时间:2023-07-04 17:08:07
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土木工程专业认识,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

班级:03岩土2班
姓名:刘艳仓
学号:第03130109号
指导教师:秦莞臻王立平
目录前言…………………………………………1
第一章地面建筑部分……………………2
第一节概述……………………………
建筑结构………………………..
常见问题及处理措施…………..
地基基础部分……………………
概述…………………………………………..
浅基础……………………………………………..
深基础………………………………………………
常见问题及处理措施……………………………..
地下工程部分………………
概述…………………………………
深基坑工程………………………
地下建筑工程…………………………….
常见问题及处理措施………………………
基坑与边坡工程…………
概述……………………………………..
…………………………………..]
常见问题及处理措施………………..
结束语………………..................
前言
第一章地面建筑部分一栋建筑的施工是一个复杂的过程,为了便于组织施工,我们常将建筑的施工划分为若干分部和分项工程。地面建筑是日常寄居和生活的场所,我们所建造的地基和基础等都是为这一部分服务的,为这一部分服务的,所以这一部分的结构和质量对我们建筑设计和施工来说很重要。第一节概述地面建筑部分是由很多部分及工程部位组成。其中建筑地面和地面建筑是其中最重要的部分。建筑地面是指建筑物底层地面(地面)和楼面地面(楼面)的总称,其中还包括室外散水、明沟、踏步、台阶和坡道等附属工程。
建筑地面是人们进行生活、工作、生产等各种活动直接接触和视觉能直接触及到的部位,对人们的心理感受和健康有着重要影响。地面承受着各种物理、化学作用。因此要满足人们的使用要求,建筑地面必须具有保护结构层、提供良好的使用功能、满足一定的装饰要求等特点。
建筑地面工程是建筑装饰装修工程的重要部位。地面由基层和面层两部分组成。基层包括基土、垫层或为了找坡、隔声、保温、防水或敷设管线等功能需要而设置的找平层、隔离层、填充层等。
地面工程除面层外各构造层均为隐蔽工程,工程量大、工序多,在实际操作过程中,因其危害性小而检查工作量大雨经常被忽视:因此对地面工程施工工序、产品、工序交接及隐蔽工程质量检查等环节上要加强巡视监督控制,以避免出现工程质量问题。例如检查各层的强度等级、密实度等试验报告和测定记录;有防水等要求的重要部位检查蓄水检验记录,并抽查复验认定,防水层施工时宜设旁站监督控制点。
第二节建筑结构
建筑结构是工程的重要施工部分,建筑的结构变化无穷,形式多样,随着在美观和用途及安全上的要求而形成风格和结构上的不同。一个建筑的完成要经过实地勘察,计算分析,规划设计,现场施工,建筑装修,质量检测等程序才能完工。这次我们是认识实习,我们也只是从表面上去了解建筑的外部结构和特征。这次我们所看到的结构类型只有三种及框架结构,砖混承重墙结构和框架砖混混合结构。框架结构一般都用于商业和公众设施建筑,有比较大的空间和安全要求。而砖混结构是生活小区家庭寄居的主要房屋结构,没有比较大的空间要求,另一方面它也没有承重方面的高要求,因为他的承重面上只有一般的固定载荷和较轻动载荷。混合结构是为了适应两方面的需要,一般是酒店和宾馆的建筑。底下几层是大厅,餐厅和客厅以及娱乐厅等,上面是客房或者写字间等,因此这样的结构及经济又安全。我们实习的地点建筑结构框架结构有河南理工大学4#餐厅,体育馆和图书馆。我们学校的教学楼和礼堂超市都也是抗八级地震的框架结构。砖混结构有我们学校新校区学生宿舍,教师公寓解放中路原市委南院,南通远大南苑住宅小区和中森小区。混合结构有北校区临街学生宿舍,南苑小区和中森小区的临街楼房以及云达国贸工程。
框架结构一般是比较大的建筑和大厦以及国防工程。他们是由桩基础支撑柱,柱支撑梁,梁支撑板。梁上是隔离墙或者玻璃等轻型材料,仅仅起一种隔离作用,并不支撑上部结构。
3.2砖墙构造
3.2.1砖墙材料
砖墙是用砂浆将一块块砖按一定技术要求砌筑而成的砌体,其材料是砖和砂浆。
1、砖
砖按材料不同,有粘土砖、页岩砖、粉煤灰砖、灰砂砖、炉渣砖等;按形状分有实心砖、多孔砖和空心砖等。其中常用的是普通粘土砖。
普通粘土砖以粘土为主要原料,经成型、干燥焙烧而成。有红砖和青砖之分。青砖比红砖强度高,耐久性好。
我国标准砖的规格为240mm×115mm×53mm砖长:宽:厚=4:2:1(包括10mm宽灰缝),标准砖砌筑墙体时是以砖宽度的倍数,即115+10=125mm为模数。
2、砂浆
砂浆是砌块的胶结材料。常用的砂浆有水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆和粘土砂浆。
(1)水泥砂浆由水泥、砂加水拌和而成,属水硬性材料,强度高,但可塑性和保水性较差,适应砌筑湿环境下的砌体,如地下室、砖基础等。
(2)石灰砂浆由石灰膏、砂加水拌和而成。由于石灰膏为塑性掺合料,所以石灰砂浆的可塑性很好,但它的强度较低,且属于气硬性材料,遇水强度即降低,所以适宜砌筑次要的民用建筑的地上砌体。
(3)混合砂浆由水泥、石灰膏、砂加水拌和而成。既有较高的强度,也有良好的可塑性和保水性,故民用建筑地上砌体中被广泛采用。
(4)粘土砂浆是由粘土加砂加水拌和而成,强度很低,仅适于土坯墙的砌筑,多用于乡村民居。它们的配合比取决于结构要求的强度。3.2.2砖墙的组砌方式
为了保证墙体的强度,砖砌体的砖缝必须横平竖直,错缝搭接,避免通缝。同时砖缝砂浆必须饱满,厚薄均匀。常用的错缝方法是将顶砖和顺砖上下皮交错砌筑。每排列一层砖称为一皮。常见的砖墙砌式有全顺式(120墙)[如图],一顺一顶式、三顺一顶式或多顺一顶式、每皮顶顺相间式也叫十字式(240墙),两平一侧式(180墙)等(砖墙的组砌方式如图)。砖墙的组砌方式3.2.3墙体细部构造
墙体的细部构造包括门窗过梁、窗台、勒脚、散水、明沟、变形缝、圈梁、构造柱和防火墙等。
一、门窗过梁
过梁的形式有砖拱过梁、钢筋砖过梁和钢筋混凝土过梁三种。
1、砖拱过梁
砖拱过梁分为平拱和弧拱。由竖砌的砖作拱圈,一般将砂浆灰缝做成上宽下窄,上宽不大于20mm,下宽不小于5mm。砖不低于MU7.5,砂浆不能低于M2.5,砖砌平拱过梁净跨宜小于1.2m,不应超过1.8m,中部起拱高约为1/50L。
2、钢筋砖过梁
钢筋砖过梁用砖不低于MU7.5,砌筑砂浆不低于M2.5。一般在洞口上方先支木模,砖平砌,下设3~4根φ6钢筋要求伸人两端墙内不少于240mm,梁高砌5~7皮砖或≥L/4,钢筋砖过梁净跨宜为1.5~2m(如图)。钢筋砖过梁构造示意3、钢筋混凝土过梁
钢筋混凝土过梁有现浇和预制两种,梁高及配筋由计算确定。为了施工方便,梁高应与砖的皮数相适应,以方便墙体连续砌筑,故常见梁高为60mm、120mm、180mm、240mm,即60mm的整倍数。梁宽一般同墙厚,梁两端支承在墙上的长度不少于240mm,以保证足够的承压面积。
过梁断面形式有矩形和L形。为简化构造,节约材料,可将过梁与圈梁、悬挑雨篷、窗楣板或遮阳板等结合起来设计。如在南方炎热多雨地区,常从过梁上挑出300~500mm宽的窗楣板,既保护窗户不淋雨,又可遮挡部分直射太阳光(如图)。钢筋混凝土过梁的形式
二、窗台(如图)
窗台构造三、墙脚
底层室内地面以下,基础以上的墙体常称为墙脚。墙脚包括墙身防潮层、勒脚、散水和明沟等。
1、勒脚
勒脚是外墙墙身接近室外地面的部分,为防止雨水上溅墙身和机械力等的影响,所以要求墙脚坚固耐久和防潮。一般采用以下几种构造做法(如图3-12)。
(1)抹灰:可采用20厚1:3水泥砂浆抹面,1:2水泥白石子浆水刷石或斩假石抹面。此法多用于一般建筑。
(2)贴面:可采用天然石材或人工石材,如花岗石、水磨石板等。其耐久性、装饰效果好,用于高标准建筑。
(3)勒脚采用石材,如条石等。
2、防潮层
(1)防潮层的位置(如图):墙身防潮层的位置(2)墙身水平防潮层的构造做法常用的有以下三种:
第一,防水砂浆防潮层,采用1:2水泥砂浆加水泥用量3%-5%防水剂,厚度为20~25mm或用防水砂浆砌三皮砖作防潮层。此种做法构造简单,但砂浆开裂或不饱满时影响防潮效果。
第二,细石混凝土防潮层,采用60mm厚的细石混凝土带,内配三根φ6钢筋,其防潮性能好。
第三,油毡防潮层,先抹20mm厚水泥砂浆找平层,上铺一毡二油,此种做法防水效果好,但有油毡隔离,削弱了砖墙的整体性,不应在刚度要求高或地震区采用。
如果墙脚采用不透水的材料(如条石或混凝土等),或设有钢筋混凝土地圈梁时,可以不设防潮层。
3、散水与明沟
房屋四周可采取散水或明沟排除雨水。当屋面为有组织排水时一般设明沟或暗沟,也可设散水。屋面为无组织排水时一般设散水,但应加滴水砖(石)带。散水的做法通常是在素土夯实上铺三合土、混凝土等材料,厚度60~70mm。散水应设不小于3%的排水坡。散水宽度一般0.6~1.0m。散水与外墙交接处应设分格缝,分格缝用弹性材料嵌缝,防止外墙下沉时将散水拉裂。散水整体面层纵向距离每隔6~12m做一道伸缩缝。
明沟的构造做法可用砖砌、石砌、混凝土现浇,沟底应做纵坡,坡度为0.5%~1%,宽度为220~350mm。
四、变形缝(构造如图)变形缝构造图变形缝有伸缩缝、沉降缝、防震缝三种。
1、伸缩缝(或温度缝)
伸缩缝是在长度或宽度较大的建筑物中,为避免由于温度变化引起材料的热胀冷缩导致构件开裂,而沿建筑物的竖向将基础以上部分全部断开的垂直缝隙。有关规范规定砌体结构和钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距一般为50~75mm。伸缩缝的宽度一般为20~40mm。
2、沉降缝
为减少地基不均匀沉降对建筑物造成危害,在建筑物某些部位设置从基础到屋面全部断开的垂直缝称为沉降缝。
(1)沉降缝一般在下列部位设置:
当同一建筑物建造在地基承载力相差很大时;建筑物高度或荷载相差很大,或结构形式不同处;新建、扩建的建筑物与原有建筑物紧相毗连时。
(2)沉降缝的缝宽
沉降缝的缝宽与地基情况和建筑物高度有关,其沉降缝宽度一般为30~70mm,在软弱地基上其缝宽应适当增加。
3、防震缝
防震缝是为了防止建筑物的各部分在地震时相互撞击造成变形和破坏而设置的垂直缝。防震缝应将建筑物分成若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。
(1)防震缝的位置
建筑平面体型复杂,有较长的突出部分,应用防震缝将其分简单规整的独立单元;
建筑物(砌体结构)立面高差超过6m,在高差变化处须设防震缝;
建筑物毗连部分结构的刚度、重量相差悬殊处;
建筑物有错层且楼板高差较大时,须在高度变化处设防震缝。
防震缝应与伸缩缝、沉降缝协调布置。
(2)防震缝宽
防震缝宽与结构形式、设防烈度、建筑物高度有关。在砖混结构中,缝宽一般取50~100mm,多(高)层钢筋混凝土结构防震缝最小宽度(见下表)。多(高)层钢筋混凝土结构防震缝最小宽度
结构体系建筑高度H≤15m建筑高度H>15m,每增高5m加宽
7度8度9度
框架结构、框--剪结构70203350
剪力墙结构50142335五、墙身的加固
1、壁柱和门垛
当墙体的窗间墙上出现集中荷载,而墙厚又不足以承担其荷载;或当墙体的长度和高度超过一定限度并影响到墙体稳定性时,常在墙身局部适当位置增设凸出墙面的壁柱以提高墙体刚度。壁柱突出墙面的尺寸一般为120mm×370mm、240mm×370mm、240mm×490mm或根据结构计算确定。
当在较薄的墙体上开设门洞时,为便于门框的安置和保证墙体的稳定,须在门靠墙转角处或丁字接头墙体的一边设置门垛,门垛凸出墙面不少于120mm,宽度同墙厚(如图)。壁柱和门垛2、圈梁
(1)圈梁的设置要求
圈梁是沿外墙四周及部分内墙设置在楼板处的连续闭合的梁,可提高建筑物的空间刚度及整体性,增加墙体的稳定性。减少由于地基不均匀沉降而引起的墙身开裂。对于抗震设防地区,利用圈梁加固墙身更加必要。
(2)圈梁的构造
圈梁有钢筋砖圈梁和钢筋混凝土圈梁两种。
钢筋砖圈梁就是将前述的钢筋砖过梁沿外墙和部分内墙一周连通砌筑而成。钢筋混凝土圈梁的高度不小于120mm,宽度与墙厚相同(圈梁的构造如图)。
圈梁构造
当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁,其配筋和混凝土强度等级均不变(如图)。
附加圈梁3、构造柱
钢筋混凝土构造柱是从构造角度考虑设置的,是防止房屋倒塌的一种有效措施。构造柱必须与圈梁及墙体紧密相连,从而加强建筑物的整体刚度,提高墙体抗变形的能力。
(1)构造柱的设置要求
由于建筑物的层数和地震烈度不同,构造柱的设置要求也不相同。
(2)构造柱的构造(如图)
构造柱的构造构造柱马牙槎构造图
a.构造柱最小截面为180mm×240mm,纵向钢筋宜用4φ12,箍筋间距不大于250mm,且在柱上下端宜适当加密;7度时超过六层、8度时超过五层和九度时,纵向钢筋宜用4φ14,箍筋间距不大于200mm;房屋角的构造柱可适当加大截面及配筋。
b.构造柱与墙连结处宜砌成马牙槎,并应沿墙高每500mm设2φ6拉接筋,每边伸人墙内不少于1m(如构造柱马牙槎构造图)。
c.构造柱可不单独设基础,但应伸入室外地坪下500mm,或锚入浅于500mm的基础梁内。过梁类型作用设置位置构造要点
①门垛保证墙身稳定和门框安装门洞一般应设门垛,特别是在墙体转折处或丁字墙处门垛宽度同墙厚,门垛长度一般为120mm或240mm(不计灰缝)
②壁柱使之与墙体共同承担荷载和稳定墙身墙体受到集中荷载或墙体过长(如240mm厚,长超过6m)时,应增设壁柱尺寸应符合砖规格而且应考虑到灰缝的错缝要求
③圈梁增加房屋的整体刚度和稳定性,减轻地基不均匀沉降对房屋的破坏,抵抗地震力的影响屋盖处必须设置,楼板处隔层设置,当地基不好时在基础顶面也应设置截面不小于120mm×240mm
主要沿纵墙设置,内横墙大约10~15m设置一道
④构造柱增强房屋刚度、防止房屋倒塌的一种加固措施。外墙四角、错层部位横墙与外纵墙交接处、较大洞口两侧、大房间内外墙交接处最小截面尺寸为240mm×180mm,竖向钢筋一般用4φ12,钢箍间距不大于250mm
第二章基础工程第一节概论
第二节浅基础
浅基础类型
一般而言,基础多埋置于地面以下,但诸如码头桩基础、桥梁基础、半地下室箱形基础等均有一部分在地表之上。通常把位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度虽超过5m,但小于基础宽度的大尺寸基础(如箱形基础),统称为天然地基上的浅基础。
在桥梁结构中,对于无冲刷河流,埋置深度是指河底或地面至基础底面的距离;有冲刷河流是指局部冲刷线至基础底面的距离。
如果地基属于软弱土层(通常指承载力低于100kPa的土层),或者上部有较厚的软弱土层,不适于做天然地基上的浅基础时,也可将浅基础做在人工地基上。
天然地基上的浅基础埋置深度较浅,用料较省,无需复杂的施工设备,在开挖基坑、必要时支护坑壁和排水疏干后对地基不加处理即可修建,工期短、造价低,因而设计时宜优先选用天然地基。当这类基础及上部结构难以适应较差的地基条件时才考虑采用大型或复杂的基础形式,如连续基础、桩基础或人工处理地基。
按基础刚度分类1、刚性基础
刚性基础是由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。
2.扩展基础
当刚性基础不能满足力学要求时,可以做成钢筋混凝土基础,称为扩展基础。
墙下钢筋混凝土扩展基础示意图
柱下扩展基础和墙下扩展基础一般做成锥形和台阶形。对于墙下扩展基础,当地基不均匀时,还要考虑墙体纵向弯曲的影响。这种情况下,为了增加基础的整体性和加强基础纵向抗弯能力,墙下扩展基础可采用有肋的基础形式。(c)有肋的扩展基础
(b)台阶形
(a)锥形
扩展基础的形式
二、按构造分类
浅基础按构造类型可分为四种:
1.单独基础:在建筑中,柱的基础一般都是单独基础。柱下单独基础
2.条形基础:墙的基础通常连续设置成长条形,称为条形基础。墙下条形基础
3.筏板基础和箱形基础:当柱子或墙传来的荷载很大,地基土较软弱,用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力要求时,往往需要把整个房屋底面(或地下室部分)做成一片连续的钢筋混凝土板,作为房屋的基础,称为筏板基础。为了增加基础板的刚度,以减小不均匀沉降,高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构,称为箱形基础。筏板基础
(a)、(b)平板式;(c)、(d)肋梁式箱形基础
4.壳体基础:为改善基础的受力性能,基础的形式可不做成台阶状,而做成各种形式的壳体,称做壳体基础。
、倒锥组合壳基础
第三章基础工程第二节浅基础减少不均匀沉降的措施
地基的不均匀沉降会造成建筑物的开裂,影响其使用功能的发挥,因此,设计中必须考虑如何防止或减轻不均匀沉降造成的危害。
浅基础设计和计算应该兼顾地基和基础两方面进行,主要内容包括:
1.天然地基设计:选择基础埋置深度;确定地基承载力;验算地基变形和地基稳定性。
2.基础设计:选择基础类型和材料;计算基础内力;确定基础各部分尺寸、配筋和构造。
一、建筑措施
1.建筑物体型应力求简单建筑物高差太大而开裂
当地基软弱时,建筑物的紧接高差以不超过一层为宜
2.控制建筑物的长高比
二层以上的砌体承重房屋,当预估的最大沉降量超过120mm时,长高比不宜大于2.5。建筑物开裂实例
——纵墙的长高比达7.6的过长建筑物
3.合理布置纵横墙——外纵墙多次转折,内纵墙中断的建筑物
地基不良时,应尽量使内、外纵墙都贯通
4.设置沉降缝沉降缝构造示意图
(a)、(b)适用于砌体承重结构房屋;(c)适用于框架结构房屋
5.合理安排建筑物间的距离
6.控制与调整建筑物的各部分标高
二、结构措施
1.减轻建筑物的自重
2.在墙体内设置圈梁圈梁中断时的处理
3.减小和调整基础底面附加应力基础尺寸不妥当引起的损坏
4.采用非敏感结构
三、施工措施
1.保持地基土的原状结构
2.选择合理的施工方法
3.合理安排施工顺序
第三章基础工程第三节深基础
位于地基深处承载力较高的土层上,埋置深度大于5m或大于基础宽度的基础,称为深基础,如桩基、地下连续墙、墩基和沉井等。深基础的两种类型——桩基础与墩基础
桩基础
桩的分类
桩可根据桩身材料、施工方法、成桩过程中挤土效应、承载性状及使用功能等进行分类。
1.按桩身材料分类
按桩身材料不同,可将桩划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其它组合材料桩。
a.木桩b.预制混凝土桩c.预制混凝土管桩g.复合桩
2.按施工方法分类
按施工方法可分为预制桩、灌注桩两大类。d.e.f.混凝土灌注桩
3.按成桩过程中挤土效应分类
随着桩的设置方法(打入或钻孔成桩等)的不同,桩周土所受的排挤作用也很不相同。挤土作用会引起桩周土天然结构、应力状态和性质的变化,从而影响土的性质和桩的承载力。
对桩按设置效应分为三类:挤土桩、小量挤土桩和非挤土桩。
4.按承载性状分类
轴向荷载作用下的竖直桩,按达到承载力极限状态时的荷载传递主要方式,可分为(a)端承型桩和(b)摩擦型桩两大类,如下图所示。
沉管灌注桩施工过程:就位——沉套管——开始灌注混凝土——下钢筋骨架继续浇灌混凝土——拔管成型
地下连续墙
地下连续墙的优点是刚度大,既挡土又挡水,施工时无振动,噪音低,可用于任何土质。施工过程:利用专用的挖槽机械在泥浆护壁下开挖一定长度(一个单元槽段)——挖至设计深度并清除沉渣——插入接头管——吊入钢筋笼——导管浇注混凝土——待混凝土初凝后拔出接头管——逐段施工。
地下连续墙在成槽之前先要沿设计轴线施工导墙,导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口塌方、存蓄泥浆和作为测量的基准。
第三章基础工程第三节深基础沉井基础
为了满足结构物的要求,适应地基的特点,在土木工程结构的实践中形成了各种类型的深基础,其中沉井基础,尤其是重型沉井、深水浮运钢筋混凝土沉井和钢沉井,在国内外已有广泛的应用和发展,如我国的南京长江大桥。
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公路铁路两用双层钢架连续桥梁,跨度160米,铁路桥总长6,772米,
1968年建成,该桥的建成是中国修建深水基础桥梁工程的一项重大突破。
沉井按下沉方式分类
(1)就地制造下沉的沉井
这种沉井是在基础设计的位置上制造,然后挖土靠沉井自重下沉。如基础位置在水中,需先在水中筑岛,再在岛上筑井下沉。水上筑岛下沉沉井
(2)浮运沉井
在深水地区,筑岛有困难或不经济,或有碍通航,或河流流速大,可在岸边制筑沉井拖运到设计位置下沉,这类沉井叫浮运沉井。
沉井按外观形状分类
沉井按外观形状分类,在平面上可分为单孔或多孔的圆形、矩形、圆端沉井及网格形沉井。圆形沉井受力好,适用于河水主流方向易变的河流。矩形沉井制作方便,但四角处的土不易挖除,河流水流也不顺。圆端形沉井兼有两者的优点也在一定程度上兼有两者的缺点,是土木工程中常用的基础类型。沉井平面形式
沉井竖直剖面外形主要有竖直式、倾斜式及阶梯式等。采用哪种形式主要视沉井需要通过的土层性质和下沉深度而定。沉井竖直剖面形式
第三章地下工程
下建筑的地下室部分也归为地下建筑。一小部分露出地面,大部分处于岩石或土层中的建筑物和构造物常称为半地下工程。地下工程的主体是地下建筑。地下建筑包括交通运输方面的城市地下铁道、铁路隧道、公路隧道、地下停车场、过街或穿越障碍的各种地下通道,工业与民用的各种地下车间、电站、矿井、储藏库、商店、人防与市政地下工程,以及文化、体育、娱乐与生活等方面的地下建筑体,还包括军事方面的地下设施。
由于人们对地下空间的要求越来越大,地下建筑得到迅猛发展,但也造成地下空间的匮乏,故从20世纪后期,人们将地下空间列为一种资源,并象其它资源一样加以规划、保护和利用。地下空间资源包括三方面的含义:1天然存在的资源蕴藏总量;2在一定条件下可供合理开发的资源总量;3在一定历史时期内可供有效利用的地下空间总量。
我们在实习期间也同样见到了这方面的实例.有9月2号实习地南苑小区的人防工程和地下车库,赵固一矿的三个矿井和云达国贸的地下室工程。
地下建筑工程一般有以下部分组成:
洞室开挖工程、洞室支护工程、室内建筑及防排水工程、专业设备安装工程和洞口设施及配套工程等。
地下建筑的类型有多种分类,常见的有:
1按使用功能分类:军事建筑、交通建筑、城市基础设施、地下采掘空间、地下工厂或车间、地下仓储设施和地下民用设施。
2按断面形状分类:直墙拱形、曲墙拱形、其他有矩形、方形等。
3按所处的地质条件分类:岩体地下洞室和土体地下洞室。
4按埋置深度分类:当h/b=a时为深埋地下建筑,当h/b=a时为浅埋地下建筑。
地下建筑有下列优特点:
优点:提高土地利用率,提高交通通行率,具备特殊的防护能力和隔音和隔振。
缺点:景观和自然光线受限制,出入和通行受限制,可视性受限制,不良的心里反应,受场地限制,防水问题和施工较困难。
第一节地下工程概论
地下工程是在岩土中建设的不同用途的工程,包括各类隧道和洞室工程。他们是修建在岩体与土体中的地下建筑。一项建筑工程的建设要经过可行性研究、设计、施工、投产等阶段,其中设计是一项涉及科学、技术、经济和方针政策等各方面内容的工作。一个工程建设项目在建设时期和生产时期的效果,在很大程度上取决于其设计和施工的质量。
同地面工程结构物的区别是,地下建筑工程,不但要用建筑材料,而且首先要在承载的且变化难测的岩体中靠开挖地下空间,这无疑增加设计和施工的难度。所以无论设计还是施工都特别重视支护系统。地下建筑工程施工,是在地下作业,其工作面狭小,且作业场所不断延伸,工作对象是称作岩体的地质体,不稳定的客观因素多。施工过程是一个技术难度不断增加,作业条件逐渐恶化的复杂过程。虽受外界气候条件影响较小,可受地质条件的影响较大。
第二节地下建筑工程的施工程序
施工程序问题涉及到整个地下建筑物施工的全过程,要求在总体规划的基础上,安排各部位、各工种的先后施工顺序,以保证均衡、连续、有节奏地完成各项作业。
一、平洞的施工程序
开挖和衬砌(支护)是平洞施工的两个主要施工过程。处理好平洞开挖与临时支撑、平洞开挖与衬砌或支护的关系,以便各项工作在狭小的工作面上有条不紊地进行。
(一)平洞施工工作面(一)平洞的开挖程序
平洞开挖有全断面开挖、断面分部开挖和导洞开挖等方法。
(1)全断面开挖
全断面开挖是将平洞整个断面一次开挖成洞。衬砌或支护施工,须待全洞贯通以后或掘进相当距离以后进行,并视围岩开挖后允许暴露时间和总的施工安排而定。
全断面开挖一般适用于围岩坚固稳定,对应f≥8~10,有大型开挖衬砌设备的情况。目前国内外的全断面开挖高度一般为8~10m,主要由使用的多臂钻凿岩机或全断面掘进机的工作高度(直径)控制。采用全断面开挖方法,洞内工作场面比较大,施工组织因工作面宽而比较容易安排,施工干扰也较易解决,有利于提高平洞施工速度。
(2)断面分部开挖
断面分部开挖是将整个断面分成若干层(通常为二层或三层),分层开挖推进,分部开挖适用于围岩较差、洞径过大的平洞开挖。
如果围岩比较稳定,洞线又不太长,可先分部开挖掘进,贯通以后再进行衬砌;在地质条件较差,围岩允许暴露时间不宜过久条件下,可以采用上部开挖一段以后,将顶拱衬砌支护好,再进行下部开挖,以策安全。
分部开挖的主要优点是不一定需要大型设备,就能进行大断面洞室的开挖,比较机动灵活,能适应地质条件的变化。采用分部开挖、分部衬砌支护的措施,使施工组织比较复杂,施工速度受到影响。
断面分部开挖从开挖形态上通常分为台阶法开挖和导洞法开挖。
(二)平洞衬砌或支护施工
平洞开挖以后,除地质条件特别好,一般都要进行衬砌或支护。
若地质和设备条件允许,应尽量减少断面衬砌的分缝分块数目。
断面衬砌的顺序,常见的有自下而上、自上而下两种方式。前者先衬砌底拱(底板),后衬砌边拱(边墙)、顶拱,或边顶拱一次衬砌;后者先衬砌顶拱,在顶拱防护下衬砌边拱(边墙)、底拱(底板)。自下而上衬砌多用于地质条件较好的场合,自上而下衬砌适合于围岩自承能力较差的情况。
一般说来,当平洞沿线地质条件较好,断面不大,洞线不长时,多采用一次开挖或分部开挖成洞,然后进行衬砌支护的方式。如果开挖时遇到局部危岩,可用锚杆、挂网、喷混凝土或其它措施如木支架进行临时支撑。对于围岩较差的平洞,通常是按先拱后墙,先分部开挖拱部,随即在拱部断面中修筑拱圈,然后在拱圈的防护下开挖中部断面,修筑(边墙)和底拱(底板)。
三、地下厂房的施工程序
上世纪70年代以前,大断面地下厂房开挖多采取多导洞分层施工方法。自从鲁布革水电站地下厂房开始,大都采用喷锚支护技术、岩锚吊车梁结构和大型施工机械,简化了分部开挖程序,加快了施工进度。
地下厂房施工时通常可分为顶拱、主体和交叉洞等三大部分。
在松散破碎的不良地层中施工时,宜采用插钎、插板、喷锚支护或预灌浆等方法,先加固以后,再分部开挖,分部衬砌,并注意尽量减少对岩体的扰动。
四、竖井和斜井的施工程序
水利水电工程中的竖井和斜井包括调压井、闸门井、出线井、通风井、压力管道和运输井等。
1.竖井
竖井施工有全断面法和导井法。
(1)全断面法竖井的全断面施工方法一般按照自上而下的程序进行,该法施工程序简单,但施工时要注意:①做好竖井锁口,确保井口稳定;②起重提升设备应有专门设计,确保人员、设备和石渣等的安全提升;③涌水和淋水地段要做好井内外防水排水设施;④围岩稳定性较差或在不良地层中修筑竖井,宜开挖一段衬砌一段,或采用预灌浆方法加固后再进行开挖、衬砌;⑤井壁有不利的节理裂隙组合时,要及时进行锚固。
(2)导井法导井法施工是在竖井的中部先开挖导井,其断面一般为4~5m2,然后再扩大开挖。扩大开挖时的石碴,经导井落入井底,由井底水平通道运出洞外,以减轻出碴的工作量。
2.斜井
斜井是指倾角为6o~48o的斜洞。倾角小于6o的洞室,其施工条件与平洞相近,可按平洞的方法施工;倾角大于48o的洞室,施工条件与竖井相近,可按竖井的要求考虑。
第二节钻孔爆破法开挖
地下建筑物开挖,目前广泛采用钻孔爆破法.
一、钻孔爆破设计
钻爆设计的主要任务是:
①确定开挖断面的炮孔布置,包括各类炮孔的位置、深度及方向;
②确定各类炮孔的装药量、装药结构及堵孔方式;
③确定各类炮孔的起爆方法和起爆顺序。
1.炮孔类型
开挖断面上的炮孔,按作用的不同,分为:
①淘槽孔;②崩落孔;③周边孔。2.炮孔深度
炮孔深度的确定,主要与开挖断面的尺寸、掏槽型式、岩层性质、钻机型式、自有面数目和循环作业时间的分配等因素有关。
合理的炮孔深度,能提高爆破效果,降低开挖费用和加快掘进速度。
二、钻孔爆破开挖轮廓的控制
地下建筑物采用钻孔爆破法开挖,其轮廓控制主要取决于周边孔的布置及其爆破参数的选择。为了降低糙率,减少回填和整修工程量,目前洞挖作业的轮廓控制普遍推广光面爆破。其施工方法是沿设计开挖线布置小孔径、密间距的周边孔,采用低密度、低爆速、低猛度和高爆力的光爆炸药,不耦合连续装药或间隔装药,进行弱震爆破,炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的光爆层,形成光面。
三、钻孔爆破循环作业
循环作业的主要工序一般有:钻孔准备、钻孔、装药、设备撤离、起爆、通风排烟、安全检查、临时支撑、出渣准备、出渣、延长运输线路和风水电管线等。
第三节掘进机开挖
全断面隧道掘进机(TunnelBoringMachine,简写为TBM)是一种专用的开挖设备。它利用机械破碎岩石的原理,完成开挖、出碴及混凝土(钢)管片安装的联合作业,连续不断地进行掘进。
一、掘进机的类型和工作原理
根据破碎岩石的方法,掘进机大致可分为挤压式和切削式两种类型。
根据掘进机的作业面是否封闭可分为开敞式、单护盾和双护盾掘进机。
掘进机一般由刀盘、机架、推进缸、套架、支撑缸、皮带机及动力间等部分组成。掘进时,通过推进缸给刀盘施加压力滚刀旋转切碎岩体,由装在刀盘山的集料斗转至顶部通过皮带机将岩渣运至机尾,卸入其它运输设备运走。为了避免粉尘危害,掘进机头部装有喷水及吸尘设备,在掘进过程中连续喷水、吸尘。掘进机开挖方向的控制,多采用激光制导。
二、掘进机的应用及其优缺点
目前已生产的掘进机大多适用于圆形断面,地质条件良好、岩石硬度适中、岩性变化不大的隧洞。对于非圆形断面隧洞的开挖,通常通过调整刀盘倾角来实现的。掘进机一般多用于平洞的全断面开挖。
掘进机开挖与传统钻爆法比较,具有许多优点。它利用机械切割、挤压破碎,一能使掘进、出碴、衬砌支护等作业平行连续地进行,工作条件比较安全,节省劳力,整个施工程能较好地实现机械化和自动控制;在地质条件单一、岩石硬度适宜的情况下,可以提高掘进速度;掘进机挖掘的洞壁比较平整,断面均匀,超欠挖量少,围岩扰动少,对衬砌支护有利。
掘进机开挖的主要缺点有:
(a)设备复杂,设备昂贵,设备安装费时。
(b)掘进机不能灵活适应洞径、洞轴线的走向、地质条件与岩性等方面的变化。
(c)刀具更换、风管送进、电缆延伸、机器调整等辅助工作等占用时间较长。
(d)掘进机掘进时释放大量热量,工作面上环境温度较高,因此要求有较大的通风设备。
由此可见,选择掘进机掘进方案,必须结合工程具体条件,通过技术经济比较确定
第四节衬砌施工
混凝土和钢筋混凝土衬砌的施工,有现浇、预填骨料压浆和预制安装等方法。
现浇衬砌施工,和一般混凝土及钢筋混凝土施工基本相同。下面仅就洞室施工的特点,作一些说明。1.平洞衬砌的分缝分块及浇筑顺序
平洞由于很长,纵向通常要分段进行浇筑。当结构上设有永久伸缩缝时,可以利用永久缝分段。当永久缝间距过大或无永久缝时,则应设施工缝分段。分段长度一般为4-18m,视平洞断面大小、围岩约束特性以及施工浇筑能力等因素而定。
分段浇筑的顺序有:①跳仓浇筑;②分段流水浇筑;③分段留空档浇筑等不同方式。
衬砌施工在横断面上也常分块进行。一般分成底拱(底板)、边拱(边墙)和顶拱。横断面上浇筑的顺序,正常情况是先底拱(底板),后边拱(边墙)和顶拱,其中边拱(边墙)和顶拱,可以连续浇筑,也可以分块浇筑,视模板型式和浇筑能力而定。后两种饶筑顺序,由于在浇筑顶拱、边拱(边墙)时,混凝土体下方无支托,应注意防止衬砌的位移和变形,并做好分块接头处反缝的处理,必要时反缝要进行灌浆。
2.平洞衬砌模板
平洞衬砌模板的型式依隧洞洞型、断面尺寸、施工方法和浇筑部位等因素而定。
对底拱而言,当中心角较小时,可以象底板浇筑那样,不用表面模板,只立端部挡板,混凝土浇筑后用型板将混凝土表面刮成弧形即可。当中心角较大时,一般采用悬挂式弧型模板。
浇筑边拱(边墙)、顶拱时,常用桁架式或钢模台车。
3.衬砌的浇筑
隧洞衬砌多采用二级配混凝土。对中小型隧洞,一般采用斗车或轨式混凝土搅拌运输车将混凝土运至浇筑部位;对大中型隧洞,则多采用3~6m3的轮式混凝土搅拌运输车运输。在浇筑部位,通常用混凝土泵将混凝土压送并浇入仓内。
4衬砌的封拱
平洞的衬砌封拱是指顶拱混凝土即将浇筑完毕前将顶拱范围内未充满混凝土的空隙和预留的进出口窗口予以浇筑、封堵填实的过程。
封拱方法多采用封拱盒法和混凝土泵封拱。
封拱盒封拱,在封拱前,先在拱顶预留一小窗口,尽量把能浇筑的两侧部分浇好,然后从窗口退出人和机具,并在窗口四周立侧模,待混凝土达到规定强度后,将侧模拆除凿毛之后安装封拱盒。封堵时,先将混凝土料从盒侧活门转入,再用千斤顶顶起活动封门板,将盒内混凝土压入待封部位即告完成。
混凝土泵封拱的施工程序是:①当混凝土浇至顶拱仓面时,撤出仓内各种器材,尽量筑高两端混凝土;②当混凝土达到与进人孔齐平时,仓内人员全部撤离,封闭进人孔,同时增大混凝土的坍落度(达14~16cm),加快混凝土泵的压进速度,连续压送混凝土;③当排气管开始漏浆或压入的混凝土量已超过预计方量时,停止压送混凝土;④去掉尾管上包住预留孔眼的铁箍,从孔眼中插入防止混凝土塌落的钢筋;⑤拆除导管;③待顶拱混凝土凝固后,将外伸的尾管割除,并用灰浆抹平。
5.压浆混凝土施工压浆混凝土又称预填骨料压浆混凝土,它是将组成混凝土的粗骨料预先填入立好的模板中,尽可能振实以后,再利用灌浆泵把水泥砂浆压入,凝固而成结石。这种施工方法适用于钢筋稠密、预埋件复杂、不容易浇筑和捣固的部位。洞室衬砌封拱或钢板衬砌回填混凝土时,用这种方法施工,可以明显减轻仓内作业的工作强度和干扰
第五节喷锚支护
喷锚支护是喷混凝土支护、锚杆支护、喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等不同支护型式的统称。它是地下工程支护的一种新型式,亦是新奥地利隧道工程法(新奥法)的主要支护措施。
一、喷锚支护原理
喷锚支护是充分利用围岩的自承能力和具有弹塑变形的特点,有效控制和维护围岩稳定的新型支护。它的原理是把岩体视为具有粘性、弹性、塑性等物理性质的连续介质,同时利用岩体中开挖洞室后产生变形的时间效应这一动态特性,适时采用既有一定刚度又有一定柔性的薄层支护结构与围岩紧密粘结成一个整体,以期既能对围岩变形起到某种抑制作用,又可与围岩“同步变形”来加固和保护围岩,使围岩成为支护的主体,充分发挥围岩自身承载能力,从而增加了围岩的稳定性。
二、喷锚支护型式
根据围岩不同的破坏形态采用不同的支护型式。围岩的破坏形态主要可归纳为局部破坏和整体破坏。
1.局部破坏:通常采用锚杆支护,有时根据需要加作喷混凝土支护。
2.整体破坏:常采用喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等不同支护型式。
三、锚杆支护
锚杆是锚固在岩体中的杆件,用以加固围岩,提高围岩的自稳能力。工程中常用锚杆有金属锚杆和砂浆锚杆,其锚固方式基本分为集中锚固和全长锚固,锚杆的布置有局部锚杆和系统锚杆。
四、喷混凝土施工
喷混凝土是将水泥、砂、石等集料,按一定配比拌和后,装入喷射机中,用压缩空气将混合料压送到喷头处,与水混合后高速喷到作业面上,快速凝固而成一种薄层支护结构。
摘 要:土木工程专业是与实践密切相关的专业,而实践教学应该是土木工程专业教学的核心环节,在整个专业的教学中占有重要的地位。本文主要探讨了当前土木工程专业在实践教学中存在的问题并分析了原因,提出了改革土木工程专业实践教学的主要措施,最后对目前高校土木工程专业实践教学的改革的重要性进行了分析和探讨。
关键词:土木工程;实践教学;改革
土木工程专业是与实践密切相关的专业,而实践教学应该是土木工程专业教学的核心环节,在整个专业的教学中占有重要的地位。近年来由于土木工程专业的扩招以及市场经济的全面开放,使得土木工程专业的教学实践资源严重不足,新形势下高校土木工程专业的大学生缺乏对专业的实践,也让当前土木工程专业的实践教学遇到了阻碍。
1 土木工程专业实践教学的现状分析
随着我国经济实力的增强和对大规模基础建筑的建设,对具有高技能的相关专业人才极其需求,因此近年来土木工程专业的大学毕业生就业形势一片大好,这也让很多高校产生了盲目招生的倾向,由此使得现有的教学资源无法满足教学的需要,造成土木工程专业实践教学的效果不理想,学生普遍存在实践能力差的特点,在工作岗位中不能够胜任相关工作,主要原因是由于以下几个方面造成的:
第一,土木工程专业实践教学的内容和形式都过于单一。土木工程专业的实践教学都是在固有的教学模式下统一完成的,包括实验、实习以及毕业设计等。实习是土木工程最主要的教学实践环节,一般单体工程都在六个月以上,而生产实习则集中在一个月左右,由于学生的人数多,如果全部进入施工现场则会给施工单位造成不必要的压力,所以,土木工程的实习单位一般都是学校长期合作的比较好的单位。
第二,土木工程专业实习教师的专业水平和实践能力有待提高。由于当前部分高校对该专业的盲目扩招,导致该校的师资力量显得过于薄弱,因此高校加大了对教师的招聘力度,很多教师都是从高校毕业后直接走上工作岗位的年轻教师,他们大多数缺乏工作的实践和经验,因此没有足够的能力去指导学生实习,导致土木工程专业实践教学的效果不甚理想。
第三,制约土木工程专业实践教学的因素还有很多,比如由于高校办学的经费紧张,用于教学实践的费用更是能省则省,这将导致实习指导教师在选择实习单位的时候往往受到极大的限制,一般会根据经费选择在学校附近的实习场所,或者直接将实习的时间缩短,实习的内容简化等,总之,这都会影响土木工程专业实践教学的效果。再者,实验仪器的陈旧和实验内容的守旧也是阻碍土木工程专业实践教学的因素之一。
2 土木工程专业实践教学改革的主要措施
2.1 转变教学观念,增强实践教学力度
思想观念是教学改革的关键指导要素。进行土木工程专业实践教学改革,首先要从思想认识上转变对教学的看法,改善之前“重理论、轻实践”的教学现状,结合先进经验,不断转变和更新思想观念,将理论教学和实践教学有机地结合起来,为培养较强动手能力、科研能力以及实践创新能力的优秀人才提供有效的途径和手段。
2.2 加大土木工程相关实验室、实践基地的建设
基础设施建设是进行土木工程专业实践教学改革的重要保障,要加大对土木工程综合实验室的建立,综合实验室应该能够支撑土工、结构、材料力学、冲击动力学、冻土、测绘仪器等方面的实验研究,教师和学生可以合理使用这些实验设施,增强实践探索。同时,还要积极打造土木工程实践基地,让学生可以亲身参与到企业真实的工程建设的全过程中去,取得良好的实习实践效果。
2.3 改善实习实践的方式,积极采用小组跟踪实习方式
在传统的土木工程专业实习实践中,多采用集中式生产实习的方式,学生对工程项目只有一个粗浅、宏观的认识。要提高土木工程专业实践教学的效果,就是改善集中式的生产实习方式,采用小组跟踪实习方式。即将学生分成若干小组,每个小组均由教师进行带队跟踪实习,让学生参与到工程建设的细节中去,让学生对施工准备、放线、施工、项目管理、项目预决算等环节有相对全面的了解,让学生在实习实践中学到更多的知识。
2.4 以教促学,有效提升教师的实践技能
教师是教学活动的主导,其自身的实践技能对学生实践技能的培养有着巨大的影响。一般来说,高校大部分的年轻教师都是科班出身,工程实践方面的经验不是很丰富,而且学校也基本不提供相关的机会让教师去参加生产实践。因此,学校要重视对教师实践技能的培养,通过举办专家讲座、引进“双师型”教师、挂职锻炼等等方式,让教师在一线工作中积累实践经验,有效地提高教师的实践动手能力,从而为开展土木工程专业实践教学打下良好的基础。
2.5 加强产学研一体化发展,积极开展对外交流
作为一门实践性非常强的学科,土木工程专业的实践教学必须 将教学、科研、产业有效结合起来,围绕学科带头人,通过科研课题对实践中的有关问题进行探索研究,促进学科本身的发展及学校实力的提升,同时还为产业的发展提供了创新的动力源和机制。
3 结语
实践教学是土木工程专业教学的重要阶段,是将教学的理论知识与工程实践相结合的主要途径,实践教学不仅可以提高学生的综合能力,还有助于全面推行素质教育。土木工程专业作为高校建筑类的传统专业,新形势下进行实践教学必然会遇到很多挑战,尤其是对实习的需求与实习资源相对缺乏之间的矛盾。因此,高校土木工程专业必须对传统的实践教学模式进行改革,在教学过程中调动学生的积极性和主动性,将提高学生的实践能力作为该课程的主要教学目标。
参考文献:
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关键词:土木工程概论;研讨式教学;课程改革
一、《土木工程概论》的课程特点及作用
《土木工程概论》是土木工程专业新生了解专业特点及学习方向的入门必修专业基础课程,该课程涵盖了房屋建筑、桥梁、岩土、水利水电等工程领域,具有知识内容多、信息量大、更新速度快、课时量少等特点。在土木工程专业大一新生中开设该门课程的目的是:通过该课程介绍土木工程的过去、现在和未来,让学生了解什么是土木工程;通过对土木工程所包括的房屋建筑工程、道路工程、桥梁工程、给排水工程等的有针对性的专业介绍,让学生对各个专业方向及今后的专业选择有一个初步的认识;通过对各专业方向的介绍,让学生对未来各个专业的课程设置有一个相对清晰的了解,以便今后的学习过程中有目的地构建相应的专业知识体系;通过对土木工程各个专业方向的介绍,让学生了解未来的就业前景以及作为土木工程师的责任。大一新生刚刚从高中阶段进入大学,除了日常中对于房屋建筑、桥梁等的感性认识外,对土木工程各个专业方向的专业知识都尚未接触。因此,《土木工程概论》课程的教学效果直接影响学生对专业的认识以及今后的学习兴趣。《土木工程概论》课程包含内容众多,每一章节又是一个专业方向,我校土木工程专业的老师虽然都是科班出身的研究生,但也只是对自己研究的方向比较擅长,单独由一个老师讲解该门课程非常吃力,教学效果也不好。针对这一问题,笔者在以往研究中提出了团队化的教学模式。同时,针对《土木工程概论》每一章节就是一个方向的模块化特点,借鉴研讨式教学的优势,特提出《土木工程概论》研讨式课堂教学改革模式,以最大限度地提高该门课程的教学质量。
二、研讨式教学法介绍
研讨式教学法最早由德国的大学提出,现在已经成为各国高校中的一种主要的教学方法。我国大学扩招后,以往传统的教学模式和方法的弊端日趋体现,为有效解决扩招等带来的这些问题,我国湖南师范大学的郭汉民博士研究生在已有研讨式教学法的基础上进行教改实践,于1997年提出了全新的研讨式教学模式。与以往传统的教学模式、方法、教学手段等相比,研讨式教学法体现教师和学生这两个共同的教学主体,通过学生与教师的互动讨论交流完成教学任务,强调学生在整个学习过程中的主体作用。该教学模式的宗旨是在实践中培养学生各个方面的能力,提高学生的综合素质,实现教学上的五个转变。这一教学模式无论从理论上还是从实践上来看,都具有非常重要的意义。研讨式教学法的开展主要分为三个步骤:老师根据教学大纲的要求设置研讨式教学专题;学生以小组的形式课下完成相应专题的自学、查找资料、讨论;各学习小组组长在课堂上讲述学习的过程、收获以及遇到的一些问题,老师在课堂上引导学生完善相应的学习过程和任务。
三、《土木工程概论》研讨式课堂教学模式改革
1.研讨式专题设置及学习要求
(1)研讨式专题设置。以湖南科技学院土木工程专业16级培养方案的要求为例,《土木工程概论》课程为1.5学分,27学时,根据以往团队化教学研究成果,基于《土木工程概论》教学大概的要求,共从土木工程专业老师中选取9位不同方向的老师共同担任该门课程的授课,每个老师讲授一个专题(3学时),设置如下9个专题:土木工程材料;房屋建筑;桥梁工程;道路工程;地下工程;水利与港口工程;给水排水工程;基础工程与地基处理;建筑节能与设备。(2)学生学习小组划分。在第一节课上,老师根据《土木工程概论》教学大纲的要求,将上述授课内容划分成9个研讨式专题介绍给学生,每个专题下再划分若干子专题。然后,老师给每个子专题布置一定的资料查阅任务和要求。根据班级学生人数划分成3~5人的若干学习小组,由学习小组成员推荐组长1人,每个学习小组负责1个子专题。(3)研讨式教学要求布置。老师将各个子专题布置给各学习小组后,基于该子专题内容的广度和深度等情况,要求各学习小组通过自学、网上查找资料、实地调研等方式对所布置的专题进行学习,制作多媒体课件。由组长在课堂上给其他同学进行讲解,团队成员进行相应的内容补充及回答其他学生提出的问题等,最后由相应方向的老师进行总结、系统梳理及学习引导。
2.研讨式课堂教学开展
以专题7(给水排水工程)为例,首先由主讲老师将专题任务布置给各学习小组:城市给(排)水的功能及分类;城市给(排)水体制的发展及完善;城市给(排)水系统各组成要素及功能;建筑给(排)水的功能及分类;建筑给(排)水系统各卫生器具功能。学习小组通过翻阅书籍、网上查找资料、小组讨论以及向老师请教等方式,对上述专题任务进行学习并制作成多媒体课件。然后在研讨式课堂教学上,通过老师引导,要求团队主讲学生完成上述任务的讲解,必要时可借助工程现场的图片或视频增强同学们的感性认识。最后,主讲老师在对上述任务进行总结和系统梳理后,向同学们提出下列问题,以激起同学们对这部分知识的进一步学习:城市节水的途径探索;城市污水处理政策机制的初步研究。
四、结论
针对《土木工程概论》课程涵盖内容多、信息量大、课时量少等特点,老师充分利用我校《土木工程概论》课程团队化教学模式的优势,引入研讨式课堂教学方法,提出了《土木工程概论》研讨式课堂教学改革模式。该教学模式有效地克服了《土木工程概论》课程传统教学方法存在的问题和不足,顺应新时期“卓越工程师计划”对《土木工程概论》课程教学改革提出的新要求。我校土木工程专业16级新生的实际应用表明,该《土木工程概论》研讨式课堂教学改革成果可明显提高学生的学习主动性及兴趣,教学效果显著,具有一定的示范作用,可在工科其他专业课程的教学中推广使用。
参考文献:
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[3]林龙镔,阙仁波,胡华.《土木工程概论》省级精品课程建设的体会及其对教学改革的启示[J].福建建筑,2012
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关键词:土木工程专业;层次分析法;核心能力
中图分类号:CT642.0 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)02-0215-03
当代土木工程专业学生的能力结构已经落后于时代的发展,主要表现在:(1)采用传统的“灌输式”教学方法,教学手段落后,限制了学生个性的发展,学生缺乏创造性思维和主动获取知识的能力;(2)部分学生缺乏将来就业所必须的计算机应用和外语应用能力;(3)部分学生只忙于学习,缺乏必要的人际交际能力和组织管理能力;(4)学生所学专业知识、专业基础知识和基础理论无法在学生头脑中形成统一的体系,基础知识、专业基础知识没有真正起到基础和铺垫的作用;(5)学生解题能力强,处理实际问题能力弱,理论和实践严重脱节;(6)学生在实践教学环节中只是盲目地服从,缺乏主动性;(7)多数学校没有建立实践(训)教学基地,使得学生工程素质培养不足,缺乏分析、判断和解决实际问题的能力。
基于以上原因,我们认为很有必要结合目前国际、国内土木工程领域的发展形势,以东北农业大学土木工程专业为研究平台,以学生就业为导向,以“强基础、宽口径、多方向”为原则[1],对土木工程专业核心能力培养进行深入细致的研究。采用层次分析法,确定适应21世纪需求的土木工程专业人才的核心能力,并提出土木工程专业人才核心能力培养的实施方案。
一、层次分析法简介
层次分析法(AHP)是由美国运筹学家T. S. Satty教授于20世纪70年代提出的,它是一种处理多准则、多目标复杂问题的简单决策工具。经过多年的发展,层次分析法已经在能源系统分析、城镇规划、经济管理、科技成果评价以及工程技术等众多领域得到了广泛应用[2]。
(一)层次分析法基本原理
层次分析法的基本原理是:把复杂问题分解成各个组成要素,将这些要素按照支配关系分组形成递阶层次结构(即目标层、准则层、方案层等层次),在此基础上对各层次中诸因素进行定性和定量分析,最后综合决策者的判断确定各决策方案相对重要性的总排序[3]。
(二)层次分析法基本步骤
采用AHP进行决策时,一般包括以下四个主要步骤[4,5]:
1.构造层次结构模型
根据所研究问题的性质的决策目标,分析各组成要素之间的关系,建立递阶层次结构。
2.构造判断矩阵
采用问卷调查的方法,要求受调查者按照1-9标度法,对同一层次中各因素相对于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较,从而可以构造判断矩阵。
3.建立权重集
首先进行层次单排序,根据判断矩阵推算各层次中诸因素相对于上一层问题的相对重要性系数(也称为权重)即为层次单排序。
4.一致性检验
为了评价层次排序的有效性,还必须对判断矩阵的评价结果进行一致性检验。采用T. L. Seaty提出的随机一致性比值 (Consistency Ratio)的概念进行一致性检验。
二、土木工程专业应用型人才能力分析
高等学校本科毕业生应当成为社会的高层次人才,其应具备的能力应主要包括获取知识的能力、综合运用知识的能力和创新能力[6]。
1.获取知识能力
主要包括:(1)外语应用能力;(2)计算机应用能力;(3)非智力因素。
2.综合运用知识能力
主要包括:(1)工程勘测能力;(2)规划设计能力;(3)施工管理能力。
3.创新能力
主要包括:(1)跨学科知识融汇能力;(2)综合分析能力;(3)初步科研能力。
4.拓展能力
即学生通过在校期间积极参与社会实践、校园文体活动、班级及学生日常事务管理等活动,主动接触社会,自我锻炼提高,所获得的适应社会的能力。
三、实例分析
采用层次分析法(analytical hierarchy process,AHP),通过构造判断矩阵、建立权重集及一致性检验等程序,对应用型土木工程专业人才的能力进行优选,对应用性土木工程专业人才能力结构进行评价分析,确定施工管理能力是应用型土木工程专业人才所应具备的核心能力,为提高土木工程专业人才培养质量提供依据。
(一)应用型土木工程专业人才能力识别
在查阅大量文献并对有丰富教学和工程经验的土木工程专家进行访谈的基础上,对应用型土木工程专业人才能力进行识别,见前述。
(二)构造应用型土木工程专业人才能力结构评价模型
按照目标层、准则层、方案层几个层次将已经识别出的应用型土木工程专业人才能力结构层次化,从而构成应用型土木工程专业人才能力结构评价模型,见下图。
(三)构造判断矩阵
根据问卷调查的结果,对专家意见汇总后进行加权平均,就可以给出第二层B中各因素对应于第一层A的判断矩阵及第三层C中各因素对应于第二层B中各因素的判断矩阵。
(四)建立权重集
1.层次单排序
(1)在应用型土木工程专业人才能力结构中,综合运用知识能力最为重要,其次是获取知识能力,第三是拓展能力,第四是创新能力,见表1。
(2)在应用型土木工程专业人才获取知识能力结构中,计算机应用能力最为重要,其次是外语应用能力,第三是非智力因素,见表2。
(3)在应用型土木工程专业人才综合运用知识能力结构中,施工管理能力最为重要,其次是规划设计能力,第三是工程勘测能力,见表3。
(4)在应用型土木工程专业人才创新能力结构中,综合分析能力最为重要,其次是跨学科知识融汇能力,第三是初步科研能力,见表4。
(5)在应用型土木工程专业人才拓展能力结构中,社会交往能力最为重要,其次是组织管理能力,第三是书面及口头表达能力,见表5。
2.层次总排序
根据层次单排序的计算结果,计算第三层C中各因素对于A的权重,即层次总排序。由层次总排序可知在应用型土木工程专业人才能力结构中,施工管理能力最为重要,其次是计算机应用能力,第三是规划设计能力,第四是社会交往能力,第五是外语应用能力,第六是工程勘测能力,第七是综合分析能力,第八是组织管理能力,第九是非智力因素,第十是书面及口头表达能力,第十一是跨学科知识融汇能力,第十二是初步科研能力。具体见表6。
(五)一致性检验
经过计算,各判断矩阵均符合一致性要求,说明层次排序有效。
三、提出土木工程专业人才核心能力的培养方案
(一)优化课程体系,突出学生施工管理能力的培养
在课程体系设置中侧重学生施工管理能力的培养,设置《建筑施工技术与组织》、《工程建设监理》等10门相关课程、1个相关课程设计及3个相关实习,有利于强化施工管理能力(包括施工现场的图形表达能力、识图能力、及土木工程材料的应用能力)及工程素养。
(二)引导学生选课
由于大部分学生对于土木工程专业缺乏足够的了解,因此,在选课时具有很大的随意性。为使学生学到更多将来在生产一线需要用到的知识,可尝试引导学生选课。例如,尝试引导学生选修《建筑工程经济学》、《建设监理》、《建筑法规》及《工程项目管理》等与学生施工管理能力密切相关的课程。
(三)强化认识实习、建筑施工实习等实践教学环节
实践教学是培养学生施工管理能力的重要环节,应重视认识实习、建筑施工实习等实践教学。
土木工程专业的认识实习采用校外集中实习和分散实习相结合方式。由学院安排统一参观施工现场,学生分组独立参观已建工程,学生在实习过程中或利用假期可以进行拓展实习,参观道路、铁路、桥梁工程及水利工程。
四、结束语
21世纪土木工程专业人才的培养面临着新的严峻挑战和前所未有的机遇。如何培养新一代的土木工程专业人才,对能力进行定位是个关键问题,这使得核心能力培养的研究已经迫在眉睫。本文应用层次分析,通过构造判断矩阵、建立权重集及一致性检验等程序,对应用型土木工程专业人才的能力进行优选,确定各层次各元素相对重要性的排序权值,总结提出培养应用型土木工程专业人才核心能力的培养方案,即如何提高土木工程专业人才施工管理能力,为构建高校土木工程专业核心能力培养体系及提高人才培养质量提供科学依据。
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关键词:土木工程专业;实践教学;核心竞争力;培养研究
中图分类号: G420 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2016)10(c)-0000-00
土木工程专业通过对学生进行专业实践教学的培养,使学生具有一定的专业实践知识、专业技能和综合素质,从而提高应用型大学学生的核心竞争力。因此,我们应如何进行土木工程专业的实践教学,如何加强实践教学对学生专业能力的提升,构建适合中国应用型大学土木工程专业发展的实践教学与核心竞争力培养体系是我们首要的研究任务。
1什么是实践教学与核心竞争力
1.1实践教学
实践教学即指能够让学生通过亲自动手来加深学生对专业理论知识的理解,并获得专业知识、专业技能、综合素质的职业从业能力,从而全面完成教学任务,实现培养目标的一种实践活动。主要的实践教学形式有:参观、调查、练习、实验、教学实习、毕业实习、课程设计和毕业设计等。
1.2核心竞争力
核心竞争力是一个土木工程专业的学生在日益严峻的就业形势下,为自己在当今社会获得一席之地的关键。其中包括土木工程相关的专业知识,而综合素质也是必不可少的,包括、空间想象力、认真、细致的作风、较强的动手能力、丰富的实践经验来处理、解决问题、吃苦耐劳的精神等。
2土木工程专业实践教学与培养核心竞争力的重要性
2.1实践教学的重要性
土木工程专业的实践教学是使学生掌握日后工作中必需的操作技能,将书本上的内容与工程实际相结合、提高自己发现问题和解决问题能力的重要环节。土木工程专业实践教学的目的是让学生通过一系列的实践来培养他们将土木专业的知识与生产实际联系在一起,是自己具备独立思考问题和解决问题的能力。通过实践教学,还能够将学生培养成创新型高素质人才。土木工程专业是一个具有很强的实践性、工程型、技术性的专业,因此在教学中必须重视实践教学。实践教学与课堂理论教学同等重要,培养具有专业知识、同时又具有较强实践能力的学生是应用型大学的教育之本。
2.2培养核心竞争力的重要性
2.2.1促进行业发展
在国家基础建设不断发展的今天,需要大量具有土木工程专业核心竞争力的创新型高素质人才。如果学生的核心竞争力不强,即使顺利就业,也很难在他们今后的工作中创造出优秀的业绩,就业前景堪忧。
2.2.2缓解就业压力,提高高校竞争力
对于学生来说,培养和增强他们的核心竞争力不仅可以提高他们的综合素质,还可以增强他们在日后就业与工作中的优势,而且能带动各个高校之间竞争力的提升。一所大学的硬件设施与软件条件决定了这所大学在诸多大学中的竞争力,而这重中之重则是人才培养的质量,大学生的核心竞争力而又体现了一所高校人才培养的质量如何。
2.2.3有利于大学生的未来发展
一个核心竞争力较强的人在工作中容易被发现并且重用,能够获得比他人更多展示自己的机会,从而被委以重任。同时,核心竞争力强的人,往往可以脱颖而出,从而有机会发展。反之,即使有好的机会来临,核心竞争力不强,也无法抓住机会,只能处于所谓的“食物链”的最底部这样一个尴尬的位置。
3中国土木工程专业实践教学与核心竞争力培养的现状分析
3.1我国专业实践教学现状分析
目前,而国家对土木工程专业的实践教育投入不足导致理论化现象愈发严重,实践教学发展严重落后于理论教学;土木工程专业的实践教学还没有一个独立并且完整的教学体系,实践教学还未与理论教学很好地结合;同时实践教学在土木工程专业学生的课程中所占据的比例较低。
3.2我国对于核心竞争力培养的现状分析
高校对于核心竞争力的培养不符合社会需求。随着近年来国家对高校建设投入的增多,各所高校的硬件设施和软件设备日益完善,但大学生的就业形势却愈发严峻。首先,我们对于培养土木工程专业具有较强核心争力人才的理念、教学的方法、手段还较为落后。如:教学的方法手段过于老套单一,已经无法适应现今社会;教材过于陈旧,无法给予学生最新的理论知识。现在有些高校只是单纯的重视教给学生日后工作所需的专业知识,而将学生自身能力的培养抛在脑后。其次,学校对于人才的培养与社会所求有些脱节。学校四年培养的学生在毕业进入到工作岗位后不被认可,缺乏工作中必备的素质、能力。这种老套的教育体系严重的影响了大学生核心竞争力的培养。
4如何改变这种现状
4.1对于实践教学来说重在实践
土木工程专业的实践教学应灵活多变,与实际工程相结合,教学的方式方法应根据实际工程的改变而做出相应的调整。应将学生的理论知识与工程实践技能融会贯通,提高学生的专业素质。应做到以下几点:
完善土木工程专业的实践教学体系,加强对土木工程专业实践教学体系的管理。明确岗位职责,规定教学中各部门、各单位的职责与分工,使体系协调;应加强专业实践教学中的管理,以确保专业实践教学的质量与水平不断提高。
将实验室对学生开放。土木工程专业涵盖了诸多的实践教学,实验室是使学生提高动手能力与自身素质的场所,将实验室开放,让学生更近距离的工程实践,将理论与实际联系起来,将会确保实践教学的质量。
加强“双师型”师资队伍建设。土木工程专业的实践教学必须要求教师不仅拥有完善的理论知识还有拥有较为丰富的工程实践经验。通过外部引进和内部培养“双师型”教师,逐渐使师资队伍的结构合理,利于理论教学与实践教学的双重发展。
5.2对于核心竞争力的培养与提升应做到以下几点
大学生应基于自身水平合理的分析自己,对自己有正确的认识;应该基于自身水平定下合理的预期目标;对自己清楚的认识有利于逐渐提升自身的核心竞争力,在毕业就业中少走弯路。这样减少了盲目性,增多了供自己选择的机会,最大限度的发挥了自身的优势。
增强自主创新能力,找到自己学习的动力。当代大学生的核心竞争力的培养不是不劳而获的,而是需要自己一步一脚印,不断摸索与锻炼出来的。要想提升自身的核心竞争力就必须有良好的理论基础、较强的学习能力和不怕苦不怕累的精神。
[关键词]土木工程专业;卓越现场工程师;人才培养模式
1土木工程专业传统人才培养模式存在的问题
11土木工程专业在传统人才培养中过于重视理论教学
当前,土木工程专业在教学安排上将大部分的教学重点、课时安排放置于学生的理论学习中,这种教学方式在一定程度上拓展了学生的知识面,使他们能够在某种程度上具备扎实的理论基础。但不可否认的是,土木工程专业是一门实践性较强的学科,对于学生的实践能力以及实践素养要求较高。因此,在卓越现场工程师培养的社会背景下,过分重视理论化的教学方式,会使土木工程专业学生在实际工作实践中缺乏必要的竞争力。
12传统人才培养中忽视了企业参与人才培养的重要性
长期以来,高校在进行人才培养时,多是依靠高校自身的力量发展办学,忽视了社会企业参与的重要性,尤其是许多公办院校更是如此。由于高校人才培养的最终目的是将毕业生输送到社会企业中去,因此,社会企业对于人才能力的需求才是高校关注的重点,也是提高高校学生就业竞争力的核心要素。而传统的高校人才培养模式中,常常是一套教W模式沿用十几年甚至几十年,在这一过程中高校故步自封、画地为牢,没有与当下的时事形势相结合,使得人才的培养与社会出现了脱节。
13土木工程专业师资队伍组成单一
长期以来,高校都被人们认为是学术的天堂,高校的授课教师多为硕士以上的高等学历,其中大部分的教师一毕业就进入高校任职,缺乏与土木工程专业相关的社会实践经验;而高校内又缺乏具有常年在一线的土木工作经验的工程师,使得学生的土木工程专业学习更像是纸上谈兵。这种单一教师队伍的弊端也暴露无遗。
14土木工程专业在人才培养过程中忽视学生创新管理能力的培养
长期以来,无论是在高校教师还是学生眼中,土木工程专业都被视为一门专业技术性很强的学科,因此,在教学过程中教师只顾对学生进行土木专业相关课程的教学,没有对土木工程专业学生进行创新创业教育的发展理念,使得学生主观上缺乏一定的创新意识。此外,一些具备创新意识的学生又不具备一定的创新管理专业知识。
2土木工程专业卓越现场工程师人才培养目标
21土木工程专业卓越现场工程师人才培养的总目标
卓越现场工程人才培养的大环境下,土木工程专业相关人才培养的总目标主要是以市场以及社会企业对于土木工程专业人才的实际能力需求为导向即为人才培养的出发目标。本文通过与社会企业的合作和自身问题的改善,探讨了高校土木工程人才培养中存在的一系列问题,来设计、开发出适合高校发展以及提高高校土木工程管理专业人才竞争力的培养方案。
22土木工程专业卓越现场工程师人才培养的分目标
土木工程专业卓越现场工程师人才培养的分目标主要表现在以下几个方面:首先,土木工程专业师资队伍的建设发展与完善,要致力于在高校内打造一支“双师型”的土木工程管理教学团队;其次,土木工程专业实训平台的建设与完善,致力于为高校土木工程专业的学生提供一个良好的专业实践操作平台;最后,土木工程专业卓越现场工程师人才培养监督体系的设立与完善。评估监督以及指标体系的完善,在卓越现场工程师人才培养过程中对人才的发展进行监督完善以及纠偏。
3土木工程专业卓越现场工程师人才培养模式路径研究
31加强土木工程专业学生的设计施工能力
(1)增加土木工程专业学生实践学习课时的安排。高校在为土木工程专业学生进行教学安排以及教学大纲设计的过程中要充分考虑到土木工程专业人才的培养目标以及专业特殊性,在实践教学设计安排上合理设置好实践以及理论学习的时间,既要注重理论课时的保障以及专业课程的教学时间设置,使高校学生具备开展实践所需的扎实理论功底;又要认识到土木工程专业是一门实践性很强的专业学科,因此,在教学设计上要能够为学生留有充足的实践环节,这就要求教师在进行大纲设计时要能够有计划地增加土木工程专业实践教学的课时。
(2)加强与企业的合作,为土木工程专业学生创建一定的企业实训平台。土木工程专业是一门实践性要求很高的学科专业,而且当前社会中的企业都希望高校毕业生具备成熟的上岗实践工作能力。为此,高校要在实际教学中抓住社会人才的需求导向,加强与企业的深入合作,为高校土木工程专业学生营造一个良好、稳定的实训平台。具体而言,高校可以通过与企业设立专门的、定向培养土木工程专业人才的校企专业实训平台,或者公司与高校合作建立校企合作新模式等形式来为高校土木工程专业的学生营造一个仿真的专业实训平台,尽量为他们打造一个与社会企业接轨的仿真实训平台。
(3)“卓越现场工程师”培养模式下双师型导师的建立。“双师型”土木工程专业教师队伍的建设落实到实践中具体可以从以下几方面展开:高校可以通过一定的激励措施鼓励在校的土木工程专业教师到对口企业中实践训练,在具备一定实践经验的基础上开展教学;高校还可聘请企业高级土木工程管理人才来校开展讲座,或者通过聘任其为学生导师的方式来加强学生的实践教学。
32培养、挖掘土木工程专业学生的创新管理能力
(1)为土木工程专业学生搭建一定的创新实践平台。土木工程专业卓越现场工程师的人才培养不仅要求学生具备较强的理论学习功底以及专业实践能力,还要求土木工程专业学生具备一定的专业创新意识。同时,对专业内有创新意识也具有创业意向的学生而言,要有一定的创业基础知识能力。为此,高校可以针对土木工程学科的特点设计一定的创新大赛,通过一定的奖项设置鼓励学生参与其中,挖掘他们内在的创新能力;此外,高校还要为土木工程专业学生设置创新管理方面的专业课,提高他们创新管理的理论知识修养。
(2)教师要主动吸收、鼓励学生参与到自己的科研创新项目中去。在培养和挖掘土木工程专业学生创新管理能力的过程中,教师应主动吸收和鼓励学生参与自己的科研创新项目。尤其是有一定科研课题的教师要能够根据自己的科研课题,结合土木工程专业学生的学习内容以及学习特点将学生纳入到自己的科研创新项目中去。在这一过程中,学生不仅能够掌握土木工程专业的相关知识,还能够提高学生的信息收集、电子数据处理等能力。
33土木工程专业人才培养模式监控体系的设计与完善
(1)卓越现场工程师人才培养质量指标的事前评定。卓越现场工程师人才培养模式是国家近些年提倡的一种新型人才培养模式,但其在人才培养的各方面设计上均不是十分完善,要想培养出土木工程专业的卓越现场工程师就要能够在人才培养前设计好相应的人才培养指标。在卓越现场人才培养过程中实时根据指标做出相应的人才培养调整方案,全力打造出一支高技能水平以及创新能力较强的土木工程专业卓越现场工程师队伍。
(2)卓越现场工程师人才培养过程中职责体系的建设与完善。土木工程专业卓越现场工程师人才培养是一个复杂且庞大的人才培养体系,在这一过程中环环相扣,为了能够顺利完成卓越现场工程师的人才培养目标,就要建立相应的职责体系,落实人才培养各个环节的指标以及任务要求。参考文献:
孙家瑛土木工程专业“卓越工程师教育培养计划”人才培养模式改革探讨[J].教育教学论坛,2014(15).
虽然很多的应用型高等院校对于土木工程专业创新人才的培养有了更好的认识,在教学内容上也安排了实践教学环节,但是由于实践内容缺乏新颖度,对于新知识、新材料以及新设备的运用很少,大部分使用效率不高。另外,实验室的管理不是很先进,学校内部各个实验室之间的交流很少,各个学校之间的交流就更少,这样不利于对学生进行实践教学。
二、进行土木工程专业创新人才培养的措施
(一)重视理论教学的同时注重实践教学
在学校进行理论教学的同时,要增加实践教学的比重,特别是针对于土木工程专业的教学。因为土木工程专业进行的教学专业性与使用性很强,会广泛运用到日常生活中,所以要注意培养学生的动手操作能力,注重应用能力的培养。在强化专业知识的同时,培养适应土木工程专业的专业人才,将实践环节融入到对创新人才培养的各个环节中,保证理论知识教学与实践能力教学一起进行,甚至可以在实践操作时进行理论知识教学。这样就可以加深学生对于理论知识的学习与理解,从而建立一个完善的教育体系,保证学生的素质教育与创新教育。
(二)设置完善的课程体系
现代社会对于土木工程专业的要求越来越高,那么,也就要求各个高校建立起更好的课程体系,并及时关注现代建设的需求变化,发展符合市场需求的土木工程专业人才[3]。各大高校可以对现有课程进行更新,调整课程体系以适应社会经济发展的特点,既要包含土木工程专业必备的专业知识领域,又要突出土木工程专业的独有特点,保证所学知识的广泛性与实用性。比如,对建筑设计、建筑经济与建筑施工等方面的课程体系,学生可以根据自己的兴趣和爱好选择专业课程进行学习,使其符合对土木工程专业人才的需要。
(三)努力培养专业人才
由于科学技术的发展,各个学科之间的联系更加紧密,学科与学科之间的交叉现象也越来越明显。土木工程专业与其他学科专业之间相互联系与交叉,这样也使得土木工程专业趋向综合性,从而对于学生的要求也就更高。学校要将培养普通学生与培养专业人才结合起来,在平常学习的过程中,发现学生的专业优势与兴趣,学生对于所学知识有足够的兴趣,才可以更好地钻研与创新,并对其进行特长培养,保证学校培养出符合公司与企业需要的人才,培养出有一定的特长与技术的应用型土木工程专业人才。
(四)营造良好的创新环境
现在,大多数高校对学生创新能力的培养都只是提供一个学习的平台,完成特定的教学任务,这对于学生创新能力的培养没有很大的帮助。要进行创新人才的培养,就要保证学生自身具有创新意识,所以学校要注重对学生创新意识的培养[4]。这就需要营造一个良好的学习环境,学校形成创新的文化环境,让学生一进入学校就可以有一个轻松、舒适的环境,可以在不断地讨论与科学研究中发现自己的潜能。在与同学、导师以及科学人才进行交流的同时,可以不断开拓学生的视野,了解最新的科技动态,了解公司对土木工程专业人才的要求,便于学生在好的学习氛围中去学习、听课、研究与创新。
(五)建立学校与社会、企业联合机制
为了更好地培养创新型应用人才,学校要积极与企业、社会建立联合机制,学校与学校之间可以加强联系与交流,让学生有一个讨论与交流的机会。运用这样的机制,可以让学生有机会进入企业以及社会部门进行学习与实践,通过进行实际操作加深对土木工程的理解,也进一步明确自己要选择继续学习与研究的方向,有利于培养出符合企业与社会需要的专业型人才,有利于学校及时改进教学内容,将专业知识融入到土木工程施工工作中去,真正为培养土木工程创新型人才创造良好的学习环境。
三、结束语
(一)培养目标和教育模式美国土木工程院校的培养目标是培养适应宽泛的社会需求的土木工程人才,也就是“大土木”的范围,主要包括民用建筑、工业厂房、隧道、桥梁、海港、给排水、市政等专业。未来可能从事结构和岩土工程师、市政工程师和运输工程师等工作。我国的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得土木工程师基本训练并具有创新精神的高级土木工程技术人才。土木工程专业的毕业生能从事土木工程的设计、施工与管理工作,具有初步的土木工程项目规划和研究开发能力。由于中美两国高等教育培养目标的差异,两国的教育模式存在着较大区别。美国大学土木工程专业的本科工程教育通常采用通识教育的培养模式,而我国土木工程本科教育主要肩负着专业教育的职责。双方最大的区别在于,美国的土木工程专业的本科阶段主要通过通识教育培养健全的个体,而我国主要是培养土木工程专业型的人才。
(二)课程体系从培养目标来看,美国土木工程高校十分重视实践在教学中的地位。对比国内土木工程专业的课程体系,美国的土木工程课程体系具有以下特点:1.美国高校土木工程专业的设计综合类课程学时数明显高于国内高校;2.美国高校土木工程选修课的课时数占总课时数的比例多于国内高校;3.美国高校土木工程专业实践性教学环节占总课时数的比重显著高于国内高校。
(三)课堂教学与评价方法在美国德克萨斯大学(UTA)为期1年的访学期间,全程旁听了土木工程系的土力学和基础工程两门专业核心课程。该课程授课内容与国内高校的土力学和基础工程课程类似,是土木工程专业本科生的主干必修课。采用大班授课,每周2次共3小时教师授课,以及每周一次的2小时自习课。自习课安排博士研究生(助教)为本科生答疑,自习课还包括点名和交作业的内容。该课程的成绩分配与国内高校比较类似,其中每学期至少安排两次闭卷小测试,占总成绩的20%;每学期一次分组大作业,占总成绩的15%;自习课占总成绩5%;期末考试成绩占总成绩60%。与我国的课程相比,美国课堂教学具有以下特点:1.每堂课的课程信息量非常多,学生需要课前预习才能跟上教师的节奏;教师教学风格自由,学生在课堂上可以随时打断教师,并提出自己的意见。2.课程网络建设比较成熟。由于大量采用现代多媒体教学手段,教学信息量大,为便于学生课后学习和复习,解决学生课堂来不及记笔记的问题,教师会在课后将课程全程录像,将笔记内容、课外阅读材料、上课讨论内容等放在课程网站上,供学生自由阅读。课表也会在网站公布,包括各课时授课内容计划、学期测试时间、大作业时间等,以便学生自习参考。3.分组大作业,培养学生团队合作能力,鼓励学生通过编程或者使用数值软件建模解决各种工程实际问题。4.强制参加自习课。对于基础主干课,自习是非常重要的。美国大学生在课余时间一般都会参加很多社会实践,对此,学校要求学生必须参加某些课程自习课。为了巩固学生的学习效果,美国高校的作业非常多,而且作业通常为综合或实际工程问题,需要学生结合教师的上课内容,查阅大量资料,通过分析问题,提出解决方案。为检验学生知识点的掌握程度,考试环节主要分为平时阶段的小测试、期中考试和期末考试三部分。可以避免学生平时不学习,在考试前突击学习的情况,保证了学习过程的连续性,确保学习效果。为综合评估教师的教学水平和效果,对于教学方面而言,美国高校有学生评价教师的评价体系,对教师教学的各环节进行指标量化评价,打出评价等级,作为评价教师教学的重要依据之一。
(四)实践教学环节实践教学环节主要包括实验、实习和设计等,是增加学生感性认识、增强动手能力、将理论知识转换为实践知识的重要手段,美国高校的土木工程专业非常重视这一实践性教学环节。以美国德克萨斯大学为例,土木工程专业采用课堂理论学习与工程实习相结合的方式开展。学生在校期间有3—5次工程实践机会,每次2—4个月。部分学生的毕业论文(设计)可直接在相关工程和科研单位进行,真正做到“真题真做”,而且提前实现上岗培训。
二、我国高校土木工程教育的启示
(一)注重基础课程的教育,加大专业课程比例为确保通识教育的教学质量和效果,美国土木工程院校规定授课教师必须是教授或者工程界的专家,而且要求最终的教学效果必须达到优良。为提高学生对土木工程专业的认识,增加对土木工程专业的兴趣,为今后的工作和继续深造打下扎实基础,我国大多数高校已规定具有教授职称的教师必须给本科生教授相关专业的基础课,如土木工程概论和结构力学等课程,但由于师资和教学资源的不均衡等原因制约,目前主要还是以年轻教师授课为主。相比国外高校,国内高校可参照美国大学土木工程专业的课程设置情况,根据人才培养方案,设置多个课程群模块。加大专业基础课程比例,加强专业基础课教育,处理好基础与专业技能,校内与校外,知识、能力与素质之间的关系,优化课程体系结构,保证课程之间的良好衔接,整合课程内容,避免内容重复,提高课程效率。
(二)加强理论教学与实践环节的结合实践教学是土木工程本科教学中重要的环节之一,目前国内土木工程专业教学课程设置存在实践教学环节比重偏少的问题,存在学生实践训练内容较少、实习时间短并流于形式等问题。参考美国高校土木工程的教育经验,有以下几点建议:1.聘请工程单位的专家开设工程设计和施工管理类课程。以选修课的形式,通过大量的工程实例教学模式,提出实践中亟待解决的问题,从而激发学生的学习兴趣,提高学生解决实践问题的能力。2.鼓励学生利用寒暑假时间去工程单位进行相关课程的现场实习,实习合格后给予一定的学分和资金资助,同时学校在学生奖学金和三好生评定等方面给予相应的考虑。3.提高教师的工程实践能力。特别是鼓励年轻教师定期到相关工程单位实习,和工程单位联合申报产学研项目,将课程教学与工程项目结合,提升教师的工程实践和科研能力,在职称评审和岗位考核方面给予政策支持,培养“双师型”教师队伍。4.实行毕业论文或设计的双导师制度,即校内导师和校外导师合作指导的模式。可以将毕业论文或设计直接安排在工程设计施工单位进行,真正做到毕业课题“真题真做”,学生毕业后可以直接上岗,缩短岗前培训的周期。
(三)加强学生创新和创业能力培养大学生创新和创业训练是培养学生创新、创业能力的最要途径之一。美国土木工程院校鼓励学生创新思维的训练,充分发展学生的个性,做到因材施教,鼓励学生的创造性思维的发展,培养具有创新能力的人才。加强有特色的本科生研究计划(UROP),UROP是美国麻省理工学院的首创,该计划鼓励学生在大学一年级就参加教师的研究工作,从而增长他们的学识和能力。微软公司的创始人比尔盖茨退学创业和Google的总裁布林的成功案例足以说明大学创新创业精神的必要性,这和美国的教育宗旨相吻合,能够充分发挥每个学生的特长。
三、结语
多媒体教学 土木工程材料 应用
一、引言
近年来,随着“大土木”概念的提出,在土木工程专业设置过程中,土木工程材料这门课程的重要性再一次被突出。土木工程材料作为一门专业性和实践性很强的课程,在教学过程中所采用的方法和出现的问题一直被关注。本文结合土木工程材料在教学过程中遇到的问题,从教师授课和学生听课两个方面出发,分析讨论了多媒体教材在土木工程材料教学过程中的应用效果。
二、多媒体教学特色
多媒体教学通常是指采用计算机和视屏技术相结合的一种教学方式,与传统的教学方式不同,它有其自身鲜明的特色:
1.信息量输入紧凑、量多、质高
多媒体的运用免去了板书过程中所消耗的时间,加快了教学进程,提高了单位时间和面积内的信息量,加大了教学容量,提高了教学效率,保证了课堂质量。
2.文字图像清晰直观,风格多样,内容丰富
多媒体教学将传统黑板或白板上的文字变成清晰的大字、色彩鲜艳的图案或是动听的音乐,大大激发了学生的学习兴趣和学习积极性。
3.活跃了课堂气氛,增进了教学过程中的互动
由于多媒体教学在讲述理论知识点同时穿插了大量的工程图片和实验录像,充分调动了课堂气氛。学生在听课的同时也能积极从中思考相应问题,从而大大提高了教学过程中的互动作用。
三、土木工程材料在教学中遇到的问题
1.土木工程材料自身教学特点
土木工程材料作为一门专业基础课程,其主要内容包括土木工程材料的基本物理性质、几大类典型的工程建筑材料(如水泥、混凝土、钢筋、沥青等)。课程涵盖的内容广、所跨的知识面多,如基本的物理概念、有机化学、无机化学、数学分析、材料科学基础等多种学科。同时,土木工程材料又是理论与实践教学相结合的一门课程。实验目的在于加深学生对相关理论知识点的认识,同时让学生初步掌握土木工程材料的基本实验方法。正因为土木工程材料这一自身的教学特点,使得教师和学生在授课和听课环节中均遇到一些问题。
2.教师在授课中遇到的问题
(1)内容多、知识面广,传统教学方式很难在短时间内将概念和知识点讲透
由于土木工程材料课程自身的特点,在授课过程中很难在短时间内将相关概念和知识点叙述清楚。这使得学生在听课时即不能很好理解需掌握的知识点,而且对相关的基本概念也是出于模糊不解的状态,大大降低了授课效果。
(2)土木工程材料有大量工程实践图片无法对学生进行展示
土木工程材料是一门实践性很强的课程,在授课过程中经常会涉及大量工程案例。传统的教学方式只能跟学生描述一个大概,无法提供直观有效的图片和画面。
(3)大量的实验方法和仪器操作无法在课堂进行演示
为了更好地让学生熟悉和掌握土木工程材料的相关性能,课程安排学生有一周时间的实验课时。以往,学生对实验方法和仪器操作的认识基本是在进入实验室后才能慢慢熟悉和了解。而传统的课堂板书则无法清晰明了地将实验方法和仪器展示给学生。
3.学生在听课过程中遇到的问题
(1)学科跨度大、要求掌握的基本知识点多,短时间内难以回忆起相关知识要点
土木工程专业的学生在大一、大二时学习的基础课程主要偏向土木工程方向,而土木工程材料则要求学生需具备基本的物理、化学等专业知识点。因此,学生在学习土木工程材料课程时,对该课程所涉及的相关知识点相对模糊,影响了教学效果。
(2) 听课环节中涉及到许多工程实例因未见过而缺乏深刻的印象
土木工程材料在教学过程中往往会引入一些工程实例来说明某种材料的性能特点。例如,水泥混凝土道面的开裂方式、沥青混凝土道面的车辙破坏等道面工程中常见的几种破损现象。由于大多数学生尚未接触实际工程,因此在讲解工程案例时学生难免会有许多疑点存在。这使得本来不熟悉材料性能的学生产生了不必要的乏味感,在一定程度也会减少学生的学习兴趣和热情。
(3)许多实验方法和设备操作很难在传统的教学模式中得以掌握
土木工程材料在教学环节中安排实验的目的,一是加深学生对相关材料性能的认识和理解;再者也让学生在试验环节中掌握相关实验原理,通过亲自实验培养其动手能力和分析问题的能力。然而,有同学反映理论课上的教学和实验课上的相关知识点未能很好的衔接,导致学生在理论联系实践的环节中出现了疑问。
4.多媒体教学在土木工程材料教学中的实践
通过多媒体教学在土木工程材料教学过程中的应用,学生和老师均取得了良好的效果,笔者经过总结自身的教学经验,得出以下几点:
(1)一定程度上拓宽了上课的内容范围,使课程内容更丰富、饱满
土木工程材料以第二章材料的基本性能为列,在讲解材料的物理性质和力学性质时,必须让学生了解相应的物理和力学方面的基础知识点。特别是讲解材料组成、结构和性能间的知识点时,必须涉及如化学、岩相学及材料学等相关的基本知识点。通过多媒体教学,可以在短时间内给学生提供大量的信息,如公式、图片、动画等,提高了学生的信息接收量,提升了课堂的教学效果。
(2)充实的工程实践图片信息,提高了学生的兴趣,加深了对相关知识点的印象
土木工程材料在工程中应用广泛,同时也遇到了许多工程问题。如水泥混凝土在工程实践中遇到的耐久性问题,主要包括钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀、碱集料反应及冻融破坏等。传统教学在讲解到这部分内容时,通常很难描述清楚这些问题的细节部分,学生在听课过程中也会出现很多疑问和不解。而多媒体教学则只需提供几张工程现场的照片,就能给学生视觉上的冲击,短时间能产生深刻印象,提高了学生的学习积极性。
(3)详细的实验录像能让学生充分了解真实的实验过程
针对学生在实验环节中出现的问题,笔者在备课过程中有意识地增加相应的实验录像。例如,在讲解到钢筋性能的知识点时,通过播放钢筋的拉伸试验录像,让同学们直观的了解钢筋在拉伸过程中的破坏方式,进而介绍了钢筋的断面收缩率和断后伸长率的概念。这种教学方式即能让学生充分认识钢筋在拉伸过程中的断裂形式,同时也让学生掌握了钢筋塑性的相关概念、加深了学生的印象,提高了课堂的效率。
五、结论
本文通过分析土木工程材料这门课程在教学过程中出现的问题,分别从教师授课和学生上课的角度出发,探讨了多媒体教学方式在土木工程材料教学过程中的应用。通过笔者在教学环节中的总结发现,多媒体教学有以下几个优点:
(1)拓宽了上课的内容范围,使课程内容更丰富、饱满。
(2)充实了工程试验图片信息,提高了学生学习积极性,加深了对知识点的印象。
(3)图片和录像等动静结合的方式,让学生能真实了解材料的性能特点,提高授课效率。笔者同时也指出了在多媒体教学中因注意的问题:首先,在备课环节中要做好充分准备,包括对设备的熟悉、上课时相关知识点的搭配和协调;其次,在使用图片和录像等方式时,一定要做好相应的解释,保证学生能充分理解知识点;再次,多媒体教学方式是一种辅助教学的手段,教师在授课过程中不能过分依赖这一方式。只有在保持和发展传统教学优势的基础上,充分利用多媒体教学的优点,才能在今后的教学革新中找到新的突破点。
参考文献:
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关键词:土木工程;施工技术;问题与对策
1引言
随着经济和科技的发展,土木工程建设在技术方面也取得了一定的成就,与此同时,相应的技术要求也越来越高。而土木工程建设又是一项基础工程建设,其重要性不言而喻,其复杂性的特点决定了其在施工的过程必定会遇到许多问题,只有解决这些问题,我们才能进一步提高土木工程的质量和施工效率,实现在专业技术上的进一步突破。
2土木工程施工的特点
土木工程施工涵盖多方面,是一项复杂的综合性工程,不同类型的土木工程项目,技术要求也不同,导致所需的结构技术越来越复杂;土木工程施工环境恶劣,大多是露天作业,工程建设受当地天气和地形地质的影响很大,作业人员也需要克服恶劣的户外条件;土木工程的施工量大,施工规模大,所需的人力物力多,相应的技术设备和材料的需求也大;土木工程建设的流动性较大,施工地点通常不固定,作业人员往往来自农村,素质不高,且人员流动性大,极大地影响了施工的质量和效率。
3土木工程施工技术中存在的问题
3.1施工技术不规范
我国的土木工程技术起步较晚,且土木工程技术复杂多样,尚缺乏相关的统一技术标准,这就造成土木工程质量和建设效率的许多问题。施工技术不合理,相关的技术条件落后,甚至存在着一味追求经济效益而不考虑技术规范要求的施工单位,技术规范不达标,材料陈旧劣质,使得建设好的工程项目存在严重的安全隐患,质量不过关,浪费大量的人力物力。在建设完工之后,养护技术也不规范,时常造成混凝土工程中出现蜂窝麻面的现象。
3.2技术管理机制不完善
土木工程的施工量大,建设周期长,因此需要建立完善的技术管理机制来对此进行管理控制。但目前,我国的许多土木工程施工单位的管理机制不科学,不完善,给工程建设带来很大的影响。相关的管理人员的专业素质不高,缺乏对项目工程的整体和细节监管,对施工现场的情况了解不到位,岗位责任制的观念不明确,同时,施工单位对技术管理机制的建立不够重视,导致相关的监管部门和职位形同虚设。管理机制做不到位,将会严重影响工程施工的进度,进一步影响建设的效率。
3.3桩基技术方面的问题
基桩技术是整个土木工程中决定建筑稳定性和可靠性的关键技术,如果在基桩施工方面出现技术问题,将会直接影响整个工程的质量。首先,基桩的承载力和沉降度要严格符合相关要求,因其设计较为复杂,涉及到压力、负荷受力等的计算,在技术方面的要求也相对较高,因此,部分施工单位通常会在此环节疏忽,造成技术上的问题,影响施工质量。
4解决对策
4.1完善和创新技术管理机制
技术管理机制是土木工程建设中十分重要的机制,有助于实现土木工程质量的提高,效率的增加。①土木工程技术管理与普通的建筑工程管理是有区别的,因为土木工程涉及到不同类型的建设施工,因此相对应的管理机制也需有所不同,并依据不同类型进行创新。②要做到对实施的土木工程建设类型、特点、要求有全方位的了解,在此基础上建立相应的管理机制,配备相适应的专业作业人员和管理人员,实施岗位责任制。③要做到对土木工程技术进行严格的审查,做好档案交接作业,落实到土木工程的每一个项目,每一个环节和每一位人员,如此才能确保土木工程施工能顺利高效地进行。
4.2提高专业人员素质
目前许多土木工程的作业人员专业素质较低,因此,要对其进行专业的技能素养培训,定期举行培训活动,此外,还要注意培养相关人员的思想素质,提高人员的安全意识、责任意识,认识到专业技术操作的重要性,规范作业的必要性,树立认真负责的工作态度,吃苦耐劳,只有拥有一批高素质、专业的作业人员,才能真正把高质量的土木工程建设完成。
4.3做好基桩基础施工
基桩基础施工是土木工程建设的关键工程之一,在基础施工前,要提前做好科学完善的设计,在施工过程中,要进行严格的桩基实验和排水工作,打桩的顺序也要进行严密的监控,针对桩规格,也要进行严格的把控,包括桩的长度、密度等,严选合格精良的材料,禁止劣质的材料进入施工现场。此外,要注意清理施工范围内的障碍物,安排监管人员进行实时监控,有助于及时发现问题,及时解决,提高工程建设的效率。
4.4加强防渗漏的施工
土木工程中的渗漏问题的出现也较普遍,要想避免出现这一问题,就必须做到对当地的水文、天气等自然条件进行分析研究,掌握专业的防渗技术,严格地依照相关的技术规定进行施工,对防渗材料的质量也要进行严格的把控,实时监控,杜绝渗漏问题的出现。
5结束语
土木工程施工技术是确保土木工程质量和效率的一大关键,在技术层面上的不断突破和进步有助于该建筑领域的不断发展,除了因地制宜地解决施工过程中遇到的问题,还要不断地学习和借鉴国外先进的技术和手段,不断地改造创新,注入新的活力。
参考文献
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关键词:土木工程概论;课程特点;教学探讨
中图分类号:G424文献标识码:A0前言
1988年教育部颁布了最新本科专业目录,从此以后我国的土木工程专业正式隶属于“大土木”的框架。从大土木的意义上讲,“土木工程概论”是土木工程专业的所有课程中相对较新的一门课程。塔里木大学(以下简称“我校”)的土木工程专业于2003年开始招生,其下开设有建筑工程、道路与桥梁工程两个方向。经过多年的教学改革与实践,在建筑工程和道路与桥梁工程的设计、施工、研究等等方面都本着“立足南疆、面向兵团、服务新疆”的宗旨,培养了大批“品德优良、基础厚实、知识广博、专业精深”的高素质人才,尤其为南疆土木工程事业的发展起着重大推进作用。自我校土木工程专业成立之始,就开设了“土木工程概论”课程,至今已有10多个年头。近年来,作者一直从事本课程的教学工作,本文结合本校的实际情况,对其课程特点及教学进行几点探讨。
1课程特点
教学的对象是大一新生。本课程设在大一第二学期,是学生进入大学后的第一门专业基础课,在整个专业课程体系中起着重要的先导作用。教学内容多,教材更新慢。本课程涉及内容涵盖土木工程专业全貌,既有本专业的许多相关课程内容,如土木工程材料、基础工程,又有各种工程结构的勘察、设计、施工、项目管理以及计算机等多方面知识,因此教学具有一定难度。再者,现代的土木工程发展较快,新知识、新技术及新材料等日新月异,而我们所使用的教材更新较慢。所以,为了充分发挥本科的先导作用,需将土木工程最新信息及时介绍给学生,激发学生学习本专业课程的积极性。学时少。教材在编著时因考虑到概论类课程的学时较少的情况,在内容上范围较广在深度上较浅,基本都是点到为止。我校本课程的授课学时数为24学时,如何在有限的时间里,把较多的教学知识点和本课程的前沿动态生动有趣地传授给学生,不仅需要对教学内容熟练掌握,也需要对教授的内容进行一定的取舍与补充,是这门课程所直接面临的难题。
2教学探讨
丰富教学方法,选择合适的教材。对于任课教师而言,要不断提高自身的学术知识素质,也要不断探索和创新科学的教学方法,丰富自己的教学方法。如在教学中,多利用多媒体的教学手段,提高自己的PPT制作技巧,所利用丰富的网络资源,来提高本课程的课堂教学效果。总之,从事“土木工程概论”课程教学的教师,不仅要不断学习专业知识及其学科前沿的新工艺、新材料及新技术等最新知识,还要不断探索和丰富完善教学方式方法,并定期参加工程实践培训与学习锻炼提高,以丰富实践经验,只有这样,才能在“土木工程概论”课程的教学中取得令人满意的效果。
教材对于任何课程而言都是极其重要的,目前,我校本课程选用的教材是由叶志明主编,高等教育出版社第三版的“土木工程概论”。选择本教材的原因有三:一是本教材采用四色印刷,重点反映土木工程发展的最新研究成果,注重将历史人文内容、哲理贯穿于教材中。二是本教材结合网络资源,利于教师将文字教材和网络资源结合起来展开教学;三是本教材按20~30学时的教学计划编写,与本校本课程的24学时较为接近。针对学生不同的专业方向,授课内容详略得当。当前各高校的土木工程专业普遍采用分流模式。例如我校土木工程专业下开设建筑工程、道路与桥梁工程两个专业方向。在学生选择专业方向时,希望他们对这两个方向将要学习的内容、课程和特点都已有较为全面的了解,能够选择自己喜欢的专业方向。因此,在有限课时情况下,兼顾“大土木”原则,任课教师可根据专业区别尽可能详细地反映课程总体内容,突出相应重点。在实际的教学当中,建筑工程方向可以简单介绍建筑按用途分类和按主体结构所用材料分类两种分类体系,重点放在多层、高层与超高层建筑体系上;而道路工程方向可以重点介绍交通土建工程和桥梁工程;对该课程的教学可根据不同专业模块方向进行有侧重点的讲解。
采用启发、互动式教学激发学生学习热情。启发式教学是通过各种启发诱导来挖掘学生的潜能。而互动式教学模式就是以“学生为主体,教师为主导”为教学原则。从我校土木工程专业一年级学生的生源及高考录取成绩情况来看,具有以下特点:学生的基础普遍较好,学习积极性普遍很高,对学习充满了渴望和浓厚的兴趣;同时,对土木工程专业不是很了解,尚缺少相关的专业知识。因此为激发学生的学习热情,可采用启发、互动式教学方法。比如授课老师在讲解道路的线形组合时,可先让学生思考一下道路的线形形式,在提出“连接两个城市的道路的线形为何不全部采用直线,两点间不是直线最短吗?那样既可降低工程造价也可使车速开得更快吗?”等问题让学生去思考、讨论,然后就可引出道路线形组成及结构组成等知识点。当然,任课教师可根据授课内容,把身边熟悉的建筑材料、建筑物等引入课堂,以课堂提问的互动方式穿插于课堂教学中;或在适当时候提出问题让学生思考、分组讨论,课后布置一些思考问题,让学生课去图书馆或网上去收集、查阅资料,或到实地进行考察等,以小论文的形式递交,其成绩可计算在本课程的结业考试中。加强本课程的实践教学。目前我校开设的与“土木工程概论”课程联系最为紧密的实践性教学就是开设在大学二年级第一学期的专业认识实习,所以实践性教学和课堂教学之间存在着一定的脱节问题。而在教师教学过程中,课堂内容的教学与课程的实践性教学又是密不可分、相辅相成的。
为了解决两者的脱节问题,在授课时,可根据教学内容,可采用灵活的课堂教学方式。例如:在讲到公路和城市道路的分类、组成、作用等知识点时,可鼓励学生业余时间去实地考察校园内各条道路及本市主要城市道路的基本情况,这样能让学生在接触专业知识的同时更好地从感官进行认识,学会将理论与实践良好融合,加深学生的理解,增强记忆。另外,为增强本课程的实践教学环节,建议把土木工程专业认识实习提前到本课程的理论教学完成后。通过带领学生亲身实地参观观察本市及阿克苏地区的具有特点的高层和超高层建筑、特种结构、各类桥梁、城市道路及沙漠公路等实体建筑,以充分调动学生的学习积极性,激发学生对本专业的学习热情。考试方式多样化。高校素质教育的核心问题是对学生的综合素质和能力的培养。互动法教学的目的是否达到,既能考查学生对理论知识的掌握程度,又能反映学生进行工程实践的能力。开卷和闭卷是传统教育下的考核方式,一定程度上限制了学生的思维空间,不利于对学生创新能力的培养。关于考核问题,我校分为两部分,第一部分是平时成绩,第二部分为期末试卷的考试成绩,平时成绩一般占总成绩的40%,期末综合考试成绩占总成绩的60%。总之,要有效体现学生的学习过程,准确全面地反映学生的学习情况。
3结语
本课程所包括的内容较多,涉及的知识面较广,为有效地发挥本门先导课的作用,本文结合自身教学实践,对本课程的教学过程进行了初步探讨,以期能够提高学生的学习兴趣,激发学生的学习潜能,能够为新生入学接触到的第一门专业课程开个好头,充分发挥“土木工程概论”课程在专业教学当中的先导作用。
参考文献
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【关键词】卓越工程师;土木工程施工;教学改革
我院作为第二批国家级土木工程特色专业之一,在土木091、092、095班就按照卓越工程师教育培养计划,修订了专业教学培养方案并试点。而《土木工程施工》是土木工程特色专业的一门主干课程,基于“卓越计划”下的培养理念,工程建设愈来愈需要宽口径、厚基础的专业人才,而传统的《土木工程施工》课程的教学模式、内容、手段和方法等都存在一些问题。
一、《土木工程施工》课程教学存在的问题
土木工程施工类课程是土木工程专业课程体系中最重要的组成部分,其实践性和综合性都很强的施工课程有别于其他类别的课程。然而,目前我国土木工程施工类课程教学普遍存在着较大的困难和问题,主要表现在以下几个方面:
1.在课程内容体系方面
结构不合理,教材体系陈旧,没有解决好“大土木”平台课程与专业方向模块的关系,没有形成较好的课内课外相结合的有层次的互动式的施工类课程教学体系。
2.在课堂教学方法和教学手段方面
传统的施工课程课堂教学手段是黑板、粉笔加挂图,如不改革已达不到课程教学的基本要求。这是因为:
(1)随着“大土木”培养方案的实施,课程内容多,要求掌握的信息量增大,而传统的教学方法与手段费时费力,远满足不了这一课程的基本要求。
(2)施工课程有别于其他类别的课程,土木工程施工技术发展和变化是比较快的,教材也必须及时的更新与充实,这就必须通过新的教学手段与方法加以补充。
(3)施工课程十分注重和需要案例教学,但典型工程案例常常由于时间因素和其他原因往往又不易获得。
3.在实践性教学方法和教学手段方面
土木工程专业是一个实践性很强的工科专业,实践教学环节在培养计划中占很重的比例。常规的实习安排是时间集中、学生集中、场地单一,老师根据教学安排事先联系好实习单位,在规定时间内组织学生到工地去参观、见习,由现场技术人员和老师对工程概况及施工技术进行讲解,然后由学生自己去看。由于土木工程建设的工程量大、建设周期长、工序多且较复杂,短时间的实习往往只能看到工程的某个局部或某个工序,很难观看到工程的全过程,无法达到大纲要求。
二、《土木工程施工》课程教学改革措施
1.优化教材内容,实施调查研究[1]
过去的工民建、道桥、市政、港口和隧道等8个专业合并为“大土木”专业后,土木工程施工的教学内容既不能局限于原来工民建专业的建筑施工部分,也不可能将8个专业施工课的教学内容全部讲授。教学内容应该根据卓越工程师培养计划结合我校该专业就业情况分方向教学,不同方向的班级教学内容适当的增减。
2.进行教学方法的改革
教学方法的改革是教学改革的核心,要十分重视授课方法的科学性,精心设计每堂课,注意发挥学生的主体地位,注重培养学生的创新能力。讲课内容力求“少而精”,少讲学生通过自学就能掌握的知识;能在实习现场讲的内容不在课堂上讲。这样既突出了重难点,又可节约时问,适应现在少学时的要求,同时又可培养学生的自学能力。
3.运用现代仿真技术及多媒体教学手段
现代仿真技术、多媒体教学手段的运用是对传统教学手段的一场革命,对土木工程施工这类课程更具有独特优势。土木工程施工是一门重实践的课程,然而由于时间、空间的限制,学生们往往很难看到施工的全过程。若将典型工程的主要工序录下来再制作成课件,加上购买部分施工教学录像片等,则可跨越时空的界限,使学生领略某些工程施工的全过程,又可节省板书时间,优势十分明显[3]。
三、采用多元化教学方法,加强施工实践教学的设计思想与效果
1.施工实践教学设计思想
通过课程理论学习的同时到现场教学,加强理论基础的理解和应用;采用多元化教学方法,通过“散点-追踪”、“学徒制”形式实习,对施工现场和施工工艺过程有一感性认识,并培养学生操作技能、分析问题以及解决问题的能力;通过课程设计培养学生综合运用知识的能力。
2.施工实践教学的效果
为便于学生掌握施工技术并能指导实践,我土建学院探索出的一套“散点-追踪”实习模式,具体做法如下:参如实习的学生以技术人员(如施工员、质检员、管理员、监理员等)助手的身份,每3~6个学生为一组跟随一个技术员进行实习,将整个年级学生分散到附近各施工现场实习。根据教学计划的要求,实习时间安排在《土木工程施工》这门课程开始,连续两个学期和暑假,约为一年时间。学生利用课余时间或双休日,每周(考试周除外)至少去施工现场两个工作日,具体时间有学生根据工程进度情况灵活确定,但以不干扰正常上课为前提,形成一种工程进度“追踪”实习模式。
结论
在卓越工程师教育理念的土木工程施工教学中,采用多元化教学法可以弥补单一传统教学法的不足,教师可以根据不同章节的特点选择最易于学生接受的教学方法,对于这类实践性较强的专业技术课,既丰寓和拓宽了学生的专业知识面,又增强了实践能力。加强《土木工程施工》课程的教学改革力度, 积极合理地采用先进的教学手段, 是卓越工程师教育理念下的土木工程施工教学改革的大趋势,它适应了建筑业快速发展及对专业人才的现实需求。
【参考文献】:
[1].李大华.基于卓越工程师教育理念下的土木工程施工课程改革的探索[J].商情,2011(20):151,176.
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