土木工程桥梁论文范文

时间:2023-03-20 08:14:05

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土木工程桥梁论文

篇1

一、测量控制点的布局

以下图为例,测量控制点的布局主要注意以下三个方面:

1、本工程总占地面积约3.36万平方米,工程基坑南北宽126m,东西长238m,基坑深度11.650m,承台和集水坑、电梯井位置开挖深度在12.35~16.10m。整个工程共5座塔楼及裙楼。

2、本工程甲方给定的水准点位于南海路与宏达街交叉口,高程4.162米。在发达街上给定两个基准点,详见附图1。

3、根据实际情况,本工程引测水准点6个,基准点16个。

二、测量控制点的保护

1、甲方给定的基准点附近,禁止堆放材料,并派专人看管,定期对基准点进行复核。

2、引测的控制桩必须用混凝土保护,需要时用钢管进行围护,并用红油漆作好测量标记。

3、严禁在甲方给定的基准点附近加工、倒运钢筋及进行其他施工活动,防止磕碰、刮、擦破坏基准点。

篇2

基于培养学生工程应用能力的目的,制定了土木工程专业人才计划,2007版土木工程专业教学计划的知识体系结构由三大部分组成,分别是通识教育、专业教育和综合教育,其中专业教育又分为专业基础教育和专业方向的课程教育,总学时共计2500学时。其中通识教育1312学时,占总学时52.5%;专业基础854学时,占总学时34.2%;专业课334学时,占总学时13.4%。该培养计划在理论教学、实践教学改革方面进行了许多探索和实践,主要的工作包括以下6点。

知识、能力、素质三位一体的理论教学体系

以知识结构、知识点、实现方法为基础设置理论课程,形成了“知识、能力、素质”三位一体的理论教学体系。

1通识教育

通识教育包括人文、社会科学基础知识、自然科学基础知识、体育知识、外语知识、经管知识、计算机信息技术等相关内容。

2专业教育

1)工程技术基础知识。开设有材料力学、画法几何与建筑制图、理论力学等3门主干必修课程以及电工学、流体力学、弹性力学B等3门限定选修课程,共计20学分。要求学生掌握理论力学、材料力学的基本原理和分析方法;掌握流体力学(水力学)的基本原理和分析方法,画法几何基本原理,电工学的基本理论,弹性力学的基本原理和分析方法。2)专业基础知识。开设有土木工程材料、土力学、基础工程、结构力学、工程地质、混凝土结构设计原理、房屋建筑学等7门主干必修课程,土木工程概论、工程测量2门非主干必修课程,专业外语、土木工程CAD等2门非主干限定选修课程。要求学生了解土木工程专业基础知识,为进一步学习各专业方向知识打下坚实基础。3)专业方向知识。土木工程专业知识教育按照建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、岩土工程等4个专业特色方向教学。

多层次一体化的实践教学体系

人才培养体系重视实践环节,实践环节时间共计40周。通识实践环节包括人文社会科学实践3周(3学分)、金工实习1周(1学分)、计算机基本技能训练1周(1学分)。专业实践包括混凝土结构原理课程设计等共10周(10学分),测量实习2周(2学分),认识实习、生产实习、毕业实习7周(7学分),毕业设计(论文)16周(16学分)。此外,还专门设置课外实践5学分,安排学生从事暑假社会实践、公益劳动等课外实践活动。除学校安排的实践活动外,土木工程专业结合专业特点,组织学生参加省土木建筑学会举办的优秀毕业设计大赛,并举办大学生创新性实验计划等活动,加深学生对所学知识的理解,激发学生对土木工程专业的学习兴趣。实践环节是培养学生工程应用能力和创新精神的重要途径,根据土木工程学科和专业特点,利用西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室、土木工程实验中心、岩土工程省级实验教学示范中心、校内岩土工程训练中心以及校外实践教学基地,搭建了土木工程专业实践教学平台。培养体系采用室内实验、校内实训、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、科研活动、学科竞赛等“多层次”的实践环节培养学生的实践能力,形成“一体化”的实践教学体系。

“设计型”题目和“科研型”项目结合的课程设计教学改革

在改革与实践过程中,根据土木工程专业4个不同的特色方向,探索了“设计型”题目和“科研型”题目在课程设计中的应用,编制了建筑工程方向“钢结构”与“钢筋混凝土整体式肋梁楼盖”课程设计、岩土工程方向“基础工程”与“隧道工程”课程设计、道路与桥梁工程方向“钢筋混凝土简支T型梁”与“等截面悬链线砼箱形无铰板拱桥”课程设计任务书与考核标准。地下工程方向延续了矿井建设专业的教学内容,编制了矿井建设中的”建井工程结构立井井架”课程设计任务书与考核标准。

基于全面质量管理(TQC)理论的毕业设计教学改革

基于全面质量管理(TQC)理论,开展毕业设计的全过程质量控制,在本科毕业设计环节中,分别采用了指导教师双向遴选制度、设计题目多样化、严格的开题报告制度以及多环节答辩制度,同时说明书和绘图采用手写与打印相结合形式,达到了管理的制度化,避免了管理中的随意性;同时发挥岩土工程、地下工程两个优势学科科研实力强的特点,在优秀本科生中选取重要科研课题中的问题作为本科毕业论文选题的做法提高了学生的科研能力,扩大了我校社会影响,提高了就业率。毕业设计选题多样化,真正实现“真刀真枪”做设计。同时要求毕业设计必须有电算内容,配备了各专业方向的电算教学软件,保证了毕业设计既有电算又有手算的特点,提高了学生专业软件的应用能力。编辑出版了《土木工程专业毕业设计指导丛书》。制定了土木工程专业毕业设计指导教师遴选标准、开提报告撰写标准、答辩基本规程、撰写标准、质量监控评价标准、评分标准、二次答辩基本规程等一系列毕业设计管理文件。

“多渠道一体化”的学生创新精神培养体系

搭建创新精神培养平台,采用多手段培养学生的创新意识和创新能力,通过“双师型”教师队伍培养、建立高水平学术梯队、提高教师科研能力、本科生参加科研活动、本科生参加学科竞赛活动、本科生参加创新性实验计划等多种渠道对学生的创新精神进行一体化培养。

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(一)课程内容庞杂

土木工程测试课程所包含的教学内容多而杂。包含电阻式、钢弦式、电感式、电容式等多种传感器,且每种传感器的工作原理和使用方法各异;还包含电阻应变片的构造、工作原理及测量技术等内容;又涉及到工程结构的无损检测和半破损检测技术;同时还融合了模拟信号、采集仪表和试验机等机械和电气相关专业知识;而针对房屋建筑、桥梁、隧道、道路和矿山等工程性质的不同,所采用的测试元件和量测方案均不相同。这些教学内容之间既相互联系又有区别,因此,给学生的感觉是教学内容太多、过于分散、重点不突出、难以理清头绪,学生普遍反映该门课程难学。

(二)教学手段单一

目前在土木工程测试技术课程的教学过程中,要么完全采用满堂灌、填鸭式的黑板板书教学手段,要么完全采用多媒体课件的授课方式。课程教学手段较为单一,从而导致学生对教学内容难于理解和掌握。因土木工程测试技术课程所涉及的内容多而杂,不同的授课内容理应运用不同的教学手段,才能在一定程度上提高学生的学习积极性和主动性,进而达到预期的教学效果。

(三)课程综合性强

土木工程测试技术是一门综合性较强的课程,其以土木工程中材料力学、岩土力学、弹性力学和钢筋混凝土结构等课程为理论基础,并以计算机工程、电气工程等学科为技术支持,同时还融合了土木工程的设计和施工技术以及工程实践经验。因此,学好本门课程的前提是要求学生掌握过硬的土木工程专业基础知识和了解部分其他专业相关知识,例如在声波测试技术这一章里面,对于声波速度的求解需要学生对弹性力学和数理方程有所熟悉;对于换能器的工作原理又要求学生了解晶体的压电效应;对于声波仪还需要学生掌握示波器、振荡器和放大器等设备。又因学时有限,对于综合性如此强的一门课程,如不采取重点突出、补差补短等教学手段,对于大部分学生而言,课程教学质量必然很差。

(四)无综合性教材

我校土木工程测试技术课程授课对象为土木工程、城市地下空间工程、工程管理三个专业的本科生,而土木工程专业下又设置了矿山建设工程、岩土与地下工程、工业与民用建筑和道路与桥梁工程四个方向。不同专业方向的学生毕业后将参与到隶属于“大土木”范畴内的不同性质工程建设中,在施工现场所接触到的一些土木测试仪器和方法也会有所不同。但现有的土木工程测试技术课程教材,要么是侧重于岩土与地下工程、公路工程的测试,专业方向性很强;要么是测试技术的基础知识讲解较少,可参考的综合性书籍又是以手册的形式出现,因其价格相对较贵,不适合作为本科生的教材。

二、课程教学改革内容及方法

(一)课程开课时间的设置

要想使土木工程测试技术课程的教学效果得到最佳,前提是学生需掌握土木工程的力学概念和具体施工工法,就拿盾构隧道检测技术这一节内容来说,如果学生对城市地铁盾构法施工工序全然不知,或对盾构机的构造及工作原理不甚了解,则将导致学生对测试对象和测试方法难以理解,更严重的会使得学生丧失本门课的学习兴趣,势必造成极差的教学效果。因此,本课程的授课对象应该是高年级本科生。据多年的教学效果对比来看,个人认为其最佳的开课时间应选在大学三年级下学期,在此时间段学生首先已掌握了一些土木工程最基本的施工方法,再则学生的学习状态不会受到求职、考研等客观因素的影响。我校土木建筑学院自2008年以来将土木工程测试技术课程的开课时间从四年级上学期移至三年级下学期,学生的学习积极性和课程的教学效果均得到大幅度提高。

(二)课程教学内容的精选和更新

结合现有土木工程测试技术相关书籍精心选取教学内容,确定本课程的教学重点内容为测试技术的理论基础、土木工程测试常用传感器的构造及工作原理(主要包括电阻式传感器、振弦式传感器和光纤传感器等)、混凝土的无损检测技术(主要包括混凝土强度的回弹法和超声波法检测、混凝土的超声波法探伤技术)、混凝土的半破损检测技术(主要包括混凝土强度的钻芯法、射钉法等检测技术)、测试技术的工程应用(主要包括深基坑工程、路基路面、桥梁结构、隧道工程和矿建工程等方面的测试技术应用实例)。随着土木工程建设水平的不断提高,土木工程中的新型测试仪器、设备和方法层出不穷。对于如此一门快速发展的学科和课程,其教学内容要时刻把握测试技术发展动态,使学生能接触到土木工程测试技术最前沿的知识。这就要求教师教学的参考资料不能仅仅局限于教材,而目前仅有的土木工程测试课程教材编写时间较早,没有体现当今一些土木工程测试的新技术、新仪器。教师应利用互联网资源,通过访问Google学术搜索引擎、中国知网、中国传感网等网站获取有关信息,并及时将其加入课件中逐年更新丰富教学内容。如现有土木工程测试技术相关教材中,对土木工程常用的传感器介绍还是主要侧重于电阻式和振弦式传感器等,但如今,光纤式传感器在土木工程领域得到了高速发展和广泛应用,笔者在传感器这一章中对此类传感器会专门做有关讲解。另外在业余时间,应尽可能教会学生网络资源获取方法,像如何利用关键词检索相关论文等方面。必要时,还须更换最新教材。

(三)针对不同专业方向突出教学重点

我校土木工程测试技术课程的授课对象为3个专业共计6个方向的本科生,该课程的教学由于课时的限制,应根据不同专业方向,采取重点突出和难点分散的指导思想,才能取得良好的教学效果。这就要求教师在课堂教学中要把握课程最核心的内容,并且做到有的放矢。如测试技术的理论基础和传感器这两章对任何专业方向的学生都需做详细讲解。又因混凝土是土木工程中应用最为广泛的建筑材料,在房屋、道路、桥梁、隧道和矿山等工程领域中均能看到它的身影,所以混凝土的无损和半破损检测技术也是任何专业方向学生掌握的核心内容。在测试技术工程应用方面,对于工民建方向可重点介绍深基坑工程检测技术,对于路桥方向重点介绍桥梁和路基路面检测技术,对于岩土与地下工程方向重点介绍深基坑工程检测技术和隧道工程检测技术,而对于矿山建设工程方向则须重点介绍井巷工程的检测技术,进而建立了土木工程测试技术课程的模块化教学体系。尤其对岩土与地下工程、矿山建设工程方向的学生,要让他们知道现阶段隧道工程、地铁工程、基础工程和矿建工程等设计理论都很不成熟,主要采用工程类比法,现场施工必须借助于有关测试技术,学习和掌握现代的工程测试手段更显重要。

(四)多种教学手段合理综合运用

本课程内容丰富,要求学生掌握的信息量大,要想在有限的时间内完成较多的教学内容,而且同时保证教学效果,采用传统或单一的教学手段难度极大。因此,应针对不同的教学内容合理运用不同的教学手段。如在测试技术理论基础的教学中,采用黑板板书和课后参观相结合的教学手段,测试系统的误差处理和传递特性利用黑板板书进行讲授,课后参考实验室测试仪器,可使得学生对测试系统的组成有更深刻的认识;在传感器的教学中,主要运用多媒体教学手段,现有教材一般只给出传感器的简图,通过拍摄实验室现有传感器照片、互联网搜寻相关厂家的传感器实物图片等,来改进制作多媒体课件,这样可使得学生对土木工程常用传感器有着更为直观的认识;在混凝土检测技术的教学中,则运用黑板板书和多媒体的综合教学手段,通过板书讲授检测数据的处理方法,通过多媒体讲授混凝土回弹仪、超声波仪和钻芯机等检测设备。另外,结合“提问式”教学方法,让学生自行思考,达到引入的目的,进一步提高教学效果。

(五)课堂教学结合工程实践

在土木工程测试技术课堂教学中,教师如果能将自身所参与的工程测试案例,整理、提炼制成适合教学需要的素材并用于辅助教学,可切实提高学生的学习积极性。笔者曾在混凝土无损及半破损检测这一章讲授过程中,引用了自身参与的淮南望风岗矿副井混凝土井壁的回弹法和钻芯法检测工程实例,向学生演示了整个项目的检测方法及步骤,并配以现场拍摄的工程测试照片,然后让学生对测试原始数据进行处理,采用所学知识来综合判定该井壁混凝土的强度。这样不仅提高了学生的分析问题能力,而且培养了学生解决实际问题的能力。对比以往参照教材上的实例讲解来看,该堂课学生满意度较好,在很大程度上提高了教学效果。

(六)实验演示教学转变为学生动手操作

我院土木工程测试技术课程中实验教学现共有8个学时,主要内容为电阻和振弦式传感器的标定、混凝土强度回弹法检测、混凝土强度声波法检测和混凝土内部缺陷的超声波探伤等。以前由于学时数限制、实验设备欠缺等多方面的原因,主要由教师进行演示实验教学,通常1f2个班级的学生在旁边观看,学生不能亲自动手进行实验操作,这样势必影响了学生学习的兴趣以及对所学内容的掌握。如今新购入一些实验仪器后,基本可达到让学生动手操作的要求,能够使学生更好地了解监测的目的和要求,系统而直观地向学生介绍各种测试仪器的工作原理和测试方法,使学生更能有针对性地进行监测方案的设计,有利于培养学生理论联系实际的能力,拓宽学生的知识结构。

(七)考核形式

该课程考试采用开卷考试的形式,考题主要以工程实例的监测方案设计为主,考核学生灵活运用所学知识解决实际工程问题的能力,而且内容包括基坑测试、桥梁道路测试和隧道工程测试等多方面内容,可供考生根据自身的专业方向和兴趣来选做。实验报告的撰写也能够考查学生处理测试数据的能力,故土木工程测试技术课程的学生成绩由卷面成绩和实验成绩两个方面来综合判定。

三、课程教学实践效果及体会

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先前的桥梁工程教学中存在的不足及原因

创新型卓越工程师的培养内涵就是着力于创新能力的提高,创新意识的训练,特别是重视强化培养工程意识、工程素质和工程创新精神,以达到提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力为目标,同时高等教育要在培养过程中和行业企业深化合作,创新高校与行业企业联合培养卓越人才的机制,理论与实践相统一的工程教育人才培养模式,构建布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的创新型卓越工程师的培养机制。针对这一要求,现行的桥梁工程教学存在以下问题。

1.教学内容滞后于桥梁发展现状。目前,各专业在总的课程学时保持不变的情况下,通过大幅度精简课程学时,来增加课程的数量。由于授课学时有限,桥梁工程课程的授课内容仍然重点讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算,对于其它桥型只作简要介绍。根据对学生的调查访问,我们发现很多学生对桥梁建设技术水平的认识还停留在十几年前,对最新的科研方向和技术水平知之甚少。

2.对桥梁施工与养护技术不够重视。近年来,随着我国交通事业的快速发展,需要修建更多的大跨度桥梁以跨越江河海峡等。桥梁跨度越大,其施工难度也越大。另外,我国既有桥梁坍塌事故频频发生,桥梁病害问题令人堪忧,种种现象表明,建国后第一个桥梁养护高峰已经来临,而养护管理是解决养护工作的灵魂。然而,在教学中我们对这两方面的重视还远远不够。

3.师生互动交流不足。在国家大力发展教育的背景下,各大学纷纷扩招,专业人数大幅增加。很多学校往往把同一专业的学生们集中在一个大教室中,集体授课。由于在上课时,老师要面对更多的学生授课,从而无法顾及到每个学生具体的学习状况,师生之间就专业问题也会缺乏充分的交流。

4.实习内容繁杂,缺乏针对性。为了让学生能够把所学理论与实践相结合,教学中学生往往会被安排很多的实习内容。然而,由于教学实践环节总学时保持不变,从而使每个实践活动安排的时间减少,这就使得学生对所参加的实践项目缺乏充分的准备,往往草草了事。

针对创新型卓越桥梁工程师培养而进行的课程改革

1.调整桥梁工程课群方向的专业课设置。进一步提高本科教学质量和办学水平,针对当前社会需求以及桥梁工程学科发展的需求进行透彻分析,在原有的基础上对本科生培养计划做适当调整,对本科生教学的课程进行完善,同济大学桥梁工程系在2009年2月20日、26日和3月3日分别召开讨论会和教授沙龙专题讨论土木工程专业(桥梁课群方向)专业课设置调整。经过再三讨论决定,在学生的培养计划任选课部分增加“桥梁施工与养护”、“桥梁工程发展与展望”和“轨道交通桥梁”三项内容,相应取消了“桥梁抗震与抗风”“、桥梁电算”和“箱梁分析”三项可选内容;在实践环节将“简支梁桥课程设计”、“连续梁桥课程设计”、“拱桥课程设计”和“墩台与基础大作业”四项内容穿插在“大跨度混凝土桥梁课程设计”和“钢与组合结构桥梁课程设计”中。

2.所有课程开设小班教学。在专业课总学分和总学时不变的情况下,为了提高专业课教学效果,鉴于目前土木工程专业(桥梁课群方向)学生人数已达80人左右,满足开设两个平行班的基本条件,因此,拟将所有专业课限选课由原来的一个班,修订为平行开设两个班。

3.创新教学评价方法。创新型卓越工程师人才的综合素质综合了知识、能力及人格的培养要求,在教学评价上不仅要重视书本理论知识、专业知识的评价,也要考查学生的自我学习能力、实践能力及创新能力,要实现能力的培养就要改革传统的考试方式,重视对学生获取能力的考核与评价,为不同类型的能力制定相应的操作标准和评价方法,明确能力考核目标。通过建立兴趣团队小组共同完成一个工程实践或研究项目,学习团队建设以及团队成员间的分工合作,讨论、答辩以提高运行效率。专业知识通过课堂讲授、实验、训练、习题练习、课程设计等多种形式进行教与学,具体内容根据课程大纲要求,结合专业课程要求确定实施;专业知识的评价方法可以期中、期末考试成绩为主,参考平时能力及人格的表现能力,可采用多种形式如专题论文、课程设计、平时训练、小组合作完成课程课题等进行单独或综合评价。

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目前,政府部门和非政府组织都高度重视工程能力和创新能力的培养工作。《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020)》指出,人才建设的主要任务之一是“突出培养造就创新型科技人才”,通过建立学校教育和实践锻炼相结合、国内培养和国际交流合作相衔接的开放式培养体系,探索并推行创新型教育方式方法,突出培养学生的科学精神、创造性思维和创新能力①。国务院在《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中提出,2015年起全面深化高校创新创业教育改革……到2020年建立健全?n堂教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领融为一体的高校创新创业教育体系,人才培养质量显著提升,学生的创新精神、创业意识和创新创业能力明显增强,投身创业实践的学生显著增加②。

土木工程是一门综合性和实践性很强的应用型学科[1],实践教学是整个教学体系的重要组成部分,是培养该专业学生工程能力和创新能力的关键环节,主要包括认识实习、测量实习、工程地质实习、课程设计、施工实践训练、生产实习和毕业设计等,教学时间大约为40周。如何构建具有地方特色的土木工程实践教学体系,培养具有工程能力和创新能力的土木工程师,已成为大多数地方高校土木类专业教学改革的重要课题。文章以桂林理工大学为例,进一步探讨土木工程专业实践教学改革优化的途径和方法。

一、以社会对人才需求为目标,理清专业发展总体思路

满足社会需求是专业发展的终极目标[2],随着社会经济的发展,土木工程市场对人才需求发生了巨大变化。图1是桂林理工大学土木工程专业毕业生2001年―2015年就业领域变化情况,从2005年开始,就业格局发生明显变化,职业类型由“勘察设计型”为主,转变为“施工建造型”为主,就业种类由“集中”到“宽泛”,由单一“专业技术型”转变为“技术-管理复合型”等。图2是桂林理工大学土木工程专业毕业生2000年―2015年广西区内就业变化情况,图中可看出广西区内就业比例逐年增高。地方用人单位对土木工程专业人才需求和人才知识、能力结构要求呈现以下特点:

(1)人才需求呈多样化趋势。应用技术的科技含量日益增加,用人单位对人才的需求更加务实,更有针对性,也更加迫切,既需要研究型人才,也需要应用型人才。

(2)人才的专业知识面要宽。应用型人才服务的对象主要是基层企事业单位,这些单位的工作专业划分不太细,且比较综合,需要的是工程一线技术把关的技术人才,要懂设计、施工,还要会管理,这就要求技术人员知识面宽。

(3)应用知识于工程的能力强,上手快。土木工程专业培养的人才除了要有本专业各领域的技术知识外,还要有相应的管理和经济知识、人文社会科学理论知识和素养,以及较强的计算机应用能力等。

这一系列的变化和人才需求特点,其核心是强调本专业的毕业生需具有较强的工程实践创新能力,对传统培养方案尤其是实践教学体系提出了严峻挑战。如何适应新形势下的变化,成为土木工程专业人才培养面临的新课题。

在土木工程专业评估标准中,明确要求参评学校办学思想明确,办学特色鲜明。结合自身特点,学校土木工程专业确立以地方经济建设需求为导向,以培养高级应用型人才为目标,突出区域特色的培养方案。为此,从2005年开始,调整专业发展模式,试办土木工程“应用型”本科专业,以区别于传统的普通本科专业。2009年,普通本科停止招生,土木工程专业全部调整为应用型本科。

二、土木工程专业实践教学中亟待解决的问题

尽管高校土木工程专业从思想上已非常重视实践课程的教学,在办学思路以及新的培养方案上均有体现,但对地方本科院校而言,由于教学条件、师资力量、学术水平等各方面的制约,其实践教学环节仍然不能完全适应地方人才需求的变化,有待进一步改进和完善,主要存在以下几个亟待解决的问题。

(1)片面强调宽口径与通识能力的培养[3]。在“大土木”教学思想的指导下,部分学校过多强调宽口径教学,试图培养土木工程各方向如道路桥梁、房建、岩土、工程管理等无所不能的全才,结果重点不突出,目标不明确。学生虽然学了很多课程但没有时间和精力真正掌握专业知识技能。

(2)实践教学条件不足。学校的教学设施建设跟不上扩招速度,实验仪器设备数量上和质量上无法满足学生掌握新技术新技能的需求,同时,认识实习、地质实习及生产实习等需安排在校外的实践课程,受实习地点、施工现场的空间和时间限制以及实习经费投入不足等影响,实践教学缺乏深入性、工程性和创新性。

(3)“双师型”教师缺少[4]。面对学生的急剧增长,师资的缺乏,一些学校加大了引进教师的力度,但引进教师研究生毕业直接走上教师岗位,工程素质和实践锻炼不足,对工程设计、施工与管理整个过程认识不够,对新规范、新的施工技术缺少了解。而学校的年度考核、职称评定也是以科研为主,缺少对教师实践能力的评定,客观上造成教师不重视工程实践能力培养,从而指导学生的效果也不佳。

(4)实践教学保障体系不够健全[5]。与理论教学保障体系相比,实践教学保障体系的建设存在较大的差距,在实践教学实施过程中,尚缺少严密、科学、系统的管理、考核机制,使一些实践环节流于形式,达不到预期的效果。

(5)实践教学形式单一,内容陈旧[6]。与课程配套的实验为演示性,并编制了内容详实的指导书,学生缺少动手操作的机会,毕业设计的题目结构型式单一,在实践教学过程中学生大部分只需按部就班即可完成相关实践内容,其设计计算能力未得到有效锻炼,未能发挥其主观能动性,甚至在实践教学过程中存在大量相互抄袭的现象,工程能力和创新能力无法得到发展和提升。

三、土木工程专业实践教学体系的优化和改革

根据学校土木工程专业发展总体思路,参照土木工程专业评估标准要求[7],对原有的培养方案进行了优化调整,建立了公共基础课模块、专业平台课模块及专业课模块三个构成体,在具体教学内容上,扩大施工类、工程经济、造价及项目管理等教学内容,显著增加了实践性教学环节比重。生产实习环节的时间由4周调整为10周,并新增土木工程综合实践训练4周。土木工程专业是培养结构工程师、岩土工程师、、监理工程师、建造师、造价师的摇篮,不同类型的工程师所要求具备的基本工程素质有所不同,为注重专业教育的共性与个性问题,合理优化配置教学资源,土木工程专业的学生大一至大二为 “大土木”,不分方向,到大三时进行建筑工程、道路桥梁、岩土工程三个专业方向的选择,专业方向不同,培养方案也不相同,既要做到“厚基础、宽口径”又要做到“强应用、高素质”,使教学不仅服务于工程师基本素质的共性培养,更能用满足专业工程师的个性培养需要,构建符合国家规范要求的“厚基础、宽口径、强应用、高素质”的应用型人才培养体系。学校针对该专业实践教学中存在的一些问题,通过“搭建校企合作平台、加大实践教学经费投入、深化第二课堂教育与加强校园文化建设以及加强规章制度建设”等一系列举措,对土木工程专业实践教学体系进行了改革和优化,以进一步培养土木工程专业学生的工程能力和创新能力,提高人才培养质量。

(一)搭建校企合作平台,构建产学研结合模式

产学研结合是指生产、教学与科研相互合作的模式,通过校企合作平台,学校、企业实现“优势互补、资源共享、互惠互利、共同发展”。学校通过校企合作平台,可以提高办学水平与人才培养质量,并为学生的就业开拓渠道;企业通过该平台可以选择优秀的毕业生作为人才储备,同时与教师的科研项目合作,促进企业转型升级;教师尤其是青年教师通过与企业的合作,更进一步了解行业动态,使自己的科研内容与行业需求有机结合;学生通过该平台,在专业教师和企业专家联合指导下,在真实工程环境下开展各类实习实践活动,不仅可以接?|到企业先进的生产技术,锻炼自己的工程实践能力,还可以提前感受企业的工作氛围,学习企业文化,提前适应和融入企业的工作和生活环境,了解企业运行机制,培养自己的职业修养,提高职业道德,缩短从学校到工作的过渡期。2012年以来,学校在加强现有校内实践教学体系建设的基础上,依据行业对专业人才培养的要求,充分利用学校的地方行业优势和资源,同各类工程设计院、施工单位等优秀企业建立校企联合培养体系。目前已与柳州欧维姆机械股份有限公司、广西建工集团有限责任公司、广西路桥工程集团有限公司、广西盛丰建设集团有限公司、广西华蓝岩土工程有限公司、中国化学工业桂林工程有限公司、广西华蓝工程咨询管理有限公司、广西建筑综合设计院勘察研究分院、广西建筑科学研究院以及桂林市金辉建设发展有限公司等多家企业、设计院建立了联合教学实习基地,涵盖建筑工程、道路桥梁及岩土工程方向的设计、施工和管理,为学生实践能力和创新能力培养提供了重要保证。

(二)以专业评估为契机,加大实践教学经费的投入

2012年,桂林理工大学迎来了住房和城乡建设部高等教育土木工程专业教育评估工作,2016年即将迎来复评工作,按照“以评促建、以评促改、以评促管、评建结合、重在建设”的工作方针,学校以积极的态度加强了土木工程专业建设,不断改善办学条件,加大实践教学经费的投入。自2012年以来,通过中央地方共建项目,每年实验室投入资金超过300万元。目前土木工程专业拥有总面积达10 000 m2的专用实验大楼,土木工程学科拥有结构实验室、建筑节能检测实验室、岩土实验室、道桥实验室、计算机辅助设计实验室等。其中,广西岩土力学与工程实验室、建筑新能源与节能实验室为广西自治区重点实验室。可用于本科教学仪器设备共2 100余台,总额2 000多万元,本科实验开出率100%。试验逐步由演示性、验证性向设计型、综合性试验转变,设计型、综合性试验要求学生独立完成试件设计、材料预算及购置、试件制作与养护、加载方案以及实验结果分析等全过程,并对学有余力的学生提供开放实验平台。在改善实验教学条件的同时,学校加大了对校外实习基地经费的投入,今年由实习基地负责人申请获批了每个基地30万元费用,用于基地建设,切实把校外实习基地的建设落到实处,不再流于形式。为弥补土木工程项目施工周期长,对专业技能要求高,安全管理措施严等对工程创新能力培养不利的缺陷,学校充分利用计算机和网络技术,加大虚拟实践模式的投入,如购买BIM(建筑信息模型)综合软件,建立专业实践虚拟环境。实践教学通过虚(虚拟实践)与实(实验、实践)两个层次,相互结合、相互补充,既利用现代教育技术先进成果,又发挥传统实践教学具体形象的优势,为提高学生工程实践创新能力提供有力条件。

(三)深化第二课堂教育

古语曾说读万卷书不如行万里路,这话虽有失偏颇但也有一定道理,理想的做法应该是在行万里路的旅途中读万卷书。学校充分利用校内外资源,以学生为主体,开展各种专业竞赛,开展专业实践和社会实践活动。自2012年土木工程专业通过评估以来,学校构建了国家级、省级、校级、院级等专业竞赛,学生参与的积极性不断提升,参与人数逐年增加。通过竞赛,发展了学生综合运用知识和解决实际问题的能力,培养了学生团队合作精神、创新能力以及综合素质。学校建立“桂工讲坛”,将行业内专家、学者以及本校实践经验丰富的教师引入讲坛,对学生进行讲座培训,进一步强化学生的工程意识和工程素质,效果良好。

(四)加强规章制度建设

学校出台了实践教学相关制度,建立了实践教学质量监控体系与实践教学质量信息反馈网络。修订并完善了《桂林理工大学毕业实习与毕业设计(论文)管理规定》《桂林理工大学本科毕业实习和毕业设计(论文)工作基本要求》《桂林理工大学实践教学基地建设与管理办法》《桂林理工大学网络教学综合平台建设规范》等一系列规章制度,对实践教学计划、教学大纲、教学指??书的制定、实践教学活动的组织实施(包括指导教师、实习经费、实习场所等)以及相关的实践效果考核等作了相应规定。为确保每个实践环节落到实处,学校与学院成立实践教学质量监控体系与实践教学质量信息反馈网络,每学期之初教学督导组对实践教学大纲、实习计划、实习指导书等主要教学资料进行检查。实践教学进程中教学督导员通过不定期抽查,直接获取实践教学质量信息,院领导通过随机性抽样检查,获得第一手质量信息。每学期开展学生评教活动和教学工作座谈会,对教师的授课态度、准备、方法及效果进行评价,收集学生对教师教学的意见和建议,及时反馈给授课教师,以便改进教学方法。完备的实践教学质量监控体系和畅通的实践教学质量信息网络,成为保障实践教学质量的重要手段。

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关键词:土木工程;钢材;混凝土;建筑材料;钢结构

Abstract: this paper mainly introduced the development process of civil engineering industry, steel and concrete building materials for the emergence of civil engineering the important meaning, civil engineering industry's future development trends and new steel structure of the present situation and development prospect. Discusses the superiority of emerging steel structure building and the prospect of development, for readers understand the steel structure building.

Keywords: civil engineering; Steel; Concrete; Construction materials; Steel structure

中图分类号: S969 文献标识码: A 文章编号:

前言:土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。英文中,“土木工程”这一专业的对应翻译是“civil engineering”,即城市建设,亦称公民建设,可见,这一行业与我们每一位公民都是息息相关的。那么,接下来就让我们简单地对它进行了解。

土木工程的发展

土木工程历史上的三次飞跃

对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就会有飞跃式的发展。

1.1早期发展

人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。

砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。

1.2 钢材的应用

十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。

从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。

建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。

1.3混凝土的发展

十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。

从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。

土木工程的发展趋势

现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。

随着建筑需求的不断提高,大量高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,已取得显著成果 ,而且还仍继续进展。

(二)新时期的建筑传奇---钢结构的兴起

与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构由于本身的自重较轻,强度较高,在经历震动时不仅不会发生太大的位移变形,反而还可以削弱地震波,从根本上确保了建筑的安全性。

在一些大中型城市,为了解决寸土寸金的实际情况以及人们对生存环境、生活空间等提出的高要求,钢结构建的推广应用将能够更快地实现城市化建设。这不仅体现在钢结构承载力高、密闭性好等优势上,更是由节能减排,绿色环保的国家政策所决定的。钢结构比传统结构更易拆除且用料省、回收利用率高,墙体也多用环保材料如防火涂料、节能砖等,因此降低了钢铁污染所带来的高风险。另外,由于钢结构的自身优势,其多用于超高层、超大跨度的建筑中,不但拓展了人们的生存空间,提高了人们的生活质量,也缓解了人多地少的矛盾,符合可持续发展的理念,是名副其实的绿色建筑。

1.钢结构建筑与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比究竟有何优势

从总体上说,钢结构建筑代表了未来的建筑发展新模式,它与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比,在使用功能、设计、施工、综合经济效益等方面具有明显的优势。

1.1钢结构重量轻、抗震性能好

钢结构建筑是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架,同时配以轻质墙板等新型材料作为围护结构和内隔墙建造而成。它与同面积的建筑楼层相比,钢结构建筑楼的重量可减轻近30%。同时,由于钢材具有较强的延展性,能较好地消除地震波力,防震性能好,尤其适用于高层建筑。

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关键词: 西部地方高校 土木工程专业 人才培养方案

1.西部地方高校土木工程专业人才培养方案现状

1.1土木工程专业起步较晚。

西部地区地方高校虽然较多,但土木工程专业起步较晚。造成这一局面的主要原因有两个:①历史原因导致西部地区地方高校办学理念没有随着时展即时转变过来,仍旧沉迷于自己相对成熟的文理科专业办学模式,延误了土木工程专业开设;②土木工程专业的办学要求较高,讲求的是工程实际,其师资水平、实践条件等,制约了土木工程专业的开办。

1.2土木工程专业办学特色不明显。

少数西部地方高校或是由于观念问题,或是由于财力问题,或是由于经验问题,虽然开设了土木工程专业,但要么在条件不具备的情况下仓促上马,要么照搬重点院校的办学模式,大都没能形成自己的办学特色,不适应西部经济大发展的需要。如湖南省西部地区地方高校的土木工程专业建设大多属于此类状况。

1.3土木工程专业毕业生的工程实际能力较弱。

社会实际需要的是具备扎实工程实际能力的土木工程专业人才,即用人单位不需要岗前培训就能单当一面地胜任工程各项任务的土木工程专业人才。受传统文理教学模式的影响,西部地区许多地方高校,没有找到与西部地区经济发展需要相匹配的土木工程专业人才培养模式,其土木工程专业的毕业生既不像重点院校的精英人才,又不能很快适应工程实际需要,客观上导致了学生就业困难。

2.西部地方高校土木工程专业人才培养方案不足

2.1办学理念滞后延误了土木工程专业开设。

西部地区许多地方高校是在国家政策扶持下建立并成长起来的,尤其是少数民族地区的地方高校更是如此。由于西部地区长期的经济不发达,信息较落后,思想较保守,人才较缺乏等原因,西部地方高校的办学理念也以稳扎稳打见长。当经济发达地区都在大力培养工科专业人才以满足快速增长的市场需求时,西部地方高校仍然坚守着传统的文理阵地。办学理念的滞后使土木工程专业的开设延误。国家现在已经意识到并重视这一问题,采取了一些补救措施帮助西部地方高校,如中山大学、中南大学已成为吉首大学的对口扶持单位。

2.2财力薄弱导致土木工程专业的实践教学条件不完备。

土木工程专业是为解决工程实际而开设的,其有别于其他专业的最大之处在于,该专业必须有完备的实践教学条件供学生训练,包括实验室、校内实践基地和校外实习基地等方面。这些都需要大量的财力支撑。西部地区经济欠发达,西部高校的财力显得更弱,尤其是在高校经费自筹的当下。这种短期内需要大量经费投入的专业,使得不少西部地方高校心有余而力不足,反映在土木工程专业的教学中便是用理科实验替代工科实践或干脆减少实践环节,其后果是工科专业成为理科专业,受害的是土木工程专业的学生,以及大量需要土木工程专业人才的西部地区。

2.3师资队伍结构不合理制约了土木工程专业发展。

西部地区的诸多区域劣势,如科技水平偏低、经济久发达等,使得西部地区难以引进高学历、高职称的专业人才,也难以稳定已有的专业队伍。这种现象在西部地方高校更是普遍存在。面对如此两难局面,西部地方高校大多从原有的师资队伍中选拔与土木工程专业相近的老师,采用进修等方式培养成自己的土木工程专业教师。这种模式培养出的教师,对于土木工程专业的理论教学应该是没有问题的,但对于土木工程专业的实践课程、毕业论文等却难以胜任,学生解决工程实际问题的能力没能得到很好的锻炼。西部地方高校师资队伍结构不合理已成为其土木工程专业发展的瓶颈。

2.4客观因素使得土木工程专业学生解决实际工程的能力偏低。

西部经济久发达的地域、西部地方高校办学艰难、土木工程专业办学积淀不深、师资队伍结构失衡等客观因素,导致土木工程专业的学生“厚基础,宽口径”,但难以“强能力”。这种培养模式下毕业的土木工程专业学生,其属性介于理科与工科之间,毕业后不能立即独当一面,大都需要一年以上的转型期,增加了学生就业压力,也增加了企业的培养成本,延缓了学生迅速发展的进程。此种培养模式唯一的优点就是,造就了一大批土木工程专业的考研高手。因为相对就业而言,研究生录取在实际操作方面要求较低。

3.西部地方高校土木工程专业人才培养方案优化

3.1以土木工程等工科专业办学,提高西部地方高校的核心力。

高等教育改革以来,办学观念已发生翻天覆地的变化,尤其是进入21世纪后,国家经济飞速发展,需要大量工程技术人员,重点院校已率先大力发展工科专业,土木工程专业便是其中优先发展的专业之一,这从各高等院校热门专业目录中可以看出。西部地方高校作为西部最直接的人才培养基地,也应及时跟上时代步伐,转变办学观念,着手发展工科专业。在如此大环境下,一些西部地方高校也相继行动起来,如吉首大学在“十二五”规划中明确指出要“优先发展工科专业,适度申报文理专业”,而土木工程专业便位列其中。

3.2以实践基地建设作为土木工程专业办学的保证。

土木工程专业的教学改革应强调专业技能的训练,注重理论与实践相结合,为此,必须在原有基础上加大实践教学的改革力度[1]。重点有:①加强校内土木工程专业实验室建设。材料力学实验室、建筑测量实验室、建筑材料试验室、土工实验室、建筑施工模拟实验室等是土木工程专业不可或缺的。校内实验设施可使课堂教学与实践教学方便、及时地互相结合和交融,在突出应用能力的培养上起到了重要作用。②建立长期、稳定的校外生产实习基地。如吉首大学已有十多家建筑企业、公司成为该校长期稳定的实验、实习基地。学生除在这些土木工程类的企业、公司进行真刀真枪演练之外,还可以进行“顶岗”实践,真正达到增强专业知识、提高实践能力的目的。③开展网络虚拟岛计划。学生在计算机上创立自己的虚拟岛,二年级学生在岛上进行规划,如布置建筑物、道路、桥梁、地下设施等,三、四年级学生对它们进行设计或虚拟施工[2]。学生在实施虚拟岛计划过程,对木工程领域有了全面的认识,规划、设计、施工、计算机应用等方面的能力得到了锻炼和提高,弥补了实践条件的不足,既经济又环保,体现了绿色工程的思想。

3.3以“双师”型队伍充实土木工程专业教学阵地。

培养土木工程专业类的应用型人才,师资队伍是关键性因素。没有工程经验、工程素质的教师队伍,在讲授工程技术知识时,只是纸上谈兵。因此,必须加强教师队伍素质结构的调整,构建具有工程特色的教师队伍,即工程专家型的教师队伍,以满足培养工程一线技术应用型人才的要求[3]。

西部地方高校大部分从事土木工程专业教学的教师没有工程实际经验,容易造成理论知识和工程实际的脱节。在高学历高职称土木工程专业人才难以引进的前提下,“双师”型教师队伍建设势在必行,可采取以下途径:①鼓励教师考取注册结构工程师、造价工程师、监理工程师、建造师等注册资格证书。高校教师要考取注册资格证书要求有两年以上的工程实践经历,学校应为其创造条件。②从当地建设、规划等相关部门引进具有注册资格证及工程实践经验的人员作为土木工程专业的实践教学老师。高校对人才引进大多设有硕士、博士等学历门槛,为满足教学需求,应适当降低这部分人员引进的门槛。③与重点院校及当地建设、规划等相关部门合作办学。利用他们的资源弥补土木工程专业实践环节的不足,带动自身发展。如吉首大学与中山大学、中南大学等签约了对口支援协议,与张家界国土、设计、规划、环境等六部门签约了联合办学协议。

3.4以工程实战训练培养学生工程实际能力。

土木工程专业实践教学内容体系核心包括基本技能(本专业的基本操作技能)、专业技能(从事具体职业岗位的专业工作中所具备的能力)、综合技能(基于专业和职业岗位的综合应用实践能力)及职业技能(从事某一工种的基本理论知识和操作技能)四大模块[4]。搭建土木工程专业工程实战平台是提高学生工程实际能力的必备措施,具体有:①理论知识以够用为原则,理论课学时适当缩短,实践课程学时尽量延长,以保证学生实战训练时间;②实验课程以综合应用型为主,基础型为辅,以培养学生分析问题、解决问题的能力;③实践课程到工程现场进行,让学生参与工程的设计、规划、施工、管理等全过程,并运用专业知识协同工程管理人员解决工程实际问题;④学生从大一开始就参与教师的科研课题,并鼓励学生在大二时独自进行“大学生研究性学习和创新性实验”,循序渐进地锻炼学生的科研水平及独自开展工作的能力;⑤毕业论文与毕业设计要结合工程实际进行,以当地工程实际的效果作为成绩的最终评判标准。

4.结语

西部地区地方高校土木工程专业在发展过程中,虽然在办学观念、办学条件、师资队伍等方面存在不足,导致学生工程实际能力偏低,但只要改变办学观念,大力发展社会实际需要的土木工程等工科专业,就一定会为广大西部地区乃至全国培养出合格的土木工程专业人才。

参考文献:

[1]王文仲,李广军,孙佳明.地方高校土木工程专业人才培养方案研究[J].世纪桥,2007,(146):99-101.

[2]吴瑾,程吉昕.新加坡国立大学土木工程人才培养方案及其特点[J].2004,13,(4):87-89.

[3]郭建博.地方师范院校土木工程专业应用型人才培养[J].吉林建筑工程学院学报,2010,27,(1):111-114.

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【关键词】土木工程;现状;发展

目前,在我国的现代化建设中,土木工程业也是逐渐成为国民经济发展的支柱产业之一。社会经济的发展,科技技术的进步,现代建筑物的规模、造型、功能日益的复杂化、大型化、多样化。需要的材料、设备也都日新月异,要求的结构技术与施工技术也不断的提高。节能技术、生态技术与信息控制技术等不断地与建筑技术结合,以求创建出更加适合居住或办公的建筑物。

一、土木工程的内涵与特点

土木工程是建造各类工程设施的工程、技术与科学的总称。 土木工程可以从两个方面去理解:一方面指的是与人类生活与生产活动有关的各类工程设施,比如建筑工程、局坝水电和水利工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁路工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一方面指的是建造工程设施中需要用的材料、设备以及土地上进行勘察、设计、施工等工程技术活动。多年的发展,土木工程的理论与实践都已发展到一定的高度,不论是结构的力学分析还是结构设计的方法或施工的手段,都有很大的进展。但是,土木工程领域中仍然存在许多问题需要我们的进一步研究。

现代土木工程为建造大跨度、大规模、大型、精密、轻型、设备现代化的建筑物,又必须符合高经济效益的标准,土木工程必须感受各类工程建设高速发展的步伐。所以,现代土木工程的特点是:

(一)高强轻质新材料的不断涌现:新型的高强轻质材料,例如铝合金、镁合金以及玻璃钢等已经开始广泛的使用,在提高钢材与混凝土强度与耐久性上取得了显著地效果,并且保持良好的发展趋势。

(二)工程地质与地基的勘察技术有待进一步的发展:建设地区地质与地基的构造,以及天然状态下应力情况与力学性能,直接决定了工程的基础设计与基础施工,也有关到工程设施选址、结构体系与建筑材料的选择,影响最大的就是地下工程的开展了。目前,我国的勘察方法是现场钻探取样与室内分析实验,这两种方法都存在一定的局限性。我国急需发挥现代高新的科学技术来创造新的勘察方法来满足现代化大型建筑的需要。

(三)土木工程的总体规划需要进一步完善:往常的总体规划是借助于以往的工程经验提出不同的若干方案,在其中选取较适合的一种。土木工程日益扩大,必须运用系统的工程理论与方法来提高规划水平。

(四)现代土木工程的设施、理论等日益现代化:土木工程规模不断扩大,与此同时,工程的施工工具、设备、机械等向着品种多样化、自动化、大型化等发展。组织管理也应用系统工程的理论与方法,日益科学化。

二、土木工程的发展趋势

(一)原材料向高性能材料发展

土木工程的原材料向着韧性好、可塑性高、可焊性强的方向发展。例如美国、俄罗斯、日本等国家的钢材规范是屈服点为700N/mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越来越向着高强、轻质、韧性好的方向发展。

(二)土木建筑工业化

建筑长期停留在手工操作为主的小生产方式上,即使是在解放后建筑业向机械化发展,但是总的来说与其他工业部门的工业化还是有一定的差距的,所以我国建筑工业化发展是必然的趋势。

(三)土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓

海洋面积占据整个地球表面的70%左右,目前陆地的面积已经被大部分利用,所以首先想到的就是向海洋发展。向海洋开拓已经开始了,如:中国的澳门机场。

三、土木工程的未来发展

(一)加速发展高层、大跨结构的土木工程。 大跨结构体系及以及关键的技术,向着大型复砸结构体系现代化发展;比较研究高层钢结构体系和布置、结构的可靠性评价、结构的动力特性、各种设计荷载和钢结构可靠度;研究开拓巨型网格结构体系与各种杂交空间结构体系;研究各种大跨度空间结构的实用分析方法;改革创新大跨空间结构的施工方法;研究钢——混凝土组合结构抗震设计;研究钢结构的抗火设计与防腐设计。

(二)防震抗风和减灾等大型复杂结构的设计奖更长、更高、更软。大型复杂结构体系与抗风抗震的设计理论将被进一步的关注。结构振动控制技术将牢牢关注抗震思想,现代振动控制的研究方向是智能控制、适应控制、吸震减震技术的进一步加强。

(三)创新与发展预应力混凝土材料以及技术预应力,并推动新技术、新理论、新材料以及新设计方法的涌现。主要体现在以下方面:混凝土不断向高强、高性能发展,结构中试用密筋混凝土、免振混凝土;研制生产大截面、大直径钢绞线,采用镀锌、环氧涂层钢胶线,轻质、耐久高性能的纤维加强塑料筋,玻璃纤维加劲塑料、碳纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料等;开发与应用新型无粘结预应力筋、体外预应土木工程论文力配筋;研究设计预应力混凝土结构的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能;结合预应力混凝土和钢筋混凝土;推广及发展现代预应力空间结构体系。

(四)着重发展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌实、不离析、易密实、长期保优等优秀的力学性质。因此,采用可持续发展的,并且对环境无害的混凝土技术研制高性能混凝土是必要的。

(五)开发地下空间,改变地层的原始分布状态,进而改变层内部及地面环境。但是在开发低下空间,必须研究以下几个方面:1、水文地质的改变,地下空间结构的改造,影响地表的植被生长。2、地下空间的开发破坏原有动植物的生态环境。3、地下空间的开发影响地面建筑物的安全。

(六)进一步研究拓展岩土锚固技术的应用领域。岩土锚固技术不但在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中有良好的发展趋势,在桥梁工程、重力坝加固工程及抗倾覆、抗地震工程中的地层锚固中也有很大的发展趋势。

(七)土木工程的优化设计,主要有以下几个方面:1、工程项目的可行性分析和论证;2、工程系统的结构与组成选型;3、工程系统全局的优化;4、以可靠度为前提的多目标复杂结构优化设计;5、工程系统和结构实施规划以及施工力学;6、工程系统科学管理与维修;7、工程经济学和设计的心理学。

四、结论

我国现代土木工程的某些方面在世界上已经处于先进行列,但在设计、施工与理论方面与发达国家还存在差距。伴随我国经济的发展,科技的进步,土木工程建设将会有不断的新的成就。在对土木工程研究发展的方面,不但要加强新型结构、新型建筑材料、新型技术手段的理论与应用研究,还要加强土木工程二级学科理论与技术的融合和渗透,以求土木工程的进一步突破。

参考文献:

[1]祝彩霞,刘慧浅.析土木工程的发展现状与发展趋势.《中国高新技术企业》.2007年15期

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为了更好地实现土木工程专业学生的个性化培养,文章首先分析了个性化培养的意义,并分析了土木工程专业的特殊性,最后提出了土木工程专业学生的个性化培养策略,具体包括:构建双导师人才培养模式及实践实习平台,科学合理地指导学生完成毕业设计,培养学生的创新与实践能力。

关键词:

土木工程专业;个性化培养;双导师;实习实践;毕业设计

当代大学生思想灵动、个性鲜明、不愿遵从于呆板的模式,因此不愿拘泥于常规教学,因材施教是教育培养面临的新课题和方向。土木工程专业是教育部设置的老牌专业,专业涉及范围广、内容多,各高校在培养思路、方法和模式上做法不一。通过在福建江夏学院工程学院从事学生工作和教学工作,笔者对学生个性化培养有一定的感触,现以土木工程专业学生为对象,探索土木工程专业学生的个性化培养方法[1]。

一、个性化培养的意义

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》提出:要注重因材施教,必须关注学生的个性差异和不同特点,积极发挥每一个学生的潜在优势。即根据学生的不同特点,制定符合其自身发展的教育机制和教育方法,充分发挥每个学生的优势,使其成为特点突出、全面发展的综合性人才。个性化发展就是指发展每个人的主体性,即个人特有的心理素质、生理素质、思维方式和行为方式等多方面的自由发展[2]。本科阶段教育是创新型人才培养的重要环节,因此,高等学校必须适应社会发展和教育需求,建立以个性化培养为核心的教育机制,要在保证专业人才培养的前提下,用灵活多变、创新的教育模式,保护和促进学生的个性化发展[3]。

二、土木工程专业的特殊性

土木工程专业是国家教委在1996年组建的专业,由原来的建筑工程(工业与民用建筑)、桥梁与隧道工程、公路与公路工程、岩土工程等合并而成的一个大的专业。培养目前由原来的单一培养模式转变为一专多能,即在主攻某一方向的同时,兼顾其他方向的学习,使学生可以比较自由地由一个方向转到另一个方向而不至于太吃力。土木工程专业主要培养从事铁路、公路、机场等工程和房屋、桥梁、隧道、地下工程的规划、勘测、设计、施工、养护等技术工作和研究工作的高层次工程人才。土木工程专业的实践性很强,实践环节在整个教学过程中是至关重要。实践环节的教学贯穿培养创新型人才的始终,是学生领悟理论知识、锻炼综合实践能力和提高科学文化素养的重要手段,是培养优秀人才不可或缺的部分。目前,我国正处在工程建设的中,对复合型、应用型、创新型人才的需求也越来越大,这就要求高校在实践教学中改变教学思路,更新教育理念,明确新环境下实践教学在培养新型人才中的作用,采取切实可行的办法,实现人才培养的预期[4]。

三、土木工程专业学生的个性化培养策略

(一)构建双导师人才培养模式及实践实习平台

在本科课堂教育的基础上,与省内业界优秀企事业单位建立实践实习平台,实现“厚基础、重实践、强能力”的创新型应用型人才培养特色,所建立的人才培养体制是要以学生的创新实践能力为核心,以就业为导向,以服务海西建设为目标。一方面,在为学生配备思政辅导员、生活辅导员的基础上,每班配备1~2名研究生以上学历的教师作为专业辅导员,即校内专业导师。在学生的不同学习阶段为学生指导当前学习任务的重点与难点,同时结合学生的学习兴趣及未来拟选择的择业方向给予意见和建议。专业导师一般担任比较重要的专业课程,课后需留有足够的课程答疑时间,这为学生更好地掌握课本知识,拓展和加强专业素养提供了良好的途径。学生也可在此期间咨询专业相关的其他问题,以满足不同学生的学习需求。从而实现了课堂教学的延伸,保证了学生个性化培养的需要,保证了因材施教的基本原则。另一方面,学校与多家企事业单位建立实践实习平台,使学生能够“走出去”,真正实现对学生实践动手能力的培养。目前,福建江夏学院工程学院已与建筑工程设计、施工、监理,以及工程质量检测、工程造价咨询、工程招投标等多行业多单位建立了合作关系,学生可以根据兴趣选择企业校外导师。导师为学生提供专业问题的解答等多方面的帮助,学生可以到校外实习基地实习,亲身参与工程建设的各个阶段,在巩固专业知识的同时,培养实践创新能力。通过“课程+专业素质培养+实践平台”的双导师人才培养模式,加深了学生对专业知识的认知,使其有更加明确的个人发展方向和目标,从而实现个性化培养。近几年学校土木工程专业毕业生的就业面宽广,综合竞争力增强,社会声誉良好。

(二)科学合理地指导学生完成毕业设计

毕业设计是本科教学中的一个重要环节,是学生综合所学知识解决实际问题的一个综合训练[5],更是学生利用所学知识,体现其个性化的最重要的形式。做好毕业设计工作,不仅对实现教育培养目标,提高学生的综合能力和就业竞争力等有重要意义,更重要的是学校通过毕业设计,可以指导学生将所学知识结合自己的兴趣与个人发展方向,以及个人的特长和想法,将理论运用在实践中,从而为未来的工作打下基础。福建江夏学院工程学院在毕业设计环节进行了一系列的改革和创新,在个性化培养方面取得了较好的效果。首先,在毕业设计开始前统筹安排,做好相关准备工作。毕业设计安排在第八学期,在前一学期末让学生根据自己的兴趣及择业需求选择合适的毕业设计方向,利用寒假时间按各方向要求查找相关资料、熟悉相关文献、联系实习单位等,有针对性地做好毕业设计的准备工作。其次,充分利用社会资源,开设多个毕业设计方向。根据社会需求,将毕业设计分为建筑结构设计、桥梁工程设计、道路工程设计、施工组织设计、工程招投标报价及毕业论文六个方向。其中工程招投标方向以工程实例为题目,由校内外指导教师共同指导。其他五个方向同样以工程实例为题目,由校内教师和校外高职称教师共同指导。这样既达到了教学与工程实际结合的目标,又缩短了毕业生适应工作需求的时间。最后,通过严格的过程控制,达到良好的预期效果。毕业设计是一个相对较长的过程,学生在此过程中会有一定的懈怠,这就要求加强教学管理,创新管理机制。在毕业设计前期明确进度安排,具体到周,要求学生严格按照进度完成各阶段任务。在毕业设计过程中,对学生实施考勤制度,明确奖惩机制,对不能按要求完成任务的学生给予警告、扣分,情节严重者可取消毕业设计资格。毕业设计结束后,通过过程跟踪、成果评阅、组织答辩的方式,对学生毕业设计成果完成的独立性、成果的质量、对理论的把握程度及思维、拓展能力进行考核。

(三)培养学生的创新与实践能力

提高学生的创新与实践能力有助于学生的个性化培养。除实习实践、参与工程实际的毕业设计外,组织学生参加大学生创新实验项目、科技创新大赛、结构设计竞赛、专业技能竞赛等也是一个良好的途径。福建江夏学院工程学院目前已组织各年级学生申报、参加多项国家、省级大学生创新实验项目。在学科竞赛中,多次获得福建省大学生结构设计竞赛二等和三等奖;获得福建省招投标大赛二等奖;在CAD软件大赛、竹签设计大赛,测量技能竞赛、工程造价软件竞赛中也取得了优异成绩。通过创新实践训练,保证了学生的素质拓展,促进了学生的个性化发展。

总之,新时期大学生的特点要求高校教育必须以人为本,在保证学生个性化发展的基础上实现创新型培养。大学生的个性化培养必须与专业结合,通过增强教师辅导、构建实践平台、完善毕业设计工作等方式,尽可能地发挥每个学生的潜能,从而实现个性化。

作者:巫生平 蒋国平 单位:福建江夏学院

参考文献:

[1]李雅君.关于当前高校大学生管理问题分析及对策思考[J].民族学院学报(哲学社会版),2005,25(4):85-88.

[2]李洪欣,李润玮,杨建中.建环专业学生个性化培养研究与实践[J].高等建筑教育,2013,1(22):34-37.

篇10

关键词:高等学校;《大跨桥梁结构》;双语教学;探索;实践

中图分类号:U44 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)06-0157-02

我国地貌复杂,河谷密布,对大跨度桥梁有大量需求。近30年来我国大跨桥梁建设取得了巨大的进步,在世界排名前10位的悬索桥和斜拉桥中,我国目前分别占据了5座和6座,因此我国已经成为名副其实的桥梁大国[1]。在世界经济深度调整和中国“一带一路”战略构想推进实施的大背景下,众多中国桥梁企业纷纷“走出去”,开拓国际市场,在世界范围内承接大跨度桥梁的设计和建造。在“国际化”的大形势下,作为人才培养基地的高校有必要开展桥梁工程相关课程的双语教学,以满足学习国外桥梁工程先进技术和理念的需要、向国外宣传中国桥梁技术成就的需要和参与国际竞争的需要[2],从而促进中国从“桥梁大国”向“桥梁强国”迈进[3]。

《大跨桥梁结构》课程是土木工程专业本科生的专业方向课,其前置课程有《结构设计原理》、《桥梁工程》和《基础工程》等,一般在大四开展。学生在学习该课程之前已具备了梁式桥、拱桥和斜拉桥等多种桥型的结构构造、设计计算和施工方法等专业基础知识,因此该课程非常适合于开展双语教学。该课程是东南大学开展的双语教学课程建设项目之一。

一、课程建设的目标

通过双语教学这一方式完善《大跨桥梁结构》课程的教学体系,将该科目的理论教学、实践教学和科学研究有机结合起来,从而实现以下目标:(1)为学生提供一个良好的理论学习环境和实践锻炼的机会,提高学生阅读专业英语书籍和文献的水平,培养学生用英语学习、思考和解决专业技术问题的能力,训练他们严谨的科学态度、创新意识和团队精神,使他们成为理论知识水平和实践动手能力都很强的有用人才。(2)构建多维教学资源,制定适合土木工程专业情况的《大跨桥梁结构》课程双语教学大纲、教学计划和教学内容,创建教学网络平台以及开放式的教学环境。(3)探索出适合《大跨桥梁结构》双语教学的模式,提高教师的双语教学水平和教学效果,推进土木工程学科教学改革的研究与实践。

二、教材和课件

《大跨桥梁结构》教学内容主要包括:绪论、大跨度混凝土梁桥的基本构造和设计分析理论、大跨度拱桥的基本构造和设计分析理论、斜拉桥的结构设计特点和悬索桥的设计特点。

在教材建设方面,在原有校内自编中文教材的基础上,增加国内外桥梁案例的介绍,同时为了适应英语讲课的需要,适当减少理论内容。利用英文论文和原版教材相关内容讲解基本理论和国外案例;利用作者发表在国际学术会议和国际期刊上的英文论文介绍国内大型桥梁工程案例。在选取英文论文和原版教材时主要考虑两个方面的因素:(1)要适合国内教学的需要;(2)难度要适中,不但英语文字的难度适中,专业知识的难度也要适中。

在此基础上,合理利用双语,编写生动、形象的多媒体教学课件。教材中图片较少,以文字为主;而教学课件中以图片为主,配上少量的关键文字。教材与教学课件各有所侧重,可以激发学生的学习兴趣。另外,在PPT中,部分内容直接采用国外教授提供的英语PPT。

三、教学方式

现阶段在双语教学方式方面,常用的主要有以下三种[4]:(1)教学中以中文为主、以英语为辅的初级形式,学生用中文形式学习专业知识。该双语教学方式对教师和学生的要求最低。(2)教学中以英语为主,仅用汉语作辅助说明。这是双语教学的高级形式,学生以英语形式接受知识,因此对教师和学生的外文水平要求都很高。(3)教学中中英文教学并重。教师中英文相结合授课,而且尽量使用原版教材中精练又准确的英语,使学生理解和学习正确的英语表达方法。采用多媒体技术,把关键部分展示在大屏幕上,并由教师进行详细解释和分析,便于学生视听、学习和掌握。

我们选取第二种模式进行《大跨桥梁结构》课程的双语教学。在教学中加强对课前预习和课后复习的要求,对于可能的生词和稍难的技术词语用汉语做注释,对于技术难点也辅以汉语说明。

四、教学方法和手段

采用教师讲解和学生研讨相结合的方法,两者课时比例约为2∶1。通过课堂研讨,使学生能够利用PPT讲述表达对桥梁结构的理解,这样可以培养学生的研讨能力。学生在准备研讨内容过程中需要广泛查找并阅读相关专业资料,在这个过程中培养和提高了学生阅读参考书籍和文献、自我扩充知识领域的自W能力。

在研讨题目的选择方面,结合教师讲解内容并适当延伸和扩展,使得研讨题目与教师讲解内容相关但不重复,两者互补并有机结合成一个完整的知识体系。作为示例,下面给出“斜拉桥”部分的5个研讨题目:(1)Discussion on structural features of cable-stayed bridges.①Cable-stayed bridges with single pylon;②Cable-stayed bridges with double pylons;③Cable-stayed bridges with triple or more pylons.(2)How to optimize and adjust cable tensions.①Optimization objectives;②Adjustment ways in design and construction.(3)How to elongate the span of cable-stayed bridges.①Limiting factors;②Solution and methods.(4)Discussion on cable vibration.①Vibration forms and corresponding reasons;②Measures of vibration mitigation.(5)FEM-based analysis of cable-stayed bridges considering erection process.①Forward process calculation;②Backward process calculation.

研讨以“合作小组”的形式进行,小组组建时以优势互补、自愿结合为原则,明确分工。组长负责领导、策划,主持人负责主持讨论等,必要时还可以轮流执政。学生可以各抒己见,集思广益,丰富知识。学生们之间可以互相学习,明白自己的差距并培养团队精神。

五、教学网络平台的建设

通过建设网络教学平台,提供教学视频和电子教案,使学生掌握大跨度桥梁的基本理论和方法,把大跨度桥梁的理论和科技英语相结合,培养学生英语思维能力。在《大跨桥梁结构》双语网络教学平台建设过程中,重点建设以下内容:(1)与原版教材配套的讲义。在讲义中对原版的教材进行注释,可以保持英文的“原汁原味”。为了兼容中英文教材的优点,每章结尾增加中文概要,这样有利于学生对要点的理解和掌握;专业术语和词汇增加中文注释,书后添加中英文词汇对照表。为了便于学生学,将这些讲义放在教学网络平台上。(2)收集音像资料和制作授课视频。收集大跨桥梁工程案例的音像资料,可以进一步增加学生英语的听力能力。将课题组成员上课的过程进行录像,这样方便学生课后的自学。(3)加强网络交流。在双语教学过程课时比较紧张的情况下,与学生通过网络教学平台在网络上形成互动,可以及时掌握学生的课堂学习效果,对于共性的问题进行分析总结,如果有必要就在下次课堂上加以引导解决。

六、结语

高校《大跨桥梁结构》课程有必要并适合开展双语教学。通过该课程双语教学的探索和实践,形成以下教学模式:(1)中英文教材的结合使用,推行新的《大跨桥梁结构》教学知识体系,在专业课程中进行英文工程案例教学。(2)采用教师讲解和学生研讨相结合的方法,两者课时比例约为2∶1。研讨题目结合教师讲解内容并适当延伸和扩展,使得研讨题目与教师讲解内容相关但不重复,两者互补并有机结合成一个完整的知识体系。(3)鼓励学生以分组和合作的形式就大跨度桥梁工程中的热点和前沿问题展开讨论、发表看法,特别是用英文表达出来。(4)在实施双语教学过程中课时比较紧张的情况下,进行教学网络平台建设,与学生在网络上形成互动,及时掌握学生的学习效果,有利于学生的自学。

参考文献:

[1]项海帆.21世纪中国桥梁的发展之路[J].科技导报,2015,(5).

[2]陈宝春,杨艳.大跨度桥梁课程双语教学的实践与体会[J].高等建筑教育,2008,(2).