以课程设置及教学优化提升本科毕业设计质量
——以西南交通大学土木工程专业城市与地下空间工程方向为例

赵东平，汪 波，和 琦

（西南交通大学 a.交通隧道工程教育部重点实验室；b.土木工程学院，四川 成都 610031）

引言

毕业设计是本科生由学习阶段向工作阶段转变的最好实践机会，对学生的独立工作能力具有深远的影响［1］。本科生毕业设计的主要考查目标是学生是否具备了运用基础课知识及专业课知识，完成一项设计工作的能力。该目标实际上是对一个本科生在大学四年期间所学知识融会贯通、综合运用能力的考查，也是对学生知识体系掌握程度及专业知识熟练程度的一个检验。本科毕业设计质量是本科生综合素质和综合能力的直接反映［2］。

为了达到上述目标，许多学者对如何提升本科毕业设计质量开展了大量的研究工作。例如：陈客松等［3］从教师的视角，提出了本科生毕业设计的过程优化思路；王烨等［4］结合工科院校学生基础和学校专业设置现状，提出了过程与质量并重的工科院校本科生毕业设计（论文）指导改革新思路；张金萍等［5］从选题模式、组织管理和考核机制三方面分析了本科生毕业设计中存在的问题，提出了提高院校重视度、增强指导教师责任心，以及加强学生互动沟通能力的解决方案；钱玉宝［6］从文献检索、论文编排及参考文献等方面，针对提高毕业设计论文质量提出了建议。分析以上研究可知，为了提高本科生毕业设计质量，很多研究人员提出了很好的建议，但是现有研究主要聚焦于论文选题、过程控制、论文写作及教师责任心等方面，而在大学本科四年学制中的课程学分设置、课程学年分布及各种基础课教学方法对本科生毕业设计的影响却很少探讨。根据笔者多年的本科教学及指导本科毕业设计论文经验，认为如果对现有课程比重或相关课程的学年设置进行优化，同时在专业基础课教学方面进行创新，对提高本科生毕业设计论文质量大有益处，因此本文将重点从上述方面进行探讨。

一、各学年课程总学分占比分析

对于土木工程专业的学生而言，在大学四年学习期间，主要学习通识课、基础理论课、专业课及实践课。以土木工程专业城市与地下空间工程方向（以下简称城地方向）的本科生为例，通识课是指与专业技术无直接关联的体育、政治、军事及哲史类课程，例如：形势与政策、军事理论与技能、中国近代史等；基础课是指土木工程大类均要学习的课程，主要包括“高等数学”“大学英语”“大学计算机基础”“土木工程制图”等通用基础课及“结构力学”“理论力学”“材料力学”“土力学”等专业基础课；专业课是指与本科专业方向直接相关的课程，对城地方向的本科生而言，包括明挖法、盾构法及矿山法地下工程、地下工程计算机方法、地下工程量测技术等；实践课是指各类认识实习及生产实习类课程，具体包括计算机绘图实习、土木工程认识实习、工程测量实习、工程地质实习及生产实习等。

土木工程专业城地方向目前的课程设置总体上是合理的，但是从近几年笔者指导本科毕业设计总体效果来看，尚存在改进和优化的空间。具体来说，本科生各个学年所修学分总数可适当优化。图1是土木工程专业城地方向本科生在四个学年中，每一个学年所修学分数占总学分数的比例。

图1 本科生四个学年学分占比

由图1可知，学生第三学年所修学分占比为35.44%，为四年中最大值；其次是第一学年，学分占比为33.98%；再次是第二学年，学分占比为23.79%；最后是第四学年，学分占比仅为6.80%（第四学年第一学期开设专业课，而第二学期则不再上课，全部时间用于本科毕业设计）。上述数据反映出学生所修学分在四个学年中的分布很不均衡。学分从某种意义上代表了学习工作量或学习强度，这就会导致某一学年课程偏多，学习强度比较大，由于学生精力有限，可能达不到预期的学习效果，知识掌握的熟练程度也会有所欠佳，而这种影响可能是导致后期本科毕业设计质量不高的因素之一。第四学年第一学期，专业课总学分仅有7分，而第三学年的专业课学分有18分。这说明第四学年第一学期的学分数偏少，宜适当增加。均衡设置各个学年及各个学期的学分，有助于使学生达到更好的学习效果，可以加强学生对课程知识点的掌握，进而可以更好地完成本科毕业设计，提高毕业设计质量。

二、专业课在学年中的设置优化

本科毕业设计主要考查本科生对大学四年所学课程知识的综合运用能力。因此，学生不但要有扎实的基础，还要掌握过硬的专业技术，在专业课方面，除了提升课堂教学效果外，还可以考虑将课程中部分内容的讲授时机进行调整。图2是土木工程专业城地方向本科生所修各类课程在各个学年的分布情况。

图2 本科生各类课程在各学年的分布

由图2可以看出，目前的课程设置是将专业课程的学习放在第三和第四学年，而在第一和第二学年的课程设置中城地方向与土木工程的其他专业方向并无区别。原课程设置这样安排，既有优点也有需要改进的地方。优点是由第三和第四学年过渡到专业课，可以让学生在毕业设计时迅速回忆起相关的知识点，便于专业知识的衔接；缺点是某些基础课的知识点容易生疏，例如：“高等数学”“线性代数”“结构力学”等基础课的知识，在后续的学习中由于使用频率不高，对专业课上需要用到的部分基础理论知识点，绝大部分学生会感到十分陌生，往往还需要重新学习，这就导致了重复学习等问题。此外，据笔者这些年在教学过程中对学生的调研获知，很多学生反映在第三和第四学年集中学习专业课会感到非常枯燥，同时感觉很多知识点在短时间内不易熟练掌握，存在“吃多嚼不烂”的现象。若想解决上述问题，可以从以下两方面入手。（1）由于第一和第二学年内均有较多的通识类课程，可以考虑增开或者充实现有通识课程的内容，增加专业中不需要基础课支撑的内容。举例来说，可以在通识课中增加隧道与地下工程中主要开挖工法的定义、演变历史、工法特点等内容，开阔学生的视野，为学生打开一扇专业之窗；那些需要“结构力学”“材料力学”或“土力学”等专业基础课支撑的专业课内容仍在第三或第四学年讲，这样不仅避免了上述问题，而且可以使学生更好地掌握专业课知识，从而有助于提高毕业论文质量。（2）如果条件成熟，可以针对专业方向，单独开设通识课。例如，近年来，西南交通大学开课了“地铁漫谈”通识课，这门课程在第二学年就让学生了解了地铁工程中的很多知识点，在学生中非常受欢迎，这一做法值得全国开设地下工程专业的兄弟院校参考和借鉴。

三、专业基础课教学方法创新

土木工程专业城地方向是一个对理论和实践要求都很高的专业方向。基础课中的很多知识点是专业课的重要支撑，为了使学生能深入理解基础课相关理论知识，要在教学方法上进行大胆创新。

以“结构力学”的教学为例，该课程是城地方向的专业基础课之一，也是西南交通大学隧道与地下工程专业研究生入学考试的指定专业课。在结构力学中会讲到求解多次超静定结构内力和位移的力法和位移法。而笔者查阅市面上各种结构力学教材发现，现有教材均以地面结构为假定对象进行讲解。例如：一个承受竖向和水平均布荷载的拱形结构，当采用力法进行内力求解时，为简化起见，根据对称性通常取一半结构进行求解。

拱形结构与地下结构中的无仰拱隧道衬砌比较接近，但是又有一定的区别。对于无仰拱隧道衬砌结构而言，除了承受上述拱结构的荷载外，还承受地层的被动抗力。地下结构中与地面结构拱的区别在于荷载模式及边界条件。试想一下，如果结构力学的教师在讲授上述知识点时，能适当进行拓展和延伸，必将会对城地方向的本科理解荷载—结构计算模型大有益处。而现实情况是，笔者这些年在指导本科生毕业设计时发现，大部分学生在做毕业设计中的隧道衬砌结构计算时，无从下手，这反映出专业基础课与专业课之间的衔接效果不佳。学生在毕业设计过程中，往往需要指导教师讲解多遍，才能基本理解。这只是城地方向本科生在专业基础理论课中的一个例子，类似的情况还有很多，这就需要我们专业基础课教师深入挖掘，在教学方法或教学内容上与专业进行良好的互动，并在教学方法上进行大胆创新。如此，必将对提高本科生毕业设计质量起到推动作用。

四、实践课教学方法创新

土木工程专业涉及领域较广，实践性也较强，这就要求学生不仅要掌握专业知识，而且要有一定的工程实践能力。对于尚未参加工作的本科生而言，要想达到这一要求，很不容易。高校层面，为了使学生尽可能地了解实践工程，往往会在教学环境中设置一些工程实践课，例如：参观实验室、发布SRTP课题等。但是，笔者根据这些年的调查发现，上述课程设置与期望达到的效果之间存在不小的差距，究其原因主要是校内实践与工程实践存在较大的区别。为了解决目前存在的问题，建议根据专业特点，由学校与相关企业签订相关合作协议，将相关专业方向的学生在某一个时间段内派驻企业，在企业工程师的带领下共同完成一个工程项目或一个工程项目的某个分项工程的设计工作，然后由学生依托这个具体工程项目开展本科毕业论文设计工作。这样可以有效地解决目前实践课不接地气的问题。这种实践课的教学方法是一种创新，它区别于以往的课堂教学，无固定教材，但是由于教学对象具体化、实物化，所以可以有效提高学生的实践能力。

五、主要结论与建议

自2001年以来，教育部备案开办城市地下空间工程专业的高校已增至85所（不含地下工程专业方向），开办院校数量持续增加，这说明这个方向的人才缺口比较大。但是由于专业开设方向较晚，在学生培养方案、课程设计及本科毕业设计考查点等多个方面尚存在优化和改进的空间。本文从本科生的学年课程总学分设置、专业课学年安排及专业基础课教学方法三个方面对提高本科生毕业设计论文质量进行了初步研究，得出如下结论并提出相应建议。

（一）本科生各个学年中的总课程学分数需要均衡分布

从前面的分析可知，第四学年第一学期的课程总学分数相比其他学年明显偏少，建议可适当增加第四学年的学分，从而缓解其他学年学生的学习压力，提高学生各门课程的学习效果，这样也可从侧面促进本科生毕业设计论文质量的提高。

（二）本科生的课程设置有必要进一步优化

具体来说，可考虑将不需要基础课知识点支撑的部分专业课或专业课中的部分内容前移到第二学年讲授，即大二阶段；也可以在第一或第二个学年中的通识课中增加不需要基础课支撑的专业课内容，提前为学生打开一扇“专业之窗”，避免第三和第四学年专业课学习出现“吃多嚼不烂”的现象。专业课学习效果提升了，自然也会提高本科生毕业设计质量。

（三）专业基础课的教学方法需要进一步创新

当前阶段专业基础课的教学存在与专业方向联系不紧密的问题。建议教师在讲授专业基础课时，可根据学生的专业方向，不仅讲解基础理论，而且要讲解这个基础理论在专业领域里面具体如何应用，打通基础理论到专业应用的关键环节。当学生进入第三和第四学年后，达到基础和专业知识综合运用、融会贯通的目的，这正是本科生毕业设计考查的目标。

（四）土木工程专业本科生实践课教学形式需要进一步创新

目前以在校内学习为主、工地实践为辅的方法无法使学生深入开展工程实践学习，可考虑以工程现场教学为主、以校内学习为辅的形式对工程实践类课程的教学模式进行改革和创新，从而有效提高本科生工程实践能力，进而提升本科生毕业设计质量。