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本專業主要培養具備能從事各類工程建設的場地評價,巖土體特性分析,特種地基加固處理,地質災害評價與治理等地質工程領域的各項工作的高級工程技術人才。
二、培養要求
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
具有較扎實的自然科學基礎,了解當代科學技術的主要方面和應用前景,熟悉地質工程勘察、設計施工。 掌握工程地質、工程力學、巖土力學的基本理論,地下工程、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識,掌握有關電工、工程測量與試驗、施工技術與組織等方面的基本知識。具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的能力;具有綜合應用各種手段(包括外語工具)查詢資料、獲取信息的初步能力。熟悉國家有關工程勘察,建筑工程等方面的政策、規范和法規。具有進行工程勘察、設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干學科 地質工程
四、主要課程
英語、高等數學、大學物理、普通化學、計算機基礎、材料力學、結構力學、巖土力學、建筑材料、鋼筋混凝土結構、道路勘測與設計、地下結構、施工技術與施工組織、地質工程經濟與企業管理。
五、主要實踐性教學環節(內容、要求)
設計1——鋼筋混凝土課程設計
時間:1周
內容:鋼筋混凝土結構
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握鋼筋混凝土結構設計的基本原理、方法和步驟。受到鋼筋混凝土結構設計的初步訓練。設計分兩部分進行,一部分為鋼筋混凝土樓蓋設計,一部分為單層廠房結構設計。要求學生完成相應的計算說明書及結構設計圖紙。
設計2——巖土體工程課程設計
時間:1周
內容:巖土體穩定性評價、巖土體工程設計
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握巖土體穩定性評價及巖土體工程設計的原理、方法和步驟,受到巖土體工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下,完成相應的計算說明書和設計圖紙。
設計3——基礎工程設計
時間:1周
內容:根據工程地質勘察報告及有關資料選擇基礎方案,并進行設計、計算、繪出施工圖。
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握基礎工程設計的原理、方法和步驟。受到基礎工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下,完成相應的計算說明書和設計圖紙。
測量實習,安排在第5學期,時間1周,內容為工程測量,要求學生在實習結束后,編寫一份實習報告。
認識實習,安排在第4學期,時間3周,內容為地質認識實習。
教學實習,安排在第6學期,時間7周,內容包括工程地質勘察、原位測試、室內資料分析與整理。要求編寫一份實習報告。
畢業實習及畢業設計(論文),安排在第8學期,時間12周。
畢業實習及畢業設計(論文)是實現本科培養目標的重要階段,是學生學習、研究與實踐成果的全面總結,也是對學生綜合素質與工程實踐能力培養效果的全面檢驗。通過畢業實習和畢業設計(論文),使學生達到工程師工作能力的初步訓練。
要求:選題盡可能結合生產實踐,做到一人一題,要求學生在教師的指導下,獨立完成畢業設計(論文)。
答辯:畢業設計(論文)完成后,由系統一組織答辯。
六、主要實驗
室內試驗(巖土物理力學性質測試、建筑材料試驗等)、野外現場試驗(巖土物理力學性質現場原位測試、工程監測及檢測等)
七、最低畢業課內總學時:2500學時
最低畢業總學分:模塊A:176學分+分 模塊B:178學分+7學分
基于培養學生工程應用能力的目的,制定了土木工程專業人才計劃,2007版土木工程專業教學計劃的知識體系結構由三大部分組成,分別是通識教育、專業教育和綜合教育,其中專業教育又分為專業基礎教育和專業方向的課程教育,總學時共計2500學時。其中通識教育1312學時,占總學時52.5%;專業基礎854學時,占總學時34.2%;專業課334學時,占總學時13.4%。該培養計劃在理論教學、實踐教學改革方面進行了許多探索和實踐,主要的工作包括以下6點。
知識、能力、素質三位一體的理論教學體系
以知識結構、知識點、實現方法為基礎設置理論課程,形成了“知識、能力、素質”三位一體的理論教學體系。
1通識教育
通識教育包括人文、社會科學基礎知識、自然科學基礎知識、體育知識、外語知識、經管知識、計算機信息技術等相關內容。
2專業教育
1)工程技術基礎知識。開設有材料力學、畫法幾何與建筑制圖、理論力學等3門主干必修課程以及電工學、流體力學、彈性力學B等3門限定選修課程,共計20學分。要求學生掌握理論力學、材料力學的基本原理和分析方法;掌握流體力學(水力學)的基本原理和分析方法,畫法幾何基本原理,電工學的基本理論,彈性力學的基本原理和分析方法。2)專業基礎知識。開設有土木工程材料、土力學、基礎工程、結構力學、工程地質、混凝土結構設計原理、房屋建筑學等7門主干必修課程,土木工程概論、工程測量2門非主干必修課程,專業外語、土木工程CAD等2門非主干限定選修課程。要求學生了解土木工程專業基礎知識,為進一步學習各專業方向知識打下堅實基礎。3)專業方向知識。土木工程專業知識教育按照建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程、巖土工程等4個專業特色方向教學。
多層次一體化的實踐教學體系
人才培養體系重視實踐環節,實踐環節時間共計40周。通識實踐環節包括人文社會科學實踐3周(3學分)、金工實習1周(1學分)、計算機基本技能訓練1周(1學分)。專業實踐包括混凝土結構原理課程設計等共10周(10學分),測量實習2周(2學分),認識實習、生產實習、畢業實習7周(7學分),畢業設計(論文)16周(16學分)。此外,還專門設置課外實踐5學分,安排學生從事暑假社會實踐、公益勞動等課外實踐活動。除學校安排的實踐活動外,土木工程專業結合專業特點,組織學生參加省土木建筑學會舉辦的優秀畢業設計大賽,并舉辦大學生創新性實驗計劃等活動,加深學生對所學知識的理解,激發學生對土木工程專業的學習興趣。實踐環節是培養學生工程應用能力和創新精神的重要途徑,根據土木工程學科和專業特點,利用西部礦井開采與災害防治教育部重點實驗室、土木工程實驗中心、巖土工程省級實驗教學示范中心、校內巖土工程訓練中心以及校外實踐教學基地,搭建了土木工程專業實踐教學平臺。培養體系采用室內實驗、校內實訓、認識實習、生產實習、畢業實習、課程設計、畢業設計、科研活動、學科競賽等“多層次”的實踐環節培養學生的實踐能力,形成“一體化”的實踐教學體系。
“設計型”題目和“科研型”項目結合的課程設計教學改革
在改革與實踐過程中,根據土木工程專業4個不同的特色方向,探索了“設計型”題目和“科研型”題目在課程設計中的應用,編制了建筑工程方向“鋼結構”與“鋼筋混凝土整體式肋梁樓蓋”課程設計、巖土工程方向“基礎工程”與“隧道工程”課程設計、道路與橋梁工程方向“鋼筋混凝土簡支T型梁”與“等截面懸鏈線砼箱形無鉸板拱橋”課程設計任務書與考核標準。地下工程方向延續了礦井建設專業的教學內容,編制了礦井建設中的”建井工程結構立井井架”課程設計任務書與考核標準。
基于全面質量管理(TQC)理論的畢業設計教學改革
基于全面質量管理(TQC)理論,開展畢業設計的全過程質量控制,在本科畢業設計環節中,分別采用了指導教師雙向遴選制度、設計題目多樣化、嚴格的開題報告制度以及多環節答辯制度,同時說明書和繪圖采用手寫與打印相結合形式,達到了管理的制度化,避免了管理中的隨意性;同時發揮巖土工程、地下工程兩個優勢學科科研實力強的特點,在優秀本科生中選取重要科研課題中的問題作為本科畢業論文選題的做法提高了學生的科研能力,擴大了我校社會影響,提高了就業率。畢業設計選題多樣化,真正實現“真刀真槍”做設計。同時要求畢業設計必須有電算內容,配備了各專業方向的電算教學軟件,保證了畢業設計既有電算又有手算的特點,提高了學生專業軟件的應用能力。編輯出版了《土木工程專業畢業設計指導叢書》。制定了土木工程專業畢業設計指導教師遴選標準、開提報告撰寫標準、答辯基本規程、撰寫標準、質量監控評價標準、評分標準、二次答辯基本規程等一系列畢業設計管理文件。
“多渠道一體化”的學生創新精神培養體系
搭建創新精神培養平臺,采用多手段培養學生的創新意識和創新能力,通過“雙師型”教師隊伍培養、建立高水平學術梯隊、提高教師科研能力、本科生參加科研活動、本科生參加學科競賽活動、本科生參加創新性實驗計劃等多種渠道對學生的創新精神進行一體化培養。
1.課程設計的實踐
課程設計是學生對已學知識進行融會貫通的重要環節之一,在此,重點探討結構類課程設計的實施。目前,南通大學杏林學院結構類課程設計主要有樓蓋結構設計、基礎課程設計、混合結構課程設計以及鋼結構課程設計,學生在做這些設計的過程中,理論計算掌握得比較好,也具備一定的計算能力,但是定性分析、概念設計能力嚴重不足,特別是表現方法欠缺。[2]在有關結構設計專業課程的學習階段,雖然一直強調結構設計中概念設計、構造措施與結構計算同樣重要,但主要學習內容還是結構計算,而概念設計要求有深厚的理論基礎和豐富的實踐經驗,構造要求大多是些枯燥的條文,學生不易理解和掌握。由于忽視或沒有掌握結構設計的構造要求,加上前期的建筑制圖、建筑構造知識點掌握不夠扎實,學生的課程設計成果往往與工程設計要求相差甚遠。針對存在的問題,在課程設計的實施中采取如下措施進行完善:(1)編制課程設計指導書。指導書的編制結合設計實例將相關的規范條文及其應用方法加以強調和詳細說明;同時對學生的課程設計成果提出施工圖的深度要求,要求無論是表達內容還是表現方法都需要與實際工程施工圖相接軌。(2)增加工程案例教學環節。如在指導基礎課程設計時,結合南通大學主校區多幢新建教學樓的基礎選型、基礎的設計和基礎的施工圖的表達進行講解,通過對實際工程的理解,引導學生在理解基本概念、原理的基礎上參考實例進行課程設計,同時使學生從中體會到如何將書本知識運用于工程實踐。(3)課程設計任務書多樣化。在達到設計要求、工作量相當的前提下,布置的設計任務盡可能呈現多樣性,精心構思,由原有的一個班一個任務書的模式,變換為4~5人一個任務書,這樣,既培養了學生學習的主動性,也可避免少部分學生相互抄襲的現象。采用了小組下達課題的方式,其效果較好。
2.畢業設計的有效實施
土木專業畢業設計是全面考查學生綜合運用所學知識解決實際問題和進行知識創新的主要途徑,是理論與實踐相結合的重要環節,是提高學生工程能力的一次綜合訓練,其重要性不言而喻。南通大學杏林學院在畢業設計題目的選取上,根據學生的就業意向,分為建筑設計類、施工類及科研論文類供學生選擇。以建筑設計類課題為例來說明其實施。建筑設計類課題主要有教學樓設計、辦公樓設計、廠房設計和生產辦公綜合樓設計,選題來自實際工程,為常用民用建筑,課題要求學生完成全套建筑和結構圖紙,同時要求手算整體結構中的一榀框架、電算整個工程結構,訓練內容廣,能訓練學生綜合運用所學專業知識解決實際問題的能力,對學生進行常規的工程訓練,從而具備土木工程專業的基本功,盡可能做到與實際工程的零距離接觸,“真刀真槍”做畢業設計。為了引導學生順利完成畢業設計,南通大學杏林學院在多年的實踐中,摸索出了一套行之有效的辦法。畢業設計指導教師除了進行常規的答疑外,根據設計的不同階段給學生做專題輔導,依照進度,依次講解“建筑設計方法與制圖要求”、“建筑防火要求”、“結構布置方法與傳力途徑”、“框架計算簡圖的確定”、“一榀框架的計算方法”以及“平法施工圖需表達的內容”等等,講解中引導學生逐漸熟悉相關規范和規程。由于能根據學生的進度分階段講解,并根據實際工程作案例教學,畢業設計收到較好的效果。建筑行業已經實行注冊工程師制度,用人單位的資質與各類注冊工程師的數量密切相關,畢業生在從業的過程中,如果不具備考取注冊工程師的潛能,在未來的競爭中將處于劣勢。為了加強學生的市場競爭力,在土木09級畢業設計實施中,首次增加了結合注冊建造師和注冊結構師的相關知識點對學生的考核,考核分為基礎知識部分和專業部分,其考核成績納入畢業設計成績。該舉措目前正處在試行階段,其效果有待時間來檢驗。
二、土木工程專業課程實踐教學的幾點探討
1.人文與社會科學課程的研究
在土木工程專業教學中,針對步入土木工程專業教育之初的學生,對如何逐步引導他們從建筑、結構乃至施工全面地認識建筑物,在教學的各個環節都下了很大功夫。除了相關課程的設置外,還有認識實習、生產實習、畢業實習等實踐環節,但對于如何引導他們從孤立地認識事物過渡到全面、正反面、從各個層面去認識和解釋事物上下功夫不足,哲學課與土木專業教育脫節。應當把哲學、認識實習及生產實習等作為一個教學體系研究,使學生從專業入門時養成求真務實、辯證認識事物的態度。在高年級實踐環節中,應加強背景調查分析,引導學生在多種因素中尋找出最佳方案,培養判斷分析能力和解決問題的能力。
2.綜合性課程設計的研究
在課程設計的選題上,由于每個課程設計時間從一周到二周不等,時間短,任務重,選題往往把真實工程作了簡化,這樣容易造成學生在設計中整體與局部、理論與實際的脫節。這就需要研究如何將課程設計的整體概念具體體現到各個課程設計中去,能使學生所學的知識實現從點到面、從局部到整體的順利過渡,讓課程設計成為一個有機的整體,而不是各個孤立的教學環節。[3]
3.工程教育師資隊伍的研究