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土木工程地质是土木工程专业的专业基础课,工程实践性很强,课程内容重点在于工程地质基础常识的学习以及分析和解决常见的土木工程地质问题。这门课程的教学目标不但要求学生对众多地质名词和对各类工程地质现象有基本的理解与感性认识,还要对各类工程地质问题的分析与防治技术手段有初步的了解,重点是培养学生发现问题、解决问题的能力。传统的教学模式存在诸多问题,要提高土木工程地质课程的教学效果,则需要对传统土木工程地质教学方法进行改革。[4]
1传统教学中存在的问题
1.1教学课时短、教学模式单一
在授课课时受限制、章节内容多等客观条件下,教师为了完成教学任务,需要对教学内容做出一定的压缩与调整,突出重点知识部分。此外,由于教学课时有限,诸如案例式教学和启发式教学模式难以开展。大部分教师在教学时采用传统的讲授教学模式,只注重教学内容,而忽视了教学方法,导致教学内容抽象化,容易使学生进陷入那些枯燥而又难以理解的名词概念中,从而使学生丧失对学习的兴趣,严重影响课程教学质量,无法实现教学目标。
1.2教学资源缺乏和陈旧
对于大多数非地质类高校缺乏教学模型和工程地质校内实习基地,对于课程里的各类矿物、岩石、地质现象的知识仅在多媒体课件里面进行有限的展示,学生缺乏对实物的感性认识。此外,教材上的案例时间比较久远,缺乏新的典型工程地质事件的教学素材,教材上相应的工程地质问题防治技术手段也亟待补充和更新。
1.3理论与实践教学脱节
土木工程地质课程的实践性强,理论教学与实践教学是相辅相承、缺一不可的,一旦缺少了实践教学这一环节,课堂理论教学就如纸上谈兵。但传统的教学却主要侧重于理论知识的讲解,即使是教材中对常见的土木工程地质问题章节的讲解也很难引入对具体工程实践的分析,这势必会导致学生对土木工程地质的认识仅停留在理论知识层面,对今后工程地质问题实践可能遇到的各种问题缺乏足够的认识与重视。理论学习内容与工程实践脱节,这不符合土木工程地质课程理论与实践兼备的特点,学生就不能正真正的理解、吃透相关知识,教学效果就会大打折扣,就达不到培养和锻炼学生的工程实践应用能力的效果。
2土木工程地质教学中引入PBL模式的优势
土木工程地质课程内容主要分为工程地质基础理论知识教学模块和工程地质问题教学模块。地质基础理论知识教学应重点讲授矿物和岩石、地层与地质构造、水的地质作用和岩石及特殊土的工程地质内容。工程地质问题教学也是课程的重点,教师应重点讲解各类工程地质现象与问题的成因、影响因素、诱发机制、稳定性评价和防治技术方法,使学生能将所学知识能直接应用于实际工程建设中。
工程地质问题内容可以来自书本,也可以来自实际的工程项目,整个教学内容是基于项目问题的学习,在以往的教学经验中,学生往往对实际工程案例更加感兴趣,学生可以带着兴趣和问题通过具体的工程教学环节来进一步消化理解所学知识。常见的土木工程地质问题教学常以相应的地质问题为起点,其教学方法可以设计成为让学生主动学习、主动参与、积极分析问题、解决问题,既注重师生间的互动交流又注重学习成效的教学模式,与PBL模式的特点一致。
3基于PBL模式的教学课程设计
边坡工程地质问题是土木工程行业和本课程章节安排的重要工程性问题,本节以边坡工程地质问题为例来进行PBL教学模式设计。
传统讲授边坡工程地质问题一般要分为以下四个环节来分析:(1)边坡变形破坏的类型分析;(2)分析影响边坡稳定性的因素;(3)选择边坡稳定分析方法;(4)选择技术可行、经济合理的防治措施。分析边坡工程地质问题的前三个环节需要学生融会贯通土木工程地质的基础理论知识,后一个环节需要学生通过自主查阅文献资料,在教师的引导下总结出合理的防治措施。
采用基于PBL模式的教学设计,通过实践教学的设计思想,整个授课过程以“问题”为中心开展边坡工程地质问题的分析和解决环节。在教学过程中,通过问题的设计引导学生自己主动学习,查找相关资料来分析和解决问题,在教师与学生、学生与学生的交流中实现“做中学”。从教学效果上看,这种方式能激发学生的学习兴趣,培养学生专业思维和工程实践应用能力,举一反三,不仅能掌握理论知识还能掌握分析和解决问题的方法。
通过PBL教学模式分析和引导之后,学生对分析和解决边坡工程地质问题有了浓厚的兴趣,思路清晰,也掌握了各个环节所要注意的问题,同时会迫切地希望将这种学习方法对其它具体的工程案例进行思考和分析。在这种兴趣和教学方法的驱动下,学生学习的主动性和工程应用实践能力得到极大地提高,教学目标也较容易达成,还能使学生逐渐形成终身学习的能力。
一、《工程地质》教学改革的必要性
(1)教学内容单一性不利于技术人才的培养。现代教学应以综合实践能力的培养为中心,应以实践能力培养的系统性代替知识培养的系统性。围绕这个中心教学中应注意让学生掌握与工程紧密联系的知识,例如斜坡的稳定性问题。传统的教学非常注重理论内容,忽略了社会需求,易造成所学知识与社会脱节的现象。(2)《工程地质》教学发展本身的需要。现代教育的发展,教育体制的不断改革,要求学生在基础教育上不断拓宽知识面,不可避免的会有一些课时的缩减。但是《工程地质》的内容并没有减少,相反有时还需要增加一些与时代相适应的新内容,这就需要注意教学方法,明晰重点,掌握关键内容。
二、深化《工程地质》教学改革的几点想法
1.明确课程的定位与目标。土木工程专业以工程地质为专业基础课程,其目的是培养土木、铁道、环境等领域一线的技术与管理人才。该课程的两个主要定位:一是为后续专业课的学习奠定基础;二是使学生具备在交通施工技术与管理工作中分析和解决一般结构问题的能力。通过该课程的学习,培养学生运用地质的基本理论,解决土木工程施工中的常见问题;通过实习,则着重培养学生的感性认识、观察能力和论证知识的能力。
2.明晰重点、难点,掌握解决办法。《工程地质》课程信息量大、覆盖面广。本课程的重点体现在岩石的不同成因类型及其地质构造;地下水的地质作用;不良地质现象的工程地质作用;原位测试。难点主要有课程的新概念太多,学生理解较困难。可以通过结合课程试验及相应的多媒体教学,增加学生感性认识。可利用的课堂教学学时非常有限,在有限的学时数内,讲授工程地质、水文地质知识,学生很难理解、领会。设置更多学时的课外实验环节,加强感性认识,同时设置工程地质野外实习的实践环节,合理利用野外的教学资源,做到理论结合实际,实际验证、弥补理论的效果。
3.合理分配教学学时数,加强实践教学的设计思想。本课程的实践教学主要是配合课堂教学,解决课程难点。通过实践教学,不但使学生的专业素质得到提高,另外学生的意志品质、创新能力、协作精神等都有所提升。主要包括课程试验和工程地质实习两部分。(1)课程实验:主要帮助学生掌握常见造岩矿物的肉眼鉴定方法,并能肉眼鉴定常见矿物;掌握三大类岩石的肉眼的鉴定方法;掌握地质图的作图原理、读图方法,并能分析简单地质图;能阅读工程地质勘测资料,并能应用于土木工程的设计和施工之中。(2)工程地质实习:主要帮助学生深化课堂学习内容,重点掌握野外工作方法、基本地质地貌、地质构造、水文地质调查、崩塌滑坡等各种不良地质现象及对工程影响等内容。野外实习过程中,以老师指导、讲解和学生自主观察、实习为主,作到了教与学的完美结合,使学生能在较短的教学时间内在地质科学的基本知识、基本理论、基本技能方面都能得到更好地训练与提高,为他们今后独立工作打下了较为扎实的基础。
4.发挥课程特色。随着我国经济的发展,工程建设向着深、大、高方向发展。近年来由于工程地质条件或者地质环境不良,导致的工程地质问题愈来愈多,引发的工程事故不断,《工程地质》课程的重要性愈显突出,工程地质课程的教学内容也在不断扩展。因此,本课程对于加强土木工程专业与国际接轨,宽大学生的知识面,有着极其重要的意义。有效的教学方法和手段可以增强学生的学习兴趣,同时,现代化教育技术的发展,为教学方法、教学手段的改革创造了机遇。由于培养计划的改变,总学时减少,也要求提高课堂授课效率。在课堂教学中,不断改进教学方法,注重学生学习能力、实践能力和创新精神的培养,使学生成为学习研究型、复合型、实用型的高素质人才。
教育理念的改革、专业内涵的扩展和学生数量的剧增,促使我们在教学中要与时代接轨,教学改革势在必行。经过探索与研究,可以认识到《工程地质》教改应有明确的课程定位与目标。在教学过程中首先在明晰重点难点的基础上,做到与实际工程相结合,讲授内容要实际实用实效;其次掌握理论的同时加强实践教学,让学生从实践教学中提升感性认识,达到良好的教学效果;最后发挥课程特色,通过实验、野外实习等教学手段提高学生的职业能力。
参考文献
Abstract: Engineering geology is one of the important specialized courses for civil engineering. In order to adapt to the rapid-speed development of the civil engineering, satisfy thesociety higher and higher ability request for the students of civil engineering major, and combining with the educational reform of civil engineering major, we have carried out the reform to teaching of this course. Practice has proved that the results of educational reform are satisfied, and is helpful for training students’ project consciousness and the ability of analysing and solving problems.
Keywords:engineering geology; educational reform; practice teaching
中图分类号: H319.1文献标识码:A文章编号:
引言
《工程地质》是一门实践性非常强的专业课程, 是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。近年来,随着大规模工程建设的发展,其研究领域也日益扩大。为了适应这种发展,满足社会对土木工程专业学生综合应用能力越来越高的要求,结合我校土木工程专业的教学改革试点工作,根据该课程的特点,进行了改革探索,取得较好效果。
1教学内容的改革
我们以“立足教材,跟踪发展”为指导思想,在讲授教材基本内容的同时,补充介绍了工程地质学科有关的刊物及最新的技术参考书中涉及到的工程地质新型检测方法等内容[1]。如我们介绍了随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。从而使学生能够了解工程地质学科当前新的应用及发展方向。
2实验教学内容的改革
为使学生对地质现象和地质作用有初步的感性认识,我们在加强工程地质常规实验室建设的同时,引进和购置一批先进的教学科研设备,如地质雷达、工程地震仪、直剪仪、数显电子荷载仪、孔隙水压力监测仪、大型多功能泥石流模拟系统、岩石流变仪、土体流变仪等。这些仪器对学生的动手能力和实际能力的提高有很大的促进作用。实验教学为理论教学和野外实习奠定基础。实验教学时丰富的标本模型能够激发学生的识别兴趣,提高学习积极性。但此时,学生很容易把注意力和时间花费在标本的色彩和外形上,忽视对矿物、岩石本质的认识。因此我们对传统实验内容教学方法进行改进,将矿物岩石辨识实验教学内容分四步进行[3]。第一步:给学生一定的时间任其观察各类标本模型,以满足学生的好奇心;第二步:对每一种矿物、岩石标本进行特征分析,此时最好是结合显微镜观察其内部结构,让学生了解矿物、岩石的结构构造特征;第三步:给出典型的、常见的矿物、岩石标本,要求学生在规定时间内完成其特征描述,以验证实验效果;第四步:让学生相互讨论,提出问题,以此加深对工程地质理论内容的理解,提高认识问题分析问题的能力。
不良地质现象形成过程及地质作用过程比较抽象,若采用大量的动画来模拟地质现象和地质作用的实际发生过程,让学生更能了解其发生的原理及本质,这样既提高了教学效率,也增加了学生获得的信息量.
最后为了培养学生的综合能力以及创新思维能力,我们根据工程地质课程内容的要求,结合实验设备仪器及实物。增加了综合性、研究性实验项目,事先由工程地质课堂教学教师和实验指导教师共同设计好不同的实验项目,学生根据自己的兴趣自行选择一个或几个题目进行实验。培养他们解决问题的能力,从而达到学生对科学研究方法进行一定的训练目的,同时也达到了对基本技能的训练。
3 实习教学的改革
工程地质学是一门实践性很强的科学,仅通过书本上的概念理论,而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。通过实习让学生直接观察, 增强感性认识.
3.1 做好室内实习中的思想教育, 提升实习教学的作用
室内实习主要是矿物、岩石、土的观察鉴定。有的同学认为:每次实习只是跟几十块岩土标本打交道,枯燥无味, 缺乏新奇感。有的学生来上实验课只是为了考试及格,以为走马观花就能完成实习,有的学生在实习过程中心不在焉,做实习不按实验步骤和要求进行, 应付式填写实习报告,少数学生对实验极不认真的态度和不理想的实验效果令人担忧。针对这些问题, 指导教师必须在实验前作好思想教育工作, 对实验有轻视情绪的学生,动之以情、晓之以理, 进行说服教育。抓好思想教育工作,提升实践性教学的作用和地位[2]。
3.2 做好室外实习前的准备工作, 改进实验方法, 调整实验内容
实习前的准备工作是地质实习不能忽略的环节。首先,做好实习动员工作,让学生们明确实习目的和要求。其次,应准备足够的实习中需要用到的仪器设备, 如地质标本、地质模型、地质图件、罗盘仪、地质锤、放大镜等。改进实验方法,调整实验内容,充分调动学生学习的主动性和积极性,让学生变被动的学为主动的学,达到提高实习教学的质量[4]。在野外的地质实习过程中,让学生多看多听多写多想,注重基本功的训练, 并结合工程实例,加强理论联系实践, 提高分析问题和解决问题的综合能力。教学是一个双向交流、互动的过程。针对地质实习过程中出现的问题,可以由已知物的鉴定改为部分已知物和部分未知物的鉴别。每次实习前指导教师提出实习要求及参考意见,让学生做预习,自行设计实习方案。让他们在实习中充当主角,创造条件让他们发挥想象力和创造力。有利于激发学生学习的主动性和积极性,也有利于老师及时发现实习中存在的问题,进行因材施教,提高教学质量。
3.3 启发学生思维, 建立科学的考核体系
在实习过程中, 老师与学生朝夕相处,是培养学生各种能力的一个好时期。在实习过程中学生们会提出不少问题。对于简单的概念问题, 问什么,答什么;对于比较复杂的问题,先让学生掌握分析问题的方法、弄清问题的分析思路和关键之所在,引导学生充分思考,最后找出问题的正确答案;对于难度较大的问题、模棱两可或具有多难性的问题, 可师生共同研究,找出最合理的答案(方案)。合理的评定实习成绩, 能有效调动学生的积极性, 是直接影响教学质量好坏的一个不容忽视的重要因素。过去,往往是实习报告或凭印象给分,成绩的可信度和区分度均不高,学与不学成绩相差不大。因此,建立科学实习成绩的评定体系十分必要。量化考核指标,我们将实习成绩由三部分组成:第一部分(占30% ),根据学生在实验中的态度、纪律、设计方案、操作能力和实验结果评定;第二部分(占40%)根据学生所完成的实习报告的质量评定; 第三部分(占30% ),根据考试情况决定。采用这种办法评定实习成绩能较客观反映学生对实习的态度和动手、动脑能力,能有效调动学生对实习的积极性。
4 结论
工程地质教学应该课堂讲授与实验室以及野外实习紧密联系。课堂教学是进行知识传授过程,而实验室以及实习教学对于培养学生创新能力,独立工作能力和实践能力能发挥不可替代的作用;也是教学、科研学科建设的结合点。工程地质教学改革是一个复杂的系统工程,只有坚持改革,才能紧跟时展需要,从而培养出更多适合社会需要的高素质创新人才。
参考文献
[1]肖武权.土木工程专业《工程地质》课程实践教学探讨[J].长沙铁道学院学报,2006,7(3)
中图分类号:P642 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0176-01
1.岩土工程与工程地质之间的关系
虽然岩土工程与工程地质分别属于土木工程和地质学,但二者具有非常密切的关系。有专家概括岩土工程作为工程地质的基础,是工程地质的进一步延伸。工程地质学是源于土木工程的需要而产生。
岩土工程的基础理论是传统的力学理论,但仅仅依靠力学计算难以解决工程中出现的实际问题,与工程地质在发生之初就具有密切的关系。结构工程研究的是钢材、混凝土等人工生产制造的材料,具有均匀的材质,由于是工程师设计或选定的结构和材料,所以具有很强的可控性,具有十分明确的计算条件,所以说建立在结构力学和材料力学基础上进行计算可信度非常高。但对于岩土材料而言,不管是结构还是性能,都是经过漫长的地质时期在自然中形成,是复杂地质条件相互作用的产物,工程师不能控制结构和材质,必须通过仔细勘察,但是在实际工作中难以做到勘察清楚。因为工程地质条件的不确定性和地下岩土体的区域性和不确定性,岩土工程师对工程的计算就会存在信息不全面和计算条件的模糊,不能仅仅依靠计算的结果,对工程经验要求较高。因此,尽管岩石力学、土力学和计算技术都取得了非常大的进步,也在岩土工程设计施工中起到了很大的作用,但因为存在计算参数、计算假定、计算方法等与工程的实际有一定的误差,就会导致计算结果与工程实际之间存在不同程度的误差,这就需要对岩土工程进行综合判断。
对工程地质的正确认识和研判,对岩土工程设计和施工有着关键的前期引导作用。岩土工程设计和施工过程中,首先遇到的研究对象是岩土体,对其工程特性以及在地质演化过程中产生的一些地质规律进行研究和推测,就当前我国工程建设中的分工而言,必须依靠相关的工程地质工程师。比如隧道工程,由于土木工程师缺乏对工程地质的深入了解,对在工程设计和施工过程中遇到的工程地质问题的预测就会存在一些困难。在进行隧道钻探施工过程中,虽然土木工程师可以分辨岩芯的软硬状态,但是不能全面掌握在何种岩土体情况下使用何种钻进方法,对其中可能出现的工程地质问题采取何种应对措施就存在欠缺。但对于经验丰富的的工程地质工程师而言,通过工程地质勘察手段,运用工程地质经验,就能够对岩土体的工程性质进行初步的判断,预测隧道施工过程中可能遇到的工程地质问题,作出预案建议。岩土工程需要工程地质方面知识来服务,工程地质研判出的地质问题、岩土特性及其它问题需要对岩土工程发挥科学的指导作用,根据工程条件和地质条件,为设计师提供合理的岩土参数和建议,为工程施工选择合适的施工机械、施工方法以及预测施工过程中可能遇到的地质工程问题,提出处理建议。
2.岩土工程与工程地质的共同发展
2.1力学与地质学的互相结合
力学和地质学共同支撑着岩土工程的发展,力学是岩土工程是发展的基础。力学的出发点是力学的基本理论,与具体条件相互结合,构建模型,然后进行求解,注重在条件设定情况下的定量计算,是演绎推理。地质学的研究方法比较独特,主要是通过调查,收集较多的数据信息,然后进行综合对比分析,找出内在的科学规律,注重成因演化,对问题进行宏观把握,最后进行综合的判断,是归纳推理。对于工程地质学家来讲,假如力学理论掌握的不够精通,就难以对工程地质问题进行定量分析,从而做出有深度的评价,就不能科学处理工程中出现的问题;对于岩土工程师来讲,假如地质学知识掌握较少,就不能把握好工程与地质之间的作用,难以提出科学的解决方案。演绎推理和归纳推理具有良好的互补性,综合应用才能很好的解决岩土工程问题,促进学科发展。
2.2岩土工程和工程地质相互依托发展
近几十年来,不管是岩土工程还是工程地质,在我国都得到了长足的发展和不断的创新。我国建筑行业正处于较快的发展阶段,向着高空和地下同时追求最大化空间利用,深基坑越来越深,高层建筑也在追逐或者超越世界水平。城镇化、工业化发展与环境改善共同存在。但我国幅员辽阔,各项工程建设中涉及的工程地质条件有其独特性,给岩土工程和工程地质带来了非常突出的问题,但是也给岩土工程技术和工程地质技术的发展与创新提供了良好的机遇与广阔的发展空间。比如在软土地区,进行深基坑开挖和隧道掘进的同时,如何很好的保护好周边环境条件,特别是在城市中心的工程,周边环境复杂,既要保证工程进度的顺利,也要保证地面建筑、已有道路和纷繁复杂的地下管线及其他构筑物的安全。这就需要工程地质人员对地下土层的分布,岩土工程性质进行科学、合理的研判,充分发挥土质土力学理论知识和工程实践经验相结合的利用能力。同岩土工程设计师进行相互沟通和交流,进行反复假设和论证,选择合适的设计方案和施工方案。岩土工程设计及施工以地质工程为基础前提,而地质工程又以岩土工程为服务对象,在地质工程师掌握项目工程条件时,其目的性就更明确,更加经济合理的开展地质工程工作。
在岩土工程技术不断创新的同时,地质工程的勘探技术和分析技术也在发展。岩土工程技术的发展,对地质资料的准确性要求就会越高。只有地质工程勘探技术和分析技术发展起来了,才能提供更精确、更多的地质条件,多种勘探方法的同时利用,对地质条件的解读也更加准确。比如地质数值模型的建立,将有利于岩土工程技术数值模拟的比较和选型。这需要两个领域的相互穿插和知识的相互融合,依托发展,两者共同构成工程建设的重要组成部分。对工程技术的创新,创造高质量精品工程是工程领域共同追求的目标。这就要求岩土工程师和工程地质工程师克服各种困难,抓住机遇,在工程建设和生产中不断创新,探究更加科学、更加先进的实用技术和方法。只有不断的创新,才能在国际竞争中领先,才能推动我国岩土工程和工程地质的科技进步。
2.3人才培养
当前,很多高等院校都将工程地质学科与岩土工程学科进行合并,培养具有综合素质和综合应用能力的人才。但在这过程中也存在不少问题,高等院校在培养人才时,注重理论知识的培养,缺少理论与工程实践的结合,而此过程中容易造成学员缺乏对所学学科的认识,容易造成学员认为配置的教材与所学专业缺少直接联系,以至于我们的学员在学习期间或者毕业后总觉得所学内容无所用处。我认为在高校期间的人才培养,需要利用工程实例,特别是一些失败的工程案例结合理论知识进行解析,培养学员对学科重要性的认识,培养其分析能力,充分调动学员的学习兴趣和探索能力。在高校外,学员进入各工作单位后,工作单位应根据学员所学专业配置情况,结合工程实际进行经验传授,让学员学会应用规范、规程等工具书。对于人才的培养,是一个长期过程,既需要学校的科学文化知识教育,也需要社会工程实践的锻炼。作为一个合格或优秀的工程师,在实际工程中,如何很好利用理论知识,什么样的工程问题需要寻求什么样的理论分析,什么样的技术在工程实际中可以得到创新,这是一个长期理论知识的积累和丰富工程实践经验的总结结果。
3.结语
岩土工程和地质工程的发展,为工程建设提供了更加科学、可靠、经济的工程技术,两者之间互为依托,岩土工程技术的发展促使地质工程勘探技术和解析方法的发展,地质工程提供的高精度、高准确性的地质解读,为岩土工程技术的发展提供了岩土数据基础,两者共同组成工程建设的重要组成部分。对两者的发展和探索一直是工程建设领域不断追求的目标,同时,对具有综合素质和综合应用能力人才的培养也势在必行。
世界正经历工业革命以来的又一次重大变革,这便是信息(包括计算机、通讯、网络等)工业的迅猛发展,可以预计人类的生产、生活方式将会发生重大变化。航空、航天事业等高科技事业快速发展,月球上已经留下了人类的足迹,对火星及太阳系内外星空的探索已取得了巨大进步。地球上居住人口激增,目前世界人口已超过60亿,预计到21世纪末,人口要接近百亿。而地球上的土地资源是有限的,并且因过度消耗而且日益枯竭。生态环境受到严重破坏,如:森林植被破坏,土地荒漠化,河流海洋水体污染,城市垃圾成山,空气混浊,大气臭氧层破坏等,随着工业的发展、技术的进步,而人类生存环境却日益恶化。因此,我们有必要重新认识土木工程,深入研究一下土木工程的发展趋势。
一、土木工程的涵义
土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究已取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。
二、现代土木工程的特点
适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的特点具体地表现在下述几个方面。
现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。
高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,已取得显著成果,而且还仍继续进展。
建设地区的工程地质和地基的构造,及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
三、土木工程的发展趋势
(一)原材料向高性能材料发展
钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。
(二)建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
(三)土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓
地球上的海洋面积占整个地球表面积的70%左右,现在陆地上土地太少,首先想到的是可向海洋发展。向海洋开拓近代已经开始。为了防止噪音对居民的影响,也为了节约用地,许多机场已开始填海造地。如中国澳门机场,日本关西国际机场均修筑了海上的人工岛,在岛上建跑道和候机楼。香港大屿山国际机场劈山填海,荷兰Delf围海造城都是利用海面造福人类的宏大工程。现代海上采油平台体积巨大,在平台上建有生活区,工人在平台上一工作就是几个月,如果将平台扩大,建成海上城市是完全可能的。
参考文献:
中图分类号:P642 文献标识码:A
一、岩土工程是一门既古老又先进的专业技术,其实,早在上古时代,人们挖渠、修路、建造居室,就已经跟岩石和土打上交道了,而在近代工业化的过程中,建设厂房,开采矿山,兴修铁路以及水利等土木工程的实践当中,又涉及到了许多与岩土有关联的问题,但是,岩土工程真的当做一门独立的专业来说,还不到半个世纪,传进我国也只有二十年,对岩土工程的含义,以及岩土工程师的职业范围等,到现在依然有不同的认识。
《岩土工程基本术语标准》定义为:”土木工程中涉及岩石和土的利用,处理和改良的科学技术”中国大百科全书定义为:“土木工程的一个分支,以工程地质学,岩石力学,土力学与基础工程为理论基础,涉及岩石和土的利用,整治和改造的一门技术科学”,也有专家定义为:”土木工程的一个分支,研究岩土体(包括其中的水)作为支承体,荷载,介质或材料,必要时对其改良或治理的一门工程技术。”
二、岩土工程的外延岩土工程的实践性很强,从工程实践角度,包括下列范围:1、岩土作为支承体2、岩土作为荷载或自承体3、岩土作为材料4、地质灾害的防治5、环境岩土工程。
三、岩土工程和结构工程的关系。岩土工程和结构工程关系密切,这是显而易见的。无论房屋结构或桥梁结构,都建造在地基上。地基是否稳定,直接影响结构的安危;地基是否会产生过量变形,直接影响结构的功能,产生的次应力可能使结构超过设计极限。地基出了问题又很难补救。因此结构工程十分关心地基的稳定和变形。现在,一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构要求统一完成,只有复杂地基基础问题或需专门处理的地基才要求岩土工程师参与。同样,岩土工程师在进行地基的勘察设计时,必须详细了解结构的型式,荷载及其分布,特别是基础的型式和刚度,了解对地基变形的限制要求,以便有的放矢。岩土工程师与结构工程师的密切配合至关重要。还有,岩土工程与工程地质的关系。首先说明工程地质与岩土工程的区别。工程地质是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关地质问题的科学。工程地质学的产生源于土木工程的需要,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一门工程技术。从事工程地质的是地质专家(地质师),侧重于研究地质现象,地质成因和演化,地质规律,地质与工程的相互作用;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。因此,无论学科领域,工作内容,关心的问题,两者都是有区别的。 另外,岩石和土的主要特点有以下几点 1、岩石的裂隙性岩石总是或稀或密,或宽或窄,或长或短地存在着各种裂隙,这是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙,有的光滑;有的平直,有的弯曲;有的充填,有的不充填;有的产状规则,有的规律性很差。裂隙的成因多种多样,有岩浆凝固收缩形成的原生节理,有沉积间断形成的层理,有构造应力形成的构造节理,有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙,还有变质作用形成的片理,劈理等等。 2、土的孔隙性。土是一种散体材料,存在孔隙。对于饱和土是固,液两相;对于非饱和土,是固,液,气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。有效应力原理成了土力学区别于一般材料力学的主要标志,在土工计算中产生了总应力法和有效应力法两种原理和方法。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率地基承载力不同;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现。 四、对自然条件的依赖性和条件的不确知性
岩土工程作为土木工程的分支,是以传统力学为基础发展起来的。但很快发现,单纯的力学计算不能解决实际问题。原因主要在于对自然条件的依赖性和计算条件的不确知性。试与结构设计比较,结构工程师面临的材料是混凝土,钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是由工程师在设计时选定,是可控的,计算条件十分明确,因而建立在力学基础上的计算是可信的。而岩74I拜技博羌土,无论材料还是结构,都是自然形成,不能由工程师选定和控制,只能通过勘察查明而又不可能完全查明。因而存在条件的不确知性和参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然岩土工程计算方法取得了长足进步,发挥了重要作用。五、岩土工程的测试可以分为室内试验,原位测试和原型监测三大类,还有各种模型试验,极为多样,各有各的特点和用途。同一种参数,又因测试方法不同而得出不同的成果数据。选用合理的测试方法成为岩土工程计算能否达到预期效果的重要环节。例如土的模量有压缩模量,变形模量,旁压模量,反演模量。土的抗剪强度室内试验有直剪和三轴剪;直剪又有快剪,固结快剪和慢剪;三轴剪又有不固结不排水剪,固结不排水剪,固结排水剪和固结不排水剪测孔隙水压力;原位测试有十字板剪切试验和野外大型剪切试验。由于试验条件不同,试验结果各异。用哪种试验方法合理,由岩土工程师根据具体条件确定。这种测试方法的多样性,也是岩土工程区别于其他工程技术一个重要特点。岩土工程分析计算时注意计算模式,计算参数和安全度的配套,而其中计算参数的正确选定最为重要。 岩土工程具有不严密性。不完瞢性和不成熟性 地质学和力学是岩土工程的两大理论支柱,两者互助补充,互相渗透,互相嫁接。力学是以基本理论为出发点,结合具体条件,构建模型求解。特点是从一般到特殊,严密,是一种演译推理的思维方法。地质学是在调查研究取得大量数据的基础上,分析,综合,对比,找出科学规律,从特殊到一般,是一种归纳推理的思维方法,侧重于分析成因演化,宏观把握,综合判断。由上可知,岩土工程迄今还是一门不严密,不完善,不够成熟的科学技术,处在”发展中”的一门科学技术,因而存在相当大的风险性。沈珠江院士说:土力学发展到现在,是”从学步走向自立”,岩石力学发展更晚,成熟程度还要低一些。 六、岩土工程崇高概念设计,狭义的概念设计可以理解为框架设计,从总体上勾划出设计框架,以备进一步细化。广义的概念设计可以理解为一种设计思想概念设计大体上可以概括为:在充分了解功能要求和掌握必要资料的基础上,通过设计条件的概化,先定性分析,再定量分析,提出~个框架,从技术方法的适宜性和有效性,施工的可操作性和质量的可控制性,环境限制和可能产生的负面影响,经济性等方面进行论证,从概念上选择一个或几个方案,进行必要的计算和验算,通过施工检验和监测,逐步完善设计。广义的概念设计,不仅在设计的初始阶段是必要的,而且要将概念设计的思想贯彻工程的始终。做概念设计,必须对原理有深刻的理解,有丰富的经验总结,有灵活的运作能力,总揽全局,掌握影响工程成败的关键,对设计的实施效果要有基本正确的估计。七、根据岩土工程的特点,技术控制可分为三个层面:第一层面,涉及人身健康,工程安全,环境保护等公众利益,国家利益的,应订入技术法规,由国家制订,强制执行,严格监管。包括勘察设计的基本准则,各种灾害的防治,有害物质扩散的限制等等第二层面,属于大量重复型的技术规则,如术语,符号,分类,常用测试方法,常用分析法等,宜制定具体而统一的标准,供工程师采用。第三层面,需因地制宜,结合具体工程处置的问题,诸如勘察工作的布置,岩土工程设计方案等,规范只对基本准则作出规定,具体问题由岩土工程师根据具体情况,发挥自己的学识和经验,进行综台判断,并承担风险责任 参考文献:
中图分类号:S969.1文献标识码:A文章编号:
引言
当代的科学革命和技术革命不仅产生了高技术,而且改变了整个科学技术的形象,使科学技术步入了大科学时代。土木工程这一综合性学科随着时代的步伐与自身的发展在这场科学革命和技术革命中也发生了根本性的变革。土木工程的发展沿革告诉我们,大科学时代已经到来,要用辨证唯物主义的观点对土木工程发展中提出的一系列问题作出科学的分析、判断和预测,就必须建立与大科学时代相适应的大科学观。
1.现代土木工程的特点
现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。
高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,已取得显著成果,而且还仍继续进展。
建设地区的工程地质和地基的构造,及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
2.现代科学技术革命对土木工程的影响剖析
2.1 现代科学技术革命的结果是“知识经济”时代的到来经过几次重大的科学革命、技术革命的推动, 人类社会逐渐由农业经济、工业经济而步入后工业经济时代, 也就是“知识经济”时代。知识经济, 是相对于农业经济、工业经济的一个概念。它指的是科学技术( 知识) 作为一种生产要素, 从来没有像今天这样, 以巨大的威力和越来越短的更新周期, 深刻地影响着经济和社会的发展, 改变着人类的生活。在农业社会, 土地资源在经济发展中居于首要地位; 在工业社会, 生产工具居于重要的地位; 但在知识经济时代, 经济发展的主要因素己不再是资本和劳动力, 而是知识的生产、传播、应用和创新。
2.2 “知识经济”的基石和支柱是高新技术及其产业高新技术一词源于美国, 人们对其有多种不同的理解。通常认为, 高新技术是指那些对一国军事、经济有重大影响, 具有较大社会意义, 能形成产业的新技术或尖端技术; 或是指基本原理主要是建立在最新科学成就基础上的技术。高新技术主要包括信息技术、新材料技术、生物技术、新能源技术、空间技术
以及海洋技术。土术工程学科的发展, 无论是理论研究、实验技术、施工工艺还是建筑材料都离不开高新技术的推动, 尤其需要信息技术、新材料技术、生物技术、新能源技术、空间技术以及海洋技术的引导和应用; 同时, 土木工程学科的发展, 也在各方面对高新技术提出要求, 促进了高新技术的发展。
2.3 高新技术与土木工程技术相互渗透
2.3.1信息技术己深入到包括土木工程领域在内的一切领域, 信息无处不在、无时不有; 土木工程同样需要利用信息技术。例如计算机辅助工程设计, 计算机绘制工程图纸, 计算机模拟工程荷载, 建筑物变形监测需要用到传感和控制技术等。
2.3.2要建造高质量的各种类型建筑物或构筑物, 没有新材料的出现和应用是不可想象的。例如高性能隔声隔热材料, 轻质高强砖和混凝土, 自动防腐金属材料, 防尘防辐射材料等。
2.3.3利用生物技术延长建筑物寿命, 增强防腐防破坏功能。例如, 利用细菌技术可增加在海水、酸碱盐等腐蚀性环境工作中的混凝土、钢材抵抗腐蚀的能力, 从而延长建筑物的寿命; 利用种草植树可防路基滑坡等等。另外, 利用生物技术还可减轻或消除施工带来的污染。
2.3.4利用新能源技术。例如, 用太阳能或人造月亮照明, 而不用常规的电力照明, 再配以阻燃技术可防止建筑物火灾的发生。
2.3.5在空间技术方面, 从理论和技术上研究失重状态下修造建筑物。例如, 在月球上修建基地, 在缺水失重或超重的其他星球上修造建筑物等。
2.3.6在海洋技术方面, 现在有人提出修造“海底城市”这一设想, 这对解决全球人炸、资源短缺、环境污染等严重问题来说, 是有希望的探索。人类要想在海洋中生活, 首先要设计建造水下房屋, 这就对土木工程学科提出了难题,据了解, 目前, 只有法、美、日等少数国家进行过初步研究。
2.4 高新技术与土木工程技术相互促进
土木工程( C ivilE ngineering) , 也称土木工程学科( 或土木工程技术) , 是指运用数学、物理、化学、生物等基础科学知识, 力学、材料等技术科学知识以及土木工程方面的专门技术知识来研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的
一门学科( 或技术) 。中国国务院学术委员会在学科简介中定义为: 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称, 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、维修技术。土木工程是一种与人们的“衣、食、住、行”有着密切关系的工程。其中与“住”的关系是直接的, 因为要解决住的问题必须建造各种类型的房屋; 与“衣、食、行”的关系既有直接的一面, 也有间接的一面。“衣、食、住、行”是人们从事包括高新技术活动在内的一切物质和精神活动的基础, 因此土木工程技术是高新技术的基础; 并且, 随着时代的发展, 科技的进步, 人民生活水平的提高, 对“衣、食、住、行”的质量提出了越来越高的要求。
3.结束语
当代世界是一个开放的世界, 当代社会是一个开放的社会; 在知识经济时代, 在实行市场经济的中国, 包括土木工程学科在内的任何科学研究都不可能关在屋里进行, 更不可能独自在房间里取得成功。科学家是从事“认识自然”工作的, 他们的约束仅仅是自然规律; 而工程技术人员是从事“改造自然”或称“协调自然”工作的, 他们的约束不仅是自然规律, 而且有包括经济规律在内的社会规律。工程技术人员不可能不接触社会, 不可能不与社会打交道。这就要求土木工程技术人员走出去, 到社会和市场上去, 寻找土木工程学科发展的支撑点和动力; 同时为土木工程学科的创新成果及时开拓市场, 获取效益, 真正做到科技创新面向经济建设, 经济建设依靠科技创新。可以说, 没有创新, 土木工程学科就会停滞不前而落后于时代; 没有创新, 土木工程学科就无法应付知识经济带来的挑战, 就没有生机和活力。
参考文献:
[1]方从严,梁有峰,吴庆. 土木工程的现状与未来发展趋势综述[J]安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2005,(02)
中图分类号:O434文献标识码: A
引言
近年来,随着我国生产技术的不断发展与日益成熟,水工环地质与岩土工程的理论也得到了很大的发展,并且相关的理论技术也越来越成熟,逐渐形成了相对完善的水工环地质与岩土工程的理论体系,在岩土工程施工与建设中发挥着巨大指导性作用和意义。根据目前已经形成的水工环地质与岩土工程理论体系来看,完整的水工环地质与岩土工程理论体系形成过程中所包含的理论内容主要有,水文与工程地质理论、环境水文与环境工程地质理论、岩土工程地质理论、生态水文与工程地质理论、生态岩土工程地质理论等,水工环地质与岩土工程理论体系中的各种理论技术,在岩土工程施工建设中具有相对广泛的应用实现,并且各理论技术的相互结合应用现象也比较突出。
一、水工环地质核心理论的形成分析
对于水工环地质核心理论的形成分析,要从世界性的水工环地质核心理论形成和我国水工环地质核心理论形成两个方面,分别进行分析概述。而世界性和我国的水工环地质核心理论包括水文地质核心理论、工程地质核心理论、环境地质核心理论。首先,世界上水文地质理论的出现和形成,是以19世纪50年代中期达西定律的建立为标志,发展至今,水文地质理论的形成建立已经有100多年的悠久历史。而在我国水文地质核心理论的形成,在解放之前水文地质与工程地质方面都是空白,后来随着解放后20世纪50年代初期北京地质学院的成立,水文地质与工程地质系别才在我国首次进行建立和实现,并且在水文地质与工程地质系建立初期使用的教材是前苏联教材,直到20世纪60年代以后才有了自己的水文地质与工程地质教材,并逐渐的发展成熟起来。其中,在20世纪70年代,我国水文地质的核心理论是科学技术找水理论,到80年代逐渐转移到地下水开采上,后来随着地下水开采技术的不断发展提高,在面临国家经济发展与地下水资源消耗过大的情况下,伴随着社会经济发展中环境问题的产生,我国水文地质的核心理论正式进入到了生态环境水文地质阶段中。
二、水工环地质理论体系的应用与发展
水工环地质理论体系是我国的地质学理论研究的重点内容,也是目前地质勘探工作中不可缺少的重要理论依据。为了能够使其为社会发展做出更多贡献,我国很多地质高校都将水工环地质理论课程作为重要的必修课,并培养了大批优秀地质勘探人才,同时也做出了很多科学研究,以进一步丰富水工环地质理论体系。具体来讲,水工环地质理论体系在社会发展中的应用和自身的发展方向主要如下所示:
(一)水工环地质理论体系的发展
由于新时期下社会发展对水工环地质工作提出了不同于以往的要求,为了适应这种要求,水工环地质理论体系的研究方向逐渐开始转变,向着更加有利于促进人与自然和谐共处的方向不断发展。并且随着信息科技等先进科学技术的不断发展,水工环地质的工作技术的科技含量大大提升,这在促进水工环地质工作发展的同时,也极大的丰富了现代水工环地质理论体系,为其注入了一些新的科技理论,促使水工环地质理论体系迈入了新的发展阶段。
在当前的水工环地质理论体系的发展中,其重点发展内容依然是地质勘探,并且发展方向逐渐体现在三个阶段上,即初测阶段、初步设计阶段和技术设计阶段。水工环地质理论发展在初测阶段中的发展主要表现在勘测位置准确度的提升、覆盖地区范围的扩大和水下测量精度的提升。水工环地质理论在初步设计阶段中的发展主要体现在设计技术与应用水平的提升如磁性勘测技术的应用等。水工环地质理论在技术设计阶段中的发展主要体现在矿体及围岩稳定性的确定、地下水的补给、排泄及径流情况,地下水渗透活动对矿床开采的影响程度及提出解决方案等。这三个阶段促进并完善了水工环地质理论的发展,对于相关技术勘查的进行、综合测试结果精准度的提升、勘测误差的减小的重要意义都可以很好地体现出来。
(二)水工环地质理论体系的应用
近年来,人们逐渐认识到加强环境保护和资源节约的重要性,开始走可持续发展道路。这就对水工环地质工作的开展提出了新的要求。水工环地质工作开始由早期无节制的开发各种资源,开始逐渐转变为节能环保的重要基础工作环节。现如今的水工环地质工作更多的是注重在经济发展中存在的各种生态问题的解决以及环境的保护与合理利用,尤其是在城市环境污染监测、土地规划设计等领域中具有发挥重要作用。当然,尽管当前水工环地质工作逐渐转移了工作重心,但是其在地质勘探与基础设施工程建设中的应用并未受到影响。从整体来看,当前水工环地质理论体系应用最多的领域仍然是地质勘探领域和工程建设领域中。例如矿藏探明、采矿技术条件分析、工程水文地质评价、水利工程建设等多个方面。
三、当代水工环地质及岩土工程理论体系发展
水工环地质理论和岩土工程理论在当代的应用为相关的地质勘探和工程建设提供了重要的理论基础。但是也应当看到,在新形势下为了更好地促进相关工作的顺利开展,水工环地质及岩土工程理论的研究者还应当对其理论体系进行进一步的发展与完善。以下从几个方面出发,对当代水工环地质及岩土工程理论体系的发展进行了分析。
(一)当代岩土工程理论发展
岩土工程施工水平的不断进步离不开岩土工程理论发展的支持。在学科设定上岩土工程是土木工程的分支,因此在土木工程的施工过程中也能得到很好的应用与发展。岩土工程理论发展的主要途径是通过与工程地质学、土力学、岩石力学等相关学科进行有效融合,在完善理论基础的前提下促进学科适用性的不断提升,并且在岩石、土木工程的相关技术上得到进一步的发展。根据相关资料统计,岩土工程理论发展主要可以使岩土工程的勘察、设计、施工和监测等环节得到很大收益,其提升范围涉及土木工程施工的整个过程。与此同时,当代岩土工程理论的发展对于房屋、市政、能源、水利、道路、航运、矿山等基础设施的高效建设也具有十分重要的意义。
(二)当代水工环地质理论发展
随着我国地质学整体水平的不断进步,当代水工环地质理论也得到了极大的发展。通常而言,地质矿产勘探是当代水工环地质理论发展的主要应用方向。水工环地质理论在地质勘探中的发展主要体现在初测、初步设计、技术设计等三个环节上。水工环地质理论发展在初测环境上的发展主要表现在勘测位置准确度的提升、覆盖地区范围的扩大和水下测量精度的提升。水工环地质理论在初步设计上的发展主要体现在设计技术与应用水平的提升如磁性勘测技术的应用等。水工环地质理论在技术设计环节的发展主要体现在矿体及围岩稳定性的确定、地下水的补给、排泄及迳流情况,地下水渗透活动对矿床开采的影响程度及提出解决方案等。通过对以上三个环节完善水工环地质理论的发展,对于相关技术勘查的进行、综合测试结果精准度的提升、勘测误差的减小的重要意义都可以很好地体现出来。
结束语
综上所述,水工环地质及岩土工程作为地质勘探的重要组成部分,在很多与地质勘探相关的社会发展行业领域都发挥了关键作用。为了使水工环地质与岩土工程能够为社会发展做出更大贡献,就需要我们不断的研究并丰富其理论体系,将一些新兴科技理论融入到现有的地质研究理论体系中,在提高地质勘探技术水平的同时,促进其理论体系的进一步发展。
参考文献:
房屋建筑施工是形成工程项目实体的一个重要过程,也是决定最终产品质量的关键所在。要提高工程项目的质量,必须把质量管理作为施工阶段的重中之重。房屋建筑工程质量.既指实体质量,即工程符合业主需要所具备的使用功能,如基础的坚固,主体结构的安全以及通风采光的合理等,也指形成实体质量的工作质量,即指参与工程的建设者参建工作的水平和完善程度。本文将从如何提高质量的角度探讨房屋建筑工程施工过程中的管理。
一、建立运行质量保证体系和管理规章制度。
1.运行IS09000标准质量保证体系
为了有章可循地进行质量管理, 有效运行最新的IS09000标准是对现代建筑企业的基本要求。第一套管理性质的国际标准IS09000强调要素管理,突出了《质量手册》纲领性文件和程序文件及业务证书的质量保证体系作用。
2.建立一整套质量管理规章制度
项目部除严格按《质量手册》和程序文件要求做好质量控制,还要建立工程质量管理规章制度,如"质量奖罚条例"、"质量分析制度"."质量检查制度"、"用户回访制度"、"全面实行优质优价和分项工程质量控制的规定"、"消灭质量通病措施"等,并能真正落实,做到自检、互检、交接检和专检,从而在遵循施工质量管理规章制度的情况下达到施工质量的达标。
二、对人员实行严控
1.树立质量意识
按照全面质量管理的观点,施工人员必须树立质量第一、预控为主、用事实说话,社会效益与企业效益并重的观念。
2.提高施工人员的技术素质
管理干部应具有较强的进行质量规划和目标管理的能力。操作人员中的技术人员要有技术指导和检查质量的能力,生产人员则应当具有纯熟的技术,踏实工作的作风,严格执行质量标准和操作规程的意识。服务人员则应具有甘做绿叶的心态,尽可能周详的做好各项服务工作,以出色的服务来间接地保证工程质量。
2 提高施工工艺技术和施工人员素质
2.1 土木工程施工中的劳动人员
(1)从某种意义上来说,施工劳动人员的素质高低直接影响对建筑工程的质量。因此,为了有效加强我国土木工程施工过程中的工程质量,施工企业要从严格审核施工人员的相关技术和提高土木工程施工劳动人员的素质。
(2)对于土木工程施工的劳动人员,不论是施工企业的高层决策阶层,还是土木工程施工过程中的具体施工技术人员,施工企业都应该聘请一些具备相应资格的专业人士。
(3)为了真正的保证土木工程施工过程的质量,施工企业在对原有员工有效合理的管理过程中,还应该积极地对现有土木工程施工劳动人员进行的业务知识技能培训,努力提高土木工程施工劳动人员的业务素质,让施工人员做到"素质高、高质量"的施工队伍。
(4)只有土木工程施工劳动人员的业务素质提高了,才能从根本上增强了施工企业的软件竞争实力,为了实现施工企业经济效益的提高提供了强大的技术保障。
2.2 土木工程施工的施工工艺
土木建设施工的质量与其建设施工工艺密切相关。为了保证建设基本质量,建设施工单位可以组织施工建设的主要人员进行定期的学习和培训,学习借鉴国外的先进设计工艺和方法,并与自身的建设施工情况进行有机的结合。
需要强调的是,由于国外的设计工艺有其特定的文化背景和环境因素,所以切忌从国外生搬硬套施工技艺,施工人员需要进行相应的融合和创新,只有这样才能根本上提高建设施工的实力和质量。
三 、加强土木工程质量管理和控制的措施
3.1 建立和完善工程质量责任制
以往的施工建设经验表明,施工建设团队没有明确的项目负责人,项目施工的质量就难以保证,为此需要建立完善的质量领导责任制度,依法管理企业。要按照"谁主管,谁负责的"原则,各各方面层层落实工程质量责任,做到一级抓一级,层层抓落实。
3.2 严格市场准入制度
施工企业必须具备有符合国家规定的注册资金、专业技术人员、技术装
备等资质条件。必须具备与工程建设要求相应的资质等级和业绩,具备足够的技术管理能力和装备水平,并在资质等级许可的范围内从事土木工程施工活动,杜绝无证、越级承揽工程。
3.3 工程材料的采购使用严格控制
各类工程的建筑材料是工程建设的物质条件,材料的质量是工程质量的基础。因此,采购和使用的建筑材料质量必须符合标准规定。要严格检验进场的材料和设备。进人现场的工程材料,必须有产品合格证或质量保证书,并应符合设计规定要求;需复试检测的建材必须经复试合格才能使用;使用进口的工程材料必须符台我国相应的质量标准,并持有商检部门签发的商检合格证书。
3.4 积极开展工程施工安全性及风险性评估工作
积极开展工程施工安全性评价,进行风险评估是工程安全管理中的一项重要内容,主要是针对工程施工过程中,各个环节所包含的风险因素以及对工程质量的威胁程度进行分析,从而实现超前控制,有效减少和消灭事故的发生。
四、从环境上严控
从环境上严控,是指对工程水文地质、气象等的全面了解和掌握。对影晌工程项目质量的环境因素进行调查研究,能够保证各项活动的正常、有序进行,也是搞好工程施工质量的必要条件。
1.切实做好水文地质工作
在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是重要但易于被忽视的问题。说它重要,是因为地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程的特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。水文地质在建筑物方案设计时对持力层选择、基础设计.工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用。
2.气象效应不容忽视
随着现代建筑科学技术的发展,人们也渐渐认识到无论在城市规划、建筑设计。以至建筑的形式和材料、建筑工艺和施工等方面,掌握施工地区天气气候的规律是重要的,是提高房屋建筑施工质量不可忽视的研究内容。
综上所述,正确安全的管理模式在土木工程的建设中占据着重要的位置,直接关系到工程的整体质量及其使用效果。因此,相关的管理人员一定要将目前存在于工程安全管理中的问题要给予高度的重视,从而进行系统分析,采取科学合理的解决措施,确保工程施工顺利进行,这样才能促进我国建筑行业的可持续发展,为我国经济建设的发展创造更大的效益。
参考文献:
[1]于波.浅谈土木工程安全与管理现状[J].《城市建设》.2012(16)
第一,合理设置理论课程体系。1998年,教育部将原来的建筑工程、交通土建工程等专业合并设置成土木工程专业,在课程设置上对专业基础课进行了拓宽,对办学条件和学生素质的要求更高。办学条件和生源较好的学校采取完全打通的课程体系,即要求专业课程学习能涉及较宽的范围;大多数一般高等学校采取的是“一主多辅”的课程体系,即要求学生系统地学习土木工程中某一类工程对象,并修习其他工程对象的若干课程,如我校土木工程专业设置了建筑工程、路桥工程、城市地下工程三个专业方向。从技术角度而言,土木工程主要的任务是运用力学知识解决具体的工程问题。因此,无论完全打通还是“一主多辅”的课程体系,都需要突出力学、结构设计原理等专业基础课的教育,形成“厚基础”的人才培养模式。以良好的力学知识、结构设计理论为基础,可以轻易地变换工程对象。第二,建立多层次实践课程体系。土木工程专业实践性非常强,实践教学是重要的教学环节。建立多层次实践课程体系,理论联系实际,培养学生分析和解决工程问题的能力,提高学生动手能力和创新精神,是培养创新性应用型人才的重要途径。在制订人才培养方案时,合理安排实践教学环节,实施多层次实践训练,让学生从实践中更深刻地理解、掌握所学理论知识,实现知识-能力-素质的转化。土木工程专业的实践课程至少包含实验、实习、课程设计、毕业设计等,在这些实践环节中尽可能应用较为实用的软件。我校在实习实践环节进行了许多尝试,一项重要的举措是将生产实习和毕业实习合并成综合实习,安排在第6学期末和第7学期初(含暑假时间),实习时间在12周以上。这段时间往往也是施工企业的用工高峰,这种方式深受施工单位的欢迎,学生在近3个月的实习中,也能对施工企业的各项工作有较全面的了解,效果较好。第三,开设专业知识讲座。随着社会经济和科技快速发展,超高层建筑、大跨度等高难度结构的大量出现,土木工程设计、施工及管理等方面新技术不断涌现,规范对于这些新技术的总结及汇总是滞后的,教材也不能及时反映这些新技术。因此,聘请土木工程各领域专家、学者开设专题讲座,可开阔学生视野,让学生了解土木工程的发展动态以及社会需求,弥补自身知识结构的不足,为走向社会奠定基础。第四,探索毕业设计新模式。毕业设计是土木工程人才培养最重要的实践环节,要求学生能综合应用理论知识和专业技能,分析和解决具体工程问题。通过毕业设计,使学生能进行资料的调研和加工,能正确运用工具书,掌握有关工程设计、施工及管理的程序、方法和技术规范,提高分析与解决问题的能力,并树立严肃认真的科学态度和严谨的工作作风,能遵守纪律,善于与他人合作。为更好地培养创新性应用型人才,我校在毕业设计模式上也进行了一些探索。在第6学期末,学生自主选择指导老师,综合实习和毕业设计由同一老师指导,有针对性地进行实习及科研活动。在实习过程中,积累毕业设计所需的前期资料,也可针对实习中发现的问题提炼出毕业设计课题。这种方式充分发挥了学生学习的创造性和主动性,也能加深师生之间的感情,取得的效果较好。
2产学研相结合
产学研合作教育是利用学校、企业和研究机构等教育资源,培养适合企业、行业需要的创新性应用型人才的教育模式[3]。我校近些年在以下方面进行了一些尝试,建立了湖南省高校“土木工程施工技术创新”产学研合作示范基地,取得了一定效果。第一,改进教学方法,重视培养实践能力。在传授知识的同时,应注重能力的培养,重视实践教学。一方面在理论教学中,积极采用现代化教学手段,科学合理地组织教学活动,使教学内容更为直观,同时,利用学校现有的实验条件,在保证理论教学的基础上,增加工艺性、综合性实验,突出理论结合实践;另一方面与校外实践教学基地———湖南省建工集团三公司紧密合作,进行现场教学,将理论与实践有机结合,提高学生运用所学知识分析和解决实际工程问题的能力,为毕业后开展相关工作打下良好基础。第二,培养“双师型”教师队伍,加强师资力量建设。创新性应用型人才的培养对专业教师的要求较高,要兼具较强的教学水平和一定的实际工作能力,即“双师型”教师,其强调教师具有较强的实践能力和实践技能,在工程单位工作过的教师一般具备这种能力。培养“双师型”教师队伍可以促进理论教学与实践教学有机结合。我校以产学研合作示范基地为基础,鼓励年轻教师到湖南省建工集团三公司及其他企业学习,熟悉工程实际;并鼓励年轻老师加强自学,以国家注册工程师考试为契机,提高实践动手能力。通过上述措施,一部分年轻老师的创新意识和实践能力明显提升,在教学过程中可以更好地把创新素质和实践技能传授给学生。此外,还聘请湖南省建工集团三公司及其他土木工程企业的工程技术人员担任我校兼职教师,优化“双师型”教师结构,以更好地培养学生的实践能力。第三,建立校外实践教学基地,创办科技企业。我校长期与湖南省建工集团三公司、湘潭市设计院等企业进行合作,并建立了实践教学基地。基地每年可接纳大量学生实习实训,学生进入工程生产领域,得到生产实践锻炼,获得了较好的职业训练。此外,我校依靠教师技术力量成立了混凝土研究所、检测公司、监理公司等科技企业,一方面可进一步提高教师的实践能力,另一方面也为学生提供了更多的实践机会。
3案例教学法
案例教学法是指以实际工程为背景撰写案例组织课堂教学,通过对案例的分析、讨论、评价和总结激发学生学习的积极性,提高学生分析和解决实际工程问题的能力[4]。在实施案例教学过程中,需要注意好以下几个环节。第一,精选案例。土木工程专业课程之间联系紧密,在选择案例时需要统筹兼顾,案例应具有代表性。通常一个案例包含的知识点与几门专业课相关,比如2009年上海发生的高楼整体倒塌的工程事故,在混凝土结构设计原理、地基基础、工程地质等课程中均可作为案例。因此,应根据所讲授的理论课程选择案例,并依据教学内容和教学目标提炼案例情节,要有启发性,使学生更深刻地理解基本理论,提高实践能力。第二,介绍案例。介绍案例的目的是激发学生的兴趣,形成感性认识,将学生引到实践情境中。根据教学条件和案例的特点,可把案例印发给学生,让学生提前熟悉案例,并收集相关知识,为分析案例做好准备;也可在课堂上播放工程案例的录像或PPT等,让学生了解案例内容。如条件允许,可组织学生到现场体验,这种方式的印象最为深刻,有助于案例的分析,但组织起来的难度也最大。无论采用哪种方式介绍案例,都应生动形象、言简意赅,课堂气氛活跃,为下一环节打好基础。第三,分析案例。这是案例教学中非常重要的一环。教师需要根据知识点精心设计问题,问题应由易到难,并具有内在的逻辑联系,使学生能在老师的引导下逐步得出所学知识,深刻理解理论与实践的关系。在分析案例时,可根据案例的特点选择不同的方式,对争议较大的案例可围绕一个中心议题让学生进行辩论;对中心问题较为明确的案例,可由学生担任主讲进行分析;如某个案例涉及多方参与,还可由学生扮演案例中的角色。无论采用哪种方式,教师都要发挥好引导作用,并对学生提出的问题或遇到的困难进行及时解答和帮助,按预定的教学目的进行,逐步揭示工程案例中所蕴含的理论实质。第四,应用理论和总结归纳。在分析案例并得出相关理论后,可反过来站在理论的高度对案例进行更深刻的认识,加深学生对相关知识的理解。此外,教师也可从多角度提出一些新问题,引导学生多方面去理解,培养学生独立思考的习惯以及解决问题的能力。案例分析及相关讨论结束后,教师应进行归纳总结,对学生提出的看法进行评论,并进行必要的补充,与所讲授的理论知识相互呼应,这便于学生更深刻地理解和巩固所学理论知识。
(1)不仅要理解和掌握课堂所学的基本知识、概念、理论,而且要综合运用相关学科的基本技术、方法和手段,熟悉工程技术实践的方法和程序,提高分析和解决工程实际问题的能力。
(2)通过实验,培养学生的动手能力,细致的观察能力、严谨的学习态度和实事求是的作风。
(3)通过实践教学,进一步对学生进行认识论的教育,进一步培养学生的创新意识和创新能力。还应培养学生作为一名科技工作者所应具备的思想素质和优秀品质,包括:诚实笃信,确保实验资料和成果的完整性、真实性和可靠性;认真负责,严格遵守国家或行业的有关规范和仪器设备的操作规程;爱护公物,使用各级各类仪器设备时严谨细致;要有吃苦耐劳的精神、团结协作的风格等。
二、工程管理实验和实践教学类型
在《培养方案》中,教学指导委员会罗列了本专业大约31周左右的实践性教学时数要求,但其中并不包括实验教学时数,而实践技能的培养,绝不能将实验教学与实习环节割裂开来。按照工程管理专业的实验和实践教学的性质,可将其分为六种类型:
(1)理论验证型
如物理实验、工程力学实验等。此类实验以演示某些自然现象并揭示其内在规律为目的,使学生加深对基础理论的理解和掌握。通过实验,学生应具备材料力学性能的基本知识,并掌握其测试方法。
(2)技能训练型
以训练基本操作技能为目的。如计算机操作,通过上机实践,训练学生程序调试、数值计算、信息管理、工程图绘制诸方面的能力。再如测量实习,培养正确操作测量仪器的技能,从而能进行相关的工程测量工作和施工放样工作,并能在地形图上进行量算,进而确定建设项目的工程量并能够确定有关经费的概预算等。
(3)感性认识型
以增加典型工程建筑物感性认识为目的。例如认识实习,使学生了解线路、轨道、路基、维护工程、桥梁、涵洞、隧道、站场、公路、城市道路、地铁、轻轨、工业建筑、民用建筑等的基本构造及其各部分的关系。再如工程地质实习,使学生能根据地质资料在现场辨认常见岩石,了解其主要的工程地质性质,并能辨认基本的地质构造和常见的地质现象。
(4)实验技术型
以培养实验数据采集和数据处理技术为目的。例如土力学实验,在具备土的物理力学性质的基本知识后,培养学生进行土的容重、比重、含水量、击实、直剪、粘性土的流限与塑限等的测试能力。又如建筑材料实验,在具备建筑材料成分、结构和工程技术性质关系基本知识的基础上,培养学生对常用的建筑材料(水泥、混凝土、砂浆、金属材料、木材、烧结材料、有机高分子材料等)进行实验和质量鉴定。
(5)专业应用型
以培养工程项目决策能力、工程项目全过程管理能力、研究和应用开发的创新能力为目的。该方面的实践教学集中反映在各种课程设计、生产实习等教学环节中。通过这些环节,培养学生综合应用基本知识、概念等基础理论和基本技术、方法、手段等实践技术,解决本专业的实际问题,例如工程建设项目评价、工程建设项目概预算、工程质量控制、工程成本控制、工程建设监理及工程建设项目计算机辅助管理等。
(6)素质培养型
以提高综合素质特别是思想素质为目的。通过社会调查、社会实践、公益劳动、军事训练和国防教育等实践教学环节,使学生充分认识我国的基本国情,牢固树立实践第一和一切从实际出发的观点,增强历史使命感和工作责任心,既具备健全的心理和健康的体魄,又具有良好的社会公德和职业道德。
三、本专业实验与实践课程设置基本框架
根据建设部高等工程管理学科专业指导委员会培养方案的要求,结合本校土木工程专业教育的现实特点,我校土木工程学院编制了工程管理培养方案,其中设置的实验课程,按照本专业实验和实践教学类型,其大致的框架如下:
(1)基础课实验
计算机上机训练和程序设计46学时;普通物理实验60学时;电工与电子技术实验16学时。
(2)学科基础实验
工程测量4学时;工程力学6学时;混凝土结构实验4学时;土力学与地基基础8学时;建筑材料16学时;工程项目管理4学时。
(3)实践教学环节
计算机CAD强化训练2.5周;测量实习1周;工程地质实习1周;认识实习2周;生产实习3周;专业课程设计8周;专题讲座1周;毕业设计12周。另外还有在学生入学时的入学教育、军事技能训练和军事理论、社会实践、大学生思想修养、形势与政策等素质培养型实践课程5周30学时等。相比于其他高校所制定的培养方案,该培养方案在实验和实践技能的培养方面,安排了相对较多的学时,在目前还是比较符合我校实际的。
四、本专业学生实践技能培养的技术支撑
以上实验和实践课程的框架设置,需要有技术支撑来保证。这些技术支撑主要有:
(1)工程力学结构实验设施
我院的工程检测中心,负责与工程管理相关的课程实验,如《工程力学》、《工程结构》、《土木工程材料》、《工程测量》等,通过实验使学生了解房屋的基本构造、材料组成、工程结构的力学性能、结构检测等知识,培养学生的实际操作技能和就业技能。
(2)工程管理专业实验设施
工程管理专业实验室的建立,具体又可分为几个具体方向,如数字化工程管理实验设施,负责《管理信息系统》、《工程项目管理》、《工程制图》等课程的实验教学,培养学生利用先进的信息技术、网络技术辅助工程管理的能力,同时提供科研支持和咨询、设计、培训等社会专业服务。又如招投标模拟实验设施,负责《土木工程合同管理》、《工程估价》等课程的实践教学,通过模拟招标和拍卖现场,使学生身临其境,熟悉各类项目、货物和服务的拍卖以及招投标的开标、评标、决标等一系列程序。
关键词:土木工程专业 教学计划 培养目标 培养模式
一、土木工程专业的人才培养目标及培养模式
土木工程专业是一门应用技术型学科,其人才培养模式应确立以“面向社会、立足岗位、注重素质、突出应用、强化实践、培养能力”为指导思想的“高级应用型”的人才培养模式,以理论和应用并重为宗旨构建其教学体系。其培养目标为:掌握工程力学、结构工程、岩土工程和工程管理学科的基本理论和基本知识;获得注册结构工程师、注册建造工程师、注册造价工程师和注册监理工程师基本训练;具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力;能在房屋建筑、地下建筑、隧道、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作,具有良好的科学文化素质和较高的创新、敬业、协作精神的高级土木工程专业技术人才。
“高级应用型”人才培养模式的具体定位。第一,高级应用型人才的教育是学科通才教育。我院土木工程专业的培养模式既不是重点大学的研究型教育,也不是培养生产一线技术应用型人才的高职教育,它的培养模式应该是理论知识要有一定的深度和宽度,即学科基础要体现工程学科平台的要求,但又不过分拘泥于理论的严谨性而对工程实践给予一定的重视,理论与实践并重的学科通才教育;第二,高级应用型人才的教育应是基础理论与工程能力、技能并重的教育。高级应用型人才的教育强调基础理论知识和实践技能培养并重,在基础理论知识满足要求的前提下,对实践、 省略 实训教学也要给予足够的重视,注重实效,注重能力的培养,强化工程训练,提高学生的工程意识,力求培养出具有一定的理论基础又有扎实的专业基本技能的应用型人才;第三,高级应用型人才的教育应注重综合素质的全面培养。土木工程专业面临国内、国际两方面的变革要求:[1]在国内,土木工程中多学科及其知识的融合,综合性工程项目的增加,特别是经济体制、就业机制的变化,使得综合素质高、专业口径宽、适应性强成为社会对人才的最基本要求;另一方面,我国开始实行注册工程师制度,向着注册工程师的国际互认进了一步,土木工程类企业对国际市场的占有率逐步增大,国外企业也逐步进入国内市场。因此,我们必须改革人才培养模式和相应的课程体系,主动适应国内、国际两方面对人才的要求,并把这种指导思想落实到新的教学计划中去。
二、土木工程专业的学生应具有的知识和技能
广东工业大学建设学院从历年的毕业生就业调查看,土木工程专业毕业生除少部分人(10%左右)继续攻读高一级学位、从事教学和科研工作之外,大多数主要从事工程设计、工程施工、施工管理、物业开发、工程预算、工程监理、工程鉴定、改造加固等一系列专业性较强的技术服务工作。这就要求土木工程专业毕业生应获得以下几方面的知识和技能:
第一,具有一定的自然科学基础知识,了解当前科学技术发展的主要方向及应用前景;
第二,掌握工程力学、土力学、水力学等方面的基本理论,掌握工程规划、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关建筑机械、建筑电气、给水排水、工程测量、施工技术与组织等方面的基本技术;
第三,具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力,具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力;
第四,了解土木工程主要法规;
第五,具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、教学计划的制定与实施
根据建设部高等土木工程学科专业指导委员会有关土木工程专业的基本原则[2]和我院土木工程专业的办学经验,我们对土木工程专业课程体系进行了科学、合理的调整,表现为:
1.制定和完善了切实可行的土木工程专业教学计划
为了很好地贯彻教学大纲的要求,实现专业培养目标,根据我院土木工程专业的实际情况,适当调整了旧教学计划,增加了专业选修课的比例,为扩大学生的专业知识视野创造了条件(见表1)。考虑到学生考研、找工作的压力,对各学期的开课量做了合理的安排,把课程适当提前,减少四年级的开课量。
2.保证各门课的知识链连续但不重复
在制订教学计划时,仔细研究每门课程在人才培养体系中的作用,重新定位每门课程的地位和作用,进行整合优化,打破各个课程之间的条块分割与各自为政的局面,避免课程内容的重复。根据整合后的课程内容进行课程教学大纲的编写,并严格按大纲的要求组织教学。如“基础工程”、“钢筋混凝土结构”、“钢筋混凝土结构设计”、“单层工业厂房结构设计”、“单层工业厂房结构课程设计”、“高层建筑结构抗震与设计”是土木工程专业的主干课程,这几门课程对实践内容部分没有明确的界定,由教师灵活掌握,有些内容会造成重复或遗漏,我们在教学过程中发现了这个问题,在制定新的教学计划时,首先对整个课程体系进行梳理,然后对其进行整合优化;在教学大纲中,我们明确规定“单层工业厂房结构课程设计”包括排架设计和浅基础设计,“基础工程”课程设计做桩基础设计,“钢筋混凝土结构课程设计”要包括楼和框架设计,毕业设计做框架-剪力墙结构设计,并调整了相关课程的学时,保证了课程体系的完整性和科学性。
3.强化专业的实践性教学环节
土木工程专业是一个实践性很强的专业,为了更好地提高教学质量,实现我院土木工程专业的总体培养目标,新教学计划中除了“两课”社会实践,还设立了:军训、认识实习、工程测量实习、工程地质实习、生产实习、毕业实习、房屋建筑课程设计、基础工程课程设计、混凝土结构课程设计、钢结构课程设计、单层工业厂房结构课程设计、施工组织课程设计、工程概预算课程设计、毕业设计等实践性课程,共计39周。
为配合实践性教学环节的实施,我们与设计单位、科研单位、施工单位建立了长期合作关系,建立了多元化的实习基地,探索有效的新型方式和途径,提高学生的工程意识。通过课程设计、毕业设计(毕业论文)等环节,激励学生积极参与到专业学术问题的研究和探讨中,加深学生对专业的了解和兴趣,提高其对专业知识的应用能力。
4.重视外语学习和计算机能力的培养