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關鍵詞:工程地質(zhì);教學內(nèi)容;教學方法;土木工程
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)05-0106-02
改革開放三十多年來,各行各業(yè)大興土木,城市建設日新月異。要保證項目建設安全,需要對建設場地進行工程地質(zhì)條件勘察,才能進入設計、施工、建設階段??v觀世界各國的建筑工程事故,以地基基礎事故為主。地基基礎是建筑物的地下隱蔽工程,費用約占總造價的20%~25%,一旦出現(xiàn)事故不易覺察,修補處理較為困難,所需費用較高。實踐證明,地基基礎問題在相當程度上與工程地質(zhì)問題相關,是涉及人的生命和財產(chǎn)安全的大問題。而土木工程專業(yè)的畢業(yè)生大多從事工程設計、施工、監(jiān)理等工作,也有人進入相關領域從事工程地質(zhì)勘察設計、規(guī)劃和管理工作??梢?,具有良好的工程地質(zhì)知識對他們以后所從事的工作意義重大。
工程地質(zhì)學課程的特點
工程地質(zhì)學是研究人類的工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互關系的學科。它的任務是為各類工程建筑的規(guī)劃、設計、施工提供地質(zhì)依據(jù),以便從地質(zhì)條件上保證工程建筑的安全可靠、經(jīng)濟合理、使用方便、運行順利。為大型項目工程建設提供可行性研究報告,對擬建工程場地進行工程地質(zhì)條件評價,為地基基礎設計提供合理建議,對于場地存在的地質(zhì)問題在深入分析的基礎上提出處理措施,為地基加固工程的設計和施工提供依據(jù)。同時,還要研究評價由于工程興建引起的環(huán)境地質(zhì)問題,以及可能誘發(fā)的地質(zhì)災害對工程建筑本身及周圍環(huán)境的影響、如何及時消除安全隱患等問題。
對于土木工程專業(yè)而言,工程地質(zhì)學是一門專業(yè)基礎課程,主要培養(yǎng)學生閱讀地質(zhì)資料、查明和分析工程地質(zhì)條件、解決工程地質(zhì)問題的能力,工程技術人員必須能夠看懂地質(zhì)資料,必須清楚建設范圍內(nèi)的地質(zhì)條件,了解可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題及應該采取的防治措施。只有這樣,才能進行正確的設計和施工,才能有效保證建筑物的安全和穩(wěn)定。為后續(xù)的土力學、基礎工程等專業(yè)課程的學習奠定基礎,為以后所從事的工程建設工作提供相關專業(yè)知識。課程特點表現(xiàn)為:(1)教學內(nèi)容多,涉及多個學科。僅就土木工程專業(yè)而言,工程地質(zhì)學講授的主要內(nèi)容包括礦物與巖石、地質(zhì)作用和地質(zhì)年代,地質(zhì)構造,巖、土體的工程地質(zhì)性質(zhì),地下水,地貌及第四紀松散堆積物,不良地質(zhì)條件下的工程地質(zhì)問題,巖體工程穩(wěn)定性問題,巖土的工程地質(zhì)分級分類,工程地質(zhì)勘察等。該課程涉及礦物學、巖石學、構造地質(zhì)學、土質(zhì)學、土力學、巖石力學、動力工程地質(zhì)學、區(qū)域工程地質(zhì)學、工程地質(zhì)勘察、地基處理等相關內(nèi)容。(2)概念多,實踐性強。工程地質(zhì)學涉及許多名詞概念及專業(yè)術語,許多理論知識比較抽象,直接理解往往有一些困難,需要通過實驗、實習、實訓的途徑加以解決,表現(xiàn)出較強的實踐性。(3)學時不多。一般土木工程專業(yè)只有30~40個課時。由于教學內(nèi)容豐富、教學難度大,要上好這門課具有挑戰(zhàn)性。
土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學教學現(xiàn)狀
重視不夠 工程地質(zhì)學作為土木工程專業(yè)的基礎性學科,學生還沒有感覺到它的重要性,以為不是主要專業(yè)課程,在專業(yè)中的作用不大,導致學生不具備工程地質(zhì)方面的專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì),對以后所從事的工作造成不良影響。
部分內(nèi)容比較枯燥 初次接觸本課程的學生感覺比較陌生,由于工程地質(zhì)基礎知識理論性較強,概念多,與工程實際聯(lián)系較少,學生會感覺乏味,學習興趣降低。
野外地質(zhì)實習基地缺乏 工程地質(zhì)學實踐教學包括室內(nèi)實驗和野外實踐實訓教學。室內(nèi)實驗涉及土工方面的實驗及各類礦物、巖石標本實驗室、地質(zhì)構造模型室等,大部分高校都有。一般地質(zhì)類的工科高校都有野外固定的地質(zhì)實習基地,而對于大部分土木工程專業(yè)的高校來說,野外實習基地相對比較匱乏。由于實踐教學條件不足,使大部分土木工程專業(yè)的學生在短時間內(nèi)具有地質(zhì)學方面的感性知識往往是很困難的。
綜合利用多種教學
方法和手段提高教學質(zhì)量
隨著社會的發(fā)展和科學技術的不斷進步,多媒體、網(wǎng)絡技術已成為人們?nèi)粘W習、生活、工作交流的工具之一。傳統(tǒng)的授課方式也在逐漸發(fā)生改變,充分利用各種教學資源,采取多種教學方法和手段提高學習興趣和教學質(zhì)量成為關鍵。筆者通過多年教學實踐總結出以下幾點。
結合專業(yè)需要優(yōu)化教學內(nèi)容、精選整編教材 首先,應結合土木工程專業(yè)方向和專業(yè)需要,以及土木工程專業(yè)的學生以前從未接觸或很少接觸過工程地質(zhì)的有關知識的特點,通過本課程的學習,使學生能讀懂地質(zhì)資料,能夠利用地質(zhì)資料完成工程項目的設計、施工、監(jiān)理等工作。教學內(nèi)容不僅應包括工程地質(zhì)的基本理論知識,同時要重點突出實踐性教學環(huán)節(jié), 要在知識覆蓋面、深度、廣度上下工夫,不斷完善工程地質(zhì)學的教學內(nèi)容,保證學生在工程地質(zhì)學方面的專業(yè)素質(zhì),構建優(yōu)良的教學體系結構。任課教師可以根據(jù)教學內(nèi)容設計優(yōu)選教材。教材是教學的基礎,是教育思想、教學觀念、教學內(nèi)容、教學方法與手段的載體,是人才培養(yǎng)的依據(jù),只有使用高質(zhì)量的教材才能培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。由于工程地質(zhì)學教材很多,且各有特點,從中選出適合土木工程專業(yè)的理想教材至關重要。一本好的工程地質(zhì)學教材,不僅要涵蓋工程地質(zhì)領域的基礎知識,還要通俗易懂、重點突出,將整個工程地質(zhì)領域眾多基本理論和方法濃縮成系統(tǒng)性和專業(yè)性兼顧的知識體系。由于土木工程專業(yè)教學計劃的限制,適合自身專業(yè)特色的工程地質(zhì)學教材不多,因此,授課內(nèi)容不能僅僅局限于教材。優(yōu)化教學的方法是在查閱大量參考文獻基礎上,對教材內(nèi)容進行重新組織、加工精練、補充提高,及時汲取最新的研究成果和工程實例,加入工程地質(zhì)勘察新技術、新規(guī)范,積極整合優(yōu)秀教改成果,做到理論知識恰如其分地與具體工程實際緊密結合,使學生不出課堂就能夠把主要知識點與實際工程無縫對接,在有限的時間內(nèi)獲取盡可能多的知識。堅持以提高學生整體素質(zhì)為基礎,以培養(yǎng)學生綜合能力,特別是創(chuàng)新能力和實踐能力為主線,對教學內(nèi)容進行整合。
合理運用現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡技術提高教學效果 應用多媒體技術可以大大提高學生的學習興趣與效率,增加信息量。比如,在講“礦物與巖石”這一章節(jié)時,若僅采用傳統(tǒng)板書教學,很難講清楚,而且學生也難以理解、想象出各種礦物與巖石的特征,而利用多媒體將常見的礦物和巖石的真實圖片放在大屏幕上講解后,再進行室內(nèi)實習,學生很容易就能識別出常見礦物與巖石標本。同理,把地質(zhì)圖的閱讀、地質(zhì)災害的形成、預防與處理、地形地貌、地質(zhì)構造、常見工程事故及處理措施、工程地質(zhì)現(xiàn)場勘察技術等內(nèi)容采用圖片、聲音、動畫、文字、錄像的形式展現(xiàn)出來,可使學生有身臨其境的感覺??梢姸嗝襟w教學不僅可以擴大課堂教學的信息量,而且還能增強教學的直觀性、主動性,提高教學質(zhì)量。應構建課程教學網(wǎng)站,將教學內(nèi)容、教學大綱、教學方法、教學課件、錄像、實綱、作業(yè)練習、在線測試、交流、答疑等掛在校園網(wǎng)上供學生隨時查閱,為學生提供一個交互、開放式的理論與實踐結合的教學環(huán)境。同時,也為學生自主學習提供良好的教學平臺,彌補課堂教學課時少的缺點。
將理論教學與案例教學相結合 單純理論教學不能充分調(diào)動學生學習的積極性,因為聽課時間稍長,學生就容易疲憊,導致精神不集中。只有理論與案例教學結合,才能調(diào)動學生思維能動性,使學生在不知不覺中由傳統(tǒng)教學中的被動接受知識變?yōu)榉e極運用知識,有效提高學生的理論水平和實踐能力。將理論知識實踐化,其捷徑是采用工程實例分析,即案例教學。在教學中有針對性地運用適宜的工程實例資料,通過學生的獨立思考與集體協(xié)作,對具體實例進行分析、研究和討論。案例教學具有參與性、啟發(fā)性和時效性的特點。如對于常見的地震等地質(zhì)災害,先采用多媒體課件講授地震等地質(zhì)災害的成因、發(fā)生、發(fā)展以及結果和危害等,再通過如“5.12汶川地震”等地質(zhì)災害進行案例教學,學生會對授課內(nèi)容產(chǎn)生強烈的共鳴,并在短時間內(nèi)銘記于心。
創(chuàng)建完善的教學實習基地,加強實踐性教學環(huán)節(jié) 工程地質(zhì)學是一門實踐性比較強的課程,實踐性教學環(huán)節(jié)是該課程的重要組成部分,良好的實習條件是教學質(zhì)量的重要保證。實踐教學的基本任務就是讓學生親自接觸各種真實的地質(zhì)現(xiàn)象及工程地質(zhì)問題,并利用已學到的理論知識來考察、辨析它們,進而加深對課堂教學內(nèi)容的理解??筛鶕?jù)實綱要求,安排校內(nèi)實驗與野外實習。校內(nèi)實驗主要包括實驗室礦物與巖石標本觀察和地質(zhì)圖的閱讀等,是為了培養(yǎng)學生對常見礦物和巖石的識別能力,訓練學生地質(zhì)圖的讀圖能力。實驗內(nèi)容為:觀察標本、鑒別區(qū)分常見的造巖礦物與常見三大類巖石(巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖);通過閱讀地質(zhì)圖,要求學生講述圖上所表示的地形、地貌、地質(zhì)構造、地層巖性及其產(chǎn)狀、接觸關系等。每次實驗前根據(jù)實綱要求,教師制定實習任務,讓學生做預習,設計實驗方案。實習時以教師現(xiàn)場指導、教學示范、學生自主探究方式進行。比如,對礦物、巖石的鑒定及描述等方面,通過實物介紹、實習操作示范等,使學生在短時間掌握要領,順利完成實習任務。野外實習也是必不可少的教學環(huán)節(jié)。野外實習的內(nèi)容主要是進行各種地質(zhì)構造的野外觀察、地質(zhì)繪圖、工程地質(zhì)勘察,地質(zhì)資料的現(xiàn)場記錄整理等。教師在野外現(xiàn)場對實習內(nèi)容要點反復講解,示范操作要領、步驟;要求學生必須做到勤思考、勤動手、勤問、勤記錄,即勤于動手考察地質(zhì)現(xiàn)象、勤于思考產(chǎn)生這種地質(zhì)現(xiàn)象的內(nèi)外因素、勤于對某些問題進行較深入探索和研究。通過野外實踐環(huán)節(jié)鍛煉學生對自然地質(zhì)現(xiàn)象的觀察識別、動手能力、分析問題和解決問題的能力以及對原始數(shù)據(jù)資料的收集和編錄的能力,能夠讓學生懂得野外地質(zhì)工作的基本方法,在加深理解的基礎上學會分析土木工程與地質(zhì)的密切關系,熟悉土木工程建設中常見的地質(zhì)問題及處理方法,及時消化和鞏固所學的基本理論知識。此外,走出校門進行野外地質(zhì)實習,還可以培養(yǎng)土木工程專業(yè)學生吃苦耐勞、遵守紀律、團結協(xié)作等優(yōu)良品質(zhì),有利于增強學生體魄和意志力。
改變現(xiàn)有成績考核辦法 工程地質(zhì)成績分為兩個部分,即理論教學與實習、實訓成績。理論教學成績考核應多方面考核評定學生成績。其中,考試成績占60%(理論知識的考核應結合工程地質(zhì)學課本,以閉卷的形式考核基本知識、基本理論,要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成);平時成績占40%,其中,課堂教學成績考核占平時成績的15%(主要考查上課表現(xiàn));課后作業(yè)及論文等占平時成績的25%。這種考核方式注重學習過程的考核,可避免學生考前突擊記憶,考完后很快忘記的弊端,提高學習效果。在實習成績考核中,實習紀律占20%(考察學生實習是否缺席、遲到、早退等),集中實習占60%(其中原始記錄及實習表現(xiàn)占20%,實習報告占40%),同學之間相互考評成績占20%。這種考核方式有利于對實習全過程進行考評,促進學生的學習積極性。
多年來的教學實踐證明,在教學過程中不斷完善教學內(nèi)容,改進教學方法與手段,充分利用現(xiàn)代科技成果服務于教學,針對專業(yè)需要進行課程教學設計,堅持理論聯(lián)系實際,加強實踐性教學環(huán)節(jié),改革考核辦法有利于增強學生學習的興趣,有利于培養(yǎng)學生的動手能力和工程地質(zhì)方面,專業(yè)素質(zhì),為土木工程專業(yè)學生從事工程建設工作奠定良好的基礎。
參考文獻:
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土木工程專業(yè)具有很強的實踐性、社會性、綜合性、創(chuàng)新性和群體性[1],因而其培養(yǎng)目標是“培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設需要,德智體全面發(fā)展,掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創(chuàng)新精神的高級專門人才?!盵2]目前,我院正在深入地進行教學改革,以適應社會和用人單位對人才的要求,適應我院2002年升本后本科教育的要求,以體現(xiàn)我院辦學指導思想和辦學特點[3]。我院土木工程專業(yè)自2003年招收第一屆本科學生以來,一直在進行培養(yǎng)模式的研究和教學計劃的修訂。筆者結合幾年來專業(yè)建設工作,介紹我院2006級土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)教學計劃修訂情況。
1土木工程專業(yè)教學計劃的修訂與課程體系的整體優(yōu)化
目前,我國高校分為三類:重點高校、一般高校和高等??茖W校。我國土木工程專業(yè)人才的需求和培養(yǎng)可分為三個層次:第一層次是高級研究型人才,主要由名牌大學和重點大學培養(yǎng);第二層次是高級設計、施工管理人才,主要由一般本科院校培養(yǎng);第三層次是生產(chǎn)一線技術應用型人才,主要由高職??茖W校培養(yǎng)[4]。邵陽學院2002年升為一般本科院校,土木工程專業(yè)2003年興辦,辦學歷史短,教學經(jīng)驗積累少,無論從師資隊伍、辦學條件、科研能力,還是學生生源,都不具備培養(yǎng)高級研究型人才的條件;同時也不具備與辦學歷史較長的一般本科院校競爭的實力。根據(jù)土木工程專業(yè)在湖南省和全國所處的地位,將專業(yè)培養(yǎng)目標定位在培養(yǎng)懂設計、會施工、懂管理的高級技術應用型人才。據(jù)此,對我院土木工程專業(yè)課程體系進行整體優(yōu)化,制定了2006級教學計劃:⑴設置2個專業(yè)方向:建筑工程和道路與橋梁工程方向,制定“2.5+1+0.5”人才培養(yǎng)模式,即進行5個學期的專業(yè)通識(公共基礎課和專業(yè)基礎課)教育,2個學期的專業(yè)方向課教育,1個土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)教學計劃的研究文暢平(邵陽學院城市建設系湖南邵陽422000)摘要:以人才需求為目標,人才知識結構、能力結構為主線,結合專業(yè)建設實踐,以突出學生就業(yè)服務對象、突出學生工程實踐能力和職業(yè)能力的培養(yǎng)、突出實踐環(huán)節(jié)教學的地位作為制定教學計劃的依據(jù)和辦出特色的基礎,構建土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)教學體系,以培養(yǎng)應用型人才。關鍵詞:土木工程教學計劃培養(yǎng)目標實踐環(huán)節(jié)應用型人才學期的畢業(yè)實習和畢業(yè)設計(論文)。⑵拓寬專業(yè)基礎,建立土木工程專業(yè)“大平臺”課程體系。⑶建立“模塊”課程體系,實現(xiàn)課程整體優(yōu)化。
2以人才需求為目標,以人才知識結構、能力結構為主線,構建土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)教學體系
土木工程專業(yè)是最古老的工程類專業(yè),在世界上已有上百年的歷史,在社會發(fā)展的各個時期,都需要土木工程類專業(yè)人才。我國不少高校中的土木工程專業(yè)辦學歷史較長,辦學條件好,辦學經(jīng)驗豐富,生源素質(zhì)較高。我院土木工程專業(yè)2003年興辦,辦學歷史短,教學經(jīng)驗積累少,競爭實力弱。我們應正視自己的差距,找準自己的位置,揚長避短,辦出自己的特色。⑴土木工程專業(yè)人才需求現(xiàn)狀和人才知識、能力結構要求第一,人才需求呈多樣化趨勢。應用技術科技含量隨科技發(fā)展而增加,用人單位對人才的需求更加務實,更有針對性,也更加迫切,既需要研究型人才,更需要應用型人才,人才的需求呈明顯的多樣化趨勢。我院土木工程專業(yè)應順應這樣趨勢,建立以培養(yǎng)崗位能力為中心,注重學生的技術能力培養(yǎng)的辦學思路,在整個教學過程中始終以適應崗位需要為目的,使學生畢業(yè)后能很快適應土木工程各技術崗位工作的需要。第二,人才的專業(yè)知識面要寬。應用型人才服務的對象主要是基層企事業(yè)單位,這些單位的工作專業(yè)劃分不太細,且比較綜合,他們需要的不是研究型人才,而是工程一線技術把關的技術人才,要懂設計,會管理,這就要求技術人員知識面要寬。第三,土木工程實踐性、社會性、綜合性很強,是一個綜合性的系統(tǒng),培養(yǎng)的專業(yè)人才除了要有本專業(yè)各領域的技術知識外,還要有相應的管理和經(jīng)濟知識、人文社會科學理論知識和素養(yǎng),以及較強的計算機應用能力等。⑵構建土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)教學體系的思路社會和用人單位的人才需求和對人才知識、能力結構以及素質(zhì)要求,是我們構建實踐環(huán)節(jié)教學體系的依據(jù),也是我們教學培養(yǎng)方向。為此,我們強調(diào)三個突出:①突出學生就業(yè)服務對象。服務對象的需求就是我們的教學培養(yǎng)方向,體現(xiàn)在課程體系上,就是要突出施工類、管理類課程的地位。②突出學生工程實踐能力、職業(yè)能力的培養(yǎng)。土木工程專業(yè)的特點決定了人才的知識結構,更需要實踐經(jīng)驗的積累和創(chuàng)造力。當然,經(jīng)驗的培養(yǎng)和積累不是一朝一夕之事。所以,我們在制定教學計劃時,切實保證了各類課程實驗、實習、課程設計等工程訓練的時間,把計算機應用能力、管理和經(jīng)濟知識貫串其中。在實踐環(huán)節(jié)教學中,注意把工程教育和工程訓練統(tǒng)一起來。③突出實踐環(huán)節(jié)教學的地位。作為教學型高校,應以教學為中心,而我院土木工程專業(yè)應突出實踐環(huán)節(jié)教學的中心地位,既以技術基礎課的教學和實踐能力的培養(yǎng)為重點。在這方面我們有優(yōu)勢,第一,具有副高以上職稱的專業(yè)課教師基本上來自設計、施工、行業(yè)管理等部門,他們實踐經(jīng)驗豐富,事業(yè)心強,工作責任高;第二,這些教師能為實踐環(huán)節(jié)教學提供適宜的教學工地;第三,能夠較好地解決理論與實踐脫節(jié)的問題。⑶土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)課程體系土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)課程體系包括:①課程實驗類;②實習類;③課程設計類;④畢業(yè)設計(論文);⑤計算機應用類,包括貫串于實習、課程設計和畢業(yè)設計(論文)的計算機應用。超級秘書網(wǎng)
3階段性成果
從2002年起,多次對土木工程專業(yè)教學計劃進行了修訂,今年又進行了一次大的修訂,按照“2.5+1+0.5”人才培養(yǎng)模式,設計和優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)課程模塊,即“平臺”類實踐環(huán)節(jié);“課群組”類實踐環(huán)節(jié);“綜合”類實踐環(huán)節(jié)即畢業(yè)實習和畢業(yè)設計(論文)。⑴課程實驗類。占總學時約13%。包括大學物理實驗,普通化學實驗,材料力學實驗,測量實驗,土工實驗等。⑵實習類??傆?~7周,包括認識實習,工程地質(zhì)實習,生產(chǎn)實習,道路勘測實習等⑶課程設計類。總計10周,包括基礎工程課程設計,“課群組”類課程設計等。⑷綜合類??傆?6周,包括畢業(yè)實習和畢業(yè)設計(論文)。⑸計算機應用類。包括計算機文化類、技術基礎類,專業(yè)應用類等,課內(nèi)安排126學時,課外安排約360學時。
4結語
專業(yè)教學計劃體現(xiàn)了高校辦學指導思想,反映了高校辦學水平,“辦學不應該老圍著別人有什么,而應該想別人沒有什么,這樣才辦得出特色”[5]。突出學生就業(yè)服務對象、突出學生工程實踐能力和職業(yè)能力的培養(yǎng)、突出實踐環(huán)節(jié)教學的地位這三個“突出”是我們制定教學計劃的依據(jù),也應該成為我們辦出特色的基礎。
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1.著力引進和培養(yǎng)青年教師
1996年首次開設巖土工程本科班時,課程群只有7名核心教師(4名副教授,3名講師,1名博士)。1996年的師資力量明顯滿足不了培養(yǎng)學生工程能力和創(chuàng)新意識的需要。充分分析研究國內(nèi)外知名大學在巖土工程領域開展教學和科學研究的過程,借鑒其成功的經(jīng)驗,我們深刻認識到,建設一支相對穩(wěn)定、職稱、年齡、知識、學緣結構合理、愛崗敬業(yè)的高素質(zhì)的師資隊伍是提高教學質(zhì)量的基礎和保證。為了建設高素質(zhì)的教師隊伍,采取的具體措施為:一是密切聯(lián)系“211”和“985”高校,引進年輕博士,優(yōu)化教師隊伍結構。二是通過產(chǎn)學研相結合、加強教師出國進修,提高年輕教師的理論水平和工程實踐能力,激發(fā)青年教師的責任感和使命感,穩(wěn)定中青年骨干教師。三是發(fā)揮老教師的“傳、幫、帶”作用,瞄準博(碩)士生導師、教學名師、學科帶頭人、骨干教師、人才工程等標準,有的放矢,給每位中青年教師確立中長期目標,不斷提高核心教師的學術、教學水平,提升師資整體實力。18年來,我們通過上述3項措施進行師資隊伍建設。目前,師資隊伍中教授和博士比例分別達到57.89%和63.16%。其中,湖南省普通高校青年骨干教師4人,湖南省121人才工程人選4人,湖南省普通高校學科帶頭人后備人選1人,國家自然科學基金評審專家10人,中國博士后科學基金評審專家1人。
可以看出,目前師資隊伍在年齡、學位、職稱構成上比較合理,核心教師教學水平和學術水平提高很快,普遍具備團結協(xié)作、艱苦奮斗、朝氣向上的優(yōu)良精神,具有凝聚力,更具活力和創(chuàng)新精神。巖土工程課群核心教師形成了一支以中青年博士和教授為主體、老中青搭配合理、學歷層次高、職稱結構合理的一線教學隊伍,在知識、能力、年齡、職稱上有較強的互補性,有利于資源共享和業(yè)務能力的共同提高,也能通過老中青相結合促進教學工作的“傳、幫、帶”作用。在青年教師的培養(yǎng)過程中,我們采取如下措施提高教學質(zhì)量:第一,堅持崗前培訓制度、持證上崗制度、助課制度、試講制度,對青年教師實行導師制,由資歷較深的教學經(jīng)驗豐富的教師對青年教師予以具體的幫助和指導,并把它納入導師和青年教師的業(yè)務考核之中。第二,積極組織青年教師參加各項教學比賽活動,如組隊參加省多媒體課件制作大賽和學校青年教師教學比賽等,對培養(yǎng)青年教師起到了很好的作用。第三,創(chuàng)造條件、積極鼓勵年輕教師申報國家自然科學基金。
2.調(diào)整教學大綱
1996年,我們開設1個巖土工程教學班,將原來單一的“土力學”、“工程地質(zhì)”、“基礎工程”發(fā)展為“工程地質(zhì)”、“巖土工程勘察”、“土力學”、“基礎工程”、“地基處理”與“隧道工程”課程群,滿通和水利等工程建設的需要。調(diào)整教學大綱時,我們堅持“厚基礎、寬口徑、重實踐”原則,首先對學生講清基本概念、基本理論;其次增加了實踐學時;最后面向巖土工程班級時整合了教學內(nèi)容。剛開設“巖土工程勘察”、“地基處理”與“隧道工程”課程時,6門課程之間不同程度地存在部分內(nèi)容重復、課程之間的聯(lián)系不緊密等現(xiàn)象,系統(tǒng)性不強,難以激發(fā)學生的專業(yè)興趣,制約了學生的學習積極性和主動性。特別是,當時市場上還沒有《巖土工程勘察》和《地基處理》教材,教學內(nèi)容的取舍成為關鍵。以課程群的方式融合起來,整合了教學內(nèi)容,使學生加深了對專業(yè)的認識,緩和了教學內(nèi)容增多與學時減少之間的矛盾,縮短大學教學和工程建設之間的距離。例如,對巖土工程班級,將“工程地質(zhì)”中公路工程地質(zhì)勘測、“土力學”中土工試驗與原位測試結果的分析與利用調(diào)整到“巖土工程勘察”課程,將“基礎工程”中地基處理、特殊性地基上的基礎工程調(diào)整到“地基處理”課程。將該課程教學與課程設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計與注冊土木工程師(巖土)考試內(nèi)容緊密結合,實現(xiàn)了大學教學與社會需求相結合,實現(xiàn)了大學生與工程師或研究人員的對接。
3.合作或獨立編寫教材和著作
結合巖土工程課程群教學內(nèi)容的相互聯(lián)系、大學課程學時要求、在工程中的應用和發(fā)展情況,調(diào)整課堂教學內(nèi)容,編寫教材和著作,將取得的成果寫進教材和著作,將親歷的典型工程引入到多媒體課件中,通過教材和課件將教學內(nèi)容改革成果固化。具體措施如下:(1)結合教學和科研積累,獨立編寫教材和著作;(2)與“211”和“985”等兄弟院校和科研院所合作編寫教材;(3)吸收合作院校編寫的知名教材進入課堂。獨立編寫的8本教材和著作包括《巖土工程勘察》、《基礎工程》、《灌注樁檢測與處理》、《全國一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試(公路工程管理與實務)考前輔導資料》、《公路工程地基處理手冊》、《高速公路路基沉降預測及施工控制》、《現(xiàn)代土木工程》。
在新編教材中,適度引入案例和專業(yè)詞匯英漢對譯,提高學生綜合素質(zhì)和工程能力,提高了每堂課的凝聚力和出勤率。與兄弟院校和科研院所合作編寫的6本教材和著作包括與湖南科技大學合作編寫的《地基處理》和《隧道工程》教材(2008年,機械工業(yè)出版社)、與湖南大學、重慶大學、太原理工大學、大連大學合作編寫的《地基處理》教材(2010年,武漢理工大學出版社),與廣東省長大公路工程有限公司合作編寫的《新理念下山區(qū)高速公路建設實踐》和《新理念下山區(qū)高速公路建設管理》(2010年,人民交通出版社),與清華大學合作編寫的《公路土釘支護技術指南》(2006年,人民交通出版社),參編錢七虎院士編寫的《巖土工程師手冊》(2012年,人民交通出版社)。
4.開發(fā)與更新主干課程電子資源
巖土工程課程群的6門課程中,“工程地質(zhì)”、“土力學”、“基礎工程”是面向全校土木工程專業(yè)、水利工程專業(yè)開設的巖土工程類公認的3大支柱課程,每年受益學生超過1250人。全部課程實現(xiàn)了多媒體教學方式外,我們依托省、校精品課程平臺重點開發(fā)這3門課的電子資源,為學生構建網(wǎng)上學習環(huán)境。
5.改革專業(yè)課程考核模式
傳統(tǒng)的開卷或者閉卷筆試存在的弊端是難以杜絕舞弊現(xiàn)象,學生心存僥幸,不利于教學質(zhì)量和學生專業(yè)技能的提高,不利于建設優(yōu)良學風。況且,教學過程中,大學老師和學生的交流機會很少,學生難以感受到老師的指點和關愛。為此,我們探索了考試改革,期待通過師生互動交流、學生聯(lián)動(動手、動腦、動嘴),確保教學效果,培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)。
(1)“地基處理”課程采用“題庫抽題答辯+開卷筆試”考核新模式。隨著新校區(qū)投入使用后,新、老校區(qū)的空間距離導致老師和學生的交流機會很少。為了改善這種狀況,我們進行了探索,采用“上午抽題應答(占總成績的40%)、下午開卷筆試(占總成績的60%)”。抽題應答的具體做法是:考試之前幾周,老師將涵蓋課程的近100個最重要的問題列出來,讓學生找答案,考試時,讓全體同學在教室里按學號隨機從這近100個問題中按序號抽取1~2個問題作為自己的考試題目,然后走上講臺回答,接受同學們的質(zhì)疑、評判和老師點評。這種抽簽答辯與開卷筆試相結合的考核模式,注重學習過程,充分調(diào)動同學們的積極性、主動性和相互監(jiān)督作用,促進了老師對學生的言傳身教,效果很好,在學生中具有良好的口碑。很多學生與老師親近,積極參加教師的科研課題研究。
(2)“工程地質(zhì)”課程采用“節(jié)假日自主見習+開卷筆試”考核新模式。工程地質(zhì)知識抽象、枯燥,難記難學,影響學生的學習熱情,教學效果難以保證。瞄準該課程實踐性強的特點,注重改革教學方法和手段的同時,通過對考核內(nèi)容、方式和手段的改革實踐,結合效果分析,采用“節(jié)假日自主見習+開卷筆試”考試形式,促進優(yōu)良學風建設,有效提高了學生的綜合素質(zhì),增進相互了解和交流,激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新愿望。具體做法是:指導學生在節(jié)假日和周末去一些風景名勝或者自己的家鄉(xiāng)觀察分析地層、地質(zhì)構造、邊坡等現(xiàn)象,不明之處帶入課堂,結合平時小測試和課后分組討論,做到學以致用,計入總成績的40%。
6.改革實驗和實踐教學模式
實驗和實踐教學是工科人才培養(yǎng)方案中非常重要的環(huán)節(jié),是實現(xiàn)學生綜合能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)目標的關鍵教學過程,也是實施素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育最有效的方法和途徑。但是,1999年大學擴招以來,學生數(shù)量大幅度增長,實驗和實踐教學質(zhì)量出現(xiàn)滑坡,原有教學模式顯示出很多弊端,也給學風和教風帶來了不良影響。這些弊端主要體現(xiàn)在,實驗和實踐教學流于形式,教師監(jiān)管缺位,學生逃避、應付現(xiàn)象時有發(fā)生。我們開展了系列的實踐教學改革,改革的指導思想是:以點帶面,通過教師和學生的親情式合作和示范,引導并約束全體學生全程參與實驗和實踐。
通過改革,在課堂授課學時減少的情況下,實踐課學時得到了加強,如“土力學”課程實驗由8學時增加到16學時。實驗主要依托我校巖土與隧道工程實驗中心來完成。該中心是土木工程專業(yè)實驗教學中心國家級實驗教學示范中心的一部分,有完備的室內(nèi)實驗設施,建立了融實驗技能與工程綜合訓練于一體的實驗教學體系,在強調(diào)實驗基礎性的同時更注重實驗的應用性,在加強學生科學素質(zhì)、創(chuàng)新精神、動手能力培養(yǎng)的同時更注重綜合的工程訓練。工程地質(zhì)實習和巖土認識實習主要依托岳麓山、湘江兩岸、湖南省地質(zhì)博物館和長沙市軌道公司等實習基地以及產(chǎn)學研基地開展。
認識實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習重點采取了師傅帶徒制即導師制,具體措施為:(1)在進入專業(yè)基礎課期間,核心教師與三年級學生舉辦師生聯(lián)誼會,促進相互了解,為學生請教老師、老師關愛學生提供對接平臺。(2)凡是和教學內(nèi)容有聯(lián)系的工程類科研項目或技術服務項目均吸收學生參加,由導師(項目負責人)具體指導。尤其是技術服務項目中的測試、測量、分析計算等內(nèi)容讓學生參與完成。(3)利用學校內(nèi)的工程設計和勘測勘察單位的便利條件以及長期辦學所形成的良好的社會基礎,與工程單位建立穩(wěn)定的聯(lián)系機制,在較大工程項目中的一些施工環(huán)節(jié),導師隨時結合教學內(nèi)容強化學生的實踐性教學環(huán)節(jié)。這樣,每名同學都會經(jīng)歷參觀性實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習等一系列環(huán)節(jié)的工程鍛煉,都會參與到具體的工程實踐,獨立運用所學知識解決某一工程中的某些具體問題,提高實踐工作能力。每名本科生的畢業(yè)論文都結合具體的工程項目,一人一題,獨立完成。由于具有較強的實踐能力,畢業(yè)生不僅就業(yè)有保障,而且受到用人單位普遍好評。
7.加強產(chǎn)學研合作與交流
巖土工程最大特征就是實踐性強。加強產(chǎn)學研合作與交流,既提高教師科研和學術水平,又為學生搭建了工程實踐平臺。只有提高教師的科研和學術水平,才有可能把握課程群發(fā)展方向、引領學科的發(fā)展,不斷改進和優(yōu)化教學內(nèi)容、使專業(yè)培養(yǎng)更貼近實踐需求,更好地服務國民經(jīng)濟的發(fā)展。工程實踐有平臺,學生的工程實踐活動才能得到落實。具體措施包括加強與企業(yè)合作積極申請科研項目,加強學術交流和技術培訓、與兄弟院校合報課題。以國家自然科學基金申報為例,2006~2013年,我系(教研室)教師每年都有批準立項,其中2009年3項,2012年6項,2013年3項,取得較好的成績。
8.傾心指導大學生科學研究
教師科研引導學生研究性學習和創(chuàng)新實驗。近幾年來,教師指導學生承擔9項國家級、省級或校級大學生研究性學習與創(chuàng)新性實驗計劃項目,培養(yǎng)了學生的科研精神和創(chuàng)新意識。由于注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),近年來,指導學生公開發(fā)表科研論文7篇,申請專利2項,兩項成果獲得2011年全國土木工程專業(yè)本科生優(yōu)秀創(chuàng)新實踐成果二等獎。
二、實施效果
1.大學生工程能力和創(chuàng)新意識明顯提高,產(chǎn)生了良好的示范效應
通過18年的巖土工程課程群研究與建設積累,先后產(chǎn)生的成果集中體現(xiàn)于學生的培養(yǎng)質(zhì)量和特色。以巖土2008級(2012屆)為例,該屆共有56名學生,1人獲得學校第八屆“十佳大學生”(土木與建筑學院僅1人),并被錄取為北京交通大學研究生,9位同學參與獲得了國家級創(chuàng)新實驗項目、專利或者創(chuàng)新實踐成果二等獎,10位同學獲得了畢業(yè)生三好學生、優(yōu)秀畢業(yè)生或者優(yōu)秀學生干部,12位同學繼續(xù)攻讀碩士學位,其余同學全部走向工程建設第一線。巖土2008-1班獲得學校“示范班集體”、團支部獲得學校“五四紅旗團支部”、學院目標管理考核示范班集體,贏得了良好的口碑。
2.編寫的一批教材、著作和規(guī)范被同行使用,反響良好
獨立或合作編寫的教材和著作均作為教材或者教學參考書,拓寬了學生的知識面,并被同行采用。例如,《巖土工程勘察技術與應用》已在省內(nèi)高校使用,并且成為一線勘察技術人員的“拐杖”,《地基處理》和《隧道工程》在出版當年就投入課堂。
3.發(fā)表的教學改革論文被同行引用并借鑒,并參加全國性教學研討
課群建設期間,發(fā)表了10篇教學改革論文,為同行的教學改革提供了借鑒,且注重參加全國性教學交流與研討。例如,參加了全國第一、二屆土力學教學研討會。
三、結論
關鍵詞:土木工程;教學策略;專業(yè)課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)01-0075-04
土木工程是一門綜合性、實踐性和應用性很強的學科,涉及諸多的學科領域。早期,土木工程是通過工程實踐,在總結經(jīng)驗,吸取教訓的基礎上發(fā)展起來的。土木工程的發(fā)展,實踐先于理論,至今仍有不少工程問題在很大程度上仍然依靠實踐經(jīng)驗,主要有兩個原因:一是有些客觀存在過于復雜,難以如實地進行室內(nèi)實驗、現(xiàn)場測試和理論分析。例如,地下工程的受力和變形狀態(tài)及其隨時間的變化規(guī)律,至今還需要參考工程經(jīng)驗進行分析。二是只有面對新的工程實踐檢驗,才能揭示新的問題。例如,高層建筑的興起導致抗風問題更加突出,才能發(fā)展出高層土木工程抗風新理論和技術;汶川大地震中教學樓倒塌造成大量的人員傷亡,這類建筑的抗震重要性凸顯,才使教學樓等人群密集建筑的抗震級別提高。
土木工程專業(yè)課程雖然包含結構力學、混凝土結構、鋼結構、工程地質(zhì)、土木工程施工、工程測量、地基基礎、隧道工程等許多課程,這些課程雖然知識內(nèi)容各有不同,但都具備綜合性、實踐性和應用性強,重視技能等共性,在教學策略上,需要關注這些共性,在實踐教學中利用這些共性,提高教學質(zhì)量和效果。
一、教學策略的內(nèi)涵
教學是教師和學生之間教與學所形成的培養(yǎng)活動,是一項有目的、有計劃、有組織的活動。在教學中,教師引導學生積極學習知識和技能,促進學生多方面素質(zhì)的提高,使其成才。
教學策略是在教學過程中實施的方案。教學策略為實現(xiàn)某一教學目標而制定,包括合理組織教學過程,選擇具體的教學手段,制定教師與學生所遵守的教學行為程序。教學策略是教學思想、方法模式、技術手段三方面動因的集成,是教學思維對其三方面動因而進行思維策略加工形成的方法或模式。
國內(nèi)外學者對教學策略有很多定義,教學策略的含義所指不同,各個研究者的認識也不一樣。
教學策略的目的性及其整體結構在文獻[1]中得到強調(diào)。教師在教學過程中,為達到一定教學目標而采取的一系列相對系統(tǒng)的行為被定義為教學策略[1]。文獻[2]從教學策略的使用角度闡述教學策略,指出教學策略是關于有效解決教學問題方法、技術的操作原則與程序的知識總和。包括三方面的內(nèi)容,一是解決教學問題的方法和技術,二是這些方法技術的使用,三是在利用過程中的要求和有目的、有計劃的步驟[2]。文獻[3]從教學的靜態(tài)和動態(tài)兩方面考慮,注重教學策略在教學過程中的實施技術,指出教學策略具有動態(tài)的教學活動維度和靜態(tài)的內(nèi)容構成維度,關鍵是指出了在動態(tài)的教學活動維度層面上,教師為提高教學質(zhì)量有意識地選擇、計劃教學方式、方法以及靈活處理的過程[3]。
盡管諸多學者對教學策略的內(nèi)涵有不同的認識和理解,但人們將教學策略通常理解為:教學策略是指在不同的教學條件下,為達到不同的教學結果所采用的手段和謀略,具體體現(xiàn)在教與學的交互活動中。
筆者認為,教學策略是指在不同的專業(yè)背景下,不同的教學對象和教學條件下,為保證教學質(zhì)量而在教學過程中采用的不同方式、手段,以及對教學內(nèi)容的安排、教學形式的確定、教學方法的采用等,是在教學過程中的指導思想。
二、土木工程專業(yè)課教學策略類型及其運用
關于教學策略的類型,以往研究者歸納了很多,比如自主式教學策略、替代式教學策略、合作式教學策略、競爭式教學策略、學徒式教學策略、評價策略,等等。這些策略在土木工程課程教學中能不能適用,分別能用在哪些方面,值得研究。根據(jù)土木工程專業(yè)課程特點,可以歸納如下適用教學策略類型。
(一)自主式教學策略
讓學生自己尋找教學目標,安排學習,并從教學中建構具有個人風格的學習方法,讓學生在學習過程中處于主動處理教學信息的地位。
這種策略可以把信息與學生的認知結構聯(lián)系起來,使學生主動學習,深入探討,從而提高學習能力,效果較好。但存在的不足也是明顯的,如目標設計不妥,可能導致認知超載或情緒低落,學習效果差。這種策略成功的前提是,學生已具有所學課程的相關知識。對學生的基礎要求較高,適于學習成績較好并自我學習能力較強的學生。在理論性較強的土木工程專業(yè)課教學環(huán)節(jié)中,可采用自主式教學策略,給出較多時間讓學生查閱資料,教師重點解決自學過程中遇到的難點,提高學生自學能力。這種策略在知識性較強的課程中能較好地適用,比如地下空間開發(fā)、土木工程概論、工程地質(zhì)等課程。
(二)替代式教學策略
在傳統(tǒng)教學中常使用這種策略。該策略主要給學生提出教學目標,備課過程中組織和提煉教學內(nèi)容,安排教學順序,指導學生學習。
這種策略比自主式教學策略效率高,能使學生在短期內(nèi)學習更多內(nèi)容,但這種策略學生智力投入少,學習深度不如自主式策略好。由于教學安排過于密集,學生在學習中主動思考的時間少,因而難以調(diào)動學生的學習興趣,制約了學生的自我學習能力。在教學對象上這種教學策略適用于學習被動、自學能力一般的學生。這種策略在理論性較強的課程中能較好適用,如理論力學、材料力學、結構力學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等課程。
(三)合作式教學策略
課堂教學中的合作行為,是指學生之間為了達到某一共同目標而彼此配合、相互協(xié)助的一種聯(lián)合行動,該策略的基本形式是小組學習。
小組學習體系的幾個優(yōu)越性:
(1)學生能夠發(fā)揮自己的最高水平;
(2)能促進學生之間互相幫助、共同提高;
(3)能加強學生間的感情溝通,改善關系,建立起良好的友誼。
該策略強調(diào)學習小組每個成員都能積極地參與學習活動,學習任務和內(nèi)容由共同學習的伙伴分擔,學習中遇到的問題比較容易解決。
但也存在一些缺點,如組內(nèi)成員的意見不一致、分歧爭論,造成內(nèi)耗,浪費時間和精力;小組進行討論時,一些不愿承擔責任的組員推卸責任,或是在活動中不積極配合,影響學習積極性,降低效率,傷害感情。在土木工程專業(yè)課畢業(yè)設計(論文)、課程設計的教學環(huán)節(jié),大學物理實驗、工程力學實驗中,可采用小組學習策略,給學生充分討論交流的空間,共同解決學習過程中遇到的困難,提高團隊合作精神。通過這種教學策略,后勤工程學院積極支持土木工程專業(yè)的本科生參加各種類型的國家級科技文化競賽活動,土木工程專業(yè)學生先后獲得全國大學生數(shù)學建模競賽一等獎、全國大學生建筑設計競賽優(yōu)秀獎、全國周培源大學生力學競賽二等獎等。通過開展這些活動,促進教與學之間的良性循環(huán),既有利于學生提高團隊意識,也提升了學校的辦學水平。
(四)學徒制策略
學徒制培養(yǎng)了無以數(shù)計的能工巧匠,創(chuàng)造了燦爛的人類文明,對技術的發(fā)展、傳遞以及社會的進步作出了不可磨滅的貢獻。但由于這種教學策略偏重實際操作技術,忽視基礎理論知識,不利于大批量人才培養(yǎng),因而“認知學徒制”應運而生。學習應該具有一定目標,學生可以在其中主動提出、分析、解決問題,并在必要時獲得支撐。認知學徒制的教學方式可以讓學生在真實的情境中通過對教師活動的觀察、模仿主動學習,適用于土木工程中實踐性強的課程。這種策略與實踐教學息息相關,關于實踐教學的研究,在文獻[4]中有所研究。后勤工程學院開展了“學分制導師”制度,通過對教師個人的考評,確認導師資格,學生通過校園網(wǎng)了解導師基本情況,教師在全體學生面前自我介紹,學生自主選擇教師作為本科四年的導師。導師與學生保持聯(lián)系,教師在思想上對學生進行指導,在一些實踐活動中,教師帶學生參加學習,學生也能以教師為榜樣,學習其閃光點,教師在傳授學生知識的同時對引導學生價值觀和人生觀也起到了積極作用。在實踐性較強的土木工程專業(yè)課教學環(huán)節(jié)中,可采用這種教學策略,其他課程實踐性較強的環(huán)節(jié)可結合模型或?qū)嶋H工程,在工地上集中講解。這種策略在實踐性強的課程中尤其重要,如測量實習、施工實習、認識實習等課程。
(五)評價策略
人們總是存在一種被他人認可的期望。教師對學生的肯定和積極評價是學生前進的動力,使他們葆有學習熱情。評價策略是一種適用性最為廣泛的教學策略。
當一個人不僅認識世界,而且在認識自我的時候,就能形成興趣。沒有自我肯定的體驗,就不可能有對知識的真正興趣(蘇霍姆林斯基)。
很多大學生的熱情不高,甚至毫無熱情,厭煩讀書。原因是多方面的,他們感覺不到苦中有樂,未體驗到先苦后甜的感覺。另一個重要原因是,教師在教學中不能及時肯定學生的學習成績和興趣愛好,對學生的學習活動不注意,不懂得正確的評價。教師恰到好處的評價,能使學生受到啟發(fā)和鼓舞,精神上得到滿足,從而調(diào)動了他們學習的積極性和進取心。這無論是從心理學的情感認識過程和情感需要分析,還是從教育學的教育目的和審美教育檢驗,及時評價最直接地對學生起到催化教育的作用。
三、土木工程專業(yè)課教學策略的側重點
在教學過程中沒有哪一個教學策略是可以通用的。每一個教學策略的采用都要考慮實際問題、教學內(nèi)容以及教學目標。教師只有在教學實踐中不斷探索,使自己成為教學實踐的研究者,才能找出適合于所任學科、所教學生及自己個性風格的教學策略[5]。針對土木工程專業(yè)課程的特點,教學策略應該強調(diào)以下特點。
(1)土木工程教學中往往以培養(yǎng)土木工程師為目的。在教學過程中需要考慮實際課程的設置目的,土木工程涵義廣泛,有的培養(yǎng)施工為主的工程師,有的培養(yǎng)設計為主的工程師,有的培養(yǎng)工程管理人員,有的培養(yǎng)土木工程研究人員。在選擇教學策略時應充分考慮上述不同,在教學過程中分別對待,并制定相關的教學策略。
(2)在教學的過程中,應統(tǒng)觀教學全過程,綜合考慮在教學過程中涉及的各個方面,教學策略的制定應體現(xiàn)較為完整的結構功能。土木工程基礎課程(包括結構力學、理論力學、材料力學等)的教學策略應考慮后續(xù)專業(yè)基礎課的內(nèi)容,而專業(yè)基礎課(包括混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理等)的教學策略又應注意后續(xù)專業(yè)課的需要,重點在教學內(nèi)容、教學重點上取舍和安排。后續(xù)專業(yè)課程可能利用到哪些知識,學生在學習過程中可能遇到什么困難,都應該想到,并在教學策略中得以體現(xiàn)。專業(yè)課的教學策略應注重學員的能力培養(yǎng),培養(yǎng)學生如何利用所學知識解決在實際工程中遇到的問題,以及讓學生了解在遇到實際問題時采用哪些方法和手段、如何思考實際問題等。工程案例學習可以很好地體現(xiàn)這一方面。
(3)制定好的教學策略應該在操作層面上具有靈活性。土木工程類的課程一般都與實際工作比較接近。在實際工程中遇到的情況往往是千變?nèi)f化的,不能只注重一個層面或一個方面的講解
,應注重理論聯(lián)系實際,并將理論知識應用于實際工程。注重教學過程的理論講解,達到講一個案例掌握一類工程的目的。如何體現(xiàn)教學策略的靈活性是土木工程類學科教學策略的關鍵。
(4)由于學生層次不同,在教學過程中可能會發(fā)現(xiàn)原本認為比較容易理解的內(nèi)容,學生掌握起來很難。這個時候就需要強調(diào)教學策略的調(diào)控性。在教學過程中原本制定好的教學策略應考慮在實施過程中可能出現(xiàn)的偏差。教和學是一個互動的過程,教師在采用已經(jīng)制定好的教學策略時,并不一定完全適合所有學生。土木工程類的課程充分體現(xiàn)了這一點。經(jīng)驗性的公式在專業(yè)課中較多,有些可能找不到理論依據(jù),不易理解。在采用合適的教學策略時,應注重策略調(diào)控性,原本制定好的替代式教學可能沒有自主式更有效,而有些可能采用學徒式又更合適。
(5)土木工程專業(yè)課程教學策略處于教學策略制定的課程級、指導科目級、單元級和要案級。制定好土木工程專業(yè)課程教學策略對后續(xù)的低層次教學策略尤為重要。土木工程的培養(yǎng)目標決定了該課程教學策略的制定:培養(yǎng)以設計為主的工程師應注重設計過程中的相關建筑規(guī)范教學內(nèi)容,培養(yǎng)以施工技術和管理為主的工程師則應注重先進施工技術和先進管理理念。在教學策略層面上應充分體現(xiàn)。同時在教學手段和方法上不同的教學目的也要求采用不同的教學策略,比如,培養(yǎng)以設計為主的工程師可以采用理論推演和具體化的教學手段,而培養(yǎng)以施工為主的工程師則多以實踐經(jīng)驗的概括和總結方式進行教學。
四、教學策略評價
教學策略的研究目的主要是提高教學效率和提高教學質(zhì)量,保證以較少的教學時間取得良好的教學效果。在實際教學過程中,如何制訂或選擇教學策略,需要考慮教學過程的效率,力爭節(jié)省教學時間,提高教學效率。成功的教學策略低耗高效,保證學生學得輕松,教師教得自如。
教學策略評價主要包含三方面內(nèi)容:效果、效率和效益。效果主要指對教學活動結果與預期教學目標的吻合程度的評價,主要通過考察學生的學習效果衡量,可在考試成績中得到體現(xiàn),這一點土木工程類課程與其他課程具有相同的特點;而教學效率則主要為教學產(chǎn)出(效果)和教學投入之比,或有效教學時間與實際教學時間之比;教學效益主要指教學活動的收益和教學活動價值的實現(xiàn)。上述三點和教師是否采取否有效的教學策略有直接關系。
土木工程的教學策略評價,可以從上述三方面體現(xiàn),但由于土木工程專業(yè)的特殊性和專業(yè)性,在對采用的教學策略進行評價時,考試成績和其他方法不能完全體現(xiàn)和準確評價。比如,注重設計知識的掌握可能需要以實際工程的設計水平和設計圖紙的完整性和內(nèi)容的科學性來體現(xiàn),而注重施工知識的可能需要給一個實際工程案例,考核學生運用所學知識的能力,兩者的差別較大。在實際的教學策略評價中應考慮到土木工程課程的特殊性和專業(yè)方向性。
五、結語
土木工程專業(yè)課程的教學效果如何,能否提高專業(yè)整體教學質(zhì)量,與教師在面對不同專業(yè)課程時采取的不同教學策略有著直接的關系。教學策略研究,對促進該專業(yè)課程的教學改革有重要意義。土木工程專業(yè)課程教學策略采用學徒式較適合,而在課程設計和應用方面則合作式較合適。土木工程專業(yè)課的教學策略評價需要注意教學目的。林林總總的策略如何選擇和發(fā)揮,較好地運用在所從事的專業(yè)教學課程里,面對具體的課程,如何與時俱進地創(chuàng)新,形成與課程相適應的新教學策略,是高校教師在教學中永恒不變的課題。
參考文獻:
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[5] 蘇義林.教學策略研究[J].甘肅聯(lián)合大學學報:社會科學版,2010,26(1):121-124.
Teaching strategies for professional courses of civil engineering
WANG Ping1,2, HUANG Hai-bin1,2, ZHANG Li1, ZEN Xiang-rong1, CHEN Jin1, LEI Yun-bo1
(1. Department of Architecture & Civil Engineering, Logistical Engineering University, Chongqing 401331, P. R. China;
2. Department of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 401300, P. R. China)
關鍵詞:巖土工程勘察,問題,措施
巖土工程勘察是地基設計的基礎,主要是為建(構)筑物基礎設計,地基處理和施工提供詳細的工程地質(zhì)資料和技術參數(shù)。而巖土參數(shù)的合理提供關系到基礎設計安全性、經(jīng)濟性和可行性。而由于對巖土工程勘察的重視度不夠,在實際的勘察工作中存在著各種各樣的問題,本文僅就野外勘探工作和巖土工程分析評價中的問題進行分析,并提出相應的措施,旨在糾正巖土勘察中的不規(guī)范行為,提高巖土工程勘察的質(zhì)量,為地基處理和施工提供準確、詳細的工程地質(zhì)資料和技術參數(shù)。
1.巖土工程勘察中常見問題
1.1野外勘探工作
巖土工程勘察一般時間短、任務重且突擊性強,若勘探前沒有綜合周密的計劃,等發(fā)現(xiàn)問題時野外勘察工作已基本完成,若重新補充勘探工作事必會事倍功半。這集中表現(xiàn)在以下幾方面。
(1)勘探點布設:基礎形式及結構形式不同,勘探深度不同。如:一般5~6層磚混結構住宅,勘探孔深15m基本可滿足要求,而5層框架結構商場由于柱網(wǎng)的柱荷載大,基礎面積大甚至可能采用樁基,則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質(zhì)性質(zhì)不同,勘探深度不同。如:埋藏較淺且工程地質(zhì)性質(zhì)好的密實碎石土及基巖地區(qū)勘探孔深度較淺,而工程地質(zhì)性質(zhì)差的淤泥及松散雜填土地區(qū)勘探孔深度較深,這就要求在勘探前對勘探區(qū)域地層大致情況有所了解,做到有的放矢。地基復雜程度不同,勘探點密度不同。免費論文。遇復雜地基情況,應按規(guī)范要求加密勘探點,不能局限于經(jīng)濟或時間等因素而堅持原勘探方案不變,否則難以查明場地工程地質(zhì)情況,埋下工程隱患。這種情況在工勘市場競爭劇烈而盲目壓價的地區(qū)較嚴重。
(2)野外地層的劃分:野外地層的正確劃分是室內(nèi)資料整理的關鍵因素,對較大型的工程,由于施工多采取多鉆機平行作業(yè)形式,技術人員較多,各勘探班組往往各行其是,最后資料匯總后難以統(tǒng)一,給室內(nèi)整理帶來很大困難,為避免這種問題應將所有技術人員首先集中到一起共同勘探一到兩個鉆孔,統(tǒng)一編錄形式,并派專人現(xiàn)場負責勘探區(qū)域整體野外分層連線,發(fā)現(xiàn)異常及時處理,只有這樣才能更好地保證勘探質(zhì)量。
(3)原位測試:原位測試應嚴格按規(guī)范進行,在施工中常會出現(xiàn)一些所謂“捷徑”:靜力觸探按規(guī)定應定深調(diào)零以減少零漂,有時圖省事不按要求調(diào)零,造成數(shù)據(jù)采集不準,尤其在氣溫與地溫相差較大冬天、夏天觸探指標相差更大。標準貫入試驗不按規(guī)定進行桿長和孔深校正,在縮徑和孔底有殘留時,不能及時發(fā)現(xiàn)標貫器沒落至應測試孔底位置,造成標貫數(shù)據(jù)嚴重失真。重型及超重型動力觸探按規(guī)定需連續(xù)貫入,并定深旋轉觸探桿(以減小側摩阻),但在施工時由于連續(xù)貫入比較緩慢,且起桿困難或局部地段錘擊不進而放棄連續(xù)貫入,使得對碎石土評價本來就缺乏相應手段的觸探指標數(shù)據(jù)不夠詳實,因而造成對碎石類土的評價困難。
1.2巖土工程分析評價
(1)地基均勻性評價
高層建筑地基均勻性評價按《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-2004之規(guī)定進行,但對一般建筑,GB50021-2001規(guī)定要求進行地基均勻性評價,但沒有給出相應的評價方法進行評價,許多單位參考高層建筑地基均勻性評價的方法進行評價,目前,許多專家認為這種評價方法不太合理,需要各地區(qū)定制相應的評價方法。
(2)地基承載力特征值的確定
我國幅員遼闊,土質(zhì)條件各異,用查表法按GBJ7-89規(guī)范確定地基土承載力值在大多數(shù)地區(qū)可能適合或保守,也可能在某些地區(qū)會不安全,故GB5007-2002取消了按表格查取承載力的辦法,但大多地區(qū)仍在采用,因為很多地區(qū)的經(jīng)驗不足,沒有能夠建立起自己的成熟經(jīng)驗,基本上仍是各勘察單位各自為政,沿用89規(guī)范,更有甚者,故意利用所謂地區(qū)經(jīng)驗,逃避責任,降低承
載力指標,造成工程浪費。
(3)地震效應問題
對丙類建筑可依據(jù)地層f值估算場地地層剪切波速,但對重要建筑必須進行波速測試。但有的勘察單位用一句“根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗”來確定覆蓋層厚度,判定場地類別,這將對工程的抗震造價有很大的影響。另外,地基處理后剪切波速、場地地基土類別及場地類別是否會發(fā)生變化呢,這在巖土工程評價中很少給予重視。對飽和粉土或砂土進行液化初判時,地下水位的選取應為設計基準期內(nèi)年平均最高水位,也可按近期內(nèi)年最高水位采用,但很多單位則采用勘探時量測的水位,這是不合理的。
(4)基礎方案的選擇
在基礎方案的選擇上,勘察人員應同設計人共同分析研究,從多個可行方案中選取既經(jīng)濟又合理的方案?,F(xiàn)大多勘察單位圖省事,既不與設計協(xié)商,也不多考慮工程造價,僅提供單一的基礎方案,設計方也不問原由,拿起就用,可能給工程造價造成很大的影響。另外,基礎方案的選擇應依據(jù)場地地層情況,并結合地區(qū)經(jīng)驗兩方面綜合分析,忽視任何一方面均可能造成錯誤。免費論文。
2.巖土工程勘察中常見問題的原因分析
以上對巖土工程勘察中幾個常見問題進行了探討,究其原因,主要與以下幾個因素有關。
2.1勘察市場不規(guī)范
《建筑工程勘察質(zhì)量管理辦法》第五條、第六條對勘察收費和承攬業(yè)務有明確規(guī)定。但勘察單位沒有嚴格執(zhí)行國家收費標準,互相壓價,互相競爭,中標的勘察費很低,致使勘察工作粗糙,勘察手段選擇不合理和布孔不規(guī)范,巖土工程勘察在深度和廣度上還沒有真正達到規(guī)范的要求,所以難以滿足規(guī)范和設計要求。
2.2權責不明確
《建筑工程勘察質(zhì)量管理辦法》第十六條對觀測員、試驗員、記錄員、機長等現(xiàn)場作業(yè)人員應當接受專業(yè)培訓,方可上崗的規(guī)定。但目前勘察單位大量雇傭農(nóng)民工,而這些人員又不懂勘察,又未經(jīng)過專業(yè)培訓和教育,就承擔起開鉆機、取樣、測試、量測地下水位,甚至還做起了野外對土層鑒定與記錄等重要工作。這樣就難免會出現(xiàn)原位測試、地下水位量測等諸多野外作業(yè)的不規(guī)范,難以保證勘察質(zhì)量。因此對從業(yè)人員的必須經(jīng)專業(yè)培訓和教育,取得合格證后方可上崗操作。
2.3缺乏巖土工程專業(yè)人才
專業(yè)的技術人才是對巖土工程正確分析評價的關鍵。未經(jīng)專業(yè)培訓和教育的人在搞勘察,就會導致地基評價力度不足,基礎設計參數(shù)偏于保守,造成工程的浪費。因此勘察工程項目的負責人,審核人,審定人,國家也應劃定門檻,讓真正懂行的人員擔當,這樣才能提高勘察隊伍的整體素質(zhì),提高工程勘察質(zhì)量,使我們的工程建設真正建造在既經(jīng)濟,又安全的基礎上,產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
2.4 巖土工程勘察技術落后
隨著經(jīng)濟和技術的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設計的需要。存在著諸多急需解決的巖土工程勘察技術問題。這些問題主要有以下幾個方面:野外勘測中勘測點的合理布設問題、地質(zhì)界面劃分問題、巖土參數(shù)和地基承載力的確定問題、對勘察專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用問題。存在上述問題的主要原因是巖土工程勘查人員沒有掌握先進的勘察技術,缺乏建筑、結構設計方面的知識,缺乏如何辨別真?zhèn)稳未嬲?,補充印證,歸納總結的能力,無法滿足工程建設的需要。
3、巖土工程勘察改進的幾點措施
3.1加強巖土工程勘察的體制化建設和人員培訓
目前,巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設計輕勘察”的思維定式有關,與我國勘察行業(yè)體制尚未健全有關,與勘察市場的惡性競爭有關。在當前的形勢下,如何完善市場準入制度,加強行業(yè)自律、約束機制,從根本上杜絕巖土勘察行業(yè)中的弊端,真正體現(xiàn)巖土工程師的價值,更好地應對進入WTO后與國際接軌的挑戰(zhàn)。
(1)嚴格執(zhí)行建設程序、規(guī)范市場行為、推行全程化監(jiān)理
科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規(guī)律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規(guī),對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監(jiān)督管理,另一方面應積極推行工程監(jiān)理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發(fā)生,保證勘察質(zhì)量和投資效益最大化。
(2)嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓
經(jīng)過近年勘察設計資質(zhì)換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規(guī)范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質(zhì)門檻很低,尤其是打破行業(yè)壁壘后不同行業(yè)間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數(shù)量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業(yè)的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業(yè)資質(zhì)和個人執(zhí)業(yè)資質(zhì)雙重控制來規(guī)
范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。
(3)加強勘察設計單位的質(zhì)量認證,健全質(zhì)量管理
ISO9001∶2000質(zhì)量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業(yè)應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環(huán)思進行巖土工程勘察的實施和管理,持續(xù)改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。為加入WTO后的國際競爭提供支持,為勘察設計企業(yè)進入國際市場創(chuàng)造條件。
3.2采用先進的巖土工程勘察技術
在健全上述體制的基礎上,還應該注重使用先進的巖土工程勘察技術,提高巖土工程的勘察水平,具體可以采用以下技術:
(1)在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。免費論文。
(2)在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態(tài)面波勘探技術和高密度點法。
(3)巖土工程勘測中,為了準確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析
(4)巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應使用計算機進行處理。
4.結語
關鍵詞:工程地質(zhì) 專家?guī)煜到y(tǒng) 功能 界面 模塊 開發(fā)
1 前言
自2003年中國地質(zhì)學會工程地質(zhì)專業(yè)委員會發(fā)起建立“全國工程地質(zhì)專家?guī)臁币詠?,得到全國各界工程地質(zhì)(含巖土工程和地質(zhì)工程相關專業(yè))行業(yè)高科技人員的積極響應,已經(jīng)收到420余份反饋回來的專家登記表,均已錄入數(shù)據(jù)庫?!叭珖こ痰刭|(zhì)專家?guī)臁币殉蹙咭?guī)模,從針對服務的行業(yè)來說,包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業(yè)民用建筑等;從專業(yè)領域來說,包括工程地質(zhì)勘察、巖土工程施工、地質(zhì)災害研究等;從遍及的單位來說,包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家;從職稱分布來說,包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等;從工作職務來說,包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經(jīng)理、校長、系主任等。
入庫的單位及其人數(shù)情況:北京國電華北電力工程有限公司14人;長安大學地質(zhì)工程與測繪工程學院11人;成都理工大學環(huán)境與土木工程學院12人;國家電力公司成都勘測設計研究院43人;國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人;國家電力公司昆明勘測設計研究院39人;建設綜合勘察研究設計院11人;水利部天津水利水電勘測設計研究院11人;中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所17人;中航勘察設計研究院39人(這里只列出了10人以上的單位)。
2 軟件功能
2.1 基本功能
① 顯示工程地質(zhì)(地質(zhì)工程、巖土工程及相關專業(yè))專家基本信息,包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質(zhì)、聯(lián)系方式。 ② 顯示專家專業(yè)特長,工作領域。 ③ 打印專家表。 ④ 按照入庫序號、姓名和工作單位排序,方便檢索。 ⑤ 可隨時登記入庫。
2.2 查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質(zhì)、技術職稱、專業(yè)特長、工作領域等單個字段查詢,查詢的結果可顯示專家基本信息、專業(yè)特長和工作領域,打印專家表。
2.3 高級查詢
多個字段的組合條件查詢,查詢結果可制作報表。
2.4 數(shù)據(jù)庫維護
數(shù)據(jù)庫管理員能夠輕松完成數(shù)據(jù)庫的日常維護工作,如添加、刪除、查詢等。
專家?guī)炜捎糜谌耸聶n案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。
3 系統(tǒng)界面及功能模塊
3.1 主界面
全國工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)主界面如圖1所示。界面包括菜單區(qū)、查詢區(qū)、信息管理區(qū)和信息顯示區(qū)。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區(qū)包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區(qū)由基本資料、專業(yè)特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成,點選不同的按鈕,信息顯示區(qū)將顯示不同的信息。
3.2 高級查詢界面
點擊主界面窗口中查詢區(qū)的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口,如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件,并執(zhí)行查詢。查詢結果由查詢結果窗口(圖3)顯示出來。
3.3 查詢結果窗口
點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄,右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息,當點選左上部的不同專家,其詳細信息會改變。
3.4 查詢結果報表打印窗口
點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口,如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框,中間是報表顯示區(qū),下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。
3.5 選中結果報表打印窗口
點擊主界面信息管理區(qū)打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口,如圖5所示。
3.6 數(shù)據(jù)庫管理員界面
點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后,彈出管理員登陸對話框(圖6),輸入帳號和密碼后,點擊確定按鈕進入數(shù)據(jù)庫管理員界面(圖7)。
數(shù)據(jù)庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區(qū)和全表數(shù)據(jù)瀏覽和編輯區(qū)組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成,專家信息編輯區(qū)用來編輯專家信息,全表數(shù)據(jù)瀏覽、編輯區(qū)瀏覽和編輯數(shù)據(jù)庫記錄。
4 工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)開發(fā)
4.1 數(shù)據(jù)庫
(1)信息來源
通過學術會議、信件和網(wǎng)上下載(見enggeo.org/xwdt-040106.htm)等途徑分發(fā)“全國工程地質(zhì)專家?guī)鞂<业怯洷怼?,收集反饋回來的原始登記表,錄入?shù)據(jù)庫中。
(2)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫
在Microsoft Office Access軟件中建立專家數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中包括的字段有:姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯(lián)系電話、傳真和電子郵箱等,基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯(lián)系方式。
(3)數(shù)據(jù)錄入
數(shù)據(jù)錄入方式有兩種方式: ① 在Access中錄入; ② 數(shù)據(jù)維護方式,即在數(shù)據(jù)庫管理員界面中輸入數(shù)據(jù)。
所有專家的信息存儲在一個數(shù)據(jù)表中,每位專家的信息在數(shù)據(jù)表中表現(xiàn)為一條記錄。
4.2 系統(tǒng)功能的代碼實現(xiàn)
采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發(fā)工具,運用其集成開發(fā)環(huán)境和快速應用程序開發(fā)技術,根據(jù)軟件的功能模塊分別創(chuàng)建程序界面和窗口(圖1-圖7)。開發(fā)過程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、Data Report設計器等。
下面著重敘述高級查詢的實現(xiàn)。在高級查詢窗口中,用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句,用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數(shù)據(jù)表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下:
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String, strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer, j As Integer
'查詢結果至少要顯示一個字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查詢結果中至少要顯示一個字段!", vbMsgBoxSetForeground, "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "請加入查詢條件!", vbOKOnly + vbInformation, "提示"
Exit Sub
End If
'查詢結果中顯示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & ","
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & ","
Next
strKey = Mid(strKey, 1, Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys, 1, Len(strkeys) - 1)
'where子句查詢條件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1, strOrderSQL, "(升序)", vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1, strOrderSQL, "(降序)", vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL, 1, intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & ","
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串連接生成SQL查詢語句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 專家?guī)?" & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 專家?guī)?" & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source, vbCritical, "SQL語句錯誤"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
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【關鍵詞】鐵路工程;軟土地基;加固措施;邊坡防護
1 緒論
近年來我國鐵路建設開始進入高速發(fā)展時代。在過去的一年間,先后有多條新建鐵路密集開工,遇到的不良地質(zhì)條件迅速增多,特別是軟土地基。高速鐵路對工后沉降的要求極其嚴格,軟土地基若不進行加固改良處理往往達不到規(guī)范規(guī)定的工后沉降限值要求。同時,我國客運專線控制路基的工后沉降及變形的技術已經(jīng)比較成熟,而對邊坡防護往往重視不夠,雖然客運專線路基工程以低矮路基為主,一般情況下的病害并不會對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,但頻繁的維護會耗費大量的人力物力,同時產(chǎn)生破壞的邊坡也難與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào),不符合環(huán)境保護的要求?,F(xiàn)今針對軟土地基處理的方法較多,不同處理方法的適用范圍、處理費用、處理效果、工期是不同的。目前對于軟土地基這一處理問題上,一般來說主要有以下幾種方法,如強夯、置換、加筋、壓密注漿和復合地基等。如何經(jīng)濟合理地進行高速鐵路軟土地基處理,是高速鐵路建設中面臨的重大課題。
本文首先分析了鐵路地基的處理方法,然后介紹了軟土地基的加固技術,最后介紹了鐵路邊坡防護技術。
2 軟土地基的處理
所謂軟土,從廣義上講,就是指強度低,壓縮性高的軟弱土層。根據(jù)軟土的空隙比及有機物質(zhì)含量,并結合其他指標,可將其劃分為軟黏性土,淤泥質(zhì)土,淤泥,泥炭質(zhì)土及泥炭五類型。軟土的物理力學特性如表2.1所示
軟土通常指淤泥和淤泥質(zhì)土,沖填土,雜填土,濕陷性黃土,膨脹土,土洞等。各類土的性質(zhì)不同,各類地基處理方法的機理也不相同。因此必須了解軟土的特性,掌握各種處理方法的加固機理,才能把地基處理得恰到好處,以最經(jīng)濟的手段達到預期的加固效果。我國地域遼闊,自然地理環(huán)境不同,土質(zhì)各異,其強度,壓縮性和透水性等性質(zhì)有很大的差別。其中,有不少是軟土或不良土,例如淤泥和淤泥質(zhì)土,沖填土,雜填土,泥炭土,膨脹土,濕陷性黃土,季節(jié)性凍土,土洞等。在工程地質(zhì)條件不良的場地上建造建筑物,或當遇有舊房改造,夾層,工廠擴建引起荷載增大,或深基礎開挖和修建地下工程時,為防止出現(xiàn)主體失穩(wěn)破壞,地面變形和地下水滲流等現(xiàn)象,也都要求對地基進行處理。
近年來國內(nèi)外地基處理的技術迅速發(fā)展,處理的方法越來越多,但是,我們必須針對地基土的特性以及上部結構對地基的要求,有的方矢,因地制宜地選擇處理方法。發(fā)展地基處理的技術,提高地基處理的水平,節(jié)約基本建設的投資。
土木工程建設中,不可避免地會遇到工程地質(zhì)條件不良的軟弱土地基,不能滿足建筑物要求,需要先經(jīng)過人工處理加固,再建造基礎。處理后的地基稱為人工地基。
地基處理的目的,是針對軟土地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題,采取人工的方法改善地基土的工程性質(zhì),達到滿足上部結構對地基穩(wěn)定和變形的要求。這些方法主要包括:提高地基土的抗剪強度,增大地基承載力,防止剪切破壞或減輕土壓力;改善地基土壓縮特性,減少沉降和不均勻沉降;改善其滲透性,加速固結沉降過程;改善土的動力特性,防止液化,減輕振動;消除或減少特殊土發(fā)不良工程特性。
近幾十年來,大量的土木工程實踐推動了軟弱土地基處理技術的迅速發(fā)展,地基處理的新技術、新理論不斷涌現(xiàn)并日趨完善,地基處理已成為基礎工程領域中一個較有生命力的分枝根據(jù)地基處理的基本原理,基本上可以分為如表2.2所示的幾類。
但必須指出,很多地基處理方法具有多重加固處理功能。
3 鐵路軟土地基的具體加固措施
對軟土地基1米深范圍內(nèi)根據(jù)其特點可以采取以下加固措施:
3.1 換土墊層法:該工程軟土上部沒有硬殼,軟土本身又比較薄,便于排水情況下,可以采用人工或機械開挖等方法全部挖除表層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(1m),填以強度比較高的滲水土,滲水土取自專門設置的取土場,處理方法不留后患,效果最好。同時,軟土較厚處在路堤兩側可以設置木樁.板樁.鋼筋混凝土樁或片石齒等,以限制地基的側向變形。
3.2 排水砂井法:排水砂井(如下圖3.1所示)也是一種很好的提高軟土地基強度的方法。它是利用各種打樁機具擊入鋼管,或用高壓射水.爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼,并灌入中.粗砂而成。由于這種砂井在飽和軟黏土中起排水通道的作用,故稱為排水砂井。砂井頂面應鋪設砂墊層或砂溝,以構成完整的地基排水系統(tǒng)。軟土地基設砂井后,改善了地基的排水條件,縮短了排水途徑,因此地基承受附加荷載后,排水固結過程大大加快,進而使地基強度得以提高。用砂井加固軟土地基,對于提高地基承載力是有效的。
3.3 化學加固(注漿)法:指在利用化學漿液,水泥漿液,粘土漿液,采用灌注壓力,高壓噴射或深層攪拌等手段,使?jié){液與土粒膠結起來,以改善地基土的物理和力學性質(zhì)的地基處理方法。注漿法是指利用一般的液壓,氣壓或電化學法通過注漿液注入地層中,漿液以填充,滲透和擠密等方式,進入土顆粒間的孔隙中或巖石裂隙中,經(jīng)過一定時間后,將原來松散的土?;蛄严赌z結成一個整體,形成一個強大,防慎性能高和化學穩(wěn)定性良好的固結體。
注漿材料可以分為粒狀懸浮漿液和液態(tài)化學漿液兩類。
粒狀懸浮漿液包括水泥漿,水泥粘土漿,水泥砂漿,水泥粉煤灰漿等。這些材料容易取得,價格低廉,無毒性,對環(huán)境無污染。但由于顆粒較粗,可灌性受到限制,對粗砂以下的土不易取得良好效果。液態(tài)化學漿液的種類很多,可以分為有機和無機兩大類。這些材料易注性好,但一般價格較貴,都有毒性,易造成對環(huán)境的污染,其中水玻璃是無毒的,因此是常用的加固材料。注漿法可以減小地基土的透水性,防止流沙,鋼板樁滲水以及改善地下工程的開挖條件,還可以提高地基承載力,減少地基的沉降量和不均勻沉降。
4 鐵路工程中的邊坡防護
4.1 概述
路基在水、風、冰凍等因素下,經(jīng)常發(fā)生變形和破壞,例如,邊坡的表土剝落,形成沖溝以及滑蹋等。為了保證邊坡的穩(wěn)定性,處做好排水工程外,還必須采取有效的措施,對粘土、粉土、細沙、及容易風化的巖石路基邊坡,進行必要的防護與加固。防護與加固的重點是路塹邊坡,尤其是地質(zhì)不良與水文地質(zhì)不良地段的路塹、容易受水沖刷的邊坡、不穩(wěn)定的山坡更應該重視。防護與加固工程不僅可以穩(wěn)定路基,而且可以美化路容,提高公路的使用品質(zhì),例如植物防護可以消滅施工痕跡,使景觀協(xié)調(diào),形成良好的視覺效果。路基防護與加固的方法,一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。
4.2 防護的一般要求
4.2.1 路基防護應按設計、施工與養(yǎng)護相結合的原則,深入調(diào)查研究,根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和材料等情況,因地制宜,就地取材,選用適當?shù)墓こ填愋突虿扇【C合措施,以保證路基的穩(wěn)定。不要輕易取消或減少必要的防護工程措施,而給養(yǎng)護管理遺留繁重的工作量。
4.2.2 對于水流、風力、降水以及其他因素可能引起的路基破壞的,均應設置防護工程。在沖刷防護設計中,要綜合考慮,使防護工程收到更好的效果。
4.2.3 在不良的氣候和水文條件下,對沙土、細沙與易于風化的巖石邊坡,以及黃土和黃土類邊坡,均宜在石方施工完成后及時防護。對路塹邊坡根據(jù)邊坡巖層組成及坡面弱點分布情況考慮全面防護和局部防護。
4.2.4 對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱的地段,可在沿河路基邊坡設砌石護坡,以抵制水流的沖刷作用和淘刷。需要改變水流或提高坡腳處粗糙率,以降低流速、減緩沖刷作用,可修筑壩類構造物。
4.2.5 坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力,故要求防護的邊坡有足夠的穩(wěn)定性,但護面墻可用于極限穩(wěn)定邊坡。
4.2.6 對高而陡的防護構造物,設計時要考慮設置便于維修檢查的安全設施。
4.3 鐵路工程邊坡防護的方法
4.3.1 種草
種草防護適用于邊坡穩(wěn)定,坡面沖刷輕微,且宜于草類生長的土質(zhì)路堤或路塹邊坡,用以防止表面水土流失,固結表土,增強路基的穩(wěn)定性。經(jīng)常浸水或長期浸水的路堤邊坡,種草不宜生長,不宜采用此種方法。邊坡上已經(jīng)扎根的種草防護,可容許緩慢流水(0.4~0.6m/s)短時沖刷。
4.3.2 鋪草皮
路基坡面上鋪草皮防護,其作用與種草防護相同,前者使用時要求當?shù)赜凶愎┩谌ナ褂玫牟萜さ囟危谶吰螺^高陡和坡面沖刷較嚴重的地方,鋪草皮比種草防護收效快。
我國大部分鐵路位于沖積平原上,地形平緩,地表有機質(zhì)含量較高,有草皮覆蓋,并且路基全部是填筑的路堤形式,邊坡坡度為1:1.5左右。適合采用平鋪草皮的方法進行路堤坡面防護。填筑路基前先鏟除地表草皮,對草皮人工養(yǎng)殖,待路堤填筑壓實滿足要求后,將草皮切成整體塊狀,移鋪到坡面上,應自上而下鋪設,并用竹木小樁將草皮釘在坡面上,使之穩(wěn)固這種方法可以減緩地面水流速度,防止坡面沖刷,調(diào)節(jié)邊坡土的溫濕狀況,美化路容,協(xié)調(diào)環(huán)境,是一種經(jīng)濟環(huán)保的坡面防護方法。
4.3.3 植樹
在路基邊坡上合理地植樹,對于加固路基有良好的效果。也可和種草。鋪草皮配合使用,使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質(zhì)邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對鹽澤土,經(jīng)常浸水及經(jīng)常干旱的邊坡及粉質(zhì)土邊坡不宜采用。植樹的作用有:
(1)植樹可以加強路基的穩(wěn)定性。
(2)降低流速,防止和減少水流對路基的沖刷。
(3)植樹能防風、防沙、防雪。
(4)植樹可以美化路基、調(diào)節(jié)氣候、并可獲得部分木材,增加收入。
4.3.4 抹面與捶面
易于風化的巖石,如頁巖、泥巖、泥灰?guī)r等軟質(zhì)巖層的路塹邊坡防護,可以用混合材料抹面。對于受沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。抹面或捶面的邊坡坡度不受限制,但不能承受土壓力,故要求邊坡必須是穩(wěn)定的,坡面應該平整干燥。常用的抹面材料有石灰爐渣混和灰漿、石灰爐渣三合、四合土及水泥石灰砂漿,常用的捶面混合材料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合、四合土。
4.3.5 砌石護坡
對緩于1:1的各種土質(zhì)、土夾石及巖質(zhì)邊坡,坡面受地表水流沖蝕產(chǎn)生沖溝、泥流、小型表層溜塌,均可采用砌石護坡防護。為了節(jié)省片石及水泥,最常見的是漿砌片石骨架護坡或混凝土骨架護坡,其內(nèi)鋪草皮或三合土,四合土捶面代替漿砌片石或混凝土。如草皮和捶面護坡一脫落,也可用方格形或拱形的漿砌片石骨架進行加強。
5 結論
隨著我國鐵路體系的發(fā)展,鐵路工程中復雜地質(zhì)環(huán)境施工越來越多,其中軟土地就是一種。本文主要研究了鐵路工程中軟土地基的加固措施以及軟土質(zhì)路堤邊坡的加固防護形式。研究軟土地的鐵路施工對提升鐵路整體工程質(zhì)量、
減少維護費用具有重要的意義,希望本文能夠?qū)@方面的研究起到一定作用。
參考文獻
關鍵詞:隧道工程;研討式教學;學生主體原則;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0106-02
引言:
《隧道工程》是高校土木工程專業(yè)的專業(yè)核心課程,該課程內(nèi)容設置豐富,包括隧道的勘測設計、結構設計以及施工方法的相關知識。通過《隧道工程》的學習,學生能夠掌握隧道設計和施工的基本知識和理論,熟悉與隧道設計和施工有關的技術政策和國內(nèi)外在隧道技術方面的最新動態(tài),了解隧道的施工組織與管理,掌握編制隧道施工圖的基本能力和組織隧道施工的技能。因此,對于土木工程專業(yè)的本科生來說,《隧道工程》課程無論對他們的考試、畢業(yè)設計和其他專業(yè)課學習,還是以后走上工作崗位、進行隧道工程設計與施工,都具有重要現(xiàn)實意義。
為了提高《隧道工程》課程的教學質(zhì)量,國內(nèi)眾多學者針對《隧道工程》課程的教學手段、教學方法和教學模式開展了深入研究,取得了許多有價值的研究成果。通過為該課程引入新的教學方法和教學理念,如互動式教學法[1]、項目教學法[2]等,提出了許多新的教學模式[3-4],大大推動了其教學改革的步伐。但是仍存在很多問題,如學生的學習積極性不高、課堂氣氛不夠活躍、教學效果差等。因此,結合《隧道工程》的特點,探討新的更為適用的教學方法和教學模式是非常必要的。
一、研討式教學法的概念與實施原則
(一)概念
所謂研討式教學,就是根據(jù)《隧道工程》課程的教學內(nèi)容及特點,以具體工程問題為背景,在教師的教學指引下,讓學生進行獨立思考與研究,借助豐富的網(wǎng)絡資料、計算機模擬軟件及必要的室內(nèi)試驗,自己探究知識的發(fā)生過程,提出問題的解決方案。其中學生是主導,教師只起到一個向?qū)д吆皖I路人的作用,從問題的分析、方案設計到實施,以及結論的得出,主要由學生自己考慮來做,從而培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新思維,提升他們的動手技能和解決工程實踐問題的能力。
(二)實施原則
研討式教學法的主要教學原則包括四個方面,即學生主體性原則、循序漸進原則、啟發(fā)性原則及和諧性原則[5]。
1.學生主體性原則。以學生為中心,教師不再是過去的教學中心,而是起到輔助、引領作用。學生通過對問題的獨立思考,多動手、多分析、多總結,積極探索,發(fā)揮自身的潛能,尋找問題的解決辦法,從而逐漸成為學習行為的主人,而不再僅僅是一個“聆聽者”。
2.循序漸進原則。由于一個班上學生的水平參差不齊,基礎也存在較大差異,分析問題的能力各有不同,因此,在設置研討的問題時,應遵循由易到難、由簡到繁循序漸進的原則。一開始設置的問題不要過難,這樣容易造成學生的畏難情緒,使研討式教學模式的課堂教學效果大打折扣。
3.啟發(fā)性原則。在實施研討式教學時,教師要注意采取合理的方式給學生適當?shù)膯⑹荆诰蛩麄兊膭?chuàng)新潛力。當然,這就要求教師在課前必須要有充分的準備,對設置的問題有深刻的認識和獨到的見解。
4.和諧性原則。研討式教學過程中,教師就像導演,而學生就是真正的演員,要想把研討式教學這場戲演好,必須教師和學生通力合作。因為師生之間、學生之間是相互影響的,故必須創(chuàng)設一個平等和諧的課堂教學氛圍,這樣老師和學生才能共同進步。
二、課程特點及存在問題
(一)《隧道工程》課程特點
1.教學內(nèi)容繁雜。根據(jù)課程教學大綱,《隧道工程》的教學內(nèi)容豐富、知識點眾多,在學習該課程前,必須具有扎實的工程地質(zhì)、土力學和巖石力學的功底,而且要理解隧道的設計與施工理念。
2.行業(yè)性差異大、規(guī)范性要求高。該課程與國家或省級部門制定的各種行業(yè)規(guī)范、規(guī)程、標準緊密聯(lián)系,不同行業(yè)有不同的規(guī)范,比如,同樣進行隧道設計,高速公路隧道設計依據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》(JTG D70-2004),鐵路隧道設計則依據(jù)《鐵路隧道設計規(guī)范》(TB10003-2005),城市交通隧道設計則依據(jù)《地鐵設計規(guī)范》(GB50157-2003)。因此,在講授該課程時,必須了解甚至理解各種工程規(guī)范的內(nèi)涵。
3.與工程實踐聯(lián)系緊密。隧道工程作為一門工程實踐學科,與工程是分不開的。課程中講授的許多施工方法和理念都是從工程經(jīng)驗中逐步發(fā)展而來的。因此,在授課時,必須將書本上的理論知識和工程實踐緊密結合,方能取得良好的教學效果。
(二)存在的主要問題
現(xiàn)階段《隧道工程》課程教學中存在一些共性問題,主要表現(xiàn)為四個方面:
1.內(nèi)容多,課時少。目前高?!端淼拦こ獭氛n程只有32學時,而隨著科學研究的不斷深入,該課程的教學內(nèi)容越來越多,因此要滿足該課程的基本教學內(nèi)容要求非常緊張,導致“滿堂灌”現(xiàn)象普遍,學生對該課程內(nèi)容的掌握和應用難度較大。
2.教材的更新跟不上學科的發(fā)展。現(xiàn)在的隧道工程方面的教材缺乏規(guī)范的編寫思路,更新過慢、照搬照抄、涵蓋內(nèi)容不全,大多是泛泛而談,介紹最新研究成果或重大工程建設經(jīng)驗與教訓的內(nèi)容不多。
3.教學模式單一,課堂氣氛沉悶?!端淼拦こ獭纺壳安捎玫倪€是填鴨式教育方式,啟發(fā)式、討論式模式較少,學生學習處于被動接受狀態(tài),缺乏主動性和積極性,課堂教學效果差。學生大多在應付考試,沒有深入探究隧道奧秘的熱情,這大大影響了對他們的專業(yè)能力培養(yǎng)。
4.與工程實踐脫節(jié)嚴重。“隧道工程”,顧名思義只有與工程緊密聯(lián)系才能講好這門課,但由于資金、場地等條件的限制,學生無法到隧道現(xiàn)場去親身感受,因此只能靠課堂上的想象,無法深入理解隧道的設計方法與施工工藝,難以形成全面的、系統(tǒng)的知識體系。
三、研討式教學法在隧道課程中的實施思路
1.《隧道工程》教案的優(yōu)化。要想使研討式教學法在《隧道工程》課程中取得良好效果,必須首先對現(xiàn)有的教案和講稿進行加工、完善,因為研討式教學法的教學理念和思路與以往相比有顯著的變化,不再遵循“傳統(tǒng)的老師講、學生被動聽”的教學模式。因此,以往的教案和講稿已不能適應研討式教學法的要求,必須結合工程實踐問題,編寫新的教案,利用多媒體技術制作新的教學課件。
2.研討式教學模塊的設計。針對當前深部地下工程中的典型重大災害,如塌方、巖爆、瓦斯突出、沖擊地壓、突水突泥等進行研討式教學模塊設計,根據(jù)教學內(nèi)容和學生特點,選取合適的工程背景,設置合理的思考題,增設課堂討論、課后模擬分析、撰寫學術論文等教學模塊,創(chuàng)造條件讓學生自己參與工程問題的分析、討論、試驗等,提高《隧道工程》的教學水平和質(zhì)量,幫助學生更好地學習基本理論知識,深入了解隧道工程問題。
3.教師督導與點評。在進行課堂研討前,教師必須提前給班里學生下達任務,并注意時刻咨詢他們的進度,讓他們定期來匯報,給出具體的意見與修改建議,指導學生如何做好前期工作。在課堂研討結束,教師要對研討中存在的共性問題進行點評,指出學生的成功與不足之處,提出具體的改進措施。下課后,教師應認真做好教學總結,撰寫教學筆記,以便后續(xù)逐步改進與完善研討式教學模式。
四、結語
研討式教學法是一種新的教學方法,它能充分調(diào)動學生的學習積極性與主動性,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能,活躍課堂氛圍。該方法在《隧道工程》中的應用,對提高課堂授課質(zhì)量以及實施素質(zhì)教育等都具有十分重要的現(xiàn)實意義。但需要指出的是,該方法應用于《隧道工程》還存在一些問題和不足,如學生前期文獻調(diào)研能力不足,無法掌握問題的研究現(xiàn)狀;學生基礎參差不齊,有些無法真正參與研討式討論;研討式教學花費時間比較多,課程教學學時不夠等。雖然研討式教學目前在《隧道工程》中的應用還處于初步階段,但相信隨著教學改革的不斷深入,這些問題在以后的課堂實踐教學中將逐步得到解決。
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關鍵詞:地鐵車站深基坑;注漿加固;橋樁變形;立交橋
中圖分類號:U231文獻標識碼: A
1 引 言
隨著城市現(xiàn)代化進程不斷加快,城市軌道交通蓬勃發(fā)展,地鐵作為典型的城市軌道交通方式被廣泛采用。在城市市區(qū)建設地鐵時,車站往往設置在交通、人流量大,建筑物較密集的繁華地區(qū),地鐵車站深基坑施工受地質(zhì)環(huán)境條件和施工工藝的限制,施工過程中難免會引起基坑周圍土體的變形,對臨近建筑物產(chǎn)生不同程度影響,由此帶來一系列的問題:如建筑物的開裂、變形、甚至倒塌,地下各種管線的變形、破裂,影響某些精密儀器設備的正常使用。上述的各種問題帶來巨大的經(jīng)濟損失,國內(nèi)尚沒有相關統(tǒng)計資料,但就英國來說,每年由于地鐵施工導致地層的變形引起房屋損壞的保險申請額就達到4億英鎊[1,2]。
地鐵施工引起的地層位移和沉陷問題已經(jīng)引起了各有關方面和公眾的廣泛關注,我國巖土工程領域的工作者對此也有了充分的研究,積累了豐富的經(jīng)驗。但國內(nèi)外以往的研究更多關注深基坑工程本身的安全性,對深基坑周邊環(huán)境影響的研究相對較少。本工程臨近高架橋為成都市重要的城市主干道橋梁,交通量大。地鐵車站深基坑施工要保證其安然無恙并滿通正常通行,屬一級風險源。
國內(nèi)地鐵車站臨近立交橋的先例較少,如北京地鐵8號線安華橋車站[3],西安地鐵3號線胡家廟車站。目前地鐵深基坑施工對臨近建筑物采取的保護措施主要有:隔斷法,注漿加固法。本文就以臨近立交橋的成都某地鐵車站深基坑施工為背景,采用有限差分程序FLAC 3D,建立三維模型,數(shù)值模擬得出了注漿加固前后地鐵深基坑開挖引起的橋樁水平位移和沉降,通過對比分析,得出了一些規(guī)律,為今后類似工程施工提供了依據(jù)。
2 工程概況
2.1 工程概述
本地鐵車站沿立交橋東西向布置,車站寬22.1m,外包總長241.5m,標準段基坑深18.06m,換乘節(jié)點處基坑深26.16m,采用頂板蓋挖順筑法施工。車站南側緊鄰立交橋既有橋樁,車站側墻與橋樁最小凈距約為2.7m,與承臺最小凈距約為1.0m。立交橋橋樁設計為端承摩擦樁,樁端持力層為密實卵石土,車站深基坑影響范圍內(nèi)共有10組。主橋為26+46+26m三跨連續(xù)梁,橋樁長26m,引橋為3×25m連續(xù)梁,橋樁長20m。
圖1車站與立交橋關系平面圖
Fig.1Plane sketch
圖2 橋樁與車站關系典型斷面圖
Fig.2 A-A section
2.2 工程地質(zhì)
本地鐵車站地處川西平原岷江水系Ⅰ級階地,為侵蝕~堆積地貌。車站范圍內(nèi)地層從上至下為:(1)雜填土,稍濕,中密,成分以粉質(zhì)粘土夾卵石、建碴為主;(2)中砂:松散,稍濕~濕,為不均勻中砂,分布于卵石土頂面或呈透鏡體狀分布于卵石土中;(3)卵石土:濕~飽和,稍密,局部中密。卵石土成分主要以巖漿巖、變質(zhì)巖類巖石組成,卵石土含量50~75%,充填物為中砂,局部夾漂石;(4)卵石土:中密,局部稍密或密實,飽和。卵石土含量60~80%,充填物以中、細砂為主,約占10~15%,屬不良級配不均勻土。
表1主要土層力學參數(shù)
Table 1Mechanical properties of main strata
土層 含水量(%) 重度(kN.m-3) 天然孔隙比 厚度(m) 泊松比 彈性模量/MPa 粘聚力/kPa 內(nèi)摩擦角(°)
(1) 17.5 20.0 2.3
(2) 19.8 19.0 0.818 1.0 0.29 4.3 35.0 23.0
(3) 18.8 20.0 0.675 2.6 0.3 24 3.0 33.0
(4) 19.4 22.0 0.617 3.0 0.29 40 4.0 35.0
(5) 17.5 23.0 0.563 23.4 0.28 55 4.0 36.0
3數(shù)值模擬計算
3.1 概述
FLAC 3D是基于FLAC連續(xù)介質(zhì)理論的三維分析、試驗、和設計軟件,能夠進行土質(zhì)、巖石和其它材料的三維結構受力特性模擬和塑性流動分析,在巖土工程、土木工程和采礦工程領域廣泛用于模擬FEM理論所不能企及的復雜問題,如:復雜工況問題、大變形問題、復雜非線和不穩(wěn)定系統(tǒng)問題等。
本文應用FLAC 3D三維分析軟件,模擬分析橋樁在開挖過程中沉降的時空效應、橋樁在各個方向上的位移和不均勻沉降差,從而評估地鐵車站深基坑施工對既有橋樁的影響。
3.2 模型的建立
本計算模型取車站深基坑與立交橋樁最不利斷面,采用多種單元類型進行模擬:土層及巖層采用實體(solid)單元模擬,橋樁采用樁(pile)單元模擬,臨時鋼支撐采用梁(beam)單元模擬。
根據(jù)現(xiàn)場取樣和土力學、巖石力學試驗結果,計算中采用莫爾-庫侖(Mohr-Coulomb)屈服準則判斷巖體的破壞:
(1)
式中,、 分別是最大、最小主應力,c、 分別是內(nèi)聚力、摩擦角。當 時,材料將發(fā)生剪切破壞。在通常情況下,土體的抗拉強度很低,因此可根據(jù)抗拉強度準則( )判斷巖體是否產(chǎn)生拉破壞。
3.3 地鐵車站深基坑施工的模擬
地鐵車站深基坑施工前,土層在自重、地面活載等作用下處于受力狀況。當基坑開挖后,基坑周邊土層的應力狀態(tài)被擾動,從而引起土層應力的重新分布,立交橋樁也要參與到這個重分布過程中來,進而產(chǎn)生變形。本文采用如下方法模擬深基坑施工過程:
(1)忽略除自重以外的其它影響因素,在數(shù)值中模擬巖土在漫長地質(zhì)年代蠕變的過程,獲得原巖應力場。
(2)土移賦值為零,進行基坑開挖過程的模擬。
(3)運行solve命令進行計算。
(4)將橋樁周圍土體力學參數(shù)修改為注漿材料單元,模擬注漿加固措施。
(5)運行solve命令進行計算。
圖3 有限元模型圖
Fig.3 Numerical model
3.4 計算結果分析
計算模型考慮橋樁與承臺共同作用,在每個橋樁的樁頂選擇一個觀測點,靠近基坑的橋樁編號為1號樁,共承臺的另一橋樁編號為2號樁。
不采取注漿加固保護措施時,受地鐵車站深基坑施工影響,1號橋樁沉降, 2號橋樁沉降。1號橋樁頂水平位移,樁底水平位移;2號橋樁頂水平位移,樁底水平位移約。
可見,橋樁水平位移較小,均在可控范圍。但橋樁沉降較大,對橋梁結構安全及正常使用產(chǎn)生了不可忽略的影響,需要采取主動保護措施。
采取注漿加固保護措施后,受地鐵車站深基坑施工影響,1號橋樁沉降,2號橋樁沉降。1號橋樁頂水平位移,樁底水平位移;2號橋樁頂水平位移,樁底水平位移約。
可見,通過對橋樁注漿加固后,車站深基坑施工對橋樁的影響有所減小,達到了控制沉降的預期目標,主動保護措施是有效的。
4 結論及建議
(1):本地鐵車站臨近立交橋,車站深基坑施工對立交橋樁產(chǎn)生了不可忽略的影響,需要對其采取主動保護措施。通過對橋樁注漿加固,影響有所減小,加固保護措施是有效的。同時應注意到,注漿加固對橋樁變形的改善程度與注漿加固效果關系密切,具體的注漿加固參數(shù)應根據(jù)工程地質(zhì)條件、施工工藝、當?shù)亟?jīng)驗等綜合確定。
(2):橋樁沉降的原因是地鐵深基坑施工擾動了土層原巖應力場。因此,基坑開挖時應盡量減少對土體的擾動,可采取對地面附加荷載的控制、基坑盡量多分層、高頻率施工,結構及時回筑等措施。
(3):模擬計算表明,橋樁水平位移量不大,但前提條件是要保證基坑圍護結構安全。設計時建議對距離橋樁較近的圍護結構進行加強,從而減少對樁后土體的擾動,達到控制水平位移的目的。
(4):模擬計算表明,橋樁底的水平位移大于樁頂,主要是因為蓋挖頂板對樁頂水平位移起到了限制作用。
參考文獻:
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