時間:2024-03-25 15:40:06
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇土木工程施工概論,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
作者簡介:劉勝兵(1976-),男,湖北天門人,武漢工程大學環境與城市建設學院,講師。(湖北 武漢 430073)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)31-0070-02
自從1998年國內各高校按新的招生目錄實行“大土木”招生以來,原建筑工程和交通土建工程等8個專業被新的土木工程專業所覆蓋。為適應新專業的教學,全國各高校相繼開設了“土木工程概論”課程,其中以上海大學開設最早,該校于1996年即開始了“土木工程概論”課程的創立與建設工作。[1]經過10多年的發展,目前“土木工程概論”課程已成為全國各高校土木工程專業和工程管理專業的必修課程及其他相關專業的選修課程。“土木工程概論”作為一門專業基礎課,特別是作為很多高校土木工程和工程管理專業學生入學后的第一門專業課程,其教學效果的好壞,直接影響到學生后續專業課程的學習熱情和效果。為適應新形勢下土木工程人才培養的需要,一些高校相繼開展了“土木工程概論”課程的教學和考試改革探索,已取得了一些成果。[2]武漢工程大學自2011年以來,在全校掀起人才培養模式改革浪潮,與此相配套的教學和考試改革也相繼展開,目的在于激發師生教與學的熱情和活力,通過校級以上精品課程必須申報、其他課程自愿申報的形式組織各課程試行教學和考試改革,以提高實際教學效果。筆者自2009年至今已連續承擔三年學校土木工程專業和工程管理專業“土木工程概論”課程的教學工作,值此學校開展教學和考試改革之機,結合自己在教學過程中的相關體會,對“土木工程概論”課程教學和考試改革進行一點探討。
一、選擇合適教材,精心設計教案
1.選擇合適教材
教材是教學的基礎條件,不同層次的學生在教材的選擇上應有所差別。武漢工程大學的“土木工程概論”課程學習安排在第一學期學生軍訓結束之后,共32個學時,此時學生還沒有進行過任何專業知識的學習,因此,應選擇一本知識面廣、通俗易懂的教材作為教學用書。武漢工程大學(以下簡稱“我校”)的“土木工程概論”課程以前采用過丁大鈞、蔣永生教授主編的《土木工程概論》作為教材,[3]也采用過羅福午教授主編的《土木工程概論(第三版)》。[4]丁大鈞等主編的教材內容相對過多,而羅福午主編的教材出版于2005年,內容相對陳舊,沒有將近年來土木工程領域的一些最新技術成果收錄在內。筆者自2009年開始承擔“土木工程概論”課程的教學以來,一直選用的是上海大學葉志明教授主編的《土木工程概論(第三版)》作為教材。[5]該教材知識覆蓋面較廣,并且圖文并茂、通俗易懂,2005年被列入國家級精品課程。近三年教學實踐證明,選擇這本教材是合適的,學生反映良好。
2.精心設計教案
教案是教師為順利有效地開展教學活動,根據教學大綱的要求,以課時為單位,對教學內容、教學步驟、教學方法等進行具體安排和設計的教學文書。教案設計的合理與否,直接影響到實際教學效果。因此,筆者在上課前除了精心準備教學PPT課件外,都會精心設計教案。有些教師認為現在普遍采用多媒體教學,既然都準備了PPT,再準備教案是多此一舉,對教案設計不夠重視,筆者對此不敢茍同。因為PPT課件只是教師教學用的輔助素材,而教案則是教師為講好這些內容所進行的設計和計劃,“凡事預則立,不預則廢”,課程教學同樣如此。
二、介紹重大工程和土木大師,激發學生專業榮譽感
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
前言:建筑工程項目中基礎工程的施工關系著整個工程的質量,對工程的質量起著決定性的作用,所以對基礎工程施工中存在的問題進行科學合理的解決是非常必要的。
一、土木工程基礎施工技術要求分析
(一)基坑土方的開挖
進行基坑的開挖時應遵循如下原則:“分層開挖,先撐后挖”,先進行開挖順序以及分層厚度的確定,然后進行連續施工,以防地基土出現擾動現象。整個開挖過程都必須認真進行檢查,進行地下水位以下的挖土施工應進行科學降水。
(二)土方填筑及其壓實
在進行土料的選用過程中應注意如下問題:一是碎石類、砂土及其含水量同壓實要求相符的黏性土可選為填筑土料。二是淤泥,膨脹性土,凍土及有機含量超過8%、含硫酸鹽超過5%的土等不能當作填筑土。壓實的方法包括振動法、碾壓法、夯實法及通過工具進行壓實等方法。壓實過程中必須注意壓實功、土的含水量及每層鋪土厚度。填土應由低到高,由下向上整個寬度分層鋪填碾壓或夯實。填方要分層實施并盡可能使用同類土進行填筑。要在相對的兩邊或者周圍一起進行回填和夯實。并且當天的填筑要在當天進行壓實。而且要保證填土壓實的質量符合規范的要求。
二、土木工程基礎施工技術特點分析
(一)復雜性分析
我國工程地質條件非常復雜,淤泥質土、濕陷性黃土、凍土、溶巖地質等廣泛分布。同時我國地震頻發,地基基礎的影響是非常大的。如此復雜的地質條件加大了地基基礎工程的勘察設計處理以及工程施工的難度。
(二)嚴重性分析
從某種程度上講,建設工程一旦建成投入使用,地基基礎出現質量事故問題往往是無法彌補的,它所帶來的損失遠遠大于地基基礎工程建設所要投入的成本。地基基礎工程一旦出現質量問題,往往會引起地基失穩。建設工程整體結構的破壞,這是建設工程致命性、毀滅性的重大質量事故,直接危及人們的生命和財產安全。由于地基基礎承受上部建筑實體的全部荷載,因此一旦出現局部損壞,其損壞程度擴散很快,而事故的發生又往往是突發性的,加劇了其危害性和嚴重性。
(三)隱蔽性分析
從主體結構本身復雜的工序銜接來看,房屋建筑地基及基礎工程施工后一道工序都在不同程度上覆蓋前一道工序,工序質量具有明顯的隱蔽性,這就是加強隱蔽工程的檢查驗收的原因所在。
(四)多發性分析
在過去的一段時間內,由于地基基礎設計或施工不當等原因導致的房裂屋倒現象時有發生造成了嚴重的損失。
(五)困難性分析
由于地基基礎工程是地下工程,具有隱蔽性,事故處理的施工操作困難性較大。另外,地基基礎承擔了上部荷載,如果發生質量問題,采取措施進行必然會影響到建筑物上部結構的性能因此它的處理是非常困難的。
三、 土木工程基礎施工技術
土木工程的施工過程中較為常見的基坑開挖技術包括淺基坑的開挖技術和深基坑的開挖技術,以下分別對其進行闡述。
(一) 淺基坑的開挖及其支護技術
1、土方的邊坡應以當地的土質、開挖的深度及其方法、邊坡的留置時間、坡頂的荷載情況、排水及降水狀況以及當地的氣候條件等因素為依據進行確定。
2、在土質均勻及濕度正常,基坑或管溝地面的標高高于地下水位,且敞露時間較少時,在挖土深度一定的情況下可不進行放坡和加支撐,但是,開挖深度不可超過相關規定。再次,土質及其濕度適宜,且地質情況相對較好的情況下,當基坑或管溝的底面標高高于地下水位時,開挖深度應不超過5m,且可不加支撐。
3、對于永久性的挖方邊坡而言,應根據設計的相關要求進行放坡。最后,在山體整體穩定的情況下,臨時挖方的邊坡若相對使用時間較長且高度低于10m 時,可以以實際條件設計坡度。淺基坑的土壁支撐技術一般包括灌注樁、板樁、橫撐、深層攪拌樁及地下連續墻等。
(二) 深基坑的開挖及其支護技術
在深基坑的開挖過程中,為了保證坑基開挖過程中土壁的穩定性,通常采用臨時支擋來確保深基坑土壁的穩定性。對于透水擋土支護結構而言,可采用工字鋼樁加橫擋板、預制樁、雙排灌注樁等進行擋土;對于止水擋土結構而言,主要包括了鋼板樁、地下連續墻、化學注漿樁以及深層攪拌水泥土墻等結構;對于支撐部分的結構而言,可采用懸臂、錨拉式支護,或土層錨桿、型鋼水平支撐等結構。
四、 土木工程基礎施工技術要點
(一)土壁的穩定
土壁穩定的關鍵在于土體內粘結力與摩擦阻力之間的平衡。如果土體失去此平衡,就會發生塌方,從而影響工程工期,也會給周圍的建筑和人造成危害。要保證土壁穩定,應先放足邊坡,并且邊坡的留設要符合一定的要求。另外,邊坡坡度的大小則要依據土壤特性、地質條件和施工的條件和方法等多種因素而定。比如,粘性土質的邊坡應陡些,人工或機械挖土、明溝排水時邊坡不宜太陡,應平緩些;基坑旁邊有主要建筑物的情況下,邊坡比例宜在1∶1.0~1∶1.5 范圍內;無地下水且工期較短,可不放坡而留設直槽時,開挖的深度不能超過以下數值:以砂土為填充物的密實、中密實砂土及碎石類土為1m;可塑、硬塑的輕亞粘土和亞粘土為1.25m;以粘性土為填充物的可塑、硬粘粘土及碎石類土為1.5m:堅硬粘土為2m。此外,為了土壁的穩定,還應設置支撐,不僅可以降低土方量、減少施工面,還可以使放坡不受場地限制。在坑槽的邊緣應盡量不要堆置大量的材料和土方或者機械設備;在挖好坑槽后應當立即進行地下和基礎結構的建造;雨期不宜對滑坡地段進行挖方,應先整治,然后開挖,開挖順序為由上至下;如果有危險不穩定的情況時,應先進行妥善的處理。
(二)排水技術要點
土體干燥是土方施工中最為關鍵的因素,因此,在施工過程中,排水工作一定要做好。一般而言,施工的排水可分為兩種:明排水法,即運用截、抽和疏的排水方法。截,截住水流;抽,開挖基坑時,在坑底留設集水井和排水溝,使水流順著排水溝匯集到集水井中,之后用水泵將水抽出;疏,疏干積水。人工降低地下水位法:在開挖基坑之前,在基坑的周圍安設足夠數量的濾水管,將水抽走,在工程完工之前,保證地下水位始終在坑底之下。保證了坑基土體的干燥,可以有效的防止流砂,并改善施工條件。盡管如此,在降水前,一定要考慮原有的工程建筑物可能產生的附加位移和沉降引起傾斜、開裂、倒塌及地面塌陷。因此,在施工必要時,要采取一定的防護措施。
(三) 填土及壓實技術
設計合理的填方邊坡,選擇合適的土料及填筑方法,可以確保填土的強度和水穩性。土壤中如果有機物含量較大或石膏含量超過2%,則不能作為填土所用。施工時,填方工程宜分層鋪土然后壓實,若用同類的土壤來填筑最好。如采用了不同類型的土壤填筑時,應當把透水性較小的土壤放置于透水性較大的土壤之上。為了避免填方內有水囊形成,嚴禁將不同類型的土壤混合且不均一的使用。
(四) 基坑監測技術
基坑監測技術是為了防止基坑施工發生意外,確保安全,一般分為以下幾方面:
1、基坑邊坡變形觀測,了解基坑支護的變化狀態,以監測數據為依據,結合開挖的地質情況,對支護參數進行適當調整,確保工程的安全性。如果發現基坑支護存在異常情況,則應該采用支撐或者回填等方法,提高基坑邊坡的安全系數。
2、監測的內容除了量測基層位移情況和觀察地表開裂的位置和列寬,還要對基坑的滲水情況和漏水情況變化進行觀察。
3、布置監測點,選擇在基坑支護變化最大的地段,或者局部地質條件不利的地段。
4、監測技術的施工內容有以下幾個方面:以施工單位為主體,量測基坑的位移,如果基坑支護工程已竣工,則由建設單位負責測量,將測量點布置在基坑支護的施工圖紙上;在支護的施工期間,保持每天監測一次的密度,在完成基坑開挖或者基坑變形穩定后,再適當減少監測的次數;雨水季節的監測和支護安全水害來源的監測,要查明滲水的原因,譬如生產排水、生活排水、管道滲水、貯水池、化糞池滲漏水等,以便及時采取排水措施;在施工開挖期間,加強基坑頂部側面位移和開挖深度比值的觀察,及時分析原因,為提出適當支護方法和加固措施提供基本條件。
總之,對土木工程中基礎施工技術進行科學的研究,能夠在很大程度上保證施工的進度和施工的質量,實現企業的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
一、《土木工程概論》的課程特點及作用
《土木工程概論》是土木工程專業新生了解專業特點及學習方向的入門必修專業基礎課程,該課程涵蓋了房屋建筑、橋梁、巖土、水利水電等工程領域,具有知識內容多、信息量大、更新速度快、課時量少等特點。在土木工程專業大一新生中開設該門課程的目的是:通過該課程介紹土木工程的過去、現在和未來,讓學生了解什么是土木工程;通過對土木工程所包括的房屋建筑工程、道路工程、橋梁工程、給排水工程等的有針對性的專業介紹,讓學生對各個專業方向及今后的專業選擇有一個初步的認識;通過對各專業方向的介紹,讓學生對未來各個專業的課程設置有一個相對清晰的了解,以便今后的學習過程中有目的地構建相應的專業知識體系;通過對土木工程各個專業方向的介紹,讓學生了解未來的就業前景以及作為土木工程師的責任。大一新生剛剛從高中階段進入大學,除了日常中對于房屋建筑、橋梁等的感性認識外,對土木工程各個專業方向的專業知識都尚未接觸。因此,《土木工程概論》課程的教學效果直接影響學生對專業的認識以及今后的學習興趣。《土木工程概論》課程包含內容眾多,每一章節又是一個專業方向,我校土木工程專業的老師雖然都是科班出身的研究生,但也只是對自己研究的方向比較擅長,單獨由一個老師講解該門課程非常吃力,教學效果也不好。針對這一問題,筆者在以往研究中提出了團隊化的教學模式。同時,針對《土木工程概論》每一章節就是一個方向的模塊化特點,借鑒研討式教學的優勢,特提出《土木工程概論》研討式課堂教學改革模式,以最大限度地提高該門課程的教學質量。
二、研討式教學法介紹
研討式教學法最早由德國的大學提出,現在已經成為各國高校中的一種主要的教學方法。我國大學擴招后,以往傳統的教學模式和方法的弊端日趨體現,為有效解決擴招等帶來的這些問題,我國湖南師范大學的郭漢民博士研究生在已有研討式教學法的基礎上進行教改實踐,于1997年提出了全新的研討式教學模式。與以往傳統的教學模式、方法、教學手段等相比,研討式教學法體現教師和學生這兩個共同的教學主體,通過學生與教師的互動討論交流完成教學任務,強調學生在整個學習過程中的主體作用。該教學模式的宗旨是在實踐中培養學生各個方面的能力,提高學生的綜合素質,實現教學上的五個轉變。這一教學模式無論從理論上還是從實踐上來看,都具有非常重要的意義。研討式教學法的開展主要分為三個步驟:老師根據教學大綱的要求設置研討式教學專題;學生以小組的形式課下完成相應專題的自學、查找資料、討論;各學習小組組長在課堂上講述學習的過程、收獲以及遇到的一些問題,老師在課堂上引導學生完善相應的學習過程和任務。
三、《土木工程概論》研討式課堂教學模式改革
1.研討式專題設置及學習要求
(1)研討式專題設置。以湖南科技學院土木工程專業16級培養方案的要求為例,《土木工程概論》課程為1.5學分,27學時,根據以往團隊化教學研究成果,基于《土木工程概論》教學大概的要求,共從土木工程專業老師中選取9位不同方向的老師共同擔任該門課程的授課,每個老師講授一個專題(3學時),設置如下9個專題:土木工程材料;房屋建筑;橋梁工程;道路工程;地下工程;水利與港口工程;給水排水工程;基礎工程與地基處理;建筑節能與設備。(2)學生學習小組劃分。在第一節課上,老師根據《土木工程概論》教學大綱的要求,將上述授課內容劃分成9個研討式專題介紹給學生,每個專題下再劃分若干子專題。然后,老師給每個子專題布置一定的資料查閱任務和要求。根據班級學生人數劃分成3~5人的若干學習小組,由學習小組成員推薦組長1人,每個學習小組負責1個子專題。(3)研討式教學要求布置。老師將各個子專題布置給各學習小組后,基于該子專題內容的廣度和深度等情況,要求各學習小組通過自學、網上查找資料、實地調研等方式對所布置的專題進行學習,制作多媒體課件。由組長在課堂上給其他同學進行講解,團隊成員進行相應的內容補充及回答其他學生提出的問題等,最后由相應方向的老師進行總結、系統梳理及學習引導。
2.研討式課堂教學開展
以專題7(給水排水工程)為例,首先由主講老師將專題任務布置給各學習小組:城市給(排)水的功能及分類;城市給(排)水體制的發展及完善;城市給(排)水系統各組成要素及功能;建筑給(排)水的功能及分類;建筑給(排)水系統各衛生器具功能。學習小組通過翻閱書籍、網上查找資料、小組討論以及向老師請教等方式,對上述專題任務進行學習并制作成多媒體課件。然后在研討式課堂教學上,通過老師引導,要求團隊主講學生完成上述任務的講解,必要時可借助工程現場的圖片或視頻增強同學們的感性認識。最后,主講老師在對上述任務進行總結和系統梳理后,向同學們提出下列問題,以激起同學們對這部分知識的進一步學習:城市節水的途徑探索;城市污水處理政策機制的初步研究。
四、結論
針對《土木工程概論》課程涵蓋內容多、信息量大、課時量少等特點,老師充分利用我校《土木工程概論》課程團隊化教學模式的優勢,引入研討式課堂教學方法,提出了《土木工程概論》研討式課堂教學改革模式。該教學模式有效地克服了《土木工程概論》課程傳統教學方法存在的問題和不足,順應新時期“卓越工程師計劃”對《土木工程概論》課程教學改革提出的新要求。我校土木工程專業16級新生的實際應用表明,該《土木工程概論》研討式課堂教學改革成果可明顯提高學生的學習主動性及興趣,教學效果顯著,具有一定的示范作用,可在工科其他專業課程的教學中推廣使用。
參考文獻:
[1]陸仁強.“大土木”環境下“土木工程概論”課程教學與考試改革探討——以湖南科技學院為例[J].湖南科技學院學報,2014
[2]劉勝兵.“土木工程概論”課程教學及考試改革探討[J].中國電力教育,2012
[3]林龍鑌,闕仁波,胡華.《土木工程概論》省級精品課程建設的體會及其對教學改革的啟示[J].福建建筑,2012
[4]卓德兵.工程實例教學在“土木工程概論”課程教學中的應用探討[J].課程教材改革,2014
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)36-0192-03
《土木工程概論》課程是土建類各專業的一門非常重要的職業基礎課程,在整個課程的設置體系中起著先導和啟蒙作用,肩負著把完全不具備專業知識的學生引入到土木工程行業的大門,使學生從綜合教育跨入到土木建筑專業教育的重任。通過《土木工程概論》課程的學習,可以使學生了解土木工程行業的基本情況,了解土木工程行業在整個國民經濟中的地位和作用,從而激發學生學習專業課程的興趣,樹立專業思想,為學生學習后續專業基礎課和專業技能課程理清思路,指明方向。因此,《土木工程概論》課程在整個土建類專業的教學中具有非常重要的現實意義。
一、《土木工程概論》課程的主要特點
《土木工程概論》課程主要講授土木工程的各個層面的知識和內容,較為詳盡地介紹了土木工程各個分支學科所涉及的主要內容和知識,其課程的主要特點如下。
1.課程內容范圍廣泛。《土木工程概論》課程的內容非常廣泛,其涉及的教學內容囊括了土木工程專業的所有領域,甚至包括了土木工程專業的許多相關課程的教學內容[1]。由于土木工程概論課程為土木工程專業的引導課程,編寫《土木工程概論》課程教材者往往在教材編寫時涵蓋的內容非常寬廣,但知識點的內容卻非常淺顯,很多內容如基礎工程、港口工程、交通工程、建筑材料等在內容的安排上基本上都是點到為止。因此,在《土木工程概論》課程的教學過程中如何有效地取舍教材內容,是每位任課教師所面臨的主要問題。
2.教學內容以理論實踐相結合為主。《土木工程概論》課程涉及的教學內容雖然淺顯,但與工程實際聯系又非常密切,教材內容應該以工程案例為切入點,全面展示土木工程的經濟技術、建筑風貌和所采用的新型建筑材料,以及土木工程中常見問題的處理方法,從而適度地拓展學生的視野,為學生了解專業、學習專業知識以及確定學習目標和方向奠定了一定的基礎。
3.教學內容需要不斷更新和補充。《土木工程概論》課程所涉及到的課程內容往往與現有的工程實際緊密相關,隨著我國經濟的快速發展,建筑行業的不斷壯大,我國的建筑業得到了前所未有的發展,但《土木工程概論》課程的教材在很長一段時間內卻不能如建筑工程的發展一樣快速進行更新,導致很多內容滯后于工程實際。如出現在許多教材中的世界排名第一高樓:臺北101大樓,現早已被迪拜的迪拜塔所超越。教材內容的滯后使得學生不能及時了解到建筑界新的發展,極大地阻礙了學生與工程實際的有效接軌,不利于學生的有效成長。因此,如何在教材內容滯后的情況下,要求教師密切關注建筑界的發展動向,靈活地增加新的教學內容和工程案例,是每位承擔《土木工程概論》課程任課教師的職責和義務。
二、《土木工程概論》課程的教學現狀
1.實踐教學環節缺乏。在土木工程概論課程的教學過程中,我們不難發現有相當一部分在讀學生,甚至極個別任課教師都片面地認為:《土木工程概論》課程僅僅是土建工程類專業的入門課程,是一門新生剛剛入學后的專業思想教育課程,其作用僅僅是學生了解到本專業的概況和基本風貌,激發學生學習專業課程的興趣和熱情。該課程的主要學習目標見下頁圖1。這種片面的認識導致很多高職院校在教學計劃的制定過程中,將《土木工程概論》課程僅作為專業的職業選修課程,課時量極少(大多數院校該課程為32學時,2個學分,個別院校該課程僅僅為24學時,1.5個學分),為了將《土木工程概論》中的眾多章節(一般該課程共計15章左右,涵蓋了土木工程的各個領域,如土木工程發展史、土木工程材料、基礎工程、建筑工程、交通工程、橋梁工程等)都講完,絕大多數教師以純理論的授課形式蜻蜓點水般地完成《土木工程概論》課程枯燥的教學任務,缺少非常必要的實踐教學環節,導致學生的學習興趣不高,這和在制定人才培養方案時將土木工程法概論課程作為土建工程類各專業的先行引導課程,以此來提高學生對專業的了解及熱愛度的初衷發生了一定的背離,久而久之學生將會慢慢產生一種對專業的排斥心理,這對培養學生有效的學習專業技能課程的興趣極為不利,甚至產生一定的消極影響。
2.教材內容更新較慢。教材對于任何專業任何課程的學生和教師而言都是極為重要的,沒有了教材,學生對知識的掌握很難實現,而教學中優秀的教材是促使學生快速掌握知識并引領學生入門的最佳途徑。目前我國《土木工程概論》課程的教材很多,但是大多數教材中不乏許多“十二五”規劃教材,內容涉及面極廣,但教材內容僅僅涉及專業知識的表面問題,對深層次的專業知識接觸甚少,而對于建筑領域中的新工藝、新產品及建筑的前沿學科的介紹普遍偏少,教材內容比較陳舊,不能反映當今社會的土木工程的發展現狀,這是因為當今我國的土木建設發展速度極快,無論是高層建筑、大跨度橋梁,還是超長的隧道工程和地下工程的結構形式、施工工藝以及建筑材料的發展速度都是日新月異的,然而教材的更新遠遠跟不上土木工程學科的發展速度[2],任課教師如何根據時代的發展及時補充教學內容是《土木工程概論》教師面臨的主要問題。
3.教學安排不盡合理。(1)課程的重視度不夠,教師安排缺乏考慮。許多高職院校對《土木工程概論》課程不夠重視,在該課程教師的安排上,往往認為任何教師都可以上,更為嚴重的是很多高職院校將該課程交給剛剛從學校畢業的年輕教師負責講授,由于教材本身的缺陷,再加上青年教師教學經驗和工程實戰經驗都不足,在教學過程中,難以用理論聯系實際,這樣就會導致教師會根據自己的喜好選擇講授內容,講授過程找不到章節的相互聯系性,導致授課章節相對獨立,課程的整體性較弱,使得大多數學生在學習過程中“知其然而不知其所以然”,對課程內容體系的掌握不足很容易造成學生“只見樹木,不見森林”不良的結果。(2)教學學時不夠,考核方式過于簡單。通過走訪、調研發現,很多高職院校《土木工程概論》課程的授課課時普遍偏少,授課課時最少的院校只有16學時,大多數都在30學時左右。由于《土木工程概論》這門課程所包含的內容非常廣泛,并且部分內容在今后的教學過程中很難再涉及到,若按專業課程的標準進行講解,如此少的教學時數,怎能達到教學計劃設置本課程的預期教學目標。同時,在走訪中了解到,很多高職院校在本門課程的教學過程中,所采用的考核方式基本上都過于簡單,有的院校通過做作業的形式完成,有的院校因為課程內容過多,采用開卷考試的形式完成,有的院校以期末對本課程的總結完成,有的院校以閉卷記憶性基礎知識為考試內容,考試內容并未突出專業的基本特色。眾多的考核形式,僅僅限于一些基本的常識,使得考核流于形式,學生經過這樣的考核,基本上全部過關,這就給剛剛進入大學校園的學生造成一種錯誤的認識:學習不學習都能過關,學好學不好都是一樣[3],這種錯誤的認識使得很多大學生缺失了學習熱情,得過且過,部分學生沉迷于網絡游戲不能自拔。這與我們開設本課程對學生所學專業起到啟蒙、引導作用的初衷發生背離。
4.教學方法與手段落后。調查表明,大多數高職院校《土木工程概論》課程缺乏相應的實踐教學內容,很多任課教師在課程的教學過程中,以課堂理論灌輸式的教學方式為主,輔以簡單的工程案例教學法;課堂上,任課教師陶醉于自己的講授內容中,講課講得口干舌燥,而講臺下的學生卻聽得耐性全無,睡覺的睡覺,說話的說話,開小差的開小差,玩手機的玩手機;師生之間缺乏應有的互動以及學生進行獨立思考的時間和動手訓練的機會,結果使得教師“一廂情愿”的陶醉于自己賣力的課程講授中,而學生始終不知所云[1]。此外,教學手段也過于單一,傳統板書教學和播放課件的教學手段已難以滿足當前《土木工程概論》課程的多元化教學方式的需要,使剛進校的學生學習興趣急劇降低,始終處在被動的學習狀態中,不利于今后專業課程的教學。
三、提高教學質量的思考與建議
1.重視師資隊伍的建設。良好的教學效果需要高素質的任課教師來保障。由于《土木工程概論》課程涉及的土木工程領域非常廣泛,涉及建筑工程、交通工程、橋梁工程、港口工程、地下工程、水利水電工程等相關知識,這就要求任課教師不僅有豐富的教學經驗,更應當積累一定的工程管理和工程處理的經驗以及扎實的專業知識背景。因此,高職院校土建類專業建立起一支穩定的,老中青相互結合的高素質教師隊伍是提高并保證教學質量的前提條件.同時,由于社會的快速發展,新的施工手段和新型材料不斷出現,而教材往往滯后于現代科技很長一段時間,因此,各高職院校應要求任課教師平時注意知識的搜集、積累、整理和總結,及時將現代土木工程領域中的新的知識、新工藝、新材料及時地補充給學生,使學生能夠及時融入到社會中,跟上時代的發展。
2.重視教學方法的創新。《土木工程概論》課程的教學內容常常以理論偏多,學生學習興趣不高,對一些極為專業的、抽象的教學內容很難理解甚至不理解。為提高學生的學習興趣,這就要求我們的教師充分備課,在課堂上用簡單、易懂、簡明的教學方法使初學的學生能夠盡快地消化和理解教學內容。
為培養學生自主學習的能力和創新思維能力,任課教師應不斷嘗試和不斷完善教學方法,如采用啟發式、討論式、案例式等一系列教學方法相互融合的多元化教學方法[4],以激發學生的學習興趣和學習的主動性。例如,很多教師在本課程的教學過程中常采用的教學方法――案例教學法及討論式,多種教學方法的靈活綜合應用,可以有效地引導學生自主探究和體驗知識的發生過程,還原學生原來的科學思維活動,以培養學生的創新思維和創新能力[5]。其教學方法的應用見下頁圖2。
3.提倡多元化教學手段的綜合應用。采用傳統的一支粉筆、一塊黑板為教學手段的授課方式,很難生動地講授《土木工程概論》課程的教學內容。因此,各高職院校應提倡任課教師積極探索先進的、現代化的教學手段,如,多媒體、網絡、投影等。通過圖像、聲音、文字、板書等幾方面的有機結合,把教學內容立體地展現在學生面前,以彌補采用傳統教學手段授課帶來的不足。《土木工程概論》課程的另一個重要手段就是任課教師應及時對學生學習中存在的一些問題盡行有效地反饋,可通過作業、答疑、測試,跟學生網上聊天等各種渠道和形式來了解學生對知識的需求情況,以及學生在學習中存在的疑惑,這樣任課教師就可以及時引入新的教學手段來保證教學質量的有效提高,從而提高學生學習的積極性。
另外,在考核方式上,任課教師應不斷探索,尋找并不斷完善教學評價體系。課程考核是檢查任課教師教學效果、評價學生學習效果的有效手段之一,為了有效地提高《土木工程概論》課程的教學質量和教學效果,對現行的以期末閉卷考核為主的教學評價體系必須進行改革。探索靈活多樣的考核方式,如,開卷和閉卷相結合、平時小論文和期末綜合論文相結合、基礎知識與應用能力相結合等多種考核方式,逐步形成有利于學生綜合素質提高和能力培養的新的考核評價機制[1]。
四、結束語
《土木工程概論》課程是土木工程各專業的一門職業基礎課程,教學內容多、涉及面廣,這就要求任課教師采用合理的、多元化的教學手段和方法,激發學生的學習興趣,從而培養出適合當今時代需要的專業技能復合型人才。
參考文獻:
[1]佘睿,鞏學梅.土木工程概論類課程教學探討[J].寧波工程學院學報,2008,(06).
[2]吳萱,董俊.土木工程專業人才培養模式研究[J].高等建筑教育,2009,(03).
[3]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].當代教育理論與研究,2012,(04).
[4]郭旭紅.淺談“啟發式教學法”[J].河南機電高等專科學校學報,2001,(03).
一、獨立學院學生的特點
獨立學院學生群體相對于一、二本高校學生而言,有明顯特點:接觸面廣泛,思維比較活躍,價值取向多元化;技能特長優勢明顯,但綜合發展不夠均衡;缺乏自信心和恒心,缺乏主動性和壓力感;不獨立思考,依賴性強;基礎知識薄弱;有較強的求學欲望,但學習毅力與刻苦精神不夠持久;有較強的組織紀律觀念,但缺乏持久的自我約束性。
針對上述特點,相應地在課程教學內容和方式上,應該區別于普通高校的教學模式,有必要進行具有針對性的改革。
二、力學教指委對土木工程專業理論力學的要求
國家力學教學指導委員會分別按理論力學與材料力學組、結構力學與彈性力學組、流體力學與水力學組制定了對力學課程的基本要求,其中理論力學按照A類(機械、土木、航空航天等專業)、B類、C類分別適用不同專業。
對于A類專業,明確了課程的性質和任務;確定了基本內容分為基礎和專題兩部分,對基礎部分,要求著重對三大塊內容(靜力學,運動學和動力學)進行了詳細說明,對專題部分,要求對剛體定點轉動等作詳細說明;提出應使學生在建模能力,分析能力和自學能力方面得到提高;強調應加強實踐性教學環節;建議在教學中采用多種教學媒體、根據難易不同進行分層教學;建議基礎64學時,專題16學時。
三、理論力學在整個土木工程專業力學體系中的作用
理論力學研究物體的機械運動(含靜止)及物體間相互機械作用的一般規律,是整個土木工程力學體系的基礎,是學習其它力學課程及技術課程的前提。工程專業一般都需要接觸機械運動問題,大都需要運用理論力學基本理論加其它專門知識來解決,學好理論力學是為解決工程問題打下基礎;理論力學研究力學中最普遍,最基本的問題,許多工程專業的課程,如材料力學,結構力學,震動原理等都要以理論力學為基礎,故理論力學是學習后續系列力學等課程的重要基礎。
四、理論力學與大學物理、微積分的整合
大學物理在課程內容和基本要求上,與理論力學有很多相似之處。大學物理的內容包括普通物理基本知識,經典物理力學,熱學,電磁學,波動學與光學和近代量子物理學。對比理論力學與大學物理的教學內容,可以發現,理論力學在本質上是大學物理更深層次的拓展和研究。在很多方面,理論力學都是在大學物理的基礎上深入談論問題。所以,理論力學和大學物理在本質上屬于基礎和深入拓展的關系,特別是經典力學方面的重點內容,兩者都有涉及,但深度和教學要求有所不同。
理論力學和微積分的依存也很緊密,理論力學在定律的推導、問題的計算等方面幾乎全部依靠微積分的相關知識。微積分主導的微分思想和解決問題的方法在理論力學的計算方面得到了充分的體現。微積分在教學過程中,也利用了理論力學中的某些具體工程問題來引出計算思想和數學定理,這些具體問題有助學生更好地理解數學定理的含義。
所以,理論力學的教學大綱應充分考慮大學物理及微積分的相關內容和思想。學學物理,是為學習理論力學鋪墊基礎知識;而學習微積分,是為解決理論力學問題尋找到了一個強有力的運算工具。三者緊密結合,互相滲透,成為整個土木工程專業教學體系中的重要一環。
五、理論力學課堂教學形式改革
考慮到獨立學院的生源因素和人才培養目標,在滿足理論力學教學基本要求的情況下,課堂教學形式改革應該從以下幾個方面進行:簡化計算、削減公式的推導過程,著重使學生理解公式的思想和物理意義;積極調節課堂氣氛;注重布置作業的效果;加強實踐教學環節。作為全國獨立學院的典型,我校土木工程專業在理論力學的教學上,已經做了些改革研究和實踐。
1.作業布置不同。理論力學的課后作業題量比較小,但是針對性非常強,在所針對的內容上,作業沒有重復的地方,每道題目都切中要害,這一改革深受學生的歡迎。所以,理論力學的作業幾乎沒有少交遲交的情況,質量也是非常不錯。由于題目量少,時間又比較充裕,所以學生有足夠的時間回顧本周的學習內容,并且為了作業的正確率,有不少學生主動去圖書館尋找相關輔導書進行課后輔導,這在其他課程中是很少見的。
2.在課程考評方面,充分考慮了學生的具體情況,提出在期中和期末考試中,如果學生對自己的成績不甚滿意,可以申請補考,專門為要求補考的學生安排一次考試,最終成績會綜合兩次考試成績給出。從學生的反映來看,這個舉措深得人心。一方面,緩解了學生的考試壓力;另一方面,也可以全面深入地了解學生對于本課程的掌握情況,可謂一舉兩得。這個辦法,可以借鑒到其它課程中去。
3.最為重要的一點是理論力學課程在課題教學上提出了一個創舉。每周三節課的教學中,最后的一節課都會安排學生作報告,報告形式都是以PPT為主,報告內容必須與本課程或者本專業相關,同學可以自由發揮,或介紹建筑,或講解專業知識。從一學期的經歷來看,該舉措充分調動了學生的積極性,各種報告內容層出不群,既令人啟發,又愉悅人心。每當一個學生做完報告,老師都會對其做些許點評,不乏連珠妙語、畫龍點睛。這個改革,深得同學們的喜愛,既促進學生對本專業的認識,又調動了學生學習本課程的積極性。同時,通過做報告的形式,提高了學生收集整理資料、制作PPT、交流演講能力,也提高了學生的自信心,符合CDIO人才培養目標。
六、結語
本校的理論力學課程改革從細節出發,深入了解學生的需求,同時加強師生互動,在教學形式及內容上堅持以學生為本,以教學大綱為依據,在具體內容上推陳出新。同時,從學生的反映來看,也普遍認為這些改革恰到好處。學生是教學的對象,是課程教學的根本,只有學生發自內心地喜愛這門課程,積極主動地學習這門課程,課程教學才能順利地進行下去。理論力學課程改革就是充分考慮了學生的感受,才取得不錯的成效,進而提高學生的知識、能力和素質,為社會輸送應用型人才。
參考文獻:
[1]曾琳.注重獨立學院學生特點提高大學英語教學效果[J].黑龍江科技信息,2009,(15).
[2]張世民,魏綱,徐弈,魏新江.《土力學》教學改革的思考與實踐[J].城院教育教學改革研究,2009,(3).
[3]教育部高等學校力學教學指導委員會.理工科非力學專業力學基礎課程教學基本要求[M].北京:高等教育出版社,2008.
2.土木工程碩士專業課教學模式改革
3.全日制工程碩士專業學位研究生教育探索與實踐——以建筑與土木工程領域為例
4.土木專業工程碩士研究生力學基礎課程群建設構想
5.土木工程專業工程碩士培養模式淺析
6.建筑與土木工程領域全日制碩士研究生實踐教學質量評價指標體系研究
7.項目驅動的專業碩士創新人才培養模式的研究——以土木工程專業為例
8.關于土木工程類碩士研究生培養的若干看法
9.電力高校土木工程專業高質量碩士研究生培養模式研究
10.土木工程全日制專業碩士培養存在的問題與對策
11.土木工程專業畢業設計選題研究
12.土木工程專業英語教學現狀調查分析
13.中國土木工程建設安全現狀與風險監控對策
14.現代土木工程特點與土木工程專業人才的培養模式
15.土木工程施工中的質量控制分析
16.土木工程施工課程教學改革思考與探索
17.探討提升土木工程施工項目質量管理的對策
18.土木工程施工中的質量控制分析
19.土木工程——一個平實而又重要的學科
20.土木工程施工中的質量控制分析
21.土木工程施工中的質量控制探討
22.淺談土木工程施工技術的創新及發展
23.企業參與下的高校專業評估和人才培養——以土木工程專業為例
24.土木工程專業畢業設計現狀及對策探討
25.論土木工程施工項目管理
26.土木工程施工管理中存在問題的分析
27.土木工程施工實習教學改革與實踐
28.土木工程大類復合型人才培養模式探討
29.對現代土木工程施工質量控制的探討
30.可持續土木工程結構的若干科學問題與實現技術途徑
31.談土木工程施工項目的管理
32.淺論土木工程施工的質量控制
33.土木工程施工技術的創新及發展探討
34.土木工程結構風場實測及新技術研究的進展
35.論土木工程災害及其防御
36.淺談土木工程結構設計與施工技術兩者之間的關系
37.淺談土木工程施工技術教學問題及解決對策
38.新世紀的土木工程與可持續發展
39.論土木工程專業教改與國家注冊工程師的統一
40.淺談土木工程結構設計中的安全性與經濟性
41.基于創新能力培養的土木工程施工課程教學改革研究
42.土木工程施工質量管理問題及對策
43.土木工程施工技術及創新研究
44.土木工程施工管理中常見的不足及對策
45.基于土木工程施工管理問題的探究性分析
46.土木工程專業實踐性教學改革與實踐
47.土木工程施工中存在問題及對策
48.淺析土木工程施工的質量控制
49.土木工程施工質量控制中存在的問題及對策
50.淺議土木工程混凝土施工技術的應用
51.基于土木工程施工的質量控制研究
52.高校“土木工程概論”課程教學改革初探
53.淺談基于創新原則的土木工程施工技術
54.土木工程混凝土施工技術探討
55.基于數值仿真的土木工程實驗教學改進與實踐
56.淺談加強土木工程施工項目質量管理的措施
57.土木工程專業核心課程的教學方法研究
58.土木工程施工項目管理分析
59.土木工程建筑中混凝土結構的施工技術研究
60.土木工程專業實驗教學新體系的構建與實踐
61.淺析土木工程施工管理中存在的問題分析
62.土木工程施工技術的創新探究
63.土木工程施工技術及創新初探
64.土木工程管理施工過程質量控制措施探究
65.開放式土木工程實踐教育中心的構建與實踐
66.基于土木工程施工管理問題的探究性分析
67.土木工程概論類課程教學探討
68.大土木背景下《土木工程概論》教學模式創新研究
69.復合材料在土木工程中的發展與應用
70.淺析土木工程施工項目的管理
71.土木工程的現狀與未來發展趨勢綜述
72.淺析如何加強土木工程施工項目質量管理
73.土木工程施工管理中存在的問題分析
74.淺談土木工程結構設計中的安全性與經濟性
75.加強土木工程施工項目質量管理的措施
76.對土木工程建筑施工技術及創新研究
77.《土木工程施工技術》教學改革思考
78.試論加強土木工程施工項目管理有效措施
79.FRP復合材料及其在土木工程中的應用研究
80.淺析土木工程建筑節能措施
81.基于生產實習的土木工程施工理論教學改革與實踐
82.土木工程施工技術及創新
83.土木工程結構設計與施工技術的關系分析
84.基于工程能力培養的土木工程專業課程設計一體化改革研究與實踐
85.淺析土木工程施工技術的重要性和創新
86.土木工程結構設計中的安全性與經濟性
87.關于土木工程施工技術的創新及發展分析
88.土木工程施工技術分析
89.關于土木工程施工技術的創新探討
90.纖維增強塑料筋在土木工程中的應用
91.提高土木工程施工項目管理的有效措施
92.淺談土木工程施工中的機械設備管理
93.土木工程結構健康監測系統的研究狀況與進展
94.工程管理專業土木工程施工課程的教學改革探討
95.我國土木工程結構可靠性研究的一些進展
96.基于社會需求的土木工程專業復合型創新人才培養模式研究
97.土木工程施工管理中存在的問題及對策分析
98.電子教材在土木工程施工教學中的應用研究
99.土木工程施工技術的創新及發展探討
100.結構與地基加固技術在土木工程設計中的應用
101.微動勘探技術及其在土木工程中的應用
102.土木工程特色專業建設規劃與效果分析
103.土木工程施工中的質量控制分析
104.土木工程結構振動控制的研究現狀與展望
105.中美土木工程本科創新實驗教學體系對比分析
106.土木工程施工課程教學改革探討
107.國家特色專業實踐教學改革研究——以土木工程專業為例
108.基于卓越工程師教育計劃的土木工程專業教學改革
109.土木工程專業生產實習教學改革初探
110.試論土木工程信息技術的發展趨勢
111.土木工程施工技術及創新
112.土木工程中的計算機應用
113.遠程開放教育土木工程人才培養模式的創新與實踐研究
114.《土木工程結構試驗與檢測》課程的教學改革與探討
115.如何保障土木工程設計工作的安全性與經濟性
116.土木工程學科教學中宜注重工程案例教學
117.工程技術應用型人才培養模式研究與實踐——論土木工程本科專業(中職本)人才培養模式
118.面向土木工程學科的安全工程課程探討
119.土木工程施工中的邊坡支護技術探討
120.簡析土木工程建筑中混凝土結構的施工技術
121.光纖傳感器在土木工程中的應用
122.注冊師制度下的土木工程專業教學體系構建
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。
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著經濟和科學技術的發展,新材料、新結構不斷出現,大規模、技術復雜的土木工程結構也越來越多,新的施工技術也隨之而發展。土木工程是一種綜合性的改造自然的重要技術,土木工程施工技術是人類的生產生活基本的生存保障和生產需要。隨著經濟的發展和人類社會的進步,土木工程已經演變為成為復雜的多分支學科,包括道路、橋梁、工民建筑、水利、鐵路、港口等工程在內的多種學科,從而需要新的技術來適應各個方面的發展及衍生。
一、存在的問題
1、理論研究還不能適應工程建設的需要,由于施工控制涉及多個學科領域,特別是非線性分析、反饋分析、最優控制、系統識別、材性分析等,目前既有一般性基礎理論的研究,又有應用性理論的研究,但缺乏系統的集成和有價值的應用。
2、缺少驗收標準和規范。一些領域對施工控制缺乏概念和思維方式,更無標準可言。也有一些領域有一般性的標準,但對大多的創造第一的工程仍缺少足夠的科研準備。對于施工控制的標準如何提出,不僅涉及到長期發展問題,也涉及到一個可操作性的問題。但有一點就是要對沒有經驗借鑒的工程必須全面貫徹施工控制,避免出現重大決策的錯誤。
3、管理體制的問題。主要存在的問題是多頭管理,管理責任不能落實,缺乏對施工控制的高度重視,對特大型工程前期研究不夠,對工程的解剖不夠細致。要想解決這類問題,唯一的辦法就是實現設計、施工總承包的管理思想,使管理責任明確并得到落實。強調施工單位應采取主動控制,使責、權、利能夠達到系統的統一。
二、土木工程施工技術研究
1、軟土地基施工與石方爆破施工
軟土地基施工特點: 往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固;加固方法: 換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等;土石方爆破施工: 適用環境:開挖時遇到巖石,施工現場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除;施工的工序: 打孔放藥、引爆、排渣; 特點: 施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
2、鉆孔灌注樁施工技術
鉆孔灌注樁基礎是當前高層建筑施工普遍采用的一種方式,它由相關建筑設計人員進行設計,但由于圖紙設計中很少將相對應的施工器材詳細明確,因此施工方經常會根據自己的觀念來進行選擇。多數施工企業為了節省資金成本采用渦錐鉆來進行工程樁鉆孔。但此機械是以個體單機作為單位,對設計圖紙上要求的工藝指標做不到完美體現。故經常造成樁的承載力無法達到最優,使得諸多問題樁產生,且無法對工作過程中的污水、爛泥進行及時處理,影響作業環境,造成施工進度緩慢。
(1)干作業成孔灌注樁施工技術干作業成孔灌注樁是利用成孔機具,在地下水位以上的土層中成樁的工藝,適用于黏土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層等土質。目前常采用螺旋鉆機成孔,它是利用動力旋轉鉆桿,使鉆頭的螺旋葉片旋轉削土體,土塊沿螺旋葉片上升排出孔外。(2)泥漿護壁成孔灌注樁施工技術泥漿護壁成孔灌注樁是利用原土自然造漿或人工造漿護壁,并通過泥漿循環將被切削的土渣排除而成孔,再吊放鋼筋籠,水下灌注混凝土成樁,它不論在地下水位高或低的土層皆適用。
3、沉井基礎施工
沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程: 施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
4、新型預應力技術
體外預應力作為后張預應力體系的重要分支之一,是預應力施工技術的發展和創新,是近年來的熱點。顧名思義,體外預應力是指預應力筋布置在混凝土截面外的預應力,與傳統的布置于構件截面內的預應力筋,所提供的有粘結或者無粘結預應力相對應。體外預應力現階段主要應用在特種結構、預應力混凝土橋梁和大跨度建筑工程結構中,形成了兩種主要體系。體系一是有粘結體外預應力體系,優點是預應力摩擦損失小,因為孔道管在結構體外,容易檢查和控制管道的鋪設質量及其水密性;體系二是無粘結體外預應力體系,優點是可采用單根張拉工藝,易于操作,且單根無粘結筋的摩擦損失極小。體外預應力相對于傳統預應力體系有很多優點,對工程經濟效益有積極影響。
三、土木工程施工技術發展的新趨勢
當今土木工程施工的基本原則是經濟效益最大化、生態效益最大化、質量效益最大化,因此現代土木工程施工技術的難度不斷增大,建筑規模不斷增大,因此土木工程施工術呈現出科技化、自動化、生態化的新趨勢。
1、土木工程施工技術發展的科技化趨勢
由于現代的土木工程施工要求經濟效益最大化,因此工程造價是左右工程技術發展的重要參數之一。工程造價推動土木工程施工技術必須采用新的高科技技術滿足日益增長的生產需要,利用科技推動施工過程的的自動化、機械化和智能化等發展,用以降低不必要的人工費、機械費等,使工程施工技術在科技的推動下多層次滲透,將科學技術作為第一生產力, 提高土建工程施工效率。
2、土木工程施工技術發展的自動化趨勢
自動化是現代建筑業的發展方向,它力圖把互換性和流水線引人到建筑活動,以標準化、工廠化的成套技術改造建筑業的傳統生產方式。從建筑構件到外部腳手架等都可以由工業生產完成,標準化的實施帶來建筑的高效率,為我國今后的建筑施工技術的統一化提供了可能。
3、土木工程施工技術發展的生態化趨勢
土木工程施工技術是人類改造和利用大自然的重要方法,隨著社會對自然環境的關注程度日益提高和社會生態化的需要,施工過程中生態化已經成為各行各業的共同趨勢,土木工程施工技術也不例外。在施工過程中注重環境保護和能源節約是未來長時間內土木工程施工技術發展的重要趨勢。土木工程施工技術要充分利用節能環保的建筑材料,要防止工程施工過程中產生的污染環境和對環境不利的事件發生,盡可能選用低污染、低能耗的建筑材料和技術設備,力求建筑與環境與自然和諧共存。
四、結束語
總的說來,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機械作業為主的綜合大工程,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業。土木工程的安全性要求高,人們的生命和財產安全都被聯系著,所以施工技術至關重要。這就要求新的施工技術不僅要滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、智能化、高技術含量、信息化的方向發展。
【參考文獻】
[1]段樹金主編. 土木工程概論. 北京: 中國鐵道出版社, 2005.
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).
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
隨著經濟和科學技術的發展,新材料、新結構不斷出現,大規模、技術復雜的土木工程結構也越來越多,新的施工技術也隨之而發展。土木工程是一種綜合性的改造自然的重要技術,土木工程施工技術是人類的生產生活基本的生存保障和生產需要。隨著經濟的發展和人類社會的進步,土木工程已經演變為成為復雜的多分支學科,包括道路、橋梁、工民建筑、水利、鐵路、港口等工程在內的多種學科,從而需要新的技術來適應各個方面的發展及衍生。
1、存在的問題
1.1理論研究還不能適應工程建設的需要,由于施工控制涉及多個學科領域,特別是非線性分析、反饋分析、最優控制、系統識別、材性分析等,目前既有一般性基礎理論的研究,又有應用性理論的研究,但缺乏系統的集成和有價值的應用。
1.2缺少驗收標準和規范。一些領域對施工控制缺乏概念和思維方式,更無標準可言。也有一些領域有一般性的標準,但對大多的創造第一的工程仍缺少足夠的科研準備。對于施工控制的標準如何提出,不僅涉及到長期發展問題,也涉及到一個可操作性的問題。但有一點就是要對沒有經驗借鑒的工程必須全面貫徹施工控制,避免出現重大決策的錯誤。
1.3管理體制的問題。主要存在的問題是多頭管理,管理責任不能落實,缺乏對施工控制的高度重視,對特大型工程前期研究不夠,對工程的解剖不夠細致。要想解決這類問題,唯一的辦法就是實現設計、施工總承包的管理思想,使管理責任明確并得到落實。強調施工單位應采取主動控制,使責、權、利能夠達到系統的統一。
2、土木工程施工技術研究
2.1軟土地基施工與石方爆破施工
軟土地基施工特點:往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發生路基或建筑物地基失穩或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固;加固方法:換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、
化學法等;土石方爆破施工:適用環境:開挖時遇到巖石,施工現場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除;施工的工序:打孔放藥、引爆、排渣;特點:施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
2.2鉆孔灌注樁施工技術
鉆孔灌注樁基礎是當前高層建筑施工普遍采用的一種方式,它由相關建筑設計人員進行設計,但由于圖紙設計中很少將相對應的施工器材詳細明確,因此施工方經常會根據自己的觀念來進行選擇。多數施工企業為了節省資金成本采用渦錐鉆來進行工程樁鉆孔。但此機械
是以個體單機作為單位,對設計圖紙上要求的工藝指標做不到完美體現。故經常造成樁的承載力無法達到最優,使得諸多問題樁產生,且無法對工作過程中的污水、爛泥進行及時處理,影響作業環境,造成施工進度緩慢。
(1)干作業成孔灌注樁施工技術干作業成孔灌注樁是利用成孔機具,在地下水位以上的土層中成樁的工藝,適用于黏土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層等土質。目前常采用螺旋鉆機成孔,它是利用動力旋轉鉆桿,使鉆頭的螺旋葉片旋轉削土體,土塊沿螺旋葉片上升排出孔外。
(2)泥漿護壁成孔灌注樁施工技術泥漿護壁成孔灌注樁是利用原土自然造漿或人工造漿護壁,并通過泥漿循環將被切削的土渣排除而成孔,再吊放鋼筋籠,水下灌注混凝土成樁,它不論在地下水位高或低的土層皆適用。
2.3沉井基礎施工
沉井是由刃腳、井筒、內隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井筒內挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,
在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
2.4新型預應力技術
體外預應力作為后張預應力體系的重要分支之一,是預應力施工技術的發展和創新,是近年來的熱點。顧名思義,體外預應力是指預應力筋布置在混凝土截面外的預應力,與傳統的布置于構件截面內的預應力筋,所提供的有粘結或者無粘結預應力相對應。體外預應力現
階段主要應用在特種結構、預應力混凝土橋梁和大跨度建筑工程結構中,形成了兩種主要體系。體系一是有粘結體外預應力體系,優點是預應力摩擦損失小,因為孔道管在結構體外,容易檢查和控制管道的鋪設質量及其水密性;體系二是無粘結體外預應力體系,優點是可采
用單根張拉工藝,易于操作,且單根無粘結筋的摩擦損失極小。體外預應力相對于傳統預應力體系有很多優點,對工程經濟效益有積極影響。
3、土木工程施工技術發展的新趨勢
當今土木工程施工的基本原則是經濟效益最大化、生態效益最大化、質量效益最大化,因此現代土木工程施工技術的難度不斷增大,建筑規模不斷增大,因此土木工程施工術呈現出科技化、自動化、生態化的新趨勢。
3.1土木工程施工技術發展的科技化趨勢
由于現代的土木工程施工要求經濟效益最大化,因此工程造價是左右工程技術發展的重要參數之一。工程造價推動土木工程施工技術必須采用新的高科技技術滿足日益增長的生產需要,利用科技推動施工過程的的自動化、機械化和智能化等發展,用以降低不必要的人工
費、機械費等,使工程施工技術在科技的推動下多層次滲透,將科學技術作為第一生產力,提高土建工程施工效率。
3.2土木工程施工技術發展的自動化趨勢
自動化是現代建筑業的發展方向,它力圖把互換性和流水線引人到建筑活動,以標準化、工廠化的成套技術改造建筑業的傳統生產方式。從建筑構件到外部腳手架等都可以由工業生產完成,標準化的實施帶來建筑的高效率,為我國今后的建筑施工技術的統一化提供了可能。
3.3土木工程施工技術發展的生態化趨勢
土木工程施工技術是人類改造和利用大自然的重要方法,隨著社會對自然環境的關注程度日益提高和社會生態化的需要,施工過程中生態化已經成為各行各業的共同趨勢,土木工程施工技術也不例外。在施工過程中注重環境保護和能源節約是未來長時間內土木工程施工
技術發展的重要趨勢。土木工程施工技術要充分利用節能環保的建筑材料,要防止工程施工過程中產生的污染環境和對環境不利的事件發生,盡可能選用低污染、低能耗的建筑材料和技術設備,力求建筑與環境與自然和諧共存。
結束語:
總的說來,土木工程施工技術在近幾十年雖然有了飛速發展,但是土木工程施工至今仍以手工操作、半機械作業為主的綜合大工程,勞動效率大大低于其他產業部門,還屬于勞動力密集型的產業。土木工程的安全性要求高,人們的生命和財產安全都被聯系著,所以施工
技術至關重要。這就要求新的施工技術不僅要滿足當前土木工程建設需要而與之配套的施工技術,還要向高效率、無公害、高質量、機械化、智能化、高技術含量、信息化的方向發展。
參考文獻: