教学成果总结报告

发布者:教学成果 发布时间:2017-05-15 浏览次数:42




福建省第八届高等教育教学成果奖


适应地方高校转型

构建应用型大学土木工程专业

创新性人才培养模式

教学成果报告


主要完成人:吴琛、王黎怡、张铮、郑居焕、

乔虹、陈曦、潘钦锋

主要完成部门:福建工程学院土木工程学院


201758

适应地方高校转型,构建应用型大学土木工程专业

创新性人才培养模式

教学成果报告


一、成果主要依托课题

福建省教育科学“十二五”规划重点课题:“应用技术大学土木工程专业人才培养模式改革”FJJKCGZ14-017

二、课题研究背景

为落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要(20102020)》提出的促进高校办出特色建立高校分类体系,实行分类管理的要求,在教育部的指导下35以应用技术为办学定位的地方本科院校发起的应用技术大学联盟于2013628日正式成立,开启地方高校转型大幕,也促进了我国对建设具有中国特色应用技术大学的研究,福建工程学院正是该联盟的成员之一2014425日,由应用技术大学联盟、中国教育国际交流协会主办的首届“产教融合发展战略国际论坛”2014年春季论坛在河南省驻马店市开幕,论坛以“建设中国特色应用技术大学”为主题,参加论坛的178所高校在闭幕式上共同发布了《驻马店共识》,落实国务院常务会议做出的“引导部分普通本科高校向应用技术型高校转型”的战略部署,以产教融合发展为主题,共同探讨“部分地方本科高校转型发展”和“中国特色应用技术大学建设之路”。

201510月,党的十八届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确指出:提高高校教学水平和创新能力,使若干高校和一批学科达到或接近世界一流水平。建设现代职业教育体系,推进产教融合、校企合作。优化学科专业布局和人才培养机制,鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变。”本课题的研究内容正是在这样的背景下应运而生的。

三 、成果内容

1.达成土木工程专业人才培养目标的总体框架

依据土木工程专业“实基础、宽专业、强实践、快适应、能创新”的应用技术型人才培养目标,本项目构建了以应用技术人才为培养目标,以培养知识应用能力、工程实践能力和创新实践能力为培养内容,以应用高素质教学队伍、应用型教学体系和应用型教学平台三大体系为核心支撑土木工程专业人才培养模式(一个目标,三种能力,三大体系),如图1所示。

1 土木工程专业人才“一个目标,三种能力,三大体系”培养模式总体框架

在这一总体框架中,学生能力培养采用从知识应用到工程实践到创新实践的递进式培养过程;应用技术型人才的培养目标达成由应用型高素质教师队伍建设、应用型教学体系、应用型教学平台三方面共同支撑。其中,应用型教学体系涵盖课程体系、教材体系、评价体系三个部分;实践教学平台形成了虚拟现实结合、校内校外结合的特色模式。

2.建立完善的应用型教学体系

2.1应用型课程体系

在地方高校转型服务区域经济的背景下,教学团队先后多次到企业调研,对人才需求情况进行分析,根据企业和行业的要求,同时以卓越工程师人才培养为标准,以培养应用技术型人才为目标,对课程体系进行梳理。该课程体系分为理论课程与应用型课程两大部分,其中应用型课程体系又划分为校内应用型教学和企业应用型教学,并将土木工程人才的毕业要求要求及分指标点与课程一一对应,突出体现了应用型的特色。其中土木建筑工程方向课程体系如图2

2 建筑工程课程体系

2.2具有应用型特色的课程建设

本项目将教研成果引入课堂,形成了如下6个特色项目:

1)创建模块化的建筑工程综合实验平台

本项目改变了以往本科生实验项目分散、内容单一的现状,整合开发与工程实践应用紧密结合的模块式实验项目,同时每年开发自主创新的实验、实训项目,搭建了建筑工程综合实验平台(如图3所示),加强开发综合性、设计性、创新性、应用性实验,学生综合实践能力、创新能力得以开发与锻炼。

2)建立CDIO模式的课程设计体系

项目组在对土木建筑工程学生的培养标准、能力矩阵、培养计划和应用型人才培养目标进行深入分析的基础上,以CDIO工程教育模式,把零散的课程设计环节设计为一个综合设计项目,消除内容的重复和矛盾,使不同课程专业知识和技能有机结合,从而重构建筑工程课程设计体系(如图4所示)。

3)以卓越计划为依托,采用面向设计院、面向行业需求的毕业设计模式

近年来,土木工程专业0730名、0844名、0932名、1037同学被选拔为“卓越计划”试验班学生,分别派往福建省建筑设计研究院、福州市建筑科学研究所、福建省集泰建筑设计有限公司、福建博宇建筑设计有限公司、士兴(福建)钢结构有限公司等15家设计单位进行实践学习,由学校导师和企业导师共同对学生的毕业设计工作进行指导。学生通过真刀真枪做设计,获得结构工程师的基本训练。卓越计划的实施得到了学生和设计院的高度认可。2013年“土木工程卓越工程师创新人才闽台合作培养模式研究与实践”获得了校教学成果特等奖。

为了提升我们毕业生的就业竞争力,更好地服务地方经济,2016年、2017年项目组对毕业设计又进行了一次较大的改革提升。增加了毕业设计的钢结构方向,指导25位学生进行钢框架房屋设计。此外,我们深化了建筑设计部分的指导,由教师在第七学期末布置任务,提供场地图、建筑功能要求等,学生带着目的进行毕业实习,然后开始进行建筑方案设计、建筑施工图设计。改变以往由教师提供建筑初步方案,然后学生完成建筑施工图的方式。学生的建筑设计能力比往年有了较大的提升。

(4) 建设双语课程

项目组于2011年开启土木工程专业《钢结构基本原理》双语课程教学改革。前后开设了3轮的双语课程教学实践,针对不同的教学内容设计了不同的教学方法,包括课堂授课、课后作业、期末考试。教学团队还设计了调查问卷,对双语课程教学进行过程性评价,对调查结果进行深入分析,为课程的持续开展与改进提供重要依据。

5)利用现代教育技术,开发设计慕课

项目组借鉴德国应用技术大学的教学方式,与培养应用型人才的教学目标有机结合,立项“借鉴德国应用技术大学教学方式开发应用技术型结构设计类‘慕课’课程”的教改课题。目前项目组正在设计开发“建筑结构抗震设计”慕课课程,进行慕课总体框架设计、慕课单元的教学设计、拍摄碎片课程。

6)建设精品课程

近年来,项目组建成了一系列精品课程。2007年,“建筑结构”课程被福建省教育厅评为省级精品课程,2008年“建筑结构抗震”被评为校级精品课程,2009年“钢结构基本原理”被评为校级精品课程。

2.3应用型教材体系

近年来,项目组以应用型人才培养为导向,结合了团队教师多年的教学经验,先后主编、参编了《砌体结构》、《建筑结构》、《钢结构》、《混凝土结构基本原理》等。其中《砌体结构》被评为 “全国高等教育'十一五'国家级规划教材”。《钢结构》为普通高等教育“十二五”国家级规划教材

2.4应用型教学效果评价体系

在实践性教学改革的过程中,项目组对如何客观有效地评价实践环节教学的效果进行了探索改革。改变了单一的结果性评价指标,针对不同类型实践课程设计了相应的学习效果评价体系,相对客观地体现实践课程的过程性、综合性特点。

1)课程设计教学效果评价:从学习态度、进度、计算书、图纸、答辩五方面对学生进行评价。

2)综合实验教学效果评价:以混凝土结构设计与制作模块为例,从实验表现、结构施工图正确性与深度、实验报告的完整性和数据分析的正确性合理性、模型制作的正确与精美等四方面对学生进行评价。

3)毕业实习效果评价:从实习纪律,实习资料搜集,实习日记完整性和详实度,实习报告的内容、结构、语言、格式,实习单位鉴定意义等5个方面进行详细评价。

4)毕业设计效果评价:分别从建筑设计和结构设计的角度对选题质量,学习态度,文献资料阅读的深度、广度,专业技术水平,成果与知识应用能力,计算书的逻辑性、文字表达能力、计算正确性,以及施工图的完整性、详实性,准确性进行全面评价。

3.开展应用型教育教学理论研究

项目组持续开展以培养应用型人才为目的的教育教学理论研究,以教研项目为推动,以项目成果为基础,以专业认证为契机,以“学生为中心、成果为导向、持续改进”三大理念指导日常教学活动。近年来承担各类教研项目类型分布见表1

1  教研课题类型分布

主题

资助单位

立项时间

应用技术大学人才培养模式改革

福建省教育科学“十二五”规划重点课题

2014

应用技术大学创新训练应用理论

校教育科学研究项目

福建省教育科学“十三五”规划课题

2015

2016

CDIO实践体系构建

福建省教育科学“十二五”规划课题资助

2012

专业课程教学改革

校教育科学研究项目

2012

卓越工程师计划

校教育科学研究项目

2012

应用技术型“慕课”课程

校教学改革项目资助

2015

实践平台建设与实验项目研发

校教学改革项目

201520132010

综合实验类课程改革

校教学改革项目

2011

专业课程双语教学研究

校教学改革项目

2011

专业课程CDIO项目

校教学改革项目

2010

4.建设应用型高素质的教学队伍

为了培养应用型创新人才,我们建设了一支结构合理、教学水平高的双师型教学团队大力鼓励团队成员进行工程实践经历的锻炼。近年来还选派教师出国出境访学培训,国内进修学习。经过建设,教学团队具有了丰富的工程实践经验以及较强的应用型专业教学能力和培养创新性人才的能力,有力地支撑了应用型人才培养目标的达成。团队重视科研对教学的促进作用,积极开展科研活动、大力承担科研项目,努力打造一支科研水平高、教学能力强的高素质应用型教学队伍,并注意把科研与教学有机地结合起来,将科研成果带入课堂,把最新的知识和信息传递给学生,以促进教学质量不断提高。

5.多层面的实践环节实现实践能力训练

土木工程的人才培养模式采用“一条主线,五个层面”螺旋递进式的方式,如图5所示。工艺技能训练诣在培养常见施工工艺技能和应用能力,引导学生专业入门;理论与实践相结合的实验包括了力学实验、建材实验、图学综合训练等多个实践项目,旨在培养学生第一层次的能力——知识应用的能力。课程设计包括混凝土结构设计、建筑钢结构设计、土木工程施工组织设计、基础工程设计、结构抗震设计、高层结构设计等;综合应用能力锻炼主要集中于第六学期末的岗位实习和第七学期末的毕业实习中,这两个层面旨在培养学生第二个层次的能力——工程实践能力。第七期的综合实验、第八学期的毕业设计则旨在培养学生第三个层次的能力——创新实践能力。

5  一条主线,五个层面”螺旋递进式达成三种能力

6.多层次的大学生创新项目实现创新能力训练

为培养学生的科技创新能力和实践动手能力,构建了多层次的科技创新项目和竞赛活动。第一层次为“大学生砌筑大赛”“大学生结构创意大赛”“大学生CAD制图大赛”和“大学生数学建模竞赛”等,可使低年级学生加深专业基础理论能力、掌握基本结构受力特点、形成初步的结构概念设计思想等。第二层次为“大学生力学竞赛”和“大学生结构设计竞赛”等,可使中年级学生深入掌握专业知识、增强结构设计能力。第三层次为“大学生BIM系列软件建模大赛”和“大学生创新创业训练计划”等,可使中高年级学生强化创新创业能力训练。第四层次为“‘挑战杯’大学生课外学术科技作品竞赛”和吸纳本科生参加教师的教科研课题等,可促进青年创新人才成长、使高年级的优秀学生脱颖而出。

7.搭建有效的应用型教学平台

以服务地方的应用需求为导向,大力搭建行之有效的应用型教学平台,目前已建成国家级“本科教学工程”地方高校本科专业综合改革试点、国家级虚拟仿真实验教学中心、省重点实验室、省级高校教学团队、省级高等学校创新团队、一级学科硕士点、省一级重点学科、省级实验教学示范中心等,并在平台建设中始终贯彻应用型人才培养主线。搭建的应用型教学平台以培养应用能力和创新能力为目的,为学生提供了成体系的理论课实践教学类项目、实践环节类项目、综合实验类项目、创新创业训练计划类项目和虚拟仿真实验类项目。

8.校企深度合作,共同育人

1)先后与福建省建筑设计研究院、福州市规划设计研究院、中建海峡建设公司、福建建工集团等地方企业建立战略合作机制。企业与高校共同制订土木建筑工程人才培养标准、共同设计培养目标的设计、共同制订培养方案的、共同开展实习实践基地建设、共同开展专业、课程和双师型教师队伍的建设。

2)与省住建厅、福州、莆田、武夷新区等多个市县和建设行业主管部门洽谈产学合作框架,为产学深度合作提供了丰富资源。

3)在福建省集泰建筑设计有限公司、福建博宇建筑设计有限公司、士兴(福建)钢结构有限公司等15家设计单位中实施“卓越工程师”计划。

4)凭借福建省高校服务海西重点建设项目“结构减震隔震与检测鉴定加固技术研究”,以产学合作的形式提升团队教师应用研究水平。

5)与福建省建筑设计研究院、福建建工集团等多家地方企业合作获得专利授权。

6)与知名企业杭州邦威机电控制工程有限公司共建结构测试平台。

四、成果解决的问题

由于新建地方本科院校缺乏本科教育办学的历史积淀,缺少服务地方经济社会发展的专业积累、师资积累、硬件积累以及技术积累,因此对于地方本科高校的土木工程人才培养而言,需要解决的教学问题包括:

1.办学特色泛化,教学建设自由化

新建本科往往追从国内高水平大学的教育模式,又容易在“高水平”“研究型”等倾向的影响下走向趋同的道路,遗忘了自身的地方特色,导致模式单一、特色泛化,既无法适应地方发展需求,在社会竞争中又无法与中央政府隶属的综合性大学人才相抗衡。

此外,目前部分地方高校由于办学历史较短等问题,教学建设规范性不够,缺乏主要环节的质量标准或标准执行监督机制。

2.人才培养重理论、轻实践,学生创新实践能力薄弱

高校土木工程专业指导委员会问卷调查表明,企业界认为,我国土木工程专业实践性教学环节薄弱,学生创新意识和创新能力缺乏。究其原因,一方面是在课程教学中,教学方法脱离培养目标,普遍重视知识和理论的传输。另一方面,工程实践缺少有针对性的实训,忽视动手能力的培养,尤其缺乏创新教育,甚至许多实习无法动手操作而是走马观花,导致学生的实践能力无法有效提高。再一方面,本科生的科创活动与工程实际脱节,深入参与的少。

3.教师整体队伍结构和个体能力结构欠合理

新建本科院校师资队伍主要存在两方面问题:一是教师队伍结构性矛盾突显,主要体现在年龄结构趋于年轻化,学历结构中高学历水平教师比例偏低,专任教师能级结构有待改善,学缘结构单一。二是教师个体能力适应问题突出,主要表现为缺乏工程实践背景,教学联系实际不多,教学手段传统,科学研究缺乏服务地方的意识等。

4.实践教学硬件条件不足

新建本科院校往往遇到实验教学投入不足的尴尬,一些工程实验只能采取演示的教学方法,甚至一些实验项目无法正常纳入教学,使学生实践能力的提升受到局限。

5.产学研合作教育不深入

校企合作是应用型大学发展壮大的必由之路,但由于企业参与合作育人缺乏必要保障,往往导致产学研合作教育流于形式,不够深入。

五、成果解决问题的方法

1.凝练应用型大学土木建筑工程人才的培养特色,发挥特色领航作用

自升本以来,土木工程方向结合自身独特性和优质性、历史性和传承性、发展性和稳定性、现实性和认可性,形成了“多方位深度产学合作、协同培养应用型人才”、“多角度创新育人方法,聚焦课程建设”、“多层次构建实践体系,强化实践能力”的鲜明特色,找到了与福州大学、华侨大学土木工程人才培养错位发展的道路。在人才培养特色凝练之后,一方面发挥了特色的领航作用,支配着师生教学和学习的方向,引导和推动着教育科学和管理朝着专业特色既定目标前进,从而进一步巩固和发展专业特色,推动专业的发展。另一方面,在对外交流、教学评估中,特色成为我们提升专业及方向影响力的重要金质名片。

2.通过住建部专业评估全面完善质量标准体系,促进教学建设规范化

建筑工程作为土木工程专业的一个主要方向,积极参与住建部评估认证工作,按照“高等学校土木工程专业评估(认证)标准”对学生发展、专业目标、教学过程、师资队伍、教学资源、教学管理、质量评价等要素全面规范教学过程与教学管理,以评促建。2014年,土木工程专业通过了住建部的专业评估,建筑工程方向的教学工作也得到评估组的认可。

3.建成特色的应用型教学体系,渐进式提升土木建筑工程人才三种能力

首先,构建由应用型课程体系、教材体系、评价体系为一体的应用型教学体系。课程体系中,行业和专业评估认证所需求的知识、能力与课程一一对应,全面构建实践能力达成的网络图。。

其次,在实践教学的安排上,采用“一条主线,五个层面”螺旋递进式的方式,抓住培养工程技术系统应用能力的主线,从施工工艺技能训练、理论与实践相结合的实验、课程设计、综合应用能力锻炼、毕业实习与设计这五个层面渐近完成知识应用能力、工程实践能力和创新实践能力的训练。

再次,在学生科创活动安排上,根据对学生知识、能力的要求采用从单项竞赛到结构设计大赛,到创新训练,再到科技作品竞赛的四层次能力训练过程,渐进式提升应用型人才创新实践能力。

4.全面构建高素质应用技术型师资培养体系,促进教师能力提升

执行学校并制定学院青年教师培养计划,帮助35周岁以下和新参加教学工作的教师过好师德关、教学关、科研关、实践关,青年教师通过参加学院、学校、省级教学竞赛提升执教能力。通过引进具有博士学位的高层次人才和鼓励专任教师攻读博士,改善教师学历结构。团队教师通过海外、境外、国内知名高校的访学研修提升专业水平和执教能力。团队教师参加国家注册结构工程师、岩土师、造价工程师、监理工程师、建造师等执业资格考试提升专业水平和实践能力;通过设计院、研究所顶岗兼职参加专业实践。

5.强力打造高层次实践平台 ,完善实践教学条件

 “土木工程虚拟仿真实验教学中心20161获批国家级百个虚拟仿真实验中心,该中心的实验教学体系与理论课程、实体实验相结合、工程实践、校企合作、科研项目的“五结合”,按专业知识体系与工程实践规律搭建了包括土木工程基础、设计、施工、管理、生产、创新六大模块,为学生的实践能力的提升创造条件。土木工程综合实践中心于2013年获批省级实验教学示范中心,为学生提供了实验、实习、设计、创新训练的基地。

6.多方位深度产学合作、协同培养土木建筑工程应用型人才

在应用型人才的培养中,通过与地方企业建立战略合作机制、与建设行业主管部门洽谈产学合作框架、与企业共同实施“卓越工程师计划”、校企合作项目、与地方企业合作获得专利授权、与知名企业共建实验室等方式与地方企业多方位深度合作、共同育人,突显应用型土木建筑工程人才培养的特色。2014年,“土木工程专业校企深度合作人才培养模式创新与实践”项目获得国家高等教育教学成果二等奖。

六、成果创新点

1.首次提出并实践了“一个目标,三种能力,三大体系”的土木建筑工程应用型人才培养模式

   “一个目标,三种能力,三大体系”的人才培养模式适应了地方新建本科高校向应用型新型高校的转型发展,突出了应用型大学应具备的适应地方和行业需求、注重三层次能力培养、注重校企合作的三大特点,在土木建筑工程应用型人才培养方面走出一条新路。

2. 创建了科学的土木建筑工程应用型课程体系

该应用型课程体系体现了理论与实践相结合,校内实践与企业锻炼相结合,课程与能力相适应的特点,体现了多层次构建实践体系的思路,体现了知识能力与课程相适应的特点,是本项目进行课程体系改革的成果。

3.创建了模块化的建筑工程综合实验平台

综合实验是我校土木工程专业的特色课程。土木建筑工程综合实验平台的搭建历经5年,开设了相对完善的模块化实验项目。实验内容涵盖了混凝土结构与钢结构,包括了材料、构件与整体结构,涉及了设计、施工与造价,集合了常规项目与科创项目,是我校土木建筑工程独具特色的实验平台。

4. 创建了CDIO模式的课程设计体系

5.创建了虚拟现实现结合、校内校外相结合的实践教学平台

在应用技术型人才培养的过程中,土木工程国家级虚拟教学仿真中心、福建省土木工程综合实践教学示范中心、校企合作实践教育基地三者共同形成优质教学资源。虚实结合、相互补充,校内校外结合,全面提升实践能力,这在同类高校中并不多见。

6. 多层面递进式实现应用型人才三层次能力培养

采用“一条主线,五个层面”的实践教学与“四个层次”的学生创新训练,递进式完成应用型人才知识应用能力、工程实践能力、创新实践能力的训练。这一思路为提升学生实践能力和创新能力提供了科学的培养过程,也是我校土木建筑工程人才培养的特色。

7.建设特色教材

本项目建设了具有应用型特色的教材《砌体结构》、《建筑结构》、《钢结构》、《混凝土结构基本原理》,这些教材均多次出版印刷,在应用型高校中使用并获得好评

七、成果应用情况

经过多年的教学实践,应用型大学土木建筑工程创新性人才培养模式取得了良好的效果,积累了宝贵的教育理论和实践经验。

1.人才培养方案实施效果良好

3.1本成果所构建的土木建筑工程创新性人才培养方案,已在2011-2016届土木工程本科学生培养中实施,取得很好的教育成果,大部分学生在毕业后半年至1年内就能独立工作,经3-5年工作学习,其中较为突出的学生已能任胜大型设计院专业负责人的职责。学生、企业、用人单位普遍对土木建筑工程创新性人才培养模式反映良好。

2.打造了多个特色应用型实践项目

1)具有创新特色的模块化建筑工程综合实训平台在土木工程专业2011-2016本科生中应用,增强了学生综合分析问题、解决问题以及创新能力,提高了团队意识,实践效果好。

2)卓越工程师计划在2011-20152017届建筑工程方向学生中实施,学生反馈收获良多。多家实习单位也因学生起点高、入手快、专业基础扎实愿意与其签约,接收入职。

3)面向行业需求的毕业设计使学生的专业知识得以综合运用,尤其是土木建筑工程方向毕业设计自2015年始要求深化建筑设计过程,学生普遍反应建筑设计的思路更加清晰,规范的要求以及建筑与结构的关系更加明确。2016届、2017届学生中新增的钢结构选题更加贴进行业需求,毕业生就业竞争力提升。

3.学生综合能力显著提升

近年来,土木工程学生在“挑战杯”福建省大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”福建省大学生创业计划竞赛、“全国高等院校学生BIM系列软件建模大赛”、“全国周培源大学生力学竞赛”、“全国大学生数学竞赛”、“全国大学生结构设计竞赛”、“福建省大学生结构设计竞赛”、“全国大学生数学建模竞赛”、“华中地区大学生数学建模邀请赛”、“全国‘高教社杯’大学生数学建模竞赛”等国家级和省级赛事中频频获奖,获得“大学生创新创业训练计划”国家级16项、省级21项、校级26项。指导本科生正式发表学术论文13篇,获批实用新型专利5项。