课题申报范本：4511-新工科背景下土建专业实践教学体系重构研究
新工科背景下土建专业实践教学体系重构研究
1、问题的提出
当前，国家推动创新驱动发展，对工程科技人才提出了更高要求。传统的工科教育已无法适应当下行业与社会的高速发展，高等院校工科教育的转型与革新迫在眉睫。与传统工科教育相比，“新工科”更注重与行业的紧密对接，构建产教融合、科教融合的协同育人模式。土建类专业在我国工科教育中占有重要地位，全面深化土建类院校的教学改革，对于促进新工科背景下的人才培养有着重大的意义。
土建专业课程教学体系中，实践教学占了很高比重，主要包括实验、实习、课程设计、毕业设计等。在教学过程中，鉴于学科定位，教师的教学多以讲授土木工程学科的基本理论和基本知识为主，对实践教学环节重视不够，学生参与的集中实践和分散实践的投入度不高，且由于其土建类有很多实验实习环节相对比较枯燥，不像物理化学等专业的实验实习环节那样有直接式的实验效果，能现场验证某些结论或者现象，很多学生真正参与到实践中的参与度并不高，即便参与了也是走马观花，导致土建专业学生理论知识掌握不牢固，各类涉及到综合运用能力的实践环节比如课程设计、毕业设计、课程实验等的教学质量日益低下，有比较多的同学出现了专业课程没有学好，其他学科的知识也没有动力和压力去学习的现象。
土建类的土木工程专业、工程管理专业、建筑学专业原本是很容易相互交流，但由于缺乏有效的引导，从而专业之间的交流无法实现，不同专业之间在其他专业方面了解甚少，导致行业内各种知识的缺乏，出现了土木工程及工程管理专业学生不懂审美，不了解基本的建筑设计知识；建筑学学生不懂力学，不懂施工，做建筑方案时天马行空，难以实现。
2、课题的界定
新工科主要强调和注重多学科交叉融合，培养复合型创新型人才。在土建这个非常典型的工科专业环境下，对传统的实践教学体系进行重构，打破原来开设各类不同实践环节之间的学科壁垒及专业壁垒、课程壁垒，分阶段，在专业大类进行实践环节的重新部署。
重构实践体系，需要综合考虑社会发展与实践环节同步更新的需要，考虑学生创新能力与学习兴趣点，不断补充新的实践环节与内容，同时考虑土建专业内部各专业之间的知识渗透与关联性，将枯燥无趣的实践环节变得趣玩高效。比如土木工程测量实习可以加入传统建筑认知测绘，学生在测量的同时也认识了古建筑，无形之中让学生接触和了解一些关于建筑文化和审美的知识，建筑学学生开始虚拟现实体验课程时增加施工相关的模块，让建筑学学生了解施工时的注意事项，对建筑施工建立直接的印象和概念。开设课程设计环节时，考虑不同专业之间的协调工作，可以在某些课程设计上，让不同专业学生进行参与，进行系统化的课程设计工作，比如土木工程专业的房屋建筑学课程设计，可以让建筑学的学生对其进行辅助，让土木工程专业学生对建筑方案设计有一定的认知，提高设计的科学性。
契合新工科的内涵建设，土建类专业实践教学体系重构主要从土木工程、建筑学、工程管理三个专业进行统筹规划，选取某些容易实现专业交叉的实践、实验、实习或者课程设计类等实践环节进行试点，先小范围实现土建学科内部各专业之间的交叉渗透，让各专业学生学本专业之所长，弥补其他专业的短板，再逐步思考其他实践环节开设的形式，慢慢达到学科内部各种知识的综合掌控，提高专业教学及课程学习的效果。
3﹑国内外研究现状述评
国外比较有代表性的是美国哈佛大学，原本注重基础研究的哈佛大学在经历了社会各种变革之后重新规划布局发展战略。2007年，哈佛大学正式成立独立的工程与应用科学学院，弥合科学与商业化之间的工程技术鸿沟，为创新创业打造学科基础。
在学校层面，哈佛大学建立了大学理科与工程科学规划委员会，识别理科与工程科学的战略机遇，主动谋划学科战略布局，并设立特别的跨学院的系或者系间委员会，支持理科与工程科学跨学科的教师学生交流。
国内很多高校在新工科建设方面也在积极响应和实践。天津大学探索在专业教育中融入思想政治教育。各专业结合学校办学定位、服务面向制订教学质量标准，不断完善人才培养方案，优化教学计划和课程设置，完善人才培养标准和评价标准，使家国情怀成为评价人才培养质量的重要指标。整合全校力量，加强教学团队建设，注重教学实践环节创新，贯通第一第二课堂，着力推动教学方法改革。将“思政课程”与“课程思政”相结合，既牢牢把握思政理论课的核心地位，又充分发挥综合、专业课程的育人功能。
北京联合大学实行“全时空育人”战略，加强与基础课、外语部、社科部、体育部以及学生宿管中心( 建立书苑) 的密切联系，确定相应的沟通机制，及时掌握学生的学习状态。实现教导、指导、建议、熏陶、影响、督促、帮助、友情联络等各种形式的育人模式，实现“育人无时不在，育人无处不在”。鼓励学生参与教师的课题研究，促进教学相长;提倡学生参与各种学科竞赛，培养学生的创新精神和动手能力。
在具体的实践教学体系建设方面，华中科技大学孙峻主任提出了一是在土木工程学科传统教学的基础上，面对新经济和新技术的发展趋势，综合土木工程学科、信息学科、材料学科、机械学科等不同学科，设计、更新面向土木工程相关专业多学科交叉融合的课程体系和教学内容，以保障学生获得足够深广的知识，具有良好的视野，具备开展创新活动的知识结构等。一是建设土木工程开放式创新实验平台，将新技术、新装备引入土木工程专业教学，探索研究性学习的具体实施途径和策略。在现有土木工程实验室的基础上，创造多学科交叉融合的实验教学环境，为学生提供良好的创新活动条件，如建筑机器人、3D 打印机、三维扫描仪等。从实验室硬件条件和管理体制等软件环境上为学生开展探索性、研究性学习提供保障，为学生提供“好玩”和“高科技”的实验环境，激发学生的学习兴趣和求知欲。
4﹑选题意义与研究价值
（1）选题意义
契合新工科专业发展的思路，从实践教学方面入手，激发土建专业学生自主学习的能力、合作学习的意识、科学探究与创新的精神，重新找回学生积极向上，奋发进取的状态是课题研究的初衷，促使学生着眼于学、思、知、行，达到学习高效、学习能力强、素质过硬，为土建学科培养新工科人才打基础。
（2）研究价值
通过重构实践教学体系，有力改变现有的土建专业大学生学习氛围不佳﹑学习主动性差﹑学习效率低下的现状，扭转学生的“死记硬背、机械训练”浅层学习的局面，达到学生“自主理解知识与解决问题”的深层学习状态，探索土建专业实践教学的新方法，以促进课堂教学和学生学习，真正实现学生“学习主体性”地位，开拓学生视野，掌握各类知识，为培养创新型人才服务。
5、课题理论依据、研究目标、研究内容、研究假设、创新之处。
(1)课题理论依据
唯物辩证法指出，任何事物的发展都是内因和外因共同作用的结果，内因是事物发展的根据，外因是事物发展的条件，外因必须通过内因才能起作用。在教学过程中，教师属于外部条件，是外因。学生是学习的内因，教师的教必须通过学生的学才能发挥作用。如果学生没有学的愿望和动机，没有主动性和积极性，教师的“教”就会由于没有学生的“学”而失去作用。因此，在教学过程中，教师只起引导作用，而学生自我发起的学习是最持久、最深刻的个体行为。
(2) 研究目标
1）尝试建立试点改革示范，先实现土建类各专业交叉
在研究过程中，具体到某些课程，在传统实践环节开设时，新增或者改变原有的单一知识实践内容，增加其他专业简单易懂的实践内容，在不同班级的某一门或者几门课程进行试
点。
2）跟踪调查新体系实施的效果
在试点过程中，跟踪调查各专业学生在体验了新式课程实践环节之后的收获与感受，找出试点过程中的问题与不足。
3）总结经验，大范围统筹布局专业类的各类型实践
总结小范围试点改革取得的成果，纵向对比同一专业不同年级的学生之加的知识能力方面的变化，评定重构实践教学体系后的教学效果，以促进大范围深层次的实践教学改革。
（3）研究内容
该项目拟从土建类各个专业所开设房屋建筑构造课程，建筑设计类进行探索，选取一些操作性强，具有趣味性的协同性实践环节进行试点，分析学生在新试点的实践教学体系下的学习心得与知识收获。项目拟深入调查各专业学生在实践环节进行过程中间的参与度及学习效果，了解学生在实践环节方面的看法与观点。
主要研究内容包括：本院所有专业的学生开设实践环节相关课程学习现状调查；本院各专业课程教师实践教学方式探究；统计本院各专业试点重构后的实践教学体系之后产生的效果，在各专业之间传统实践教学体系与重构后的实践教学体系的教学效果差异性进行分析总结。
(4)研究假设
不同的专业和不同课程的学习方法必定有差异，实施于不同专业或者不同课程的实践环节之间的学习效果必然会有不同的结果，但对于土建专业注重理论应用实践的特性而言，在土建类各专业开展专业交叉型实践环节应当存在类似的教学效果。我们基本假设是：在试点实施实施过程中弱化各专业之间所开不同的专业课程的区别，忽略一些小细节性的实施效果的差异，逐渐从土建类具有专业共通性的课程在实践环节设置与学习时的专业交叉过渡到各专业之间的深度交叉，让土建类不同专业学生知识广阔，视野开阔，有较强的实践创新的能力，实现课程改革的本质价值诉求，为创新型、复合型人才培养打下基础。
(5)创新之处
1)全面调查本院各专业学生在各种类型的实践环节的学习状态和学习效果，调
取不同年级学生的课程设计作业、实验预习报告、实验报告、认知实习报告、毕业设计成果等，分析各类实践环节成果的质量形成数据报告。
2)重新构建实践教学体系之后，小范围试点实施过程，会大幅度增加不同专业学生之间的交流参与的教学，更能激发学生主动的思考问题，促使学生发现不同专业知识的特点和趣味性。3）真正体现实践教学环节的综合性，在学生自主学习及体验过程中，发现实践的趣味性和掌握知识的乐趣，促进了学生之间大范围的跨专业交流，从而深层次促进学生的学习。
6、研究思路、研究方法、技术路线、实施步骤。
1）研究思路
首先，分析目前国内外基于新工科理念下实践教学体系的研究现状，制定本课题研究的重点、方法，确立目标，树立新的理念与研究方法。
其次，确立研究教师和研究对象，选拔观念新，技术强，善于教学改革的骨干教师建立课题组。选择本院不同专业的开设同一专业基础课的班级为实验班，并做好实验的各项准备工作。
第三，设计某几门特定课程开展试点实践教学环节探讨，研究各类实践教学教学内容及课时的分配等等。
第四，开展实验研究，总结出重构实践教学体系之后的成效，总结经验。
2）研究方法
文献研究法：主要通过教育网络、学术期刊等对土建专业实践教学体系改革的最新情况进行比较，并通过现代理论解读研究课题的理论基础。
行动研究法：选择一线骨干教师，发挥亲历教学实际的优势，在实践教学实践中研究。
教育实验结果对比研究法：选择实验班和对比班，通过对实验后学生的民意调查，搜集学生的真实收获与意见建议，了解研究实施之后的成效。
3）技术路线和研究步骤
a技术路线（见下图）
第一步：确定研究目标。查阅文献，了解国内外高校在围绕新工科方面教学改革情况，咨询相关专家学者，获得相关方面学术研究成果相关信息，确定研究课题。
第二步：制定研究计划。访谈某些含实践环节，调查归纳不同专业不同学生在实践教学过程中的心得体会，从而制定具体的研究计划。
第三步：具体研究过程。选取专业基础课，在不同专业之间开展实践教学试点，从课程设计，认知实习层面，引导专业交叉，让不同专业学生参与同一实践环节中，追踪调查与统计实施新的实践教学方案之后的心得。
第四步：研究结果后续阶段。总结经验，得出启发，探索新工科背景下土建类学科实践教学环节中专业交叉教学方法，总结出适合开展交叉教学与学习的实践课程。
b研究步骤
1）第一阶段：2018年9月----2018年10月，文献收集整理和前期调研阶段。组织学校领导和骨干教师完善课题方案和课题申报，选定实验班及实验课程，指定具体课程实践教学计划及内容。
2）第二阶段：2018年11月----2019年6月，开展课题实验研究，通过实施新的课程教学计划，对学生面对面指导，听评课等方式，对教师、学生全方位指导，总结出总结出“训﹑展﹑用”教学策略实施之后的效果。
3）第三阶段：2019年7月----2019年10月，阶段性研究成果的整理与验证阶段。
4）第四阶段：2019年11月-----2020年7月，课题结题阶段，推广研究模式的典型案例，在更大范围内验证，完成结题报告，同时编辑出版论文集，典型案例光盘，提交总课题组验收鉴定。