土木工程導論論文8篇

時間:2023-03-22 17:34:56

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土木工程導論論文

篇1

現在的大學生,往往已經習慣了養尊處優的生活,面對建筑業可能遠離城市、家人和網絡的工作條件,心生畏懼;面對建筑業可能出現的消極和腐敗現象,缺少必要的抵制能力.造成這些現象的原因之一,就是職業道德意志不夠堅定.

2土木工程專業學生的職業道德行為

職業道德行為是指人的職業道德品質的外在表現,是衡量從業者職業道德水平高低的客觀標志.只有具備了正確的職業道德認知、良好的職業道德情感和堅強的職業道德意志的基礎上,才能形成正確的職業道德行為.然而,在調查中發現,只有35%的同學有主動培養自己的職業道德行為,26%的同學認為自己的職業道德水平低.

3“卓越計劃”背景下土木工程專業學生的職業道德教育模式研究

隨著“卓越計劃”開展的不斷深入,思想政治教育工作者必須結合建筑企業對行業從業人員的職業道德要求和土木工程專業學生的職業道德現狀,才能培養出適合建筑市場要求的卓越土建工程師.

3.1加強家校和校企溝通,為大學生思想品德教育創造有利的外部環境

一名卓越土建工程師的培養,離不開家庭、高校和建筑企業的共同努力.高校作為連接家庭和建筑企業的中間環節,應充分發揮自身的紐帶作用,加強和土木工程專業學生家庭和實習就業單位的聯系.通過了解學生的家庭環境和實習單位的表現,及時解決土木工程專業學生的思想動態,有針對性的開展職業道德教育.

3.2加強與任課或實習老師的交流和溝通,為大學生思想品德教育提供有利的內部環境

隨著卓越土木工程師計劃的實施,單純依靠輔導員或是專任老師都很難滿足學生成長成才的要求.因為,在專業技能培養、行業動態等方面,專業老師具有很大的優勢,但又存在著對大學生缺乏思想教育經驗的不足;而思想政治輔導員,雖然有著很強的教育學生、指導學生職業道德養成的能力,但又缺乏對建筑行業技能、專業知識的了解,造成對學生職業道德指導針對性不足.因此,思想政治輔導員和專業老師只有加強溝通了解、取長補短,才能為大學生思想品德教育提供有利的內部環境.

3.3通過榜樣引領作用,激發土木工程專業學生自覺履行職業道德的意識

社會學家研究認為,人的社會行為具有群體模仿和認同的特性,從大學生職業道德養成的過程來看這一現象尤其明顯.大學生往往會不自覺地模仿自己所崇拜的偶像,然后在周圍人的反饋中不斷調整自己的行為[3].因此,要加強大學生的職業道德教育,并收到良好的效果,就必須努力營造良好的氛圍.具體措施如下:(1)繼續深入開展“十佳大學生評選”活動“.十佳大學生評選”作為展示在校大學生風采的標志性活動,受到了越來越多的學生的關注.由于這些榜樣就在他們身邊,使得學生更容易找到自己的不足,進而明確今后努力的方向.(2)邀請建筑企業卓越的土建工程師來院講座.現在,部分學生對自己的未來充滿困惑,不知道畢業后該做什么、怎么去做,怎么才能夠成長為一名卓越的土建工程師.因此,可以通過邀請建筑企業卓越的土建工程師來院講座的方式,讓學生了解一名卓越土建工程師的成長之路.(3)邀請優秀校友來院交流.由于部分新建地方本科院校,在快速發展的同時,軟件硬件建設仍有不足之處.一小部分高考失利的學生在進入校園之后,難免有些失落而自暴自棄.此時,可以邀請優秀的校友來校交流,通過他們的親人經歷,激發土木工程專業學生對專業的熱愛.(4)通過宣傳海報、QQ群、微信、微博、校園網等方式大力提倡良好的職業道德風尚.宣傳恪守職業道德的模范人物,使良好的社會道德風尚對大學生產生潛移默化的影響,從而收到“潤物細無聲”的效果.

3.4深入開展專業技能競賽和科技創新活動,拓寬大學生職業道德教育途徑

職業道德教育有別于傳統的思想政治教育,其主要目的在于培養大學生良好的職業道德素質,為將來的就業做準備,這就決定了職業道德教育的特殊性,即技能性[4].一方面可以通過鼓勵學生參與各級的職業技能競賽,如測量大賽、CAD制圖大賽、手工繪圖大賽、力學大賽、結構設計大賽、紙橋設計大賽等,培養學生的職業資格意識和職業榮譽感;另一方面,可以鼓勵學生參與開放性實驗、校立學生科研、浙江省新苗人才計劃、挑戰杯創業創新計劃等,培養大學生的創新意識.

3.5大力開展職業道德類相關的校園文化活動,提高大學生培養職業道德的熱情

職業道德教育不能僅僅依靠職業道德教育課或是兩課課堂的理論灌輸,而是要結合學校的各項教學、實習環節,進行全方位的教育活動才能取得良好效果.對于剛步入大學校園的新生,面對陌生的學校和所學的專業充滿了好奇和疑問,這時高校要結合新生特點,著重開展始業教育、適應與成材、心理健康教育、專業思想教育、遵紀守法教育等活動.讓土木工程專業學生可以盡快了解專業培養計劃、目標及發展方向等;讓學生能充分認識到自己所學的專業將來一定可以大有作為,從而使他們熱愛自己所選擇的專業.只有熱愛自己的專業,才能產生學習的內在動力,使學生初步樹立職業理想和職業道德.對于大二、大三的學生,已經有了一定的專業基礎,可以積極鼓勵他們參與專業相關的社會實踐活動,使他們在服務社會的過程中國,切實了解土木工程專業的重要性與實用性.對于即將畢業的學生,則應結合就業形勢,開展就業擇業道德、職業生涯規劃和發展等內容的教育活動.

4結束語

篇2

關鍵詞:土木工程;問題;結構設計;對策;質量;安全

持續出現的土木工程事故,既對人類的財產安全與生命安全產生了重大威脅,又讓相關方在經濟上受損。因此,要認真貫徹執行質量終身負責制度,加大力度實施施工管理,以有效減少事故的發生次數。但是,在執行過程中,有的設計者怕承擔相關責任,造成設計保守化,從而產生很大的浪費。因此,在進行土木工程結構設計時,必須從安全性、創新性、合理性、經濟性等諸多角度出發。

一、存在的問題

除卻和工程結構設計息息相關之外,工程安全和結構的合理、施工人員的水平、檢測、維護工作之間也有著緊密的聯系。作為建筑部門,土建工程結構設計安全管理水準方面有所欠缺,相對于國際來說,同類規范要求非常高,事故的發生次數極少,即使在天災、人禍的情況之下,所遭受到的損失,也是輕微的。我國結構設計規范中,主要在耐久性方面存在一定的欠缺,長期使用之后構件承載力可能會有所不足。就國內目前結構設計情況來看,由于起步晚,發展落后,就不可避免的在實際操作中出現不少問題。

1、安全設置水準

土建結構工程設計,由于其結構安全性,大部分都體現在了結構構建承載力方面的安全性和安全系數、整體牢固性以及耐久性等方面。總體來說,我國同類土建結構工程的設計規范中,安全設計和設置水準方面,稍低于國外規范。施工中,由于不能完全根據其進行施工,導致施工質量較低。

2、整體牢固性

除了承載力需要達到要求之外,結構物要保持整體的牢固性。保證結構整體牢固性,主要是為了保證當局部出現一些損壞的時候,不至于建筑工程的連續破壞,甚至倒塌等情況的出現。依賴于結構良好的延性,以及必要的多余約束,才能使結構整體牢固性得以保持,能夠抵抗地震、人為破壞等方面的荷載,降低災害損失。我國此類問題不少見,工程由于其整體性差,遭遇火災、地震、等破壞后建筑整體倒塌,實屬令人痛心。由于設計中,對設計前實際情況的勘察、論證和安全等級的考察等,在一些復雜的地質情況地區,土質的承載力也較差,造成的觸目驚心的后果也不少見。

3、耐久安全性,維護和使用

我國土建結構設計和施工規范,將耐久性的關注點,落在了結構強度的要求上面,忽略了環境因素方面的耐久性要求,忽視了很多方面的規范細致化。由于被銹蝕,或者是混凝土腐蝕等,從而造成結構的使用壽命出現問題,甚至造成安全事故等現象,較為普遍。設計單位和使用者,都沒有對其提起足夠的重視,已經超過了結構構件承載力方面的危害。

二、探討安全性和耐久性的強化

為了符合社會的發展要求,滿足社會穩定的需求,對土建工程的安全性、耐久性方面要予以改善。站在國家的角度,需有關部門予以其足夠重視,強化相關基礎理論的研究,制定科學、詳細的技術規范及法規標準和監督措施,完善使用階段的檢測與維護機制,學習發達國家的經驗和技術,集思廣益,使規范具有較強的可行性和可操作性。具體的說,有以下兩個方面。

1、安全性

①管理方面。在選擇時,多關注那些資質高,擁有較強的實力,而且管理方面相對較為先進,有先進設計理論和方法,擁有先進設計設備,素質較高的單位。加之其豐富的設計經驗,往往設計出的成果質量也相對較高。

②加大力度學習理論知識。掌握結構設計所涉及到的計算理論和方法,來提高結構設計的能力。掌握設計理論、設計方法的程度等,與設計的質量緊密相關。另外,設計計算中要做到不漏項。設計人員想到的計算項目,大多能滿足安全方面的要求。根據設計事故的分析,設計事故大多由于疏忽,漏掉了某個項目而造成。

③設計圖紙要詳細。在土木工程的建筑施工中,部分施工人員素質較差,水平參差不齊。為了讓大部分,甚至全部的施工人員都能明白圖紙的設計意思,嚴格按照圖紙施工,避免由于圖紙方面的問題,造成事故,設計人員要通過嚴謹的態度,縝密的心思去對待一些細節之處,最好對一些難以理解的,較特殊的部分加以說明。

④重視過程監管,對于出現的問題要進行及時修改。設計文件實施階段,設計單位與施工單位,要保持經常性聯系,對于設計中理解錯位等現象進行及時糾正。若發現問題,務必及時核對,一旦出現錯誤,須及時改正。施工人員的一些建議,要提高重視程度。

2、經濟性

①摒棄一味采用標準圖的做法。標準圖的采用,能降低設計工作量,使設計進度加快,降低錯誤的發生率。但是,其沒有經過計算,通常為了保障安全性,就會采取高標準系列,就造成了超支的情況。設計人員應本著吃苦的精神,全面考慮費用的壓縮,從安全角度出發,優化設計方案,保證設計方案的經濟性。

②通過管理,促進設計的經濟性。對招投標的設計方案進行比對、論證,在安全的基礎之上,考察各個設計方案的經濟性,同時也兼顧美觀,選擇最優的設計產品,節約開支。

③設計人員要客服掉本位主義,堅持大局為重的思想,與其他部門協調好關系。任何一個工程,都與其他單位產生著千絲萬縷的關系,如數據的提供、拆遷等。單位間的積極配合,能夠減少一部分可觀的費用。

三、結束語

對工程質量與安全而言,土木建筑工程的結構設計有著極其深遠的影響,與此同時它也關乎到該工程的使用壽命。因此,我們必須要高度關注土木工程的結構設計工作的開展,在確保建筑的使用壽命的同時保證工程的質量水平。

參考文獻:

[1] 朱來慶,吳立娜. 淺談土木工程結構設計中存在的問題及對策[J]. 黑龍江科技信息. 2012.(05)

篇3

關鍵詞土木工程;專業導論;教學方法;考核評價

引言

每當新生跨入高等學校大門,很多學生都不清楚自己將要從事哪方面的學習、將來可能會從事哪些方面的工作。對于土木工程專業的新生,高校都會安排“土木工程專業導論”這門課程去解決這些問題。當前,“土木工程專業導論”主要是從宏觀方面入手,通過課堂講解使學生對土木工程專業有一個大致了解,引導土木工程專業新生正確認識和處理以下幾個方面的問題:土木工程在我國社會主義建設中的地位和作用,目前土木工程的概況以及將來土木工程的發展;學校將以何種方式培養學生成為高質量的工程專業人員;學生在學校環境里將學習哪些知識,培養哪些能力,達到哪些目標;中學教育和大學教育的不同點有哪些,如何讓自己盡早融入大學學習和生活,如何盡快地適應大學的節奏,發揮自己的優勢和潛力,展示自己,發揮自己的特長。土木工程專業導論課程使學生認識土木工程的作用和發展,了解土木工程專業的培養方式和教學體系,培養學生的自主學習意識和學習能動性,為將來的發展打下良好的基礎。

1存在問題

土木工程專業導論課程是從土木工程概論課程發展而來的,與其他課程相比,這門課程的發展歷程比較短。目前土木工程專業導論課程建設存在三個問題。(1)大部分老師缺乏專業從業經歷。土木工程專業具有很強的實踐性,高校老師僅有理論基礎已經不太能滿足教學要求。然而,大部分老師從學校一畢業就直接來高校教書,沒有工程實踐經驗,授課內容缺乏新意,照本宣科,流于表面,尤其對于工程實例無法很好地展開講解和豐富書本內容,無法引起學生的興趣,加深印象。(2)課程考核方式單一,多以論文的形式進行考核,學生抱有應付心態,存在抄襲現象。同時,老師無法準確直觀地掌握學生的學習進度。(3)在后續教學過程中,發現學生在專業課程的學前、學后階段,對課程在專業培養體系中的地位,專業課程對畢業后專業對應就業方向究竟提供什么樣的課程基礎,以及課程之間的聯系等都不甚了解,更遑論課程間的融匯貫通。這樣的不良現象大范圍的存在,同時也由于該現象的存在,使得學生學前不知為何而學,學后又不知有何作用。這種現象很大程度上消弭了學生專業學習的深度和主觀學習興趣,造成學習效率和能力培養兩方面的低效運行。

2改進措施

土木工程專業導論課程應當以學生的專業引導和興趣提升為主。對于土木工程導論課程存在的問題,可以從八個方面進行改進。(1)將課堂講解和現場教學相結合,實現課程教學內容的變革和優化。可以將土木工程導論課程與專業認識實習相結合,將書本上空洞的文字與現場實物相結合,使知識立體化,加深學生的記憶,激發學生的學習興趣。同時,使學生對自己今后的職業規劃有一個更加具體的認識。(2)專業老師加強自我提升。專業老師可以利用寒暑假的時間到工程現場進行學習,也可以向學校申請半年或一年的時間去企業進修,提高自身的專業水平和競爭力。(3)讓學生參與講課。給予學生一定的壓力和迫切感,要求學生利用課下的時間自己收集與知識點相關的資料并制作成課件,上課的時候參與該知識點講解,增加學生的學習意識,激發學生的興趣和學習積極性,增強學生的自信心,培養學生良好的課前學習習慣、表達能力和邏輯思維能力,改變傳統的講授方式和學生被動學習的教學形式。(4)采用一課多師的形式。由多個專業老師按照所教方向分部分對學生進行講授,向學生展示專業前沿的發展和動態,不同老師的不同教學方式能有效避免課堂教學的冗長枯燥,吸引學生的注意力,引起學生的興趣。同時,可以邀請校外具有現場工作經驗的工程人員一起參與授課,工程人員的工程實例的講解與學校老師的理論教學可以很好地形成互補,豐富課堂內容,提高課堂趣味性。(5)邀請業界代表開設講座、座談會等。通過講座、座談等形式引導學生,了解學生的思想動態,把握學生的關注點,拓寬學生的視野和思維,使學生明確發展方向,增加學生對土木工程專業的歸屬感和榮譽感,啟發學生對學習和今后發展的思考。(6)改進評價方法,探索學生自主建構、探究與發現的教學模式。可采取多元化的考核評價方式,不拘泥于論文、筆試等傳統考評形式。比如可以將學生分組,每組學生做一個與專業相關的創新創業計劃書,充分發揮學生的創造能力和學習自主性,并從中選取成績優秀的學生申請校級、省級或國家級大學生創新創業項目,一來可以鍛煉學生的溝通、組織、邏輯、文字編輯等能力,培養學生的自信;二來學生可以獲得第二課堂學分;三來可以使學生盡快地融入大學生活,一舉多得。又如,可以采取與專業相關的社會調研的考核評價方式,調研的內容、形式由學生自由選擇,讓學生對本專業有更加深刻的認識,以口試和調研報告作為考核依據。(7)從微觀入手,對宏觀教學進行補充。對于一個具體的工序流程,可以將工序流程制作成動畫視頻或者采用課堂小品的方式,增加課堂教學的趣味性和互動性,帶動課堂氣氛,加深學生的印象,保持學生的興趣,使學生了解工序流程以及流程中各個階段與各門專業基礎課、專業課之間的關系有一個基本的認識,形成一個脈絡框架。比如,介紹抗震空心磚砌體結構模型時,可以將模型的構造制作成動畫,與平面圖片的不易于理解相比,通過幾分鐘的動畫視屏就可以很形象地展示結構的構成,加深學生的記憶。又如,對于工程建設全流程(主要指一個工程項目從“業主想建”到最終“建成投入使用”全過程)應當包括從立項報告、可行性研究、選址勘察、設計、招投標、施工和竣工驗收幾個階段,可以在課堂上讓不同學生扮演不同階段所需要的工程人員,讓他們以小品的方式進行表演,表演中需要他們分別闡述在各自所在階段過程中所需要承擔的責任和需要完成的任務,其他學生可以對小品中不正確或不完整的地方進行更正,調動學生的積極性。(8)在土木工程專業導論課程中加入土木工程專業各類執業資格考試的介紹。學習知識是為了工作做準備,執業資格證書是工作的敲門磚。老師不僅要向學生介紹不同方向對執業資格的要求,還要介紹每種執業資格考試與后續相關的專業基礎課程和專業課程之間的關系,讓學生在進入專業學習之前有一個心理準備和規劃,能重視相應專業基礎課程和專業課程的學習。

3結束語

土木工程專業導論課程是土木工程專業學生素質教育第一課,是一門啟發性課程。這門課程不僅可以幫助學生了解本專業,而且會對學生今后的學習、規劃、發展等產生重要影響。因此,高校應重視土木工程專業導論課程的建設,帶給學生更優的指導,幫助學生更快地適應專業學習,明確學習方向和目標。

參考文獻

[1]付冰冰,吳疆鄂.專業導論課程的教學改革與實踐探索———以化學相關專業為例[J].化工高等教育,2015(2).

[2]楊曉敏,李全意.專業導論課程教學改革與實踐[J].中國電力教育,2011(2).

[3]李鴻昌,等.對專業導論課程教學效果的調查與分析[J].大理學院學報,2010,1(9).

[4]李莉.導論課程在專業教學體系中的定位與作用[J].集美大學學報,2013,2(14).

[5]史三元.從土木工程概論到土木工程導論[J].河北工程大學學報,2010,2(27).

篇4

【關鍵詞】策劃概要;場地分析;空間組織;技術參考;建筑形態

對人文社科圖書館的定位

設計內容為新建文科圖書館建筑的設計,并對周邊環境的道路及停車設施進行規劃設計。要求新建校文科圖書館能夠滿足相關使用單位的使用要求,同時,新建筑應當與周邊校園建筑群形成良好的關系,并具有一定的特色。

作為清華大學圖書館的專業分館之一,結合專業學科背景,在校園內的特殊地理位置,以及校園內豐富的自然環境,該建筑應該以一種謙虛謹慎,沉穩低調的態度出現在讀者面前,同時消隱在校園的大環境之中。

對人文社科圖書館建筑形態的理解

1、清華校園整體環境肌理

清華校園的整個環境肌理是以“院落”為主。從工字廳到大禮堂,從二校門到主樓,清華校園中的建筑與建筑,建筑與環境,乃至整個校園形成的是一種圍合或是半圍合的空間關系。

2、地塊分析

清華大學人文社科圖書館項目選址位于清華綜合公共功能核心區,西側鄰南北主干道,東邊為土木工程學院,北向、南向分別與學生宿舍8號樓、三教隔路相望。

地塊與周圍道路的平均高差為4米。北面和西面均為綠化護坡。

地塊上擁有大量生長完好的植被,主要包括有白杏,楊樹,槐樹,塔松,白玉蘭等一大批生長年限較長,樹型已經成熟的木本植物。但主要集中在北側和西側的護坡上,缺乏系統的梳理,較為無序和雜亂。且以落葉喬木為主,夏季可以起到一定的遮蔭作用,但到了冬天,無法為地塊內的建筑阻擋寒風或者改變風向。

3、形態構成

項目地塊內建筑全部拆除;植被保留絕大部分。地塊西側和北側的護坡加以整理,將護坡根據高差修整成臺地。且分為三級,除原有樹木之外,在適當添加常綠喬木,最少達到密集種植3行常綠喬木,以緩解冬季寒風對地塊內的影響。

把“淡泊以明志,寧靜以致遠”定為本設計的主題。 通過營造淡泊的建筑,寧靜的空間來隱喻中國文人的情懷。 利用場地形成多重圍合,遠離塵囂,創造庭院深深的場所。建筑本身也采用“庭院圍合”形式,以高大的楊樹林為“墻”形成一次圍合,并通過圖書館及土木實驗室及周邊建筑形成二次圍合的幽靜小院落。從而與清華的的其它院落一起“鋪陳伸展”。從而“融入”清華大學的校園肌理中。

對人文社科圖書館主要使用者們行為模式的理解

1、學生們的需求

圖書館作為校園文化的重要組成部分,其中的閱讀行為和空間體驗永恒不變的。但僅僅只有閱讀空間是不夠的。自習,同樣是學校文化中重要的組成部分,而且圖書館是大學生們自習行為的最好場所之一。

依據馬斯洛的心理需求理論及大學生心理需求理論,人以交往和歸屬作為第一層次的需求,并以學習作為最高一級層次的需求。而在低一級層次的需求未得到充分滿足時,高一級層次的需求不可能獲得真正意義上的實現。所以公共自習空間的營造應以滿足學生的交往和心理歸屬為前提。

自習的學生都將安靜明亮的教室作為選擇教室的首要條件,這反映了學生對公共自習空間相對私密性的需求;但同時學生也都認為交往合作的學習方式無論在心理上還是學習效率上都對學習本身有極大的促進作用,因此公共自習空間應該是私密性、公共性兼而有之。正如Altman認為的那樣:“私密性是對接近自己或自己所在群體的選擇性控制。關鍵是從動態和辯證的方式去理解環境和行為。獨處是人的需要,交往也是人的需要。”

2、設計理念的形成

將書庫與閱覽空間相對獨立,而又將自習空間從閱覽空間相對出來,在滿足圖書館的基本功能的前提下,注重學習方式建有獨立研究與團隊合作性的原則;注重學習內容兼有基礎性、研究性與趣味性的特點;注重自習空間在使用上兼有獨立研究性和公共交往性的特征,明確自習空間的領域感和心理歸屬感,以確保研究,學習,閱覽的高效性。

對人文社科圖書館建筑單體的理解

1、形態的建立

建筑為白色的簡潔形體,沒有復雜表現,簡潔的幾何體塊,樸素的色彩,與樹林相互依襯形成明亮,寧靜的氛圍。

2、功能的分區

建筑以中心圓形書庫為核心,四周環繞大空間作閱覽之用。空間形式靈活多變,仿佛可以在書籍的叢林中“閑庭信步”。中心圓形書庫作為獨立的存在,可以在關閉書庫的時候,其他閱覽空間仍然開放,滿足學生們自習的需求。

3、光之廊

一個獨特的研修場所,安靜而相對獨立,螺旋上升的書庫與周圍的閱覽和自習空間的形成了一個可以自我循環的系統,讀者可以選擇自己喜歡的通道和適合自己閱讀學習自習的樓層。既可以隨著螺旋的上升在連續查看大量書籍的同時到達自己想到的樓層,也可以通過門廳的樓梯,不經過書庫,直接進入自習和閱覽空間內學習。

4、靈活的空間組合

以標準化模塊劃分空間,可自由靈活的組合。主要分布在西面和北面,相對獨立于南面的閱覽室。通過可移動的軟隔斷,可以隨意分隔單間的大小,形成從可供2~4人到8~10人的各種獨立討論空間,使用更便捷,建筑更有生命力。

總結

將書庫獨立,將閱覽空間重新分割組合,雖然這種空間模式和現在圖書館流行的超市型空間模式有所不同,甚至和傳統的以書庫為中心的圖書館空間模式較為接近,但是,作為一個綜合大學的專業圖書館,更需要的滿足學生們實際的學習需要,而并非盲目追求新的大型公共圖書館空間模式,創建一種更加符合學生行為特征的公共自習空間,并且和圖書館空間相結合,是一次大膽的嘗試。

當然,設計過程中還存在很多問題沒有很好的解決。比如核心書庫和周圍閱覽室的連廊由于設計不到位,由于高差形成了很多坡道及臺階,不利于圖書的管理和運輸。因為課程設計時間有限,沒有很好去解決這些類似的實際問題。希望下次有機會再繼續改進。

參考文獻:

[1]李道增 《環境行為學概論》

[2]莊維敏 《建筑策劃導論》

[3]戴利華主編, 《2003海峽兩岸圖書館建筑設計論文集》

[4]王(日韋)《研究型高校自習行為模式及空間的屬性研究》研究生論文

篇5

關鍵詞:實踐教學;實踐能力;人才培養;工程管理專業

中圖分類號:G4244文獻標志碼:A文章編號:10052909(2016)03011704 《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》對培養全面發展的“高素質人才”提出了戰略要求,市場對高等人才的需求已從知識型向知識與能力并重型轉變。朱高峰院士提出中國的工程教育存在“學校培養的人與企業(市場)需要的人不對口”的問題,學校層面的主要原因有“教學中缺乏實踐;教學體系不適應工程特點;學生能力薄弱,倫理缺失”[1]。因此,如何改革目前的人才培養體系,解決學校層面的弊端問題;如何在目前的教育體制與環境下,培養工程實踐型人才,創新教育模式和方法,成為亟待要解決的問題。

一、專業能力培養體系分析

工程管理專業擬培養適應社會主義現代化建設需要,德、智、體、美全面發展,掌握土木工程或其他工程領域技術知識,掌握與工程管理相關的管理、經濟和法律等基礎知識,具有較高的專業綜合素質、技能與能力,具有職業道德、創新精神和國際視野,能夠在土木工程或其他工程領域從事全過程工程管理的高級專門人才[2]。

在課程體系的設置上由通識課程、學科基礎課程、專業課程(含專業主干必修課和專業選修課)、實踐環節共四部分組成,循序漸進培養學生的綜合素質。專業課程旨在通過技術、管理、經濟、法律類基本知識和技能的訓練,培養學生的綜合素質和創新能力。工程管理專業的能力培養體系如圖1所示。由此可見,專業課程的實踐設置(含課程內實踐與課程設計、各種實習等)、綜合性實訓、畢業設計都是提升工程實踐型人才培養質量的關鍵。

圖1工程管理專業能力培養體系二、構建矩陣式課程體系,強化實踐教學環節

“教學中缺乏實踐”是目前中國工程高等教育的普遍問題,這就要求教學課程體系的建設要能體現“教育要面向現代化、面向世界、面向未來”的時代精神,主動適應社會、經濟、科學、技術發展對于高等教育人才培養的要求。

(一)“354”式矩陣課程體系的建設

在廣泛調研兄弟院校相關專業本科人才培養經驗的基礎上,構建了工程管理專業“橫向三系列、縱向五模塊”的理論教學體系以及“四不斷線”的實踐教學體系,即“354”式綜合課程體系,如圖2所示。

該課程體系注重知識、能力、素質的協調發展和綜合提高;重視素質教育,包括思想道德素質、文化素質、業務素質、身體和心理素質等;強化對學習能力、實踐能力、創新能力、創業能力、交流能力和社會適應能力的培養;強化實驗、實習和畢業設計(論文)等實踐教學環節;注重有利于培養學生科學思維和創新能力的綜合性、設計性和研究性實驗,提倡學生盡早參加科研和生產實踐活動。

(1)“橫向三系列”包括理論教學系列、實踐教學系列、科研創新訓練系列。著重于學生的學習能力、實踐能力、創新能力、創業能力、交流能力和社會適應能力的培養。在教學過程中,突出實驗課程、課程設計、各類實習、科研訓練、學科前沿講座和畢業設計等實踐環節。

圖2“354”式矩陣課程體系(2)“縱向五模塊”包括通識教育課程模塊、專業大類教育(基礎)課程模塊、專業主干課程模塊、專業方向課組和專業選修課程模塊,以構建通識教育基礎上的寬口徑人才培養模式。

(3)“四不斷線”是指堅持專業教學、實踐環節、實踐創新、職業資格教育四個不斷線。

堅持專業教學不斷線:新生入學伊始開設專業導論課程,由學科負責人主講,進行專業啟蒙教育,繼而組織學科講座,強化學生對專業的整體認知,激發學習興趣。在后續各階段連續開設相關專業課程,不斷擴展學生的專業知識,培養實踐創新能力。專業教學課程鏈為學生的系統學習打下了堅實基礎,同時也為后續實踐教學的有序展開提供了保障。

堅持實踐環節不斷線:首先結合專業導論課程開展工程調研并撰寫報告,獲取工程項目的總體感知,然后在大二階段開展認識實習,建立學生對工程項目及管理的基本認知,再通過開展生產實習提高學生的動手實踐能力,最后通過畢業實習使學生結合畢業設計選題進行深入實踐。集中性實踐環節的總課時量達47周。實踐環節的設置以學生為中心,以教師為主導,為學生提供了理論聯系實踐的橋梁。

堅持實踐創新活動不斷線:組織大二到大四學生參加包括國家級大學生創新性實驗計劃項目在內的各種計劃項目和學科競賽,組織優秀大三和大四學生參與教師的科研項目,面向大四學生開展學科前沿講座及創新創業教育。實踐創新活動的展開,激發了學生的實踐和創新意識,提高了學生的工程管理實踐創新能力。

堅持執業資格教育不斷線:在專業導論課程中樹立新生的執業資格意識,在后續的專業課程中設置與執業資格對接的知識點,面向大四學生開設創新創業教育與實踐課程,引導學生獲取執業資格。執業資格教育的貫穿,縮短了學校與社會的差距,促使學生從業后快速取得執業資格,迅速適應工作崗位。

(二)“354”式矩陣課程體系的實施

(1)在大項目管理的基礎上強化專業培養特色,在課程體系中反映專業的辦學優勢與特色。

(2)在課程大綱的設計上注重知識的銜接,尤其是專業主干課、專業方向課,要分配和協調好知識點的覆蓋面和深度,避免知識點重疊或脫節。

(3)在實踐課程的設計上要有系統性,不僅要鍛煉學生的專業技能,更應該注重實踐和創新能力培養。例如,在內容設計上逐步培養學生的創新意識,鍛煉學生從獨立的課程設計向綜合性的畢業設計過渡。

(4)實習類課程(如認識實習、生產實習、畢業實習)要注重實習過程及實習效果的提升,強化課程評價體系的科學性,使學生能切實融入實習現場,提升實習教學質量。

(5)在課程設置上,多采用研究式、案例式教學方法,通過設計綜合性工程案例,逐步培養學生的實踐創新能力。

三、優化實踐教學平臺,豐富實踐教學活動

新世紀高等工程教育強調注重人才綜合素質的培養,通過構建一個多樣化的工程實踐能力培養平臺,以培養學生的綜合素養,提高學生的創新創業能力。

如圖3所示,這個平臺通過產學研基地、創新實踐基地、學科競賽與實驗模擬等實踐環節的開展強化實踐能力以及職業綜合素質的培養,使學生在寬基礎上有良好的職業道德和素養,且具備突出的工程實踐創新能力。

(一)產學研基地

讓學生參與實際的生產或科研工作是培養工程綜合素質和工程實踐能力的有效手段之一,通過產學研合作教育方式培養人才已成為趨勢[3-4]。主要措施有:(1)通過產學研結合,制定實踐型人才教育的培養計劃;(2)通過產學研結合,優化實踐型人才教育的環境;(3)加大產學研合作力度,推進人才培養與社會實踐相結合;(4)推行CDIO工程教育模式;(5)加強國內外交流合作,拓展學生的國際化視野。

為滿足實踐教學要求,可以借助開展科研項目和工程業務過程中建立的友好關系,與各類項目管理公司、監理企業、工程咨詢企業、施工企業等企事業單位建立長期產學研合作,實現課堂教學與現場實踐無縫連接。學生在產學研基地實習、實踐,學校、用人單位和行業部門共同參與學生的考核評價。

(二)創新實踐基地

通過申報與構建國家級創新實踐基地,為培養學生創新能力、實踐能力提供了有利的教學平臺。重視大學生實踐和創新能力的綜合培養,鼓勵學生參與國家大學生創新性實驗計劃、省級和校級大學生實踐創新項目、大學生科研訓練計劃等項目的申報工作。大學生科研項目與教師課程、實驗教學改革和科研項目相關聯,既對實踐教學內容與體系進行了補充和更新,又培養了學生的動手能力和科研能力。

(三)學科競賽

學科競賽是課堂教學的重要拓展[5]。學生參加學科競爭,可在教師的指導下進一步提高專業學習的興趣和理論聯系實際的能力,在實踐中發現問題、解決問題,激發實踐創新的活力。例如,帶領學生參加廣聯達校園大賽、建設工程與管理創新競賽,結構設計大賽等。

(四)實驗室

做實驗是培養學生創新和實際動手能力的重要手段[6],應根據學生的實際水平和知識層次設計實驗目標與任務,并鼓勵學生以團隊形式開展實驗。在實驗室建設方面,應配備較為全面的提高學生技術、管理、經濟、法律知識的硬件和軟件,例如各類工程測量、檢測、試驗儀器,建筑工程構件仿真室,工程管理模擬沙盤,案例研討室,工程計價、工程綜合管理軟件等,還應配備體現學校專業特點的實驗裝置,如中國礦業大學的礦山建設仿真室及數字礦山軟件系統等。

四、加快實踐教學方法改革,提升實踐教學質量

實踐性教學是高等工程教育的重要組成部分,為使學生的知識體系和技能更適應目前工程的特點,必須提升當前的實踐教學質量。

(一) 產學研結合,培養實踐型、創新型教師

引進或聘請一批具有工程實踐經驗的工程類高級專家,定期開展工程施工、管理方面的講座;強化教師的科學研究與工程經驗,提高工程實踐和教學水平;拓寬國內外交流平臺,提高教師科研水平和教學質量;堅持教育教學,密切聯系社會實際,更好地服務經濟與社會發展。

(二) 改革教學內容與方法,無縫連接課堂與實踐環節教學

除集中性實踐教學外,在課堂講授過程中穿插工程實際素材;靈活運用案例教學、討論式教學和體驗式教學方法,通過列舉工程實際案例,在師生之間、小組之間展開討論互動,加深學生對知識點的理解和掌握。

(三)突出科研創新訓練

積極創造條件落實科研創新教學環節。各類實驗室都面向大學生開放,為大學生開展綜合性、研究性、創新性實驗提供條件;在實施“大學生科研訓練計劃”和“大學生創新行動計劃”的基礎上,啟動“大學生科研參與計劃”,吸收有條件的大學生進入指導教師的科研團隊,充分利用學校的優質資源,全面培養和提高大學生的科研能力和創新能力。

(四)開展團隊式畢業設計

結合具體工程將畢業設計按照項目管理工作的角色分成若干團隊,分別承擔業主、施工、設計等項目管理工作,明確各團隊的目標和工作職責,強化團隊之間的分工、協作,在指導教師的策劃與協調下,模擬真實的項目管理過程及從事相關的項目管理工作。堅持推行校內、校外雙導師指導制,充分調動學生學習的積極性,強化學生的團隊協作和溝通意識,全面培養學生從事項目管理的基本實踐能力和素質。

通過增強師資力量、豐富課堂教學、突出科研創新訓練、開展團隊式畢業設計的手段,完善了實踐教學體系,縮短了學生從學校到企業的距離,提高了實踐型人才的社會適應性。

五、結語

針對工程管理專業實踐創新能力培養的迫切需求,對課程體系進行改革和建設,并具體闡述了“橫向三系列、縱向五模塊、四不斷線”的“354”式矩陣課程體系的改革方案和實施要點。通過對專業課程能力培養體系的分析,明確了專業課程實踐及畢業設計實踐環節是提升工程實踐型人才培養質量的關鍵,并提出了具體的強化措施,包括構建基于產學研基地、創新實踐基地、學科競賽及實驗室的實踐創新能力培養平臺,以及增強師資力量、豐富課堂教學、突出科研創新環節、開展團隊式畢業設計等提升實踐教學質量的具體手段,使學生在寬基礎的知識平臺上具有良好的職業道德和素養,具備突出的工程實踐創新能力。通過幾年的教學實踐,學生的主觀能動性得到了發揮,工程應用能力、創新意識和團隊精神得到了顯著提高。

參考文獻:

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[4]李伯耿,陳豐秋,陳紀忠,等.以創新創業型人才培養為核心打造專業新特色[J].高等工程教育研究,2011(3):97-100.

[5]林健,牛曉春,陳桂.工程應用能力階梯培養模式的創新實踐[J].高等工程教育研究,2011(6):165-168.

[6]劉靜,仇大偉.理工類創新實驗室建設的探索與實踐[J].中國教育技術裝備,2014(8):119-120.

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一、基本情況

(一)啟動階段

20××年10月25日,教務處制發了《關于20××年畢業教學實踐工作安排的通知》,標志著20××屆本科畢業論文(設計)工作正式啟動。要求各專業本學期內完成選題和開題工作,規定畢業論文(設計)時間不少于9周。同時,文件對畢業實踐環節從前期準備、過程管理到成績評定都提出了要求。

20××年11月22日前,各二級學院將20××屆各專業畢業實踐教學工作安排交至教務處備查。

實踐教學科對2017年7月編印的《本科畢業論文(設計)工作指導手冊》重新進行了修訂,并發到每位指導教師手中。

上述文件的制發,進一步明確了畢設工作的指導思想和工作方向,規范了管理環節,保證了工作質量,為畢設工作順利開展奠定了良好的基礎。

(二)選題、開題階段

各學院成立了畢業論文(設計)工作領導小組,并對選題、擬題和審題、開題、論文寫作指導等工作環節提出具體要求。

選題、開題環節12個專業都能按照規范要求嚴格審查,并做到一人一題,來自社會生產一線的應用性選題比例較往年明顯增加。每個學生都下達了任務書,完成了開題報告,國際學院、人文學院還組織了開題答辯。

(三)前期指導檢查階段

寒假期間,各專業本科畢業生在教師指導下按照任務書要求,收集畢業論文(設計)所需的相關資料,構思整體框架,開始畢業論文(設計)的初稿撰寫工作。指導教師按照學校的要求,采取當面指導、電話、網絡等多種方式,定期和學生聯系,指導論文寫作。

(四)中期指導檢查和整改階段

20××年3月21日,教務處下發《關于開展20××年本科畢業論文(設計)工作中期檢查的通知》,并于3月24日至3月30日組織開展了中期檢查。

本次檢查的重點是工作進度、論文質量和教師指導情況。同時,也是對學生前期調研、論文(設計)完成過程、進度、工作態度的綜合評價。檢查分二級學院自查和學校專家組抽查兩個階段。自查階段,各分院從20××屆本科畢設是否做到一人一題,指導教師的資格和指導學生人數是否達到學校要求,工作進度和質量是否實現任務書目標等方面進行全面檢查,指導教師要為每為學生的工作態度和論文完成質量評價打分,學院對整體工作進行總結。抽查階段,學校組成文科和工科兩個專家檢查組,10為專家采取查閱資料、與學生座談、聽取匯報和質詢等形式,對分院的畢設工作給予綜合評價。

從檢查結果看,20××屆12個本科專業均能按照學校的整體安排,嚴格有序地開展工作。據統計,全校20××屆本科畢業生共1328人,1266人按時完成初稿,延遲完成62人。總體優良率為79、5%。中期檢查通過1178人,占學生總數的89%。87、9%的學生態度認真或較認真。

7個工科專業畢業設計在實驗、實習、工程實踐和社會調查等社會實踐中完成比例均大于50%的合格標準,文科、經管類專業中工業工程、人力資源管理專業達標,財務管理、漢語言文學和英語專業整改后能基本達到要求。

專家組從指導工作、學生狀況、教學管理、資料留存等4個一級指標及9個二級指標,對各專業畢業論文(設計)工作給出了量化的總體評價。同時,針對性的指出了各專業的成績和存在問題,提出了整改要求。五月下旬,校評建辦聯合教務處、教學督導團及二級學院教學副院長開展了全校教學資料“四查”,其中本屆畢業論文(設計)為重點檢查內容。學校教學副院長還組織召開會議,把檢查出的問題當面向二級學院反饋,并要求限期整改。

(五)論文答辯階段

20××年4月30日,教務處下發《關于20××屆本科畢業論文(設計)答辯工作的通知》,本屆本科生畢業論文(設計)答辯工作于本學期第十二周至第十三周進行。

各院成立由專業負責人、骨干教師組成答辯工作小組,負責評閱學生畢業論文(設計)質量,審定學生答辯資格,統一答辯要求和評分標準,審核答辯成績等項工作。

5月19—25日,各學院集中組織學生論文答辯。教務處對各個專業的答辯開展情況逐一進行了檢查,并就發現的問題現場提出意見和整改建議。

(六)論文抽檢

為端正學風、規范學術行為,保證畢業論文(設計)的原創性,學校對本屆學生提出了明確要求,每位學生在簽訂任務書時都同時簽署了獨立完成論文(設計)的誠信聲明。成稿前,教務處要求學生統一利用維普通達系統對自己的論文(設計)進行復寫率檢測,并根據比對結果進行整改,規定學生最終提交的論文(設計)復寫率不得高于30%,優秀論文不得高于20%。

(七)評優選優階段

5月8日,教務處制發了《西安思源學院優秀畢業論文(設計)優秀指導教師評選辦法(試行)》,進一步明確了優秀論文(設計)和指導教師評選工作的組織管理、評選獎勵辦法以及理工類和文史經管類優秀論文(設計)的評選標準。

經二級學院評選,有88篇論文(設計)被推薦參評校級優秀。這些論文經教務處審核,并組織專家進行二次評審,最終20××屆12個本科專業共評選出優秀畢業論文(設計)76篇,推選出優秀論文指導教師40名。經校專家組評審后,將正式頒發文件給予表彰和獎勵。

(八)資料歸檔階段

目前,20××年畢設工作已基本順利完成,為做好畢業論文(設計)各項留存資料的整理歸檔工作,5月24日,教務處下發了《關于20××屆本科畢業論文(設計)資料歸檔工作的通知》,并提供專門的檔案袋,要求學生論文(設計)資料統一按照10項內容和順序歸檔保存。要求二級學院按照畢業實習和畢業設計2個教學環節收集整理歸檔資料。

二、畢設工作中發現和存在的問題

(一)學生層面

1、學生知識面窄,專業基礎理論欠扎實,缺乏的論文寫作的專門訓練,造成論文完全是策劃或材料堆積,缺少實證研究;

2、由于學校對本屆學生論文的格式提出了統一嚴格要求,并反復強調檢查,使論文格式規范化程度整體上大為改觀。但少數學生仍存在格式不規范,摘要寫作質量不高等問題;

3、學生論文研究課題的獨創性不夠,有的設計性課題過于簡單,只覆蓋1—2門課程的內容,學生在畢設中得不到全面的訓練和提高,不能起到檢驗學業水平的作用。學生尤其是文史類學生論文在實習、實驗、實訓和社會調查中完成的比例有待進一步提高。

4、近一半的由于提前找到了工作,有的已正式上班,沒有足夠的時間和精力保質保量完成畢設工作。極個別學生對畢設工作采取消極的態度,土木工程、建筑學、漢語言文學專業各有一名學生因為沒有及時提交論文(設計),成績不及格。

(二)教師層面

1、部分青年教師沒有指導畢設的經驗,個別教師不能勝任指導過程所有知識內容的要求,需要別的老師協助完成。

2、外聘教師大多年事已高,沒有足夠的時間和精力與學生交流、討論,指導學生完成畢設;部分專業幾次更換指導教師,由于每個教師的指導思路和方法不盡相同,造成學生長時間適應不了,因而影響了論文的進度和質量。

(三)二級學院層面

1、機電學院在畢設寫作階段對學生監督檢查不嚴,嚴重影響了答辯進度。

2、交通運輸專業提供給學生的選題中,分析類課題占50%多,設計類課題不到50%。學生論文內容敘述性文字多,專業知識含量和綜合技能的展示不足。

3、檢查發現,個別學院過程資料不完整,或表格填寫信息不統一,準確性不高。

(四)學校層面

1、大四學生沒有固定的自習教室,到圖書館作畢業論文(設計)時間有限,建議學校能給提供專門作畢業論文(設計)的教室、場所。

2、電信、機電、能源等學院都有部分學生結合畢業論文(設計),制做出實物成果,但學生和二級學院都缺少購買零部件的經費,建議學校能提供一定的經費支持。

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關鍵詞:開放式實驗 環境科學 實踐教學 創新能力 教學改革

世界經濟的發展使環境問題日益突出,成為全球關注的重點問題之一。國內的各大高校陸續設立環境科學、環境工程、環境規劃等本科專業,為我國培養了大批環境類的人才。我校的環境科學與工程學院是一所具有鮮明工科特色和較強學科優勢的學院,2000年環境工程專業開始招收本科學生,2003年開始合作培養碩士研究生,2005年獲環境工程碩士學位授予權。學院根據經濟發展和社會需要,于2008年增設了環境科學專業,主要為環境保護單位和相關機構培養專門人才。

環境科學的一大特點是其實踐性和應用性,不但要求學生掌握廣泛的理論基礎,還要有良好的實踐動手能力、創新能力。因而注重學生對于實際環境問題的綜合分析和解決能力的培養尤為重要。我校環境科學專業設立時間不長,發展卻非常迅速。但是,在發展的過程中,也存在著一些不足之處:由于教學條件限制,目前的理論教學比較容易取得良好效果,但教學過程中與環境問題的實際結合及對學生的實踐教學仍未能有一套完整的教學方式,尤其是實驗教學未能與理論教學內容完全相適應。傳統的實驗教學模式存在著壓抑學生的創新精神和阻礙創造能力的消極作用。相關專業其他高校的經驗表明開放性實驗模式對于深化教育改革,培養創新人才等方面表現出無可比擬的優勢。因此,鑒于我校環境科學專業實踐教學的不足之處和目前社會對人才需求已由“知識型”向“知識能力型”,我們提出改革目前較為封閉的實驗教學模式為開放模式,對本科實踐性教學進行了改革和探討。

一、開放性實驗教學的特點

開放性實驗是近年來大力倡導的實驗教學模式,是指實驗室及實踐手段向學生開放,突出綜合性和設計性實驗,學生可以隨時進入實驗室,進行實驗構想、設計和調試,充分利用課內外時間來進行實驗,并得到老師的指導,使“做實驗”真正成為有興趣的活動。實驗形式有教師選題或學生自選實驗項目,國內一些高校已在多門學科進行了該項改革嘗試,普遍認為開放性實驗的開設方式、實驗的意義及對提高能力的幫助程度方面都要優于傳統驗證性實驗。與傳統的驗證性實驗相比,開放性綜合實驗在鍛煉學生統籌規劃的能力、培養學生獲取綜合知識的能力、調動學生的主觀能動性和提高學生的團結協作能力方面的優點更具意義。

二、開放性實驗教學的必要性

實驗課程是學生對理論知識的重要直觀體會感受手段,是學生作為主體進行學習的重要場所。普通的實驗教學方法是教師和實驗員將所有的實驗材料準備好,進行實驗時教師一般都是詳細講解,多次示范操作,屬于“保姆式”教學方式。導致長期以來,在傳統的實驗教學中只強調共性發展而忽視個性發展,這種教學最大的缺點是:一方面,在一定程度上抑制了學生的主觀能動性的發揮,學生只能在教師預先設定的框架中被動地完成實驗,沒有發揮學生的主體作用;另一方面,許多學生為解決在學習中遇到的問題或實現某些設計思想希望進行實驗卻找不到實驗場所;與此同時實驗室中的一些儀器設備只有在實驗時使用,其余時間處于閑置狀態,場地和設備利用率很低。針對上述問題,開放式實驗教學給學生提供一個充分開放和自由的實驗環境,在教師有限的指導下由學生有步驟、有目的地學習相關知識,獨立去設計實驗內容,從而培養了學生獨立思考和解決問題的能力,培養學生的創新精神,以及在共同完成任務過程中的集體協作意識。

三、開放性實驗教學模式的思考

遵從“以學生為中心,實施素質教育”的指導思想,構建開放式、多層次、立體化實驗教學體系。其目的是使學生學會學習、學會創新,外育習慣、內化素質。新教學模式可以按照以下幾點進行教學改革:

1.實驗室的使用在以前是比較封閉的。學生一般在實驗課時才有機會在實驗室操作儀器設備,難以激發學生的主動學習性。隨著學生的課外研究增多,如校“創新杯”等需要經常使用實驗室,需要對原有的實驗管理進行修改。將本科生使用的環境監測實驗室、環境微生物實驗室、環境工程實驗室及相關預備室甚至研究生實驗室作為開放實驗室,實行開放式管理。實驗課程外,學生可以提出申請后自行在實驗室中進行實驗,使用實驗室的全部設備。

2.構建基于互聯網技術的開放性教學及管理平臺。包括學生實驗網絡預約、網絡化教學管理、多媒體課程資源、仿真實驗、教與學網上論壇等板塊,實現信息公開化,有利于學生了解實驗室設備資源運營狀況,合理安排實驗申請時間。

3.開放實驗內容主要包括:設計性、綜合性和研究性實驗,小發明、小制作、小論文等課外科技活動實驗;一般由教師根據課程需要和科研特色設計幾個題目或學生自己選題,主要還是提倡學生自擬實驗課題,鼓勵學生參與解決生活和生產活動中的實際問題。通過師生的雙向選擇來最終確定開放實驗題目,充分發揮學生的主觀能動性和教師的科研特長,以科研促教學,在科研中培養學生的動手實踐及創新能力。

4.貫徹“因材施教、講求實效”的原則。根據學生的不同層次和要求,確定開放內容。例如,針對大一大二低年級學生,主要展開科普性、重復性、趣味性、效果性試驗教學,而對于有一定理論基礎和大型儀器操作經驗的高年級本科生突出創新實驗教育。引導學生進行原創性、前瞻性、機理類研究。

5.學生根據所選取的題目在科技導師的指導下,按文獻檢索和閱讀、實驗設計、開題、預實驗、實驗研究、論文撰寫和答辯的程序展開實驗,讓學生真實的經歷一次科學研究過程。以科學、規范和高標準進行教學,培養學生科學、規范的科學研究習慣和工作作風。此外,還應充分利用多媒體計算機技術、虛擬儀器、實驗教學CAI課件等輔助手段,促進虛擬、仿真實驗和實際實驗的有機結合和降低實驗教學的消耗,從而最大限度地提高開放實驗教學的效果和質量。

6.改革傳統以實驗報告為標準的考核制度,重視對實驗方法、實驗過程以及對分析解決問題能力的考核。按學術論文格式要求撰寫實驗報告,并通過PPT形式進行答辯、討論,以促進學生實驗小組之間的溝通交流,分享實驗成果和心得體會,培養學生的口頭表達和報告能力。同時做好成果收集和論文推薦發表工作。

四、開放性實驗教學的實踐探索

近來,本學院在實驗教學中,大膽改革原有的教學模式,將基礎性實驗內容與設計性實驗相結合,開展“開放式”實驗教學,收到了較好的效果。我們將實驗教學方式主要設計為開放式、自主式。例如,水污染控制工程實驗教學,在實驗課開啟之前,教師和實驗員及部分同學一起進行實驗材料的準備,如采集實驗用污水、配制實驗用水等,學生在實驗時以實驗小組為單位。教師對每一個實驗只進行一次詳細說明,學生小組自行進行操作,實驗對結果并不非常重視,要求學生更注重過程。在下一次的實驗中,各小組自行請教實驗具體操作和細節,自行設計實驗步驟,尋找合理的實驗途徑。這樣鍛煉了學生的學習主動性,更容易發現問題,解決問題,同時加強了學習小組的團隊合作精神。

此外,改革實驗室管理模式,將研究生用的大型儀器室及相關預備室作為開放實驗室,實行開放式管理。鼓勵學生參與教師的科研工作,并積極申報校級科研立項。研究課題的主要來源有兩個:一是學生根據自己的專業興趣進行課題選擇;二是教師根據自己的觀察、研究,給學生提供具有可行性的課題。例如,在我院馮華軍、宋志軍老師的精心指導下,本科生在2010年全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽中獲一等獎;此外,多個本科生團隊或學校2000~5000元不等的創新課題立項資助,他們利用課余時間、周末、寒暑假,在導師指導下進入實驗室完成項目研究。這種開放式的實驗管理運行了一年多,效果明顯,不僅實驗室的利用率大幅提高,不少學生已經可以獨立操作原子吸收、氣相色譜、高效液相色譜、紫外、分子熒光等大中型儀器,加強了學生的實踐動手能力。此外,在導師指導下學生基本學會如何查閱文獻、設計實驗方案和分析實驗數據。

五、結束語

通過開放性實驗教學嘗試,使我們深切體會到“授人以魚不如授人以漁”。這種新的環境專業本科生實踐教學模式既有利于學生掌握理論知識,更有利于實踐技能及創新能力的提高。它將改變長期以來“灌輸式”、“填鴨式”的教學方法,留給學生思考的空間,真正確立學生在教學活動中的主體地位,充分發揮學生的主觀能動性。今后,我們將不斷總結經驗,將實驗室開放從時間、內容、空間等方面進一步拓展和延伸,實現實驗室的全方位開放,使實驗教學在培養創新人才方面發揮重要作用。

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關鍵詞:地鐵;地下結構;土-結構動力相互作用;地震反應;抗震設計

引言

隨著城市化的發展,城市交通狀況及環境條件日趨惡化,交通的擁擠和效率低下成為各大城市的通病,人們逐漸認識到發展以地下鐵道為骨干的大運量快速公共交通系統是解決問題的重要途徑[1]。實踐證明,地鐵以其快速、高效、清潔的特點,在世界上大多數經濟發達地區大城市的客運交通中發揮著不可替代的作用,比如東京、莫斯科、倫敦等[1]。近年來,我國的地鐵建設也得到了迅猛的發展。以北京為例,目前地鐵線路總長114km(包括地面軌道線路),按照《北京奧運行動規劃》,到2008年運營里程將達到202km,長遠規劃總里程超過600km。另外,上海、廣州、深圳、南京、杭州、沈陽等大城市也正在或者即將建設地鐵或輕軌。可以說,我國已經進入了地鐵工程建設的黃金時代。

地鐵工程是生命線工程的重要組成部分,其抗震問題已經成為城市工程抗震和防災減災研究的重要組成部分。美國、日本等國家都曾經對地鐵等地下結構的抗震設計理論進行了研究,提出了一些實用的抗震設計方法[2-5]。但我國在這一領域的研究相對滯后[5-6]。迄今為止,我國還沒有獨立的地下結構抗震設計規范,GB50157—92《地下鐵道設計規范》和GB50157—2003《地鐵設計規范》對地鐵的抗震設計都只給出了極為籠統的規定,其原因主要是研究工作開展不夠,對地下結構抗震設計方法缺乏系統研究。長期以來,地鐵結構的抗震設計基本是參照GBJ111—87《鐵路工程抗震設計規范》中有關隧道部分的條文和GB50011—2001《建筑抗震設計規范》,采用地震系數法進行的。地震系數法用于地下結構抗震計算時具有明顯的缺陷,比如按照地震系數法,作用在地下結構的水平慣性力隨埋深的增加而增加,這與實際情況明顯不符。出現這一局面的原因與人們對地下結構震害的認識不無關系。客觀地講,地下結構由于受到地層的約束,加之城市隧道大多采用抗震性能較好的整體現澆鋼筋混凝土結構及能夠適應地層變形的裝配式圓形結構,震害明顯低于地上結構[6]。高烈度地震區內的城市地鐵大規模建設是在近20多年才出現的,大多數還沒有經過大地震的檢驗,因此災難性的震害記錄不多,于是人們普遍認為地下結構在地震作用下所受破壞程度遠比地上結構輕。但在1995年日本阪神大地震中,神戶市地鐵車站及區間隧道遭到嚴重破壞的事實給這種傳統觀念帶來了巨大的沖擊,引起了眾多地震工作者的極大重視[7-9]。阪神地震清楚地表明,在地層可能發生較大變形和位移的部位,地鐵等地下結構可能會出現嚴重的震害,因此對其抗震問題應給予高度重視。

目前研究地下結構抗震性能的主要途徑有:原型觀測、模型試驗和數值模擬。由于問題的極其復雜性,目前還沒有哪一種手段能夠完全實現對地下結構動力反應進行全面而真實的解釋和模擬。一般是通過原型觀測和模型試驗結果來部分的或定性的再現實際現象、解釋物理機制、推斷變化過程、總結特性規律和分析災變后果,在此基礎上建立合理的能夠反映實際動力相互作用規律的數理分析模型,發展相應的數值分析方法;再通過模型試驗和原型觀測結果加以驗證。然后對不同抗震設計方案進行計算分析,盡可能地再現和模擬其實際動力反應,研究其抗震性能,提出相應的抗震對策。這是研究和評價地下結構抗震性能的較為合理的有效途徑。

阪神地震后,我國對地鐵等地下結構的抗震問題進行了一系列的研究[10-23],但仍然缺少實質性進展。為改變目前我國在這一研究領域中的落后局面,需要在理論分析、數值模擬和模型試驗等方面開展更為深入的工作,系統地研究地鐵車站及區間隧道等的地震反應,以圖在抗震分析及設計方法與理論基礎方面有實質性的突破。目前我國地鐵抗震分析及設計中存在諸多問題尚待深入研究,其中目前迫切需要解決的關鍵問題主要體現在以下5個方面。

1土-結構動力相互作用分析模型

強地震作用下,地下結構與地基介質可能呈現明顯的非線性、彈塑性狀態,地下結構與地基之間的接觸面還可能出現局部滑移、脫離等非連續變形現象,除此之外,地鐵地下結構-地基動力相互作用分析模型還應該合理考慮地基半無限性的影響。因此,一個合理的地下結構分析模型既要考慮對半無限地基的模擬,還必須全面考慮4種非線性因素:結構材料非線性、結構-地基動態接觸非線性、近場地基非線性與遠場地基非線性。目前對包括鋼筋混凝土等在內的結構材料非線性性質的研究相對成熟;結構-地基動態接觸非線性的研究也已經取得較大進展[24-25];針對地基半無限性及遠場地基特性的模擬問題已經發展了多種動力人工邊界[26-29];關于土的非線性問題(尤其是動力非線性問題)的研究更是發展出幾十種動力非線性本構模型[30],目前雖然沒有任何一個模型具有廣泛的適用性,但針對具體的問題也不乏有合理而實用的選擇。上述問題的研究已經取得了相當豐富的成果,但是如何根據這些研究成果構造合理的地鐵地下結構地震反應分析模型還需要進行深入的研究和探討。

對地鐵車站及區間隧道等地下結構來說,周圍地基特性對結構地震反應及破壞特征的影響顯著。在地震反應過程中,周圍地基尤其是上覆土層的重力效應對結構地震反應會產生不容忽視的影響。如何合理地反映地基的靜力效應及地基半無限性的影響是一個比較重要的問題。這一問題的解決涉及到動力人工邊界及靜力人工邊界的合理確定和設置。由于目前已有的動力人工邊界一般不適用于地下結構-地基系統的靜力分析,因而普遍的解決辦法是針對靜力問題和動力問題采用不同的人工邊界。對于靜力問題,采用固定人工邊界或其他靜力邊界(邊界元或無窮元),而動力問題則采用動力人工邊界,這導致形成了兩個不同的分析模型。針對不同模型,首先分析靜力問題,然后基于靜力分析結果進行動力分析,最后將兩種分析結果進行組合。這種做法不僅麻煩,也不能很好地反映地下結構周圍地基的重力效應對非線性結構地震反應的影響。因而有必要發展一種對靜力分析和動力分析均能適用的靜-動力統一人工邊界,并提出直接在靜-動力統一人工邊界上實現地震波場的輸入方法。基于靜-動力統一人工邊界建立一個可考慮上覆土層的重力效應、實現強地震動有效輸入、合理反映結構材料非線性、結構-地基動接觸非線性、近場地基非線性與遠場地基非線性等影響因素的理論分析模型是完善地下結構靜力分析及地震反應分析的合理途徑。

2土-結構動力相互作用分析的快速高效算法

求解土-結構動力相互作用問題的方法可以分為解析法、半解析法和數值法等[2,31]。由于地下結構的復雜性,解析法和半解析法的使用受到限制,而數值方法的使用最為廣泛。在眾多數值方法中,有限元法由于具有靈活方便、適應性強的優點,得到了廣泛的應用。當采用有限元法結合人工邊界對強地震作用下的土-結構開放系統進行整體分析時,由于系統非線性的影響,必需采用時域逐步積分算法完成計算,當所研究問題的尺度大、力學模型的自由度多時,其分析計算工作量巨大。地鐵地下結構構造復雜,往往又處在一個復雜的地震動場中,雖然目前由于分析手段的限制或出于簡單滿足工程設計目的考慮,常常采用切片的二維計算模型進行抗震分析,但為更深入研究和了解地鐵地下結構的地震反應規律、分析不同地震動場的綜合影響,采用地鐵地下結構三維整體模型進行研究還是必需的。

有限元離散模型中單元尺寸的大小與地震波及傳播介質的性質有關。對于位于土中,特別是軟土中的地下結構進行地震反應分析時,為對土中地震波的傳播有足夠的模擬精度,往往需要采用尺寸足夠小的單元,導致離散模型單元數目很多。地鐵地下車站的長度一般超過100m,甚至達200m,因而地鐵車站-地基系統計算分析模型尺度很大,尤其是需要同時研究地鐵車站與區間隧道連接處等震害易發生部位的地震反應及破壞規律時,計算模型的尺度將更大。在強地震作用下,地鐵地下結構-地基系統的非線性動力行為不可避免。雖然通過引入人工邊界可以選取相對較小的計算區域,但是三維非線性動力分析模型(模型尺寸取決于地下結構的尺寸)的采用仍然決定了巨大的計算工作量。因而進一步發展快速高效的計算方法以更有效地降低計算工作量,成為地鐵地下結構-地基系統非線性動力相互作用分析模型的推廣應用所需要解決的關鍵問題之一。

3地鐵地下結構地震破壞模式和抗震性能的評估方法

動力時程分析方法作為一種可靠的分析手段適用于深入研究地鐵等地下結構抗震理論,而對于評估地下結構承載力極限狀態和進行常規的地鐵地下工程抗震設計,還需要發展簡便和實用的分析方法。借鑒目前建筑結構的抗震設計方法,發展新的評估地鐵地下結構地震破壞模式及抗震性能的方法是很有意義的。我國GB50011—2001《建筑抗震設計規范》規定建筑抗震設計需要進行大震作用下結構的彈塑性變形驗算,對于地鐵地下結構尤其是地鐵車站結構來說,大震作用下的彈塑性變形驗算無疑也是必要的。目前常用的彈塑性分析方法包括靜力增量分析法、動力時程分析法和靜力彈塑性分析方法(Push-over方法)。靜力增量分析法相對簡單,但沒有考慮到地震作用與結構自振特性之間的密切關系。動力時程分析法由于能夠計算地震反應過程中各時刻結構的內力和變形狀態,給出結構開裂和屈服的順序,發現應力和塑性變形集中的部位,從而可以判明結構的屈服機制、薄弱環節及可能的破壞類型,結果也較為準確,但其計算工作量大,計算結果受地震波選取的影響,用于常規的抗震設計還有一定的困難。相對上述兩種方法來說,Push-over分析方法是一種新的結構抗震分析方法,這種方法既比較簡單,又可以比較準確地評估地震作用下結構的反應情況,因而得到了廣泛的研究和應用[32-35]。由于地下結構與地上結構地震反應規律和特點并不完全相同,因此到目前為止,適用于建筑結構抗震分析的Push-over方法還無法應用于地鐵車站等地下結構的抗震設計。另外,由于受到周圍地基約束,地下結構的變形形式不同于地上結構。相對地上結構來說,地下結構在整體發生較小變形時局部的內力可能會很大,因此也不能簡單地套用地上結構變形的極限值推算地下結構在中震或大震作用下的極限狀態,必須進行深入的理論分析和試驗研究,了解地鐵車站等地下結構的內力-變形規律及破壞模式,并在此基礎上提出地鐵地下結構抗震性能定量化評價指標體系。因此需要發展一種能夠適應于地鐵地下結構的Push-over分析方法,考慮地下結構受周圍地基約束的特點,提出地下結構基于位移的抗震分析及設計方法,以突破現有承載力設計方法的限制,從而使地鐵車站等地下結構的抗震設計更為合理和簡便。

4地鐵地下結構的抗震構造措施[36]

目前我國對地鐵車站及區間隧道等地下結構抗震設計中結構構件應采用的抗震構造措施還缺乏統一認識。一種觀點認為單建的地下結構由于受到地層的約束,地震時構件不大可能出現交變內力,無須特別考慮抗震構造措施;當地下結構與地面建、構筑物合建時,才需按地面結構的抗震要求考慮構造措施。另一種觀點認為基本可以照搬地面民用建筑結構的要求,例如,抗震設防烈度7度的城市,即按8度采取相應構造措施,并將抗震等級提高一級。比較看來,這兩種觀點都有一定的片面性,前者完全忽視了地震對單建地下結構可能造成的破壞;后者又完全把地下結構等同于地上結構。實際上應該區別不同的圍巖條件和施工方法,根據地下結構在地震作用下的受力和破壞特點有針對性地采取抗震措施。抗震構造措施是提高罕遇地震時結構整體抗震能力、保證其實現預期設防目標、延遲結構破壞的重要手段,它可以充分發掘結構的潛力,在一定條件下,比單純依靠提高設防標準來增強抗震能力更為經濟合理。這方面工作的重點應放在改善薄弱部件的受力和提高結構構件的延性及耗能能力上。有關地鐵工程抗震構造方面存在的其他問題還很多,如抗震縫的設置原則和方法,后砌的內部承重結構和非承重隔墻的抗震構造要求等。

5地鐵區間隧道穿越地震斷層的設計方案及工程措施

目前GB50011—2001《建筑抗震設計規范》規定,建筑物選址應避開地震活斷層,以防止地震時斷層運動而引起的破壞。對于地上單建的建筑結構,這一方法是可行的。地鐵地下車站作為地鐵系統中的關鍵樞紐,也可以通過合理的選址方案,避開地震活斷層。但是地鐵線路走向基本上取決于交通功能的要求,因此地鐵區間隧道穿越地震斷層有時是不可避免的。目前對埋地管線等小斷面地下管道跨越斷層時的抗震設計方法已經有所研究[17,37-39],但是地鐵隧道無論是在結構尺寸上還是在結構構造和材料性質上與小斷面地下管線均有所不同,目前對諸如地鐵區間隧道等大斷面隧道跨越地震斷層的抗震問題還缺乏研究,雖然很多地鐵隧道在跨越地震活斷層時不得不采取特殊的設計方案和工程措施,但還缺乏針對這些設計方案和工程措施的系統理論分析。

我國在十五期間將投資27億元人民幣建設“中國數字地震觀測網絡”[40],地震活斷層探測系統是其中重要的組成部分。這表明目前我國對大城市地震斷層問題已經給予了足夠重視,很多重要城市已經針對地下斷層開始了勘探和研究工作,其中對地震活斷層可能引發的地震及可能造成的破壞是重點考慮和研究的對象。隨著對北京等重大城市地下地震斷層勘探工作的開展和對地震斷層活動性的掌握,針對地鐵區間隧道等地下隧道跨越地震活斷層時的抗震設計及工程措施將是抗震工作者和工程設計人員不得不面對和需要解決的實際問題。

6結語

地鐵地下結構是重要的生命線工程,造價高,使用周期長,一旦發生破壞,修復困難,直接和間接經濟損失巨大。目前我國地鐵建設已經進入,其中很多地鐵工程建設在高烈度地區,同時我國缺少完善的地鐵地下結構抗震分析方法和有效的抗震構造措施,因而開展深入系統的理論分析、試驗研究及數值模擬,發展合理而可靠的地下結構抗震設計理論和方法,完善地下結構抗震構造措施,確定優良的地下結構抗震體系,均具有重要的科學意義同時具有重要的工程應用價值。

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