土木工程地质论文范文

时间:2023-03-28 02:40:46

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土木工程地质论文

篇1

强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。

二、当前土木工程地质教学存在的问题

通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:

1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。

2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。

3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。

4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。

三、土木工程地质教学改革措施

为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:

1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。

2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。

3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。

4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题,在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解,因此,工程实例教学是一个非常重要的手段。比如,老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例,结合书本知识讲解如何解决工程问题,分享在解决工程问题过程中的心得体会,这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣,又能让他们积累相应的工程经验知识。

四、结语

篇2

从培养方案、学制、专业与课程设置等方面,文章对澳大利亚新南威尔士大学土木工程专业教育模式进行分析和比较。该校在本科阶段一般是“宽口径、厚基础”的大土木培养模式,并设置单学位与双学位并重的学士培养机制,课程学时和学分设置紧凑,学生选修课程自由而宽泛。研究生阶段分为课程研究生(硕士)和研究型研究生(硕士和博士)两个培养层次。课程研究生通过完成课程学习,修满指定的学分即获得学位;研究型研究生一般没有学分要求,但对论文的研究质量和创新性要求高,体现了“宽进严出”的培养模式。通过对该校一流学科工程教育模式的比较研究,为国内高校土木工程专业的学科发展和卓越工程师教育计划的推进提供一些有益的建议。

关键词:土木工程;教育模式;培养方案;专业与课程设置;比较研究

中图分类号:G649;TU 文献标志码:A 文章编号:

10052909(2016)06002705

澳大利亚的高等教育体制源于英国,但教育理念和美国类似,教育质量享誉全球。由于良好的气候环境和完善的教育服务体系,澳大利亚每年吸引大量的海外留学生,是四大英语国家留学基地之一,其教育产业已经成为该国仅次于采矿业、农牧业和旅游业的第四大产业。当前,中澳各大学之间的教育交流越来越多,研究澳大利亚著名大学一流学科的教育与培养模式,对促进中国高校学科的发展也大有裨益。

近些年来,为了提升中国高校土木工程学科的教育理念,促进卓越工程师教育计划的良性发展,国内学者对不同国家和地区的土木工程专业教育与培养模式进行了分析和比较。比如,对澳大利亚高等教育的体系、机制和特色的分析,对澳大利亚一些大学的土木工程专业培养方案、研究生培养层次,以及“宽进严出”培养模式的比较研究[1-3];以中美高校土木工程专业培养模式为对象,从美国高校的学科设置、专业评估、执业注册制度、卓越工程师培养等方面进行分析,为国内相关院校土木工程专业人才培养方案的改革提供参考[4-6];以卓越工程师教育计划和国际化土木工程人才培养合作办学为视角,分别对德国亚琛工业大学的国际合作办学机制、台湾大学的土木工程专业本科培养特色,

以及卓越工程师国际化课程教育体系等方面进行比较[7-10]。以上的这些研究均有助于推动中国高校土木工程专业教育与培养模式的改革与创新。

新南威尔士大学(The University of New South Wales)土木工程专业在2015年QS世界大学学科排名中名列第14位,在澳大利亚排名第1位,具有良好的学术声誉和宽松的教学与研究氛围。本文

结合新南威尔士大学土木与环境工程学院土木工程专业的培养方案、学制、专业与课程设置等几个方面,对其一流学科的工程教育模式进行分析和比较,为国内高校土木工程专业的学科发展和卓越工程师教育计划提供一些有益的建议。

一、专业设置与培养方案

新南威尔士大学土木与环境工程学院隶属于工程学部,按专业分类主要有土木工程、环境工程、测绘与地理空间工程三大专业。其中,土木工程专业分为工程施工与管理、岩土工程、结构工程、土木工程与建筑四个方向;环境工程专业分为可持续工程、交通工程、水工程三个方向;测绘与地理空间工程专业分为土地测绘与房地产开发、工程测量、采矿测量、水文测绘、地理空间科学与工程、遥感和数字制图六个方向(图1)。

结合以上的专业分类和方向设置,制定的研究领域主要有工程施工与管理、环境工程、岩土工程、结构工程、测绘与地理空间工程、交通工程、水工程共七大领域。同时,设置了研究中心,分别为测绘与地理空间创新中心、基础工程与安全中心、施工创新和研究中心、可持续工程中心、水文与资源研究中心、净水研究中心、澳大利亚住宅与基础设施气候适应研究中心、集成化交通体系创新研究中心。

人才培养方案主要有三个层次,一是本科学士学位(Undergraduate degree);二是课程研究生(Coursework Program,主要培养课程硕士学位);三是研究型研究生(Research Program,又分为硕士和博士两个阶段)。此外,还有一些面向社会的短期培训模式,主要目的是为一些工程技术人员的知识更新和提高工作技能服务。

(一)本科生

在本科培养阶段,主要有单学位和双学位两种模式。单学位一般学制4年,双学位一般学制5~6年。学生的选择灵活而又宽泛,在学期间可以交叉选择艺术、科学、商贸、法律等双学士学位课程。

本科单学位主要包括土木工程、环境工程、土木工程与建筑、测绘工程、地理空间工程等五类学士学位授予方向。土木工程专业方向单学位的学生或多或少都要选修一些与环境工程相关的课程,并完成相应的学分要求。

本科双学位主要包括工程与艺术、工程与商贸、工程与法律、工程与科学、土木工程与其他工程等五类学士学位授予方向。其中,土木工程与其他工程方向的学制一般为5年,主要是土木工程与测绘工程、环境工程、采矿工程方向的交叉结合。工程与艺术方向的学制一般为5~5.5年,工程与商贸方向的学制一般为5.5年,工程与法律方向的学制一般为6~6.5年,工程与科学方向的学制一般为5年。

(二)课程研究生

课程研究生不设导师制,主要讲授课程,学生通过修满指定的课程和学分获得硕士学位,一般又称为课程硕士。课程硕士的学制通常为2年,每学期需要修满4门课程,每门课程一般通过阶段性的PPT课堂讨论、课程论文、课程考试来完成。目前,课程硕士约占新南威尔士大学硕士学生总数的绝大多数。提供课程硕士学位的专业方向主要有土木工程、环境工程、地理空间工程、岩土工程与工程地质、工程管理、结构工程、交通工程、水文与资源工程、净水与污水处理工程。

课程硕士设置三个培养层次(图2)。一是研究生课程认证,主要为一些没有本科学位的大专生过渡学习阶段;二是研究生学历认证,主要针对一些专业背景或学习成绩达不到要求的本科生;

三是硕士学位认证,要求具备本专业本科学习背景,成绩达到一定的要求,且有学士学位的学生。课程认证要修满24学分和4门课程,学历认证要修满48学分和8门课程,学位认证要修满96学分和16门课程。

(三)研究型研究生

研究型研究生的学位授予主要分为哲学博士(Doctor of Philosophy)、工程硕士(Master of Engineering)与工程科学硕士(Master of Engineering Science)三类。与课程硕士不同的是,研究型研究生没有具体的课程和学分要求,是在导师的指导下从事专业内某一领域的研究工作。

哲学博士按专业主要分为土木与环境工程、测绘与空间信息系统两大类,学制一般为4年。本科生获得学士学位以后可以选择直读博士,或者工作几年再读博士,不需要有硕士学位。博士论文的长度一般不超过十万字数,要经历4年的持续研究与学习。一般要求博士生每年做一次阶段性研究报告,是对研究创新的重要评估。如果未通过,推迟四个月再申请汇报;若再次没有通过一般作退学处理。此外,博士阶段虽然没有课程学习要求,但一般来说,学生会结合研究的需要,去选修一些本科或课程硕士的课程。博士学习阶段的退学率比较高,有的专业高达50%~60%。

工程硕士与工程科学硕士学制一般是2年,主要专业有土木工程、环境工程、地理信息技术、岩土工程与工程地质、项目管理、结构工程、交通工程、净水与水文工程、水资源等。工程硕士着重培养学生的工程应用能力,要求学生在应用中提出一些独到的见解或对应用技术有所促进。工程科学硕士着重工程中的一些涉及计算与分析的研究问题,培养学生从科学的角度去思考如何促进工程技术应用的提升。一般具有本科学位的学生可以选择学习工程硕士或工程科学硕士,类似于博士。研究型硕士的退学率也很高,在学期间需要定期汇报阶段性研究进展。

(四)比较研究

通过对新南威尔士大学土木工程学科的专业设置与培养方案的分析,可以得出以下几点结论。

一是,专业设置和国内大学类似,属于“宽口径、厚基础”的大土木类型,既包括传统的土木工程(建筑工程、地下工程、桥梁工程、道路工程),又包括交通工程、工程管理、房地产等方向。与国内大学不同的是,土木工程一般与环境工程相结合,因此也包括一些与环境相关的专业或方向,比如可持续工程、水工程、测绘与地理空间工程等。此外,本科生四年的学习不再细分专业方向,真正体现了“宽口径、厚基础”的培养模式。

二是,本科生可以选择双学位培养方案,在完成本专业学士学位的课程和学分要求以外,可以再选修一些其他学院的与科学、艺术、商贸、法律、经济管理等相关的学位。从这个角度来说,本科生的专业和学位选择余地宽泛,有利于学生的均衡教育和视野拓展。此外,部分对从事科学研究感兴趣的本科生也可以直接选择攻读博士学位。

三是,课程研究生培养方案给一些不愿意从事科学研究,又想获得硕士研究生学历或学位的本科生提供了教育机会。他们可以通过修满一些课程和达到规定的学分要求,从而获得课程硕士学位,部分本科生也可以通过这个阶段进一步提升自己的专业知识水平和工作技能。

四是,研究型研究生一般没有课程和学分要求,这样有助于学生尽快进入研究状态,安心于研究兴趣。研究型硕士又分为工程硕士和工程科学硕士两种类型,有助于学生结合自身情况进行灵活选择。

五是,研究阶段没有的硬性要求,但对研究的创新性要求较高。比如针对博士的培养,每年学生都要汇报阶段性研究进展。由相关领域的学者进行评价,给出是否可以继续研究的建议。论文完成后不设置答辩环节,而是采用函评的方式由世界范围内的著名学者进行评阅,并给出是否达到授予学位要求的评价,真正体现了“宽进严出”的培养模式。

二、 课程设置

(一)本科生

土木工程专业本科生所修课程和学分如图3所示。课程主要分为基础课、专业基础课、专业课和实践四大模块。第一学年主要以基础课程为主,包括数学、物理、材料、化学、力学、各类基础设施体系、工程师基本概念、工程设计与创新等;第二学年以专业基础课和专业课为主,包括固体力学、水工程、交通与公路工程、工程计算与施工、通识教育、结构分析与建模等;第三学年以专业课为主,包括工程运营与控制、土力学、钢与混凝土结构、水力资源工程、土木工程实践、应用土工技术与工程地质、给水排水工程等;第四学年是实践环节,除了通识教育以外,主要包括与实际工程相结合的毕业论文专题,以及一些专业选修课。

以上每门课程均为6个学分,每学期一般安排4门课程,学生四年需要修满192个学分,方可获得学士学位。从课程设置来看,体现了土木工程学科宽泛的特点,在第四年的选修实践课中,学生可以灵活选择自己所感兴趣的工程方向。

(二)课程研究生

土木工程专业课程研究生的课程设置如图4所示。这些课程充分体现了工程教育宽泛的特点,既包括与土木工程设计、施工和管理相关的基本课程,又包括与经济、环境、可持续发展相关的选修课程。

允许课程研究生跨专业背景学习,如果学生来自于其他专业或者没有修完土木工程专业本科课程,一般会被建议增加选修一些相关的课程,以便增强本专业的知识背景。课程设置的类别和数量主要以培养学生具备解决与工程管理、岩土工程、结构、测绘、交通、给水排水等领域相关的高等学科知识为主。

(三) 比较研究

通过对新南威尔士大学土木工程专业本科生和课程研究生的课程设置分析,可以得出以下几点结论。

一是每门课程均设置为6个学分,每学期一般固定4门课程,学分制度和课程数量设置合理,有助于学生更好地学习和理解专业知识。国内大学土木工程专业课程的学分一般从1~4.5不等,学分设置分散,课程学时也很分散,有的课程仅仅设置为几周时间,有的课程却跨度一个学年。分散的学时和学分设置既不利于学生选修课程,也不利于学生对专业知识的充分理解和消化。

二是由于本科教育阶段设置了双学位培养模式,本科生可以自由选择自己感兴趣的学科或专业的课程。课程研究生也设置不同的学位授予类型,可以在土木工程专业范围内自由选择不同方向的课程,也可以跨不同专业或方向交叉选择课程。

三是实践环节设置是直接与实际工程相关联的,一般鼓励学生在工程单位实习期间同时完成毕业论文,增设一些实践选修课程,这些课程可能就开设在实验室或工程单位,以鼓励对不同工程感兴趣的学生自由选择学习。

四是对研究型研究生虽然没有课程和学分要求,但会要求他们根据不同的研究方向和研究方法有针对性地选择某些课程学习或直接去旁听。比如,从事数值分析的研究生可以选择一些高等工程数学课程,从事计算机编程与模拟的可以选择一些计算机程序课程。

三、结语

通过对新南威尔士大学土木工程专业的培养方案、学制、专业与课程设置等方面的教育模式进行分析和比较,提出了一些建议,为国内高校土木工程专业的建设、培养模式的改革、卓越工程师教育计划的实施提供借鉴。

(1)土木工程专业设置宽泛,培养方式灵活,真正体现了“宽口径、厚基础”的大土木培养模式。

(2)本科教育阶段设置单学位与双学位并重培养机制,学生不仅可以在本学科获得学位,还可以在不同的学科和专业间学习相关课程,取得相关的学位。

(3)课程设置体现了学科教育的宽泛特点,单门课程固定为6个学分,每学期固定4门课程,课程学时和学分紧凑集中。

(4)本科阶段的实践环节一般要求学生在工程单位完成,既包括结合实际工程案例完成的毕业论文,又包括一些与不同工程类型相关的实践选修课程的学习。

(5)研究生培养分为课程研究生(硕士)、研究型研究生(硕士和博士)两个层次。课程硕士不设导师制,不需要从事研究,主要是完成相关专业的课程学习。研究型研究生没有课程学习和学分要求,主要从事相关领域的研究工作。

(6)研究型研究生的培养充分体现了“宽进严出”的培养模式,没有硬性的要求,每年定期进行阶段性研究进展汇报,优胜劣汰,淘汰率较高。

参考文献:

[1]童乐为,史炜洲,赵晓林.澳大利亚高等教育特色给予我国土木人才培养的启迪[J].中国电力教育,2008(2):165-167.

[2]吴瑾.悉尼大学土木工程专业研究生培养模式及特色探讨[J].高等建筑教育,2008,17(4):6-8.

[3]原方,丁永刚,王彦侠,等.澳大利亚土木工程本科人才培养方案浅析[J].河南工业大学学报:社会科学版,2008,4(2):155-156.

[4]李炎锋,杜修力,薛素铎,等.从中美土木工程教育对比探讨土木工程专业国际化办学思路[J].中国科技信息,2013(5):116-117.

[5]刘纪峰,张会芝.美国密歇根州立大学土木工程专业课程设置研究[J].宿州学院学报,2014,29(9):97-100.

[6]王照宇.中美高校土木工程本科教育比较浅析[J].林区教学,2015(10):29-30.

[7]饶平平,陈有亮,宋忠强.依托中德合作与交流的土木工程办学研究与实践[J].中国电力教育,2013(10):55-56.

[8]马士宾,李宁利,张彩利,等.台湾大学土木工程专业本科培养特色的分析与启示[J].当代教育理论与实践,2015,7(4):55-57.

篇3

 论文关键词:土木工程;技术;合同管理;施工现场

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

土木工程的施工管理是施工企业对所实施的工程项目进行全过程、全方位的规划、组织、控制与协调的生产行为,是伴随着施工企业管理体制改革和招投标制的推行而走进我国的先进的施工管理方法和管理手段。日益发展的土木工程施工管理的标准对于施工企业提出了更为严格的要求,强化施工项目管理,改变了以往在施工项目管理上陈旧的管理思想、管理方式和管理方法,完全按照《工程施工项目管理规范》的规定,实施了新型的土木工程施工项目管理模式。下面笔者就当前土木工程施工的管理谈几点看法。

1 施工项目质量管理

(1)建立质量保证体系。为全面系统地把质量工作落到实处,当务之急是建立切实可行的质量保证体系。同时,施工企业依据质量保证模式,建立自己的质量保证系统,编写质量手册,制定质量方针、技师目标,使之更具有指令性、系统性、协调性、可操作性、可监测性。

 (2)人、材料、施工机械的控制。首先人是质量的创造者,质量控制应以人为核心,把人作为控制的动力,调动人的积极性、创造性,增加人的责任感,树立质量第一的观念。其次,材料是构成建筑产品的主体。显然在施工项目中,对材料的质量控制是举足轻重的。最后,施工机械是实现施工机械化的重要标志,是现代化施工项目中必不可少的因素。它对施工项目的进度、质量有着直接的影响。因此选好、用好机械设备至关重要。

 (3)控制施工环境与施工工序。在土木工程施工中,影响工程质量的环境因素很多,有工程技术环境,如工程地质、水文、气象,环境等;工程管理环境,如质量保证体系、质量管理制度;劳动环境,如劳动组合、作业场所、工作面等。因此,根据工程项目的特点和具体条件,应对影响质量的环境因素,采取有效的措施严加控制,尤其是施工现场,应建立文明施工和文明生产的环境,保持材料工件堆放有序,道路畅通,为确保质量和安全创造良好的条件。

2 加强设备管理

 现代土木工程施工企业跨度大、范围广、领域多、种类全,如果大量购置机械设备,必然会造成企业资产的浪费,所以,在施工中应根据企业内部项目之间的特殊性和时间差异,按照“技术上先进,经济上合理,施工上适用,安全可靠”的原则对项目所需机械进行管理。要保证机械设备管理的顺利实施,首先要在企业内部建立健全机械设备的档案,搞好机械设备的日常管理和保养工作,保证机械设备始终处于良好的状态。 3 增强核算意识,提高成本管理水平

在土木工程施工中,施工企业要加强材料采购、人工费支出以及项目预算等几个环节的管理工作,使项目成本的预测、控制落到实处,解决项目管理体制中“包盈不包亏”的问题。要加强定额管理,做到用定额编制计划,用定额组织生产,用定额核算,使定额真正成为提高经济效益的科学工具。还要认真贯彻实施《企业财务通则》和《企业会计准则》,强化财务约束和审计监督,压缩不合理的资金占用和开支,降低管理费用,提高资金运作效率;要制定企业内部财务管理办法,扭转帐物不符、财产不准、成本不实、虚盈实亏等问题;要培养利润动机,构造积累机制,控制消费基金的过快增长,增强企业发展后劲。

4 施工项目安全生产与文明施工的管理

所谓土木工程施工项目安全管理,就是施工项目在施工过程中,组织安全生产的全部活动,通过对生产因素的具体控制,使生产因素不安全的行为和状态减少或消除,不引发事故,从而保证施工项目的正常运行。

 (1)坚持安全管理原则即坚持安全与生产同步,管生产必须抓安全,安全寓于生产之中,并对生产发挥促进与保证作用。

 (2)制定安全管理措施:加强施工项目的安全管理,制定确实可行的安全管理制度和措施十分重要。它是管理的方法和手段,对生产各因素状态的约束和控制,根据施工生产特点,安全管理也具有明显的行业特色。要落实安全责任,实施责任管理,加强安全教育,例行安全检查。

5 坚持遵约守信,强化合同管理

 企业要面向市场,就要通过严格履行工程承包合同,按期按质交工和良好的售后服务来提高企业知名度。要提高编制合同的水平,确保合同的完整性;项目的管理要以工程项目合同条款规定的工期、质量为目标,科学有效地组织施工生产;总承包企业要与各分包单位签订总分包合同,总包企业要对工程全面负责,分包单位对总包单位负责。此外,还要学会工程索赔的方法和技巧,用合同约束发包方,依靠合同保护自身的合法权益,努力在市场经济中建立承包商自主经营,自负盈亏的商品生产者和经营者的地位,实现建筑施工企业向承包商的转变。

6 强化施工现场管理

篇4

教学计划是培养人才的主导性文件,反映培养出的人才所应具备的知识结构层次和工作能力。文章从综合素质、知识结构和能力结构几个方面,介绍了广东工业大学土木工程专业的人才培养目标、培养模式以及教学计划的制定和实施情况。

关键词:土木工程专业 教学计划 培养目标 培养模式

一、土木工程专业的人才培养目标及培养模式

土木工程专业是一门应用技术型学科,其人才培养模式应确立以“面向社会、立足岗位、注重素质、突出应用、强化实践、培养能力”为指导思想的“高级应用型”的人才培养模式,以理论和应用并重为宗旨构建其教学体系。其培养目标为:掌握工程力学、结构工程、岩土工程和工程管理学科的基本理论和基本知识;获得注册结构工程师、注册建造工程师、注册造价工程师和注册监理工程师基本训练;具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力;能在房屋建筑、地下建筑、隧道、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作,具有良好的科学文化素质和较高的创新、敬业、协作精神的高级土木工程专业技术人才。

“高级应用型”人才培养模式的具体定位。第一,高级应用型人才的教育是学科通才教育。我院土木工程专业的培养模式既不是重点大学的研究型教育,也不是培养生产一线技术应用型人才的高职教育,它的培养模式应该是理论知识要有一定的深度和宽度,即学科基础要体现工程学科平台的要求,但又不过分拘泥于理论的严谨性而对工程实践给予一定的重视,理论与实践并重的学科通才教育;第二,高级应用型人才的教育应是基础理论与工程能力、技能并重的教育。高级应用型人才的教育强调基础理论知识和实践技能培养并重,在基础理论知识满足要求的前提下,对实践、 省略 实训教学也要给予足够的重视,注重实效,注重能力的培养,强化工程训练,提高学生的工程意识,力求培养出具有一定的理论基础又有扎实的专业基本技能的应用型人才;第三,高级应用型人才的教育应注重综合素质的全面培养。土木工程专业面临国内、国际两方面的变革要求:[1]在国内,土木工程中多学科及其知识的融合,综合性工程项目的增加,特别是经济体制、就业机制的变化,使得综合素质高、专业口径宽、适应性强成为社会对人才的最基本要求;另一方面,我国开始实行注册工程师制度,向着注册工程师的国际互认进了一步,土木工程类企业对国际市场的占有率逐步增大,国外企业也逐步进入国内市场。因此,我们必须改革人才培养模式和相应的课程体系,主动适应国内、国际两方面对人才的要求,并把这种指导思想落实到新的教学计划中去。

二、土木工程专业的学生应具有的知识和技能

广东工业大学建设学院从历年的毕业生就业调查看,土木工程专业毕业生除少部分人(10%左右)继续攻读高一级学位、从事教学和科研工作之外,大多数主要从事工程设计、工程施工、施工管理、物业开发、工程预算、工程监理、工程鉴定、改造加固等一系列专业性较强的技术服务工作。这就要求土木工程专业毕业生应获得以下几方面的知识和技能:

第一,具有一定的自然科学基础知识,了解当前科学技术发展的主要方向及应用前景;

第二,掌握工程力学、土力学、水力学等方面的基本理论,掌握工程规划、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关建筑机械、建筑电气、给水排水、工程测量、施工技术与组织等方面的基本技术;

第三,具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力,具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力;

第四,了解土木工程主要法规;

第五,具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。

三、教学计划的制定与实施

根据建设部高等土木工程学科专业指导委员会有关土木工程专业的基本原则[2]和我院土木工程专业的办学经验,我们对土木工程专业课程体系进行了科学、合理的调整,表现为:

1.制定和完善了切实可行的土木工程专业教学计划

为了很好地贯彻教学大纲的要求,实现专业培养目标,根据我院土木工程专业的实际情况,适当调整了旧教学计划,增加了专业选修课的比例,为扩大学生的专业知识视野创造了条件(见表1)。考虑到学生考研、找工作的压力,对各学期的开课量做了合理的安排,把课程适当提前,减少四年级的开课量。

2.保证各门课的知识链连续但不重复

在制订教学计划时,仔细研究每门课程在人才培养体系中的作用,重新定位每门课程的地位和作用,进行整合优化,打破各个课程之间的条块分割与各自为政的局面,避免课程内容的重复。根据整合后的课程内容进行课程教学大纲的编写,并严格按大纲的要求组织教学。如“基础工程”、“钢筋混凝土结构”、“钢筋混凝土结构设计”、“单层工业厂房结构设计”、“单层工业厂房结构课程设计”、“高层建筑结构抗震与设计”是土木工程专业的主干课程,这几门课程对实践内容部分没有明确的界定,由教师灵活掌握,有些内容会造成重复或遗漏,我们在教学过程中发现了这个问题,在制定新的教学计划时,首先对整个课程体系进行梳理,然后对其进行整合优化;在教学大纲中,我们明确规定“单层工业厂房结构课程设计”包括排架设计和浅基础设计,“基础工程”课程设计做桩基础设计,“钢筋混凝土结构课程设计”要包括楼和框架设计,毕业设计做框架-剪力墙结构设计,并调整了相关课程的学时,保证了课程体系的完整性和科学性。

3.强化专业的实践性教学环节

土木工程专业是一个实践性很强的专业,为了更好地提高教学质量,实现我院土木工程专业的总体培养目标,新教学计划中除了“两课”社会实践,还设立了:军训、认识实习、工程测量实习、工程地质实习、生产实习、毕业实习、房屋建筑课程设计、基础工程课程设计、混凝土结构课程设计、钢结构课程设计、单层工业厂房结构课程设计、施工组织课程设计、工程概预算课程设计、毕业设计等实践性课程,共计39周。

为配合实践性教学环节的实施,我们与设计单位、科研单位、施工单位建立了长期合作关系,建立了多元化的实习基地,探索有效的新型方式和途径,提高学生的工程意识。通过课程设计、毕业设计(毕业论文)等环节,激励学生积极参与到专业学术问题的研究和探讨中,加深学生对专业的了解和兴趣,提高其对专业知识的应用能力。

4.重视外语学习和计算机能力的培养

英语课程根据学生的实际水平采用分级教学、分类培养、目标驱动、滚动培养的教学模式。第1~4学期进行基础英语教学,根据学生能力采用分级教学的方法,以提高学生英语应用能力为目标,进行滚动培养。第5~7学期进行专业英语教学或在专业课开展双语教学。在第8学期的毕业设计中安排撰写外文摘要。这样有利于保证学生达到一个较高的英语水平。教学计划中除了计算机文化基础、计算机辅助结构设计等课程外,将计算机应用贯穿整个四年的课程教学中,在理论课、课程设计、毕业设计等教学环节增加计算机应用训练,保证各个教学环节中应用计算机的时间总计不少于200机时,提高学生的计算机应用能力。

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论文关键词:应用型;土木工程专业;实践教学

随着我国城镇化、现代化、国际化进程的加快,建筑业在国民经济和社会发展中的地位越来越重要,这为土建类专业的发展带来了难得的机遇。近年来建设人才市场对土木工程专业的需求发生变化,从事与土木工程专业工作有关的本科毕业生中90%以上在施工、监理、管理等部门就业,在高等院校、研究设计单位工作的大学生越来越少。用人单位性质、规模和岗位不同,对本科人才的需求也不尽相同。目前,全国乃至世界各国都在对该专业的高等教育进行不断探索、创新,其人才培养模式与教育理念在不断发展。

一、应用型土木工程专业实践教学中存在的突出问题

1.应用型培养目标问题

笔者对土木工程专业人才有需求的设计单位、施工企业、管理部门(包括政府机关如建设局等、质检站、建设单位、质量管理单位等)进行了走访和调研,用人单位普遍认为土木工程专业应以培养应用型人才为主,不宜过分提倡综合性、研究型,尤其是对于本科生。笔者跟踪调查了部分院校的应用型土木工程专业的一些毕业生,绝大多数毕业生反映:在学校里学到的是若干个理论知识片段,实践机会很少,参加工作半年比在学校四年学的东西都实用。这说明目前应用型本科土木工程教育的培养目标不突出或有明确的目标而培养的人才不达标或目标与市场衔接不好。

各校宜结合国家建设人才需求以及各个学校的区位、办学历史、师资力量、实验条件、与社会的结合情况等设置课程体系,全国统一要求的课程不宜过多,让学校根据市场导向有灵活的办学机制。应该下大力气在实用型技能方面对学生进行培育,这对学生毕业后进入社会找工作、增强竞争力都将有实际效果和重大的意义。

2.思想认识不到位

实践教学是培养应用型土木工程专业人才的重要环节,是培养学生实践能力的关键。只懂理论,那是空头理论家;只懂实践技术,那是民工。而高等院校应用型土木工程专业培养的是既懂理论又会实践,并将理论和实践紧密结合在一起、具有创新能力的高级应用型专门人才。实践教学与理论教学同等重要,然而,目前高校的实践教学质量在很大程度上滞后于理论教学,究其原因,对实践教学认识不到位是其中最重要的原因之一。上至高校的高层领导,下至普通的教师、学生通常认为实践教学是理论教学的附属部分,直接由理论课教师负责完成就行。很显然,这种安排、这种认识是错误的。实践教学与理论教学既有联系又有区别,有分工又有协作,实践教学相对于理论教学有很多独特之处,认识不到这一点就很难做好实践教学工作,就谈不上培养应用型的土木工程专业人才。

3.实践教学指导教师自身实践能力不足

由于我国高等教育由“精英教育”向“大众化教育”过渡,当前高校师资中青年教师占相当一部分比重。绝大部分青年教师因备课上课或提高学历层次的压力较大,加之目前的教师系列专业技术职务评审制度对科研成果的硬性要求,使得青年教师没有时间与精力进行工程实践,致使青年教师工程实践经验缺乏,实践能力不足。

据调查,目前高校土木工程专业实践教学存在相当普遍的一个现象:讲设计的没搞过真实的工程设计,讲施工的没去过几次工地,讲设备的看不懂水暖电施工图,讲预算的没做过工程预决算,讲招投标的没参加过招投标等等。试问实践教学指导教师没有真正的实践,指导出来的学生实践能力又能怎样?这是一个很严峻的问题。

4.尚未形成独立的实践教学课程体系

经调查了解,几乎所有应用型本科院校都有较完整的理论教学课程体系,教师、教室、考试、听课评课、学生评教、教学督导、理论课任课教师考核标准等配套硬件设施到位,管理制度等软件健全,能够按规范实施理论教学,使理论教学质量有了可靠的保障。但是,也应看到,还有相当一部分学校,打的是培养应用型人才的旗帜,却没有形成独立的实践教学课程体系。主要表现在两个方面:其一,实践教学相应的硬件设施不能满足实践教学需要。如课程设计没有专用的教室,制图没有专用的制图室、绘图桌凳,实习没有配发相应的安全帽,没有充足的实习设备和实习基地,不能给学生提供条件进行实验,搞发明创新等。其二,实践教学相关软件缺失或不健全。如实践教学没有完全胜任的指导教师,没有适用的、较理想的指导书,实践环节没有相配套的教学管理实施细则,也没有实践教学质量监控系统,缺少实践教学考核管理措施或考核管理不严格,导致实践教学出现不同程度的“放羊”现象,教师的指导作用相对弱化。这都说明部分高校根本没有把实践教学当做课程,没有把实践教学上升到其应有的“课程”高度,相应地也未当成一门课程来建设。

5.实践教学内容和教学方法缺乏创新

土木工程专业实践教学环节很多,主要包括了课程设计、实训、实习、实验、毕业设计等五个环节。其中,课程设计主要有房屋建筑学、混凝土结构及砌体结构、钢结构、工程概预算、建筑设备等多门专业课程的课程设计;实训包括建筑制图实训,实习包括认识实习、生产实习、毕业实习、工程地质实习、工程测量实习等;实验包括建筑材料实验、材料力学实验、土力学实验等;毕业设计是本专业学生最后一门综合性的实践教学环节。

目前,课程设计的做法往往是指导教师直接下达课程设计任务书,学生按任务书的要求比照参考设计实例进行设计,很多情况下几十个学生或多个学生设计题目完全相同,致使一些学习主动性差的学生在做课程设计时存在依赖心理,出现抄袭的现象。实习教学过程中,学生“放羊”现象较严重。实验课因课程基本实验内容基本不变,且按预先设计好的实验步骤进行操作,得到预定的实验结果,束缚了学生主动思考和创新的积极性,出现不少学生直接抄袭实验报告的情况。毕业设计内容过于单一,大部分高校的毕业设计以建筑结构计算为主进行命题,这不仅给教务部门聘任毕业设计指导教师带来一定的压力,而且没有很好地将绝大部分学生的毕业设计与将来的工作联系起来,因为毕业后真正从事设计工作的毕业生为数较少,大部分毕业生将走上施工、管理、造价、暖通、水电、物业等其他工作岗位。

可见,实践教学内容和教学方法缺乏创新不能较好地调动学生利用已学理论知识解决实际工程问题的积极性,不能激发学生的创新意识,无法培养学生的实践能力。

二、应用型土木工程专业实践教学改革的途径

1.瞄准市场,准确定位,制订科学的应用型土木工程专业人才培养方案及合理的教学大纲

市场经济条件下,实践教学改革成败的评价标准是市场,准确地说,是看学校培养出来的人才是否适应人才市场的要求,能否直接或很快上岗工作,能否受用人单位的青睐。因此,应用型土木工程专业的人才培养方案必须紧密结合市场需要,制订最终的培养目标。以培养目标为宗旨,构建相应的知识、能力、素质、工具、管理的平台,进而组织各理论课和实践课的课程学时安排及教学大纲的制订。尤其需要注意的是,在培养方案及教学大纲的修订过程中,最好请多位本专业有资质的专家或教授,最好是双师型的专家或教授共同讨论并商定本专业的培养方案,并与任课教师进行充分的沟通,协调各理论课程教学大纲间的衔接,协调好理论与实践课程教学大纲的衔接。在保证实践教学学时的前提下,对实践教学内容进行精选和重组,实现理论课教学内容与实践教学内容的协调,实现实践教学内容自身内部的统一和协调。

2.更新思想观念,充分认识实践教学在培养应用型土木工程专业人才中的重要性

实践教学是动手能力、实际操作能力、岗位适应能力、理论和知识运用能力、科学研究能力的综合训练过程。实践教学是应用型土木工程本科教育应当突出的特色,是培养应用型、实践型人才的重要途径之一,在教学计划中要保证足够的实践教学时间,更要保证实践教学的质量。

3.加强实践教学指导教师队伍的建设

教师是开展教学活动的主体,是学校发展的脊梁,因此,提高实践教学质量的关键在于实践教学指导教师师资队伍建设。实践教学指导教师师资队伍建设不仅是实践教学工作的基础工程,而且是保障实践教学环节健康发展的长期工程,是提高实践教学质量的关键工程。建立一批素质好、教学和工程经验丰富、指导能力强的实践指导教师队伍是提高实践教学效果的强有力保障。

4.课程设计、实习、实验、毕业设计等实践教学环节应编写高质量的指导书

组织一些实践经验丰富的“双师型”教师编写课程设计、实习、实验、毕业设计指导书。指导书力求以工程实例来反映现行设计规范的具体应用、最新科研成果、实验方法及工程实践经验,使学生从中领悟到如何将书本知识运用于工程实践。在达到设计要求、工作量相当的前提下,布置的设计、实验、实习任务尽可能呈现多样性,培养学生学习的主动性,提高教学质量。

5.改革实践教学陈旧的考核方法,进一步完善实践教学课程体系

传统的实验教学以实验报告为实验考核的主要指标,这种考核方法的弊端在于给学习主动性差的学生以可趁之机,抄抄实验报告就了事。建议尝试将考核方式改为随机抽考实验操作,根据实验操作熟练度及准确度来评定实验课成绩。可以督促绝大部分学生主动动手做实验,进而提高实验课的教学效果。

课程设计、实习、实训、毕业设计可以采用答辩的方式,结合课程设计、实习、实训过程、毕业设计过程中提出疑问的难易程度,并参考课程设计成果、实习日记、实习报告、实训成果、毕业设计成果综合评价给出考核成绩。可以变学生“让我做”为“我要做”,提高学生实践的主动性与积极性,强化实践教学中指导教师的引导和过程管理作用。

对于本专业实践教学相关的硬件要进一步落实,实践教学相关软件要尽快完善、健全并付诸实施。尤其需要强调的是,制度再完善、规范,缺乏强有力的实践教学的监控、考核管理体系,实践教学质量也难以奏效。

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基金项目:军队院校“2110三期”军事土木工程学科重点建设领域项目(2011lgdx -0222)

作者简介:尹峰(1974-),男,解放军理工大学国防工程学院讲师,主要从事人防工程、岩土工程研究,(e-mail)plaustyin@163.com。

摘要:以工程兵合训学员未来任职岗位任务需求为牵引,以提升学员未来遂行多样化军事任务能力为目标,研究军队综合性大学合训专业土质学与土力学课程的教学模式改革,阐述了“任务牵引式”教学模式的内涵和总体设计思路,介绍了在课堂教学中的实际组织应用,并对实施效果进行了总结分析,有效解决了传统工程技术课程教学与合训专业人才培养目标之间的矛盾,可为以能力培养为目标的课程教学改革提供参考。

关键词:合训专业;课程教学;教学模式;任务牵引

中图分类号:g642421文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05007004土质学与土力学是解放军理工大学道路桥梁与渡河工程专业的一门专业基础课程,是研究土的基本力学原理和工程问题的学科。为更好适应军队综合性大学多种人才培养目标,从2011年开始,课程组针对合训专业土质学与土力学课程开展了教学改革研究,取得了一定成效。

一、合训专业土质学与土力学课程的教学改革背景

(一)合训学员专业业务培养目标分析

军队综合性大学新的人才培养方案中,对合训学员与非合训学员这“两类人才”的专业业务培养目标是有明显区别的 [1] 。非合训学员的专业业务培养目标是:比较系统地掌握本专业的基本理论、基础知识、基本技能,满足初级专业技术岗位任职需要,具有初步学术研究和技术创新能力。合训学员的专业业务培养目标是:了解军兵种相关业务,具有本专业的基础知识和技能,能够提出解决本专业实际问题的基本方案。可以看出,对于合训学员来说,其未来任职岗位是初级指挥军官,所以对其专业业务能力的要求是“具有本专业的基础知识和技能,能够提出解决本专业实际问题的基本方案”。因此,在专业课程教学中,对合训学员而言重要的是培养解决实际问题的能力,而非理论的探究和推导。

(二)土质学与土力学课程在遂行多样化军事任务中的作用

军队综合性大学土质学与土力学课程教学目标与地方高校土木工程学科专业有明显区别。一方面,信息化战争对作战工程保障和工程防护能力提出了更高的要求,土质学与土力学课程教学内容与国防工程建设和战场工程建设密切相关,掌握必备的土工知识是遂行作战工程保障,进行防护工程建设的基础。另一方面,由于近年来频繁参与国家抗洪抢险、抗震救灾、道路抢通等各种非战争军事任务,在行动中客观显露出一些技术弱项,如道路的快速抢通保通技术,次生灾害防护,克服管涌、固定滑坡、处置坍塌、排除漏洞的方法等。因此应强化工程兵专业技能训练,特别是针对抢险救灾这种特殊环境下工程作业的专项训练,使指挥员能够按工程设计方案组织指挥[2]。土质学与土力学课程内容可广泛应用于解决江河溃坝决口、塌方塌陷、滑坡、泥石流等工程地质灾害的产生、防治和救援任务,因此,课程在工程兵合训学员未来遂行多样化军事任务中具有重要作用。

(三)合训专业土质学与土力学课程教学面临的挑战

土质学与土力学课程作为传统的工程技术课程,在长期培养工程兵技术干部和人防工程学员的过程中,已形成了比较完善的课程教学体系。但是,在面向土木工程大类的工程兵合训学员对象时,其教学体系和教学模式面临严峻的挑战,主要表现在3个方面:一是长期从事工程技术课程教学的教员内在知识结构与合训专业人才培养目标不相适应;二是传统工程技术课程教学模式与合训学员的核心能力素质教育不适应,不适应以“领导力、创新力、战斗力”为核心素质能力的人才培养目标;三是合训学员内在的学习动力与工程技术课程的教学内容不相适应。因此,有效解决传统工程技术课程教学模式与合训学员人才培养目标之间的矛盾非常迫切。虽然是学历教育阶段开设的课程,但依据土质学与土力学课程的特点,结合学员未来的任职需要,土质学与土力学课程应作为技能培养型的课程,从实战需求出发进行教学模式设计[3]。

二 、合训专业土质学与土力学课程的教学改革总体设计

(一)总体改革思路

在一些专业基础课程教学中,“任务驱动”教学法得到了成功

应用。“任务驱动”教学法以解决问题、完成任务为教学主线,促使学员通过完成任务而学到知识和技能。教员根据教学目标设计科学可行的任务,针对所设计的任务进行讲解、分析,给出完成任务的思路、方法、操作和要求[4]。学员受任务驱动,在教员指导下,通过查阅资料、实践操作、合作讨论等多种学习探索方式完成任务,并从中体验知识获取的过程[5]。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

尹峰任务牵引式教学在合训专业土质学与土力学课程中的应用

借鉴“任务驱动”教学法的成功经验,创新延伸,进一步使教学重心前置,提出“任务牵引式”教学模式。其总体设计思路是以合训学员未来任职岗位任务需求为牵引,以提升学员未来遂行多样化军事任务能力为目标,从教学内容、教学模式、教学条件等方面,重构合训专业土质学与土力学课程的教学体系,系统解决传统工程技术课程教学与合训学员人才培养目标之间的矛盾。

(二)教学内容重构

在历次抢险救灾行动中,工程兵部队通常被作为主力军和突击队,用于重要部位和关键时刻,执行急难险重任务,是抢险救灾中不可或缺的重要力量[6]。因此,与非合训专业的课程知识教学目标不同,课程组重点研究了多样化军事任务对土质学与土力学课程的知识体系重构要求,完善课程标准,重新梳理面向合训学员的课程教学内容,对教学内容有所取舍,弱化地基基础工程设计理论以及设计规范的内容,强化土质学与土力学理论与工程地质灾害的产生、防治和救援的联系,构建了与工程地质灾害、工程事故、溃坝决堤、应急加固等紧密相关的课程知识体系,使课程教学内容更贴近工程抢险的应用背景,从而满足遂行多样化军事任务的实际需求。 (三)教学模式改革

在传统的工程技术课程教学中,常用的“案例式”“研讨式”等教学模式有助于学员对知识的理解和掌握,但并不能有效培养学员解决实际问题的能力,研究创新基于培养合训学员解决实际问题能力的教学模式是非常必要的。课程组经过深入研讨,在传统的“案例式”教学模式基础上改革创新,提出了“任务牵引式”教学模式,即把课程各章的主要教学内容与特定的未来岗位任务相联系,假设一个未来任职岗位可能遇到的任务,学员通过完成该任务学习课程知识。通过两个学期在4个专业的初步实践,课程组逐步完善了“任务牵引式”教学模式的课堂教学组织。

(四)教学资源建设

为达到合训专业的课程教学目标,还需要完善相应的教学条件,整合教学资源。一是建设以抢险救灾为主题的教学视频库和案例库,由教员和学员共同完成,使学员间接参与教学活动。学员参与搜集、整理资料,制作案例库和视频库,借助查阅期刊、文献、网络新闻等手段,消化大量的工程案例,在过程中发现问题、思考问题和解决问题,可以使学员真切体会课程知识在指导工程实践中的重要应用,大大拓展对课程知识的认知程度。二是编写具有军事土木工程特色的配套辅助教材,如《土力学工程案例解析》《工程地质灾害救援技术》,拓展学员的知识视野和应用范围。三是积极持续开展教学研究,把课程建设列入军队院校“2110三期”军事土木工程学科重点建设领域项目,以及大学的教育教学改革课程,不断提高课程的整体建设水平。

三、合训专业土质学与土力学课程的教学改革实施

在前期充分研究论证的基础上,课程组创新实践了“任务牵引式”的教学模式,并制定了具体的实施计划和步骤,在实际的教学过程中,是按照以下流程进行的。

(1)任务想定。根据各章内容,结合未来岗位任务需求,想定一个任务,在各章教学开始之前布置。想定的任务均具有军事特色,体现军事应用。例如:课程第二章“土中水的运动”想定的任务是“长江大堤管涌应急防治救援”,课程第三章“土的压缩沉降计算”想定的任务是“巨型雷达基座沉降计算与变形监测”,课程第四章“土的强度计算”想定的任务是“部队大型油罐地基承载力确定”。

(2)课堂理论讲解。教员根据该章想定的任务,围绕完成任务所需要解决的理论问题,优化本章理论教学内容,有针对性地讲解理论知识,使课堂内容与任务的完成紧密结合,促进学员的学习自觉性。如任务之一“长江大堤管涌应急防治救援”的内容要求中,学员要想完成这一任务的解决方案,就需要学习土中水的渗流模型,掌握达西定律,以及土的渗透破坏原理和类

型等,这恰恰就是本章的核心理论知识。

(3)课外自主学习。学员为完成想定任务的解决方案,在掌握理论知识的基础上,还需要相关实践技术的保障。这部分内容是课本知识和课堂教学无法获取的,依靠教员自身的知识积累也很难全面掌握,需要教员指导、学员自主完成,通过观看网上视频资料,阅读相关专业技术期刊,网上查找技术解决方案等,补充完成想定任务所需的各种技术知识。

(4)撰写解决方案。教学组织中,把学员分成若干小组,每组3~5名学员,共同完成想定任务的解决方案。教员需要提前规范撰写解决方案的内容标准,每章想定任务的解决方案包括任务背景、任务要求、理论计算、技术保障措施、组织实施方法、任务小结、参考资料等模块。方案形式包括文字方案和汇报内容,在编写过程中,教员需要利用答疑时间到教室加以指导,帮助学员随时解决问题。一般要求在各章课堂教学最后一节课之前上交任务解决方案,由教员预先从方案内容形式、理论应用、技术措施的选取等方面进行评价把关,遇到方案整体质量不达标的,提前交由学员小组继续完善,以保证任务方案课堂汇报的质量。

(5)方案汇报。各章课堂教学的最后一节课作为学员方案的汇报课,由各组派出代表汇报本组的任务解决方案,汇报形式普遍采用多媒体,本组其他成员可以补充说明。在实际课堂组织中,一般一节课只能选择2~3个小组的方案进行分享汇报,这需要教员在课前的方案评价中,选取有代表性的方案在课堂上汇报,并对其他方案一并点评。同时教员还要引导学员对其他组的方案进行质询和点评,取长补短,知识共享。

(6)总结归纳与延伸拓展。学员编写的任务解决方案是在初次理论学习,缺乏实践背景的条件下完成的,在指标选取、条件假设、技术应用等方面难免有考虑不周全的地方。在课堂汇报分享时,也会出现不着重点、浮于表面的情况,这时就需要教员加以恰当的引导,甚至追问,挖掘问题的本质。对于学员之间互相的方案评价质询,也要科学把控,引导学员善于发现其他小组方案的亮点。最后教员还需要对该章方案完成的整体情况进行点评归纳,回归到本章的教学目标,并对没有涉及的问题进行延伸,引导学员在学习之余继续探究。

四、实践效果与经验总结

从2011年秋季学期开始,“任务牵引式”教学模式先后在道路桥梁与渡河工程、国防工程与防护等合训专业的土质学与土力学课程教学中实践应用,并引入评价机制,取得了积极效果。实践表明,只要优化课程教学内容,创新课堂教学模式,传统工程技术课程教学也可以体现军事特色,教学目标完全可以从单一的工程技术理论教育向多种能力培养转变,突破工程技术素养与军事指挥能力培养的矛盾。

当然,“任务牵引式”教学模式在实际应用中也是需要不断修正和完善的,主要注意了以下几个方面。

第一,教员自身的知识储备需要更新,教学组训能力需要提高。由于长期从事专业技术人才的培养,课程组教员的知识储备明显与合训专业的课程教学目标不匹配,需要及时更新。同时,“任务牵引式”教学模式还需要教员具有对教学内容的统筹能力、对学员分享的导调能力和精辟的总结能力。在学员课堂方案汇报分享时,教员需要整体掌控分享进程和讨论问题边界,巧妙启发学生思路,归纳、提炼和总结,并引出教学核心内容,如此才能达到教学目的。

第二,各章想定任务的设计需要持续完善。一方面,想定的任务源于合训学员未来任职岗位需求,这种需求不是一成不变的,各章任务可以不断改进甚至重新设计,以便更贴近岗位实际。另一方面,任务本身的理论、技术难度和涉及知识点的广度要尽可能与该章的基本教学目标一致,不要求一个任务就覆盖本章全部的知识点,而应注重学员对核心理论知识的把握理解,进而实现对其他知识点的融会贯通。 第三,改革课程考核方式,加大任务完成方案的考核比重。改革之前的土质学与土力学课程考核由考试成绩和平时成绩构成,其中考试为闭卷考试,成绩占70%,平时成绩以课程作业和课堂回答问题评定,占30%。实施“任务牵引式”教学模式改革之后,以任务完成方案代替平时成绩,完成方案和考试成绩各占课程总成绩的50%,增强了考核方式的科学性。

参考文献:

[1] 胡江华,许卫东,刘君.伪装工程“两类人才”培养专业课程体系设计[j].解放军理工大学学报(综合版),2013,

14(1):77-80.

[2] 曾杨智,高亚明,叶春雷.工程兵部队遂行多样化军事任务能力探析[c]//多样化军事任务中的工程保障技术论文集.北京:军事科学出版社,2009.

[3] 曹义,姬洪涛,刘卫东.紧贴实战需求讲好《野战给水》课程[j].高等教育研究学报,2010,33 (3):84-85.

[4] 祝宇凌.“任务驱动教学法”与“探究式学习”在计算机教学中的应用[j].科技信息,2010 (6):230-232.

[5] 黄云仙,黄峰,梁妙元,等.“数字信号处理”课程任务驱动教学法探索[j].解放军理工大学学报(综合版),2012,13(6):72-73.

[6] 王小凡,姬洪涛,文晓宇.对工程兵专业加强抢险救灾教学训练问题的思考[j].高等教育研究学报,2008,31 (3):97-98.

application of task traction teaching mode in jointtraining

profession of soil mechanics course

yin feng

(college of defense engineering, pla university of science and technology, nanjing 210007, p. r. china)

abstract: to meet the coming post task demands of engineering corps jointtraining students and enhance the ability of carry out diversified military tasks, the teaching mode of soil and soil mechanics course was reformed in jointtraining specialty of comprehensive military university, the connotation of “task traction type” teaching mode and the overall design ideas were illustrated, the practical application in the classroom teaching was introduced, and the implementation effect was concluded and analyzed. the teaching mode effectively solved the contradiction between the traditional classroom teaching goal and training objectives of jointtraining professional, which can provide a reference to the reform of ability training course teaching.

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Abstract: From the study of the derivation process of the coefficient k0 of unit elastic resistance, this paper puts forward the elastoplastic formula for determining the coefficient k0 of unit elastic resistance, and the determination method of correction factor α in the formula. α can be determined by the ratio of transverse wave and longitudinal wave of the rock mass. Through the calculation of construction practice, the difference between coefficient f0 of unit elastic resistance determined by the elastic-plastic theory and the sturdiness of rock mass coefficient and the experience value provided by the rules or regulations is small, they are in accordance with engineering practice.

关键词: 单位弹性抗力系数;修正系数;坚固性系数;泊松比;变形模量;完整性系数;弹性模量

Key words: coefficient of unit elastic resistance;correction factor;firmness coefficient;Poisson's ratio;deformation modulus;integrity coefficient;elasticity modulus

中图分类号:TV223.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)02-0124-02

1 绪言

岩体单位弹性抗力系数k0是地质工作者提供的岩土体物理力学参数之一,目前对于单位弹性抗力系数的确定,除试验方法外,还没有一种较合理的确定方法。在没有试验数据的情况下,一般是结合具体的工程实际根据相关规范或规程提供的经验数据取值,而经验数据区间较大,该如何取值,对于地质工作者来说很盲目,为了工程设计的安全,大多数地质工作者采用经验值的下限,但取值符合工程实际吗?值得研究、商榷。

2 各规范或规程关于单位弹性抗力系数经验取值比较

笔者就工程实践过程中经常使用的规范或规程对水工有压引水隧洞设计时地质工作者需要提供的岩体单位弹性抗力系数k0的发展和改进列于表1,从表中可以发现,对于Ⅴ类围岩,各规范或规程所提供的k0值未有变化,Ⅳ~Ⅰ类围岩改变较大,Ⅳ、Ⅲ类k0总体提高了,Ⅱ、Ⅰ类总体降低了,这些都是工程试验、实践检验后所做的修正或改进,随着工程试验、实践数据的丰富及岩体力学的发展,还会进一步修正或改进,这就是规范或规程每隔一定时间段需要修订,工程实践中应该以最新规范或规程为准的原因。

3 根据弹塑性理论确定单位弹性抗力系数

据吕有年根据弹塑性模型研究[1]圆形水工有压隧洞围岩弹性抗力系数K的通用公式为:

式中E为岩体的弹性模量(MPa);μm为岩体的泊松比;rb为隧洞开挖半径(m);R为裂隙区半径或开挖影响半径(m);τs为岩体的极限抗剪强度(MPa);Pb为洞壁所受径向压力(MPa)。

若不考虑塑性区时,Pbrb=Rτs,则式(1)变为:

式(3)即为著名的钱令希公式。若裂隙区接触边界上的作用力等于岩石的极限抗拉强度Rt,则根据力的平衡条件,Pωrb=RtR,则式(3)可转化为[4]:

式(5)即为喀列尔金公式,将rb=100,即为工程实践中经常用的单位弹性抗力系数K0的计算公式,从分析过程中可以发现,在相同开挖半径,同一岩体中,式(1)~式(5)所计算的抗力系数关系为:k (1)< k (2)< k (3)(k (4))

采用式(6)计算的单位弹性抗力系数k0关键是修正系数α和岩体变形模量Em的确定,修正系数α、岩体变形模量Em与岩体的强度、完整程度及各向异性有关。

①修正系数α的确定。根据波动理论,对于连续、均质各向同性介质,岩体的纵波速Vp和横波速Vs分别为[6]:

式中:Ed为动弹性模量;μd为动泊松比;ρ为介质密度。

通过工程实践检验,并参考相关规范、规程,当采用如下方法确定岩体的变形模量Em、岩体的泊松比μm、岩体的完整性系数kv时α=δ。

②岩体变形模量Em确定。岩体变形模量Em采用2006年,Hoek和Diederichs的修正式Hoek-Diederichs方程,如下式所示:

式中,Ei为完整岩石的弹性模量(MPa)。

根据胡卸文、钟沛林、任志日的研究1和郭强、葛修润、车爱兰的研究成果,并根据大量工程实践计算检验,并结合GBT 50218-2014 《工程岩体分级标准》(GBT 50218-2014)、《水电水利工程地下建筑物工程地质勘察技术规程》(DLT5415-2009)、《中小型水力发电工程地质勘察规范》(DLT 5410-2009)、《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)总结出如下公式确定岩块的弹性模量Ei:

用式(10)、式(11)确定的岩体变形模量Em值与规范规程所给的经验取值相当吻合。

4 根据岩体的坚固性系数确定单位弹性抗力系数

根据工程试验数据及工程实践检验,结合《水电水利工程地下建筑物工程地质勘察技术规程》(DLT5415-2009)表k.1各类围岩主要物理力学参数经验取值,总结出了岩体的单位弹性抗力系数K0与岩体的坚固性系数f有如下经验关系:k0=10.75f-4.25 R=0.99838(12)

f=7f′-2.3 R=0.989949(13)

式中f′为岩体的抗剪断摩系数,R相关性系数。

式中f为岩体的坚固性系数,α为修正系数,与岩体的强度、完整程度有关。对于修正系数α的取值,建议采用岩体的完整性系数kv进修修正,即α= kv。笔者将修正系数α采用α= kv,经计算检验,其抗力系数k0与《水电水利工程地下建筑物工程地质勘察技术规程》(DL/T5415―2009)提供的K0经验值基本吻合,其计算值与(13)式计算结果相比有些偏小。

5 两种确定单位弹性抗力系数方法的比较

弹塑性理论法是借鉴有限元计算模型rb=6R,采用修正系数α=δ进行修正,利用式(6)确定k0。而坚固性系数法是采用完整岩块的单轴饱和抗压强度σc/10,然后采用α= kv进行修正和根据工程试验数据及工程实践检验,结合《水电水利工程地下建筑物工程地质勘察技术规程》(DLT5415-2009)表k.1各类围岩主要物理力学参数经验取值,总结出了岩体的单位弹性抗力系数K0与岩体的坚固性系数f的经验关系式(12)确定K0。

6 结论

①无论是弹塑性理论方法还是坚固性系数法,均需要采用修正系数α进行修正。弹塑性理论法按本文确定弹性抗力系数方法,修正正系数α=δ,δ为岩体横波速与纵波速之比;本文提出的坚固性系数法,修正系数α主要体现在坚固性系数f的确定上,α=kv。②无论是弹塑性理论方法还是坚固性系数法所确定的单位弹性抗力系数f0,均与规范或规程提供的经验值悬殊不大,符合工程实际。

参考文献:

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[2]钱令希.关于水工有压隧洞计算中的弹性抗力系数K[J].土木工程学报,1955.

[3]潘家铮.水工隧洞[M].上海:科技卫生出版社,1958.

[4]叶金汉.水工有压隧洞岩石抗力系数理论公式的探讨[J].水利水电技术,1962.

[5]H.и别茹霍夫.弹性与塑性理论[M].杜庆华,等译.北京:人民教育出版社,1956:187-190,321.

[6]刘佑荣,唐辉明.岩体力学[M].北京工业出版社,2010.

[7]李维树,何沛田,汤澄勇.围岩弹性抗力试验方法及k0参数取值研究[A].第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C].

[8]徐筠.开挖应力状态下隧道围岩损伤及渐进破坏规律研究[J].2008.

篇8

关键词:实验室建设;实验教学管理改革;促进教学科研

土力学、土力学与地基基础、土质学与土力学、工程地质与土力学是土木工程、水利水电工程、交通工程等专业的重要技术基础课程。这些课程主要是研究地表及一定深度范围内岩石和土的物理化学指标、工程力学特性的,工程建成以后对作为地基岩石和土的应力、应变、强度、稳定性、渗透性的影响变化及力学性能,为各类构筑物、建筑物的规划设计、建设施工提供力学理论计算依据,确保各类构筑物、建筑物不发生倾斜、开裂、基础断裂、地基滑动、不均匀沉陷、地基液化失效、坡面滑动等各种地基基础工程事故,使其在设计年限内安全可靠地正常使用。土工实验是上述几门课程的重要组成部分,它是通过仪器设备按规范测试确定岩石和土的物理和力学指标。实践性教学环节与课程理论教学并重对于教学是重要的,对于生产和科研更是关键技术环节。

我校水利土木学院已有58年的办学历史,办学初期就设置了水利水电工程专业、土木工程专业、道路与桥梁专业,并建立了土工实验室。50多年来为山东省乃至全国培养了数万名水利土木类专业技术人才,为国家和社会做出了应有的贡献。近10年来,随着国民经济持续发展和GDP稳步增长,土木、水利、交通等工程也伴随社会发展呈现迅猛发展的态势。全国大部分高等院校设置了土木类专业,以满足社会对土木类专业人才的需求。这对土工类高等教育发展既是机遇也是挑战,也对土工实验室扩建及仪器设备更新和实验室教学管理改革提出了新的要求。

1 加强实验室建设

1.1 实验室原有状况

我校原有土工实验室面积小、仪器设备种类少、同类型仪器设备台件数也少,仪器设备仅有69台套,实验室面积仅有100平方米,可摆放的仪器设备有限,教师备课只能挤在一个角落里。因此学生没有同时动手做实验的机会,基本是学生轮流做或部分学生做、部分学生看。一些必须开设的实验项目经常是用1~2台仪器做演示,大部分学生围着看。简陋的条件很难培养学生对土力学的兴趣,更谈不上对土力学理论的深刻理解和操作技能的训练,也就适应不了社会对应用型人才需求和学术型人才培养的要求。

1.2 扩面积和增设备

为适应社会发展需求,学校进行了以理论联系实际、强化学生操作技能训练、促进科研水平提高为目标的实验教学改革。十几年来学校投入1 000余万元,首先扩大实验室面积,1998~1999年由原来100平方米扩大到200平方米;淘汰了陈旧落后的仪器设备,更新增添了新的实验设备种类和数量共130余台套,同种类仪器设备由原来的3~4台增加到15~20台。每班学生人数约30人,最多35人,这样一个班全体学生在做实验时可2人合用1台仪器,2人1组既可商量讨论互相配合又有动手操作的机会。

2007~2012年实验室面积又从200平方米扩大到600平方米,新购置了土工实验土工微机数据采集处理系统30台套,MC-3型核子密度湿度仪3台,SDT-10型微机控制电液伺服土动三轴实验机2套,USD-10微机控制非饱和土三轴实验机2套,有力地促进了土力学理论及实验教学适应社会需求,支撑了教师科研和研究生的培养以及对土力学学科发展的跟踪。

2 实验教学及管理改革措施

我校土木、水利和交通3个专业的学生实验课只有6~10个学时(总学时一般为36~54个),周末及节假日实验室仪器设备处于闲置状态。为此实验室报请学校领导同意,在确保教学大纲规定的实验教学学时不变前提下实验室对外开放,承担设计院所送检勘探土样的测试。同时要求学生以土力学课程实习的形式参与其中的实验测试工作,规定每个学生累积参与时间不少于20小时,参与实验工作的业绩计入土工实验课成绩。

实验室鼓励有热情有兴趣的学生和有勤工俭学需求的学生申请参与对外承担的土样测试工作。参与形式多样化:可以寒暑假参与,可以在学期间的周日和晚上参与,也可以课余零星时间参与。从参与的学生中选出责任心强的作为组长和副组长,负责参与学生的考勤、工作分派、津贴发放和向责任教师沟通汇报等。

所有土力学教师除在教研室备课、上课外,平时均在实验室工作。身兼数职:课堂及实验室教学、科研实验测试、对外技术服务等。

实验室设备数量及完好情况、水电及门窗等安全责任人为实验中心主任,直接负责人为专职实验教师。实验室内及门口均装有视频监控,记录保存每天实验室监控画面,硬盘容量可存半年图像数据资料。教师都有实验室钥匙,学生仅组长和副组长有钥匙,以方便进出和加班,实验室实行24小时开放。

3 促进了教学科研提高

3.1 教学效果突出

实验室物质条件的改善和管理上的对外开放,使学生感受到原来普通泥巴砂砾石块蕴含那么多的知识学问,从而提高了学习兴趣,强化了动手能力,使学生由原来枯燥的被动学习变为积极主动地学习,对土力学理论普遍掌握得扎实,学习成绩也大幅提高,同时对土力学及土工实验的重要性认识更加深刻;对外承担一定量的土工实验,开创了学生课程实习条件,提供了勤工俭学和兴趣学习岗位,增加了学校师生与外部同行业的联系机会,也了解到行业需求和学科发展的趋势。

据统计,10年来有30余名学生因在土工实验室参与过实验工作,认识了土力学学科意义,培养了兴趣,先后考取“211”院校岩土方向的硕士及博士研究生;还有几十名有土工实验室工作经历的本科毕业生就业于地质勘探和土建施工单位,很快适应工作并成为业务骨干。

3.2 科研成绩显著

3.2.1 构建新的土工实验教学内容体系

从土工实验的工程应用性入手,减少验证性实验,增加设计性、综合性实验。如在做土的液限和塑限实验时,如果液限较高,就要考虑它有可能是膨胀土。《岩土工程基本术语标准》(CB/T 50279-98)对膨胀土定义为:富含亲水矿物并具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性的高液限黏土。一般情况下,膨胀土的承载力较高,但浸水承载力衰减较大,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定,对工程安全影响特别大。对膨胀土就要增加胀缩性指标的测定,包括自由膨胀率实验、膨胀率实验、膨胀力实验、收缩实验等。实习学生特别是研究生参与该项测试工作意义很大,有的研究生在教师指导下,深入查阅膨胀土文献资料,增加实验内容和实验次数,较好地完成了硕士毕业论文。

3.2.2 积极利用新型综合性仪器设备开展教学与科研工作

如新添置的土工实验微机数据采集处理系统,集数据采集和处理于一体,可进行常规实验、部分综合性实验和设计性实验,只需通过计算机操作就能完成实验测试、图表曲线绘制、实验报告编制等。

新进的MC-3型核子密度湿度仪,可快速准确地测量各种土、沥青混凝土等建筑材料的密度和含水量。还可测沥青混凝土空隙率,仪器内设有微处理器,一般情况下只需输入测量计数时间(或测量要求的精度)和被测材料室内实验的最大密度,按启动键即可很快测量读出测量深度、日期、计数时间和测量结果:湿容重、水分重、干密度、百分含水率、百分压实率、百分孔隙率等。

新进的SDT-10型微机控制电液伺服土动三轴实验机,主要用于岩石、砂土、岩浆的轴向压力和侧向压力的强度实验、土动力学实验,还可用于测定细粒土和砂土的总抗剪强度和有效抗剪强度参数的实验。还可根据排水条件的不同完成不固结不排水剪实验、固结不排水剪实验、固结排水剪实验。内置实验软件在WindowsXP/2000中文环境下工作,具有强大的数据处理功能,实验条件和实验数据结果自动存盘,显示并打印符合国家相关标准规范的实验曲线、表格和报告等。USD-10微机控制非饱和土三轴实验机,是通过3~4个圆柱形试样分别在不同的恒定周围压力(即小主应力 3)下,施加轴向压力〔即主应力差( 1- 3)〕,进行剪切直至破坏,测定土的抗剪强度,然后根据摩尔-库仑理论,求得抗剪强度参数,对细粒土和砂土求得总抗剪强度和有效抗剪强度参数等。

这些新仪器设备的投入使用,为教师承担横向课题和申报纵向课题搭建了较高的科研技术平台,如承接的国家电网泰山蓄能电站地基勘探土样测试、京沪高速公路泰安段路基勘探土样测试和济南许多高层建筑地基勘探土样测试等,委托方正是看到学校教师严谨求实的工作作风和先进综合的仪器设备才来委托的。教师通过这些实验项目再加上一些自己的研究思路,可很好地指导研究生做课题论文和进行科学研究,使本科和研究生教学、科学研究和对外技术服务互相促进、相得益彰。

近10年来笔者积极参与工作,获益匪浅,先后与其他教师20余篇,编写土力学及土工实验指导教材2部,申请科研经费120余万元。科研成果获山东省科技进步二等奖2次,三等奖1次。

4 结束语

十余年来,学校在土工实验室的持续投入,搭建了较高的科研技术平台,又进行了有效的实验室教学管理改革,极大促进了学生兴趣培养和技能训练,提高了应用型人才和学术型人才的教学培养水平;同时也极大促进了教师技术服务能力和科研创新水平的提高,通过努力也取得了一些成绩。实践启示我们,伴随社会经济的不断发展,教学仪器设备的硬件和教学管理改革的软件也要同步发展。

参考文献

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[2] 张新跃.本科应用型创新人才培养模式的思考[J].教育发展研究,2008(34):122-124.

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[4] 张卫军.构建土工试验创新教学模式探索[J].实验室科学,2005(1):34-35.

篇9

(一)明确课程培养目标,建立突出岗位职业能力培养的课程标准

《地基基础工程》课程是建筑工程技术专业岗位核心课程之一,是培养地基基础工程施工与工程管理职业能力的课程。通过对建筑企业调研,与建筑企业实践专家、同行学者明确课程培养目标,共同制定科学合理、突出岗位职业能力培养的《地基基础工程课程标准》,使课程标准更加适应专业知识、职业能力、综合素质的培养目标要求,并通过随堂听课、教学过程随机检查等方式检查课程标准执行情况[2]。

(二)根据工程施工和工程管理岗位的职业要求,更新、调整课程的教学内容

根据学生就业的工程施工与工程管理岗位的需要,结合行业和工程实际,以岗位核心能力培养为目标,调整课程的教学内容,做到“两个衔接、两个突出”,即:“理论教学与前、后续课程相衔接,实践教学与职业岗位实际需求相衔接;突出学生的职业能力培养,突出学生的可持续发展。”

1.教学内容与前后续课程衔接,突出学生技术应用能力的培养

《地基基础工程》课程涉及的相关领域较广,与土木工程材料、建筑结构、建筑施工技术等课程之间重复、交叉的知识点较多,在教学内容的组织上,以职业岗位需求为教学内容的取舍标准,注意与前、后续课程的衔接,尽量避免、减少与已学课程内容的重复,提高课程的教学效率,并帮助学生学会寻找各课程之间的内在联系,融会贯通地掌握专业知识,突出学生技术应用能力的培养[3]。

2.不断更新教学内容,突出职业能力的培养,突出教学的规范性和专业性

随着世界科学技术的发展和高层建筑的兴建,新技术、新工艺、新材料在地基基础工程中得到广泛应用,也使得在地基基础工程中不断出现亟需解决的新问题,因此,在教学过程中及时吸收前沿理论和最新研究成果,不断更新课程教学内容,将建筑新知识、新技术、新工艺引入贯穿到日常教学中,并注重现行的工程设计与施工技术规范或行业技术标准的应用,突出学生职业能力的培养。

(三)构建以技术应用能力培养为主线的课程实践教学体系,着力培养学生分析和解决实际问题的能力

1.实验项目的优化整合,增加设计型和工程应用型实验

对土工实验内容进行优化与整合。如地基土的重度试验、含水量等实验不再单独开出,而是结合在地基土的液塑限实验、压缩实验、直接剪切等实验中进行。适当增加设计型和工程应用型实验,让学生掌握工程实验技术,提高学生实际动手能力,进一步培养学生科学实验能力及严谨的工作态度[4]。如在地基土工程性质的评价实验中,选取某一实际工程项目的地基土,要求学生根据所学知识与实验方法,自行制定相关实验项目和实验方案,独立进行实验资料和实验数据的分析整理,最后提交基础工程设计所需土性参数。

2.构建专项技能实训项目,强化学生专项职业技能训练

专项技能实训项目有:浅基础课程设计、基础施工图识读、工程地质勘察报告的识读和使用等。如在浅基础课程设计中,提供某典型实际工程的建筑施工图、地质勘察报告和上部结构荷载等条件,真题习做,要求学生进行该实际工程的浅基础设计计算。此举既可调动学生学习的积极性和主动性,也可培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.进行岗位综合技能实训,加强学生技术应用能力的培养

岗位综合技能实训是在工程项目施工的真实职业环境中,“教、学、做”合一,学生全过程参与基础工程施工实践,要求学生逐步掌握常见浅基础各分项工程施工方案的编制,熟悉基础施工质量标准、安全要求,逐步具有分析处理基础施工技术问题和进行施工质量检查验收的技术应用能力。

(四)实施多元化教学,提高教学效果与教学质量

针对本课程理论与工程实际联系紧密而学生感觉抽象、难学的特点,在课程教学过程中,采用施工现场教学、工程录像教学等多元化教学方法,注重培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。

1.施工现场教学

地基基础工程的部分知识比较抽象,如关于浅基础和桩基础的构造要求、基础的施工等内容,课堂讲述不能使学生充分理解。针对这些实践知识可采用施工现场教学法,即选用正在进行基础施工的工程项目,带学生到施工现场,边观看工人施工过程,边结合实际进行基础构造、施工工艺、施工方法、易出现的质量问题等的讲解,并让学生根据施工图纸进行现场的对照和观察,使学生能更直观、更深刻地理解和掌握实践知识,培养学生独立分析问题、解决问题的能力。(本文来自于《重庆三峡学院学报》杂志。《重庆三峡学院学报》杂志简介详见.)

2.工程录像教学

该课程具有注重实践、依赖实际经验的特点,在教学过程将不同基础类型的施工工艺和施工过程的录像适时地插入课堂教学中,使学生在课堂上对工程实践有了感性认识,以前难以讲清的问题通过影像、图片、动画直观清晰地展示,变得通俗易懂,也使得课堂教学生动、轻松,无形中也提高了学生学习的热情和学习动力。

(五)完善课程的考核评价方法,注重学生实际应用能力的考核

课程的考核评价不仅检查教学效果,也是促进学生学习、实现课程教学目标的手段。传统的课程考核不仅忽视了学生在教学过程中的主体地位,也制约了教学水平和教学质量的提高。因此,应根据地基基础工程课程的特点与课程教学目标,将考核贯穿于课程教学全过程,把学习过程考核与终结考核有机结合,即课程考核=平时考核+阶段考核+期末考核+实践考核[5]。平时考核主要包括学习态度、作业完成情况、课堂表现等;阶段考核则根据各章节教学要求,采用单元测验、撰写小论文等方式进行;期末考核即采用试题库或命题试卷进行考试,主要考核学生课程主要知识的掌握情况;实践考核主要包括实验操作、实验实训报告等,主要考核学生运用知识解决实际问题的实践能力。考核内容也不局限于教材,不偏重于知识的记忆,而是延伸到课外知识、前沿信息上,全面考核学生的知识结构、应用能力和综合素质。

二、教学改革保障条件的建设

(一)师资队伍建设

建设一支专业水平高、实践经验丰富、执教能力强、专兼结合的双师素质教学团队。目前承担本课程教学和实训指导的团队教师共8名,专任教师中副教授2名,讲师2名,4名兼职教师均为企业的技术骨干。团队教师通过进修培训、企业挂职锻炼等途径,熟悉和掌握基础工程新技术、新工艺等,不断学习和更新专业知识,提高自身教学水平和实践能力;通过教学研讨和教学观摩,提高兼职教师的教育教学水平。

(二)教材建设

根据课程培养目标和课程标准的要求,依据国家已颁布的现行新规范和新标准,结合近几年土木工程中的“四新”技术及在工程中的实际应用,编写的《地基基础工程》教材已于2012年8月由中国建材工业出版社出版发行。目前该教材已在相关院校和专业使用,经对使用师生进行调查,该教材使用效果好,可作为土木工程技术、工程监理、工程造价和工程管理等相关专业的教学用书、参考书和广大土建类工程技术人员的技术参考书。此外,还编写了土工实验指导书和土工实验报告、地基基础工程实践教学大纲和实训指导书等,满足了实践教学需要。

(三)网络教学平台的建设

课程教学团队从2010年开始就不断进行网络教学资源的建设。目前,课程的教学资源建设已基本完成,课程标准、授课计划、多媒体课件、试题库、学习指导、习题及解答等已陆续在校园网上,实现了资源共享。网络教学平台的建设,为学生提供了自主学习的条件,方便教师课后为学生进行网上答疑,增进了教师与学生之间的互动效果,提高了学生学习的积极性和主动性。

三、结语

篇10

【关键词】边坡;稳定性;分析方法

Slope Stability Analysis Methods Research Status Analyses

Wang Jin-tao1, Yang Deng-feng1,2

(1.School of Civil Engineering,Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033;

2.China University of Mining &Technology Beijing 100083)

【Abstract】In view of all kinds of serious landslide disaster in our country,the history and the present situation of research on the slope. Described the major domestic value of theoretical research and its application, slope stability analysis method and its development were analyzed and summarized in this paper. Application should be based on the characteristics of slope engineering, taking rational analysis methods to obtain a more objective, reliable and reasonable evaluation results.

【Key words】Slop;Stability;Analysis method

1. 引言

随着我国经济的蓬勃发展,大量高层建筑、水利水电设施、矿山、港口、高速公路、铁路等工程项目开工建设。在这些工程建设过程中或建成运营期间,不可避免地形成了各种边坡工程。边坡失稳产生的滑坡灾害已经与地震、火山并列成为全球三大地质灾害之一 [1],在我国每年各类滑坡造成的经济损失高达200亿元,死亡数百人。因此,深入开展边坡失稳机制及监测预警研究,对于减少滑坡地质灾害、推动边坡治理技术发展、保障国家财产和人民安全有十分重要的意义。论文重点对国内外近年来边坡稳定性分析方法及其进展做简要介绍。

2. 边坡稳定性分析方法研究现状

人们对边坡稳定性分析的研究已逾百年,它涉及包含工程数学、力学、工程地质学、工程结构、现代计算技术等多个学科。随着科学的发展,人们对边坡稳定性的研究经历了从经验方法到理论研究、从定性研究到定量研究、从单一评价到综合评价、从传统理论方法到新理论新方法的过程 [2]。

2.1 工程地质分析法。

工程地质分析法是一种以工程地质类比方法、地质成因演化理论和岩体结构控制理论为理论基础的定性分析方法。通过工程地质勘察,首先对工程地质条件进行综合调查,分析已有的边坡破坏现象的成因、影响因素、发展规律等,然后分析所研究边坡与已发生破坏边坡在地质条件上的相似性和差异性,对比得出该边坡的稳定性分析与其发展趋势。该方法综合考虑了各种影响边坡稳定的因素,可对边坡稳定性及发展趋势迅速地做出预测,在确定复杂地质条件下岩质边坡的失稳模式和破坏机制方面独具价值 [3]。但地质条件因地而异,使用此方法主观性较强,对研究者的实践经验要求较高。

2.2 极限平衡分析法。

极限平衡分析法又称条分法,是出现较早并已纳入行业规范的定量分析方法。该方法通过假设潜在的滑动面,将滑坡体人为划分为若干刚性条块,然后建立条块间的静力平衡方程,求解边坡的安全系数,锁定最危险滑动面。研究者们对极限平衡分析法的改进主要着重两方面:一是研究最危险滑动面位置的规律,减少滑动面假设次数,以期减少计算量;二是对极限平衡分析法中的假定进行改进或补充,使之更符合实际。随着研究的不断深入,人们对极限平衡方法的研究逐渐由二维转向三维,并取得了一些列成果。

2.3 数值分析法。

随着计算机技术的飞速发展,高精度、多因素耦合作用下的边坡稳定性数值模拟得以实现。常见的数值计算方法有:有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法、快速拉格朗日分析法等。适于边坡稳定性分析的数值分析方法很多,基于各种数值分析方法的程序也层出不穷,以下主要介绍了应用比较广泛的三种数值分析方法。

2.3.1 有限元法。

(1)有限元法是一种比较成熟的数值分析方法,它将无限自由度的结构体系转化为有限自由度的等价体系,可以给出岩土体中应力、应变的大小和分布,避免了极限平衡法中过于简化滑体的缺陷。还可以进一步研究边坡体的流变效应、渗流问题、塑性区的形成过程等复杂问题。

(2)有限元强度折减法是在边坡稳定性分析中常用的一种有限元方法。它的原理是在有限元计算中,将边坡岩土体强度参数逐渐降低直至达到其破坏状态为止,程序可以自动根据计算结果得到破坏滑动面,同时求得强度储备安全系数。唐春安 [4,5]将强度折减法引入到岩石破裂过程分析RFPA方法中,形成了针对岩土结构稳定性分析的RFPA-SRM强度折减法,该方法可充分考虑材料细观、宏观非均匀性、地下水渗流对边坡的稳定性影响,为边坡稳定分析提供了一种新方法,李连崇 [6]等人采用RFPA-SRM强度折减法对边坡安全系数、含节理岩坡稳定性进行了深入的研究和探讨。

2.3.2 离散元法。

离散单元法的基本原理是:将所研究的区域划分为一个个任意形状的块体单元,这些单元可以是刚性的也可以是非刚性的,单元之间通过接触关系,建立位移和力的相互作用规律。计算时按照时步迭代并遍历整个块体组合,直到每个块体达到平衡状态,不再出现不平衡力和不平衡力矩为止。这种方法适用于解决非连续介质大变形问题,尤其是在分析被结构面分割的岩质边坡的变形破坏过程时是非常实用的。近年来我国学者胥良 [7]、朱永生 [8]、曹琰波 [9]等人在离散单元法方法的实际应用方面做了大量的工作。在数值分析和理论研究方面都取得了显著的成果。

2.3.3 快速拉格朗日法。

(1)快速拉格朗日法考虑到材料的非线性和几何学的非线性,采用了离散模型方法、动态松弛方法和有限差分方法三种技术,将连续介质的动态演化过程转化为离散节点的运动过程,可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形。同时,该方法还可以考虑锚杆、挡土墙等支护结构与围岩的相互作用,被广泛地应用于边坡、土石坝、隧道围岩等的稳定性评价与支护设计中。基于快速拉格朗日法开发的FLAC [10]程序在国际上得到了广泛的应用。虽然快速拉格朗日法处理岩土工程问题具有极大的优越性,但也有不足之处。例如,对线性问题快速拉格朗日法要比相应的有限元法耗时更多,它只是在模拟非线性、大变形或动态问题时更具适用性。

(2)数值分析理论和相应的程序种类繁多且各具特色,因此在边坡稳定性研究中应针对实际情况合理选取相应的数值分析理论和程序。由于岩土体性质并非均质,地质构造错综复杂,加之各种外界因素(渗流、温度、地震力等)的影响,边坡实际破坏过程与数值模拟是存在一定差距的。

2.4 非确定性分析方法。

边坡稳定性分析过程中存在着大量不确定的因素,随着学科的发展,这些因素逐渐为人们所重视。在多学科交叉的学术背景下,边坡稳定性非确定分析方法逐渐发展起来并应用到实际工程中。

2.4.1 可靠性分析法。

边坡工程的可靠性分析方法借鉴了结构工程可靠性分析理论的方法,结合边坡工程自身特点,将边坡岩土体性质、外部荷载、地下水、计算模型等视作随机变量,采用概率分析方法和可靠度尺度描述边坡工程系统的质量。我国《岩土工程勘察规范》(GB50021-2009) [11]指出,大型边坡涉及除按边坡稳定系数值计算边坡稳定性外,尚宜进行边坡稳定的可靠性分析,并对影响边坡稳定性的因素进行敏感性分析。该方法计算所需的大量统计资料不易获取、各因素的概率模型及其数字特征的合理选取还存在问题,并且计算比通常的方法复杂,目前在边坡稳定性分析中还处于探索阶段,一般在实际工程中只作为一种辅助手段。

2.4.2 模糊数学分析法。

模糊数学分析法是把模糊理论应用到边坡稳定性分析中。应用该法时先分析影响边坡稳定的各种因素,赋予它们不同的权限,然后建立模糊关系矩阵并求出各个因素对稳定性的影响,最后用模糊评价方法的最大隶属原则进行选择,把边坡分为稳定、较稳定、较不稳定及不稳定等几个等级,为研究多因素、多变量对边坡稳定性的综合影响提供了行之有效的手段。李彰明 [12]对某一大型露天矿边坡工程地质条件进行调查并进行了物理力学性质测试,对模糊数学分析法在边坡稳定性分析中的应用做了研究。洪海春等 [13]将模糊数学应用于边坡问题,提出了确定模糊安全系数的方法。应用此法的困难之处在于相关因素及各因素边界值的确定,各种影响因素的权重多由经验确定,主观性稍强。

2.4.3 灰色系统预测法。

灰色系统理论认为,在决定事物的诸因素中,若既有已知的,又有未知的或不确定的,它们所在的系统则成为灰色系统。该法将边坡视为一个灰色系统,通过数据处理找出不完全信息的关联性,确定它们对边坡稳定性影响的主次关系,进而利用多因素叠加分析评估边坡的稳定性。此方法适合对含有不确定因素(如复杂的地质环境、节理裂隙发育情况不明)较多的边坡进行评价。

2.4.4 神经网络分析法。

神经网络法将神经网络理论引入到边坡稳定分析中来,把影响边坡稳定的因素视为变量,建立这些因素与边坡安全系数之间的非线性映射模型,利用神经网络的高度非线性映射能力预报边坡的稳定性。该法适于对知识背景不清楚、推理规则不明确、难以建模的边坡工程进行分析。赵胜利 [14]等采用SOM和BP复合神经网络模型,描述边坡稳定性程度及影响因素之间的复杂非线性映射,具有较高的分析准确率,有较强的工程应用价值。

3 结论

边坡稳定性分析与监测多年来取得了很多有价值的成果,传统方法不断得到完善,新理论新方法层出不穷,推进了我国滑坡灾害防治工作的发展。

(1)现行边坡稳定性分析方法种类繁多,极限平衡法因其方法简便可行,因而工程中比较常用。但其只考虑了条块间和滑面上下两部分之间的相互作用力,未考虑岩土体内部的应力作用,边界条件也过于简化,其结果往往误差较大。

(2)数值模拟在解决边坡工程问题时精度高,灵活性和适应性强,成为了边坡稳定性研究的有效手段,并将越来越多的运动到边坡工程问题中。但由于岩土工程问题的复杂性,边坡工程的数值分析还有很多工作要做。

(3)当前很多非确定性分析方法被引入到边坡稳定性分析中,极大地促进了边坡研究的发展。但是有些新理论处于研究的初期阶段,尚未普遍应用在边坡工程领域,还有待进一步研究、推广。

(4) 由于边坡工程的复杂性和影响因素的多样性,任何一种单一的理论和方法都不能较全面的解决具体工程问题,在实际应用中应根据边坡工程的具体特点,选用合理的理论分析方法,并与监测结果比对,得到更加客观、可靠、合理的评价结果。

参考文献

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[基金项目]住房和城乡建设部科技项目(2012-K3-21)资助。