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土木工程绪论范文

发布时间:2023-10-07 15:42:06

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇土木工程绪论范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

土木工程绪论

篇1

一、引言

随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入,建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂,对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是综合性与集成性极强的高新技术,在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科,已显示出一定的实用性,技术潜力十分巨大,应用前景非常广阔[1]。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此,虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状,给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化,仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1.沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。

2.交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3.多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中,长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容,如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景,以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响,交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界,也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时,可以突破物理空间和时间的约束,做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时,又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感,以达到身临其境的感受,最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口,它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在,并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

2.虚拟现实技术在土木工程中的应用领域

由于具有上述的优势特征,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用,并且具有广阔的应用前景。现阶段,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。

(1)在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3]

在实际工程施工中,复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题,前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术,在虚拟的环境中,建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型),形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统,让系统中的模型具有动态性能,并对系统中的模型进行虚拟装配,根据虚拟装配的结果,在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多,起重机的布置位置、高度,缆风绳着力点的选择,构件堆场的位置,起重机的开行路线,构件起吊路线等,都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够,则工程施工的进度、成本等都会受到影响,甚至导致安全事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中,不仅要考虑施工过程的安全性、可行性,还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形,更为了维持结构的稳定,在钢屋盖桅杆和混凝土之间,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆,形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中,不同的支撑方案、不同的拼接方案,在结构的不同部位会引起不同的效应,而随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中,有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案,在短时间内做大量的分析,从而保证施工方案最优化。

(2)在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业,建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作,业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此,承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时,也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标,往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。

借助虚拟仿真系统,把不能预演的施工过程和方法表现出来,不仅节省了时间和建设投资,而且不用项目经理的现场答辩,方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

(3)在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中,人们会遇到大量数据,为从中得出有价值的规律和结论,需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示,可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化,实现参数化及可视化计算,虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时,利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小,用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度,从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能,实时修改各种数据,以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化,概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中,将增强计算软件的前后置处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据,同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展,专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍,三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前,虚拟现实技术还有很多不完善的地方,尤其在土木工程的研究方面,我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考文献

[1]张跃.土木工程中的虚拟现实技术[N].科技日报.1997年6月23日.

篇2

作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。

通过一个学期土木工程概论课的学习,我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛,体味了前人取得的成就,也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然,我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就,止步不前。我们还应当与时俱进,去挖掘,去发现,去思考,去想象,去创新。在此,作为一名中国未来的土木工程师,我想结合土木工程的历史,结合我国的国情和世界形势,谈一谈土木工程的可持续发展之路。

(EnglishSummary)

MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.

Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.

Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.

Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.

However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.

Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.

Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.

Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.

I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.

1.对土木工程的历史、现状和未来发展的认识

1.1.1古代土木工程

古代土木工程具有很长的时间跨度,它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶,前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。譬如我国的长城,埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥,是世界上最早的敞肩式拱桥,于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。

1.1.2近代土木工程

近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶,前后约300年时间。在此期间,建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主,建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面,一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现,使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥,至今仍不失为伟大的土木工程。

1.1.3现代土木工程

现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今,土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。

建筑材料方面,高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面,利用电子计算机强大的运算和绘图能力,力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况,使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术,已经发展到机—电—计算机的一体化,施工过程中,不论是上天、入地还是翻山、下海,都已不是施工的障碍了;而焊接技术的普遍使用,也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。

现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有:我国台北的国际金融中心,上海金茂大厦,马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼,法国的诺曼底斜拉桥等。

1.2对土木工程的现状的认识

现今的土木工程,正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。

公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。

工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高(低)温、耐高(低)湿,并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。

另外,高层建筑大量兴起,地下工程高速发展,城市高架公路、立交桥大量出现,并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。

值得一提的是我国实行改革开放以后,综合国力有了很大提高,已具备更大规模开发和利用水资源的条件,如三峡水利枢纽,南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程。

1.3对土木工程未来发展的认识

随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展,中国将面临一个更大规模的建设。可以说,我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。

作为跨世纪的一代,这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时,我们也深深感到,这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代,如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势,开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元,是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。

2.我的感受和认识:中国的土木工程要走可持续发展之路

我国的土木工程有自己的特殊性。

“中国是世界上人口最多的国家,一项大资源被13亿一除即变得微不足道,而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列,而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程,也必当立足长远,走出一条可持续发展之路。

放眼世界,美国的现代化进程可谓先进,而现今资料表明:未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态,譬如,氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师,在传承前人辉煌成就的同时,也必须多多吸取已出事故的教训,在今后的工作中进行创新改良,实现可持续发展。

2.1发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。

近年来,大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点,通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统,如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥,韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国CommodoreBarry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样,通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免了可能出现的建筑事故,也基本解决了建筑过快老化损坏,不得不拆去重修的尴尬局面,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展。

2.2合理利用自然资源,注重既有土木工程设施的再利用,实现可持续发展

“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下,满足当前的需要”。

合理利用自然资源,则要在土木工程的建设、使用和维护过程中,土木工程师主动做到节能节地,并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。

比如,我们可以充分利用建筑绿化,在夏季有效降低灰砖墙表面温度,从而减少空调的使用量;可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料,达到冬季保温隔热的作用;还可以太阳能、地下热能等新能源,减少不可再生资源用量的减少。

另外,对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面,上海已经取得不少成功的经验:大量不用的厂房,很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用,既符合现代使用的要求,又节约了能源,避免了浪费,不失为一种有效的办法。

2.3开发利用再生资源和绿色资源,实现可持续发展

世界上每年拆除的废旧混凝土,工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。

与其他材料相比,钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准,应当大力发展这样的绿色建材。

对此,日本的爱知世博会,给我们上了生动的一课:材料方面,世博会的各种建筑材料表面上看很高档,但是很多都是废物利用。许多木版都是由建筑用木材废料加工而成,到处摆放的坐椅,是电视机壳粉碎后制成。丰田展馆内壁由回收的废纸加工而成,长久会场日本馆,既追求了人与自然和谐,也节约了经济开支,所使用的大部分钢材和木料,都可以回收利用。同时,竹壁的优越性在3到9月爱知的酷暑也显现无遗。竹子本身的性能大大降低了室内温度,空调的使用也明显减少。这一点给了我众多的思考:在建筑选材方面,在合适之处应用自然的可再生资源,节约开支的同时,也实现了生态与建筑的和谐可持续发展,何乐而不为呢?

另外,在日本爱知世博会长久手会场,茧状日本馆为减少热负荷,利用墙面绿化、生物降解塑料材料和间伐木材(森林中被砍掉的细木材)实现了环保功能。以“自然的智慧”为主题的爱知世博会,展馆建设大量应用现代科技成果,突出环保性和功能性,反映出人类对自然美的孜孜追求。而这,也应当是未来土木工程师要学习和发展的方向。

我国建筑中,李国豪教授设计的扬浦大桥也堪称经典。引桥部分的螺旋式上升结构,节约人民币数亿元,是土木工程实现经济性可持续发展的典范。

当然,可持续发展,绝不是一味地追求节省,而是要寻求一种最合理的中间状态,既要保证建筑有足够的创意,也要追求完美的技术经济指标,以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典,但是绝不能建立在挥霍金钱,建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今,建筑世界已经进入到生态美学的时代,注重文化、生态、工程与环境之间的关系,注重人性化、节能与可持续发展,才是当代工程师的着眼方向。

3.身边的土木工程实例

我已经在上文中提及了许多土木工程实例,也述说了我对它们的一些认识。下面,我想注重谈一下对苏通大桥的了解。

苏通大桥连接苏州与南通两座古城,如今正在显露雄姿。这座全长32.4公里的大桥,是在建中的世界第一大桥。

据苏通大桥建设副总指挥何平介绍,苏通大桥由跨江大桥工程和南、北岸接线工程三部分组成。全线采用双向六车道高速公路标准。大桥总投资约64.5亿元,预计2008年底建成。苏通大桥的建设过程将攻克一系列世界性难题,并创造四个世界之最。

最大主跨。苏通大桥为斜拉桥。斜拉桥自上世纪50年代开始修建,世界上已建成的各类斜拉桥有200余座。目前世界上已建成的最大跨径斜拉桥为主跨890米的日本多多罗大桥,在建的香港昂船洲大桥主跨1018米,苏通大桥跨径1088米,建成后将成为世界最大的跨径斜拉桥。

最深基础。苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的钻孔灌注桩组成,承台长114米、宽48米,面积有一个足球场大,是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。

最高塔桥。目前已建最高桥塔为多多罗大桥224米钢塔,苏通大桥塔为高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大桥桥塔高6米,为世界最高的桥塔。

最长拉索。苏通大桥最长拉索为577米,最大重量为59吨,比多多罗大桥斜拉索长100米,为世界上最长的斜拉索。

交通部总工程师凤懋润说,苏通大桥是世界第一跨度斜拉桥,将成为中国由桥梁大国向桥梁强国转变的第一个标志性建筑。

4.土木工程专门人才应具有的素质

成为优秀的土木工程师,必须具备“四要素”,即知识结构、实践技能、能力结构以及综合素质与创新意识。

知识结构包括:公共基础知识,专业基础知识和专业知识。

首先,优秀的土木工程师必定有扎实的公共基础知识,并且,在熟悉了解自然科学的基础之上,良好的思想道德心理素质和人文、社会科学基础知识也必不可少。

其次,优秀工程师还必须有过硬的专业基础知识。对工程数学、流体力学、岩土工程、结构工程等都要有扎实的理解和较强的应用能力。

第三,还要有深入的专业知识。不论是从事铁道工程、隧道工程、地下工程还是建筑工程,每一个工程师都要对所偏重行业有着先进的专业知识。只有这样,才能使我国的土木工程事业,走在世界的前列。

土木工程离不开实践。因此,工程师要具备高超的实践技能。譬如:制图技能、计算机应用技能、工程测量技能和结构检测技能等。

作为土木工程学院的本科学生,我会在大学四年的学习过程中,努力掌握好计算机语言与程序设计技能,珍惜每一个上机实习的机会,并在大学物理实验、材料实验和结构实验中掌握一般结构实验的基本方法,初步具备结构检验的技能,做好技术实习、课程设计,争取在结构设计大赛中获奖。

此外,工程师与科学家的不同在于不仅受到自然规律的制约,还会受到社会规律的约束。工程技术人员的的每个工程方案的完成都是某种“社会活动”,绝不可能靠一个人在房间里单独完成。因此要有足够的能力与社会打交道,遵循好社会规律。

在学习生活中,我将不断提高自己的自学能力,从学习中提升工程能力,在学生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知识结构,从中培养出科技开发能力并在表达能力和公关能力上多下工夫。

不过,这些技能还构不成一个真正有助于我国可持续发展的土木工程师。因为工程师最重要的是具备高尚的道德文化修养和思想品质。为了国家和民族的利益,献身祖国的事业。为了国家的荣誉,能有强烈的竞争意识。具备唯物辨证的思想方法,有蹋实、严谨、苦干的工作作风。只有这样,才能做一名合格的中国土木工程师。

我们还应看到,我国的土木工程事业与世界一流水平还有一定的差距。譬如国内的不少高层建筑(包括上海的环球金融中心),其工程设计几乎全部由国外承担,钢材几乎全部从国外进口,工程总承包也大多由国外承担,只有钢结构制作与安装等工作由国内单位承担。获得完全自主的知识产权,实现工程建筑的国产化,赶超国际水平,需要我们青年一代去完成!

作为祖国未来的土木工作者,我将努力做到:

1.达好基础,学好外语,承认不足,不甘落后,不断在创新、质量和美学上下工夫。

2.提升自己的竞争意识,敢于参与国际大赛并获得奖项;

3.工作结合我国国情,特别是考虑由于人口负担过重造成的能源不足、水资源和耕地缺乏。特别注意不使西方发达国家在他们发展过程中由于当时对可持续发展认识不足造成的错误与严重后果在中国的大地上出现!

我将不断提升能力,鼓足干劲,与其他同学一道,走出一条自主创新、可持续发展的有中国特色的土木工程发展之路,共同将我国的土木工程事业推向新的!

附录:

参考资料:

《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中国建筑工业出版社

《土木建筑文献检索与利用》肖友瑟主编大连理工大学出版社

《土木工程总论》丁大钧,蒋永生编中国建筑工业出版社

《土木建筑工程概论》王继明主编高等教育出版社

《土木工程学报》中国土木工程学会土木工程学报编辑部

《土木工程》中国土木工程学会科学出版社

《土木工程概论》上海交通出版社

《土木系统工程》机械工业出版社

《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中国建筑工业出版社

听课纪录:

2007.09.19朱合华土木工程与土木工程师

2007.09.26刘西拉21世纪土木工程师的知识素质和能力

2007.10.10周顺华铁路的现状与发展

2007.10.17陈以一建筑与结构

2007.10.24吕西林土木建筑工程中的高新技术

2007.11.07卢耀如地球、科学、人生

2007.11.14楼梦麟水利工程与水工结构

2007.11.21孙立军交通运输工程概况

2007.11.28范庆国现代施工技术

2007.12.05孙柏涛地震的研究与预防

篇3

在土木工程施工环节方面:简单来讲,土木工程施工环节的主要工作就是做好施工准备工作,保证工程施工的质量。在施工准备工作方面,需要对工程施工的法律依据进行研究,对工程施工中相关的原始资料进行调查和研究,对建设单位的要求和施工条件进行熟悉和掌握,对工程的关键位置和特点进行充分的把握,统筹合理的安排施工力量和施工现场;在计划、技术、资金、设备等方面,还需要做好安全施工的准备;对每种可能发生的变化和风险进行准确的预测和把握,针对这些风险做好相关的应变策略;完成了这些施工准备工作之后,依据相关的设计图纸和合同文件,就可以进行土木工程的施工。在施工过程中,需要对施工进度、成本、安全以及质量等进行合理的控制;还需要依据具体的工程情况来对事先制定的组织设计文件进行不断的校正和修改,从而顺利的完成全部工程的施工。

在土木工程施工环节的可持续发展方面,业主设计单位和承包商应该有效的识别出场地中现有的自然、文化以及构筑物特征,通过一系列的措施来保存这些特征,减少设计对这些的特征的干扰。在工程施工时,要对工期、劳动力以及资金等进行充分的熟悉和掌握,了解到在场地中需要保护哪些植物,需要保护哪些区域,保护的措施是什么等等。具体来讲,则需要从这些方面来进行,保证在土木工程施工阶段实现可持续发展。

在水资源节约方面,需要实时监测水资源的使用,安装的器具或者设备尽量都是小流量的,在一些有条件的地方,还可以重新利用废水,循环利用生产用水,通过这些措施,来实现施工期间用水量降低的目的,同时用水成本的费用也可以大大得到降低。在对可回收资源进行利用方面,利用可回收资源是节约资源方面十分重要的一个措施,并且针对目前的现状,还需要进一步加强。主要分为两个方面:1)要合理使用可再生材料和产品,包含着一些可再生成分的也包括在内,从废弃物中分离那些可回收部分,这样可以减少原始材料的使用,从而达到减少自然资源消耗的目的;2)需要进一步增强循环利用和回收利用材料和资源,采用这种做法也可以减少施工材料的消耗量,同时,也可以通过销售的方式来增加企业的收入,降低企业的运输费用和填埋垃圾的费用。

在生态建材研究和使用方面:生态建材作为一种全新的建筑材料,可以在一系列的施工过程中将使用功能最大限度发挥出来,并且对环境没有那么大的负面影响。相较于传统建材,新型建材具有一些很明显的差异,比如它的生态环境协调性更好,指的是这种建筑材料具有对环境直接净化和修复的功能;使用生态建材的目的就是最大限度的降低对生态环境的损坏,促使人类活动可以有效地保护自然环境和资源,保证建筑材料的性能符合施工的需求等等。

篇4

???土木工程是一种与人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。其中与“住”的关系是直接的。因为,要解决“住”的问题必须建造各种类型的建筑物。而解决“行、食衣”的问题既有直接的一面,也有间接的一面。要“行”,必须建造铁路、道路、桥梁;要“食”,必须打井取水、兴修水利、进行农田灌溉、城市供水排水等,这是直接关系。而间接关系则不论做什么,制造汽车、轮船也好,纺纱、织布、制衣也好,乃至生产钢铁、发射卫星、开展科学研究活动都离不开建造各种建筑物、构筑物和修建各种工程设施。?

??? 中国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在改革开放20年间,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路及桥梁、港口航道及大型水利工程在中国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。但是土木行业在如今的飞速发展导致了很多的问题,河流被污染,河沙被掏宅,绿化面积的减少。生态链的失衡,资源的飞速耗尽,都与土木工业的发展有着联系。我国虽说地大物博,但土木行业的发展却是非常迅速,能源的消耗已经是个很严重的问题。要解决这些问题,土木行业必须坚持可持续发展之路

??? 放眼世界,美国的现代化进程可谓先进,而现今资料表明:未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态,譬如,氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师,在传承前人辉煌成就的同时,也必须多多吸取已出事故的教训,在今后的工作中进行创新改良,实现可持续发展。

一、发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展

??? 土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。

??? 随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。

??? 结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。

??? 近年来,大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点,通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统,如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥,韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。

??? 像这样,通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免了可能出现的建筑事故,也基本解决了建筑过快老化损坏,不得不拆去重修的尴尬局面,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展。

二、合理利用自然资源,注重既有土木工程设施的再利用,实现可持续发展

??? “可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下,满足当前的需要”。

合理利用自然资源,则要在土木工程的建设、使用和维护过程中,土木工程师主动做到节能节地,并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。

??? 比如,我们可以充分利用建筑绿化,在夏季有效降低灰砖墙表面温度,从而减少空调的使用量;可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料,达到冬季保温隔热的作用;还可以太阳能、地下热能等新能源,减少不可再生资源用量的减少。

??? 另外,对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面,上海已经取得不少成功的经验:大量不用的厂房,很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用,既符合现代使用的要求,又节约了能源,避免了浪费,不失为一种有效的办法。

三、开发利用再生资源和绿色资源,实现可持续发展

??? 世界上每年拆除的废旧混凝土,工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。

与其他材料相比,钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准,应当大力发展这样的绿色建材。

??我国建筑中,李国豪教授设计的扬浦大桥也堪称经典。引桥部分的螺旋式上升结构,节约人民币数亿元,是土木工程实现经济性可持续发展的典范。

??? 当然,可持续发展,绝不是一味地追求节省,而是要寻求一种最合理的中间状态,既要保证建筑有足够的创意,也要追求完美的技术经济指标,以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典,但是绝不能建立在挥霍金钱,建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今,建筑世界已经进入到生态美学的时代,注重文化、生态、工程与环境之间的关系,注重人性化、节能与可持续发展,才是当代工程师的着眼方向。

这是一个不断追求完美的行业。金字塔,壮观吧;长城,雄伟吧......但如果没有一代又一代人的不断追求,今天的我们或许还用那种最古老的办法来造这同样的建筑。设计一幢建筑的结构是很繁,但是这都是经历了数个世纪的涤荡,经过不断的积累,不断改良,不断创新所得到的。而且这样的追求,绝不局限于过去。试想,如果设计一幢建筑能够像计算一加一等于二一样简单而易于掌握,那何了而不为呢?因此,土木工程师总是在不断的求索中。一个最简单的结构,最少的耗费,最大的功用。

参考文献:

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自改革开放以来,我国城市发展进入了崭新的阶段,城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。这就要求更多的建筑来满足城市发展的需求,但是不难看出,目前,我国的城市建筑尤其是房屋建筑,并不能满足人们的需求。不难看出,我国的土木工程建设面临的现状是,虽然发展较快,但尚不能满足社会的需求。

一、土木工程

随着人类社会的进步和发展,土木工程已经演变成为大型综合性的学科,包括建筑工程、铁路工程、道路工程、桥梁工程、特种工程结构、给水排水工程、港口工程、水利工程、环境工程等。

总的来说土木工程是一门古老的学科,它已经取得了巨大的成就,未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。地球环境的日益恶化,人口的不断增加,人们为了争取生存,为了争取更舒适的生存环境,必将更加重视土木工程。在不久的将来,一些重大项目将会陆续兴建,插入云霄的摩天大楼、横跨大洋的桥梁、更加方便的交通将不是梦想。科技的发展,以及地球不断恶化的环境必将促使土木工程向太空和海洋发展,为人类提供更广阔的生存空间。近年来,工程材料主要是钢筋、混凝土、木材和砖材,在未来,一些全新的更加适合建筑的材料将问世,尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。同时,设计方法的精确化、设计工作的自动化、信息和智能技术的全面引入,将会使人们有一个更加舒适的居住环境。

二、可持续发展之节能措施

土木工程实施建筑可持续发展,已经势在必行,通常需要首先从意识上转变,然后结合国家相关法规,运用高新节能技术,与时俱进。具体措施为:

1、树立以人为本的理念

建筑的可持续发展不是片面的节约,而是全面地提升建筑的基本品质。人们往往误以为建筑节能就要降低建筑标准和使用水平,所以要防止简单地将节能建筑理解为“低标准”和“简易房”。当今社会,科学技术发展日新月异,社会越是发展,节能意识越要加强。要增强21世纪能源紧迫感,要充分认识到建筑节能是一种开发理念和政策取向。开展建筑节能不能主张资源的过度占用与浪费,但也不是以降低综合性能和牺牲舒适度为代价来换取资源的节约。其最终产品必须是不仅质量优良,而且是充分体现和满足以人为本的和谐理念,造福人民,回归自然,与社会发展水平相适应的人性化建筑。

2、加快技术更新度

开展建筑节能,就是要依靠科技进步,坚持技术创新,迅速提升建筑品质和性能,谋求可持续发展,杜绝和减少浪费。高效率地利用资源,建筑的建造和消费,材料的生产和使用,要选择节约资源的技术新路线,减少资源的耗用量,尽量不用或少用不可再生资源。高性能的材料产品,是高效率利用资源的前提。建筑结构材料要有足够的强度和耐久性,围护结构要有良好的保温隔热性能,防水、隔声、涂料、管道等专用功能性材料,都要具有相应的高性能。杜绝使用污染性材料,坚决有效地控制有害物质排放,并尽可能地利用清洁能源。

3、加强管理机制

对建筑节能的监督和管理仍没有摆脱“立法腿长,执法腿短”的窘境,扶持建筑技术创新、鼓励开发资源节约型项目的倾斜政策尚未全面建立。建筑节能工作之所以进展缓慢,与法制体系的乏力和激励政策的缺位不无关系。当前,非常有必要抓紧研究和制定推进建筑节能的产业政策。强制性地执行现有的法规和节能标准,并期待政府加快相关标准规范的制定,逐步形成完善的法规标准体系,建立起强有力的约束机制。加快政策支持和技术服务体系的建设。可借鉴国外一些成功经验,对提前实现或实施高于国家规定节能标准的,对于超额完成节能改造任务的给予政策扶持和经济上的奖励;加大政府对建筑节能相关技术和产品的研究开发的支持力度;建立国家建筑节能产品认证和节能建筑标识制度。

三、对土木工程现状以及未来发展的认识

1、发展高新技术

应用结构健康监测,实现可持续发展随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。

2、合理利用自然资源

注重既有土木工程设施的再利用,实现可持续发展“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下,满足当前的需要”。合理利用自然资源,则要在土木工程的建设、使用和维护过程中,土木工程师主动做到节能节地,并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。比如,我们可以充分利用建筑绿化,在夏季有效降低灰砖墙表面温度,从而减少空调的使用量;可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料,达到冬季保温隔热的作用;还可以太阳能、地下热能等新能源,减少不可再生资源用量的减少。另外,对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。

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中图分类号:S969.1 文献标识码:A 文章编号:

土木工程绿色施工是一个比较系统性的工程,涉及多种领域,我国的绿色施工相对较晚一些,与世界发达国家相比还存在一定的差距,因此,在管理过程中暴露出来许多问题,亟待解决。本文中对绿色施工管理中出现的问题进行了分析,以实现我国城市建设的可持续发展。

1.土木工程中绿色施工管理存在的问题

绿色施工在中国还处于起步阶段,大多数企业只注重“面”上的绿色建筑,降低施工噪音,减少施工扰民,减少对环境的污染等,对绿色施工的理解不全面、不完整,对绿色施工技术也是被动接受,仍以传统的思维模式和规范的施工方式进行施工,不能系统地运用适当的技术和科学的管理方式进行“绿色施工”全过程管理,更不用说企业把绿色施工能做为企业的竞争力和发展方向。具体问题有:

1.1相关制度实施细则不够具体,可操作性需在实践中进一步提高相关制度在执行时尚有空白之处。个别建设项目审批部门在审批建设项目时,只考虑局部利益、只重视短期经济效益,而忽略了或轻视了长期的环境效益,以牺牲当地环境为代价,而换取经济的一时发展。

1.2环境保护意识的缺乏与淡薄。一方面全民环境保护意识有待进一步提高。以城市垃圾处理为例,多数人已能做到垃圾收集、处理,简单地进行“可回收”与“不可回收”分类,但对再细化的分类处置知之甚少,甚至很多环卫工人也不清楚。另一方面包括施工管理人员及施工一线劳务人员在内的从业人员环保意识、绿色施工理念的缺乏,会导致在具体的施工过程中出现急功近利破坏环境的行为。而更严重的是人们破坏了环境后,还往往意识不到自己对环境造成的伤害。

1.3部分施工企业对绿色施工不够重视。一方面个别施工企业片面追求经济效益,将环保成本“外化”,以牺牲环境为代价,追求自己项目的利润最大化。另一方面部分施工企业管理水平、技术水平有限,制约了其绿色施工的开展。

2.推行绿色施工实现可持续发展的措施

2.1进行广泛深入的宣传、教育是推进绿色施工的基础。目前,人们对环境保护意识淡薄,尚未形成与现代工业科技社会相适应的新环境观,对绿色施工的认识仍然不足。只有通过各种宣传途径,提高全社会的环境保护意识,营造全社会环保氛围,才能提高全社会的绿色施工意识。对参与工程建设各方进行强化教育,使其正确全面理解绿色施工,充分认识绿色施工的重要性,让企业能在绿色施工中受益并找到新的利润增长点,从而促使其在施工过程中注重采用绿色施工工艺。同时加强对建筑一线员工的教育与培训,提高他们的综合素质,让建筑施工的一线人员,认识到追求企业的利润最大化不能以牺牲自然环境为代价,使他们自觉地、积极地参与到绿色施工的实施过程中来。

2.2建立健全科学的、系统的绿色施工相关法规。在人们的思想意识尚未达到理性的自觉时,需要靠政府部门制定切合实际的法规的引导。制定有前瞻性的市场规则和法规体系,形成一个自上而下强大推动力,才能激发自下而上的积极呼应。继续加强对环境保护、资源节约、绿色施工等方面的法律、技术标准及规范的要求,并不断随着新技术、新工艺的发展进行更新。

2.3加强行政管理部门对绿色施工的管理,是推进绿色施工的保障。完善建筑项目审批制度,以项目的社会效益、经济效益和环境效益作综合、科学的评判,保证建筑项目的科学性、长期性。可在招标文件中明确承包商应在投标书中说明的有关可持续发展的要求,并在工程承包合同中予以覆盖;可提出承包商应通过ISO14001环保认证的要求。加强行政监管体系、健全绿色施工技术的标准支撑体系、制定绿色施工评估体系,引导建筑业转向绿色可持续发展。在工程质量验收或文明工地评优时增加或突出绿色施工技术的验收或考评。还可建立绿色施工责任制、施工单位的社会承诺保证机制、社会各界共同参与监督的制约机制。

2.4加强财政税收等经济杠杆作用是推进绿色施工的重要手段。有效的经济体制,是促进绿色施工的有效手段。一方面通过收费遏制或减少建筑业对环境的污染。另一方面通过税收调节,政策扶持,鼓励绿色施工技术及方法的研究及运用。对那些有力贯彻可持续发展思想新建或改建建筑物的公司,给予减税、奖励或使其得到更多的建设项目等优惠措施。另外,也可以选择补贴、预付金返、排污权交易等方式。

3.土木工程绿色施工管理的具体措施

3.1节约资源

建设项目通常要使用大量的材料、能源和水资源。减少资源的消耗,节约能源,提高效益,保护水资源是可持续发展的基本观点。施工中资源(能源)的节约主要有以下几方面内容:

①水资源的节约利用。通过监测水资源的使用,安装小流量的设备和器具,在可能的场所重新利用雨水或施工废水等措施来减少施工期间的用水量,降低用水费。

②节约电能。通过监测利用率,安装节能灯具和设备、利用声光传感器控制照明灯具,采用节电型施工机械,合理安排施工时间等降低用电量,节约电能。

③减少材料的损耗。通过更仔细的采购,合理的现场保管,减少材料的搬运次数,减少包装,完善操作工艺,增加摊销材料的周转次数等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。

④可回收资源的利用。可回收资源的利用是节约资源的主要手段,也是当前应加强的方向。主要体现在两个方面:一是使用可再生的或含有可再生成分的产品和材料,这有助于将可回收部分从废弃物中分离出来,同时减少了原始材料的使用,即减少了自然资源的消耗;二是加大资源和材料的回收利用、循环利用,如在施工现场建立废物回收系统,再回收或重复利用在拆除时得到的材料,这可减少施工中材料的消耗量或通过销售来增加企业的收入,也可降低企业运输或填埋垃圾的费用。

3.2减少环境污染,提高环境品质

工程施工中产生的大量灰尘、噪音、有毒有害气体、废物等会对环境品质造成严重的影响,也将有损于现场工作人员、使用者以及公众的健康。因此,减少环境污染,提高环境品质也是绿色施工的基本原则。常用的提高施工场地空气品质的绿色施工技术措施可能有:①制定有关保护室内外空气品质的施工管理计划。②使用低挥发性的材料或产品。③安装局部临时排风或局部净化和过滤设备。④进行必要的绿化,经常洒水清扫,防止建筑垃圾堆积在建筑物内,贮存好可能造成污染的材料。⑤采用更安全、健康的建筑机械或生产方式,如使用商品混凝土、砂浆代替现场混凝土搅拌,可大幅度地消除粉尘污染。⑥合理安排施工顺序,尽量减少一些建筑材料,如地毯、顶棚饰面等对污染物的吸收。

3.3减少场地干扰、尊重当地环境

施工中减少场地干扰、尊重基地环境对于保护生态环境,维持地方文脉具有重要的意义。业主、设计单位和承包商应当识别场地内现有的自然、文化和构筑物特征,并通过合理的设计、施工和管理工作将这些特征保存下来,应注意以下几点:①场地内哪些区域将被保护、哪些植物将被保护,并明确保护的方法。②怎样在满足施工、设计和经济方面要求的前提下,尽量减少清理和扰动的区域面积,尽量减少临时设施和施工用管线。③场地内哪些区域将被用作仓储和临时设施建设,如何合理安排承包商、分包商及各工种对施工场地的使用,减少材料和设备的搬动。④废物将如何处理和消毁,如有废物填埋,应分析其对场地生态、环境的影响。

4..结语

绿色施工已成为土木工程建设最为关注的焦点,虽然我中对绿色施工做出了明确的规定,但真正落实绿色施工的企业寥寥无几,施工现场的资源消耗、环境污染、建筑垃圾等让人瞩目惊心。绿色施工严重存在着动员不够、管理不够、监管不够等问题,亟待进一步完善和加强绿色施工管理。

参考文献

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文章编号:ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0085

一、开发内化教学模式

与传统教学方法相比,开发内化教学模式强调通过有效的教学活动,调动学生自主学习的积极性,开发潜能、引导和促成学生将知识“内化”为分析、解决实际问题的能力。所谓“开发”,是开启学生的智慧,发掘学生的潜质、潜能,激发学生内在的活力和动力,调动学生学习的主动性、积极性和创造性,有利于促成学生的内化。所谓“内化”,是将外在的教学内容通过记忆、理解、运用,转化成内在的素质。因材施教是开发内化教学方法的原则。

二、课程特点

土木工程专业课程中,《土木工程材料》是开课较早的专业基础课,是一门理论和实践并重的课程,主要向学生介绍土木工程中常用建筑及功能材料的性能、特点和应用,并使其获得重要材料的检测和试验方法的基本技能训练。此外,这门课程与其他课程密切配合,为后续课程如钢筋混凝土结构设计原理、钢结构、砌体结构、施工技术、工程管理等提供必要的材料基本知识。通过本课程的学习,要求学生能够结合工程实际,正确选择与合理使用土木工程材料,分析和解决实际工程问题。然而,课程内容大多是理论叙述,在教学中常会遇到以下问题:①缺乏系统性:材料种类繁多,内容庞杂,章节间基本没有联系;②逻辑性较差:各类材料与工程实践经验密切相关,应用性强,经验性内容多、概念多、专业术语多;③看似简单易懂,没有深奥的原理,实则不易把握。学生觉得一听就懂,但一考就不会。由于本课程具有上述特点,学生普遍感觉内容枯燥,学习兴趣和积极性差,对知识理解不深,对材料性能及选择使用方面的知识和能力欠缺,无法灵活应用,并直接影响后续课程的学习。

三、教学经验探讨

开发内化教学模式,改变了传统的教学方法,鼓励教师采用启迪式教学方法,引导学生思考,培养学生自学能力,帮助学生找到学习的兴奋点,提高兴趣。本文结合开发内化教学模式在《土木工程材料》课程中的应用,对教学方法进行以下探讨:

1.重视第一堂课——绪论。绪论作为第一堂课是十分重要的,直接影响学生对课程的学习兴趣、对教师能否胜任教学的信心。所以,教师应在课前做好充分准备,讲好绪论课。在具体教学中,可以通过图片、影像等介绍,让学生对土木工程材料有一种全新的认识,以提问的方式激发学生思考“什么是土木工程材料?”、“土木工程材料与建筑的关系”,而后结合工程实际,进行生动的阐述分析,既完成了相关内容的传授,又能让学生清楚地认识到课程的重要性,从而帮助学生树立学好课程的坚定信念。

2.运用课堂提问,引导学生积极思考。教师“导”知识、“导”方法是开发内化教学的一个重要特点,即在教学过程中,教师更注重引导学生学习,而不是填鸭式地“灌”给学生。结合本课程叙述性较强的特点,以问答促思考,更能激发学生学习的主动性,同时灵活应用一些与材料性能相关的生活类常识,活跃课堂气氛。例如,针对材料的亲水性和憎水性,可以引导学生寻找小案例并进行分析,简单的课堂提问,既紧扣知识点,又提升学生的兴趣。

3.结合工程实例,理论联系实际。本课程的主要教学目的是让学生具备正确选择与合理使用工程材料的能力,因此在教学中要适时引入工程案例,尤其是结合材料如何影响建筑结构性能,选用典型的工程事故进行分析,不仅有助于消除理论知识的枯燥,更能加深学生对材料特性的理解,有助于学生明确理论知识指导工程实践和解决实际问题的重要性。

4.讲授方式多样化。教师通过制作图文并茂的PPT、录像、动画演示等,结合教学内容安排适量板书,使课堂内容生动化、多样化,提高学时效率;此外,可选择适合学生自学的章节,请学生收集相关信息,分组讨论并试讲,通过多种方式引导学生养成勤于思考,勇于探索和创新的良好习惯。

5.加强实践环节,培养学生动手能力。本课程强调理论与实践并重,因此,实践环节必不可少。当前,由于本科教学条件所限,大多数高校开设的实验占课程总学时的35%。在实践环节,学生不仅能真实接触到材料,还能观察到材料性能变化的整个过程,是理论教学的重要补充。针对无法开展的实验,教师可通过视频和图片进行讲解。

6.丰富教学内容。《土木工程材料》课程的教学必须服务于工程应用,但教材对新技术、新标准有一定滞后性。因此,为了丰富教学内容,除选用的教材应能反映土木工程材料方面的最新研究成果外,在教学过中应适时讲授有关材料的研究动态、发展趋势及应用状况,拓宽学生的视野,激发学生的开拓创新意识。另外,鼓励学生以课外调研的方式,自行安排到建材市场等进行学习和调查,了解材料的价格、生产工艺、性能差异和使用方法等,这个过程不仅是课堂教学的补充,有助于增强学生对材料的感性认识,也能锻炼学生的交际沟通能力。实践表明,开发内化教学模式在将理论知识与实践相结合,开发学生的学习潜能,激发学生主动学习的积极性方面提供了新思路,教师应自足岗位,在教学过程中努力探索和不断总结积累经验,勇于改革创新,才能进一步提高教学效果,开创理论教学改革的新局面。

参考文献:

[1]吴芳.重庆大学“土木工程材料”课程教学改革研究与实践[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009

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关键词:

土木工程专业;桥梁工程;课程教学;教学研究

一、桥梁工程课程绪论部分内容的重要性

桥梁工程课程是土木工程专业的一门必修课,其内容主要是各门专业基础课知识在桥梁工程中的综合应用,是一门实践与理论并重的专业技术课[1]。桥梁工程课程实践性很强,教学中应注意激发学生对桥梁工程课程的兴趣,充分调动学生学习的积极性和能动性;此外,课堂教学还应注意与工程背景相结合,以提高教学质量。“绪论”是课程的开始,良好的绪论教学是课程教学的良好开始。在桥梁工程课程绪论部分的教学中,通过优化整合桥梁的定义与功能、分类、跨径发展、桥梁美学与造型、技术创新、灾害与应对措施以及全球交通网络等知识点,可以让学生对该门课程有个整体的认识,了解桥梁工程的发展历史与发展现状,激发学生学习该门课程的积极性。同时,适应土木工程专业培养方案的需要,结合桥梁工程自身特点,在课堂讲授中整合与优化绪论的讲解内容,改善教学手段,对提高课程教学质量是十分重要和必要的。

二、桥梁工程课程绪论部分内容的整合优化

(一)桥梁的定义与功能

按百科全书的定义,桥梁是跨越障碍(河流、峡谷、道路等)的结构工程物。桥梁在学科分类上,属于土木工程专业的一个分支,是道路工程的关键部位与核心工程;在环境美学上,桥梁往往又是当地的标志性建筑物。相对于隧道,桥梁固定于地表各处,形体庞大,构造各异,承受交通荷载及自然环境的影响。桥梁的本质特征为用自身的跨越能力实现连接,跨越行为是桥梁结构的本质。在课堂教学中,可以结合学校周围或本地的桥梁来讲述桥梁的作用与重要性。

(二)桥梁的分类

桥梁的分类很多,按桥梁用途来划分,有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行桥、农桥、运水桥(渡槽)以及其他专用桥梁(如用作通过管路、电缆等的桥),当然主要的是公路桥与铁路桥。随着轨道交通的发展,公路铁路两用桥也日益增多。按跨径大小分类,依据中国《公路工程技术标准》(JTGB01-2003),桥梁可以分为特大桥、大桥、中桥与小桥。多孔跨径总长L>1000m,单孔跨径Lk>150m,属于特大桥;多孔跨径总长100m≤L≤1000m,单孔跨径Lk>150m,属于大桥;多孔跨径总长30m(40m)<L<100m,单孔跨径20m≤Lk<40m,属于中桥;多孔跨径总长8m<L<30m(40m),单孔跨径5m≤Lk<20m,属于小桥;单孔跨径Lk<5m,则属于涵洞。按主要承重结构所用的材料来划分,桥梁分为木桥(属于临时桥梁)、圬工桥、钢筋混凝土桥、组合梁桥、钢桥等。按跨越障碍的性质分,有跨河桥、跨线桥(立交桥)和高架桥。按施工方法分,有整体施工桥梁(上部结构一次浇筑而成)、节段施工桥梁(上部结构分节段组拼而成)。按行车道的位置划分,有上承式———视野开阔,但建筑高度相对较大;下承式———建筑高度小,视野较差;中承式———兼有前两者的优缺点。按跨越方式(是否固定)分,有固定桥、活动桥(又称开启桥或开合桥,分平转、立转或升降)、浮桥、漫水桥。由于桥梁分类众多,课堂讲授时应突出重点,根据学生的专业特点,抓住主要的分类方式,如按结构体系、建筑材料、用途等进行分类的方式应作重点讲解;而把按行车道的位置划分桥梁的内容放到拱桥章节去讲授,因为拱桥的主要分类方式是按行车道的位置来分类的。在后续讲授斜拉桥或悬索桥内容时,也会涉及到按材料进行桥梁分类的知识点。同时,授课时还应注意各个分类之间的组合,如大跨度预应力混凝土连续刚构等。

(三)桥梁的跨径发展

近年来,中国的桥梁建设发展迅速,桥梁跨径不断增加,许多桥梁建设达到世界水平,取得了举世瞩目的成就。已建成的著名桥梁有:主跨1088m的苏通长江大桥(钢箱梁斜拉桥),2012年前是世界第一跨度斜拉桥;主跨1650m的舟山西堠门悬索桥(世界第二跨度悬索桥);主跨550m的上海卢浦大桥(钢箱拱桥);主跨552m的重庆朝天门长江大桥(钢桁拱桥)。这些著名桥梁代表着中国桥梁建设的水平,受到世界桥梁界的高度赞誉。课堂讲授时,应该对不同桥型展开讲授,并注意内容的侧重点,抓住几种有代表性的桥型进行讲述,力求简单明了,与生活贴近。如,钢悬臂桁架梁桥的主跨在19世纪初超过500m,而后极少修建,该类桥梁中国也较少见,课堂讲授时一般仅简单提及。钢连续桁架梁桥19世纪50年代至今,单孔跨度控制在200m~300m之间,向更大跨度发展的可能性较小,课堂教学时,可以结合武汉长江大桥与南京长江大桥来讲授。中国混凝土拱桥,即万县长江大桥,则在1997年达到了420m,超过了克罗地亚主跨390m的KRK-1号桥。钢拱桥在20世纪30年代就超过500m,发展相对平稳。进入21世纪后,在中国出现了2座主跨500米以上的钢拱桥,即主跨550m的卢浦大桥与主跨552m的朝天门长江大桥。钢斜拉桥从1950年主跨约200m到今天主跨超过1000m,钢悬索桥主跨从1930年主跨约1000m到今天约2000m,发展都很迅速。课堂讲授时,应重点突出中国桥梁在跨径上的突破,并配以相应的桥梁图片,增强教学效果,激发学生的学习兴趣,以达到事半功倍的效果。

(四)桥梁的美学与造型

相对隧道而言,桥梁的直观性强,造型优美,视觉效果较好,往往给人以较强的震撼力;相对道路而言,桥梁是交通的关键部位,更能引起人们的关注。对桥梁的美学与造型应给予重点关注,讲授桥梁的跨径发展时,也需要借助图片或动画予以讲解。桥梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。桥梁结构的形式与造型多种多样,为桥梁工程师们的设计提供了无限的空间,也最能体现桥梁工程师们对桥梁结构的理解和热爱[2]。在课堂教学中引入美学思想,可以激发学生学习该课程的兴趣和求知欲望,引导学生更好地理解与认识桥梁,提高学生的审美情趣,达到更好的教学效果。

(五)桥梁的技术创新与发展动力

桥梁的发展史其实就是一部技术创新史。最早的桥梁可能源自雷击而倾于河上的树木。拱是曲线中最优美的线型,中国文字“桥”即是“木”与“拱”象形复合而成的。因此,绪论部分的课堂教学应重视这一内容的讲解。赵州桥又名安济桥,建于公元610年,是位于中国河北的一座著名石拱桥,也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。赵州桥圆弧拱的跨度大,通航净空大。这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构,是桥梁史上的一个奇迹。赵州桥被誉为“国际土木工程里程碑建筑”。桥梁结构设计分析理论、电子计算机技术、建筑材料、施工工艺、行业竞争等因素的发展和进步,是推动桥梁工程发展的内在动力[4]。经济发展、社会需求和技术创新,为桥梁工程提供了所需要的设计计算理论、计算手段、建筑材料、机械装备、施工技术等,对桥梁工程的发展有着直接的支撑作用。英国工业革命后,世界钢铁产量快速增长,以钢材为主要承重材料的工程结构得到较大的发展,钢桥开始大量出现。20世纪30年代经济大萧条后,美国为了经济的恢复和持续增长,修建了大量高速公路,钢拱桥和钢悬索桥由此得到了较快的发展。二战后,由于钢材短缺,混凝土桥梁大量出现,斜拉桥、正交异性钢桥面板、混凝土塔、挂篮悬浇、预应力技术、连续刚构、钢砼组合结构等新的结构和技术应运而生,并出现了许多先进的施工技术,如悬臂拼装、顶推、移动模架、大型浮吊整体吊装架设等[4]。日本经济的发展,推动了高速铁路的发展,相继建成了多座世界级的大跨度斜拉桥和悬索桥。20世纪80年代以来,中国改革开放,经济的腾飞促使公路铁路迅猛发展,桥梁建设成就辉煌,建成了大量连续刚构拱桥、大跨斜拉桥、大跨度悬索桥等世界级的大跨度桥梁。

(六)桥梁灾害事件的发生与应对措施

尽管桥梁建设取得了瞩目的成就,但是不时出现的桥梁事故与灾害仍无法回避[5]。古今中外发生的桥梁灾害事故很多,2007年8月,美国《时代周刊》杂志评选了百年世界十大最恶劣塌桥事故。每次事故都是一个血的教训,重要的是应思考导致桥梁事故发生的原因。1940年11月7日,在风中振颤的塔库马大桥在八级大风荷载的动力作用下,经过剧烈扭曲震荡后,吊索崩断,桥面结构解体损毁,半跨坠落水中,桥梁最终倒塌。当年人们未能全面认识悬索桥受力体系,也没有足够重视空气动力对桥梁的影响。塔库马大桥的倒塌促使桥梁风工程学的诞生,推动了桥梁工程的发展,至今仍有警示意义。魁北克大桥在施工中先后出现2次工程垮塌事故(见图2)。这座桥主跨度为549米,是当时全世界最长的悬臂桥。1907年8月,大桥杆件失稳引起全桥倒塌,19000吨钢材落入水中,造成75人死亡。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中掉落水中,11名工人被夺去了生命。垮塌的原因之一是南锚跨靠近主墩的下弦杆的压屈导致大桥在施工过程中倒塌。稳定问题是力学中的一个重要分支,桥梁失稳事故促进了桥梁稳定理论的发展,桥梁技术的发展使桥梁稳定问题更显重要。1970年,位于澳大利亚墨尔本的一座钢箱梁桥(密尔福德天堂桥)倒塌。钢箱梁桥本来已有很长的历史了,由于二战后钢结构焊接与安装技术的发展,钢箱梁桥跨度做得越来越大,箱壁尺寸越来越薄。最终由于钢箱梁板件的焊接残余应力、几何缺陷发生失稳,导致该桥倒塌。工程师从该桥的垮塌中认识到薄壁箱梁的剪力滞后效应,由此推动了薄壁构件设计理论的发展。湖南凤凰桥在拆除桥上的脚手架时发生垮塌,事故造成64人遇难。2008年汶川大地震,2010年青海玉树大地震,均造成道路、桥梁损毁严重。位于震中的汶川县附近道路基础设施受到严重破坏,其中桥梁震害最为典型和严重。因此,在课堂教学中,应适时引入桥梁灾害事故的介绍,并适当进行评述,既完成了教学内容的讲授,也活跃了课堂气氛,还拓展了学生的工程视野,能收到较好的教学效果。此外,这些桥梁灾害事故案例,与后面章节教学的内容是相关的,在绪论部分引入这些章节,为后面章节的教学提前作好铺垫。

(七)全球交通网络

加拿大人类学家费利克斯—菲兰德将美国国家海洋与大气管理局、国家地理空间情报局等机构的人类出行数据与地球夜景照片进行叠加,形成了地球上错综复杂的交通网络。从中可以看出,空中交通与海路交通已相对完善,但是陆路交通还较匮乏,尤其是洲际公路中跨越海峡的桥梁建设较薄弱。由于全球化与世界经济的发展,跨海工程也不再是可望而不可及的宏伟蓝图,21世纪或将迎来世界范围内更大规模的桥梁建设[6-8]。著名海峡通道方案有白令海峡工程、直布罗陀海峡工程、墨西拿海峡工程、厄勒海峡工程、马六甲海峡工程、大带海峡工程、博斯普鲁斯海峡工程等。中国交通运输部已制定了“五纵七横”国道主干线规划,其中“二纵二横”已基本连通。全部工程要求2020年前完成五个跨海工程,自北向南依次跨越渤海海峡、长江口、杭州湾、伶仃洋、琼州海峡。其中,渤海海峡与琼州海峡跨海工程尚在规划中,长江口与杭州湾跨海工程已经建成通车,伶仃洋(粤港澳)跨海工程正在建设中。通过这部分知识点的讲授,帮助学生认识到作为土木工程的桥梁工程建设是一项大有可为的事业,有很大的发展空间,学生们毕业后能够施展自己的才能。由此使学生感到学习桥梁工程不再是一门枯燥的事情,而是跟自己的事业发展和自身的生活密切相关,学习桥梁工程课程还能与世界相联系,从而激发学生课程学习的热情与积极性。

三、结语

良好的绪论教学是桥梁工程课程教学良好的开始。在桥梁工程课程教学中,应结合土木工程专业培养方案要求和桥梁工程课程的自身特点,优化整合绪论部分的内容,改善教学方法,活跃课堂教学气氛,激发学生学习知识的兴趣,提高教学效果,培养素质高、实践能力强的桥梁工程专业人才。

作者:曾勇 谭红梅 吴国雄 董莉莉 单位:重庆交通大学土木工程学院 重庆建筑工程职业学院 重庆交通大学建筑与城市规划学院

参考文献:

[1]周水兴.桥梁工程[M].2版.重庆:重庆大学出版社,2011.

[2]陈艾荣,盛勇,钱峰.桥梁造型[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]曾勇,谭红梅.桥梁工程教学中若干能力培养的探索[J].高等建筑教育,2014,23(2):66-69.

[4]李亚东.桥梁工程概论[M].北京:人民交通出版社,2008.[5]阮欣,陈艾荣,石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京:人民交通出版社,2008.

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章号:1674-9324(2017)08-0115-02

“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是教育部为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,实施的一项重大的教育改革试点项目。2010年6月湖南大学成为第一批“卓越计划”实施的试点高校,土木工程专业成为该校实施“卓越计划”的4个本科专业之一。

值得注意的是,土木工程专业在“卓越计划”的建设中,卓有成效地把其培养机制、培养方案、教学计划、课程体系、课程建设、实践环节、师资建设以及管理机制等综合起来,作为一个有机整体,进行系统且有针对性的教改研究,以期使土木工程专业“卓越计划”为土木工程专业综合改革的不断完善提供科学依据。本文以该学院土木工程专业的《水文学》课程改革为例,分析了目前《水文学》课程教学的现状及存在的问题,根据“卓越计划”建设的基本思路,探讨土木工程专业“卓越计划”试点班在《水文学》课程改革中的实践及其在土木工程专业综合改革中的指导示范作用。

一、《水文学》课程教学现状分析

1.一般学生对专业选修课程重视不够。在我国大部分高校,土木工程专业课程任务比较紧张。通过调查发现,大部分土木工程专业的学生对专业选修课程的重视不够,相比而言,学生们更加重视专业核心课程,他们把绝大部分的时间和精力都放在专业核心课程的学习上[1,2]。因此,《水文学》作为土木工程专业针对建筑工程、道路工程、桥梁工程和岩土工程等多个方向的一门专业选修课程,一般学生对《水文学》课程重视不够,学习的积极性也不高。

2.《水文学》课程涉及范围广泛,概念抽象。《水文学》课程授课时数少,但教材涉及范围广泛,教材中的部分内容陈旧且概念抽象不易被学生接受,计算烦琐耗时长、考试死记硬背,等等。种种问题导致学生学习《水文学》课程的兴趣差,学习的积极性低,学习的效果差。

3.《水文学》课程实践环节欠缺。土木工程专业的《水文学》是一门实践应用性很强的课程,课程内容是为涉水土木工程的施工与设计中所遇到的相关水文问题进行分析提供理论依据。但是实际上,《水文学》课程教学形式一般都是以课堂讲授为主,课程实践环节是长期欠缺的,课程内容体系主要针对基本理论,与土木工程实践的联系也不紧密,教学与工程设计存在着较严重的脱节。

二、“卓越计划”试点班的培养方案制订

院土木工程专业根据已有的研究成果,在分析比较国内外知名高校土木工程专业培养方案和教学计划的基础上,结合“卓越计划”的培养目标和要求,制定了湖南大学土木工程专业“卓越计划”试点班的专门培养方案和教学计划,重点培养学生成为卓越土木工程师所需的工程素质――工程实践能力、工程研究能力、工程创新能力和工程综合能力,旨在使学生毕业后能尽快实现角色转换,成为一名“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的卓越工程师。

1.“卓越计划”试点班的教学计划把水文学课程修改为必修课。“卓越计划”试点班的培养方案是遵循保持现行培养方案基本稳定、实现宽口径培养、加强实践环节、加强综合能力培养、突出企业参与的原则。“卓越计划”试点班的教学计划把《水力学(含水文学)》列为专业必修课程,其中与土木工程专业本科生普通班(建筑工程、道路工程、桥梁工程和岩土工程四个专业方向)教学计划相比,在保持水力学课程课时均为32学时的情况下,还增加了16学时的《水文学》课程,这意味着《水文学》课程已由选修课转变为必修课。

2.《水力学》和《水文学》可作为一个有机的整体。虽然《水力学》和《水文学》是两门相互独立的课程,但在理论应用方面却有着非常紧密的关系。一方面,《水文学》不但是桥涵孔径、管道渠道设计的理论基础,而且是水文资料收集和整理的理论依据;另一方面,水文分析与计算的结果是《水力学》实际工程应用中不可或缺的参考依据。因此,《水力学》和《水文学》两门课程相互补充形成一个有机的整体[3]。

3.《水文学》学时偏少。“卓越计划”试点班的培养方案中《水文学》为16学时,相比土木工程专业本科生普通班的32学时来说,减少了一半,这就要求在《水文学》课程组织上,精选授课内容,培养学生的自学能力,做到少而精。教师讲授内容要以《教学大纲》为依据,选择主要的、疑难部分作为重点,力求通过对这些内容的讲解使学生能够做到举一反三,既掌握了基本概念、基本原理,又能满足工程实际需要。

三、改进教学内容

1.精简课程内容,把抽象概念具体化。由于《水文学》课程存在课时少、教学涉及内容广泛、概念抽象不易被接受等问题,因此,改进教学内容的一个重要部分就是精简课程内容,把抽象概念具体化。例如,针对学生前期已经学过的《概率论与数理统计》课程,在《水文学》教学中可以一方面精简概率统计的基本知识,另一方面把水文学概念和统计概念进行比较,例如,累积频率转化为重现期,水文实测系列即为样本。

2.抓住主线,理清概念间的逻辑关系。在《水文学》课程教学安排上,要抓住主线,突出重点内容,理清概念间的逻辑关系,将相对分散的知识单元进行合理整合形成一个有机整体。例如,第一章“绪论”中包括水文现象、水文循环、水量平衡方程、水文现象的特性、研究方法等内容间的逻辑关系。

3.加强和改进实践教学环节。由于《水文学》课程存在实践环节欠缺、教学一直采用课堂讲授等问题,因此,加强课程内容与土木工程实践紧密联系、尽可能使课堂教学结合工程设计等成为《水文学》课堂教学亟待解决的问题。在《水文学》课程教学中,突出水文分析计算的重要地位、扩展其广度和深度、增加分析工程案例等可作为一个重要内容。由于水文计算存在烦琐、耗时长、易出错等弊端,同时目前Excel软件简单易学及其列表、绘图、计算、编程等强大的功能,因此,在《水文学》教学中可采用Excel软件来计算教材中的水文数据。这些都可以激发学生学习《水文学》课程的兴趣,同时,用软件进行课后作业可大大提高学生的学习积极性与主动性,加强学生对课程创新能力和实践能力的培养。

通过土木工程专业“卓越计划”试点班在土木工程专业相关的培养模式、课程建设、实践基地、教学资源及教材建设等方面的改革实践,有力地推动了学院在土木工程专业综合改革中对“卓越工程师”的培养,为造就一批懂理论、会动手、实践能力强的新时代工程师提供了良好的实践平台,这对于培养具有较强工程实践能力和创新能力的“卓越工程师”有着重要的借鉴作用和现实意义。

笔者针对目前《水文学》教学的现状及存在的问题,根据学院对“卓越计划”建设的培养方案,对土木工程专业“卓越计划”试点班的《水文学》教学内容进行了改进实践,提高了对《水文学》课程教学改革的信心。

值得注意的是,土木工程专业“卓越计划”试点班的一些成果对土木工程专业综合改革起到很大的指导示范作用。院土木工程专业决定,2015级土木工程专业本科生普通班教学计划均把《流体力学(含水文学)》列为专业核心课程,这为今后《水文学》教学改革提供了很大的动力,对《水文学》课程教学的健康发展将起着重要的作用。

参考文献:

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[中图分类号]G647

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3712 2015 13-0049-03

[作者简介]张华 1974― ,男,湖北宜昌人,博士,三峡大学土木与建筑学院副教授。

有研究者以水利工程专业学位为例,结合水利类“卓越工程师教育培养计划”要求,探索了具有学校特色的研究生培养方案。[1]另有学者以车辆工程专业学位为例,介绍了学校研究生教育综合改革情况,提出以职业需求为导向,以实践能力培养为重点开展各培养环节改革。[2]近年来,不少学者对全日制工程硕士培养模式存在的问题及对策开展了积极的理论和实践探索。[3-6]我校自2010年招收建筑与土木工程专业学位硕士研究生以来,结合学校特色和培养经验开展了以服务行业和区域经济为导向,以实际动手和实践创新培养为重点,以推进校企联合和产学研用结合为途径的研究生培养模式改革探索。

一、管理体制

建立健全行政管理和学术管理各司其责和相关监督的和谐体制,行政上通过校院两级实施过程管理、绩效评估和质量保障,学术上通过校院两级专业学位培养指导委员会 组 落实培养目标、课程设置、实践环节和学位标准。

学校成立专业学位研究生培养指导委员会,学院按工程领域成立专业学位研究生培养指导组,其中来自行 企 业的委员均不少于3人。

二、招生录取

复试分为面试和笔试两部分,复试成绩=面试成绩×60%+笔试成绩×40%,总分100分。专业课笔试环节重点考查考试运用基础理论和专业知识分析解决实际问题的能力,不强调对公式、理论记忆和推演。面试环节重点考查学生对专业领域的总体认识、基本概念、基本知识、实践能力和职业发展潜力。

三、培养方案

培养目标:掌握职业领域相关理论知识、具有较强解决实际问题的能力、能够承担专门技术或管理工作、具有良好职业素养的高层次应用型专门人才。

学分设置:总学分由课程学分和实践学分组成,其中课程学分由学位课和非学位课学分组成,实践学分通过学术活动、专业实践、社会实践、学科竞赛和助教助管获得。总学分不少于38学分,其中课程学分不少于32学分,实践学分不少于6学分。

课程类型:公共学位课,主要是政治英语类、公共知识类,如“知识产权”“信息检索”;基础学位课,包括数学力学类、职业资格类等;专业学位课,按模块化设计,应包括相应研究方向最新工程技术和方法、研究前沿专题系列讲座等;公共选修课,主要是为了提高学生的实践能力和综合素质,完善知识结构,促进文理渗透而开设的选修课程,如“实用文体习作”“演讲与口才”等;专业选修课,主要供本学科或跨学科研究生选修;补修课,主要为前期学历非建筑与土木工程相近学科学生设置的2~3门专业基础课。

实践学分可从学术活动、社会实践、专业实践、科技竞赛和“三助”活动中获得,其中必须参加10次以上校内外学术活动;参与导师科研课题研究累计一年以上或到企事业单位、研究生教育创新基地进行实践锻炼达3个月以上。

四、课堂教学

课程教学应以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用能力提高为核心,加强案例分析、现场教学和模拟训练。专业学位课和专业选修课原则上理论教学课时不超过总学时的1/2,实例或实验或实习等实践性教学学时不少于总学时的1/2。原则上公共学位课以考试方式进行考核,其余类型课程以考查方式进行考核。考查方式根据课程教学内容的需要灵活选定,可以是试验或实践技能操作,或者综合调研报告、初步设计等。

五、实践基地

依托学科特色,加强与地方和行业的合作,建设好省级研究生教育创新基地或研究生工作站。完善实践基地运行管理机制,以项目合作为纽带,校企“双导师”制为保障,解决工程实际问题为目标,努力培养高层次应用型人才。

六、学位论文标准

建筑与土木工程专业学位论文选题应来源于工程实际问题或具有明确的工程应用背景,论文研究成果要具有工程应用价值,所研究的问题要具有一定的创新性,可以是技术革新,或是理论认识创新,或是技术集成创新。根据全国工程硕士教学指导委员会和建筑与土木工程专业委员会关于学位论文标准的要求,学位论文形式可以多样化,但结合学校培养特色,主要分以下四种类型:应用研究论文类、勘测设计类、工程施工类、产品开发类。

一 应用研究论文类

应用研究论文类原则上应该包括绪论、主要研究内容和结果、工程应用与检验、结论和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。

绪论主要阐述所研究问题的工程背景、开展研究的意义和必要性,应对该问题的国内外现状做全面的综述,要明确指出该问题当前的主要研究理论、方法、结论以及存在的不足之处,并提出论文主要研究内容。主要研究内容和结果部分应该综合运用专业基础理论和方法,采用专业技术手段对所研究的工程问题进行理论分析,或实验研究,或数值模拟,得出合理的结论或可行的解决问题方案。工程应用及检验部分主要是将研究成果应用于解决实际问题,并与现场实际情况进行对比检验,从而验证了研究成果的先进性、实用性、可靠性等。结论部分概括论文主要研究工作及结论,并明确指出作者主要创新点,包括新的思想、见解、理论、技术或方法等,简要描述研究成果的工程应用价值,并对有待进一步研究的问题提出展望或建议。

二 勘测设计类

勘测设计类原则上应该包括绪论、设计报告、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。

绪论部分主要阐述所开展的工程背景、勘测设计的意义和必要性,重点说明勘测设计工程的技术要求和关键问题所在,对设计工程的国内外现状或同类型的工程设计情况应有清晰的描述与分析,并简要列出本工程要求开展的主要内容及工作量。设计报告要求详细说明工程勘测设计所依据的各类规范、依据的主要理论、方法和技术原理等;对比分析国内外同类型勘测设计工程的情况;对于重要设计部分要有多套设计方案,并进行设计思想、经济效益、工程技术等比较分析;根据工程实际情况,设计书应包括计算分析、测试分析、仿真实验分析、技术经济分析、结果验证等内容。总结部分应概括工程勘测设计主要工作及结论,并明确指出作者在勘测设计中的主要创新点,包括新的思想和见解等;简述推荐工程勘测设计方案的优缺点,并对勘测设计中发现的新问题提出进一步研究的展望。

三 工程施工类

工程施工类原则上应该包括绪论、施工报告、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。

绪论部分应阐述所开展的工程背景、工程施工的意义和必要性,重点说明工程施工的技术要求和关键问题,对施工技术的国内外现状或同类型的工程施工情况应有清晰的描述与分析,并简述本工程施工组织及实施的主要内容。施工报告应详细描述工程施工过程中采用的施工组织、施工方法和技术原理等,对比分析国内外同类型施工的特色、技术难点和局限性,提出有针对性的工程施工方案,并进行方案比较;根据工程实际情况,施工方案应包括工程施工技术、施工组织、施工管理、施工材料及施工机械等方面。总结部分应概述工程施工的主要工作内容及结论,并明确指出作者提出的新思想或技术革新;简述推荐的工程施工方案的优缺点,并对工程施工中发现的新问题提出进一步研究的展望。

四 产品研发类

产品研发类原则上应该包括绪论、研发理论及分析、实施与性能测试、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑论证严密、结论合理。

绪论部分应阐述所研发产品的工程背景、必要性和应用前景,重点比较国内外同类产品研发和应用的现状及趋势,并简述研发本产品的主要内容。研发理论及分析应包括研发产品的用户需求分析、需要达到的性能技术指标和总体设计,详细说明设计思路、依据的技术标准和原理、详细设计和校核计算过程,并对产品各项性能进行数值仿真分析。实施与性能测试应包括研发产品的试制、样品性能测试分析和同类型产品设计指标比较等,提出进一步改进性能的意见和建议。总结部分应概述产品研发的主要工作及结论,并明确指出作者在产品研发中的创新点,包括新思想或新技术;简述所研发产品的应用前景和市场价值,对进一步提高产品性能进行展望。

七、“双导师”制

加强“双师型”队伍建设。一方面聘请企事业单位具有较高理论水平和丰富实践经验的专家担任专业学位研究生指导教师和授课教师,另一方面选派教师到企事业单位进行实践锻炼,拓展专业实践经历。将优秀教学案例、教材编写、行业服务等教学、实践、服务成果纳入专业学位教师和单位考核评价体系,建立定期表彰“双师型”师资队伍建设的优秀单位和个人的机制。

八、质量评价监督机制

建立内部全过程质量评价制度,覆盖招生、培养、学位授予和就业质量跟踪等方面。建立外部培养质量评价制度,引入校外行业专家、教育和管理专家对在校硕士研究生专业素养和学位论文质量进行评价。根据学科发展需要,建立定期开展自我评估和委托有关专门机构评估机制,以评促建。

完善专业学位质量监督保障体系。在学校和学院两级专业学位研究生培养指导委员会指导下完善专业学位培养方案和学位论文质量保障办法;完善校院两级研究生视导机制,突出专业学位应用能力和实践创新能力培养;建立学生评教制度;完善学位论文匿名评阅机制,建立企业专家库和各类型学位论文质量总监;建立专业学位研究生培养质量动态信息平台,全面反映学校、导师、学生培养动态过程,及时进行培养质量分析和。建立培养质量与教育资源分配挂钩机制,对于培养过程中出现的问题,及时约谈整改。

参考文献:

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[2] 梁德东,于爱国,陈雪梅,高振海,田文晶. 全日制工程硕士培养模式的创新与实践――以吉林大学车辆工程领域工程硕士培养为例[J]. 学位与研究生教育,2013 12 :17-21.

[3] 任刚,余燕.中外专业学位研究生培养模式对比――以工程硕士领域为例[J].教育观察,2014 13 :13-16.

篇11

[5]杨玉路,张文学.土木工程施工课程教学改革思考与探索[J].高等建筑教育,2015,24(1):79-82.

篇12

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)25-0140-02

一、绪论

我国社会主义迅速发展,高等教育改革也取得了显著进步。教学改革作为改革核心,在高等教育事业发展中具有重要作用。课程实践教学改革已是各高校教师进行探讨、研究的重要课题。翻转课堂、微课教学、案例教学、慕课教学都是实践教学改革过程中常用的教学手段。为了适应高等院校应用型本科人才的发展目标,笔者在校级教改项目《房屋建筑学》课程实践教学改革》中提出了实践教学改革方案,并于2013―2015学年对2011―2013级土木工程专业在《房屋建筑学》课程的授课过程中采用了案例教学、翻转课堂、施工现场教学的实践教学形式,并获得了一定的教学成果。本文将从四个方面做出教学改革效果的分析总结。

二、后续课程

《房屋建筑学》是土木工程专业本科阶段的核心基础课程,其课时安排于第三学期或第四学期的基础课程学习阶段,后续课程包含《钢筋混凝土结构》、《建筑施工技术》等专业课程。作为建筑美学与建筑技术相结合的课程,民用建筑设计内容包含建筑设计与建筑构造两部分。课程学习过程中涉及的建筑构造知识点如墙体、楼板、楼梯、基础构造等,为后续课程学习过程中的建筑结构的计算与设计、施工过程与方法、工程定额预算等知识点做好理论基础。现以《钢筋混凝土结构》课程为例,分析《房屋建筑学》课程采用实践教学对后续课程成绩的影响。分析2013级土木工程专业学生,笔者将授课过程中接受传统教学模式的25名学生对象,称为传统组学生,抽取等人数等成绩段的接受实践教学模式的学生对象,称为实践组。学生《钢筋混凝土结构》课程成绩如图1所示。

据图1分析,接受传统教学的学生,其后续课程期末成绩优秀良好率为32%,实践组学生为44%,高出传统组12%。可见《房屋建筑学》采用实践教学方法可对土木工程专业学生在后续专业课程的学习中起到知识体系推动完善的作用。

三、毕业设计

毕业设计是学生对本科阶段知识体系学习最直观的成果反映。土木工程专业毕业设计的内容一般为符合任务书要求的建筑单体的建筑设计与结构设计,成果形式为工程图纸与结构计算书。从图纸的内容分析,建筑施工图内容较多。笔者在之前的研究中提到过,《房屋建筑学》课程是土木工程专业本科生本科学习阶段唯一涉及到与建筑设计的思路与方法相关的课程,因此《房屋建筑学》课程的学习效果对毕业设计建筑设计部分的完成有直接的影响。对于一直以力学课程为主的土木工程专业学生而言,建筑设计的完成是毕业设计的难点,对《房屋建筑学》知识点掌握较差、无从下手的现象比比皆是。分析2012级土木工程专业的学生,笔者自己所指导的毕业设计的学生中,仅有4位是实践组的学生。从平时表现看,有3名学生在建筑设计部分思路清晰,设计速度较快,方案合理,理论错误较少;有1名学生的设计基础知识仍较薄弱。在综合其他指导教师所指导的学生中,实践组剩余的21名学生中有15名学生的建筑设计部分的完成情况能得到良好的等级评定,实践组学生建筑设计成绩良好的比例可占到72%左右。相比较传统组的25名学生,结合各指导教师给出的反馈意见,毕业设计建筑设计成绩良好的学生有13名,比例占到52%,如图2所示。

结合结构设计部分结构计算的需要,有较少学生会在建筑设计中设计创新,采用平面布局新颖的设计方案。在实践组25名学生中,有5名学生的建筑设计方案较为新颖,建筑造型富有创意。在魍匙檠生中,仅有1名学生的建筑设计方案有所创新。可见从毕业设计角度分析,实践教学可提高学生的学习兴趣,增强学生的知识记忆能力,调动学生的设计潜能,挖掘学生的设计性思维。

四、就业工作

在高考生源增多和扩招模式下,高校的入学率不断提升,导致学生毕业后的就业压力与日俱增。分析土木工程专业学生的就业方向,部分学生从事本职相关工作,进入建筑工程相关领域,如就职设计院从事结构设计工作、深入建筑施工现场进行管理及技术指导工作或入职房地产公司进行预算等;部分学生从事土木工程专业公务员体系工作;也有部分学生因就业压力大或兴趣爱好从事其他行业的工作。在2011级土木工程《房屋建筑学》的授课工作中,笔者对2011级土木工程两个教学小班“2011级土木工程3班”和“2011级土木工程4班”两个班级的授课过程分别采用了传统教学与实践教学的形式。前者采用传统教学,班级学生课堂秩序较好,但课后作业积极性不高;后者采用实践教学手段,课堂气氛活跃,学习积极性高。2011级的学生已于2015年顺利毕业,现将两个班级的就业数据加以分析。“2011级土木工程3班”的41名毕业生中,从事专业相关工作的有32名,从事公务员工作的有1名,从事其他职业工作的有8名,无自主创业的学生;“2011级土木工程4班”的39名毕业生中,从事专业相关工作的有27名,无从事公务员工作的学生,从事其他职业工作的有12名,有1名学生进行自主创业。将两个班的就业人数比值列图分析如图3所示。

从图3可见,两个班级的就业情况基本相同。在传统教学模式下,学生从事本职工作的比率略高于实践教学的班级。《房屋建筑学》作为基础学科,相比于《钢筋混凝土结构》等专业核心课程,对学生后续就业工作的影响较小,且传统的教学模式下学生的固定思维较多,有利于鼓励学生从事专业相关工作。实践教学模式使学生的发散性思维得以提升,但如何进一步有效引导开放式思维,鼓励学生进行专业相关的创业工作有待深入研究。

五、科技新

大学生的科技文化活动极大地丰富了学生的课余生活,现对比传统组与实践组学生后续科技文化节中的表现,并阐述分析。2015年,在学校举办的科技文化作品展中,不计作品形式与成绩,传统组学生参与人数为2人,实践组学生参与人数为5人。实践组学生对科技活动的积极参与程度高于传统组学生,实践组学生的创造性、拓展性思维得以很好的体现。在2015年举行的建筑结构设计大赛中,有3名学生均为实践组的授课对象,并在比赛中取得了优秀奖。可见,实践教学可激发学生的科技创新思维以及对科技研发的兴趣。

六、结语

根据两个学年《房屋建筑学》课程教学工作中,采用分组传统教学与实践教学方法,针对同成绩段学生的分组分析,详细对后续课程、毕业设计、就业工作、科技创新四个方面的论述,得到实践教学的创新性与可实践性以及与传统教学方式比较的欠缺之处,因此应对当前的实践手段提出优化,为高校《房屋建筑学》课程的教学工作提出更好的教学方式。

The Result Analysis of Practical Teaching on "Building Architeture"

WEI Yan,DONG Wei-qiang,ZHAO Xiao-qian

篇13

基金项目:国家自然科学基金项目(50678084); 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(自然科学)(CXZZ11_0344)

作者简介:薛娜(1981-), 女, 河南城建学院土木工程学院讲师, 博士生, 主要从事生命线地震工程研究,(E-mail) 。

摘要:土木工程是实践性很强的应用型专业,其专业学科的教学必须与实际相结合,进行应用型的教学研究和实践已成为土木工程专业教育教学中亟需解决的问题。文章基于实际的土木类专业课教学工作,结合土木类专业课的特点和学生的实际情况,从教学方案的制定和优化、教学内容的更新、教学方法的改进、实践教学环节的安排等方面对土木类专业课的应用型教学进行了探讨和研究。

关键词:土木工程; 专业课; 应用型教学; 教学研究

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2014)01-0050-04

随着高等教育规模的不断扩大,我国高等教育正在逐步由精英式教育向大众化素质教育转变[1],大学教育也从阶段性教育向终身制教育转变。大学生不仅是知识的传承者,还是实现知识应用和转化的主体。土木工程专业是实践性很强的综合应用型专业,要求学生不仅有扎实的理论基础和广博的专业知识,更要具有较强的实践动手能力和一定的解决实际问题的能力[2]。

教学目的决定了教学构架,土木类专业课教学的主要目的是培养学生灵活、综合运用知识解决实际工程问题的能力。因此,在大学土木工程专业课程的教学过程中,作为一名专业课教师要把专业知识传输给学生,将他们培养成才,必须要有扎实的基础,广阔的专业知识面,强烈的责任心和事业感,同时还需要在教学上不断探索研究,在实际教学和实习指导中进行教学改革[3],给教学注入活力,使教师教的主导作用与学生学的主体行为有效地结合,实现专业课的应用型教学。笔者主要结合土木工程专业课的实际教学工作,将工程实践与土木工程专业学生实际情况相结合,围绕 “培养面向一线的应用型创新人才”的目标,在教学方案的制定和优化、教学内容的更新、教学方法的改进、实践教学环节的安排等方面尝试一些有益的教学探索,并应用于实际教学过程,取得了一些初步的教研成果。

一、 优化教学方案,构建应用型教学的课程内容

教材的目的是向学生展示和列举课程所需要掌握的所有相关知识点,易于学生查阅,一般从基本概念开始,最终归结至实际工程应用。教学的目的是要带领学生找到一条易于入门的路,要突出重点,主次分明,要符合实际学习的逻辑顺序,从实际问题出发,提出解决问题的途径、方法等,最后形成具有共识性的概念。应用型教学的讲授逻辑顺序应为:工程实际问题考虑并引出解决方法阐述及讲解基本原理提炼基本概念。为此,课程正式讲授之前,要依据课程内容和特点,对课本知识进行梳理,对教学方案进行优化,初步构建符合土木工程专业课应用型教学的课程内容。

对课本内容进行梳理,掌握主次,突出重点,对教学方案进行统筹设计和课时安排。例如,工程结构[4]课程中,混凝土结构构件的受压、正截面受弯、斜截面受剪承载力设计计算等为重点教授内容,对这部分内容要重点、详细讲解。在教学方案设计时,针对该部分内容应筛选有代表性的例题,每讲完一章内容,准备一次习题课,系统复习所讲内容。标注例题计算过程中可能出现的问题,准备一些与其相应的思考题,在实际教学中鼓励学生积极思考,培养学生的表达和分析能力。设置有针对性的作业,对重点知识进行加强和巩固。该课程中,混凝土结构的耐久性部分,是依据GB 50010―2010《混凝土结构设计规范》[5]添加的内容,多为构造要求,对该部分内容可简单讲述。

教师上课之前要认真备课,教案的思路要清晰,专业课教案应准备相关的国内外工程实例,达到应用型教学的要求。例如,在《钢筋混凝土结构设计》[6]课件的结构方案和选型部分,可以准备一些经典的混凝土结构,如金茂大厦、苏通大桥、马来西亚吉隆坡石油双塔,然后到生活中常见的教学楼、城市新建和在建的商业、住宅楼等,对结构形式和布局进行比较,对学生进行启发式教学,培养学生在结构体系、平面布置、方案选取等方面的能力,提高学生的认识。

二、 更新教学内容,实现理论教学与实际应用的结合

教材内容随时间和规范的修订不断更新和发展。实际教学中,授课内容需要根据最新研究成果作相应调整,充分实现课堂理论教学与工程实际应用的有机结合。作为专业课教师,应及时了解国内外的教学和研究方法,不断充实教学内容,使专业新成果、新见解、新规范等不断融入授课内容,使学生不仅可以掌握专业知识,同时又能了解专业研究的发展动向,适应科学技术的发展,站在专业发展的前沿。例如,在钢筋混凝土与砌体结构[7]教学中,现有教材中梁柱配筋大部分采用的是传统的剖面图示法,而在实际工程中,多采用平法表述,因此,在这门课的实际教学中需要加注一些平法表述的基础知识,以便学生在后期的学习和实习中加以运用,实现应用型教学。

《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》《高层建筑设计规范》《建筑结构抗震设计规范》等均从2010年开始并实施新版本[5,8-9],因此,对上述规范涉及的教材内容和版本应及时更新。新旧规范交替时,新版教材中容易出现更新不及时的部分,在实际教学中对基础内容更新不及时的部分要予以更正,并鼓励学生参阅相关的新规范,发现和探索课程中的更新部分,培养学生的自学能力和思考能力。例如,在新混凝土规范中,钢筋的材料强度、混凝土保护层的定义、斜截面受剪承载力的计算公式等均被修正,并添加了连续倒塌设计等内容。因此,在钢筋混凝土结构[6-7]教学中,要及时更新上述内容,在绪论部分讲授时,可以穿插新旧规范的对比,鼓励学生思考规范修正的目的和意义,激发学生学习动力,实现应用型教学。

三、改进教学方法,切实以学生为教学主体

教学的目的是把知识传授给学生,教学效果的衡量标准应是学生是否掌握了所需掌握的知识内容。因此,教学的目的应该是传授一种理念、一种方法,培养学生的学习能力,同时还可以将这种能力应用到工作中,受益终身。

以学生为教学主体,实际教学方法的核心是将学生的学习变为自主积极的主动参与。同时,在授课中需要依据所讲课程的实践性特点,将传授知识和培养能力紧密结合。

(一)激发学生学习动力

在讲课过程中调动学生的全部认知能力,提高学生的注意力、观察力等。针对不同层次的学生,探索设置教学思考问题的难度、技巧及具体问题。在教学内容中设置具有探索性的问题,让学生可以通过自学得到答案,自己得出结论,并适时对学生进行引导和鼓励,完善其自学成果,激发学生的探知欲,使之在解决问题时发现乐趣。依据学生的习得情况,逐步提高问题的实际应用价值,与土木工程实际相结合,进一步提高学生解决实际问题的能力。

(二)开发学生学习智力

充分挖掘知识的智力因素,以培养学生的创造性思维能力。结合课程的教学内容,课堂授课时纳入科研、职称资格考试、生产实践中经常碰到的问题,用相关知识巧妙地加以解决和解释,培养学生的创造性思维,激励学生事业心和进取心,培养学生发现问题和解决问题的能力。同时对教材进行主次梳理,对重点内容花大力气集中时间、集中精力重点讲授,次要部分进行简单讲解,鼓励学生自学,培养本科生的自主学习能力。

(三)促进学生学习能力

组织学生在自学和预习的基础上展开讨论,促进学生独立获取知识能力。同时,有计划、有目的地在教学过程中引导学生到图书馆借阅相关书籍,鼓励学生阅读不同方向、不同风格的专业参考书,指导学生提出相应的见解,帮助学生逐步形成科学分析、比较、选取和解决的能力。

(四)改进教学手段

综合采用多媒体、计算机辅助教学、传统板书等不同形式的教学方法,使课堂授课更加形象、生动。在多媒体电子课件添加相关的动画和视频,展示课程中所涉及的试验、工程实例等,对基础知识进行补充,给学生以感官认识。依据工程实例对课本知识进行讲解,带领学生一起思考、分析问题,让学生在主动思考中掌握知识,充分以学生作为教学和学习的主体,调动学生的主观能动性,提高学生学习的效率。

(五)改变考试策略

改变考试试卷的出题内容和方法。降低死记硬背知识在考试试卷中所占的比重,注重考出学生独立思考和分析解决问题的能力。同时,兼顾学生平时课程学习过程中的自学、实践等方面能力的考核。

四、 加强实践教学,重视培养学生的应用能力

土木工程是从实践中总结出来的课程,其专业课教学的最终目的是应用于工程实践,实践教学是土木工程专业教学的一个重要教学环节,在培养学生理论联系实际、综合动手能力、创新能力等方面具有不可替代的作用。

在专业课教学中必须强化和重视学生的实践教学,加强专业课的实践教学,培养学生的实际应用能力。结合学校的实际教学工作情况,在实际教学中主要从以下几方面开展。

(一) 参加专业技能竞赛

鼓励学生积极参与或观摩学校一年一度的结构模型设计大赛,将学生所学的专业知识与实际工程结构进行有效的结合,增强学生的感性认识,锻炼学生的实际动手能力,对所学专业知识进行直观性教学,培养学生兴趣,加深学生对所学知识的理解和应用能力。针对学生在设计大赛中出现的问题,从力学和结构设计等不同方面进行分析探讨,启发、鼓励学生进行研究、思考,鼓励学生在平面布置、结构设计等方面进行创新,激发学生的创新热情和探索精神。

(二)开展专业试验课的过程教学

与学院实验室进行协商,对专业课试验部分进行整合,设立开放式实验室,增设综合性试验和设计试验。让学生参与和模拟专业课试验的全过程,充分调动学生自觉学习的积极性,使学习变成学生个体的自主行为。

(三)加强实习和课程设计指导

组织学生进行现场观摩,实现校企联合形式的应用型教学。例如,混凝土与砌体结构[7]教学,可以与预应力构件厂联系,安排学生到工地现场参观,了解预应力混凝土的整个张拉过程、施工工艺和后张法预应力钢筋预留孔洞的实施方法,认识预应力钢丝钢绞线、张拉设备、夹具和锚具等,了解预应力混凝土的新技术、新工艺。组织学生到在建工地进行实习,了解构件布置、钢筋连接,以及各种构造措施在工程中的实现等内容,体味普通混凝土构件与预应力混凝土构件从施工到使用的联系与差别。在课程设计时可采用真题真做的形式,让学生直接参与实践工程的设计,增强学生的工程实践能力。

五、结语

土木工程是实践性很强的专业之一,所涉及的新方法、新工艺等不断出现,相应的规范也在进行不断的完善和改进。因此,在专业课的实际教学中要突出其实践性,优化教学方案,及时更新教学内容,将基本理论知识与工程实际和专业实践进行有机结合。在今后的教学中要进一步加强教学改革,突出实践教学,灵活运用各种教学手段实现专业学科的应用型教学,激发学生自学能力,提高教学质量,达到教学目标。同时,锻炼学生的实际应用能力,培养符合社会要求的土木工程类本科毕业生。

参考文献:

[1] 李炎锋, 杜修力. 土木类专业培养创新工程应用型人才的探索与实践[C]// 高等学校土木工程专业建设的研究与实践――第九届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会论文集.北京: 科学出版社, 2008.

[2] 孙伟民. 基于设计院工作模式跨专业培养应用型人才的探索[J]. 中国大学教学,2008(8):23-25.

[3] 宁宝宽, 陈四利, 鲍文博, 等. 土木工程专业应用型人才培养的课程体系研究[J]. 高等建筑教育, 2008,17(3):45-47.

[4] 邵军义. 工程结构(新规范版)[M]. 北京:化学工业出版社, 2012.

[5] GB 50010―2010 混凝土结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.

[6] 金菊顺, 郭靳时, 庄新玲.混凝土结构: 混凝土结构设计[M]. 武汉: 武汉理工大学出版社, 2010.

[7] 红, 叶燕华. 土木工程专业专升本系列教材: 混凝土与砌体结构 [M]. 2版.北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

[8] GB 50011―2010建筑结构抗震设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.

[9] GB 50009―2012建筑结构荷载规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

Study and practice on the applied teaching of specialized subjects of civil engineering

XUE Na1, WANG Yanling2

(1. College of Civil Engineering, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467036, P. R. China;

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