新工科背景下土木工程課程設計教學改革研究

江勝華 侯建國 何英明 李偉清 汪時機

[摘 要] 課程設計是土木工程專業教學實踐中重要的教學環節，探討了土木工程課程設計存在的問題，并針對課程設計的選題、工作量、質量、創新能力和實踐能力等方面展開教學改革，進一步剖析相應的具體評價方法，提出課程設計指導、教學資源、教學設施和規章制度等方面的保障機制，可為土木工程課程設計的質量提高、評價方法及持續改進的保障制度提供參考依據。

[關鍵詞] 土木工程;課程設計;評價方法;保障機制

[基金項目] 2015年度重慶市基礎與前沿研究計劃“基于磁性石塊的鐵路路基塌陷全過程監測及評估”（cstc2015jcyjA30008）;2018年度重慶市技術創新與應用示范項目“基于磁性石塊網絡的山區洪水期間橋梁沖刷全過程動態監測”（cstc2018jscx-msybX0028）;2020年度西南大學教育教學改革研究項目“新工科背景下土木工程課程設計教學改革、評價體系及質量保障機制研究”（2020JY020）

[作者簡介] 江勝華（1982—），男，湖北仙桃人，工學博士，西南大學工程技術學院副教授，主要從事結構健康監測、可靠度與加固等方面研究。

[中圖分類號] G424 ? [文獻標識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）41-0113-04 ? ?[收稿日期] 2021-05-15

一、引言

課程設計是土木工程教學中重要的實踐環節，可培養學生運用專業課理論知識應用到工程解決實際問題的實踐能力。然而，目前土木工程課程設計普遍存在課程設計選題和設計報告均與行業快速發展的新工藝、新技術相脫離，課程設計的全過程缺乏規范的管理制度，已不能滿足新工科背景下對土木工程專業復合型、實踐型的人才培養模式[1-6]。針對土木工程課程設計存在的問題，進行課程設計的教學改革，并進行多方面的綜合評價方法，提出相應的保障機制是一個值得探索的問題。本文探討土木工程課程設計存在的問題，針對課程設計的選題、工作量、質量、創新能力和實踐能力等方面進行教學改革，進一步深入剖析相應的評價方法，提出課程設計指導、教學資源、教學設施和規章制度等方面的保障機制。

二、土木工程專業課程設計存在的問題

（一）當前的課程設計體系、選題和內容已不適應新工科教育要求

當前西南大學土木工程專業的課程設計主要以服務于9門重要的傳統專業課（房屋建筑學、混凝土結構設計、鋼結構設計、土木工程施工、土木工程概預算、基礎工程、橋梁工程、道路勘察設計、道路工程）為目的，大多圍繞傳統的房屋建筑、橋梁道路的設計及施工進行，對近年來迅猛發展的土木工程新技術行業（如BIM技術、綠色建筑、裝配式建筑、土木工程健康監測等）完全沒有涉及;除此之外，選題和內容陳舊，不能體現土木工程現代化、信息化和智能化發展的新工藝、新技術，無法提高學生的創新能力、工程實踐能力、社會適應能力等綜合能力。

（二）課程設計任務不能滿足新工科教育要求

土木工程專業的課程設計的任務主要由查閱相關書籍和規范規程、手算/電算、繪制圖紙、撰寫設計報告等幾個部分組成。目前課程設計的題目單一，任務設置欠合理，大多是做相同題目下的不同參數的設計任務，甚至是依葫蘆畫瓢，使得課程設計題目的重合度非常高，學生做課程設計的動力和興趣較低。在課程設計過程中，學生很少積極地鉆研問題，只是套公式和依葫蘆畫瓢，題目雷同也導致存在抄襲的現象，壓制了學生的獨立思考、獨立從事設的能力和創新思維能力。因此在此模式下學生完成的課程設計只不過是完成一次大型作業而已，與當前的產業需求和創新基本脫鉤，不能很好地體現出學生在新工科和新經濟發展背景下的實踐能力和工程設計創新的培養。

（三）現有的課程設計的成績評價方式不能真實反映學生的能力

課程設計過程中，由于學院未安排教室，任課教師也未借教師，任課教師也未進行講解指導，因此學生幾乎全部靠自學和摸索，導致存在抄襲現象。任課教師如果僅僅以課程設計的任務書、圖紙和設計報告來評價學生，就會不夠客觀全面，不能真實反映學生在課程設計過程中知識的理解、運用、領悟和創新，引入多方面多層次的評價考查方式可深入考察學生的在設計過程中對所學知識的掌握情況和設計創新能力。所以非常有必要考慮多種考核方式并結合平時的實際表現，探索更客觀、真實的課程設計考核方法。

（四）任課教師主動適應新工科教育的動力不足

目前任課教師大多囿于重理論輕實踐機制中，重發表論文學術影響因子，輕教學過程中產業新技術、新工藝的引入，不利于引導和鼓勵教師深入企業，為新經濟和企業技術進步服務，課程設計也就無法從根本上改變和適應新工科教學要求。課程設計教學對于任課教師來說，需要全程主動引導，特別是當前新工科教育背景下，企業的新工藝、新技術在課程設計中的應用，涉及內容多且更新速度快。而目前高校缺乏教師融入新經濟發展的相應激勵機制，任課教師主動適應新工科教育的動力不足。

三、土木工程專業課程設計教學改革

（一）課程設計的選題

課程設計的選題采用開放式的題目，防止全班甚至多個班級采用相同的題目。在選題過程中，考慮包括綜合性、工程性和先進性，結合行業的最新發展，將課程設計的內容融合其他課程的內容，分割成若干個部分，并包括必選部分和自由選擇部分。讓全班學生分組，各小組根據興趣自行選擇，然后融合成為一個完整的課程設計。以“混凝土結構設計”的課程設計之一鋼筋混凝土肋型樓蓋設計為例，可將樓蓋設計分為結構布置、手算、手工繪制施工圖、BIM建模、PKPM計算、PKPM繪制結構施工圖、施工組織設計、概預算等8部分，其中結構布置、手算、手工繪制施工圖等3部分為必選部分，BIM建模、PKPM計算、PKPM繪制施工圖、施工組織設計、概預算等5部分作為任選部分。對于任選部分，至少選擇2項。學生將3項必選部分和至少2項任選部分組成一個課程設計，以此完成一個綜合性、實踐性和先進性的課程設計，且極大程度避免學生抄襲的現象。