区域内高校专业课程实践教学改革思考

关于区域内高校专业课程实践教学改革的探索与思考摘要:高等院校专业课程实践教学在本科生乃至研究生的专业素质培养方面具有重要意义和作用。

考虑到我国高等教育资源的地域集中特征,综合利用区域内各高校的优势资源,通过统一规划实现资源整合共享,一方面可避免低水平重复建设所导致的资源浪费,另一方面可综合优势和集中精力开展高水平教学改革和建设。

在共享并有机组合区域内高校教学资源前提下,专业实践教学如实习、设计和实验等内容将会有进一步发展并可能增加新内容。

同时为克服各高校行政划分的阻隔,有必要在区域内各高校建立一体化、开放式实践教学平台,这符合当今物流网发展趋势,专业课程实践教学平台将以网络化、信息化和数字化为显著特征。

作者参与了相关课题的探索研究,本文将结合土木工程专业,阐述区域内高校实践教学改革的有益探索和思考。

关键词:区域内高校实践教学改革教学平台土木工程中图分类号:p20-4 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)07(a)-0171-021 引言在我国高等院校本科生和研究生专业素质培养方面,实践教学起到了非常重要的作用,其可以帮助学生将前期所学理论知识和工程实际相联系,真正做到学用结合,互为促进,帮助学生有效融合、巩固所学知识并为进入工作岗位前提供良好实践平台。

区别于以往,目前我国高等院校均非常重视实践教学平台建设,并开展了一系列探索工作[1-5],主要内容包括专业实习、实验和设计等方面。

然而,在实践教学平台改革和建设过程中也出现诸多问题,一方面建设目标求大求全,另一方面资金经费又不能完全满足建设要求。

此外,由于各高校自身资源所限,实习、实验和设计等实践环节均略显单调,创新不足,不能跟随行业新发展,而对比当今及未来社会物流网发展趋势,实践教学平台的网络化、信息化及数字化程度均较低,这已经在某种程度上阻碍了实践教学平台的使用。

我国高等教育资源呈现显著的地域集中特征,就211重点高等院校在各大中型城市中的分布情况而言,分别为北京(22所)、上海(11所)、南京(8所)、武汉(7所)、西安(4所)、成都(4所)、广州(3所)、哈尔滨(3所)、长沙(3所)等。

诚然,高等教育资源的相对集中有诸多弊端,同时也给同一区域内高校资源整合共享提供了便利条件。

区域内高校在同一学科往往具有不同的优势领域,集中各校优势资源可避免重复建设,并帮助实践教学平台全面高水平建设。

实际上,近几年随着国家经济和科技发展,区域内高校在科研领域频繁合作,如作为国家科研风向标的973项目等多为众多实力高校科研团队的合作研究。

区域内高校实践教学改革可以参考此种科研合作模式,但是也有较为显著区别:科研合作仅仅涉及几个科研团队,人员相对较少,行政阻碍较少,而教学改革则要涉及整个学校的主体-所有授课教师和学生,如何克服行政上的阻碍和避免繁琐手续则非常重要,一体化开放式平台是解决此问题的有效手段,后文将会详细阐述。

作者参与了住建部和高等学校土木工程本科专业指导委员会课题“区域内高校土木工程专业实践教学一体化改革与实践”,并负责主持其中实验改革工作,可以此项目为例阐述区域内高校实践教学改革的合作模式。

课题“区域内高校土木工程专业实践教学一体化改革与实践”由中南大学、湖南大学和长沙理工大学联合承担,目标是实现三校实践教学资源有机组合。

三所高校均地处长沙市区并有良好合作经历,中南大学以铁道、岩土和桥梁专业见长,湖南大学有着房屋建筑学科优势,长沙理工大学坐拥道路、桥梁学科优势,显然三校具有不同优势领域,综合利用可实现资源互补,实现区域内高校实践教学质量的同步大幅提升,尤其是在创新型实践教学方面。

考虑到三校的行政区分,涉及众多教师和学生的实践教学改革必然会导致手续繁琐,借助新时期物流网和信息化发展,以立体化、开放式为宗旨建立具有网络化、信息化和数字化等特征的实践教学平台可以有助于解决此困难。

住建部在中南大学、湖南大学和长沙理工大学等三校所设立课题虽然针对土木工程专业,但是帮助开展新时期区域内高校实践教学改革模式的有益探索,为其他学科专业提供重要参考和借鉴。

2 实践教学改革区域内高校实践教学改革涉及到实践教学内容的各个方面,如专业实习、设计和实验等,并可能会产生新的实践教学内容,如虚拟实践。

整个教学改革将以网络化、信息化、数字化为特征,并搭建起一体化、开放式教学平台。

下文以课题“区域内高校土木工程专业实践教学一体化改革与实践”为参考,阐述各实践教学内容改革情况。

2.1 专业实习专业实习包括认识实习和生产实习两类,二者为本科实践教学的不同层次。

认识实习帮助本科生提高认识,时间较短,而生产实习作为直接跟工程实际相关的实习活动,时间较长。

目前各高校往往都有自己的实习基地,往往规模小而零散,多数靠教师个人联系或者放任学生自行联系,难以长期保持在一定水平,同时年轻教师并无人际资源可供联系,实习工作大大受限。

考虑到此缺陷,利用区域内高校的资源整合,多个高校之间可以通过合作共同搭建较为固定的专业实习平台。

中南大学、湖南大学和长沙理工大学正是利用三校资源,计划联合共建实习平台,从三个方面实现生产实习教学改革:在长沙市区典型建筑区挂牌建立认识实习基地;利用铁道、房建和道桥方面外事关系,在相关企业挂牌,建立长期生产实习基地;利用长沙理工大学位置和占地资源建立共享实习基地,安排一些中小型实习活动,如缩短周期的完整建造过程(包括招投标、设计、施工、监理等全程模拟)。

区域内高校联合运作的专业实习教学活动可有助于实现实习教学规范并规模化。

2.2 专业设计专业设计主要指课程设计和毕业设计等。

课程设计作为单科或少数几科专业课程理论学习之后的综合应用,而毕业设计则作为本科阶段的最后实践课程,是对本科所学知识的一种汇总和能力提升。

目前专业设计教学过程并不能体现当前信息社会时代特征,鉴于此点构建专业设计的虚拟网络平台,其包括预习模块(课程设计目的、重要知识点、必须掌握的基础知识和方法)、指导模块(设计任务书和指导书,包括课程设计要求,设计重点和难点讲解等)、设计计算模块(提供设计和计算需要的一般工具和软件)、自检模块(能完成设计成果自我检查,如设计成果完整性和成果格式等,进一步实现设计成果正确性检查)、虚拟设计模块(能在网络上进行虚拟课程设计,防止拷贝抄袭)、范例模块(一个完整设计范例,包括手算、电算和工程实例图像、图片等)、成果提交模块(完成设计成果网络提交)、批阅模块(教师对学生课程设计的批改评阅,指出存在的主要问题分析)、参考资料模块(尽量提供数字化参考资料)。

通过所建立的网络平台,可实现一体化的专业设计教学。

平台建设需要投入较多的人力、物力和经费,借助区域内高校资源可以实现平台建设目标。

2.3 专业实验专业实验包括传统实验和创新实验两类。

目前来说,各重点高校均可以独立实现传统实验教学任务,某种程度上无需区域内高校的深度合作,只需浅层次的交流借鉴教学经验并搭建共享平台即可。

因此,区域内高校传统实验教学改革主要集中于:(1)搭建开放式网络教学平台(具有申请登记、学生编排、预习、提交报告、教师批改及评定成绩等功能);(2)鉴于破坏性实验复现工作量大、经费需求大,将按照实验准备、实验过程、结果分析等顺序录制完整影音,制作演示型实验教学资料。

考虑到重点高校科研项目众多,对学生创新性培养要求较高,区域内高校创新实验教学改革主要具有如下特征:来源于高校教师的科研项目,有完整的方案和模型设计、过程录像、数据分析处理、所解决的科学或技术问题等,最终将汇总形成演示型创新实验教学资料。

以作者所参与课题的土木工程专业实验教学改革为例,创新实验主要包括:(1)房屋、桥梁结构地震模拟振动台实验的实时和视频演示教学;(2)桥梁涡振测试及控制实验教学;(3)轨道-路基动力试验演示教学。

综合以上,传统实验和创新实验所形成的演示型教学资料将汇总并集中体现于实验教学的网络共享平台。

2.4 仿真实践仿真实践主要是指工程有限元仿真、过程模拟和虚拟现实等,即通过虚拟手段模拟真实工程进展和灾害。

仿真实践是新时期高校实践教学改革的创新内容,符合科技型高校培养本科生的发展战略,凸显了信息时代特征,面向对象主要是高年级本科生、研究生及有自身创新要求的学生(自由参与)等,可通过设置选修学分和竞赛活动以推动。

仿真实践包括两类:(1)有限元仿真模拟,模拟工程生产过程和地震、风和火灾等土木工程灾害情况;(2)虚拟现实,包括设立虚拟项目部等以虚拟现实建设过程等。

仿真实践同样需要搭建网络共享平台,以实现区域内高校联合运作和共享。

以作者所参与课题为例,仿真实践主要表现为土木工程施工和灾害模拟等,并借助中南大学数值计算平台、高速铁路建造技术国家工程实验室仿真实验室的优势资源,湖南大学和长沙理工大学项目支持和人员参与,实现三校仿真实践教学内容的共享共建。

3 一体化实践教学平台正如前文所述,建立综合专业实习、设计、实验和仿真实践于一体的实践教学平台能够将实践教学各内容纳入完整体系,并有助于系统的提升高等院校实践教学资源和教学水平,同时实践教学平台将以网络化、信息化和数字化为显著特征,可以帮助打破区域内各高校间的行政阻隔,有利于平台共享。

因此,一体化网络平台建设在区域内高校实践教学改革中起到关键作用,能够帮助真正实现区域内高校资源共建共享。

此外,一体化实践教学平台建设不仅意味着专业实习、设计、实验和仿真实践教学内容在网络教学平台上的有机组合,还包括区域内高校资源整合的现实平台建设,如在企业挂牌的实习基地、传统和创新实验教学基地等,即一体化实践教学平台不仅指网络平台也包括现实平台建设,二者均不可偏废。

所建立的实践教学平台将最大程度利用区域内高校资源且方便各校共享利用,主要教学内容则包括前文所述的专业实习、设计、实验和仿真实践等。

此外,在建设一体化实践教学平台中及完成之后,能够维持此实践教学平台日常运转,平台维护同样是非常重要的。

鉴于区域内高校在行政上区分和阻碍,参与实践教学内容的教师和学生人员众多,为避免行政操作手续上的繁琐,这就对区域内各高校协同工作提出了更高要求。

实践教学平台日常运转一方面需要经费支持,另一方面也需要设置相关专职人员[6],并加强师资培训。

4 改革建议作者参与了住建部和高等学校土木工程本科专业指导委员会课题“区域内高校土木工程专业实践教学一体化改革与实践”,并负责主持相关实验改革工作。

通过课题进展,可以了解到区域内高校实践教学改革关键在于:如何有效利用区域内各高校优势资源,如何实现区域内高校共建共享。

为了解决上述关键问题,结合作者所参与课题的土木工程实践教学平台建设,有以下几点建议:(1)区域内高校联合运作的实践教学改革侧重于学生专业素质培养,具有显著创新特征,特别需要综合区域内各高校的项目、资源和人员优势;(2)建立具有网络化、信息化和数字化等特征的网络教学平台,将大大有助于区域内高校共建共享,中南大学已经建设了传统实验的教学网络平台,这可为一体化实践教学平台建设提供重要参考;(3)设置实践教学平台改革项目组,通过各子项目分配到人、独立进行和综合验收,可以大大提升和规范实践教学改革进程;(4)实践教学平台需要配置日常经费,并设置专职人员负责运行、维护等工作,并要注意后续师资力量的培养。