地方高校岩土与地下工程专业的建设与思考

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  摘要:岩土工程尤其是地下岩土工程是21世纪土木工程的重点和发展方向。在地方高校开设岩土与地下工程本科专业方向,存在较多困难,主要表现为:学生对专业的认识不够,专业师资不均衡,专业课程体系设置不够合理,专业实验实践教学环节不完善和传统教学思路不能满足专业学习的需求。为了提高人才培养质量,我校经研究提出了相应的改革措施,主要有:优化课程体系,加强专业师资建设,丰富教学模式、强化实践教学,加强实验、实习教学环节,推行导师制。实践结果表明,改革措施效果良好,拉近了老师和学生的距离,加深了学生对本专业的认识,有助于岩土与地下工程专业人才培养质量的稳步提高。
  关键词:岩土与地下工程;人才培养;实践教学
  中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)36-0249-03
  一、问题的提出
  岩土工程尤其是地下岩土工程是21世纪土木工程的重点和发展方向。目前,在国家进行大规模基础设施建设、西部大开发、一路一带和城市现代交通建设中,涉及水电、建筑、交通、矿山、深部能源开发储备、海洋资源开发与交通、地质灾害防治等行业,面临许多岩土工程问题亟待解决,特别是特大城市的层出不穷,对地下空间的开拓已经成为城市扩容的新增点,在现代化城市立体化建设、地下空间开发、地铁、跨海大桥、海底隧道、人工岛、深基坑、地下停车场等方面需求越来越高,对相关专业的人才需要相应越来越多,同时也对土木工程专业人才培养提出了新的要求。
  我院具有良好的岩土工程学科基础,土木工程专业拥有一级学科博士授予权,也拥有良好的岩土工程专业相关科研平台和研究基地,如湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站、三峡库区地质灾害教育部重点实验室等。在大量调研和准备基础上,学院于2016年在土木工程专业下开设了岩土与地下工程的本科专业方向。作为一所地方高校,由于教学资源、师资力量、办学条件、资金投入等方面的不足,在专业建设和学生培养过程中,逐渐出现了较多问题,因此,如何依托我校的优势和特点,进一步完善岩土与地下工程专业人才培养思路和方案是亟待解决的问题。
  二、专业建设中存在的困难
  (一)学生对专业的认识不够
  岩土工程是土木工程下的一个二级学科,岩土与地下工程是土木工程领域专门研究关于土体和岩体的工程性质及其应用的一个学科分支。土木工程专业学生一年级的时候统一上基础课,二年级结束后根据兴趣进行专业方向分流,但是,很多同学对土木工程下属各专业方向不了解,选择专业方向的时候往往是迷茫的,通常认为简单的岩土力学试验等就是岩土工程,选择的时候多数是从众心理,也是无序的。部分同学在师兄、师姐或者家长的建议下,虽然选择了岩土与地下工程专业方向,但是对专业的内涵和发展方向依然不甚了解。
  (二)专业师资的不均衡
  与土木工程下属其他二级学科相比,岩土与地下工程的涉及面更广,包括地面、地下和海底(水底)岩土体相关的工程问题,对专业教师的专业方向要求很高。我院目前从事岩土工程专业的教学和科研的教师很多,但专业相对比较单一,主要集中在三峡库区地质灾害防治和水电工程相关的边坡、隧洞、坝基变形稳定分析,相关城市地下空间开发、地下轨道交通、海洋岩土力学等专业方向的师资很少,这对学生全面专业素质的培养存在较大的影响。
  (三)专业课程体系设置不够合理
  目前课程体系由通识核心课、素质拓展课、专业基础课、专业核心课和专业拓展课五个模块组成,各个模块之间相互独立,但是存在知识点重叠交叉的问题。例如《岩土工程勘察》、《岩石力学》、《边坡工程》等多门课程内容存在交叉重叠部分;同时,教材内容没能涵盖专业发展前沿知识。在全国素质教育发展的趋势下,专业课程学时压缩教师压力很大,无法增开新的专业课程。因此,需要梳理课程内和课程间知识点的内在联系,构建以知识点为主线的教学体系,开展专业课程教学内容的整合,优化教学安排,提高教学效率和学习效果。
  (四)专业实验、实践教学环节不完善
  岩土与地下工程专业是一个实践性很强的专业方向,虽然各级部门都认识到实践环节的重要性,但在实际教学执行过程中存在明显的不足,一方面岩土工程专业方向的实验课没有上升到其应有的“课程”高度,也未相应地当成一门课程来建设,只开设了《土力学》、《岩石力学》等基础实验课程,没有开设专业课程相关的实验课,教学资源不丰富,实验平台不完备;另一方面,实践教学环节与具体实际工程脱节,基本流于形式,实践内容不系统、不完整;实践教学环节监督不到位,考核管理不严,实践教学环节各自独立分开,学生知识的持续性、连贯性较差。学生综合训练不够,综合能力差,缺乏整体概念,解决问题意识不强,创新能力不足。
  (五)传统教学思路不能满足专业学习的需求
  传统的教学方法、教学过程和教学模式无法满足岩土与地下工程专业学生能力培养的需求,随着新的设计理论、施工机械及施工工艺在岩土与地下工程中的广泛应用,单纯的课堂教学和试验教学已无法让学生对岩土与地下工程的施工过程有个清晰的了解,工程实践能力培养明显不够;同时,企业对专业人才能力的要求越来越高,特别是实践动手能力、对新事物的消化接受能力以及持续创新能力。大学生创新能力不足与目前理论教学与实践教学脱节,传统的教学体系与当前社会快速发展不相适应、创新思维培养过程缺失有关,需要对传统的教学思想和教学模式进行改革。
  三、改革措施
  为解决上述问题,学院组织岩土工程专业教师出去调研,一方面到相关老牌开设岩土工程专业的高校調研学习,了解目前岩土工程专业的人才培养方案、课程体系、就业方向、领域,以及存在的问题和应对措施;另一面,到相关岩土工程设计、施工、咨询企业调研分析,了解企业对该专业方向人才知识面、能力等方面的实际需求。在此基础上,结合我院岩土工程专业的基础和特色,特在如下方面进行了改革与实践。   (一)优化课程体系
  对岩土与地下工程专业方向人才培养方案进行了修订,根据专业定位和培养目标,进一步完善课程体系。对岩土与地下工程专业课程教学内容进行了整合,构建以知识点为主线的教学体系,重点梳理专业基础课、专业核心课和专业拓展课的课内和课程间知识点的内在联系,将多门甚至所有专业课程以知识点为主线,按模块化设计思想优化教学内容,以课件形式进行串联形成知识链,实现不同课程的知识点关联,不同课程间知识的相互渗透,采用“模块 专题”的教学方式实现教学内容的有机组合。例如,原课程体系中《岩土工程勘察》、《岩体力学》、《边坡工程》等课程中均涉及部分边坡勘察的教学内容,分别在不同学期开课,经过整合,这部分内容安排在《岩土工程勘察》中重点讲述;《岩体力学》、《边坡工程》两门课程中都涉及边坡稳定计算分析,整合之后,这部分内容安排在《边坡工程》中介绍。通过以知识点为主线的课程体系整合,一方面提高了课程教学内容的系统性和连贯性,方便学生学习,另一面,节省了部分因教授重复知识点占用的课时。同时,顺应岩土与地下工程建设与发展的需求,在课程内容的选取上,及时引入最新的研究成果和技术规范等。
  (二)加强专业师资建设
  针对专业师资力量不够健全的情况,我们在岩土与地下工程专业现有师资力量优化整合基础上,一方面,根据培养课程体系,制定相关专业教师的人才引进计划,包括高等学校相关专业的博士和企业里面多年工程经验的专家;另一方面,建立与国外高校的合作关系,推荐专业教师到国外去交流学习,开阔青年教师的国际视野,促进青年教师的专业素质和教学水平的提升。第三个方面,基于校企合作,学院协助联系对应企业,安排专业教师去企业挂职锻炼,掌握岩土工程相关的设计、施工具体流程,了解相关技术发展动态和存在的相关工程技术问题,加强教师专业素质特别是实践教学能力的培养。
  (三)丰富教学模式、强化实践教学
  针对专业教师理论有余、实践不足的特点,通过校企合作,在大中型岩土工程企事業单位中选聘具有扎实专业技能和丰富实践经验的专家,与专业教师联合讲授专业课,承担一定学时的课程教学,给学生介绍实际的岩土工程设计、施工案例,将工程要素融入课程教学,让学生在专业课堂上加强理论与实际的联系。例如在《基础工程》、《地基处理》、《边坡工程》、《岩土工程勘察》、《地下工程结构》等专业课程中均安排了2-4学时的专家教学时间,学生反馈效果良好。
  科教融合,依托本院在岩土工程领域良好的科研积累,鼓励教师将最新的科研成果引进课堂,并设专题讲座为学生介绍具体的岩土工程问题解决思路、流程。比如在《岩石力学》课程里面介绍我校教师在《卸荷岩体力学》方面的最新研究进展,在《边坡工程》中介绍我校在三峡库区滑坡治理中开展的最新工作,通过实例教学,启发学生的创新思维,拓宽学生的视野,培养其解决工程实践问题的能力。
  (四)加强实验、实习教学环节
  岩土工程专业方向的实验室在科研方面具有较好的积累,但在为本科生提供实验平台方面还存在着不足。因此,我校在充分利用现有实验室的基础上,制定了《岩土力学试验》本科教学实验室建设计划,进一步完善现有基础实验项目,增设综合性、创新性实验内容,同时鼓励学生积极参与教师的科研项目实验。
  通过校企合作,进一步完善岩土工程专业实践、实习教学基地建设,安排专业教师提前集中备课,全程指导实习,并聘请企业专业技能丰富的专家担任现场实习指导教师,负责讲解和答疑,实现理论与实践的融合,制定了学生实习、实践考核答辩制度,确保实习效果。
  土木工程实训是土木工程专业教学计划中的重要实践环节,我校依托土木与水利工程虚拟仿真湖北省实验教学中心,通过与厂家协同合作,联合进行了岩土工程专业施工仿真实训开发,目前已经完成了《地基与基础工程施工》、《桩基础工程施工》等模块的建设。通过施工仿真实训,达到理论结合实践,实践贴近实际的教学效果,深化学生对已学专业理论知识的理解,强化专业知识的综合运用,提升学生对岩土工程专业技术岗位的认知度,以适应社会对高层次应用型技术人才需要。
  (五)推行导师制
  针对目前人才培养过程中存在的困境,学生和老师最大的期望是加强师生间的联系和交流。学生从导师身上学到的除了基础理论知识之外,更重要的往往是很难提炼的隐性知识,比如:面对一项工程问题,相应的分析问题、解决问题的思维方式;面对人生困境时,如何调整心态,积极地去面对解决,以及一些为人处世的能力等。这些隐性知识对人才培养,特别是综合素质的培养对学生的促进作用往往更为显著。
  岩土与地下工程专业方向开设以后,我校针对学生存在的问题,研究推行了学生专业导师制,选拔具有丰富教学经验和较强业务能力、热心为学生服务的专业教师担任本科生导师,通过双向选择,每位导师指导2-3名本科生。导师从思想引领、专业指导、学术引导、职业规划与考研就业指导、毕业设计指导等方面为学生提供全面指导,引导学生积极开展专业实践、科技创新和社会实践活动,有意识地培养和提升学生的人文素养、文献和信息检索能力、社会实践能力和科研创新能力。另外,我们还提倡有条件的导师适当安排学生参与科研课题或教学改革课题的研究或辅助性工作。
  四、结论及建议
  在岩土与地下工程的本科专业方向建设过程中遇到了较多的问题,针对这些问题,学院在广泛调研的基础上迅速采取了各种改革措施,经过一年来的培养与实践,各种问题陆续解决,师生反馈效果良好。老师可以更好、更直接地指导学生,学生普遍感觉受益很多,加深了对专业的认识,开阔了视野,大部分学生都参与到导师的科研项目和科技创新课题上来,有的学生也参与完成了科研论文和专利的撰写。
  同时,随着社会和科技发展,社会和企业对人才的要求越来越高,为了更好地培养岩土工程领域的专业人才,在上述改革措施贯彻执行的过程中,专业教师还需要开展更多的工作,一方面进一步加强对学生动手能力、创新能力以及解决工程实际问题能力的培养,另一方面,也需要加强培养学生人际交往能力和团队协作能力等人文素质。
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