【摘要】毕业设计是土木工程专业人才培养的关键环节，针对现代土木工程行业对新型技术人才的要求，围绕毕业设计的改革问题，阐述了现代科学技术手段的优缺点以及在毕业设计中的作用，提出了传统手工计算和计算机数值计算有效结合的方式，从而为提高本科毕业设计质量提供了可能。
【关键词】土木工程；毕业设计；教学改革
1、引言
毕业设计作为土木工程专业本科教学中十分重要且必不可少的一个环节，它不但可以帮助学生更加系统全面地认识大学四年中所学的力学数学以及专业基础知识，使之成为一个有序的整体，更加能够让学生学会如何解决实际工程问题，为将来从事的工作奠定良好的基础。因此，在本科生的教育教学改革尝试中，非常有必要探讨一下该如何设置毕业设计课题，采用怎样的形式和手段将理论与实际充分结合，既能激发学生的学习兴趣、培养动手能力，又能够满足现代工程的需求。
毕业设计不同于一般性的课后习题和课程设计，它代表的是更为实际和具体的工程项目，这个过程不但将本学科的专业基础知识串联起来，更是学生毕业后所从事工作的一个缩影，它不但可以让学生巩固已学理论知识，更可以培养学生解决实际问题的综合能力，因此，毕业设计的科学合理安排对现代土木工程专业人才的培养起着至关重要的作用。土木工程专业的日常教学，尤其是专业课程及相应的课程设计安排中，传统的手算方法依然占主导地位，因此不难理解，毕业设计中结构的手算及手绘施工图成为了必不可少的环节。不可否认，虽然计算机数值计算方法具有显而易见的优点，但传统手算求解过程可以让学生夯实和加深对力学基本理论的认知程度，为解决实际工程问题奠定基础，更重要的是，在实际工程设计中，设计人员应具备扎实的力学知识，对结构的整体受力状态有充分了解，并且能够对简单结构或构件开展手工计算，从而对计算机数值计算结果进行检查和复核。但与此同时，由于现代工程问题日益复杂，计算机数值模拟已经成为土木工程行业结构设计计算的主要手段，而且它的更广泛使用将是不可避免的趋势，因此，高校培养的现代土木工程专业技术人员必须熟练掌握数值计算软件的应用，借助它的优势来有效解决实际工程问题。
2、毕业设计改革要点
综上可知，在土木工程本科生毕业设计中，传统手工力学分析和现代计算机数值计算手段应当有效结合、并重。通过科学合理的毕业设计选题，使得学生能够较好地实现理论与实际相结合，具备手工计算和数值计算软件应用的能力。
1）毕业设计选题原则
毕业设计是一个综合性较强的实践教学环节，它的选题工作就需要综合考虑多个方面的因素。宏观上，要考虑到大多数学生毕业后将从事生产一线工作，故应该尽量体现较强的实践性，最好能够结合实际工程来进行命题，这样既可以调动学生的积极性，主动思考主动创新，又可以理论联系实际，甚至让学生到工程现场进行参观学习，参考工程项目的实际功能需求来进行设计计算。微观上，为了能够在毕业设计中将手工计算与计算机数值计算有机结合起来，既要充分考虑手工计算的特点和可能性，选择合理的结构形式和布局，能够提取工程简化模型，采用结构力学手段进行手工分析，又要考虑计算机数值模拟的必要性，即不能选择过于简单的结构形式和单一的受力条件，无法代表或满足实际工程项目的功能要求及受力状态。一般地，结合当地施工单位或设计院所在建或已建实际工程项目进行选题，可以较好地保证结构形式的合理性，避免虚拟课题可能存在的过度复杂化和不切实际。
2）毕业设计中手工计算与计算机数值计算的有效结合
如前述，毕业设计是整个大学生教育教学过程中举足轻重的部分，就土木工程专业技术人员的培养而言，它起着承前启后的关键作用。为了使高校培养出的现代土木工程人员既有扎实的理论基础，又具备灵活应用知识、使用新方法和手段解决实际工程问题的能力，学校在本科毕业设计环节应当重视传统方法与现代手段的有机结合和无缝对接，两者相辅相成，使学生在最后这个阶段得到最扎实的锻炼和全面的训练。例如，在毕业设计选题前期，指导教师应当为学生规划设计内容的大纲和框架，让学生明确该项工程主要涉及哪些重要的力学知识，进行构件受力、位移或变形等分析时的难点所在，需要掌握哪些计算机数值模拟方法和软件，以及选择这些方法的原因，从而让学生对设计全局有一个整体的认识，了解手工计算与计算机模拟的不同之处和各自的优缺点，两种方法该如何进行对比比较以及计算结果的复核和校正。在设计任务的布置方面，要考虑到手工计算耗时较长，故不宜选择结构形式和受力状态过于复杂的部分，宜选择结构形式较规整、受力均匀的部分进行手工设计计算，而较为复杂的问题求解则通过计算机模拟来进行。尽管计算机数值模拟方法具有诸多优点，但计算过程中可能会出现程序或参数错误，需要技术人员做进一步的检查和复核，进而优化整个结构设计方案，此时，手工计算结果就可以提供有益的参考，经过反复修正计算机模型来实现优化。
3、结论
本文阐述了新时代背景下土木工程行业对专业技术人员的新要求，以本科生培养计划中至关重要的毕业设计为改革对象，提出了通过传统授课与现代科学技术手段并重的方式，将两者有效结合起来，并贯穿于本科生教育教学过程中，从而激发学生兴趣、引导学生积极自我思考，让学生既能具备扎实的力学理论知识，又具备利用所学理论知识解决实际工程问题的能力。在毕业设计中，一方面通过传统手工计算方式保证牢固的基础，另一方面通过计算机数值计算的方式丰富教学手段和学习内容，既让学生开拓视野，勇于创新，又能适应新时代的发展需求，真正做到本科教育的“理论与实践”相结合，体现“素质教育、工程教育、创新教育”的教学理念。