工程教育下水利水電工程導(dǎo)論課程淺析
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摘要：工程教育專業(yè)認(rèn)證作為國際工程界對工程類專業(yè)畢業(yè)生和工程師能力公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，通過專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是各大高校水利專業(yè)發(fā)展的大勢所趨，是國內(nèi)畢業(yè)生獲得國際認(rèn)證的重要基礎(chǔ)。水利水電工程導(dǎo)論課程是水利類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是學(xué)生工程素養(yǎng)培養(yǎng)的開端。因此，文章就水利專業(yè)學(xué)生的工程素養(yǎng)培養(yǎng)要求和水利水電工程導(dǎo)論課程對畢業(yè)要求的支撐，提出基于OBE理念的課程目標(biāo)，構(gòu)建理論結(jié)合實(shí)踐的課程體系，改進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容和考核方式從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)，為其他地方高校在工程教育背景下開展特色內(nèi)涵建設(shè)提供參考。
關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；水利水電工程專業(yè)；培養(yǎng)方案
近年來，工程教育專業(yè)認(rèn)證成了高校評估工程教育質(zhì)量和培訓(xùn)課程質(zhì)量的一個重要準(zhǔn)則，國內(nèi)眾多院校也在相繼開展辦理工程教育專業(yè)認(rèn)證，由《華盛頓協(xié)議》所指出，工程教育旨在將本科生造就成綜合能力較強(qiáng)且具備解決復(fù)雜工程問題的工程師。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心目的是要提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和畢業(yè)生的綜合能力，符合國際標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)生方面，高校教師發(fā)揮更多的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)學(xué)生融會貫通知識，提高綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)素質(zhì)尤為關(guān)鍵。工程認(rèn)證是中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，對本科工程教育專業(yè)人員進(jìn)行的專項認(rèn)證。獲得國際認(rèn)可工程師的一個重要前提，是工程項目研究生學(xué)位需經(jīng)認(rèn)證協(xié)會認(rèn)可，其方可按照《華盛頓協(xié)議》得到其他組織的認(rèn)可。根據(jù)工程教育認(rèn)證所擬定的畢業(yè)生標(biāo)準(zhǔn)，其需要具備12個不同方面的能力要求，即工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)的解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程和社會、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、專業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理、終身學(xué)習(xí)。吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院是一所應(yīng)用型地方本科高校，水利水電工程專業(yè)2011年招生，專業(yè)旨在培養(yǎng)應(yīng)用型高素質(zhì)人才。專業(yè)在按照工程教育標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)過程中，存在著以理科教育的方式培養(yǎng)工程師的現(xiàn)象。因此，工程教育的大背景下，原有的課程體系已難以支撐新時期工程教育課程定位、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評估方法方面的需求。水利水電工程導(dǎo)論課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一門專業(yè)課，是水利水電工程專業(yè)的啟蒙課程。本課程的質(zhì)量將直接影響學(xué)生對水利水電工程專業(yè)的理解，與學(xué)生今后的興趣培養(yǎng)、專業(yè)學(xué)習(xí)息息相關(guān)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該讓學(xué)生充分了解課程教學(xué)目標(biāo)、具體內(nèi)容和專業(yè)要求，從而讓學(xué)生構(gòu)建初步專業(yè)的認(rèn)知體系，進(jìn)而推動學(xué)生積極完成4年的學(xué)術(shù)研究，在一定程度上為今后從事水利及相關(guān)專業(yè)工作打下結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。因此，對于一些抽象的知識，有必要根據(jù)知識架構(gòu)調(diào)整教學(xué)方法，盡可能以簡介明了的言語，幫助學(xué)生更好吸納課程知識，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，以延伸學(xué)生綜合知識面，輔佐學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新實(shí)踐能力，以滿足認(rèn)證要求。顯而易見，改革水利工程導(dǎo)論課程的考核方式勢在必行。本文以吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院水利水電工程導(dǎo)論課程為研究對象，從課程目標(biāo)、教學(xué)改革和考核方式等方面進(jìn)行一系列探索與實(shí)踐。
一、課程設(shè)計
（一）課程目標(biāo)設(shè)計
基于課程特點(diǎn)和課程內(nèi)容，可將水利水電工程導(dǎo)論課程分成以下4個課程目標(biāo)。課程目標(biāo)1：能夠了解水利工程領(lǐng)域的發(fā)展歷史及相關(guān)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r；了解水利水電工程專業(yè)及其水利工程學(xué)科，認(rèn)識科學(xué)在水利工程中的作用。課程目標(biāo)2：能了解水利工程對社會發(fā)展、文化傳承以及公共安全的影響；了解工程倫理，正確認(rèn)識水利工程師的職責(zé)與挑戰(zhàn)。課程目標(biāo)3：了解并掌握文獻(xiàn)查閱方法、科技交流的常用方式與規(guī)范，能通過書面報告和口頭陳述交流解決方案、過程和成果。課程目標(biāo)4：了解水利工程設(shè)計、施工、管理全周期的基本流程，培養(yǎng)認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)工程問題、尋求并論證工程問題解決方案、協(xié)作解決工程問題及交流項目研究成果的能力，構(gòu)建自身工程意識。課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系如下。目標(biāo)1和2可以培養(yǎng)挖掘?qū)W生洞察及分析問題的能力，也就是用專業(yè)知識和數(shù)學(xué)模型的方法來分析水利系統(tǒng)或設(shè)備，并利用專業(yè)知識來分析事故原因，有利于設(shè)計或改善水利工程。目標(biāo)3能夠發(fā)散思維，在水利工程設(shè)計、施工、管理等各個領(lǐng)域?qū)ふ业綇?fù)雜工程問題的多個解決方案，并且能夠找到通過文獻(xiàn)研究可行的替代方案，進(jìn)而運(yùn)用工程基本原理深究影響工程進(jìn)程的因素，最終推出工程改進(jìn)方案。目標(biāo)4引導(dǎo)學(xué)生練就自主及終身學(xué)習(xí)能力，即培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的意識，以匹配持續(xù)適應(yīng)發(fā)展的能力。
（二）課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
1.知識目標(biāo)
水利水電工程專業(yè)所選定的水利水電工程導(dǎo)論專業(yè)基礎(chǔ)課，是依照普通高等學(xué)校水利水電工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)生基本要求和培養(yǎng)方案選定的，課程主要包括水工建筑物、水利工程施工及農(nóng)業(yè)水利工程等內(nèi)容，含括從事水利工程必須具備的基本知識。通過學(xué)習(xí)，希望能使對水利感興趣的受眾更進(jìn)一步了解水利，使志向在于水利事業(yè)的高考考生秉持初心報考水利，已邁入水利圈的學(xué)子們更熱衷于水利。通過本門課程學(xué)習(xí)能夠了解水資源特點(diǎn)，我國水資源、水能資源狀況；能夠掌握常見水工建筑物的組成、工作原理及特點(diǎn)；能夠掌握擋水建筑物的概念、特點(diǎn)和分類。不同擋水建筑物的主要區(qū)別；能夠掌握泄水建筑物的作用，泄水建筑物的分類；能夠掌握渠系建筑物的分類，配水建筑物的種類及作用，交叉建筑物的種類及作用，聯(lián)接建筑物的種類及作用；能夠掌握灌排制度與灌水技術(shù)，灌排渠系的布置；能夠掌握水能開發(fā)及水電站類型，水電站主要設(shè)備，水電站建筑物，水電站廠區(qū)布置方式；能夠掌握洪水及防洪措施，河道整治工程，分洪工程，防汛搶險方法；能夠了解水利工程建設(shè)基本程序，包括施工、設(shè)計、建設(shè)管理的程序和內(nèi)容。
2.能力目標(biāo)
（1）專業(yè)能力。學(xué)生能夠在工程設(shè)計與施工中運(yùn)用相關(guān)知識進(jìn)行水利水電工程的布置與管理；通過農(nóng)業(yè)水利工程的學(xué)習(xí)，掌握灌溉制度的制定和灌溉渠系的規(guī)劃布置；通過防洪治河工程的學(xué)習(xí)，能夠提出防洪治河的基本措施和防汛搶險的方法；通過水利工程施工的學(xué)習(xí)，掌握施工方案和方法的制定。（2）通用能力。每一次課后，通過在線學(xué)習(xí)平臺發(fā)布自學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生自己閱讀，通過作業(yè)或提問的方式檢查學(xué)生閱讀情況，培養(yǎng)學(xué)生讀書自學(xué)與持續(xù)學(xué)習(xí)能力；讓學(xué)生分組，自選家鄉(xiāng)具體工程實(shí)例、水患、水利變化為題，協(xié)作分工，收集材料、制作PPT、上交材料，通過匯報方式檢查學(xué)生準(zhǔn)備情況，培養(yǎng)學(xué)生合作溝通能力；通過課內(nèi)實(shí)驗，使學(xué)生認(rèn)識農(nóng)田水利、水利水電工程主要建筑物，了解主要功能，培養(yǎng)學(xué)生觀察理解與分析解決問題能力；結(jié)課后，每一位學(xué)生提交一份課程論文，可以家鄉(xiāng)具體工程實(shí)例、水患、水利變化為題，鍛煉學(xué)生使用辦公軟件以及資料收集、歸納處理能力。
3.思政目標(biāo)
為了提高我國公民的整體素質(zhì)，有關(guān)部門特別關(guān)注大學(xué)生的理想政治教育。為緊跟國家時代步伐，在水利水電工程導(dǎo)論課程教學(xué)內(nèi)容中引入了思想政治道德教育的教育實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)的能力、學(xué)習(xí)水利類專業(yè)的良好、積極的心態(tài)；對本行業(yè)、所修讀專業(yè)具有比較客觀、全面、發(fā)展性的觀念；對“水利”的內(nèi)涵有深刻的認(rèn)識，并樹立作為水利人的職業(yè)責(zé)任感；能夠思考并規(guī)劃自己的大學(xué)成長及初步的職業(yè)未來；建立水利工程的初步概念，使自己由水利工程的外行變成準(zhǔn)內(nèi)行，為以后的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀。（1）政治素質(zhì)。通過都江堰、三峽工程等古今卓越水利工程介紹，激起學(xué)生的民族自豪感，更熱愛祖國，倡導(dǎo)水利人為公、為民，致力于改善、調(diào)節(jié)水資源的分配與利用，造福人民，自覺傳承與創(chuàng)新新時代水利事業(yè)。（2）思想素質(zhì)。通過張光斗、錢正英等中國水利科學(xué)家的故事和對事業(yè)的貢獻(xiàn)等知識的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對本行業(yè)、所修讀專業(yè)具有比較客觀、全面、發(fā)展性的觀念，擁有在大學(xué)學(xué)習(xí)水利類專業(yè)的良好、積極的心態(tài)。（3）職業(yè)素質(zhì)。學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)范，行業(yè)準(zhǔn)則，讓學(xué)生對“水利”的內(nèi)涵有充分的認(rèn)識，建立水利工作人員的專業(yè)責(zé)任，提倡水利人員追求大公無私精神，禁止逾越黨的紀(jì)律和國家法律的底線，始終保持清純干凈的形象。（4）道德素質(zhì)。通過實(shí)驗內(nèi)容，傳遞出水利是艱苦行業(yè)，堅守與擔(dān)當(dāng)是水利人特有的品質(zhì)，讓學(xué)生了解，能夠思考并規(guī)劃自己的大學(xué)成長及初步的職業(yè)未來，勉勵水利人員踴躍投身水利改革戰(zhàn)場，認(rèn)真履行職責(zé)，克服困難，勵志在平凡的崗位成就自我。
（三）實(shí)驗項目設(shè)計
工程教育重在實(shí)踐，在導(dǎo)論課程中設(shè)置課內(nèi)實(shí)驗環(huán)節(jié)有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，加深對工程和工程師責(zé)任的理解，初步培養(yǎng)工程素養(yǎng)。實(shí)驗項目的設(shè)計既要考慮學(xué)生對基礎(chǔ)知識和能力的需求，又要具有服務(wù)后續(xù)課程的引領(lǐng)性。設(shè)計2個實(shí)驗項目：農(nóng)業(yè)水利工程建筑物認(rèn)知；水利水電工程建筑物認(rèn)知。通過一學(xué)期課堂理論學(xué)習(xí)，能使學(xué)生認(rèn)識常見的水工建筑物，可以拼裝水壩、水電站、水輪機(jī)等模型。實(shí)驗項目具有開放性，能給學(xué)生更多自主探究的空間。學(xué)校建有水利土綜合實(shí)驗大廳，能提供場地、技術(shù)及實(shí)驗條件支持。
二、教學(xué)指導(dǎo)
（一）學(xué)法指導(dǎo)
1.請學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課上聽講、記筆記、參與師生討論、回答問題、獨(dú)立完成作業(yè)，課后自主復(fù)習(xí)，課后讀文獻(xiàn)寫課程報告。2.請學(xué)生通過對不同水工構(gòu)筑物的應(yīng)用及相關(guān)構(gòu)筑物的功能、特點(diǎn)和分類的研究，了解水利工程是如何促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的。深入了解水利工程各分部所涉及的工程及認(rèn)識每個水利建設(shè)期，感受工程、結(jié)構(gòu)、力學(xué)之美。3.請學(xué)生通過學(xué)習(xí)各種水工建筑物如何開發(fā)利用水資源，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析工程問題的初步能力，為自己的專業(yè)領(lǐng)域（水文、水利、港口航運(yùn)、農(nóng)業(yè)水利、水利工程）打下必要的基礎(chǔ)。4.請學(xué)生了解水利工程在調(diào)節(jié)水資源方面的巨大作用，以及影響實(shí)際工程的一些負(fù)面因素，如自然因素和可持續(xù)發(fā)展，從實(shí)際問題中學(xué)習(xí)解決辦法，培養(yǎng)學(xué)生初步解決與環(huán)境有關(guān)的實(shí)際工程問題和可持續(xù)發(fā)展能力。5.請學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)獲知水利工程的新領(lǐng)域、新成果和新進(jìn)展，知道水利工程新知識、新技術(shù)，以及與其他學(xué)科相互交叉、滲透、融合的特點(diǎn)，并寫出相應(yīng)的課程報告。
（二）教法指導(dǎo)
1.授課過程中，需讓學(xué)生認(rèn)識水利行業(yè)在目前社會上的地位以及古往今來我國在興修水利方面取得的顯著成果，以激起學(xué)生們對水利行業(yè)的熱愛；同時讓學(xué)生明確本課程和他們目前正在學(xué)習(xí)的專業(yè)，以便加重未來同學(xué)們在專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工作中的地位，增加學(xué)生對課程本身的認(rèn)識與了解。2.在授課的過程中凡是涉及到基本概念和專業(yè)術(shù)語的，為能夠讓同學(xué)們更好地吸收知識，教師應(yīng)使用直白簡易的語言描述，同時，設(shè)置問題供同學(xué)們討論，以此加強(qiáng)與同學(xué)們的互動環(huán)節(jié)，帶動課堂氛圍。在解釋課堂中的重點(diǎn)和難點(diǎn)時，可以充分利用多媒體和視頻演示。3.在授課的過程中教學(xué)內(nèi)容需融入實(shí)際工程案例。課程結(jié)合相關(guān)水利工程的視頻資料，如：三峽、南水北調(diào)、都江堰等，可在增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識的同時，讓同學(xué)們更加全面地了解建筑的結(jié)構(gòu)、施工組織設(shè)計問題、興利效益問題、移民問題等水利工程會遇到的實(shí)際問題。4.為確保水利工程導(dǎo)論課程能按計劃實(shí)施且順利完成相關(guān)教學(xué)任務(wù)，教師需要掌握下列相關(guān)工程類的基礎(chǔ)知識，包括但不限于：土力學(xué)、水力學(xué)、工程測量學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)。還需要掌握專業(yè)課程工程水文及水利計算、水利工程施工、水泵與水電站、灌溉排水工程的知識，同時工程管理的實(shí)踐經(jīng)驗也是十分必要的。只有儲備大量的專業(yè)知識用以提高教學(xué)水平，才能完成水利工程導(dǎo)論的教學(xué)任務(wù)。5.為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和效率，模塊化的教育要求教育內(nèi)容選擇適當(dāng)突出重點(diǎn)。學(xué)生通過組織課前作業(yè)、推薦典型案例、分組學(xué)習(xí)資料、深入討論理解水工結(jié)構(gòu)工作原理等方式，優(yōu)化完善學(xué)生知識體系。
三、考核方式與成績評定辦法
（一）考核方式
1.本大綱的教學(xué)內(nèi)容、知識目標(biāo)和核心能力目標(biāo)是課程考核的重要依據(jù)。
2.平時成績：占課程考核成績的40%，平時成績包括出勤、課堂表現(xiàn)及作業(yè)。
3.期末成績：占課程考核成績的60%，期末考試采用無紙化考核方案。無紙化考試基于優(yōu)化題庫資源。考試通過試卷隨機(jī)分組生成電子試題，及時生成考試成績，集試卷生成、機(jī)考、評分生成于一體的新型多元化考試管理，具有公正、靈活、隨機(jī)、便捷等特點(diǎn)。通過無紙化考試的探索，可促進(jìn)教師課堂教學(xué)方法、手段的改革；學(xué)生可隨時利用手機(jī)移動端進(jìn)行考試模擬訓(xùn)練，便于及時掌握所學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果。無紙化考試題型均為選擇題，對于傳統(tǒng)考試中的基本問答題、論述題部分，教師可通過知識要點(diǎn)形式提供選項。試題庫試題數(shù)量達(dá)到800道，無紙化電子試卷每次組題100分，其中單選、多選和不定項選擇的比例由命題教師根據(jù)課程性質(zhì)與特點(diǎn)確定。試題庫命題依然遵循教學(xué)大綱的教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)與難點(diǎn)進(jìn)行，必須符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，體現(xiàn)課程的基本要點(diǎn)，內(nèi)容正確，題意準(zhǔn)確，體現(xiàn)對“基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)技能”的考核要求。
（二）課程目標(biāo)達(dá)成度評價方法
課程成績評定準(zhǔn)則見表1。課程目標(biāo)達(dá)成度評價方法如下：
1.課程某分目標(biāo)達(dá)成度
2.課程總目標(biāo)達(dá)成度
課程總目標(biāo)達(dá)成度課程評價周期為一年一評估，目標(biāo)值被設(shè)置為0.7，利用成績分析法進(jìn)行評價，結(jié)果用于后續(xù)課程改進(jìn)。
（三）改進(jìn)措施
1.推出持續(xù)跟進(jìn)整改制度
成立課程實(shí)時跟進(jìn)整改小組，需由相應(yīng)課程組負(fù)責(zé)人去組織執(zhí)行并實(shí)時監(jiān)督跟進(jìn)整改進(jìn)程，需根據(jù)課程已知的達(dá)成度評價結(jié)果，深入探究并明確問題所在，提出與之相匹配的改進(jìn)措施，最后需呈現(xiàn)為文檔結(jié)果報告。
2.本課程實(shí)時改進(jìn)方法
平時成績優(yōu)化模式：對于學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，任課教師需統(tǒng)計學(xué)生平時成績考核指標(biāo)兩周一匯報，如若出現(xiàn)部分同學(xué)平時成績較差的情況，則需要在教學(xué)中加強(qiáng)相應(yīng)的教學(xué)管理，適當(dāng)調(diào)整具體目標(biāo)實(shí)施計劃，并做好課程計劃更改記錄，積累優(yōu)化措施。期末考試考核機(jī)制則為任課教師對相應(yīng)的期末考試試卷中學(xué)生各題的得分情況進(jìn)行統(tǒng)計并分析，得出的統(tǒng)計結(jié)果用于對相應(yīng)課程的整體分析研究，并有計劃、有選擇性地在下一級的學(xué)生中不斷進(jìn)行改進(jìn)。
3.本課程持續(xù)改進(jìn)措施
對于同學(xué)平時成績的考核，計劃通過采取學(xué)習(xí)討論互動、成立學(xué)習(xí)小組、與學(xué)生交談、相應(yīng)的加強(qiáng)訓(xùn)練題目難度并增加訓(xùn)練的頻次、改革教學(xué)方法與手段等措施改進(jìn)。針對期末考試考核，研究學(xué)生考試問題所在，結(jié)合分析結(jié)果在薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)方法與手段的改進(jìn)，加強(qiáng)目標(biāo)題目的訓(xùn)練以及對重修、新開課學(xué)生強(qiáng)化輔導(dǎo)答疑等措施，實(shí)現(xiàn)課程的持續(xù)改進(jìn)。
四、結(jié)束語
本文通過對工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)信息挖掘，結(jié)合本專業(yè)實(shí)際認(rèn)證自評工作，重構(gòu)了水利水電工程導(dǎo)論課程內(nèi)容體系，并給出了具體實(shí)施與考核建議。明確了培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求的內(nèi)涵和達(dá)成途徑，以及學(xué)習(xí)指導(dǎo)、考核要求等工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中明確要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在課程目標(biāo)上，通過學(xué)生學(xué)習(xí)成果的反饋，在教學(xué)手段、內(nèi)容、評價方法等方面持續(xù)改進(jìn)，建立了相應(yīng)的理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)制度。在專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)改革下引入水利水電工程專業(yè)，教學(xué)模式已趨于成熟。課程考核注重過程性評價，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。課程達(dá)成度計算結(jié)果達(dá)到了0.80，可為未來革新提供可靠的保證。
作者:胡宇祥 殷飛 李娜 蘇燕清 單位:吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院機(jī)械與土木工程學(xué)院
