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“卓越計劃”的主要特點是需要行業企業深度參與培養過程,學校要求按通用標準和行業標準培養工程人才,強化培養學生的工程能力和創新能力。[3]在調研并總結國內其他高校土木工程專業雙語示范課程設置情況的基礎上,確定適合于本校卓越工程師培養的雙語教學課程體系,主要包括課程選擇和設置、教學內容確定、教材選擇以及適用學生范圍的確定。以“卓越計劃”培養宗旨為指導思想,根據“卓越計劃”對于不同層次學生的培養要求,結合本人教學優勢和經驗,分別選擇了土木工程專業本科生二年級課程《土木工程材料》、本科生三年級課程《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗檢測》以及研究生課程《瀝青與瀝青混合料》作為試點。這三門課程分別針對不同層次的學生,而且各課程知識點之間關系緊密,難度逐步遞進,具有很好的針對性和連續性。在教學內容方面,對于本科生課程選取2~3章的核心內容進行雙語講授,并對每門課程挑選1~2個實驗環節進行雙語實踐教學。這樣既可以讓學生有機會充分地感受真正的雙語教學環境,也可以考慮到學生有限的英語水平,避免出現只重視語言學習而忽視學生真正需要掌握的專業知識的現象,同時加大雙語教學中實驗部分的比重也很好地體現了“卓越計劃”注重實踐性的特點。在《土木工程材料》課程中選擇的章節為“瀝青”和“瀝青混合料”以及“瀝青針入度”實驗;在《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗檢測》中選擇的章節為“水泥穩定類基層材料”、“瀝青膠結料的評價方法”和“瀝青混合料的組成設計”以及“瀝青延度”實驗和“瀝青混合料馬歇爾擊實”實驗。對于研究生課程,考慮到其英語水平和平時查閱國外文獻的需求,全程采用雙語模式進行理論和實踐教學,石油瀝青、改性瀝青、集料、瀝青混合料技術性質、瀝青混合料配合比設計、瀝青路面使用性能等章節及相關試驗均有涉及。高質量的雙語教材是教學質量的基礎和保證。由于本研究所選課程沒有合適的國外原版教材,而且國內外相關的專業教學體系和所用工程規范也存在很大的差異性。因此,采用以國內中文教材為主,依據其相關內容和本校專業課程教學大綱的要求,并參照相關的英文原版教材,自行編寫英文課程講義材料用于雙語教學。各門課程主要參考的英文教材包括:美國大學教材Prentice Hall出版社出版的《Materials for Civil and Construction Engineers》和《Pavement Analysis and Design》、美國瀝青技術國家研究中心出版的《Hot Mix Asphalt Materials,Mixture design and Construction》、美國土木工程師學會ASCE出版社出版的研究生教材《Modeling of Asphalt Concrete》等。
二、教學方法
教學方法是否豐富多樣和是否能夠引起學生濃厚的學習興趣是決定雙語教學模式成敗的關鍵。在“卓越計劃”下,對于雙語教學形式和教學模式多元化和系統化創新的要求更高。需要對已有的各種雙語教學方法在實踐中進行對比研究,結合觀摩其他高?;驅I高水平雙語教學示范課,確定合理的雙語教學授課方法和考核方式。在多媒體課件制作方面,以圖、表以及視頻影像為主,相關文字介紹和解釋為輔。對于本科生課程,以中文課件為主,對重點的專業詞匯和知識點采用英文進行注釋,如每種土木工程材料的名稱、主要技術性能概念及指標、相關試驗方法及行業規范的名稱等。避免采用大段英文語句進行細節介紹,可以有效地消除學生對英文的畏難情緒。對于研究生課程,反之以英文課件為主,僅對核心的概念、理論以及試驗方法等進行中文注釋,可以更好地調動其學習積極性和求知欲。在授課方式方面,目前各個學校的雙語教學的模式主要可分為浸入式雙語教學、維持式雙語教學和過渡式雙語教學三種。[4]具體采用何種方式要根據課程難度和學生層次來定。針對本校具體情況,無論是理論課還是實驗課,在本科生課程教學中采用維持式雙語教學模式而在研究生課程教學中采用浸入式雙語教學模式較為合適。即在本科生課程教學中起始章節采用中文講授,逐步過渡到部分重點章節采用雙語講授;而在研究生課程教學中,始終采用雙語講授。對于所有課程來說,在講授過程中如何確定中文和英文的使用比例是能否同時實現提高英文能力和掌握專業知識這兩個主要雙語教學目標的核心問題。通過對比實驗發現,對于本科生來說,采用英文講授的重點應放在一些重要的概念、理論以及試驗方法上,即課程的重點和難點。而對于研究生來說,英文使用比例可以大幅提高,對重點知識點可以在英文講授后再使用中文進行強調,而對于一般性的背景知識可以只采用英文講授。在考核方式方面,應采用靈活性和多樣化的手段,豐富考核成績的組成部分,合理確定各自比例。在課堂和實踐教學中適當采用英語提問和回答,在課后作業以及期末試卷中設置一定比例的英文題。對于本科生課程,課程總評成績由50%的考試成績、30%的實驗成績、10%的課堂提問以及10%的課后作業組成。對于研究生課程,還應設置英文討論課和英文科技論文撰寫等環節,進一步提高英文在整個教學過程中的應用比例??傇u成績組成為20%的討論課成績,20%的論文成績,20%的實驗成績,20%的課堂提問以及20%課后作業。
三、實踐效果
通過2013-2014學年和2014-2015學年對三門課程進行了連續兩個輪次的雙語教學實踐,涉及對象包括三屆本科生和兩屆研究生近300名學生。為了評價實際的教學效果,通過定期問卷調查、師生座談會、成績統計分析等多種方式對上述教學效果進行了評價。總體上來說,大多數學生對于在土木工程專業課程中進行雙語教學的嘗試表示支持和歡迎,研究生的接受度普遍大于本科生。從評價結果中反映出目前的雙語教學主要存在以下問題:部分學生對于雙語教學還是存在一定的畏難和抵觸情緒,尤其英語尚未通過四級考試的學生;教師的英文口語表達能力還有待提高;學生在課堂上分別用于理解專業知識和英文部分所耗精力的分配不合理,難以兩者兼顧;雙語教學銜接模式還有待改進,尤其是本科生課程,有的章節采用雙語教學,有的章節采用中文教學,使得部分學生難以適應;現有雙語教學和大學英語教學關聯性不足;雙語教學在整個教學計劃中定位較為模糊等。雖然目前進行的土木工程專業課程的雙語教學嘗試無論在師資隊伍、教學方法還是教學效果上還存在不少的問題,但是相應問題的出現也為今后的進一步改進指明了方向。而且,學生們普遍支持的態度也為今后堅持進行雙語教學實踐和改革奠定了信心。
四、結論
目前,隨著“卓越計劃”的實施和推薦,對于土木工程專業課程雙語教學質量的要求逐步提高。本文結合近兩年的教學實踐,針對不同層次學生,從課程體系、教學方法、實踐效果等方面對“卓越計劃”下土木工程專業課程的雙語教學進行了實踐和探索,提出的相關措施和發現的相關問題對于完善雙語教學方法和提高雙語教學質量具有一定的參考價值。
參考文獻:
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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?!爱嫹◣缀巍辈糠种饕菫閷I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:
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0069-02
《土木工程概論》課程是土木工程專業的必修課及其他相關專業的選修課,開設時間為大一第一學期?!锻聊竟こ谈耪摗吩谡麄€土木工程專業課程體系中起著十分重要的向導作用,肩負著把只具備數理化基礎知識的高中生迎接入土木工程行業大門,并使他們了解、熟悉進而熱愛這個專業的重要使命?!锻聊竟こ谈耪摗愤@門課程包含的內容非常豐富,涉及的知識面非常的廣,包括與土木工程專業相關的各類工程結構勘測、設計、施工、管理、監理、經濟和計算機應用等內容。因此,《土木工程概論》這一門課程對任課教師提出了非常高的要求。首先,教師需具備非常豐富的專業知識,必須對大土木背景下面眾多學科都有深入的了解;其次,土木工程專業是在眾多工程實踐中建立起來的理論和知識,這要求教師具備豐富的實際工程經驗,在講授課程中理論聯系實際進行講授;此外,《土木工程概論》是相對較新的一門課程,目前還沒有比較成熟的、高效的經典教學方法。因此,對于這一課程,展開深入的教學、教法研究,切實提高課堂效率,讓剛入學的大學新生對土木工程專業培養起濃厚的興趣,培養出具備扎實的專業技能的土木工程高級專業技術人才,為祖國的現代化建設增添新鮮血液,具有重要的意義。本文基于作者近年來一直從事《土木工程概論》課程的教學工作,在教學過程中對教學定位、教學方法、教學手段不斷摸索、創新。
一、教學定位準確
課程的教學定位非常重要,教學定位決定了在教學過程中所應用到的教學方法、教學手段,等等。在“大土木”背景下,《土木工程概論》課程教學目的是:使學生較全面地了解土木工程專業所涉及的領域、包含的內容、所獲得的成就及未來發展情況,從宏觀的視角了解土木工程專業的綜合性、社會性及其在技術、經濟與管理方面的統一性,初步涉及一些基礎專業概念;引導學生了解自己對大土木下眾多學科中感興趣的方面,建立熱愛土木工程專業的感情和對土木工程事業的責任心,為今后積極主動地學好專業課程、培養自主學習的能力打下思想基礎?!锻聊竟こ谈耪摗愤@一課程的定位,就是讓學生通過教師的講授,對“大土木”背景下涉及到的學科,包括建筑工程、交通工程、巖土工程、橋梁隧道工程等方向所涉及到的基礎的工程各類、所需要的專業技能都有一定的了解;在了解清楚每一個學科的內容及相關方向后,逐漸對土木工程專業產生濃厚的興趣,為今后選擇方向的時候做好充分準備。興趣是最好的老師,也是最大的前進動力,是學生在以后工作崗位上能做出貢獻的最重要的前提條件。只有使土木工程學生真正選擇了一個自己喜歡的方向,才能真正喜歡這一份職業,才能發揮最大的潛能。因此,《土木工程概論》這一課程應定位于激發學生對土木工程專業的興趣,并挖掘在“大土木”背景下自己感興趣的學科方向,為將來選擇學科方向及就業方向做好充分的準備。
二、教學方法得當
教學方法是課堂的靈魂,是學生激情的催化劑。不當的教學方法,會使課堂毫無生氣,教學效率低下;得當的教學方法,能使學生學習起來事半功倍,并能培養濃厚的學習興趣。土木工程專業是一門實踐性非常強的學科,眾多的設計理論、施工技術方法等都是在實際的工程中遇到了相應的問題,然后集眾多工程人員的智慧而提出來的。對于剛入學的新生來說,如果在還沒有充分了解土木工程內涵、特點的情況下,對他們講解一些專業術語、專業詞匯、專業理論,他們是難以理解和接受的。作者認為,想要讓土木工程新生快速地了解一個設計理論的來龍去脈、一種施工方法的技術要點,最直接、最有效的辦法便是結合相關的工程實例進行講解。當教師把工程實例展示給學生后,學生能非常直觀、快速地領會這種理論或者方法的背景,理解起來就非常容易。加強工程實例的講解,使土木工程專業新生快速了解土木工程專業入門知識,形象地再現土木工程所涵蓋的學科內容和涉及的多方面知識,達到提高對土木工程的興趣、提高教學效果的目的。因此《土木工程概論》課程教學中工程實例的講解顯得十分重要。在授課的過程中列舉工程案例,通過分析案例的背景、發生的機制、產生后果的原因等可以加深學生對問題的理解,進而引發對此類問題處理方法的思考;其次,要求教師所列舉的工程事故一定要帶有較為強的時效性,接近學生的實際生活,讓他們的切身感受更為強烈。例如當講到關于地基不均勻沉降的專題時,除了講授一些書本上已有的經典例子外,還可以列舉近期上海一商住樓的突然倒塌的工程實例進行講解分析。這樣,一方面可以提高學生的學習興趣,另一方面也可以起到培養學生現代工程意識和思維方式的作用,使這些未來的工程師們能夠樹立現代工程人才的價值觀,養成嚴謹的工程觀并把它貫穿于以后的學習和工作當中去。
三、教學手段靈活
教學手段是課堂的推進器,合適的教學手段能使學生更快速地掌握大量的信息。隨著現代信息技術的發展和互聯網應用的日益普及,多媒體技術越來越多的應用在高校教學中。多媒體技術可以是一種利用多媒體儀器,將授課內容集合文字、圖像、聲音以及動畫等形式,多角度、多視角、全方位的呈現教學內容的教學手段。多媒體技術的使用,可以讓課堂教學形式新穎、活潑。特別是對于《土木工程概論》這一信息量大、與實際工程緊密相關的專業課程的講授,充分利用多媒體技術進行輔助教學,能夠將抽象的理論通過計算機技術惟妙惟肖地演示出來,為學生提供豐富多彩的視覺、聽覺和立體圖像等刺激性環境,進而極大地誘發和調動學生的學習動機和愿望。在利用多媒體輔助教學的過程中,多媒體技術擔當著信息載體與傳達手段的角色,其教學目標、教學組織和進程控制仍需由教師掌控。因此,對于課件的制作,教師應先仔細研究教學內容,并依據教學大綱制定詳細的教學計劃,從而建立一個完整的教學框架結構,該結構可借鑒傳統教學方式中循序漸進的結構,以體現教學方式的連貫性。對于多媒體技術的使用,不應僅僅局限于對課件的制作,還應充分利用已有的豐富的網絡的資源,如一些視頻資源。對于《土木工程概論》來說,英國國家地理頻道推出的系列紀錄片“偉大工程巡禮”就是一部非常優秀且合適的視頻資源,該系列紀錄片紀錄全球最具野心和愿景的工程建筑案是如何展開的。藉由各式各樣的檔案以及高解析度、專業拍攝的影片,節目里將敘述每項工程落成背后的精彩、戲劇性、充滿英雄膽識的故事。由主要設計師、工程師、專案經理及工地人員,來說明他們如何克服挑戰,打造現代最高、最長、最快和最復雜的工程建筑案。在《偉大工程巡禮》系列節目中,可以見識建構我們日常生活的建筑工程奇觀。因此,通過該系列片的播放,不但可以激發起學生對土木工程專業的強烈興趣,而且看到各種偉大的建筑在自己同行手中從無到有地落成,有利于培養他們的專業自豪感與成就感,從而找到對土木工程專業的高度認同感,與此同時,也學習了相關的專業知識,了解了當今世界最全的建筑技術。因此,充分利用網絡上優質的資源進行教學,是一種一舉多得的教學手段。
《土木工程概論》是一門重要的專業基礎課程,教師要充分掌握該課程的特點,將課程定位準確,采取理論與實際工程實例相結合的教學方法,采用合理、先進、現代化的多媒體等教學手段,主次分明、深入淺出地講授好這門課程。同時,充分發揮教師的創造性,為學生營造良好的學習氛圍,激發學生的學習興趣,為土木工程專業的學生大學期間的學習打下良好的專業基礎,培養出適合時代需要和科技發展要求的土木工程的專業人才。
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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??斓臅r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.
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。
參考文獻
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土木工程一般來說是各類建筑工程的總稱,主要包括有人們日常生活中最緊密關聯的一些工程建設,如居民的住宅建筑、商業建筑、交通工程建設以及其他一些電力水力方面的建設。隨著城市建設的推進,對于提高土木工程建設的技術水平就顯得迫在眉睫。而要提高土木工程建設的技術水平就要充分了解其自身特點,然后把握其關鍵,并對其未來的發展走勢有一個明確的認識,才能有針對性地對其進行完善和發展。
1我國土木工程發展現狀
自改革開放以來,我國的經濟水平不斷提升,尤其是從20世紀60年代開始,我國的土木工程建設迎來了一個發展的黃金時期,發展速度越來越快。進入21世紀以后,隨著經濟全球化的發展,我國的土木工程建設更是進入到了一個巔峰時期,我國幾乎呈現出一種“全國范圍內都在進行城市建設”的發展態勢。許多大型建設設施如辦住宅樓、公大樓、商業樓、交通工程、電力工程和水利工程如同雨后春筍一般拔地而起。另外,由于土木工程建設的發展,我國的相關新興技術的發明和應用水平也進入到了一個嶄新的階段。但是,由于我國國土遼闊、人口眾多,我國的土木工程建設水平盡管發展迅速,但是仍滿足不了社會日益增長的需求。尤其是近些年住宅樓方面的建設,人們的需求更是日新月異,人們已不滿足于簡單的住宅樓建設,而是更注重建筑的舒適度、安全性甚至是獨特性。傳統的建筑技術和建筑風格已不符合現代建筑發展的需要。
2現代土木工程的特點
2.1先進的建筑材料
所謂現代化的土木工程建設,其最主要的特點就是具有現代化的時代特征。所以,其建筑材料的選取一般是隨著科學技術的發展隨時更新的。由于人們對于現代建筑要求的多樣性,所以建筑材料的更新頻率非???,許多材料很快就會被質量更好的所取代。常用的建筑材料一般包括金屬材料、塑膠材料、玻璃材料等。新材料的選取首先要考慮到的是材料的實際質量??梢哉f,在土木工程建設當中,材料的質量決定了工程質量。另外,環保也是當今建設中經常提到的一個詞語。所以,為了響應國家及國際對于環保的相關號召,新材料也盡量要選擇環保型材料。最后,新材料的選取要考慮到價格方面的因素,物美價廉是當代人對于生活的追求。
2.2工程的規劃與設計更加全面
與傳統土木工程建設相比,現代土木工程建設對于工程的整體規劃與設計更加重視。一般在對土木工程建設進行規劃時,首先要到現場進行仔細完善的現場考察和勘探,結合土木工程建設的實際對建設進行科學合理的規劃,經過商談確定出最終的施工方案。在工程規劃的過程中,選取專業的、有經驗的技術人員對其進行合理的規劃布局,再結合實際考察情況,實現了科學高效的規劃,有利于提高整體施工水平。另外,對于土木工程的建設實行最全面的規劃設計,對于土木工程建設來說雖然看起來提高了成本,實際上卻是在后續的工作中大大節約了開支,使得建設更加合理、更加經濟。通過合理的規劃和設計,施工的整體水平將會得到質的飛躍,讓土木工程建設更加趨近于現代化與技術化。
2.3工程規模大型化,功能多樣化
隨著經濟的發展,人們對于大型建筑的需求也越來越高。常見的有廣場、體育館、橋梁、堤壩等大型建筑設施。我國自從改革開放以來,已經完成了一系列的大型工程建設,如長江三峽的水利工程等。另外,隨著人們對于生活質量的追求越來越高,人們對于建筑的功能性要求也越來越高,在進行土木工程建設時,要考慮到建筑的多方面功能,如建筑的防火性、抗震性、防腐蝕性等。同時,對于建筑的外觀結構、空間結構,現代土木工程建設也有了全新的定位?,F代土木工程建設不再拘泥于傳統的建筑外觀、空間構造,而是更加重視外觀的美觀性、空間布局的合理性和實用性[1]。在建設過程中,根據實際情況和需求,建筑的外觀、空間構造都是需要隨時變動和改善的。
2.4設計理念更加與時俱進
現代土木工程建設的發展不僅僅體現在工程建設的實際應用技術水平上,也體現在了工程設計的理念上?,F代人對于土木工程的訴求是以現代化的經濟社會為背景的,所以要滿足現代人的需求,現代化的土木工程的設計理念也要以此為背景。設計者在設計理念方面的轉變,不僅能夠讓現代化的土木工程更加具有時代氣息,還可以在一定程度上提高工程的設計水平,提升施工質量。
2.5施工效率更高
隨著經濟的發展,科學技術水平不斷進步,許多高新科技已經應用到土木工程建設中。在現代土木工程建設中,各種機械設施及信息化技術已經成為其中必不可少的內容。尤其是在大型的工程建設當中,機械設備更是非常重要?,F代化的土木工程建設最鮮明的一個特點是自動化,實現自動化也是當今時代的一個主題。在土木工程建設中推行自動化技術,不僅大大提高了建設效率,也在某種程度上提高了施工質量。另外,現代化的土木工程建設對于相關人員的綜合素質也更加重視,主要包括管理人員、施工人員。對于管理人員來說,對于其自身的要求也越來越高,要求其重視對于人員的管理,根據實際情況制定相關的管理系統,學習最先進的管理方法,并且對于施工人員的職能更加了解。對于施工人員來說,應選取技術最好的、經驗最豐富的施工人員。從這兩方面牢牢把控住工程建設相關人員的綜合素質,從而提高施工的質量。
3土木工程發展趨勢
3.1更專業的理論依據
目前,雖然土木工程已發展成為了一門重要的學科,在許多高校都設置了土木工程專業。但是,由于我國相關專業的研究起步較晚,所以在理論知識上我國還有許多需要完善和進步的空間。要從更加深入的理論知識入手,如從物理學的力學角度、生物學的新材料研究等方面對我國的土木工程技術進行深度的優化與研究。同時,在計算機技術、數學模型的建設應用水平上也需有更多的投入。而且未來土木工程的建設發展方向更加趨近于對于計算機的使用以及對于其他學科的綜合運用,通過精密的計算使建設過程更加科學化和專業化,從而提高施工質量。
3.2建筑空間的延伸
未來的土木工程建設更加趨近于向上及向下發展。由于土地面積是一定的,當工程建設到達一個瓶頸以后,建筑無法再在陸地擴張,就會從建筑高度、地下建筑角度入手。同時,隨著科學技術的進步,以往許多不適合進行建設的地區也會被逐漸應用于土木工程建設,通過這種方式可以在一定程度上緩解日益緊張的土地壓力。
3.3建筑水平更高
當今時代,科學技術發展迅速,可謂是日新月異。受現代化技術影響頗深的土木工程建設目前對于科學技術的應用水平還不夠高,所以在未來還會迎來長足的發展。未來土木工程建設會更加趨向于計算機技術的應用,這樣在建設當中不僅更加科學化、數據化,建設的效率也會大幅度提高。同時,在材料方面也會更加節約,在建設上也會越來越趨近于可持續發展。由于地球上的資源是有限的,可持續性發展絕對不僅僅只是用于單一的某個方面,而是在各個方面都要時刻注意。在人們生活中占有重要地位的土木工程建設對于資源的利用如果不能保證其可持續發展,勢必會導致資源的浪費和環境的污染,這是不符合現代化土木工程建設要求的。
4結語
經濟的發展推動了社會進步,社會進步推動了土木工程建設的進步。在現代化社會發展的今天,土木工程建設的特點日益凸顯出來,要充分了解其自身特點,結合實際,以現代化的經濟社會為背景,進一步完善土木工程建設的相關內容,從而提高土木工程建設的技術水平和質量。
1.1土木工程信息網絡它主要包括四個方面,首先是信息的遠程提供者、信息的傳播媒介,這是土木工程信息化的重點。然后是信息的接收端,有臺式和手持式兩種形式,手持式是未來的發展方向,它的作用是用它隨時隨地地與土木工程信息網進行互換信息,獲得技術上的支持。其次是網絡傳輸,既要保證土木工程的信息與電訊移動通訊網絡相互兼容,又要土木工程信息網與各種接收端進行互換信息。最后是土木集成和交互系統,這一系統是有一系列比較大型的程序構成,只有遵循土木工程信息網絡傳輸標準才可以進行信息的整合,土木工程信息制造商也可以通過這個平臺精準、便捷的給工程提供不同信息,保證信息也通過這個平臺進行傳輸。
1.2學科建設、信息產業化發展土木信息學科是將傳統土木工程與現代信息技術相結合而形成的一個邊緣交叉學科,任務是在土木信息技術發展的基礎上,整合社會資源,進行學科建設,從技術、政治、經濟、法制等角度對土木工程信息化的建設提供學科支撐,并培養大量專業人才[2]。土木工程信息技術的發展會引起土木工程行業整個結構的調整與資源整合。
1.3整合資源土木工程信息化建設必須遵循國家提出的原則———“國家主導、統籌規劃、統一標準、互聯互通、資源共享”。要想保證土木工程信息化工作能夠順利開展,必須調動各方力量,整合政府、土木工程相關部門,調動工作積極性,進而提高其配合力。積極地與國外進行技術合作,相互學習,形成健全的機制。
1.4商務貿易信息系統逐步融入互聯網的土木工程,在提供信息服務上發揮巨大作用,又可比較設計方案、施工方案、技術合作方案等,提高效率,提高企業的決策能力。電子郵件的使用,可以改變建筑項目、承建商以及供應商之間信息溝通有誤情況,增加工作透明度,進行網絡投標可以從另一角度規范市場行為,減少成本。
2土木工程信息化發展前景
2.1虛擬現實技術的運用虛擬現實技術對圖像處理技術、多媒體技術以及傳感技術等多個信息技術進行整合運用,將抽象而又復雜的數據空間轉化成用戶比較熟知的事物。虛擬現實技術,可建立建筑物周圍場景、機械設備等虛擬的三維立體模型,而且可以使其中的模型具有動態性能,對模型進行模擬配置,這樣在虛擬環境中就可以對施工方案進行改動,這種改動完全可以用到現實中。隨著土木工程耐久性的問題的日益突出[3],通過虛擬現實技術,解決上述問題,是未來發展方向之一。
2.23S系統3S系統由遙感技術、全球定位系統、地理信息系統構成,它可以選擇地進行觀測、分析應用,這在土木工程中某些方面已發揮巨大作用,未來具有廣闊的發展前景。近幾年談及的“數字城市”,是以“3S”技術為基礎,綜合運用各種因素對城市基礎設施、各種功能機制進行采集?!皵底殖鞘小笔窃跀底只畔⑻幚砑夹g的通信技術背景下的系統,這一技術的運用將會提升我國的城市規劃建設。
2.3智能化智能化是信息化背景下土木工程發展的大方向,信息化的發展推動了智能建筑的發展,智能建筑融合了計算機、多媒體、現代通訊、環境監控,對機械設備的自動監控、使用者的信息服務和建筑進行優化,適合信息型社會的需要。
2.4數字信息集成系統工程中的數字信息集成系統由計算機集成制造系統、施工系統、運輸系統三大系統構成,它們分別連接設計、制造工廠和現場。很多工作都可以通過施工網絡進度計劃以及項目管理整合到數字信息系統中,引入建筑設計信息、產品制造數字化集成、三級輔助等方法引入,這可以在很大程度上減少土木施工現場的工作容量以及強度,在現場施工的組織與管理方面,智能化管理系統可以使用專家系統、知識工程與人工神經網絡等現代科學技術,利用集成、協調以及智能手段實現計算機管理系統。計算機輔助檢測目前在結構定位檢測方面已經發揮了越來越重要的作用,現場材料的性能測試、破壞性以及開發性測試,可以成為計算機集成系統的關鍵部分,可以有效地保證現場建造施工質量。
2.5電子數據和項目管理方向工程的施工在土木工程計算機技術應用中是一個重要方面,由于施工的復雜性,工程的投標報價、預算、合同的管理以及最后的驗收都需要大量的數據與信息[4],整個工程項目的管理都將會成為計算機輔助施工技術的一個方面。國際上已經開發出用于工地聯系、人機通訊設備的雙向無線電通訊設備。土木工程信息化的發展,使國際承包商跨越國界進行施工承包。
1、土木工程系信息化的概念
所謂的土木工程,主要是指一些基礎設施建設項目,這些項目和土還有水以為文化相關,包括這些項目的計劃、修建、還有后期的維修保障工作。在我國,主要是指橋梁、公路、建筑、水利、公路、碼頭、港口等主要建設行業。這些,對于我國經濟的建設和發展,具有重要的影響作用。但是,由于受到各種因素的影響和各種條件的制約,我國的土木工程行業的發展水平,還處于比較落后的層次。這種情況,對于我國經濟的發展和轉型,都會產生十分不利的影響。而且,社會主義現代化建設,也必將受到影響。所以,在此,我們要對土木工程信息化進行探索。
所謂土木工程信息化,就是通過對計算機技術、通信技術還有自動化技術的合理有效利用,幫助土木建設的施工作業進行信息化處理。這樣,傳統的土木工程的施工方式還有手段技術等都可以得到改變和提高。通過土木工程信息化,可以幫助技術手段還有方式都實現信息化。這樣,有利于土木工程質量得到很大的提高,工作效率也可以得到顯著提高。
2、土木工程信息化實施過程中的注意事項
土木工程的信息化,不是一朝一夕可以完成的,是不可能一蹴而就的。這項工作,是長期的、復雜的。所以,在推進的過程當中,要根據實際情況,逐步推進,不能操之過急。在進行土木工程信息化的過程當中,要注意四個方面:
第一,要充分利用現有的技術和資源,通過對計算機技術還有網絡技術的應用,改變傳統的土木工程建設的方式,幫助土木工程的施工建設時間聯通共享。這樣,就可以使得資源的利用效率得到顯著的提高。通過這種方式,可以極大的促進土木工程有關方面的服務。
第二,要建立嚴格的檢查監督制度,實現土木工程建設的過程透明化。通過信息公開,網絡監督,政府監督等方式,使土木工程建設透明、高效、廉潔。這樣,不僅可以使得工程的質量得到保證,也可以幫助建設管理部門對自身的管理水平進行提高,有利于市場環境的公平。
第三,要通過對信息技術的有效利用,形成土木工程企業的優勢。通過對信息技術的有效利用,增強企業的經濟實力,增強企業的核心競爭力。在當前的經濟背景之下,經濟全球化的步伐已經不可阻擋,我國經濟想要獲得更好的發展,變得更加強大,就離不開和世界的緊密聯系。通過土木工程信息化,可以幫助我國的相關企業,走出國門,參與到國際競爭,時間國際間發展。
第四,通過對土木工程行業的發展,可以幫助我國其他相關產業的發展和壯大。要知道,土木工程行業,是我國的支柱性產業之一,在經濟構成中間,占據有很大的一部分比重。所以,帶動土木工程行業的發展,必然也就會促進其相關產業的發展。這樣,就可以培育我國經濟發展的一個又一個增長點。這樣,就會極大的促進我國經濟的發展,增強我國的國際競爭力。
3、實現土木工程信息化的措施
3.1、推進土木工程信息技術的發展
首先,需要建立一個土木工程信息網絡。這個網絡由兩個部分組成。一個部分是局域網絡,一個部分是公眾網絡。公眾網絡,是為了實現土木工程信息的全國范圍內的共享。局域網絡,主要的服務對象是企業和具體的某一個工程。這樣,就可以幫助提供遠程的信息服務,實現信息的共享還是有傳播。其次,是信息的接收功能。信息的接收,要分兩種情況。一種,是手持式的接收,這種方式的移動性相對來說,比較強,服務起來的效果也比較好。另外一種,臺式的接收。這種方式,相比較起來,移動不夠靈活。所以,總的來說,以后的發展方向,應該是移動式終端的發展。再其次,是有關信息傳遞。土木工程信息化的重中之重,就是對信息的傳輸。想要進行信息的傳輸,就需要將土木工程的一系列有關數據變成現代計算機數據可以辨別的數據,要對各種信息的格式和標準做出明確的規定和明確。最后,是信息的交互還有集成。這一點,主要就是開發出一個可供信息整合還有傳播的平臺。
3.2、發展土木工程信息化學科
由于土木工程和信息技術相結合,產生了交叉地帶,因此,就需要對這一交叉地帶產生的學科進行發展。這門學科,主要以土木工程方面的信息技術作為基礎,通過對社會上一些資源的整合和利用,促進土木工程信息化的發展。
3.3、土木工程信息化產業
在對土木工程進行信息化的過程之中,一定會產生很多廣泛而強烈的影響。其中,最重要的一個方面就是,在對土木工程進行信息化的過程之中,對與產業結構,必然會產生巨大的影響。這種影響,首先,體現在對于土木工程技術方面。對于土木工程技術而言,土木工程信息化,必然會使得建設過程中間的流程和方法得到改變,這樣,才能夠提高工程的效率還有質量。另外,對于通過土木工程信息化而產生出來的新的技術服務行業,必然會承擔土木工程中間很多的任務,包括土木工程信息的一系列有關任務。還有,土木工程信息化的發展,必然會改變現有的人才培養方式,改善法制環境。最后,土木工程信息化,會促進政府的監管力度,促進市場的有效有序運行。
總而言之,土木工程信息化是極其重要的,對于我國經濟發展,具有極其重要的意義。我們一定要排除萬難,保證其得到實現。
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??臻g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。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A
0引言
中外聯合辦學是我國高等教育與國際優勢教育資源共享、加強國際合作與交流的重要形式之一,其出現也是適應經濟全球化發展的需要。多年來的探索實踐證明[1],積極開展中外聯合辦學是有利于教育多樣化、整合不同教育理念、培養學生具有國際視野的有效途徑。黑龍江科技大學充分利用地緣優勢,于1999年開始運作與俄羅斯聯邦實現聯合辦學。從最初的與遠東國立技術大學合作發展到目前與遠東聯邦大學、弗拉基米爾國立大學、俄羅斯太平洋國立大學、阿穆爾共青城國立技術大學等大學合作。土木工程專業作為黑龍江科技大學最早實現國際化聯合辦學項目,經過初期的嘗試和探索,中俄合作辦學的土木工程專業的人才培養越來越彰顯出其強勁的生命力,已然成為該校提高教育質量,創新人才培養模式的一個新領域,為國際化合作背景下的區域性經濟的發展提供了針對性的人才儲備。
1中外合作辦學人才培養模式研究現狀
目前國內高校聯合辦學項目多基于學校的發展需求,為吸收國外優勢教育資源多采用國外的培養目標、教材、教學內容、教學方法,沒有充分考慮國外的模式、經驗是否適合本國發展經濟的需要,全盤認可國外教育體系而否定了自己的主體地位。目前國內開展的中外合作辦學項目的人才培養模式各具特色[2,3],主要形式有:1)互動融合型模式,也稱為單校園式。指中外高校通過在中國大學內合作共同舉辦國際性大學的方式,把我國的傳統教學模式和國外合作學校的教學模式完全地融合在一起。2)接力型模式,也稱為雙校園式。指合作雙方充分保留各自的教學模式,通過雙方各自對對方學校開設課程的評估,學分互認。3)松散合作型模式。具體指的是中外合作高校之間沒有形成固定的合作關系,只是在人員、教材、學術等方面開展不定期的交流,相互借鑒對方的經驗。土木工程專業聯合辦學的培養模式也不盡相同。例如英國的土木工程專業以職業為目標,更注重對學生實踐能力的培養;德國側重于專業性科技人才的工程師培養;美國主要是培養具備在土木工程領域內問題的解決以及制定決策能力的人才。國內許多知名大學的土木工程專業培養學生都有很好的就業綜合素質。以黑龍江科技大學中俄合作辦學和學分制改革為背景,堅持貫徹執行“鞏固成果,深化改革,提高質量,促進發展”的方針,以科學發展觀為指導,以人為本,以社會需求為導向,探索新的形勢下特色應用型本科高校中俄合作辦學的土木工程專業創新人才培養模式,培養國際化的土木工程專業的特色應用型人才。
2土木工程專業中俄合作辦學人才培養模式研究與嘗試
黑龍江科技大學中俄合作辦學的土木工程專業曾經采用了“互動融合型”和“接力型”的人才培養模式,取得了一定成果。但在人才培養方面仍然存在諸多不足,培養模式急需在改革中不斷完善與創新。目前黑龍江科技大學在大數據背景下為落實國家教育改革政策,制定了改革和發展規劃,確立了黑龍江科技大學特色應用型和實踐創新型人才培養目標。黑龍江科技大學中外(俄羅斯)合作辦學的土木工程專業人才培養模式經歷了最初的1(國內一年)+2(國外二年)+2(國內二年)及2(國內二年)+2(國外二年)+1(國內一年)等不同的培養方式,運行效果各有利弊。針對時代特點,目前以學?,F在學分制改革為契機,嘗試采用“4+0”的特色應用型人才培養模式,系統引進國外優質資源,加強地區性合作,構建符合該校實際的土木工程專業聯合辦學體系,形成了“4+0”新的人才培養模式和特色課程體系。主要做法如下:1)明確中俄合作辦學的土木工程專業人才培養目標定位。黑龍江科技大學的中俄合作辦學的土木工程專業的人才培養目標的定位是:以學生為本,培養具有一定語言背景下的、具有國際視野的特色應用型人才。具體落實是從黑龍江科技大學的實情出發,總結過去該校“1+2+2”(即1年國內,2年國外,2年國內和國外綜合考核)人才培養模式中存在的國內與國外課程學習銜接不好、學生過俄語的語言關較難、學生適應環境時間長及教學管理的實時完成及學生就業等問題。故嘗試采用“4+0”人才培養模式,本著結構精練、運行靈活、溝通便捷、經濟高效的原則,能夠有機地銜接中外雙方的教育體制和教學方法。黑龍江科技大學和俄羅斯遠東聯邦大學共同探討構建符合我國實際情況并與國際接軌的培養方案,學生四年的學業任務全部在國內完成,但是在各階段按照合作項目的規定,俄方選派優秀的教師和專家來黑龍江科技大學進行授課,并利用網絡平臺,讓學生提前熟悉課程的體系和內容,這樣學生減少了適應環境的時間;同時黑龍江科技大學選派教師去俄羅斯遠東聯邦大學進行進修、訪學交流,提高黑龍江科技大學教師國際化的教學水平。2)構建中俄合作辦學的土木工程專業特色應用型創新人才培養方案,打造國際化人才成長平臺。培養方案主線是指讓學生形成合理的知識、能力、素質結構。為適應現代社會對人才培養的需求,中俄合作辦學的土木工程專業人才培養方案探索學分制,以工程實踐為導向,突出個性發展、構建“融傳授知識、培養能力和提高素質為一體”的“4+0”創新人才培養模式。與之相應的人才培養方案也均需相應調整,根據培養方案明確合作雙方教學主體地位,本著為學生負責的態度,充分考慮合作主體的優勢制訂課程計劃。3)探索構建中俄合作辦學的土木工程專業學分制下“四平臺”的專業課程體系,打造國際化專業課程體系。在黑龍江科技大學學分制改革背景下,將兩所學校的土木工程專業課程進行整合,包括核心課程、選修課程以及海外課程和輔修課程,重構“基礎課程體系平臺”“核心專業課程體系平臺”“公共選修課體系平臺”和“拓展課程平臺”的“四平臺”課程體系?!盎A課程平臺”由社會科學系列課程(哲學等)、自然科技系列課(如數理化、英語、計算機、體育等課程)組成;核心專業課程體系涵蓋專業基礎(如力學系列)的專業課程群(如土力學地基基礎、混凝土結構、鋼結構、混合結構等)。重構課程群優化課程整體,以達到課程體系科學化及多層次,滿足中外聯合辦學人才培養需求。4)利用中俄合作項目搭建平臺,打造國際化師資隊伍。師資隊伍建設是人才培養中重要一環。近年來,依托聯合辦學項目,黑龍江科技大學土木工程專業按計劃選派了部分教師進行了短期的國際交流。如分層次分階段培訓中方土木工程專業課教師,選派教師去俄羅斯訪學、進修等,均使土木工程專業教師真正學習了國外先進的教育教學理念、引進國外的教育教學資源、教學方法和手段,并能夠將國內外現代化的教育教學方法和手段加以融合,使土木工程專業師資力量國際化,提高人才培養質量。下一步,我們仍在擴大聯合辦學規模的前提下,培養具有國際專業視野的、具有較高文化素質、管理能力和創新精神的中外合作的教學與管理團隊,為黑龍江科技大學土木工程專業中外合作辦學項目高效運行提供保障。5)探索構建學分制下合作辦學的教學管理方式和評價體系。按照培養個性與發展興趣的原則,進行教學方法和管理方式的改革,本著“以我為主,為我所用”的原則,突出學生自主學習中創新思維和創新能力的培養,在運行過程中通過雙方協商逐步完善學分制下的彈性學業制、學分互認以及人才培養質量監控與保障體系;建立多元化、全程化的評價體系,強調“以能力為本位”,實施對學生學習過程的全程監控,做好雙方教育主體責、權明確,切實為學生負責,完善終結評價,實現考核手段多樣化。
3結語
在目前國際大數據的背景下,黑龍江科技大學中俄合作辦學的土木工程專業人才培養項目從我國中外合作辦學的實踐經驗出發,借鑒和吸收國內外先進的教育理念和方法,明確人才培養目標及專業定位,整合國內外資源,完成了土木工程專業中俄聯合辦學新的培養模式和課程體系的構建,提出了“平臺+模塊+層次”的課程復合結構,并制定了科學管理辦法和評價體系,并在2014級土木工程中俄合作項目中加以實施,為黑龍江科技大學中外合作辦學開創一個健康、有序、可持續發展的新局面。
參考文獻:
[1]吳國雄,梅迎軍,唐伯明,等.土木工程專業國際化人才培養模式探索與實踐[J].重慶交通大學學報(社科版),2013,13(2):114-116.
[2]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復合化探討[J].高等建筑教育,2010,19(2):28-31.
[3]蔣良鳳.湖南省高等學校中外合作辦學現狀、問題及對策[D].長沙:湖南師范大學,2007:46-58.