高分子材料与工程学科评估范文

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篇1

摘要：随着高等工程教育改革和社会发展，工程教育认证已经在我国高等工程专业实施。工程教育认证是高等教育工程观的重要转变，主要倡导学生中心、产出导向、持续改进三个基本理念。高校应当按照工程教育认证要求，加强专业内涵建设，调整培养目标，改进培养标准，重构工程人才培养体系，推进工程教育的改革和发展。

关键词：工程教育认证；教学改革；专业建设；人才培养

中图分类号：TB1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0007-03

专业建设是高校本科教学的基础性、持续性、引领性工作。经济全球化带动了工程教育的国际化[1]，《华盛顿协议》为工程类学生走向国际提供了质量标准通行证。为推进我国工程教育改革，提高工程教育质量，从而提升工程技术人才的国际竞争力[2]，早在2005年，我国就开始了试点工程教育专业认证工作。2013年，我国成为“华盛顿协议”预备成员国，标志着中国工程教育专业认证体系得到国际认可，这对促进我国工程教育改革和发展有着重要作用。我们必须以此为契机，加强专业建设内涵式发展，进一步提高我国高等工程教育国际化水平和人才培养质量[3]。

一、工程教育认证对专业建设提出的挑战

工程教育认证主要倡导三个基本理念：学生中心理念、产出导向理念、持续改进理念[2]，这些理念代表了工程教育改革的方向，也明确了对专业建设的要求。

1.培养目标与毕业要求的一致性。培养目标和培养方案是直接影响高校人才培养的关键因素。工程教育认证强调以产出为导向，逆向设计培养方案，从“教师教什么”转变为“学生达到什么”，以社会需求来确定合理的培养目标，明确支撑培养目标的毕业要求。从工程教育认证对毕业生的12条认证标准可以看出，工程教育应注意以市场需求为导向，在多学科背景下对学生工程实践能力的培养，并重视其职业道德和社会责任感的培养。工程教育认证首先要求培养目标定位准确合理，并且各项毕业要求必须能够完整支撑培养目标。培养目标是专业建设的龙头，毕业要求必须围绕培养目标展开，并要能为培养目标提供合理和足够的支撑。工程教育认证看重的是学生广泛受益，因此专业在设定培养目标时要脚踏实地，不能好高骛远。毕业要求是对毕业生的规格设定，不同的培养目标所要求的毕业生的能力和知识必然不同，要注意其差异性。

2.课程体系对毕业要求的支撑度。课程体系是人才培养的主要部分，科学合理、有效运行的课程体系对专业建设有较好的促进作用。工程教育认证下的课程体系必须在广度、深度及运行等方面有效分解、合并并合理承载各项毕业要求。首先，必须要有足够多的支撑毕业要求的相关课程；其次，相关的课程在教学与实践内容的广度和深度上必须能够匹配该项毕业要求。例如，在毕业要求中如强调应具备很好的高分子材料成型加工应用能力，那么在课程体系中不仅应规划足够的高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识，而且必须设置足够的高分子材料合成与成型加工实验课程和工程实践环节，并且应分布在不同的学期内，以便形成能力培养的有效衔接。

3.持续改进，建立保障机制。持续改进是贯穿于工程教育认证全过程的理念，持续改进效果则有赖于学校教学质量管理体系的完整性与有效性。完善的质量保障体系是培养达标人才的一个关键。工程教育认证提出要有一个能对培养目标、毕业要求和教学活动实施持续有效的改进体系，包含校内、校外、课内三个循环，并且对这三个改进和三个循环的要素建立互相作用的关系。

二、工程教育认证下加强品牌专业建设

工程教育认证对提升专业建设水平有着重要影响，高校在专业建设中要深入工程认证理念，为培养专业型高素质人才打下良好基础。

1.立足定位，明确人才培养目标。根据工程教育认证指导，学校应从人才培养的层次、面向和未来三方面明确人才培养目标，以保证人才培养既符合学校办学定位，又适应社会经济发展，同时还兼顾学生可持续发展。常州大学高分子材料与工程专业是江苏省高校中开设的第一个高分子材料加工类专业。专业自建立以来，以“跟进式教育”理念为指导，坚持目标导向和持续改进，先后获得“十一五”国家级特色专业、“十二五”教育部综合改革项目试点专业、江苏省“十二五”重点专业、2003―2010年江苏省品牌专业和2015年江苏省高校品牌专业A类建设点。专业根据学校总体办学定位和石油石化行业发展对高分子材料与工程专业人才的特殊需求，结合教育部高分子材料与工程R到萄е傅嘉员会制定的专业规范，并充分体现自己的特色，将人才培养定位为立足地方，面向高分子材料成型加工及应用领域，培养具有良好职业道德与团队精神，能承担社会责任，具有扎实的高分子材料与工程专业知识，具备解决高分子材料成型加工中工程问题的能力和创新思维，适应行业与区域经济发展的人才，为材料、化工、能源、环境等行业输送具有国际化视野的工程应用型人才做好准备。

学校根据工程教育认证标准中对毕业生的毕业要求，面向社会需求，结合学校多年人才培养的实践与积淀，提出高分子材料与工程专业的5个具体培养目标：①具有良好职业道德和人文社会科学素养，能承担社会责任；②具有扎实的自然科学、工程基础和高分子材料工程专业知识，具有通过现代信息技术获取信息的能力，具备解决高分子材料成型加工过程中工程问题的基本素质和能力；③具有一定的经济、法律、安全、环境和管理等知识，具备推进社会可持续发展的综合能力；④能够在高分子材料与工程相关领域成功就业，具有团队合作精神和国际交流能力，能够在团队中作为成员或者领导者有效地发挥作用；⑤具有终身学习的意识，拓展自己的知识和能力，具备自主创新创业的能力。

2.产出导向，制定人才培养标准。工程教育认证的人才培养标准体现为内容和表现两个层面，一个回答了“社会需要什么样的工程人才”问题，一个回答了“工程专业本科毕业生应该具备的知识、能力和素养”问题。高分子材料与工程专业参考工程教育专业认证标准，依据培养目标，结合学校特色，提出了12条人才培养标准要求：①掌握高分子材料工程所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识；②能够运用高分子材料工程所需的相关知识，具备对高分子材料成型加工过程进行工程问题分析和解决的初步能力；③具有创新意识，能够综合运用所学理论和技术，能综合考虑社会、健康、安全、法律、经济以及环境等因素；④掌握高分子材料合成与成型加工实验、工程实践、科学研究和工程设计的基本技能，具备对产品、工艺、技术和设备进行研究、开发和设计的初步能力，并能够设计实验及对实验数据进行分析、解释并得出合理结论；⑤具备计算机理论知识，掌握文献检索、资料查询和现代信息技术等方法，具有独立获取新知识的能力；⑥掌握高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识，并能应用本专业基本理论知识解决复杂高分子材料工程问题，理解应承担的社会责任；⑦了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研发、环境保护和可持续发展等方面的方针政策、法律法规；⑧具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感，理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；⑨具有一定的参与或组织管理能力、表达能力、人际交往能力以及在多学科背景下的团队中发挥作用的能力；⑩掌握一门外语，具有较强的听、说、读、写能力，具备撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达及有效沟通等能力，并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力；{11}具备一定的项目管理能力，理解并掌握工程管理原理与相关经济决策方法，并能在多学科环境中应用；{12}具有终身学习意识和不断学习、适应社会发展的能力。上述人才培养标准要求完全覆盖了工程教育认证标准中对毕业生的要求，能够完整支撑培养目标，并且能够按照地方区域经济社会的发展对人才培养需求的变化而适时调整，使其具有可持续性。同时，本专业制定了可供具体落实、过程检查和结果评价的标准体系，确保培养标准切实可行，易操作。

3.学生中心，构建课程体系。本专业致力于培养适应经济发展要求的高分子材料与工程专业应用型人才，为能够对人才培养标准要求的达成提供有力支撑，构建“211+”课程体系，合理配置基础知识课程、专业课程、实践技能课程以及能力素养课程，以满足区域经济特别是高分子材料加工行业对人才的需求。该课程体系借鉴国际化教育方法与先进的教学体系，注重学科交叉，在传统课程体系的基础上，结合现代教育特点，对课程知识体系进行合理优化：在新的课程体系中融入化学、机械、环境、管理等学科的相关课程。“211+”课程体系具有基础性、全面性、系统性，并注重课程的综合性、交叉性、适应性，能够满足社会对高分子材料人才的要求。“2”指化学类和机械类两大基础课程群，多学科融合的知识积淀为专业课程的学习奠定扎实基础。化学类指无机与分析化学、物理化学、有机化学和化工原理等基础课程；机械类指机械设计基础、工程制图与CAD、工程力学和电工与电子技术等基础课程。第一个“1”是指专业课程群。瞄准我国产业结构转型升级，重点支持的高分子材料产业。开设高分子物理、高分子化学、高分子材料成型工艺学、高分子材料成型模具、高分子材料成型加工原理、材料现代测试方法等课程，满足区域经济特别是高分子材料加工行业的需求，满足学生多样化专业兴趣和职业发展规划的需要。第二个“1”是指实践课程群。依托国家级实验教学示范中心等高水平实践平台，开设高分子化学实验、高分子物理实验、专业实验、课程设计、生产实习等实践教学课程，彰显重实践、重应用的特点。“+”是指为适应经济发展需求而设置的能力素养提升课程，课程内容不断更新改进，做到与时俱进。如为适应培养国际化人才的要求，开设双语教学课程；为增强学生的安全环保意识，开设“安全技术概论”和“环境保护概论”课程；为增强学生的经济意识，开设“新材料经济与管理”课程，为培养专业能力强、富有责任感的应用型创新人才打下坚实基础。

4.持续改进，关注人才未来发展。提高教学质量，是高校教育的永恒主题。本专业以工程教育认证的教学质量管理要求为指导性文件，全面建立教学过程质量监督及持续改进体系，大力推进社会、学校、全体老师和学生参与的教学过程质量跟踪管理体系的实施，持续改进教学质量管理机制，制定教学环节质量监督体系、课程教学评价跟踪体系及对培养目标及教学质量持续改进的评价体系，从整体上达到工程教育认证标准，促进教学水平和人才培养质量的提高。

专业实行校、院、专业三级教学管理体制。建立了由校领导、教务处、校教学监督组、学院院长、教学副院长、学院教务办公室、专业负责人等组成的本科教学管理机制。在该管理体系下，根据学校教学管理制度和人才培养的目标要求，建立教学过程质量监督机制，定期进行教学质量评估，持续改进教学质量。建立与工程教育认证相符的教学管理组织机构、制定教学过程管理制度、建立教学质量监督与评价体系、采取培养目标与教学质量监督体系等持续改进措施，促进教学质量的提高。另外，校院两级教学工作委员会通过对培养计划的制订（修订）等重大工作的审核、指导等对相应的本科教学质量的保障和提高，提供了制度和管理方面的有力保证。同时还建立了毕业生跟踪反馈与社会评价机制，对本专业的培养目标实现状况进行持续评估和改进。通过应届毕业生座谈会、往届毕业生座谈会、用人单位调查、社会第三方评估四个途径对培养目标的达成与否进行定期评价，并制定相应的改进措施。

工程教育认证对地方本科高校是机遇，也是挑战。在工程教育认证背景下加强专业建设，推进人才培养改革，可以打破传统教育的束缚，更好的发挥区域优势和专业特色，推进学校可持续发展。

参考文献：

[1]姜宇，姜松.基于工程教育认证的教师教学创新能力研究[J].高校教育管理，2015，（6）：105-109.

篇2

（本科，学制四年，授予工学学士学位）

一提到“纺织”两个字，也许很多人脑海里会浮现出一排排机器，穿着工作服检查进度的女工在其中穿梭着的画面。20世纪七八十年代，能进入纺织工厂工作对于许多女性来讲是非常值得炫耀的事。但随着产业结构的调整和新型机器、技术的运用，大批纺织工人下岗，让很多人认为纺织产业是“夕阳产业”。于是，这一曾经很“热门”的专业，成为许多考生不愿报考的“冷门”专业。这就造成在许多大学，绝大多数纺织工程的同学都是因为各种原因被调剂到该专业的尴尬局面。但令人欣慰的是，原本一些以纺织为特色，在更名热潮中淡化原来纺织特色的院校，最终在发现本身特色后，又重新把“纺织”这一关键词置于校名之中。

纺织工程属于工科门类下的轻纺类，同其他工科类专业一样，纺织工程专业在大一、大二这两个学年主要课程为公共课，包括高等数学、普通物理、普通化学、计算机基础等课程，目的是为大三开设的专业课打基础。从大三上学期开始，会有一些纺织类专业课程，包括纺纱学、针织学、非织造学等，主要内容是介绍各种棉纺机械的运转原理，纺织材料生产的工艺流程以及各种织物的织造和结构。在大三下学期的时候，会有不同方向的课程供同学们选择：纺织材料与产品设计、针织与服装、纺织工程与计算机应用、纺织品与贸易、纺织现代技术应用。这五个方向各有特色，例如纺织材料与产品设计一般是打算继续深造同学的首选，因为其理论性较强，纺织现代技术应用等适用于打算毕业后到纺织企业技术部门工作的同学。不同学校该专业设置的方向有所不同，如果提前根据自己的兴趣、爱好以及专长作出选择，专攻某一领域，将为以后的就业铺平道路。

纺织工程专业是一个与人们生活息息相关的专业，设有纺织类相关专业的院校在全国有近70所，包括各本科院校以及专科院校。其中，较为著名的有东华大学，其前身为中国纺织大学，求学纺织工程专业的学子可根据自己的就业倾向选择纺织技术设计方向、针织与服装方向、纺织品设计方向、纺织品检验与商务方向、纺织国际贸易方向、纺织产业管理与评估方向等六个专业方向；武汉纺织大学，其纺织工程是国家特色专业和省级品牌专业；青岛大学，其纺织工程专业有三个方面的特点，分别是纺织新技术、新工艺与纺织质量控制，计算机在纺织上的应用，纺织品贸易与营销。此外，北京服装学院、江南大学、苏州大学、天津工业大学等院校的纺织工程专业也较有特色。

从就业方向看，纺织工程专业就业的方向主要有以下几大方面：第一是考取公务员。招收纺织工程专业的岗位大多是海关检验类，难度很大，考取人数只占少数。第二是到纺织厂技术部门工作，这类工作对专业知识的掌握要求较高，学生只有在校期间打下扎实的基础，才能在工作上有所成就。第三就是大多数人所选择的，到外贸公司从事与纺织相关的工作。这些工作一般要求英语水平较好，掌握日语、韩语等小语种者优先录用。让很多认为纺织工程是“冷门”专业的人大跌眼镜的是，纺织工程专业是一个就业率较高的专业，毕业生不一定非要通过考研来使自己脱颖而出，大多数纺织企业只要求大学生本科甚至是专科学历即可。纺织工程专业在南方的就业形势明显要比北方好，如果大家在毕业后想继续从事这方面的工作，不妨以南方为就业主场去闯荡一番，那里会有一片新的天地在等待着你。

非织造材料与工程

（本科，学制四年，授予工学学士学位）

虽然说从名字去认识专业，并不一定能读出所有专业的真谛，但真正弄懂专业名称关键词所指，对专业的理解也就容易得多。从名字看，“非”，即“不，没有”的意思，“织造”，就是“纺织”的意思。那么综合而得，可以看出来非织造既与传统纺织息息相关，同时又脱离于传统纺织。换个更简单的说法，纺织一般的原料是纱线，而非织造就是“没纱线”的意思。最开始的非织造主要是不织布、无纺布等，注意看都有个“布”字。而现在是非织造材料，材料的领域要远远大于布了，这个也是非织造飞速发展的结果。

可能如此解释还是会让一些人摸不着头脑，不如我们来看看非织造材料在我们日常生活中的运用吧。首先是卫生用品，如婴幼儿所用的尿不湿，女生最喜欢的面膜纸，医疗中广泛运用的防护服、口罩等；其次是家居用品，最典型的是红地毯、窗帘、桌布、擦拭布（擦车布、高级的镜头布）；再次还有农用的塑料布、纺粘布、过滤材料、包装袋等。总而言之，非织造技术具有工艺流程短、工艺灵活多样、生产效率高、原材料范围广、产品品种多和应用领域广等特点。

说起非织造材料与工程专业，它具有多学科交叉、学科与工程紧密联系的特点，与高分子材料、电子信息科技相结合，综合纺织、塑料、造纸、化学、印刷等技术与装备。在大学期间，主要课程包括非织造学、纺织材料学、非织造产品与应用、非织造工程设计、非织造产品质量与检测、高分子物理与化学、功能纤维及其应用、复合材料、非织造布后整理、国际贸易与实务等。除了坐在教室里的理论学习外，社会实习、微机上机、工程训练、专业课基础实验、非织造产品的材料与结构分析、非织造材料设计与检测、非织造工程及项目实习、非织造生产与装备的认知实习、贸易与营销实习、生产实习等都必不可少。

与纺织工程相比，非织造材料与工程专业显得小众一些，开设的院校不多，有特色的有东华大学、天津工业大学、苏州大学、武汉纺织大学、浙江理工大学、西安工程大学、安徽工程大学、嘉兴学院等。

服装设计与工程

（本科，学制四年，授予工学学士或艺术学学士学位）

纺织工程专业注重技术，非织造材料与工程专业则偏重于材料，作为轻纺类的另一分子――服装设计与工程就与设计更紧密相关。有一档非常受欢迎的真人秀节目――《天桥骄子》，参赛者们以巧思妙想和缝纫技术让一块块原本普通的布料，在剪剪裁裁、缝缝补补之间就成为一件又一件既时尚又新潮的衣服，让观看的人不得不感叹设计化普通为神奇的奇特之处。而这样的巧思与技术，服装设计与工程专业的学子也同样拥有。

服装设计与工程专业具有工程技术与艺术设计相互渗透、服装学与其他工程学科相互交叉的办学特色。服装设计与工程专业培养的正是从事服装成衣款式设计、服装样板与工艺技术、服装数字化技术应用、服装材料与功能防护服装开发等领域的工程技术与成衣设计人才。但现代服装设计与工程专业培养的，又不仅仅是拥有设计才能、躲在设计室工作的艺术家，还必须是了解服装产业经济、服

装市场营销、商检和贸易、品牌管理与运作，成为服装行业贸易的实干家。正是由于服装设计与工程专业兼有艺术性和实干性，所以既招收艺术类专业的考生，也招收普通类的考生。招艺术类的侧重艺术设计，招普通类的偏向行业管理。无论是哪一类考生，有一定的美术基础学起来要便利一些。

从主要课程来看，也是设计与实干的结合。成衣工艺学、服装材料学、服装人体工程学、立体裁剪、服装款式设计、色彩构成、立体构成、图案设计、工业纸型设计、女装结构设计、男装与童装结构设计等课程从整体到不同人群的服装设计入手，传授设计方面的相关知识；服装生产管理、服装市场营销、服装厂设计、服装市场调查与预测、服装商品企划学等课程则着重培养该专业学子的经营、管理能力。待专业课程学习之后，材料性能与结构实验、款式设计实践与样板技术实习、成衣工艺实习等工程技术环节就将学生从象牙塔引向社会实践，使所学与未来从事的工作结合起来。如此多方向的课程，有时直让本专业学子吐苦水。

由于服装设计与工程专业学习的特点，就业也有明显的区分。一部分人会选择坚守设计师的梦，专注于画结构图或做设计。但由于我国目前服装行业的特点，需要设计人员的较少，因此大部分人会从事服装贸易工作，我所在学校该专业80%的同学从事服装外贸跟单工作。

新型纺织机电技术

（专科，学制三年）

随着纺织行业整体水平的提升，纺织机械行业也迎来新的发展，清梳联合机、精梳机和分部传动悬定粗纱机已经接近国际水平，机电一体化的剑杆织机、电脑横机、高速经编机等也实现产业化。正是在纺织设备更新换代越来越快、自动化水平越来越高的时代，新型纺织机电技术也需要更多的专业人士。

新型纺织机电技术面向纺织及机电类企业，培养具备机电一体化技术应用能力和管理能力，从事机电一体化纺织设备及其他设备的安装、调试、维护、检修、管理等工作的技能型人才。

与大多数专科专业注重产学结合相似，该专业前期先进行工程制图与CAD、机械零件加工、电工电子基础与实践、纺织机械分析与维护、纺织设备电气安装与调试、维修电工实训、PLC与变频器技术应用、机电控制系统调试与检修、纺织设备分析与维护、机电设备管理等课程学习，再组织学生进入相关企业进行实践、实习。

由于该专业具有较强的工程技术特色，因此虽然是针对纺织设备，但在开设院校里，大多将其归于机电系或机械系。南通纺织职业技术学院的该专业为国家示范性高职院校重点建设专业，是机电系成员之一。山东科技职业学院的该专业属于机械工程系。

纺织品检验与贸易

（专科，学制三年）

纺织品从设计到制作，再到出厂在市场上进行流通，必须要经过专业的检验，上个环节合格才能流入下一个环节。纺织品检验与贸易专业将检验与贸易两个环节打通，培养具备文化科学基础知识和纺织品商品检验理论知识、具备纺织品检验技能和进出口谈判技能、掌握纺织品贸易及纺织品质量管理知识、外语水平较高的技术应用型专门人才。

篇3

【关键词】卓越计划 材料工程 专业

研究生培养

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）12C-

0048-03

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》，国家决定实施“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），促进工程教育改革和创新，全面提高我国工程教育人才培养质量。“卓越计划”实施的专业包括传统的产业和战略性新兴产业的相关专业，遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则，重视国家产业结构调整和发展战略性新型产业的人才需求。实施的层次包括工科的本科生、硕士研究生和博士研究生三个层次，培养现场工程师、设计开发工程师和研究型工程师等多种类型工程师后备人才。同时，作为适应我国经济社会快速发展形势的新举措，教育部决定自2009年起扩大招收全日制专业学位硕士研究生的范围和规模。全日制专业学位硕士研究生与学术型硕士研究生属同一层次的不同类型，它主要培养有特定职业背景的高级专门人才，其中工程硕士专业学位因培养目标、培养模式、教学理念与评价标准等方面均紧密契合教育部推进的“卓越计划”，因此被纳入计划之中。

桂林理工大学近年来对工程硕士专业学位研究生的培养模式进行了积极的探索，2012年被教育部列入“卓越计划”。全校共有3个本科专业和4个工程硕士专业领域（含材料工程）获批开展“卓越计划”，成为了广西唯一获得研究生层次“卓越计划”的高校。本文以桂林理工大学材料工程专业为例，探讨在实施“卓越计划”的情况下，如何结合广西经济社会发展要求，改革材料工程专业硕士研究生的培养模式。

一、广西实施“卓越计划”材料工程专业硕士的环境与条件

全日制工程硕士专业学位教育是研究生教育发展到一定阶段的产物。由于工程硕士教育培养的是高层次应用型人才，因此必须在教育、科技、经济紧密结合的框架内开展，亦即需要大学、企业、职业界、社会以及政府之间的良好合作与互动才能实现。目前高等教育依然沿习着计划经济体制下的教育模式，高等教育仍是一个相对封闭的体系，对外部需求的了解不够，因此人才培养难以适应当前市场经济发展的需要。设立工程硕士专业学位就是为了改变工科研究生培养规格单一的局面，通过明确不同于学术型研究生的培养制度（如双导师制、企业参与、社会评价、与职业资格挂钩等）实现培养制度的变革。但目前这一宏观管理体制改革尚未完成，工程硕士专业学位教育制度环境仍然存在诸如产学研机制不健全、市场调节机制不完善、质量保证机制不科学和缺乏专业认证制度等问题，这些情况在经济尚不发达的广西更为严重。因此，需要广泛借鉴发达国家、国内发达地区的经验，充分发挥主观能动性，创造性地开展工作。

事实上，工程硕士教育在西方发达国家也经历了曲折和探索过程。美国的工程硕士研究生教育产生于第二次世界大战后，其蓬勃发展始于20世纪80年代中后期。美国的工程硕士计划实质是四年本科计划的拓展，其宗旨是为工业界培养高水平的实践型专业人才，它注重工程设计和学生在工程实践中提出问题、发现问题能力的培养。值得注意的是，美国工程硕士的教学计划和教材与学术型硕士研究生完全一致，这表明实践经验与较高的学术水平并重是工程硕士在美国获得认可的重要因素。欧洲大学和企业在培养工程师的工程能力方面有比较成熟的合作运行机制。来自企业的工程师能够实质性地参与教学计划和课程体系的设置，其中一般包括不少于3个月的职业实习以及3个月以上的实战性研究论文或设计项目。此外，发达经济体还普遍将专业认证和职业资格准入制度与高等工程教育挂钩，如在美国未经ABET认证的工程专业学生很难获得注册工程师资格；在欧洲，进入FEANI认可的工程专业学习是获得工程师资格的基本条件；在日本，JABEE认可的工程专业毕业生可以免试通过技术士资格考试的初试；在英国，工程教育更是以取得专业资格作为培养的主要目标。由此可见，工程硕士教育在发达国家已经形成了其突出应用性的定位，并与各类专业资格挂钩。

国内一些首批加入“卓越计划”的高校在工程硕士培养方面也进行了一系列有益的探索。如南京大学实施了分级课程体制，突出讲座、沙龙、实战模拟、案例教学等内容的比重，学位论文则强调以案例研究为主；还通过自我评价体系，对“卓越计划”实施情况进行经常性的研讨与测评。河海大学对其特色专业—水利工程专业的专业学位研究生教育进行全面的探索。他们提出了“重理论，强实践”的理念，在课程内容上强调与学术型有所区别，注重案例和研讨式教学，通过“顶岗实践”获得工程实践能力，其学位论文的可以是规划、勘探、设计、施工、项目管理、产品研发和应用研究等。

虽然广西属于西部欠发达地区，但已经提出了“14+4”千亿元产业发展计划，力争包括食品、汽车、石化、电力、有色金属、冶金、机械、建材等14个产业的产值达千亿元，同时培育包括新材料、新能源、节能与环保、海洋等4个新兴产业。材料学科是实现该计划不可或缺的技术支撑，而具有较强工程实践能力的材料工程专业硕士则是最为急需的高级人才。虽然目前广西有能力持续支持实施“卓越计划”的大型企业不多，但亟待技术升级的企业则比比皆是。

二、桂林理工大学材料学科发展现状与材料工程专业硕士培养存在的问题

桂林理工大学材料工程专业，其前身可追溯到1992年桂林冶金地质学院的地质专业，以后逐步增设了无机非金属材料、高分子材料与工程、金属材料工程、冶金工程和材料科学与工程等专业，基本上涵盖了材料科学与工程专业的主要学科。该学科目前拥有材料科学与工程和冶金工程两个一级学科硕士点，高分子化学与物理二级学科硕士点，同时招收材料工程专业硕士。其中，材料学为省级重点学科，并于2009年成为教育部批准的博士点授权建设学科。

通过多年建设，桂林理工大学材料学科已经形成了基础研究与应用研究并举的格局，其主要研究方向包括无机非金属材料的合成与制备新技术、高性能聚合物基复合材料、新型电、磁功能材料及能源功能材料、绿色建材及生态环境材料等，密切结合广西优势有色金属、矿物和植物资源等设立和发展起来的，具有较为鲜明的地方特色。学科目前拥有省部共建国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室、广西壮族自治区重点实验室等科研平台，还与广西10多家大型企业建立了产学研合作关系，科研成果应用获得直接经济效益10亿余元，并获得包括国家技术发明二等奖、广西科技进步一等奖、广西自然科学二等奖等重要研究成果。

但是，材料工程硕士培养仍然存在着许多亟待解决的问题，表现为：第一，现行的材料工程专业硕士的人才培养方案中虽设置了实践环节，却缺少相应的强化训练内容，在课程设置上与学术型研究生差别不大；第二，材料工程硕士自身的认可程度不高，所录取的学生一般是成绩未达到学术型研究生要求的，学生容易产生自卑情况，而且自费上学的比例偏高；第三，研究生导师对培养工程硕士的积极性也不高，因为学生在完成一年的理论课学习后就要到企业去实习，对导师的实验室研究作用甚小；第四，近年来追求学科全面发展成为普遍的趋向，使得桂林理工大学原来的有色金属行业背景明显淡化，在材料学科上表现为涉及领域宽，科研工作大多集中在功能材料、复合材料或纳米材料等新材料领域，而传统的金属材料和冶金工程反而成了弱项；第五，缺乏必要的“行业指导”，为“卓越计划”工程硕士的培养带来了较大的困难。

三、创新材料工程专业硕士培养模式，校企合作，全程互动实施“卓越计划”

“卓越计划”为全面提升材料工程专业学位研究生的培养质量提供了最佳的契机，而创新人才培养模式必须要切合广西社会经济发展要求。为此，我们提出了培养工艺设计与新产品研发两类材料工程专业硕士的新思路。广西工业技术落后，主要依靠资源生产初级产品，生产过程高消耗、高污染。工艺设计类工程硕士的培养则针对这些问题发展，将相关的技术改造与工艺设计作为工程硕士的毕业论文（或设计）内容，依托产学研基地和重点实验室的研究平台，为企业解难题、创效益，进而提高社会对工程硕士的认可程度，强化高校与企业的联系；而新产品研发类工程硕士的研发工作主要是服务于落户在广西的新材料、新能源、节能与环保和海洋等新兴产业的需求，开展新产品研发或进行扩大实验，实现研究成果的转化。根据论文工作的内容和要求的不同，灵活安排实习时间和毕业论文的形式。如以工艺或流程设计为主的工程硕士要在企业实习至少半年，其毕业论文以工艺或流程设计为主；而以新产品研发为主的工程硕士则留在实验室，借助本学科的仪器设备完成相关研发工作。

在培养标准上，我们提出要围绕工程基础教育（技术基础和专业基础）和工程专业教育（工程实践和设计创新）两个中心环节层层递进，培养具有较强技术知识、推理能力、解决实际工程问题能力、项目与工程管理能力和有效沟通与交流能力，同时具备较高职业道德、职业素养与社会责任的高级工程技术人才。充分利用双导师制，把高校研究生教学中的专业基础教育优势与企业导师在工程设计与实践方面的经验相结合，共同指导学生完成工艺设计和新产品开发，培养学生解决工程实际问题的能力和技术开发过程的组织能力，有效促进“卓越计划”在材料工程硕士层面的贯彻与实施。基于材料学科的特点，材料工程专业硕士在材料学基础理论方面同样需要扎实的基础。因此，基础课程的教学内容要与学术型硕士相同，但专业必修课和选修课的教学内容则要突出材料加工与工程设计等方面，这部分教学任务可优先安排给有“双师证”（即教师证和工程师证）或有过企业工作经历的教师。此外，还专门开设了实践环节，用于实验技能实训及现场实习等。

在考核标准与评价体系方面，材料工程专业硕士也与学术型硕士有所不同。材料工程专业硕士毕业不要求在省级以上正式学术期刊，考核主要集中在毕业论文（或设计）所体现的工作量、创新性和实施效果等方面。在研究生评优和奖学金评比中，主要考核工程硕士自主知识产权、专利申报或方案实施所取得的经济效益等情况，并使之与学术型硕士所发表的学术论文有可比性，创建公平竞争的环境。

在校企合作办学方面，桂林理工大学与桂林地质矿产研究院、广西三环企业集团有限公司、广西鱼峰集团有限公司、广西金山铟锗冶金化工有限公司和广西新未来信息产业股份有限公司等一批具有实力的企业建立了稳定（下转第54页）（上接第49页）的产学研基地。学生在企业进行实习实践时，要求企业要以“准员工”的标准对待，严格要求且给予一定的生活补贴，而相关企业也有优先挑选毕业生的权利。桂林理工大学经过资格和能力评审，第一批共聘请了15位企业导师，均为企业高层或具有高级职称人员。企业导师要对在企业进行的工程实践培养内容和培训标准，如企业高级技术人员授课、生产现场学习与安全培训、参与新产品研发和工程设计等提出了较为详细的要求，企业教学完成后相关企业应为学生提供培养质量鉴定。

为了确保材料工程专业硕士的培养能够符合“卓越计划”的要求，桂林理工大学提出了校企合作、全程互动的理念，并成立了“卓越计划”领导小组，下设领导小组办公室、校级专家小组及二级学院教学工作小组等组织机构，并为每个试点专业提供专项经费。学校在鼓励相关试点专业大胆改革、积极探索的同时，特别强调教学质量。为此，材料工程专业也建立了教学质量监控与信息反馈机制，对现行的材料工程教学内容和教学效果进行定期评估，并征求学生的反馈意见。此外，还通过校内导师定期与相关企业保持沟通，了解材料工程硕士研究生在课题执行方面的情况，发现问题及时处理并向对方企业通报，真正做到“全程互动”。

总之，实施“卓越计划”对创新材料工程专业硕士的培养有显著的促进作用。桂林理工大学将依照校企合作、全程互动的理念，扎实做好“卓越计划”材料工程专业硕士试点工作，努力实现高校与企业的双向共赢，更好地服务广西经济的新发展。

【参考文献】

[1]于福莹等.以实施“卓越计划”为契机探索全日制工程硕士培养途径[J].学位与研究生教育，2012（2）

[2]姜尔林，宋恭华.工程硕士教育制度环境的不足及对策[J].学位与研究生教育，2011（1）

[3]陈兴德，王翠娥，王晟.美国工程硕士研究生教育历史、现状与反思[J].学位与研究生教育，2011（6）

[4]顾建民.美国工程专业学位的现状分析与前景展望[J].机械工业高教研究，1999（3）

[5]陈乐，王沛民.课程重建：欧洲工程教育改革的启示[J].高等工程教育研究，2006（5）

[6]汪辉.美欧日高等工程教育质量评估机制的比较[J].高等工程教育研究，2006（2）

【基金项目】新世纪广西高等教育教改工程项目（2011JGA050，2010JGA031）；桂林理工大学教改工程项目（2010B06）

篇4

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；

3．工作结合我国国情，特别是考虑由于人口负担过重造成的能源不足、水资源和耕地缺乏。特别注意不使西方发达国家在他们发展过程中由于当时对可持续发展认识不足造成的错误与严重后果在中国的大地上出现！

我将不断提升能力，鼓足干劲，与其他同学一道，走出一条自主创新、可持续发展的有中国特色的土木工程发展之路，共同将我国的土木工程事业推向新的！

附录：

参考资料：

《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中国建筑工业出版社

《土木建筑文献检索与利用》肖友瑟主编大连理工大学出版社

《土木工程总论》丁大钧，蒋永生编中国建筑工业出版社

《土木建筑工程概论》王继明主编高等教育出版社

《土木工程学报》中国土木工程学会土木工程学报编辑部

《土木工程》中国土木工程学会科学出版社

《土木工程概论》上海交通出版社

《土木系统工程》机械工业出版社

《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中国建筑工业出版社

听课纪录：

2007.09.19朱合华土木工程与土木工程师

2007.09.26刘西拉21世纪土木工程师的知识素质和能力

2007.10.10周顺华铁路的现状与发展

2007.10.17陈以一建筑与结构

2007.10.24吕西林土木建筑工程中的高新技术

2007.11.07卢耀如地球、科学、人生

2007.11.14楼梦麟水利工程与水工结构

2007.11.21孙立军交通运输工程概况

2007.11.28范庆国现代施工技术

2007.12.05孙柏涛地震的研究与预防

2007.12.12项海帆国际桥梁与结构工程新进展

篇5

关键词：加固；FRP；有限元

一、 概述

结构在长期的自然环境和使用环境的双重作用下，其功能将逐渐减弱，这是一个不可逆转的客观规律。如果能够科学地评估这种损伤的程度和规律，及时采取有效处理措施，可以延缓结构的损伤进程，达到延长结构使用寿命的目的。因此，结构的可靠性评估方法及加固技术己逐渐成为工程界关注的热点问题，结构鉴定与加固技术已处于十分突出的位置。

使用纤维增强复合材料（FRP）包裹加固混凝土柱已被广泛的应用在铁路、公路及工业建筑等多个行业领域[1]。目前，FRP材料在混凝土结构的加固修复中已得到广泛的应用。清华大学、东南大学、同济大学、天津大学、华南理工大学、中国建筑科学研究院等近十个科研院所也开展了相关的研究。相对于混凝土结构，FRP加固钢结构还未如FRP加固混凝土结构一样得到广泛研究和应用。

传统的混凝土结构加固方法是将钢板焊接、螺栓连接、铆接或者粘接到原结构的损伤部位，这些方法虽在一定程度上改善了原结构缺陷部位受力状况，但同时又给结构带来一些新的问题，如产生新的损伤和焊接残余应力等。而纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，简称FRP） 结构加固技术则克服了上面各种方法的缺点，并且由于FRP的比强度和比模量高、耐腐蚀及施工方便等特点，在混凝土结构加固修复中已得到广泛的应用。

应用于结构加固的纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Plastic 或 Fiber Reinforced Polymer，简称FRP）主要有：玻璃纤维复合材料（Glass Fiber Reinforced Plastic简称GFRP），芳纶纤维复合材料（Aramid Fiber Reinforced Plastic 简称AFRP）和碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic 简称CFRP）等[1]。

CFRP加固结构技术与常规的加固技术相比，具有以下特点：1）高强高效。由于碳纤维具有优良的物理力学性能，在加固结构中可以充分的发挥其高强度和高弹性模量的特点来增强原有构件的抗弯抗剪性能；2）施工简易。CFRP加固技术不需要使用大型机具，占用场地小，加固构件时可以根据构件的尺寸具体定制CFRP，或者在现场剪裁，无需专门的剪裁器具；3）加固完成后养护时间短；4）适用范围广。该技术可以广泛应用于各种结构类型（如房屋，桥梁，隧道，压力容器等），适用于各种形状（如矩形，圆形曲线等），以及各种加固部位（梁，板，柱，壳等）。对于一些大型复杂形式结构，碳纤维加固技术的优势就更加突出；5）耐久性好。由于碳纤维材料本身的耐腐蚀、耐疲劳性能优异，因而在加固完成后的复杂运营环境下都保持相当优良的力学性能；6）由于碳纤维的比刚度、比强度很高，基本不增加结构的自重和减少结构的净空。

目前的研究表明，FRP片材加固柱子的破坏通常由FRP片材环向断裂引起[1][2]。许多实验显示实验中测得的柱子破坏时的FRP断裂应变显著低于材料拉伸实验中测得的FRP断裂应变[1]-[5]。研究表明有许多原因可能导致这种现象的产生，其中包括[1][6][7]：几何因素（例如几何不连续性），FRP材料因素（例如纤维的不均匀拉伸和错层），混凝土材料因素（例如混凝土不均匀变形），粘结胶的材料性能因素和荷载因素。关于这些因素的详细描述可参考文献[6]、[7]。

FRP包裹片材断裂时的FRP环向应变与FRP拉伸实验中断裂应变的比值被称为FRP片材的“应变效率”[1]。已有许多学者针对影响FRP片材应变效率的各项因素进行研究。其中文献[6]采用有限元方法重点对FRP片材端部的几何不连续进行了研究。结果表明几何不连续性导致FRP的平均破坏应变明显降低，但该模型过于简化FRP约束混凝土柱：模型将FRP-混凝土界面假设为均匀内部压力或均匀径向位移，而不是模拟混凝土的变形。另外，由于缺少FRP片材端部的应变分布实验结果，该有限元模型并没有与实验进行比较验证。本文采用了实验和数值模拟的综合研究，从而进一步分析FRP片材端部几何不连续的影响。

二、 FRP加固混凝土柱实验

2.1实验安排

本研究进行了六个碳纤维复合材料约束混凝土圆柱轴向压力实验，实验现场布置如图1所示。试验在爱丁堡大学结构试验室中进行。圆柱的直径为100mm，高度为200mm，全部采用单层FRP片材包包裹，其中片材的纤维方向均为环向，片材采用碳纤维材料SikaWrap Hex 230C。通过两个素混凝土柱抗压实验得出混凝土的抗压强度为31MPa。依据制造商的数据，FRP片材的名义厚度为每层0.12mm，极限拉应变为1.7%，弹性模量为231GPa。根据制造商的建议，FRP采用粘贴重叠长度为100mm。试件FRP包裹示意和试验中的相机位置如图2所示。

图1 实验现场布置

图2 相机位置图

实验采用两台高性能数码相机测量试件高度中段的变形。其中一台相机聚焦在FRP片材重叠部分的结束位置（1号相机），另一台相机（2号相机）聚焦在FRP片材重叠部分180o相对的区域（如图2）。相机拍摄的照片采用粒子图像测速法（PIV）进行分析，用于获取试件的连续应变分布。PIV是在流体中或待测物体上标记示踪粒子，在恒定光源照射下，在与光线垂直方向上用摄像机或照相机拍摄随物体运动的粒子图像，在对图像进行处理分析计算，最终得到横切面上二位速度场的一种测量方法。该方法作为一种全流场、无接触、无扰动、二维性和高精度的流动测量方法，适用于湍流等复杂流场测量，也适用于应变分布及位移场测量。同时该方法可对整个区域的位移进行分析计算，深入综合的分析位移场及应变场的各种规律特点。在近十年，PIV技术这门跨学科综合技术，在充分利用激光技术、视频图像处理技术、计算机技术和光学技术的最新成果，已经充分发展和成熟起来。PIV的基本概念和原理是：粒子图像追踪，即对摄像机或照相机拍下的一定间隔时间Δt前后两个时刻的粒子图像进行分析计算求得速度或位移，一般在某一时刻t的图像中选定一定区域A作为研究对象，该区域成为匹配块（也称匹配域或相关域），在t+Δt时刻拍摄的图像内选定一个更大的包含匹配块A的区域B，B称为搜索域，在搜索域B内找与匹配块A最匹配的块A’，A到A’的距离即为示踪粒子的位移，与时间相比即为速度。详细的PIV应用方法可参考文献[5]。

2.2 实验结果

所有六个试件的破坏模式都为FRP断裂。其中三个试件FRP断裂的位置是重叠部分的结束位置，这证明了FRP片材的几何不连续性对试件的破坏模式有显著的影响[6][7]。

轴向应力-应变曲线和轴向-环向应变曲线见图3。图中的应变是通过PIV分析2号相机拍摄的照片得出。PIV分析是通过软件GeoPIV进行。该软件是通过在初始相片中设定一系列像素框，并在之后的相片中跟踪该像素框来测量位移和应变。像素框的位置及大小可以在相片范围内能任意选择。平面内应变可以通过定义一对像素框及一定的计算长度来得出。本研究采用100mm的计算长度来进行2号相机照片的PIV分析。图2和图3中还显示了Jiang & Teng分析模型的预测结果。由图可以看出，该分析模型的结果与实验结果较接近，本文将采用该分析模型来生成有限元模型的混凝土本构参数。

图3 轴向应力-应变曲线

图4显示各试件FRP片材端部位置的环向应变分布。由于试验过程中的失误，试件5的应变分布未体现在图4中。图中的环向应变是通过PIV分析1号相机的照片得出的。1号相机的相片采用5mm的计算长度来计算FRP端部的小范围内应力分布。“实验平均值”是试件1-6应变结果的平均值。由图可以看出，正向位置的应变明显高于负向位置，这是由于负向距离是FRP的重叠位置，厚度较大，应变也相对较小。在接近FRP外层端部的负向位置，FRP应变发生显著下降，这是由于自由端位置的应变会趋近于零。

图4 环向应变分布

三、 有限元模拟

有限元模型中FRP片材采用极坐标方式来描述位置。角度=0 时，FRP位于内端部，=360+ 时，FRP位于外端部。FRP重叠部分的角度为。FRP片材的几何形状采用以下方法模拟：从FRP内层到外层的渐变段采用正弦曲线，变化区域的角度为30 。

本研究采用ABAQUS8.0软件建立了三维有限元模型。有限元法的计算原理是将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型，这一步称作单元剖分。离散后单元与单元之间利用单元的节点相互连接起来；单元节点的设置、性质、数目等应视问题的性质，描述变形形态的需要和计算精度而定（一般情况单元划分越细则描述变形情况越精确，即越接近实际变形，但计算量越大）。所以有限元中分析的结构已不是原有的物体或结构物，而是同新材料的由众多单元以一定方式连接成的离散物体。这样，用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而又合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料，作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题。ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。 ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。由于 ABAQUS 优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用。

本有限元模型建立了1mm厚的有限单元，从而来分析轴心受压的FRP包裹混凝土柱中间高度位置的行为，建立的模型如图7所示。模型假设柱子两端的约束对中间高度范围影响很小。模型采用8节点空间实体单元模型FRP、胶层和混凝土。加载采用了轴向均匀位移。

图5包裹混凝土柱的有限元模型

3.1 材料参数

混凝土本构采用改进混凝土损伤塑性模型（CDPM）。混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混 凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下：单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多；受拉软化，而受压在软化前存在强化；在循环荷载（压）下存在刚度恢复；率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。

改进CDPM模型是采用ABAQUS自带的CDPM模型，通过选定一系列参数而得。本模型可以模拟不均匀约束情况下的混凝土行为[11]。胶的本构采用理想弹朔性模型，弹性模量和强度分别为4.5GPa 和 40.5MPa，厚度采用电子显微镜的实测厚度，为0.14mm。FRP模拟采用实际厚度0.47mm，该厚度是通过电子显微镜测得。FRP定义为正交各项异性材料，FRP径向（r）、环向（）和轴向（z）弹性模量分别为6.75 GPa， 63.4 GPa和6.75 GPa，剪切模量Gr， Grz， Gz 分别为 2.78 GPa， 2.59 GPa 和 2.78 GPa，泊松比r， rz， z分别为0.033， 0.31和0.31。

3.2 有限元分析结果

有限元分析得出的FRP最大环向应变达到断裂应变时，FRP内外表面环向应变分布如图6所示。可以看到FRP片材上的应变集中发生在两个位置：（1）FRP片材紧靠结束外端部的内层外表面；（2）FRP片材紧靠起始端部的外层内表面。应变集中位置的应变分布如图6所示。由图可以看出位置A的应变集中比位置B的更显著，FRP最大环向应变也发生在A位置。由上述分析可见，FRP几何不连续性引起的应变集中会对柱子的极限状态产生显著影响，从而明显降低了测得的FRP破坏时应变。

图 6 预测的环向应变分布

3.3 讨论

有限元模型预测的轴向应力-应变曲线及轴向-环向应变曲线如图2、3所示。有限元结果中的环向应变是FRP重叠位置以外范围中部的应变。轴向应力是混凝土柱竖向合力与横截面积的比值。

通过有限元模型可以得出计算长度为5mm的平均环向应变分布。有限元结果（标注为“有限元模型”）与PIV实验结果的对比如图5。由图可以看出，有限元预测结果与实验结果所示的趋势相同，但在正负位置上都略高与实验结果。因此，如果需要更精确的预测结果，有限元模型所需采用的FRP极限应变应比材料供应商提供的更低。考虑到几何不连续并非影响应变效率的唯一因素，采用较低的FRP极限应变来代表其他因素的影响具有较强的合理性。

四、 结论

本文针对FRP片材几何不连续性对FRP包裹混凝土柱的FRP应变进行了研究。研究包括实验和有限元两个部分。实验部分采用PIV技术获得FRP端部的连续应变分布，有限元模拟部分建立了三维有限元模型，模型考虑了非线性混凝土本构。分析结果表明：

（1）FRP几何不连续性引起的应变集中会对柱子的极限状态产生显著影响，从而明显降低了测得的FRP破坏时应变。

（2）本研究建立的有限元模型可以较好的模拟FRP环向应变分布情况。

（3）三维有限元模型对FRP端部环向应变的分析预测与实验结果趋势较为接近，但如果采用材料供应商提供的FRP极限应变，则预测结果相对较高。有限元分析与实验结果的差别很可能是由于影响FRP应变效率的其他因素造成。

五、 参考文献

[1] 滕锦光， 陈建飞， S. T. Smith， 林力. FRP加固混凝土结构[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2] 李师庆. FRP Rupture Strains in FRP Wrapped Columns[D]. 英国爱丁堡大学博士学位论文，2012.

[3] 叶列平， 冯鹏. FRP在工程结构中的应用与发展[J]. 土木工程学报. 2006.3， 39（3）： 24- 36.

[4] Li， S. Q.， Chen， J. F.， Bisby， L. A.， Hu， Y. M.， and Teng， J. G. Strain efficiency of FRP jackets in FRP-confined concrete-filled circular steel tubes[J]. International Journal of Structural Stability and Dynamics. 2012.3， 12（1）： 1-20.