時間:2022-09-09 18:31:33
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土木工程論文總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:土木工程材料,發展趨勢
0引言
隨著人類文明及科學技術的發展,土木工程材料的不斷進步與改善?,F代土木工程中,盡管傳統的土、石等材料的主導地位已逐漸被新型材料所取代。目前,水泥混凝土、鋼材、鋼筋混凝土已是不可替代的結構材料;新型合金、陶瓷、玻璃、有機材料及其他人工合成材料各種復合材料等在土木工程折中占有愈來愈重要的位置。
1 土木工程材料現狀及要求
與以往相比,當代土木工程材料的物理力學性能也已獲得明顯改善,隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強度、耐久性及其他功能均有所改善。隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍與使用功能已經大大拓寬。此外,隨著技術的進步,傳統的應用方式也發生了較大變化現代施工技術與設備的應用也使得材料在工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。首先工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。
1.1 從土木工程材料的來源來看
鑒于土木工程材料的用量巨大,尤其在應用方面,經過長期使用的不斷累積,單一品種或數個品種的原材料來源已不能滿足其持續不斷的發展的需求。尤其是歷史發展到今天,以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經給社會的可持續發展帶來了沉重的負擔。論文參考網。從另一方面來看,由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高,傳統建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發展的需求。為此,以天然材料為主要材料的時代即將結束,取而代之的將是各種人工材料,這些人工材料將會向著再生化、利廢化、節能化和綠色化等方向發展。
1.2 從土木工程對材料技術性能要求的方面來看
技術性能的要求也越來越多,各種物理性能指標的要求也越來越高,從而表現為未來建筑材料的發展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著輕質高強、多功能、良好的工藝性和優良耐久性的方向發展。
1.3 從土木工程材料應用的發展趨勢來看
為滿足現代土木工程結構性能和施工技術的要求,材料應用也向著工業化的方向發展。例如,水泥混凝土等結構性能向著預制化和商品化的方向發展,材料向著半成品或成品的方向延伸,材料的加工、貯存、使用、運輸及其他施工技術的機械化、自動化水平不斷提高,勞動強度逐漸下降。這不僅改變著材料在使用過程中的性能表現,也逐漸改變著人們對于土木工程使用的手段和觀念。
2新型土木工程材料——綠色建材
土木工程材料行業對資源的利用和對環境的影響都占據著重要的位置,在產值、能耗、環保等方面都是國民經濟中的大戶,為了保證源源不斷地為工程建設提供質量可靠的材料,避免新型材料的生產和發展對環境造成危害,因此“綠色建材”應運而生。目前正在開發的和已經開發的綠色建材和準綠色建材主要以下幾種:
第一、利用廢渣類物質為原料生產的建材,這類建材以廢渣為原料生產磚、砌塊、材板及膠凝材料,其優點是節能利廢,但仍需依靠科技進步,繼續研究和開發更為成熟的生產技術,使這類產品無論是成本上,還是性能方面真正能達到綠色建材標準。
第二、利用化學石膏生產的建材產品,用工業廢石膏代替天然石膏,利用先進的生產工藝和技術可生產各種土木建筑材料產品。這些產品具有石膏的許多優良性能,開辟石膏建材的新來源,并且消除了化工廢石膏對環境的危害,符合可持續發展戰略。
第三、利用廢棄的有機物生產的建材產品,以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產多種土木工程材料,如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機物對環境的污染,還節約了石油等資源,符合在資源可持續發展方面的基本要求。
第四、利用各種代木材料,用其他廢料制造的代木材料在生產使用中不會有害人的身體健康,利用高興技術使其成本和能耗降低,將是未來綠色建材的主要發展方向。
第五、利用來源廣泛的地方材料為原料,利用高科技生產的低成本健康建材,不同的地區都可能有來源豐富、不同種類的地方材料,根據這些地方的性質和特點,利用現代技術,可生產各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的發展方向。
3 土木工程材料的發展趨向
眾多現象表明進入21世紀以后,在我國甚至是全世界范圍內,土木工程材料的發展應具有以下的一些趨向:
研制高性能材料,例如研制輕質、高強、高耐久性、優異裝飾性和多功能的材料,以及充分利用和發揮各種材料的特性,采用復合技術,制造出具有特殊功能的復合材料。
充分利用地方材料,盡量減少天然資源,大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產土木工程材料的資源,以及保護自然資源和維護生態環境的平衡。論文參考網。
節約能源,采用低能耗、無環境污染的生產技術,優先開發、生產低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節能型材料。論文參考網。
材料生產中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料,如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等,同時要開發對人體有益的材料,如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調溫、消磁、防輻射、抗靜電等。
產品可循環在再生和回收利用,無污染廢棄物,以防止二次污染。
總結:總而言之,土木工程材料往往標志一個時代的特點。土木工程材料的發展的過程是隨著社會生產力一起進行的,它和工程技術的進步有著不可分割的聯系。工程中選材料時通過對環境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換,在未來,基于材料原有的性質的基礎上,“可持續發展”將是衡量建筑工程的一把尺子。
參考文獻:
[1]《土木工程材料》中國建材工業出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重慶大學出版社 彭小芹主編
[3]《土木工程材料》武漢理工大學出版社 陳志源、李啟令主編
[4]《土木工程概論》武漢理工大學出版社 羅福午著
[5]《土木工程材料》天津大學出版社 閻西康、趙方冉、伉景富、韓龍軍
我國仍處于發展中國家階段,經濟飛速發展,土木工程建設的還要持續很長的一段時間。土木工程的興旺發展提供了豐富的工程案例,同時也面臨著一些工程技術難題。而德國作為發達國家,已經過了大興土木的時代,其具有的工程實例較少,但是其理論知識比較健全,國內高??梢詫W習德國高校的先進理論知識和教學方法,而德國高校可以利用國內的工程實例進行科研,這就為雙方的合作提供了可能性。近年來,上海理工大學土木工程系一直積極探索中外合作辦學模式,以國際合作與交流帶動土木工程教學改革,探索教學、科研、學科建設和人才培養的新模式。通過多年的努力,土木工程教學新模式已初步形成,國際合作與交流已經有了質的飛躍,正逐漸成為上海理工大學國際交流與合作的一個亮點。以下分別從學術交流、科研合作與人才聯合培養等方面進行了總結和分析。
1.學術交流
德國亞琛工業大學土木工程專業一直位列德國高校前三名,其工程地質學科目前在德國高校排名第一。近年來,土木工程系選拔優秀的老師去亞琛工業大學進修,學習先進的教學理念,與此同時,亞琛工業大學先后派五名教授及教師十余人次來上海理工大學土木工程系合作交流。教師層面的交流更有益于學習國外的先進教學模式,為創新型人才的培養提供技術和制度上的保障。另外,土木工程系已入選為德國政府重點推薦的德國大學生(含本科生、碩士生和博士生)海外實習、實踐與國際交流基地,這一制度保障為雙方長期的學術交流提供了保證。目前,由土木工程系推動的上海理工大學與亞琛工業大學校際合作協議的簽署工作正在順利推進。
2.科研合作
近年來,上海理工大學土木工程系與亞琛工業大學科研方面的合作取得了一系列的成果,先后與亞琛工業大學合作申請完成中德團隊合作項目(PPP項目)、中國國家自然基金面上及國際合作項目、上海市教委海外實習交流項目、德國北威州科技部及德意志學術交流中心項目等十余項,并聯合舉辦國際會議,亞琛工大教授與上海理工大學土木工程系合作申請到德國國家基金重點項目及面上項目多項。另外,雙方聯合建立環境巖土工程實驗室以及聯合建立國家級研究中心的工作正在進行中,雙方的合作也先后在德國政府網站、德國亞琛工大校園網、德國駐華大使館網站及德意志學術中心網站上介紹。目前,德國亞琛工業大學和上海理工大學土木工程系的科研合作已經被中德兩國政府列入雙方聯合資助的框架,雙方下一步將聯合申請德國DFG和中國國家自然基金委聯合資助課題的題目。
3.人才聯合
培養人才培養工作一直是高校土木工程專業的重點,德國大學土木工程教學特點具備以下幾點特征:專業知識面寬,注意社會發展需要、專業方向的設置和調整;緊密聯系生產實際和就業市場的需求,不斷調整和補充知識結構;注重人才的獨立工作能力的培養,實踐性環節多;嚴格的考試和成績評定制度;教學方法注重講授示范性的科學方法。上海理工大學土木工程專業一直積極探索支持和激勵學生海外交流的新機制,積極推動交流互派、海外短期學習、海外畢業實習、參加國際學術會議等多渠道、多平臺、多模式的學生海外交流活動,拓展學生的國際視野。目前,土木工程系與亞琛工業大學的土木工程專業和工程地質專業開展了從本科生到博士生多個層次的合作交流,土木工程系每年都選派優秀學生到亞琛工業大學進修和交流,參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目。同時,選派學生去德國高校并參與到德國高校的課題組完成畢業論文和畢業設計,德方為每名學生配備了知名教授和經驗豐富的教師,分別擔任正副指導教師,學生們被安排在不同的課題組,分別參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目,要求每個中方學生必須真正融入德方研究團隊,每位學生在研修班結業時都必須報告自己的學習和研究成果,這樣通過雙方聯合培養豐富了土木工程專業人才培養的途徑;同時,土木工程系接受德方高校派學生來上海理工大學進行畢業設計、畢業論文和畢業實習以及學術交流,雙方學生之間的知識交流與共享促進了本校學生和德國名校之間的交流,開闊了學生的視野,大大提高了學生工程實踐的能力和團隊合作能力。目前,中德大學生聯合研發的邊坡智能預報系統正在德國的多個邊坡工程中試用。該系統將應用于北京周口店、浙江龍游的邊坡工程及上海隧道股份有限公司盾構開挖引起的地面沉降預報。
4.結論
本文以對德國亞琛工業大學合作交流為例,從學術交流、科研合作以及人才聯合培養角度綜合分析了土木工程專業辦學實踐和經驗。上海理工大學土木工程專業與亞琛工業大學的成功合作具有很強的輻射作用。這種模式可以直接推廣到其他專業和其他學校的國際合作。通過借鑒該模式,土木工程系目前也與德國波鴻大學、德國弗萊貝格工業大學等多所德國知名高校土木工程系科建立了長期合作關系,并且正在將這一成功模式推廣到與英國??巳卮髮W以及澳大利亞臥龍崗大學土木工程專業的合作。
作者:饒平平陳有亮宋忠強單位:上海理工大學環境與建筑學院
【關鍵詞】土木工程英語 翻譯技巧 研究探索
土木工程方面的英語處于發展階段,其內容的更新以及填充發展較為快速,主要原因就是土木工程本就是一個持續變化發展的行業,其運用的技術、設備以及相應的原理等都在不斷的進步當中,因此,土木工程英語的翻譯發展較為難以進展,以及其中的技巧較為難以掌握,其確定的主要手段就是對翻譯中存在的問題以及不合理的地方進行分析,找出造成這些問題的關鍵所在,進而逐漸清晰脈絡,使得技巧的研究實際化,進而得出相應實際的技巧,進行實際的應用,來發展土木工程。
一、土木工程英語
土木工程行業的發展較為迅速,發展的歷史較長,內容較多以及原理較為復雜,該行業所涉及的知識范圍較為廣泛,其所運用的技術、設備以及材料等種類較多,這就導致該方面的英語較為復雜,學習難度應用難度大。土木工程英語的發展目的就是為了適應現階段發展的國際化,為使得我國土木工程的發展走上國際化道路以及發展的程度與社會的需求相一致。在對土木工程英語進行探討過程中,發現其存在的主要問題就是英語的標準化水平不足,英語詞匯的含義變動性大以及英語詞匯應用過程中的限定條件少等。這些都造成在實際場合的英語應用過程中容易出現各種意外情況,甚至于進一步導致合作的進展困難,導致土木工程的發展受到一定的影響以及國際發展受到相應的限制。由此可見土木工程英語的發展以及完善是極為必要的,根據其現存的問題進行實際的探究,找出主要的改進方向以及主要的發展措施,進而使得土木工程英語的發展更上一層,進而使得土木工程英語的作用效果實際的體現在社會土木工程產業的發展中。
二、土木工程英語翻譯研究方向以及翻譯的作用
對土木工程英語進行實際的應用所依靠的就是翻譯該種方式,在實際的發展過程中翻譯的進展較為不順利,不僅是因為專業詞匯過多,導致在翻譯中較為困難,另外就是該方面的技術以及施工手段、設備、材料等的不斷發展更新也使得詞匯的總數不斷累積,由于在土木工程方面該方面的翻譯人才的緊缺導致在無法及時快速的掌握最新變化,進行實際的應用,這些都導致土木工程的交易以及發展受到相應的限制,同時也使得其的技術發展以及施工計劃的發展都較為緩慢,在進行翻譯水平的提高過程中,首先需要掌握的就是翻譯的總體作用以及其的主要應用方式,對其中應用存在的問題進行研究,進而相應的確定發展的方向,在此基礎上總結出相應的技巧。
1.土木工程英語翻譯的作用以及問題。土木工程英語翻譯的主要應用方向就是相關最新發表的論文,對其中新發表的概念、手段、方法、設備、原理以及技術信息進行提取,進而使得土木工程在發展工程中能夠技術有效的第一時間掌握相關先進的技術,進行及時的研究,進而根據研究的結果進行相應的分析,進行進一步的改進,使得該項技術原理等得到快速的應用,使得我國使用的技術等不再處于較為慢反應以及被動的狀態;同時通過研究最新發表的文獻,進行發展方向的確定以及發展內容的確定;也能夠反向利用翻譯的方法來發表我國的最新研究,進而使得我國的科技方面的先進性得到一定的國際認可,在此基礎上對于進一步發展我國的土木工程有實際的促進效果。在土木工程英語翻譯使用過程中發現其翻譯存在一定的問題,包括翻譯的過程翻譯的方法以及翻譯的結果,其導致英語翻譯與實際的表達存在一定的偏差,進而使得我國的土木工程英語翻譯的發展受到一定的限制。根據實際的翻譯例子以及相應的翻譯結果的分析得出其存在的主要問題就是翻譯人員的綜合能力的問題,主要體現在于對于翻譯的結果沒有進行檢查,對于細微處的翻譯錯誤不加予理會,而往往千里之堤毀于蟻穴,其在實際的翻譯過程中所掌握的知識量較為固定無法得到進一步的發展,導致無法適用于瞬息萬變的土木工程;翻譯的過程中沒有進行前后語序的連通性,導致最終翻譯的結果較為凌亂,翻譯的語序較為別扭,整體性不強,以及出現的錯誤較多等;翻譯的流暢性弱,邏輯性弱,實用性弱。這些都導致在實際的發展過程中翻譯所起的作用較為有限,翻譯在土木工程的發展促進中沒有起到實質性的作用。
2.土木工程英語翻譯技巧研究。土木工程英語的主要作用就是交流以及先進相關論文的閱讀等,其直接影響該產業的發展廣度以及該產業的發展深度,為使得其的作用效果體現出來,就需要進行翻譯,針對該現象需要進行的主要措施就是翻譯技巧的研究。
(1)結合實際情況。土木工程英語的使用會隨著實際的環境的不同翻譯有所不同,其實際的體現就是國外人的語序以及文化邏輯等會與我國有明顯的不同,因此,在實際的翻譯過程中需要注意這一點,需要盡量的了解該國的文化以及該國的交際方式,在實際的交流中才能夠做到無阻礙,不出現意外,對于土木工程的進一步發展而言是具有實際意義的。
(2)對于土木工程英語知識的鞏固。翻譯技巧增長的主要前提就是全面掌握該方面的知識,其是發展土木工程英語翻譯技巧的有力手段以及前提,其需要進行的主要鍛煉就是知識的積累,進行該方面的單詞、句子等的學習以及訓練,進而使得其在翻譯過程中所遇到的阻礙因素降低。
三、土木工程英語翻譯小技巧
土木工程英語翻譯的技巧主要分為以下幾個方面:由詞及句、由淺入深、一詞多意、語境結合、邏輯把握、保證完整、避直就曲。由詞及句的主要意思就是在翻譯過程中需要考慮的就是先確定詞匯的意思,在翻譯過程中有一定的思路,保證翻譯的邏輯性以及準確性;由淺入深就是進行不斷的鍛煉,在前期主要依靠的就是字面的意思進行自我的翻譯,在不斷的理解過程中進行語序的調整以及深入的探究,進而是的語句的完整性得到較好的重現。一詞多意的意思就是一個詞匯有多個意思,在實際的翻譯過程中會經常的遇到該種情況,其所需要掌握的就是詞匯,包括詞匯的寬度以及長度;語境結合就較好理解,就是字面上的意思,將所翻譯的詞匯以及句子進行實際的應用語境的探究,進而使得探究的方向具體化,詞句的意味明朗化,進而使得翻譯的的準確性提高;邏輯把握就是在句子段落的翻譯過程中需要檢查翻譯結果語句之間的先后關系邏輯關系,進而進行進一步的調整,使得翻譯結果的實用性提高;保證完整的意思就是在語句中被省略的部分在翻譯的過程中不能夠忽視,進而使得翻譯的閱讀性以及翻譯的可靠性增加;避直就曲就是在翻譯過程中避免出現直譯的現象,也根據具體的情況進行自我的變化。
四、結束語
土木工程在實際的發展過程中所需要依靠的理論知識就包括英語該方面的知識,該方面知識的具體使用以及發展就需要借助翻譯該種手段,對翻譯技巧的討論以及研究的主要目的就是發展該行業。
參考文獻:
[1]鄧友生,藍培華,李中林.土木工程英語翻譯技巧[J].中國科技翻譯,2004,17(4):12-13,43.
[2]譚娜.土木工程英語詞句特征及翻譯技巧[J].校園英語(下旬),2015,(6):230-230.
關鍵詞 土木工程材料;發展;建材
【中圖分類號】 S969.1 文獻標識碼:B 文章編號:1673-8500(2012)10-0011-02
1 土木工程材料
隨著科學技術的進步和建筑工業發展的需要,一大批新型土木工程材料應運而生,,而社會的進步、環境保護和節能降耗及建筑業的發展,又對土木工程材料提出了更高的要求。因而,今后一段時間內,土木工程材料將向以下幾個方向發展。
復合化。單一的材料往往難以滿足要求,復合材料應運而生。所謂復合技術是將有機和有機、有機和無機、無機和無機材料在一定的條件下,按適當的比例復合。然后經過一定的工藝條件有效地將幾種材料的優良性結合起來,從而得到性能優良的復合材料。
多功能化。隨著人們生活水平的提高,對材料的功能的要求越來越高,要求新型材料從單一功能向多功能方向發展。即要求材料不僅要滿足一般的使用要求,還要求兼具呼吸、電磁屏蔽、防菌、滅菌、抗靜電、防射線、防水、防霉、防火、自潔智能等功能。
2 土木工程材料現狀及要求
與以往相比,當代土木工程材料的物理力學性能也已獲得明顯改善,隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強度、耐久性及其他功能均有所改善。隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍與使用功能已經大大拓寬。此外,隨著技術的進步,傳統的應用方式也發生了較大變化現代施工技術與設備的應用也使得材料在工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。首先工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。
2.1 從土木工程材料的來源來看:
鑒于土木工程材料的用量巨大,尤其在應用方面,經過長期使用的不斷累積,單一品種或數個品種的原材料來源已不能滿足其持續不斷的發展的需求。尤其是歷史發展到今天,以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經給社會的可持續發展帶來了沉重的負擔。論文參考網。從另一方面來看,由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高,傳統建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發展的需求。為此,以天然材料為主要材料的時代即將結束,取而代之的將是各種人工材料,這些人工材料將會向著再生化、利廢化、節能化和綠色化等方向發展。
2.2 從土木工程對材料技術性能要求的方面來看:
技術性能的要求也越來越多,各種物理性能指標的要求也越來越高,從而表現為未來建筑材料的發展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著輕質高強、多功能、良好的工藝性和優良耐久性的方向發展。
3 新型土木工程材料——綠色建材
土木工程材料行業對資源的利用和對環境的影響都占據著重要的位置,在產值、能耗、環保等方面都是國民經濟中的大戶,為了保證源源不斷地為工程建設提供質量可靠的材料,避免新型材料的生產和發展對環境造成危害,因此“綠色建材”應運而生。目前正在開發的和已經開發的綠色建材和準綠色建材主要以下幾種:
3.1 利用廢渣類物質為原料生產的建材,這類建材以廢渣為原料生產磚、砌塊、材板及膠凝材料,其優點是節能利廢,但仍需依靠科技進步,繼續研究和開發更為成熟的生產技術,使這類產品無論是成本上,還是性能方面真正能達到綠色建材標準。
3.2 利用化學石膏生產的建材產品,用工業廢石膏代替天然石膏,利用先進的生產工藝和技術可生產各種土木建筑材料產品。這些產品具有石膏的許多優良性能,開辟石膏建材的新來源,并且消除了化工廢石膏對環境的危害,符合可持續發展戰略。
3.3 利用廢棄的有機物生產的建材產品,以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產多種土木工程材料,如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機物對環境的污染,還節約了石油等資源,符合在資源可持續發展方面的基本要求。
3.4 利用來源廣泛的地方材料為原料,利用高科技生產的低成本健康建材,不同的地區都可能有來源豐富、不同種類的地方材料,根據這些地方的性質和特點,利用現代技術,可生產各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的發展方向。
4 土木工程材料的發展趨向
眾多現象表明進入21世紀以后,在我國甚至是全世界范圍內,土木工程材料的發展應具有以下的一些趨向:
研制高性能材料,例如研制輕質、高強、高耐久性、優異裝飾性和多功能的材料,以及充分利用和發揮各種材料的特性,采用復合技術,制造出具有特殊功能的復合材料。
充分利用地方材料,盡量減少天然資源,大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產土木工程材料的資源,以及保護自然資源和維護生態環境的平衡。
材料生產中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料,如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等,同時要開發對人體有益的材料,如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調溫、消磁、防輻射、抗靜電等。
總結:土木工程材料的發展的過程是隨著社會生產力一起進行的,它和工程技術的進步有著不可分割的聯系。工程中選材料時通過對環境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換,在未來,基于材料原有的性質的基礎上,“可持續發展”將是衡量建筑工程的一把尺子。
參考文獻
畢業設計存在的問題
學校為規范隧道工程畢業設計的指導和管理,對畢業設計的流程、質量控制體系、考核評價體系及設計成果等方面進行規范,并對如何更好地開展畢業設計指導進行了多個方面的探討和借鑒,但還存在很多問題。主要表現在:選題與工程實際存在一定程度脫節;設計資料陳舊,沒有及時更新,缺乏系統性;畢業設計成果欠規范,設計質量有待提高;設計過程管理不嚴格,學生態度不積極嚴肅;指導模式有待改進和完善。總體而言,目前本校隧道工程畢業設計在選題、指導、培養目標、參與主體的主觀能動性、建立創新激勵機制以及理論與工程實際相結合等方面還存在一些問題。
對我校隧道工程畢業設計的幾點改進和完善建議
隧道工程是土木工程的一個分支,寬口徑的土木工程專業是應用性、實踐性很強的專業,其涵蓋范圍廣泛,涉及的知識面寬,針對性強,其教學具有很強的實踐性、社會性、綜合性、創新性和群體性的特點。根據“湖南城市學院隧道工程專業人才培養計劃”的教學培養目標,貫徹因材施教的育人原則,更好地體現理論教學、實踐教學和科學研究“三元一體”的教學思想,適應厚基礎、寬口徑的專業培養要求,本校對隧道工程畢業設計的指導根據2010屆、2011屆與2012屆畢業生的設計情況以及暴露的問題,和與多個學校的探索交流,主要針對設計前期、設計過程和設計后的總結提出了以下幾點改進和完善的建議。
(一)充分做好設計前期工作
1.加強和落實好畢業實習,科學選題,提前選題。畢業實習能夠讓學生充分體驗施工現場,將學習的理論和實踐聯系起來,成為學生為完成畢業設計很好的練兵場,因此教師應該加強畢業實習的落實。本校的畢業實習安排在第7個學期期末延續至寒假,因此盡量在滿足教學安排的情況下,爭
取較長的時間給學生體驗,同時制定好相關的指導方案,有針對性地指定實習內容,并要求做好實習日志和報告并據此進行畢業實習答辯和評定。畢業設計成功與否,效果如何,與畢業設計選題密切相關,題目選擇要滿足教學要求,還應達到專業培養目標的教學大綱要求,盡量結合生產實際、科學研究的任務,同時還應適當反映本專業領域的發展水平和前沿動態。另外,要切合學生實際知識水平和應用能力,特別是畢業設計內容還應該結合學生畢業分配的去向,2010屆、2011屆與2012屆曾經參與過隧道工程技術工作的畢業生反饋的信息表明,由于選擇與工作相關的畢業設計課題,確實受益匪淺,他們能夠更好更快地適應工作環境。因此,建議在學生畢業實習前由老師制定好選題,給定相關設計資料,特別重視給定詳細的地質資料,讓學生在施工現場重視對地質資料的分析、研究和使用,充分熟悉和鞏固工程地質方面的專業知識,讓學生在畢業實習期間有針對性地選好課題,同時學習和強化與之相關的內容,收集實用的資料,了解相關施工工藝。
2.做好資料搜集工作。選定了畢業設計題目,學生應該以此搜集相關的規范,教材(特別是《隧道工程》、《土木工程地質》、《結構力學》、《巖體力學》等)、參考文獻、論文以及相關視頻資料,同時熟悉隧道施工工序,認真閱讀,回顧和讀懂讀透重要章節內容。這部分的工作量大而且對順利完成畢業設計有著不可取代的作用,可能有的學生不積極,或者有些盲目,老師應該予以適當的指引,盡量避免學生做無用功。
(二)落實和抓好設計過程
在前期做好較為充分的設計準備后,本著“以人為本,教會生存,張揚個性”的指導方針,設計過程不僅學生要充分發揮主觀能動性和創新性,指導老師也要加強對學生的指導工作,投入足夠的時間和精力,同時學校要制定積極的管理措施作為有力的保障,從而保證畢業設計的順利進行。
1“.模板化”設計與“個性化”設計相結合。本校隧道畢業設計由于在資料庫儲備方面還沒有完善,所以畢業設計宜采用“模塊化”?!八淼拦こ痰哪K化設計”的具體內容包括以下幾個方面的基本內容:選線、建筑限界、洞門、襯砌、通風與照明、排水、施工方案、施工組織、概預算等。學生必須要有這幾個方面的設計內容,但是為滿足教學要求的深度和廣度,又避免抄襲現象和充分發揮學生的積極探索和創新的精神,鼓勵學生個性化發展,同時建議還采取“個性化設計”補充,在以上幾個基本內容中采用其中1-2個版塊進行深入的分析,研究和專項設計,有必要時可以輔助試驗,施工現場考察。
2.正確對待計算機輔助設計。計算機輔助設計已經在工程設計得到廣泛應用,計算機應用能力成為衡量畢業生能力的一個重要指標。畢業設計過程中要求畢業生結合本校師資隊伍情況,以隧道工程為畢業設計對象,在畢業設計過程中合理使用計算機進行輔助設計,但同時為了避免學生抄襲和弱化學生實際動手能力,建議學校采用“手工+計算機輔助設計”相結合的模式。例如,首先學生必須掌握常用的辦公軟件,如:Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等,并能熟練地用來進行大部份畢業圖紙的繪制與畢業計算書的編寫;其次,對于部分非常重要的圖紙,如建筑限界設計,緊急停車帶設計,洞門平面圖,洞門立面圖,各類圍巖襯砌設計及配筋圖,爆破施工方案,路面結構圖則必需采用手工繪制。同樣,對于結構設計計算,要求學生學會相關軟件,如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus,同濟曙光等進行結構受力計算和分析。但對基本的計算,如圍巖壓力的計算、襯砌配筋等,宜采用手算。此外,還應適當鼓勵和引導學生進行與自己工作相關的設計和研究生學生學習,還可以較為深入地引導學生學習同望West,Origin科技繪圖,以及Fortran90、VC++等計算機語言編程的應用。
3.教師指導模式的改進。指導老師精力和時間的投入、給予的耐心指導是學生順利進行畢業設計的強有力保證。教師指導主要從以下幾個方面進行改善和提高:
(1)在畢業設計過程中,指導老師不僅要進行業務指導,更要著眼于教書育人、提高學生綜合素質和工程能力;不僅在設計選題和下達任務等環節“精挑細選”,更要在指導過程中“精雕細鑿”,因材施教;不僅要對學生的出勤紀律、任務完成情況進行管理監督,同時要聽取學生完成工作情況的匯報,關心學生的全面成長。因此老師可能采用多種指導方式,如直接與學生見面或者運用QQ、手機等聯系方式進行指導,同時建議老師指定每周特定的時間為學生答疑解惑,尤其對于地質資料的閱讀和襯砌設計部分,要適當補充相關文獻、論文和專題形式的詳細指導。
(2)指導老師應該根據學生的不同情況,擺脫以往“單行灌入式”的教學方法,改變學生“等、靠、要”的惰性心理,采取“因材施教”的方法。另外,還要特別注意鍛煉學生自學能力,例如對于襯砌計算,他們不知道如何下手,指導老師可大致先講述計算的基本環節及如何查閱相關資料的途徑,然后放手讓學生們自主去探究,最后再根據相關問題重點答疑。這樣在學生的獨立學習能力得到提高的同時,也讓學生學會了如何規劃處理工程問題。
(3)組成指導小組定期給予指導。隧道工程畢業設計是對所學專業的綜合訓練,它涉及巖土、地質、建材、力學、施工組織及概預算、結構設計原理等各個方面,涉及的問題多,知識面較寬,這就要求教師要分工協作,充分發揮各自的優勢,以保證畢業設計指導的質量,因此建議成立隧道專項指導小組,小組教師適當地補充一些隧道工程專題講座,并進行集體答疑,互相配合,避免獨立指導下不全面的弊端;同時小組成員經常討論指導畢業設計的經驗與體會,對培養青年教師,提高其業務水平及指導畢業設計的能力也起到積極的作用。
(4)與其他院校多交流,相互借鑒。這三次的畢業設計指導通過與武漢大學、華中科技大學、中國地質大學(武漢)、中南大學、湖南大學、湖南科技大學等高等院校的師生相互交流,同時聘請相關教授(如華中科技大學王元漢教授)來本校進行畢業設計指導和相關知識講座,為本校隧道工程以及其他畢業設計提供了很多的建設性建議,特別是對教師如何指導學生、引導學生積極思考、充分發揮主觀能動性等方面有很大的促進作用,全面完善了本校土木工程畢業設計指導模式。
4.學校加強和落實好考勤制度和考核評價體系的管理。畢業設計的管理是一項復雜的系統工程。涉及畢業論文的選題、任務書的下達、開題、評審、答辯、成績評定和歸檔等一系列程序。畢業論文的管理工作需要制定如教師指導、師生定期交流、論文審閱、考核標準和評級等一系列制度規范。雖然本校建立了一系列畢業設計管理制度,但其中卻存在許多尚需完善之處,因此必須建立一套行之有效的管理實施辦法、明確考核標準和指標。同時,必須強化貫徹制度的力度,將畢業論文的相關規定和條例落實到位。在實際執行中,對畢業設計成果質量要求不能放松,并且監督管理工作不能浮于表面,特別是對于出現問題的畢業設計,應更加嚴格要求,保證整改效果。
(三)設計后重視總結與完善
1.建立和完善科學的評價指標體系和評分標準。畢業答辯是考核畢業生分析問題、解決問題應變能力的一種手段,是對學生畢業設計水平的評估。組織好畢業答辯可提高學生整體的專業水準。目前,本校土木工程的答辯是按班級進行的,橋梁工程專業與隧道工程專業混在一塊進行答辯,因此采取的畢業答辯模式有待改善。根據本校教學資源的具體情況,結合以往的答辯模式和借鑒山西鐵路工程職業技術學院的答辯模式,本校土木工程目前的畢業答辯模式應該分專業進行,各個專業答辯小組組員由6人組成,由本專業學科帶頭人任組長,指導老師和專業老師各2名,聘請1名施工現場工程師或退休工程師參加答辯。畢業答辯內容宜由以下三個部分組成:
(1)畢業設計宣講。由設計者口述完成,要求宣講內容完整嚴謹,概念清楚,能正確運用圖表,重點突出創新能力及涉獵可能奪得新工藝,新材料,新技術和對未知施工知識的探究,這里建議采用懸掛圖紙,黑板板書和PPT演示相結合的方式,重在培養學生的表達能力。
(2)抽題答辯。指導老師根據設計過程需要的基本知識,必須掌握的重點知識,選好一定數量的答辯題,供答辯現場抽簽答辯,這樣可以激發學生的學習興趣,營造一個生動、活潑的教學環境,為畢業生掌握基礎知識提供一個很好的平臺。
(3)提問答辯。參加答辯的老師提前閱讀畢業設計,緊扣畢業設計進行隨機提問答辯,學生即興回答,要求能很快理解所提問題的實質,解答內容正確,論證確切,邏輯性強。
2.重視資料庫的完善。就畢業設計這一教學環節而言,需要大量的設計資料做支撐,這既是教學任務的要求,也是資源積累和教學可持續發展的需要。目前,本校隧道工程的設計資料數量嚴重不足,參考書籍不全,規范沒有及時更新等問題,這在一定程度上影響了畢業設計的質量和速度。因此,學校、老師和學生必須重視隧道設計資料的收集、整理和資源整合,除了補充和完善常規紙質資料外,應當發揮學校網絡的優勢,建立本校畢業設計專題專版。資料庫的完善與整理包括:
(1)收錄前屆畢業設計提供的各種地形圖和地質資料;
(2)收集各種隧道工程設計實例(包括常規的和特殊的案例);教師實際完成的具有代表性的設計案例,突出特殊的設計;
(3)收集“模板化設計”中各個專項設計相關的技術論文等資料,形成各項專題多樣化模板,建立專門的數據庫供學生查詢和利用;
(4)收錄各種設計、施工、驗收規范和圖集等;同時對新的規范及時進行更新和公布。這樣,通過集合各種優秀資源,不但實現了信息資源共享,滿足了畢業設計的資料需要,還達到了積累資源和教學可持續發展的目的。
3.評定優秀指導教師和優秀畢業生。制定相關的政策,綜合學生在設計過程中的努力程度,設計成果質量與答辯表現,每組評定適宜數量的優秀畢業生,同時根據指導老師的指導記錄和對畢業生的問卷調查,評定畢業設計優秀指導教師數名。這樣在設計過程中,學生與學生之間,老師與老師之間形成一種不斷改進,不斷提高的良好活躍的競爭氛圍。
4.畢業答辯結束后,組織畢業生師生座談會。畢業答辯結束并不意味著畢業設計的整體結束,還應該對畢業設計的指導模式和需要完善的政策和相關條例條文進行總結,完善本校對以后畢業設計的指導。建議本院在答辯結束后,進行1~2次畢業生設計師生座談會,總結設計過程中遇到的專業問題,以及管理制度、指導方面和其他方面的問題,通過學生自主發言,老師補充的模式總結,例如在進行隧道襯砌受力數值模擬的時候,關于建模和后處理的難點問題,對于圍巖壓力的計算采取excel計算還是自行編輯的程序計算的問題,老師的指導環節如何設計更有效的問題等,為本校以后的隧道畢業設計提供參考。
由隧道工程畢業設計引發的幾點教學建議
(一)開展“四年級本科生導師制”
我校土木工程專業現設有建筑工程、地下空間和道橋方向三個方向,根據本校的師資隊伍,借鑒東南大學的人才培養模式,本??梢圆扇 氨究粕鷮熤啤保扇W生和導師“雙向選擇”的方式,其目的和要求是:
(1)導師負責學生在大學四年的學習情況,包括專業課學習、參加課外科技活動和科技競賽、參與土木工程試驗等;學生根據自己學習的方向選擇老師,有的放矢的跟隨導師學習自己所關心的科研問題。
(2)導師主動關心學生的全面成長,通過與學生“交朋友”的形式,幫助學生克服遇到的學習,心理和生活方面的問題。
(3)導師尤其負責學生大四的畢業實習和畢業設計的指導工作。
(二)引導學生走進試驗室,培養科學和嚴謹的學習態度
本校擁有土木工程試驗中心,下設建材、力學、土工、結構、道路、橋梁等專業實驗室。經過10余年的發展,現已成為具有一定規模的學校重點實驗室之一。專業技術人員和師資力量雄厚,本中心擁有六層土木實驗樓1棟,結構廠房1棟,實驗設備約400余臺套,擁有多臺先進的大型設備、儀器,其中包括500噸壓力試驗機、結構疲勞試驗機、全站儀、樁基檢測儀、電子萬能試驗機、智能液塑限聯合測定儀,多功能振動測試系統,超聲波檢測儀等。土木工程實驗中心除承擔全校工程類專業的實驗教學任務外,還和湖南城市學院土木工程檢測中心對外承接大量房建、道路、橋梁、巖土、測繪工程等方面的試驗和檢測項目,同時也是重要的科研基地。為充分利用這些實驗設備,為引導學生將理論和實踐聯系,培養學生的綜合素質和能力,本校應該放開手,制定試驗室開放政策,老師引導學生多走進試驗室,給予相關的試驗課題,讓學生自己動手,探索新知識,解決問題,培養科研能力和實踐能力,使土木工程專業素養不斷得到提高。
(三)引導學生積極參與土木工程檢測項目,培養吃苦耐勞的工作作風
本校擁有土木工程檢測中心,其是本校集產、學、研為一體的一個對外平臺,擁有結構、道路、橋隧、建材、土工、測量6個實驗室。檢測中心嚴格按照要求建立了完善的質量管理體系,本校在滿足教學要求的同時,應該充分利用這個平臺,引導和鼓勵學生參與其中的檢測或實習、見習,提前體驗土木工程的工作和需要具備的嚴謹科學的工作態度,從而可根據自己的興趣愛好來強化專業學習和擇業。
關鍵詞:土木工程專業;特點;案例教學
中圖分類號:G642.4
文獻標志碼:A 文章編號:1002-0845(2007)05-0051-02
土木工程(建筑)業是我國國民經濟的支柱產業,土木工程以各類建筑物或構筑物的工程設計與施工為研究對象。土木工程專業課程的主要任務是,通過課程學習,使大學生具備正確選擇、設計方案和成功進行施工管理的能力,為以后從事結構工程設計、工程監理、工程合同控制等工作掌握扎實的土木工程實踐知識,具備一定的解決工程實踐問題的能力,進而提高本專業大學生的擇業競爭力。
一、土木工程專業課程的特點
土木工程專業課程具有課程綜合性強、知識跨度大、工程實踐性強、案例性強等特點。
(1)課程綜合性強、知識跨度大。課程所含理論知識涉及工程技術、經濟與管理等多學科領域。
(2)工程實踐性強。土木工程專業課程與工程生產活動密切相關,課程內容是工程實踐的總結,它來之于實踐,用之于實踐;課程的主要內容大都是典型工程設計及其施工實踐,這一特點為土木工程專業課程進行案例教學改革奠定了知識體系基礎。
二、案例教學在土木工程專業課程教學中的實施
1.土木工程專業課程案例教學改革的依據
(1)土木工程專業課程案例教學改革始終是以關于認識發展的一般規律為指導的。
土木工程專業課程案例教學符合人類對客觀世界認識的一般規律,教學改革強調對專業的感性認識源于工程實踐,并通過工程實踐得以提升到理性知識,理性知識用來指導工程活動并在新的工程實踐中得到發展;同時,在教學改革中強調學生的主觀能動性對教學效果的影響。
案例教學改革的基本思路如下:
工程現場場景(感性知識)通過實際工程提出需要解決的問題(通過實踐提出問題,激發學生的主觀能動性)歸納、提煉、講解課程的基本知識(理性知識)啟發學生獨立解決第二環節中需要解決的問題(理性知識的運用與深理解)生產實習(學生已經具備相當的理論知識和基本的實習基礎,同時理性知識在指導實踐的過程中得到發展)。
(2)土木工程專業課程的工程實踐性強、案例性強等特點,是土木工程專業課程案例教學改革的另一依據,為案例教學改革提供了可能。
(3)土木工程專業課程案例教學是啟發式教學的基本要求。
啟發式教學要求采用恰當的教學方式,啟發學生通過發散思維去發現問題,并獨立解決問題,這恰恰滿足了土木工程專業課程的要求。因為,土木工程實踐中出現的問題,很可能是沒有預見的,解決方案也不是唯一的,采用案例教學有利于為學生營造工程現場氛圍,有利于幫助學生形成獨立解決工程問題的意識。
2.土木工程專業課程案例教學改革的內容
(1)根據該課程教學大綱和土木工程實踐的發展現狀對課程內容進行整合。能否在教學時間有限的前提下,提高本課程的教學質量,選擇講授的基本內容和確定講授重點至關重要。土木工程專業課程可以分為工程技術類和工程組織類兩部分,要想在有限的學時內,把每一章的內容都講述一遍,顯然是不可能的。這就要求教師能針對學生的特點,選擇主要的內容,突出重點和難點。另外,還要搜集、選擇國內外最新工程資料,以便能及時調整講授的內容,補充最新成果,使學生所掌握的知識能與工程實踐保持同步。
(2)把選擇講授的內容整合成相對獨立的模塊,確定案例涉及的知識體系。土木工程項目多以分部、分項工程為單元,對于知識量小的分部和分項工程單元,可以設置一個模塊;對于知識量大的單元,根據工程的內在的連續性、知識點的內在聯系和知識量的大小,可以設置幾個模塊,每個模塊對應一個案例。
(3)確定各案例所涉及的教學內容并規劃教學環節。進行案例設置時,每一個案例一般都包括:針對本案例核心知識的現場錄像、針對本案例核心知識的工程現狀、提出針對本案例核心知識的工程問題、講解本案例核心知識的基本原理與典型工藝過程原理的flash演示、討論并解決上述問題。其中,現場錄像、工程現狀與演示典型工藝過程原理的flash素材是案例教學的重要基礎,其質量直接關系到案例教學的效果,需要根據案例核心知識點認真準備。
3.土木工程專業課程案例教學的環節
以“施工技術”課程中“基坑開挖與基坑降水”為例,講述土木工程專業課程案例教學的教學過程。
(1)形成感性知識,激發學習興趣階段。通過多媒體播放5~8分鐘工程現場錄像,錄像的內容主要涉及與基坑開挖方式和基坑降水有關的工程概況、場地情況、施工機械、基坑降水設備及其工作過程等內容。
該階段教學目的:在有限的時間內利用多媒體提供給學生大量圖形信息,展示工程現狀。這些具體、直觀、形象的信息能有效幫助學生形成感性知識,激發學生學習興趣,活躍課堂氣氛,啟發學生提出各類問題,調動學生積極主動探求此類工程問題的解決方案,為案例教學的第二環節打下良好基礎。
(2)以實際工程為載體,展示工程場景和具體工程參數,提出工程要解決的問題。以文字為主,圖形信息為輔,介紹正在準備進行基坑開挖(需基坑降水)的工程,包括工程概況、地質狀況參數、基坑形式、擬開挖基坑的基本信息、施工平面圖及參數、所需施工機械、施工任務等,注意不要在本階段給出問題的答案。
該階段教學目的:以濃厚的工程氛圍、嚴謹的工程語言向學生傳遞實際工程信息和工程急需解決的問題,增強學生的工程意識、解決工程問題的責任心與緊迫感,集中學生的注意力。
通過以上兩個階段,學生具備一定的感性知識,并能夠以濃厚的學習興趣與求知欲、強烈的工程責任心進入下一階段的理論知識學習。
(3)構建理論知識體系。以課堂理論教學方式概要講解該案例涉及的知識點,同時考慮到施工過程的動態性,對一些典型的施工工藝過程采用flas演示其工藝原理,必要時引入工程圖片來說明。
案例涉及的重要知識點,通過課堂講解掌握,其他知識點指導學生通過自學去熟悉或了解。
學生帶著(2)中的問題進行該階段學習,所以,該階段的理論學習是有的放矢的,課堂氣氛是輕松的,學習效果是高效的。通過以上三個階段,學生對基坑開挖與基坑降水理論知識能形成完整的構架,具備了解決簡單工程問題的能力。
(4)理性知識的簡單運用與加深。重新審視(2)中要解決的工程問題,給學生以啟發和引導,通過討論指出解決問題的思路與方向。將學生編成小組,啟發各小組學生采用各種方式獨立地完成針對(2)中問題的技術報告。
該階段教學目的:通過解決案例問題,培養學生獨立思考的習慣和解決工程問題的意識與能力,培養土木工程所需要的團隊協作精神,增強學生的實際工程現場意識,是對課程理論知識的再認識。
案例教學的程序如圖1所示。
三、土木工程專業課程案例教學的作用
土木工程專業課程案例教學的主要作用如下:
1.提升學生以下能力
第一,主動分析并掌握問題重點的能力;
第二,思考及分析個案的能力;
第三,表達個人觀點的能力;
第四,通過討論找出最合適的解決問題的方法的能力。
另外,還可以使學生更了解現實工程情況,通過互相溝通,培養及發揚團隊精神。
經過對本專業兩屆學生的教學實踐,證明該教學方式深受學生歡迎,教學效果顯著。
2.提高授課教師綜合業務能力
土木工程專業課程案例教學改革,要求授課教師必須具備“雙師資格”(教師資格和工程師資格)。授課教師應該根據專業特點,在具備扎實的理論知識的基礎上,投身土木工程實踐,通過工程實踐把自己鍛煉成合格的工程師。
3.提升教育理念
土木工程案例教學是有利于培養土木工程應用型人才的教育教學方式,是對土木工程行業應用型人才需求的響應,最終有利于提高土木工程專業畢業生的就業競爭力。
四、結論與建議
組織土木工程專業課程案例教學時應注意以下幾點:
第一,模塊劃分時,應該考慮模塊的完整性及模塊間的獨立性,注重模塊內錄像、工程實例、工程原理的一致性;
第二,應該精心設計各案例要解決的主要原理,突出重點;所涵蓋的內容不宜太多,否則,案例教學又將變成“填鴨式”的平鋪直敘;
第三,進行土木工程專業課程案例教學時,所選擇的工程實例應該既能反映該案例要傳遞的基本原理,又要盡量地反應現代土木工程實踐的前沿信息;
第四,采用土木工程專業課程案例教學的同時,應該改革傳統的考試方式。
考試應增加與實踐相結合的內容,注重對學生綜合能力和創新能力的考查;在考試形式上,要避免“考前背筆記,考完全忘記”現象的出現,注重對學生理解、掌握和運用知識能力的考查;除了傳統的閉卷考試以外,還可以采用綜合題開卷、討論、答辯、科技論文寫作等形式,從多個角度考查學生的綜合能力。
參考文獻:
[1]姜秀英.土木工程專業建筑施工課程教學改革與實踐[J].高等理科教育,2001(4).
關鍵詞:工法;編寫;要點
中圖分類號:S969文獻標識碼: A
1、前言
我國自1984年引入工法管理制度以來,先后經歷了學習宣傳階段、工法試行階段和迅速發展階段[1]。施工一線人員流動性大,初次參與工法編寫的人員常常不得要領,如何快速掌握工法編制要點,編寫出高質量的工法,展示企業施工水平和施工能力,成為土木工程技術人員成長的一個臺階。
2、工法的定義和特點
所謂工法,是以工程為對象,工藝為核心,運用系統工程原理,把先進技術和科學管理結合起來,經過工程實踐形成的綜合配套的技術應用方法[2]。
工法的主要服務對象是施工;工法不是單純的施工單項技術,而是技術與管理的有機結合、綜合配套的施工技術;工法是運用系統工程原理和方法總結出來的成功經驗,具有較強的系統性、科學性、和可推廣性;工法的核心是施工工藝,其中的材料、設備、勞動力、質量安全及治療控制標準都是為工藝服務的;工法是施工企業標準的重要組成部分,是施工經驗的總結與提煉;工法不等同于技術總結和論文,而是成功經驗關鍵技術研究的提煉和精華,它必須嚴格按照國家有關要求的格式編寫。
3、工法選題
3.1選題原則
課題是工程技術創新系統的核心,工法是工程技術創新系統的樞扭,關鍵工法的選題應滿足以下原則:①總結工程中有實用價值、有規律性的工藝技術;②在原有的工法發展起來的新技術;③四新技術形成的工藝方法;④經施工檢驗的專利及發明的成果提升。
3.2選題范圍
工法的選題范圍非常廣泛,土木工程相關大致分為以下四類:①大型重工業工程項目,如石化、冶煉、電力等;②大型土木工程項目,如水利水電、路橋、港口、污水處理等;③大型公共建筑工程項目,如文化體育、商業、會展中心、航站樓等;④住宅工程中采用新材料或容易產生質量隱患的關鍵技術項目。
3.3選題步驟
每項工法都是一個系統,系統有大有小,針對單位工程的是大系統,針對分部、分項工程編寫的是子系統,工法選題一般來說經歷三個步驟[1]。① 梳理工程建設中的重點與難點,針對性要強,可是單位工程、分部工程,也可是某個分部工程中的分項工程;② 網絡排查類似工法,專業網站或政府機關公布的已通過評審的各級工法名單;③ 對關鍵技術進行主題研究,參照科技成果的立項、鑒定評估、報獎等流程。
4、工法編寫常見誤區
常見工法編制存在以下誤區:①前言冗長;②特點模糊;③范圍不清;④原理不明;⑤操作要點不對應;⑥材料設備繁雜;⑦質量控制泛泛;⑧安全措施不周全;⑨環保措施不全面;⑩效益分析太片面;⑪應用實例針對性差;⑫工法與方案、總結或論文混淆;⑬文本不規范[3-5]。
5、土木工程工法編寫要點
國家級工法的編寫內容,分為前言、工法特點、適用范圍、工藝原理、施工工藝流程及操作要點、材料與設備、質量控制、安全措施、環保措施、效益分析和應用實例等11項[6]。
(1)前言:概括工法的形成原因和形成過程。其形成過程要求說明科研立項情況、研究開發單位、關鍵技術審定結果、專利發明、工法應用及有關獲獎情況。
(2)工法特點:說明工法在使用功能或施工方法上的特點,與傳統的施工方法比較,在工期、質量、安全、造價等技術經濟效能等方面的先進性和新穎性。工法的特點是指使用功能或施工方法的特點,不是產品性能說明書,也不是單純的技術特點,更不是機械設備或裝置的特點。
(3)適用范圍:適宜采用該工法的工程對象或工程部位,某些工法還應規定最佳的技術經濟條件。著重說明工程性質,如公路、鐵路、廠房等;針對設計要求的工程性能和特點及施工中的特點;周邊環境條件和節能環保等要求方面。適用范圍應實事求是,不擴大范圍增加誤導讀者;不限定過狹窄影響推廣價值。
(4)工藝原理:闡述工法關鍵技術應用的基本原理,著重說明關鍵技術應用的理論基礎,以及關鍵技術的施工主要過程的闡述。表達應科學有序、準確嚴謹、通俗易懂。
(5)施工工藝流程及操作要點:
工藝流程和操作要點是工法的重要內容。應該按照工藝發生的順序或者事物發展的客觀規律來編制工藝流程,并在操作要點中分別加以描述。對于使用文字不容易表達清楚的內容,要附以必要的圖表。
工藝流程要重點講清基本工藝過程,并講清工序間的銜接和相互之間的關系以及關鍵所在。工藝流程最好采用流程圖來描述。
操作要點必須是工藝流程的關鍵點,操作要點應與工藝流程的程序基本對應,工藝技術的關鍵工序應列為工法操作要點,各操作要點作詳細介紹。必要時對施工組織和管理要求作翔實的說明。
(6)材料與設備:說明工法所使用的主要材料名稱、規格、主要技術指標;以及主要施工機具、儀器、儀表等的名稱、型號、性能、能耗及數量。對新型材料還應提供相應的檢驗檢測方法。此外還應強調該材料在操作要點中起到的作用,以證明該材料在工法技術實現中是必不可少的。
(7)質量控制:說明工法必須遵照執行的國家、地方(行業)標準、規范名稱和檢驗方法,并指出工法在現行標準、規范中未規定的質量要求,并要列出關鍵部位、關鍵工序的質量要求,以及達到工程質量目標所采取的技術措施和管理方法。
有些工法由于采用的是新技術、新材料、新工藝,在國家現行的標準、規范中末規定質量要求,在這類工法中質量要求應注明依據的是國際通用標準,國外標準,還是某科研機構、某生產廠家的試行標準,使工法應用單位明確本工法的質量要求,使質量控制有參照依據。
(8)安全措施:說明工法實施過程中,根據國家、地方(行業)有關安全的法規,所采取的安全措施和安全注意事項。
(9)環保措施:指出工法實施過程中,遵照執行的國家和地方(行業)有關環境保護法規中所要求的環保指標,以及必要的環保監測、環保措施和在文明施工中應注意的事項,如水土保持、大氣或噪聲污染、人員職業健康等。
(10)效益分析:從工程實際效果以及文明施工中,綜合分析應用本工法所產生的經濟、社會、技術、環保和節能效益。
①經濟效益分為直接經濟效益和間接經濟效益。直接效益是指物料消耗、機械購置或租賃、人工減少、造價降低。間接效益是指與其它方案相比投入減少,安全風險降低等。
②社會效益是指工期縮短對社會的影響降低,提前竣工對社會的貢獻,
③技術效益是指對推進科技進步的作用,開辟了困難條件下某種技術的應用范圍。
④環保和節能效益是指滿足現行環保節能相關要求,節約水、電、煤、油等能源或推進可再生資源利用,對降低廢氣、噪聲、固體廢棄物等污染的貢獻。
另外,對工法內容是否符合滿足國家關于建筑節能工程的有關要求,是否有利于推進(可再生)能源與建筑結合配套技術研發、集成和規模化應用方面也應有所交代。
(11)應用實例:工法已經過2項及以上工程實踐應用,安全可靠,具有較高推廣應用價值,經濟效益和社會效益顯著。說明應用工法的工程項目名稱、地點、結構形式、開竣工日期、實物工作量、應用效果及存在的問題等,并能證明該工法的先進性和實用性。
(12)論文與總結、方案、論文的比較:
工法與施工技術總結、技術論文、施工方案格式和內容不同。
施工技術總結是施工單位結合某工程項目施工情況和關鍵技術進行的總結,寫法是先介紹工程概況,后敘述施工方法,最后總結經驗和體會。工法強調的是工藝原理和操作方法,具有較強的普適性和可推廣性。
技術論文是作者論述科技領域中具有創新意義的理論性、實驗性、觀測性的新成果、新見解和新知識, 或者是總結某種已知原理應用于實踐所取得的新方法、新技術和新產品的科技文獻。技術論文可以是施工前、施工中或施工后的技術總結,數據可以是計算分析或者是估算,并不一定要有操作性。工法是經過工程實踐形成的綜合配套技術的應用方法, 具有推廣應用的作用。
施工方案是針對特定工程施工過程中的技術難點,提出合理的、具體的解決方法,體現出材料的規格型號、機械設備的參數標準,緊緊圍繞特定項目展開,具有較強的針對性。工法是針對經過成功實施的方案關鍵技術部分的提煉與升華,具有較強的可復制性和特定適用范圍的推廣價值。
(13)行文規范:
工法內容要完整,工法名稱應當與內容貼切,直觀反映出工法特色,必要時冠以限制詞。工法文本格式采用國家工程建設標準的格式進行編排。
①工法的敘述層次按照章、節、條、款、項五個層次依次排列。
②工法中的表格、插圖應有名稱,圖、表的使用要與文字描述相互呼應,圖、表的編號以條文的編號為基礎。插圖要符合制圖標準,工藝原理與示意圖宜采用三維線框圖繪制,除應用實例外不應過多采用施工照片。
③工法中的公式編號與圖、表的編號方法一致,以條為基礎,公式要居中。
④工法文稿中的單位要采用法定計量單位,專業術語要采用行業通用術語,如使用專用術語應加注解[6]。
⑤文稿統一使用A4紙排版,頁面整潔、無錯字、漏字。流程圖及示意圖清晰美觀,建議采用與OFFICE兼容性好的VISIO軟件繪制。
6、結語
在工法的編寫前注重對相關資料的收集,編寫過程中對資料要認真研究分析,對關鍵技術總結、提煉、升華,成文后的工法要反復研讀、修改、提高。國家級工法均經歷了企業評審、修改提升,省部級評審、提檔升級,土木工程工法的編寫人員應仔細琢磨專家評審意見,博采眾長,善于總結,逐步提高。
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中圖分類號:TU-0 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2015)07-0329-01
土木工程是建筑學科中非常具有基礎性的和代表性的學科,其涉及到的方面是非常廣的,其中包含土木施工的技術和土木工程施工等基礎性的問題及學科。通過土木工程施工課程的學習和研究,學生不僅僅掌握的是關于土木建設的基礎知識,更加訓練的是工程師的基本能力和職業技能的培養。但是,為了能夠達到更好的教學效果,其實還是需要有很多的問題去改革和總結土木教育的問題。教學工作者需要及時對這些問題進行歸納,總結經驗,提高自身的專業教學水平。本文主要針對土木工程施工教學中的一些問題歸納及經驗進行闡述。并且對土木施工技術的教學中所涉及到的一些問題提出一些筆者自己的建議,希望能夠給高校土木建設的課程帶來一定的幫助。
土木工程實施技術教學的現狀
土木建設施工中的實施教程是每個學習者都要參與的,這是一項基礎而又重要的課程,每個人都要參與其中。對于土木工程的學習者來說,這既是一門基礎性的學科,但是有起著至關重要的學習內容,另一方面,該項課程的難點就是在于要將所學的基礎和課本知識相互結合,并應用實踐當中,,只有面對每一個實際性的問題有所解決,才能使得這門課程的學習更加深入,我國現階段對于土木工程施工課程的教育其實已經在理論上有所深入,但是很多時候,對于施工技術還有施工安全,或者是施工的管理等一系列問題還是存在很多需要更加深入研究的文圖,所以,我們還是需要對現階段的土木施工技術的教學情況進行一定的完善或者是補充。
土木工程實施技術教學中存在的問題
隨著技術的不斷發展,原有的教材其實已經不能很好的與現有技術結合,很多的技術都是沒有完全認真的覆蓋的有很多已經不需要的內容還是留存在教材當中,不僅僅是加重學生和老師的負擔,又學習了一些已經淘汰了的知識。盡管在教材的改革和教師的交流中已經對某些新的技術與新的內容有所更替,但是,對于不斷發展和進步的土木建設施工設計來說,這樣的更新是遠遠不夠的,學生學習的內容不能適應真正的要求,這是一個非常嚴重的問題。所以為了能夠適應現階段的社會發展,那就一定要改革現有的學科知識要求和學科教學的體系,這樣才能夠使得在日常的學習打下良好的實踐基礎,而不是為了去迎合教師的教學內容或者是僅僅為了得到一些學位證明。一個土木建筑者一定要具備應有的素質和知識儲備。另外一點,現階段課程的時間設計和教師的內容設計都是有一些不合理的問題的,教師不能在設定的時間內完成規定的教學內容,或者是因為教學的內容比較繁雜,導致學生在接受到內容后不能完全接納吸收,這樣就使得課程的學習受到一定的阻礙。教學目標是很難的實現的,很容易對這門課程產生一定厭惡心理,這是會出現一定教學問題的。對于土木工程的教學是要貫穿很多東西,而且許多學科都是在其中交錯的,所以實習和實踐內容都要包含在一起的。最重要的一個問題就是,對于教學過程中,是否真的能夠將教學所學到的東西和在實踐中需要的東西相互結合的。如果實踐是沒有效果的,并且忽略學習的綜合性和有效性,那么將會給以后知識的運用帶來很大的麻煩,所以需要教師在進行課程設計和日常教學時都對這些方面有所重視,在學習中就要給學生一定的啟發和提示,這樣,才能讓學生在日后的工作中有所幫助。
土木工程實施技術教學中問題的解決建議
優化現有的教學內容和教學實踐及教學規劃,將新的設計和新的內容根據專業的需要迅速融入到當下的教學任務來進行,另外重要的就是要根據土木工程下屬的其他學科進行合理的配制和規劃,改善現在術業無專攻的狀況,讓各位學生能更好的將所學知識應用到實踐當中去。盡管學科的知識不需要的每一個方面都會覆蓋的,要精選的關于不同學科有關土木專業中比較精華的部分,其中應該涵蓋到知識的各個方面,包括土木工程細節性的學科。也要討論到施工中具體出現的各種問題。另外,隨著互聯網和其他一些教學形式的出現,其實,很多時候土工施工教學的課堂也可以變得生動有趣,憑借著一些新式的教學和授課手段,都可以改善現在課堂只有老師一人講,學生參與互差的狀況,這樣將會使學生對于這門基礎課程的學習更加有興趣和愛好。并且很多新的設備可以準確模擬出施工的現場狀況,這樣就可以有更加直觀的教學環境和教學影響。通過融合課程內容的設置和時間的要求。教師可以根據自己的授課內容和習慣將這些現代化的內容直接融入進去,用現代化的手段將課程內容順利的融入課堂,通過圖文以及教師授課同時進行的方式,不但可以加快學生的理解,這樣的教學環境可以讓學生的理解能力達到最好的一個效果。同時可以將學術論文或者其他渠道刊載的最新的內容覆蓋到平時的授課中去,這樣學生了解到的就是最新的知識和內容。教師要根據學生的反饋和課堂狀況,實時的改善自己的教學進度和教學目標,讓學生更好的適應課堂和接受授課內容。但是現在使用先進的教學設備還會存在一些問題,就是沒有比較成功或者已經形成體系的教學材料或者教學的應用工具,所以還需要一線的學生和老師共同努力,去交流,并且要攝取更多真實的施工場景,將這些最貼近學生和實際操作的經驗與教學的新手段緊密的結合起來,這樣不僅僅規避了以前照本宣科的劣勢,還讓學生和老師有了一個更加深入的交流和探討。這樣新做出的課件相信能夠更加的有效和合理的。也希望土木施工的教育者能夠積極的參與到這項工作當中。學生通過觀摩活動,能夠將學科知識與實際操作相互結合,并且提出自己的理念和觀點,并且能夠最直接的在現場接受經驗教訓,為今后的實際工作提供一個良好的開端和積累。為培養合格的土木工程專業人才及學生畢業后從事工程實踐活動打下良好的基礎。土木工程施工技術施工方案設計, 通過對具體的施工目標設計施工技術方案使學生熟悉和掌握施工過程中施工方案的編制原則、 依據、 方法和步驟; 要加深學生對于土木施工這一課程的合理科學有效性的理解,并且更為深入的去掌握這門學科在日常實踐中所能帶來的重要益處和重要的作用。在很多教學中,有些有經驗的老師會將自己的學生帶到真正的施工現場,這樣就能讓學生更加了解實際的施工情況到底是怎樣的。但是這其中還是存在一些問題的,學生和老師在出入工地時,不論是安全還是傳授知識的有效性都是受到影響的,學生需要和老師進行長時間的具體性的溝通,這樣得到的反饋才能讓老師更為容易知道學生的具體情況并且將講授的內容給布置下去。這樣才能讓實踐活動起到其應有的效果。
結語
我國的土木建設團隊還需要進一步的充沛,很多情況下土木建設的團隊還是缺乏很多的技術支持,所以教師如果能夠在教學中更加符合學生的要求,教授的內容能夠更加貼近實際,并且能夠將實際的知識要點覆蓋其中,這樣才能培養出適合現代化建設的團隊,因此,改革教育團隊的能力,這個教育中的各項資源,將土木建設教育中的各項問題有機的結合起來并給出科學合理的解決辦法,這樣才能真正的建設一支符合市場需求土木施工的團隊。也希望本文能對土木施工的教學給予一些有利的幫助。
關鍵詞:土木工程;教學策略;專業課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)01-0075-04
土木工程是一門綜合性、實踐性和應用性很強的學科,涉及諸多的學科領域。早期,土木工程是通過工程實踐,在總結經驗,吸取教訓的基礎上發展起來的。土木工程的發展,實踐先于理論,至今仍有不少工程問題在很大程度上仍然依靠實踐經驗,主要有兩個原因:一是有些客觀存在過于復雜,難以如實地進行室內實驗、現場測試和理論分析。例如,地下工程的受力和變形狀態及其隨時間的變化規律,至今還需要參考工程經驗進行分析。二是只有面對新的工程實踐檢驗,才能揭示新的問題。例如,高層建筑的興起導致抗風問題更加突出,才能發展出高層土木工程抗風新理論和技術;汶川大地震中教學樓倒塌造成大量的人員傷亡,這類建筑的抗震重要性凸顯,才使教學樓等人群密集建筑的抗震級別提高。
土木工程專業課程雖然包含結構力學、混凝土結構、鋼結構、工程地質、土木工程施工、工程測量、地基基礎、隧道工程等許多課程,這些課程雖然知識內容各有不同,但都具備綜合性、實踐性和應用性強,重視技能等共性,在教學策略上,需要關注這些共性,在實踐教學中利用這些共性,提高教學質量和效果。
一、教學策略的內涵
教學是教師和學生之間教與學所形成的培養活動,是一項有目的、有計劃、有組織的活動。在教學中,教師引導學生積極學習知識和技能,促進學生多方面素質的提高,使其成才。
教學策略是在教學過程中實施的方案。教學策略為實現某一教學目標而制定,包括合理組織教學過程,選擇具體的教學手段,制定教師與學生所遵守的教學行為程序。教學策略是教學思想、方法模式、技術手段三方面動因的集成,是教學思維對其三方面動因而進行思維策略加工形成的方法或模式。
國內外學者對教學策略有很多定義,教學策略的含義所指不同,各個研究者的認識也不一樣。
教學策略的目的性及其整體結構在文獻[1]中得到強調。教師在教學過程中,為達到一定教學目標而采取的一系列相對系統的行為被定義為教學策略[1]。文獻[2]從教學策略的使用角度闡述教學策略,指出教學策略是關于有效解決教學問題方法、技術的操作原則與程序的知識總和。包括三方面的內容,一是解決教學問題的方法和技術,二是這些方法技術的使用,三是在利用過程中的要求和有目的、有計劃的步驟[2]。文獻[3]從教學的靜態和動態兩方面考慮,注重教學策略在教學過程中的實施技術,指出教學策略具有動態的教學活動維度和靜態的內容構成維度,關鍵是指出了在動態的教學活動維度層面上,教師為提高教學質量有意識地選擇、計劃教學方式、方法以及靈活處理的過程[3]。
盡管諸多學者對教學策略的內涵有不同的認識和理解,但人們將教學策略通常理解為:教學策略是指在不同的教學條件下,為達到不同的教學結果所采用的手段和謀略,具體體現在教與學的交互活動中。
筆者認為,教學策略是指在不同的專業背景下,不同的教學對象和教學條件下,為保證教學質量而在教學過程中采用的不同方式、手段,以及對教學內容的安排、教學形式的確定、教學方法的采用等,是在教學過程中的指導思想。
二、土木工程專業課教學策略類型及其運用
關于教學策略的類型,以往研究者歸納了很多,比如自主式教學策略、替代式教學策略、合作式教學策略、競爭式教學策略、學徒式教學策略、評價策略,等等。這些策略在土木工程課程教學中能不能適用,分別能用在哪些方面,值得研究。根據土木工程專業課程特點,可以歸納如下適用教學策略類型。
(一)自主式教學策略
讓學生自己尋找教學目標,安排學習,并從教學中建構具有個人風格的學習方法,讓學生在學習過程中處于主動處理教學信息的地位。
這種策略可以把信息與學生的認知結構聯系起來,使學生主動學習,深入探討,從而提高學習能力,效果較好。但存在的不足也是明顯的,如目標設計不妥,可能導致認知超載或情緒低落,學習效果差。這種策略成功的前提是,學生已具有所學課程的相關知識。對學生的基礎要求較高,適于學習成績較好并自我學習能力較強的學生。在理論性較強的土木工程專業課教學環節中,可采用自主式教學策略,給出較多時間讓學生查閱資料,教師重點解決自學過程中遇到的難點,提高學生自學能力。這種策略在知識性較強的課程中能較好地適用,比如地下空間開發、土木工程概論、工程地質等課程。
(二)替代式教學策略
在傳統教學中常使用這種策略。該策略主要給學生提出教學目標,備課過程中組織和提煉教學內容,安排教學順序,指導學生學習。
這種策略比自主式教學策略效率高,能使學生在短期內學習更多內容,但這種策略學生智力投入少,學習深度不如自主式策略好。由于教學安排過于密集,學生在學習中主動思考的時間少,因而難以調動學生的學習興趣,制約了學生的自我學習能力。在教學對象上這種教學策略適用于學習被動、自學能力一般的學生。這種策略在理論性較強的課程中能較好適用,如理論力學、材料力學、結構力學、概率論與數理統計等課程。
(三)合作式教學策略
課堂教學中的合作行為,是指學生之間為了達到某一共同目標而彼此配合、相互協助的一種聯合行動,該策略的基本形式是小組學習。
小組學習體系的幾個優越性:
(1)學生能夠發揮自己的最高水平;
(2)能促進學生之間互相幫助、共同提高;
(3)能加強學生間的感情溝通,改善關系,建立起良好的友誼。
該策略強調學習小組每個成員都能積極地參與學習活動,學習任務和內容由共同學習的伙伴分擔,學習中遇到的問題比較容易解決。
但也存在一些缺點,如組內成員的意見不一致、分歧爭論,造成內耗,浪費時間和精力;小組進行討論時,一些不愿承擔責任的組員推卸責任,或是在活動中不積極配合,影響學習積極性,降低效率,傷害感情。在土木工程專業課畢業設計(論文)、課程設計的教學環節,大學物理實驗、工程力學實驗中,可采用小組學習策略,給學生充分討論交流的空間,共同解決學習過程中遇到的困難,提高團隊合作精神。通過這種教學策略,后勤工程學院積極支持土木工程專業的本科生參加各種類型的國家級科技文化競賽活動,土木工程專業學生先后獲得全國大學生數學建模競賽一等獎、全國大學生建筑設計競賽優秀獎、全國周培源大學生力學競賽二等獎等。通過開展這些活動,促進教與學之間的良性循環,既有利于學生提高團隊意識,也提升了學校的辦學水平。
(四)學徒制策略
學徒制培養了無以數計的能工巧匠,創造了燦爛的人類文明,對技術的發展、傳遞以及社會的進步作出了不可磨滅的貢獻。但由于這種教學策略偏重實際操作技術,忽視基礎理論知識,不利于大批量人才培養,因而“認知學徒制”應運而生。學習應該具有一定目標,學生可以在其中主動提出、分析、解決問題,并在必要時獲得支撐。認知學徒制的教學方式可以讓學生在真實的情境中通過對教師活動的觀察、模仿主動學習,適用于土木工程中實踐性強的課程。這種策略與實踐教學息息相關,關于實踐教學的研究,在文獻[4]中有所研究。后勤工程學院開展了“學分制導師”制度,通過對教師個人的考評,確認導師資格,學生通過校園網了解導師基本情況,教師在全體學生面前自我介紹,學生自主選擇教師作為本科四年的導師。導師與學生保持聯系,教師在思想上對學生進行指導,在一些實踐活動中,教師帶學生參加學習,學生也能以教師為榜樣,學習其閃光點,教師在傳授學生知識的同時對引導學生價值觀和人生觀也起到了積極作用。在實踐性較強的土木工程專業課教學環節中,可采用這種教學策略,其他課程實踐性較強的環節可結合模型或實際工程,在工地上集中講解。這種策略在實踐性強的課程中尤其重要,如測量實習、施工實習、認識實習等課程。
(五)評價策略
人們總是存在一種被他人認可的期望。教師對學生的肯定和積極評價是學生前進的動力,使他們葆有學習熱情。評價策略是一種適用性最為廣泛的教學策略。
當一個人不僅認識世界,而且在認識自我的時候,就能形成興趣。沒有自我肯定的體驗,就不可能有對知識的真正興趣(蘇霍姆林斯基)。
很多大學生的熱情不高,甚至毫無熱情,厭煩讀書。原因是多方面的,他們感覺不到苦中有樂,未體驗到先苦后甜的感覺。另一個重要原因是,教師在教學中不能及時肯定學生的學習成績和興趣愛好,對學生的學習活動不注意,不懂得正確的評價。教師恰到好處的評價,能使學生受到啟發和鼓舞,精神上得到滿足,從而調動了他們學習的積極性和進取心。這無論是從心理學的情感認識過程和情感需要分析,還是從教育學的教育目的和審美教育檢驗,及時評價最直接地對學生起到催化教育的作用。
三、土木工程專業課教學策略的側重點
在教學過程中沒有哪一個教學策略是可以通用的。每一個教學策略的采用都要考慮實際問題、教學內容以及教學目標。教師只有在教學實踐中不斷探索,使自己成為教學實踐的研究者,才能找出適合于所任學科、所教學生及自己個性風格的教學策略[5]。針對土木工程專業課程的特點,教學策略應該強調以下特點。
(1)土木工程教學中往往以培養土木工程師為目的。在教學過程中需要考慮實際課程的設置目的,土木工程涵義廣泛,有的培養施工為主的工程師,有的培養設計為主的工程師,有的培養工程管理人員,有的培養土木工程研究人員。在選擇教學策略時應充分考慮上述不同,在教學過程中分別對待,并制定相關的教學策略。
(2)在教學的過程中,應統觀教學全過程,綜合考慮在教學過程中涉及的各個方面,教學策略的制定應體現較為完整的結構功能。土木工程基礎課程(包括結構力學、理論力學、材料力學等)的教學策略應考慮后續專業基礎課的內容,而專業基礎課(包括混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理等)的教學策略又應注意后續專業課的需要,重點在教學內容、教學重點上取舍和安排。后續專業課程可能利用到哪些知識,學生在學習過程中可能遇到什么困難,都應該想到,并在教學策略中得以體現。專業課的教學策略應注重學員的能力培養,培養學生如何利用所學知識解決在實際工程中遇到的問題,以及讓學生了解在遇到實際問題時采用哪些方法和手段、如何思考實際問題等。工程案例學習可以很好地體現這一方面。
(3)制定好的教學策略應該在操作層面上具有靈活性。土木工程類的課程一般都與實際工作比較接近。在實際工程中遇到的情況往往是千變萬化的,不能只注重一個層面或一個方面的講解
,應注重理論聯系實際,并將理論知識應用于實際工程。注重教學過程的理論講解,達到講一個案例掌握一類工程的目的。如何體現教學策略的靈活性是土木工程類學科教學策略的關鍵。
(4)由于學生層次不同,在教學過程中可能會發現原本認為比較容易理解的內容,學生掌握起來很難。這個時候就需要強調教學策略的調控性。在教學過程中原本制定好的教學策略應考慮在實施過程中可能出現的偏差。教和學是一個互動的過程,教師在采用已經制定好的教學策略時,并不一定完全適合所有學生。土木工程類的課程充分體現了這一點。經驗性的公式在專業課中較多,有些可能找不到理論依據,不易理解。在采用合適的教學策略時,應注重策略調控性,原本制定好的替代式教學可能沒有自主式更有效,而有些可能采用學徒式又更合適。
(5)土木工程專業課程教學策略處于教學策略制定的課程級、指導科目級、單元級和要案級。制定好土木工程專業課程教學策略對后續的低層次教學策略尤為重要。土木工程的培養目標決定了該課程教學策略的制定:培養以設計為主的工程師應注重設計過程中的相關建筑規范教學內容,培養以施工技術和管理為主的工程師則應注重先進施工技術和先進管理理念。在教學策略層面上應充分體現。同時在教學手段和方法上不同的教學目的也要求采用不同的教學策略,比如,培養以設計為主的工程師可以采用理論推演和具體化的教學手段,而培養以施工為主的工程師則多以實踐經驗的概括和總結方式進行教學。
四、教學策略評價
教學策略的研究目的主要是提高教學效率和提高教學質量,保證以較少的教學時間取得良好的教學效果。在實際教學過程中,如何制訂或選擇教學策略,需要考慮教學過程的效率,力爭節省教學時間,提高教學效率。成功的教學策略低耗高效,保證學生學得輕松,教師教得自如。
教學策略評價主要包含三方面內容:效果、效率和效益。效果主要指對教學活動結果與預期教學目標的吻合程度的評價,主要通過考察學生的學習效果衡量,可在考試成績中得到體現,這一點土木工程類課程與其他課程具有相同的特點;而教學效率則主要為教學產出(效果)和教學投入之比,或有效教學時間與實際教學時間之比;教學效益主要指教學活動的收益和教學活動價值的實現。上述三點和教師是否采取否有效的教學策略有直接關系。
土木工程的教學策略評價,可以從上述三方面體現,但由于土木工程專業的特殊性和專業性,在對采用的教學策略進行評價時,考試成績和其他方法不能完全體現和準確評價。比如,注重設計知識的掌握可能需要以實際工程的設計水平和設計圖紙的完整性和內容的科學性來體現,而注重施工知識的可能需要給一個實際工程案例,考核學生運用所學知識的能力,兩者的差別較大。在實際的教學策略評價中應考慮到土木工程課程的特殊性和專業方向性。
五、結語
土木工程專業課程的教學效果如何,能否提高專業整體教學質量,與教師在面對不同專業課程時采取的不同教學策略有著直接的關系。教學策略研究,對促進該專業課程的教學改革有重要意義。土木工程專業課程教學策略采用學徒式較適合,而在課程設計和應用方面則合作式較合適。土木工程專業課的教學策略評價需要注意教學目的。林林總總的策略如何選擇和發揮,較好地運用在所從事的專業教學課程里,面對具體的課程,如何與時俱進地創新,形成與課程相適應的新教學策略,是高校教師在教學中永恒不變的課題。
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Teaching strategies for professional courses of civil engineering
WANG Ping1,2, HUANG Hai-bin1,2, ZHANG Li1, ZEN Xiang-rong1, CHEN Jin1, LEI Yun-bo1
(1. Department of Architecture & Civil Engineering, Logistical Engineering University, Chongqing 401331, P. R. China;
2. Department of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 401300, P. R. China)
收稿日期:2013-08-16
基金項目:華南理工大學2010年度校級實驗教學改革項目——砂漿設計性實驗的改進;華南理工大學2009年度本科教育產學研合作項目——土木工程材料實踐基地體系建設;華南理工大學2010年度校級教學改革項目——土木工程材料課程教學網站建設
作者簡介:王恒昌(1984-),男,華南理工大學土木與交通學院助理實驗師,碩士,主要從事土木工程材料實驗研究,(E-mail)。
摘要:傳統土木工程材料實驗均為演示性和驗證性實驗,學生參與主動性不高,教學效果不理想。為適應教育部和學校對實驗教學改革的要求,進行了土木工程材料實驗教學改革,設立了砂漿設計性實驗。通過幾年的教學實踐發現,實驗教學質量明顯提高,不僅使學生加深了對相關知識的掌握,而且鍛煉了學生的綜合素質,提高了其學習的主動性和對專業的興趣。
關鍵詞:土木工程材料;砂漿;設計性實驗;教學改革
中圖分類號:TU3-4;G642.423 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2014)01-0139-03
實驗是科學研究的重要手段,實驗教學就是教育學生利用實驗手段觀察現象、發現問題、探索規律、還問題以本質的方法[1],是培養學生理論聯系實際及創新能力、增強動手能力、提高分析問題、解決問題能力的重要途徑。因此,實驗教學在本科教學中的重要性不言而喻。傳統實驗教學以演示性和驗證性實驗為主,主要是驗證理論的正確性或達到理論再現性的目的[2]。學生完全處于被動局面,缺乏應用的積極性與主動性,不利于學生思維的擴展,很難激發學生的學習興趣和創新欲望[3]。
國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)中指出,“高等教育要堅持能力為重,優化知識結構,豐富社會實踐,強化能力培養,著力提高學生的學習能力,實踐能力、創新能力、教育學生學會知識技能,學會動手動腦”。因此,為配合國家教育的改革和發展,創新教育教學觀念,深化人才培養模式改革,加快教育創新,加速構建高水平研究型大學的本科教學體系,華南理工大學設立了實驗教學改革項目,資助在實驗教學中開展設計性實驗和綜合性實驗建設。
土木工程材料作為土木工程等相關專業的重要基礎課程,其實驗教學質量的高低對學生相關知識的掌握和綜合能力的培養有著重要影響。按照學校教學大綱規定,土木工程材料共48個學時,其中課堂教學38個學時,實驗教學10個學時。 土木工程材料實驗開設水泥、砂、石、混凝土、砂漿、瀝青、瀝青混合料、鋼筋等實驗內容。從內容上看,混凝土、砂漿、瀝青混合料均適合開設設計性實驗,但是混凝土和瀝青混合料實驗需要使用的原材料多,且學時要求較多,難以在課內安排實驗;而砂漿實驗所用材料種類和數量相對較少。當數據不理想時,砂漿實驗影響因素便于分析,重新調整所用時間短,學時要求較少。
綜合上述考慮,在現有教學大綱學時不變的前提下,將砂漿實驗改為設計性實驗獲得了學校的資助?;炷梁蜑r青混合料也開設了設計性實驗,但是以土木工程材料設計性實驗選修課的形式進行,供學有余力或者對土木工程材料實驗有興趣的學生選修。筆者以砂漿設計性實驗教學改革的方法和效果為例進行詳細介紹。
一、傳統砂漿實驗教學方法
傳統砂漿實驗教學中,實驗設置為2個學時。在教學形式上,教師按實驗指導書進行講解,并提供砂漿配合比及實驗操作方法及步驟,學生按照教師的講解機械地模仿實驗過程。在實驗設置上,所有的實驗都是驗證性實驗。學生的動手能力及分析問題、解決問題的能力得不到體現。這種教學的結果造成了學生實驗目的不夠明確,準備不充分,單純為做實驗而實驗。也很難將課堂上所學到的理論知識與實驗結合起來。缺乏對學生創新能力的培養,使學生技術化,而不是科研型、創新型[4]。因此,必須改變傳統的“實驗員準備實驗,教師講解,學生照做”的灌輸式實驗課教學模式,建立以學生為主體的教學模式,充分調動學生的主動性與積極性。
傳統砂漿成分相對單一,但隨著科技的發展及環保節能的要求,越來越多的礦物摻合料、外加劑和保水增稠材料將作為功能性組分摻入到砂漿中[7],賦予砂漿新的性能,新的砂漿品種也應運而生。砂漿性能朝高性能方向發展,傳統的測試方法已經不能滿足如今砂漿發展的要求,相關標準在近幾年均進行了修訂。如《砌筑砂漿配合比設計規程》(JGJ/T 98—2010)中取消了分層度指標,增加了砂漿保水率的要求[5];《建筑砂漿基本性能實驗方法》(JGJ 70—2009)中增加了砂漿保水性實驗、拉伸粘結強度實驗,立方體抗壓強度實驗中每組試塊數量由6塊變成3塊,實驗用底模材質也由磚底模變為鋼底模或塑料底模等[6];《抹灰砂漿技術規程》(JGJ/T 220—2010)中也對各種抹灰砂漿的保水性、拉伸粘結強度等作了新的規定[7]。
因此,針對以前實驗教學中存在的各種不足及砂漿品種和性能檢測的發展,在綜合分析的基礎上,對砂漿設計性實驗教學方法進行了改革。
二、砂漿設計性實驗教學方法
設計性實驗的定義是指實驗室給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現[8]。一個完整的實驗過程,應能形成與該實驗相關的知識體系,包含文獻綜述、熟悉和了解與實驗內容相關的材料性能、整個實驗設計原理和方法、實驗過程的影響因素、實驗可能的結果、實驗過程的操作、結果計算,以及對實驗過程出現的現象進行分析總結等[9]。因此,對于砂漿設計性實驗,在以下方面進行了建設。
首先,在實驗學時和實驗硬件方面做足功課。在總學時不變的基礎上,對各部分實驗的學時進行了調整,適當壓縮了水泥、砂、石實驗內容,將砂漿實驗擴充為3個學時,保證學生有足夠時間進行設計性實驗。按照3~4個學生為一組,將各個班的學生分成若干小組,共同完成實驗,培養學生的團隊協作精神,并根據學生的分組情況補足所用的各種儀器設備,從硬件上滿足設計性實驗的要求。
其次,認真做好設計性實驗的組織和實施。在選題上以砌筑砂漿,抹灰砂漿為主,所有參數根據各種砂漿的使用要求由學生自行設計,設計完成后要求學生在課余時間自行查閱文獻和新的標準規范,結合實驗室的原材料,自行設計砂漿配合比,并通過教材及教學錄像,熟悉實驗方法及儀器操作,最大程度地發揮學生的學習主動性。
在實驗內容設置上包括了砂漿配合比設計、稠度、表觀密度、保水性、抗壓強度等基本性能實驗,在設計性試驗的基礎上同時包含驗證性實驗,提高學生的動手能力。實驗中并沒有強制將舊標準中的實驗進行刪除,而是將其作為選做性實驗。如砂漿保水性實驗中,分層度實驗作為選做實驗,用于與保水率實驗進行比較;砂漿抗壓強度實驗中,除了采用塑料模具以外,還可以選用紅磚、加氣混凝土砌塊和蒸壓灰砂磚等作為基底,以便學生對比研究新舊標準的異同,提高學生分析問題的能力。
最后,在數據分析及實驗評價方面進行改進。實驗全部做完后,除對數據進行處理外,還要求學生對實驗結果進行分析,如強度性能是否達到設計要求,如果不能達到要求,還需分析原因,并寫入報告。改變以實驗報告冊的完成情況為評分依據的模式,對學生在實驗過程中的動手能力及團隊合作能力及時記錄,并作為一項重要組成部分,在最后實驗評價中加以體現。這樣更能考察學生的動手能力及分析和解決問題的能力。
三、實驗教學改革效果
砂漿設計性實驗從2010年開始,在2009級土木工程和水利水電工程專業試點,并根據實際教學效果進行了改進和完善,在2011年開始正式實施。通過幾年的教學改革實踐發現,學生的學習積極性和實驗教學效果明顯提高,主要表現在以下幾個方面。
(1)教師集中講授的內容比以前明顯減少,學生實驗操作步驟相對更加規范,且在實驗過程中提問的次數比以往明顯增多,表明學生在實驗課前作了較好的準備,發現問題的能力有所提高。
(2)以往學生做完實驗就認為實驗結束,基本不會對實驗過程或結果進行思考?,F在,每組學生都比較看重自己設計的砂漿性能,并相互之間進行比較。在實驗教學中經常會碰到學生在規定課時內沒有達到設計目標,而要求在課余重新完成實驗的情況。
(3)針對實驗結果,學生會通過組與組之間數據進行比較,或通過組內分析的方式,找出實驗中的不足,學生分析和解決問題的能力得到了鍛煉和提高。
(4)學生在實驗設計方面的能力得到提升,對參加課外科研的興趣顯著提高,每年均有大量學生報名參加材料類的本科生課外科研課題,錄取比例大約25%,并且在參加課外科研的學生中很多都在材料類專業的核心期刊中發表過科研論文[10-12],并在全國土木工程專業本科生優秀創新實踐成果獎等全國性比賽中屢屢獲獎。
四、結語
通過幾年的教學實踐,表明改革是成功的,不僅僅使學生加深了對知識的掌握,而且鍛煉了學生的綜合素質,提高了其學習的主動性和對專業的興趣。結合教學網站的建設,考慮將實驗教學資源和實驗結果上網,以方便學生學習,促使學生更認真地對待實驗,從而進一步提高實驗教學質量。
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Reform on design experiment teaching of cement mortar of
civil engineering materials
WANG Hengchanga, YANG Yiboa,b, GUO Wenyinga
(a. School of Civil Engineering and Transportation; b. The State Key Laboratory of Subtropical
Architecture Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, P. R. China)
我國正積極倡議推動的“一帶一路”作為國家戰略,對我國現代化建設和屹立于世界之林具有重要的戰略意義?!耙粠б宦贰睉鹇詷嬒胩岢觯鹾涎鼐€國家的共同需求,完善基礎設施的建設,為沿線國家優勢互補、開放發展開啟了全新機遇之窗,是國際合作的新平臺。該戰略在平等的文化認同框架下談合作,是國家的戰略性決策,也為我國各大高校人才培養方式的改革提出全新考驗。據目前測算,“一帶一路”沿線65個國家,總人口約44億,經濟總量約21萬億美元,分別約占全球的63%和29%。隨著“一帶一路”積極推進,沿線國家大量的基礎設施需要建設,未來將面臨諸多國際大型土建工程,需要大量的扎實專業基礎、精通國際通用語言的專業技術人員[1]。然而大部分高校在進行“土木工程專業英語”教學時,采取的是傳統的課堂授課方法,即教師只是講解文章當中的詞匯、語法以及長難句,學生很少參與其中,對學生專業英語能力的提升并不大,且與實際工作場景中的英語應用相差較大,因此,導致學生的學習動力不足、學習效果欠佳[2-3]。針對這一系列的問題,當前的土木工程專業英語教學模式亟待改革,在新戰略下,為我國培養一批具有扎實的基礎理論、寬廣的專業知識,較強的實踐能力和創新能力,能面向未來的高級專門人才[4]。
2研究現狀與背景分析
眾所周知,“一帶一路”發展倡議以中國周邊國家為主要輻射對象,包括中亞、南亞、東南亞、西亞,乃至非洲、澳洲及美洲。而“一帶一路”沿線國家多數官方語言為英語,且依據國際工程行業慣例,要求相關工程材料編制、工程項目管理必須采用國際通用語言———英語;同時,由于融入國際化工程項目,要求與不同國家、不同行業的國際工程人員交流,對于技術人員的英語交流能力同樣提出高要求;因此,在“一帶一路”、“十三五”創新驅動創新國家戰略的新形勢驅動下,對于我們的土木工程專業英語教學也提出新的考驗。如何改革教育教學模式使得培養人才能夠適應“一帶一路”發展倡議整體要求,使其能夠積極參與“一帶一路”國際大型工程建設,將有力促進土木工程專業發展及社會影響提升[5]。達到以上目的的重要一環,即在于“土木工程專業英語”的教育、教學工作上。根據“一帶一路”發展倡議要求,目前的土木工程專業英語本科教學主要面臨以下全新挑戰:(1)要求學生具有嫻熟英語溝通能力。“一帶一路”發展倡議包括加快推進“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”建設兩大主題,陸上依托國際大通道,以沿線中心城市為支撐,以重點經貿產業園區為合作平臺,共同打造新亞歐大陸橋、中蒙俄、中國-中亞-西亞、中國-中南半島等國際經濟合作走廊;海上以重點港口為節點,共同建設通暢安全高效的運輸大通道[6]。中巴、孟中印緬兩個經濟走廊與推進“一帶一路”建設關聯緊密;隨著“一帶一路”發展倡議深入推進,可預見,未來我國土木工程領域將面臨越來越多的國際性大型工程,而進行項目設計、施工及管理等,需要工程技術人員具有嫻熟的英語溝通能力,能夠與國外相關政府、企業、社會團隊展開廣泛溝通;能夠與同行業專業技術人員、工程隊伍、當地居民進行順暢的溝通交流,解決工程中遇到的技術難題,應該是我們未來土木工程專業人才培養的需要考慮的新問題,而這也正是我們“土木工程專業英語”教學面臨的新挑戰[7]。(2)要求具有過硬國際專業術語掌握能力。“一帶一路”發展倡議要求所有參與其中企業走出國門,如何培養具有國際化發展思路與眼光土木工程技術人員?如何在國際領域占有一席之地?唯有掌握過硬本領與創新成果,對于國際專業術語清晰并能靈活應用,在進行工程管理、工程設計、工程施工方面方能在國際化戰略中站穩腳跟[8];故對于“土木工程專業英語”而言,要求我們在傳授本專業知識同時,有意識地培養本科生對于國際通用的專業術語的重點培訓、教育,讓學生能夠在學校就進行較為系統訓練,達到可熟練掌握國際通用的專業術語表達,可輕松閱讀相關行業標書、行業規范及工程資料的能力。(3)要求具有適應國際化行業標準及規則能力?!耙粠б宦贰卑l展倡議是促進共同發展、實現共同繁榮的合作共贏之路,是增進理解信任、加強全方位交流的和平友誼之路。故對于參與其中的所有工程技術人員要求具有適應國際化行業標準的基本能力,對于國際工程項目的管理規則要有所耳聞,并能盡快適應,培養一批精通土木工程專業英語的高素質人才已成為高等工科院校的當務之急[9]。此外,國際化工程不同于國內工程項目,其管理模式、工作方式、依據標準均與國內存在較大差異,若能在“土木工程專業英語”本科教育過程就有意識貫穿國際化標準的知識講解,對于我們培養學生盡快融入國際化戰略大有裨益。以上三個全新挑戰對于土木工程專業英語教學模式提出新的思考,如何優化現有教學方式,如何深化教學內容改革,如何探索培養學生適應國際化能力,均為新形勢下土木工程專業英語教學的新問題。此次教改的探索研究就是以“一帶一路”發展倡議為培養導向,針對以上三大問題,結合土木工程專業英語現有教學模式,擬對現有教學模式展開深入改革、優化,擬通過教學大綱改進、教學模式探索、教學內容優化等方式,使得土木工程本科生能夠適應目前新形勢需要,成為更受社會歡迎、企業急需的優秀人才。
3新形勢下的教學目標及內容改革探索
3.1教學目標
以國際化趨勢為導向、以國際化工程認知為核心、以綜合能力為考核目標,并依據現有“土木工程專業英語”教學模式不適應新的“一帶一路”發展倡議新形勢現實情況,進一步優化教學大綱、改革教學方式、探索考核機制。在教學大綱方面,強調國際化趨勢,重視學生專業英語學習的實用化、專業化及標準化。在教學體系方面,設定基礎英文教學模塊、專業知識英文授課模塊、軟技能模塊的課程設置三個模塊,為培養土木工程專業大學生具有廣泛的國際化工程能力所服務,即具有一般的英文交際能力、扎實過硬專業知識能力和工程應變能力,同時,提出適應于現有新戰略的考核模式,改革考核目標,深入能力培養,提升土木工程專業學生綜合素質培養。
3.2教學內容分解
基于“土木工程專業英語”現有教學大綱,筆者所在團隊進行了3輪期的教學新模式探索,并結合“一帶一路”發展倡議整體導向,開展了以下主要教學方式的研究工作:(1)在“土木工程專業英語”現有教學大綱基礎上,結合“一帶一路”發展倡議新要求,以國際化趨勢為導向改進了“土木工程專業英語”課程大綱,站在培養土木工程專業學生具有國際化整體戰略和視野的角度,對現有“土木工程專業英語”教學大綱進行整體優化,強調國際化趨勢,重視學生專業英語學習的實用化、專業化及標準化[10]。具體體現在:①在“培養目標”一欄更加明確專業英語培養的實用性目標,增補要求學生通過本課程學習,可熟練閱讀國際土建工程標書、公文及工程資料等,強調其學習專業不僅服務專業文獻閱讀,同時服務于工程實踐國際化趨勢。②對于需要掌握的專業詞匯,進行全面梳理、匯總,實現與國際工程領域通用詞匯進行整體對接,確保所學詞匯是國際上正在廣泛應用的詞匯,而非冷僻或Chinglish。使得學生能通過本專業課程學習可方便理解國際土建工程常用專業詞匯。③進一步整理國外土木工程專業教學方式、方法,明確國外本科生如何逐步學習專業化詞匯、短語及習慣性工程表述等方法,并用于所在教學團隊的“土木工程專業英語”教學學習,使得學生所學可達到國際標準化程度。④組織訂閱本行業國際化規范、標準(如ISRM國際標準、IAEG國際標準、EUR2009歐洲土木規范、ASCE美國土木規范等),并將諸類規范、標準作為教學大綱參考書目或資料,要求學生有條件系統閱讀、學習,并盡可能提交閱讀體會等。(2)以國際化工程認知為核心的“土木工程專業英語”教學模式探索?;谀壳艾F有教學模式,通過融入新的國際化戰略導向思路,初步考慮通過建立起基礎英文教學模塊、專業知識英語教學模塊、軟技能模塊三大課程設置改革,實現對“土木工程專業英語”的系統學習。其中,三個模塊在教學形式、考核方式等方面都有所差異。但這三個模塊均為服務于國際化戰略的新形勢,為土木工程專業本科生具有廣泛的國際化工程能力所服務,即具有一般的英文交際能力、扎實過硬專業知識能力和工程應變能力。具體表現如下:①基礎英文教學模塊主要提升土木工程專業學生的基礎英文能力,包含了英文基礎聽、說、讀、寫能力。在從事國際化工程實踐時,能夠自主應對各種常規的交際問題,故除了大學生英語口語、英語閱讀、英語寫作等基礎課程前期學習外,需要在課堂上要求學生課后多閱讀、收看關于土木工程領域的介紹性資料、視頻報道、紀錄片等[11],如BBC頻道的《SuperEngineering》、Discovery頻道的《BuildingsandLife》,CCTV紀錄頻道的《OneRoad,OneBelt》等,并要求學生利用課后時間完成閱讀體會撰寫,并在課堂用英語講解,提升整體學習興趣與基礎感知。②專業知識英語教學模塊主要針對具體所學專業的具體專業知識,比如邊坡工程防護知識、基坑工程穩定性計算知識、隧道工程支護知識等,但區別于原有教學體系的是,該模塊要求盡可能引入針對性國際化工程案例,通過采用PPT、視頻,工程資料英文施工圖、設計任務書、國際工程招投標合同書、專門技術咨詢廣告及外籍專家訪談等結合形式[12],使得本科生具有更多機會直接接觸第一手英文專業知識資料,訓練國際化專業知識構建體系。③軟技能模塊則是為培養情境實踐能力而設計,這是土木工程專業國際化綜合能力的核心部分,強調學生結合具體國際化工程問題的解決技巧和能力的掌握,包括工程領域以外的溝通協調能力。這類教學模塊要求情景模擬教學方法的配合,初步考慮采用邀請具有豐富國際化工程經驗的工程師進入課堂,并配合授課教師綜合展開,通過講解其在國外工程過程中遇到的各類問題,引導學生積極思考如何通過專業或溝通整體解決,這一模塊也是對任課教師要求最高的一個模塊。(3)以綜合能力為目標的土木工程專業考核機制探索??己四繕耸侵附o評估者和被評估者提供所需要的評價標準,以便客觀地討論、監督、衡量績效。目前,土木工程專業學生畢業考核目標為:①熱愛祖國,遵紀守法,品德高尚,學風嚴謹,具有較強的事業心、團結協作精神及為科學勇于獻身的精神,積極為社會主義現代化建設事業服務。②掌握土木工程專業較為堅實的基礎理論、專門知識和技能;了解本專業現論和技術的發展水平以及所從事研究方向的國內外發展動態;③較熟練地掌握一門外國語,具有一定的外語聽說和科學論文寫作能力。④培養良好的綜合素質、嚴謹的科學態度和理論聯系實際的工作作風。基于“一帶一路”、“十三五”創新驅動發展國家戰略,考慮第②、③條的要求實際上對“土木工程專業英語”課程考核提出了新的要求,結合教學大綱的改革,通過以下思路實現:①增加課堂訓練的考核占比;在不違反學校對于考查課程的考核比例設置前提下,盡可能增加平時學生表現成績比重,鼓勵學生積極參與日常課堂討論、課后作業及口語表達等,達到實用訓練目標,同時增加課堂實際效果。②降低最終考試成績占比;通過恰當壓縮考試分數占比,給學生更為寬松的學習環境,便于學生平時積極參與學習,而非重點突擊,達到學以致用,學有所得的最終目的。③實戰能力作為主要考核內容;在教學過程中,可以結合實際工程案例來引導學生討論[13],在考試內容設置上,以教學大綱為藍本,結合課程考核大綱,重點強調學生的實戰能力,初步考慮將工程標書、規范標準等里面的專業詞匯進行識記、核心段落進行翻譯,實用化的工程項目報告核心內容進行整理等,以達到實戰能力的提升。
4現階段的教學效果分析
結合“一帶一路”發展倡議新形勢,從2016年開始,筆者所在團隊帶的“土木工程專業英語”課程,已有意識將“一帶一路”發展倡議背景、目的以及該戰略對于本科生就業、發展的重要影響等給予了較為系統地學習,通過積極引導學生關注該戰略的新動向,創造條件進行專業英語的全面、系統學習;經各位老師的初步努力,教學取得了一定成績,目前,“土木工程專業英語”4個專業方向通過率從2016年的82.5%升至2018年的97%;到課率較之2016年的85%到2018年全勤出席,反映出學生對于該課程新模式的認可度大大提升。此外,在課堂中采用了搜集到的我國參與的國際化工程項目標書2份、勘察報告1份、設計報告及圖集1份、施工資料及施工圖集2份、施工組織報告1份,所有這些材料均用英語編寫,且完全來自工程一線,具有極強的參考價值與講授意義。在進行課堂教學的同時,筆者穿插所講主題內容,將這些材料對照所學專業英語講授,并要求學生對英文版工程資料進行翻譯,并一起分析其與國內工程材料的差異性。同時,筆者積極結合我校與澳大利亞塔斯馬尼亞大學開展的國際合作辦學項目,通過與國外來華任課教師的深入交流,學習國外大學開展專業教學的好的模式與方法,積極探索更為適應新形勢的課程教學模式,并邀請外教深入課堂指導課程教學。經對學生調研反映:課堂內容生動、學習針對性強、資料豐富;對于任課教師來說,通過采用以上模式,學生的積極性、主觀能動得以充分調動,上課變得更為輕松,而同時學生的吸收能力也得到較好提升。同時,由于認識到該課程重要性,也樂意投入大量時間、精力去深入鉆研該課程知識。當然,筆者團隊深知如何系統、全面凝練新的教學模式、形成穩定的教學方法,全面提升土木工程專業英語課程的教學水平,以適應“一帶一路”發展倡議新要求,應是筆者所在團隊追求的最終目標,也是國內從事該課程教學教師的一致追求。
關鍵詞:教學方法;《工程結構可靠度》;土木工程
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0078-03
隨著科技的發展,土木工程的相關規范已經逐步過渡到基于概率的設計方法,即考慮結構可靠度的設計方法。1998年出臺了國際標準,《結構可靠性總原則》ISO2394:1998,2002年,考慮結構可靠度的歐洲新規范《結構設計基礎》(EN1990:2002)出臺,2008年,我國的新國家標準《工程結構可靠性設計統一標準》頒布。規范頒布至今時間不長,相關的教育教學還不完善。目前本科階段沒有《結構可靠度》這門課,土木研究生只是選修課。本文針對我校研究生的現狀,談談《工程結構可靠度》這門課的教學和體會。
一、《結構可靠度》開設的必要性
《工程結構可靠度設計統一標準》1992年第一版頒布以來,各土木行業也陸續頒布了相應的可靠度統一標準,包括港口工程結構可靠度設計統一標準(GB50158—92),水利水電工程結構可靠度設計統一標準(GB50199—94),鐵路工程結構可靠度設計統一標準(GB50216—94),公路工程結構可靠度設計統一標準(GB/T50283—1999)。2008年第二版的《工程結構可靠度設計統一標準》,對第一版進行了修訂并增加了對既有結構可靠性的評定?!督ㄖY構可靠度設計統一標準》(GB50068-2001)也是修訂版。各標準的執行,標志著普遍設計方法的進步,它從原規范的經驗系數法轉到以概率為基礎的極限狀態設計法。這種設計方法的轉變,具有普遍性,涉及到結構工程的各種行業,包括土木、水電、建筑、鐵路、公路、港口等等。相關的從業工程技術人員也經歷了以經驗為主的安全系數法的舊規范到基于可靠度理論的極限狀態法設計的新規范的“轉軌”。新近入行的技術人員不必“轉軌”,直接采用新規范,但新規范的基礎——可靠度理論,只在極少數大學開設,這造成了理論與實踐的脫節,學生從業后對規范理解不夠深入和透徹。面對規范的“轉軌”,我校的相應教學還沒跟上,作為規范的核心內容工程結構可靠度原理在本科階段是不學的。事實上,為了方便學生以后從事土木工程,需要在本科生階段就進行教學,可以在本科生高年級開設。目前只在研究生階段學習,除了了解基于可靠度的規范外,也為學生科研提供了新方法,開拓了視野。
二、《工程結構可靠度》教學體系探討
《工程結構可靠度》教學體系,應包括可靠度分析的基本方法,可靠度方法在不同地區、不同行業的實施情況,即規范,可靠度研究的進展情況,讓學生對可靠度在土木行業的應用和研究有較深入的理解,為學生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點。
1.教學目的?!督Y構可靠度分析》是為土木研究生開設的課程。本課程主要介紹結構分析中的可靠度理論、方法和應用。目前我國工程結構設計,已從傳統的安全系數的方法轉變為基于可靠度理論的狀態設計方法。傳統的設計方法沒有充分考慮設計參數的不確定性,而可靠度理論則較充分地考慮了參數的隨機變異性,廣義可靠度則還能進一步考慮模糊不確定性和未確知性,是結構設計理論與實踐發展的必然方向。課程目的是通過教學讓學生學會從隨機概率分析的角度來處理力學和結構問題。
2.教學內容選擇。工程結構可靠度教學采用的教材是《工程結構可靠性設計原理》,參考教材是《結構可靠度理論》,內容包括:工程結構可靠度研究歷史簡介,傳統設計方法和半概率設計方法,中心點法——次二階矩理論之一,驗算點法——次二階矩理論之二,荷載及抗力的統計分析,近似概率法的應用,材料性能的質量要求和控制,以及工程結構可靠度理論發展中的幾個問題。本課程學習的重點是一次二階矩理論、概率極限設計實用表達式和結構體系可靠度。由于是研究生課程,在講授時增加了結構的穩健性與抗倒塌設計,既有結構可靠性評估,又有巖土工程可靠度等內容,為學生科研提供參考。
3.教學方法。當今教育注重知識講授與能力培養的統一。知識是能力的基礎,能力是已獲知識應用的手段和體現。(1)在課堂教學方法上,采用小班教學,課堂教學方式相對比較靈活。根據教學內容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學等多種教學方式。(2)將多種教學手段引入教學體系。除常規教學手段外,還可采用多媒體技術,比如ppt、視頻、動畫,以形象直觀地展示教學內容,使學生理解更加容易,另外,由于土木工程的普遍性,還可以采用帶學生現場參觀的形式,拉近課堂與現實的距離。這些教學表現形式的多樣化,大大提高了教學效率和質量。(3)提升學生的科研意識。課堂上重視科研現狀和科研前沿的介紹,讓學生了解相關方面的研究情況。
4.重視應用網絡。在互連網發達的今天,學生上網幾乎成了習慣。充分利用這個條件,讓學生從網上搜集資料,自己了解和解決一些對他們相對有難度的問題。培養學生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。
5.提高教師素質。教師的素質直接關系著教學的質量和效果。深厚的基礎理論和廣博的專業知識,一定的生產實踐經驗,相當的科學研究能力,是對現代大學教師的時代要求。教師須注重調整知識結構體系,努力學習新技術,才能保證在教學中有效地提高講授的質量,較好地提升學生的工程意識和科研意識。當然,作為教師的一般素質要求的提升也不可懈怠,比如表達能力、與學生互動的能力、敏感捕捉學生疑惑點的能力等。教師自身素質的提升,是保證土木《工程結構可靠度》良好教學效果的動力和源泉。
三、《工程結構可靠度》教學實踐總結
結合教學實踐,下面是對《工程結構可靠度》的教學實踐總結。
1.精心組織教學,全力保證教學質量。在學生掌握結構可靠度教學目的的基礎上,讓學生學會如何把結構可靠度用于自己的研究領域;利用多樣化的教學手段,培養學生理解、解決實際問題的能力。
2.拓展課堂教學,開展多層次多種形式的教學活動。對于可靠度相關的概率、數理統計、隨機振動等數學知識,采用重點講解與學生自主學習相結合,對于規范現狀及發展趨勢,科研現狀及發展趨勢,在課堂講解時穿行,開設與教學內容相關的專題講座,開拓學生的視野,對可靠度有較深入的了解。結果表明:通過學習拓展、前沿講解和專題講座,學生鞏固了所學知識,開闊了視野,豐富了結構可靠度的教學內容。
3.結合科研與實際工程,提升教師素質。做好科研課題,積極參加實際工程,可以有效提升教師的素質。做好科研,才能把握土木結構可靠度的快速發展,及時調整知識結構,拓展知識面,了解新技術和新方法。積極參加實際工程,才能提高動手能力,增強工程素質。實踐表明:通過將科研和工程實踐成果引入教學,能深入淺出,避免紙上談兵,有效增強教學效果。
4.考核辦法??己瞬捎闷綍r成績和寫論文的形式,由于是小班,學生本科學習的背景不一樣,每個學生的論文題目和方向是不一樣的,迫使其獨立完成。經學生的實踐說明,這種考核方法是適合該課程特點的一種較好的考試辦法。它既可以促進學生掌握可靠度的基本內容,又可以增強學生分析問題和解決問題的能力,并對以后的碩士論文撰寫有幫助。
四、結束語。
在結構可靠度的教學實踐中,有如下幾點體會:(1)課程內容應盡可能地反映學科領域的發展現狀。課堂講義應反映一些較成熟的、工程上適用的較新研究成果,著重從方法和思路方面加以講解。(2)教學與學生擴展閱讀、自己查資料、寫論文相結合。培養學生自己就某個方向收集資料、提煉觀點的能力。(3)針對部分學生本科教學的背景差異,在課堂講授時,做一些查漏補缺的教學。該部分應簡單易懂,并給出進一步閱讀的參考書目或網址,以方便學生拓展閱讀。(4)教學與科研相結合。高水平的教學離不開科研,科研與教學相互促進,高質量的教學需要高質量科研的融入。
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