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(一)工程地質實習是普通本科院校學生職業能力形成的關鍵環節
工程地質實習是對傳統《工程地質》理論教學的補充和擴展,是培養應用型高級土木工程技術與管理人才的重要環節,教學過程中只有緊密結合野外實踐,才能讓學生更好的理解和掌握工程地質理論知識、工程地質勘察方法以及一些不良地質現象的專項施工方案等。在專題教研活動探討之后,我校特意在修訂2015版培養方案中增加了工程地質實習。
二、目前普通本科院校認識實習存在的問題
(一)企業對認識實習的指導相對缺乏
企業一方面并沒有承擔認識實習教學任務的法定義務;另一方面,企業始終以盈利為主要目的,由于工程地質實習經費相當有限等原因,即使承擔了工程地質實習的教學任務,企業也不能從中獲取經濟利益,況且大規模的接收學生進入施工現場存在很大的安全隱患。在市場經濟的大背景下,企業一方面擔心學生進入工地影響正常的生產秩序,一方面害怕出現安全事故影響企業的資質、阻礙企業的發展。由此種種,即使是樂意接受學生進行工程地質實習的企業,往往也只是讓學生在接近竣工的工地附近“遠遠的觀摩”,對于灌注水下混凝土等技術含量較高但又同時存在較高不安全因素的施工項目,學生并不能夠近距離的觀察。學生無法深入了解工程地質條件以及一些復雜巖層的施工方法,無疑會使實習效果大打折扣。
(二)教師的施工經驗得不到及時更新
雖然我院近年來大力引進高素質人才,但是由于傳統觀念和分配制度等原因,引進的博士大多只愿意承擔理論課的教學任務,對于需要親自奔赴工地一線進行施工工藝的講授的實習,不太愿意參加。目前科技發展速度相當快,很多新設備、新技術已經逐步應用在工程上,很多指導老師并沒有對這些新設備、新技術進行針對性的學習,仍然只是按照原有的知識儲備進行講授,這不利于學生綜合素質的提高。
(三)學生對認識實習的認識有偏差
學生是學習的主體。我校2015版培養方案土木工程專業工程地質實習在第四學期初展開,前三個學期主要以理論課學習為主,專業基礎課只有《土木工程材料》、《房屋建筑學》、《工程地質》等有限的幾門,與工程地質實習密切相關的《土質土力學》等課程還未開設。加之工程地質實習是大學四年里第一次真正意義上的近距離接觸工地,很多學生主觀上認為認識實習實際上就是去工地“走馬觀花”。再者,實習經費相當有限,如果指導老師給出不及格的成績,下一年度還要自行籌集學生去工地的各項費用,學生在潛意識里面已經認定只要自己象征性的完成認識實習的各項任務就不可能出現掛科的情況,因此學生在工地現場并沒有認真的學習、也沒有虛心的請教工地上的工程師,回到學校之后也沒有認真撰寫實習報告,這也在很大程度上導致了工程地質實習逐步淪為一次野外旅游,導致實習效果不盡如人意。
三、改革方案
(一)教學模式改革
學生是學習的主體,對于實踐教學,除了提高指導老師自身的素質以外,更為重要的是激發學生自主學習的興趣。首先,在準備工作階段,要面向全體學生召開實習動員大會,強調工程地質實習的重要性,明確實習的目的及要求。通過專業知識講座、播放典型工程案例視頻等方式,提前預習相關知識、做好理論儲備。其次,在現場實習階段,指導老師根據之前預習的內容進行針對性的講解,結合現場實際情況提出個性化的問題,調動學生自主思考的積極性,真正貫徹《高等教育法》中理論聯系實際的人才培養要求。最后,“溫故而知新”,實習結束后,要求學生認真進行總結、系統的撰寫實習報告,對實習的內容進一步的鞏固和吸收。
(二)延伸和拓展
3、主要實踐性教學環節:包括工程制圖、認識實習、測量實習、工程地質實習、專業實習或生產實習、結構課程設計、畢業設計或畢業論文等,一般安排40周左右。
1.引言
近年來,隨著教育部“質量工程”、“卓越計劃”的實施及土木工程行業的發展,我校作為省屬一般性本科院校將土木工程專業人才培養目標定位調整為:為地方經濟和土木工程行業培養具有創新意識和較強工程實踐能力的復合性應用型人才,其中工程實踐能力的培養是應用型人才培養的關鍵。
巖土工程系列課程是土木工程專業課程體系的重要組成部分,系列課程的教學與實踐對土木工程專業人才培養具有重要意義。為實現土木工程類專業應用型人才培養目標,我校巖土工程系列課程教師以提高教育教學質量為宗旨,以改革課程體系、教學內容、教學方法和手段為重點,在教學質量與效果、教學環境與教學條件建設等方面均取得較好成績,其中案例式教學在巖土工程系列課程理論教學中取得較顯著的教學效果。
2.案例式教學的實施
巖土工程系列課程(包括工程地質、土力學、地基與基礎工程等課程)是土木工程專業的重要專業基礎課程,也是工程實踐性較強的工程技術類課程。系列課程教師在保證實現人才培養目標的前提下,與精品課程建設相結合突破以傳授知識為中心的傳統教學模式,通過案例式教學將理論教學與工程實踐相互融合、理論教學中滲透工程應用培養學生理論聯系實際及分析問題解決問題的能力,探索以能力培養為核心的新型教學模式,這項研究與實踐開辟了綜合素質與工程實踐能力培養的新途徑。
在教學實踐中,巖土工程系列課程的案例式教學以工程應用為導向,與教學內容結合適時引入工程案例,激發學生的學習興趣,引導學生深入思考。案例式教學模式從真實的工程案例出發,注重“主導―主體相結合”,既重視發揮教師在教學過程中的主導作用,又充分體現學生在學習過程中的主體地位。經過多年的探索與實踐,系列課程的案例式教學已形成兩個教學層次,即工程案例引入式教學模式與工程案例探究式教學模式。
2.1工程案例引入式教學模式
巖土工程系列課程均為實踐性較強的課程,如果只按教材的章節按部就班地介紹成熟的基本理論和設計方法,則學生會感到抽象和枯燥,不利于學生對知識的理解,違背課程的學習規律。為此,收集整理國內外土木工程建設、防災減災及軟弱地基加固等工程問題及所運用的技術方法,以實施這些技術方法形成的真實而完整的典型工程案例為教學資源,結合相關教學內容進行介紹與分析,將理論與工程實踐緊密結合,加深學生對理論知識的理解。工程案例引入式教學是以激發學習興趣和增強感性認識為核心的案例教學,已經成為巖土工程系列課程最常用、最有效的教學模式。
2.1.1結合重大地質災害開展教學
在工程地質課程的地震部分引入2008年“5.12四川汶川地震”和2011年“3.11日本大地震”等重大地震災害。2008年5月12日14時28分,四川汶川縣發生8.0級特大地震,震中位于北緯31.0度,東經103.4度。而在2011年3月11日,日本氣象廳宣布,日本于當地時間11日14時46分發生里氏9.0級地震,震中位于宮城縣以東太平洋海域,震源深度20公里。地震引發大規模海嘯,造成重大人員傷亡,并引發日本福島第一核電站發生核泄漏事故。教學中,及時將這些典型地質災害引入課堂,并在此基礎上介紹地震的形成原因、類型及地震的危害等相關概念與知識,以幫助學生建立防災減災的意識與責任感,促使學生探索防災減災的工程措施。
2.1.2結合社會焦點和熱點工程問題開展教學
在土力學課程的地基變形與穩定部分曾引入“成都樓歪歪”事件和“上海市閔行區蓮花河畔景苑小區在建住宅樓倒塌”事件等社會關注的工程事件。2009年7月17號,成都“校園春天”小區6棟和7棟兩棟樓發生傾斜,兩棟樓越向上貼得越近最窄距離為6厘米,6棟、7棟相鄰的墻壁呈20度夾角,屋內墻面出現細微裂痕、房門變形,鄰近的8棟樓業主家里也陸續發現了細細的墻面裂縫。而在這3棟居民樓的樓下,道路路面出現多條縱橫交錯的裂痕,最寬達1厘米以上。道路與兩邊綠化帶相交處,出現最寬達14厘米的裂縫。路邊就是小區的圍墻,上面也有五六條裂縫,最寬的一條達到4厘米。經過分析認為是相鄰的“德馨苑”小區開挖基坑,影響到“校園春天”小區樓房的穩定性。此事件被網友稱為“成都樓歪歪”事件。而在2009年6月27日,上海閔行區蓮花南路羅陽路口一幢13層在建商品樓發生倒塌事故。事故發生后專家分析事故原因與該商品樓的地基基礎問題有關,此事件的發生在社會上引起強烈反響。將這些社會的焦點與熱點工程問題作為案例引入教學,對激發學生的學習興趣和增加學生對工程問題的感性認識具有事半功倍的作用。
2.2工程案例探究式教學模式
工程案例探究式教學模式以工程實踐能力培養為核心的教學模式,教師通過對工程案例的介紹,引導學生了解工程實踐背景,對當前教學內容進行自主學習與探索,為工程實踐能力的培養奠定基礎。
2.2.1課內探究式教學模式
此方法在學生已掌握理論知識的基礎上針對具體的工程問題提出觀點,課堂上學生可以各抒己見,互相啟發、集思廣益地找出解決問題的最佳答案。這種方式有利于培養學生獨立思考的能力與語言表達能力,提高分析問題和解決工程問題的能力。
比如,曾在工程地質課程中的地下水危害部分引入地面沉降、海水入侵等內容,以此引導學生探索解決問題的途徑。其中地面沉降問題是區域性地面高程下降的一種環境地質現象,也是一種對資源利用、環境保護、經濟發展、城市建設和人民生活構成威脅的地質災害。地面沉降成因復雜,公認是由于抽汲地下流體,而引起松散層內液壓降低,是導致區域整體性沉降的主要原因。隨著我國工業化的快速發展和城鎮化進程的加速,由于過度開采地下水,我國的地面沉降問題越來越突出。目前,我國的地面沉降主要發生在長江三角洲、華北平原和汾渭斷陷盆地這三個地區。而海水入侵問題則以大連地區為例,大連市作為海濱城市長期以來由于布井不合理,地下水開采量過大,漸漸引發區域地下水位下降、地下水資源衰竭、海水入侵等問題。這些發生在身邊的事件增強了學生對地下水引起的地質災害問題的認識,促使學生圍繞這些問題展開深入思考。
又如在地基與基礎工程教學中結合經典工程案例“意大利比薩斜塔”開展教學。教學中向學生介紹幾個世紀以來,比薩斜塔傾斜的原因始終是廣泛關注的問題,各種解釋眾說紛紜。進入二十世紀后,“地基原因”逐漸占了上風,這種解釋認為,比薩斜塔傾斜的主要原因是塔本身的重量較大,塔基北部的地下的土質較松軟,無法承受塔的壓力而導致塔身發生不均勻沉降。同時,列舉拯救“意大利比薩斜塔”的歷次地基加固方案,如環形基坑卸載、灌漿加固等引導學生開展課堂討論。
2.2.2課外探究式教學模式
此方法由教師布置課外綜合性作業,考查學生對課程知識的掌握情況,并以此作為評定學生成績的依據。學生根據課堂所學內容,課外積極查找資料完成作業,事實上學生查找資料的過程就是再學習的過程。通過課外的自主探究學習,學生運用理論知識解決工程實際問題的能力得到提高。
在教學實踐中,一般結合重點工程問題布置課外作業,要求學生以小論文等形式提交學習成果。近年來,曾結合大連地區建筑工程、道路工程等普遍存在的滑坡問題及地鐵、隧道工程存在的坍塌問題,以“建筑工程中滑坡的防治措施”及“地鐵、隧道工程坍塌問題產生原因及防治方法”等為題目,引導學生探究綜合、復雜工程問題的解決方法。
3.結語
教學實踐證明,在巖土工程系列課程中進行案例式教學模式的嘗試可以豐富課堂教學內容,強化學生的自主學習意識和工程實踐能力,有利于提高巖土工程系列課程的教學質量,有利于實現土木工程應用型人才的培養目標。
參考文獻:
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[3]崔武文,等.案例教學在土木工程專業課程教學中的應用[J].教育探索,2007(5):51-53.
中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)34-166-2
0 引言
土木工程結構設計是確保整個土木工程安全與質量的關鍵環節,在土木工程建設數量日益增加的今天,人們越來越重視其設計安全問題。所以深入分析土木工程結構設計安全問題,并制定相應的改進措施,對提升土木工程結構的安全性具有重要的現實意義。
1 現代土木工程的特點分析
社會與經濟的飛速發展,對土木工程的建設提出了更高、更多元化的要求,為了進一步滿足這些需求,大規模、大跨度、超高層、輕型、大型以及精密設備現代化的建筑物逐步成為時展的重點,這些建筑物具有高質量、高效益和快施工的基本特點,使得土木工程出現了新的特點,主要包括:
1.1 建筑材料方面
科學技術的發展推動了各項新技術、新材料的研發和應用,土木工程中使用了越來越多的新型高強輕質材料,例如比鋼輕的鎂合金、玻璃鋼(玻璃纖維增強塑料)等。在應用這些新材料時,我們還要注意其各項參數的研究,比如有些材料的彈性模量偏低,還有些材料價格高昂,限制了其應用范圍。同時,在提升現用鋼材和混凝土的強度和耐久性方面雖然已經取得了一些成果,但為了緊隨時代的發展需求,仍需加大研究力度[1]。
1.2 工程地質與地基方面
土木工程結構的設計與施工與施工現場的地質與地基構造以及自然的應力情況和力學性能有著直接的關系。同時這些因素還對工程設施的選擇、結構體系以及建筑材料的選取有很大的影響,尤其是地下工程,其影響巨大?,F階段,應用在工程地質和地基勘察的技術主要是現場鉆探取樣,室內分析實驗,這種模式的勘察存在適用于小型建筑的局限性。現代化大型建筑的發展需求要求亟需研發滿足時展的新型勘察技術與方法。
1.3 工程規劃方面
在傳統的工程總體規劃時,工程經驗占據很大成分,但日益擴大的土木工程規模對工程規劃有了更嚴格的要求,所以必須運用系統工程的理論和方法,進一步提升工程規劃的科學水平。對于特大型土木工程,比如高大水壩,會對當地的生態平衡以及農業生產產生深遠影響,并且會對自然環境起到改變作用,此類工程的社會效益利弊兼存,其總體規劃必須全面考慮,趨利避害[2]。
1.4 工程設計
土木工程設計應堅持適用、安全、經濟、美觀的原則,根據實際情況開展合理的工程設計。目前,在分析確定工程荷載值以及材料強度值時常用的方法是概率統計,對自然因素作用在時間與空間上的分布與統計規律進行科學研究,如風力、地震波、海浪等因素,深入探索反映材料非彈性以及結構大變形、動態、與巖同作用,完善并深化結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論[3]。另外,還要結合現代化的計算機系統,利用其高效能的計算和設計方法開展工程設計,保障工程設計的科學合理與可操作性。
2 土木工程結構設計存在的主要安全問題分析
2.1 結構設計的穩固性偏低
工程結構設計中的穩固性指的是當工程局部出現破損時,工程的整體安全不會受到巨大的沖擊。例如,土木工程受到地震、火災、爆炸或其他人為事故等災害時,只有結合工程的地質以及土質承載力,合理論證工程的結構設計,才能保障設計中的延性及冗余度達到最佳狀態,進行將建筑的損壞程度降至最低。由于結構的穩固性直接決定了整個工程的安全,所以進行土木工程結構設計的首要前提就是要確保結構的穩固性。但從目前我國的土木工程結構設計現狀來看,其穩固性偏低,不符合相關的規定標準,造成災害來臨時傷亡慘重。
2.2 結構設計的規范安全設置較低
目前,我國的土木工程結構設計安全規范還不完善,權威性與約束力較差,導致工程的質量令人堪憂,有的土木工程甚至使用年限僅為幾年,使用過程中常出現墻壁開裂、變形等問題。究其原因,就是結構設計的安全規范設置偏低。如與國外對比,我國規定的辦公樓樓板承受的活荷載值是200kg/m2,而美國是240kg/m2,英國是250kg/m2,以此為標準建造出來的工程質量顯然偏低。
2.3 無法明確區分構造柱和承重柱
土木工程結構設計中若無法準確區分構造柱和承重柱,則會直接影響工程的牢固性,降低工程的安全性。一般構造柱指的是與梁配合,避免墻壁出現裂縫,提高建筑物抗震能力的墻柱。若設計人員將構造柱當成承重墻使用,其強度遠不如承重墻,在遇到例如地震等劇烈震動時,就會由于抗震能力不足導致建筑物出現裂縫、沉降等現象,嚴重時會造成建筑物倒塌。此外,承重柱截面積設計偏小也是影響工程安全的重要問題。為了方便分析受力,在抗震要求不高的工程結構設計中,設計人員會設計偏小的承重柱截面積,這樣一來在有外力作用時,會造成柱、梁開裂等問題,極大地降低了建筑的使用壽命[4]。
3 改進土木工程結構設計安全性的有效策略
3.1 制定規范化的標準和體制
土木工程的結構設計必須有完善的、規范化的國家標準和要求,在嚴格遵守相關法律規定的前提下進行科學合理地設計。建議我國的土木工程結構設計結合我國的實際情況,吸取外國的先進經驗,推動規范化設計標準的發展,積極促進土木工程結構設計水平的有效提升[5]。同時,建立健全管理制度、人員規范要求等,嚴格監督其各項制度的執行效力,提高工程設計行業的規范化、制度化。另外,還要定期對土木工程結構設計進行安全性檢查,及時上報并整改不符合安全要求的設計項目。
3.2 強化設計人員專業能力和綜合素質的培養
設計人員的專業能力和綜合素質直接關系著土木工程結構設計的科學合理性,所以,強化設計人員專業能力和綜合素質的培養尤為重要。首先,加強對設計基本知識內容和技能的培訓。設計人員應全面、系統化地了解和掌握土木工程項目設計,在結合具體的工程勘察情況進行科學的設計。其次,著重培養設計人員的安全意識,確保工程結構設計的安全性。在進行工程設計時,設計人員要準確識別存在的安全問題,并進行反復的論證后再進行相應的設計。最后,時代的發展推動了各類新型的結構設計技術和方法的層出不窮,應積極組織設計人員進行培訓和學習,使其設計成果能夠跟上時代的發展需求。
3.3 定期檢測土木工程設計中的各項指標
土木工程是一項復雜的工程,涉及的學科眾多,這也就決定了結構設計需要很多的參數,各個參數對整個工程的安全有著重要的影響。例如,建筑材料的數量、價格、使用面積等,直接影響著建筑物的結構、安全性及質量。所以,必須嚴格控制設計中參數的安全積累,確保其符合國家相應的規范和標準,提高土木工程的安全性[6]。此外,土木工程安全對社會有著重要的影響,必須嚴格監督檢測其安全性,所以應建立完善的監督制度以及管理制度,加強制度執行力度,并定期檢測土木工程設計中的各項指標,保證土木工程的安全性。
4 結束語
總之,土木工程的結構設計事關我國社會與經濟的良好發展,在國內外經濟形勢不斷變化的今天,必須做好土木工程結構的安全設計工作,以優質的土木工程更好地服務我國經濟實力的有效提升,促進我國綜合國力的顯著提高。
參 考 文 獻
[1] 趙麗,朱惠琳.土木工程結構設計安全問題及策略探析[A].2015年7月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].建筑科技與管理組委會,2015.
[2] 聶旭東.土木工程結構設計安全問題及策略分析[J].四川水泥,2016(01):109.
[3] 李強.安全性前提下的土木工程結構設計策略初探[J].赤子(上中旬),2014(24):240.
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:
[1] 吳能章. 從專業課教師的視角探討專業英語教學[J]. 高等建筑教育, 2011, 28(2): 17 - 22, 27.
[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.
土木工程的施工管理是施工企業對所實施的工程項目進行全過程、全方位的規劃、組織、控制與協調的生產行為,是伴隨著施工企業管理體制改革和招投標制的推行而走進我國的先進的施工管理方法和管理手段。日益發展的土木工程施工管理的標準對于施工企業提出了更為嚴格的要求,強化施工項目管理,改變了以往在施工項目管理上陳舊的管理思想、管理方式和管理方法,完全按照《工程施工項目管理規范》的規定,實施了新型的土木工程施工項目管理模式。下面筆者就當前土木工程施工的管理談幾點看法。
1 施工項目質量管理
(1)建立質量保證體系。為全面系統地把質量工作落到實處,當務之急是建立切實可行的質量保證體系。同時,施工企業依據質量保證模式,建立自己的質量保證系統,編寫質量手冊,制定質量方針、技師目標,使之更具有指令性、系統性、協調性、可操作性、可監測性。
(2)人、材料、施工機械的控制。首先人是質量的創造者,質量控制應以人為核心,把人作為控制的動力,調動人的積極性、創造性,增加人的責任感,樹立質量第一的觀念。其次,材料是構成建筑產品的主體。顯然在施工項目中,對材料的質量控制是舉足輕重的。最后,施工機械是實現施工機械化的重要標志,是現代化施工項目中必不可少的因素。它對施工項目的進度、質量有著直接的影響。因此選好、用好機械設備至關重要。
(3)控制施工環境與施工工序。在土木工程施工中,影響工程質量的環境因素很多,有工程技術環境,如工程地質、水文、氣象,環境等;工程管理環境,如質量保證體系、質量管理制度;勞動環境,如勞動組合、作業場所、工作面等。因此,根據工程項目的特點和具體條件,應對影響質量的環境因素,采取有效的措施嚴加控制,尤其是施工現場,應建立文明施工和文明生產的環境,保持材料工件堆放有序,道路暢通,為確保質量和安全創造良好的條件。
2 加強設備管理
現代土木工程施工企業跨度大、范圍廣、領域多、種類全,如果大量購置機械設備,必然會造成企業資產的浪費,所以,在施工中應根據企業內部項目之間的特殊性和時間差異,按照“技術上先進,經濟上合理,施工上適用,安全可靠”的原則對項目所需機械進行管理。要保證機械設備管理的順利實施,首先要在企業內部建立健全機械設備的檔案,搞好機械設備的日常管理和保養工作,保證機械設備始終處于良好的狀態。
3 增強核算意識,提高成本管理水平
在土木工程施工中,施工企業要加強材料采購、人工費支出以及項目預算等幾個環節的管理工作,使項目成本的預測、控制落到實處,解決項目管理體制中“包盈不包虧”的問題。要加強定額管理,做到用定額編制計劃,用定額組織生產,用定額核算,使定額真正成為提高經濟效益的科學工具。還要認真貫徹實施《企業財務通則》和《企業會計準則》,強化財務約束和審計監督,壓縮不合理的資金占用和開支,降低管理費用,提高資金運作效率;要制定企業內部財務管理辦法,扭轉帳物不符、財產不準、成本不實、虛盈實虧等問題;要培養利潤動機,構造積累機制,控制消費基金的過快增長,增強企業發展后勁。 轉貼于
4 施工項目安全生產與文明施工的管理
所謂土木工程施工項目安全管理,就是施工項目在施工過程中,組織安全生產的全部活動,通過對生產因素的具體控制,使生產因素不安全的行為和狀態減少或消除,不引發事故,從而保證施工項目的正常運行。
(1)堅持安全管理原則即堅持安全與生產同步,管生產必須抓安全,安全寓于生產之中,并對生產發揮促進與保證作用。
(2)制定安全管理措施:加強施工項目的安全管理,制定確實可行的安全管理制度和措施十分重要。它是管理的方法和手段,對生產各因素狀態的約束和控制,根據施工生產特點,安全管理也具有明顯的行業特色。要落實安全責任,實施責任管理,加強安全教育,例行安全檢查。
5 堅持遵約守信,強化合同管理
企業要面向市場,就要通過嚴格履行工程承包合同,按期按質交工和良好的售后服務來提高企業知名度。要提高編制合同的水平,確保合同的完整性;項目的管理要以工程項目合同條款規定的工期、質量為目標,科學有效地組織施工生產;總承包企業要與各分包單位簽訂總分包合同,總包企業要對工程全面負責,分包單位對總包單位負責。此外,還要學會工程索賠的方法和技巧,用合同約束發包方,依靠合同保護自身的合法權益,努力在市場經濟中建立承包商自主經營,自負盈虧的商品生產者和經營者的地位,實現建筑施工企業向承包商的轉變。
一、工程教育認證背景下土木工程類畢業設計存在的問題
土木工程專業的畢業設計是對本專業大學生專業知識及實踐能力培養和檢驗的重要環節。要求學生能夠綜合運用四年所學,例如高等數學、大學英語、理論力學、工程制圖等基礎知識以及彈塑性力學、巖石力學、土力學、工程地質學、結構力學、基礎工程、錨固與支擋技術等專業知識對某一工程實際問題進行深入研究,旨在提升學生的工程意識、綜合能力和專業素養。然而,由于各種因素的影響和制約,例如選題偏難或與工程實際問題相脫離,指導老師工程經驗缺乏或時間有限,學生認識不足或因面臨找工作、考研等而疲于應對,導致畢業設計環節的培養效果往往不盡人意[3-6]。
1.選題方向不明確
筆者通過對中國地質大學(北京)師生的問卷調查和訪談,發現在土木工程專業類畢業設計選題方面學生的整體滿意度不高,教師的積極性也不足。通過分析筆者認為其原因主要有以下幾點:(1)選題的前期準備工作不充分。在目前畢業設計的選題工作中,多數指導教師需要在一兩周時間內給出多個選題供學生選擇,這難免會出現選題之間相互重復、科學性低、可行性差等問題。(2)選題難易程度把握不好。由于教師特別是青年教師缺乏經驗,容易出現題目選得過難或過易,太大或太小等問題,難以給出與當前工程問題密切相關、并有一定廣度和深度的選題。此外,若沒有針對學生的興趣和特長來制定選題,學生會對畢業設計感到困難或積極性不高。(3)選題模式單一,缺乏新意。目前的選題模式一般為指導教師定題,學生選題。設計題目多年重復使用,同質化程度高。同時,選題大多缺乏整體考慮,基本是讓學生獨立開展,學生相互之間缺乏協作與配合,缺乏多學科方向的團隊合作式選題,不利于學生協作能力和團隊精神的培養。此外,由于選題過程中師生缺乏充分交流,容易導致選題與學生的興趣或特長相脫離,致使學生對畢業設計感到困難或積極性不高。
2.研究過程不深入
畢業設計過程是對一個學生綜合能力的考察,可以培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。目前,畢業設計實施過程中主要存在的問題如下:(1)指導老師對學生的課題研究環節缺乏足夠重視。一方面,由于近年來本科生大規模擴招,師生比例極不平衡。在畢業設計指導過程中,教師由于教學任務過重,指導的學生過多而無法進行全過程、有針對性的指導;或者因科研任務過重,沒有足夠的精力對單個學生進行耐心、細心的單獨指導。另一方面,表現在指導教師對畢業設計質量要求不夠嚴格,對學生論文不能進行嚴格的審閱并指出論文存在的主要問題,也沒有堅持讓學生全部修改后再去參加答辯。(2)學生重視程度不足,投入時間少。一方面,如前所述老師對學生畢業設計的審查不嚴,容易導致學生態度松懈;另一方面,由于畢業設計時間一般是在大四上學期期末或下學期期初開始,大部分學生均面臨找工作、考研等問題,由于時間緊張或認識不足,部分學生很難將大量時間花在畢業設計上,導致開題準備倉促,查閱資料文獻不全面甚至嚴重偏少,缺乏對畢業設計目的和課題研究問題比較深入的認識和理解。而計算設計上投入時間的不足,導致學生的畢業設計錯誤頻出或是缺乏創新。(3)指導過程管理缺位。雖然學校的培養文件里面一般都有對畢業設計實施過程的相關要求,例如要求指導老師每周給所帶本科生至少開一次例會等,但這些要求缺乏有效的監督措施或監管過程控制不嚴,從而導致課題研究過程中老師的指導質量大打折扣。
3.評價反饋不到位
畢業設計評審是對學生整個畢業設計實踐環節綜合表現的評估。當前,畢業設計的評審環節中主要存在如下問題:(1)指導教師難以給自己指導的學生進行公正評價。由于畢業設計的總成績直接關系到優秀和不合格畢業設計的評選,與指導老師的教學業績掛鉤,因而不少指導老師給自己指導的學生評分尤其是評優時普遍偏高,明顯干擾了畢業設計評判的公正性。(2)有些答辯評委教師可能并不熟悉一些學生的畢業設計內容,因而無法給出權威評價。例如,土木工程的主要研究方向包括建筑結構、巖土工程、工程地質勘察、地質災害防治等,如果建筑結構方向的老師作為地質災害防治答辯專家的一部分,這一部分答辯專家可能會因為研究方向的差異顯得捉襟見肘而難以給出比較權威的評判。(3)答辯評委成員中具有實際工程經驗的專家比例偏少。由于在校的很多教師尤其是年輕教師以從事教學工作為主,工程經驗相對缺乏,在評價過程中難以指出學生畢業設計中存在的實際工程問題,或者對工程圖紙編制的規范性要求不嚴。(4)畢業設計的評價工作缺乏與相應的改進措施形成閉環。目前畢業設計的評價僅僅是為了評價,各屆學生的畢業設計實踐教學相互孤立,缺乏動態反饋和改進工作的激勵機制,沒有達到以評促建的目的。
二、工程教育認證背景下土木工程專業畢業設計的教學改革方案構想
工程教育認證強調一切以學生為中心的教育理念,強調以工程人才培養目標為導向。具體而言,一切教育教學過程和環節都應該以學生為本,包括:培養目標要適應經濟社會發展需要,培養標準要使學生成為行業企業需要的人才,課程體系要成為培養標準實現的平臺,教學組織和方法、教師隊伍建設、教育教學資源配置等要有利于學生能力和素質的培養等,以至于所有的教育教學活動都朝著達到培養標準和實現培養目標的方向努力[3]。針對當前土木工程專業畢業設計所存在的問題,本文按照工程專業教育認證標準的相關要求,并基于以學生為中心的教學理念,提出土木工程專業畢業設計相應的教學改革方案和貫穿畢業設計全過程的管理模式[1,3-4]。
1.前期介入,指明選題方向
(1)做好前期準備,選題時間前移。在畢業設計選題階段,可以考慮在建立本科生導師制的基礎上將本科畢業設計的選題時間前移。工科類本科生導師制是指聘請高校科研骨干教師或企業具有豐富工程經驗的技術專家,在師生雙向選擇的前提下擔任本科生的指導教師,教師結合自己的專業研究方向,在思想、學業、生活及心理等方面為本科生提供引導、咨詢或幫助[7-8]。土木工程專業的本科畢業設計一般需要經過選題、查閱資料、課題理論分析、課題實驗研究、撰寫畢業設計等過程,對于一個本科生來說,如果事先沒有充分的查閱文獻和專業積累,要想在半年左右的時間內完成是比較困難的。因此,可以通過鼓勵學生在大學三年級開始較早參與導師的科研課題,培養學生的專業興趣;學生通過搜集整理資料、做實驗和撰寫小論文,形成一定的知識積累和學術規范,為畢業設計課題的選擇打下良好的基礎。(2)加強專業引導,增設“專業前沿課”。從本科三年級開始開設“專業前沿課”,讓學生根據自己的興趣方向選擇參加不同指導教師的專業前沿研討課。教師在課上系統地介紹不同研究領域的學術動態和科技前沿問題,學生通過專業前沿課上的思考、交流和討論,與教師探討可能的選題方向,逐步確定自己的論文設計題目。(3)因材施教,個性化指導。指導教師也可以通過在給學生講授專業前沿研討課或在課題研究過程中,逐步了解學生的興趣、能力和未來職業規劃,因材施教,并結合工程實際問題,針對性地將課題分解出不同類型、方向的小課題供學生選擇,每個小課題的設計使得學生在基礎理論知識、專業實驗技能以及科學研究思維等方面得到充分的鍛煉,并可便于教師較好把握選題的難易程度,提高畢業設計的質量。選題時提前讓學生了解教師的課題方向,采取師生互選的選題方式,采用“公開課題方向—學生填報志愿選擇教師—教師根據學生特點確定選題題目—協調調整”的選題流程來滿足大多數學生對選題的要求。
2.過程參與,深入實踐指導
(1)導師分組,按學科方向給予學生專業性指導。在畢業設計課題研究階段,首先可以按學科方向進行導師分組,這樣便于導師結合自己的專業特長和工程實踐對學生給予專業性的指導。同時,設置指導學生人數上限。建議每位教師指導的學生人數不超過3個,這樣可以保證每個學生盡可能得到充分指導。(2)進度跟蹤,有序推進。整個畢業設計過程應建立完整的任務進度檢查制。課題研究階段可以分為開題、中期檢查和正式答辯3個環節。開題可以安排在大四的上半學期(1月份),中期檢查安排在大四下半學期的3月中旬。指導教師應根據學生提交的任務進度安排表定期對學生的進度進行檢查并提出修改意見,學生根據教師提出的意見及時整改和反饋,確保進度有序推進。(3)管理跟進,整體協調。導師可以根據課題的實際需求,讓不同學科方向的學生參與到各個子課題的研究,開展不同方向和內容的畢業設計工作,這樣有利于培養學生團結協作的精神,并發揮各自的專長,提升通過相互協作來解決實際工程問題的能力。
3.多元評價,提升反饋實效
目前,在我國的現代化建設中,土木工程業也是逐漸成為國民經濟發展的支柱產業之一。社會經濟的發展,科技技術的進步,現代建筑物的規模、造型、功能日益的復雜化、大型化、多樣化。需要的材料、設備也都日新月異,要求的結構技術與施工技術也不斷的提高。節能技術、生態技術與信息控制技術等不斷地與建筑技術結合,以求創建出更加適合居住或辦公的建筑物。
一、土木工程的內涵與特點
土木工程是建造各類工程設施的工程、技術與科學的總稱?!⊥聊竟こ炭梢詮膬蓚€方面去理解:一方面指的是與人類生活與生產活動有關的各類工程設施,比如建筑工程、局壩水電和水利工程、公路與城市道路工程、橋梁工程、鐵路工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一方面指的是建造工程設施中需要用的材料、設備以及土地上進行勘察、設計、施工等工程技術活動。多年的發展,土木工程的理論與實踐都已發展到一定的高度,不論是結構的力學分析還是結構設計的方法或施工的手段,都有很大的進展。但是,土木工程領域中仍然存在許多問題需要我們的進一步研究。
現代土木工程為建造大跨度、大規模、大型、精密、輕型、設備現代化的建筑物,又必須符合高經濟效益的標準,土木工程必須感受各類工程建設高速發展的步伐。所以,現代土木工程的特點是:
(一)高強輕質新材料的不斷涌現:新型的高強輕質材料,例如鋁合金、鎂合金以及玻璃鋼等已經開始廣泛的使用,在提高鋼材與混凝土強度與耐久性上取得了顯著地效果,并且保持良好的發展趨勢。
(二)工程地質與地基的勘察技術有待進一步的發展:建設地區地質與地基的構造,以及天然狀態下應力情況與力學性能,直接決定了工程的基礎設計與基礎施工,也有關到工程設施選址、結構體系與建筑材料的選擇,影響最大的就是地下工程的開展了。目前,我國的勘察方法是現場鉆探取樣與室內分析實驗,這兩種方法都存在一定的局限性。我國急需發揮現代高新的科學技術來創造新的勘察方法來滿足現代化大型建筑的需要。
(三)土木工程的總體規劃需要進一步完善:往常的總體規劃是借助于以往的工程經驗提出不同的若干方案,在其中選取較適合的一種。土木工程日益擴大,必須運用系統的工程理論與方法來提高規劃水平。
(四)現代土木工程的設施、理論等日益現代化:土木工程規模不斷擴大,與此同時,工程的施工工具、設備、機械等向著品種多樣化、自動化、大型化等發展。組織管理也應用系統工程的理論與方法,日益科學化。
二、土木工程的發展趨勢
(一)原材料向高性能材料發展
土木工程的原材料向著韌性好、可塑性高、可焊性強的方向發展。例如美國、俄羅斯、日本等國家的鋼材規范是屈服點為700N/mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越來越向著高強、輕質、韌性好的方向發展。
(二)土木建筑工業化
建筑長期停留在手工操作為主的小生產方式上,即使是在解放后建筑業向機械化發展,但是總的來說與其他工業部門的工業化還是有一定的差距的,所以我國建筑工業化發展是必然的趨勢。
(三)土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓
海洋面積占據整個地球表面的70%左右,目前陸地的面積已經被大部分利用,所以首先想到的就是向海洋發展。向海洋開拓已經開始了,如:中國的澳門機場。
三、土木工程的未來發展
(一)加速發展高層、大跨結構的土木工程?!〈罂缃Y構體系及以及關鍵的技術,向著大型復砸結構體系現代化發展;比較研究高層鋼結構體系和布置、結構的可靠性評價、結構的動力特性、各種設計荷載和鋼結構可靠度;研究開拓巨型網格結構體系與各種雜交空間結構體系;研究各種大跨度空間結構的實用分析方法;改革創新大跨空間結構的施工方法;研究鋼——混凝土組合結構抗震設計;研究鋼結構的抗火設計與防腐設計。
(二)防震抗風和減災等大型復雜結構的設計獎更長、更高、更軟。大型復雜結構體系與抗風抗震的設計理論將被進一步的關注。結構振動控制技術將牢牢關注抗震思想,現代振動控制的研究方向是智能控制、適應控制、吸震減震技術的進一步加強。
(三)創新與發展預應力混凝土材料以及技術預應力,并推動新技術、新理論、新材料以及新設計方法的涌現。主要體現在以下方面:混凝土不斷向高強、高性能發展,結構中試用密筋混凝土、免振混凝土;研制生產大截面、大直徑鋼絞線,采用鍍鋅、環氧涂層鋼膠線,輕質、耐久高性能的纖維加強塑料筋,玻璃纖維加勁塑料、碳纖維加勁塑料、芳綸纖維加勁塑料等;開發與應用新型無粘結預應力筋、體外預應土木工程論文力配筋;研究設計預應力混凝土結構的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能;結合預應力混凝土和鋼筋混凝土;推廣及發展現代預應力空間結構體系。
(四)著重發展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌實、不離析、易密實、長期保優等優秀的力學性質。因此,采用可持續發展的,并且對環境無害的混凝土技術研制高性能混凝土是必要的。
(五)開發地下空間,改變地層的原始分布狀態,進而改變層內部及地面環境。但是在開發低下空間,必須研究以下幾個方面:1、水文地質的改變,地下空間結構的改造,影響地表的植被生長。2、地下空間的開發破壞原有動植物的生態環境。3、地下空間的開發影響地面建筑物的安全。
(六)進一步研究拓展巖土錨固技術的應用領域。巖土錨固技術不但在邊坡工程、地下工程、深基坑工程、結構抗浮工程中有良好的發展趨勢,在橋梁工程、重力壩加固工程及抗傾覆、抗地震工程中的地層錨固中也有很大的發展趨勢。
(七)土木工程的優化設計,主要有以下幾個方面:1、工程項目的可行性分析和論證;2、工程系統的結構與組成選型;3、工程系統全局的優化;4、以可靠度為前提的多目標復雜結構優化設計;5、工程系統和結構實施規劃以及施工力學;6、工程系統科學管理與維修;7、工程經濟學和設計的心理學。
四、結論
我國現代土木工程的某些方面在世界上已經處于先進行列,但在設計、施工與理論方面與發達國家還存在差距。伴隨我國經濟的發展,科技的進步,土木工程建設將會有不斷的新的成就。在對土木工程研究發展的方面,不但要加強新型結構、新型建筑材料、新型技術手段的理論與應用研究,還要加強土木工程二級學科理論與技術的融合和滲透,以求土木工程的進一步突破。
參考文獻:
Abstract: this paper, based on the working practice, this paper analyzes the current civil engineering the main structure of testing technology, and introduces mainly in civil engineering structure detection technology in the process of the development of the perfect discriminate the damage index, improve the detection correctness, optimizing the sensor's arrangement, enhance inspection reliability and nonlinear diagnosis technology of the application, meet the practical situation and so on the concrete application development trend. We hope that relevant personnel to reference and thinking, civil engineering structure detection technology research, thus discusses the optimal structure more determination technology development plan, to safeguard the quality of civil engineering.
Keywords: civil engineering; Structure detection technology; Development status
中圖分類號: V448.15+1文獻標識碼:A文章編號:
土木工程結構檢測在工程建設中具有很重要的經濟效益和社會效益。結構檢測技術在土木工程中的應用不僅涵蓋了工程地質學、結構力學和建筑材料學等理論,還和工程的施工工藝、評估標準以及質量要求等有著密切的聯系。土木工程結構檢測技術隨著科技的不斷進步,逐步實現了現代化,在土木工程的混凝土結構、砌體結構和鋼結構的檢測上得到了廣泛的應用。下面,就主要從三種結構的檢測技術進行分析,并簡要探討整個結構檢測技術的發展趨勢:
一、 土木工程結構的主要檢測技術
1、 混凝土結構檢測技術
混凝土結構檢測技術通常是采用鉆芯法、超聲法和回彈法。鉆芯法比較可靠直接,但是對整個土木工程的建筑結構存在一定的損傷,通常沒有得到業主認可和容易產生嚴重后果的前提下,都不會采用這種檢測方法。而超聲法則是一種比較先進的檢測技術,它是利用超聲波在混凝土結構中的傳播參數來對整個混凝土的結構進行檢測,由于混凝土中的材料成分復雜,對超生波的衰減和吸收的差異性較大,當整個混凝土結構對整個超聲波傳播中產生的具體參數變化情況一定時,就可以根據具體的監測數據進行內部結構是否出現裂縫或空洞的情況進行確定,檢測出內部結構的缺陷狀態。鉆芯法則是目前土木工程中最常用的檢測方法,它是通過回彈儀來測定整個混凝土的強度。一般都是采用專門的水冷式鉆機,在整個混凝土結構構建上進行采樣,然后在開始混凝土結構的抗壓強度的實驗,進而推斷出整個混凝土內部的結構缺陷情況。
2、 砌體結構檢測
國內很多的土木工程都是采用的砌體結構,由于它本身的自重較大,加上強度和粘結度較低的缺點,當收到強大的外力作用時很容易出現損壞的情況,因此對砌體結構進行檢測對整個砌體建筑的質量保證有著積極的意義。砌體結構的檢測技術主要分為動態檢測和靜態檢測。同時材料的不同也決定了砌體結構檢測技術的不同,當砌體是石塊,通常采用鉆芯法進行檢測,當砌體是磚體是通常采用回彈法以及回彈發和鉆芯法結合的方法。自重砂漿輕度是整個砌體結構檢測中的重要參數,一般都是采用的筒壓法和推出法。筒壓法通常是將樣本砂漿進行碾碎、烘干,然后分成具有級配的砂漿顆粒,然后裝到承筒中進行筒壓法,然后再斷定砂漿的強度是否達到質量的要求。推出法則是利用推出儀在砌體結構的墻體上面推出磚塊,然后結合水平推力和推出磚塊西表面砂漿的飽滿度來進行檢測,進而達到檢測砌體結構的目的。
3、 鋼結構檢測
鋼結構的檢測通常都是指鋼構件的性能會質量的檢測。另外,鋼結構的檢測可以細分至構件的變形損傷。尺寸偏差以及構造和涂裝還有構建材料的連接和性能測定等項目,在檢測過程中必要時可以對鋼構件的性能進行實載檢測和動力測試。和混凝土結構。砌體結構相比,鋼結構具有自重輕、強度高、材質均勻且韌性和塑性良好的優點,這樣在土木工程中的應用就更加具有優勢。隨著鋼結構在土木工程中的應用越來越廣泛,鋼結構的檢測技術也在不斷進步。目前,鋼結構的主要檢測技術有超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、磁粉檢測以及渦流檢測等,結合這些先進的檢測技術,整個鋼結構內部的缺陷情況能夠比較精準地檢測出來。但是鋼結構檢測技術在國內的發展還在不斷前進中,不具備成熟的檢測技術,今后還有待進一步的完善和改進。
二、 土木工程結構檢測技術的發展趨勢
1、 完善損傷判別的指標,提高檢測正確性
現有的土木工程結構檢測技術在損傷指標的判別上已經形成了科學系統的體系,在主要檢測參數的設置和分類上也取得了很大的進步。但是,國內土木工程結構檢測技術和國外的相比還存在一定的問題,需要對損傷判別的指標進行不斷的完善,以提高整個結構檢測的全面性和正確性。在選擇特征量方面,通常都利用一些在損傷情況時結構中的一些變化參數來來進行診斷的,這些特征量能夠反映出整個土木工程結構中的抗壓、抗剪以及材料的結合力等變化情況,進而通過這些指標的綜合分析來診斷結構內部是否出現了裂縫或者空洞情況。隨著我國土木工程建設的技術不斷進步,在質量方面的要求也逐步提高,整個檢測技術應該圍繞著工程建設的質量要求來進行改進,在損傷判別的指標選定和完善上面,要進行不斷的完善,最終滿足整個土木工程的建設要求,提高檢測技術的科學性、準確性。
2、 優化傳感器的布置,提高檢測的可靠度
傳感器的數量、位置和類型對整個土木工程的檢測技術起到了決定性的作用。隨著土木工程的建設復雜性與日俱增,在結構檢測的診斷過程中對傳感器的優化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程結構檢測技術的發展過程中,傳感器的布置應該得到有效的優化,進而提高整個檢測技術的可靠性。傳感器的優化應該在結構總體分析的模型基礎之上,利用廣義的遺傳算法來進行,從而確定傳感器的優化布置工作。另外,在傳感器的數量布置上,也應該進行科學的優化,利用噪聲信號系統的正確運作來實現信息的最有采集工作,將優先的傳感器數量設置進行最佳的合理安排,進而實現傳感器優化布置。在今后的發展過程中,土木工程結構檢測技術在傳感器的優化布置上應該投入更多的精力,實現檢測技術的精良應用。
3、 非線性診斷技術的應用,滿足實際情況
土木工程的結構大體上都是非線性的結構,在檢測技術的應用上應該結合整個結構的非線性特點進行非線性診斷技術的應用,從而體現整個結構檢測技術的科學性。雖然目前在土木工程結構檢測技術中非線性診斷技術的應用存在一定的困難,相較于線性診斷而言,這種技術更加需要復雜的計算算法和技術操作,但是非線性診斷技術更加貼近實際。在今后的結構檢測技術發展中,非線性技術的研究和應用應該成為一個重點,考慮到遺傳算法、小波分析和神經網絡在非線性分析和數據處理上所具有的優勢,在結構損傷的辨識上面非線性結構診斷技術有著很大發展空間和前景。非線性結構檢測技術在發展中應該不斷針對土木工程的建筑結構作出調整和優化,改進和完善整個非線性結構診斷技術的應用。
三、 結語
綜上所述,目前我國的土木工程結構檢測技術還處于一個不斷發展的階段,在混凝土結構、砌體結構和鋼結構的檢測技術上還有很大提升空間。針對這些結構檢測技術進行研究,能夠拓展整個土木工程檢測技術的發展空間。土木工程檢測技術的不斷改進和優化,能夠為整個土木工程建設領域帶來很大的影響,能夠更好地保障整個工程的建設質量,符合社會的發展要求。
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[作者簡介]李富榮(1982- ),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院土木工程學院,講師,碩士,主要從事巖土與城市地下工程等領域的教學與科研工作。(江蘇 鹽城 224051)
[基金項目]本文系江蘇省教育科學“十二五”規劃課題“地方本科院校土木工程專業應用型人才培養研究”(項目編號:C-c/2013/01/002)和2013年鹽城工學院教改研究項目“城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新性研究”(項目編號:2013-52)的研究成果。
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)05-0158-03
一、引言
2002年,中南大學首先開設城市地下空間工程專業,該專業是教育部為適應新時期城市建設人才特殊需求而設置的新興專業,簡稱特設專業,目前已有30余所高校開設了城市地下空間工程專業。然而,由于高校背景不一,涉及礦業、核能、交通、建筑、水利、鐵道等不同行業,辦學特色鮮明,雖然課程理論教學基本都可以滿足要求,但作為培養和提高學生綜合素質能力的實踐教學環節卻給高校帶來了難題,同時該專業尚未成立教學指導委員會,專業建設缺乏統一指導,使得城市地下空間工程專業建設與發展難度較大,這點在實踐教學環節尤為明顯。目前,城市地下空間工程專業大多是依托巖土工程專業,但該專業已經超出巖土工程專業的范疇,要建設好城市地下空間工程專業尚需城市規劃、結構工程等專業的支撐。鹽城工學院(以下簡稱“我院”)在新辦城市地下空間工程專業過程中,以培養卓越地下工程師為目標,對城市地下空間工程專業實踐教學體系進行了有益的探索與創新。
二、城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建
1.構建原則。目前,在開設城市地下空間工程專業的高校中,該專業招生人數較少,大多每屆招生1個班,30人左右,專業開設較好的中南大學、山東大學、南京工業大學等,每屆也僅招生2個班,60人左右。在大力提倡改革與創新高校教學體系的背景下,城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建要求、方法、原則可以表現出與土木工程等專業不盡相同的特點,使之具有自身特色。構建城市地下空間工程專業實踐教學體系的原則是綜合性、整體性、獨立性、科學性。其中,綜合性指城市地下空間工程綜合了城市規劃、結構工程和巖土工程等專業內容;整體性原則要體現教學上實踐與理論相結合的整體功能;由于班級規模較小,學生可以獨立完成大多實踐教學環節,即學生具有較多的獨立實踐機會,體現了較好的獨立性;科學性是要求實踐教學環節的構建與實施要循序漸進,科學合理。
2.構建方案。城市地下空間工程專業實踐教學體系是由實踐教學活動各個要素構成的有機聯系整體,作為特設專業,城市地下空間工程專業實踐教學體系要具有前瞻性和系統性,創新實踐教學內容,緊密聯系城市規劃與建設,積極創新工程設計與施工技術,培養符合專業要求且滿足社會需求的卓越地下工程師。為此,根據城市地下空間工程專業的培養方案,我們構建了城市地下空間工程專業實踐教學體系(見圖1),給學生創造各種獨立的實踐機會,使知識、能力、素質融為一體,增強了學生獨立完成工作的能力。
三、城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新
1.實驗教學。城市地下空間工程專業實驗教學環節由基礎實驗、專業實驗、創新實驗等多種實驗構成(見圖2),體現了人才培養多層次、模塊化、系統化和科學性的統一。其中,由學科基礎實驗和力學實驗構成的基礎實驗平臺,不僅訓練了學生的基本技能和素質,還為開展專業實驗、培養學生系統設計和綜合實踐能力打下了基礎。以“土力學與基礎工程”課程為例,該課程是土木工程專業的主干課程、城市地下空間工程專業的核心主干課程,包括土力學和基礎工程兩部分,設有土力學實驗和基礎工程課程設計兩個實踐環節,兼具理論性、專業性和實踐性等特點,是培養卓越地下工程師基本專業素質的基礎。為此,在課程實驗中,將土力學實驗學時調整為16學時,增設土體滲透、擊實、孔隙水壓力及土壓力測試等實驗項目,確保學生充分掌握土地工程地質性質、物理力學性質等土力學基本理論,提高學生的實踐能力,同時對開展后續專業實驗也有很大的益處。專業實驗是更高層次和系統地訓練學生的實驗技術和技能,包括大綱中專業課程實驗和設計性、綜合性實驗。為此,對相關實驗內容進行有機整合和改進,設置了土體與巖石力學對比實驗,實驗內容為采用幾種常規實驗(如壓縮、直剪、三軸)方法,對比分析土體和巖石在物理指標、力學性質、工程應用等方面的異同,由學生自主設計實驗方案(包括實驗目的、方法、步驟、儀器、要求),并向實驗室教師申請實驗時間,經批準后在實驗教師指導下,獨立完成實驗報告。最后,結合學生實驗能力,根據實驗過程、實驗結果綜合評定實驗成績。在設計性、綜合性實驗環節中,根據教學大綱設置了原位測試技術訓練、工程結構測試技術訓練、地下工程設計軟件訓練,以進一步訓練學生的實驗能力,使學生學會從實驗數據中分析實驗現象、得出實驗結論,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。創新實驗是為了充分開發學生的潛能,激發學生對專業知識的興趣而設置的,可以通過教師的縱橫向課題、學生自主申報大學生實踐創新訓練項目以及參加學科競賽等方式開展。
2.實習環節。城市地下空間工程專業的實習環節可分為課程實習(測量實習、工程地質實習)和專業綜合實習(認識實習、生產實習、畢業實習)兩個層次。其中,課程實習由指導教師統一安排、指導,與土木工程專業基本相同。在專業綜合實習環節中,實行全周期雙導師制,將5~6個學生分為一組,從大二到大四由同一指導教師負責指導,并配有企業兼職指導教師,原則上在校期間不再更換指導教師或企業教師。學生在實習期間,專業指導教師和企業兼職教師共同指導和管理學生,實習結束時,采用校企共同組織的公開答辯方式綜合評定實習成績,形成雙導師指導下的“學生自主實習實踐、教師有效監控指導”的實踐特色。全周期指導是指學生從大二認識實習開始即可與學校專業指導教師和企業兼職教師不間斷交流,除實習時間外,學生還可以有針對性地參與縱橫向課題、工程項目等,使大學實習間而不斷,貫穿始終,最大限度地培養了學生的實踐能力。
3.設計環節。一是課程設計。城市地下空間工程專業設計環節包括課程設計和畢業設計(論文)兩個環節。其中,課程設計除鋼筋混凝土結構和基礎工程課程設計外,還包括城市地下空間規劃與設計,地下建筑結構、隧道工程和地下工程施工組織設計等課程設計。從教學內容和教學體系上講,課程之間存在緊密的依存、制約關系,但傳統的課程設計均安排在課程理論教學完成后進行,且由該課程理論教學教師獨立設計課題、獨立編寫課程設計任務書和指導書、設定獨立的設計參數,各門專業課課程設計內容相對獨立。為此,在城市地下空間工程專業課程設計中,實施綜合性課程設計方案,編寫綜合性課程設計任務書和指導書,具體做法是,本著“真題習做,一題到底”的原則,每2~3個學生設置一個工程實例專題,每個工程實例專業均來源于典型實際工程,緊密結合實際應用。各課程內容及設計是相互關聯的,建立綜合性課程設計的基本思路,最終為畢業設計服務。在綜合性課程設計過程中,學生可以深刻體會到地下空間工程各個部分之間的因果關系和制約條件,初步認識工程的復雜性,鍛煉邏輯思維能力,加強對地下工程整體性概念認識,有助于學生完成畢業設計。在綜合性課程設計環節中,指導教師非常關鍵,要清楚綜合性課程設計的內容、要求、可能出現的問題以及前后課程設計之間的關聯要求,對學生給予正確合理的指導。二是畢業設計(論文)。城市地下空間工程專業學生數較少,便于采用校企合作的團隊指導畢業設計模式,聘請經驗豐富的企業導師參與畢業設計指導工作,有利于畢業設計的質量優化。采用團隊模式指導畢業設計,團隊有總指導教師,每位學生有各自的指導教師,由3~5個學生共同完成一個總項目課題,內容可以涉及城市地下空間規劃設計、地鐵車站設計、地鐵隧道設計、地鐵施工組織設計等,各子課題任務分工明確,研究內容有機聯系,設計選題整體性強,內在聯系緊密,在畢業設計過程中,團隊成員相互交流,團結協作,充分利用專業規范,掌握整個地下工程設計的內容、流程及方法,確保厚基礎、寬口徑走向社會。除了畢業設計外,也有部分學生選擇畢業論文,一般基于省部級以上科研課題項目,由項目主持人擔任課題組長,中級職稱以上教師擔任各子課題導師,也可由科研興趣或科研方向相近、不同專業背景的教師組成指導團隊,由科研素質高的教師擔任組長,其他教師有側重地負責子課題,做到教學與科研相統一。
4.大學生實踐和創新能力訓練。目前,教育部、教育廳及高校都十分注重學生實踐創新能力的培養,設立了各級大學生實踐創新項目,學生可以根據自己的興趣選題,自主選擇導師并申報各級大學生實踐創新項目,這些項目以學生為主體,在導師的指導下,培養了學生的創新意識,加強了學生自主創新的能力。同時,大學生實踐創新能力的培養還可以與教師科研及社會服務相結合,更加貼近工程實踐,從中發現問題、分析問題、解決問題,有利于學生創新思維的培養。為此,可與地方人防辦、城市規劃設計等部門、企業合作,設計一系列開放性、設計性課題,由指導教師負責將創新性實驗與社會服務結合起來,取得良好的社會效益。另外,積極鼓勵和協助學生參加學科競賽(如結構創新大賽、交通科技大賽等),培養學生的創新意識、合作精神和工程實踐能力。
四、結語
城市地下空間工程專業作為新興專業,實踐教學特別需要創新,以適應城市建設、社會發展、學科建設的新要求。通過城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建與創新,優化了各實踐教學環節的教學內容、教學方式,提高了學生的獨立工作和科技創新能力。因此,必須以創新為主線,以培養卓越地下工程師為目標,充分利用校內外資源,調動社會、學校、教師、學生等的主動性、積極性,不斷改進、創新、實踐,全面提高學生的綜合實踐能力。
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第一,實驗標本。工程地質實驗室現有的工程地質實驗用標本主要有主要造巖礦物標本、常見三大類巖石標本和各類地質模型標本。主要造巖礦物標本包括石英、方解石、正長石、斜長石、角閃石、輝石等礦物標本。常見三大類巖石標本包括石英砂巖、頁巖、泥巖、鮞狀石灰巖、白云巖等沉積巖標本;流紋巖、安山巖、輝長巖、花崗巖、玄武巖等巖漿巖標本;片麻巖、大理巖、千枚巖、蛇紋巖等變質巖標本。各類地質模型標本包括褶皺、斷層、巖漿噴發、地球內部圈層結構等模型。第二,實驗器材?,F有工程地質實驗室主要儀器設備包括三聯高壓固結儀、膨脹儀、液限、塑限聯合測定儀、應變控制式直剪儀、孔隙壓力儀等儀器;可進行的實驗項目包括土的顆粒分析實驗、含水率實驗、直接剪切實驗、膨脹實驗、土的密度、土的液限、塑限測定實驗等。
2實驗教學現狀分析
本校工程地質實驗教學資源較為豐富,應充分合理地應用,各項實驗應合理安排實驗時間。對于土木工程專業而言,由于課時量的壓縮,需要在有限的課時內完成各項實驗是有挑戰性的,既要保證完成各項內容,又要盡可能提高學生學習主動性,激發對工程地質課程的學習熱情。以三大類巖石的認識與鑒定為例,分析現有實驗教學概況。實驗室的巖石標本總計約150多種,學生分組進行實驗,每組安排6~8人。指導教師首先講解實驗的方法和步驟,以及實驗過程中應注意的問題,然后選取部分實驗標本做示范,并要求學生做好筆記,最后提出本次實驗的要求,實驗當堂完成。講解完,學生即可進行分組實驗。指導教師根據學生的提問,或講解,或示范??傮w來看,即使有的教師也做一些啟發式的教學安排,但學生的主動探索意愿不強,導致教學效果一般,往往只有少數學生和教師互動。實際上,室內實踐具有外擾性小、學生集中的特點,指導教師應充分利用這一特點,提高學生的探索能力和實踐動手能力,提高學習效率。
3實驗教學方法探討
實驗教學作為課程的重要環節,如何有效提高學生的學習熱情以及對專業知識的有效掌握是一個值得我們思考的問題。筆者結合近年來本校區實驗教學的現狀以及教學經驗,從四個方面探討工程地質實驗教學方法。
第一,室內室外相結合。以室內三大類巖石的認識與鑒定為例,傳統的教學步驟為:首先教師講解部分巖石標本,然后學生進行實驗,最后總結寫實驗報告。室內實驗標本是統一采購的,既標準又齊全,但同時也讓人記不住這么多的標本。為了提高學生的實踐應用能力,可適當安排課時量與野外實際看到的巖石進行對比觀察。比如可以拿著實驗室輝綠玢巖的標本到紅門附近與由輝綠玢巖組成的巖體進行對比觀察;可拿著實驗室閃長巖標本和普照寺的閃長巖巖體進行對比觀察。學生看到了實際巖石的樣子,既加深了對巖石認識的印象,又提高了學習的熱情,同時提高了巖石鑒定實踐應用能力。由于在一個地方巖石種類較少,因此,要合理規劃實習地點和實習時間,盡可能多地將室內和室外結合起來。
第二,建立地質災害模擬實驗室。像泥石流、崩塌、滑坡等地質災害的課程內容講解一般以文字敘述和實例講解為主,學生印象不深。而且,外出實習時一般看到的已是結果,看不到過程。有些教師輔以視頻講解,這一點非常好。然而,為了給學生留下更加深刻的印象,建議可建立地質災害模擬實驗室。在實驗室里,一是視頻演示,各種實例演示,或者已做好的各種模擬視頻演示均可;二是實材演示,相對難度較大,可采用各類巖塊、沙子以及土類等,模擬泥石流、崩塌等的發生,甚至在設計可讓學生也參與操作,則實驗效果更好,印象更加深刻,不僅能激發學生探究其發生的機理,還提高了學生學習的熱情。
第三,建立開放性實驗室。課內實驗由于受課時量的限制,不能滿足優秀學生的探索需求。這部分學生具有較強的自主探索能力,有較強的專業學習興趣,作為學科設置的配套,實驗室應該給他們提供自主發揮的空間,更加有效地提高他們的創新能力。因此,建議建立開放性實驗室。學生可找教師參與指導,也可自行設計實驗項目。比如,要研究某地區土的膨脹性,就需做膨脹實驗。有些膨脹實驗所需時間較長,這種探索既能鍛煉學生吃苦耐勞的精神,又能促其認識到實驗中時間安排的合理性和重要性。同時,在實驗過程中,指導教師可做必要的學術引導,初步培養學生的科技論文寫作能力,激發學術探索的熱情。
第四,注重實驗過程考核方式?,F有的實驗考核方式一般都是以實驗報告為主。由于是分組實驗,每組中的報告差別不大,但在每組中總是有學生積極主動地做實驗,起到了良好的帶頭作用。因此,指導教師需要注重實驗過程的考核。對那些表現優秀的學生加以鼓勵,并做好記錄,同時對不認真的學生加以督促,從而促進全班學生的共同進步。注重實驗過程的考核方式可有效避免僅靠實驗報告作為考核方式的單一性,讓所有學生都積極參與其中,以培養良好的學風。第五,其他。為了進一步提高學生學習的積極性,指導教師還應對本部門的新進儀器設備快速熟悉,讓它盡早地在教學中發揮作用。例如,本部門為提升教學效果新進了一批實驗設備,包括YTZ1礦用本安型地震儀、YCS160礦用本安型瞬變電磁儀等。指導教師應充分利用這些有利資源,讓學生實際操作這些儀器,提升他們的實踐動手能力。例如,在使用瞬變電磁儀時,學生發現線圈較硬、裝線圈的紙箱較軟、不易存放,就從線圈的材質以及包裝盒的設計等方面提出了多種改進方案。這既鍛煉了學生的思維方式,又進一步提升了他們的創新能力,提高了對專業知識獲取的積極性。