中美土木工程本科創(chuàng)新實驗教學(xué)體系對比分析

1、中美土木工程本科創(chuàng)新實驗教學(xué)體系對比分析摘要：介紹了美國加州大學(xué)伯克利分校及東南大學(xué)土木工程專業(yè)本科創(chuàng)新(創(chuàng)新論文)實驗教學(xué)體系的基本情況，通過對比找出我國與國際一流土木工程專業(yè)高校實驗創(chuàng)新教學(xué)的差距，尋求解決的途徑。analysis。引言未來2O年(20112030年)是中國重要的發(fā)展機遇期，面對未來20年的挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)具有“專業(yè)扎實、創(chuàng)新能力強、協(xié)作敬業(yè)、恪守道德和具有國際化視野”的土木工程專業(yè)人才，吸引更多優(yōu)秀人才加入土木工程行業(yè)，在繼承和發(fā)展之間，承擔(dān)更大的職責(zé)，展示更多的領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)才華，土木工程教育面臨巨大挑戰(zhàn)!教育部要求“面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)卓越工程師后備人才”，

2、并于2010年啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，東南大學(xué)作為以工科著稱的985高校，已被列入“卓越工程師計劃”首批高校名收稿日期：20110406基金項目：東南大學(xué)實驗室建設(shè)與管理重點項目(2010L005)作者簡介：徐明(1972一)，男，黑龍江大慶人，博士，高級工程師實驗室副主任，主要研究方向為土木工程實驗室技術(shù)與管理。Te1：；Email：xumingseueduca單?！白吭焦こ處熡媱潯币蟆皬娀囵B(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力及國際化視野”，根據(jù)這一要求，現(xiàn)行“以理論教學(xué)為主，以實驗教學(xué)為輔”的土木工程傳統(tǒng)實驗教學(xué)體系已經(jīng)不能滿足其要求，必須對土木工程本科實驗教學(xué)體系予以革新。一以“工程

3、化”為教育主線的美國工程教育走在世界的前列。從20世紀(jì)80年代末美國許多著名高校開始進行工程教育改革，改革工程教育逐漸科學(xué)化、理論化的模式，強調(diào)“科學(xué)回歸工程”的教育理念，突出工程教育中的實踐教學(xué)地位，提出加強學(xué)校和社會的聯(lián)系，在人才培養(yǎng)過程中加大工程實踐教學(xué)的比例，加強學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。這與教育部“卓越工程師計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)是基本相同的。因此，美國著名工程類高校在工程教育改革中的很多經(jīng)驗是我們可以充分借鑒的。加州大學(xué)伯克利分校作為美國著名的工程類高校，在美國土木工程專業(yè)院校中連續(xù)多次排名第一，其土木工程專業(yè)教學(xué)從硬件到軟件、從教學(xué)體系到教學(xué)方法和教學(xué)手段，多渠道為學(xué)生獲得工程實踐能力提

4、第11期徐明，等：中關(guān)土木工程本科創(chuàng)新實驗教學(xué)體系對比分析75練學(xué)生專業(yè)素質(zhì)所必須的力學(xué)類核心基礎(chǔ)課程的相關(guān)基本知word格式論文識、基本方法、基本技能。第二模塊（專業(yè)基礎(chǔ)實驗?zāi)K）：包括土力學(xué)實驗、土木工程材料實驗、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理實驗，通過規(guī)范、系統(tǒng)的基礎(chǔ)課程的實驗訓(xùn)練，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細致的科學(xué)工作作風(fēng)和科研動手能力；通過進一步掌握實驗設(shè)計、裝置準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集和處理、結(jié)果分析和報告的方法，了解科學(xué)創(chuàng)新的基本過程，增強工程創(chuàng)新的意識。第三模塊（專業(yè)實驗?zāi)K）：包括土木工程結(jié)構(gòu)試驗與檢測、路基路面試驗檢測、地下結(jié)構(gòu)工程試驗檢測、現(xiàn)代施工技術(shù)與預(yù)應(yīng)力技術(shù)實驗、土木工程拓展實驗及工程信息管理（信

5、息管理論文）實驗等，通過專業(yè)課程實驗、大型綜合實驗、課程設(shè)計等綜合實踐環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力，從而增強綜合判斷意識與能力，增強工程與技術(shù)素養(yǎng)。具體實驗課程，例如：土木工程材料課程，每周有2.5個學(xué)時的授課和1個學(xué)時的實驗；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程，每周有5個學(xué)時的授課和0.5個學(xué)時的實驗。2.2本科生創(chuàng)新實驗計劃近年來學(xué)校多渠道為有科學(xué)研究興趣的學(xué)生提供從事科學(xué)研究的機會。實驗中心定期在網(wǎng)上公布一些創(chuàng)新型實驗項目，供有興趣且學(xué)有余力的學(xué)生前來完成。學(xué)生可以針對自己感興趣的課題，申請國家、省、學(xué)校、學(xué)院4級創(chuàng)新實驗計劃的資助，開展相關(guān)的研究工作。近2年，學(xué)生自

6、主立項課外科研項目130項，年均60項以上。這些項目包括院級和校級101項、國家級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目20項，約500人次參加了自主立項課外科研項目的研究。土木學(xué)院教師每年完成國家、省部級科研項目數(shù)十項，同時很多教師參加了國內(nèi)重點工程的科技（科技論文）攻關(guān)。每年約有80名以上的研究生在實驗中心開展科研實驗項目。實驗中心鼓勵本科學(xué)生參加實驗中心完成的研究生實驗項目。由于這些實驗研究本身所具有的創(chuàng)新性，開拓了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生解決實際工程問題的能力。2 3學(xué)科競賽學(xué)校開展1年一度的力學(xué)競賽、材料力學(xué)實驗競賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競賽等學(xué)科競賽活動。其中，材料力學(xué)實驗競賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、結(jié)

7、構(gòu)創(chuàng)新競賽由學(xué)生自由組隊并提出設(shè)計方案，學(xué)院組成專家委員會，面向所有參賽者對所有方案進行點評并評選，選擇創(chuàng)新性較強的方案進行重點資助，對于完成情況較好的命題報送省、地區(qū)和全國比賽。通過點評，所有參賽學(xué)生了解了自己和他人方案的優(yōu)點、缺點和改進方向，不僅有利于提高學(xué)生的方案水平，而且很大程度上激勵了他們的學(xué)習(xí)興趣。5年來，獲得省部級以上備類競賽獎勵150人次，其中國家級的力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽一等獎10人次。2010年更是連續(xù)獲得江蘇省結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽一等獎2項，二等獎一項；華東地區(qū)高校結(jié)構(gòu)設(shè)計邀請賽唯一的一等獎；第四屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽一等獎第一名；首屆全國大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實驗競賽一等獎第一名。3 兩

8、校創(chuàng)新實驗教學(xué)體系對比分析（1）實驗課程設(shè)置。東南大學(xué)的課程設(shè)置比加州大學(xué)伯克利分校更為系統(tǒng)，明確劃分了3個模塊的實驗課堂教學(xué)體系。但是針對具體兩校都設(shè)置的實驗課程，我們的差距主要體現(xiàn)在理論與實驗課程的課時比例上。例如工程結(jié)構(gòu)設(shè)計課程東南大學(xué)理論與實驗課的比例是5:0.5,加州大學(xué)伯克利分校的比例是2:3。由此可以看出，美國高校更注重學(xué)生實際動手能力及在實踐中發(fā)現(xiàn)問題解決問題能力的培養(yǎng)，而國內(nèi)高校更注重學(xué)生基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)。因此在今后的教學(xué)計劃制定中，應(yīng)加大實驗課程的比例，改變原有的一味通過課堂灌輸，講授專業(yè)知識的方式。(2) 大學(xué)生參加科研活動的機會。近年來通過國家、省、學(xué)校及學(xué)院4級的創(chuàng)

9、新實驗計劃資助，國內(nèi)高校在為本科學(xué)生提供科研創(chuàng)新平臺方面與美國高校的差距在逐漸縮小。同時國內(nèi)工程建設(shè)規(guī)模遠大于美國，許多教師參加了國內(nèi)重點工程項目的科技攻關(guān)，為廣大本科生提供了很好的接觸實際工程的機會。因此，在這一方面我們有著自身的優(yōu)勢，應(yīng)按照現(xiàn)有的思路繼續(xù)走下去。(3) 學(xué)科競賽。雖然國內(nèi)高校的競賽次數(shù)及規(guī)模均要比美國高校多，但是美國高校的學(xué)科競賽與實際工程更接近，更能鍛煉學(xué)生的實際動手能力；國內(nèi)高校的競賽則更注重學(xué)生基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)及基本結(jié)構(gòu)概念的掌握。例如美國高校的混凝土劃艇競賽，比賽采用混凝土澆筑實體模型，鍛煉了學(xué)生混凝土設(shè)計、施工技術(shù)，做好的模型可以實際應(yīng)用，更接近于實際工程。我國的全

10、國大學(xué)生結(jié)構(gòu)競賽一般采用比較小的模型，材料一般是有機玻璃、木材、紙張等，與實際工程所用材料有較大不同，且做好的模型不能實際應(yīng)用，主要以鍛煉學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計概念為主。因此，今后高校學(xué)科競賽中如何讓比賽更接近于實際工程，突出學(xué)生實際解決工程問題能力的培養(yǎng)是我們努力的方向。(4) 研修課程。一直以來這是國內(nèi)高校的短板，針對不同年級、不同層次的學(xué)生開設(shè)不同類型的研修課程，是我們急待解決的問題。(5)職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練。加州大學(xué)伯克利分校的職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練計劃給了我們很好的啟發(fā)，工程類高校所培供足夠的鍛煉機會和條件。東南大學(xué)作為以工科著稱的985高校，在國內(nèi)土木工程專業(yè)院校中始終排名前5名，2008年底被評為國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)單位。本文通過對這兩所高校土木工程專業(yè)本科創(chuàng)新實驗教學(xué)體系的對比分析，找出我們與國際一流高校在土木工程專業(yè)實驗教學(xué)方面的差距，尋求解決的途徑。1加州大學(xué)伯克利分校的創(chuàng)新實驗教學(xué)體系加州大學(xué)伯克利分校土木工程專業(yè)本科課程4年要完成最少120個學(xué)分。其本科創(chuàng)新實驗教學(xué)主要分為以下幾個層次。1.1課程實驗課程實驗主要包括工程力學(xué)、工程材料結(jié)構(gòu)與特性、結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計等課程的實驗。例如：工程材料結(jié)構(gòu)與特性課程，每周有2個學(xué)時的授課和3個學(xué)時的實驗。主要講授土木工程材料的結(jié)構(gòu)和特性。實驗主要是測試各種條件下材料的性能。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計