法,應(yīng)把重點放在討論的質(zhì)量上,而不是討論的結(jié)論上,這樣可以更有效地保護學(xué)生研究問題的積極性。

b.項目教學(xué)是一種將具體的項目或任務(wù)交給學(xué)生自己完成的教學(xué)方法,學(xué)生在收集信息、設(shè)計方案、實施方案、完成任務(wù)中學(xué)習(xí)和掌握知識,形成技能。其實施的流程如下:第一,明確項目任務(wù)。教師提出任務(wù),同學(xué)討論。第二,制訂計劃。學(xué)生制訂,教師審查并給予指導(dǎo)。第三,實施計劃。學(xué)生分組及明確分工,合作完成。第四,檢查評估。學(xué)生自我評估,教師評價。第五,歸檔或應(yīng)用。記錄歸檔,應(yīng)用實踐。筆者準備近期在課程中開展橋梁結(jié)構(gòu)大賽,安排在課外進行,不需占用課內(nèi)學(xué)時,不受試驗條件和時間的限制,活動成本低。初步打算用石膏代替混凝土,用鋼絲代替鋼筋,學(xué)生分組在規(guī)定的實踐內(nèi)完成配筋石膏橋梁的制作。在項目教學(xué)中,學(xué)習(xí)過程成為人人參與的創(chuàng)造實踐活動,注重的不是最終的結(jié)果,而是完成項目的過程。學(xué)生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣,培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想與方法。通過實際操作,不但可以訓(xùn)練他們在工作中與其他同學(xué)協(xié)調(diào)、合作的能力,還可以充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,并促進其個人能力和社會能力得以提高。因此,它可以看作是課堂教學(xué)的一種補充和延續(xù),是一種開放的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),是土木類專業(yè)學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)加深認識理解和進行實踐的一次機會,也可以彌補本門課程沒有安排實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不足。

(3)專題講座

教師應(yīng)注意追蹤學(xué)術(shù)最前沿,把新成果、新見解、新觀點、新突破不斷充實到教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中去,向?qū)W生傳授最先進的知識,最前衛(wèi)的觀點,最科學(xué)的方法,引導(dǎo)學(xué)生盡快進入學(xué)科前沿。對于橋梁工程課程尤其如此,知識更新速度十分快,在教學(xué)中可以結(jié)合工程,以專題報告的形式跟同學(xué)講述,比如蘇通大橋、杭州灣大橋、米約高架橋,橋梁設(shè)計新理念、橋墩的防撞技術(shù)等從設(shè)計、施工到管理向?qū)W生介紹,這樣可以拓寬學(xué)生視野和知識面,具有時代性,前沿性,增加興趣。

(三)探尋一種工程能力評價行之有效的機制

參照工程能力分解情況,建立課程工程能力評價考核體系,制定出基本原則、評價指標體系、評價方法、評價等級等,并應(yīng)用于實際教學(xué)過程,對學(xué)生的工程能力進行綜合、量化考核,便于工程能力培養(yǎng)的實際運行操作,使工程能力的評價有章可循。把工程能力培養(yǎng)、評價與學(xué)生成績考核緊密結(jié)合起來,工程能力評價結(jié)果與學(xué)生最終成績直接掛鉤,唯能力而不唯紙質(zhì)考試成績,改變目前應(yīng)試教育的局面,強調(diào)學(xué)生紙質(zhì)考試成績的同時也強調(diào)必須通過工程能力的評價與考核,以此使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標、能力培養(yǎng)目標,保證工程能力培養(yǎng)的有效性。目前本門課程的筆試成績占70%,我們的目標是降到50%左右。

(四)提升教師工程素質(zhì)

教師隊伍的素質(zhì)和水平對于教學(xué)效果起著決定性的作用。工科教師,不但要求具備扎實的理論知識,特別重要的是應(yīng)具備一定的工程經(jīng)驗。否則,很難體會到工程工作的真正特點,也就不能在教學(xué)中突出工程問題的特殊性,不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。美國對工科學(xué)校的教師要求是:多元教育背景,工程經(jīng)驗,教學(xué)的經(jīng)驗和技巧,溝通的能力,學(xué)術(shù)水平,參加本專業(yè)的工程學(xué)會或是成為注冊工程師[3]。這種教師與工程界的緊密聯(lián)系,有利于理論與實踐相結(jié)合,縮短了學(xué)校與工程實踐的距離。

具體的說,教師除了要系統(tǒng)地掌握所授課程以及本專業(yè)其他課程教學(xué)內(nèi)容外,還應(yīng)該了解相關(guān)學(xué)科知識,并能結(jié)合目前的科研方向,把本專業(yè)最新的動態(tài)和發(fā)展、最新的科研成果引進課堂。因此,教師不斷加強學(xué)習(xí)本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的新知識、新技術(shù),逐步接受CDIO教育、教學(xué)思想,主動積極投身與教學(xué)改革和科研實踐,提高教師的業(yè)務(wù)水平,才能擔(dān)負起培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重任。

其次教師在教學(xué)中應(yīng)注意到我國德育教育存在問題(而這也是實現(xiàn)CDIO理念、培養(yǎng)學(xué)生工程意識的基礎(chǔ)),教學(xué)過程中將EIP(Ethics-Integrity-Professionalism)即道德-誠信-職業(yè)修養(yǎng)與CDIO進行有機結(jié)合,結(jié)合當(dāng)前社會一些熱點問題,比如路面早期損壞,造價高,教育學(xué)生樹立良好的職業(yè)道德和科學(xué)工程觀點。

五、結(jié)語

(1)工程能力是工程師最重要、最基本的素質(zhì)之一,也是高等院校工程教育的薄弱環(huán)節(jié)。高等工程教育必須著力培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,應(yīng)以科學(xué)理念為指導(dǎo),開辟全新的且行之有效的實踐途徑,全方位、多角度地快速提高學(xué)生的工程能力,實現(xiàn)“收集工程資料、建立工程概念、培養(yǎng)工程能力、突出工程特色”的課程教學(xué)目標,為社會培養(yǎng)更多能綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

(2)通過《橋梁工程》課程的教學(xué)實踐,筆者認為基本上達到了以CDIO理念引領(lǐng)現(xiàn)代工程能力培養(yǎng)的教學(xué)目的,也深受學(xué)生的歡迎。在課程結(jié)束后課程學(xué)生意見的42份有效反饋中,有19份(45%)認為此次改革很好,比較好的有20份(48%)、只有3份(7%)認為一般,詳細見下表3。對于學(xué)生的課堂效果評價,學(xué)生打出了綜合分96.22的高分,而同樣的指標系里和學(xué)校的平均分分別為90.19分和89.06分。

表3 課程改革問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計

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[9]葉巧玲,杜銘,何兆益.文獻資料在道路工程專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(社科版),2007,7(增刊):100-101.

2010-01-23

全國教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃教育部重點課題資助(D I A060144);汕頭大學(xué)教學(xué)改革項目

吳鳴(1975-),男,浙江東陽人,副教授。