材料與土木工程論文8篇

時間:2023-03-23 15:10:06

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材料與土木工程論文

篇1

高校土木工程專業具備較強的專業性和實踐性,在開展土木工程專業理論教學的同時,要尤為注重及強調土木工程專業實踐教學,以培養更加符合土木工程技術崗位的復合型人才。本文從高校土木工程專業實踐教學的必要性入手,對高校土木工程專業實踐教學過程中存在的問題及不足加以分析,在此基礎上探究高校土木工程專業實踐教學模式的實現路徑。

關鍵詞:

高校;土木工程專業;實踐教學;路徑

高校土木工程專業涉及到土木工程的設計、土木工程概預算、土木工程材料土木工程結構、土木工程施工組織等多個方面的內容,這些內容具有較強的實踐性,需要通過各類試驗及實踐學習,以更好地架構土木工程專業知識結構。在高校教育改革的推動下,立足土木工程專業自身特點,探究實施高校土木工程專業實踐教學模式更顯重要。

一、開展高校土木工程專業實踐教學的必要性

高校土木工程專業在人才培養目標上側重于培養實踐應用技能及創新能力較強的土木工程專業人才,在開展高校土木工程專業教學時,學生的實踐應用能力需要經由實踐教學及上崗實習等途徑得以實現[1]。因此,從高校土木工程專業屬性上看,要做到理論知識與實踐應用的融會貫通,需要高校土木工程專業實踐教學的及時跟進。而從高校土木工程專業教學現狀上分析,較常采用的以班級教學為主、以多媒體教學手段為支撐、以理論教學、定期實習及留置作業為主要內容的教學模式暴露出一定的缺陷和問題,如設計作業及學科論文創新性不強、實驗課程設置較少、實習崗位不夠充足、實習效果不佳等,要解決這些缺陷和不足,客觀上也需要科學完善的高校土木工程專業實踐教學模式做保障。

二、高校土木工程專業實踐教學中凸顯的問題分析

首先,高校基于土木工程專業實踐教學仍存在重理論輕實踐的思想。一方面,高校在土木工程專業課程設置上,理論教學與實踐教學的比重分配不夠合理,另一方面,高校在土木工程專業實踐教學軟硬件設施上的投入相對有限,制約影響了土木工程專業實踐教學的效果。其次,高校土木工程專業教學中用于學生提高實踐技能和水平的實驗室及實習基地較為匱乏,且穩定性不強。高校土木工程專業實踐教學實驗室及實習基地在數量上難以全面滿足學生實踐操作的需求,在使用時間及周期上也比較短暫,這就給高校土木工程專業實踐教學的有效推進構成了阻礙[2]。第三,高校土木工程專業實踐教學在設置課程及后續考核環節也欠缺合理。一是高校土木工程專業實踐教學的課時較少,實踐教學與崗位實習存在一定程度的重疊;二是高校土木工程實踐教學考核中,對學生的畢業設計要求過于單一,導致畢業設計論文及作品雷同度高,形式化嚴重。

三、構建高校土木工程專業實踐教學模式的路徑探究

(一)重視土木工程專業實踐教學,推行土木工程專業“雙證融通”制度

高校在開展土木工程專業教學時,首先要強化對專業實踐教學的重視程度,一方面要在課程設置中合理分配理論知識課程、實踐操作課程及畢業設計課程的比重,讓學生能夠在理論與實踐相結合中,對所學的諸如土木工程結構設計、土木工程材料選擇、土木工程施工組織等內容加以實踐驗證,為后續的畢業設計做好鋪墊;另一方面要投入充足的資金用于土木工程專業實驗室及實習基地的建設,提高專業實踐教學的硬件配置水平。在高校土木工程專業實踐教學模式的構建中,可以借助高職院校改革成果,推行土木工程專業的“雙證融通”制度,鼓勵學生考取注冊結構師、注冊巖土師、注冊建造師、注冊工程師等證書,通過實施雙證融通制度,提高學生參與實踐教學的積極性。

(二)完善高校土木工程專業實踐教學的方式方法

在高校土木工程專業實踐教學中,應注重教學方式方法的完善和改進,著重做好以下兩點:

1.借助實驗課及分組討論,提高土木工程專業理論課程的“實踐性”。在土木工程專業理論課程教學中,在傳授完基本理論知識后,可以將學生進行分組,讓其自主選擇實驗內容,通過資料查閱及多媒體技術的應用,營造師生交流討論的氛圍,使學生更好地掌握相關理論知識和原理,為實踐教學的實施打下基礎。

2.在土木工程專業實踐教學中,高校在實施校企合作及上崗實訓等教學內容時,應集中讓學生進入實訓及實習現場,并做好實踐教學的指導。在實訓操作及崗位實習結束后,由學生出具實習報告,并由學校及實習企業共同加以鑒定評價。為提高高校土木工程專業實踐教學及實習的效果,可以探索實施土木工程專業實踐教學與項目建設相結合的模式,讓學生在真正參與土木工程項目建設的過程中,對土木工程理論知識、現場操作能力、交流合作能力等加以全面培養[3]。

(三)依托信息技術,打造高校土木工程專業實踐教學與評價的網絡化平臺

高校土木工程專業實踐教學模式在構建過程中,應充分依托信息技術,在專業實踐教學過程中打造網絡化操作平臺,從而形成高校土木工程專業實踐教學的線上及線下雙線并行的教學模式。通過土木工程專業實踐教學網絡化平臺,一方面可能調動學生參與實踐操作及實訓學習的積極性,做好與土木工程企業的信息交流反饋,另一方面可以為學生在實操、實訓及實習后的成果交流及作品共享創造條件,也便于通過網絡化平臺,讓教師及企業對學生的實踐成果、畢業論文、設計作品進行雙向評價。

四、結語

高校土木工程專業實踐教學模式應重點突出土木工程專業的實踐性,在土木工程專業理論知識教學及實踐操作、實訓演練及上崗實習等多個環節做好實踐教學的軟件及硬件建設,并同步開展土木工程專業雙證融通及土木工程專業實踐網絡化平臺搭建,以為土木工程行業培養出理論與實踐技能雙優的專業人才。

作者:梁文靜 單位:黔西南民族職業技術學院

參考文獻:

[1]胡欣雨.高校土木工程專業工程實踐教學實現模式探索[J].教育教學論壇,2013,(41):237+238.

篇2

關鍵詞:土木工程;現狀;發展前景

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)0120042-01

1 土木工程的定位

土木工程是指與工程建設有關的科學、技術、工程的概括,是利用建材、設備進行勘測、設計施工、維修等的技術活動;也指直接或間接為人們提供生產、生活等服務的工程設施。土木工程作為伴隨人類社會發展的一個古老行業,真實的反應了各個時期的科技、經濟及社會發展狀況,在我國現代化建設中越來越成為國民經濟的支柱。尤其是建國以后土木工程飛速發展,無論是力學分析、設計理論方法還是施工技術都有很大突破。特別是近年來與新材料的結合應用、超高層建筑等發面發展尤為驚人。但是客觀來講,土木工程還有很多亟待解決的問題。

2 土木工程現狀

建國以來,土木工程建設一直沒有停止且發展迅速,取得了巨大的成就。新的會展中心、高層建筑、橋隧、軌道交通、高速公路及大壩在全國各地不斷建造,新的科技新建材的應用也走在了世界的前列。

改革開放以后,隨著我國經濟的高速發展,具有經濟風向標的建筑業也搭上了經濟快車飛速發展,高層建筑的數量和高度等數據都很可觀。根據一些統計報告,目前我國已經建成600多座超過100m的建筑,70多座超過200m的建筑,超過300m的建筑竟有20多座,占世界的20%多。目前我國最高的建筑為在建的深圳平安國際金融大廈,該項目為南北塔樓。其中,裙房高度不低于40米,南塔樓高度設計為150200米,北塔樓設計高度不低于450米。上海中心大廈,主體建筑結構高度為580米,建筑主體為118層,總高度632米,是目前我國在建的第二高樓,它是由傳統的鋼筋混凝土結構和較為先進的鋼結構的混合。在2008年11月29日進行主樓樁基開工,預期到2014年竣工。大廈的設計高度超過臺北101,建成后為中國第二高樓。世界上,超過400米的14座超高層建筑中有8座在中國大陸,這個數量足以讓世人驚嘆。

同樣作為影響國民經濟的重大基礎建設的鐵路、公路也有很大的發展。我國目前的鐵路網規模僅次于美國居全球第二,以及擁有世界上總里程最長的高速鐵路網。截止到2011年底我國鐵路的總里程已經達到11萬多公里,其中時速在200公里的鐵路總里程突破了1.2萬公里。截止去年年底,全國高速公路達9萬余公里,位居世界第二,其中,國家高速公路5.77萬公里,比上年末增加0.54萬公里。全國高速公路車道里程為32.86萬公里,主要的國家級公路全部建成,并完成了拓寬改造。

橋隧建設也取得驚人成就。杭州灣跨海大橋、港珠澳跨海大橋、蘇通長江大橋以及長達20公里的烏鞘嶺隧道等一批工程都代表了世界的最先進水平。

在關系民生國本及能源可持續發展的水利工程方面,建國以來,共建成上百個大型水電站及水庫。南水北調、三峽水電站等工程的建設更是為我國水利建設史上添了濃厚的一筆。

3 土木工程的發展前景

3.1 新材料及高性能材料的應用。傳統土木工程耗能高,材料不能循環利用,產生大量建筑垃圾。這一現象已經引起人們的高度重視。傳統建材肯定會被可循環利用的性能優良的材料所替代。建筑材料對工程質量的影響很大,比如現在廣泛應用的鋼材將向著高強、質輕、韌性好等方面發展,高性能混凝土及其他復合材料也將向這方面發展。相關材料性能將進一步提高,新材料的應用將進一步廣泛。

3.2 空間上的更廣泛開發。隨著城市化進程的不斷加快,城市建設飛速發展,人口膨脹,城市規模擴大,現代城市都面臨著同樣的一個問題:用地緊張。由此帶來了生存空間擁擠、交通擁堵、環境惡化等等問題。因此我國的土木建設將向地下和高空發展,以開拓更多的活動空間。高層建筑越來越多,地下基坑深度越來越大。因土地使用費用低,地下空間的開發有很大吸引力。土木工程的建設實也例證明在我國的經濟發達城市是有地下開發的必要條件的,地下空間的開發與利用是現代城市發展的必然。

3.3 預應力技術的更大發展。自上世紀預應力混凝土被發明以來,其在我國的發展相當迅速。隨著科技發展,預應力混凝土的結構計算理論將更加完善,計算機技術的進一步應用將推動預應力技術的發展,開發出“智能混凝土”等。預應力技術在土木工程中的應用將更加廣泛。

3.4 環境友好。土木工程的產品大多是直接與自然環境相接觸的。自然環境的惡化,其中有一部分即為土木工程產品的影響,其中無論是所需建筑材料對環境的間接影響還是施工過程中對自然環境的直接破壞都對自然環境有極大的影響。自然環境與人類生存、生活息息相關,土木工程與自然環境友好協調時人類社會發展的必然。

3.5 新管理及運營模式。管理也是生產力。改革開放后我國的土木工程行業相關企業雖經過一系列的整合改革,但相比國外的先進模式仍有差距,只有在硬件及軟件上全面協調發展才能發揮最大效應。

4 結語

目前,我國土木工程已取得很大成就,一系列標志性建筑已代表了我們的技術水平。但我國的土木工程的整體水平與世界先進水平還有不小的距離。全球化時代,如何迎接新的挑戰,更好的發展土木工程,是我們必須認真思考的問題。從未來的可持續發展及加強競爭力考慮,我們不僅要對土木工程理論及其實踐進行更深入的研究,還要強化土木工程與其他相關學科的融合與,實現土木工程的更大突破。

參考文獻:

[1] 張蓉;淺談土木工程的現狀及發展趨勢[期刊論文]-城市建設2010(11)

[2] 周小涵;土木工程的發展現狀及其發展趨勢[J].城市建設與商業網點,2009(26)

篇3

關鍵詞:碩士研究生;專業英語;土木工程;教學實踐

中圖分類號:H3-4 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2016)05-0039-05

一、從“學”到“用”的碩士生專業英語內涵

專業英語(English for Specific Purpose,簡稱ESP),特指與某種職業、學科或目的相關聯的英語[1]。根據學習者的語言使用目的和語言環境,專業英語又分為職業英語(English for Occupational Purpose,簡稱 EOP)和學術英語(English for Academic Purpose ,簡稱EAP)[2]兩大分支。對于碩士研究生而言,專業英語教學的主要內容是學術英語,學習目的一般可歸納為了解與本專業相關的專業知識,及時掌握學科發展動態及加強學術交流(發表學術論文或參加國際學術會議),以下文章中所提專業英語皆為學術類專業英語。

專業英語作為通用英語( English for General Purpose,簡稱EGP) 的變體,有兩個基本特點:(1)專業英語具有獨特的詞匯、句法和結構模式。簡要地說, 科技文體正式、客觀,詞匯以中性的技術與半技術詞為多,語法以被動語態與名詞化為主[3]。(2)專業英語具有明顯的專業內涵,需采用與學習者關系最密切的語言素材來進行授課。對學習者而言,學習專業英語是為了了解專業英語的特

點,掌握相關的專業英語基礎知識,但更重要的是學習者在學習專業英語的過程中就開始積累和擴充專業知識,實際上這也是學習專業英語的最終目的。

遵照《中華人民共和國學位條例》《中華人民共和國學位條例暫行實施辦法》的基本要求,以教育部頒發的《非英語專業研究生英語教學大綱》為依據[4],上海理工大學土木工程系制定的碩士研究生培養方案要求學生除了完成基礎英語課程外,還必須修滿36學時的專業英語課程(2學分)。新修訂的教學大綱將專業英語定位為現代信息社會中土木工程人才必須掌握的一門重要語言工具,通過應用這門語言工具可及時獲取專業信息、掌握學科發展動態、發表科研成果及進行國際學術交流。

研究生專業英語教學質量需要通過選擇恰當的課程教學內容和采用合理的教學方法來得到保證,而這一切必須符合專業英語的教學規律。學以致用不是一步完成的,從“學”到“用”英語是逐漸過度的[5],大體可以分為兩個階段:第一階段“學”,即學習專業知識應當如何用英語表達。這里的專業知識涉及的內容應當是學生已熟悉的專業基礎知識,這一階段的主要任務是學生積累專業詞匯,熟悉專業文體。第二階段“用”,即學生通過以英語為載體的書籍、期刊學習本專業的新理論、新技術,以及發表英語學術論文、參加國際學術會議等。

文章結合學校環境與建筑學院土木工程學科研究生專業英語的教學實踐進行專業英語學以致用的探索。

二、“學”階段的主要教學內容及方法

“學”階段學的是英語,“專業英語”一詞中“專業”和“英語”的關系是學生通過已經習得的專業知識更快更好地學習英語在專業領域的表達方式,包括詞匯、語句及語言風格。由于專業英語素材多、詞匯多、語句晦澀難懂,因此這一階段的教學內容必須專業對口、難易適中,且為學生在本科階段已基本掌握的專業知識。這是因為相關的背景知識是決定專業英語理解水平的重要因素之一, 例如土木工程碩士研究生在本科階段學習了“混凝土”、“鋼筋混凝土”及“預應力混凝土”,因此可以快速理解在“concrete(意為混凝土)”前加上“reinforced-”可以獲得“鋼筋混凝土”的英文,或在前面加上“pre-stressed”可以獲得“預應力混凝土”的英文。又如,“workability of fresh concrete”對于無土木工程專業背景的學生來說可能意味著“新鮮混凝土的可使用性”,但對于土木工程碩士研究生來說,它的含義顯而易見,“新拌混凝土的和易性”。由此可見,具有一定的專業知識背景對于理解、掌握專業英語是非常有幫助。

在“學”階段的教學中使用的專業英語教學資料取自多本國際知名土木工程專業系列英語教材,例如結構力學方面有R. C. Hibbeler編著的《Structural Analysis》經典教材,巖土力學方面有B. M. Das編著的《Principles of Geotechnical Engineering》,K. Terzaghi等編著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》等著作。

鑒于專業英語安排的學時相對較少(2學時/周×18周,共36學時),為獲得較好的教學效果,必須對教材內容有所取舍,做到突出重點、挈領提綱。對于選定的典型材料,教師可以幫助學生進行相關背景的知識回顧,使學生快速進入語境,應用專業知識進行預測性閱讀,然后才進行關鍵段落、關鍵句、關鍵詞的剖析及講解。

“學”階段的授課以教師指導、學生積極參與的方式進行,使學生可以主動參與并與教師進行交流溝通。通常對于一個典型材料,教師首先通過朗讀使學生獲得正確的英語發音,然后通過原文翻譯,講解專業概念及語句結構。在目前的英語教育測試系統中,為了更好地達到公平公正,大量運用了客觀選擇題,導致學生缺失基本的語法、句法和語言應用能力,從而對內容理解不準確、更有甚者理解錯誤,因此教師在開始階段的引導是非常必要的。接下來是學生參與部分,訓練學生的英文朗讀與正確翻譯原文的能力,從糾正詞匯發音、糾正翻譯錯誤著手,通過一定量的段落朗讀及翻譯練習來提高閱讀英文經典教材及準確理解其含義的能力。

三、“用”階段的主要教學內容及方法

“用”階段用的是英語,“專業英語”一詞中“專業”和“英語”的關系是:(1)學生通過以英語為載體的學術論文、講座、國際會議等形式獲得本專業的先進科學知識及技術成果;(2)并且能夠自己撰寫英語論文、作演講、在國際學術會議上作報告。通過“學”階段的學習,學生已經掌握了一部分基本的專業英語單詞、語句及表達方式,在“用”階段的教學內容上可以提升詞匯、句式結構的難度,并且更有針對性地選擇期刊論文作為專業英語教學資料。與土木工程英語教材相比,期刊論文對寫作體例有更嚴格的要求,國際標準化組織(International Organization for Standardization)、美國國家標準化協會(American National Standards Institute)和英國標準協會(British Standards Institute)等國際或國家組織都對科技論文的寫作體例做了規定,基本內容一般包括:Title標題;Abstract 摘要;Keywords關鍵詞;Introduction引言;Material and method equipment and experimental procedure 材料與方法,設備與實驗過程;Results結果;Conclusions結論;Acknowledgments致謝;References參考文獻),有時還包括Discussion 討論及Appendix附錄。期刊論文與經典教材相比的另一個不同點在于教材上的專業內容多數已為學生熟知,學生通過專業知識背景來學英語;而期刊論文上登載的大多是最新的科學技術,部分為綜述類文獻,學生通過閱讀期刊論文可以及時地掌握專業動態、獲取專業知識。

為學校土木工程碩士研究生專業英語課程選擇的學術論文均取自土木工程方面的國際主流學術期刊,有美國土木工程師學會(American Society of Civil Engineers,簡稱ASCE)出版的雜志期刊,以及聯邦德國的施普林格出版公司(Springer-Verlag GmbH & Co. KG)、荷蘭的埃爾塞維爾科學出版公司(Elsevier Science Publishers)、美國約翰?威利父子公司(John Wiley & Son, Inc.)等著名國際出版社出版的學術期刊。這些期刊覆蓋了土木工程的方方面面,包括巖土工程、結構工程、橋梁工程、隧道工程、土木工程材料等。對于每本用于專業英語素材選取的期刊,都會介紹其主要涉及的學術領域及期刊的出版偏好,例如偏向基礎實驗、理論推導或工程實例分析等,使學生在今后選擇期刊發表科研成果時可以有的放矢。

由上所述可知,專業英語在“用”階段的課程內容安排上有兩條主線:(1)第一條主線是土木工程專業英語文獻各部分的寫作技巧與注意事項,包括摘要、引言、正文(分為試驗研究型、理論研究型及試驗研究結合理論研究型)、結論、致謝及參考文獻等;(2)第二條主線是土木工程專業涉及的專業內容,包括地基基礎、混凝土結構、高層建筑結構、道路及橋梁等。在課程安排上,這兩條主線并不是互相孤立的,而是緊密結合在一起,如表1所示。表1學校土木工程碩士研究生專業英語課程安排的教學內容及學時分配,從中可以看出,在專業英語課程的“用”階段,每一個專業知識板塊和文獻寫作體例所包含的內容是一一對應,相輔相成的。例如在講解知識板塊“土力學與地基基礎”時,會挑選這方面的正文作為教學材料,又或在講解知識板塊“混凝土結構”時,會挑選這方面的引言作為教學材料,這樣學生不僅能學習專業英語詞匯及寫作技巧,還能及時了解土木工程專業方面的最新科研動態。又例如

以某一期刊為例,從官網主頁進入作者投稿須知界面(Guide for Authors),講解該期刊對論文各部分寫作格式的特殊要求,然后進入投稿界面,詳細介紹投稿步驟直至投稿完成。

從表1還可看出,各個知識板塊的學時并非均勻分配的,而是存在一定的靈活性,這主要是考慮到課程的教學內容應該是任課教師本人最熟悉、背景知識功底最深厚的部分,作者在之前的學習工作中基本從事“土力學與地基基礎”和“混凝土結構”這兩方面的科研和教學,因此對該部分內容比較熟悉,授課時可以更生動、講解可以更清晰。

在專業英語“用”階段的教學實踐中安排了內容1和內容2。內容1對應的培養目標是“學生通過以英語為載體的學術論文、講座、國際會議等形式獲得本專業的先進科學知識及技術成果”;內容2對應的培養目標是“并且能夠自己撰寫英語論文、作演講、在國際學術會議上作報告”。內容2的教學安排是由學生自由組合、選取適合的演講題目、進行英語小組演講,這部分內容主要訓練學生在閱讀理解專業英語文獻的基礎上,如何進行專業表達,提高英語的聽、說能力。周奇和朱林菲[6]調查研究發現學生普遍希望增設聽說環節。依據自身教學實踐,要讓小組演講不流于形式應做到以下幾點。

(1)演講內容。必須取自近5年國際主流土木工程期刊上的學術論文,強調“近5年”期限是因為科技文獻的寶貴之處在于登載的專業理論及技術都是最新的,學生通過閱讀近期文獻可以了解符合時展、科技發展的專業學科方向。由于剛入學的碩士研究生對本專業的國際學術期刊不熟悉,一般會指定一些,例如巖土力學方面有《Géotechnique》《Computers and Geotechniques》《Canadian Geotechnical Journal》《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等,巖石力學方面有《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》《Rock Mechanics and Rock Engineering》等,結構、材料方面有《Journal of Structural Engineering》《Cement and Concrete Research》《Cement and Concrete Composites》等。

(2)演講形式。由學生自由組合形成4~5人為單位的演講小組,對所選擇的演講題目按照內容簡介(Outline)、引言(Introduction)、內容主體(main body)、結論(conclusions)進行解說,每位組員都必須上臺演講,總用時控制在13~15分鐘。

(3)提問環節。在每組演講完畢后,其余小組進行提問,演講組可指派任何組員進行回答。

(4)評分標準。演講得分由教師打分(權重40%)和學生打分(權重60%)共同決定。學生打分成績由除演講小組外的其余小組給出,取平均值,評分標準如表2所示:(a)演講長度直接關系到組員是否對演講內容熟悉、組員之間是否有排練及配合;(b)PPT應盡量避免大段文字,要以標題、圖、表為主,培養學生的表達能力,而不是機械性地重復PPT上內容;(c)演講內容必須符合國際發展動向的土木工程學科最新科研成果;(d)演講者需使用專業、流暢的語言進行演講;(e)回答問題環節考核學生是否真實掌握演講內容,以及是否查閱相關參考文獻獲取相關專業知識。

在專業英語課程的“用”階段,學生進行專業演講,提高專業聽、說能力是難點。為了達到預期的培養目標,除了精心安排課堂教學內容和采用合理教學方法以外,還進行了課外拓展。學院土木工程學科一直與國外知名大學土木工程學科有緊密交流合作,僅2015年就有兩位上海市教委“海外名師”項目入選外籍專家來到學院作短期訪問交流(德國亞琛工業大學工程地質與水文地質研究所所長Rafig Azzam教授和澳大利亞臥龍崗環境、土木與采礦學院的Cholachat Rujikiatkamjorn教授)。在此期間,專家們給研究生做了若干次專題報告,都是目前國際上土木工程的熱點問題。學生通過聽報告及提問,既獲得了專業知識,又學到了作演講報告的技巧,提高了聽說能力,有助于較好地完成小組演講。

四、考核方式

進行一定方式的考核是測試學生對課程知識與技能掌握程度的手段之一,同時也為任課教師檢驗自己的教學成果、改進教學方法與手段提供依據。在學院專業英語教學大綱中明確規定,課程最終成績由三部分組成。

(1)平時成績(10%),該部分成績參考出勤率和課堂參與程度。

(2)小組演講(30%),由教師和學生的權重打分決定(參見上一節內容)。

(3)期末考試(60%),包括翻譯(Part 1 Translation)和寫作(Part 2 Writing)兩部分。其中翻譯包括中譯英、英譯中的詞匯及段落翻譯,要求譯文忠于原文、語句通順流暢、表達正確無重大語法錯誤。寫作部分要求學生對所給圖片或表格進行專業性英語描述,要求條理清晰、內容準確,符合專業文獻的表達方式和語言風格。

綜上所述,對考核方式進行了優化設計,避免了專業英語測試中經常會遇到的尷尬問題,即專業英語考試等同于翻譯考試。從考核結果和評教系統的測試結果可以看出,這樣考核方式較為合理,被大部分學生所接受,同時也達到了全面測試學生聽、說、讀、寫、譯能力的效果。

五、結語

科學技術創新離不開科技信息的及時獲取與利用,因此專業英語能力的重要性在現如今信息國際化的時代越來越突出。文章從學院碩士研究生專業英語課程的教學實踐著手,對從“學”到“用”英語的兩階段教學進行了探索。經過專業英語課程的訓練學習,碩士研究生初步具備了利用專業英語及時獲取專業信息、掌握學科發展動態、發表科研成果及進行國際學術交流的能力。

參考文獻:

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[2] 李亞東. 土木工程專業英語[M]. 成都: 西南交通大學出版社, 2011.

[3] 林秋華. “科技英語”教學方法初探[J]. 高等教育研究, 1995, (1): 29 - 30, 36.

[4] 蔡坤寶, 謝紅, 許可. 碩士研究生專業英語教學實踐與探索[J]. 高等建筑教育, 2010, 19(3): 95 - 98.

篇4

關鍵詞:形狀記憶合金,土木工程,振動控制,健康監測

 

0 引言

近年來,如何提高土木工程結構的安全性、耐久性問題逐漸受到人們的重視。經過各國學者的共同努力,相繼提出了一些較為前沿的方法用于提高結構的安全性及耐久性。其中,由智能材料組成的智能材料結構系統在土木工程領域的應用研究不僅具有吸引力,而且具有潛在的革命性。目前,在土木工程領域中應用較為廣泛的智能材料有形狀記憶合金、壓電材料、光柵光纖及磁流變體等。

在眾多的智能材料中,形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,簡稱SMA)是一類對形狀有記憶功能的材料,這種材料本身具有自感知、自診斷和自適應的功能。1932年,美國學者Olander在研究Au-Cd合金時發現了形狀記憶效應(Shape Memory Effect,簡稱SME)。論文格式。此后對SMA的研究和應用才真正開始。SMA作為智能材料之一,最早廣泛應用于航空航天、機器人、醫療等精密尖端領域。近年來,隨著材料加工技術和工業化生產能力的提高,SMA在土木工程中的研究與應用也有了較快的發展。SMA由于具有可恢復變形大、在受限回復時能產生很大的驅動力、電阻對應變敏感、高阻尼性能、抗疲勞性能好,并且可以實現多種變形形式,易于同混凝土、鋼等材料相結合等特點而日益受到重視,國內外眾多學者對SMA在土木工程中的應用進行了理論和實驗研究。

1 SMA的重要特性

1.1 形狀記憶效應(SME)

形狀記憶效應是指某些具有熱彈性或應力誘發馬氏體相變的材料處于馬氏體狀態,并進行一定限度的變形后,經加熱并超過馬氏體相消失溫度時,材料能完全恢復到變形前的形狀和體積的功能,如圖1所示。根據材料記憶功能的不同,可分為單程、雙程和全方位SME。單程SME是指材料只能一次動作,即加熱后回復到高溫時的形狀,并保持該形狀;雙程SME是指材料反復加熱和冷卻,能夠反復回復到高、低溫時的形狀;全方位SME是指材料在具有雙程記憶特性的同時,如果冷卻到更低溫度,可以出現與高溫時完全相反的形狀。

1.2 超彈性(PE)

超彈性是指當SMA溫度超過奧氏體相變完成溫度Af,加載應力超過彈性極限,即產生非彈性應變后,繼續加載將產生應力誘發的馬氏體相變,但這種馬氏體隨著應力的消失而消失,即使不加熱也會產生馬氏體逆相變而恢復到原來的母相(奧氏體相)狀態,應力作用下產生的宏觀變形也將隨著逆相變的進行而完全消失,如圖2所示。

圖1 形狀記憶效應圖2 超彈性

2 形狀記憶合金在土木工程領域中的應用

2.1用于結構振動控制

SMA用于結構的振動控制,可以有效地減小結構在地震荷載作用下的位移響應,因此結構振動控制是SMA在土木工程領域中的主要研究方向。目前,SMA用于結構主動控制時,主要研究SMA作動器的設計和如何提高作動器的使用頻率;而對于被動控制則主要研究用SMA材料設計阻尼元件和振動隔離器。只有設計出理想的作動元件和智能阻尼元件,才能更有效地控制結構振動。如何利用SMA的特點控制結構振動,特別是控制建筑結構在地震作用下的振動,以及對SMA的材料性能進行改進,開發新型的大應變、大驅動力、高響應頻率、性能穩定的SMA材料,目前在國外都是十分活躍的研究課題。

2.3用于結構裂紋及損傷監測及控制

裂紋及損傷的主動探測和控制是當前工程結構中十分突出和迫切需要解決的問題。在一些大型結構的一些關鍵受力部件對裂紋和損傷十分敏感,一旦出現就會造成重大事故,而用傳統技術和方法不能及時發現構件中的裂紋和應力集中較大的部位。可以利用SMA對應變敏感、電阻率大及加熱后可以產生大回復力的特點,再配上微處理器,使之集傳感驅動于一體,便構成自動探測裂紋或損傷和主動控制裂紋擴展的完整控制系統。

將SMA制成絲或薄膜粘在構件易產生裂紋或應力集中較大的地方,當構件產生裂紋或損傷以后,位于裂紋處的SMA將隨裂紋表面張開位移增加而產生局部變形,從而使其材料電阻值發生變化,隨著裂紋不斷擴展及外加載荷不斷增加,其張開位移也不斷增大,位于構件裂紋處SMA的變形也不斷變大,相應電阻值也不斷提高,其電阻值的變化量和變化規律,由微處理器可判斷監測出裂紋的大小和位置。

當構件的裂紋或損傷到達需要控制的范圍時,SMA的變化信號經微機控制系統分析判斷后,自動地發出控制信號,將SMA通電加熱,當加熱溫度超過SMA相轉變點時,它的內部就產生回復效應,SMA發生動作,試圖收縮。由于裂紋表面在外載作用下張開阻止其回復,于是SMA產生很大回復力。此回復力大小隨裂尖張開位移的增大而增大。論文格式。此回復力改變了裂尖的受力狀況,驅動裂紋閉合,使裂紋張開位移減小,實現裂紋的主動控制。在實際應用中,為簡化結構,也可利用SMA自身特性及偽彈性性質來實現裂紋的被動控制。

3 當前存在的問題

雖然形狀記憶合金具有許多獨特的性能,在結構減震控制的初步研究與應用中已顯示出了它的優越性能及其應用前景,但是,總的來說對與結構減震相關的形狀記憶合金特性的研究還不夠深入,發展形狀記憶合金驅動器中還存在一些問題。

(1) SMA作為驅動器,激勵合金時需要消耗能量,且對SMA加熱或冷卻以產生驅動力時都需要一定的時間,這使其在控制頻率上受到一定的限制。若直接以通電方式激勵,利用材料本身的電阻加熱,由于合金的電阻不大,激勵它需要大電流、粗導線,在某些智能材料結構中不適用。對應用于減震的SMA,其減震合金的衰減率小,而且衰減率過分依賴于溫度和振幅,加之加工性能欠佳,價格偏高等都限制了SMA在減震中的應用。因此對SMA性能進行進一步的研究,提高SMA驅動器的響應速度,特別是對與結構減震相關的性能進行深入研究具有現實的意義。

(2) SMA這一功能材料的發現,改變了長期以來形成的金屬是熱脹冷縮彈性變形是線性的等傳統觀念,虎克定律在這一材料中已不適用。因此,要想利用其制成主、被動控制器,對SMA的宏觀力學性能進行深一層的研究,建立適于工程應用的簡化本構模型是必須解決的問題。

(3) 利用SMA的超彈性效應和高阻尼特性制成阻尼器,來減少結構的地震反應是切實可行的,而且試驗也已驗證了SMA阻尼的減震、抗震效果,因此應進一步研制和開發新型的形狀記憶合金主被動控制器,并且使SMA控制器的制作標準化。

另外,對裝有SMA控制器結構的減震控制效果的研究,SMA控制器在結構工程中應用的可行性研究及實際工程設計方法的研究,SMA控制器的可靠性、耐久性研究都還有待進一步加強。

4 結語

本文簡要介紹了SMA的主要特性,以及其土木工程領域中的應用方向。論文格式。雖然形狀記憶合金的理論還有待進一步的完善,它在土木工程中的應用仍處于嘗試階段,但是隨著人們對SMA性能研究工作的深人開展,其在土木工程領域中的應用前景是十分廣闊的。

篇5

提高學生創新、獨立思考與工程實踐能力。實踐證明,重點加強力學基礎教學對土木工程專業畢業論文質量提升有明顯成效。

關鍵詞: 土木工程;畢業設計;力學教學;理論知識;工程實踐

中圖分類號:TU-4;G642477 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0126-03

土木工程專業畢業設計是培養計劃中最后且最主要的綜合性實踐教學環節,也是人才培養目標的重要階段之一。要求學生將大學此前所學的專業知識融會貫通,并應用于實際工程,培養學生綜合應用所學基礎理論和專業知識,以及獨立分析和解決實際工程問題的能力[1]。然而,土木工程畢業課題大部分涉及力學分析和計算,但從指導學生畢業設計中可以看出,學生普遍不能很好應用力學知識去分析、解決問題。為此,加強力學基礎教學改革和實踐,確保學生畢業設計論文質量是高等院校面臨的一個重要課題。

一、土木工程專業畢業設計存在的問題

目前,土木工程專業本科畢業設計課題主要來源于工程建設類和研究項目的實際課題,但這兩類課題都涉及力學知識,若缺乏較強的力學分析和計算基礎則難以完成高水平的畢業論文。當前土木工程本科專業畢業設計存在的主要問題如下。

(一)缺乏解決實際工程問題的能力

房屋建筑結構方案設計方向論文內容主要包括結構選型、結構布置、建立模型、擬定計算簡圖、內力分析、內力組合、截面設計、構造處理等。顯然,合理的建筑結構設計是以力學分析和計算為基礎,然而在指導學生畢業設計的過程中筆者發現,學生嚴重缺乏利用所學的理論力學、材料力學,尤其是結構力學相關知識分析和解決工程實踐問題的能力。已踏入工作崗位的學生反映,雖然已學習了理論力學、材料力學和結構力學,且在期末考試中也取得了較好的成績,但進入畢業設計階段仍無從下手。如:畢業設計涉及的力學知識也許不能完全用書本知識解決,但對于簡單的力學問題,學生往往感到毫無頭緒,只能在教師的指導下做出正確選擇。這說明學生還無法將專業基礎知識、基礎理論知識在頭腦

中形成統一體系[2],學生在本科階段學到的力學基礎知識沒有真正起到基礎和鋪墊的作用。缺乏知識綜合應用,尤其是應用力學知識解決實際工程問題的能力是土木工程專業本科畢業設計最突出的問題。表1為筆者所在的土木專業二本學生近年來畢業設計題目。從表中和筆者教學實踐調查可以看出,由于學生力學水平較差,因此畢業設計大多數為施工組織設計以及巖土工程方向,而房屋建筑結構方案設計方向的論文偏少,研究型論文的畢業設計基本沒有。

(二)結構設計概念模糊,缺少方案論證

土木工程畢業設計的實施過程歸根結底是一個結構概念分析的過程。所謂概念設計一般是指不經過具體的數值計算,主要依據整體結構體系與分體系之間的力學關系,根據現象和工程經驗得出基本設計原理和思想,從整體的角度確定建筑結構的總體布置以及抗震細部措施的宏觀控制,概念設計思想已逐漸被大范圍地推廣,并在結構的選型、布置、計算參數的確定等方面發揮越來越重要的作用。然而,目前的本科生由于力學基礎知識不牢固,工程實踐經驗不足,加之計算機的大量使用,導致結構設計概念模糊。

從目前筆者所在專業的畢業論文看,論文中普遍缺少方案選擇、比較以及方案論證,基本按照既有模式進行計算,有的甚至連計算方法都未弄懂,導致畢業論文中往往在選擇結構方案時對受力是否合理缺乏考慮,結構整體把握性差,空間想象力不夠,理性分析偏弱。

(三)學生定性分析以及手算能力不足

計算機的普及和高速發展為結構分析提供了多樣化的選擇,培養學生利用計算機分析結構已成為課程建設和教學的重要內容。為了培養學生利用計算機進行結構分析的能力,東華理工大學土木與環境工程學院在編制結構力學I課程教學大綱時重點增加了6個課時的上機操作,同時在課堂教學中增加了通用工程結構分析軟件介紹,如SAP2000,ANSYS等有限元分析軟件。然而,負面效應是學生過分依賴計算機分析軟件,當遇到必須通過手工計算才能解決的復雜結構時,大部分學生無法應對。另外,當計算出現錯誤或在使用過程中輸入錯誤參數時,學生無法較快地定性分析內力圖是否正確,更不知如何手工校核。

(四)缺乏創新思維和獨立分析能力

本科畢業設計目的是重點培養學生的創新思維和獨立分析能力。由于本科生知識面偏窄,限制了學生創新思維的發展,學生獨立分析與解決問題的能力薄弱,畢業設計時力不從心。通過對本專業2006級畢業生情況調查分析發現,學生對所學的各門課程,特別是對三大力學的綜合運用能力不強;對實際工程了解模糊,在將實際工程轉化為計算模型時,方法實施不明確,加之對結構構造要求不熟悉,欠缺獨立查閱文獻的能力,造成了學生過分依賴教師的情況出現。

二、產生原因分析

(一)理論與實際脫節

力學與工程密切相關,是土木工程專業最重要的課程之一。力學概念、原理和公式相對枯燥,教學與實際工程脫節難以吸引學生注意力。例如:材料力學、理論力學、結構力學的教學學時相互分割,以單門課程為中心進行教學,對知識的相互滲透與銜接不夠,導致學生學習吃力,一味強調強調計算方法和技巧的訓練,忽視了基本理論在實際工程中的應用,導致拋開工程背景一味學習書本知識的現象成為普遍。

篇6

關鍵詞:建筑材料;實驗教學;開放實驗

中圖分類號:TU5-4文獻標志碼:A文章編號:1005-2909(2012)05-0114-04

應用型本科院校主要為地方或區域經濟建設與社會發展服務,為提高人才職業競爭力,除了培養少量研究型和技能型人才外,把面向生產、管理、服務一線的應用型人才培養放在首位[1],更要注重社會化與個性化的統一[2-3]。土木工程材料實驗作為土木工程專業實踐教學的一部分,要打破原有局限,構建從課堂內系統、綜合的實驗操作到課外開放的自助式實踐訓練,形成演示性、驗證性、設計性、綜合性、研究性、應用性的多層次實驗體系[4],以體現應用型人才的培養目標。

一、土木工程材料實驗組成

土木工程材料實驗除了土木工程材料課程基礎實驗外,還包括部分學生為參加學科競賽而進行的實驗,或者與畢業論文相關的實驗以及為了創新科研而開展的開放實驗。

(一)課程基礎實驗

各高校土木工程材料實驗大致10~18學時,主要包括土木工程材料課程常規實驗項目,如材料的密度、表觀密度實驗;水泥性能實驗(標準稠度用水量、凝結時間、膠砂強度測試);混凝土用砂石實驗(表觀密度、篩分析);混凝土和易性實驗;混凝土強度實驗;砂漿性能實驗;瀝青實驗(針入度、延度、軟化點)。雖然各高校都要求課內開設一定比例的綜合性或設計性實驗,但受到實驗學時數、實驗設備和實驗場地的限制成效一般。(二)學科競賽實驗

學科競賽以綜合性、設計性實驗為主。從2010年開始,“全國大學生混凝土設計大賽”每兩年舉辦一次,面向全國各高校大學生,由全國高等學校建筑材料學科研究會主辦。大賽期間,各參賽隊現場進行混凝土設計(包括根據現場材料和混凝土工作性進行調整)、試件成型、快速養護、性能測試等實際操作,并對試驗結果進行數據處理和設計方案修正。比賽最后階段,各隊根據評委會的提問進行陳述答辯。此外,全國混凝土設計大賽從2010年開始,每年舉辦一次,邀請各地混凝土生產龍頭企業、高等院校參加。2011年的大賽主題為“輕質與高強:普通混凝土強度和容重設計”,設計思想為“以最低容重實現設計強度”。這類大賽的舉辦促進了課堂理論與實驗實踐相結合,激發了學生學習積極性,提高了對所學知識的綜合運用能力,不僅檢驗了學生對現代混凝土材料科學和制備技術的掌握程度,也促進了混凝土行業創新性人才的培養。

(三)科研實踐類開放實驗

開放實驗既有教師提供的選題,也有學生自主選題。學生參加開放實驗的目的各不相同,或憑個人興趣,或為參與教師科研課題,也有純粹為了拿科研創新學分,但開放實驗是課程基礎實驗一種不可或缺的拓展和補充形式,可幫助學生形成創新意識和創新思維,提高專業技能、技術創新能力和綜合素質。以土木工程材料為選題做畢業論文的學生一般都需要圍繞研究課題開展實驗,完成實驗方案、實驗步驟、實驗原材料選擇、實驗方法確定、實驗操作、測試結果與分析全過程。浙江省面向大學生的“新苗計劃”就是以課題資助的形式鼓勵大學生在校期間開展科技創新。

二、土木工程材料實驗存在的問題

(一)課程基礎實驗學時欠缺

土木工程材料課程基礎實驗以演示性和驗證性實驗為主,且目前標準教學班人數均超過30人,甚至達到60人,實驗場地、實驗設備臺套數難以滿足教學要求難。演示性實驗效果不佳,無法給學生留下深刻的感性認識。而目前各高校對課堂實驗部分都要求綜合性或設計性實驗必須占到一定的比例,綜合性或設計性實驗往往持續較長時間,且所占學時較多,容易影響其他課程實驗內容在教學計劃學時內的完成。

(二)課程實驗內容不足以體現行業發展和職業導向

隨著能源的日益緊張以及對能源戰略的重視,新型建筑材料不斷更新,土木工程材料不斷向綠色化、復合化、多功能化發展。工業廢渣在混凝土中被資源化利用;各類高效外加劑在混凝土中廣泛使用;傳統墻體圍護結構粘土磚被新型墻體材料如加氣混凝土、輕質小型混凝土砌塊、粉煤灰砌塊、GRC板等所取代,節能材料迅速發展,而大多數應用型本科院校并未開設相關實驗測試內容。

土木工程材料尤其是鋼筋混凝土材料的耐久性得到了越來越多的重視,耐久性成為鋼筋混凝土結構設計的一個主要內容,也是課堂教學的主要內容之一。學生除了需要鞏固對水泥、混凝土、鋼材等結構工程材料基本性能檢測外,還需要加強建筑工程材料耐久性和工程特殊要求性能等領域的試驗檢測,主要包括:抗凍融、抗水滲透、抗氯離子滲透、收縮實驗、早期開裂、混凝土碳化、混凝土中鋼筋銹蝕、抗硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應等。

(三)實驗創新性不足

由于課程基礎實驗部分學時受限,需要完成的實驗教學內容較多,創新較困難。開放實驗目前常以教師擬定題目為主,學生自主選題很少,且選題范圍不夠廣泛,創新無從談起。

實驗報告是對知識體系的充分體現,通過確定實驗方案、了解操作程序、描述和分析實驗結果,達到提高學生分析和解決問題能力的目的。但目前大多數高校土木工程材料課程實驗都有配套的實驗指導書及實驗報告本,學生做完課程實驗只需填寫實驗設備、實驗結果即可,不利于學生創新能力的培養,嚴重影響了開放實驗、畢業實習、畢業論文階段時實習報告、論文報告的獨立撰寫。同時因為網絡化,學生筆頭表達能力直線下降,獨立撰寫的實驗報告質量很難滿足要求。

(四)開放實驗效果不良

開放實驗效果難以彰顯,主要表現在:大多數學生參加開放實驗帶有一定的盲目性和被動性,較少考慮提高自身的實踐操作能力和科研能力,這既受高等教育不良風氣的影響,又與部分學生急功近利的思想有關。真正意義上的實驗室“開放”程度還不到位,學生并不能隨時進出實驗室,實驗室的整體管理水平與應用型人才培養目標不協調,實驗指導教師與理論授課教師對實驗操作或規程要求不一致。

三、土木工程材料實驗教學改革措施

(一)加強開放實驗,彌補課程基礎實驗的不足

高等教育的大眾化和普及化,使應用型人才培養途徑多元化、復合化[5],越來越多的土木工程畢業生將逐漸由設計單位轉向施工、監理、房產、質檢等部門,這對學生的實踐操作技術要求更高。從建筑材料市場和企業看,國內的合資和外資建材企業越來越多,本土的材料行業小企業不斷發展,需要越來越多的銷售、檢測人才。根據行業和職業需求,為培養學生的工程能力,開放實驗應涵蓋土木工程材料制備和加工、宏觀微觀性能檢測、質量評定等方面,以小組為單位進行選題,加強學生動手能力、創新合作能力、社會責任感的培養。

部分選擇繼續攻讀碩士學位的學生,需要以綜合性實驗或設計型實驗為核心,通過創新型實驗項目培養其綜合研究能力。如了解材料微觀形貌,水泥基材料不同水化階段的物相形成、作用機理,礦物摻合料的作用及粉末材料細度等先進測試技術,加深對綜合熱分析儀、掃描電鏡、激光粒度分析儀、壓汞法孔結構測定儀等儀器設備的認識和了解,奠定基本的科研實踐技能。

針對土木工程材料的發展趨勢,在課堂理論教學中要貫徹土木工程可持續發展理念[6],不斷完善傳統的土木工程材料測試內容,以滿足工程實際需要。把開展礦物摻和料、減水劑、膨脹劑、混凝土耐久性、保溫材料的導熱系數等測試內容納入開放實驗范疇。

(二)提倡科學探索,提高學生創新能力

要加強綜合應用能力和科研訓練,將實踐教育與科研訓練相結合,建立科研促實驗教學的模式,激發學生的科學探索精神和創新意識[7-8]。教師通過科研及時掌握本學科的最新動態以及社會對人才培養的要求,更新教學內容,結合行業熱點開發開放實驗選題,將最前沿的工程技術成果及時引入本科實驗教學,使實驗內容更具前沿性、設計性、研究性,創新性。

在實驗教學中強化科學精神的培養,從科學嚴謹性、法規權威性、工程技術創新性等方面啟發和促進學生科學世界觀的形成。鼓勵學生在教師設定的開放實驗大框架下自行設計實驗方案,規范實驗操作流程,實事求是地記錄實驗數據,詳細記錄實驗過程中出版的異常并客觀理性分析,獨立撰寫實驗報告。對于隨意變更、篡改實驗結果的現象可實行一票否決制,取消實驗成績或重做實驗。

(三)改進教學環節,改善實驗效果

1.重視實驗準備

盡可能結合理論教學,提前布置實驗任務,使學生全面了解實驗方案的設計、實驗誤差的分析及實驗結果的處理方法。對于開放實驗,更要重視實驗目的和實驗過程,結合理論知識和常規數據處理辦法,綜合分析實驗機理和實驗結果,并提煉出實驗結論或解決思路。2010年全國高校大學生混凝土設計大賽,雖然各組都采用同樣的原材料和實驗條件,由于配合比設計和調整方法不同,和易性、試塊強度及經濟性差別很大,只有對相關知識點融會貫通,掌握混凝土強度、和易性、耐久性、經濟性的各項影響因素,才有可能進行正確熟練的設計和操作。

2.保持課堂理論教學與實驗操作要求的一致性

課堂理論授課教師與實驗指導教師對相關實驗內容、實驗規范、操作要求的掌握和理解必須一致,以免造成理論學習和實驗操作的脫節,避免實驗室過程中實驗操作的隨意性。實驗員和實驗指導教師開展的科研實踐相對較少,且以指導課程基礎實驗為主,隨著開放實驗的增加,需要經常組織業務培訓。新采購的設備要及時提供相應的到貨培訓,對于一些高端的精密儀器設備,應建立有效的專人負責制度和完善的登記使用與維護制度。

3.加強實驗室建設和開放式管理

在滿足課程實驗教學基礎上補充部分科研設備,開創先進的實驗教學條件,以保證畢業論文、學科競賽、開放實驗等過程對實驗設備、實驗室用房及輔助配套設施的要求。同時,要進一步提高資產管理規范化、實驗教學信息化、網絡化水平,使學生能隨時預約并方便地開展實驗,提高儀器設備共享程度和利用率。學校除不斷加大對硬件設施的投入力度,建設校內實驗室外,還可利用校外實踐基地,建立校企共享實驗室,既可保證教學實驗條件,又能降低學校成本。

四、結語

根據行業發展和就業需求,土木工程材料實驗要與應用型人才培養目標相吻合。合理組織土木工程材料課程基礎實驗、學科競賽、開放實驗和創新實踐,以構成演示性、驗證性、設計性、綜合性、研究性、應用性的多層次實驗體系。在保證課程基礎實驗的前提下,要加強開放實驗,強化實驗室建設和管理,保持課堂理論教學與實驗室操作要求的一致性,培養學生科學探索精神,以實現土木工程材料實驗教學改革的取得成效。

參考文獻:

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[2]孫澤平.關于應用型本科院校人才培養改革的思考[J].中國高教研究,2011(4):55-57.

[3]張兄武,徐宗寧,付保川.本科應用型人才培養改革策略探究[J].教育評論,2011 (2):12-15.

[4]賈艷東,田傲霜,何秀斌.土木工程專業開放實驗教學的探討[J].實驗室科學,2011,14(3):144-145,149.

[5]張云蓮,韓國英.地方院校土木工程特色專業應用型人才培養途徑的復合化[J].高等建筑研究,2010,19(4):28-31.

[6]張云蓮,李啟令,俞春校.土木工程材料教學中的創新理念[J].山東建筑工程學院學報,2004,10(4):90-92,98.

[7]金南國,錢匡亮,孟濤.高校土木工程材料實驗教學單獨設課的探討[J].實驗室研究與探索,2009,28(9): 111-112,116.

[8]徐文勝,宋象軍.土木工程科研成果轉化為優質教學資源的探索[J].實驗室研究與探索,2010,29(6): 128-130,139.

Experimental teaching reform of civil engineering materials in application-

oriented universities and colleges

ZHANG Yunlian

(School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Science and

Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang Province, P. R. China)

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關鍵詞:土木工程;實踐教學體系;實施方案

中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0215-02

在計劃經濟時代,我國的土木工程高等教育,形成了一套窄、專、深的專業課程體系,但在目前的市場經濟條件下,土木工程專業學生就業面廣,再加之人才市場的動態性,要求學生知識面廣、適應能力強,要求學生能夠盡快適應社會、服務社會,在這種背景下“專才型”人才培養模式逐漸暴露出了它的弊端。因此,以人才需求為目標,以人才知識結構、創新能力結構為主線,結合專業需求建設實踐教學環節,以突出學生綜合專業素質,突出學生工程實踐能力和創新能力的培養,突出實踐環節教學,構建土木工程專業人才新的培養模式正是本文撰寫的著眼點。

一、國內外研究現狀

雖然我國大學教育已由精英教育轉向大眾教育,但是長期以來形成的“重理論、輕實踐”的本科教育思想仍然未得到根本轉變,目前,一些高校開始摸索建立合理有效的實踐教學體系,進行職業教育和技能培養,但總的來說尚不夠成熟。國外的實踐教學及職業教育起步較早,并形成了各自的特色,如英國的核心技能培養體制、德國的雙元制職業教育、美國的職業技術培訓體系等。我國對實踐教學以及技能培養的研究,主要針對大中專學生。開展本科生的實踐教學和技能培養是近些年開始的,并一直是我國高等教育的薄弱環節。

實踐是創新之源,工程實踐是創新的基礎,沒有工程實踐的能力就談不上創新能力。歐美、日本等國家土木工程專業培養的特點是以寬度為主,強調學生知識結構的完整以及自主學習的能力、實踐的能力以及創新的能力。歐美和日本等發達國家土木工程職業工程師的培訓任務很大程度上由企業承擔,而我國工程界土木工程專業畢業生職業培訓方面還未形成體系,施工企業和設計院大都從自身經濟利益出發,要求畢業生必須具備相應的工作技能和工作經歷。市場需求壓力迫使我國高等院校必須加強學生實踐能力、創新能力的培養,負擔起職業訓練的任務。因此,我國的國情要求土木工程專業實踐教學體系的設置必須與企業要求接軌,而且對學生實踐能力的測評方式和結果應逐步取得社會的廣泛認可。

二、實踐教學體系實施方案的探討

(一)著眼工程素質和實踐能力培養,建設實踐教學體系

建立三個層次的子系統實踐教學體系,并將實踐教學體系落實到新修訂的教學計劃和實踐教學大綱中第一子系統以認識實習為主體,涵蓋工程制圖、土木工程概論、測量實習等。使學生了解、認識、描述土木工程產品的功能要求、內部結構,激發學生學習土木工程的熱情。第二子系統包括力學、工程材料、土力學及結構實驗及課程設計等。使學生掌握材料性能、結構建模及結構分析設計方法。第三子系統包括結構檢測、生產實習、畢業實習和畢業設計。使學生掌握與實踐土木工程的分析、設計、施工檢測和控制方法。三個子系統的層次結構是“綜合―分解―再綜合”的關系;具有“實驗、實習和設計”三要素,符合人的認識規律;以能力培養、特別是創新意識與創新能力的培養為主線。在教學計劃和實踐教學大綱中,從以下三個方面納入實踐教學體系。

1.與土木實驗平臺相對應,設立《實驗系列課程》,打好全面開放式實驗的基礎。

2.設《集中實踐教學環節指導表》,將課內各集中實踐環節與課外社會實踐、科研實踐、學科競賽、創新實踐、學年作品和文化素質教育實踐等結合起來,形成為一個完整的體系;將研究型、創新型實踐課和課外科技競賽活動列入教學計劃,如力學模型測試、應用軟件培訓、結構模型競賽實驗課等。

3.增設創新實踐學分,即對學生參加的各類競賽、科技創作和論文寫作等活動,進行考核后計入學分,且可免修其他課程。

(二)將工程素質和實踐能力培養寓于教育教學全過程

本科培養是一個系統工程,工程素質和實踐能力的培養、創新活動的開展,必須寓于教育教學全過程。

1.對實踐性較強的課程,以創新能力培養為主線,進行課程改革。對土木工程專業中實踐性較強的課程如《土木工程概論》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及結構類實驗課等進行課程改革,以培養學生的創新能力為主線。《土木工程概論》可計劃采用現代化教學手段,進行形象生動、引人入勝的教學,組織有豐富經驗的老師、專家授課,使新生剛入學就重視素質和能力的提高,發揮以智引人、以志樹人的作用。土木工程施工教學有一定的特色,將課程分為兩個層次進行:第一層次是以子項工程中的工種工程施工為對象的基本施工知識;第二層次是以整個項目工程施工為對象的現代土木工程施工,在后者中引入現代化的最新方法,采用多媒體授課,授課過程中,使學生站在項目經理的高度,統管全局,運用最新技術,去解決復雜的工程問題。土木工程材料和結構類課程內容廣泛,實驗課時較多,長期以來采用傳統方法進行實驗,學生主動參與少,可計劃制作各類實驗課件,讓學生利用課件,主動參與,進行模擬實驗后,再正式進行實驗室試驗,這項改革可激發學生的學習積極性,有助于開發創造性思維,潛移默化地掌握創新方法。

2.發揮教師的主導作用,四年級的導師制與畢業設計相結合。為貫徹因材施教的育人原則,更好地實行理論教學、實踐教學和科學研究三元結合的教學模式,給學生的個性發展提供良好的條件,全面提高學生的工程素質和實際工作的能力,必須充分發揮教師的主導作用。因此,擬將畢業設計改在一年內機動安排,規定對四年級的導師制必須與畢業設計相結合。導師關心學生的全面成長,在負責指導學生畢業設計的同時,要提供學生參與工程實踐和科學研究的條件,與科學研究、創新活動結合起來。

3.探索寓于教學過程、形式多樣、可持續開展創新實踐活動的新路子。在教學過程中,開拓一些形式多樣的創新實踐活動。組織學參加挑戰杯結構設計競賽:以激發學生崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創新、迎接挑戰的主動精神,競賽活動鼓勵跨專業、跨年級、跨學科的合作,以體現團隊精神。組織學生科技活動:設置學生科技活動基金,推動課外科技活動的開展,課外科技活動與教學過程相結合。結合教學環節,撰寫小論文:從一年級到四年級,結合課堂教學、實驗、實習及畢業設計等教學環節,安排撰寫小論文,促進學生參與創新活動、培養學生的創新精神。

4.為實行開放性實驗創造硬件條件。對專業基礎課及專業課實驗進行調整、投入,圍繞學生實踐能力的培養開展工作。在保證開出原計劃規定的混凝土結構、土力學、建筑材料等各類課程的實驗基礎上,擬增開一些實驗項目如“預應力張拉工藝”、“結構非破損試驗”、“道路工程現場檢測”等。

(三)通過“產、學、研”結合,依靠社會力量辦學,有效提高實習和畢業設計的質量

搞好專業的認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計的關鍵是理論聯系實際。擬將廣大教師的“產、學、研”結合點形成為較大的、互惠互利的合作網絡,組成可跟蹤最新技術、靈活的校外實踐基地。這是依靠社會力量辦學的新觀念。觀念的更新,可使我們克服困難,有效地提高實習和畢業設計的質量。在認識實習的兩周時間里,充分發揮校外實踐基地的作用,利用實踐基地的有利條件,使學生了解國內外的現狀、高新技術及發展趨勢,使認識實習具有內容廣、技術新的特點。依靠“產、學、研”合作網絡,生產實習可實行“開放式”,為強調能力的培養并進一步提高生產實習的質量,修訂適用于土木工程專業的生產實綱并用于實踐。落實畢業設計指導教師的“產、學、研”基地,保證有相對穩定的、內容涉及到土木工程各個領域的合作單位;每年擬聘任10名左右校外畢業設計指導教師,為學生結合實際工程進行畢業設計創造有利的條件。在畢業設計中實現五個結合,即四年級導師制與畢業設計相結合;設計題與實際工程相結合;校內外指導教師相結合;產、學、研相結合;設計題目與用人單位要求相結合。

三、結語

高校土木工程專業為培養適應社會發展要求、具備一定的理論功底、實際動手能力強的學生,就必須提高教學質量,強化實踐教學環節,著眼工程素質和實踐能力培養,建設實踐教學體系,將工程素質和實踐能力培養寓于教育教學全過程,通過“產、學、研”結合,依靠社會力量辦學,有效提高實習和畢業設計的質量,才能最終實現土木工程應用型人才的培養目標。

參考文獻:

[1]祁貴國,魯可乙.土木工程應用型人才培養模式探討[J].高等建筑教育,2013,(22).

[2]彭大文,丁文勝,孫雨明.應用型本科院校土木工程專業特色建設的思考[J].高等建筑教育,2008,(17).

基金項目:獨立學院土木工程專業實踐教學體系研究與拓展(桂教改2010JGZ046);廣西高等學校特色專業及課程一體化建設項目(GXTSZY232);以培養創造性思維為中心的建筑設計基礎教學改革與教學平臺建設研究(2011JGA145)。

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英文名稱:China Civil Engineering Journal

主管單位:中國土木工程學會

主辦單位:中國土木工程學會

出版周期:月刊

出版地址:北京市

種:中文

本:大16開

國際刊號:1000-131X

國內刊號:11-2120/TU

郵發代號:2-582

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:1954

期刊收錄:

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

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