[摘要]卓越工程師教育培養(yǎng)計劃（簡稱“卓越計劃”)，是教育部推出的一項教育改革試點項目。本文以沈陽建筑大學(xué)土木工程專業(yè)“卓越工程師”班為例，以現(xiàn)有力學(xué)課程教學(xué)體系為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)，探討適合“土建類”面向卓越工程師培養(yǎng)的全新力學(xué)課程教學(xué)體系和考核評價方式，以切實提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型土木工程專業(yè)人才。此項教學(xué)改革適用于所有土建類院校土木工程專業(yè)的“卓越工程師”班。

[關(guān)鍵詞]卓越計劃；土建類；力學(xué)課程體系；教學(xué)改革

卓越工程師教育培養(yǎng)計劃（簡稱“卓越計劃”)是教育部2009年推出的一項重大教育改革試點項目，是我國高等工程教育主動服務(wù)新時期國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措[1]。針對土建類院校土木工程專業(yè)而言，“卓越計劃”提出了各個層次學(xué)生應(yīng)當(dāng)達(dá)到的專業(yè)知識、能力和素質(zhì)等方面的要求。其最根本目標(biāo)就是要創(chuàng)建和完善具有中國特色的工程專業(yè)教育模式。該教育模式要以實際工程為背景，借鑒世界先進(jìn)國家的工程專業(yè)教育成功經(jīng)驗，加強(qiáng)高校與企業(yè)之間聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制，提高土木工程專業(yè)高校畢業(yè)生的工程專業(yè)素質(zhì)與實踐能力，培養(yǎng)大量具有創(chuàng)新思維能力和實踐能力的工程應(yīng)用人才。在建設(shè)創(chuàng)新型國家的大背景下，“卓越計劃”的提出和實施具有重要的戰(zhàn)略意義。本文研究的是“土建類”土木工程專業(yè)的力學(xué)課程體系，其內(nèi)容包括理論力學(xué)、材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)等，該課程組是構(gòu)成土木工程專業(yè)學(xué)生主體知識結(jié)構(gòu)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，其教學(xué)目的是為培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)分析能力、計算機(jī)應(yīng)用能力和實踐創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)，教學(xué)質(zhì)量直接影響后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)效果。沈陽建筑大學(xué)土木工程專業(yè)從2012級學(xué)生開始設(shè)置“卓越工程師”班，秉承學(xué)生個人自愿的原則，由遴選出的符合學(xué)院自定條件的土木工程專業(yè)二年級學(xué)生組建而成。該班力學(xué)課程體系名稱統(tǒng)一為“工程力學(xué)”，共192學(xué)時，分3個學(xué)期講授。面向“卓越工程師”培養(yǎng)的力學(xué)課程體系教學(xué)改革在傳統(tǒng)的三大力學(xué)課程內(nèi)進(jìn)行。改革建立了強(qiáng)概念、重電算、輕手算的新體系。該教學(xué)體系構(gòu)建的課程實踐教學(xué)平臺強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)、改革課程評價方式、注重學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)；該教學(xué)體系與國家土木工程執(zhí)業(yè)資格對接更加緊密、突出與工程實踐的緊密融合；該教學(xué)體系以學(xué)生為中心，注重因材施教，考慮滿足學(xué)生個性的發(fā)展和需求。具體改革如下：

一、完善和優(yōu)化教學(xué)大綱，開展教材建設(shè)

根據(jù)“卓越工程師”培養(yǎng)計劃對力學(xué)課程提出的基本要求及具體的課程課時等條件要求，在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，對教學(xué)大綱內(nèi)容進(jìn)行完善與優(yōu)化，重新分配課堂教學(xué)和實踐教學(xué)比例。1.重新安排課堂理論教學(xué)內(nèi)容針對原三大力學(xué)教材中出現(xiàn)的部分內(nèi)容重復(fù)問題和章節(jié)順序與實際工程設(shè)計思維邏輯不一致[2]等問題，按照力的基本概念—內(nèi)力分析—應(yīng)力分析—應(yīng)變分析的順序?qū)θ�大力學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，刪除了重復(fù)內(nèi)容，強(qiáng)化了概念分析。理論力學(xué)的運(yùn)動學(xué)部分與土木工程的實際應(yīng)用聯(lián)系不緊密，在理論力學(xué)教學(xué)中重點講授靜力學(xué)部分，把運(yùn)動學(xué)部分作為專題單獨講授。2.從“能力”培養(yǎng)出發(fā)，創(chuàng)新課程內(nèi)容與原有力學(xué)課程體系不同，新體系注重學(xué)生電算能力的培養(yǎng)，削弱適合手算的舊方法所占的比重，重概念，輕手算。例如，結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法是求解超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法之一，在實際工程中應(yīng)用較少，在課堂教學(xué)中，重點強(qiáng)調(diào)其基本概念和基本思路，適當(dāng)減少該部分的學(xué)時。應(yīng)用自主開發(fā)的教學(xué)軟件MDMS，提升學(xué)生電算能力和軟件編程能力。以實際建筑工程案例為背景，增加工程設(shè)計與施工的前沿領(lǐng)域的內(nèi)容。通過計算機(jī)模擬建筑物（構(gòu)筑物）的受力、變形等來分析其力學(xué)行為，呈現(xiàn)力與變形的動態(tài)過程，不僅為學(xué)生提供直觀、有效的學(xué)習(xí)模式，還為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新型實踐及結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽提供技術(shù)支持。3.開展適應(yīng)“卓越工程師”培養(yǎng)計劃的力學(xué)教材建設(shè)根據(jù)“土建類”土木工程專業(yè)“卓越工程師”培養(yǎng)計劃的基本要求，按照新的力學(xué)課程體系教學(xué)大綱的精神要求，積極開展工程力學(xué)教材建設(shè)。突破原有教程的局限性，重新貫通教學(xué)基本內(nèi)容（即按照力系的基礎(chǔ)知識、平衡方程→平面體系的幾何組成分析→靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算→基本變形、組合變形→靜定結(jié)構(gòu)的位移計算→超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算的順序進(jìn)行編寫）；調(diào)整知識深度，增加基本概念解釋與問題解答，增加力學(xué)知識在工程實例中的應(yīng)用部分，提高學(xué)生應(yīng)用力學(xué)知識解決實際問題的能力。

二、強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建課程實踐教學(xué)平臺

以卓越土木工程師必須具備的核心能力為中心，推演出與其相適應(yīng)的實踐教學(xué)體系和平臺的構(gòu)建思路，培養(yǎng)會設(shè)計（具有良好的土木工程領(lǐng)域設(shè)計能力和建筑及結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計知識），能施工（具有土木工程施工能力、施工組織技術(shù)的學(xué)習(xí)運(yùn)用能力），懂管理（掌握行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，有現(xiàn)場管理、項目管理的能力），善于創(chuàng)新（設(shè)計方法創(chuàng)新、工藝技術(shù)創(chuàng)新、管理方式創(chuàng)新）的應(yīng)用型人才。1.更新教學(xué)理念，深刻認(rèn)知實踐教學(xué)內(nèi)涵教學(xué)改革是核心，思想觀念是先導(dǎo)。首先從思想上高度重視，提高認(rèn)識，轉(zhuǎn)變“重理論、輕實踐”的傳統(tǒng)觀念，充分認(rèn)識高等教育是理論與實踐教學(xué)的統(tǒng)一體，實踐教學(xué)與理論教學(xué)貫穿于整個教學(xué)過程之中。理性的知識最終要運(yùn)用到實踐中，指導(dǎo)和完成工程實踐，而實踐教學(xué)的真正內(nèi)涵就是對學(xué)生進(jìn)行以動手能力、科研能力、適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力為代表的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。2.明確實踐環(huán)節(jié)卓越土木工程師培養(yǎng)的基本目標(biāo)按照“卓越計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)和國際工程教育認(rèn)證體系的基本要求，實踐環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生以下方面的知識、能力和素質(zhì)：構(gòu)思與工程系統(tǒng)分析的能力、設(shè)計能力、工程項目實施能力、運(yùn)行和維護(hù)能力、工程信息獲取和鑒別能力、獨立思考和解決技術(shù)問題能力，職業(yè)技能和道德、終身學(xué)習(xí)的意識、團(tuán)隊合作精神和責(zé)任、表達(dá)交流能力、寫作能力和職業(yè)資格能力。3.整合實踐環(huán)節(jié)，創(chuàng)新實踐形式以土木工程專業(yè)力學(xué)系列課程為重點，以“力學(xué)分析—結(jié)構(gòu)設(shè)計—建筑施工”為主線，根據(jù)認(rèn)知規(guī)律和課程特點，更新實驗教學(xué)內(nèi)容，整合演示型、綜合型、創(chuàng)新型實驗項目，將系列試驗環(huán)節(jié)由10學(xué)時拓展到16學(xué)時，從1個學(xué)期延伸到3個學(xué)期（表1），使不同層次的學(xué)生通過實踐環(huán)節(jié)得到不同的收獲。4.豐富實踐內(nèi)容，拓展專業(yè)能力實踐教學(xué)是土木工程專業(yè)人才動手能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。如果只懂理論知識，就會成為純粹的理論家；如果只會實踐動手，則只是普通的技術(shù)工人。實踐與理論結(jié)合才能凸顯實踐教學(xué)的作用。通過構(gòu)建使實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、工程能力訓(xùn)練學(xué)科競賽有機(jī)結(jié)合的實踐教學(xué)平臺，優(yōu)化實踐教學(xué)，形成整體，凸顯合力。在力學(xué)系列實驗課程中，整合優(yōu)化傳統(tǒng)的以低碳鋼、鑄鐵為主的驗證性實驗，結(jié)合典型的土木工程材料，以鋼筋的拉伸、抗彎實驗和混凝土抗壓實驗等為主，從破壞現(xiàn)象講解力學(xué)理論。增加水平荷載作用下超靜定剛架內(nèi)力測試、單自由度系統(tǒng)自由衰減振動固有頻率阻尼比測定、單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的幅頻特性測試等創(chuàng)新型和綜合型試驗。這樣既可以達(dá)到土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)的目的，又可使學(xué)生在過程中理解建筑材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、工程結(jié)構(gòu)抗震等方面的基礎(chǔ)知識，為今后學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)課程打下基礎(chǔ)。基于結(jié)構(gòu)力學(xué)組合實驗裝置，完成剛架、桁架、組合結(jié)構(gòu)的基本實驗。其核心技術(shù)是通過特殊的結(jié)構(gòu)形式獲得可模擬理想的鉸結(jié)點及剛結(jié)點力學(xué)特性的結(jié)點。在不斷完善加載及數(shù)據(jù)采集方便性的前提下，通過豐富加載架的結(jié)構(gòu)形式提高承載力，開發(fā)了適合開展混凝土結(jié)構(gòu)試驗、鋼結(jié)構(gòu)試驗、結(jié)構(gòu)動力學(xué)試驗等相關(guān)內(nèi)容的系列實驗裝置。學(xué)科競賽是實踐教學(xué)平臺的重要組成部分，學(xué)校將本專業(yè)中代表性的專業(yè)賽事—大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽常態(tài)化。以理論教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新訓(xùn)練項目為依托，訓(xùn)練學(xué)生對力學(xué)知識的系統(tǒng)歸納和綜合實踐應(yīng)用能力；將理論知識、創(chuàng)新理念、動手技巧等融入設(shè)計和制作過程，最終實現(xiàn)設(shè)計成果最優(yōu)化的目標(biāo)。科學(xué)競賽實踐教學(xué)能使學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和個性得到充分發(fā)掘和施展，知識綜合應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)能力、心理素質(zhì)和團(tuán)隊協(xié)作精神得到有效培養(yǎng)和展現(xiàn)。5.創(chuàng)造實踐條件，激發(fā)實踐熱情為了鼓勵學(xué)生參與科研實驗活動，學(xué)校實驗室對土木工程專業(yè)“卓越工程師班”的學(xué)生全天候開放，其實驗內(nèi)容主要包括“大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目”“研究性實驗項目”“畢業(yè)設(shè)計實驗項目”等。學(xué)生可以根據(jù)自己的時間，自主預(yù)約實驗項目和時間。學(xué)生也可以參與教師的科研項目實驗，培養(yǎng)科學(xué)研究的初步能力。

三、探索與“卓越工程師”培養(yǎng)計劃相適應(yīng)的新型學(xué)生學(xué)習(xí)評價方案

學(xué)生對土木工程力學(xué)課程教學(xué)的普遍反映是“一聽就懂，一看就會，一做就錯”，這也從另一個側(cè)面提示教師：要強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析、計算、判斷能力的培養(yǎng)。以往學(xué)生學(xué)習(xí)本課程普遍存在的問題是平時訓(xùn)練不夠，考前臨時突擊，死記硬背，應(yīng)付考試。其結(jié)果是，即使考試成績較好的學(xué)生，在后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)時，也不能熟練應(yīng)用力學(xué)知識解決專業(yè)問題。學(xué)會了理論，卻不會應(yīng)用，實際上也是應(yīng)試教育的不良結(jié)果�？荚嚸�題和評分的“標(biāo)準(zhǔn)化”，考試形式和方法的“單一化”，其考試成績主要反映的是學(xué)生的記憶力和應(yīng)試能力，而很少能夠反映學(xué)生的綜合素質(zhì)和知識的應(yīng)用能力。為了改變這種狀況，積極采取相應(yīng)措施。一是在平時的教學(xué)過程中，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性。組建學(xué)習(xí)小組，鼓勵學(xué)生撰寫相關(guān)論文，搞創(chuàng)新發(fā)明。二是以考試改革為突破口，采用“一紙開卷”“試題分組”“筆試口試相結(jié)合”“綜合性問題分析”等多種方式進(jìn)行考核，既避免考試作弊現(xiàn)象的發(fā)生，又培養(yǎng)了學(xué)生歸納、總結(jié)、靈活運(yùn)用知識的能力。三是將學(xué)生參加創(chuàng)新項目研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽、獨立發(fā)表研究論文、申請發(fā)明專利等成果，按照一定比例計入平時成績，與期末考試成績按照4:6的比例確定學(xué)生本課程的最終成績。結(jié)語在“卓越工程師班”所進(jìn)行的土木工程力學(xué)課程教學(xué)改革與實踐，以能力培養(yǎng)為重點，緊密結(jié)合生產(chǎn)實際要求，在保證課程內(nèi)容體系系統(tǒng)性和完整性的基礎(chǔ)上，增加創(chuàng)新性內(nèi)容。以項目、案例為主線，串聯(lián)知識點或課程內(nèi)容；增加課程內(nèi)容的靈活性和教學(xué)過程中的針對性；優(yōu)化組合傳統(tǒng)課程內(nèi)容，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容，在打牢理論基礎(chǔ)的同時，強(qiáng)化實踐能力培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)整體質(zhì)量。緊密結(jié)合土木工程實際問題，豐富教學(xué)手段。推廣討論式、案例式教學(xué)[3]；滲透工程背景，加大了教學(xué)信息量；配合案例式教學(xué)，初步建立了10個工程案例資料庫；繼續(xù)開展彎矩圖大賽（每年10月一次）、結(jié)構(gòu)模型設(shè)計大賽和力學(xué)創(chuàng)新性、研究性實驗，每年均有參賽學(xué)生在國家、省大學(xué)生結(jié)構(gòu)大賽中獲得獎勵。“土建類”土木工程專業(yè)力學(xué)新課程體系立足于土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，已在2012～2017級“卓越工程師班”中實施，短期受益約有6個年級的學(xué)生，長期受益將會更多。其課程體系改革成果和經(jīng)驗可供同類高校參考借鑒。

[參考文獻(xiàn)]

[1]教育部高等教育司.最新高校卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施探索與國家創(chuàng)新工程技術(shù)人才培養(yǎng)方案指導(dǎo)全書[M].北京：高等教育出版社，2011：5～15.

[2]林健.面向卓越工程師培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究，2001（5）.

[3]夏平，陳莘莘，康穎安.基于“卓越工程師”培養(yǎng)的工程力學(xué)教學(xué)改革研究[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報，2012（22）.