基于“卓越計劃”的土木工程專業畢業設計教學實踐

王萱，周翠玲 （山東農業大學水利土木工程學院，山東 泰安 271000）

1 引言

卓越工程師教育培養計劃作為一項推動我國由工程教育大國走向工程教育強國的重要戰略，主要以培養一大批創新能力較強、適應社會不斷發展需要的高質量工程技術人才為目標，這表明了我國的高等工程教育已經從規?；騼群桨l展逐步轉變。

土木專業的畢業設計是學生綜合實踐能力培養的最后一個環節，通過畢業設計教學過程，可以培養學生綜合運用所學知識，解決工程實際問題的能力，提高學生工程設計、工程制圖和計算機應用的實踐能力，增強學生工程意識，進一步提升學生的職業道德水平。

作為應用型本科土木專業的畢業設計教學應該與時俱進，按照“卓越計劃”的方向和目標進行教學改革。結合長期的教學經驗，我們在畢業設計題目的定位和選擇、畢業設計過程的開展模式、互聯網+的教學輔導形式應用、畢業設計緊密結合工程實際、設計成果呈現等方面進行了創新性探索，引導學生在解決專業問題時，靈活應用現代信息技術，從而形成了具有一定特色的畢業設計教學體系。

2 多元化的設計題目

畢業設計選題是一項重要的基礎工作，設計題目及內容既要符合專業培養的要求，還要有一定的創新性，體現學科前沿和卓越工程師訓練內容。具有一定的難度和深度，教師要結合畢業設計時間安排、學生未來職業規劃、學習興趣等方面，調研搜集相關工程項目資料信息，進行設計題目的準備，對原始資料條件進行必要的調整和重構，提出具體設計要求。

當畢業設計題目來源于實際工程項目時，要從利于學生學習的角度，結合實際項目特點，對已有設計條件進行必要的增減調整，使設計題目能夠滿足教學規律的要求，設計工作量適中；當設計題目結合科研項目時，應考慮科研單位、生產企業、實驗室的條件及畢業設計時間等因素對設計研究內容做好規劃。

按照以人為本的精神和社會人才的需求，畢業設計題目的確定往往還要兼顧學生未來就業方向。因此，土木工程專業畢業設計題目的類型呈現多元化，有工程設計類型、施工組織管理類型、預算報價等類型，按照大土木專業方向可分為房屋建筑類型、巖土工程類型、道路橋梁工程類型等。

僅就房屋建筑工程結構設計類型的畢業設計題目，也涉及很多類型。例如：按結構體系不同有框架結構、框架—剪力墻結構、剪力墻結構等，按結構材料不同有鋼結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構、組合結構等，按工程性質不同有新建工程項目設計、加固改造工程項目設計等，以及抗震結構設計、減隔震結構設計等方向。

畢業設計選題和內容多元化，符合土木行業發展的特點，滿足了社會對培養土木專業人才的需求，學生的綜合能力也隨著設計視野的開闊而得到提高。

3 傳統與計算機應用技術相融合的設計方法

傳統的手工簡化設計方法，設計思路清晰，便于學生理解和掌握基本概念、基本原理，有利于夯實所學理論基礎；手工畫圖便于熟悉圖紙內容的表達規則、有利于加強閱讀專業圖紙的能力，提高在工程領域進行專業交流的水平。因此，傳統的手工簡化設計有利于培養學生動手能力，是大學階段加強學生基本知識和技能訓練不可缺少的環節。

但隨著建筑信息化的發展和計算機應用技術的普及，加強專業人才應用電子信息技術能力也是時代發展的需要。在畢業設計中融入各種軟件的輔助設計，不僅能避開繁瑣的手算過程，計算速度快精度高、提高設計效率，還可進行手工簡化計算與計算機輔助計算結果對比分析，也可以進行多個不同方案的比較、篩選，進行優化設計。更重要的是計算機輔助設計能夠完成手工簡化計算無法實現的計算內容，從而拓寬畢業設計覆蓋面，也實現了校內畢業設計與工程設計領域的接軌。我們主要在以下方面進行了實踐：

①利用廣聯達、PKPM工程造價等軟件實現算量和工程造價管理設計；

②利用天正建筑、理正建筑等軟件進行建筑施工圖設計；

③在結構設計中引入PKPM軟件系列、盈建科、3D3S、Midas以及Ansys等軟件，進行結構建模、結構整體分析、施工圖繪制等，復雜抽象的結構問題能夠用圖形、曲線、相對精確的參數指標直觀表達出來，驗證了結構理論，加深了學生對結構規律的理解；

④用廣聯達BIM施工現場布置軟件進行工程項目場地策劃管理設計；

⑤利用力學求解器、Excel、MATLAB、SPSS等數據分析處理軟件，完成復雜重復的設計計算、數據處理分析、文字編輯等工作。

4 畢業設計過程的展開模式

4.1 雙向選擇的開題

畢業設計始于分組，設計分組采用師生雙向選擇方式。指導教師精心準備不同的設計題目，學生根據自己的專業偏向、發展規劃和興趣愛好自主選擇。雙向選擇體現了當今大學教育“以學生為中心”的教學理念，有利于調動學生的學習積極性。

4.2 靈活多樣的進展過程

畢業設計期間，是學生臨近畢業的最后一學期，因找工作面試、研究生復試、各種招聘考試等特殊原因，學生們的學習時間會出現間斷，同學之間的學習時間不完全一致，靈活的完成方式為保證設計質量提供了基礎。

①適時轉換學習地點。學生畢業設計的學習地點不始終在固定教室，根據設計題目需要結合科研項目、實際工程項目的不同，形成固定教室與實驗室、設計院、施工企業、工地現場等多地點輪流進行的模式。

②混合式教學輔導。將傳統的線下課堂教學輔導和線上信息數字化教學輔導融合，兼具了二者雙重優勢。線上通過騰訊會議、企業微信、智慧樹等平臺，可實現集中指導答疑、一對一指導答疑，教師對階段性成果的要求、學習資源的補充發送，通過網絡平臺方便快捷，打破了時空限制。

③多專業間聯合設計。大土木類相關專業間進行聯合畢業設計，模擬設計院工作情景，能夠培養同學們團隊合作意識和全局性理念。我們在建筑學專業、土木工程專業、給排水專業、建筑環境專業間進行聯合畢業設計已試行了五屆，實踐證明，參加聯合畢業設計的同學工作協同能力強、學習積極主動，各專業設計密切配合，設計成果完成度較深，優秀率高。

④校企合作聯合指導。充分利用學校和企業的不同教學環境和資源，“雙向滲入，優勢互補”，校內指導教師專業理論功底較強，企業導師項目實踐經驗豐富。企業導師指導的設計題目結合企業工程項目，這樣就把設計教學與企業的實際工作任務串聯起來，有利于學生將校內所學知識向社會實踐轉化，為將來從事專業工作打下良好實踐基礎。

⑤翻轉課堂的學習方式。定期利用課堂組織學生以講課的方式參入到畢業設計教學過程中，學生經過一階段的設計和自主學習，進行階段成果匯報講解，分享設計經驗。翻轉課堂教學中，學生首先通過多媒體的形式，展示已完成的設計成果、設計原理要點、設計計算體會、將要處理的設計問題。隨后學生和老師進行討論，最后指導教師做歸納總結，提出建議。使學生在能力、思維、創造力方面得到了鍛煉和提高。

⑥系列的專家講座。針對學生專業理論知識薄弱的地方及畢業設計中存在的共性問題，安排系列講座，強化講解相關知識。例如：結構抗震設計中的概念設計、結構內力及組合、結構抗震內力調整、結構模型優化技巧、設計中規范手冊的應用等。

5 設計成果的呈現形式

畢業設計的主要任務就是學生獨立完成給定的設計任務或研究項目，并且需要通過一定形式的設計成果表現出來，一般應包括設計計算書和施工圖紙兩大部分。傳統的方法是手工完成上述設計成果的。結合畢業設計改革實踐，為保證畢業設計教學質量，我們要求學生準備的成果主要包括以下幾部分：

①設計計算書一份，打印裝訂成冊（存檔）；

②設計圖紙一套，打印裝訂成冊（存檔），與工程行業接軌，按照實際工程項目要求的一套完整圖紙；

③手畫圖紙1～2張（存檔），主要繪制手工設計那部分的主要內容，如框架結構設計的一榀框架配筋；

④設計記錄手冊一份（存檔），主要是畢業設計整個工作各環節情況記錄，如開題報告、畢業設計進展情況周記、期中檢查記錄、畢業設計總結以及畢業設計成績考核和答辯記錄；

⑤手工設計計算書草稿一份，主要作為中間各環節階段檢查用；

⑥答辯匯報文檔（PPT）一份，主要是學生答辯過程使用。

6 結語

畢業設計是培養學生綜合運用所學知識、理論聯系實際、獨立分析和解決問題的能力，是對已完成的教學內容綜合、深化、擴展的重要環節，對提升人才培養質量具有非常重要的作用，與其他教學環節相比有著不可替代的作用。畢業設計題目要做好充分準備，設計內容應與實踐緊密結合，畢業設計的展開要以利于學生學習為主線，充分利用現代化教學方法和手段，加強畢業設計過程中各環節的教學管理，從而保證畢業設計的質量。