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結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規和技術標準(規范、規程、條例等)的合理設置及運用相關聯。
1.我國結構設計規范的安全設置水準。對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。
2.調整結構安全設置水準。我國結構設計規范的安全設置水準較低。現在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。對工程技術人員來說,結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現行設計規范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范,也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。
二、土建結構工程的耐久性
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系,是使用期內結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現在適用性上。
結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范,但沒有如何使用的規范。如果有定期的檢測要求,有些事故是可以避免的。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定,但是這種要求執行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發現問題。
現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發生病害需要診斷和加固,各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規和標準,要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度,在管理體制上予以規范。
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經濟上算總賬會很不合算。我國雖是發展中國家,現在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經或過早老化。加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。
三、技術規范的作用與管理
長期以來,受計劃經濟體制的影響,我們往往視技術規范為法,將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業主、設計、施工企業)認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行,不利于技術進步和創造性的發揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發,需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規,但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新,這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規定,即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。
企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑。現在,有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查,而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求,其任務已類似于執法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環節上的腐敗;其次是施工操作人員素質低,又難以短期解決;過分強調規范的地位與作用,未能建立與規范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節,也有一定的關系。從設計角度看,出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規范強制條文的要求最為容易,為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。我國幅員廣闊,各地經濟發展很不平衡,技術力量懸殊,環境條件各異,客觀上要求規范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規范的指導下,根據工程的特點和具體條件去解決問題。總之,在規范標準上,要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別像巖土工程那樣的規范更是如此。
技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋,如果發生地震造成損害,有關部門如何解釋?
規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。對大型公建等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規,編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。
要完善技術標準體系與管理體制,合理設置土建結構設計的安全水準,必須考慮工程失效的風險后果、社會的財富與資源供給、乃至公眾的意向等多種因素。隨著我國經濟形勢的巨大變化,有必要重新審視現行土建結構工程設計規范的安全設置水準,建議有關主管部門組織論證。
參考文獻
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2.課程的教學方式主要是理論教學。
目前,在該門課程的教學中,教師主要采用的是多媒體教學加板書教學,主要講授各工程的理論知識。多媒體教學可以展示平面或立體效果,可以圖文并茂,可在多媒體課件中穿插大量的工程實例、施工現場的照片,甚至可以加入動畫效果,極大地豐富了課堂內容。但是從上課效果來看,如果只按照教材內容進行理論講解,即使有大量的工程實例,學生也很容易產生視覺疲勞,上課效果并不是很理想。比如,在講構件中的梁和拱的時候,這兩者的受力有何不同只能紙上談兵,學生沒辦法通過實踐來驗證。這使得學生只能通過死記硬背來記住相應的知識,大大降低了學生學習的主動性,進而產生了厭倦的心理。
3.缺乏正確的認識。
大多數工程管理的學生對自己的專業缺乏正確的認識,他們理所當然地認為工程管理專業和土木工程專業區別不是很大,認為工程管理專業的學生要學習土木工程專業的所有專業課程,只是要比他們多學一些管理學、經濟學等課程。在這樣的錯誤認識下,簡單地認為土木工程概論就是土木工程,導致對專業課的期望很大。由于受課時的限制,對相應章節的講解深度不夠,只能提綱挈領的做介紹,這和大多數學生的預期產生偏差,使他們對課程的興趣降低。他們把土木工程概論課程的概率兩個字直接忽略了,認為土木工程概論就應該像土木工程一樣,不只是簡答介紹理論知識,應該深入介紹相關工程的施工技術。
4.教師經驗不足。
一方面,高校教師隊伍逐漸年輕化,很多教師都是一畢業就進入高校任教,教學經驗不足,對教材駕馭能力較弱。另一方面,土木工程概論涉及內容多,知識面廣,對教師的要求更高。但是大多數教師只對某一專業領域比較熟悉,比如只對建筑工程較熟悉,但對橋梁工程就沒那么了解,這樣在授課上就顯得力不從心。再者,大多數教師一直處在學習教學環境中,缺乏相應的實際工程經驗,因此想要更好地帶動學生的學習積極性比較難。
二、《土木工程概論》教學效率提高的措施
1.教材選擇。
目前關于土木工程概論的教材頗多,每本教材在結構體系上大致相同,但是在具體內容上各有側重點。教材的選擇應結合本校學生實際,充分考慮學生的層次,選擇適合的教材。我校工程管理專業的學生在大一下學期開設了土木工程概論課程,這也是學生接觸到的第一門專業課程,此時學生沒有任何專業基礎。因此,選擇的教材既要具有一定的知識寬度和深度,也要容易理解。教材應具有應有的理論深度外,還應理論聯系實際,密切結合實際工程,全面展示土工工程的技術內涵,拓展學生的視野,激發學生的學習積極性。比如在建筑工程章節,針對超高層建筑應有當前世界經典的建筑介紹。在眾多的教材版本中,大多數結構安排合理、內容詳略得當,并且圖文并茂,學生理解起來比較容易。除此之外,選擇的教材內容應該新。我曾先后選擇過多種教材,如葉志明主編的《土木工程概論》,重慶大學出版社出版的段樹金等主編的《土木工程概論》,這些教材都是比較適合本校學生的。從授課情況及學生反映來看,這幾本教材都是適合的。
2.豐富教學手段。
土木工程概論課程很多內容都和實際聯系緊密,比如地基處理方法,學生以后在工程處理的時候就能實際應用所學的方法。在講課的時候,教師可以找些具體工程處理地基的視頻,讓學生直擊現場。在講授橋梁工程、隧道工程施工方法的時候,教師可以用動畫形象地展示施工工藝流程。通過動畫、視頻的運用,教學內容更加豐富,課堂更有活力,學生學習積極性也更高。除此之外,課堂中可以引入模型教學。在講鋼材的時候,“H型鋼”是一種經濟型斷面,教師可以在課堂中用三片字塊模擬,將其組合成不同的形狀受力,最終得出H型是最佳的一種斷面。在橋梁工程章節,讓學生自行組隊,完成一座紙橋建設。
篇4
針對當前工程人才培養存在重理論、輕實踐,重論文、輕設計等問題,2010年教育部推出了“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱卓越計劃)。卓越計劃是為了貫徹黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署的要求而提出的一項高等教育重大改革計劃。其目的是提高學生的工程實踐能力、設計能力和創新能力,培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的卓越工程師后備人才[1]。目前我國有61所高校被批準為卓越計劃高校,其中部分高校開設了測繪工程專業(中南大學與黑龍江工程學院的測繪工程專業已被批準為“卓越計劃”的試點專業)[2]。測繪工程專業是地學領域中實踐性較強的專業之一,它涵蓋了舊專業目錄中的大地測量、測量工程、攝影測量與遙感(部分)和地圖學等四個本科專業[3],這使得當前測繪工程專業培養要求具有更全面的專業基礎知識。由于“3S”(GPS、RS、GIS)技術在測繪領域的應用和普及,使測繪工作從工具到理論都發生了根本的變化。專業整合、測繪新技術的發展及測繪學科內涵的不斷擴展,使得測繪工程專業教育與教學必須跟上時代的步伐,“卓越計劃”正符合測繪工程專業教育與教學改革的方向。“卓越計劃”實施的關鍵之一是制定與之相適應的專業培養方案,它是從專業培養角度對卓越工程師培養提出的具體要求和措施,主要包括培養標準、課程體系及校企聯合培養方案制定與實施方面的內容。本文針對信息化測繪系統下測繪工程專業的特點,分析制定測繪工程專業培養方案的制定原則,具體研究培養標準、課程體系及校企聯合培養方案三個方面的內容,為制定和實施“卓越計劃”測繪工程專業培養方案提供借鑒和參考。
一、制定原則
“卓越計劃”培養方案的制定首先應對人才培養的層次定好位,然后根據專業特點,突出行業背景,注重創新能力、人文素養及生產管理能力的培養。
1. 人才培養層次的定位
行業和社會對工程人才的需求具有多樣性,從工程師的類型來說,有服務型、生產型、設計型和研發型[4]。筆者認為卓越測繪工程人才的培養至少應該分兩個層次,即生產設計型和生產研發型。他們的區別只是側重點不同,前一層次應強調設計創新能力的培養,后一層則應多一些技術創新能力的培養。我國高校具有多種類型,主要可分為研究型和教學型兩大類。我國不同類型高校的人才培養層次有明顯的不同,本次參與“卓越計劃”的高校包含這兩大類型的高校,卓越工程師的培養也應根據學校的類型在培養層次上定好位。同時,在制定培養方案或具體措施時,還要考慮同一學校中學生的個體差異。
2. 測繪工程專業的特點
每個專業人才培養都應符合其專業的特點,制定培養方案時,必須根據專業特點設置課程體系并制定相應的教學方式。測繪工程專業的特點主要有:①實踐性強。從工程設計、數據采集、數據處理到測繪產品制作,都需要很強的動手能力。主干課程都應安排較多的實驗課程以及相對應的實踐類課程,課程設置時,其占的總學時數應在30%以上。②專業涵蓋面寬。從內容上來說,它涵蓋了舊專業目錄中的大地測量、測量工程、攝影測量與遙感(部分)和地圖學等四個本科專業。因此,制定方案時要融合四個舊專業的主要內容,并以大地測量與測量工程的內容為重點。從專業服務來說,測繪工程技術可以應用于廣泛的工作領域,如國土、礦業、城市規劃、工程建設、國防等,這就需要開設相關專業領域的課程,如土木工程概論、地質學基礎、城市規劃原理等課程。③依賴工具。測繪科學是隨著測繪工具發展而發展的,現代測繪基本上就是依托電子信息技術,包括體現測繪學科特色的“3S”技術。根據該特點,方案中應設置計算機技術與測繪專業結合緊密的課程,加強計算機應用技術能力的培養。
3. 行業背景不同
雖然許多高校都在向綜合性大學發展,但大部分高校仍具有行業特色。各高校在測繪工程專業上一般也結合其行業特色進行人才培養,如:中南大學、中國礦業大學、山東科技大學、長安大學、河南理工等具有地礦特色,同濟大學具有土木特色,西南交大具有鐵路特色,河海大學具有水利特色等。課程設置時應考慮增加一些與行業特色相關的專業基礎類課程,并在專業課程的課程內容中體現出行業特色。“卓越計劃”將行業企業的參與作為實施該計劃的前提,其中的校企聯合培養階段的培養方案可以更充分地體現行業特色。
4. 注重創新能力、人文素養及管理能力的培養
從培養學生的能力上講,“卓越計劃”要注重培養學生的工程實踐能力、生產管理與企業經營能力及人文素養。實踐是創新的基礎,在創新能力培養方面,我校以教師科研項目和科研實驗室向學生發為手段,聯通教學和科研,采用案例、啟迪、學科交叉、科研訓練、自主設計實驗等方式,打造學生創新能力鍛造平臺,并設置相應考核辦法以及必須達到的學分要求。在工程專業的教育過程中除了專業的知識,還需要哲學、經濟、法律等人文社會科學方面的知識[5],人文社科的知識素養往往決定了學生的創新視野和創新思維,培養方案中應加強人文素質方面的課程,我校結合“卓越計劃”的培養特點,在全校開設了相應的課程。從培養人才層次來說,“卓越計劃”培養的學生應該是今后本行業領域的領軍人才,這就需要加強培養其領導管理能力,培養方案中除設置相應的管理類課程外,在課外研學中也應有所加強。
二、培養標準
培養標準是指學校層面制定的本校加入“卓越計劃”的各個專業卓越工程師的培養標準。它是專業培養方案的核心內容,是參與高校制定的本校實施“卓越計劃”的綱領性文件,一般在通用標準和專業標準的基礎進行深化,強調實踐創新能力、良好的人文素養及企業管理能力的培養。測繪工程專業總體應達到的標準是:具有扎實的自然科學基礎和測繪工程理論知識、掌握測繪工程專業技能、具備空間信息綜合處理能力、較強的測繪工程實踐能力,具有良好的人文素養,知識更新與自我完善能力、良好的溝通與組織管理能力和國際視野的測繪工程專業高素質人才。培養的學生可從事測繪工程領域的科學研究、從事空間信息的采集、分析、整合、評價、決策等測繪工程領域的科技工作,也可承擔企業管理、生產技術管理及企業市場經營等工作。能達到工程測量師技術能力要求時,可獲得工程測量員的技術資格,并具有在畢業4年后能獲得國家注冊測繪師的能力。對應國家標準又可分為以下幾個方面:
第一,具備良好的人文素養和職業道德、了解相應的法律法規,擁有對職業、社會、環境的責任感。
第二,掌握測繪工程專業所需的相應自然科學知識,具備扎實的測繪工程基礎、專業理論基礎和相關學科的基本理論知識,了解本專業的發展現狀和趨勢。①具備從事測繪工程學科所需的自然科學基礎知識,包括高等數學、概率統計、大學物理等。②掌握測繪工程技術所需的工程科學基礎知識,包括工程力學、電工電子學、計算機技術、實用數據處理、數字圖像處理、土建工程、工程地質等相關學科的知識。具有應用工程基礎知識解決實際測繪工程問題的能力。③掌握測繪工程專業基礎理論與技術知識。包括空間信息數據采集、處理、表達與利用的基礎理論、方法與技術,各種工程的勘測設計、施工及運營監測各階段的測繪工作的理論方法與技術。具體包括大地測量、工程測量、攝影測量與遙感、地圖編制與地理信息系統工程、地籍與房產測繪的理論與技術。
第三,具有解決工程實際問題的能力,較強的工程創新意識,能從事測繪工程設計與施工工作。
第四,能參與測繪工程生產過程和工程項目管理與實施,具有較好的組織管理和經營能力。
第五,善于溝通,能適應環境,不斷學習,初步具有競爭和合作的能力。
三、課程體系與能力矩陣設計
培養標準細化后,就要建立相應的課程體系與“標準實現矩陣”,把相應的知識能力落實到具體的課程和教學環節。本方案的課程體系可以分為六類:
①基礎課程。包括微積分、線性代數、概率論、數理統計、大學物理、計算機程序設計基礎(C++)、測繪學概論、大學計算機基礎、工程制圖等。
②專業主干課程。包括測量學基礎、誤差理論與測量平差基礎、控制測量學、攝影測量學、遙感原理與技術、工程測量、地理信息系統原理及應用、GPS測量與數據處理、測繪程序設計基礎、地圖學概論。
③“卓越計劃”人文與管理特色課程。包括人際傳播與溝通、文學與創意、經濟法、領導學、測繪管理與法律法規、企業管理、公共關系學。
④校企聯合培養專業課程。包括變形監測與數據處理、測繪工程監理、測繪管理與法律法規。
⑤行業特色課程。包括地下工程測量、地質學基礎、土建工程概論。
⑥校企聯合實踐課程。包括測繪基本技能訓練、測量學實習(含設計)、控制測量生產實習(含設計)、工程測量實習、企業綜合實習、畢業設計(論文)。
其中,實踐類課程可以全部或部分安排在企業進行。校企聯合培養的課程也可以部分在企業進行或者由企業實踐經驗豐富的工程師進行專題講座。課程體系建立后,應對照培養標準中知識能力大綱所列的知識、能力和素質方面的要素,與用于實現這些要素要求的每一門具體課程和教學環節一一對應起來,即建立起 “標準實現矩陣”(見表1)。在此基礎上,擬定教學計劃和各門課程的教學大綱,課程大綱的制定應對照知識能力大綱中各要素的要求對課程內容進行調整和更新。
四、校企聯合培養方案
實踐是工程人才培養的關鍵環節,“卓越計劃”創立了高校與企業進行產學研結合的聯合培養人才的新機制,目的是通過此方式解決工程人才培養中校企脫節的問題。依據“卓越計劃”的要求,學生在4年的學習中,有一年時間是校企聯合培養。我校測繪工程專業卓越培養方案分時段先后進入優秀測繪企業完成36周的工程實踐,有5門課程校企聯合授課。通過具體工程實踐,參預測繪項目策劃、技術設計、實施、技術總結、成果檢查驗收,使學生掌握測繪工程項目生產與管理的一般流程和方法。企業階段的培養計劃主要包括課程內容、基本要求及指導與考核方式等。
1. 校企聯合培養的課程內容
主要包括:①測繪基本技能訓練3周。要求了解測繪基礎知識,掌握測繪儀器的基本操作方法,掌握距離、角度、高差測量以及方位角、坐標、高程確定的基本原理與方法。②測量學實習5周。掌握圖根控制測量、小地區大比例尺數字測圖的基本原理與方法,了解測繪成果檢查驗收的基本要求。③控制測量實習4周。掌握平面及高程控制網布設、觀測及數據處理的基本原理與方法,并對控制測量成果進行二級檢查、一級驗收。④工程測量實習3周。深入實踐,廣泛接觸各種工程項目,掌握工程測量、變形監測的技術與方法。⑤部分專業課程學習5周。主要包括測繪工程監理1周,企業實務1周,測繪管理與法律法規1周,變形監測與數據處理2周。⑥企業綜合實習4周。到所在企業的總經辦、總工辦、生產部、綜合部、法律部、財務部、市場部、質檢部、后勤部、安全部等部門,學習測繪企業經營管理方法、測繪項目生產、技術管理過程。⑦畢業設計17周。在優秀測繪企業,綜合應用所學理論知識和實踐方法,完成綜合性較強的測繪項目的技術設計、生產、檢查驗收和總結工作,其成果作為畢業設計提交學校。具體內容和計劃由學校和相應的大型測繪企業結合實際企業生產情況、崗位需求、學生特點綜合制定。
2. 校企聯合培養階段學體要求
①學生在企業學習期間,應根據各階段實踐的主要內容和校企聯合培養計劃,制定自身學習、工作計劃。②掌握多種測繪儀器的操作及檢校技能,掌握常規測量技術及現代測繪技術。③參加測繪項目的生產與管理,理論聯系實際,驗證鞏固、深化所學理論知識,初步培養運用理論知識分析、解決工程實際問題的獨立工作能力,努力提高測繪工程專業素養。④了解測繪企業及測繪項目管理和經營體制。⑤做好企業學習日志、學結和實踐報告或論文。
3. 校企聯合培養階段的指導和成績考核方式
校企聯合培養階段,學生的學習由在校教師和企業技術專家聯合指導,并實行導師制。中南大學在實施“卓越計劃”時,要求全面實行雙導師制,即校內校外各有一位導師。校企聯合培養首先根據企業實際需要由校企聯合制訂階段培養計劃和預期培養目標,學生在校企聯合培養期間要隨時向企業指導教師匯報學習進展,在校指導教師也會定期前往企業對學生進行現場考核和指導,督促學生按進度完成學習任務。
在校企聯合培養期間,學生除了需要獲得上述課程的各科學習成績以外,還需要獲得企業綜合學習成績,該成績由三部分組成:①企業指導教師對學生的綜合評價,包括學習態度、實踐能力、綜合素養等,該部分成績占校企聯合培養總成績的40%。②學生撰寫的畢業設計(論文),該部分成績占總成績的40%。③學生的論文答辯(答辯委員會由校企聯合組成),該部分成績占企業學成績的20%。
五、結語
為推進卓越工程師教育培養計劃,2011年教育部與國家測繪局決定聯合實施測繪領域的“卓越計劃”,并成立了工作組和專家組。以推進測繪領域的卓越計劃的實施,協調相關政策措施,制定專業標準和實施方案,論證高校專業培養方案等工作。在此背景下,我校制定了“卓越計劃”測繪工程專業培養方案。由于“卓越計劃”剛開始實施,其標準體系和培養方案還需要在實踐中檢驗,并探索完善之。
參考文獻:
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電腦動畫 07231 數字影視合成 09537 動態網站編程基礎 B070102 數學教育 00442 教育學(二) 02111 教育心理學 02009 抽象代數 02013 初等數論 B071602 信息管理與服務 02133 信息政策與法規 02134 信息系統設計與分析
09537 動態網站編程基礎 B080302 機械制造及自動化 02213 精密加工與特種加工 02204
經濟管理 02207 電氣傳動與可編程控制器(PLC)
B080612 電氣工程與自動化 10053 工程數學(線性代數、復變函數) 08182
自動控制原理(一) 02358
單片機原理及應用 00054
管理學原理 B080702 計算機及應用
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B080713 信息技術教育 01263 數據庫VisualFoxpro及學校應用 01265 Photoshop圖形處理
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工程經濟學 04228 建設工程工程量清單計價實務
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06906
汽車運行材料 02576 汽車構造 04946 汽車發動機原理與汽車理論 B090614 林業及園林高新技術與管理 02685 園林病蟲害防治 02831 林業企業經營化管理
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法律 00259 公證與律師制度 00226 知識產權法 00233 稅法
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漢語言文學 00539 中國古代文學史(二) 00541 語言學概論 00538 中國古代文學史(一) 00537 中國現代文學史 D050201
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00182 公共關系學 Y020106 金融
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應用寫作(本) Y020202
工商企業管理 00152 組織行為學 00149 國際貿易理論與實務 00150 金融理論與實務 00054
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06090 人員素質測評理論與方法 Y020221
建筑經濟管理 02460 工程質量與進度控制 02204 經濟管理 01564 工程建設監理概論
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公共事業管理 03331 公共事業管理 00147
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項目管理 11880 項目組織與團隊管理 05061
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Y020263
現代商務 00098 國際市場營銷學 00896 電子商務概論 00947 國際商務管理學
Y020279
工程管理 06086 工程監理 00067 財務管理學 06962 工程造價確定與控制
Y020302 酒店管理 08424 酒店管理 04929 旅游市場營銷 06126 旅游人力資源管理 06124
旅游文化學 Y020314 銷售管理
Y030106 法律 00259 公證與律師制度 00226 知識產權法 00233 稅法
Y030203
社會工作與管理 00279 團體社會工作 00285 中國福利思想 00281 社區社會工作
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行政管理學 01848 公務員制度
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思想政治教育 00442 教育學(二) 02111 教育心理學 00479 當代資本主義
Y040302
體育教育 00442 教育學(二)
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09479 健身理論與方法 00495 體育保健學
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生物制藥學 03748
篇6
一、引言
高校土木工程專業本科生是我國土建領域專業技術人才的重要后備力量。據統計,目前全國共有362所高校開設了土木工程本科專業,在校學生人數約60萬人[1],其中教學型院校297所,研究型院校(主要指985和211院校)65所。[2]近年來,國家基礎建設規模日益擴大,大型工程項目逐漸增多,各類新的工程技術問題也不斷涌現,這給廣大土建領域專業技術人員提供了充分發揮自身潛力的舞臺,同時也對高校土木工程專業本科生的教學和人才培養模式提出了新的要求。
當前,社會高速發展,科技日新月異,工程問題復雜多變,在新的環境條件下,一個合格的土木工程師應具備以下能力:能正確判斷和解決土木工程中的各種實際問題;具備較強的交流溝通能力、合作精神及一定的領導能力;能勝任跨學科、跨專業的合作;具有終身學習和保持科學創新思維的能力與習慣;能適應社會發展的需求,勝任復雜多變的職業崗位。[3]
然而,目前國內教育體系對于工程類本科生基礎理論知識的培養較為重視,對于其科研創新能力和實際動手能力的培養則相對不足,導致很多初出茅廬的本科畢業生科研素養不高,甚至很多工作多年的工程師的科研創新水平也較低,在面對復雜的工程問題時往往束手無策。據統計,我國高校工科專業在讀本科生和研究生的比例約為10∶1,但我國高校科研創新的主體力量卻集中在占人數比例相對較低的研究生和高校教師中。[4]這樣巨大的反差說明當前我國高校工科專業本科生總體上科研創新能力相對較差,但同時也說明,我國高校的科研創新存在著巨大的潛力。因此,高校如能采取有效的教育培養模式,積極調動本科生的科研創新意識,充分挖掘本科生的科研創新能力,將能為我國科研事業的發展和工程技術的進步注入強大的推動力。
基于上述背景,本文以省部共建211高校鄭州大學為例,通過對土木工程及相近專業的本科生進行調查,了解其科研創新能力現狀,分析其存在的問題和原因,并試圖探索一套有效的教育培養模式,以提高土木工程以及相近工科專業本科生的科研創新能力,為我國土木工程以及相關工程領域的科學研究和技術創新注入新的力量。
二、土木工程及相近工科專業本科生科研創新能力現狀調查與分析
(一)現狀調查
以鄭州大學土木工程及相近工科專業的四年級本科生為對象展開隨機調查。之所以選擇這一群體,主要考慮到大四本科生已經歷過近三年半的專業知識學習和短期的專業實踐實習,他們對個人能力、個人的培養需求、所學專業的發展方向和社會需求以及所學專業的教育培養模式等方面已經有了較為系統和深入的認識,針對這一群體的調查更能反映問題,也更有利于提高調查結果的可靠性。
此次隨機調查一共發放調查問卷300份,回收262份,回收率87%。調查采用半結構式問卷調查和深度訪談相結合的方式。主要內容包括:工科專業本科生個人的教育培養定位、個人的志趣方向、個人科研創新能力的自我評估、對現行教育培養模式的認同感以及對培養模式改革方向的建議等。
調查結果顯示:有65.5%的被調查者贊同大學期間除了學習專業知識外,還應重點培養其科研創新能力;有84.9%的被調查者對在大學期間參與各類科研創新活動非常感興趣,但只有20.7%的被調查者對于本專業方向的科研創新活動非常感興趣;有73.6%和21.8%的被調查者自我評估科研創新能力水平為一般和不強。調查還發現,90%以上的被調查者強烈不認同目前的教育培養模式和考核機制,認為必須結合時代的需求進行變革;近80%的被調查者希望通過讀研來進一步提高自己的科研創新能力。
通過對調查結果的簡單總結可知,目前土木工程及相近工科專業本科生參與科研創新活動的積極性較高,但該群體總體的科研創新能力還待提高。該群體對科研創新的積極性很大程度上是基于個人的興趣愛好,但他們專業方向跨度大,隨意性強。因此,對于本科生群體的科研創新意識必須加強引導和管理,使本科生發散性思維較強的優勢得以充分發揮,同時也要保證本科生參與的科研創新活動具有較強的專業針對性和實際可操作性。
(二)原因分析
造成本科生科研創新能力水平較低的原因主要有:
1.缺乏有效的引導
很多本科生的科研創新活動是根據個人愛好在“地下”狀態自發進行的,隨意性較強,往往只重視科研創新過程本身帶來的刺激性、探險性和趣味性。[5]由于缺乏有經驗的教師和科研團隊的指導,本科生對于類似的科研創新活動的研究現狀了解不足,對于創新活動的社會實際需求了解亦不充分,因而其科研創新活動大多停留在驗證性的水平上,科技含量低,成果缺乏應用價值。
2.缺乏管理制度保障
目前,很多高校已經開始重視對本科生科研創新能力的培養,但相應的管理措施和規章制度尚未有效跟進,使得本科生的科研創新活動長期處于無序進行的混亂狀態。[5]由于得不到制度的保障,很多本科生科研創新活動的成功率較低,且少有的成果一出來就束之高閣,很少能轉化應用,這也造成了資源浪費和成果的流失。
3.缺乏資金和物質條件支持
資金支持對于科研創新活動的推動作用十分顯著,各類科研基金項目資助的創新成果占主導地位便是明證。由于本科生基數大,高校對多數本科生的科研創新活動資金支持力度不大,能提供的硬件條件亦有限,導致本科生的科研創新活動難以為繼,很多富有創意的項目因得不到資金支持無法順利開展或半途而廢。
三、土木工程專業本科生科研創新能力培養模式探索
(一)采用多培養目標的教學管理模式
上述調查表明,有近80%的本科生希望通過讀研來提升自己的科研創新能力。因此,有必要根據國家發展戰略和學生的需求,結合高校自身的特點,適時調整土木工程專業本科生的教學和培養方式,探索更有效的科研創新人才培養機制。
以鄭州大學土木工程學院為例,土木工程專業年均培養本科生240名,其中有100多名學生畢業當年考取研究生(含推薦免試生36名),約占總數的40%(推免生占總數的15%)。當年未考取研究生的學生近一半仍有繼續考研的打算。
可以看出,在研究型高校,土木工程專業本科生畢業后繼續讀研的比例較高。因此,可以考慮采用多培養目標的教學管理模式:對于有志于讀研的學生,實行本碩一體化的培養方案,統籌安排課程學習、科研訓練、考核管理和畢業答辯等環節,重在培養其科研創新思維和理論創新能力;對于本科畢業后直接參加工作的學生,則以產、學、研相結合的方式,構建校企合作的培養方案,重在培養其實踐操作技巧和技術創新能力。
本碩一體化的培養模式,是本科生教育與研究生教育的一種有機結合,也是現行推薦免試碩士研究生制度的有益補充與延伸。這種培養模式對于研究型高校來說尤其適用,不但可以緩解招生數量與培養質量之間的矛盾,而且有助于吸收本校優秀本科生進入研究生階段學習,進而優化本科教育與研究生教育協調發展,實現了以人為本。在當前我國經濟發展處于新常態、高校畢業生就業壓力增大的形勢下,本碩一體化培養模式對于促進優秀本科生努力學習、提高其科研創新能力和社會競爭力都具有積極的影響。
校企合作的培養模式,即高校與企業充分挖掘并發揮各自潛在的優勢所形成的一種聯合培養模式。由于高校和企業各自的職能定位、文化背景、社會資源及規模等方面存在較大差異,所以該模式具有揚長避短、優勢互補、學研一體的特點。這種培養模式尤其適合實踐性更強的土木工程專業的本科生培養,能使本科生在學習期間既能進入工程的前沿,遇到更加實際、具體的問題,又能在解決實際問題的過程中開拓知識視野、提高科研素養、積累工作經驗,同時也有助于學生在畢業后快速轉變角色,適應崗位工作,進而獲得企業的青睞。
目前,鄭州大學土木工程學院本科生教育實行3~6年的彈性學分制度,允許學生在修滿畢業要求的學分的前提下,根據自身的情況調整學習進度,這就增加了人才培養的靈活性,使本科生能充分發揮其主觀能動性,既可以選擇本碩一體化培養模式,也可以選擇校企合作培養模式,從而實現了個性化發展。彈性學分制度的優越性可見一斑。
(二)形成以科研創新能力培養為目標的課程教學和考核體系
目前,我國多數高校土木工程專業本科生的課程設置主要由基礎課和專業課兩大模塊組成。以鄭州大學土木工程專業為例,基礎課主要包括思想政治、高等數學、大學英語、大學物理、普通化學、電工學、計算機與程序設計等公共基礎課,以及土木工程概論、畫法幾何與工程制圖、荷載與結構設計方法、房屋建筑學、土木工程材料、工程測量、理論力學、材料力學等專業基礎課;專業課主要包括結構力學、彈性力學、流體力學、土力學、基礎工程、工程地質、混凝土結構原理與設計、砌體結構、鋼結構原理與設計、工程經濟學、土木工程施工與組織管理、建設項目管理、工程概預算、工程結構抗震設計、土木工程CAD、高層建筑結構等。基礎課主要在大一、大二開設,專業課在大三、大四開設。
考慮到基礎課涵蓋的學科領域相對寬泛,學生的學習目標亦較為分散,該階段的本科生科研創新訓練可考慮以多角度啟發學生的科研創新思維為主。在師資力量的分配上,建議由中老年教師多承擔低年級本科生專業基礎課的教學工作。這是因為中老年教師具有長期從事本專業教學和科研工作的經驗積累,已經養成了嚴謹的工作作風和科研態度,同時他們對學科和專業有更深層次的理解和感悟,更容易講解透徹,也更有助于本科生夯實科研基礎,同時還能從思想上對本科生起到潛移默化的作用,有助于本科生端正學習態度,培養科研創新思維。
由于高年級本科生的專業課和選修課涉及的學科領域相對集中,而且學生有了基礎課知識的儲備,對專業課知識的學習會有一定的主動思考意識,因此可考慮在日常教學中加強科研信息的傳達,增加專業課教學內容中的學術含量,留出足夠的教與學互動討論的空間,進而達到多層次培養學生科研創新能力的目的。在師資力量的分配上,建議由中青年教師多承擔高年級本科生的專業課和選修課的教學工作。這是因為中青年教師雖然教學經驗不足,但思維活躍,能接觸到土木工程學科最前沿的研究課題,他們往往能站在學科的制高點上看待和講解問題,這將有助于開拓本科生的科研視野,培養其科研創新意識。
在課堂教學模式方面,建議教師要加強引導和示范作用。在課堂上應多提出與當前生產和工程相關的一些實際問題,并與所講授的專業課程知識相結合,鼓勵學生們參與交流探討,從多角度分析問題,從而增強學生們的主動求知意識和專業學習興趣。在課堂時間使用上,還應把學生思考問題的時間考慮進去,使其達到一定的比例。根據筆者的教學經驗,這個比例在30%左右是比較合適的,這樣既能滿足課堂教學容量的要求,又能激發學生的學習興趣,促進其科研思考能力的提高。
在課程考核方面,建議采取“5+3+2”的綜合考核模式,即專業理論知識占總成績的50%,專業實踐能力占總成績的30%,剩下的20%考查學生綜合運用知識和科研創新的能力。除此之外,還可以采用多目標、多標準的考核方式,即只要學生在任意一方面表現突出,而其他方面表現平平,也應視為考核合格。這樣靈活的考核方式為土木工程專業本科生留出了較大的科研創新能力培養空間。
(三)實行本科生導師制
在科研界,導師是學生科研創新活動的助跑者和引路人。長期以來,我國高校導師制主要是針對研究生而設立的,大部分高校土木工程專業本科生實行的則是輔導員管理制,這與多數高校師資力量相對緊張有關。[6]隨著本科生規模的擴大,輔導員管理制在管理水平和管理效率上均已呈現明顯下滑的趨勢。
為加強對本科生的引導和管理,提高本科生的科研創新能力,實行本科生導師制是一種有效的管理模式。為了解土木工程專業本科生對導師制的看法,筆者也做了隨機調查,在所有的受訪者中,有74.7%的學生期望在大學期間得到導師的指導,有83.9%的學生對于導師的期望在于導師能直接指導其進行科研創新工作,而不是導師的名氣(期望導師名氣的僅占5.7%)。這說明本科生對于導師的期望趨于實際,而不是虛無。
可見,對于土木工程專業的本科生來說,實行導師制既是有必要的,也是有可能的,但是僅依靠在校的專業教師,師資力量明顯緊張,同時實踐資源相對匱乏。因此,為了解決導師不足的問題,結合土木工程專業的特點,高校可以考慮向科研院所和企業伸出橄欖枝,大力招攬在設計、施工、監理、檢測等工作在科研和土木工程一線的人員作為導師,從而增加導師的基數,以合約的形式聯合培養學生。
(四)構建依托科研項目的有本科生參與的科研梯隊
本科生自發的科研創新活動的一個顯著弱點是,隨意性大且成功率低。因此,以已有的科研項目為依托,吸收本科生參加課題工作,將其納入科研組織和團隊中,形成學術帶頭人―教授―副教授、講師―研究生―本科生一體化的學術梯隊,是實現研究生、本科生協同培養,提高其科研創新能力的一個捷徑。
本科生綜合素質和科研能力的提高不僅要依靠教材知識的積累,還要靠科研項目訓練和試驗經驗。試驗是土木工程專業科研活動的一個重要手段,很多科研課題和工程項目及其涉及的專業理論都需要通過試驗來解決和驗證。與研究生相比,本科生理論功底和實踐能力都相對薄弱。因此,在科研梯隊中,本科生可以從最基本的試驗環節入手,以科研助手的形式協助研究生進行具體的試驗研究和其他工作。
本科生通過上述方式參與導師團隊已有科研項目的研究,可以盡早接受專業教師的指導,熟悉專業知識,獲得第一手的科研實踐經驗,同時還可以在與導師和其他研究人員交流的過程中,獲取從事科研工作的一些基本理念、思路和方法,掌握科研的基本程序,避免自發進行科研活動時的隨意性和盲目性。另一方面,本科生的參與也可以解決團隊部分教師,特別是新入職的博士教師指導研究生人數不足的問題。
構建依托科研項目的有本科生參與的科研梯隊創新人才培養模式,解決了本科生科研創新缺乏資金和物質條件支持的問題,同時也使本科生的發散性思維和創意思想得到合理引導和使用。在科研梯隊中,本科生不需申請經費就可以接觸到前沿的研究課題,在具體研究過程中還可以與多層次的研究人員進行互動交流,使自己的思想火花得以綻放。有本科生參與的科研創新梯隊人才培養模式為本科生提供了科研創新訓練的平臺和實施空間,同時也為新入職的博士教師提供了智力資源。這種培養模式也是導師、研究生、本科生協同發展、合作共贏的科研創新人才培養模式。
四、本科生科研創新能力培養模式的實踐
自2011年9月至今,經過4年多的探索與實踐,筆者所在的教學與科研團隊就土木工程專業本科生科研創新能力培養方法進行了小范圍的實踐和嘗試。筆者所在的團隊共有校內指導教師4位,全部具有博士學位,其中1位為教授兼學術帶頭人,3位具有副教授職稱;校外指導教師3位,分別在設計院、房地產公司和建筑科學研究院任職,全部具有高級工程師職稱;在讀博士研究生2名,在讀碩士研究生12名。
實踐過程如下:
(一)甄別需求、組建團隊
在學院黨總支、教學辦、團委和輔導員的幫助下,從大一和大二本科生中精心選拔6名有志于畢業后繼續讀研深造的學生和4名傾向于畢業后直接參加工作的學生,根據他們對自身發展目標的不同定位,分別制訂不同的科研創新能力培養模式。之所以選擇低年級本科生進行嘗試,主要考慮到他們可塑性強,受傳統教學管理模式影響較小,便于根據其個人發展需求來調整知識獲取方式。
在選定的學生和導師之間進行匹配,遵循自愿組合的原則。導師向學生介紹自己的在研課題或工程項目,并提出自己對學生的具體要求;學生可以向導師介紹自己的興趣特長以及未來的科研或工作設想,供導師選擇和參考。通過這種雙向選擇的方式,分別組建有本科生參與的科研項目研究團隊或工程技術研究團隊。
(二)因材施教、分工指導
研究團隊組建之后,各責任導師負責對團隊學生進行全方位的教導,包括專業理論知識輔導、文獻資料搜集與查閱、工程結構軟件使用、結構試驗技術培訓、結構施工工藝及檢測技術培訓等從事科學研究或工程技術創新工作所需要的基礎知識。
為了確保參加科研創新能力訓練的學生保持正常的本科學習進度,全面協調發展,各團隊的指導教師和研究生們還對團隊的本科生進行了有針對性的課程輔導。
經過大一、大二階段有針對性的培養,筆者團隊的本科生在進入大三、大四之后,基本上掌握了科研活動的基本流程,在團隊科研項目研究和工程問題解決過程中,如項目前期調研、文獻檢索與查新、申請書撰寫(研究內容與技術路線、試驗方案等)、成果總結與發表,以及工程問題的現場技術指導等方面都有本科生的參與和貢獻。在2013-2015年度大學生創新創業訓練計劃項目申報中,筆者團隊的本科生申報的項目全部獲批立項,其中2項為國家級項目。此外,團隊培養的6名有志于讀研的學生,全部獲得讀研資格,其中2名被保送到同濟大學;4名畢業后擬直接參加工作的學生深受實習單位好評,其中2名已和實習單位簽訂了工作協議。
五、結語
高校土木工程專業本科生是我國土建領域專業技術人才的重要后備力量。在當前社會不斷高速發展,科技日新月異,土建工程問題復雜多變的情況下,我們培養的土木工程專業本科生不僅要擁有多學科的知識儲備,還要具備較強的科研創新能力。
本文以鄭州大學土木工程及相近工科專業的本科生為例,通過調查了解了本科生的科研創新能力現狀,分析了其原因,并有針對性地提出了解決途徑:采用多培養目標的教學管理模式、形成以科研創新能力培養為目標的課程教學體系、實行本科生導師制、構建依托科研項目的有本科生參與的科研梯隊。
對上述培養模式的小范圍實踐表明:多目標的教學管理模式在提升本科生科研創新能力的同時也實現了學生的個性化發展;以科研創新能力培養為目標的課程教學和考核體系為本科生科研思維的訓練和科研意識的提高創造了較大的培養空間;導師制和有本科生參與的科研創新梯隊人才培養模式使本科生的發散性思維和創意思想得到了合理引導和使用,是導師、研究生、本科生協同發展、合作共贏的科研創新人才培養模式。
本文為研究型高校土木工程以及相近工科專業本科生的科研能力培養和創新人才體系的建立提供了參考。
[ 參 考 文 獻 ]
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