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上海自然科学领域中生物学、化学、物理学分别名列前三位，占据上海自然科学领域学科发展的主导地位。排在后面的依次为信息与系统科学、地学、数学、天文学和力学。除生物学、化学、物理学三个学科科技发展的主成分得分为正外，其他五个学科科技发展的主成分得分均小于零，表明上海自然科学领域的多数学科的科技发展低于整体水平(见表1)。
表1 上海自然科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排序
生物学
1.7461
0.98206
1.79619
1
化学
0.87113
1.18576
0.83031
2
物理学
0.81642
1.32005
0.76775
3
信息与系统科学 -0.41952 -0.77932 -0.37558 4
地学
-0.54201 -0.6447
-0.52783 5
数学
-0.71232 -0.20092 -0.7645
6
天文学
-0.88765 -1.14172 -0.84543 7
力学
-0.87214 -0.7212
-0.8809
8
2)上海自然科学领域的科技发展与学科建设在全国具有明显优势，但与北京差距明显。
在自然科学学科中，上海除地学外，其他学科国际科技论文数均进入前三名，其中数学、力学、物理学、化学、天文学、生物学六个学科在大陆排名第二(仅次于北京)，信息与系统科学国际科技论文数排在北京、湖南之后，名列第三(见表2)。虽然上海自然科学领域各学科国际科技论文数均位居前列，但与北京相比，差距明显，特别值得注意的是除天文学外，上海其他学科国际科技论文数均不足北京的1/2。在国内科技论文方面，上海自然科学领域中的力学、物理学、化学、信息与系统科学、天文学和生物学有明显优势，数学与地学国内科技论文未能进入前三名(见表2)。特别值得注意的是除数学外，上海其他学科国内科技论文均不足北京的1/2。
表2 2001年自然科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名 第一名 第二名 第三名
数学
北京 上海 江苏
北京 江苏 湖北
力学
北京 上海 陕西
北京 上海 陕西
信息与系统科学 北京 湖南 上海
北京 湖北 上海
物理学
北京 上海 江苏
北京 上海 安徽
化学
北京 上海 江苏
北京 上海 江苏
天文学
北京 上海 江苏
北京 江苏 上海
地学
北京 湖北 江苏
北京 江苏 湖北
生物学
北京 上海 湖北
北京 广东 上海
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
3)知识流动不足、系统失灵是制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈。
科技发展与学科建设的效率，就其实质而言，是新的知识在一个系统中创造、流动和利用的效率。它取决于诸创新要素的创新动力、能力和互相之间相互作用的效率。而决定创新要素的创新动力、能力和互相作用则取决于经济科技制度的安排，政策体系的设计，基础设施建设的水平和创新文化的氛围。建设知识创新体系，提升学科建设与科技发展能力的关键是通过制度、政策和环境的作用，提高创新各要素的创新动力、能力和达到创新目标的要素间的互动。从本质上看，创新体系是由存在于企业、政府和学术界的关于科技发展方面的相互关系与交流所构成的。在这个系统中，相互之间的互动作用直接影响着创新的成效和整个经济体系。创新体系的核心内容是科学技术知识的循环流转。表3所示上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，2/3左右的项目为独立完成，表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈，如何采取有效措施加速知识流转、战胜科技发展与学科建设中的系统失灵是上海自然科学领域知识创新体系建设面临的长期任务。
表3 上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
114
343
275
5122
与国内高校合作
127
305
221
7258
与国内独立研究院所合作
107
243
177
2526
与境内注册外商独资企业合作 38
127
118
2360
与境内注册其他企业合作
915
2103
1895
25427
独立完成
2545
4408
2707
32311
其他
26
124
102
1384
资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，72。
2 上海工程与技术领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)学科在国内的比较优势。
在工程与技术科学领域20个学科的国际科技论文排名中，北京包揽了20个学科的第一名，上海只有材料科学、冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通讯与自动控制、计算技术、化工、土木建筑、交通运输9个学科排名第二(仅次于北京)，上海能源科学技术和环境工程两个学科国际论文排名第三(见表4)。
表4 2001年工程与技术科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
工程与技术基础学科 北京 河北 山西
北京 陕西 江苏
测绘科学技术
北京 四川 陕西
北京 湖北 江苏
材料科学
北京 上海 辽宁
北京 上海 陕西
矿山工程技术
北京 江苏 湖南
北京 湖南 江苏
冶金、金属学
北京 上海 辽宁
北京 辽宁 上海
机械、仪表
北京 上海 陕西
北京 江苏 陕西
动力与电气
北京 上海 江苏
北京 湖北 陕西
能源科学技术
北京 湖北 上海
北京 山东 黑龙江
核科学技术
北京 安徽 四川
北京 四川 甘肃
电子、通信与自动控制 北京 上海 陕西
北京 陕西 上海
计算技术
北京 上海 江苏
北京 江苏 上海
化工
北京 上海 湖北
北京 江苏 上海
轻工、纺织
上海 北京 四川
北京 广东 上海
食品
北京 江苏 广东
广东 浙江 江苏
土木建筑
北京 上海 江苏
北京 上海 江苏
水利
北京 湖北 江苏
湖北 北京 江苏
交通运输
北京 上海 江苏
北京 上海 湖南
航空航天
北京 陕西 黑龙江
北京 陕西 江苏
环境
北京 江苏 上海
北京 江苏 上海
安全科学技术
北京 湖南 安徽
北京 湖南 江苏
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
在工程与技术科学领域20个学科国内科技论文排名中，北京有18个学科排名第一，只有食品和水利分别由广东和湖北名列第一，而上海只有9个学科进入前3名，其中材料科学、土木建筑、交通运输3个学科名列第二，冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、轻工与纺织、环境工程名列第三(见表3)。
2)上海工程与技术科学领域科技发展与学科建设占主导地位的学科。
上海工程与技术科学领域中占据科技发展主导地位的8个学科依次是电子通信与自动控制、机械与仪表、航空航天、材料科学、化工、计算技术、动力与电气、交通运输。上海工程与技术科学领域科技发展最为薄弱的5个学科是测绘科学与技术、水利、矿山工程技术、安全科学技术和食品。特别值得注意的是2/3的学科科技发展的主成分得分小于零，表明上海工程与技术科学领域60％的学科科技发展低于平均水平(见表5)。
表5 上海工程与技术科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排序
电子、通信与自动控制
2.93105
2.48946
2.96681 1
机械、仪表
1.38674
0.06872
1.29458 2
航空航天
1.16586
-0.81414 0.98384 3
材料科学
0.57576
1.29195
0.67626 4
化工
0.61197
0.94682
0.66216 5
计算技术
0.35117
1.86971
0.51358 6
动力与电气
0.49477
0.42028
0.50252 7
交通运输
0.45473
-0.19787 0.40005 8
土木建筑
-0.32659 0.6906
-0.23377 9
工程与技术基础学科
-0.26822 -0.66067 -0.31811 10
冶金、金属学
-0.46472 0.25968
-0.40773 11
轻工、纺织
-0.46716 -0.475
-0.47954 12
环境
-0.69617 -0.31043 -0.67619 13
核科学技术
-0.72349 -0.79265 -0.75082 14
能源科学技术
-0.79072 -0.50098 -0.78198 15
食品
-0.76882 -0.90066 -0.80184 16
安全科学技术
-0.81005 -0.84276 -0.83462 17
矿山工程技术
-0.8642
-0.85314 -0.88633 18
水利
-0.89218 -0.8347
-0.91028 19
测绘科学技术
-0.89975 -0.85423 -0.91858 20
3)上海工程技术领域科技论文产出与北京差距悬殊。
在工程与技术科学领域国际科技论文方面，上海排在前3名的11个学科中，除材料科学与土木建筑两个学科外，冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通信与自动控制、计算技术、化工、交通运输、能源科学技术和环境工程9个学科的国际科技论文数均不足北京的1/2。
在工程与技术科学领域国内科技论文方面，上海进入前3名的9个学科，除材料科学、轻工与纺织两个学科外，土木建筑、交通运输、冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、环境工程等7个学科国内科技论文均不足北京的1/2。
4)加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。
表6所示上海工程技术领域R&D项目按项目合作单位分组情况，70％左右的项目为独立完成，表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海工程技术领域科技发展与学科建设的瓶颈，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。
表6 上海市工程与技术科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目参加人
项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
201
3341
2169
74523
与国内高校合作
437
1762
1415
21865
与国内独立研究院所合作
644
3021
1745
24587
与境内注册外商独资企业合作 94
854
608
19073
与境内注册其他企业合作
1431
4551
3454
52744
独立完成
6934
22836
15879
219665
其他
293
1592
1198
10703
资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，75。
3 上海农业科学领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)农学和水产学占据上海农业科学领域中科技发展与学科建设的主导地位。
上海农业科学领域中占据科技发展主导地位的学科是农学和水产学，林学、畜牧与兽医科学相对薄弱(见表7)。
表7 上海农业科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排名
农学
1.21943
1.45978
1.26327
1
水产学
0.28854
-0.26992
0.2164
2
畜牧、兽医科学 -0.3714
-0.38479
-0.37749 3
林学
-1.13657
-0.80507
-1.10218 4
2)上海农业科学领域各学科与国内先进地区有相当差距。
在农业科学领域4个学科国际科技论文排名中，北京的农学和林学、甘肃的畜牧兽医、湖北的水产学国际科技论文排名第一，上海在农业科学领域各学科国际科技论文无一进入前3名(见表8)。在农业科学领域4个学科国内科技论文排名中，北京的农学、浙江的林学，江苏的畜牧兽医、山东的水产学国内科技论文排名第一，上海在农业科学领域各学科国内科技论文无一进入前3名(见表8)。无论是国际科技论文、还是国内科技论文，上海农业科学领域各学科与国内先进地区都有相当大的差距。
表8 2001年农业科学领域各学科国际国内科技前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
农学
北京
浙江
江苏
北京 江苏 浙江
林学
北京
黑龙江 安徽、福建、 浙江 北京 福建
广东、陕西
畜牧、兽医科学 甘肃
云南
北京
江苏 北京 甘肃
水产学
湖北
山东
广东
山东 广东 福建
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
4)知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因。
表9所示上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，64％的项目为独立完成，表明知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海农业科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。
表9 上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
24
46
38
229
与国内高校合作
25
72
45
613
与国内独立研究院所合作
48
86
68
442
与境内注册外商独资企业合作 2
5
4
18
与境内注册其他企业合作
69
124
99
506
独立完成
312
420
269
3716
其他
9
8
3
25
资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，73。
4 上海医药科学领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)上海医药科学领域科技发展与学科建设在全国具有明显优势，但与北京仍有相当差距。
在医药科学领域6个学科国际科技论文排名中，北京的预防医学、基础医学、临床医学、中医学四个学科排名第一，上海的药物学和特种医学两个学科排名第一。此外，上海的基础医学、临床医学排名第二，中医学排名第三(见表10)。在医药科学领域国际科技论文方面，上海除药物学和特种医学外其他4个学科与北京均有一定的差距。
表10 2001年医药科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名
第三名 第一名 第二名 第三名
预防医学 北京 浙江、广东
北京 广东 上海
基础医学 北京
上海
广东
北京 广东 上海
药物学
上海
北京
江苏
北京 广东 上海
临床医学 北京
上海
广东
北京 广东 上海
中医学
北京
云南
上海、江苏 北京 广东 江苏
特种医学 上海
北京
广东
北京 陕西 上海
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
国内科技论文排名中，北京包揽了6个学科国内科技论文的第一，上海除中医学国内科技论文未进入前三名外，预防医学、基础医学、药物学、临床医学和特种医学国内科技论文均排名全国第三(见表11)。在医药科学领域国内科技论文方面，上海6个学科与北京均有一定的差距，特别值得注意的是中医学和特种医学国内科技论文不足北京的1/2。
表11 上海医药科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排名
临床医学
1.495
1.583
1.56579 1
药学
0.89727
-0.15227 0.79183 2
基础医学
-0.33507 0.84777
-0.246
3
中医学与中药学
-0.21555 -0.8431
-0.27284 4
预防医学与卫生学
-0.69136 -0.64275 -0.70052 5
军事医学与特种医学 -1.1503
-0.79264 -1.13826 6
2)上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学。
上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学，中医学与中药学、基础医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学科技发展相对薄弱。
3)知识流动不足是影响上海医药科学领域科技发展与学科建设的制约因素。
表12所示上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，85％的项目为独立完成，表明知识流动不足是上海医药科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海医药科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。
表12 上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目参加人
项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
37
124
114
7510
与国内高校合作
142
258
170
1607
与国内独立研究院所合作
113
234
171
1921
与境内注册外商独资企业合作 6
10
7
119
与境内注册其他企业合作
97
195
166
2343
独立完成
3074
4857
3192
20038
其他
139
Abstract This paper adopts the advanced process of "Engineering" analysis method， "stagnation" analysis of the whole process of the graduation thesis， and explore the "stagnation" Association； and then proposed based on the process of "training" of civil engineering undergraduate thesis guidance mode. It is proved by practice that the method is effective in improving the scientific research quality and innovative ability of undergraduate students， and it is full of innovative value and significance.
Keywords process analysis； civil engineering specialty； graduation thesis
教育部在“关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知”①中指出：“毕业设计（论文）是实现培养目标的重要教学环节。毕业设计（论文）在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。”
近年来，针对土木专业本科生毕业设计/论文阶段“时间短，任务重；不安定因素相对集中”的特点和难点，国内各高校对于本科毕业设计（论文）教学加大了改革和创新的力度。②③④
本文作者从事土木专业教学、研究生和本科生学位论文指导多年，积累了大量成功的方法和经验。为适应我国高等教育的内在要求和大连理工大学提出的“精英教育”目标，贯彻“土木专业本科生毕业设计/论文指导工作方法”，提出了基于“过程培养”的土木专业本科生毕业论文指导模式，具有较好的实践效果和创新意义。
1 “过程培养”模式的特色
高等教育要着力培养学生创造性思维，终极目的是培育创造型新人才。为此，结合当前的教育背景和形式，改革传统的毕业论文指导模式和手段势在必行。
本教学模式的特色即在于把毕业论文指导工作的重点放在“过程培养”上，目标是提高学生的“综合科研能力”。结合毕业论文教学环节的特点，以最有效的方法，完成本科生由理论知识型行向实践能力型人才的转化，完成“理论与实践的” 完美结合。
首先，只有在正确的方法论的指导下，才能制定科学可行的实施方案，进而才可能产生可靠的实施成果。本文采用先进的“过程工程学”分析方法，⑤⑥对本科毕业论文的全过程进行“驻点”分析，并探索各“驻点”的关联性。
其次，教学模式的改革实质就是“教”与“学”有机结合为一体，这一点，在毕业论文环节显得尤为突出。如何充分引发学生的热情和兴趣、调动其的主观能动性，积极主动、全神贯注的投入到课题中。以教师的诱导、启发为方向，最终达到对人才培养由知识型向能力型的转化，实现“理论与实践相结合”的根本目标。
第三，教学成果的总结及效果的评价对教学质量及效果的确认至关重要。申请者首先总结了历年本科生毕业论文知道的经验和教训，从中提炼的理念和方法；同时，“他山之石，可以为玉”，本课题亦广泛了解了国、内外有代表性的高校的相关专业在本科生毕业论文（设计）环节教学模式，充分研究各校特色，吸收先进的教学理念，吸取优质的教学素材，借鉴科学的教学方法和技术手段，用以补充完善本课题的实施方案，提升自我整体水平。进而探索本教学环节与精英教育相适应的教学模式和教学方法，将我校“精英教育”基本纲略的实施落在实处。
2 本科生毕业论文教学环节全过程驻点分析
针对在毕业论文环节提高学生科学研究能力的问题，结合作者多年的教学实践经验与土木专业本科生毕业论文阶段的特点，采用先进的“过程工程学”分析方法，对本科毕业论文的全过程进行“驻点”分析（如图1所示），将本科生毕业论文全过程确定为五个驻点，即选题与查阅文献、研究方案制定与实施、试验数据采集及分析、论文撰写及成果深化、答辩。
驻点1：选题与查阅文献。
该驻点是毕业论文的第一个环节，“过程训练”的开端。好的开始是成功的一半。本“模式”所强调的全过程的学生参与，首先就是选题需要学生的参与，要充分考虑学生的特点和兴趣。指导教师由于还有较重的教学和科研任务，不能全程地陪同学生的实验研究，学生应是实验工作的主体，教师仅起辅助的导向作用。学生对所做课题感兴趣，他们通常能做到积极地去查文献、用心地去设计实验方案、认真地去做实验，实验出现问题，他们也会想方设法去加以解决，这样学生往往能高质量地完成研究工作。反之，学生在心理上就有抵触情绪、在工作态度处于消极状态，被动完成任务，论文水平尚得不到保证，谈何科研能力的培养和提高？因此，本课题实施中，指导教师应提供多个题目，采取自愿选题的原则，尽量让学生选择自己喜欢的课题，指导教师与学生充分沟通，亦可对课题的工作方向做适当的修正，共同确定任务书的内容，使论文质量能在现有条件下达到较高的水准。
驻点2：研究方案制定与实施。
学会运用文献制定研究方案和进度计划，是科研能力的重要方面，是独立从事科研活动的基本素质之一。
学生通过第一阶段的文献分析，充分了解所研究问题领域的发展现状和研究水平，通过对比分析，寻求、借鉴拟研究问题的解决方法；在此过程中，学生大量参考文献及相关标准规程，以确定正确合理的试验方法，制定严密科学、切实可行的研究方案和合理的进度计划。
由于这一环节的工作质量直接影响论文工作的深度和质量，因此，指导教师要给予相对较多的关注和指导，帮助学生在研究方案细节的制定上力求科学、准确、可行；方案实施中以学生为主体，鼓励他们勤动脑、多动手，积极解决实施过程中出现的各种学术及非学术问题。
驻点3：试验数据采集及分析。
本阶段着重培养学生客观、实事求是的科学态度，训练规范、缜密的思维习惯；学会尊重客观规律，戒除急于求成和主观臆断的大忌。熟悉专业常规操作、培养实验技能，提升发现问题、解决问题的实践能力。
这个环节中，指导教师不仅要指导学生掌握基本的数据处理和分析方法，更应在一定的高度上，采用适当的形式（如组会讨论）， 启发学生对实验结果进行科学系统的讨论和思考，不断提升他们凝练科学问题、进行对比分析、举一反三的科研能力。
驻点4：论文撰写及成果深化。
相对于前三个阶段，本阶段重在对研究成果的深化分析，着重培养学生综合的运用所学理论知识解释试验现象，提升论文工作的理论水平，避免“实验报告”式毕业论文的出现。
指导教师应鼓励、启发学生做更多、更深入的理论分析，而不是图省事地取而代之，沦为“重使用轻培养”、“重结果轻过程”的反面典型。
驻点5：答辩。
这是全过程分析的最后一个驻点。无论从形式还是内容，都是具有重要意义的一个环节。采用规范的论文评阅和答辩形式，对于提升论文质量，完成最后的升华至关重要。本课题组成员均具有多年的相关工作经验，学生论文经由课题组指导老师之外的两名其他老师实质性的评阅，给出具体评阅意见，并由学生经修改后再进行答辩。答辩采用PPT讲述方式，全面考察学生在论文过程中的工作质量。
3 实施效果
2012-2015年，作者针对选题与查阅文献、研究方案制定与实施、试验数据采集及分析、论文撰写及成果深化答辩五个驻点的具体内容，将“过程培养”模式的理念和方法实施运用到大连理工大学土木专业本科毕业论文指导的具体工作中――所指导的土木专业本科毕业生陈祝？012年）、李祝？013年）、白祝？014年）等同学，在论文过程及毕业答辩中表现突出，毕业论文成绩均为“优”。特别是陈祝？012年）同学，不仅获得2012年大连理工大学优秀本科生毕业论文，并于论文期间在学术期刊上发表了与其论文工作相关的学术论文，科研能力得到了全面的锻炼和提升。
实践表明，该方法对于全面提高本科生的科研素质和创新能力，确实是行之有效的。因此，作者认为，应继续深入探索研究、并在在更大范围内推广基于“过程培养”的创新型土木专业本科生毕业论文指导模式。
4 结语
本文提出的“基于‘过程培养’的创新型土木R当究粕毕业论文指导模式”的实践效果已经初步验证，该方法对于全面提高本科生的科研素质和创新能力，确实是行之有效。相信经过不断实践改进和完善，其效果将更加显著。这种模式能够最大限度的解决好两个关键问题：（1）在有限时间内，借助先进的“过程工程学”理论指导，高效率、高质量完成土木专业本科生毕业论文指导的实践教学任务；（2）切实解决毕业论文过程中容易出现的个别学生懈怠敷衍、教师仓促放水的局面。从而将我国“精英教育”基本纲略的实施落在实处，进而提高本科生毕业论文指导工作的教学质量，培养理论扎实、富于创新的研究型人才，为社会打造合格的土木专业精英人才。
注释
① 关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知（教育部）.教高厅[2004]14号，2004.4.
② 罗怡，李春天，许惠斌.材料类专业本科毕业设计教学改革探讨.长春理工大学学报，2013（2）：219-220，228.
③ 同济大学本科生毕业设计（论文）工作的若干规定（同教[2012]28号）.
关键词:
土木工程材料;知识分层;教学设计;教学实践;课程教学
知识是基础，是载体;能力是知识的综合体现;素质是知识与能力的升华。知识、能力、素质是进行创新的基础，只有将三者的教育与培养结合在一起，并贯穿于教育的全过程，才能培养出高水平的人才。高等教育应在传授知识的同时提高学生的综合能力，升华其素质，培养学生的创新精神和创新意识。布卢姆认为，只要在提供恰当的材料和进行教学的同时，给每个学生以适当的帮助和充分的时间，几乎所有的学生都能完成学习任务或达到规定的学习目标［1］。其实很多学生学习成绩不理想，学生智慧能力的欠缺并不是主导因素，未能提供适当的教学条件和合理的帮助才是造成学生学习成绩不理想的最大原因。因此，笔者在土木工程材料课程教学中采取知识分层的方法，将课程知识划分为不同层次，预定目标，并采取针对性措施，帮助学员实现获得“知识、能力、创新”不同层次知识的目的［2－4］。
一、土木工程材料课程知识分层的教学设计
土木工程材料课程主要介绍各类建筑材料的成分、生产过程、技术性能、质量检验以及应用等基本知识。材料种类繁多，内容繁杂，各章自成体系，而且概念多、术语杂;经验性的东西多，逻辑推理性内容少;文字叙述多，公式计算少。学员在学习过程中感觉对知识的理解并不难，难的是抓不住重点，感觉要记忆的东西太多，不能将繁杂的内容梳理出条理清晰的层次，以致学生感到学习难度较大，学习效率不高。 依据土木工程材料课程知识来源及其特点，将该课程教学内容划分为:教材知识、拓展知识、科学知识三个层次［5］。(1)教材知识:即人才培养方案和课程标准要求掌握的内容，包括水泥、混凝土、钢材、防水等材料的化学成分、生产工艺、技术性能、质量检验以及材料的基本性能试验等;(2)拓展知识:指教员对课本知识的分析和拓展，主要内容是教员在科研、工程等实践过程中积累的经验和知识，以及课本以外的专业知识等［6］;(3)科学知识:与土木工程有关联的一切材料知识与实践，重点介绍材料科学发展的最前沿知识，及其在防护工程中的应用，如泡沫铝、纳米二氧化钛、石墨烯、相变材料、形状记忆材料等新材料的功能开发和应用研究，主要作用是激发学员的创造力。针对不同层次的知识，引导学生采用不同的学习方法和不同类型的评价方法，实现不同层次的教学目标［7］。通过任务—问题，引发学员的学习兴趣，实现学员获得“知识、能力、创新”三位一体课程知识的目的，培养学员的创新意识和创新能力。
二、土木工程材料课程知识分层的教学实践
为了深入贯彻理工大学精英教育理念，充分发挥教员的主导作用，引导学员全面成长，更好地对学员因材施教，拓宽学员视野，培养学员的实践能力和科研创新能力，从2009年开始，笔者尝试在土木工程材料课程教学过程中实施“本科生导师制”。实践中将导师制与课堂教学内容形成良好的衔接、互补，并对课程的知识体系进行梳理，逐步形成了“知识分层”的教学思想，在探索实践中，收到了较好的效果。
(一)课前预习以教材和学习指导书为载体，引导学员进行有针对性的课前自学，时间以10分钟至30分钟为限。课前自学能使学员对概念性知识有初步认识，对不能理解的知识点或各类疑问带到课堂上反馈给教员。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。
(二)课堂教学教员对学员的预习情况进行检查，获得学员不能理解的知识点或各类疑问，在课堂上有针对性地讲解必须掌握的重点、难点，确保学员能够掌握人才培养方案要求掌握的知识。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。在此基础上，教员对课本知识进行拓展，介绍真实的工程案例或事故，重点是军事工程。本过程以让学员了解和掌握拓展知识为目标。主要包括如下三方面内容:(1)大型工程涉及的材料:包括国内外各类典型工程及本地区的重点工程，如青藏铁路、水立方、鸟巢、苏通大桥、杭州湾大桥、永兴岛建设等工程中涉及的各类材料，体现理论知识与工程应用的紧密联系。(2)工程事故:包括各类媒体介绍的工程事故及环境污染实例，如重庆彩虹桥垮塌事件、家庭装修带来的“装修病”等，以此作为切入点介绍材料性能对工程结构质量和使用性能影响的重要性。(3)特种材料及技术:如“耐高温—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土结构抢修加固材料”“再生混凝土”“材料无损检测技术应用”等，并在此基础上引导学员针对工程实践特点，根据基础理论知识进行材料创新设计。
(三)实验教学实验教学作为大学本科教学的重要组成部分，是培养学生实践能力和综合素质的重要教学环节。相对于理论教学，实验教学更具直观性，更能培养学生发现问题、解决问题和分析问题的能力，在提高大学生综合素质和创新能力方面发挥着重要作用［8－9］。1．基本实验按照《全国高等学校土木工程专业本科教育评估标准》对土木工程材料课程实验教学的要求，完成六个验证性实验。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。2．自主实验即开放式“三性”试验，实行自主选题、自行设计、自主操作。采取“本科生导师制”［10］，引导学生组成兴趣小组或科研团队自行选择试验内容，合理利用实验室已有设备制定试验方案，并得出实验结论。遵循“引导—自学—辅导—实践”四个环节，激发学生自主进行研究性学习的热情，把综合理论知识和技术融入到研究过程中，培养学生合作研究能力、技术创新能力，增强学生的综合素质，充分开发学生的潜力，为培养优秀学员创造条件。本过程以让学员了解科学知识为目标。在自主实验的基础上，教员根据学员的选题提供研究思路，以国防工程新材料研制俱乐部为平台，带领学员进行各类实践活动，如面向学生的科研立项、开展学科竞赛、参与教员的科研项目等。主要成果形式可以分为三大类:论文类、发明类、竞赛类。(1)论文类，包括科普类论文和学术类论文。从材料角度对大型工程进行材料设计，或从工程事故分析报告等角度撰写论文，要求正式发表，包括会议论文。如论文《‘美国911事件’中钢材对火灾产生、蔓延的影响》《建筑环境污染事件中材料的决定因素》等;也可以根据国家战略或国防战略选题，如《设计南海、西南高寒地区所需要的特种建筑材料》等。(2)发明类:以土木工程建设、国防工程建设或军事需求进行选题，包括材料发明、材料结构设计等，通过试验进行发明创造，并申请发明专利或实用新型专利。(3)竞赛类:以材料的创造发明或论文形式，参加校内外各类学科竞赛。如每年一次的理工大学“卓越杯”科技创新大赛，每两年举办一届的“全国大学生混凝土设计比赛”“中国大学生新材料创新设计大赛”“‘挑战杯’全国大学生课外学术科技作品竞赛”等，甚至可以参加相关学科的竞赛，如“全国大学生混凝土结构大赛”等。
(四)课程考核课程考核包括教学不同阶段的全过程评价，既考核结果，也考核过程。一是考核学员对教材知识的掌握情况，占总成绩的70%，具体包括预习单、作业本、实验报告、考试成绩等。二是考核学员对拓展知识的了解、掌握情况，占总成绩的20%，主要包括课堂表现、创新选题等。三是考核学员对科学知识的了解、掌握情况，占总成绩的10%，是课程成绩评定为优的重要依据。主要以课外创新作品的呈现程度来进行评价，如撰写论文5分，如果了(或有录用通知)就10分;发明创造有作品的5分，申请了专利的10分;正式参加了比赛的5分，已经获奖的10分。
三、土木工程材料课程知识分层教学成效
在“土木工程材料知识分层”教学设计和实践的过程中，先后获得学院“建筑材料课程教学改革研究”“本科精英教育的探索———课外实践导师制”“基于建筑材料课程的学员自主学习能力的培养研究”等教学科研项目的支持，获得一些教学改革成果。在课程考核方面，近几年学生通过率都达到100%。优秀率从5%左右提高到10%以上。在撰写论文方面，学员团队在教员的指导下撰写了《泡沫铝的特性及其在防护工程中的应用探讨》《室内电磁辐射污染分析与评估》《基于金属热工艺“四火”原理实现铸强兵之“剑”》等多篇学术论文。在创造发明方面，在教员的指导下，学员自主开展“寒区单兵多用途自热包”“一种高强陶粒混凝土的研制”“K－15快速高强抢修加固材料”等材料研究，并申请了专利。在参加竞赛方面，学员连续四年组队参加理工大学“‘卓越杯’科技创新竞赛”“第三届全国大学生混凝土大赛”，多人次获奖;参与“本科生导师制”课外创新学习的学员，有多名被保送或考取研究生。
四、结语
在理工大学实行“一导五法”教学改革的大环境下，教员和学员参与教学改革的热情空前高涨，学员各类课外科技创新活动得到了校院多级政策支持，“本科生导师制”也在各学院深入推进。今后应将全国或兄弟院校的更多有价值的学科竞赛引入学校，并将参赛的组织模式固定下来。此外应进一步加大学员课外科技创新活动成效与学分、评优、保研等评价体系的联系，为学员的成长创造更加广阔的平台。
参考文献:
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随着高校图书馆的快速发展，传统的藏书服务已难以满足高校师生教学和研究的需要，特藏资源建设逐渐成为各高校图书馆建设的重点[1]。特藏资源通常是指一个图书馆所收藏的文献资料具有自己的独特风格[2]，即根据本校的办学、专业、地区等特点以及主要读者群的需求特色，图书馆在文献资源建设过程中逐渐形成具有一定特色和地区或行业优势的馆藏资源体系。特藏资源建设可为读者提供特色服务并提高图书馆的影响力，因此，建设特藏资源对图书馆具有重要意义。尤其在信息网络化的环境下，特藏资源的数字化将在教学和科研等方面呈现出巨大的作用。
华南理工大学是以工见长，理工结合，管、经、文、法等多学科协调发展的综合性研究型大学。华南理工大学图书馆（以后简称为“我馆”）伴随1952年11月学校的组建而成立，随学校的更名、拆分和重组几度更名，其历史渊源可追溯到更久远的中山大学工学院、岭南大学工学院等图书馆。由于具有较长的历史沉淀，学校图书馆逐渐形成了以收藏化工、轻工、食品、材料、机械、电子、建筑等工科类图书馆藏为特色，同时兼藏数学、物理、化学、生物、管理及少量文科类等图书资源[3]。本文将介绍我馆特藏资源的建设及利用等情况。
1 我馆特藏资源的建设
我馆很早就重视特藏资源的建设，1988年即建有特藏室，分类整理和收集校内外学者捐赠的特色书籍和保护古籍文献。目前的特色馆藏资源建设主要包括如下几个方面：
1.1 硕士和博士学位论文资源
收藏了1980年以来我校研究生的硕士学位和博士学位论文的纸质版本，同时置于校本部和大学城分馆中；还收藏了2003年以后上述论文的电子版本，可在我馆的电子阅览室全文下载，以方便读者使用。
1.2 古文献资源
最具有代表性的有《李明仲营造法式》、《中国营造学社汇刊》、《清式营造则例》、《天赖阁旧藏宋人画册》、《石鼓文疏记》、《中华民国新地图》、《越器图录》、《易县清西》、《园治》、《金陵古迹图考》、《万有文库》等。这些珍贵文献部分置于特藏室的展柜中，以便鉴赏和利用。大学城分馆藏有现存规模最大、资料最丰富的类书《古今图书集成》，以及《周易经传集解》、《大易通解》、《武经总要》、《释文纪》等文献。
1.3 馆藏书章资源
收藏超过50多枚，如华南理工大学图书馆藏书、广东化工学院图书馆藏书、中大图书、暨大图书、广州师范专科学校图书馆藏、南昌市图书馆赠、湖北图书馆赠阅、龙庆忠藏书等书章。部分书章经过整理后专设展示栏置于特藏室供读者欣赏。
1.4 特色捐献资源
主要有我校建筑学龙庆忠教授捐赠的以建筑历史与理论为特色的图书文献；中国科学院院士张佑启的捐书；我校客家文化研究所原所长谭元亨教授的捐书等。这些捐献文献具有历史、学术、科研、教学等特色价值。
1.5 网上特色资源
随着信息技术的发展，我馆从20世纪末开始对部分特色资源有计划地进行了数字化建库工作，同时参与了中国高等教育文献保障体系导航库和专题特色资源库、大学数字图书馆国际合作计划的轻工技术图书数字化、广州地区高校图书馆联盟的中外文期刊联合目录数据库等特色资源的建设。目前，建成了数十个数据库与学科服务平台，如华南理工大学博硕士学位论文服务系统、土木工程与管理专题资源库、管理案例全文库、期刊评价与投稿指南以及机械与汽车、轻工与食品、化学与化工、土木与交通等学科的服务平台。
2 提高特藏资源使用率的措施
我馆的主页上专门列有学位论文和特色资源等栏目。图书馆通过主页呈现出其收藏特色，而特藏资源是吸引读者的亮点。对于特藏资源，可在特藏室查阅，亦可在电子阅览室或网络上查阅和下载，方便读者使用和共享。
在每年的新教工入职岗前培训和新生入学时，图书馆配合学校进行介绍，使新教工和学生很快了解我馆馆藏特色和本校师生的学术研究现状。研究生或本科生进行毕业论文或设计时，通过查阅本校特色资源，很容易了解本专业和本课题的研究进展；在论文撰写阶段，通过查阅博硕士论文数据库或期刊评价与投稿等特色资源，了解论文写作的要求与规范。在接待各参观团体时，除介绍一般馆藏资源外，侧重介绍网络特色资源和参观特藏室，把特藏资源作为我馆向外界展示的重要窗口。
3 丰富特藏资源的建议
目前我馆的特藏资源还不够丰富，利用率亦不够高，有待于进一步开展下列方面的工作：
3.1 收藏本科生的优秀毕业论文、设计及获得省级以上奖励的文献资料
因为本科生是学校的主要部分，收藏这些资源，便于学生寻找相关资料，有利于规范本科教学和激发本科生的学习积极性。
3.2 收藏本校教师编写出版的教材、教学参考书、专著及重要的设计作品等资料
这类文献读者较多，分类整理和收藏有利于师生们充分利用这类资源，同时提升学校的影响力。
3.3 收藏本校师生发表的高水平论文资源
如收藏SCI、EI、ISTP以及在国内高水平杂志上发表的高水平论文的题目。由于学校科研处已委托图书馆进行这类资源的检索，每年专门印刷一本有关此方面的资料，图书馆应注意收藏，在此基础上可以专门收集在公认的著名杂志上发表的少数论文。
3.4 收藏工业设计和建筑设计等特色文献资料
工业和建筑设计是我校许多师生研究的内容，这些资料的收集有利于提升师生的设计水平。
3.5 丰富收藏具有地方特色的古籍、善本或名画等
可通过鼓励师生和校友捐赠及购买等方式增加这些方面的资料，增加我馆的文化内涵。
3.6 特藏资源的完全网络化
资源网络化可方便师生随时随地充分利用学校的特藏资源，提高其使用率。
总之，通过我馆员工、学校师生及热心人士的共同努力和不断完善，我馆特藏资源将变得越来越丰富，成为广大读者欣赏、学习和研究的重要资源。
【参考文献】
土木工程材料课程属于专业基础课，一般开设在大学二年级，由于大多数学生缺乏基本的感性认识和工程实践，对该课程与后续专业课程之间的关系不了解，更不清楚该课程对日后所从事工作的重要性和意义。西南林业大学森林工程专业分别于2012年、2013年获批成为云南省教育厅及国家教育部“卓越工程师教育培养计划”专业。“土木工程材料”课程的教学以此为契机，及时更新教育理念，从理论教学、实践教学和科技活动三个方面进行改革，积极探索培养学生工程意识及提升学生工程能力、创新能力的教学方法和模式。
一、以工程意识培养为主的理论教学手段
1.充分利用认识实习
专业认识实习是学生专业课程学习的第一课，是开启学生专业兴趣的重要教学环节。为使学生提早对专业有所认识，了解各专业课之间的联系与作用，许多高校都设置了认识实习环节。土木工程材料作为土建类专业基础课，应充分利用好这一环节，使学生了解土木工程材料的种类、应用及工程技术要求等。为此，课程改革小组建议合理搭配认识实习指导教师的人员组成，承担建筑材料方面的主讲教师应积极参与认识实习。在认识实习过程中:一方面，带领学生参观工程现场，听取现场技术人员讲解，并与学生针对工程所选品种、施工工艺等进行广泛讨论，使学生从感官上实际认识土木工程材料;另一方面，通过观看《超级工程》《伟大工程巡礼》中关于土木工程材料讲解的部分科学纪录片，使学生能够对工程建设的全过程以及材料如何选择、应用有较为全面的认识。通过改革后的认识实习教学，学生对土木工程材料课程的理论学习内容更加明确。
2.合理优化教学内容
目前，土木工程材料教材为满足“大土木”的培养目标，内容上虽具有较大的包容性，但仍未能将原有知识体系有机地融合在一起。加之学时限制，无法面面俱到，如果不能合理安排，将会导致无法有效支撑后续课程的学习。为此，按使用领域将土木工程材料分为土木工程通用材料和专用材料进行讲解。其中，将石料、无机结合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑钢材、防水材料等列为土木工程通用材料，沥青与沥青混合料、墙体与屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列为专用材料，以满足各专业的学习需求。对于通用材料的讲解，在材料基本性质方面主要以材料自身性质与组成特点讲解为主，不需要刻意结合专业特点，而在工程技术指标及工程应用方面则结合专业特点来安排教学内容。对于专用材料的讲解，主要结合专业特点及后续课程的需要而选择或增加，该部分内容主要包括:(1)建筑工程专用材料:墙体与屋面材料、建筑装饰材料、给排水管材等;(2)道路工程专用材料:沥青与沥青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程专用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外，适时引入材料应用实例，实例最好结合授课专业，以此强化学生的工程意识，培养学生的工程素质。
3.注重作业的有效性
除了课堂教学环节外，教师还应注重布置课后作业这一教学环节。作业不但是巩固学生课堂所学知识的重要手段，还是培养学生工程意识与创新思维的有效途径。授课教师通过布置课外作业，建立讨论、交流制度，促进创新思维和工程意识培养氛围的形成。土木工程材料课程与其他课程，如力学、数学等课程要有所差别，作业内容不能仅仅是课后习题或整理课堂笔记，应通过大量做题来巩固理论知识的学习。应定期要求学生查阅文献，或进行实地调查，通过阅读相关科技文献，学生才能及时了解土木工程材料发展的新动态和工程中存在的问题;而实地调查又能促进学生理论与实践相结合，更好地理解理论知识，也能够利用理论知识来解释调查中发现的问题。最后，通过在课堂上进行交流、讨论，还可以培养学生的创新思维。
二、以工程能力提升为主的实践教学手段
土木工程材料实践教学的目的是使学生通过实验操作和结果分析，明确土木工程材料的性质与材料组成结构之间的关系，掌握材料工程技术试验仪器操作与指标评定方法，因此，实践教学与理论教学具有同等重要的地位。
1.在实验课中提升学生的工程能力
首先，合理安排实验课程与理论课程的教学计划，如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂浆的理论课程完成后，集中安排一次实验课，使实验内容与学时得到集中，学生能够有充足的时间准备实验和操作仪器等。其次，在实验课组织形式方面采取分组形式，要求学生在实验课前提交试验方案，其中包括实验目的、材料与仪器、实验步骤、数据与分析、问题与分析等，最后要列出参考规范，保证学生在实验前对试验全过程有基本了解，避免学生在实验过程中出现手忙脚乱、不知所措现象。最后，在实验过程中要求学生利用手机等形式记录实验过程中的各个环节，以便实验完成后组织学生对整个实验情况进行讨论与总结。
2.借助实习基地提升学生的工程能力
通过产学合作的方式建立校外实习基地，聘请实验检测技术骨干人员作为企业兼职教师，指导学生依托工程项目，在真实的工作环境中提高实践操作与结果分析能力，使学生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理论和材料评定的基本技能。更为主要的是学生通过对某一土木工程材料的技术指标进行完整实验检测，可以增加对土木工程材料各技术指标的工程意义，也能加深对指标之间相互联系的理解。在评定过程中，学生通过翻阅相关技术规范提高了土木工程材料标准化的工程意识。
三、以创新能力提升为主的科技活动组织
创新能力的提升一方面要依靠理论教学环节培养思维，通过科研实践活动使学生在验证并巩固理论知识的同时，提高分析和解决问题的能力，激发学生的内在创新动力，为此，课程改革小组结合土木工程材料课程的特点，进行了一系列科技活动的组织。对于有创新想法的学生，土木工程材料实验室实行开放制度，以小组为单位填写申请表，在指导教师的帮助下利用课余时间进行创新性试验;如没有创新性想法，但又有参与创新性实验愿望的学生，可采取助研的方式参与到指导教师的科研课题中，使创新能力得到锻炼。教师在指导过程中发现可行性强的创新性实验，可进行校级科技创新项目推荐，或作为毕业论文选题，通过完成科技项目或毕业论文的写作，学生的创新思维、仪器操作、科技论文写作等方面的能力得到较大提升。此外，通过组建科技创新团队参加科技竞赛活动，将不同年级、专业的学生融合在一起，实现了激发学生创新积极性、提高创新能力的目标。近几年，以土木工程材料课程为依托，学生申请西南林业大学科技创新基金项目3项，其中，一项获第八届云南省大中专学生课外学术科技节二等奖;获批云南省大学生创新创业训练计划项目1项，国家级创新创业训练计划项目1项，学生通过参与教师的科研课题，完成毕业论文7篇。
四、结束语
通过对理论教学、实践教学和科技活动三个方面的改革，学生的工程意识有所增强，能够有目的地学习，避免了以往死记硬、学而无用现象的发生。学生的工程能力与创新能力得到大幅提升，发现和解决问题的能力也得到了提高，同时，也增强了学生的就业能力。
参考文献:
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（1）摘要应写成报道式摘要，按照摘要四要素（目的、方法、结果、结论）撰写，不要论及论文研究的基础和背景知识，不要进行自我评价。研究目的尽量简洁，研究内容（方法）、研究结果和研究结论必须详细、具体。
（2）关键词应包括该文研究成果名称、得到该文研究成果所采用的方法名称、作为该文主要研究对象的事物名称、有利于检索和文献利用的其他名词。
（3）引言是论文内容的重要提示，作者在引言中应概述前人在该领域内所做的工作，并陈述论文在此基础上所取得的成果和突破。
（4）图、表按在正文中出现的先后顺序进行编号，图（务必清晰、精确）名、表名必须有中文、英文2种表述，坐标图的横、纵坐标必须标明其对应的量及单位（量纲为1的除外）。
（5）文中所有变量务必解释其含义，量的符号务必使用单个字母表示，量的单位务必使用国际标准单位；表示矩阵、矢量、张量的符号一律用黑斜体。
（6）在结语中应指出该论文的独创性成果及存在的局限，以方便他人在此基础上做进一步的研究。
（7）文后参考文献务必一一核对出处，著录项目一定要全，相关格式参见历年的《建筑科学与工程学报》。参考文献按在正文中出现的先后顺序进行编号，原则上不能少于12个。中文及其他非英文参考文献要有对应的英文表述。
（8）《建筑科学与工程学报》拒绝一稿多投、重复发表（包括以其他语种发表）和学位论文再发表的稿件。拒绝学术不端，鼓励原创性论文投稿。
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