時間:2023-07-12 17:07:02
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土木工程專業背景,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:綠色建筑,土木工程,課程教學
中圖分類號:S969.1文獻標識碼: A
一、引言
我國《綠色建筑評價標準》(GB50378)對綠色建筑的定義為:在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材) ,保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑[1]。
目前,我國綠色建筑發展較快,在《建筑業發展“十二五”規劃》明確了提出了我國綠色建筑、建筑節能未來五年發展目標[2]。但是無論在理念還是技術實踐,我國的綠色建筑與國際標準還有很大的差距。究其原因較多,例如發展時間短,經濟發展不平衡等等,但最急需解決的是綠色建筑的人才培養問題。因此,高等院校土木工程專業應該順應綠色建筑發展形勢,發揮人才培養優勢,推動土木工程專業課程教學內容的改革,面向建筑業輸送具有綠色建筑知識和能力的應用型人才,解決我國綠色建筑專業技術人才隊伍薄弱的問題。筆者認為土木工程專業中主要以下課程需增加綠色建筑的教學內容。
二、“土木工程制圖”教學內容的改革
土木工程制圖的傳統教學內容主要包括“畫法幾何”、“計算機繪圖”“專業制圖”三大部分。“畫法幾何”部分主要是為專業制圖提供理論基礎和空間幾何想象能力,與實際的繪圖、識圖聯系不大;“計算機繪圖”主要是提高學生的軟件操作能力,重在實踐;“專業制圖”部分根據專業不同,講述的內容略有差異,重在講述運用計算機繪圖和識圖的能力。目前國內的土木工制圖教程均為涉及建筑節能制圖、識圖方面的內容,因此,在當前綠色建筑逐漸普及的背景下,非常有必要在土木工程制圖中增加這方面的教學內容,具體來說主要應增加以下教學內容:1.介紹建筑節能設計包含的內容,重點介紹建筑結構方面的節能設計;2.在實踐環節上,要訓練學生對建筑節能圖紙繪制、識別能力。
三、“土木工程材料”教學內容的改革
綠色建筑材料是指采用清潔生產技術,不用或少用天然資源和能源,大量使用工農業或城市固態廢棄物生產的無毒害、無污染、無放射性,達到使用周期后可回收利用,有利于環境保護和人體健康的建筑材料。而建筑節能材料指在建筑材料生產、房屋建筑和構筑物施工及使用過程中,滿足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗。綠色節能建筑材料需要滿足“綠色”和“節能”兩方面的要求,綠色建筑的節能效果很大程度上依賴于綠色節能建筑材料的使用。目前土木工程材料中的教學內容仍然是以傳統的建筑材料為主線,大部分傳統的建筑材料能耗高、回收率低,國家已經開始限制勞動密集型高資源消耗材料的生產和應用,不屬于綠色節能建材,這也突顯了改革傳統土木工程材料教學內容的必要性,以及增加綠色節能建筑材料教學內容的重要性。
實際工程中的土木工程材料的綠色和節能涉及到材料的生產、施工、使用等環節,因此要讓學生熟悉目前使用的土木工程材料對環境和資源的影響情況,樹立綠色意識和節能觀念[3]。在教學中應增加以下內容:1.介紹我國資源的儲備量與環境受污染程度,土木工程材料生產過程資源與能源的消耗情況及對環境污染狀況;2.介紹居住環境受土木工程材料污染的實例, 綠色節能型材料與普通建筑材料的節能效果的對比與分析;3.分類介紹常用或國家推廣使用的綠色節能建筑材料種類、性質及力學性能,可按以下四類進行講解:新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料;4.講解利用工農業或城市固態廢棄物制造土木工程材料的必要性與工程實踐。比如我國的水泥年產量已達到6億噸以上,占世界水泥總產量的50%以上,但是每生產1噸水泥所需要的資源消耗指標達到5.5GJ,并向大氣中排0.9噸的二氧化碳。這些實例有利于提高學生對合理使用水泥等高資源消耗型材料的思想認識;5.土木工程材料實驗教學方面,進行粉煤灰混凝土的配制試驗與工業副產品制造的土木工程材料的展示,有利于提高學生對工業副產品制造土木工程材料的直接認識;6.在建筑材料節能方面,對比分析新型墻體材料建筑與普通鋼筋混凝土建筑的能耗比較,可以加深學生的綠色節能意識。通過以上土木工程材料的教學,增強學生對綠色建筑的認識。
四、“土木工程施工”教學內容的改革
針對目前土木工程施工的傳統教學內容進行梳理,刪除工程上已經淘汰的施工方法,優選較少采用的施工手段,保留經常采用的施工方法,增加綠色施工內容,將綠色施工的理念貫穿于土木工程施工教學的全過程。
綠色施工反映在施工管理、環境保護、節材與材料資源利用、節水與水資源利用、節能與能源利用、節地與施工用地防護六個方面。因此,土木工程施工應增加以下綠色施工的教學內容:1.綠色施工的組織管理、規劃管理、實施管理、評價管理及人員安全與健康管理;2.環境保護方面需增加揚塵控制、噪音振動控制、光污染控制、水污染控制、土壤保護、建筑垃圾控制及地下設施、文物和資源保護等教學內容;3.節材與材料資源利用方面需增加節材措施、節能圍護材料、周轉材料等教學內容;4.節水與水資源利用方面的提高用水效率、非傳統水源的利用及用水安全;5.節能與能源利用方面的節能措施、機械設備與機具、施工用電及照明;6.節地與施工用地保護方面的臨時用地指標、臨時用地保護等。
五、結束語
綜上所述,“十二五”期間以及將來很長的一段時間內,我國的建筑業仍將將處在一個快速發展狀態之中,綠色節能型的建筑越來越受到青睞,建筑節能逐漸變成強制性標準和規范。但是當前土建類人才仍按傳統的模式進行培養,教材內容更新滯后,極大制約了綠色建筑的推廣。因此,高等院校有必要推動土建類專業建設改革,進一步完善人才培養方案,更新課程教學內容,使之貼近綠色建筑的設計、施工與運營管理全過程,探索優化綠色建筑背景下的人才培養途徑,推廣綠色建筑與綠色施工,適應經濟社會發展需要。
參考文獻:
[1]中華人民共和國建設部.綠色建筑評價標準(GB/T50378-2006).2006年.
【關鍵詞】土木工程概論;大土木;教學現狀;專業責任感;工程思想
《土木工程概論》是“大土木”各專業方向的入門性質的課程,是構建土木工程基本概念、基本內容和方法的專業基礎課。我校作為地方性教學研究型高校,其土木工程專業從為地方經濟建設服務出發,培養目標定位于:立足貴州,輻射西南,面向施工企業、面向基層、面向生產管理第一線,服務于土木建筑事業發展,培養具有創新精神的“會設計、能施工、懂管理”的工程應用型高級專門人才。《土木工程概論》作為土木工程專業學生入學后最早接觸一門專業課程,肩負著把完全外行的學生引入土木工程行業的大門,使其了解并熱愛這個專業、激發其學習興趣的重要使命,在培養應用型人才的過程中起著奠基與導向的作用。
1課程開設的意義
1.1課程開設背景
1998年教育部新修訂了《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》,新目錄中土木工程專業覆蓋了建筑工程、交通土建、礦井建設、城鎮建設等8個專業領域,成為一個寬口徑的大專業。在“大土木”歷史背景下,高校教師迫切需要向學生介紹“大土木”的教育思想和“強基礎、寬口徑、多方向”的教育理念。土木工程具有內容廣、支系多、科目繁等特點,涵蓋領域極為廣泛。這就要求學生必須站在大土木的高度,對學科全局有充分認識與把握,畢業后能在房屋建筑、地下建筑、道路與橋梁、礦井等的設計、研究、施工、管理等部門從事技術或管理工作[1]。為滿足以上教學要求和人才培養目標,開設《土木工程概論》勢在必行。
1.2課程定位與任務
《土木工程概論》的開設立足于“大土木”的理念,定位是必修的專業基礎課程。高校通過不斷動態擴充教學資源、持續開展教學研究,提倡教師“以學生為本”因材施教和創造性的教學工作,為學生的主動學習創造和提供平臺[2]。該課程的任務是培養學生“大土木”的專業范疇:一是,使學生比較全面地了解土木工程所涉及領域的內容和發展情況,初步構建專業基礎知識;二是,為學生提供一個清晰和有邏輯性的工科學科的基本概念和方法。
2課程教學現狀
2.1內容多,學時少
作為一門引導性的專業基礎課程,其內容涉及到建筑工程、道路與橋梁工程、工程材料、水利工程、給排水工程、項目管理、防災減災、建筑施工等,涵蓋十分廣泛,其教學效果的好壞將直接影響到學生對后續專業課程的學習熱情及效果。經調查,《土木工程概論》一般設置在大一上學期,受到軍訓等入學教育的影響,授課學時最少的只有16學時,最多的是28學時,多數介于兩者之間。較之一般課程的36學時,如此少的學時,是不能達到預期教學目標的。
2.2對教師要求高
教育部要求:要配備對土木工程有著深刻認識且具有豐富實踐經驗的教師來講授這門概論課。多數高校的實際情況是,實踐經驗豐富的教師往往承擔著更為繁重的教學任務或指導研究生作科研與生產,該課程只能由年輕的講師承擔。青年教師通常對自己的研究方向比較熟悉,而對于其它方向則知之甚少。由于實踐經驗的不足,講述工程實例時難以做到旁征博引、生動活潑、深入淺出[3],從而難以到達培養目標預期的效果。
2.3幾點建議
鑒于上述問題,筆者認為:第一,合理取舍授課內容。任課教師須對教材內容進行取舍,在有限的課時講清楚基本知識、重點及難點;針對各校專業方向,有側重地詳細講授有關知識,使學生對所學專業的基本內容、性質和特點有系統的了解;授課內容盡可能反映該學科在近幾年所取得的新技術、新方法和新成績。第二,加強師資隊伍建設。該課程涉及工程領域較多,要求教師有豐富的教學經驗、扎實的專業背景、豐富的工程實踐經驗。因此,建立一支穩定的、高素質的“雙師型”隊伍是提高教學質量的關鍵。新開辦的學校應在中青年教師中培養一批專業知識廣、實踐能力強、教學基本功扎實的骨干教師,并定期的派出參加工程實踐培訓與學習,不斷提高自身的業務素質,實現“教師進工地,工程師進課堂”。第三,引導和鼓勵學生在課外利用資料室、圖書館或網絡收集相關資料,培養學生自主學習的能力,彌補課時過少的缺陷。
3課程教學在人才培養中的作用
3.1豐富教學方法,挖掘學生潛能,激發學生對專業學習的興趣
在平時的教學中,根據不同章節的內容采用不同的教學方法,激發學生對專業學習的興趣。一如,啟發式教學:讓學生將生活中遇到的土木工程問題提到課堂的層面上來進行討論。首先學生自己進行討論解決,實在有爭議的,再由老師進行提示解決。這種模式既能有效的防止思維上的定式,也能有效的激發同學們的學習興趣。二如,實景式教學:講授建筑物基本構件如板、梁、柱等時,引導學生觀察教室里基本構件的布置及形狀,讓學生根據自己的體會并結合荷載傳遞的基本路徑知識去理解和掌握荷載傳遞的基本原理、基本構件等有關知識。三感染式教學:讓學生了解國內外土木工程領域的一些重大工程和有重要影響的土木大師,提高學生的學習興趣,激發學生的專業榮譽感。例如,世界上第一大水利樞紐工程“三峽工程”的建設歷史與意義,耳熟能詳的“水立方”和“鳥巢”,茅以升老前輩如何修建錢塘江大橋‘梁思成的建筑思想等等。
3.2分析工程事故案例,培養學生專業責任感
土木工程專業建設對象涉及到人類的生命財產安全。在課堂中可以引入一些實時的工程事故案例,特別是對人為造成的事故案例,讓學生時刻認識到事故造成的嚴重后果。對剛入門的新生灌輸專業責任感,使其入學開始就養成嚴謹的工程觀非常重要[4]。例如杭州地鐵工地塌陷(2008年);上海在建商住樓整體倒塌(2009年);遼寧撫順市月牙島西橋竣工前垮塌(2012年);遵義樓房倒塌半棟樓斷裂如懸崖(2015年)等等一些案例。通過工程案例的講授,讓學生自己分析這些案例中涉及到的問題,哪些是人為,哪些還是理論技術缺失造成的,并且發散思維提出這些問題的處理方案,培養專業責任感。
3.3注入工程思想,培養大工程觀
現今的“大土木”范疇并不是之前土木相關專業的簡單歸并,而是更高意義上的整合與擴展。“大工程觀”的本質就是將科學、技術、非技術、工程實踐融為一體的,具有實踐性、整合性、創新性的“工程模式”教育理念體系[5],是以“整合、系統、應變、再循環”的視角看待大規模復雜系統的思想。教師講授專業知識的同時,適合科學地灌輸工程思想,將歷史人文內容、哲理貫穿于教學過程,逐步建立基本的法律意識、風險意識、環境意識和人文意識,并樹立可持續的發展觀。工程思想教育一是幫助學生了解我國社會主義建設總任務、總目標和本專業學習的關系,啟迪學生把祖國的前程與個人的歷史責任緊密聯系起來,激發自己學習和成才的主動性;二是揭示本專業和工程事業對人才的全面素質要求,使學生體會到社會發展對他們在知識、能力、觀念和心理品質等方面的需要;三是幫助學生在總體上認識學習的目的、方向、任務和規律,認識各門課程在本行業和工程事業中的作用和地位[6]。
3.4了解專業構成,方便學生職業選擇
近年來,各高校新開設的土木工程專業都屬于“大土木”的培養模式。一般而言,學生在大二或大三年后自然會選擇一個或兩個的學習方向,這些學習方向的形成,除了部分家長或老師指導外,多數由學生的興趣來決定的。而這種興趣又是建立在學生對大土木各方向的初步了解的基礎上。因此,教師應該針對不同專業方向的“專業課程、所需知識和就業前景”等系列問題進行詳細的講解,在目標的引導下調動學生的學習熱情與積極性,拓展專業知識面,促進學生更好的擇業與發展。
4結語
《土木工程概論》教學任務的特殊性,以及涵蓋內容多、知識更新速度快的特點,決定了該門課程教學的重要性及意義。因此,只有對該課程的重要性進行認真分析,才能確立共同的教學目標;只有進行積極的教學改革和探討,才能促進該課程的教學發展,才能體現該課程在人才培養中的真正意義。
【參考文獻】
[1]王琰,等.對現代土木工程專業教育的幾點探討[J].高等建筑教育,2003(9).
[2]王清標,等.大土木背景下《土木工程概論》教學模式創新研究[J].當代教育理論與實踐,2012(4).
[3]方薇,等.《土木工程概論》教學現狀與課程改革[J].廣州化工,2014(7).
[4]顏榮濤.《土木工程概論》課程教學中的幾點思考[J].科技視界,2013(1).
[5]謝笑珍.大工程觀的涵義、本質特征探析[J].高等工程教育研究,2008(3).
關鍵詞:知識經濟;土木工程;發展
中圖分類號:G642;;TU-4 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2017)08-0161-01
引言
在我國現代化建設中,建筑行業發揮了巨大的作用。隨著科學技術的不斷進步,現代社會建筑物的功能、規模以及建筑材料都有了新的變化,這些變化影響著現代建筑行業走向,同時也影響著土木工程的發展。在知識經濟的背景下,土木工程專業的發展影響著國家的未來和民族的振興,因此,土木工程專業需要抓住知識經濟時代的技術發展的優勢,開創土木工程學科的新紀元。
一、知識經濟概述
(一)知識經濟的內涵
我們現在生活的時代,是一個知識和信息傳播速度非常快的時代,借助于計算機信息技術的不斷提高和普及,人們獲取信息的速度正在不斷提高。正是在這種背景下,促進經濟發展的根本因素已然是發生了變化。21世紀是知識創造價值的時代,是一個知識經濟時代。
所謂知識經濟是指以知識、信息的生產、分配以及消費形成的經濟發展模式。在現代社會中,現有的競爭主要是對于知識和信息的競爭,這些信息和知識能夠產生巨大的經濟轉化力,實現技術的創新和產業的升級。由于現在市場環境變化較快,消費者對于產品的需求種類也是發生了巨大的變化。因此,為了滿足市場的需求,產品更新換代的速度不斷加快,產品的生命周期不斷縮短。所以,在知識經濟時代,科學技術的研發成為經濟發展的重要基礎,在這個過程中,信息技術和數字媒體對于知識的傳播起到了重要的作用。在知識經濟時代中,人力資源是最為重要的資源,對于企業的競爭具有重要的作用,能夠影響競爭優勢的獲取。
(二)知識經濟的特征
一方面,知識經濟是人類社會不可避免的一種社會形態。從人類誕生之初,知識就存在與人們的腦海中,并伴隨著科學技術的不斷發展,不斷地以實體或者是非實體的形式表現出來,尤其是二戰以后,知識已然成為推動人類社會發展的最重要力量。另一方面,在知識經濟時代,技術創新的步伐不斷加快,產品的生命周期進一步縮短,其原因是知識更新的速度不斷加快,人們對于知識的需求、對于知識經濟帶來的影響的需求不斷改變。在知識經濟的影響下,世界經濟逐步走向一體化,市場環境發生了巨大的變化,各個企業之間不僅面臨著國內的競爭,還面臨著來自世界范圍內的競爭,競爭的壓力不斷增大,這些有促進了各個企業為了在競爭中獲取優勢,不斷進行知識創新實現企業的發展。
二、知識經濟時代對于土木工程的影響
在知識經濟時代背景下,尤其是在我國的現代化建設中,建筑行業逐步成為國民經濟發展的支柱產業,并隨著社會進入知識經濟時代,對于建筑物的功能、規模以及造型和建筑材料的要求也是不斷在更新,建筑物的復雜性程度不斷提高,對于建筑物的節能技術和信息控制技術的應用要求不斷提高,對于建筑物的生態環境保護和城市規劃一致性要求也是隨之增加。在這樣的時代背景下,土木工程需要不斷進行更新才能實現社會、時代的要求。
三、知識經濟時代背景下土木工程的發展方向
(一)智能化水平不斷提高
在新的時代背景下,計算機信息技術的更新和普及速度不斷提升,借助于計算機信息技術的發展,工程技術與科學交叉發展的可能性逐步成為現實。在這樣情況下,土木工程學科在發展的過程中,可以利用更多學科的軟件進行相關設計、規劃工作,從而有效提高土木工程建筑過程中的效率,并實現精準化的操作。這些都是在利用知識經濟發展中出現的軟件來加以實現,推動了土木過程學科的發展。
(二)可視化程度不斷提高
土木工程技術需要處理大量的數據,各種數據之間還存在著抽象的、難以理解的關系,需要工程師通過現代化的軟件進行可視化,實現操作的簡便性和準確性。所謂可視化,是一個利用計算機圖形學和圖像處理技術,對現有的數據進行分析,并以圖形或者是圖像展現出來。在這個過程中需要多個技術、理論和方法之間的相互作用。同時,在可視化的過程中還可以利用現有的數據進行預測。在分析的過程中,將有關的數據進行未來化運作,就可以呈現出未來發展圖形,能夠有效幫助工程師做出正確的決策。舉例來說,工程師利用內力圖來表示建筑物內部內力情況,對于各個點的受力狀態則用單元受力圖來表示,利用可視化技術能夠實現三維立體效果,在對于建筑物的受力分析中具有較為清晰的特點。
(三)利用仿真技術降低操作成本
所謂仿真技術,實際上是一種利用計算機技術進行系統模擬的技術,是一門多學科的綜合性技術,其中涉及到了控制論、相似原理、系統論和信息技術等多學科之間相互配合共同實現系統仿真。土木工程利用仿真技術可以降低在研制過程中的系統成本,提高系統實驗、調試以及訓練過程中的可靠性、安全性。仿真技術的應用能夠大大的降低土木工程系統研制的成本,還能夠有效實現系統研制的效率,提高資源的利用率。
(四)土木工程項目的規模不斷擴大
伴隨著知識經濟的到來,新的材料、新的建筑結構以及新的建筑技術不斷出現,土木工程利用新的施工方法不斷實現建筑物規模的擴大,尤其在現在土地資源緊張的情況下,建筑物的高度不斷刷新紀錄。另外,在知識經濟背景下,優質水泥、纖維以及聚合物浸漬混凝土、玻璃纖維混凝土技術的發展,改變了現有土木工程建筑物的結構。碳纖維的應用研究,促進了土木工程實現了新的發展,既能夠從數量上建造高層建筑,又能夠保證高層建筑的安全和穩定性。
綜上,隨著國民經濟的進一步發展,作為經濟發展的支柱產業的土木工程行業也是不斷進步。在知識經濟的發展中,高新技術對于土木工程這一傳統行業的改造速度也是不斷加快,在這樣的背景下,土木工程學科應該順應時展的潮流,研發新的工藝、新的技術,以及新型材料。
參考文獻:
[1] 任秋榮,葉龍,李向召.土木工程發展現狀及趨勢[J].制造業自動化,2011,(12):150-152.
從培養方案、學制、專業與課程設置等方面,文章對澳大利亞新南威爾士大學土木工程專業教育模式進行分析和比較。該校在本科階段一般是“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式,并設置單學位與雙學位并重的學士培養機制,課程學時和學分設置緊湊,學生選修課程自由而寬泛。研究生階段分為課程研究生(碩士)和研究型研究生(碩士和博士)兩個培養層次。課程研究生通過完成課程學習,修滿指定的學分即獲得學位;研究型研究生一般沒有學分要求,但對論文的研究質量和創新性要求高,體現了“寬進嚴出”的培養模式。通過對該校一流學科工程教育模式的比較研究,為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃的推進提供一些有益的建議。
關鍵詞:土木工程;教育模式;培養方案;專業與課程設置;比較研究
中圖分類號:G649;TU 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2016)06002705
澳大利亞的高等教育體制源于英國,但教育理念和美國類似,教育質量享譽全球。由于良好的氣候環境和完善的教育服務體系,澳大利亞每年吸引大量的海外留學生,是四大英語國家留學基地之一,其教育產業已經成為該國僅次于采礦業、農牧業和旅游業的第四大產業。當前,中澳各大學之間的教育交流越來越多,研究澳大利亞著名大學一流學科的教育與培養模式,對促進中國高校學科的發展也大有裨益。
近些年來,為了提升中國高校土木工程學科的教育理念,促進卓越工程師教育計劃的良性發展,國內學者對不同國家和地區的土木工程專業教育與培養模式進行了分析和比較。比如,對澳大利亞高等教育的體系、機制和特色的分析,對澳大利亞一些大學的土木工程專業培養方案、研究生培養層次,以及“寬進嚴出”培養模式的比較研究[1-3];以中美高校土木工程專業培養模式為對象,從美國高校的學科設置、專業評估、執業注冊制度、卓越工程師培養等方面進行分析,為國內相關院校土木工程專業人才培養方案的改革提供參考[4-6];以卓越工程師教育計劃和國際化土木工程人才培養合作辦學為視角,分別對德國亞琛工業大學的國際合作辦學機制、臺灣大學的土木工程專業本科培養特色,
以及卓越工程師國際化課程教育體系等方面進行比較[7-10]。以上的這些研究均有助于推動中國高校土木工程專業教育與培養模式的改革與創新。
新南威爾士大學(The University of New South Wales)土木工程專業在2015年QS世界大學學科排名中名列第14位,在澳大利亞排名第1位,具有良好的學術聲譽和寬松的教學與研究氛圍。本文
結合新南威爾士大學土木與環境工程學院土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等幾個方面,對其一流學科的工程教育模式進行分析和比較,為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃提供一些有益的建議。
一、專業設置與培養方案
新南威爾士大學土木與環境工程學院隸屬于工程學部,按專業分類主要有土木工程、環境工程、測繪與地理空間工程三大專業。其中,土木工程專業分為工程施工與管理、巖土工程、結構工程、土木工程與建筑四個方向;環境工程專業分為可持續工程、交通工程、水工程三個方向;測繪與地理空間工程專業分為土地測繪與房地產開發、工程測量、采礦測量、水文測繪、地理空間科學與工程、遙感和數字制圖六個方向(圖1)。
結合以上的專業分類和方向設置,制定的研究領域主要有工程施工與管理、環境工程、巖土工程、結構工程、測繪與地理空間工程、交通工程、水工程共七大領域。同時,設置了研究中心,分別為測繪與地理空間創新中心、基礎工程與安全中心、施工創新和研究中心、可持續工程中心、水文與資源研究中心、凈水研究中心、澳大利亞住宅與基礎設施氣候適應研究中心、集成化交通體系創新研究中心。
人才培養方案主要有三個層次,一是本科學士學位(Undergraduate degree);二是課程研究生(Coursework Program,主要培養課程碩士學位);三是研究型研究生(Research Program,又分為碩士和博士兩個階段)。此外,還有一些面向社會的短期培訓模式,主要目的是為一些工程技術人員的知識更新和提高工作技能服務。
(一)本科生
在本科培養階段,主要有單學位和雙學位兩種模式。單學位一般學制4年,雙學位一般學制5~6年。學生的選擇靈活而又寬泛,在學期間可以交叉選擇藝術、科學、商貿、法律等雙學士學位課程。
本科單學位主要包括土木工程、環境工程、土木工程與建筑、測繪工程、地理空間工程等五類學士學位授予方向。土木工程專業方向單學位的學生或多或少都要選修一些與環境工程相關的課程,并完成相應的學分要求。
本科雙學位主要包括工程與藝術、工程與商貿、工程與法律、工程與科學、土木工程與其他工程等五類學士學位授予方向。其中,土木工程與其他工程方向的學制一般為5年,主要是土木工程與測繪工程、環境工程、采礦工程方向的交叉結合。工程與藝術方向的學制一般為5~5.5年,工程與商貿方向的學制一般為5.5年,工程與法律方向的學制一般為6~6.5年,工程與科學方向的學制一般為5年。
(二)課程研究生
課程研究生不設導師制,主要講授課程,學生通過修滿指定的課程和學分獲得碩士學位,一般又稱為課程碩士。課程碩士的學制通常為2年,每學期需要修滿4門課程,每門課程一般通過階段性的PPT課堂討論、課程論文、課程考試來完成。目前,課程碩士約占新南威爾士大學碩士學生總數的絕大多數。提供課程碩士學位的專業方向主要有土木工程、環境工程、地理空間工程、巖土工程與工程地質、工程管理、結構工程、交通工程、水文與資源工程、凈水與污水處理工程。
課程碩士設置三個培養層次(圖2)。一是研究生課程認證,主要為一些沒有本科學位的大專生過渡學習階段;二是研究生學歷認證,主要針對一些專業背景或學習成績達不到要求的本科生;
三是碩士學位認證,要求具備本專業本科學習背景,成績達到一定的要求,且有學士學位的學生。課程認證要修滿24學分和4門課程,學歷認證要修滿48學分和8門課程,學位認證要修滿96學分和16門課程。
(三)研究型研究生
研究型研究生的學位授予主要分為哲學博士(Doctor of Philosophy)、工程碩士(Master of Engineering)與工程科學碩士(Master of Engineering Science)三類。與課程碩士不同的是,研究型研究生沒有具體的課程和學分要求,是在導師的指導下從事專業內某一領域的研究工作。
哲學博士按專業主要分為土木與環境工程、測繪與空間信息系統兩大類,學制一般為4年。本科生獲得學士學位以后可以選擇直讀博士,或者工作幾年再讀博士,不需要有碩士學位。博士論文的長度一般不超過十萬字數,要經歷4年的持續研究與學習。一般要求博士生每年做一次階段性研究報告,是對研究創新的重要評估。如果未通過,推遲四個月再申請匯報;若再次沒有通過一般作退學處理。此外,博士階段雖然沒有課程學習要求,但一般來說,學生會結合研究的需要,去選修一些本科或課程碩士的課程。博士學習階段的退學率比較高,有的專業高達50%~60%。
工程碩士與工程科學碩士學制一般是2年,主要專業有土木工程、環境工程、地理信息技術、巖土工程與工程地質、項目管理、結構工程、交通工程、凈水與水文工程、水資源等。工程碩士著重培養學生的工程應用能力,要求學生在應用中提出一些獨到的見解或對應用技術有所促進。工程科學碩士著重工程中的一些涉及計算與分析的研究問題,培養學生從科學的角度去思考如何促進工程技術應用的提升。一般具有本科學位的學生可以選擇學習工程碩士或工程科學碩士,類似于博士。研究型碩士的退學率也很高,在學期間需要定期匯報階段性研究進展。
(四)比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程學科的專業設置與培養方案的分析,可以得出以下幾點結論。
一是,專業設置和國內大學類似,屬于“寬口徑、厚基礎”的大土木類型,既包括傳統的土木工程(建筑工程、地下工程、橋梁工程、道路工程),又包括交通工程、工程管理、房地產等方向。與國內大學不同的是,土木工程一般與環境工程相結合,因此也包括一些與環境相關的專業或方向,比如可持續工程、水工程、測繪與地理空間工程等。此外,本科生四年的學習不再細分專業方向,真正體現了“寬口徑、厚基礎”的培養模式。
二是,本科生可以選擇雙學位培養方案,在完成本專業學士學位的課程和學分要求以外,可以再選修一些其他學院的與科學、藝術、商貿、法律、經濟管理等相關的學位。從這個角度來說,本科生的專業和學位選擇余地寬泛,有利于學生的均衡教育和視野拓展。此外,部分對從事科學研究感興趣的本科生也可以直接選擇攻讀博士學位。
三是,課程研究生培養方案給一些不愿意從事科學研究,又想獲得碩士研究生學歷或學位的本科生提供了教育機會。他們可以通過修滿一些課程和達到規定的學分要求,從而獲得課程碩士學位,部分本科生也可以通過這個階段進一步提升自己的專業知識水平和工作技能。
四是,研究型研究生一般沒有課程和學分要求,這樣有助于學生盡快進入研究狀態,安心于研究興趣。研究型碩士又分為工程碩士和工程科學碩士兩種類型,有助于學生結合自身情況進行靈活選擇。
五是,研究階段沒有的硬性要求,但對研究的創新性要求較高。比如針對博士的培養,每年學生都要匯報階段性研究進展。由相關領域的學者進行評價,給出是否可以繼續研究的建議。論文完成后不設置答辯環節,而是采用函評的方式由世界范圍內的著名學者進行評閱,并給出是否達到授予學位要求的評價,真正體現了“寬進嚴出”的培養模式。
二、 課程設置
(一)本科生
土木工程專業本科生所修課程和學分如圖3所示。課程主要分為基礎課、專業基礎課、專業課和實踐四大模塊。第一學年主要以基礎課程為主,包括數學、物理、材料、化學、力學、各類基礎設施體系、工程師基本概念、工程設計與創新等;第二學年以專業基礎課和專業課為主,包括固體力學、水工程、交通與公路工程、工程計算與施工、通識教育、結構分析與建模等;第三學年以專業課為主,包括工程運營與控制、土力學、鋼與混凝土結構、水力資源工程、土木工程實踐、應用土工技術與工程地質、給水排水工程等;第四學年是實踐環節,除了通識教育以外,主要包括與實際工程相結合的畢業論文專題,以及一些專業選修課。
以上每門課程均為6個學分,每學期一般安排4門課程,學生四年需要修滿192個學分,方可獲得學士學位。從課程設置來看,體現了土木工程學科寬泛的特點,在第四年的選修實踐課中,學生可以靈活選擇自己所感興趣的工程方向。
(二)課程研究生
土木工程專業課程研究生的課程設置如圖4所示。這些課程充分體現了工程教育寬泛的特點,既包括與土木工程設計、施工和管理相關的基本課程,又包括與經濟、環境、可持續發展相關的選修課程。
允許課程研究生跨專業背景學習,如果學生來自于其他專業或者沒有修完土木工程專業本科課程,一般會被建議增加選修一些相關的課程,以便增強本專業的知識背景。課程設置的類別和數量主要以培養學生具備解決與工程管理、巖土工程、結構、測繪、交通、給水排水等領域相關的高等學科知識為主。
(三) 比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程專業本科生和課程研究生的課程設置分析,可以得出以下幾點結論。
一是每門課程均設置為6個學分,每學期一般固定4門課程,學分制度和課程數量設置合理,有助于學生更好地學習和理解專業知識。國內大學土木工程專業課程的學分一般從1~4.5不等,學分設置分散,課程學時也很分散,有的課程僅僅設置為幾周時間,有的課程卻跨度一個學年。分散的學時和學分設置既不利于學生選修課程,也不利于學生對專業知識的充分理解和消化。
二是由于本科教育階段設置了雙學位培養模式,本科生可以自由選擇自己感興趣的學科或專業的課程。課程研究生也設置不同的學位授予類型,可以在土木工程專業范圍內自由選擇不同方向的課程,也可以跨不同專業或方向交叉選擇課程。
三是實踐環節設置是直接與實際工程相關聯的,一般鼓勵學生在工程單位實習期間同時完成畢業論文,增設一些實踐選修課程,這些課程可能就開設在實驗室或工程單位,以鼓勵對不同工程感興趣的學生自由選擇學習。
四是對研究型研究生雖然沒有課程和學分要求,但會要求他們根據不同的研究方向和研究方法有針對性地選擇某些課程學習或直接去旁聽。比如,從事數值分析的研究生可以選擇一些高等工程數學課程,從事計算機編程與模擬的可以選擇一些計算機程序課程。
三、結語
通過對新南威爾士大學土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等方面的教育模式進行分析和比較,提出了一些建議,為國內高校土木工程專業的建設、培養模式的改革、卓越工程師教育計劃的實施提供借鑒。
(1)土木工程專業設置寬泛,培養方式靈活,真正體現了“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式。
(2)本科教育階段設置單學位與雙學位并重培養機制,學生不僅可以在本學科獲得學位,還可以在不同的學科和專業間學習相關課程,取得相關的學位。
(3)課程設置體現了學科教育的寬泛特點,單門課程固定為6個學分,每學期固定4門課程,課程學時和學分緊湊集中。
(4)本科階段的實踐環節一般要求學生在工程單位完成,既包括結合實際工程案例完成的畢業論文,又包括一些與不同工程類型相關的實踐選修課程的學習。
(5)研究生培養分為課程研究生(碩士)、研究型研究生(碩士和博士)兩個層次。課程碩士不設導師制,不需要從事研究,主要是完成相關專業的課程學習。研究型研究生沒有課程學習和學分要求,主要從事相關領域的研究工作。
(6)研究型研究生的培養充分體現了“寬進嚴出”的培養模式,沒有硬性的要求,每年定期進行階段性研究進展匯報,優勝劣汰,淘汰率較高。
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關鍵詞:土木工程;發展現狀;發展趨勢
中圖分類號:K82 文獻標識碼:A
1 土木工程發展的重要意義
土木工程建設在和自然斗爭中不斷地前進和發展。城市的高樓大廈拔地而起,各種橋梁、水利工程、四通八達的公路貫穿各個省市。土木工程是保證人類居住和交通的支柱產業,完善土木工程的建設和發展,實現經濟、社會、環境統一協調發展,成為目前土木工程的關注熱點。人類為了爭取生存,為了爭取舒適的生存環境,預計土木工程必將有重大的發展。
2 土木工程的發展現狀
了解土木工程的發展現狀對其未來發展有著重要的意義。本章節在經過筆者多年來的施工經驗中得出些結論,并形成了文字,具體如下。
2.1 土木工程理論的發展
土木工程的發展包括兩個部分,即土木工程理論和土木工程設計,理論是基礎、設計是理論的體現,只有建立堅實的理論基礎,才能讓土木工程設計得到最大的進步。土木工程理論包括力學、統計學、計算機等學科,需要對每個學科綜合加固,切實保證理論基礎的可靠性。計算機技術的發展也給土木工程帶來了極大的飛躍,針對建筑、道路、鐵路、橋梁、隧道等專業開發了相應的計算軟件,這給土木工程的設計帶來了很大的突破。隨著信息化進程的加快,土木工程發展的信息交流得到了很好的進步,對于國家各個建設項目、甚至國際項目的優勢理論都可以與同行進行交流學習。
2.2 土木工程設計的發展
土木工程設計和規劃改變了憑借經驗設計的慣例,趨利避害地全面考慮土木工程的安全、環境、經濟等所有因素。隨著新材料、新結構、新工藝、新施工方法的出現,人類更有可能從事更大規模的土木工程修建,高層建筑不僅在數量上越來越多,超高層、超大跨橋梁和大跨結構等大型復雜結構的興建,結構設計呈現更長、更高、更柔的發展趨勢。土木工程設計是建立在堅實的理論基礎上的,隨著對土建項目要求的增長,土木工程設計也更加向更復雜的方向發展,只有把握好新技術、新優勢才能把土木工程設計想更加完善的方向發展。目前,土木工程設計發展取得了一定的成績,在形式、受力等方面取得了進步。
2.3 土木工程施工的發展
土木工程施工的發展體現在施工材料、施工設備和施工工藝三個方面。施工材料出現了復合材料高強鋼材等全新建筑材料,如碳纖維、玻璃纖維增強塑料、雙層中空玻璃、鎂合金、鍍膜玻璃、鋁合金、各種節能混凝土等,新型材料在工業和民用建筑中得到廣泛使用,為復雜大型土木工程提供了重要物質基礎。工程實施的設備、工具不斷地向自動化、機械化、科學化發展,使得大規模復雜的土木工程不斷發展并得以實現,推進了土木工程的科學快速發展。城市地下工程建設主要施工方法有明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法、沉管法、凍結法及注漿法等,也為地下空間開發提供了寶貴的經驗。
總之,我國土木工程的設計、施工和理論研究方面取得了很大的進步,但是與發達國家還是有一定的差距。未來土木工程不僅要加強新型結構型式、新型建筑材料、新的技術手段的理論探索和應用研究,更要加強土木工程理論和技術的融合與滲透,實現土木工程的更大突破。
3 土木工程的發展趨勢
前文根據筆者的實際經驗,已經闡述了土木工程的發展現狀。經過論證得出,土木工程理論的發展,土木工程設計的發展及土木工程施工的發展三者是息息相關的,互補關系,在具體施工中起到非常重要的作用,并不斷得到施工人員的喜愛。
3.1 向信息化趨勢發展
加快信息化建設并帶動工業化,這是我們的國家提出的新時代的奮斗目標。信息化建設是利用計算機技術、網絡通信技術、智能信息處理技術、自動化控制技術等進行改造。通過信息化建設,使傳統控制方式下一些較難實現的高難度項目成為可能,信息化技術將全面革新設計技術和施工技術,在土木工程界已發揮了巨大的作用。以數字化信息處理技術的網絡通信技術為背景的技術服務系統,工程設計的傳統過渡到基于網絡的并行設計和協同控制,解決這一復雜設計系統的管理與協調需要協同技術。信息化的社會背景為只能建筑的興起提供了更為廣闊的空間,對信息資源和對使用者的信息服務及其與建筑的優化組合,使人們獲得投資合理,都將被納入計算機輔助施工技術系統之中。
3.2向虛擬現實技術發展
溝通的虛擬現實技術在土木工程提供了一種新觀點和方法,結合計算機技術、傳感器技術、網絡技術和多媒體技術等高新技術的綜合。虛擬技術是一種新的人機交互技術,讓人仿佛置身在現實世界中,一方面,將廣泛應用于工程項目招標投標、施工過程和方法可以很好的進行清算,其計算在結構設計和施工過程仿真、復雜的計算過程更有其獨特的優勢。但環境模擬技術及相應的實驗設備是目前瓶頸耐久性土木工程研究。通過實現虛擬技術來解決這些問題是一個最可能的是未來的發展方向。這種方法受到信息接收者經驗的限制,使得使用這種方法交流起來比較困難。虛擬技術是一種新的人機交互技術,可以將施工過程和方法很好的變現出來,通過虛擬技術的實現來解決這些問題是未來最可能的發展方向之一。
3.3 向超大型土木工程方向發展
在21世紀,隨著新材料、新結構、新技術的出現,新的施工方法將更大規模土木工程建設、實現新突破。近年來,隨著大規模生產優質水泥、纖維和玻璃纖維混凝土和聚合物浸漬混凝土混凝土發達,帶來了土木工程結構,新開發的設計理論和施工技術等。碳纖維的應用研究,土木工程領域中的另一個重大突破。如何合理使用高強度鋼也是一個重要的研究課題,和其他高性能混凝土復合材料也將朝著輕、強、良好的韌性和使用性能方面的開發,既從數量的高層建筑鋼結構和用法的高性能材料需要進一步增加。
3.4 向地下、太空、沙漠、海洋空間發展
空間資源越來越緊張,開發地下、太空、沙漠和海洋空間是解決當前空間和土地資源緊張的一個有效途徑。為了綜合利用地下空間資源,地下空間開發逐步向深層發展,在地下空間開發中的應用將加強。美籍華裔林銅柱博士就提出在月球上利用它上面的巖石生產水泥并預制混凝土構件來組裝太空試驗站,這也表明土木工程的活動將有可能向太空發展。世界未來學會對下世紀初設想將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲,研究開發使用沙漠地區太陽淡化海水的經濟上是可行的方案。許多國家將建筑空間向海洋拓寬,船上設有小型噴氣式飛機的跑道、醫院、旅館、超市、飯店、理發店和娛樂場等。
結語
綜上所對土木工程發展的重要意義,土木工程的發展現狀及未來趨勢所述,土木工程行業是我國的支柱產業,影響我國基本建設的行業,高新技術對土木工程這一傳統專業的改造及影響。因而我們對土木工程的研究和實踐也更加重視。
筆者認為,隨著國民經濟的發展,土木工程行業是我國的支柱產業,影響我國基本建設的行業,高新技術對土木工程這一傳統專業的改造及影響。如何順應這一科技革命與創新的潮流,并研發新工藝、新技術、新型材料是未來土木工程發展的必然趨勢。我國土木工程的設計、施工和理論研究方面取得了很大的進步,但是與發達國家還是有一定的差距。未來土木工程不僅要加強新型結構型式、新型建筑材料、新的技術手段的理論探索和應用研究,更要加強土木工程理論和技術的融合與滲透,實現土木工程的更大突破。
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關鍵詞:土木工程學科;研究生培養;課程體系優化;職業能力培養
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)01-0196-02
研究生課程是研究生培養的起點和重要組成部分[1]。土木工程學科的研究生開設的課程除了英語、數學、政治等基礎課之外,還包括有限元分析、結構動力學、彈塑性力學在內的專業基礎課,以及與專業相關的大量專業選修課,總學時在250~320之間。研究生課程教學的目的,一方面是提高研究生的基礎理論水平,培養研究生的基礎科研能力,另一方面是加強本專業的專業知識,為后續的論文研究和職業實踐做準備[2-3]。
但是,隨著土木工程學科的迅猛發展,目前開設的課程體系和課程內容都出現了與當前的研究進展脫節,所學知識不能滿足論文研究和職業發展需要的趨勢[4],亟待改革和優化。為解決這一問題,廣州大學對當前土木工程專業的研究生課程設置進行了廣泛而深入的調研,并提出了優化改革的初步方案。
一、土木工程學科研究生課程體系調研報告
為了解我國各高校土木工程學科研究生課程設置情況,本文采取多種方式進行了調研,主要包括:參加2015年5月在先建筑科技大學舉辦的第八屆全國建筑與土木工程領域工程碩士培養工作研討會,聽取東南大學、同濟大學、清華大學、西安建筑科技大學等兄弟院校的專題報道,了解其課程設置情況;通過主辦廣東省結構力學系列課程教學經驗交流會的機會,與省內十五所院校土木工程學科的教師座談;在廣州大學土木工程學院研究生答辯期間,邀請大量兄弟院校和企業專家參加答辯,征求其對于研究生課程體系優化的意見;充分利用各高校網站上有關土木工程學科點的研究生教育、教學資料信息,并對其進行調研、收集和整理。調研結論和收獲如下:
1.學術型研究生和專業型研究生應當突出特點,分類培養。根據教育部2009年《教育部關于做好全日制碩士專業學位研究生培養工作的若干意見》,設立專業型研究生的目的是“積極主動適應經濟社會發展對高層次應用型專門人才的需要”,與學術型研究生培養高層次科研人才有所不同[5]。因此,學術型研究生和專業型研究生的培養應該突出重點,堅持分類培養。就土木工程學科而言,學術型研究生應當注重數學、力學等系列專業基礎課程的教學,拓寬知識面,加強其基礎科研能力培養;專業型研究生應當強調職業能力培養,注重課程體系設置對工程實踐能力的提升,可以邀請擁有大量實際工程經驗的企業專家開設實踐課程或相關講座。
2.研究生課程設置應當與當前科學研究和工程實踐的新方法、新技術充分結合,增強課程設置的針對性和實用性。理論性較強的課程,如有限元方法、結構動力學等,應當強調編程和數值模擬能力的培養,充分結合通用的工程應用軟件(如Matlab,Abaqus等)進行教授;實踐性較強的課程,應強調其在工程實踐中的應用,結合工程實例進行分析和討論,鼓勵學生在實習和實踐中學習;個別內容可以根據需要,在施工現場實習教學。
3.研究生課程應當因應學科的發展和研究生的培養情況分類設置,動態調整。近年來,我國土木工程行業迅猛發展,相關理論和技術日新月異。土木工程學科點研究生課程的設置應當與學科的發展相適應,動態調整專業課程的設置,既保證基礎課和專業基礎課程的教學,又使研究生的課程能夠最大程度地滿足論文研究和工程實踐能力培養的需要[6]。
二、研究生課程體系優化方案
根據以上調研結果和結論,廣州大學土木工程學科點對學術型和專業型研究生的課程體系進行了調整和優化。優化調整的基本思想包括:以提高研究生培養質量為最終目標,課程體系優化為培養研究生基礎科研能力和工程實踐能力服務;與科技發展和工程實踐的需要充分結合,對研究生課程體系分類建設,動態調整。
為保證和促進研究生課程體系的調整和優化,廣州大學確定了加強研究生課程體系建設的多項措施,主要包括加強研究生授課管理,獎懲結合,鼓勵相關教師開展研究生課程教學研究等,其目的就是積極促進理論課程教學與工程實踐能力培養的充分結合,對研究生課程體系進行有針對性的調整,提高研究生的培養質量。其具體措施包括:
1.土木工程學科點研究生課程系統設計和整體優化。對于學位課程和專業基礎課程,要保證授課學時,優化教學內容,培養土木工程學科研究生扎實的理論基礎,為后續的學位論文研究做好準備。對專業課和專業選修課,要針對不同學科的要求進行系統設計,開展分學科的專業課群建設[7]。目前廣州大學土木工程學科點在建的碩士研究生專業課群包括結構工程課群、防災減災工程課群、工程管理課群、工程力學課群等。
2.學術型研究生課程體系應強化基礎理論課程與學科研究前沿的聯系。學術型研究生的基礎理論課程要面向當前學科的研究前沿,與實踐應用相接軌。土木工程學科的基礎理論已經發展到了用大型計算軟件代替傳統的手工計算的階段,這些軟件都已經成為土木工程行業進行結構分析和設計必備的工具。因此,基礎理論課程的教學就兼顧理論知識的教授和相關計算模型和分析軟件的學習,既要讓研究生對基礎理論有深入的理解和認識,又要引導其熟悉和使用先進的計算軟件求解結構分析和設計中的實際問題。
3.專業型研究生課程體系應因職業能力培養的要求增加實踐類課程的比例。專業型研究生的培養目標是高層次的一線技術人員,土木工程界的設計、施工單位都希望學校輸出的研究生畢業后能夠經過盡量短的適應期就正式開展工作[8]。因此,專業型研究生的課程體系應當根據論文研究和職業規劃的要求,適度增加實踐類課程的數量和比例,充分利用實習和實踐的機會,提高其職業能力和專業素養。
除了積極派遣研究生去工程設計和施工單位實習之外,廣州大學土木工程學院還積極邀請企事業單位專家來學校開設講座,甚至直接參與研究生課程的教學。特別是一些實用性強的課程,如鋼結構、混凝土結構等,采取由校內主課教師確定教學內容和基本框架,由校外專家授課的方式進行教學,收到了學生的歡迎,取得了較為明顯的教學效果。
三、研究生課程體系管理
為保證上述研究生課程體系優化方案的執行,廣州大學土木工程學院采取了一系列的支持措施,具體包括:
1.完善了研究生課程教學評價和監督體系。邀請校內外專家組成研究生課程教學督導組,對研究生理論課程和實踐課程進行定量不定期現場聽課、監督,給出對課程建設、教學內容和教學方法的評價和建議。特別是校外企事業單位的專家給出的建議,對于研究生課程與工程實踐能力的銜接具有重要意義。在此基礎上,完善了研究生課程學生評價體系,根據研究生及其導師對課程的反饋對研究生課程體系和課程內容有效管理,動態調整。
2.支持和鼓勵相關教師進行教學創新,提高教學能力,改善教學效果。建立了常態化的研究生教學研究支持體系,鼓勵相關教師開展教學研究,設立了一系列研究生教學科研項目;鼓勵與工程實踐關系緊密的課程擴大與相關企事業單位的對接,提高實踐教學學時的比例;鼓勵和支持教授同一課程的教師不定期舉行教學研討會,對教學內容和教學方法進行深入探討。
四、結語
在土木工程行業迅速發展,研究生數量逐年增加,專業型研究生比例逐漸增大的背景下,研究生的培養與當前科技研究的前沿相結合,強調工程實踐能力的培養,是一個必然的趨勢。針對這一變化,土木工程學科點碩士研究生的課程也必須做出積極響應和調整優化。本文在深入調研國內各高校土木工程學科碩士研究生課程設置的基礎上,提出了碩士研究生課程體系優化的方案,并給出了教學管理方面的支持和激勵方案。
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關鍵詞:土木工程;本科生;心理預期
中圖分類號:TU-4 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0020-04
自1998年10月國家教育部將土建類各專業合并為土木工程專業以來,在“大土木”背景下,國內各大高校土木院系漸漸從蘇聯式專業細化向“厚基礎寬口徑”轉變
。在多年教學改革探索中,對土木工程專業人才培養也提出了新的要求,懂設計、施工、管理,具有國際競爭力的創新性復合應用型人才成了各大院校競相追逐的培養目標。世紀交接之時,國內工程類院校培養目標的制定通常來自以下四個方面[1]:(1)依據21世紀科學技術發展的特點和趨勢;(2)依據社會主義市場經濟對人才培養的要求;(3)依據中國高等工程教育的特點和現狀;(4)依據各院校的實際情況和辦學特色。
為適應時展,制定新培養目標時有必要將第五點納入考量因素,即依據學生對教學的反饋與心理預期將教育從以教師為中心(teacher-oriented)逐漸轉變到以學生為中心(student-oriented)[2]。以學生為中心是指通過了解學生的心理預期幫助教師更好地改進教學,實現教育目標,而不是無原則迎合學生需要。前哈佛學院院長哈瑞?劉易斯在《失去卓越的靈魂》[3]中明確指出,當代大學普遍存在過分迎合學生需求的問題。在中國高校教改過程中也必須對此問題予以關注。此背景下,針對土木工程專業學生開展專業心理預期問卷調查,在調查數據的基礎上,對土木工程專業培養目標、課程設置與實踐教學的問卷結果進行了數據統計與特征分析,以期為高校教學改革提供參考和依據。
一、研究對象與研究方法
此次調查對象為土木工程專業大一與大三學生。共隨機發放問卷200份,回收有效問卷181份,有效率90.5%。其中大一學生88份,大三學生93份。調查目的為根據統計結果分析大學生心理預期的特點。
調查問卷內容涵蓋專業熱情、培養目標、課程設置、實踐教學、教學內容、教學模式與方法。問卷的題型有單選題、多項選擇題和開放式題型三種。部分題目采用低、高年級對比方式,縱向觀察學生在專業認識上的發展趨勢與規律。為了讓學生真實、自由地表達自己的想法,問卷最后還留有空間給學生自主發表建議與意見。
二、分析與討論
(一)對培養目標的心理預期
與土木工程專業培養計劃[4]比照可以看到,人文、社會科學、人與環境關系等方面的選項占到了1/5以上,說明在這些方面學生心理預期與國際教育趨勢一致。在物質文化日益完善的今天,“人文、社會、環境”問題已經成了人類文明的象征。在發達國家的土木工程專業里,已經把這部分作為課程重要內容,比如美國麻省理工的土木工程學院就叫做Civil and Environmental Engineering Department,也有許多相應的課程設置;日本土木工程專業排名前三的東京大學、京都大學和東京工業大學都將人文、社會、環境列入了培養計劃,并有相當多的課程來支持。反觀國內在這方面的課程設置還不充分。
其次,學生對經濟與法律、國際視野、管理能力、社會責任感、通才培養等培養目標的心理預期分別占比17%、16%、15%、12%、9%。從數據中可以看出,雖然作為工科學生,但土木工程專業學生對經管類知識的求知欲望也很強烈。在土木建筑行業日趨國際化的背景下,優秀的土木界人才必須具備項目預算、工程管理等多方面的經濟與管理類知識。這也說明各大土木院校在培養技術人才同時,也不能放松對管理人才的培養。在設置課程體系時,除了基礎課程、專業基礎課程、專業課程外,必須系統考慮人文、社會科學、人與環境關系、經濟、法律、管理、國際視野等一系列通識類課程的設置。
這里需要特別指出的是,對通才教育的理解不應僅局限于所教學科的范圍廣、領域寬。原清華校長梅貽琦認為,通才教育應包括德育、智育、體育、美育、勞育五方面。其中有相當一部分只能在生活(家庭、學校和社會)中學到,而不能單純地通過課堂教學來習得。具備國際視野、社會責任感等都是大土木提出后,對21世紀高素質土木工程人才的基本要求,這是一個“軟”指標,此外還需要制定一套相應的評估體系。目前,這些“軟”指標確實很難落實貫徹到培養目標中,也難以對實施效果予以客觀準確的評價。
再次,在學生的主觀反饋意見中還提到了行業現狀、實踐、人格塑造、藝術素養、創新能力與建筑審美,這些能力的塑造也有助于培養目標的制定。
(二)對課程設置的心理預期
對學生在課程設置方面的心理預期調查主要集中在以下三方面。
第一,總課程是否偏多。表1和表2分別列舉了課外活動時間與內容的調查結果。從側面可以看出,課程總數設置還是比較合理的。學生有充足的時間開展個人興趣活動,從而規劃與實現自身發展。學生平時投身自主學習的積極程度,總體上來說也呈現良好的趨勢。
論文摘要:在對土木工程應用型本科畢業生崗位(群)分析確定的基礎上,提出了人才培養的目標能力。通過對目標能力分解,提出了土木工程應用型本科教育創新人才培養模式方案設計。實踐證明,創新人才培養模式的建立使學生的綜合素質、工程能力等得到了較大提高,實踐效果明顯。
論文關鍵詞:土木工程應用型本科教育;崗位分析;能力分析與分解;創新培養模式;工程能力
21世紀,我國土木建筑業得到迅速發展,土木建筑業企業對土木建筑高級技術人才的需求表現得非常急切,并寄予了很高的期望。他們期望土木工程專業的畢業生除具備較高的職業素質和專業能力外,還能在較短的時間內勝任土木工程施工企業項目部的各種技術管理工作崗位,使企業能快速適應我國土木建筑業的發展需要。為此,山東科技大學土木工程應用型本科教育主動適應社會發展的現實,主動服務于土木建筑業發展的需要,自2004年起對土木工程應用型本科教育的人才培養模式進行了創新實踐,確立了面向土木建筑業企業施工和管理高素質應用型人才的培養目標,確定了“素質高、基礎扎實、實踐能力強、創新能力強、創業能力強、團隊意識強、具有國際視野的應用型人才”的規格定位,建立了注重崗位針對性、以崗位(群)的實際需要為導向、以專業或技術崗位群所需理論知識和技術技能為中心的課程體系,構建了專業教育與行業崗位、行業執業資格相結合、技能訓練與工程能力相結合的教學內容,以學生成長和發展為理念的創新人才培養模式,并取得了良好的實踐效果。
一、土木工程應用型本科畢業生的崗位分析
土木工程專業是一個通用類專業,其面向房屋建筑工程、橋梁工程、道路工程、地下工程與隧道工程、巖土工程等專業方向。我國各本科院校的土木工程專業由于其建立的背景各不相同,在大土木專業背景下設置的專業方向各有特點,但長期以來無論是應用型教育還是學術型教育,普遍采用的都是通用教育人才培養模式。調查發現:不同院校及不同層次的土木工程本科畢業生,除專業理論深度存在一定差別外,都存在著實踐能力不足、單項技術能力熟練程度不夠、代表土木建筑業新技術趨勢的技術掌握有限、對與國際土木建筑業接軌的知識不了解等諸多問題。
同時調查還發現,我國目前土木工程行業從業人員已達8000多萬人,受過高等教育的從業人員僅占5%左右,而專業技術人員僅占從業人員的3%左右,其中設計與施工方面的從業技術人員大部分為專科及其以下層次的院校畢業生。由于行業技術人員自身對土木建筑行業知識層面的認知程度、職業素質及業務能力缺乏,從而制約了土木工程行業的技術發展,行業急需大批層次較高的應用型專業技術人才。
因此,根據土木建筑業企業對土木工程專業人才能力和崗位設置的要求,山東科技大學土木工程應用型本科專業的培養確定主要面向的崗位(群)如下:
(1)土木工程設計人員:負責土木工程方面設計和設備選型工作。
(2)工程技術負責人員:負責土木工程項目內業管理,編制施工技術方案、現場技術交底、質量管理等工作。
(3)工程施工負責人員:負責土木工程現場生產、人員、材料及設備的調配與安排工作與施工測量工作。
(4)工程造價負責人員:負責土木工程項目的工程量計算、預決算工作。
(5)項目經理:負責土木工程項目的資金、人員、材料調配,負責對工程項目實施全面管理。
二、土木工程應用型本科人才培養的目標能力分析
土木建筑業企業對土木專業人才的需求表明:現代土木建筑業企業一方面需要大量的能夠將工程圖紙轉化為工程實體的技術實施型高級工程技術人員,另一方面還需要較多能適應不同崗位、土木建筑市場需要的且具有較高管理水平及新技術應用能力的工程管理型高級技術人才。
1.目標能力分析
為實現培養目標,達到現代土木建筑企業對土木工程專業畢業生的要求,土木工程應用型本科專業的畢業生應具有四個方面的基本能力。
(1)具有較高的個人能力素質。包括:較強的口頭、書面交流能力,組織與協調能力,準確的市場分析以及靈活處理人際關系的能力,熟悉財務、金融和法律方面的知識,具有較強的外語和計算機應用能力以及與國際接軌的合同、規范標準的理解能力。
(2)具有較強的管理能力。如熟悉現代企業管理方法、手段及能進行運用的能力,建筑工程施工組織與管理的能力,建筑工程施工質量與施工安全管理的能力等。
(3)具有較強的工程技術應用能力。如一般土木建筑工程的設計能力,工程量計算與預決算能力,建筑施工測量能力,施工一線生產、人員、材料的調配能力及設備造型、布置、使用能力等。
(4)具有依靠科技進步和應用新技術、新材料及新設備的能力。即應善于學習,了解建筑技術的最新發展動向,具有對新技術、新材料、新設備加以運用、推廣的能力。
2.目標能力分解
為培養學生達到上述四項基本能力,一方面設置相應課程,通過課堂教學來培養;另一方面設置實踐性教學,通過提高實踐技能和工程能力來實現。
(1)基本能力:主要包括職業道德、協調能力、合同及法規、法律知識及交流能力等。
(2)制圖識圖能力:能夠繪制、識讀各類土木建筑施工圖。
(3)計算機應用能力:能編制簡單程序,熟練進行計算機操作及軟件應用,并能用計算機進行繪圖。
(4)外文資料的借鑒能力:在能夠聽、寫、讀英語的基礎上,達到閱讀、翻譯英文資料的能力。
(5)管理能力:包括建筑工程預算能力、工程項目承包能力、施工現場管理能力。
(6)技術應用能力:能夠進行土木建筑工程設計、設備選擇與設計、材料選取的能力以及編寫技術文件、資料的能力。
(7)施工組織能力:在施工現場能夠組織調配各有關人員、設備、材料進行建筑產品施工的能力。
三、土木工程應用型本科教育人才培養模式的創新實踐
由于土木工程應用型本科教育人才培養目標及能力要求具有鮮明的職業定向,各專業能力的培養又由相應的課程來完成。因此,在其人才培養模式創新實踐時反映在教學內容和教學組織形式上不同于傳統的教育模式。
1.創新人才培養模式方案設計
(1)根據社會需求,突出土木工程的職業性、行業性特點,合理確定土木工程應用型本科專業畢業生的主要從業方向及業務范圍,確定專業培養目標。
土木工程應用型本科專業畢業生的主要從業方向為房屋建筑工程,主要面向施工項目部的崗位(群)以及附屬專業方向巖土與道路工程的設計與施工人員,在此基礎上確定培養目標。
(2)以工程技術應用能力和基本素質培養為主線,建立專業人才的知識、能力和素質結構。根據本專業畢業生從業方向和培養目標,在廣泛征求現場專家意見的基礎上合理確定畢業生知識、能力和素質結構。首先分析畢業生從事業務范圍內完成崗位工作所需要的各項能力、整理出畢業生能力結構表,再根據能力結構和再發展的需要合理確定畢業生的知識結構,繼而再依據企業對畢業生在思想素質、道德素質和身心素質等方面的具體要求綜合確定畢業生的知識、能力和素質結構。
(3)依據本專業畢業生的知識、能力、素質結構和社會對人才的需求構建理論課程體系、實踐教學體系和教學內容,建立與培養目標相適應的教學模式和教學體系。
根據培養目標,結合滿足社會需求和學生就業需要,建立體現應用型本科教育既有明確的就業方向和崗位針對性又有較廣泛的崗位適應性、既有畢業就能頂崗的主方向又有較寬的知識面、可滿足社會需求和就業需要的多個輔助方面的新的教學模式。
根據培養學生技術應用能力和綜合素質的要求,對理論教學體系和教學內容進行優化構建。在職業能力方面突出針對性、實用性和綜合性;在考慮理論課程體系時,建立以技術應用能力和綜合素質培養為主線,同時滿足社會需求和就業需要的模塊化課程體系。
根據培養學生技術應用能力和綜合素質的要求,對實踐教學體系和教學內容進行構建。在構建過程中強調實踐教學體系與理論教學體系具有同等重要的地位,兩者相對獨立自成體系,但又圍繞技術應用能力培養這一主線,緊密聯系、相互滲透,共同完成專業知識傳授與實際工作能力培養任務;強調按實驗技能訓練、操作技能訓練、崗位單項技能訓練和崗位綜合技能訓練各自的特點來組織實踐教學;強調技能訓練考核與社會職業資格考核、技術等級鑒定相結合;強調自主學習能力的培養和創新能力的培養。
(4)圍繞培養目標,采取各種改革措施,確保土木工程應用型本科專業的特色和教學質量。
1)采用先進科學教學的方法教學,采用現代化教學手段教學。
2)編寫與新教學體系配套的理論課教材、實踐課教材,制訂配套的多媒體課件,完善配套的教學資料。
3)建立和完善與新教學體系配套的校內、校外實習基地以及配套的教學、考核機制;實行外語等級證書、計算機等級證書、技能資格證書等多證制的培養模式,增強學生的實際操作能力和適應社會實踐的能力。
4)建設滿足教學、專業建設需要的理論和實踐教學師資隊伍。如努力改善教師的知識和能力結構,加強“雙師型”教師隊伍建設。建立專業教師定期培訓制度,支持教師到企業和其他用人單位進行工作實踐,重點提高教師的專業能力和實踐環節教育能力,并從企業引進生產和服務第一線的高級技術人才充實教師隊伍等。
5)校企聯合、政產學研用一體化辦學,通過崗位生產實踐和科技服務培養專業人才。
6)積極開展第二課堂活動、科技活動和社會實踐活動。
7)建立科學的考核體系、教學管理體系和與新教學體系相適應的運行機制,確保教育質量。
2.創新人才培養模式的實踐
為了確保人才培養模式的實施和培養目標的實現,創新人才培養模式,打破了原有的學科體系,在組織實施時將整個教學內容劃分四個模塊進行。一是培養個人能力綜合素質模塊,包括人文社會、法律知識、職業道德、身體素質等知識的基本能力方面模塊。二是專業技術基礎模塊,強調突出計算機應用能力、計算能力及相關領域活動能力、外語資料借鑒能力、制圖、識圖能力等。三是技術能力模塊,突出工程設計能力、施工能力等。四是管理技能模塊,突出管理、財會、金融、招投標決策、質量、安全管理等方面的能力。在教學組織和實施過程嚴格按人才培養設計方案進行實踐。
四、學生的綜合素質、工程能力及社會評價
山東科技大學土木工程應用型本科專業創新人才培養模式實施7年來,由于能夠與國際、現代土木的技術要求相適應,注重能力培養,突出專業特色,課程體系設置科學、合理、具有可操作性,取得了較好的實踐效果,主要表現為:模式有利于學生知識、能力素質的協調發展;模式對促進學生能夠創造性思維的培養、自學能力培養、人格品質的塑造、實踐能力的提高及個性發展五個方面有較好的效果;理論教學既注重基本概念與基本理論的講授,又努力提高學生綜合運用知識與理論的能力,學生實際能力得到較大提高;實踐性教學模式促進了學生工程技術應用能力的提高;畢業生獲得了全國大學英語等級考試合格證書、計算機應用知識和應用能力考試初級證書、工程測量高級職業資格證書、建筑CAD資格證書、項目管理師資格證書等;土木工程應用型本科專業已畢業四屆學生,已普遍得到社會、企業的認可和高度評價,學生就業率連續在95%以上。
五、建議與結論
通過幾年對土木工程應用型本科教育人才培養模式的建設與實踐,我們深深認識到:培養適應新技術與施工設備、滿足現代土木工程應用型高級技術人才,其培養方案及模式必須立足職業能力培養,提高學生的綜合素質,突出工程技術應用能力和創新能力,在創新實踐中主要做好五個方面的工作。
一是創新理論教學體系。在構建創新理論教學體系時,應依據土木工程專業知識、能力、素質結構要求,對課程體系和課程內容優化組合,建立與培養目標相適應的理論教學體系。
二是創新實踐性教學體系。在構建創新實踐性教學體系時,應根據土木工程專業知識、能力、素質結構要求,對實踐性教學體系和教學內容進行優化組合,建立與培養目標相適應的實踐性教學體系。包括土木工程材料、土力學等課程的實驗教學體系、各類實習及設計的教學體系等。
三是創新課程模式。在構建課程模式時可將課程分為“綜合素質課”、“基礎理論課”、“技術能力課”等,使課程體系有利于完成培養目標。
摘要:通過在民辦高校引入CDIO模式對《土木工程材料》課程中積極探索開展教學研究與改革,不斷創新,優化教學內容,建立適合應用型人才的模式,培養學生具有自主學習、實踐能力、創新能力的新型課程體系、多樣的教學方法。
關鍵詞:民辦高校 ;土木工程;教學;實施
中圖分類號:TU50-4
1 背景
隨著社會經濟的飛速發展、科技巨大的進步,我國已步入“土木工程經濟”,為保證土木工程行業的持續健康發展,對土木工程專業人才提出了更高的質量和數量要求。我國的高等教育正在步入大眾化教育階段,隨著土木工程專業畢業生數量的逐年增加,就業競爭異常激烈。民辦高校是中國高等教育發展的一種新的本科教育模式、新的教學機制,結合就業市場狀況、用人單位專業要求,土木工程專業人才培養與課程體系變革是必要的。在我校2012級土木工程專業(道橋方向)和2012級土木工程專業(建工方向)引入CDIO工程教育模式在土木工程材料課程開展教學改革。
2 CDIO 工程教育模式在土木工程材料課程教學改革設計與實施
2.1以市場需求為導向,調整課程體系
根據土木工程技術的發展與就業市場需求的變化,新材料、新技術、新工藝、新產品層出不窮,及時更新教學內容,掌握前沿的材料相關知識。土木工程材料課程涉及面寬,問題繁多,自成體系,缺少聯系。因此學生很難全面掌握各種建筑材料,靈活使用。在課程體系上針對不同專業的就業方向、應用特點,有針對性調整授課內容。對建筑工程方向的學生授課內容適當增加功能性材料的性質及應用,增加混凝土和砌體材料學時;道橋方向的學生授課內容重點放在瀝青材料和瀝青混合料,并根據近年來土木工程建設發展趨勢、材料應用特點增設內容。
2.2 教材內容更新、充分利用先進的教學手段。
土木工程發展迅速,新技術、新材料層出不窮,教材內容不可能做到實時更新。《土木工程材料》教材版本眾多,有些教材內容敘述性強,概念偏多,并不完全適合民辦高校學生使用。這就要求教師在授課中理論的知識依托教材,還要“高于”教材,也就是以教材為傳媒,通過多媒體授課方式,實物圖片、動畫演示和工程錄像多形式、多角度,為學生展示土木工程材料相關知識,提供給學生大量直觀地信息。利用工程環境、案例分析、創設情境,層次化教學,增強對材料的感性認識,提高學習興趣、學習效率,建立以培養學生自主學習和研究性學習能力為中心的參與式教學新體系。
2.3施工現場教學,工程案例專題研討。
設立支撐CDIO的實踐教學環境。通過施工現場觀摩教學,進一步加強課堂上的理論學習內容。組織學生到施工現場,由施工技術人員現場講解,比如在預應力空心梁板張拉施工點,著重對混凝土預制梁板施工現場準備,原材料選用,底板、模板制作,鋼筋的捆扎、焊接,混凝土的澆注及養護等工序進行了講解,使學生對預制梁板施工工藝有了深刻的認識。
結合工程案例進行教學,組織課堂討論,邀請經驗豐富的工程師給學生講解一些工程中實際遇到的問題及解決辦法,并以案例的形式在講座上提出,學生總結工程事故產生原因,提出合理解決方案,保證了教學內容要求,又營造一個自由交流的學術環境。
2.4加強實踐教學,提升競爭力。
隨著近幾年國家基礎行業建設,開設土木工程專業的高等學校眾多,民辦高校以就業為導向,加強實踐教學,以培養應用型本科人才為教學目標,提高民辦高校的競爭力。傳統的實踐教學多以驗證性和演示性為主,不利于學生主觀能動性的發揮,抑制了學生的創新性、發散思維性和創新能力。為達到CDIO模式土木工程材料課程的教學目標,在理論教學后增設了3周土木工程材料實訓環節。建設CDIO模式實踐教學體系,模擬工程、為學生搭建理論與實踐相結合的平臺。
通過項目設計將整個課程體系有機而系統地結合起來,所有需要學習和掌握的內容都圍繞項目設計這個核心。學生通過自主選題申報了黑龍江省2014年大學生創新項目:(1)高性能混凝土耐久性影響分析;(2)混凝土攪拌車掛垢問題分析。學生經過材料篩選、試驗操作、數據分析、整理,課堂討論、分組完成項目和實訓項目,最后總結成書面報告。通過實踐環節不僅提升學生動手操作能力、綜合分析能力,同時也培養學生的團隊合作與溝通能力。
3.總結
目前,我國基礎建設進入穩定階段,土木工程專業人才從業形勢非常嚴峻,因此在民辦高校中引入CDIO教學模式,對土木工程材料課程進行教學觀念、理論教學、實踐教學等方面進行改革是有必要的,對提高學生的實踐操作能力、創新應用能力、溝通協作能力都有推動作用,符合培養應用型人才培養模式。
參考文獻:
關鍵詞: 土木工程 本科教育 計算能力 實踐環節
1.引言
土木工程專業的大學生開設課程多,對理論和計算能力要求高。隨著最近十年各大專院校逐年擴招及擴充專業,據不完全統計有三分之一的高校開展了土木工程本科教育,學生人數是十年以前的十幾倍,土木工程專業本科學生以前就業以設計院、科研單位、高校為主,動手計算工作專業分工明確,但現在學生的就業以施工企業一線為主,要求土木專業學生有更強的綜合動手計算能力,要求既能夠紙上驗算也能利用計算機進行計算,小到規范驗算,大到利用軟件數值計算都應該比較熟練。計算能力已經成為土木工程專業學生所必須的素質,提高在校學生的計算能力已經成為亟待解決的問題。
2.提高土木工程學生計算能力的途徑
根據日常教學和工程實踐提出以下幾條提高土木工程專業學生計算能力的有效途徑,對往屆該專業學生工作后追蹤表明實際計算能力的培養顯得尤為重要。
2.1 注意基本計算方法的練習
教學中每個專業都有自己的主干課,比如土木工程專業課中的結構力學課程,它的力法和位移法解題,比如鋼筋混凝土工程中的彎、壓、剪、扭解題方法,對于該類課程中的計算方法和經典范例專業老師應該重點講解,做到每個學生聽得懂,理得清,更重要的是會計算,課堂上留有答疑時間,課后作業應該向這個方向傾向,考試過程中有所體現,從而增加學生對這方面的重視。
土木工程專業教師本身應該多參與工程實踐,參加國家規范和行業規程類的職業培訓,提高自己的見識,通過土建類相關的職業資格考試來驗證自己的計算能力,盡量具有教師和工程師雙重身份,從而比較順利的掌握工程計算的側重點和未來走向,讓學生計算能力的提高有的放矢,適應幾年以后的畢業后工作實際。
2.2 重視畢業設計環節
土木工程專業設置了大量的實踐環節教育,一般四年時間內會有三次實習還會利用大約一個學期的實踐來進行畢業設計。很多學生甚至學校對實踐環節走過場現象嚴重,畢業設計抄襲較多。這種行為嚴重影響了本科生的培養質量,出現了學生似懂非懂,可能理論頭頭是道,但是接觸到實際問題不知如何下手。
對于從事畢業設計指導的老師要真正負起責任,每個教師指導本科生數量控制在五個以內比較合適,畢業設計是對大學四年學習內容的總結,從宏觀處把握知識,設計過程應該熟練,知道先做什么后做什么,能把專業課程串聯起來,加深學生對專業的深刻認識。畢業設計老師要做到每天有指導,學生要每周有驗收,靜下心來進行計算,借鑒相關實例,很多內容在計算中出現錯誤,推倒了重來,計算的印象更加深刻。堅決杜絕畢業設計期間長期外出實習,看似學到一些知識,實際上從提高計算能力的角度屬于本末倒置。
2.3 重視課程作業和課程設計
土木工程專業學生需要利用理論力學、材料力學、結構力學解決工程實際問題,掌握鋼結構、混凝土結構等的設計方法,在開設這些課的同時,對應的隨課作業還是比較重要的,它是理論知識在課堂以下的一種重現和反饋,課程作業應杜絕抄襲現象,對課程中應該隨機設置習題課,糾正計算中的共性問題,對于該種共性問題在考試題目中應該有所體現,給學生計算的動力。
對于主干專業課,比如混凝土結構、鋼結構、單層廠房、地基基礎等都會相應的設置課程設計,課程設計是提高計算能力的基石,它從微觀處著眼學生的紙面驗算能力,這種能力在實際工程中應用很多,給個具體工程背景,參照現行規范規程進行設計和驗算,解決學生上手具體問題比較困難的能力,課程設計的真題真做很重要。作為專業教師在具體指導過程中應該正確引導,做到一人一題,類似題目數字也要變化,防止學生抄襲,能手寫的設計盡量手寫,抄一遍也會增加學生的印象,在時間允許的條件下盡量做到課程設計答辯制度。
2.4 提高計算機應用能力
計算機應用已經成為一門基本技能,此處在工程上的應用是借助計算機軟件平臺提高解決工程實際問題的能力。從辦公軟件EXCEL中公式的編輯到利用計算機語言實現一些算法,從CAD輔助制圖到CAE輔助工程,從結構力學的力學求解器到MATLAB和PKPM軟件的使用,甚至利用大型計算軟件ANSYS計算與分析結構,學習期間都應該根據專業方向和學習興趣由熟悉到精通的學習,對于工作中計算方面獨當一面大有裨益。
計算機應用能力往往是土木工程專業學生的軟肋,學習中正常的計算機應用還可以,比如CAD畫圖,但是其他軟件計算方面存在缺陷。當然原因是多方面的,其中最主要的是當今高校在人才培養、課程設置上和實際工程存在偏差,應該多開設一些計算機應用方面的課程,如果必修課的形式在時間上不允許,可以在課余時間開設一些選修課,當然對教師自身計算機應用的水平提出了要求。最后的畢業設計推薦使用手算示范和整體軟件計算相結合的方式。
3.結語
針對土木工程專業學生計算能力的要求越來越高,從基本方法練習環節、畢業設計環節、課程作業和課程設計環節、計算機應用能力培養環節提出了提高該專業學生計算能力的途徑,希望對土木專業教育工作者有所幫助。
參考文獻
[1]鄒北驥.理工類計算機基礎教育應面向工程計算能力培養[J].學科建設與教學研究
[2]趙玲.土木專業大學生計算機應用能力研究[J].高等建筑教育
關鍵詞:土木工程;信息化;虛擬技術;發展趨勢
中圖分類號:TU5 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)24-0029-01
1 土木工程的發展現狀
目前土木工程研究的對象主要集中在以下幾個方面:
首先是高層建筑的發展進入了一個嶄新的階段,隨著新材料、新結構、新工藝、新施工方法的出現,特別是自動化程度的不斷提高,人類更有可能從事更大規模的土木工程修建,高層建筑不僅在數量上越來越多,而且在高度上也越來越高。中國上海的浦東金茂大廈和上海金融中心高度已經排列在世界前列,標志著我國在高層建筑方面的水平已經達到世界較前進水平。
另外,隨著超高層、超大跨橋梁和大跨結構等大型復雜結構的興建,結構設計顯現更長、更高、更柔的發展趨勢。許多情況下風荷載和地震荷載已成為結構設計的控制因素,因此大型復雜結構體系抗風抗震的設計理論及其相關問題正在被極大的關注。相關的研究課題將包括設計地震動及災害性風荷載的作用機理,特大跨度橋梁的結構體系及抗風抗震。同時,“以柔克剛”的抗震思想在結構振動控制技術中將進一步得到體現,現代振動問題正在向著自適應控制、智能控制、吸震減震技術研究方向發展,土木工程結構健康檢測、災害結構相應控制等基礎性的研究將會進一步加強。
地下工程的建設與開發也是土木工程當前關注的一個重點,隨著人口的增長。空間資源越來越緊張,開發地下空間是解決當前空間和土地資源緊張的一個有效途徑,目前世界上最大的地下街是日本東京八重洲地下街,建筑面積70km2,最深的地下街是莫斯科切爾坦沃住宅小區地下商業街,深度在100米左右,我國也已有約20個城市進行了地鐵系統的規劃和具體實施階段,先后提出了25項地鐵和輕軌項目,同時地下空間技術也得到了飛速的發展和提高。目前我國城市地下工程建設主要施工方法有明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法、沉管法、凍結法及注漿法等,這些技術已經達到了國際先進水平,這也為地下空間開發提供了寶貴的經驗。
2 土木工程的發展趨勢――信息化發展
加快信息化建設,用信息化帶動工業化,這是我們的國家提出的新時代的奮斗目標。信息化建設是利用計算機技術、網絡通信技術、智能信息處理技術、自動化控制技術等現代化手段對土木工程的施工過程和手段進行改造,改造的目的是有效提高土木工程施工過程效率,降低施工成本。通過信息化建設,使信息化覆蓋規劃、勘測、設計、施工、企業和物業管理、物流監控、設備維護、工程維護和保養等土木工程的全過程。在土木工程中的信息化技術的應用,使的傳統控制方式下一些較難實現的高難度項目成為可能,比如高層建筑垂直度的控制,大體積大質量的混凝土結構的質量控制,對于大型構件和設備的整體同步吊裝,整體大型腳手架的提升和安裝控制,整體模具的爬升,大型橋梁懸索受力的控制,幕墻的生產和加工控制,高溫高壓的焊接質量控制,建筑物的爆破,整體搬遷,以及沉降觀測和數據采集,大型工業設施的三維空間管線布局的計算機模擬等等。信息化技術將全面革新設計技術和施工技術,其應用領域將越來越廣,應用程度將越來越廣。
首先,“三S”系統,即遙感技術(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)的集成綜合,構成整體,實時,動態的對地觀測,判別,分析應用,在土木工程界已發揮了巨大的作用,并具有廣闊的前景。近年來提出的“數字城市”的要領就是在“三S”系統的基礎上發展起來的。即綜合應用GIS、遙感、遙測、網絡、多媒體、及虛擬仿真對城市的基礎設施、功能機制進行自動采集,動態監測管理和輔助決策服務,顯然,“數字城市”是以數字化信息處理技術的網絡通信技術為背景的技術服務系統。這一系統的使用和全國推廣,必將把我國的城市規劃建設與運營提升到一個新的水平。
另外,隨著計算機技術的及網絡技術的發展,工程設計的傳統的單機順序方式逐漸過渡到基于網絡的并行設計和協同控制。對于一個大型的復雜工程項目,可能需要多個成員甚至多個設計部門的參與,也需要其他的在線咨詢與協同工作,或由分布在不同的地域的設計人員,設計分支機構,協作單位或部門使用不同的軟硬件平臺和不同的設計手段在同一規定的時間段完成。解決這一復雜設計系統的管理與協調需要開發和應用工程設計的并行協同技術。
智能建筑與結構檢測也是信息化背景下土木工程發展的一個傾向,信息化的社會背景為只能建筑的興起提供了更為廣闊的空間,只能建筑把現代最新技術――智能型計算機、多媒體、現代通訊、智能保安、環境監控等和建筑藝術融匯在一起,通過對設備的自動監控,對信息資源和對使用者的信息服務及其與建筑的優化組合。使人們獲得投資合理,適合信息社會需要的且具有安全、高效、舒適、便利、靈活的建筑空間。
電子數據與項目管理也是土木工程信息化發展的一個方向。工程施工是土木工程中計算機技術應用的一個重要領域,由于施工時一項復雜的系統工程,從投標報價、工程預算到合同簽定、合同管理、質量評定與分析、竣工驗收等都需要處理大量的信息、數據,整個施工企業管理和輔助施工項目管理,都將被納入計算機輔助施工技術系統之中。針對電子數據與數據管理系統的方便應用,目前國外以開發出系列化的雙向無線電通訊設備,用于工地的聯絡,以及利用GPS技術的人機通訊設備。信息技術的發展,已使得國際承包商可以克服地域的壁壘。
另外,隨著土木工程環境和工程的復雜性日益提高,虛擬現實技術也必將在土木工程中得到廣泛的應用,在傳統的土木工程中,人們不得不用一些平面圖紙,用特定的符號傳遞大量的信息,這種方法受到信息接收者的行業、知識結構和經驗等的限制,而且隨著新時代土木工程的復雜程度的不斷提高,使得使用這種方法交流起來比較困難。
虛擬現實技術為土木工程中的交流提供了一種新的前景和手段。虛擬現實技術是融合了計算機技術、多媒體技術、網絡技術和傳感器技術等的一種綜合高新科技手段。它把抽象的圖紙和符號等轉化成人的直觀的感受。它是一種新的人機交互技術,能為人提供一種身臨奇境的虛擬環境,讓人仿佛置身于現實世界中。因為這種技術的特征和優勢,在未來的土木工程中,它一方面會廣泛的應用于工程項目的招標投標,這是可視化技術的一個應用,借助虛擬仿真環境,可以將施工過程和方法很好的變現出來,另一方面,它在結構設計中的計算、施工過程的模擬等復雜計算過程中更有其獨特的優勢。通過計算機三維圖形技術實現可視化計算,可以將設計參數變化以后的結果直觀的顯示出來,在結構的優化設計等方面也會出現一個很大的飛躍。通過虛擬技術的應用,將設計時間和施工時間相對縮短,空間相對縮小,通過計算機計算和人機交互.對最佳方案的選擇使得獲得最佳工期、最低費用和對資源的最有效合理利用成為可能,對工程施工的質量把握的更為準確、科學。另外,隨著土木工程耐久性的問題的日益突出和深入研究以及土木工程往地下、海洋、和太空領域的拓展,環境作用及其結構反應的研究已經成為國內外的研究熱點。但環境作用的模擬技術以及相應的實驗設備是目前土木工程耐久性研究的瓶頸。通過虛擬技術的實現來解決這些問題是未來最可能的發展方向之一。
關鍵詞:土木工程專業;教師;工程經驗;舉措
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0026-02
一、研究背景
目前我國正處于基礎設施建設的大潮中,社會需要大批合格的土木工程人才。然而,現有的高校畢業人才在一定程度上并不能使用人單位感到滿意,主要表現在高校畢業生理論知識豐富而實際經驗潰乏,在處理實際工程問題的過程中不能很好地將理論知識與實際工程有機結合。這與高校教育有著緊密的關系,而高校中教師對人才培養起著關鍵作用。土木工程專業教師不但要有較高的理論水平,還要具有一定的工程經驗,才能培養出合格土木專業人才。現實情況往往是教師過度地重視科研水平的提高,而忽視實際工程經驗的積累,在教學過程中出現了教學與實際脫節、學生不能在應用的基礎上學習相關知識的問題。為此,本文首先闡釋了工程經驗對土木工程專業高校教師的必要性與意義,指出了高校教師工程經驗現狀及原因,最后指明了提高教師工程經驗的舉措。
二、工程經驗對土木工程專業高校教師的必要性與意義
土木工程專業是一門緊密聯系工程實踐的應用型專業,具有很強的實踐性、工程性和技術性。作為培養土木工程人才的教師,其授課的對象是接觸實際工程不多而畢業后卻要大量接觸具體工程的學生。土木工程專業的特點以及教師在高校中的角色決定了其必須具備豐富的工程經驗。
一名合格的土木工程專業教師,應該具備較為完善的知識結構,即理論知識的完善與實踐知識的完善。完備的理論與實踐知識,可以使教學理論聯系實際,用工程實例充實教學,讓學生真切地感受理論知識在實際工程中是如何得到具體的運用,如何從工程實際運用角度學習相應的理論知識,從而使得課堂生動有趣,加深學生對知識的理解與吸收,增強授課效果。
然而,現階段我國土木工程專業高校教師的工程經驗現狀如何呢?
三、土木工程專業高校教師具有的工程經驗現狀及分析
一項針對全國25個省市自治區的高校工科教師工程素質現狀調查的結果表明[1]:學校工科教師的工程素質評價處于“一般”、“不高”和“很低”的達到70.89%,而處于“較高”以上的只有29.12%(見圖1);工程領域工作經歷不足一年的高達17.54%,完全沒有工程經歷的工科教師達到25%;一般性參與、偶爾參與以及沒有參與重大工程項目的設計、研究工作的工科教師達到63.88%。這些數據都充分說明了工科教師隊伍普遍缺乏應當具備的實際工程經驗。土木工程是典型的工科專業,其對教師實際工程經歷的要求應不低于甚至要高于一般工科專業,工科專業平均水平尚且如此,土木工程專業高校教師所具有的實際工程經歷應當更不容樂觀。
結合筆者的實際工作體會,認為導致土木工程專業高校教師所具有的工程經歷現狀不容樂觀的主要原因有:
首先,當前高校教師招聘過分強調學歷水平,招聘時多是原則上要求應聘者須取得博士學位。這樣,近些年土木工程專業教師大多是直接從高校相關專業畢業的博士中招聘,以這類具有高學歷的博士為代表的教師,畢業后直接進入教師隊伍,沒有在規劃、勘察設計、施工及相關的單位工作過,對于實際工程中的業務不熟悉,往往是熟悉相關的理論而不熟悉實際的操作過程,整個知識水平只是較多地停留在理論層次。
其次,當前工科高校教師考核晉升機制不健全,片面地強調科研業績及成果以及學歷,評審標準往往沒有包含對實際工程經歷的考核,造成多數高校土木工程專業教師片面地追求高學歷,片面地追求論文的數量、科研經費的多少和發明專利的數量等,而對于實際工程經驗的積累,主觀上沒有重視起來。
四、如何積累教師工程經驗,增加教學效果
對于如何積累教師的工程經驗,結合當前教師工程經驗普遍不足的原因,筆者認為主要應當從完善教師隊伍以及教師考核晉升標準做起。具體而言,應該從以下幾個方面做起[2,3]:
1.拓寬教師隊伍選拔的渠道。目前,國內高校教師多是從高校應屆博士畢業生中招聘,而很少從實際工程單位中招聘,這種教師隊伍選拔渠道過于狹窄,造成一些工程經驗豐富且能夠勝任教學的人才沒能夠進入教師隊伍。從深層次上講,這多是由于高校過分重視科研而忽視教學導致的,而培養人才畢竟是高校的核心任務,為此,高校首先應該將教學放在更加重要的位置,其次應當轉變觀念,樹立起“不唯學歷憑能力”的觀念,做到“不拘一格降人才”,拓寬教師隊伍選拔渠道,使工程經驗豐富且具有教學能力的人才都能夠充實到教師隊伍中,提高教師隊伍的工程經驗水平。比如,高校完全可以從工程技術企業、規劃設計企業等相關企業招聘一些技術過硬、專業基礎扎實的高級工程師作為專職教師。
2.實施專、兼職教師結合制度,以彌補專職教師工程實踐經驗的不足。由于多種現實因素的影響,企業中工程實踐經驗豐富的優秀人才并非都能夠進入高校作為專職教師任教。為此,高校應當實施好專職與兼職教師相結合的制度,制定從企業聘請兼職教師的專門政策,選聘實踐經驗豐富的高水平工程專家到學校任教,承擔專業課程部分教學任務或者聯合指導畢業設計等任務。更為靈活地,學校可以邀請工程大師以舉辦論壇、講座的方式給在校師生傳授工程實踐經驗,講解設計、施工、管理中的技術要點,使得教師通過這些活動積累工程經驗,提高教學水平。
3.支持和鼓勵教師到施工單位、勘察設計單位及其他相關單位掛職鍛煉。社會上與土木工程專業相關的各類企業是積累實際工程經驗的重要場所,因而,對教師而言,盡可能地在這些單位進行相關的掛職鍛煉,是提高教師自身工程經驗的有效途經。然而,由于現實因素的影響,正常情況下多數企業并不愿意承擔培養教師的任務,此時學校可以與相關單位建立良好的合作關系,為教師進入到相關的企業掛職鍛煉創造條件,讓教師參與實際工程設計、施工和工程管理等形式,不斷地豐富教師的實際工程經歷,提高業務能力。
4.完善高校土木工程專業教師考核評審標準。目前,對高校教師進行年度考核及職稱晉升時,考慮的因素主要有論文數量、承擔課題研究的多少等[4],幾乎沒有對實際工程經驗的考慮,這是有失偏頗的。要將教師實際工程經歷納入到考核標準中,比如實際工程中工作的時間,工作中所負責項目的級別以及所獲的獎項等。同時為提高教師對于實際工程經驗的重視程度且避免使考核流于形式,不但要在考核標準中增加對實際工程經驗的考慮,還應該將此類考核指標賦予較高的權重,引導教師加強實際工程經驗的積累。
5.鼓勵教師與企業間開展橫向科研合作。新理論新技術在運用到實際工程中時,總是會遇到各種技術問題,而高校縱向課題正是著眼于解決實際工程中的技術問題,更是偏重于實際工程應用,這與偏重于理論以及應用基礎研究的縱向課題有明顯的不同。通過參與橫向課題的研究,首先可以使教師在實際工程中運用理論知識,促進理論與工程實踐的高效結合,增加教師的實際工程經驗。然后,在教學中教師可以有意識地向學生講授實際工程中理論知識是如何得到運用的,從而提高教師的授課效果。因而學校應當鼓勵教師與企業間開展橫向課題研究,教師應當積極參與橫向課題研究,使得與企業間積極開展橫向科研合作成為提高教師工程經驗的一個有效途徑。
6.發揮有經驗教師的“內部傳、幫、帶”作用。在教師隊伍中,不乏有著豐富實際工程經驗的教師,為充分發揮這些經驗豐富教師的優勢,可以組建教學團隊,在團隊中合理地搭配工程經驗豐富與工程經驗相對缺乏的教師。在團隊中發揮工程經驗豐富教師的“傳、幫、帶”作用,比如組織參加實際工程經驗豐富教師的教學觀摩活動、帶領需要提高工程經驗教師完成學生實踐環節的輔導工作等,最終達到提高整個教學團隊實際工程經驗的目的。
7.加強案例教學。土木工程專業有很強的工程實踐性,在教師缺乏豐富的工程經驗以及現場學習有困難時,借助案例教學,無疑是一種可行的途徑。通過對實際工程案例的學習,一方面可以使教師熟悉實際工程中相關業務的操作流程,完善自身的實踐知識;另一方面,案例教學由于將理論知識結合于實際工程,可以充分提高學生學習興趣,讓學生主動參與到案例的分析與問題的解決中,最終提高教學效果。
五、結語
提高土木工程專業教師的實際工程經驗水平,涉及到高校管理制度以及教師自身等多方面的問題,需要高校管理者以及教師自身共同努力,高校管理者要為教師工程經驗的積累創造條件,更重要的是要使教師自身要從思想上認識到工程實踐知識的重要性,然后結合所處高校以及自身實際情況,主動采取各種舉措完善自己的知識結構。從而使土木工程專業教師不但做到理論知識扎實,而且還要實踐經驗豐富,能夠為培養出合格的土木工程專業人才做出應有之力。
參考文獻:
[1]李博.工科教師的工程素質研究[D].武漢理工大學,2012.
[2]李炎鋒,薛素鐸,杜修力.卓越工程師計劃背景下青年教師工程素質的培養[J].中國大學教學,2013,(04):77-79.