科研创新与工程实践相结合的土木工程专业毕业设计模式探讨

来源:用户上传      作者:王景玄 王文达 张鑫泽

　　摘要：毕业设计是土木工程专业本科教学过程的最终环节，是为培养学生工程应用能力和科研创新能力而进行的综合训练，是对本科四年所学理论知识和专业知识系统性的检验与应用，体现学生解决复杂工程问题的实践能力。传统土木工程专业本科毕业设计主要以工程设计为主，注重培养学生工程实践能力，而忽视了科研创新能力的培养，不利于土木工程专业毕业生的全面发展。以兰州理工大学土木工程专业建筑工程方向毕业设计为例，通过问卷调查，分析现有土木工程专业毕业设计过程中存在的主要问题，探索科研创新与工程实践相结合的土木工程专业毕业设计模式，以期为同类院校土木工程专业建筑工程方向毕业设计教学提供参考。
　　关键词：土木工程;毕业设计;教学模式;科研创新;工程实践
　　中图分类号：G642.477 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2022）03-0155-09
　　土木工程专业本科教育是专业人才培养的重要阶段，通过理论教学、实践教学及科研创新训练等环节培养学生工程实践和创新能力、分析和解决复杂工程问题的能力，而毕业设计作为本科阶段最后的教学实践环节，涉及内容综合而全面，是实现土木工程专业本科人才培养目标的重要环节。通过毕业设计，结合土木工程类设计规范/标准，将相关理论基础知识和工程设计方法创新性地应用于实践，实现科研创新与工程实践相结合的培养模式[1]。土木工程毕业设计是理论知识与工程实践相结合的学习环节，培养学生在解决复杂工程问题方面的创新能力[2]。国内外已有较多毕业设计（论文）教学模式改革的相关研究，旨在从不同角度提高毕业设计质量，但关于土木工程专业本科毕业设计改革和探索方面的文献相对较少。国内已有研究主要关于创新型和实践型毕业设计[3-6]，探讨工程化背景下构建以创新能力为核心的毕业设计教学体系和教学模式的有效途径，加强本科毕业设计实践保障体系建设，提高土木工程本科人才培养质量。部分学者结合工程实践开展了毕业设计研究工作[7-11]，强调土木工程毕业设计选题与工程实践相结合，尤其在规范/标准的应用等方面。康俊涛等[12]分析了土木工程专业毕业设计教学环节的现状及存在的问题，以武汉理工大学土木工程专业为例，对土木工程专业教学改革、质量评价体系、教师队伍建设等方面进行了研究，使之适应当代高素质土木工程专业人才培养的要求。王景玄等[13]进行了土木工程专业本科毕业设计研究型创新人才培养模式探讨，以推免生为主要对象，但未结合工程实践创新能力的培养与应用。
　　结合土木工程专业人才培养目标和市场需求，将工程实践与科研创新密切联系，培养具有解决复杂工程问题能力并可提出创新见解的人才，符合目前国家发展所需和综合性人才培养目标。本文以兰州理工大学土木工程专业建筑工程方向本科毕业设计为例，探索科研创新与工程实践相结合的土木工程专业毕业设计模式，以期为同类院校土木工程专业毕业设计教学提供参考。
　　一、毕业设计现存问题分析
　　（一）教师指导时间有限
　　由于毕业设计学生人数较多而指导教师人数有限，每位教师负责指导的学生人数较多。在兰州理工大学土木工程学院2019届和2020届毕业设计小组中，每位指导教师负责学生7～8名，加之教师在毕业设计所在学期还需要承担其他课程授课任务，同时兼顾个人科研工作，工作繁重，指导时间有限。教师在毕业设计上花费的时间和精力不足，部分教师在选题时直接套用之前做过的题目
　　，后期指导直接采用之前的过程与成果，导致学生在毕业设计过程中积极性不高，影响毕业设计质量。此外，根据初步调研，指导教师的辅导方式主要通过QQ或微信线上辅导（图1）。
　　（二）学生重视程度不高
　　毕业设计环节一般集中在大四春季学期，大部分学生在此段时间内忙于找工作或准备研究生复试，也有一部分学生认为只需走完流程能毕业即可，学生对毕业设计的重视程度不高。
　　为了解学生对毕业设计的重视程度，随机对兰州理工大W土木工程学院建筑工程方向2020届100名本科毕业生进行问卷调查，最终回收问卷88份，回收率为88%。调查结果显示，8人将大量时间和精力投入研究生复试方面，27人将重心放在考证及寻求心仪工作上，仅有21人表示将以保质保量完成毕业设计为本学期主要工作，约占24%，其余32人选择了其他（图2）。由此可见，大部分学生对毕业设计重视程度并不高，需要进一步加强。
　　（三）毕业设计题目陈旧
　　部分高校缺乏实践基地，创新训练项目较少，导致设计题目大同小异，以宿舍楼、办公楼、教学楼、大学生活动中心等单体建筑的设计为主，甚至同一年此类题目会在多个小组重复出现。学生对此类题目已经失去新鲜感，而题目本身自由创作空间较小，还存在同题目抄袭现象，影响毕业设计质量。
　　对10名毕业设计指导教师及100名学生进行毕业设计选题问卷调查，问卷以“是否认为题目新颖度会影响毕业设计质量”及“毕业设计中是否应适当加入科研元素”为题来了解指导教师及学生对题目的看法，教师方面问卷回收率为100%，学生方面问卷回收率为91%。调查结果显示，80%的指导教师认为近几年毕业设计题目陈旧，不能激发学生兴趣，最终影响了毕业设计质量，90%的指导教师认为有必要适当引入科研创新元素;86.81%的学生认为新颖的选题能激发对毕业设计的兴趣，提高毕业设计质量，其余学生表示新颖的题目不会影响毕业设计结果。此外，79.12%的学生表示近几年题目陈旧老套，缺乏新意。具体毕业设计内容调研结果如图3所示。
　　（四）毕业设计内容创新性不足
　　毕业设计题目较为陈旧，以宿舍楼、办公楼、教学楼等单体建筑为主，此类建筑更加突出实用与经济的特点，设计内容主要以工程实践训练为主，很难融入科研创新等元素。王景玄等 [13]介绍了土木工程专业本科毕业设计研究型创新人才培养模式，分析了一种适合“推免生”的毕业设计培养方式。结合本科科研创新训练项目及部分指导教师的研究方向，适当引入一些科研元素，有助于提高

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