黃崇偉

摘要：?針對(duì)我國(guó)工程教育培養(yǎng)學(xué)生存在的實(shí)踐能力薄弱、團(tuán)隊(duì)合作精神不足等短板，以及用人單位、教師及學(xué)生對(duì)教育質(zhì)量的評(píng)價(jià)錯(cuò)位等問(wèn)題，在分析“路基路面工程”課程教學(xué)存在的學(xué)生專業(yè)知識(shí)不扎實(shí)、授課教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏及教學(xué)培養(yǎng)方向落后等教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新基于國(guó)際工程教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念，提出了基礎(chǔ)知識(shí)、職業(yè)技能和職業(yè)道德、人際交流能力、解決工程實(shí)際問(wèn)題能力等17項(xiàng)培養(yǎng)指標(biāo)，并提出了在教學(xué)大綱、教學(xué)輔助、設(shè)計(jì)實(shí)踐及科研引導(dǎo)方面的教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新，以培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)乃至國(guó)際上工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測(cè)用人單位需求的畢業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：?“路基路面工程”課程; 教學(xué)理念; 教學(xué)實(shí)踐; 教學(xué)創(chuàng)新

中圖分類號(hào)： G 642.0? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1009-895X（2020）02-0184-05

DOI： 10.13256/j.cnki.jusst.sse.2020.02.015

Research on Teaching and Innovation of the Course

“Subgrade and Pavement Engineering”

HUANG Chongwei

（Business School， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract：

In our country，engineering education has shortcomings such as weak practical ability，insufficient team spirit，and misplaced evaluation of education quality by employers，teachers and students，etc.The authors analyzed the students insufficient qualified professional knowledge in the course of “Subgrade and Pavement Engineering” as well as the teachers poor practical experience and somewhat misleading training.And then，we carried out an innovated teaching philosophy based on the international training standard of engineering education.Seventeen training indicators had been put forward，including basic knowledge，vocational skills and professional ethics.The innovatied teaching practice was based on new teaching syllabus，supplementary teaching，project design practice and scientific research guidance so that our graduates could meet the needs of engineering design，construction，supervision and testing employers.

Keywords：

“Subgrade and Pavement Engineering”; teaching philosophy; teaching practice; teaching innovation

我國(guó)目前已是名副其實(shí)的教育大國(guó)，截至2016年，我國(guó)普通本科高校已達(dá)1 237所，招生規(guī)模405萬(wàn)，在校生規(guī)模突破1 613萬(wàn)[1]。我國(guó)目前也是世界工程教育大國(guó)，2014年工科本、?？茖I(yè)數(shù)分別達(dá)15 718個(gè)和23 875個(gè)[2]，位居世界第一。

然而，研究報(bào)告表明，我國(guó)工科畢業(yè)生與國(guó)際培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)還存在一定的差距[2]。一方面，用人單位、教師和學(xué)生對(duì)培養(yǎng)質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果存在錯(cuò)位，綜合素質(zhì)滿意度分別為68.29、71.7和73.53;另一方面，按照CDIO工程教育國(guó)際培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)工科畢業(yè)學(xué)生在“設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案”“溝通”兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)本科畢業(yè)生僅為64%和63%，在工程實(shí)踐、國(guó)際視野、競(jìng)爭(zhēng)與合作方面存在明顯短板;主要原因是我們工科教育從教師到學(xué)生缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新精神，我國(guó)工科教育在這方面正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

鑒于此，筆者選擇從教的“路基路面工程”課程，嘗試從國(guó)際培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)給出新的教育理念和教學(xué)方案，從增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作入手，培養(yǎng)適合工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測(cè)用人單位的人才。

一、“路基路面工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀

（一）學(xué)生專業(yè)知識(shí)掌握不牢

“路基路面工程”課程有綜合性強(qiáng)、涉及學(xué)科多、工程涵蓋廣等特點(diǎn)。在學(xué)習(xí)“路基路面工程”之前，學(xué)生不僅應(yīng)先掌握道路建材、土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、道路勘測(cè)、工程制圖等專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容，還應(yīng)先有理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)及有限元等基礎(chǔ)力學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備。“路基路面工程”課程學(xué)習(xí)內(nèi)容不僅涉及到國(guó)家及交通行業(yè)的相關(guān)法律法規(guī)、規(guī)章制度及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還設(shè)計(jì)到水利行業(yè)、建筑行業(yè)等行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。且相關(guān)概念龐雜、知識(shí)點(diǎn)深?yuàn)W、內(nèi)容枯燥、理論抽象等原因，導(dǎo)致學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)不牢。

國(guó)內(nèi)某高校針對(duì)“路基路面工程”教學(xué)效果的調(diào)研表明[3]，有63.9%的學(xué)生可在獨(dú)立或小組討論基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，但也有30.4%的學(xué)生通過(guò)參考其他人的成果完成，更有5.7%的學(xué)生復(fù)制其他人的報(bào)告。也就是說(shuō)，在“路基路面工程”教學(xué)成果調(diào)研中，有接近40%的同學(xué)并未掌握相關(guān)知識(shí)內(nèi)涵。

（二）授課教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏

目前我國(guó)高校教師構(gòu)成主要以博士或碩士為主，理論知識(shí)扎實(shí)，但他們?cè)趨⒓庸ぷ髦耙彩且幻麑W(xué)生，從學(xué)校中來(lái)到學(xué)校中去，其知識(shí)基本從課本和學(xué)術(shù)研究中獲得。目前絕大部分擔(dān)任“路基路面工程”課程教學(xué)的教師并未真正參加過(guò)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測(cè)環(huán)節(jié)，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏。這將導(dǎo)致教學(xué)與實(shí)際結(jié)合不緊、把握工程核心問(wèn)題不準(zhǔn)、授課內(nèi)容枯燥乏味等問(wèn)題，也必將影響授課質(zhì)量和授課效果，從而大大降低了學(xué)生的知識(shí)掌握程度。

國(guó)內(nèi)有針對(duì)高校大學(xué)教師傳授專業(yè)知識(shí)在實(shí)際工作中的用處而展開(kāi)問(wèn)卷調(diào)查[4]，調(diào)查結(jié)果表明有接近40%的學(xué)生認(rèn)為現(xiàn)今大學(xué)教師傳授專業(yè)知識(shí)“基本沒(méi)用”或“沒(méi)用”，如表1所示。

這是由于教師知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)生發(fā)展需求沖突的客觀存在。因此，加強(qiáng)教師的實(shí)踐能力，是提高“路基路面工程”授課質(zhì)量、增強(qiáng)傳授知識(shí)可用性的重要前提。

（三）教學(xué)培養(yǎng)方向落后

目前，由于交通工程主要研究方向?yàn)榻煌ㄏ到y(tǒng)工程，交通土建方向存在實(shí)驗(yàn)設(shè)施不完善、實(shí)踐基地缺乏、教學(xué)設(shè)施不齊、校企聯(lián)合不足等方面的問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)有交通土建工程培養(yǎng)方向、培養(yǎng)質(zhì)量上也存在諸多問(wèn)題。

此外，近年來(lái)針對(duì)課程完善性的改革也有較大進(jìn)步，但在加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒐こ虒?shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)上還較為落后。針對(duì)目前工程行業(yè)市場(chǎng)特點(diǎn)，培養(yǎng)適應(yīng)工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測(cè)的教學(xué)改革遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。國(guó)內(nèi)有高校針對(duì)教師的教學(xué)和培養(yǎng)方向上的調(diào)研表明[4]，有90%以上的學(xué)生認(rèn)為“基本概念/原理/方法、交流溝通能力、自學(xué)創(chuàng)新能力、前沿知識(shí)、分析解決問(wèn)題能力、實(shí)際工程能力”是教師在教學(xué)中應(yīng)著重講授和培養(yǎng)的，而僅有10%左右的學(xué)生認(rèn)為“很深的理論、計(jì)算過(guò)程”等能力需要著重講授和培養(yǎng)。

因此，針對(duì)工程應(yīng)用型人才市場(chǎng)需求，“路基路面工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀及理念亟待革新，教學(xué)方式及培養(yǎng)方向亟待扭轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力及工程問(wèn)題解決能力。

二、“路基路面工程”課程教學(xué)理念創(chuàng)新

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式分析

傳統(tǒng)教學(xué)模式主要以“教”為主，教師授課側(cè)重于課程理論知識(shí)講解，教師講也基本以教材內(nèi)容為主，信息量嚴(yán)重不足;學(xué)生聽(tīng)也僅在課堂上聽(tīng)，缺乏相互之間的互動(dòng)，課后教師布置作業(yè)，學(xué)生做好作業(yè)收回教師打分即可。較少有學(xué)生能和教師一起探討課程知識(shí)、課程心得等，更別提能提出一些較為實(shí)際的工程問(wèn)題。因此大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)自覺(jué)性不高。更何況，目前交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范更新速度較快，而教材更新速度尚未跟進(jìn)，因此不利于有效提高學(xué)生的業(yè)務(wù)水平及專業(yè)技能。

針對(duì)社會(huì)用人單位的跟蹤調(diào)研、學(xué)生反饋及畢業(yè)生調(diào)查表明，“路基路面工程”課程這種“填鴨式”的課程教學(xué)模式已很難適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)發(fā)展，課程改革勢(shì)在必行。

（二）創(chuàng)新教學(xué)理念

根據(jù)以上“路基路面工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀以及傳統(tǒng)教學(xué)模式分析，本課程擬采用CDIO工程教育的創(chuàng)新教學(xué)模式。CDIO代表方案/Conceive、設(shè)計(jì)/Design、實(shí)施/Implement和運(yùn)營(yíng)/Operate，是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)立的國(guó)際合作組織，CDIO工程教育模式是其最新成果。CDIO工程教育模式以工程全壽命周期為依托，包含1個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)、1個(gè)培養(yǎng)大綱和12條培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)踐理念有機(jī)傳授課程內(nèi)容，使學(xué)生達(dá)到預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)。

為充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，“路基路面工程”課程將以CDIO工程教育理念出發(fā)，著重培養(yǎng)其工程基礎(chǔ)知識(shí)、職業(yè)技能和職業(yè)道德、人際交流能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力，制定了17條培養(yǎng)指標(biāo)，并根據(jù)“路基路面工程”課程特點(diǎn)，提出了相應(yīng)創(chuàng)新性的教學(xué)大綱、教學(xué)輔助、設(shè)計(jì)實(shí)踐及科研引導(dǎo)等實(shí)施方案。教學(xué)理念及培養(yǎng)方法如表2所示。

三、“路基路面工程”課程教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新

（一）教學(xué)大綱

“路基路面工程”是土木工程、公路工程、城市道路工程、交通工程、橋梁隧道工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程的學(xué)習(xí)擬使學(xué)生掌握相應(yīng)基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)正確的系統(tǒng)科學(xué)方法和分析、解決問(wèn)題的能力。

通過(guò)教學(xué)大綱知識(shí)點(diǎn)的講解，使學(xué)生掌握路基路面行車荷載、工程材料、結(jié)構(gòu)組合等影響因素，掌握路基防護(hù)及加固、道路排水、瀝青路面、水泥混凝土路面等方面設(shè)計(jì)理論與方法，了解和熟悉相關(guān)施工、監(jiān)理、檢測(cè)方法，了解路面養(yǎng)護(hù)與管理。教學(xué)大綱內(nèi)容如表3所示。

（二）教學(xué)輔助

1.多媒體教學(xué)輔助

“路基路面工程”課程利用多媒體技術(shù)形象生動(dòng)地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，相關(guān)研究活動(dòng)證明其效果顯著。首先，利用多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)成不同場(chǎng)景，將文字、圖像、聲音甚至動(dòng)畫(huà)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)重塑，提高學(xué)生的興趣;其次，利用多媒體技術(shù)運(yùn)用有效的教學(xué)策略開(kāi)展課程設(shè)計(jì)，激勵(lì)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性，進(jìn)而達(dá)到激發(fā)興趣，活躍思路的目的。

近年來(lái)，我國(guó)公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)及港口行業(yè)相關(guān)新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及指南陸續(xù)出臺(tái)，但相應(yīng)的教材尚未修改，因而有必要借助多媒體技術(shù)，根據(jù)新版規(guī)范更新教學(xué)內(nèi)容。此外，“路基路面工程”課程中有大量公式推導(dǎo)，并有大量理論參數(shù)確定，通過(guò)多媒體技術(shù)，可將其過(guò)程動(dòng)態(tài)化，以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程的形象性和生動(dòng)性。

2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助

為貫徹落實(shí)本文提出的創(chuàng)新性教學(xué)理念，滿足學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)的需求，按照教學(xué)大綱教學(xué)內(nèi)容的具體方向，選擇理論教學(xué)環(huán)節(jié)中抽象理解不易及無(wú)法具象、實(shí)踐困難的知識(shí)單位。例如路基路面課程所涉及的室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、施工工藝，采用視頻/動(dòng)畫(huà)/圖像等超文本型式為主、以文字/PPT為輔的型式，以網(wǎng)絡(luò)云資源、視頻網(wǎng)站資源、郵件、QQ及微信傳遞等方式[5]，開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)并開(kāi)展“路基路面工程”課程教學(xué)資源建設(shè)[6]。施工工藝網(wǎng)絡(luò)課程資源如圖1所示。

（三）設(shè)計(jì)實(shí)踐

“路基路面工程”課程將基于設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法，采用以項(xiàng)目情境為依托，以完成相應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)為主線，從而學(xué)習(xí)到相應(yīng)的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法;并能通過(guò)查閱國(guó)家和公路等相關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范，分析及處理路基設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、道路材料設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題;與國(guó)內(nèi)各大設(shè)計(jì)院、施工單位、監(jiān)理單位展開(kāi)廣泛的校企合作，構(gòu)建校企合作平臺(tái)，利用學(xué)生假期和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，參與道路工程路線設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)、路基路面施工/監(jiān)理/檢測(cè)等具體環(huán)節(jié)中，使其熟悉道路工程中的新材料、新工藝及新技術(shù)，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，進(jìn)而不斷深入學(xué)習(xí)路基路面的設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)、監(jiān)理等相關(guān)知識(shí)。課程設(shè)計(jì)實(shí)踐如表4所示。

（四）科研引導(dǎo)

首先，在各節(jié)課之前將先介紹相關(guān)知識(shí)的宏觀背景，例如本節(jié)課涉及的相關(guān)工程概念及區(qū)別、國(guó)內(nèi)重大工程技術(shù)難點(diǎn)及其解決方案、國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的研究方向及學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)、相關(guān)國(guó)家級(jí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，以達(dá)到吸引學(xué)生注意力的目的，構(gòu)建學(xué)生的宏觀學(xué)術(shù)知識(shí)。

其次，結(jié)合自身在路基路面工程領(lǐng)域的科研實(shí)踐項(xiàng)目，針對(duì)路基工程設(shè)計(jì)，選用國(guó)內(nèi)某地區(qū)的高填方課題進(jìn)行綜合性引導(dǎo)，教學(xué)環(huán)節(jié)將對(duì)此綜合型科研課題剖析，使學(xué)生既能較為宏觀地了解工程技術(shù)研究方向，又能較為細(xì)致地掌握相應(yīng)工程技術(shù)難點(diǎn)，可涉及知識(shí)領(lǐng)域有原地基處理、路基高度設(shè)計(jì)、路基排水設(shè)計(jì)、邊坡支護(hù)及加固技術(shù)、填筑體填筑技術(shù)等，如圖2所示。

再次，選用自身在機(jī)場(chǎng)道面工程領(lǐng)域中關(guān)于道面結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計(jì)的課題如圖3所示。此課題可剖析涉及飛機(jī)荷載構(gòu)型計(jì)算、道面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)計(jì)算、傳力桿傳荷能力計(jì)算、道面材料配合比設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

通過(guò)該課題的引導(dǎo)，可使學(xué)生有效掌握路面工程設(shè)計(jì)及研究的相關(guān)內(nèi)容，并了解有限元仿真模擬的相關(guān)運(yùn)用知識(shí)。

四、結(jié)論

本文通過(guò)我國(guó)工程教育培養(yǎng)實(shí)踐現(xiàn)狀調(diào)研，創(chuàng)新了基于國(guó)際工程教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念，提出了相應(yīng)實(shí)施辦法的教學(xué)實(shí)踐，具體如下：

1）針對(duì)“路基路面工程”課程，提出了基礎(chǔ)知識(shí)、職業(yè)技能和職業(yè)道德、人際交流能力、解決工程實(shí)際問(wèn)題能力等17項(xiàng)培養(yǎng)指標(biāo)。

2）提出以教學(xué)大綱、多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助、路基工程設(shè)計(jì)實(shí)踐、路面工程設(shè)計(jì)實(shí)踐、分以及基于場(chǎng)地平整和道面力學(xué)的科研引導(dǎo)為具體實(shí)施辦法的教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新，以培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)乃至國(guó)際上工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測(cè)用人單位需求的畢業(yè)人才。

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（編輯： 程愛(ài)婕）