項目教學法在土木工程專業(yè)課程設計體系中的實踐研究

李敏

摘要：當前，一些高校土木工程專業(yè)課程設計存在設計資料各自獨立、設計任務一成不變、設計內容限制課程教學等問題。將土木工程專業(yè)課程體系當作一個整體，運用項目教學法，把整個專業(yè)以項目為主線構建成完整的體系，是一個值得探究的課題。項目教學法是一種有效的教學方法，有利于學生對理論知識的系統學習，也有利于教師專業(yè)水平的提升。

關鍵詞：項目教學法；土木工程專業(yè)；課程設計體系；成果再利用

項目教學法的特點是“以項目為主線，以教師為引導，以學生為主體”，教師將一個完整的專業(yè)項目交給學生，學生通過構思、收集材料、設計方案、項目實施、項目評價、項目優(yōu)化的過程，圓滿地完成學習任務。項目教學法通常單獨地應用到某一門課程中，本次研究是將項目教學法應用到整個木土工程專業(yè)課程教學設計體系中，把課程設計體系看作整體以實現項目教學。

土木工程項目的程序是不可逆的。就項目整體而言，是從規(guī)劃、設計、施工到驗收；就項目施工而言，是從基坑開挖、基礎施工、基礎回填、主體施工、屋面施工、裝飾裝修直至竣工。這些特點使土木工程專業(yè)課程學習有顯著的實踐整體性、連貫性和程序性。因此，土木工程專業(yè)開課順序為建筑工程制圖、房屋建筑學、建筑工程測量、土力學與地基基礎、建筑施工技術與施工組織管理、鋼筋混凝土結構設計、鋼結構、建筑工程造價等課程。在這些專業(yè)核心課程中，除建筑工程測量課程外，其余課程都安排有課程設計，可見課程設計對于土木工程專業(yè)的重要性。

一、土木工程專業(yè)課程設計現狀

（一）設計資料各自獨立

土木工程專業(yè)課程設計的設計資料、設計任務、設計內容和設計成果如圖1所示。從圖中看出，設計任務書中提供的設計資料涉及A至I共計9個建筑概況，且各自獨立。部分指導教師只注重主講課程設計任務的選擇，忽視了各專業(yè)課程之間的內在關系，這些設計資料在橫向上缺乏聯系。

（二）設計任務一成不變

鋼筋混凝土結構課程設計多以梁板為設計對象，柱、樓梯設計很少；土力學與地基基礎課程設計多以獨立和條形基礎為設計對象，筏板基礎、樁基礎幾乎沒有；鋼結構課程設計多以鋼屋架為設計對象，鋼柱、鋼梁很少。學生的畢業(yè)設計是針對所有結構構件的，但很多構件設計得不到有效練習，并且設計資料和荷載數據幾乎是一成不變的，更談不上深入論證設計數據的合理性和可行性了。

（三）設計內容限制課程教學

房屋建筑學課程側重建筑設計、建筑功能、建筑平面和立面的新穎，忽視了結構的可行性：鋼筋混凝土結構設計課程側重某一單個構件的設計和配筋，忽視了整個結構的受力和施工的可行性：土力學與地基基礎課程側重基礎尺寸的確定和承載力驗算，忽視了基礎對整個建筑的作用以及上部荷載的真實性。這些設計內容限制了日常的課程教學，課程教學無法取得良好的教學效果。

（四）設計成果不能相互運用

房屋建筑學課程應依據建筑資料繪制建筑圖，鋼筋混凝土結構設計課程應依據建筑圖繪制結構圖，建筑施工技術和施工組織管理課程應依據建筑結構圖編制施工方案和施工進度，建筑工程造價課程應依據建筑施工圖編制清單報價，建筑工程制圖課程應依據建筑結構圖抄繪圖。但是目前各門課程的任務、數據、資料相互獨立，設計成果不能互相運用，課程設計體系如一盤散沙，不能起到良好的促進教學的作用。

二、課程設計成果再利用體系的構建

（一）成果再利用

成果再利用是基于土木工程專業(yè)整體程序性的特點，將前期設計成果作為后續(xù)設計資料進行深入設計并加以優(yōu)化的做法。建筑工程制圖課程使用上一屆的建筑和結構圖紙：房屋建筑學課程運用上一屆的建筑資料進行建筑設計：鋼筋混凝土結構課程利用房屋建筑學設計成果，深入結構構件設計，如梁、板、柱等；運用房屋建筑學課程和鋼筋混凝土結構設計課程的成果，建筑施工技術課程進行某分部工程施工方案的編制，如土方工程、鋼筋混凝土工程、砌筑工程、屋面、裝飾裝修等。

（二）成果優(yōu)化

成果再利用體系不僅是單純的成果再利用，更是對已有成果利用后的對比、分析和優(yōu)化。房屋建筑學課程和鋼筋混凝土結構設計課程分別完成A1至D1的建筑和結構設計，以及對已有成果A至D建筑與結構構件的比較和優(yōu)化：建筑工程造價課程完成A1至D1的計量與計價，校驗工程量B和C，比較計價C并分析：施工組織設計完成A1至D1施工方案、施工進度的編制，施工平面布置圖繪制，以及和B的比較與改進。本屆畢業(yè)設計在課程設計成果的基礎上完成A2至D2的建筑、結構設計，工程量清單計價，施工組織設計以及對A1至D1的優(yōu)化。本屆課程設計在運用上一屆畢業(yè)設計成果并對其進行優(yōu)化的同時，也優(yōu)化了自身，最終循環(huán)形成課程設計成果再利用的閉環(huán)體系（詳見圖2）。

三、課程設計成果再利用體系構建的意義

（一）順應土木工程專業(yè)的程序性

土木工程專業(yè)的學習具有較嚴謹的程序性，從建筑設計到結構構件設計到結構整體設計，從規(guī)劃、設計、施工、竣工到驗收，從概算、預算、結算到決算等，每一步都是不能出錯的。因此，課程的設置順序是完全順應專業(yè)學習的程序的，課程設計也應順應專業(yè)工程的程序性，從房屋建筑學建筑設計、土力學與地基基礎基礎設計、鋼筋混凝土結構構件設計、建筑施工組織設計施工組織到建筑工程造價計量與計價，直至整個設計的完成。

（二）加強土木工程專業(yè)學習的系統性

成果再利用體系構建的關鍵在于某建筑物的系統設計，如建筑A，房屋建筑學完成建筑設計，鋼筋混凝土完成結構設計，土力學與地基基礎完成基礎設計，建筑施工技術完成施工設計，建筑工程造價完成預算編制，畢業(yè)設計完成整個建筑結構設計，一起增強了整個專業(yè)課程的系統性。

（三）提升指導教師的專業(yè)化水平

傳統的課程設計命題無內在聯系，指導教師只關注個人的主講課程設計，忽視學生其他專業(yè)課程的學習。而成果再利用體系則是以同一建筑物為對象，要求各個指導教師在下達任務書時，要考慮該課程設計在整個課程群、整個工程項目中所起到的承前啟后的作用，這種方式拓寬了教師的專業(yè)知識面，加深了教師的專業(yè)學習深度。另外，課程設計成果優(yōu)化對指導教師也提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。

（四）推動教學改革的成效性

成果的對比分析會讓學生和教師對已有知識有更深的認識，不僅鞏固了學生掌握的理論知識，而且能推動教師對教材內容進行改革，從設計成果出發(fā)找尋教改點，在教學中實現教改點，在課程設計中應用教改點，如此不斷循環(huán)和實踐，勢必會有更多的教學改革成果。

四、課程設計成果再利用體系存在的問題

（一）已有成果如何保存

在做課程設計時教師需將已有成果發(fā)放給學生，其間可能會出現丟失成果的現象。因此，教師需要借助實名制登記、已有成果電子化等措施，防止成果丟失。

（二）優(yōu)化成果深度如何界定

實行本體系最大的難點在于現有的成果和已有的成果的對比分析和優(yōu)化，如何優(yōu)化，優(yōu)化到什么程度，需要指導教師明確把握和界定。比如，建筑設計優(yōu)化含整體局部階段優(yōu)化、節(jié)能綠色低碳優(yōu)化等，結構設計優(yōu)化有設計方案優(yōu)化、截面優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓撲優(yōu)化、滿應力優(yōu)化等。

（三）設計成果成績如何評定

設計成果分為“繪圖+優(yōu)化”“計算+繪圖+優(yōu)化”兩類，評定成績也要相應地進行改變。繪圖依據制圖要規(guī)范、設計要合理，要凸顯創(chuàng)新；計算程序要正確規(guī)范，計算結果要精確，計算過程要嚴謹：優(yōu)化分不同優(yōu)化課程，不同優(yōu)化內容等。

將土木工程專業(yè)課程體系當作一個整體，運用項目教學法，把整個專業(yè)以項目為主線構建成完整的體系，是值得探究的課題，需要不斷進行探索。

責編：夜雨