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国外对碳纤维复合材料的研究起步比较早。结合研究需要成立了相应的碳纤维复合材料研究协会,制订了相应的测量标准、实施规范、检测标准、施工规程等,制订了研究发展方向,加大经碳纤维复合材料再实际中的应用研究,经过多年的研究,目前国外发达国家已经有较为成熟的碳纤维复合材料理论、研究体系和研究成果,并且通过实验性应用获得了第一手资料,通过大量实验已经有了一定的应用实例。目前由于碳纤维复合材料特有的可根据工程需要加工成各种织物材料,满足工程需要,而且织物表现出很高的强度的特点,因此碳纤维复合材料大量应用在房屋建筑工程的加固工程中、桥梁工程等的加固、维修和保养上。从研究现状来看,我国对碳纤维复合材料的研究起步比较晚,缺少系统化、本土化的研究体系,主要理论和研究标准、方法借鉴先进国家的研究成果,缺少实际使用经验的搜集和整理,施工规范上过于依赖国外成熟经验,缺少本土化的实践经验和研究体系,研究方向主要集中碳纤维增强聚合物片材加固和修复钢筋混凝土结构,而且应用也比较成熟。例如采用碳纤维增强聚合物片材对上海财经大学24m跨度的木结构进行加固,采用碳纤维布对天安门城楼上的大型木柱进行加固[1];等等。单丽萍《碳纤维布在建筑结构加固中的施工措施浅析》(民营科技2012.8)研究指出,碳纤维增强聚合物加固技术是一种新型高效的土木工程加固修复技术,具有质量轻、强度高强、施工简单等优点。并对碳纤维布在加固和维护建筑结构中的施工措施进行分析,之处随着对新材料碳纤维(CFRP)的研究的深入,用CFRP取代钢板作为外贴对建筑物进行加固是一种必然趋势。并现针对碳纤维加固的原理、依据、前提进行了探讨,并对施工工艺进行了简要的论述。张勇《CFRP加固混凝土梁的冻融试验研究》(河北建筑工程学院学报2012.1),碳纤维(CFRP)虽然在加固工程中已得到广泛应用,但其长期的加固性能尚未得到证实。尤其在我国北方较寒冷地区,因此研究冻融循环对碳纤维加固的混凝土构件的影响。试验研究显示碳纤维基本能够满足寒冷地区的加固要求。舒亚《码头改造工程中碳纤维加固技术的运用》(水利建设与管理2014.3)一文中研究指出:伴随着材料研究的深入,混凝土结构的加固技术也日益提高,结合工程实例,阐述在码头改造工程中如何将碳纤维加固技术运用到水工结构物的主要受力构件,为码头水工结构物的加固修复带来新的举措,保障了码头水工建筑物的安全。整体上来说,碳纤维复合材料在土木工程中的使用研究目前基本集中在混凝土结构的修复和加固上,相信随着研究的深入,碳纤维加固技术在土木工程结构的运用日益广泛。
1.2最新研究进展和趋势
日本开发研制成功一种带有铝合金接头碳纤维聚合卷管。研究发现这种聚合卷管具有高效的结构体系,在实际应用中可以获得特殊的建筑效果[1]。也有学者提出利用碳纤维优良的导电性,通过相应手段监测碳纤维复合材料加固部位导电性能的变化情况,实现对对土木建筑物或桥梁等的无创口健康监测和诊断,而目前利用碳纤维优良的导电性,实现对建筑结构的实时监测应用研究不多,郑立霞《局部叠层碳纤维水泥基材料的应变电阻效应研究》(四川大学学报(工程科学版)2011.2)研究指出利用不同将碳纤维所具有的特有的导电特性,将不同碳纤维取代钢筋加入普通混凝土中,普通混凝土便成为具有自诊断功能特性的智能混凝土。利用这些功能特性可望实现土木工程结构和基础设施的健康监测。并通过实验研究局部叠层碳纤维取代钢筋形成的三点弯曲梁在单调和循环拉应力作用下电阻的变化规律,分析了局部叠层碳纤维水泥基材料的应变-电阻效应,在此基础上进行横向对比,实验结果表明,局部叠层碳纤维水泥基材料的应变灵敏系数是连续碳纤维水泥基材料应变灵敏系数的近23倍,但稳定性要差一些;局部叠层碳纤维水泥基材料的电阻和拉伸应变成正比例,因此利用这一特性把可望把局部叠层碳纤维用于土木工程,便于实现在结构和基础设施的健康监测。
2碳纤维复合材料在构件承载力不足的情况下的应用
虽然在土木工程施工过程中在施工阶段,从上到下有严格的施工规范和要求,但是实际过程中却常常存在由于施工管理不严、施工人员能力缺陷、致使施工质量不能达到要求,特别是混凝土构件承载力不足导致在建工程或建成工程使用时在安全隐患,存在一定的潜在质量风险,可能导致伤害事故的发生,在这种情况下,如何在不拆除现有混凝土结构的条件下对混凝土构件进行范围内的加固和修复是要解决的问题,使用碳纤维复合材料为主要原料的纤维增强聚合布进行加固,可以在不毁坏现有结构的基础上,使混凝土结构得到理想的增补效果。加上纤维增强聚合布施工过程中无需任何重型机械,施工空间不受限制的优点,因此在维护和加固现有建筑中得到大量应用。
2.1碳纤维复合材料在民用建筑加固方面的应用
由于碳纤维增强聚合布的材料性能的特点,碳纤维增强聚合布大量应用在民用建筑中,如梁、板、柱、顶、梁腹裂缝发展过大的构件加固中。碳纤维增强聚合布加固可有效控制裂缝的发展。在使用碳纤维复合材料对不同部位进行加固时,操作手段、方法有一定差异。目前通常使用碳纤维布对钢筋混凝土裂缝等进行加固时首先选取合适粘合剂,以免造成粘合不紧密,加固效果差,在此基础上注意粘贴在混凝土裂缝处。在对钢筋混凝土抗弯构件进行加固时,通常采用特殊粘合剂将碳纤维布粘贴于混凝土构件强力受拉区,通过碳纤维布增加受拉区域强度,实现碳纤维布分担工程结构中混凝土钢筋的承受拉力,提高混凝土构件的抗弯承载力和受拉承载力。碳纤维复合材料加固损伤的受弯构件时,结果表明,通过碳纤维布的加固,检验结果显示,加固部位刚度恢复非常显著,加固部位强度和加固量、损伤程度具有一定关系,通过加固,两者都有不同程度的改善提高。在工程中使用碳纤维复合材料进行抗剪力加固时,一般要求将碳纤维复合材料粘贴于加固构件的受剪力区,力求形成整体的拉力,促使碳纤维复合材料的作用类似于箍筋,从而形成一定的加固力量,有效控制混凝土结构裂缝的进一步发展。目前研究结果表明,理论上推算碳纤维复合材料的随着外界条件变化应变发展比较缓慢,在实践中用于加固混凝土构件时,碳纤维复合材料达到的最大应变值比较小。在加固混凝土构件屈服后,碳纤维复合材料逐渐取代混凝土构件箍筋的作用逐,从而有效提高构件抗剪承载力,碳纤维复合材料对工程质量提高程度与加固方式、加固量、带间距及粘贴层数密切相关。因此实践中使用碳纤维复合材料对一定的混凝土结构进行维修和加固时,要区别对待,不同位置、强度的部件进行加强所需粘贴量不同,过多过少都不利于加固效果的最优化,如粘贴过量碳纤维增强聚合布,可能会导致不能充分的发挥碳纤维增强聚合布的优势。由于碳纤维增强聚合布的可设计性的优势它与所加固构建之间粘贴比较紧密,可以在不改变现有建筑外观形状的基础上进行整体加固,因此在一些对整体构件加固质量要求比较高,碳纤维聚合布在得到大量应用,如对历史建筑的抢救、保护和维护和原有建筑,同时构件的整体抗震性能得到提高。
2.2桥梁建设加固方面碳纤维复合材料的应用
由于碳纤维复合材料的使用特点,碳纤维增强聚合布可以应用在桥梁加固方面。如磨损、裂缝、局部塌陷的桥面,可以在保持现有混凝土构件的情况下,通过适当修补后加贴碳纤维增强聚合布,从而提高桥面坚固程度和增加使用寿命,如一般采用将碳纤维增强聚合布粘贴于桥面板下面,在提高桥面整体平整的基础上可以增强桥面板的抗弯及抗剪能力,延长桥梁使用寿命,目前碳纤维复合材料在桥梁建设方面的用途主要有两类,现有桥梁的加固方面和新桥梁的建设使用。在桥梁加固方面碳纤维复合材料主要用于混凝土桥梁的基本构件、节点、裂缝受弯构件、抗弯构件等的加固,加固的目的主要是提高桥梁的面板、构件的抗弯、受弯、抗剪、轴向抗压承载力等,桥梁建设加固方面碳纤维复合材料的应用在国外应用广泛,我国在这方面的工程实践是在引进吸收国外先进经验的基础上,结合我国桥梁工程和新材料发展状况,2003年7月对1971年建成的“宝成桥”进行了加固维修。提高了大桥承载强度,同时对大桥基本构件提供了抗裂防腐的保护作用[2-5]。但是碳纤维增强聚合布加固混凝土桥柱、桥梁时,应注意原有混凝土构件横向膨胀性能促使外包碳纤维增强聚合布的局部环向刚度增大,导致混凝土原有构件的脆性破坏,因此在应用碳纤维增强聚合布维修桥梁加固混凝土柱时要注意完全粘贴整个构件。
2“塔式”实验教学模式
基于兄弟院校土木工程专业实验教学改革的成功经验,结合现有实验室的条件,遵循层次化、模块化的指导思想[6],对土木工程材料实验教学模式进行改革探索,分三阶段逐步提升的“塔式”方式:基础设计阶段、对比分析阶段与后期处理阶段。1)基础设计阶段:将一个行政班的学生分组后,要求其根据与本次实验项目相关的多种工程材料进行实验设计,且将设计方案在实验之前上交给实验教师审批,待审批合格后方可安排实验。这一阶段可以让学生根据实验目的,自行设计实验,使学生由被动变为主动,培养学生自主探究的能力;2)对比分析阶段:同一批次实验结束后,实验教师组织学生分别汇报实验设计方案与实验现象、结果,要求学生分析不同小组的结果并找到原因,可以增强学生分析问题和解决问题的能力;3)后期处理阶段:待同一个实验项目全部结束后,实验教师将本年度所有批次的实验方案与结果公布后,要求每个同学对本项目进行总结,并以此作为实验部分的考核。下面以“胶凝材料(水泥)的基本性质”为例,详细说明一下“塔式”教学模式。1)根据理论课进程,实验室要及时备好不同标号的水泥。实验教师通知学生进行实验方案设计,学生根据实验目的,每个小组选用不同胶凝材料设计方案,选用的实验材料具体见表1。根据已经审核的实验方案与实验指导书,严格按照实验操作逐步完成水泥细度、水泥标准稠度用水量、水泥凝结时间、水泥安定性与水泥胶砂强度等实验内容,并做好相关数据的记录工作。2)同一批次实验全部结束后,各小组通报实验材料的选择与实验结果,要求每小组成员做好记录,并引导学生回顾理论课程中的相关知识,分析不同胶凝材料的性质,加强学生对理论课程叙述性知识的理解与记忆。3)所有班级本实验项目结束后,实验老师将所有小组的实验情况汇总并向学生公布,要求每人采用正交实验分析法对统计的实验结果进行分析,并结合理论知识对本次实验进行总结,与此同时,教师也可以对学生实验结果的统计数据进行分析总结,做好自己科研的支撑。
0引言
随着人类文明及科学技术的发展,土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中,尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前,水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料;新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。
1 土木工程材料现状及要求
与以往相比,当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善,随着现代陶瓷与玻璃的性能改进,其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善。随着现代陶瓷与玻璃的性能改进,其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外,随着技术的进步,传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步,但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。首先工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步,但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
1.1 从土木工程材料的来源来看
鉴于土木工程材料的用量巨大,尤其在应用方面,经过长期使用的不断累积,单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天,以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。论文参考网。从另一方面来看,由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高,传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此,以天然材料为主要材料的时代即将结束,取而代之的将是各种人工材料,这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展。
1.2 从土木工程对材料技术性能要求的方面来看
技术性能的要求也越来越多,各种物理性能指标的要求也越来越高,从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
1.3 从土木工程材料应用的发展趋势来看
为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求,材料应用也向着工业化的方向发展。例如,水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展,材料向着半成品或成品的方向延伸,材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高,劳动强度逐渐下降。这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现,也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念。
2新型土木工程材料——绿色建材
土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置,在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户,为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料,避免新型材料的生产和发展对环境造成危害,因此“绿色建材”应运而生。目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种:
第一、利用废渣类物质为原料生产的建材,这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料,其优点是节能利废,但仍需依靠科技进步,继续研究和开发更为成熟的生产技术,使这类产品无论是成本上,还是性能方面真正能达到绿色建材标准。
第二、利用化学石膏生产的建材产品,用工业废石膏代替天然石膏,利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能,开辟石膏建材的新来源,并且消除了化工废石膏对环境的危害,符合可持续发展战略。
第三、利用废弃的有机物生产的建材产品,以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料,如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染,还节约了石油等资源,符合在资源可持续发展方面的基本要求。
第四、利用各种代木材料,用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康,利用高兴技术使其成本和能耗降低,将是未来绿色建材的主要发展方向。
第五、利用来源广泛的地方材料为原料,利用高科技生产的低成本健康建材,不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料,根据这些地方的性质和特点,利用现代技术,可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
3 土木工程材料的发展趋向
众多现象表明进入21世纪以后,在我国甚至是全世界范围内,土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向:
研制高性能材料,例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料,以及充分利用和发挥各种材料的特性,采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料。
充分利用地方材料,尽量减少天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源,以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。论文参考网。
节约能源,采用低能耗、无环境污染的生产技术,优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。论文参考网。
材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料,如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等,同时要开发对人体有益的材料,如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
产品可循环在再生和回收利用,无污染废弃物,以防止二次污染。
总结:总而言之,土木工程材料往往标志一个时代的特点。土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的,它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换,在未来,基于材料原有的性质的基础上,“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献:
[1]《土木工程材料》中国建材工业出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重庆大学出版社 彭小芹主编
[3]《土木工程材料》武汉理工大学出版社 陈志源、李启令主编
[4]《土木工程概论》武汉理工大学出版社 罗福午著
随着经济全球化的发展及知识经济时代的到来,创新成为推动社会科技进步与经济不断发展的决定性力量[1]。城市经济的发展、建筑工程的规模逐渐扩大及其形式功能的日新月异则要求土木工程技术也不断地发展与创新,同时也要求高校土木工程专业[2]培养大量应用型创新高等工程技术人才。毕业设计论文作为土木工程本科专业中最后的一个理论性与实践性综合的教学环节,其目的是培养学生独立分析与解决工程技术问题,最终使学生符合应用型创新工程人才的基本要求。因此,毕业设计[3,4]论文必须具有综合知识、能力与创新相结合的特点。企业、高校与科研院所[5]之间通过生产、教学和科研紧密结合,在课程教学与实践过程中有机结合企业生产实践与科研创新,可以较好地培养学生综合素质、能力以及创新能力。同时,使学生在实际毕业设计论文过程中,提升科学研究能力与团队合作精神,增强设计与参与生产实践的事业心和责任感[6],在更好地运用综合专业知识提升毕业设计质量的同时,达到应用型创新人才的培养目标。
1创新土木工程毕业设计模式
产学研有机结合土木工程毕业设计论文的创新,就是在毕业设计与研究论文中,实现毕业设计[7]、教学与土木工程实践相结合的创新模式,提升土木工程专业学生的实践能力。土木工程产学研项目中,结合科研创新与生产实践来优化课程教学,培养土木工程学生的实习实践能力,有助于全面培养有能力的土木工程专业学生。在具体的土木工程毕业设计创新模式之中,可以优化开展实施产学研合作,有效建立健全当前土木工程教育中产学研结合教育课程评价[8]及调控机制,改变传统的土木工程教育模式。同时,也有助于实现企业、高校以及研究机构间的优势资源互补,优化培养应用型土木工程专业创新人才。
2基于产学研土木工程毕业设计的意义
利用产学研机制与应用型创新人才培养目标进行创新性土木本科毕业设计论文的选题,从工程实际与学术问题的联合创新出发,丰富与扩展课题的研究目标,将产学研科研或工程项目转化为创新型的实验项目、依据工程实际与实验模型培养学生的动手能力、扩展创新能力。同时,创新性土木本科毕业设计过程中,也可以提升学生的论文写作能力,优化学生力学模型计算能力,培养技术学术交流,扩展学生思维,具有重要创新意义。基于产学研的课程实践与毕业设计工作,能够优化提高土木工程产学研合作水平和效率,实现共赢,共同发展。创新模式,搭建土木工程产学研平台,优化服务,能够优化推进企业与高校、科研院合作,提高合作层次,有效实践产学研合作,提升土木工程毕业设计质量,发挥积极影响。而且,在土木工程专业中,其毕业设计与实际工程密切相关,使其与产学研相结合,有助于培养学生的实践能力与创新能力,也可以提升毕业设计质量,具有重要意义。
3基于产学研土木工程毕业设计创新的实现措施
3.1完善产学研结合体系
密切协调土木工程教学与后期毕业设计间的联系,基于产学研创新模式,设置课程教学与生产实践,最终为毕业设计的选题、实习与设施打下基础,增强课程试验与毕业设计等与外部生产与科研创创新等因素之间的关系,提升毕业设计质量。考察学生的知识综合应用能力,解决工程中与企业科技生产中的实际问题,从而使学生能够更好的理解工程毕业设计题目,使其能够聚精会神地投入到毕业设计中,提升学生参加土木工程毕业设计的热情。
3.2提升土木工程专业产学研基地实力
高校院系加强与地方科研生产合作,建立完善土木工程专业的产学研基地,鼓励教师参与生产实践,提升其实践指导实力,为毕业设计与论文提升工程实际的支撑,激发土木工程学生在毕业设计中的潜在能力。通过土木工程专业产学研联合的课程教学实践与毕业设计,更深层次地让学生通过融入到土木工程设计实践中。
3.3提升选题水平
创新性毕业设计论文选题工作,必须要确保选题符合土木工程专业的实际特点,切合应用型创新人才的培养目标要求,保障土木工程毕业设计的选题深度可为学生所接受,一方面避免选题简单重复的陈旧题目,适应经济与社会发展的需要;另一方面避免在毕业设计中选题过深、题目过大而脱离生产实际的情况,确保学生切实完成毕业设计工作。
3.4提高毕业设计指导质量
院系在毕业设计指导中,应细化到具体教学指导单位,根据各专业学生毕业设计的专业特点,制定适合创新模式的毕业设计论文指导细则。指导教师在学生毕业设计中,能够积极引导学生去创新思维,建立学生对毕业设计的多元文化意识,培养土木学生的工作、人际交流能力。
3.5协调毕业设计考核环节
建立基于产学研的毕业设计分阶段考核方法,首先对指导教师要求其书面陈述毕业设计课题来源、选题依据、设计论文内容、难以程度及工作量等情况,由院系讨论与考核设计选题。在此基础上,增加创新学分与创新能力的评价标准,使学生更加有积极性地投入创新能力的培养,同时,激励教师培育基于产学研等的创新课程与毕业设计的实践,给予相应的政策支持。基于产学研的毕业设计论文实施过程,可以根据实际情况,适当的调节增加实践环节的考核,以保证毕业设计的质量提升。
4产学研创新毕业设计论文案例探索
盐城工学院土木工程学院依据江苏省特色专业和国家特色专业建设点,逐步推行创新教学与科技管理体制改革,努力提高科技水平,走产学研相结合的道路,积极为地方社会经济服务,承担了大量的企业科技开发项目。土木工程学院在基于产学研的教学与毕业设计改革上,利用校企协同育人平台,引入企业深度参与教学实践,开发了“企业文化、建筑工业化技术、施工安全管理、现代施工关键技术、建筑信息化技术、绿色建筑技术、建筑设备工程”等校企网络课程。进一步,加强教学方法改革,利用校企网络共享络课程,鼓励开展学生主动学习、研究性学习与合作性学习;对“土木工程测量、土木工程材料与工程结构测试技术训练”等课程实施以能力考核为主的考核方式改革,为切实完成实践课程培养目标与创新性毕业设计论文工作提供有力保障。学院教师团队目前承担的产学研项目,紧密结合土木工程教学与企业生产实践科技问题,为培养应用型创新人才进行卓有成效的探索。笔者所在的课题组,目前承担“深大基坑开挖施工对工程桩的影响及其检测关键技术研究”产学研项目,旨在结合教学与工程实践科技创新的同时,进行土木工程创新毕业设计与应用型创新人才的培养等探索工作。在教学中,针对盐城多河地区特点,分析深大基坑开挖的设计、施工与环境影响特点,将工程难点问题引入课堂与试验及实习实践。对深大基坑开挖回弹引起的桩基承载形状变化等问题,在“桩基工程”课程的设计与施工检测等课程中,进行针对性的分析,充分调动学生的学习兴趣,利用课程试验与产学研课题研究试验有机的结合,引导学生参与科研试验研究,为创新性毕业设计提供知识能力的积累。在此基础上,进行基于产学研的毕业设计论文工作,根据学生情况并结合项目特点,毕业设计选题有“先锋岛三期多面临河深大基坑的设计与施工”“盐城多河地区的基坑支护形式与插入深度研究”“深大基坑开挖条件下的工程桩承载力计算”“深大基坑开挖坑底回弹与桩基承载计算与检测”“临河高层建筑深大地下室基础设计与施工方案”等,创新了土木工程毕业设计论文的形式,并推动了工程生产实践与企业的技术创新等工作。
5结语
在土木工程教学、试验实践及毕业设计的各阶段,基于产学研联合研究项目改革教学方法与毕业设计选题及实施,促进土木工程本科毕业设计论文的创新与实践,使学生在毕业设计阶段直接接触到工程实例与企业技术创新实践,可有效保证学生完成土木工程专业的教育培养计划,培养学生的专业创新能力,为完成土木工程应用型创新人才的培养目标发挥重大作用。
参考文献
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土木工程材料课程属于专业基础课,一般开设在大学二年级,由于大多数学生缺乏基本的感性认识和工程实践,对该课程与后续专业课程之间的关系不了解,更不清楚该课程对日后所从事工作的重要性和意义。西南林业大学森林工程专业分别于2012年、2013年获批成为云南省教育厅及国家教育部“卓越工程师教育培养计划”专业。“土木工程材料”课程的教学以此为契机,及时更新教育理念,从理论教学、实践教学和科技活动三个方面进行改革,积极探索培养学生工程意识及提升学生工程能力、创新能力的教学方法和模式。
一、以工程意识培养为主的理论教学手段
1.充分利用认识实习
专业认识实习是学生专业课程学习的第一课,是开启学生专业兴趣的重要教学环节。为使学生提早对专业有所认识,了解各专业课之间的联系与作用,许多高校都设置了认识实习环节。土木工程材料作为土建类专业基础课,应充分利用好这一环节,使学生了解土木工程材料的种类、应用及工程技术要求等。为此,课程改革小组建议合理搭配认识实习指导教师的人员组成,承担建筑材料方面的主讲教师应积极参与认识实习。在认识实习过程中:一方面,带领学生参观工程现场,听取现场技术人员讲解,并与学生针对工程所选品种、施工工艺等进行广泛讨论,使学生从感官上实际认识土木工程材料;另一方面,通过观看《超级工程》《伟大工程巡礼》中关于土木工程材料讲解的部分科学纪录片,使学生能够对工程建设的全过程以及材料如何选择、应用有较为全面的认识。通过改革后的认识实习教学,学生对土木工程材料课程的理论学习内容更加明确。
2.合理优化教学内容
目前,土木工程材料教材为满足“大土木”的培养目标,内容上虽具有较大的包容性,但仍未能将原有知识体系有机地融合在一起。加之学时限制,无法面面俱到,如果不能合理安排,将会导致无法有效支撑后续课程的学习。为此,按使用领域将土木工程材料分为土木工程通用材料和专用材料进行讲解。其中,将石料、无机结合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑钢材、防水材料等列为土木工程通用材料,沥青与沥青混合料、墙体与屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列为专用材料,以满足各专业的学习需求。对于通用材料的讲解,在材料基本性质方面主要以材料自身性质与组成特点讲解为主,不需要刻意结合专业特点,而在工程技术指标及工程应用方面则结合专业特点来安排教学内容。对于专用材料的讲解,主要结合专业特点及后续课程的需要而选择或增加,该部分内容主要包括:(1)建筑工程专用材料:墙体与屋面材料、建筑装饰材料、给排水管材等;(2)道路工程专用材料:沥青与沥青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程专用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外,适时引入材料应用实例,实例最好结合授课专业,以此强化学生的工程意识,培养学生的工程素质。
3.注重作业的有效性
除了课堂教学环节外,教师还应注重布置课后作业这一教学环节。作业不但是巩固学生课堂所学知识的重要手段,还是培养学生工程意识与创新思维的有效途径。授课教师通过布置课外作业,建立讨论、交流制度,促进创新思维和工程意识培养氛围的形成。土木工程材料课程与其他课程,如力学、数学等课程要有所差别,作业内容不能仅仅是课后习题或整理课堂笔记,应通过大量做题来巩固理论知识的学习。应定期要求学生查阅文献,或进行实地调查,通过阅读相关科技文献,学生才能及时了解土木工程材料发展的新动态和工程中存在的问题;而实地调查又能促进学生理论与实践相结合,更好地理解理论知识,也能够利用理论知识来解释调查中发现的问题。最后,通过在课堂上进行交流、讨论,还可以培养学生的创新思维。
二、以工程能力提升为主的实践教学手段
土木工程材料实践教学的目的是使学生通过实验操作和结果分析,明确土木工程材料的性质与材料组成结构之间的关系,掌握材料工程技术试验仪器操作与指标评定方法,因此,实践教学与理论教学具有同等重要的地位。
1.在实验课中提升学生的工程能力
首先,合理安排实验课程与理论课程的教学计划,如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂浆的理论课程完成后,集中安排一次实验课,使实验内容与学时得到集中,学生能够有充足的时间准备实验和操作仪器等。其次,在实验课组织形式方面采取分组形式,要求学生在实验课前提交试验方案,其中包括实验目的、材料与仪器、实验步骤、数据与分析、问题与分析等,最后要列出参考规范,保证学生在实验前对试验全过程有基本了解,避免学生在实验过程中出现手忙脚乱、不知所措现象。最后,在实验过程中要求学生利用手机等形式记录实验过程中的各个环节,以便实验完成后组织学生对整个实验情况进行讨论与总结。
2.借助实习基地提升学生的工程能力
通过产学合作的方式建立校外实习基地,聘请实验检测技术骨干人员作为企业兼职教师,指导学生依托工程项目,在真实的工作环境中提高实践操作与结果分析能力,使学生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理论和材料评定的基本技能。更为主要的是学生通过对某一土木工程材料的技术指标进行完整实验检测,可以增加对土木工程材料各技术指标的工程意义,也能加深对指标之间相互联系的理解。在评定过程中,学生通过翻阅相关技术规范提高了土木工程材料标准化的工程意识。
三、以创新能力提升为主的科技活动组织
创新能力的提升一方面要依靠理论教学环节培养思维,通过科研实践活动使学生在验证并巩固理论知识的同时,提高分析和解决问题的能力,激发学生的内在创新动力,为此,课程改革小组结合土木工程材料课程的特点,进行了一系列科技活动的组织。对于有创新想法的学生,土木工程材料实验室实行开放制度,以小组为单位填写申请表,在指导教师的帮助下利用课余时间进行创新性试验;如没有创新性想法,但又有参与创新性实验愿望的学生,可采取助研的方式参与到指导教师的科研课题中,使创新能力得到锻炼。教师在指导过程中发现可行性强的创新性实验,可进行校级科技创新项目推荐,或作为毕业论文选题,通过完成科技项目或毕业论文的写作,学生的创新思维、仪器操作、科技论文写作等方面的能力得到较大提升。此外,通过组建科技创新团队参加科技竞赛活动,将不同年级、专业的学生融合在一起,实现了激发学生创新积极性、提高创新能力的目标。近几年,以土木工程材料课程为依托,学生申请西南林业大学科技创新基金项目3项,其中,一项获第八届云南省大中专学生课外学术科技节二等奖;获批云南省大学生创新创业训练计划项目1项,国家级创新创业训练计划项目1项,学生通过参与教师的科研课题,完成毕业论文7篇。
四、结束语
通过对理论教学、实践教学和科技活动三个方面的改革,学生的工程意识有所增强,能够有目的地学习,避免了以往死记硬、学而无用现象的发生。学生的工程能力与创新能力得到大幅提升,发现和解决问题的能力也得到了提高,同时,也增强了学生的就业能力。
参考文献:
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[3]蒋慧,黄小林,王荣,等.基于“卓越工程师教育培养计划”的土木工程材料课程实践教学研究[J].高等建筑教育,2014,23(4):152—154.
[4]彭艳周,刘冬梅,朱乔森,等.土木工程材料实验的层次化教学模式[J].高等建筑教育,2013,22(6):117—121.
基金项目:江西科技学院校级教改课题“基于CIDO模式下《土木工程材料》课程教学改革研究”(编号:JY1504)。
1 前言
毕业论文是土木工程专业学生大学本科教育过程的最后一个环节,是对大学四年所学专业课程的全面总结,也是对之前各个教学的继续深化与拓宽[1]。毕业论文的完成情况不仅能反映出每个学生专业知识的掌握情况、科研思维的方法、写作水平的高下,也能折射出学校教育教学的质量和水平[2]。但是,在目前高校的教学实践中,大量的毕业设计出现雷同情况,学生的能力培养欠缺,出现大批毕业生面临就业压力,而设计、施工单位却寻觅不到合适人才的状况。
针对此种情况,本文从土木工程专业本科毕业论文存在问题及如何提高土木工程专业本科毕业论文质量两方面加以分析,为进一步提高《毕业论文指导》课程教学质量提供参考。
2 土木工程专业毕业设计存在问题
2.1 选题单一或脱离实际
题目决定毕业设计的内容,课程概念多、实践性强。但土木工程学院学生毕业论文题目大多集中在钢筋混凝土框架结构,预应力简支T梁上部结构设计,或者辅以施工组织设计,沉降观测等。而钢筋混凝土框架结构又以3-4层多层框架结构为主。主要是因为毕业设计要求本科生结合4年所学专业知识,所以基本以手算为主。而结构又必须考虑地震荷载作用下的内力计算,只有底部剪力法可通过手算完成。反应谱振型分解法及时程分析法均需靠电脑才能完成。只有框架结构属于剪切变形为主,符合底部剪力法的适用条件。所以这也就是毕业设计以框架结构设计为主的原因。
2.2 大多数学生专业知识没学好,毕业设计难于入手
学生基本都是根据教师提供的任务书进行结构设计并绘制施工图。但很多学生建筑图纸部分就耗费大量时间。后面的结构布置已经丧失信心,能简便则简便。
至于结构设计中的重难点,学生往往更难把握。楼板设计及次梁设计属毕业设计的次要内容。水平荷载及竖向荷载作用下内力计算是毕业设计的重点。很多学生往往对力学基础课程掌握不扎实,对于弯矩二次分配法的应用更是无从下手。
同时,荷载效应组合及梁柱截面设计通常是毕业设计的难点。如果学生能坚持手算到最后,那么内力组合也就会通过请教与自学来完成此次毕业设计任务。
2.3 施工图纸不符合现行规范标准
很多学生在进行冗长的手算完成后,往往还是对自己所做的论文题目缺乏清晰的思路。所以图纸也只是仿造同学的图纸,修改开间进深的尺寸及配筋。其中有很多不合规范之处。而毕业设计质量的关键就在于图纸的质量。
2.4 指导教师水平有待提高
指导教师的专业知识水平、论文指导能力直接影响本科毕业论文工作,从指导选题、写作到答辩,指导教师的作用至关重要。选题是毕业设计的源头,毕业论文水平的高低直接取决于选题方向。但现在许多指导教师给的选题方向偏大、任务过重,还存在偏难,或者与专业不对口的问题,超出本科生毕业设计能力水平。加之指导教师本身教学与科研任务繁重,无法分担太多精力指导学生,学生自己在摸索过程中容易犯错,致使学生在毕业设计写作过程中与指导教师沟通不畅或者教师指导不力的情况发生。
3 土木工程专业毕业设计改革建议
3.1 选题多元化。
根据指导老师的课题研究方向或是工程实际项目,或者参考学生毕业实习岗位,制定与之相适应的毕业设计题目,尽可能真题真做。同时题目难易程度也应适中,能够体现目前研究发展的主要方向及前沿问题,能够对学生知识面有所扩充。
3.2 严格要求学生并认真指导
毕业答辩前对学生进行预答辩,或者阶段性审查。及时发现学生毕业设计中的问题并督促其整改。对检查不过关或是预答辩不过关的学生,推迟其答辩时间或是取消答辩资格,整体学风起到杀一儆百的作用。
同时,指导老师也应加强督促,并定期追踪指导学生毕业设计进展情况。如果所带学生数较多,还应集中指导所有学生,并合理规划各学生进度。对设计能力较强的同学,可要求更严格后期准备推优。对进度较慢的同学加强检查力度,加大检查频率。主要教会学生理清设计思路,运用正确的设计理论及设计方法,教会学生学会参考规范及查阅相关资料能力。
3.3 参考国家标准规范制图
国家分别制定了《建筑设计制图标准》及《结构设计制图标准》,很多按自己制图习惯绘图的习惯应督促其整改。甚至有些同学动手能力较弱,对计算机的操作能力尚欠缺。教师不可能手把手进行指导,应充分发挥组员团队合作能力,采取帮扶政策,引导动手能力较强的同学帮助动手能力较弱的同学。
4 结论
目前,大学毕业生流行“毕业就失业”,主要是学生在大学四年没有学会解决实际问题的能力及创新能力。很多学生大学四年混混沌沌、迷迷茫茫中度过,平时课堂也难以集中注意力。教师应及时发现学生优势,并鼓励学生深层探究,大力培养学生创新能力,解决实际问题能力及合作交流能力。这样学生才能在毕业前的3年里学有所获,不至于毕业设计无从下手。
本文主要从3方面阐述了目前土木工程本科毕业设计所存在的问题,并提出了相应的整改建议。毕业设计是体现学生综合能力的最后环节,也 学校本科评估的主要支撑材料,学校及学生均应引起重视,并提高毕业设计完成质量。
参考文献
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[5]季民,马德刚.建立毕业设计管理体系提高毕业设计质量[J].中国大学教学,2007(05).
(一)确定土木工程专业研究生的培养理念及目标
土木工程专业研究生的培养应在保证硕士研究生具有正确价值观和良好道德情操、具备坚实理论知识和科研能力的基础上,侧重培养工程实践能力,使之能够具有解决实际工程中复杂问题的能力,成为与国际形势接轨、掌握建筑领域尖端技术的高素质工程型人才[3]。
(二)明确土木工程研究生培养质量的影响因素
单一的培养模式和传统的课堂教学模式,使学生的个性和特长得不到充分发挥,限制了学生的创造性思维发展,使研究生教育无异于本科教育,大部分缺乏独立研究和创新的能力。就土木工程专业来说,更应偏向实践和应用。
(三)研究生培养模式的建议
首先,高校应改革土木专业研究生教育模式。例如将土木专业研究生的培养类型细化到理论研究型和工程实践型等方向,使研究生的培养更具有针对性。在课程设置上,由于土木工程学科所包含的知识面宽,涉及的内容广,因此,课程设置要有针对性和普遍性,多设置基础课程[4],使学生主要掌握学习方法,而非单纯地学习课程本身。同时,教师要使学生形成完整的知识框架和体系,使学生有机会接受该领域最前沿的知识和研究方法,使研究生从基础知识的学习、查阅文献到撰写论文等工作中学到做科研应具备的基本素养和能力,并在此基础上使研究生将自己所学的知识应用到实验或实际操作中。
其次,针对研究生毕业后缺乏实践和动手能力的现状,高校应加强校企联合培养模式。鉴于土木工程本身的学科特点,实践与应用更是重中之重,因此,校企联合的培养模式具有更重要的现实意义。在教育体制上应尽快为高校创造条件,如建立产学研培训基地,使研究成果直接转化成社会生产需要,企业可以为高校的科研工作提供资金支持,同时高校可以为企业运作带来技术保障。高校还应为学生创造实践机会,使学生能够通过学校学习和社会实践,真正掌握和更深刻地理解所做研究的价值和意义。高校应实行学校导师和企业导师双导师制度,学校导师可以从事科研生产工作,企业导师也可进入高校学习和指导,这样既可以加强高校师资队伍建设,完善教育体制,又可以使土木工程研究生在科研能力和工程实践能力上得到充分提高。
再次,应借鉴国外教育体制,实行研究生教育宽进严出制度,这样既可以使更多的学生有机会接受更高层次的教育,又可以提高毕业生的素质和质量。严格控制毕业论文的通过率,提高论文评价标准,避免论文答辩流于形式。可以借鉴国外论文评价体制,对论文的质量采用等级制度,提高学生撰写论文的积极性。同时,在就业上应缩小研究生和本科生的待遇差异,这样既避免了研究生学习的功利性,又节约了国家教育资源,使土木工程研究生教育真正培养出具有科研精神和工程实践能力的高层次人才。
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)01-0085-02
土木工程材料是土木工程专业的必修专业基础课程。在我校土木工程专业培养计划中,该课程计划学时为56(含实验16学时),主要介绍常用的土木工程材料的基本组成、材料性能、质量要求、检测方法等,内容包括无机气硬性胶凝材料、水泥、砂浆、混凝土、砌筑材料和屋面材料等,是一门以试验为基础的信息量较大的课程,综合性、实践性和经验性都较强。课程教学分为理论课和试验课,两者既紧密联系,又相对独立。
土木工程材料课程在土木工程专业课程体系中占有重要的位置。面对创办高水平研究型大学的发展目标,2012年中国石油大学提出了“三三三”本科教育培养新体系,即本科教学办学定位的三型、培养目标的三化、教学方式的三性 。[1]围绕“三三三”本科人才培养体系,我校土木工程专业积极开展了一系列教育教学改革,针对学科的特点及目标,对课程的考核考试方法进行探讨。
一、课程考试模式现状分析
作为土木工程的专业基础课程,土木工程材料课程的教学质量直接影响到高等学校培养应用型、创新型人才这一培养目标的实现。考试是对教师的“教”和学生的“学”两个方面进行检验的重要手段,考试成绩客观与否,对实际情况的反映真实与否,是衡量考试合理性的标准,也是教师和学生双方关注的问题。
根据笔者调查,土木工程材料课程的考核仍采用传统的考核方法,即书面式闭卷期末考试, 60分合格制。不可否认,这种传统方式具有一定的客观性,但并不能全面、准确地反映出“教”与“学”的真实水平,其存在的具体问题如下。
(一)考核内容单一化
土木工程材料课程的特点决定了其确实存在大量的知识点需要记忆,学生只有在准确记忆的基础上,才能保证实际工程中的正确应用和实践。一方面,传统考核方式内容多偏重答案唯一的记忆性题目,偏重对基本公式和基本概念的简单直接的考查,并未重视和兼顾学生掌握该课程知识后应具备的解决实际问题的能力。另一方面,传统的考核方式其内容普遍缺乏与最新的相关研究和社会关注热点相结合的考核内容的设置,难以达到培养学生创新思维的教学目标。
(二)考核方法呆板
传统考核方式一成不变,灵活性差,无法适应不断推进的土木工程专业教学改革的步伐。多年来,传统的考试采取标准化考试题型,题型局限于基本理论的填空、判断、选择、简答、名词解释等,综合性的思考题、分析论述题、应用题等主观性题型很少。这类标准化试题的评判具有客观公正的特点,但是答案唯一,学生无法获得探索创新的机会,这限制了学生学习探索的积极性,不利于学生学习能力的培养。
(三)学生重“考”不重“学”
以期末考试成绩为唯一或主要标准,即所谓的“一卷定乾坤”,这导致学生只重视考试而忽视了学习的过程,助长了学生“平时不用功,考前再使劲,考试忙作弊,考后全遗忘”的不良学风。 归结原因,还是因为考试内容单一、考试方法呆板,机械记忆就可以成为考试成功的关键,不少学生期末考试前开始加班加点,通过各种方法舞弊,但求期末考试过关。可见,采用传统的期末考试的方法作为考核手段,难以全面反映出该课程的教学效果,容易对学生的学习兴趣产生不良影响,阻碍了该课程教育教学的发展,亟须进行改革。
二、考试模式改革的理念及思路
课程考核无疑是高等学校教学工作的重要环节,其不仅要重视认知目标领域的前三个层次(知识、领会和运用)的考核,而且更应该突出对后三个层次(分析、综合和评价)的评价。应基于过程性原则、激励性原则、多元化原则和能力性原则,注重对学习过程的考查和学生能力的评价,以激发学生的学习主动性和自主性为目标,以培养学生的创新意识和实践能力为核心,建立多样化、高效和易操作的考核评价方式,以促进学生自主性和研究性学习。
根据社会对土木工程专业人才的培养需求,针对土木工程材料课程的具体特点,在对该专业基础课程传统考试存在的问题深入分析的基础上,笔者提出了采取笔试、设计型课题考试相结合及选题报告等方式结合的新型考核方式,这有利于更加全面、准确地评价教师的教与学生的学。
三、考试模式改革方案
(一)课程考试内容改革
1.基础知识考核。精炼明确每章的知识点,特别是每章的重点难点,结合本课程教学模式,设置《每章考试题》,《每章考试题》多为客观题。《每章考试题》在每章结束后下发,主要考查学生的基本概念、理论、原理等基础知识,通过《每章考试题》可以检查学生对所学知识点的掌握程度,让学生及时查缺补漏,该部分成绩将是最终成绩的一部分。2.综合能力考核。以土木工程材料中的普通混凝土试验室配合比设计,热拌沥青混合料的配合比设计两大设计问题为主线,结合工程实例创设问题情境,要求学生运用所学知识,找出引发工程问题的原因、解决问题所用的理论、解决问题的可行办法、提出解决问题新思路,再结合具体的实验课进行具体的试验验证等。3.改革期末考试的考题形式。减少选择题、填空题等不利于考查学生能力的题型,尽可能增加分析题、简答题等题型,重点考查学生运用综合知识解决实际问题的能力。
(二)考试方法
将考核方式分为过程考核和期末考核两部分。其中,过程考核又分为课堂考核和综合考核两部分。课堂考核:采用《每章考试题》、课堂表现(包括教师提问、学生课堂讨论、小组讨论等)、课后作业、小论文、专题PPT汇报等多元考核评价方式。综合考核:可采用课堂回答、撰写论文、配合比设计、调研报告等形式。期末考核:根据题目可采用闭卷、开卷、半开半闭(带标准、规程及规范等)、撰写论文、配合比设计等形式。
(三)成绩评定
各部分成绩拟定比例:最终成绩=章考试题×10%+课堂表现×15%+课后作业×10%+综合考核×15%+期末考核×50%,实际的比例可根据试点情况做适当调整。
(四)考试改革的保障
新型考核方式要求任课教师更有责任心,付出更多的劳动。为保证新的考核方式得到有效的实施,任课教师需要进行学生上课出勤情况和课堂表现情况的统计,并做到公平公正。同时,辅导员和班主任应配合考试改革,加强学生对土木工程材料课程考试改革的必要性和重要性的认识,这有助于学生端正学习态度,积极正确对待考试改革,从而使课程考核改革取得实实在在的成效。另外,也建议学校和院系制定合理的激励政策,鼓励任课教师全心投入到专业课程考核模式的改革和实践中。
四、考试改革的实施情况及效果
2015-2016学年土木工程材料被列为学院考试改革试点课程,2015-2016学年第1学期,课程在土木工程2014级4个班120名学生中试点实施,参与教师3人,辅助参与教师2人。
总体实施效果:大大提高了学生日常学习的积极性和主动学习的兴趣,课堂教学效果也得到很大提升。现场答辩式的课堂控制考核锻炼了学生主动解决问题的能力以及理论联系实际的能力,增强了学生团队协作、汇报组织、语言表达、随机应变的能力,有利于学生综合素养的提高。
教师和学生改变了生硬的教学及学习模式,学生的创新能力和解决现场实际问题的能力得到了培养,土木工程专业本科生教育教学效果得到提升。这切合了我校“三三三”制培养模式,尤其是对教学方式的三性――学习性、研究性、开放性起到了积极的助推作用,也是对本科教学办学定位的三型――精英型、特色型、研究型的具体落实。
五、结语
考试改革是教学改革的重要组成部分,对提高教学质量、培养创新性人才、推动“以学生为中心”的教学模式具有重要意义。土木工程材料作为学生首先接触的专业基础课程,其教学质量不但对实现土木工程专业人才培养目标十分重要,而且其教学效果将直接影响学生对后续专业课程的学习信心和学习热情。笔者结合我校的实际情况,对土木工程材料课程考试模式的改革进行了一些探讨,以期激发学生的学习热情,培养学生的专业荣誉感,为学生后续专业课程的学习打下良好基础,为我国土木工程界培养更多优秀的工程技术和管理人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘华东.构建“三三三”培养体系 推进本科教育迈向更高目标[J].中国高等教育,2012(18):34-36.
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
中图分类号:TU7 文献标识码: A 文章编号:
一.前言
我国的土木工程发展迅速,并在国民经济增长和人们生活质量的提高中起到了巨大的推动作用,但是,工程管理中存在的问题依然不容忽视,为了完善土木工程的管理体制,促进整个行业管理上的成熟,。笔者结合多年的土木工程施工经验,在借鉴他人技术理论的基础上,对土木工程管理的措施进行分析。
二.土木工程项目管理中存在的问题分析
1.从业人员综合素质不高
管理人员整体素质偏低。在很长的一段时间,我国的工程建设管理人员准入制度不完善,很多管理人员可以靠着关系或者是凭借某一个高层的喜好而进入工程地方管理,由于准入机制的不合理,不严格,很多不懂管理,不知经济,不明财务甚至不懂技术的人员,可以通过各种方式进入工程项目的管理层,管理团队整体素质偏低,管理机构臃肿。
2.土木工程物料管理缺乏系统性
(一)材料设备管理不严格
首先,材料采购环节,为了大力节省施工成本,各种质量低劣的工程物料严重影响到工程的质量。同时,采购环节暗箱操作严重,抽取提成,拿回扣等情况普遍。其次,材料堆放位置不合理,分类不科学,对各种物料进行存储时候没有严格安排进场时间,在材料管理存储过程中,各种材料发生潮湿,霉变,挥发,磨损情况严重。
(二)材料质检制度不够完善
首先,土木工程施工材材料质量检测方法落后。质量检测的手段和方法传统而简单,缺乏一定的科学性和严密性,很多区域的建筑材料质量检测机构依然是人工操作,手工填写表格,工序缺乏严密性,且繁琐,失误较大,甚至是人为的修改数据,使得各种数据统计资料缺乏一定的客观性。其次,土木工程施工材料的质量检测力度不够,检测结果缺乏真实性。对质量检测制度贯彻执行不力,检测标准不够严格,抽样不合理,材料质量安全隐患比较多。检测人员缺乏职业操守,因为私利而弄虚作假,材料检测的结果缺乏真实性。
3.缺乏严格的施工标准
首先,在土木工程施工过程中,由于人员的素质偏低,对各种各机械设备的操控不够熟练,手工操作比重比较大,失误比较多,因此,容易发生不规范操作,违章操作的现象。其次,同时,对各种施工标准和施工的规章制度理解不深入,贯彻落实的力度不够,缺乏系统科学的监督机制。最后,土木工程建设中,各种砂浆,混泥土,石灰浆等配比不合理。比如为额外利益在配置砂浆的时候不按照标准比例,经常偷工减料;在施工过程中,有的施工单位为了节约成本或者施工人员为了减少工作量,经常会擅自去掉其中几个规格的砂浆,对于搅拌用水缺乏检验检测,忽略了水质对于物料的影响,这样给工程质量安全带来了极大的隐患。
4.安全管理没有得到重视
实施安全施工管理是保证施工正常进行的客观要求。但是,安全管理工作并没有得到重视。首先,土木工程建设中,缺乏健全科学的安全管理机制,安全管理方式落后,对国家的各种安全法律法规贯彻落实不到位,同时,管理人员追去经济效益忽视对施工安全的控制,施工人员本身安全意识薄弱。都使得土木工程建设中,安全事故频繁。
三.加强土木工程项目管理的措施探究
1. 对建筑项目进行有效的成本控制
对于一个具体的工程项目而言,利润率的大小是反映工程建设成功与否的重要指标。目前的土木工程市场,竞标以后对于施工单位而言收入是相对固定的,那么利润率的提升自然就在于对工程成本的有效控制,控制施工阶段的工程造价是建设项目施工管理的关键工作。大量工程实践表明,施工阶段成本控制的基本原则有如下几个:成本最低化的原则;全面控制成本的原则;动态控制成本的原则;目标管理的原则;责、权、利相结合的原则。
2. 有效地跟踪控制进度
从施工管理经验来看,主要应做好三个方面:
(一)在工程具体实施之前应科学计算工程量,认真分析具体的施工工序,在此基础上完成工程进度计划的编制工作。
(二)确定计划工期,这一过程是参照业主提出的标底工期,综合考虑自身的能力和资源实际,科学调配资源,确定最终计划工期的过程。
(三)对计划工期完成情况进行实时的监控。这是一个将编制完的进度计划实效性充分发挥的过程,通过实时的监控保证工程按照计划有序地开展。
3.提高从业人员的综合素质
(一)提高管理人员的管理水平,改善管理方式
坚持“以人为本”,重视管理。管理人员只有扎扎实实地提高素质,提高管理水平,注重细节管理,用心管理,才能发现细节问题的实质,同时,要改善决策方式,加强管理中的民主化和集体化,加强和施工人员的交流,促进人员关系的和谐。
(二)加大对施工人员的培训,提高操作的熟练度。
由于土木工程一种庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动,手工操作都是其中最为重要的一部分,但是,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训尚不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着很大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。
4.严格土木工程的物料管理
(一)要严格材料进入标准。材料进场前应检查其规格、型号、产地、外观、性能指标、数量等参数,对于一些重要材料,还应该委派专人到现场进行监督,如商用混凝土就必须在生产现场检查水泥、砂石质量、配料配合比是否符合要求,搅拌时间是否符合要求等。做好质量的抽样检测,客观记录。
(二)采用正确的方法保管建筑材料。进场的建筑材料应按照平面布局堆放并设立标识,将不同品种、不同规格的材料分别堆放。做好防水工作,防止水泥受潮、钢筋锈蚀等。在材料保存一段时间之后需要取用时应先检测再使用。
5.严格执行施工标准,实施规范性操作
(一)全面贯彻落实施工标准
制定完善相关的施工技术标准,对所有施工人员在施工前进行操作培训,从理论上深刻明白操控原理,从实践中进行现场操作演示,务必使所用施工人员都可以严格达到施工标准,操控熟练,能够满足工程技术相关规范,杜绝胡乱施工操作的现象。
(二)控制关键工序的施工质量
从全面控制的角度出发,找出产生误差或者失误的原因,分析制约每道工序质量的问题,采取科学合理的措施消除恶劣影响,减少制约工程质量的因素。严格执行每道工序的前后执行顺序,杜绝前后跳跃施工,尤其是时间急促,施工匆忙时期,要尽量减少多种工序的交叉,保证整个施工顺序的合理稳定。
6.加强工程的安全控制
首先,土木工程要建立健全施工的安全控制机制,设立专门的安全管理部门。其次,要对管理人员和施工人员实施安全知识培训,更新安全管理理念,采用先进的安全管理方式,最后,安全工作的管理人员要将各种安全管理规范和国家的安全法规落实到实处,并采取有效措施,实施安全施工。
四.结束语
随着建筑事业的发展,竞争愈来愈激烈,唯有把握好施工管理,才能减少安全事故的发生,提高企业的利润率和保证工程的质量。加强管理探究,有助于完善土木工程的质量控制,有助于我国工程建设行业的健康快速发展。
参考文献:
[1] 王景 谈土木工程施工项目的质量管理 [期刊论文] 《商品与质量:建筑与发展》 -2012年4期
[2] 彭慧军 谈土木工程施工项目的管理 [期刊论文] 《科技创新导报》 -2008年33期
1土木工程专业教学计划的修订与课程体系的整体优化
目前,我国高校分为三类:重点高校、一般高校和高等专科学校。我国土木工程专业人才的需求和培养可分为三个层次:第一层次是高级研究型人才,主要由名牌大学和重点大学培养;第二层次是高级设计、施工管理人才,主要由一般本科院校培养;第三层次是生产一线技术应用型人才,主要由高职专科学校培养[4]。邵阳学院2002年升为一般本科院校,土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,无论从师资队伍、办学条件、科研能力,还是学生生源,都不具备培养高级研究型人才的条件;同时也不具备与办学历史较长的一般本科院校竞争的实力。根据土木工程专业在湖南省和全国所处的地位,将专业培养目标定位在培养懂设计、会施工、懂管理的高级技术应用型人才。据此,对我院土木工程专业课程体系进行整体优化,制定了2006级教学计划:⑴设置2个专业方向:建筑工程和道路与桥梁工程方向,制定“2.5+1+0.5”人才培养模式,即进行5个学期的专业通识(公共基础课和专业基础课)教育,2个学期的专业方向课教育,1个土木工程专业实践环节教学计划的研究文畅平(邵阳学院城市建设系湖南邵阳422000)摘要:以人才需求为目标,人才知识结构、能力结构为主线,结合专业建设实践,以突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位作为制定教学计划的依据和办出特色的基础,构建土木工程专业实践环节教学体系,以培养应用型人才。关键词:土木工程教学计划培养目标实践环节应用型人才学期的毕业实习和毕业设计(论文)。⑵拓宽专业基础,建立土木工程专业“大平台”课程体系。⑶建立“模块”课程体系,实现课程整体优化。
2以人才需求为目标,以人才知识结构、能力结构为主线,构建土木工程专业实践环节教学体系
土木工程专业是最古老的工程类专业,在世界上已有上百年的历史,在社会发展的各个时期,都需要土木工程类专业人才。我国不少高校中的土木工程专业办学历史较长,办学条件好,办学经验丰富,生源素质较高。我院土木工程专业2003年兴办,办学历史短,教学经验积累少,竞争实力弱。我们应正视自己的差距,找准自己的位置,扬长避短,办出自己的特色。⑴土木工程专业人才需求现状和人才知识、能力结构要求第一,人才需求呈多样化趋势。应用技术科技含量随科技发展而增加,用人单位对人才的需求更加务实,更有针对性,也更加迫切,既需要研究型人才,更需要应用型人才,人才的需求呈明显的多样化趋势。我院土木工程专业应顺应这样趋势,建立以培养岗位能力为中心,注重学生的技术能力培养的办学思路,在整个教学过程中始终以适应岗位需要为目的,使学生毕业后能很快适应土木工程各技术岗位工作的需要。第二,人才的专业知识面要宽。应用型人才服务的对象主要是基层企事业单位,这些单位的工作专业划分不太细,且比较综合,他们需要的不是研究型人才,而是工程一线技术把关的技术人才,要懂设计,会管理,这就要求技术人员知识面要宽。第三,土木工程实践性、社会性、综合性很强,是一个综合性的系统,培养的专业人才除了要有本专业各领域的技术知识外,还要有相应的管理和经济知识、人文社会科学理论知识和素养,以及较强的计算机应用能力等。⑵构建土木工程专业实践环节教学体系的思路社会和用人单位的人才需求和对人才知识、能力结构以及素质要求,是我们构建实践环节教学体系的依据,也是我们教学培养方向。为此,我们强调三个突出:①突出学生就业服务对象。服务对象的需求就是我们的教学培养方向,体现在课程体系上,就是要突出施工类、管理类课程的地位。②突出学生工程实践能力、职业能力的培养。土木工程专业的特点决定了人才的知识结构,更需要实践经验的积累和创造力。当然,经验的培养和积累不是一朝一夕之事。所以,我们在制定教学计划时,切实保证了各类课程实验、实习、课程设计等工程训练的时间,把计算机应用能力、管理和经济知识贯串其中。在实践环节教学中,注意把工程教育和工程训练统一起来。③突出实践环节教学的地位。作为教学型高校,应以教学为中心,而我院土木工程专业应突出实践环节教学的中心地位,既以技术基础课的教学和实践能力的培养为重点。在这方面我们有优势,第一,具有副高以上职称的专业课教师基本上来自设计、施工、行业管理等部门,他们实践经验丰富,事业心强,工作责任高;第二,这些教师能为实践环节教学提供适宜的教学工地;第三,能够较好地解决理论与实践脱节的问题。⑶土木工程专业实践环节课程体系土木工程专业实践环节课程体系包括:①课程实验类;②实习类;③课程设计类;④毕业设计(论文);⑤计算机应用类,包括贯串于实习、课程设计和毕业设计(论文)的计算机应用。超级秘书网
3阶段性成果
从2002年起,多次对土木工程专业教学计划进行了修订,今年又进行了一次大的修订,按照“2.5+1+0.5”人才培养模式,设计和优化实践环节课程模块,即“平台”类实践环节;“课群组”类实践环节;“综合”类实践环节即毕业实习和毕业设计(论文)。⑴课程实验类。占总学时约13%。包括大学物理实验,普通化学实验,材料力学实验,测量实验,土工实验等。⑵实习类。总计6~7周,包括认识实习,工程地质实习,生产实习,道路勘测实习等⑶课程设计类。总计10周,包括基础工程课程设计,“课群组”类课程设计等。⑷综合类。总计16周,包括毕业实习和毕业设计(论文)。⑸计算机应用类。包括计算机文化类、技术基础类,专业应用类等,课内安排126学时,课外安排约360学时。
4结语
专业教学计划体现了高校办学指导思想,反映了高校办学水平,“办学不应该老围着别人有什么,而应该想别人没有什么,这样才办得出特色”[5]。突出学生就业服务对象、突出学生工程实践能力和职业能力的培养、突出实践环节教学的地位这三个“突出”是我们制定教学计划的依据,也应该成为我们办出特色的基础。
参考文献:
[1]蒋永生,邱洪兴,陈以一.土建类专业工程素质和实践能力培养的研究与实践[J].高等建筑教育,2003(02):14~16.
[2]高等学校土木工程专业指导委员会.高等学土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.