水资源规划及利用课程设计范文
时间:2023-09-27 16:47:40
导语:如何才能写好一篇水资源规划及利用课程设计,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词: 西北农林科技大学 水利水能规划 改革思路
水利水能规划(含课程设计)是我国大部分水利类本科专业设置的一门专业基础课[1],在西北农林科技大学,该课程涉及水资源与环境工程、农田水利工程、水利水电工程、热能与动力工程等多个专业。该课程根据国民经济发展对开发利用水资源提出的实际要求,以及水资源本身的特点和客观情况,依据《中华人民共和国水法》的规定,讲授如何经济合理地综合治理河流,综合开发水资源,确定水利水电工程的合理开发方式,开发规模和可以获得的效益,以及拟定水利水电工程的运用方式,等等。课程内容有兴利调节计算、洪水调节计算、水能计算等三大部分。该课程的讲授需在学生完成《工程水文学》、《水文学原理》、《水力学》等课程的基础上进行[2―4]。
本课程的培养目标为,使学生在掌握工程水文内容的基础上,学习水利水能规划的基本理论、基本知识,初步掌握这方面的分析计算方法,使学生毕业后,经过一段生产实践的锻炼能参加这方面的工作。课堂讲授32学时,课程设计为1周。如何在短学时的情况下使学生掌握水利水能规划的相关内容,这是我们在历年教学中重点探讨的问题。基于以往的教学经验,我特提出以下改革思路。
一、在课堂讲授中,采用传统方法结合多媒体教学提高教学质量。
我校在2008版本科课程设置中,为强化学生实践能力,缩短了专业课程的学习时间,水利水能规划课程的学时由以往的36学时减少为32学时。为了充分反映该课程主要内容,在规定学时内完成主要内容的讲解过程,可运用多媒体教学来缓解目前教学学时较短的不足,多媒体教学较纯板书教学而言,在有限的时间内能讲授更丰富的内容。
多媒体教学能够充分利用网络资源和动态展示的优势,具有画面多、信息量大、直观性强的特点。在水利水能规划课堂讲授过程中,采用多媒体进行教学,对于不易理解的内容,以色彩丰富而且直观的图片、表格和图示进行讲解,能够使学生易于理解和消化吸收相关知识。如水库特征水位的讲授,以图形展示,逐个讲解,使得学生充分理解各特征水位,以及对应的特征库容。又如对于洪灾的讲解,充分利用网络资源和对特定地区洪水视频来展示洪灾的凶猛和危险性,使得学生对于理解洪水灾害有更深刻的印象。此外,当讲授水电站能量转换过程时,以“图解+视频文件+动画”的形式,可将水电站发电过程形象地展示出来。
多媒体教学可以减少信息在大脑中从形象到抽象、再由抽象到形象的加工转换过程,能充分传达教学意图。但相比较而言,多媒体教学由于在相同时间内能使教师传授比传统教学更多的知识,因此对于学生来说,需要投入更多的时间预习,而且在课堂讲授时间内,需要加倍集中精力,以期消化和吸收当次课堂知识。因此学生进行充分预习、精力集中和课后复习成为必要的环节。为了使学生及时消化和巩固知识,一方面,教师需要及时在课后布置一定量的作业,另一方面,可以在每次授新课之前,用5分钟左右的时间快速复习上次讲授的要点,以便起到承上启下的作用。
在运用Powerpoint制作讲义的过程中,通过添加大量的图片、短片、动画等来吸引学生的注意力,同时将多媒体教学与传统教学、启发式教学、视听强化教学等其他教学方式有机结合起来,例如对一些基本公式的推导,采用传统式教学;而对于水力发电、径流调节计算、洪水调节计算、水能计算等的基本原理、基本方法和基本步骤,可以利用多媒体或网络技术清晰地演示给学生,使学生全面、直观地了解这些内容的原理、方法、作业程序,最终形成一个清晰的逻辑概念,这样不仅可以拓宽学生的视野,引导学生学习和思维的过程,同时也可以充分调动学生学习的积极性和主动性,使学生从被“灌输”的状态,进入“互动”的学习状态;使学生参与教学,由被动地位转为主动地位,在创造和想象的空间里,发现知识、理解知识、掌握知识。在此基础上,学生通过课下深入学习,能够加深对问题的理解,并不断和同学、老师讨论交流,从而巩固相关知识[5―6]。
二、增加实践环节,加强学生水利计算和水能规划的基础理论和动手能力。
水利水能规划课程设置了课程设计,历时一周。课程设计的主要内容,应使学生在掌握基本理论的基础上,进一步通过实际工程案例的计算分析,深入理解该课程的应用价值和功能,即在课程设计中,提供相关工程实例的水文、泥沙、地质、水能及工程地点等基本资料,将理论知识融会贯通,灵活体现在实际工程分析中。主要内容是依据经水文分析计算后提供的设计年径流、设计洪水、泥沙特征等成果,按照工程设计标准,通过兴利调节计算、水能计算和调洪计算等,分析确定水资源利用工程的规模,并为水资源利用工程的调度运行提供相应的特征参数。通过课程设计,学生可将课堂上学到的理论知识应用于工程实践,全面掌握水文分析与计算的原理、方法;了解水库电站设计中水文分析及水能计算部分的基本程序,训练学生的知识运用能力与实际动手能力;同时还可以使学生把看似不连贯的知识点融会贯通,从而对本课程在工程实践中的应用有所了解。
课程设计以西北某河流多年径流特征为基本数据,考虑蒸发和渗漏损失,以年调节水电站为例,分析水库的死水位、防洪限制水位、正常蓄水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位及相应的特征库容,进行兴利调节计算、防洪调节计算及水能计算,最终确定水电站的动能参数和水库的特征参数。理论方面的基本要求是理解兴利调节计算、水能计算及调洪计算的主要步骤。在实际操作中,水库工程的设计方案中涉及不同特征水位的选取,课程设计中根据实际工程案例需要考虑不同的情况,如正常蓄水位与防洪限制水位的关系(依据实际条件选取),确定死库容需要考虑的主要因素(泥沙淤积等),兴利调节计算中需考虑库水面蒸发等因素并计入损失进行计算,水能计算过程中是否能在规定条件下计算出保证出力,水电站实际机型的选用需套用定型机组而不是直接选取计算的理论值,调洪计算需考虑不同的设计标准等。课程设计的内容需给学生充分思考的空间,其计算结果可允许有一定变化,这与授课时完成作业有所不同,因此在课程设计的完成过程中,学生既深化了课堂知识,又初步掌握了实际工程设计的基本步骤,学会了动脑灵活解决问题。
本课程的实践环节和水文实习融合在一起,通常在每年暑期进行为时1周的认识实习和3周的综合实习,其中有若干天时间用于了解和调查河流的水文情势,并了解水电站发电基本设备构成及发电程序,使学生对于课程内容在实际中的应用有一定程度的认识。此外,还可通过和教研室经验较丰富的教师交流,改进教学方法,提高学生对课程的学习兴趣。
三、增加本科生及早接触和参与研究项目的机会。
我校多年来组织本科生积极申报“挑战杯大学生科技竞赛”、“大学生科技创新性实验计划项目”,区分为重点项目和一般项目,资助额度几千元不等,国家层面上也有相关科技创新项目方面的资助。善于观察、积极思考、喜欢探索的学生往往在指导老师的帮助和指点下获得项目的资助,从而开展相关的调查、试验和研究,对于培养大学生从事初步的研究工作和独立的创新性思维具有很好的鼓励和推动作用。虽然我院以往对于该项目的获批额度不大,但近年来对于教师指导学生参与科技创新活动,以及大学生发表学术论文等都有积极的鼓励措施,如学院承担大学生发表学术论文的版面费,在学生的学期综合测评中给予加分,等等,为推动大学生参与科研项目和进行科技创新活动营造了良好的学术氛围。
我校目前对个别专业的本科生实行了“2+2”复合培养模式,即在大学期间,前两年集中加强基础知识、基本理论、基本技能、外语能力、综合素质的培养,以强化基础,拓宽知识面;后两年实行导师制,在学生学习相关专业知识和技能的同时,参与指导教师从事的科研或工程设计工作。选择导师后,对于学生参与具体的工程项目或科研工作具有积极的推动作用,有利于学生直接参与相关研究,并对如何具体应用专业知识有良好的正面作用。该模式适宜大力推广到其他专业和高校。
四、结语
针对《水利水能规划》课程课时少、课程设计改革等方面的问题,我们提出在多媒体教学中进行改革和增强教学效果的措施,以及课程设计中应使学生重点掌握的问题,提倡学生在本科阶段参与实际的工程实践和科学研究,为培养高水平本科毕业生打下基础。本文的相关内容可为今后的教学提供一定的参考。
参考文献:
[1]周之豪,沈曾源,施熙灿等.水利水能规划[M].北京:中国水利水电出版社,1996.
[2]王维第主编.水电站工程水文[M].南京:河海大学出版社,1995.
[3]陈惠源,万俊主编.水资源开发利用[M].武汉:武汉大学出版社,2001.
[4]余铭正,孟宪生合编.水电规划与管理[M].北京:水利电力出版社,1994.
[5]向友珍.“工程水文与水利计算”课程教学方法改革探索[J].高等教育研究,2005,(3):37-38.
篇2
关键词:水资源;海绵城市;风景园林学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)40-0226-02
一、序言
水是一种可循环利用的持续性资源,是维系我们日常生活的生命之源,是城市园林绿地中不可或缺的景观要素。我国城市公园绿地对雨水的利用起步晚,未形成系统有效的雨水利用策略,如今,水资源的紧缺、水资源浪费、城市内涝、生态环境的退化等问题,严重影响到社会经济生活。随着我国城市内涝问题的加重,雨水景观利用问题在2013年被提高到空前的高度,提出在全国推行低影响开发建设模式,鼓励雨水自然、生态的处理方式。因此,如何将城市建设发展与水资源的利用结合起来,更好地做到遵循自然、顺应自然,并实现雨水利用带来生态效益、经济效益以及社会效益,是城市生态环境建设面临的关键问题。
二、国内外海绵城市的动态
(一)国外海绵城市
国外海绵城市的研究主要体现在雨洪的利用上。美、德、澳、日、英、新西兰等发达国家走在探索的前列,改变以往国外城市集雨工程快速、高效的排水做法,在雨水系统资源收集、管理、循环利用上,并成立了国际雨水集流利用系统协会,各个国家研究制定了不同性质的国家级地方政策法规,并在实践基础上形成较为成熟的技术体系。日本政府十分重视国家的水资源匮乏问题,20世纪80年代开始推行雨水贮留渗透计划。80年代末民间“日本雨水贮留渗透技术协会”成立。90年代颁布“第二代城市下水总体规划”,把雨水渗沟、渗塘及透水地面纳入城市总体规划中。1996年开始对地下储雨装置给予一定的雨水利用补助金,并形成制度。德国是最早对城市雨水采用政府管制制度的国家,上个世纪初期就已经了“对未受污染雨水的分散回灌系统的建设和测量”,1989年就出台了雨水利用设施标准(DIN1989),它以德联邦水法、建设法规和地方法规形式对水资源循环利用提出要求,引导水资源保护与综合利用;采用经济手段控制排污量,征收雨水费用(也称为管道使用费);技术上,德国城市雨水利用主要体现在屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用系统等三种形式。受美国BMPs影响,德国采用雨水系统的措施类型是“湿地过滤沟系统(MR)”。目前德国“第三代”雨水利用技术及标准已经实施,柏林等一些城市已将城市雨水利用和城市环境、城市生态建设等结合起来进行设计,已建或正在建成一批各具特色的生态小区雨水利用系统。目前在政府的引导下,德国雨洪利用技术已经进入标准化,已经形成针对低影响开发的雨水管理较为系统的法律法规、技术指引和经济激励政策。美国城市雨洪管理的发展分为三个阶段:第一阶段水量调控。20世纪30年代,主要重点是控制洪、减灾和疏浚河道;第二阶段是水质改善。从20世纪30年代至80年代,重点是点源污染的控制、防治水土流失、滨水区环境的保护和完善《联邦水污染控制法》等。1972年,美国联邦水污染控制法修正案首次提出最佳管理措施的概念(BMPs),核心理念是对非点源水体的污染控制和源头控制与研究,技术处理上强调工程和非工程、生态与自然措施结合的方法;第三个阶段可持续发展。20世纪80年代至今,重点是控制非点源、雨水循环、健康福利、全方位多维度综合运用等。1990年,美国马里兰州乔治王子县环境资源署提出了低影响开发(LID)的理念与技术体系,它是弥补BMPs技术上的缺陷,在BMPs基础上形成的雨水控制利用的综合技术体系。LID是一种基于微观尺度控制的场地设计策略,其原理是通过渗透、过滤、蒸发、截留等方法模拟雨水的自然水文过程,将径流控制源头,减轻城市排水管负担,结合景观设计,创造出优美的空间环境。澳大利亚在1994年提出水敏感城市设计(WSUD),2000年就政府与规划部门召开了“水敏性城市设计――城市区域的可持续排水系统”会议,它与BMPs相比,包含内容更为广泛和全面,核心是城市生态系统,注重水质的保护和改善,把雨洪管理与城市给排水和城市规划设计相结合,倡导多目标的发展方式,维持城市水资源的良性循环发展。英国1999年提出可持续的排水系统(SUDS),该系统从宏观的角度优化集水区域,全面考虑雨水径流的水质、水量、景观和生态价值等因子,通过过滤式沉淀槽、洼沟等与BMPs技术措施结合,改善城市整体水循环和区域水生态系统。
(二)国内海绵城市
我国城市的雨水系统研究开始于20世纪末21世纪初,结合国外成熟的雨洪控制系统技术在北京、上海、深圳等大城市作为试点,水利部于2001年颁布了《雨水集蓄利用工程技术规范》,标志着雨水系统控制技术的初步成熟。2004年,深圳市引入低影响开发理念,与美国土木工程师协会、联邦环保局开展相关技术交流与研究,签署包括流域管理、面源污染控制和低冲击开发的技术交流与合作协议框架。编制城市绿地等雨水利用工程的地方技术规范,积极探索在城市发展转型,建设“低影响开发城市雨水系统研究与示范”项目的光明新区,转变城市雨水系统从快排为主到“渗、滞、蓄、用、排”的建设理念,为探索城市可持续发展奠定基础。2014年2月出台的《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确提出:加快城市基础设施建设,提高设施运行管理水平。切实加强城市暴雨内涝防治工作。一是实施“城市排水(雨)综合规划纲要”并编制“全国城市排水规划的设施建设。二是围绕加快推进雨污分流改造,提高城市排水能力,推进低冲击发展和建设模式,加快建设海绵型城市的政策措施。海绵城市是指城市可以像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性,下雨时吸水、渗水、蓄水、净化水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。它强调以弹性、慢排缓释和控制源头分散为理念,整合降水、地下水循环系统性、地表径流等给排水各个环节,以应对复杂的自然环境、人工环境,为建设新型城镇化提供重要保障。城市绿地是维持城市生态系统的一部分,是城市的海绵体。绿地是城市最重要的透水性下垫面,承担着城市雨水径流渗透、城市水循环的平衡、生态环境的修复等作用。海绵城市建设其实就是构建一个低影响雨水系统,通过渗透、停滞、积蓄、净化、排水等其他技术手段,使水循环径流更加顺畅、自然。我国在城市绿地建设中强调“大”字优先,违背城市可透性的基本原则,忽视城市生态系统平衡,出现大尺度的硬质铺装广场、大水面等,造成大量的水资源浪费。
三、对高校风景园林专业教育提出的挑战策略
风景园林学是规划、设计、保护、建设和管理户外自然和人工境域的学科;是以维护人类居住和生态环境的健康与安全为目标,如何有效保护和恢复人类生存所需的户外自然境域?作为高校的风景园林专业,应该把构建生态安全系统、可持续性发展的城市和水循环系统纳入教学中,并更新园林设计教学理念、技术实践研究和掌握风景园林行业规范标准等,从以下方面入手。
(一)加强基础学科教育,培养高质量的工程技术人才
规划设计是风景园林学科解决现实问题的重要途径,但不是唯一的,加大投入基础学科研究,要立足于社会发展的需求,拓展风景园林学科领域。从基于建筑学视觉到BMPs、LID、MR、WSUD、SUDS、LIUDD等水文水力学的风景园林规划设计方法,再到雨水处理、植被选择、后期维护管理、国家政策法规、技术规范制定等都需要在实践需求去完善解决,缩小学科专业与社会需求之间差距。
(二)更新教学内容与理念
改变以往的教学体系课程,增加一些水文水力学相关的课程,聘请一些在风景园林规划设计方面与雨洪管理、雨水收集、水生态生态环境、水文学方面有实战经验的教授授课。对风景园林专业教师队伍进行培训,加强对雨洪利用的研究,编写与之相关的教材,更新教学理念,开设相关课程设计。
(三)扩大学科交融
本学科的融合需要市政工程管理、建筑学、生态学、农学、城市规划学、给排水、经济学、艺术学、历史学、风景园林学、管理学等专业门类的知识,交替运用逻辑思维和形象思维,综合应用各种科学和艺术手段,更好地协调人和自然之间的关系。
(四)多渠道拓宽实践平台
国内一些较出名的园林设计公司、设计院和企业已经与高等院校开展合作,向生态修复、环境治理等交叉、新兴领域扩展,开拓水生态修复领域的市场,实现双赢。建立长期校外实习和就业实践合作关系,为学生提供专业实习实践,是提前了解行业现状的重要平台。
四、结语
在国家新的政策下,国家确定16个城市成为海绵城市建设试点,根据《海绵城市建设技术指南》,今后城市建设将以海绵城市为目标,发挥利用雨水资源的优势,强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等生态措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。因此,风景园林专业人员正成为“海绵城市”建设的重要力量,不仅面临着机遇,也面临着更多的挑战。作为一个园林专业教育工作者希望在新时期、新形势政策、新技术理念的指导下深刻理解风景园林专业的特征,明确专业的主要培养方向,掌握与本专业相关的多学科知识,拓宽眼界,强化专业素质的培养,培养出更加适应社会需要具有扎实知识和技能的风景园林专业人才。
篇3
关键词:青山水库;试算交点法;过程线;Zmax;Vmax
一、青山水库工程概况
青山水库工程等特别为II等,永久性主要建筑物级别为2级,次要建筑物级别为3级,主要由主坝、东副坝、西副坝、第一和第二溢洪道、引水放空隧洞、东、西输水隧洞以及电站等建筑物组成,主副坝均为粘土心墙代料坝。青山水库是一座以防洪、灌溉为主,兼顾发电、、旅游、养殖等综合利用的年调节水库。
二、洪水调节资料数据
水库起调水位为设计蓄水位(117米),当洪水来临时,如果入库的洪水小于下泄能力时,来多少泄多少。如入库洪水流量大于闸门全开的溢洪道下泄能力时,则闸门全开自由下流。
三、最高洪水位Zmax和最大库容Vmax的求取与过程线的绘制
该软件的最高洪水位Zmax及最大库容Vmax的求取是通过求取入库与下泄流量过程线交点而求得。当某一时刻入库流量与下泄流量相等时,两曲线包围的面积最大,记得最大库容和最高洪水位,参考上页右图。
求取交点代码过程:
Private Sub Command MAX计算_Click() '求取交点坐标
Dim m#: n# : X#: Y# ‘此四个变量为计算过程转换量
For k = 0 To 11 ‘Text6(k)和Text8(k)为计算列表入库流量和下泄流量数组
If (Text6(k).Text - Text8(k).Text) * (Text6(k + 1).Text - Text8(k + 1).Text)
m = (Text8(k).Text - Text6(k).Text) * (Text5(k + 1).Text - Text5(k).Text)
n = Text6(k + 1) - Text8(k + 1) + Text8(k) - Text6(k)
X = m / n + Text5(k) ‘Text5(k)榧扑懔斜硎奔涫组
Text14.Text = Format(X, "00.00") ’Text14为MAX结果里的时间
m = (Text6(k + 1) - Text6(k)) * (X - Text5(k))
n = Text5(k + 1) - Text5(k):Y = m / n + Text6(k)
Text15(1).Text = m / n + Text6(k) ’Text15(1)为MAX结果里的下泄流量
Exit For
End If
Next
For k = 0 To 10
If Val(Y) >= Val(Textq(k).Text) And Val(Y)
Text16.Text = Format((TextZ(k + 1).Text - TextZ (k).Text) * (Y - Textq (k).Text) / (Textq (k + 1).Text - Textq (k).Text) + TextZ (k).Text , "00.00")
’Text16为MAX结果里的水位
Exit For
End If
Next
Text15(0).Text = v(Text16.Text) ’Text15(1)为MAX结果里的库容
Label11.Caption = Text16.Text
End If
End Sub
绘制该过程曲线原理为:该过程线为一段段直线连接而成,当某同一时间段入库与下泄线段对应的竖坐标之差的乘积小于0时,则入库与下泄流量过程线在该时间段相交,通过两点法求得两直线方程,即求得交点坐标,进而得到最高洪水位Zmax及最大库容Vmax及其出现的时间。
结语
在本文所述的调洪计算过程中,采取了试算法与图像法相结合的方法,旨在更高效、准确地计算出洪水到来时最高洪水位Zmax和最大库容Vmax两个数值。此外,利用该方法可明显提高运算速度,在较大型频繁的运算过程中能有效减少计算机卡机事故发生,提高电算工作的效率和运算指标的精确度。
参考文献:
[1]顾胜平,田富强,徐得潜.水资源规划及应用[M].北京:中国水利水电出版社,2009
[2]左其亭、陶洁.水资源规划与利用课程设计青山水库背景资料与要求[EB].郑州大学水利与环境学院,2016
篇4
[关键词]小学科学;STEAM;演示实验;自主实验;心流体验
起源于美国的STEAM教育强调融合科学、技术、工程、艺术、数学等多学科的综合教育理念,旨在通过跨学科学习,培养创新型、综合型、应用型人才,提升国家竞争力。我国从2015年开始关注STEAM教育,并在2016年的《教育信息化“十三五”规划》中提出要探索STEAM教育[1]。而2017年颁布的小学科学课程标准则进一步明确了科学课程趋向于跨学科的综合素质培养[2]。
尽管国内对STEAM理念的基础教育研究关注度很高,但有关STEAM教育的研究内容较多侧重理论[3]。在STEAM教育实践上,国家的推动措施、投入资源等相对缺乏,STEAM教育的课程体系、活动设计以及教学资源还有待进一步开发。在此,将基于小学科学课程标准,以“水资源与水污染”一课为例,讨论基于STEAM理念开发与设计相关课程的原则和方法,并对演示实验和自主实验两种教学方法进行对比。
一、课程开发与设计
体现基于STEAM理念的重点是多学科融合。“水资源与水污染”一课取材于小学科学课程,以小水滴故事为背景,融合STEAM理念[4]以及环境科学与可持续发展理念,设计了水质测试与宣传环保的任务,要求学生使用技术手段测量数据,利用数学思维处理数据,采取艺术化的手段表达环保理念或倡导环境保护。研究者分别采用演示实验与自主实验两种方法实施了课程。
研究者在课程设计别考虑了以下问题。一是水样测试涉及较深层的物理和化学知识,在选择实验参数时,要基于学生现有的知识水平,以及可用于教学的环境测量设备。二是获取所需水样(如河水、海水等)的方便性及可行性,根据实际条件,可选用相似的替代水样。
二、研究过程
课程实施对象是广东省某欠发达地区两所农村小学四、五年级的学生,共92名,平均年龄11.75岁。这些学生此前未接触过科学课程,科学素养不高,但对科学实验有较强的兴趣。
1.实施教学
研究者将学生随机分为演示实验组和自主实验组。每一组均混合了四、五年级的学生,以消除自然班影响(见表1)。
研究者按事先设计好的演示實验与自主实验的方法,分别对两组学生实施具体教学,并组织前后测、心流体验测量(见表2)。整个过程中,两组学生的学习任务相同,主要区别在于:在演示实验组,由教师在讲台上演示水质测试实验,由学生代表读数,其他学生记录测量数据,学生不分组;而自主实验组,则由教师启发学生思考检测水质的方法及注意事项,并将学生分组,由学生组内分工合作,利用水质测量仪器对不同水样进行检测与记录。
2.教学效果评价
采用自编问卷,从知识技能、深层理解和环境认知三个方面分别对两组学生的教学效果进行测量,以检验两种教学方法下学生对科学知识的吸收程度(见表3)。
3.心流体验评价
心流体验(FlowExperience)是个体感知到的最佳体验状态,它是学生参与学习过程的一个重要组成部分。皮尔斯(Pearce)等人认为,心流体验的构念是享受、参与和控制,即学习者喜欢某种学习活动;学习者参与并集中于该学习活动;学习者对该学习活动具有控制感[5]。本研究采用心流体验量表[6]测量学生在课程学习过程中的心流体验。该量表包括享受、参与、监控三个维度,每个维度包含三个正向和一个反向问题,要求学生根据自己的真实体验对问卷描述进行5点评分。对两组学生的心流体验数据进行信度分析,结果显示克伦巴赫?琢系数(Cronbach’sAlpha)分别为0.76和0.88,说明该量表具有较好的信度。
三、实施效果分析
1.教学效果分析
本研究所有的数据管理与分析均采用SPSS软件进行。在剔除无效问卷和缺失数据后,最终获得有效数据包括演示实验组37份,自主实验组45份。采用配对样本T检验分别探究两组教学方法在知识技能模块的前后差异,结果显示,演示实验组和自主实验组的后测成绩均显著高于前测成绩(p<0.01)(见表4)。说明在课程实施中,两种教学方法均能提高学生的知识技能。
2.心流体验结果分析
采用独立样本T检验对两个实验组在享受、参与、监控三个维度上的平均分进行差异比较,结果见表5。具体来说,在享受维度和监控维度上,自主实验组的得分均显著高于演示实验组(p<0.01;p<0.05),这说明在自主实验教学条件下学生可以获得更好的课程体验,以及更高的自我监控能力;而在参与维度上,虽然两种教学方法不存在显著差异,但自主实验组的平均值略高于演示实验组,说明两组学生都能较好地参与课堂活动,而自主实验组的学生可能表现得更为投入。整体来说,自主实验组学生在较好地参与课堂活动的同时,还能够更好地享受课堂活动,也表现出了更高水平的自我监控。这表明,科学课的自主实验教学法更能寓教于乐,使学生更享受课堂,并产生了更强的学习动力和学习自觉性。
篇5
关键词:实践;课程;教学
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2014)08-0094-02
传统教学模式是以理论教学为主、以实践教学为辅的课程教学模式。此种模式适合于理论性较强的课程,对实践性强、理论较弱的建筑给水排水课程来说存在许多问题。建筑给水排水工程是给排水科学与工程专业本科学生完成基础知识学习后接触的主要专业课之一。它与给排水管网和水质工程学一起构成完整的给排水科学与工程专业体系,是城市健康水循环中不可或缺的一环。建筑给排水工程研究的“水”局限于建筑或小区内部,与通风及空调系统、建筑电气等学科共同组成建筑设备工程[1],具有创造卫生、安全、舒适的生活、生产环境,提高建筑使用质量的功能属性。
一、课程特点
1.知识面广
此课程涉及建筑给水、污废水、雨水、热水、中水、消防、小区给排水、景观给排水及游泳池给排水等诸多方面。从各系统的认识、组成、设计到管理等,内容丰富、庞杂。
2.注重设计
此课程是在建筑的基础上发展起来的,主要注重设计方面,在施工及管理方面相对较弱。
3.缺少理论
由于课程和实际较接近,更多是经验数值,对其原理理解并不多。纵观整个课程,唯一理论较深的是排水系统中关于管道压力波动的探讨和认识。
4.要求学时数不合理
按照全国给排水科学与工程指导委员会教学要求,课堂教学40―50学时,课程设计1周[2]。以此安排课程,只能将基本理论和基本系统讲解给学生听,无法很好地形成工程设计理念[3]。
二、存在问题
1.教材内容相对落后
随着高层、超高层建筑的不断崛起,住宅小区的大量兴建,舒适、健康、节约水资源等观念日益普及,建筑给水排水工程在理论上和实践中都有很大的发展。目前,建筑给水排水工程领域内的新技术、新工艺、新设备已广泛应用,相关规范规程不断更新,一本教材要想及时反映这些技术的发展有相当的难度[4]。需要不断的补充和更新现有教材内容。
2.高层建筑给水排水系统讲解匮乏
目前给水排水工程本科教学中,对于高层建筑给水排水工程课程设置较不重视,很多院校将其设置在任选课上,导致部分同学不选或是不重视。然而高层建水恰恰是建筑给水排水工程这门课程的延伸和提高,是形成建筑给水排水系统设计的前提和锻炼,因此,如何将建筑给水排水课程和高层建筑给水排水课程融合在一起,从教材和讲课上解决衔接的矛盾将是至关重要。
3.知识掌握不透彻,设计程序不明确
大部分学生的反馈意见是,对建筑各个系统的主要内容基本了解,但只处于应付考试状态,不能灵活应用。虽然授课教师在授课过程中介绍过如何进行设计以及设计的主要步骤,但事后学生的印象不深刻,课本又无资料显示。有的设计基本上是照猫画虎,似像非像,结果还是不明白[5]。
三、改革建议
针对上述课程特点和存在问题,应将传统课堂讲学转变为实践讲学为主,课堂讲学为辅的教学方式。因此对建筑给水排水工程课程教学提出以下几点改革建议。
1.改变单一课堂理论教学,增加现场教学
课堂讲解知识是一种传统的教学方式,然其收效甚微。尤其对于建水课来说更加不合适,因此需要针对实物进行讲解,有助于学生在学习书本知识的同时,更有实物的概念。根据各个系统,将本应课堂讲解的系统组成、设置方式、管道附件等内容改成1―2学时现场教学。比如,在讲生活给水系统、生活排水系统、消防给水系统、雨水系统及热水供应系统的组成、选用的管材、管材的连接方式时,可要求学生到教学楼、办公楼、寝室等地实地观察,如果教学条件许可,可把课堂移到这些地方,进行现场教学,加深学生的印象,激发学生的学习兴趣[6]。这样现场教学需要18―20学时。
2.改变单一理论教学,增加视屏、图片及模型教学
在现场教学的同时,有时候很多细节由于现场很难看到,因此,需要积累施工阶段视屏及某些特殊场所的视屏。例如卫生间管道施工视频、消防管道安装视频、太阳能安装视频等。在课堂上针对视屏、图片和模型讲解。这无疑是增加信息量和立体感。减少理论教学的枯燥性,增加课堂教学的立体感。
3.改变单一教师传授,增加学生自主认识
某些章节以主题形式进行设计,例如给水设计秒流量计算、消火栓位置设计、水景概述等。可由学生备课进行0.5学时讲解,再由教师进行讲解。以学生为主的教学更能让学生掌握知识并印象深刻。最终将此课某些章节做成主题讲座形式的教学方式。
4.改变单一书本讲解,增加课外知识讲解及组织专家面向学生讲解
邀请知名专家或业内人士,以讲座形式给学生讲解某方面知识,以此来拓展课程知识并接轨实际工程。例如:排水检查井的构造、给水阀门的构造、锅炉的构造、无负压给水系统的设计和施工、游泳池水处理系统的维护和管理、中水处理系统的维护和管理等。邀请设计院工程师讲解建水系统的设计、邀请规划院高工讲解城市管网的规划等。
5.改变单一公式推导,增加练习及实验教学,自主开发增建实验项目
目前使用的教材并没有习题和工程实例,而学生习惯课后以这种形式巩固知识点。因此,需要设定一些典型的题目和实际工程案例。典型题目以注册设备工程师考试题目或实际工程实例计算为主,实际工程案例以简单的多层建筑案例为主。
增建建筑给水排水实验室,以此来缓解理论讲解时抽象的概念。目前,全国没有专门的建筑给水排水实验室,亦没有人对建水实验室设定的项目进行探究。许多实验项目需要自主开发。笔者针对各高校给排水专业情况,目前可开设的实验项目如下:
(1)大便器冲水实验
此实验项目是模拟大便器冲水以探究其冲水能力及绘制冲水曲线。以此来说明大便器管道设置的管径和设置的垂直高度的概念;对市场上大便器的质量和排水时的噪声有大致的印像;对比直冲式大便器和虹吸式大便器,喷射虹吸式和漩涡虹吸式大便器之间的区别。
(2)排水管道压力波动测试实验
通过模拟家装卫生间卫生洁具排水,测试排水支管及立管压力波动情况及存水弯水封损失情况。以此来明确设计排水管道和卫生洁具注意点。例如卫生洁具设置前后顺序、设置存水弯水封高度要求、通气管道设置的必要性、自由出流的重要性、底层单排的理由等。
(3)虹吸雨水斗实验
利用水泵将水抽送到模拟天沟内,测试天沟内雨水斗淹没水深和雨水立管排水能力之间的关系。以此来探讨雨水斗泄流量和斗前水深的关系、重力式雨水斗和虹吸式雨水斗的特性、雨水斗整流罩设计或雨水斗构件设计对泄流量的影响、雨水排水管道水流状态等。
(4)管道连接及拆装实验
利用已有材料进行塑料管的胶结、热熔连接及金属管道的丝扣连接。掌握各种材质管道连接方式、如何连接及了解各种材料特性。
(5)洁具拆装实验
拆装市场上大便器、盥洗槽等洁具。了解各洁具的构造、性能及连接方式,掌握洁具和管道的连接、存水弯设置及浮球阀的动作原理等。
(6)同层排水实验及沉箱排水实验
利用现有设备探讨同层排水沉箱内积水排除问题。测试不同形式同层排水系统和普通的排水系统的排水能力比较。以此了解同层排水系统及存在的问题。
(7)给水水泵并联工作工况点实验
通过自制水泵并联装置,计算管道特性曲线和厂家提供的水泵特性曲线,算出理论工况点。利用实验装置测试出实际工况点,两者进行比较,以明确水泵并联工作及建筑给排水系统中水泵的选择。
从实验试做情况看,每项实验需要1学时时间,因此,需要实验学时数为7学时。
6.改变单一分块分章节式讲解,增加实际工程一体化式讲解
建水课本是分模块分章节对建水各系统进行讲解,一旦面对课程设计和实际工程,很多同学一脸茫然。因此,需设定一典型例子,从第一个系统讲到最后一个系统。此种授课需在计算机房讲解,并在讲解的同时要求学生动手做。在学期末,设置2周的建筑给水排水课程设计,以进一步将所学知识一体化。
四、改革后教学实例图解
根据上述情况及改革措施,对传统的课堂教学进行重新设置,见图1。
图1 实践引导理论教学整合图
注:图中实线框为课堂教学,虚线框为实践教学。其中,课堂教学为3学时,实践教学为5学时。
根据上述教学整合图,给水系统总体需要课时数为8学时,其中实践教学项目占5学时,理论教学为3学时。较好的解放了课堂灌水式教学模式,以此计算,整个教学过程需要64―70学时左右,和全国给水排水指导委员会规定的40―50学时相差20多学时。
结语
《建筑给水排水工程》课程改革与研究是一个不断完善和发展的过程。以上内容与方法是本次教学改革与研究的重点。通过以强化实践教学为主,以课堂理论教学为辅的教学改革,旨在引导学生如何将实践知识和理论知识相对应,所学知识和实际工程相对应。实现从重视知识的传授、智力的培养向重视能力培养转变;从以学习知识为主的“知识目标观”向以学习方法和实践为主的“能力目标观”转变;从“培养知识型人才观”向“培养卓越工程人才观”转变。
参考文献:
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2012.
[3] 陈鲲,陈礼洪.建筑给水排水工程课程设计改革探索与实践[J].实验室科学,2011,14(6):225-227.
[4] 蒋蒙宾.建筑给水排水工程.课程教学改革探讨[J].技术与市场,2010,17(7):81-82.
篇6
厦门大学嘉庚学院 郭一旗
当你看到鸟巢、水立方承载2008奥运盛典迎接世人的时候,当你看到迪拜塔代表着人类向往苍穹,无限追求梦想的时候,当你面对CCTV新址怪诞的形态“违背力学”的拔地而起而被折服的时候,你有没有想过这一座座建筑背后的设计者——建筑师。
选择建筑学之前你要知道,全世界几乎所有的建筑学专业都会进行美术测试,当然我国的大学也不例外。有的学校会比较严格,如果未通过加试直接无条件转入别的专业,但是大部分学校只是摸底而已。对于没有一点美术基础的同学也不用担心,高考之后有三个月的时间去学习素描速写,因为大一的时候会有这些基础课程,有基础的同学自然学得轻松。
建筑学,从广义上来说,是研究建筑及其环境的学科,但是大学最重要的学习内容就是建筑设计。由于建筑的特殊属性,例如造价高、建造使用周期长等特点使得建筑设计的难度远远高过了其他有关设计,因此,建筑设计是对环境、用途和经济上的条件和要求加以运筹调整和具体化的过程。这种过程不但有其实用价值,而且有其精神价值,因为为任何一种社会活动所创造的空间布置将影响到人们在其中活动的方式。近代的建筑师常常引用一句话来表达建筑设计的目的——“埏埴以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用。故有之以为利,无之以为用。”意思就是建筑师是在创造一个空间,以满足便用者的物质需求以及精神追求。
当你步入建筑学专业时,大一的你一定会被绘图作业压得难以翻身,加上手绘是建筑学的基本功,很多老师非常重视,所以赶图就是你生活的主旋律。通宵熬夜是家常便饭,“很忙”已经成为建筑学专业学生的口头禅。在建筑学贴吧以及各种论坛中,如此的吐槽和心得并不少。有人开玩笑地说,晚上为飞机导航的除了灯塔,就是建筑学的系楼,彻夜的灯火通明已经成为一道特别的风景线。选择了建筑学,就像选择了一条苦行僧修行的道路,所以只有爱它的人才能一直坚持下去。当然交图前夜,同学们聚集在专业教室赶图的场景也是别的专业同学不可能体会的。
当你进入大二开始接触各种类型建筑设计时,你一定会为方案被老师毙掉无数次而痛心疾首。“天下没有不要改的图”已经成为建筑学子默认的“行规”,看到被老师改得面目全非的图的时候,心里的滋味恐怕只有准建筑师自己才知道吧。看到一张张成图挂在墙上等待老师评图打分时,面对老师有一种面对甲方的感觉;和大家一起设计参加比赛,则有了建筑师在设计院策划方案的体会。
随着大三大四各类型建筑的深入积累,以及对规范法规的学习,大家已经掌握了初步的建筑设计能力,对于建筑学子来说,就需要进一步累积实践经验,所以去设计院实习对于建筑生迈向社会是很重要的一步。到了大四,就是大家选择自己人生道路的时候了。有的人选择了考研继续深造,有的人选择了出国,有的人选择了就业……由于中国当今的发展速度,市场对于建筑生的需求供不应求,找到工作还是比较容易的。
对于高三的你们,如果对建筑学心向往之,现在还是好好复习以提高自己的成绩吧!因为建筑学强势的院校,特别是建筑行业公认的的老八校(包括东南大学、清华大学、同济大学、天津大学、哈尔滨建筑大学《现并入哈尔滨工业大学》、华南理工大学、重庆建筑大学、西安建筑科技大学)和新四校(浙江大学、大连理工大学、湖南大学、华中科技大学)的录取分数都很高。如果你如我一样只能进入一所普通院校实现自己的建筑梦,也不用担心,因为这是一个重视能力的专业,一切靠实力说话。
面对较好的就业环境和累并快乐着的建筑学生活,你是否愿意与我们一起去追随前辈大师的脚步?依稀还记得孩童时海边沙滩上的一个个沙堡,还记起家中满地堆积的积木,或许那时的你已经对设计建筑有了一点懵懂的向往,渴望着去建造一个人类历史永恒的载体,凝固的音乐——建筑。
给排水科学与工程:让水循环起来
长安大学 石娇娇
所谓给排水,是城市给水系统、排水系统和建筑给排水的简称。也许你脑海里会呈现出下水道、排水管等画面,其实,这只是给排水的一部分,给水处理、污水处理、给水厂设计、污水厂设计、市内给水排水管网设计、室内给水排水管道安装、消防、环保等方面也属于给排水的范围。可以说,给排水无处不在。
给排水科学与工程专业的学生除了学习高等数学、英语、计算机、政治课、体育等公共课外,还要学工程测量、工程制图、工程力学、工程流体力学、水分析化学、微生物学、物理化学、电工学、工程土力学等专业基础课,专业核心课方面会学到水泵与水泵站、建筑给水排水工程、水质工程学(给水处理、污水处理)、给水排水管网系统、给水排水仪器仪表、给水排水工程施工、有机化学、给水排水计算机程序等。根据不同大学的特色不同,所学的课程会有相应的改变。就排水工程来说,这一课程通过学习怎么算设计流量,来选择管道直径;水泵及水泵站课程通过学习水泵的工作原理、结构特点、运行方式、维护管理及课程设计的基本知识引导学生将基础理论应用于工程实践、提高学生的独立工作能力、查阅资料获取信息的能力和使用绘图工具的能力等;建筑给水排水则学习将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内,选用适用、经济、合理的最佳供水方式,经配水管送至室内各种卫生器具、用水嘴、生产装置和消防设备,并满足用水点对水量、水压和水质的要求。本专业还会进行课程设计,也就是运用所学内容,做泵站、给水管网、排
木材科学与工程:化“木”为“材”
南京林业大学 许洋
当拿到房子的钥匙,接下来顺理成章的画面不是搬新家,而是对房子进行大改造:刷墙、铺砖、接线,当水管网的初步设计,锻炼专业技能以更好地适应未来的工作。
给排水科学与工程专业的学生在学习过程中会去水厂和污水处理厂等相关工厂,由工作人员带领进行参观实习,把学过的课程和实际与水厂、污水厂的运行过程结合起来,使学子对本专业有一个更感性的认识。
目前国内给排水科学与工程专业比较有实力的院校有:清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、西安建筑科技大学、长安大学、重庆大学等。清华大学的给排水科学与工程专业属于环境工程学院,但对于本科生来说只有环境学院这个大类,不分具体的专业,所以说清华人的给排水除了要学给排水科学与工程专业的课程之外,还要学环境工程、环境科学、环境规划与管理等专业的课程;同济大学给排水科学与工程(给水排水工程)专业是全国高等院校中最早创建的给水排水工程学科之一,国家重点学科,是教育部国家级特色专业建设点,首批“卓越工程师教育培养计划”试点专业;哈尔滨工业大学的给排水科学与工程专业一直是全国专业指导委员会主任单位,是国家发改委《城市水资源开发利用国家工程研究中心》的依托单位,还拥有“城市水资源和水环境”国家重点实验室,是国家城市给水排水工程中心的副主任单位,与美国、英国、日本、德国、法国、澳大利亚、荷兰、瑞士、挪威等多个国家12所著名大学或研究单位建立了广泛合作与学术交流关系。
给排水科学与工程专业的学生毕业后主要在城建部门、规划部门、设计单位、工矿企业、建筑行业、科研与教学等单位从事给水排水工程的设计、规划施工管理、教学和研究开发等工作,具有多种岗位的适应能力。原本的毛坯经过一系列加工而焕然一新后,还要挑选家具为新装修好的房子锦上添花。这时候,如果有一名懂室内设计与家具设计的专业人士指点的话,效果将大不相同。CCTV有一个非常受欢迎的节目——《交换空间》,原本装饰普通、无甚亮点的房子经过专业人士的改造之后,立即化“普通”为“惊艳”。这样专业的人士到哪里寻找呢?木材科学与工程专业的学子来也!
木材+科学+工程,到底会碰撞出怎样的火花呢?木材科学,即对木材的认识与了解,如木材微观结构、木材种类的识别、木材材料的基本性质;木材工程则探讨木材的加工与运用,包括制材、木材干燥、木材防腐、木材改性、木制品加工、家具制造、人造板制造、人造板表面装饰、人造板功能性加工、室内装饰、软禁制造、竹藤加工等。因此在大学期间,首先就要学习木材学、木材干燥学等理论课程,了解木材的特性;再学习热工学、机械设计制造基础、电工与电子技术等技术课程,认识利用木材的方法与技术;最后再加上家具与室内装饰材料学、家具设计、室内设计等应用课程,将木材的运用与室内装修结合起来。
目前,开设木材科学与工程专业的院校大多为农林类院校,如中国农业大学、北京林业大学、南京林业大学、四川农业大学,此外还有天津科技大学、北华大学和广西大学等非农林类院校。不同的高校可能会设置不同的专业方向,如中国农业大学、华南农业大学该专业更侧重于家具设计与制造方向,所以家具与装饰工程概论、维修工程学、家具设计、家具装饰学、家具与室内设计CAD等课程必不可少;天津科技大学、东北林业大学等则将家具设计与室内设计结合起来,因此也就开设了与其相关室内设计、室内装饰工程等课程;南京林业大学则设置了材料工程、木结构建筑工程和木材工业装备与过程自动化方向。
不管是哪个方向,大一学的基础课基本都是一样的,也就是都得学数理化,而且难度不小。大一下学期开始,要学无机化学的和有机化学,而且都要做实验,有些学校大一还要学素描等课程。大二大三开始专业课的学习,根据专业方向不同,专业课有所侧重。虽然该专业毕业后授予的是工学学士学位,因其与设计有关,因此美术功底和美学认识也必不可少,所以有些高校还开设了美术与美学的相关课程。
如今,人们的生活水平逐渐提升,对居住环境的要求也就越来越高。室内环境不仅要达到舒适的生活需求,同时还要具有美观的视效。因此,木材科学与工程的学子就业前景还是不错的。如果是去工厂,本科生一般做生产管理(这个要下车间)、产品检测(或者说质量管理,也在车间)、市场销售(跑市场)等工作。有的企业招产品研发,但这基本上需要研究生以上学历。
物业管理:专业的“生活管家”
北京林业大学 刘维
告别了福利分房的时代,我国房地产业迎来了发展的春天,而伴随房地产业的发展,物业管理这一新型管理开始出现、发展,并与人们的生活息息相关。物业管理是指受物业所有人的委托,对物业的房屋建筑及其设备,市政公用设施、绿化、卫生、交通、治安和环境容貌等管理项目进行维护、修缮和整治,并向物业所有人和使用人提供综合性的有偿服务。
物业管理在我国出现、发展不过20年,在我的理解中。物业管理专业的特点可用“博”“精”“厚”“薄”等几个关键字来总结。
作为国民经济支柱——房地产业的后沿,物业管理由多学科交叉集合,涵盖了包括房地产、建筑、法律、财会、环境绿化、管理学等在内。的多方面的内容。这是该专业“博”的体现。另一个方面则是指物业管理的客体即对象范围极广,从小区物业管理到商用楼宇,从公用建筑到工厂仓库,都可以纳入在内,外延极广。与之相对的是“精”,看似矛盾实则不然。“精”是对学习物业管理者的要求,在求职期间,我深深感到“人无一技之长,不若一无是处”。物业管理行业发展非常迅速,业内的竞争也很激烈,所以在知识复合全面提高素质的前提下,必须各自有所“精”,为自我职业规划、学习、择业、发展准确定位。
篇7
[关键词]绿色建筑绿色施工专业建设人才培养方案高端技能型人才
[作者简介]丁以喜(1967-),男,安徽芜湖人,南京工业职业技术学院工程管理教学部副主任,高级工程师,研究方向为建筑工程技术与管理。(江苏南京210046)
[课题项目]本文系院级重点课题“低碳经济背景下绿色建筑施工技术创新的研究和实践”的研究成果。(项目编号:YK10-0502)
[中图分类号]G712[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)27-0107-02
一、绿色建筑发展对建设法规、建筑业职业以及人才发展的影响程度分析
1.世界绿色建筑和绿色建筑在中国的发展程度和趋势。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
《建筑业发展“十二五”规划》明确了我国绿色建筑、建筑节能未来五年发展目标①:建立健全绿色建筑、绿色施工评价法规体系和技术支撑体系;建筑产品施工过程的单位增加值能耗下降10%,C60以上的混凝土用量达到总用量10%,HRB400以上钢筋用量达到总用量45%,钢结构工程比例增加。新建工程的工程设计符合国家建筑节能标准,要达到100%,新建工程的建筑施工符合国家建筑节能标准要求;全行业对资源节约型社会的贡献率明显提高。
2.绿色建设法规体系对广义建筑业职业的影响程度分析。绿色施工②必须从施工策划、材料采购、现场施工、工程验收等各阶段对施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护六个方面进行控制,加强对整个施工过程的管理和监督。这六个环节涵盖了广义建筑业各种不同类型的企业,包括规划、勘察设计、建材生产、施工企业等。而这些行业也正是高等职业教育土建施工类专业学生顶岗实习和就业、创业的主要方向。也就是说正在院校就读的大学生们即将面临的建筑市场已经在法律框架的引导下,逐渐由传统建筑市场向绿色建筑市场转变。
建筑业从业人员必须加强学习和培训,尽快适应传统的建筑活动、建设程序和技术规范因此而发生的显著变化,掌握新的市场准入制度、招投标制度、施工技术规范、施工质量验收与评价标准等等,胜任岗位主要工作任务。
3.推进建筑节能,推广绿色建筑,实现可持续发展的建筑类人才发展战略。提升广义建筑业从业人员素质,全面优化人才发展环境和加强队伍建设,保障绿色建筑,是实现建筑行业持续发展的必由之路和重要保证。《建筑业发展“十二五”规划》明确了未来五年人才队伍建设目标:基本实施注册执业资格管理制度制度。培养造就一批满足工程建设需要的专业技术人才、复合型人才和高技能人才。
高职土建类院校有责任顺应绿色建筑发展形势,发挥人才培养优势,推动高职土建施工类专业建设改革,进一步完善人才培养方案,探索优化绿色建筑趋势下的人才培养途径,保证面向施工管理一线输送高端技能型人才,满足经济社会的发展要求。
二、高职土建类专业毕业生主要就业岗位和职业专业能力的调研
第一,高职土建类专业毕业生主要职业、岗位和岗位迁移的调研。具有国际水平的第三方教育数据咨询和评估能力的麦可思公司,在《2011大学生就业报告暨2011年就业蓝皮书》专题报告表明:高职土建大类主要专业,毕业生半年后平均就业率93%,均高于全国高职高专88.1%平均水平,处于前50位之列;职业期待吻合度约在50%,也高于全国高职高专平均37%水平,处于前20位之列;2007届三年内职业转换率较高的高职高专专业前10位中没有土建大类专业。
第二,绿色建筑施工过程控制中主要岗位典型工作任务对职业专业能力的新要求剖析(如108页表1所示)。
三、绿色建筑趋势下高职土建类专业培养高端技能型人才定位的新认识
高职土建类专业培养“高端技能型人才”的建设目标,是建立在“高级技能型人才”培养规格基础之上的人才培养目标定位,它有别于中职教育人才培养目标。以建筑工程技术专业为例,高端技能型人才培养规格:在应具备的专业知识中应增加绿色建筑相关的法律法规、规范标准、验收与评价等内容。在应具备的职业能力中应增加绿色建筑构造图识读与AutoCAD绘图能力、专项建筑工程技术、造价软件和基于Web技术的项目综合管理软件运用能力的训练内容;在应具备的综合素质中应增加项目多方位的协调素质等。
四、绿色建筑趋势下高职土建类专业建设人才培养实现途径的改革探索
1.创新绿色建筑趋势下高职土建类专业建设人才培养模式。目前,高职土建类院校正在按照“教学企业”的理念,积极探索和优化专业建设人才培养模式。按照行业企业职业岗位真实工作过程及其任职要求构建高职院校课程体系,改革课程内容,遵循职业岗位技能的形成规律,构建实施性的专业人才培养方案;模拟“教学企业”在校内建立一定规模、仿真性较高的实验实训中心基地,实施“教、学、做”一体化教学;另一方面,采用多种校企合作形式,让企业接受学生到真实的施工一线,利用企业的教育资源,在现场技术人员的指导下,接受企业专家的专题培训,通过综合实践形成综合的职业能力。
2.更新绿色建筑趋势下高职土建类专业课程体系与核心课程内容。2011年度麦可思—专业就业质量年度指标表明:麦可思—2010届主要高职土建专业要求的前3项核心知识(指大学毕业生在校期间所掌握的28项知识)摘要,如表2所示:
要强化以上核心知识学习领域,满足绿色建筑施工过程控制中主要岗位典型工作任务对职业专业能力的新要求,各高职土建类专业院校可以根据多样性与普遍性相结合的原则,提倡有不同的侧重与特点,增置有本校特色的课程和实习实训环节③;更新绿色建筑趋势下高职土建类专业课程体系与核心课程内容。在主要的课程设计实训、工种操作训练、综合实训及岗位实习等实践训练环节中,强化信息技术和绿色建筑施工模拟项目实训,以提高学生绿色建筑构造图识读与AutoCAD绘图等能力。
3.重点建设体现绿色建筑理念的实践教学体系,丰富教学资源库。土建专业学习的对象是建筑工程项目,由于其特殊性,企业难以一次性承受大批量学生长时间的实习实训,更不可能在校内营造与施工现场氛围相同的实践环境,建设体现绿色建筑理念的实践课程体系还需要长期的实践探索。重点建设专业群共性的实验实训基础设施,采用模拟“教学企业”在校内建立一定规模、仿真性较高的实验实训基地,实施“教、学、做”一体化教学,重点加强信息技术和绿色建筑施工模拟项目实训是实践教学体系改革可以尝试的有效途径。
2010年5月,高职建筑类国家示范学院已经向教育部申请立项“职业教育建筑工程技术专业教学资源库建设”,树立了高等职业教育土建类专业教学资源库建设的榜样。
“十二五”期间以及将来很长的一段时间内,建筑业都将处在一个快速发展状态之中,高职土建类院校有责任推动高职建筑类专业建设改革,进一步完善人才培养方案,使之更贴近绿色建筑的设计、施工与运营管理全过程;探索优化绿色建筑趋势下的人才培养途径,面向施工管理一线输送高端技能型人才,推进建筑节能减排,推广绿色建筑与绿色施工,适应经济社会发展需要。[注释]
①住房和城乡建设部.建筑业发展“十二五”规划[Z].2011-07-06.
②住房和城乡建设部.绿色施工导则(建质[2007]223号)[Z].2007-09-10.
③教育部高等教育司.普通高等学校高职高专教育指导性专业目录(试行)[Z].2004-12-10.[参考文献]
[1]住房和城乡建设部.建筑工程绿色施工评价标准GB/T50640-2010[M].北京:中国计划出版社,2011.
篇8
以“赛”促教,鼓励并组织学生参加多层次专业竞赛并多次获得奖项。这对于提高学生的方案设计能力和设计表达能力很有帮助。如2007级杨文凯等七位同学参加了“CIID2009年江苏省青年学生室内设计竞赛”,作品全部入选展览,这个比赛,全国很多艺术类高校都组织学生参加,从2008年起,这个比赛已经纳入室内设计专项课程设计的常规必做内容;2008级徐静等同学5件作品入选2010(第九届)南京国际车展“大学生汽车外观设计大赛”;2008级李斌和2009级刘长安分获2009年和2011年两届全国ITAT技能大赛分获一、二等奖,多名学生获优秀奖。以“项目”促教,有效地提高学生正确绘制施工图和效果图的能力。室内设计原理、居住空间设计、商业空间设计、办公空间设计等相关课程中的课题大部分来自公司的真实项目。基于时间关系,或者“真题再做”,或者跟着公司完成项目的一部分任务。学生在二年级学完室内设计原理课程后,基本都学会了方案设计、方案表现、CAD、效果图绘制等。其后,老师会推荐其中比较优秀的学生参与完成一些公司项目。如2006级两个班参加南京富海装饰工程有限公司“南京水利科学研究院水资源实验室”装修施工图的绘制;2007级邵玉等参加南京视创装饰设计制作有限公司的济南媒介生物科普展前厅效果图绘制;2008级两个班参与江苏广电网络汉中门旗舰店平面设计方案的设计;2009级陈倩等为广东星艺装饰集团苏商集团项目绘制施工图、客房效果图等。
在当下的设计市场中,很多项目往往由一个设计团队共同完成。在室内设计课程教学中,将3至5名学生组成设计小组,学生可自由组合,也可由教师根据学生特点进行搭配组合,共同完成一套大作业或设计项目,学生根据自身的特点和优势承担相应部分,同学间相互协作共同完成。这样的教学实践,可培养学生的团队意识。如:我系2010年的《民国文化老城景观改造——以“津浦铁路浦口火车站”地区》团队和2011年的《秦淮文化的旅游开发——以夫子庙街区为例》团队分别获得了江苏省教育厅优秀毕业设计团队奖。这和我们平时对学生设计团队的训练培养是分不开的。该课程考核方式根据实际教学情况需要进行了改革,变传统的考核方式为多层次考核评价方式,重视实践能力考核,注重职业能力培养。开放性考核方式,即理论考核与实践能力考核相结合,笔试、口试、操作相结合,开卷、闭卷相结合,不以一张卷子定输赢。项目化考核方式,即以项目过程化考核与作品效果考核相结合,以项目具体要求为考核标准。工作规范考核方式,即知识技能考核与工作态度考核相结合,注重学生日常行为规范表现的考核。形式多样考核办法,即以考证通过与技能竞赛获奖相结合,采用多种渠道认定学生课程成绩。三位一体考核方式,即校内老师评价与企业、社会评价相结合,学生之间自评、互评相结合,多重检验学生的学习情况。
2010年6月,学院立项了一批省级质量工程培育项目,室内设计课程和《室内设计》教材名列其中,通过一年多的努力,教材已经由华中科技大学出版社出版并被下学期室内设计课程使用、另外还被焦作大学等三家院校征订使用。这本教材囊括了室内设计原理、居住空间、商业空间设计、办公空间设计等内容。这是一本校企合作的教材,参与单位为南京视创装饰设计制作有限公司、南京金鸿装饰工程有限公司、南京星艺装饰集团分公司、南京澳华装潢工程有限公司等。参与企业提供了大量的案例和设计师访谈内容,其中有3位设计师为我院往届优秀毕业生。对于学生来讲,可以从书本上直接了解到公司所需,为学生更加有兴趣地学习提供了很好的帮助。这本书介于我院多届环艺专业和建装专业学生的平台而生,是一本知晓该两个专业学生需求的室内设计教材。
建立一支高水平的“双师型”教师队伍,是高职教育课程改革的关键,高职教育的实践性本质,要求教师具备职业背景和掌握职业技能,理解并把握工学结合的教学模式,同时又要不断提升自身素质,提高教学设计、教学改革和科研能力。几年来,课程组坚持从企业引进和在职培养相结合的原则,逐步建立起一支以高级职称教师为带头人,中青年教师为骨干,“双师型”教师为主体的专业教师队伍,其中“双师型”教师比例达到60%。2011年8月,课程组教师全部取得室内设计考评员资格。近三年,教师发表本专业论文28篇,并在全国、省级各类专业比赛中获奖16项;立项与课程有关的各级科研课题10项。8.校内外实训基地建设成效显著实训基地的建设,是实施室内设计课程项目化教学的基础和保证。我们通过走访数家高职院校,经过五轮的方案设计,投入百万元建成了艺术设计与建筑工程实训基地。学生可以在其中边看材料、边看结构、边上课、边理解、边画图;还可以动手操作,体验实际设计空间中的家具、陈设等物件的摆放;还可在灯光实验室感受不同的照明设计。同时,学院与南京红牛装饰工程公司、南京澳华装潢工程有限公司、阿尔泰克(南京)建筑设计规划咨询有限公司等多家签订协议,为学生开设室内设计实际项目讲座或现场讲解。学院还与南京九正装饰工程有限公司、江苏盛名有限公司等多家公司签约建立了校外实训基地,为学生顶岗实习、培养职业技能创造了良好的条件。
通过校企合作多种渠道推进室内设计课程项目化教学改革,逐步建立起基于校企合作,以市场需求为导向,以提高学生创新与实践能力为核心的颇具特色的项目化教学的室内设计课程体系,成效显著:
1.室内设计课程2009年通过学院重点课程验收,并被评为优秀课程;2.修订后的培养计划和教学大纲已经被运用于2010、2011级学生;3.引用大量校外实训基地公司的案例,完成《室内设计》教材编写并被征订使用;4.室内设计课程教学改革的研究成果被教师的9项各级课题及23篇论文中运用;5.2011年12月,环艺和建装学生苏晴等15位同学为学院绘制部分教学楼及公寓楼CAD图纸;6.2010年5月,接受江苏盛名实业有限公司的项目委托,084501班和084301班全体同学参与某办公空间的设计;7.2010年4月,084301班和084501班全体同学参与江苏广电网络汉中门旗舰店平面设计方案工作;8.2010年4月,084302班和084303班全体同学参加了南京市博爱庇护工场改造设计项目,刘鹏等16位同学获得了最佳设计奖,学院获得优秀组织奖;9.2009年8月,084302班陈倩等3位同学利用暑假参加广东星艺装饰集团分公司新世界花园项目的设计施工图绘制工作;10.2009年5月,074302级邵玉等5位同学参加南京视创装饰设计制作有限公司“济南媒介生物科普展前厅”效果图绘制;11.2009年3月,064302班董成燕等3位同学参加了广东星艺装饰集团“苏商集团”施工图、客房效果图的绘制;12.2008年4月,064303班邓一方等参加南京富海装饰工程有限公司“南京水利科学研究院水资源实验室”装修施工图的绘制。
在教学中以设计项目为导向,以设计过程为路径,以设计内容为理论知识节点,以项目实践运用为驱动,在设计任务完成过程中用实践反证理论,并以小组为单位运行“项目—实训—理论—项目”的课程教学方法。这是本课程探索、改革、创新的基本思路和基本实践。其创新点具体表现在:
1.惠及多门课程,带动教师团队建设。高职院校的专业课程基本上都是一些实践性很强的课程,这一特点决定了项目教学必须注重教学过程中的理论性与实操性、创新性的结合,必须注重专业课程之间的衔接与联动。而室内设计、3dsmax、AutoCAD、flas制作、Photoshop平面制作、计算机辅助艺术设计、家具设计、项目管理、装饰材料与构造、装饰工程定额预决算、市场营销等课程在一个室内设计项目中均能够得到体现,因此,室内设计课程的项目教学改革涉及多门课程,牵一发而动全身,必然带动其他课程实行改革联动;同时,课程改革实施过程,需要多名教师共同承担和引导项目的实施,改变了传统的一门课只有一名教师的情况,带动了教师团队的建设。
2.激发学生学习兴趣和动力。兴趣是学生全身心投入项目制作的前提,在实施项目之前必须对学生进行适当引导,充分调动学生兴趣。在让学生设计之前,可以先展示一些优秀作品引导和启发学生。在项目实施之后,注意项目的梯度,即项目难度逐步增大,让学生由简入繁,由浅入深。
3.项目展示。可以尽一切可能,通过多种方法和渠道展示作品,例如校内橱窗展示、艺术节展览、校内小挂件拍卖、向其他师生赠送作品等,以达到宣传项目教学的目的;还可以向社会、相关企业或中小学学生进行项目作品展示;选择优秀作品作为小礼品赠与来访领导和同仁,宣传学校和项目教学法。这是对学生成绩的肯定,是对学生最好的成功教育,是对学生兴趣的最好的激发和鼓励,也是项目教学得以延续和发展保障。
4.坚持多样化评价原则。学习活动由学生、教师、企业技术专家及学生小组共同完成,让学生参与进来,提高他们的兴趣。学习评价时要充分考虑到学生在学习活动中的作用、变化和团队合作情况,坚持学生自评、学生互评和教师点评相结合,客观反映学生的学习情况。
篇9
土木工程也是建造各类工程设施的科学技术的统称,它既指工程建设的对象,即建在地上、地下、水中的各种工程设施,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。
作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。
通过一个学期土木工程概论课的学习,我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛,体味了前人取得的成就,也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然,我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就,止步不前。我们还应当与时俱进,去挖掘,去发现,去思考,去想象,去创新。在此,作为一名中国未来的土木工程师,我想结合土木工程的历史,结合我国的国情和世界形势,谈一谈土木工程的可持续发展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1.对土木工程的历史、现状和未来发展的认识
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很长的时间跨度,它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶,前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。譬如我国的长城,埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥,是世界上最早的敞肩式拱桥,于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶,前后约300年时间。在此期间,建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主,建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面,一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现,使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥,至今仍不失为伟大的土木工程。
1.1.3现代土木工程
现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今,土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。
建筑材料方面,高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面,利用电子计算机强大的运算和绘图能力,力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况,使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术,已经发展到机—电—计算机的一体化,施工过程中,不论是上天、入地还是翻山、下海,都已不是施工的障碍了;而焊接技术的普遍使用,也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。
现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有:我国台北的国际金融中心,上海金茂大厦,马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼,法国的诺曼底斜拉桥等。
1.2对土木工程的现状的认识
现今的土木工程,正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。
工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高(低)温、耐高(低)湿,并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。
另外,高层建筑大量兴起,地下工程高速发展,城市高架公路、立交桥大量出现,并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我国实行改革开放以后,综合国力有了很大提高,已具备更大规模开发和利用水资源的条件,如三峡水利枢纽,南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3对土木工程未来发展的认识
随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展,中国将面临一个更大规模的建设。可以说,我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。
作为跨世纪的一代,这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时,我们也深深感到,这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代,如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势,开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元,是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。
2.我的感受和认识:中国的土木工程要走可持续发展之路
我国的土木工程有自己的特殊性。
“中国是世界上人口最多的国家,一项大资源被13亿一除即变得微不足道,而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列,而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程,也必当立足长远,走出一条可持续发展之路。
放眼世界,美国的现代化进程可谓先进,而现今资料表明:未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态,譬如,氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师,在传承前人辉煌成就的同时,也必须多多吸取已出事故的教训,在今后的工作中进行创新改良,实现可持续发展。
2.1发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展
土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。
随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。
结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。
近年来,大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点,通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统,如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥,韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国CommodoreBarry桥和加拿大Confedration桥等。
像这样,通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免了可能出现的建筑事故,也基本解决了建筑过快老化损坏,不得不拆去重修的尴尬局面,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展。
2.2合理利用自然资源,注重既有土木工程设施的再利用,实现可持续发展
“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下,满足当前的需要”。
合理利用自然资源,则要在土木工程的建设、使用和维护过程中,土木工程师主动做到节能节地,并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。
比如,我们可以充分利用建筑绿化,在夏季有效降低灰砖墙表面温度,从而减少空调的使用量;可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料,达到冬季保温隔热的作用;还可以太阳能、地下热能等新能源,减少不可再生资源用量的减少。
另外,对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面,上海已经取得不少成功的经验:大量不用的厂房,很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用,既符合现代使用的要求,又节约了能源,避免了浪费,不失为一种有效的办法。
2.3开发利用再生资源和绿色资源,实现可持续发展
世界上每年拆除的废旧混凝土,工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。
与其他材料相比,钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准,应当大力发展这样的绿色建材。
对此,日本的爱知世博会,给我们上了生动的一课:材料方面,世博会的各种建筑材料表面上看很高档,但是很多都是废物利用。许多木版都是由建筑用木材废料加工而成,到处摆放的坐椅,是电视机壳粉碎后制成。丰田展馆内壁由回收的废纸加工而成,长久会场日本馆,既追求了人与自然和谐,也节约了经济开支,所使用的大部分钢材和木料,都可以回收利用。同时,竹壁的优越性在3到9月爱知的酷暑也显现无遗。竹子本身的性能大大降低了室内温度,空调的使用也明显减少。这一点给了我众多的思考:在建筑选材方面,在合适之处应用自然的可再生资源,节约开支的同时,也实现了生态与建筑的和谐可持续发展,何乐而不为呢?
另外,在日本爱知世博会长久手会场,茧状日本馆为减少热负荷,利用墙面绿化、生物降解塑料材料和间伐木材(森林中被砍掉的细木材)实现了环保功能。以“自然的智慧”为主题的爱知世博会,展馆建设大量应用现代科技成果,突出环保性和功能性,反映出人类对自然美的孜孜追求。而这,也应当是未来土木工程师要学习和发展的方向。
我国建筑中,李国豪教授设计的扬浦大桥也堪称经典。引桥部分的螺旋式上升结构,节约人民币数亿元,是土木工程实现经济性可持续发展的典范。
当然,可持续发展,绝不是一味地追求节省,而是要寻求一种最合理的中间状态,既要保证建筑有足够的创意,也要追求完美的技术经济指标,以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典,但是绝不能建立在挥霍金钱,建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今,建筑世界已经进入到生态美学的时代,注重文化、生态、工程与环境之间的关系,注重人性化、节能与可持续发展,才是当代工程师的着眼方向。
3.身边的土木工程实例
我已经在上文中提及了许多土木工程实例,也述说了我对它们的一些认识。下面,我想注重谈一下对苏通大桥的了解。
苏通大桥连接苏州与南通两座古城,如今正在显露雄姿。这座全长32.4公里的大桥,是在建中的世界第一大桥。
据苏通大桥建设副总指挥何平介绍,苏通大桥由跨江大桥工程和南、北岸接线工程三部分组成。全线采用双向六车道高速公路标准。大桥总投资约64.5亿元,预计2008年底建成。苏通大桥的建设过程将攻克一系列世界性难题,并创造四个世界之最。
最大主跨。苏通大桥为斜拉桥。斜拉桥自上世纪50年代开始修建,世界上已建成的各类斜拉桥有200余座。目前世界上已建成的最大跨径斜拉桥为主跨890米的日本多多罗大桥,在建的香港昂船洲大桥主跨1018米,苏通大桥跨径1088米,建成后将成为世界最大的跨径斜拉桥。
最深基础。苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的钻孔灌注桩组成,承台长114米、宽48米,面积有一个足球场大,是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。
最高塔桥。目前已建最高桥塔为多多罗大桥224米钢塔,苏通大桥塔为高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大桥桥塔高6米,为世界最高的桥塔。
最长拉索。苏通大桥最长拉索为577米,最大重量为59吨,比多多罗大桥斜拉索长100米,为世界上最长的斜拉索。
交通部总工程师凤懋润说,苏通大桥是世界第一跨度斜拉桥,将成为中国由桥梁大国向桥梁强国转变的第一个标志性建筑。
4.土木工程专门人才应具有的素质
成为优秀的土木工程师,必须具备“四要素”,即知识结构、实践技能、能力结构以及综合素质与创新意识。
知识结构包括:公共基础知识,专业基础知识和专业知识。
首先,优秀的土木工程师必定有扎实的公共基础知识,并且,在熟悉了解自然科学的基础之上,良好的思想道德心理素质和人文、社会科学基础知识也必不可少。
其次,优秀工程师还必须有过硬的专业基础知识。对工程数学、流体力学、岩土工程、结构工程等都要有扎实的理解和较强的应用能力。
第三,还要有深入的专业知识。不论是从事铁道工程、隧道工程、地下工程还是建筑工程,每一个工程师都要对所偏重行业有着先进的专业知识。只有这样,才能使我国的土木工程事业,走在世界的前列。
土木工程离不开实践。因此,工程师要具备高超的实践技能。譬如:制图技能、计算机应用技能、工程测量技能和结构检测技能等。
作为土木工程学院的本科学生,我会在大学四年的学习过程中,努力掌握好计算机语言与程序设计技能,珍惜每一个上机实习的机会,并在大学物理实验、材料实验和结构实验中掌握一般结构实验的基本方法,初步具备结构检验的技能,做好技术实习、课程设计,争取在结构设计大赛中获奖。
此外,工程师与科学家的不同在于不仅受到自然规律的制约,还会受到社会规律的约束。工程技术人员的的每个工程方案的完成都是某种“社会活动”,绝不可能靠一个人在房间里单独完成。因此要有足够的能力与社会打交道,遵循好社会规律。
在学习生活中,我将不断提高自己的自学能力,从学习中提升工程能力,在学生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知识结构,从中培养出科技开发能力并在表达能力和公关能力上多下工夫。
不过,这些技能还构不成一个真正有助于我国可持续发展的土木工程师。因为工程师最重要的是具备高尚的道德文化修养和思想品质。为了国家和民族的利益,献身祖国的事业。为了国家的荣誉,能有强烈的竞争意识。具备唯物辨证的思想方法,有蹋实、严谨、苦干的工作作风。只有这样,才能做一名合格的中国土木工程师。
我们还应看到,我国的土木工程事业与世界一流水平还有一定的差距。譬如国内的不少高层建筑(包括上海的环球金融中心),其工程设计几乎全部由国外承担,钢材几乎全部从国外进口,工程总承包也大多由国外承担,只有钢结构制作与安装等工作由国内单位承担。获得完全自主的知识产权,实现工程建筑的国产化,赶超国际水平,需要我们青年一代去完成!
作为祖国未来的土木工作者,我将努力做到:
1.达好基础,学好外语,承认不足,不甘落后,不断在创新、质量和美学上下工夫。
2.提升自己的竞争意识,敢于参与国际大赛并获得奖项;
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