曾武華 王逢朝 楊焓 張仁巍

摘 要：工程教育專業(yè)認證理念以學生為中心，以成果為導向，堅持持續(xù)質(zhì)量改進，是提高應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然趨勢。在此教育理念的指導下，探討了以全體學生需求為中心的結(jié)構(gòu)設計競賽賽題的設計。以結(jié)構(gòu)設計競賽為平臺，積極開展教學改革探索，研究結(jié)構(gòu)設計競賽在工程教育成果導向中的支撐作用。同時，提出大學生結(jié)構(gòu)設計競賽平臺建設持續(xù)改進的對策。文章提出的思路和措施對于土木工程專業(yè)的應用型人才培養(yǎng)綜合改革具有較好的借鑒意義。

關鍵詞：工程教育；應用型人才；土木工程；結(jié)構(gòu)設計競賽

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）07-0063-03

Abstract： The programmatic accreditation of engineering education based on the new concept of being student-centered， outcome-based and continuous improvement is the future trend for improving talent training quality. In this paper， the design of contest problems of the student-centered structural competition is discussed under the guidance of the concept of engineering education. Based on the platform of structural design competition， the teaching reform is carried out to promote teaching， and the supporting role of the structural design competition in the engineering education is researched. At the same time， the proposals of continuous improvement for the platform of structural design competition are put forward. The ideas and measures provided in this paper have good reference value for the comprehensive reform of training civil engineering applied talents.

Keywords： engineering education； applied talents； civil engineering； structural design competition

引言

在我國走向工業(yè)化社會的進程中，如何培養(yǎng)工業(yè)化發(fā)展所需要的應用型人才是社會各界關注的熱點問題[1，2]。1989年工程教育的國際互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》出臺，為工業(yè)化發(fā)展所需要的應用型人才的培養(yǎng)提供了更寬闊的交流平臺，也對我國提高應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的制度建設提供參考和建議[3-6]。2016年6月，我國正式加入《華盛頓協(xié)議》，以國際標準認證助推工程教育質(zhì)量提升。

工程教育專業(yè)認證體現(xiàn)的核心理念主要包括以下三個方面：第一，以全體學生需求為中心；第二，以培養(yǎng)學生專業(yè)知識能力（包括熟用專業(yè)實務所需的知識、技能及工具等技術(shù)的能力以及具備終身學習，持續(xù)發(fā)展的能力）、專業(yè)實務技能（包括具備專業(yè)所需的實務技能和確實執(zhí)行專業(yè)標準作業(yè)程序的能力）、應用創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作整合能力等綜合實踐創(chuàng)新能力為成果導向；第三，建立持續(xù)改進機制。在構(gòu)建土木工程專業(yè)學生結(jié)構(gòu)設計競賽實踐平臺的過程中，借鑒工程教育專業(yè)認證核心理念對大學生應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全方位設計土木工程專業(yè)大學生結(jié)構(gòu)設計競賽的實踐教學環(huán)節(jié)，使學生在參加結(jié)構(gòu)設計競賽過程中得到多層次的實踐過程訓練。通過大學生結(jié)構(gòu)設計競賽改革實踐，我校大學生在參加2016年福建省結(jié)構(gòu)設計競賽中取得了7項一等獎中的3項，為土木工程專業(yè)的應用型人才培養(yǎng)綜合改革提供較好的借鑒。

一、以學生為中心

以學生為中心的工程教育的目標是圍繞全體學生的培養(yǎng)，核心任務是提高應用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。然而，通過觀察各國工程教育的實踐經(jīng)驗和應用型人才的成長過程可以看出，高質(zhì)量的應用型人才培養(yǎng)不僅需要工程教育內(nèi)部的努力，更需要從工程教育外部整合高校、政府、企業(yè)、專業(yè)學會等各個相關利益群體的力量[7]。因此，通過構(gòu)建以全體學生需求為中心的結(jié)構(gòu)設計競賽為平臺，可以加強高校、政府、土木工程學會及行業(yè)間的交流與合作，共同參與土木工程專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)。

為了使全體學生參與實踐鍛煉的需求得到滿足，結(jié)構(gòu)設計競賽賽題應當要具有普遍適應性。表1～表3列出了部分賽區(qū)的大學生結(jié)構(gòu)設計競賽賽題資料。從表1～表3可以看出：首先，結(jié)構(gòu)設計競賽賽題設計的結(jié)構(gòu)模型形式豐富，包括建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、塔結(jié)構(gòu)等常用結(jié)構(gòu)形式，與工程問題聯(lián)系緊密。其次，模型制作的主要材料發(fā)展趨勢為采用竹材，原材料成本相對不高，并且這也充分體現(xiàn)了綠色環(huán)保的時代主題。全國各高校通過搭建校級、省級以及國家級等不同層次的結(jié)構(gòu)設計競賽平臺，不僅充分發(fā)揮學生的才能，同時也燃起他們的學習熱情、激發(fā)學習興趣[8]。結(jié)構(gòu)設計競賽的內(nèi)容應當包括結(jié)構(gòu)模型計算書（該部分內(nèi)容通常包括設計構(gòu)思、模型設計圖紙和理論分析）、結(jié)構(gòu)模型制作、結(jié)構(gòu)模型加載以及現(xiàn)場陳述與答辯等，競賽設計內(nèi)容需要根據(jù)對學生的期望而設計，充分體現(xiàn)以全體學生需求為中心的工程教育新理念。

二、以綜合實踐創(chuàng)新能力為成果導向

結(jié)構(gòu)設計競賽把學生能力的培養(yǎng)當作教育質(zhì)量之本，通過結(jié)構(gòu)設計競賽平臺的搭建，實現(xiàn)大學生在參加結(jié)構(gòu)設計競賽過程中綜合實踐創(chuàng)新能力的提高。學生參加結(jié)構(gòu)競賽的成果除了模型作品外，還需要說明作品設計構(gòu)思，給出模型設計效果圖、施工圖紙以及對模型結(jié)構(gòu)預期破壞情況進行預測分析，另外，還需要對結(jié)構(gòu)模型進行加載以及現(xiàn)場陳述與答辯等過程。因此，通過整個結(jié)構(gòu)設計競賽過程各個環(huán)節(jié)的鍛煉，學生各方面能力得到綜合培養(yǎng)。

（一）熟用土木工程專業(yè)知識的能力

大學生結(jié)構(gòu)設計競賽要求綜合運用工程制圖、理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學、地震工程學、土木工程材料、結(jié)構(gòu)設計原理等土木工程綜合性專業(yè)知識。在給定的題目范圍內(nèi)，如何熟用土木工程專業(yè)實務所需的知識、技能及工具等技術(shù)的能力正確地進行結(jié)構(gòu)分析，如何正確選擇最佳的結(jié)構(gòu)體系、桿件線型和截面形式，并進行不斷優(yōu)化設計，得到用料省、制作簡單等綜合性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)模型。通過結(jié)構(gòu)設計競賽的參與，促進學生對土木工程綜合性專業(yè)知識的學習，達到熟用土木工程專業(yè)知識的能力。

（二）使用現(xiàn)代工具模擬分析的能力

大學生結(jié)構(gòu)設計競賽要求土木工程專業(yè)學生能夠針對給定的結(jié)構(gòu)設計競賽題目，解決復雜的工程實際問題。這就要求學生能夠選擇與熟練使用恰當?shù)脑O計分析軟件，對設計的結(jié)構(gòu)模型進行加載后破壞形式、位置等問題的預測與模擬，并能夠通過加載試驗驗證和理解其局限性。熟用土木工程專業(yè)知識為結(jié)構(gòu)設計提供了理論基礎，但結(jié)構(gòu)分析過程更多的是使用有限元軟件（如MIDAS、SAP2000、ANSYS等）模擬分析。運用現(xiàn)代工具不僅可以大大減少人工工作量，而且可以減少試驗過程中材料的浪費，并模擬出很多人工難以實現(xiàn)的工程。通過結(jié)構(gòu)設計競賽的參與，促進學生對現(xiàn)代工具學習與使用，達到具備使用現(xiàn)代工具模擬分析的能力的目的。

（三）應用專業(yè)知識創(chuàng)新設計解決的目的方案的能力

大學生結(jié)構(gòu)設計競賽要求學生從土木工程專業(yè)基礎知識出發(fā)，充分發(fā)揮想象力，根據(jù)競賽題目要求設計合理的結(jié)構(gòu)體系，充分發(fā)揮材料的力學特性。學生通過實際動手操來作制作模型，并且對制作的模型進行試加載試驗，觀察和分析模型破壞形態(tài)，不斷地從失敗過程中對模型進行改進，創(chuàng)新性地設計出新穎結(jié)構(gòu)模型，從而提高解決問題的能力，并且對于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大大有益[9]。通過結(jié)構(gòu)設計競賽的參與，促進學生應用創(chuàng)新能力的提高。

（四）個人和團隊協(xié)調(diào)整合的能力

大學生結(jié)構(gòu)設計競賽要求學生組成團隊共同完成模型的制作和加載全過程。因此，通過大學生結(jié)構(gòu)設計競賽平臺，培養(yǎng)學生具備良好的計劃管理、有效溝通與團隊合作的能力，具備跨管理、經(jīng)濟等建筑工程相關領域統(tǒng)籌、整合的能力，能夠利用畫圖軟件繪制施工圖紙，并進行有效溝通的能力。結(jié)構(gòu)設計競賽要求學生設計、制作以及現(xiàn)場加載模型，如何進行合理分工，從而充分發(fā)掘和利用參賽選手各自的特長。通過結(jié)構(gòu)設計競賽的參與，促進學生個人和團隊協(xié)調(diào)整合能力的提高。

三、結(jié)構(gòu)競賽平臺建設持續(xù)改進對策

（一）建立全體學生為中心的競賽管理制度

為順應當前工程教育的發(fā)展，教育工作者首先應該端正人才培養(yǎng)理念，要求全體教師與教學管理人員在結(jié)構(gòu)設計競賽全過程中貫徹“以全體學生需求為中心”的理念。結(jié)構(gòu)設計競賽賽題的制定應根據(jù)行業(yè)和社會需求，以及學校的地域特點和培養(yǎng)人才的目標綜合考慮。另外，大學生結(jié)構(gòu)設計競賽作為第二課堂，學校應將競賽和學生的綜合考評結(jié)合起來，并給以一定的學分認定。

（二）建立競賽與課堂教學相結(jié)合的互動機制

結(jié)構(gòu)設計競賽要求學生完成結(jié)構(gòu)模型設計書，包括設計構(gòu)思、模型設計圖紙和理論分析。因此，可以把結(jié)構(gòu)設計競賽的機制與課程設計的教學組織方式結(jié)合起來，土木工程專業(yè)中的大多數(shù)課程設計都可以引入結(jié)構(gòu)設計競賽的平臺。另外，土木工程實驗室可依托結(jié)構(gòu)設計競賽活動，開放為學生參與科研型、自選實驗型等多種形式[10]。并且，結(jié)構(gòu)設計競賽的試驗加載裝置也可以集中起來，為力學課程、結(jié)構(gòu)設計課程等提供實踐平臺。

（三）建立有效的質(zhì)量監(jiān)控體系與反饋機制

結(jié)構(gòu)設計競賽平臺質(zhì)量監(jiān)控體系可以充分考慮“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，充分融合大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息網(wǎng)絡技術(shù)手段，用數(shù)據(jù)事實說話。從結(jié)構(gòu)模型設計制作整個過程，始終堅持邀請一線工程師指導，使得設計成果更符合工程實際，培養(yǎng)學生工程意識和素養(yǎng)。整合高校、政府、企業(yè)、專業(yè)學會等各個相關利益群體的力量，形成有效的評價反饋機制。

四、結(jié)束語

隨著高等教育改革的不斷深入，應用型本科的工程教育引起了人們廣泛關注。在工程教育培養(yǎng)應用型人才的新理念指導下，通過建立并完善大學生結(jié)構(gòu)設計競賽平臺，我校在2016年福建省結(jié)構(gòu)設計競賽中取得了3項一等獎，2項二等獎以及3項三等獎。同時，通過以能力為導向，為社會培養(yǎng)了適應行業(yè)和企業(yè)需要的工程實踐能力強、知識面寬、綜合素質(zhì)高的土木工程專業(yè)實用型人才。

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