同济大学土木工程专业卓越工程师培养方案.docx
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同济大学土木工程专业卓越工程师培养方案
“卓越工程师教育培养计划”
土木工程专业
（本科）
同济大学
二0一一年五月
“卓越工程师教育培养计划”
同济大学土木工程专业（本科层次）
零总体思路
同济大学土木工程学科自1914年创立以来，始终十分重视并身体力行“严谨、XX、团结、创新”的精英人才培养；近100年来，为国家建设培养了大批优秀人才。
但是在新世纪，我国工程教育面临着巨大的挑战，即工程教育界如何在全球化浪潮中，为国家培养经济社会发展急需的具有国际视野和创新能力的拔尖创新人才和高级专门人才。
就土木工程学科而言，尽管已在国家基础设施建设和城市建设等各个方面取得了重要成就，但未来建筑业的发展给土木工程师提出了更高的要求和新的挑战；相对于西方发达国家，我国土木工程师的培养普遍存在以下问题：
⑴土木工程师在公共政策的制定与规划过程中很难参与决策；⑵在工程决策、设计和建设阶段，土木工程师还没有完全认识到可持续发展对环境和工程整个生命周期的重要性；⑶由于经济利益的驱动，土木工程师大都愿意做简单重复的劳动，缺乏创新热情和创新意识，创新能力难以逐步提升；⑷知识更新、知识创造和继续学习的能力不强；⑸学生毕业—就业—企业成长的过程长，彼此之间存在脱节现象；相对应的，学校教师与企业技术人员之间的人力资源没有得到相互利用与发挥；⑹与机械、电子等行业相比，土木工程师的国际化程度不够。
因此，有必要改变传统的教育理念和培养模式，把人文精神、科学素养、技术能力、工程素养、领导才能、活动能力、创新潜质等融合在一起，培养能够针对不同工程或社会问题制定最佳规划、设计和建设方案，并负责实施的卓越土木工程人才。
针对于此，同济大学土木工程学科的总体办学思想与理念是：
⑴土木工程人才的培养必须满足社会需求和国家战略需求。
注重专业基础教学与行业型、应用型人才培养的和谐统一；注重专业基础教学与创新意识、创新能力和国际化视野培养的相互促进。
⑵采用思维方式培养，专业知识传授和实践活动训练等不同方式，提高学生的科学素质、工程素质和人文素质。
⑶土木工程卓越人才的培养应围绕激发学生学习兴趣、提高其综合素质而展开，并贯穿整个教学过程。
⑷不仅注重师资队伍、课程体系、教学实验平台与创新实践基地、成长环境等人才培养架构中各组成要素自身的优化建设，而且注重彼此间的优化组合，以实现人才培养体系的系统性、完整性和先进性。
⑸注重科学研究、工程实践与教学活动的紧密结合，强调科学研究和工程实践对教学和人才培养的支撑和促进作用。
根据这一办学思想与理念，以及目前本科通识教育为主、研究生专业教育为主的培养特点，同济大学土木工程专业采用“以人为本”的“4+M”人才培养模式。
包括：
4+0：
四年制本科生，毕业后获学士学位；
4+2：
专业学位硕士研究生，毕业后获工程硕士学位；
4+2：
学术型硕士研究生，毕业后获工学硕士学位；
4+2+3：
本硕博连读，毕业后获工学博士学位；
以及与境外著名大学合作办学的硕士双学位（4+1、4+2、4+1+2）、博士（4+2+3）培养计划。
本报告仅涉及本科阶段的“卓越工程师教育培养计划”，硕士和博士阶段的内容将另文阐述。
一培养目标
同济大学土木工程专业本科学生的培养目标是：
面向未来国家建设需要，适应未来科技进步，德智体全面发展，掌握土木工程学科的相关原理和知识，获得工程师良好训练，基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力强，能胜任木工程项目的设计、施工、管理、研究、教育，以及投资与开发、金融与保险等工作，具有继续学习能力、创新能力、国际视野和领导意识的卓越人才。
基本思路:
吸取国内外著名大学的办学经验，改变过去以课堂教学为主的单线条式的教学模式，以科学研究和工程实践成果为基础，以具有国际化视野的良好的科学素养和工程实践能力的名师和教学团队为保障，创建以递进式精品课程群和系列化英语课程群等为课堂教学链，以规模化实习基地、教学实验平台、创新研发基地和多功能试验室等为创新实践链，以高频次国内外土木工程竞赛、国际课程班、双学位等为交流合作链的立体化、开放性的人才培养体系。
基本架构如图1所示。
图1卓越人才培养体系基本构架
卓越人才的培养采取“以人为本”的开放式、多样化、递进式的培养模式，以四年制本科为基础，以工程教育为导向，以培养卓越工程师为目标。
将本科、硕士和博士三个阶段综合考虑，相关课程贯通，减少本科毕业考硕士、硕士毕业考博士的环节，减少课程重复，提高人才培养效率，形成“4+M”人才培养模式。
二培养标准
经过本科四年培养，学生应具有科学、工程和人文三方面的综合素质。
在“知识、能力、人格”方面具有以下基本要求。
1知识体系标准
拥有科学、技术、职业以及社会经济方面的基本知识。
1.1人文社会科学知识
具有人文社会科学基础知识，包括：
1）经济学、社会学、哲学和历史等社会科学知识；
2）社会、经济和自然界的可持续发展知识；
3）政治、法律法规、资金机制方面的公共政策和管理知识。
1.2自然科学知识
具有扎实的自然科学基础，包括：
1）掌握作为工程基础的高等数学和工程数学；
2）了解现代物理、化学、信息科学、环境科学的基本知识；
3）了解当代科学技术发展的其他主要方面和应用前景。
1.3工具性知识
掌握基本的工具性知识。
包括：
1）熟练掌握英语，具有一定的英文写作和表达能力；
2）了解信息科学基础知识，掌握文献、信息、资料检索的一般方法；
3）掌握计算机基本知识、高级编程语言和土木工程相关软件应用技术。
1.4专业知识
具有宽厚的专业知识。
包括：
1）掌握工程力学、结构力学、流体力学的基本原理和分析方法；
2）掌握工程材料的基本性能和应用；
3）掌握画法几何及工程制图的基本原理；
4）掌握工程测量的基本原理和方法；
5）掌握工程结构构件的力学性能和计算原理；
6）掌握土力学和基础工程设计原理的基本原理和分折方法；
7）掌握结构设计理论、熟悉设施和系统的设计方法；
8）了解结构、设施和系统的全寿命分析和维护理论；
9）掌握土木工程施工和组织的过程和项目管理、技术经济分析的基本方法；
10）掌握土木工程现代施工技术、工程检测、监测和测试的基本方法；
11）了解土木工程的风险管理和防灾减灾基本原理及一般方法。
1.5社会发展和相关领域科学知识
了解与本专业相关的知识。
包括：
1）了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发的法律、法规和设计、施工、验收规X与规程；
2）了解建筑、城规、房地产、给排水、供热通风与空调、建筑电气等建筑设备、土木工程机械及交通工程、土木工程与环境的基本知识；
3）了解本专业的前沿发展现状和趋势。
2能力体系标准
拥有科学研究、技术开发、技术应用或管理、合作交流等基本技能。
2.1获取知识和继续学习能力
1）利用多种方法进行查询和文献检索，获取信息；
2）了解学科内和相关学科的发展方向及国家的发展战略；
3）自主学习，更新知识，制定和调整自身的发展方向和目标，提高个人和集体的工作效率。
2.2应用知识能力
综合运用所学理论、技术方法和手段，学会发现问题、分析问题并解决问题。
包括：
1）从实践中发现问题、了解问题；
2）定义问题的相关因素、进行定性分析，并提炼问题；
3）建立模型，采用理论分析、实验等手段进行具体分析；
4）提出解决方法和建议。
2.3工程实践能力
1）掌握解决工程问题的先进技术方法和现代技术手段；
2）能从事土木工程项目的设计、施工、管理，以及投资与开发、金融与保险等工作。
2.4开拓创新能力
1）具有较强的创新意识和进行土木工程项目设计、技术改造与创新的基本能力。
2.5交流、合作与竞争能力
1）具有较强的文字表达能力、语言表达能力和交流能力；
2）具有在学科内、跨学科、多学科领域以及跨文化背景进行合作的初步能力；
3）勇于挑战和接受挑战，具有较强的竞争意识和竞争能力。
2.6组织协调能力
1）具有一定的系统思维能力，能权衡不同因素，分清主次；
2）具有组织、协调和开展土木工程项目的基本能力；在满足预算、安全、质量和其他限制条件的前提下使其按期望目标交付使用。
3）具有应对危机和突发事件的初步能力。
2.7国际视野
1）了解本学科的国际先进技术现状和发展趋势；
2）具有较高的外语水平、一定的国际视野和跨文化环境下的交流能力。
3人格体系标准
具有人文、科学与工程的综合素质。
3.1人文素质
1）树立科学的世界观和正确的人生观，愿为国家富强、民族振兴服务；
2）具有全球视野和为人类进步服务的意识；
3）具有高尚的道德品质，能体现人文和艺术方面的较高素养；
4）具有良好的心理素质，能应对危机和挑战；
5）具有理性的继承和批判精神；
6）坚定的追求卓越的人生态度。
3.2科学素质
1）具有严谨XX的科学精神；
2）具有面向未来，开拓进取的开创精神；
3）具有针对工程问题特点的科学思维方式。
3.3工程素质
1）具备对个人和集体目标、团队利益负责的职业精神；
2）能够通过持续不断的学习，找到解决问题的新方法，具有对新技术的推广或对现有技术进行革新的进取精神；
3）具有在前瞻未来、承担责任、规划前景、坚持原则、灵活处理工作和团队合作时，面对挑战和挫折的乐观主义精神；
4）坚持原则，具有勇于承担责任、为人诚实、正直的道德准则。
5）具有良好的市场、质量和安全意识，注重环境保护、生态平衡和可持续发展的社会责任感。
三标准实现
1知识体系重构
知识体系和实践体系（课程、教学内容和教学环节）是卓越工程人才培养的基本要素，是能否培养出符合标准的工程人才的关键。
针对“卓越工程师教育培养计划”对人才培养的要求，必须通过重新组织课程体系、更新教学内容等来实现土木工程专业人才培养的标准。
为此，将土木工程专业知识体系归纳为如下6个知识领域，见表1。
其中第1-第5为通识课程和基本理论知识，第6为专业知识，包括专业所必须的专业基础知识和专业特色（核心）知识。
表1土木工程专业知识体系和知识领域（本科阶段）
序号
知识体系
知识领域
1
工具性知识
外国语、中文、信息科学基础、计算机理论与应用
2
人文社会科学知识
政治、历史、法律、军事理论、美学（文学与艺术）、伦理、心理学或社会学
3
自然科学知识
数学、物理、化学、环境科学基础、现代材料学
4
法律法规与经济管理知识
土木工程法规、工程项目管理、工程经济学
5
工程技术知识
土木工程概论、工程测量学、房屋（桥梁）建筑学、画法几何与工程制图
6
专业知识
力学原理和方法、材料科学基础、结构基本原理及其应用、土木工程施工原理和方法、计算机应用技术
专业基础知识由以下5个知识领域组成：
1）力学原理和方法；2）材料科学基础；3）结构基本原理及其应用；4）土木工程施工原理和方法；5）计算机应用技术。
每个领域包含核心知识单元和选修知识单元，详见表2。
表2专业知识领域与知识单元（本科阶段）
知识领域
核心知识单元
选修知识单元
专业基础知识
领域
1
力学原理和方法
材料力学、理论力学、结构力学、计算结构力学、土力学、弹性力学
概念结构分析、流体力学
2
材料科学基础
土木工程材料
新型土木工程材料的优选和设计、原木与工程木产品
3
4
结构基本原理及其应用
荷载、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、土木工程设计方法、地基、基础、土木工程试验、房屋建筑学、结构全寿命分析
新型结构设计基本原理、结构的全寿命维护原理
续表2
知识领域
核心知识单元
选修知识单元
专业基础知识
领域
4
土木工程施工原理和方法
土木工程施工原理、土木工程施工技术与施工组织
工程项目管理、土木工程概预算
5
计算机应用技术
计算机辅助设计
工程应用软件
专业特色（核心）知识主要针对建筑工程、地下建筑工程、岩土工程、桥梁工程、道路工程、轨道交通工程和工程防灾与风险评估7个方向，以7个课群为中心组成不同专业方向的核心专业知识。
每个知识领域包含核心知识单元和选修知识单元，见表3。
表3不同专业方向专业知识领域与知识单元（本科阶段）
知识领域
核心知识单元
选修知识单元
1
建筑工程
建筑混凝土结构设计、建筑钢结构设计、砌体结构设计、建筑工程施工、建筑结构抗震
建筑结构的维护技术、现代木结构设计、特种结构设计、特种施工技术、新型结构、工程结构抗火
2
桥梁工程
桥梁概念设计、梁桥、拱桥、缆索承重桥
桥梁施工方法与技术、桥梁抗风抗震概论、桥梁结构计算、桥梁结构试验、桥梁管理与养护、桥涵水文与基础、轨道交通桥梁、道路工程基础
3
地下建筑工程
地下混凝土结构设计、地下空间规划与设计、地下建筑结构、地下建筑施工、地下结构工程测试与监测、岩体力学
隧道工程、地下结构灾害与防护、地铁与轻轨、基坑工程
4
岩土工程
原位测试与检测、地基处理、土动力学与基础抗震、基坑工程、地下混凝土结构设计
特种基础工程、岩体工程、土体工程、桩基设计与计算、岩体力学
5
道路工程
铺面结构与材料、路基工程、道路线形设计与交通安全、交通工程、桥梁工程与混凝土结构设计
道路路线CAD、运输设施与管理、机场规划与设计、桥涵水文、道路工程测绘
6
轨道交通工程
轨道交通线路设计、轨道交通桥梁工程、轨道工程、铁路路基、铁路隧道
轨道交通工务管理、隧道病害与防治、交通工程、运输经济学、道路工程
7
工程防灾与风险管理
工程灾害与防治、工程风险评估与管理、建筑结构设计、建筑工程施工
工程保险、工程经济、建筑结构的维护技术、建筑结构抗震
2专业实践体系重构
专业实践体系的教育目的在于培养学生具有
（1）实验技能；
（2）工程设计能力；（3）科学研究能力；（4）创新能力。
与教学知识体系相对应，专业实践体系由实践领域、实践环节、技能与知识点三个层次组成，而实践领域包括：
实验、实习和设计三个环节，见表4。
表4土木工程专业实践领域（本科阶段）
实验
基础实验、专业基础实验、专业实验、研究性试验
实习
认识实习、社会实习、专业基础实习、专业实习、毕业实习
设计
课程设计、毕业设计
2.1实验
包括以下四部分内容，见表5。
表5实验环节（本科阶段）
实践形式
核心实践环节
拓展实践环节
实验
基础实验
物理实验、化学实验、土木工程材料实验
专业基础实验
结构基本原理实验、土木工程施工学实验、土力学实验、工程软件应用
计算机编程和应用能力的训练、
实验技术改进与开发的创新训练
专业
特色实验
建筑工程
建筑结构实验
研究性试验：
跨课群方向实验
大学生创新训练项目实验（SITP）
学生参与科研项目实验
桥梁工程
桥梁结构试验
地下建筑工程
地下结构工程测试与监测实验、岩体力学实验
岩土工程
土动力学实验、岩体力学实验
道路工程
道路铺面材料实验
轨道交通与工程
轨道实验
防灾与风险评估
结构防灾实验
2.2实习
实习包括：
金工实习、认识实习、课程实习、测量实习、地质实习、社会实习、生产实习和毕业实习等，其中课程实习、社会实习和毕业实习为新增实习内容，见表6。
社会实习、生产实习和毕业实习在企业进行，企业实习是工程师培养的新增教学环节。
学生通过在企业各不同阶段的实习，熟悉土木工程结构设计、施工的基本方法，提高其综合运用知识的能力；了解工程实际需要，培养职业精神、分析能力、沟通交流能力、团结协作能力、管理能力、表达能力等工程综合能力，培养和提高工程素质。
表6实习环节（本科阶段）
实践形式
核心实践环节
拓展实践环节
实习
基础实习
金工实习、认识实习
社会实习
专业基础实习
测量实习、工程地质实习
专业实习
建筑工程
建筑工程生产实习
课程实习
专业拓展实习
毕业实习
桥梁工程
桥梁生产实习
地下建筑工程
地下建筑生产实习
岩土工程
原位测试
道路工程
线路勘测实习/路面质量评估（2选1）
轨道交通与工程
线路勘测实习
防灾与风险评估
建筑工程生产实习/风险评估实习（2选1）
2.3设计
设计环节包括课程设计和毕业设计两大部分，见表7。
其中，毕业设计采取校企联合培养方式，结合毕业实习，在企业完成。
联合毕业设计可以与国内企业，也可以与国外企业或高校合作进行。
通过课程设计和毕业设计应掌握：
1）设计一个系统工程中各阶段的设计方法与具体要求；
2）不同规X的理解与应用
3）不同知识的综合运用；
4）土木工程项目的计算与分析；
5）施工图的设计和计算书的撰写；
6）项目或单体的优化或经济分析等。
表7设计环节
实践形式
核心实践环节
拓展实践环节
设计
课程设计
建筑工程
房屋建筑、建筑施工、建筑结构
特种结构
桥梁工程
预应力混凝土结构、大跨度混凝土桥梁、钢与组合结构桥梁
地下建筑工程
地下建筑结构
混凝土结构
岩土工程
岩土工程、混凝土结构
道路工程
混凝土桥、铺面工程、道路规划与几何设计、路基工程
续表7
实践形式
核心实践环节
拓展实践环节
设计
课程设计
轨道交通与工程
轨道交通选线与场站、轨道与路基工程、轨道交通桥梁、铁路隧道
防灾与风险评估
房屋建筑、建筑施工、建筑结构
毕业设计
毕业设计或毕业论文（围绕各课群方向的培养目标进行）
确定为研究型（本硕连读“4+2”和本硕博连读“4+2+3”）的学生可选择做毕业论文，其余同学均做毕业设计。
3标准实现方式
表8列出了“卓越工程师教育培养计划”同济大学土木工程专业本科阶段培养标准的主要内容和实现方式。
表8本科阶段专业标准的内容和实现方式
内容
实现方式
知
识
1．人文科学知识
政治、历史和法律类人文知识，以课堂教授、阅读、小组讨论、写读书报告为主要教与学方式；军事理论以理论讲授、图文资料、教学短片为主要教学手段；美学（文学与艺术）、伦理、心理学或社会学等以作品或案例分析、小组讨论、资料收集、读书报告为主要教与学手段和方法，激发学生学习兴趣，鼓励学生课外阅读，提高自身修养。
2．自然科学知识
自然科学知识通过课程讲授、小组讨论（指导）、习题课、实验、作业等进行教与学；普XX学、环境科学基础、现代材料学增加随课程实验课时，采用小组学习方式通过实验报告加深对知识的理解和运用。
3．工具性知识
英语教学：
已满足一定要求的学生可免修外国语；其余学生的英语学习学分从14学分降至7学分；以课堂教学、大量阅读、写作训练、小组讨论等多种手段，训练提高英语水平；
信息科学基础知识：
课堂教授与上机训练同时并进，通过循序渐进的独立编程训练使学生掌握一门计算机编程语言；
中英文应用文写作：
规X化中文、英文应用文、科研论文教育，循序渐进的实际训练、小组讨论、班级汇报等方法，提高写作水平与表达能力。
4.专业知识
通过课堂讲授、实验、训练、小组讨论、习题练习等多种形式进行教与学，具体内容根据课程大纲要求，结合专业课程要求确定。
5.社会发展和相关领域科学知识
通过参加聆听科技讲座和人文讲座，提高学生对社会对周边生活的关注，对相关领域的关注；
通过布置论文课题，敦促和指导学生对相关领域的知识进行查找和了解；
通过认识实习、社会实习和毕业实习，了解相关领域的知识。
续表8
内容
实现方式
能
力
1.获取知识能力
通过学习，掌握资料查询、归类、综合等基本方法；掌握获取知识的能力；
通过完成作业、习题、写读书报告加深对知识的理解能力；
通过大量阅读、提出观点、小组讨论、辩论提高逻辑思维能力和思辨能力；
建立团组共同完成一个项目，学习团队建设以及团队成员间的分工合作，讨论、答辩以提高运行效率。
2.应用知识能力
通过完成作业、习题、写读书报告提高对知识的理解能力，在学习中发现问题，并应用知识解决问题；
通过教学平台试验操作和训练、工程实践、SITP课题训练、专业类竞赛活动以提高实际动手能力、发现问题及解决问题的能力。
3.工程实践能力
通过各阶段递进式的实习，包括认识实习、金工实习、测量实习、地质实习、社会实习、课程实习、施工实习和毕业实习等，以及本科生创新实践活动和导师指导下的科研活动，逐步提高工程实践能力。
4.开拓创新能力
在课堂教学中引入系统思维和创造性思维的概念；在各阶段实习和实践活动中，以及大学生创新实践课题中强调系统思维和创新思维的重要性，在过程中培养创新意识，通过完成创新实践项目提高创新能力。
5.交流、合作与竞争的能力
通过工程实践与科研小组活动，培养个体的自主能力和在集体中的合作能力，同时培养学生的组织与管理能力。
通过课堂表达训练、课题申请、执行和答辩等过程，提高口头与书面表达能力，从而提高竞争能力。
6.组织协调能力
参加工程实践、科研课题活动、志愿者活动。
通过学生自己联系企业进行社会实习，锻炼和培养学生的交流合作和组织协调能力和进取精神。
7.国际视野
通过选修双语课程、英语课程、聆听专家讲座、参加暑期班、参加国际交流活动或竞赛类活动，树立信心，扩大视野，提高跨文化交流与合作能力，通过对国外专业规X的了解以及对前沿研究的了解，拓展国际视野。
人
格
1.人文素质
2.工程素质
3.科学素质
4.民族精神
以教师的知识、行为，以校园的文化氛围感染学生、影响学生。
通过聆听大师或专家的讲座，学习和感受大师的科学态度、工作精神。
运用科学的思维方式，引导学生解决抽象和复杂问题。
以理论知识和经验总结的结合构建专业知识的构架，以递进式的实习、实验和设计组成实践训练体系，以贯穿整个教学过程的知识传授和实践训练建立教学模式，培养学生对工程知识的理解能力和应用能力。
通过教学短片、事件分析、人物介绍等宣传民族精神，激发爱国主义热情。
4标准实现矩阵
表9列出了“卓越工程师教育培养计划”同济大学土木工程专业本科阶段培养标准所规定的知识、能力、人格要求的实现矩阵，以I（介绍）、T（讲授）、U（应用）方式表达。
（仍有待于结合教学大纲编制不断调整）
表9培养标准实现矩阵（本科生阶段）
续表9
四基本教学条件
1师资队伍
拥有结构合理、相对稳定、水平较高的师资队伍，教师应具备：
1）具有深厚的人文素养、高尚的道德情操、严谨的治学风X和健全的人格魅力；
2）了解高等教育教学的基本规律，具有创新意识和启发式教学能力；
3）具有较高水平的科学研究能力和学术造诣，了解本方向前沿学科发展趋势；
4）具有较强的工程实践能力，熟悉工程设计、施工和建造方法。
同时，学院通过多种方式、多种途径从企业聘请实践经验丰富的高水平工程技术专家和管理人员到学校任教，承担专业课程教学任务，或担任本科生、研究生的联合导师，以作为“卓越工程师教育培养计划”的师资补充。
另外，结合学校工科教师评聘和考核制度改革，在教师聘任、考核、评价制度方面向具有工程实践经历的教师倾斜，并建立专职教师到企业工作或轮训制度、青年骨干教师出国到跨国公司研修制度，以使学院教师不断更新工程知识、掌握新的实践技能、丰富工程实践经验。
2教材
选用符合专业规X的教材，采用10年之内的土木工程专业指导委员会推荐的教材或有特色的自编教材，基础课程的教材应为正式出版教材，专业课程至少应有符合本校教学大纲的讲义。
双语课程具有供学生学习的教学讲义和电
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