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關(guān)鍵詞:執(zhí)業(yè)資格制度;土木工程專業(yè);人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2012)02-0200-02
0 引言
建設(shè)行業(yè)已建立起比較全面的執(zhí)業(yè)資格體系,這對(duì)土木工程專業(yè)“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)提出了新的要求。為此,有必要對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式(培養(yǎng)方案、課程體系、授課內(nèi)容、授課方式等)進(jìn)行改革,從社會(huì)需求的角度出發(fā),構(gòu)建一個(gè)與執(zhí)業(yè)資格體系相適應(yīng)的土木工程“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式。
1 建設(shè)行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度的背景
1993年,國家正式提出建立執(zhí)業(yè)資格制度以后,建設(shè)行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度的建立工作進(jìn)入了較快發(fā)展時(shí)期。建設(shè)行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度是政府對(duì)建設(shè)行業(yè)中事關(guān)工程質(zhì)量和安全以及關(guān)系國家、社會(huì)和公眾財(cái)產(chǎn)、生命、安全的專業(yè)實(shí)行專業(yè)技術(shù)人員市場(chǎng)準(zhǔn)入制度。2011年度全國專業(yè)技術(shù)人員資格考試計(jì)劃有48大類,其中與土木工程專業(yè)有關(guān)的考試計(jì)劃有9大類,數(shù)量和類別最多,約占20%。到目前為止。已經(jīng)建立了結(jié)構(gòu)工程師、勘察設(shè)計(jì)工程師、建造師、造價(jià)工程師、監(jiān)理工程師、巖土工程師等執(zhí)業(yè)資格制度,建設(shè)領(lǐng)域執(zhí)業(yè)資格制度框架體系已基本形成,已逐漸細(xì)化到各個(gè)階段、各個(gè)專業(yè)。土木類企業(yè)資質(zhì)的重要一項(xiàng)就是企業(yè)內(nèi)具有執(zhí)業(yè)資格證書人員的數(shù)量,是否具有執(zhí)業(yè)資格已成為土木類企業(yè)招聘人員、職稱評(píng)定、工資調(diào)整重要的依據(jù)。土木行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員取得相應(yīng)的執(zhí)業(yè)資格已逐步成為就業(yè)的基本條件之一。
1995年,國家建設(shè)部開始對(duì)全國高校土木工程專業(yè)進(jìn)行教育質(zhì)量評(píng)估。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,通過專業(yè)評(píng)估的學(xué)校,其土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生將享受可提前報(bào)考注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師等的優(yōu)惠待遇。這項(xiàng)評(píng)估涉及高校土木工程專業(yè)的教學(xué)條件、教學(xué)管理、辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)生素質(zhì)等眾多方面,要求相當(dāng)嚴(yán)格,是國家執(zhí)業(yè)注冊(cè)考試制度的重要組成部分,且的是保證專業(yè)教育質(zhì)量達(dá)到執(zhí)業(yè)實(shí)踐的要求。根據(jù)規(guī)定,已通過評(píng)估的高校,在5年(個(gè)別學(xué)校為8年)后必須再次接受評(píng)估,評(píng)估不合格者,其學(xué)生不能再享受相關(guān)優(yōu)惠待遇。專業(yè)教育評(píng)估有力地推動(dòng)了高校的專業(yè)建設(shè),促進(jìn)了辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。截止2010年通過土木工程專業(yè)教育評(píng)估的學(xué)校有56所,約占設(shè)置該專業(yè)高校(不含獨(dú)立學(xué)院和民辦學(xué)院)的13%。執(zhí)業(yè)資格考試制度的實(shí)施,不但明確了專業(yè)人員應(yīng)具備的條件,而且促進(jìn)了工程教育界與工程界有機(jī)結(jié)合。高等學(xué)歷教育環(huán)節(jié)中引入專業(yè)執(zhí)業(yè)資格知識(shí),便于學(xué)生在校期間有重點(diǎn)、有選擇地汲取知識(shí),打好工程執(zhí)業(yè)基礎(chǔ)。
2007年9月,教育部高教司理工處頒布的“高等學(xué)校理工科本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范”,對(duì)《土木工程專業(yè)規(guī)范》的制定給出了指導(dǎo)性意見。2010年《土木工程專業(yè)規(guī)范>(征求意見稿)頒布。(土木工程專業(yè)規(guī)范)是高校土木工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在研究了用人單位需求、國內(nèi)外辦學(xué)現(xiàn)狀、國內(nèi)本專業(yè)辦學(xué)情況,做了大量的調(diào)查、研究基礎(chǔ)上制定的,符合當(dāng)前教學(xué)的實(shí)際和行業(yè)發(fā)展的要求。
2009年12月,教育部高教司理工處頒布的“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”要點(diǎn)對(duì)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的培養(yǎng)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也提出了指導(dǎo)性原則。2010年7月,國家獲準(zhǔn)首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施高校61所,其中土木工程專業(yè)類19所。這些高校既有國家重點(diǎn)高校,也有地方一般類本科院校。可以結(jié)合學(xué)校自身的優(yōu)勢(shì)和特色,規(guī)劃“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。
建設(shè)行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度和專業(yè)評(píng)估的現(xiàn)實(shí)需要,對(duì)土木工程專業(yè)“應(yīng)用型”(主要表現(xiàn)在接受注冊(cè)工程師基本訓(xùn)練上)人才培養(yǎng)提出了新的要求,有必要對(duì)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革研究,根據(jù)學(xué)校自身辦學(xué)特色和優(yōu)勢(shì)制定土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,改革課程體系和教學(xué)形式,如圖1所示。
2 土木工程專業(yè)改革的思路和內(nèi)容
2.1改革的思路
2.1.1以強(qiáng)化工程能力與創(chuàng)新能力為重點(diǎn),改革人才培養(yǎng)模式通過工程案例分析,提高學(xué)生綜合應(yīng)用課程知識(shí)解決實(shí)際問題的能力:面向工程界,由注重知識(shí)傳授向重視學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。
2.1.2土木工程專業(yè)課程體系與土木行業(yè)執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)考試的要求相適應(yīng)在課時(shí)分配上注意與執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)考試尋找一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,既滿足學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)性,也滿足執(zhí)業(yè)資格體系的要求;在知識(shí)點(diǎn)的取舍上,注重納入執(zhí)業(yè)資格考試內(nèi)容,突出綜合運(yùn)用本學(xué)科的基本理論和知識(shí)。
2.1.3動(dòng)態(tài)性和靈活性反映土木工程行業(yè)最新發(fā)展,適應(yīng)土木行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度考試的動(dòng)態(tài)性要求:采取多方向培養(yǎng),拓展學(xué)生的執(zhí)業(yè)空間,適應(yīng)土木行業(yè)執(zhí)業(yè)資格體系下不同注冊(cè)工程師的要求。
2.1.4加強(qiáng)教師之間的學(xué)習(xí)交流。注重相關(guān)學(xué)校之間的學(xué)習(xí)和交流:定期進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),及時(shí)溝通教學(xué)情況。
2.2改革的內(nèi)容
2.2.1調(diào)整和完善專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃在考慮學(xué)生未來發(fā)展需要上,理順培養(yǎng)計(jì)劃與執(zhí)業(yè)資格考試之間、培養(yǎng)計(jì)劃和專業(yè)評(píng)估之間的關(guān)系。完善專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,設(shè)置與我國現(xiàn)行注冊(cè)工程師制度相適應(yīng)的課程,覆蓋注冊(cè)工程師的知識(shí)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程施工與管理、工程試驗(yàn)與檢測(cè)等方面的內(nèi)容。
2.2.2強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)土木工程專業(yè)人才所要求的基本專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)生掌握國家注冊(cè)工程師資格考試要求的基本條件,也是學(xué)生今后適應(yīng)不斷發(fā)展土木工程事業(yè)要求的必備素質(zhì)。加強(qiáng)注冊(cè)工程師考試必備知識(shí)的學(xué)習(xí)尤為重要,是加強(qiáng)人才培養(yǎng)的首要環(huán)節(jié)。課程的設(shè)置是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ),培養(yǎng)模式要與執(zhí)業(yè)資格體系結(jié)合起來,如圖2所示。
2.2.3體現(xiàn)知識(shí)的動(dòng)態(tài)性土木工程專業(yè)中有些課程受國家宏觀經(jīng)濟(jì)政策、法律法規(guī)影響較大,內(nèi)容也隨外界環(huán)境變化較大,更新較快,尤其是2010年,建設(shè)方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范頒布較多,2010年已頒布的國家規(guī)范主要有《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《鋼管混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等??筛鶕?jù)每年注冊(cè)工程師考試大綱和試題,適時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,編寫“適用型”教材,使其具有時(shí)效性和真實(shí)性。
2.2.4加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)學(xué)生在大學(xué)所學(xué)的知識(shí),由于專業(yè)課學(xué)時(shí)的限制,各門課程之間缺乏有效地聯(lián)系,不能互相聯(lián)系以解決實(shí)際工程問題,往往理論脫離實(shí)際。所以加強(qiáng)工程意識(shí),增加實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)模式改革面臨的一大問題。增加模擬注冊(cè)工程師考試和系統(tǒng)知識(shí)測(cè)試,使教學(xué)與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合。
根據(jù)土木行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度的要求,提出“注重專業(yè)知識(shí)和工程素質(zhì)訓(xùn)練,培養(yǎng)‘應(yīng)用型’土木工程人才”的目標(biāo)要求。使學(xué)生接受注冊(cè)工程師的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生具有初步土木工程設(shè)計(jì)、施工、管
理和工程研究能力。
3 培養(yǎng)模式改革的特色和效果
3.1特色通過對(duì)我校土木工程專業(yè)培養(yǎng)模式的探索和改革,形成了與執(zhí)業(yè)資格考試結(jié)合,與學(xué)生就業(yè)和成才相結(jié)合,與國家規(guī)范相結(jié)合,與實(shí)際工程相結(jié)合,突出研究成果的應(yīng)用性和實(shí)用性。
3.1.1與相關(guān)執(zhí)業(yè)資格考試結(jié)合參考結(jié)構(gòu)工程師、建造師、監(jiān)理工程師、造價(jià)工程師、咨詢工程師(投資)、項(xiàng)目管理師等執(zhí)業(yè)資格考試相關(guān)的知識(shí)和內(nèi)容,編寫和選用教材中的例題和案例基本上來源于執(zhí)業(yè)資格考試的真題,使學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)執(zhí)業(yè)資格考試。
3.1.2與行業(yè)企業(yè)共同設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案企業(yè)由單純的用人單位變?yōu)槁?lián)合培養(yǎng)單位,高校和企業(yè)共同設(shè)計(jì)培養(yǎng)目標(biāo),制定培養(yǎng)方案。自2007以來,我院土木工程專業(yè)每年在制定培養(yǎng)計(jì)劃時(shí),先后邀請(qǐng)了中鐵一局、寶雞一建、西安市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)院等單位參與了土木工程專業(yè)計(jì)劃的修訂和完善?!白吭接?jì)劃”一個(gè)主要特點(diǎn)就是“行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程”。下一步重點(diǎn)在課程內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面和企業(yè)合作,共同研究人才培養(yǎng)模式,共同實(shí)施培養(yǎng)過程。
3.1.3教學(xué)內(nèi)容及時(shí)反應(yīng)國家最新規(guī)范、國內(nèi)外最新研究成果和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)通過加大師資引進(jìn)和培養(yǎng)力度,將近幾年頒布的相關(guān)法規(guī)條例融入新編教材和課堂教學(xué)中,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。目前我院已有6位“雙師型”(執(zhí)業(yè)資格+高級(jí)職稱)教師。
3.1.4工程理論與工程實(shí)踐相結(jié)合學(xué)生在合作培養(yǎng)企業(yè)進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì),注重實(shí)用性和可操作性。加大了兼職教師隊(duì)伍的建設(shè),充分利用建筑公司、房地產(chǎn)領(lǐng)域的人才資源(特別是優(yōu)秀的校友資源),做好土木工程專業(yè)實(shí)踐知識(shí)與實(shí)踐能力的傳幫帶。
3.2階段性成果
3.2.1主編或參與完成了多部教材教材體現(xiàn)的指導(dǎo)思想為:教材的內(nèi)容滿足三個(gè)專業(yè)方向(建筑工程、交通土建、巖土地下)的需要;滿足“應(yīng)用型”培養(yǎng)要求,注重工程背景和工程案例的引入,提供適當(dāng)?shù)难由扉喿x:按照專業(yè)規(guī)范要求的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行編寫,避免與其他課程教材相同知識(shí)的重復(fù):根據(jù)“土木工程專業(yè)規(guī)范”中知識(shí)點(diǎn)要求的掌握、熟悉、了解程度編寫教材。
教材的定位要準(zhǔn)確。教材編寫緊緊抓住“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)的主線;站在大土木背景下編寫,不能局限于一個(gè)專業(yè)或一所學(xué)校:考慮現(xiàn)行執(zhí)業(yè)資格考試的要求:按照現(xiàn)行的工程標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范編寫:注意建筑節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)等新技術(shù)、新材料的應(yīng)用。
其中,和西安建筑科技大學(xué)(土木工程專業(yè)2010年通過了專業(yè)評(píng)估,首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校)合編了《土木工程施工技術(shù)》教材,該教材是高等學(xué)校土木工程指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范配套教材,土木工程“卓越工程師”教材。
3.2.2獲得多項(xiàng)相關(guān)教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)論文“現(xiàn)行執(zhí)業(yè)資格制度與土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)探討”獲學(xué)校2007年教育科學(xué)研討會(huì)論文二等獎(jiǎng);獲兩項(xiàng)校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng),校教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各一項(xiàng):《工程項(xiàng)目管理》課程教案獲西安工業(yè)大學(xué)2007-2008學(xué)年第一學(xué)期教案、講稿評(píng)比三等獎(jiǎng)。
3.2.3修訂和完善了土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,形成了與執(zhí)業(yè)資格考試和專業(yè)評(píng)估相結(jié)合的專業(yè)培養(yǎng)方案在2010、2011級(jí)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃修訂過程中,對(duì)西安地區(qū)土木工程專業(yè)類院校,尤其是2010年通過土木工程專業(yè)評(píng)估、首批卓越工程師實(shí)施的高校進(jìn)行調(diào)研,結(jié)合我院土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)和條件,學(xué)習(xí)、借鑒他們成熟的培養(yǎng)體系和優(yōu)秀的教學(xué)成果,指導(dǎo)我們修訂和完善土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃。
3.3產(chǎn)生的效果在土木行業(yè)全面實(shí)行執(zhí)業(yè)資格體系下研究如何培養(yǎng)“應(yīng)用型”土木工程本科人才,進(jìn)一步理順土木工程培養(yǎng)方案、執(zhí)業(yè)資格考試、專業(yè)評(píng)估三者之間的關(guān)系,架起土木理論教學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用的橋梁,為實(shí)施“卓越工程師”計(jì)劃做好準(zhǔn)備,成果具有重要的現(xiàn)實(shí)推廣價(jià)值。強(qiáng)化“應(yīng)用型”土木工程本科人才的培養(yǎng)(面向一線、面向工程),對(duì)新的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式起到一定的指導(dǎo)作用。
執(zhí)業(yè)資格證書是土木專業(yè)就業(yè)的基本條件,研究建設(shè)行業(yè)執(zhí)業(yè)資格制度的特點(diǎn)和要求,并以此為參考確立合理的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)計(jì)劃,進(jìn)行課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革,強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)與技能掌握要求,以確保高校緊緊圍繞就業(yè)大環(huán)境、大市場(chǎng),為社會(huì)培養(yǎng)具有較高執(zhí)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的合格人才。
4 結(jié)論
通過合理的人才培養(yǎng)定位,科學(xué)的教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建,全面的人才培養(yǎng)方式改革,探索一套面向社會(huì)、面向就業(yè)的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的培養(yǎng)體系,進(jìn)而全面提高畢業(yè)生的知識(shí)水平、能力素質(zhì)和實(shí)踐技能,為國家和社會(huì)培養(yǎng)出高水平的應(yīng)用型人才。
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以加強(qiáng)學(xué)生工程能力培養(yǎng)為目標(biāo),將現(xiàn)有土木工程專業(yè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在工程能力培養(yǎng)方面存在的問題提煉為“三個(gè)脫節(jié)”,即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置與工程需求脫節(jié),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與行業(yè)規(guī)范脫節(jié),單一性知識(shí)訓(xùn)練與工程需要綜合性知識(shí)應(yīng)用能力脫節(jié)。為解決以上問題,文章提出在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上需要“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”,即以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心,以知識(shí)傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ棠芰ε囵B(yǎng)為主。并指出通過多層次課程新體系建設(shè)、綜合力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)、多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段研究等,實(shí)現(xiàn)知識(shí)-能力一體化培養(yǎng)的土木工程力學(xué)課程群建設(shè)。
關(guān)鍵詞:土木工程專業(yè);力學(xué)實(shí)驗(yàn);工程教育
中圖分類號(hào):G6420;TU-4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):
10052909(2016)06013904
一、建設(shè)背景
隨著學(xué)科和專業(yè)的發(fā)展,專業(yè)課程門數(shù)的增加,學(xué)科交叉、學(xué)科滲透變得越來越廣泛。與此相應(yīng),學(xué)生所需要學(xué)習(xí)的知識(shí)和掌握的能力也就越來越多。工程教育面臨的一個(gè)共同挑戰(zhàn)是如何在有限的時(shí)間資源下兼顧學(xué)科知識(shí)傳授和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。
桂林電子科技大學(xué)土木工程專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案中包含力學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論課程有理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料、土力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。長(zhǎng)期以來基礎(chǔ)力學(xué)課程已經(jīng)形成了相對(duì)穩(wěn)定的課程體系[1]。但課程之間存在一定的內(nèi)容交叉,專業(yè)課程亦是如此。如土木工程材料和材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中都有鋼筋的拉伸實(shí)驗(yàn),也就是說理論課程所涉及的力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在一定的交叉和重復(fù)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊詫?duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證和補(bǔ)充為主,以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解為主,導(dǎo)致學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)步驟操作即可完成實(shí)驗(yàn),缺乏工程能力的培養(yǎng)。
雖然各高校已經(jīng)意識(shí)到工程能力培養(yǎng)的重要性[2],實(shí)驗(yàn)教學(xué)也逐步經(jīng)歷了“基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)―綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)―創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”的過渡,但培養(yǎng)學(xué)生工程能力的目的似乎并未完全達(dá)到。其主要原因,筆者認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容方
面存在“三個(gè)脫節(jié)”[3],即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置與工程需求脫節(jié),課程內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與行業(yè)規(guī)范脫節(jié),單一性知識(shí)訓(xùn)練與工程需要綜合性知識(shí)應(yīng)用能力脫節(jié),從而不利于引導(dǎo)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和模式上需要“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”,即以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心,以知識(shí)傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ棠芰ε囵B(yǎng)為主。比如在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生的注意力往往集中在如何按照教師和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的講解,按圖索驥地完成實(shí)驗(yàn)(稱之為以教師為中心的教學(xué)模式)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生處于一種被動(dòng)盲目的狀態(tài),缺少參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性,缺少一個(gè)自己思考、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程。因此,土木工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨如何從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的問題。另外,實(shí)驗(yàn)的工程背景有待加強(qiáng)。如拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn),只是為了計(jì)算、驗(yàn)證和理解材料的力學(xué)性能,但是該實(shí)驗(yàn)的工程背景是什么,不得而知。如果補(bǔ)充工程背景,比如結(jié)構(gòu)破壞的工程實(shí)例,則更能加深對(duì)該實(shí)驗(yàn)以及其工程意義的理解。土木工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)同時(shí)也面臨著以知識(shí)傳授為主到以工程能力培養(yǎng)為主的轉(zhuǎn)變。
以實(shí)施“卓越計(jì)劃”[4]為契機(jī),在土木工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)過程中,通過多層次課程新體系建設(shè)、綜合力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)、多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段研究等,最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)-能力一體化培養(yǎng)的土木工程力學(xué)課程群建設(shè)。
二、土木工程力學(xué)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路及措施
(一)多層次土木工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程新體系規(guī)劃與建設(shè)
以加強(qiáng)學(xué)生工程訓(xùn)練和設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為重點(diǎn),緊密結(jié)合土木工程實(shí)際,建立以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,分層次、多模塊、相互銜接的工程力學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型涵蓋驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)等。改變按理論課程設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性,綜合平衡考慮不同專業(yè)、不同課程對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求,凝練實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,盡量避免不同課程之間重復(fù)性實(shí)驗(yàn),使力學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的系統(tǒng)性。
為使單一性知識(shí)訓(xùn)練與綜合性知識(shí)工程應(yīng)用的情況相適應(yīng),建立多層次力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程新體系。它包括三個(gè)層面:第I類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,主要為跨課程多知識(shí)點(diǎn)的綜合性項(xiàng)目。涵蓋了理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料、土力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)體系的綜合運(yùn)用。第II類項(xiàng)目為某一門課程知識(shí)的綜合應(yīng)用,此類實(shí)驗(yàn)以綜合性、開放性實(shí)驗(yàn)為主,要求學(xué)生自行完成實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)過程。第III項(xiàng)目為課程單一知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。多層次土木工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程新體系如圖1所示。
(二)面向知識(shí)-能力一體化培養(yǎng)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)
通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程能力的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與工程能力培養(yǎng)相適應(yīng),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與土木工程行業(yè)指導(dǎo)規(guī)范相適應(yīng)。因此,改變只將“知識(shí)”作為教學(xué)大綱的傳統(tǒng)做法,制定和實(shí)施反映知識(shí)-能力一體化培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。根據(jù)“卓越計(jì)劃”的要求,按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)人才,強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。在大綱中建立每個(gè)實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)和能力培養(yǎng)目標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過建立知識(shí)-能力-實(shí)驗(yàn)內(nèi)容關(guān)系矩陣(如表1),按照土木工程行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,將各知識(shí)點(diǎn)的能力培養(yǎng)落實(shí)到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,突出土木工程行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范內(nèi)容的講解,避免知識(shí)點(diǎn)與工程應(yīng)用脫節(jié),從而達(dá)到工程和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求。
關(guān)鍵詞 建筑行業(yè);應(yīng)用技能型;土木工程;畢業(yè)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2014)18-0012-03
土木工程專業(yè)的實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng),畢業(yè)設(shè)計(jì)則是土木工程專業(yè)本科實(shí)踐教學(xué)的綜合,更體現(xiàn)了畢業(yè)生解決實(shí)際問題和獨(dú)立解決問題的綜合能力。隨著卓越工程師培養(yǎng)和應(yīng)用技能型人才培養(yǎng)的要求不斷提高,傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式已無法滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求[1-2]。同時(shí),建筑行業(yè)也對(duì)土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)提出新的要求。當(dāng)前,在提出建設(shè)應(yīng)用技能型高校,培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才的背景下,本文面向建筑行業(yè)需要,探索與創(chuàng)新土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式,建立團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)一體化、科研項(xiàng)目―創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)―畢業(yè)論文一體化等畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式,以期提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,鍛煉學(xué)生運(yùn)用綜合知識(shí)的能力,實(shí)現(xiàn)卓越工程師和應(yīng)用技能型人才的培養(yǎng)要求。
1 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題
畢業(yè)設(shè)計(jì)選題單一,與實(shí)際工程脫節(jié) 從畢業(yè)設(shè)計(jì)題目看,大多數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題以工程設(shè)計(jì)為主,單一且陳舊,脫離實(shí)際,不能體現(xiàn)本學(xué)科最前沿的知識(shí)。土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是多層民用建筑,雖可涉及辦公樓、教學(xué)樓、商場(chǎng)、住宅等,但基本均為框架結(jié)構(gòu),較少涉及鋼結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、高層建筑等。對(duì)技能型高校土木工程專業(yè)畢業(yè)生來說,只有少數(shù)學(xué)生可以進(jìn)入設(shè)計(jì)單位,絕大部分畢業(yè)生從事施工、監(jiān)理、造價(jià)、檢測(cè)等工作[3],但畢業(yè)設(shè)計(jì)很少涉及,與實(shí)際工程需要脫節(jié)。
普遍存在前松后緊現(xiàn)象 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間一般為14~16周。實(shí)踐表明,在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始時(shí),部分學(xué)生無從下手,部分學(xué)生尚未進(jìn)入狀態(tài),不急于開始畢業(yè)設(shè)計(jì)工作;另外,就業(yè)、考研成績(jī)剛剛公布等因素,使得畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期時(shí)間被大量占用,影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和進(jìn)度。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的開展,特別是到5月份,學(xué)生才意識(shí)到時(shí)間緊迫,于是開始加緊時(shí)間,加快速度,也使得畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量不高。總之,這種前松后緊的現(xiàn)象使得計(jì)算書和圖紙錯(cuò)誤較多,導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量下降。
照抄照搬現(xiàn)象亦較普遍 目前,土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)基本采用電腦繪圖并完成計(jì)算書,鍛煉了學(xué)生軟件應(yīng)用能力,但這也為學(xué)生照抄照搬別人的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果提供了條件[4]。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,不少學(xué)生能找到往屆畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果。很多學(xué)生由于前期進(jìn)度較慢,后期直接將別人的畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書和圖紙稍加修改,從而短時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。這樣完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)往往錯(cuò)誤百出,極易出現(xiàn)計(jì)算書前后矛盾、計(jì)算書與圖紙自相矛盾等情況,失去畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。
指導(dǎo)教師水平有待提高 應(yīng)用技能型高校,絕大部分本科辦學(xué)時(shí)間不長(zhǎng),近年來引進(jìn)教師較多,他們基本都是從學(xué)校到學(xué)校,對(duì)理論課程比較熟悉,但對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容明顯不熟,工程實(shí)踐訓(xùn)練更加缺乏,對(duì)規(guī)范條文也不夠清楚,不能很好地指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí),高校歷來重視教師的學(xué)歷層次、科研項(xiàng)目、論文、經(jīng)費(fèi)到賬等,對(duì)教師的工程實(shí)踐不夠重視,導(dǎo)致部分高學(xué)歷教師在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),僅能解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中的小問題,影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,與應(yīng)用技能型高校的辦學(xué)思想也不符。
2 土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式的創(chuàng)新途徑
在應(yīng)用技能型高校辦學(xué)背景下,面向建筑行業(yè)需要,土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式亟需改革和創(chuàng)新。基于此,提出幾種畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式。
團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì) 土木工程專業(yè)涉及面廣,其內(nèi)容無法在畢業(yè)設(shè)計(jì)中全面體現(xiàn)。組建團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì),從科研、工程實(shí)際出發(fā),由多名教師合作組建指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì),指導(dǎo)多名學(xué)生完成較大的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題[5]。例如,以某公路設(shè)計(jì)為團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,學(xué)生團(tuán)隊(duì)可分別完成線形設(shè)計(jì)、路基路面設(shè)計(jì)、橋涵設(shè)計(jì)、概預(yù)算與施工組織設(shè)計(jì)、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。另外,還可安排建筑工程方向?qū)W生完成加油站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在這一過程中,團(tuán)隊(duì)成員之間相互交流、協(xié)調(diào),最終完成一條公路的設(shè)計(jì)工作,每個(gè)學(xué)生都加強(qiáng)了對(duì)公路設(shè)計(jì)的全面認(rèn)識(shí),形成了比較完善合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。這不僅符合卓越工程師的培養(yǎng)要求,也是應(yīng)用技能型人才的培養(yǎng)思路。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)模式 應(yīng)用技能型高校應(yīng)加強(qiáng)與企業(yè)單位的聯(lián)系與合作,這對(duì)創(chuàng)新土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式具有指導(dǎo)作用。很多高校指導(dǎo)教師選題缺乏工程實(shí)際背景,歷年畢業(yè)設(shè)計(jì)土木具有相似性,造成學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)缺乏新鮮感和產(chǎn)生脫離實(shí)際感,對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)興趣不高[6]。通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,聘請(qǐng)校外企業(yè)導(dǎo)師單獨(dú)聯(lián)合校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì),可以豐富畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容,緊跟工程實(shí)際,也可直接參與工程單位項(xiàng)目,這樣可以大大提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量;同時(shí),學(xué)生也可以在企業(yè)導(dǎo)師的幫助下迅速適應(yīng)工作環(huán)境,對(duì)就業(yè)大有益處。
課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)一體化 土木工程專業(yè)本科教學(xué)中,畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容基本是幾門主干專業(yè)課程課程設(shè)計(jì)的綜合。因此,可以利用某一完整的已完工的實(shí)際工程資料,根據(jù)課程需要,分解成各課程設(shè)計(jì)的原始參考資料,這樣每個(gè)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容整合后就是一個(gè)完整的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),只要將完成的課程設(shè)計(jì)有機(jī)組合成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)文件即可。
以城市地下工程方向?yàn)槔?,該專業(yè)方向的課程設(shè)計(jì)除鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)外,一般還包括城市地下空間規(guī)劃與設(shè)計(jì)、地下建筑結(jié)構(gòu)、隧道工程和地下工程施工組織設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì)[7]。從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系上講,這些課程之間存在緊密的依存、制約關(guān)系,如圖1所示。根據(jù)地下工程的實(shí)際情況,可將設(shè)計(jì)內(nèi)容分為四大塊:規(guī)劃設(shè)計(jì)、隧道設(shè)計(jì)、地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工組織。畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)只要整合好這四大塊內(nèi)容,即將課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合,并優(yōu)化之,便可得到與實(shí)際工程基本一致的設(shè)計(jì)方案,甚至更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案[8]。
畢業(yè)論文與教師科研項(xiàng)目、學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目一體化 為培養(yǎng)大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神,教育部、教育廳、高校設(shè)立了各級(jí)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目,學(xué)生通過主持或參與這些創(chuàng)新項(xiàng)目,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)、合作精神和工程實(shí)踐能力。對(duì)于這些學(xué)生,允許他們以創(chuàng)新項(xiàng)目?jī)?nèi)容為基礎(chǔ)申請(qǐng)做畢業(yè)論文,這樣創(chuàng)新項(xiàng)目和畢業(yè)論文互為補(bǔ)充,實(shí)為一體。同樣,指導(dǎo)教師也可以將自己的科研項(xiàng)目與畢業(yè)論文相結(jié)合,具體做法是將科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行分解,以適合本科生畢業(yè)論文的要求,做到教學(xué)與科研相統(tǒng)一。在具體確定畢業(yè)論文課題時(shí),應(yīng)基于學(xué)生現(xiàn)有理論和專業(yè)知識(shí),選擇以鍛煉動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)科研方法為出發(fā)點(diǎn)的課題。
3 幾點(diǎn)建議
鼓勵(lì)年輕教師走出去,增強(qiáng)工程實(shí)踐能力 充分調(diào)動(dòng)年輕教師的工作積極性,鼓勵(lì)年輕教師加強(qiáng)與工程單位的交流與聯(lián)系,積極參與具體工程,包括設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等不同工作性質(zhì),全方面提高自身的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。同時(shí),鼓勵(lì)年輕教師參加注冊(cè)工程師考試,熟悉工程規(guī)范條文,提高解決實(shí)際工程問題的能力,取得注冊(cè)師證書后還可更好地服務(wù)于工程單位。
加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)管理工作,實(shí)施全過程監(jiān)控 學(xué)院要對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、教師指導(dǎo)時(shí)間、學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)間及畢業(yè)設(shè)計(jì)檢查要求等方面做出詳細(xì)規(guī)定,安排固定教室進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),堅(jiān)持畢業(yè)設(shè)計(jì)前期、中期、后期檢查,并進(jìn)行中期答辯,對(duì)中期答辯存在問題的學(xué)生進(jìn)行紅牌、黃牌、口頭警告,做到全過程監(jiān)控學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度和質(zhì)量。
保障畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi),調(diào)動(dòng)指導(dǎo)教師和學(xué)生積極性 在教學(xué)經(jīng)費(fèi)比較緊張的情況下,務(wù)必要確保畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi),解決畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)費(fèi)問題,如畢業(yè)設(shè)計(jì)檢查時(shí)相關(guān)資料的打印、復(fù)印等費(fèi)用;對(duì)指導(dǎo)畢業(yè)論文的教師及學(xué)生可以解決一些試驗(yàn)材料、測(cè)試儀器等費(fèi)用,充分調(diào)動(dòng)指導(dǎo)教師和學(xué)生的積極性。另外,在有可能的情況下,可以適當(dāng)增加教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)工作量。
嚴(yán)把畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯關(guān),大力提倡公開答辯 畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)十分重要,它是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的綜合體現(xiàn),嚴(yán)禁走過場(chǎng)。同時(shí),大力提倡公開答辯。其中,對(duì)于優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)必須參加公開答辯,并允許低年級(jí)學(xué)生旁聽,讓低年級(jí)學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有一定的感性認(rèn)識(shí),掌握一些問題的處理方法,為以后自己做好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ),還能夠促進(jìn)優(yōu)良學(xué)風(fēng)的建立。
4 結(jié)語
建設(shè)應(yīng)用技能型高校勢(shì)在必行。畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)思路的一個(gè)集中體現(xiàn),是培養(yǎng)卓越工程師的一個(gè)重要環(huán)節(jié),也是建筑行業(yè)對(duì)應(yīng)用技能型人才的迫切需要。本文以辦好應(yīng)用技能型高校土木工程專業(yè)為目標(biāo),總結(jié)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題,改革并創(chuàng)新土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)模式,并提出幾點(diǎn)建議,希望對(duì)提高土木工程專業(yè)畢業(yè)生全面素質(zhì),對(duì)應(yīng)用技能型高校如何辦好土木工程專業(yè)具有借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】土木工程;自動(dòng)化;當(dāng)前現(xiàn)狀;發(fā)展動(dòng)向
引言
結(jié)合社會(huì)進(jìn)程的各個(gè)階段發(fā)展情況分析,土木工程建筑都起著重要的推進(jìn)作用。就我國目前經(jīng)濟(jì)建設(shè)情況而言,國民經(jīng)濟(jì)中土木工程的作用日益重要。結(jié)合土木工程的發(fā)展歷史來看,無論是在實(shí)際應(yīng)用還是科技研究方面都取得了喜人成績(jī),特別近幾年的飛速發(fā)展,促使土木工程建設(shè)方面有了重大飛躍,本文作者結(jié)合目前土木工程建設(shè)現(xiàn)實(shí)科研與未來發(fā)展情況分析未來土木工程的發(fā)展形勢(shì),結(jié)合作者觀點(diǎn)全面分析土木工程發(fā)展未來。
1、就目前發(fā)展形勢(shì),分析土木工程當(dāng)前形勢(shì)
目前土木工程研究的對(duì)象主要集中在以下幾個(gè)方面:
1.1高層建筑擁有全新的發(fā)展時(shí)期
目前在土木工程修建過程中,不僅原料、構(gòu)造方法、施工技術(shù)等方面有所變化,自動(dòng)化的施工方法也被普遍應(yīng)用,建筑規(guī)模也有所增大,建筑的數(shù)量不斷增多,而且高度也有所提升。我國很多城市的建筑水平已經(jīng)在世界排名中位于前列,高層建筑的發(fā)展形勢(shì)擁有了一個(gè)全新局面。
1.2目前土木工程發(fā)展情況,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面必然會(huì)有所變化
在許多情況下風(fēng)荷載和地震荷載已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素,因此大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系抗風(fēng)抗震的設(shè)計(jì)理論及其相關(guān)問題正在被極大的關(guān)注。相關(guān)的研究課題將包括設(shè)計(jì)地震動(dòng)及災(zāi)害性風(fēng)荷載的作用機(jī)理,特大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)體系及抗風(fēng)抗震。同時(shí),“以柔克剛”的抗震思想在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)中將進(jìn)一步得到體現(xiàn),現(xiàn)代振動(dòng)問題正在向著自適應(yīng)控制、智能控制、吸震減震技術(shù)研究方向發(fā)展,土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、災(zāi)害結(jié)構(gòu)相應(yīng)控制等基礎(chǔ)性的研究將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。
1.3土木工程發(fā)展關(guān)注重心將轉(zhuǎn)移地下施工建設(shè)與開發(fā)方面
隨著人口數(shù)量的不斷遞增,在世界范圍內(nèi)都出現(xiàn)空間資源利用緊張,所以開發(fā)利用地下資源將成為緩解空間緊張最有效的方法,無論是在其他國家還是國內(nèi)的發(fā)展城市中,地下施工建設(shè)和開發(fā)都成為城市發(fā)展的重點(diǎn)。目前,國內(nèi)城市應(yīng)用地下工程建設(shè)技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到世界先進(jìn)水平,這必將帶來地下空間合理利用的又一個(gè)起點(diǎn)。
2、科技信息化為土木工程發(fā)展帶來新的契機(jī)
隨著科技信息化的不斷進(jìn)步,也帶動(dòng)了其他行業(yè)的發(fā)展,這也是目前新形式下國家發(fā)展的方向??萍夹畔⒒褪抢每萍荚O(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代科技提升工程效率,并且最大限度的降低工程成本。通過科技信息化建設(shè)過程,使現(xiàn)代化的建設(shè)理念貫穿土木工程發(fā)展全過程,甚至在以往工程建筑技術(shù)難以完成的建筑工程。通過科技信息化在土木工程方面的擴(kuò)大應(yīng)用,不僅提升了建筑工藝,也擴(kuò)大了建筑領(lǐng)域,為土木工程的發(fā)展帶來了嶄新的機(jī)會(huì)。
2.1土木工程中的“三S”系統(tǒng)應(yīng)用與推廣
遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)的集成綜合,構(gòu)成整體,實(shí)時(shí),動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè),判別,分析應(yīng)用,在土木工程界已發(fā)揮了巨大的作用,并具有廣闊的前景。近年來提出的“數(shù)字城市”的要領(lǐng)就是在“三S”系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,即綜合應(yīng)用GIS、遙感、遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、及虛擬仿真對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù),顯然,“數(shù)字城市”是以數(shù)字化信息處理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為背景的技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的使用和全國推廣,必將把我國的城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營提升到一個(gè)新的水平。
2.2技術(shù)控制方式現(xiàn)在以及未來發(fā)展形勢(shì)
對(duì)于一個(gè)大型的復(fù)雜工程項(xiàng)目,可能需要多個(gè)成員甚至多個(gè)設(shè)計(jì)部門的參與和設(shè)計(jì),也需要其他的在線咨詢與協(xié)同工作,或由分布在不同的地域的設(shè)計(jì)人員,設(shè)計(jì)分支機(jī)構(gòu),協(xié)作單位或部門使用不同的軟硬件平臺(tái)和不同的設(shè)計(jì)手段在同一規(guī)定的時(shí)間段完成。針對(duì)電子數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的方便應(yīng)用,目前國外以開發(fā)出系列化的雙向無線電通訊設(shè)備,用于工地的聯(lián)絡(luò),以及利用GPS技術(shù)的人機(jī)通訊設(shè)備。信息技術(shù)的發(fā)展,已使得國際承包商可以克服地域的壁壘。
2.3土木工程的應(yīng)用離不開對(duì)于現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)
在傳統(tǒng)的土木工程中,人們不得不用一些平面圖紙,用特定的符號(hào)傳遞大量的信息和數(shù)據(jù),這種方法受到信息接收者的行業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)等的限制,而且隨著新時(shí)代土木工程的復(fù)雜程度的不斷提高,使得使用這種方法交流起來比較困難。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為土木工程中的交流提供了一種新的前景和手段。另一方面,它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算、施工過程的模擬等復(fù)雜計(jì)算過程中更有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化計(jì)算,可以將設(shè)計(jì)參數(shù)變化以后的結(jié)果直觀的顯示出來,在結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很大的飛躍。通過虛擬技術(shù)的應(yīng)用,將設(shè)計(jì)時(shí)間和施工時(shí)間相對(duì)縮短,空問相對(duì)縮小,通過計(jì)算機(jī)計(jì)算和人機(jī)交互,對(duì)最佳方案的選擇使得獲得最佳工期、最低費(fèi)用和對(duì)資源的最有效合理利用成為可能,對(duì)工程施工的質(zhì)量把握的更為準(zhǔn)確、科學(xué)。
土木工程能夠使用的時(shí)間,以及在不同空間內(nèi)的發(fā)展,都成為科技人員重視的研究問題,環(huán)境對(duì)于建筑影響,以及結(jié)構(gòu)在不同空間內(nèi)有什么變化,也是未來一段時(shí)間的研究方向。而模擬技術(shù)的擴(kuò)大應(yīng)用,使這些熱點(diǎn)研究問題得到很好的控制和解決,土木工程的發(fā)展趨勢(shì)因?yàn)槟M技術(shù)應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)了更廣闊的空間。
結(jié)束語
無論是國家的發(fā)展,還是一個(gè)城市的建設(shè),都離不開建筑業(yè)的支持,就土木工程的發(fā)展趨勢(shì)而言,不僅是國家建設(shè)的迫切需要,也是緩解空間資源緊缺最有效的方法,雖然,土木工程建筑在過去人類文明進(jìn)程方面,已經(jīng)取得了卓越成績(jī),文中介紹了目前土木工程所涉及的幾個(gè)方面,也結(jié)合科技信息化下土木工程的發(fā)展趨勢(shì)有所介紹。結(jié)合土木工程這一專業(yè)現(xiàn)實(shí)情況而言,新技術(shù)與信息化所帶來的不僅是技術(shù)方面的革新,同時(shí)也是發(fā)展領(lǐng)域拓展與實(shí)現(xiàn),如何能夠在國家發(fā)展與社會(huì)建設(shè)的大形勢(shì)下,土木工程行業(yè)的發(fā)展也出現(xiàn)革命性的轉(zhuǎn)機(jī),這是每一位土木工程專業(yè)人員所肩負(fù)的責(zé)任與任務(wù),希望本文能夠?qū)τ邢嚓P(guān)需要的讀者有所幫助。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:3D打印技術(shù)措施;土木工程;應(yīng)用;分析;現(xiàn)階段
1前言
知識(shí)經(jīng)濟(jì)背景之下涌現(xiàn)出來的3D打印技術(shù)措施是一種在對(duì)連續(xù)物理界面疊加以及遙控材料增添途徑加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上生成三維實(shí)體的較為先進(jìn)的技術(shù)措施,在下文中介紹的是3D打印技術(shù)措施實(shí)際發(fā)展情況以及這一項(xiàng)技術(shù)措施在實(shí)際應(yīng)用的過程中展現(xiàn)出來的特征,針對(duì)其在土木工程領(lǐng)域中的發(fā)展前景展開分析,但是這一項(xiàng)技術(shù)措施在實(shí)際應(yīng)用的過程中仍然暴露出來了一些問題,希望今后土木工程領(lǐng)域中的相關(guān)工作人員可以充分的積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),并積極的找尋有效性比較強(qiáng)的措施,使得這一項(xiàng)技術(shù)措施在實(shí)際應(yīng)用的過程中暴露出來的問題得到妥善的解決,最終在我國土木工程行業(yè)發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中起到一定程度的促進(jìn)性作用。
23D打印技術(shù)措施在土木工程領(lǐng)域中應(yīng)用的時(shí)候展現(xiàn)出來的優(yōu)勢(shì)
可以使得土木工程工期得到有效的控制,在土木工程項(xiàng)目建設(shè)工作進(jìn)行的過程中,安全問題應(yīng)當(dāng)被放置在一個(gè)較為重要的地位之上,土木工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在對(duì)3D打印技術(shù)措施加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上構(gòu)建出來安全性比較強(qiáng)的構(gòu)件,在土木工程項(xiàng)目預(yù)期性設(shè)計(jì)階段中,即便是在對(duì)BIM技術(shù)措施加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上,可以將建筑物的模型構(gòu)建出來,但是模型在實(shí)際運(yùn)行的過程中仍然有一些有待完善的地方。但是在對(duì)3D打印技術(shù)措施加以一定程度的應(yīng)用基礎(chǔ)上構(gòu)建出來的實(shí)體建筑物模型,一般情況之下可以讓上文中提及到的這些問題得到妥善的解決,將虛擬的建筑物轉(zhuǎn)化為實(shí)體模型,從而也就可以在后續(xù)的施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中起到一定程度的促進(jìn)性作用。除去上文中提及到的這些問題之外,3D打印技術(shù)措施在實(shí)際應(yīng)用的過程中可以將建筑模型由復(fù)雜轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為具體,讓土木工程程序變得較為簡(jiǎn)單,最終在土木工程領(lǐng)域中使得一體化操作這個(gè)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn),將建筑工程效率維持在一個(gè)水平之上,最終也就可以使得土木工程工期得到有效的控制。使得建筑垃圾數(shù)量得到有效的控制,以往土木工程項(xiàng)目施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中需要使用到的材料多種多樣,比方說水泥、砂子以及鋼筋混凝土等等,上文中提及到的這些材料在實(shí)際應(yīng)用之后會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的建筑垃圾,建筑工程項(xiàng)目施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生數(shù)量眾多的垃圾,上文中提及到的這個(gè)問題想要得到有效的解決是一件較為困難的事情,從而也就會(huì)使得建筑工程施工單位在實(shí)際工作的過程中承擔(dān)比較大的工作壓力,因此需要積極的找尋有效性比較強(qiáng)的措施,使得建筑工程項(xiàng)目施工相關(guān)工作進(jìn)行的過程中產(chǎn)生的建筑垃圾的數(shù)量和種類得到有效的控制。
33D打印技術(shù)措施在土木工程建設(shè)領(lǐng)域中得到的應(yīng)用
3D打印技術(shù)措施在土木工程建筑物預(yù)期性設(shè)計(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮出來的作用較為重要,現(xiàn)階段我國人民生活質(zhì)量水平逐漸提升的背景之下,自然會(huì)對(duì)土木工程整體性質(zhì)量提出更高的要求,因此土木工程設(shè)計(jì)工作的日常工作也逐漸向著復(fù)雜化的方向轉(zhuǎn)變,在我國社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中,以往土木工程預(yù)期性設(shè)計(jì)階段中應(yīng)用的傳統(tǒng)型模型難以滿足時(shí)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中提出的客觀要求,所以在現(xiàn)代化土木工程項(xiàng)目預(yù)期性設(shè)計(jì)工作進(jìn)行的過程中應(yīng)當(dāng)應(yīng)用到的是3D打印技術(shù)措施,在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上,可以逐步打印出來一個(gè)較為完整的土木工程模型,在實(shí)際工作的過程中設(shè)計(jì)人員僅僅需要將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入在電腦當(dāng)中,就可以將實(shí)物打印出來。這一項(xiàng)技術(shù)措施的應(yīng)用時(shí)間并不是很長(zhǎng),僅僅需要5min左右的時(shí)間,在花費(fèi)比較短的時(shí)間的情況之下,就可以使得土木工程領(lǐng)域中某型構(gòu)建工作進(jìn)行的過程中花費(fèi)的時(shí)間得到有效的控制,與此同時(shí)也可以對(duì)土木工程后續(xù)各項(xiàng)工作的順利開展做出一定程度的保證。
4結(jié)語
總而言之,3D打印技術(shù)措施在我國土木工程領(lǐng)域中占據(jù)地位較為重要,因此土木工程領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)予以這一項(xiàng)技術(shù)措施充分的重視,針對(duì)3D打印技術(shù)措施展開的各項(xiàng)研究工作的強(qiáng)度也應(yīng)當(dāng)?shù)玫揭欢ǔ潭鹊奶嵘?,在充分的開展各項(xiàng)研究工作的基礎(chǔ)上,將這一項(xiàng)技術(shù)措施的潛能充分的挖掘出來,從而也就可以使得這一項(xiàng)技術(shù)措施在實(shí)際應(yīng)用的過程中將各項(xiàng)性能充分的發(fā)揮出來,促使我國土木工程整體建設(shè)水平得到一定程度的提升,最終在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中做出一定的貢獻(xiàn)。
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【關(guān)鍵詞】土木工程概論;大土木;教學(xué)現(xiàn)狀;專業(yè)責(zé)任感;工程思想
《土木工程概論》是“大土木”各專業(yè)方向的入門性質(zhì)的課程,是構(gòu)建土木工程基本概念、基本內(nèi)容和方法的專業(yè)基礎(chǔ)課。我校作為地方性教學(xué)研究型高校,其土木工程專業(yè)從為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)出發(fā),培養(yǎng)目標(biāo)定位于:立足貴州,輻射西南,面向施工企業(yè)、面向基層、面向生產(chǎn)管理第一線,服務(wù)于土木建筑事業(yè)發(fā)展,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的“會(huì)設(shè)計(jì)、能施工、懂管理”的工程應(yīng)用型高級(jí)專門人才?!锻聊竟こ谈耪摗纷鳛橥聊竟こ虒I(yè)學(xué)生入學(xué)后最早接觸一門專業(yè)課程,肩負(fù)著把完全外行的學(xué)生引入土木工程行業(yè)的大門,使其了解并熱愛這個(gè)專業(yè)、激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣的重要使命,在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的過程中起著奠基與導(dǎo)向的作用。
1 課程開設(shè)的意義
1.1 課程開設(shè)背景
1998年教育部新修訂了《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》,新目錄中土木工程專業(yè)覆蓋了建筑工程、交通土建、礦井建設(shè)、城鎮(zhèn)建設(shè)等8個(gè)專業(yè)領(lǐng)域,成為一個(gè)寬口徑的大專業(yè)。
在“大土木”歷史背景下,高校教師迫切需要向?qū)W生介紹“大土木”的教育思想和“強(qiáng)基礎(chǔ)、寬口徑、多方向”的教育理念。土木工程具有內(nèi)容廣、支系多、科目繁等特點(diǎn),涵蓋領(lǐng)域極為廣泛。這就要求學(xué)生必須站在大土木的高度,對(duì)學(xué)科全局有充分認(rèn)識(shí)與把握,畢業(yè)后能在房屋建筑、地下建筑、道路與橋梁、礦井等的設(shè)計(jì)、研究、施工、管理等部門從事技術(shù)或管理工作[1]。為滿足以上教學(xué)要求和人才培養(yǎng)目標(biāo),開設(shè)《土木工程概論》勢(shì)在必行。
1.2 課程定位與任務(wù)
《土木工程概論》的開設(shè)立足于“大土木”的理念,定位是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。高校通過不斷動(dòng)態(tài)擴(kuò)充教學(xué)資源、持續(xù)開展教學(xué)研究,提倡教師“以學(xué)生為本”因材施教和創(chuàng)造性的教學(xué)工作,為學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)創(chuàng)造和提供平臺(tái)[2]。
該課程的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生“大土木”的專業(yè)范疇:一是,使學(xué)生比較全面地了解土木工程所涉及領(lǐng)域的內(nèi)容和發(fā)展情況,初步構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí);二是,為學(xué)生提供一個(gè)清晰和有邏輯性的工科學(xué)科的基本概念和方法。
2 課程教學(xué)現(xiàn)狀
2.1 內(nèi)容多,學(xué)時(shí)少
作為一門引導(dǎo)性的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其內(nèi)容涉及到建筑工程、道路與橋梁工程、工程材料、水利工程、給排水工程、項(xiàng)目管理、防災(zāi)減災(zāi)、建筑施工等,涵蓋十分廣泛,其教學(xué)效果的好壞將直接影響到學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)熱情及效果。經(jīng)調(diào)查,《土木工程概論》一般設(shè)置在大一上學(xué)期,受到軍訓(xùn)等入學(xué)教育的影響,授課學(xué)時(shí)最少的只有16學(xué)時(shí),最多的是28 學(xué)時(shí),多數(shù)介于兩者之間。較之一般課程的36學(xué)時(shí),如此少的學(xué)時(shí),是不能達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的。
2.2 對(duì)教師要求高
教育部要求: 要配備對(duì)土木工程有著深刻認(rèn)識(shí)且具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師來講授這門概論課。多數(shù)高校的實(shí)際情況是,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師往往承擔(dān)著更為繁重的教學(xué)任務(wù)或指導(dǎo)研究生作科研與生產(chǎn),該課程只能由年輕的講師承擔(dān)。青年教師通常對(duì)自己的研究方向比較熟悉,而對(duì)于其它方向則知之甚少。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,講述工程實(shí)例時(shí)難以做到旁征博引、生動(dòng)活潑、深入淺出[3],從而難以到達(dá)培養(yǎng)目標(biāo)預(yù)期的效果。
2.3 幾點(diǎn)建議
鑒于上述問題,筆者認(rèn)為:第一,合理取舍授課內(nèi)容。任課教師須對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行取舍,在有限的課時(shí)講清楚基本知識(shí)、重點(diǎn)及難點(diǎn);針對(duì)各校專業(yè)方向,有側(cè)重地詳細(xì)講授有關(guān)知識(shí),使學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的基本內(nèi)容、性質(zhì)和特點(diǎn)有系統(tǒng)的了解;授課內(nèi)容盡可能反映該學(xué)科在近幾年所取得的新技術(shù)、新方法和新成績(jī)。第二,加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。該課程涉及工程領(lǐng)域較多,要求教師有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、扎實(shí)的專業(yè)背景、豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此,建立一支穩(wěn)定的、高素質(zhì)的“雙師型”隊(duì)伍是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。新開辦的學(xué)校應(yīng)在中青年教師中培養(yǎng)一批專業(yè)知識(shí)廣、實(shí)踐能力強(qiáng)、教學(xué)基本功扎實(shí)的骨干教師,并定期的派出參加工程實(shí)踐培訓(xùn)與學(xué)習(xí),不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì),實(shí)現(xiàn)“教師進(jìn)工地,工程師進(jìn)課堂”。第三,引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生在課外利用資料室、圖書館或網(wǎng)絡(luò)收集相關(guān)資料,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,彌補(bǔ)課時(shí)過少的缺陷。
3 課程教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用
3.1 豐富教學(xué)方法,挖掘?qū)W生潛能,激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣
在平時(shí)的教學(xué)中,根據(jù)不同章節(jié)的內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。一如,啟發(fā)式教學(xué):讓學(xué)生將生活中遇到的土木工程問題提到課堂的層面上來進(jìn)行討論。首先學(xué)生自己進(jìn)行討論解決,實(shí)在有爭(zhēng)議的,再由老師進(jìn)行提示解決。這種模式既能有效的防止思維上的定式,也能有效的激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。二如,實(shí)景式教學(xué):講授建筑物基本構(gòu)件如板、梁、柱等時(shí),引導(dǎo)學(xué)生觀察教室里基本構(gòu)件的布置及形狀,讓學(xué)生根據(jù)自己的體會(huì)并結(jié)合荷載傳遞的基本路徑知識(shí)去理解和掌握荷載傳遞的基本原理、基本構(gòu)件等有關(guān)知識(shí)。三感染式教學(xué):讓學(xué)生了解國內(nèi)外土木工程領(lǐng)域的一些重大工程和有重要影響的土木大師,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的專業(yè)榮譽(yù)感。例如,世界上第一大水利樞紐工程“三峽工程”的建設(shè)歷史與意義,耳熟能詳?shù)摹八⒎健焙汀傍B巢”,茅以升老前輩如何修建錢塘江大橋‘梁思成的建筑思想等等。
3.2 分析工程事故案例,培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)責(zé)任感
土木工程專業(yè)建設(shè)對(duì)象涉及到人類的生命財(cái)產(chǎn)安全。在課堂中可以引入一些實(shí)時(shí)的工程事故案例,特別是對(duì)人為造成的事故案例,讓學(xué)生時(shí)刻認(rèn)識(shí)到事故造成的嚴(yán)重后果。對(duì)剛?cè)腴T的新生灌輸專業(yè)責(zé)任感,使其入學(xué)開始就養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ逃^非常重要[4]。例如杭州地鐵工地塌陷(2008年);上海在建商住樓整體倒塌(2009年);遼寧撫順市月牙島西橋竣工前垮塌(2012年);遵義樓房倒塌半棟樓斷裂如懸崖(2015年)等等一些案例。通過工程案例的講授,讓學(xué)生自己分析這些案例中涉及到的問題,哪些是人為,哪些還是理論技術(shù)缺失造成的,并且發(fā)散思維提出這些問題的處理方案,培養(yǎng)專業(yè)責(zé)任感。
3.3 注入工程思想,培養(yǎng)大工程觀
現(xiàn)今的“大土木”范疇并不是之前土木相關(guān)專業(yè)的簡(jiǎn)單歸并,而是更高意義上的整合與擴(kuò)展。“大工程觀”的本質(zhì)就是將科學(xué)、技術(shù)、非技術(shù)、工程實(shí)踐融為一體的,具有實(shí)踐性、整合性、創(chuàng)新性的“工程模式”教育理念體系[5],是以“整合、系統(tǒng)、應(yīng)變、再循環(huán)”的視角看待大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的思想。
教師講授專業(yè)知識(shí)的同時(shí),適合科學(xué)地灌輸工程思想,將歷史人文內(nèi)容、哲理貫穿于教學(xué)過程,逐步建立基本的法律意識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)、環(huán)境意識(shí)和人文意識(shí),并樹立可持續(xù)的發(fā)展觀。工程思想教育一是幫助學(xué)生了解我國社會(huì)主義建設(shè)總?cè)蝿?wù)、總目標(biāo)和本專業(yè)學(xué)習(xí)的關(guān)系, 啟迪學(xué)生把祖國的前程與個(gè)人的歷史責(zé)任緊密聯(lián)系起來, 激發(fā)自己學(xué)習(xí)和成才的主動(dòng)性;二是揭示本專業(yè)和工程事業(yè)對(duì)人才的全面素質(zhì)要求, 使學(xué)生體會(huì)到社會(huì)發(fā)展對(duì)他們?cè)谥R(shí)、能力、觀念和心理品質(zhì)等方面的需要;三是幫助學(xué)生在總體上認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)的目的、方向、任務(wù)和規(guī)律, 認(rèn)識(shí)各門課程在本行業(yè)和工程事業(yè)中的作用和地位[6]。
3.4 了解專業(yè)構(gòu)成,方便學(xué)生職業(yè)選擇
近年來,各高校新開設(shè)的土木工程專業(yè)都屬于“大土木”的培養(yǎng)模式。一般而言,學(xué)生在大二或大三年后自然會(huì)選擇一個(gè)或兩個(gè)的學(xué)習(xí)方向,這些學(xué)習(xí)方向的形成,除了部分家長(zhǎng)或老師指導(dǎo)外,多數(shù)由學(xué)生的興趣來決定的。而這種興趣又是建立在學(xué)生對(duì)大土木各方向的初步了解的基礎(chǔ)上。因此,教師應(yīng)該針對(duì)不同專業(yè)方向的“專業(yè)課程、所需知識(shí)和就業(yè)前景”等系列問題進(jìn)行詳細(xì)的講解,在目標(biāo)的引導(dǎo)下調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與積極性,拓展專業(yè)知識(shí)面,促進(jìn)學(xué)生更好的擇業(yè)與發(fā)展。
4 結(jié)語
《土木工程概論》教學(xué)任務(wù)的特殊性,以及涵蓋內(nèi)容多、知識(shí)更新速度快的特點(diǎn),決定了該門課程教學(xué)的重要性及意義。因此,只有對(duì)該課程的重要性進(jìn)行認(rèn)真分析,才能確立共同的教學(xué)目標(biāo);只有進(jìn)行積極的教學(xué)改革和探討,才能促進(jìn)該課程的教學(xué)發(fā)展,才能體現(xiàn)該課程在人才培養(yǎng)中的真正意義。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]王清標(biāo),等.大土木背景下《土木工程概論》教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2012(4).
[3]方薇,等.《土木工程概論》教學(xué)現(xiàn)狀與課程改革[J].廣州化工,2014(7).
[4]顏榮濤.《土木工程概論》課程教學(xué)中的幾點(diǎn)思考[J].科技視界,2013(1).
關(guān)鍵詞:土木工程;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)質(zhì)量
Thoughts and explorations to the improvements of civil engineering specialty practical teaching quality
Zhang Minxia, Xu Ping, Wang Youkai
Henan polytechnic university, Jiaozuo, 454000, China
Abstract: Civil engineering specialty is strong professional, practical, comprehensive and social. Practical teaching in the teaching of civil engineering plays a very important position. By analyzing the problems and shortcomings of college teaching of civil rngineering, optimizing the practice sessions, various multi-level experimental teaching and increasing the construction of teachers are proposed so as to improve the quality of practice teaching for civil engineering specialty.
Key words: civil engineering; practical teaching; teaching quality
近十多年來,隨著我國改革開放的不斷深入和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,以及城鎮(zhèn)化建設(shè)和大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的不斷推進(jìn),我國土木工程行業(yè)迎來了前所未有的大發(fā)展,但也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):社會(huì)急需一批基礎(chǔ)過硬、適應(yīng)面寬、創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的多層次復(fù)合應(yīng)用型土木工程專業(yè)人才[1-2]。但在新形勢(shì)下,我國土木工程教育出現(xiàn)了比較大的“弊病”—畢業(yè)生缺乏工程實(shí)踐背景、創(chuàng)新意意識(shí)薄弱、理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫離、動(dòng)手能力較差。為迎接挑戰(zhàn),適應(yīng)我國土木工程發(fā)展的新形勢(shì),我國高等院校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式需不斷改進(jìn)完善,教學(xué)質(zhì)量亟待提高。土木工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)體系分理論與實(shí)踐兩大教學(xué)環(huán)節(jié),而傳統(tǒng)教學(xué)更關(guān)注理論課程教學(xué),事實(shí)上土木工程專業(yè)是一個(gè)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科,實(shí)踐性很強(qiáng)。實(shí)踐教學(xué)將理論與實(shí)踐相結(jié)合,不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)能讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí),系統(tǒng)解決實(shí)際工程問題。因此,提高土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國際視野的高質(zhì)量、高層次、高素質(zhì)的土木工程師。
1 土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題
土木工程專業(yè)具有很強(qiáng)的專業(yè)性、實(shí)踐性、綜合性和社會(huì)性。實(shí)踐教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)理論知識(shí)和方法解決工程實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際工程環(huán)境和社會(huì)環(huán)境中的創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力、交際能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等。長(zhǎng)期以來,由于高等教育中一直存在著重理論輕實(shí)踐的傾向,造成實(shí)踐教學(xué)管理松散、系統(tǒng)性差、實(shí)踐教學(xué)資源投入不足、學(xué)生實(shí)踐較少等問題,影響了對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、工作適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),無法滿足土木工程行業(yè)對(duì)復(fù)合應(yīng)用型人才的需求。近些年來,由于我國土木工程行業(yè)的飛速發(fā)展和高校土木工程專業(yè)的整合與擴(kuò)招,造成師資隊(duì)伍緊缺和教育資源(尤其是實(shí)踐教學(xué)資源)投入相對(duì)不足,在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了一些亟待解決的問題[3]。
1.1 實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容不夠完善
土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的形式是多樣化的,包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)以及實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)主要是針對(duì)一門課程進(jìn)行,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由于教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整,專業(yè)課學(xué)時(shí)壓縮使實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)減少,致使有些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)變成了課堂演示實(shí)驗(yàn),全部實(shí)驗(yàn)由教師演示多媒體課件,學(xué)生只是觀看瀏覽,實(shí)驗(yàn)仍停留在書本上,學(xué)生動(dòng)手操作的能力得不到有效鍛煉與提高。課程設(shè)計(jì)主要存在設(shè)置的內(nèi)容過于單一,在課程設(shè)計(jì)中學(xué)生存在抄襲現(xiàn)象,其創(chuàng)新意識(shí)得不到有效提升。實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)主要包括地質(zhì)實(shí)習(xí)、測(cè)量實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等多個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)多而渙散,內(nèi)容缺乏綜合性和系統(tǒng)性。在時(shí)間安排上,生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間過短,學(xué)生實(shí)習(xí)流于形式,系統(tǒng)性不強(qiáng)。另外,實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容難以與工程實(shí)際結(jié)合,有部分內(nèi)容滯后,脫離社會(huì)需求,學(xué)生缺乏對(duì)工程項(xiàng)目整體性、過程性的認(rèn)識(shí)和理解,教師難以對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練和全面檢驗(yàn),更談不上對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
1.2 師資匱乏嚴(yán)重影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量[4]
隨著學(xué)生的擴(kuò)招,學(xué)生人數(shù)成倍增加,給實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高帶來更大的困難。近年來,雖然高校不斷加大人才引進(jìn)力度,師資隊(duì)伍得到擴(kuò)充,但教師數(shù)量相對(duì)匱乏。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中,教師常常要同時(shí)指導(dǎo)很多的學(xué)生,學(xué)生難以與教師及時(shí)深入交流。在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中,由于招生規(guī)模的擴(kuò)大,聯(lián)系實(shí)習(xí)單位和教師指導(dǎo)的難度越來越高。實(shí)踐教學(xué)中,學(xué)生和教師之間缺乏及時(shí)和足夠的溝通交流,學(xué)生的疑惑得不到及時(shí)有效解答,嚴(yán)重影響了學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的提高。同時(shí),由于實(shí)踐指導(dǎo)教師相對(duì)較少,造成一些高校實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)管理松散,不能有效建立和落實(shí)一整套切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)管理制度和質(zhì)量保證體系,對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)管理與考核達(dá)不到細(xì)致嚴(yán)格的要求,實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量難以保證。
1.3 實(shí)踐教學(xué)資源投入的問題
教學(xué)資源投入不足一直是各高校面臨的突出問題,在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)顯得尤為明顯。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備購置、實(shí)驗(yàn)消耗材料和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面,部分高校由于教學(xué)資源投入不足,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在較大的困難。在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中,土木工程專業(yè)一般包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等,實(shí)習(xí)中需要投入的教學(xué)經(jīng)費(fèi)較大,而部分高校投入實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)相對(duì)較少,不能有效保證實(shí)習(xí)的質(zhì)量和時(shí)間。實(shí)踐教學(xué)資源不足已經(jīng)嚴(yán)重影響到實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。
1.4 實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)困難[3]
土木工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)較多,建設(shè)校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)基地,能在目前較大的教學(xué)規(guī)模下保證學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和工程素質(zhì),提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。實(shí)習(xí)基地能使學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中“看到、學(xué)到、做到”,實(shí)習(xí)基地的指導(dǎo)教師來自企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的第一線,有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)特的思維模式。這種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和思維模式將潛移默化地影響學(xué)生。由于土木工程項(xiàng)目的一次性、復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性特點(diǎn),長(zhǎng)期以來,高校對(duì)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所、設(shè)備和外出實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)的投入嚴(yán)重不足,于是傾向于與企業(yè)合作,尋求企業(yè)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的支持。由于校企雙方目標(biāo)不同,特別是企業(yè)受現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)環(huán)境與接納能力所限,很難投入一定的精力和財(cái)力來支持高校的教學(xué),即使學(xué)校能支付少量的費(fèi)用,企業(yè)也不愿意放手讓學(xué)生去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。除此之外,各方對(duì)于學(xué)生的安全責(zé)任也是制約企業(yè)支持實(shí)踐教學(xué)的一大瓶頸。
2 提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的方法與探索
2.1 優(yōu)化實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),提高教學(xué)質(zhì)量
實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié),土木工程專業(yè)實(shí)習(xí)一般包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和課程實(shí)習(xí)(如工程地質(zhì)實(shí)習(xí)、測(cè)量實(shí)習(xí)等)。在實(shí)習(xí)內(nèi)容制定時(shí),應(yīng)該緊密結(jié)合工程實(shí)際,拓寬學(xué)生的專業(yè)視野。如在工程測(cè)量實(shí)習(xí)中,測(cè)繪工程專業(yè)、工程地質(zhì)專業(yè)、土木工程專業(yè)都需要進(jìn)行,但在內(nèi)容安排方面應(yīng)該有所區(qū)分,土木工程專業(yè)測(cè)量實(shí)習(xí)內(nèi)容不能只停留在導(dǎo)線、高程、角度等方面,要結(jié)合工程項(xiàng)目或擬訂工程項(xiàng)目,使學(xué)生學(xué)會(huì)如何根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)行施工放線、場(chǎng)地測(cè)設(shè)、標(biāo)高控制、道路中線測(cè)設(shè)等方面的工作, 以提高學(xué)生適應(yīng)工程實(shí)際的能力,真正做到學(xué)以致用。生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)應(yīng)該深入生產(chǎn)企業(yè),讓學(xué)生深入生產(chǎn)一線,結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí),采用靈活多樣的方式進(jìn)行。此外,學(xué)??梢越?jīng)常舉辦小型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)大賽,讓學(xué)生真正參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、施工環(huán)節(jié)等,讓學(xué)生自己動(dòng)手,積極參與,切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程意識(shí)。
2.2 多方面、多層次開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的分析研究能力
土木工程專業(yè)實(shí)踐性很強(qiáng),要讓學(xué)生理解理論知識(shí),實(shí)驗(yàn)是不可缺少的實(shí)踐環(huán)節(jié)。土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)可分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)及研究性實(shí)驗(yàn)等3個(gè)層面。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)材料的物理、力學(xué)、化學(xué)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本原理和實(shí)驗(yàn)方法,熟悉土木工程專業(yè)常用儀器設(shè)備的操作,目的是提高學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基本技能、動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力。設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)是在指導(dǎo)教師和學(xué)生共同參與下,綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí),創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。旨在鍛煉學(xué)生的思維,讓他們熟練運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),提高創(chuàng)新意識(shí)。研究性實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)高年級(jí)的本科生或研究生開設(shè)的具有較強(qiáng)研究性、前沿性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,目的是提高學(xué)生的分析研究能力。許多高校土木工程專業(yè)都對(duì)學(xué)生開設(shè)有基礎(chǔ)教學(xué)性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn),通過多方面、多層次開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的分析研究能力。
2.3 加大師資隊(duì)伍建設(shè),保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量
實(shí)踐教學(xué)相對(duì)理論教學(xué)需要的師資力量更大,但目前許多高校師資隊(duì)伍嚴(yán)重不足。在土木工程專業(yè)中,要求畢業(yè)設(shè)計(jì)中每位教師指導(dǎo)的學(xué)生人數(shù)一般不能超過10人;課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)中每位教師指導(dǎo)的人數(shù)一般不能超過一個(gè)自然班(30人左右)。但許多高校師資力量相對(duì)較弱,難以保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。因此,切實(shí)加大師資隊(duì)伍建設(shè)是提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。加大師資隊(duì)伍建設(shè),確保合理的師生比,學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中有更多與教師溝通交流的時(shí)間,學(xué)生的疑惑可以得到及時(shí)解答,思維可以得到系統(tǒng)的訓(xùn)練,實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量得以穩(wěn)步提升。
3 結(jié)束語
隨著我國土木工程行業(yè)的飛速發(fā)展,高校人才培養(yǎng)應(yīng)該注重培養(yǎng)滿足國家戰(zhàn)略需求、滿足行業(yè)企業(yè)發(fā)展需求的人才,確立全面發(fā)展的人才培養(yǎng)理念,建立高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制,不斷提高學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐水平、創(chuàng)新能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)踐性教學(xué)作為土木工程專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),其教學(xué)質(zhì)量關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。在土木工程實(shí)踐性教學(xué)方面還存在許多不足,需要廣大高校教育工作者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和探索提高。
參考文獻(xiàn)
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目前土木工程研究的對(duì)象主要集中在以下幾個(gè)方面:
1.1高層建筑擁有全新的發(fā)展時(shí)期
目前在土木工程修建過程中,不僅原料、構(gòu)造方法、施工技術(shù)等方面有所變化,自動(dòng)化的施工方法也被普遍應(yīng)用,建筑規(guī)模也有所增大,建筑的數(shù)量不斷增多,而且高度也有所提升。我國很多城市的建筑水平已經(jīng)在世界排名中位于前列,高層建筑的發(fā)展形勢(shì)擁有了一個(gè)全新局面。
1.2目前土木工程發(fā)展情況,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面必然會(huì)有所變化
在許多情況下風(fēng)荷載和地震荷載已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素,因此大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系抗風(fēng)抗震的設(shè)計(jì)理論及其相關(guān)問題正在被極大的關(guān)注。相關(guān)的研究課題將包括設(shè)計(jì)地震動(dòng)及災(zāi)害性風(fēng)荷載的作用機(jī)理,特大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)體系及抗風(fēng)抗震。同時(shí),“以柔克剛”的抗震思想在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)中將進(jìn)一步得到體現(xiàn),現(xiàn)代振動(dòng)問題正在向著自適應(yīng)控制、智能控制、吸震減震技術(shù)研究方向發(fā)展,土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、災(zāi)害結(jié)構(gòu)相應(yīng)控制等基礎(chǔ)性的研究將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。
1.3土木工程發(fā)展關(guān)注重心將轉(zhuǎn)移地下施工建設(shè)與開發(fā)方面
隨著人口數(shù)量的不斷遞增,在世界范圍內(nèi)都出現(xiàn)空間資源利用緊張,所以開發(fā)利用地下資源將成為緩解空間緊張最有效的方法,無論是在其他國家還是國內(nèi)的發(fā)展城市中,地下施工建設(shè)和開發(fā)都成為城市發(fā)展的重點(diǎn)。目前,國內(nèi)城市應(yīng)用地下工程建設(shè)技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到世界先進(jìn)水平,這必將帶來地下空間合理利用的又一個(gè)起點(diǎn)。
二、科技信息化為土木工程發(fā)展帶來新的契機(jī)
隨著科技信息化的不斷進(jìn)步,也帶動(dòng)了其他行業(yè)的發(fā)展,這也是目前新形式下國家發(fā)展的方向。科技信息化就是利用科技設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代科技提升工程效率,并且最大限度的降低工程成本。通過科技信息化建設(shè)過程,使現(xiàn)代化的建設(shè)理念貫穿土木工程發(fā)展全過程,甚至在以往工程建筑技術(shù)難以完成的建筑工程。通過科技信息化在土木工程方面的擴(kuò)大應(yīng)用,不僅提升了建筑工藝,也擴(kuò)大了建筑領(lǐng)域,為土木工程的發(fā)展帶來了嶄新的機(jī)會(huì)。
2.1土木工程中的“三S”系統(tǒng)應(yīng)用與推廣
遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)的集成綜合,構(gòu)成整體,實(shí)時(shí),動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè),判別,分析應(yīng)用,在土木工程界已發(fā)揮了巨大的作用,并具有廣闊的前景。近年來提出的“數(shù)字城市”的要領(lǐng)就是在“三S”系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,即綜合應(yīng)用GIS、遙感、遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、及虛擬仿真對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù),顯然,“數(shù)字城市”是以數(shù)字化信息處理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為背景的技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的使用和全國推廣,必將把我國的城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營提升到一個(gè)新的水平。
2.2技術(shù)控制方式現(xiàn)在以及未來發(fā)展形勢(shì)
對(duì)于一個(gè)大型的復(fù)雜工程項(xiàng)目,可能需要多個(gè)成員甚至多個(gè)設(shè)計(jì)部門的參與和設(shè)計(jì),也需要其他的在線咨詢與協(xié)同工作,或由分布在不同的地域的設(shè)計(jì)人員,設(shè)計(jì)分支機(jī)構(gòu),協(xié)作單位或部門使用不同的軟硬件平臺(tái)和不同的設(shè)計(jì)手段在同一規(guī)定的時(shí)間段完成。針對(duì)電子數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的方便應(yīng)用,目前國外以開發(fā)出系列化的雙向無線電通訊設(shè)備,用于工地的聯(lián)絡(luò),以及利用GPS技術(shù)的人機(jī)通訊設(shè)備。信息技術(shù)的發(fā)展,已使得國際承包商可以克服地域的壁壘。
2.3土木工程的應(yīng)用離不開對(duì)于現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)
在傳統(tǒng)的土木工程中,人們不得不用一些平面圖紙,用特定的符號(hào)傳遞大量的信息和數(shù)據(jù),這種方法受到信息接收者的行業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)等的限制,而且隨著新時(shí)代土木工程的復(fù)雜程度的不斷提高,使得使用這種方法交流起來比較困難。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為土木工程中的交流提供了一種新的前景和手段。另一方面,它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算、施工過程的模擬等復(fù)雜計(jì)算過程中更有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化計(jì)算,可以將設(shè)計(jì)參數(shù)變化以后的結(jié)果直觀的顯示出來,在結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很大的飛躍。通過虛擬技術(shù)的應(yīng)用,將設(shè)計(jì)時(shí)間和施工時(shí)間相對(duì)縮短,空問相對(duì)縮小,通過計(jì)算機(jī)計(jì)算和人機(jī)交互,對(duì)最佳方案的選擇使得獲得最佳工期、最低費(fèi)用和對(duì)資源的最有效合理利用成為可能,對(duì)工程施工的質(zhì)量把握的更為準(zhǔn)確、科學(xué)。土木工程能夠使用的時(shí)間,以及在不同空間內(nèi)的發(fā)展,都成為科技人員重視的研究問題,環(huán)境對(duì)于建筑影響,以及結(jié)構(gòu)在不同空間內(nèi)有什么變化,也是未來一段時(shí)間的研究方向。而模擬技術(shù)的擴(kuò)大應(yīng)用,使這些熱點(diǎn)研究問題得到很好的控制和解決,土木工程的發(fā)展趨勢(shì)因?yàn)槟M技術(shù)應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)了更廣闊的空間。
三、結(jié)束語
作者:梁端雄 單位:湖北工業(yè)大學(xué)
伴隨土木工程的現(xiàn)代化發(fā)展,社會(huì)人口數(shù)量的持續(xù)增多,各類空間資源日趨緊張,為解決土地資源與空間資源的緊張問題,土木工程逐步關(guān)注了地下工程的開發(fā)與建設(shè),并令其成為有效解決上述問題的科學(xué)途徑。當(dāng)前世界規(guī)模最大的地下街工程為東京地下街,深度約為100m,而我國較多一線城市也逐步建設(shè)開發(fā)了地鐵服務(wù)系統(tǒng)并進(jìn)入到具體的項(xiàng)目實(shí)施階段。地下空間科學(xué)技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了飛速的提升與發(fā)展。當(dāng)前我國城市較多地下工程施工建設(shè)的主要方式包含暗挖、明挖、盾構(gòu)、蓋挖、注漿、凍結(jié)與沉管法等,該類技術(shù)逐步躋身國際領(lǐng)域先進(jìn)行列,并為地下空間土木工程開發(fā)提供了優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。土木工程的科學(xué)發(fā)展還進(jìn)一步推動(dòng)了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的廣泛應(yīng)用,令其逐步擴(kuò)大至大柱網(wǎng)、大跨度、大開間的高層與多層、斜拉橋與連續(xù)橋等結(jié)構(gòu)、大型預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)液池、儲(chǔ)倉、管樁、預(yù)應(yīng)力地錨等多重預(yù)應(yīng)力應(yīng)用結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。同時(shí)預(yù)應(yīng)力技術(shù)也逐步成為大型公共建筑、開間住宅的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù),有效解決了高、大、新、重建筑工程的建造設(shè)計(jì)難題,并發(fā)揮了獨(dú)特的作用。一般來講,人們通常習(xí)慣于用安全系數(shù)進(jìn)行土木工程指標(biāo)的客觀評(píng)價(jià),實(shí)則其僅僅是由確定的相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)的定值獲取,沒能全面考慮到相關(guān)設(shè)計(jì)變量之中包含的變異性,其特定的某一安全系數(shù)數(shù)值在不同的項(xiàng)目工程中也并不一定具有相同的作用意義。因此基于實(shí)際土木工程中包含的各類不確定性,對(duì)其展開隨機(jī)的可靠度衡量評(píng)估與力學(xué)分析也尤為重要,即土木工程應(yīng)繼續(xù)開展可靠度相關(guān)理論的應(yīng)用研究。
土木工程未來發(fā)展趨勢(shì)
1三S系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展。三S系統(tǒng)由HS遙感技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)系統(tǒng)與GPS全球定位技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成,可實(shí)時(shí)、整體、動(dòng)態(tài)的對(duì)地展開判別觀測(cè)、應(yīng)用分析,因此在土木工程領(lǐng)域該系統(tǒng)發(fā)揮了顯著的優(yōu)勢(shì)作用,同時(shí)具備廣闊的發(fā)展提升前景。數(shù)字化城市發(fā)展理念的提出正是基于這一三S系統(tǒng)發(fā)展而來,也就是說其綜合了遙感、GIS、遙測(cè)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)與仿真虛擬技術(shù)對(duì)城市各項(xiàng)功能機(jī)制、基礎(chǔ)設(shè)施展開自動(dòng)采集、發(fā)揮決策輔助作用并實(shí)施動(dòng)態(tài)化管理監(jiān)測(cè),很明顯,當(dāng)前數(shù)字化城市便是以該類數(shù)字化的處理信息技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為發(fā)展背景的科學(xué)服務(wù)技術(shù)系統(tǒng)。其逐步推廣與科學(xué)應(yīng)用勢(shì)必將我國城市運(yùn)營與規(guī)劃建設(shè)推向嶄新的高度,促進(jìn)其發(fā)展水平的持續(xù)提升。2單機(jī)方式順序科學(xué)轉(zhuǎn)變至網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制與并行設(shè)計(jì)。就復(fù)雜大型的項(xiàng)目工程來說,其很有可能需要較多設(shè)計(jì)部門、眾多成員的共同參與,同時(shí)還需要良好的協(xié)同合作并提供在線咨詢服務(wù),還可由不同地域分布的分支設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)人員、協(xié)作部門單位應(yīng)用多樣化平臺(tái)軟硬件與設(shè)計(jì)方式在相應(yīng)規(guī)定時(shí)段內(nèi)良好完成。為有效解決該類復(fù)雜系統(tǒng)問題應(yīng)良好的應(yīng)用開發(fā)土木工程設(shè)計(jì)的協(xié)同并行技術(shù)。另外,智能化建筑工程與檢測(cè)結(jié)構(gòu)亦是土木工程基于信息化發(fā)展背景的未來發(fā)展的趨勢(shì)。項(xiàng)目管理與電子數(shù)據(jù)同樣是土木工程實(shí)現(xiàn)信息化發(fā)展的趨勢(shì),工程建設(shè)施工是當(dāng)今土木工程應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要領(lǐng)域,基于系統(tǒng)復(fù)雜工程在施工階段中由報(bào)價(jià)投標(biāo)、預(yù)算到簽訂管理合同、評(píng)定分析質(zhì)量直至竣工驗(yàn)收各階段均需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)信息的處理,整體施工單位控制與輔助管理均會(huì)被納入至輔助計(jì)算機(jī)施工技術(shù)體系中。依據(jù)電子化數(shù)據(jù)查閱管理系統(tǒng)的應(yīng)用便利性,當(dāng)前國外開發(fā)研究出了無線電雙向通訊設(shè)備并廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)工地的互通聯(lián)絡(luò)與基于GPS科學(xué)技術(shù)創(chuàng)建人機(jī)通訊高效便利設(shè)備。當(dāng)前土木工程領(lǐng)域信息技術(shù)的跨越式發(fā)展已經(jīng)令國際承包商真正跨越了地域壁壘,實(shí)現(xiàn)了共享式、協(xié)同式、智能化的行業(yè)發(fā)展。3土木工程虛擬技術(shù)將實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)土木工程研究發(fā)展中人們只能應(yīng)用特定符號(hào)、平面圖紙進(jìn)行大量信息的傳遞,該類方式受到接收信息者知識(shí)結(jié)構(gòu)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)等的約束限制。伴隨土木工程項(xiàng)目新時(shí)期復(fù)雜程度的日益強(qiáng)化,令該類交流方式變得越發(fā)困難,因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步誕生,并為工程建設(shè)中的廣泛、交叉交流創(chuàng)造了新型實(shí)踐方式、拓寬了其發(fā)展前景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要將多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合,將抽象的符號(hào)與圖紙合理轉(zhuǎn)化為人們的現(xiàn)實(shí)直觀體會(huì)與感受,可以說是一類人機(jī)交互新型科學(xué)技術(shù),可為人們創(chuàng)造貼近現(xiàn)實(shí)、身臨其境的仿真虛擬環(huán)境,人們則好似在現(xiàn)實(shí)世界之中。今后土木工程領(lǐng)域,該類技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特征一方面會(huì)應(yīng)用于各類項(xiàng)目工程的投標(biāo)招標(biāo)領(lǐng)域,基于仿真虛擬環(huán)境將施工方式與過程很好展現(xiàn)出來。同時(shí)其在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的施工、計(jì)算等復(fù)雜過程的仿真模擬中更具有良好優(yōu)勢(shì)。可通過三維圖形計(jì)算機(jī)技術(shù)完成可視化計(jì)算,通過變化設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行直觀顯示,有利于縮短施工設(shè)計(jì)時(shí)空,選擇最佳方案并獲取最低費(fèi)用、最佳工期與最有效的資源,進(jìn)而科學(xué)準(zhǔn)確的控制土木工程整體建設(shè)水平與質(zhì)量。
綜上所述,隨著信息化社會(huì)的飛速發(fā)展土木工程實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,我們只有科學(xué)遵循其內(nèi)涵特征、發(fā)展現(xiàn)狀把握工程建設(shè)未來發(fā)展趨勢(shì)動(dòng)向、制定科學(xué)實(shí)踐發(fā)展策略,才能真正推進(jìn)土木工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。