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国外一些发达国家非常重视工程教育,在工程师培养方面大致分为两大模式:一是在校期间着重培养学生的工科基础能力,毕业后由企业完成工程师职业方面的教育。二是在校期间对学生进行工程师的基本技能训练,毕业时获得具有职业资格的工程师学位。以上两种模式,都需要企业的参与和支持,企业与学校结合,接受大学生实习,参与工程师人才的培养。民族院校应用创新型人才培养要体现为民族地区和区域经济服务的特征。本文主要以笔者所在学校大连民族学院土木工程专业的专业教育理念、实验实践基地建设、专业培养方案、“应用创新”人才培养理念的实践等工作为例,探索民族院校基于“应用创新”理念的土木工程专业建设规律。
二、“应用创新”理念下的土木工程专业建设
近年来,大连民族学院土木工程专业结合国家“卓越计划”,立足于“应用创新”理念,以辽宁省专业评估为契机,发挥已有专业的优势,大力开展土木工程专业建设。在2009培养方案和2013培养方案的修订过程中,逐步形成了“理论适度,重在应用”的教学指导方针,在培养方案中体现应用和创新的教学理念。学校土木工程专业2000年开始招生,经过14年的办学历程,发展迅速。2010年被评为“国家级特色专业”;2011年被评为“大连市三育人先进集体”;2012年被评为“辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业”;2013年参加辽宁省普通高等学校本科专业综合评估,位列全省第三。为实现“应用创新”理念下的土木工程专业建设,学校进一步加强实验室和实践基地建设、创新教育建设、师资队伍建设、培养方案的修订等工作。在此基础上,立足沿海,服务民族,努力建设具有民族特色的土木工程专业。
(一)加强实验室和实践基地建设
1.强化校内实验设施建设,发挥实践教学在人才培养中的作用
2011年学校土木建筑工程综合实验中心被评为“辽宁省示范性实验中心”。2013年土木建筑工程学院借搬迁新校区之际,在新教学实验楼的建设中,对实验条件进行了大规模的改善,增大了实验室的使用空间,购置了大量用于本科教学的实验设备,以满足土木工程专业“应用创新”理念的教学要求,为学生实践应用能力的提高创造有利条件。此外,积极鼓励教师结合生产实际开展科学研究,将教学和科研相结合,形成科研促教学的良好局面。在实验教学中,为培养和训练学生综合分析问题和解决问题的能力,适当增加了设计性和综合性实验内容。并结合各种学科大赛,鼓励并组织学生参与准备性试验。近年来,该专业学生参加各种级别的学科竞赛均取得优异的成绩。同时,以专业导师工作室制的方式,让学生参与导师工作室的课题研究,增加科研实验比例,强化学生的创新意识和工程能力。
2.校企合作,加强实践基地建设
参照“卓越工程师培养计划”,建立校企合作联合办学的培养模式。校企双方协议建立校企联合办学的组织机构,制定相关管理条例、培养方案和培养标准等。近年来,该专业与大连市8家设计单位和施工企业及大型监理公司建立了校企合作办学的实践基地,除顶岗实习外,企业还接收30余名学生参加“3+1”试点班的企业学习。此外,学校还聘请了有经验的工程师作为校外指导教师,结合工程实际项目对学生的毕业设计和生产实习进行指导。多年的实践教学证明,学生在企业实习,不仅培养了学生的实践应用能力,也培养了学生吃苦耐劳的工作作风和团队合作精神,强化了创新创业意识。
(二)加强创新教育建设
学校土木工程专业重视对学生创新实践能力的培养。近年来,为鼓励学生参加各种学科竞赛以及参与教师的科研课题,建立了“创新工作室制”的创新能力培养机制;以指导学生参加大学生结构设计大赛为目的,建立了“土木工程结构设计创新工作室”;以指导学生参加大学生混凝土配合比大赛为目的,建立了“混凝土材料性能创新工作室”;以指导学生参加大学生测绘大赛为目的,建立了“土木工程测绘技术创新工作室”等。近期,又开设了“力学应用创新工作室”、“土工实验创新工作室”等。各创新工作室有固定的活动场所,并配有相应的设备,由专业指导教师进行指导。通过创新工作室的训练,学生获得了工程实践和应用创新能力的锻炼。近年,土木建筑工程学院还多次主办市级大学生学科竞赛,并组织学生参与全国混凝土配合比大赛,省、市级结构大赛和测绘大赛、力学大赛,各种级别的“挑战杯”大赛等,均取得了优异成绩。开展大学生创新能力的培养,对提高学生的专业兴趣和创新积极性起到了非常重要的作用。
(三)改革培养方案
大连民族学院是国家民族事务委员会的直属院校,学生来自全国56个民族。木工工程专业2000年开始招生,为满足民族地区及周边地区对土木工程专业人才的需要,土木工程专业下设两个专业方向:建筑工程方向和交通土建方向。学校60%以上的学生来自少数民族地区,学生在语言和接受知识的能力方面存在较大的差异。因此,教学中主要采取因材施教的方法分层教学,即对将来继续从事土木工程科学研究准备考研的学生,着力加强其理论知识的深度和广度;对毕业后直接就业的学生,则加强其实践应用能力的培养。培养方案还设置了基本能够满足各类学生自主选择需要的选修课。在人才培养过程中,坚持“应用创新”的办学理念,坚持“理论适度,重在应用”的原则,在课程设置上增加能够提高学生应用能力和创新能力的课程。2009培养方案对原来的培养方案进行了改革,将培养方案分为三大平台,即通识教育平台、专业类教育平台、专业教育平台。尤其在专业教育平台的设置中,开设了一些新的能够培养学生应用和创新能力的课程,如土木工程实践能力训练、土木工程技术工作室课程、道路测试技术工作室课程等,并设置相应学分,使应用创新教育真正落到实处。近年来,在培养方案中增加了“3+1”的培养计划,使校企联合办学的培养模式更加规范化。在编写培养方案的过程中,深入企业进行调查,结合企业的工程实际,调整部分课程的教学内容和教学大纲。改革“集中性实践教学环节”的教学内容和课程结构,增加课程设计、实验、实习等实践课的内容和学时数。如在毕业设计之前,增加毕业实习的环节;在混凝土课程设计中,增加混凝土双向板的设计内容,以满足工程实际需要;在高层建筑结构课程中,增设了高层建筑结构课程设计;在交通土建方向的限选课中,增设地下结构课程设计;在专业选修课中,增设3D扫描技术在民族建筑保护中的应用和结构无损检测等实践课。总之,力求实践环节的教学内容与时俱进,并具有时代专业特色。
三、结语
关键词:土木工程;施工技术;基坑支护;钻孔灌注桩
我国社会经济的发展带动着各行各业的进步,近年来我国土木工程项目数量逐渐攀升,土木工程项目的功能也越来越繁杂。土木工程的建筑者要想在激烈的竞争中脱颖而出,工程质量的提升是重要的竞争环节[1]。为了提高土木工程项目的质量,需要不断升级技术,以期获得土木工程项目技术又稳又快地进步,从根本上解决土木工程施工技术效率低下的难题。
1我国土木工程建筑施工技术应用现状
1.1土木工程施工技术的特点
土木工程施工技术比较复杂,应用灵活,是典型的综合性技术。对于不同的土木工程施工项目来说,它所采用的施工技术、施工设备、施工方法等都会有细微的差别。灵活性主要是由于土木工程项目建设工艺较为复杂,可应用的土木建筑方法很多。复杂性主要是由于施工环境多变、施工器械产生故障无法预知等。同时,土木工程的复杂性还体现在,宏观统筹规划项目任务时各部门之间需要密切配合,但土木工程部门较为复杂,人事关系方面容易出现问题[2]。
1.2土木工程施工技术的应用
我国土木工程建设的理论研究发展较晚[3]。由于土木工程项目建设的发展需要更加先进的土木工程建设理论以及相配套的施工技术,因此推动了我国对于土木工程建设方面的研究,夯实了我国土木工程建设知识的“地基”。到目前为止,我国已经探索并完善了一系列适用于我国土木工程建设施工技术的理论框架,在相关领域科研工作者的不断努力下,许多先进的技术和分析方法被应用于土木工程建设施工技术中,多学科的交叉为土木工程的理论建设提供了新的思路。虽然从理论体系角度来看,我国已经有了一定成就,有了自己的理论框架,但在实际应用中,仍存在一些不太理想的情况。这说明我国的理论还需要实践的检验,需要在实践中不断完善我国的土木工程建设理论知识。同时,在实际应用中要学会灵活变通,处理建筑工地中的问题时要对理论知识加以变形处理,切忌照本宣科、墨守成规,要注意时时规范施工团队的施工行为,妥善进行管理。不知变通、不恰当的管理、不完善的知识体系都会给我国土木工程施工的发展带来负面影响,导致我国土木工程施工的发展现状仍然不容乐观。
1.3土木工程施工技术分类
1.3.1钻孔灌注桩钻孔灌注桩是一项基础性工作,后续的工作都在此基础上进行。钻孔灌注桩需要多钻床配合进行工作,可以分为钻孔阶段和灌注阶段。在前一阶段进行钻孔时要注意水泥板的材质,最好的选择是天然泥浆。后一阶段要注意施工的时间,需要多钻机配合工作,注意孔的清洁。1.3.2基坑支护根据工程实践经验来看,在土木工程建设中,应充分考虑所挖掘土方的各方面条件,以顺利完成土木工程建设项目。需要注意的是,在进行混凝土施工期间,相关施工者要监测土方的情况,重点考虑湿度、均匀程度等,水位不得超过沟渠土。1.3.3钢混技术实施钢混技术,首先要保证混凝土的清洁,其次在浇筑时要重点关注横梁两侧及中心等重要位置,注意浇筑的质量。浇筑工作一共分两步,第一步是在浇筑前对屋顶建造一个钢的模板,第二步将混凝土填充满整个模板。另外需要注意季节的变化给整个施工带来的影响,尤其在冬季施工时,要明确水泥的临界强度,实时监控相关数值指标,保证水泥混凝土的正常工作[4]。
2土木工程施工技术存在的问题
2.1实际施工与理论不符
建设理论是理想状态下的理想成果,而根据理论进行的土木工程建设要根据实际进行变通,由于各种客观因素的存在,实际的建设很难完全与理论成果相符[5]。土木工程的内容较为复杂,要求也比一般的工程更高,对于原材料、技术和施工环境等方面的要求十分严格,控制土木工程建设的成果就相对更加困难。仅仅依靠传统的方法,难以解决现实的问题,从而影响整个土木工程建设的进度。
2.2技术不达标
在实际的工程工作中会出现很多不足,有些不足是由于施工技术不够先进,而有些不足是因为建筑单位以利益最大化为目标,为了最大限度地压低成本而选择过时的建筑材料,二者的共同作用严重影响了土木工程的建设效率,甚至会给工程留下安全隐患。
2.3施工技术管理机制不健全
很多土木工程项目在建设时没有完整的监督管理机制,有的即使有相应的管理机制,也没有完整的表述,导致施工人员对整个项目的具体细节并不十分了解,再加上管理机制的漏洞,就会对整个土木工程建设项目的完成带来十分不良的影响,难以按时完成项目,质量上也难以匹配相应的要求。
3土木工程施工加大技术创新的必要性
无论哪个领域,要想发展,就必须把创新当作第一要务。随着我国科学技术的快速发展,各项施工技术也在进步,在这方面一定要加大创新力度,付出更多努力。创新和竞争是并存的,随着建筑领域的快速发展,土木工程对于施工人员的要求也逐渐提升,以前的一些技术已经无法满足新时代的工程建设需要。各大企业之间的竞争就是技术的竞争以及人才的竞争,如果企业建筑技术较差,就无法提升企业的市场竞争力。为保证企业良好发展,一定要在土木工程技术方面进行创新,寻找突破口,提升企业的综合实力。
4土木工程施工技术创新策略
4.1对施工程序的创新
施工程序是土木工程中很重要的一个环节,对于施工程序的选择,也是保障工程顺利开展的重要方面。因此,施工单位要总结施工中可能遇到的各种情况,并对相关员工开展专业培训,告诉员工相关问题的解决办法。只有施工人员本身更清晰地掌握整个土木工程建设项目的施工程序,才不会导致工程进度的拖延。
4.2对管理机制的创新
根据长期的土木工程实践结果来看,传统的土木工程管理机制已经无法满足现代土木工程施工的需求,必须对原有的管理机制进行创新。在土木工程建设项目中,出色的管理机制能够带来多方面的效益。对于管理机制的创新,可以从以下几方面来展开:第一,要以土木工程建设项目的基本情况来适配相符合的管理机制;第二,细化技术标准,呈现更加全面的施工技术;第三,要求项目领导层对土木建设工程的情况有宏观掌握,妥善安排施工人员的工作,在此基础上进行合理创新。
4.3对新型预应力技术的创新
对于土木工程建设项目来说,对新型预应力技术的应用非常重要。但在实际应用中,我国所采用的预应力技术十分有限,对于日益新颖的现代土木工程建设项目来说比较落后。因此要对预应力技术进行一定程度的创新,即使预应力技术的创新之路十分艰难,也要结合实际建设来进行创新。在实际中,土木工程的跨度较大,能看到的差异也很大,采用传统的预应力施工技术无法满足现代工程的需要。因此需要在预应力方面进行创新,以此来满足新时期工程施工建设的需要。值得注意的是,在这一领域进行技术创新并非易事,因为预应力分为两大类,即体外预应力和后张预应力[6],一般来说,就是从混凝土截面方向来实施钢筋结构的加固,让混凝土在两者间获得预应力,这样的施工能够让土木工程项目效率更高,其运用到涵洞式土木工程中最为常见,在桥梁建设中也很常见,大部分工程对于预应力的要求都很高,因此,施工单位要根据工程的实际需要进行创新。
4.4对施工材料的创新
施工材料对于土木工程建设的影响也十分重大,施工材料的选择要依据施工项目的要求,结合施工地的实际情况,在相同的情况下选择质量更佳的施工材料进行项目建设。例如,在现阶段进行墙体建设时,通常会选择质量好、重量轻、有毒有害物质少、更加安全且价格不高的材料,满足企业对于利润的需求。现在材料市场上所售卖的各种新型材料是在原有材料基础上进行的创新,克服了原有材料的缺点。同时,市场上也出现了很多复合型材料,兼顾多种材料的优点,在使用上也非常成熟,广泛应用于各种土木工程建设项目中。
5结语
土木工程建设技术的创新能够从根本上解决施工技术效率低的情况,为了促进土木工程建设项目的发展,要积极开发更加符合建设需求的土木工程建设技术。本文对土木工程施工技术的创新策略进行了探究,并从施工程序的创新、管理机制的创新、新型预应力技术的创新以及施工材料的创新等方面来解决施工技术效率低下的问题,希望能够为相关施工和技术创新提供参考,为行业的发展贡献力量。
参考文献:
[1]杨明哲.土木工程施工技术中存在的问题与创新[J].住宅与房地产,2019(9):227.
[2]陈锦.浅析土木工程施工技术的重要性和创新[J].装饰装修天地,2019(7):246.
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[5]尚书礼.土木工程施工技术的重要性与创新研究[J].房地产导刊,2019(24):98.
关键词:土木工程;研究生培养;教学模式;创新能力
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0041-03
随着中国高等院校研究生教育的普及,研究生教育和人才培养质量逐渐成为关注话题。研究生教育是继本科教育基础之上的更深层次的教育,是培养高技术人才和研究型人才的重要途径,研究生教育的培养质量是中国能否向尖端技术领域快速发展的重要因素。因此,研究生尤其是工学类研究生的培养至关重要,毕业生的质量直接影响着今后社会和经济的发展进度和方向,高等教育肩负着培养一大批理论研究型及工程应用型人才的使命,以保证国家和社会发展对高级人才的需求。
对土木工程学科而言,土木工程是国民经济的支柱,土木工程学科的发展和人才培养影响着现代化建设的进程和基础设施的完善。在土木工程专业研究生人才培养上,高校教育工作者应逐渐缩小高校教育和企业单位对人才需求的差距,使之顺应社会发展的需要,使研究生毕业后能够更好地将所学理论和研究成果应用于实践。
一、研究生培养模式现状
目前中国研究生招生规模逐渐扩大,可招收研究生的高校和专业也逐渐增多,为学生们提供了更多深造和学习的机会,但随之而来的问题也逐渐显现。在研究生的培养模式上,各大高校存在着不足和需要改进的地方。
首先,研究生培养模式单一。例如,悉尼大学的研究生培养模式体现了多元化的特点,既有研究型为主的研究型学位,又有以工程实践能力培养为主的工程型学位,学生可以根据自己的特点和兴趣选择发展方向[1]。中国硕士研究生教育一般为2年半,学生在校期间,既要学习相关课程的基础知识,又要撰写论文,阅读大量文献,同时还要为找工作做准备,这使得学生难以深入研究领域。
其次,研究生教育教学模式传统化。很多大学的研究生教学和本科教学并没有本质区别,即教师以口授为主,学生思维禁锢,课堂气氛不活跃,缺乏独立思考和批判精神。传统的教学模式不利于培养研究生独立科研工作的能力。
再次,研究生教育大众化,论文答辩形式化[2]。高校师资力量、基础设施建设与研究生招生人数的快速增长之间的矛盾,导致研究生培养质量下降。研究生的毕业论文大多是罗列和堆砌前人的研究成果,较宽松的论文评价标准和流于形式的论文答辩体制是造成这种现状的主要原因。
最后,研究生思想功利化。很多学生选择攻读研究生,其本身对科研并无兴趣,而是基于本科和研究生就业待遇的差异,这就造成研究生不能专心致力于研究,缺乏做研究所需的基本科研精神。
二、中国土木工程专业研究生培养模式探索
(一)确定土木工程专业研究生的培养理念及目标
土木工程专业研究生的培养应在保证硕士研究生具有正确价值观和良好道德情操、具备坚实理论知识和科研能力的基础上,侧重培养工程实践能力,使之能够具有解决实际工程中复杂问题的能力,成为与国际形势接轨、掌握建筑领域尖端技术的高素质工程型人才[3]。
(二)明确土木工程研究生培养质量的影响因素
单一的培养模式和传统的课堂教学模式,使学生的个性和特长得不到充分发挥,限制了学生的创造性思维发展,使研究生教育无异于本科教育,大部分缺乏独立研究和创新的能力。就土木工程专业来说,更应偏向实践和应用。
(三)研究生培养模式的建议
首先,高校应改革土木专业研究生教育模式。例如将土木专业研究生的培养类型细化到理论研究型和工程实践型等方向,使研究生的培养更具有针对性。在课程设置上,由于土木工程学科所包含的知识面宽,涉及的内容广,因此,课程设置要有针对性和普遍性,多设置基础课程[4],使学生主要掌握学习方法,而非单纯地学习课程本身。同时,教师要使学生形成完整的知识框架和体系,使学生有机会接受该领域最前沿的知识和研究方法,使研究生从基础知识的学习、查阅文献到撰写论文等工作中学到做科研应具备的基本素养和能力,并在此基础上使研究生将自己所学的知识应用到实验或实际操作中。
其次,针对研究生毕业后缺乏实践和动手能力的现状,高校应加强校企联合培养模式。鉴于土木工程本身的学科特点,实践与应用更是重中之重,因此,校企联合的培养模式具有更重要的现实意义。在教育体制上应尽快为高校创造条件,如建立产学研培训基地,使研究成果直接转化成社会生产需要,企业可以为高校的科研工作提供资金支持,同时高校可以为企业运作带来技术保障。高校还应为学生创造实践机会,使学生能够通过学校学习和社会实践,真正掌握和更深刻地理解所做研究的价值和意义。高校应实行学校导师和企业导师双导师制度,学校导师可以从事科研生产工作,企业导师也可进入高校学习和指导,这样既可以加强高校师资队伍建设,完善教育体制,又可以使土木工程研究生在科研能力和工程实践能力上得到充分提高。
再次,应借鉴国外教育体制,实行研究生教育宽进严出制度,这样既可以使更多的学生有机会接受更高层次的教育,又可以提高毕业生的素质和质量。严格控制毕业论文的通过率,提高论文评价标准,避免论文答辩流于形式。可以借鉴国外论文评价体制,对论文的质量采用等级制度,提高学生撰写论文的积极性。同时,在就业上应缩小研究生和本科生的待遇差异,这样既避免了研究生学习的功利性,又节约了国家教育资源,使土木工程研究生教育真正培养出具有科研精神和工程实践能力的高层次人才。
最后,加强自主创新能力建设是中国经济社会和发展的重要决策和部署,创新能力是人才所需要具备的重要内容。因此,研究生创新能力的培养是中国目前研究生教育的关键,研究生的创新能力培养是经济需要也是时代所趋[5]。土木工程创新型人才就是要在该领域提出新理念、新技术、新方法、新技术、新材料,能在土木工程领域有所创新。由此,提高土木研究生的创新能力需要设立该学科的高校和教育工作者不断探索和实践,提出切实可行的措施,可以将部分高校作为试点,将土木工程研究生创新能力培养理念深入到教学和实践中。
就土木工程专业的研究生而言,第一,高校应努力营造良好的创新文化氛围,注重研究生的学术交流活动,开展各类能够开发学生创新思维的比赛和活动。如建筑模型设计比赛或软件应用竞赛,或者举办学术论坛、设置创新课题等,提高和锻炼研究生独立思考的能力。第二,可以通过科学地改革课堂教学模式、调整课程安排,增强学生的创新意识,使研究生在课堂学习中得到创新思维的锻炼并且养成创新思维的习惯,而不是单纯地接受,墨守成规。第三,土木工程专业研究生教育应在保证研究生具有良好理论基础和科研能力的前提下,加强实践教学,培养研究生的工程实践能力。第四,教师也应提高培养学生创新能力的意识,鼓励学生积极思考和独立完成科研工作,将创新理念贯彻到教学实践中。
三、结语
通过对研究生培养模式的现状分析,对土木工程研究生教育提出了建议,借以引起教育工作者对研究生培养的重视。研究生培养是一个系统的工程,对于学生本身,应以更好地促进研究生自身能力的提高为目的,需要研究生在理论和实践之间找到平衡点。对于高校,从教学理念到教学模式都需要认真探索、科学改革,土木工程专业研究生培养更需要经过不断地实践和检验来找到一条适合经济发展和社会需要的研究生培养模式,真正为国家培养出高技术人才,使之成为科教兴国的中流砥柱。
参考文献:
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[3]范峰,邹超英,陈春霜.浅谈哈尔滨工业大学土木工程学科研究生创新能力培养[C]//高等学校土木工程专业建设的研究与实践――第九届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会论文集.北京:科学出版社,2008.
[4]吕志涛.研究生培养中要抓好六个环节[J].学位与研究生教育,2001(9):2-3.
[5]沈炎.土木工程专业创新型人才培养的思考[C]//高等学校土木工程专业建设的研究与实践――第九届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会论文集.北京:科学出版社,2008.
Postgraduate training mode of civil engineering specialty
LI Fanghui, ZHAO Yongjiang, ZHAO Wenjun
(School of Architectural Engineering, Heilongjiang University, Heilongjiang 150080, P. R. China)
为进一步提高土木工程材料课程的教学质量,笔者进行了大量的调查研究和文献分析,对南昌大学土木工程材料课程进行教学改革,并获得了省级和校级教改课题的支持。本文从教学内容、教学模式、教学方法三个方面阐述土木工程材料课程的教学改革情况,并进行了教学改革的效果评价。
一、教学内容的改革
土木工程材料种类繁多,各类自成体系,教学内容大多数是叙述性和分析性内容;同时,土工工程材料发展迅速,新材料层出不穷,以致学生在土木工程材料课程学习中难以抓住重点,出现什么都学、什么都学不好的情况。为了进一步提高土木工程材料课程的教学质量,增强学生课程学习效果,笔者从教材编写、授课内容编排、课时分配等三个方面对土木工程材料课程的教学内容进行改革。
(一)教材编写
2013年,南昌大学与其他兄弟院校编写出版了教材《土木工程材料》[12]。新编教材充分考虑到现有教材的不足,强化混凝土章节内容,增加了轻质混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土、再生混凝土、大体积混凝土、喷射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相关知识;根据实际教学情况,弱化部分章节,将石材、木材、合成高分子材料等章节内容进行相应删减;紧跟土木工程材料发展趋势,增加建筑节能材料章节;设置案例,在各章节中多设案例,引导学生用理论知识分析问题,与实践相结合。
(二)授课内容编排
根据土木工程材料课程特点,对授课内容进行重新编排,力求做到以下几点:突出重点内容,授课时以水泥、混凝土、沥青、沥青混合料为主要重点,以土木工程材料基本性质、气硬性胶凝材料、建筑钢材、新型墙体材料、建筑节能材料为次要重点,同时兼顾建筑功能材料、合成高分子材料、砂浆、石材、木材等;体现专业特点,注意授课内容与不同专业方向的有机融合,土木工程工民建方向专业重点突出水泥与混凝土的内容,土木工程道桥方向专业则要求掌握沥青混合料的配合比设计;水利水电工程专业则要求详细讲解大体积混凝土及其施工;紧跟土木工程材料发展趋势,更新教学内容,授课时将土木工程新材料(如新型混凝土、新型墙体材料)、新技术(如隧道盾构技术、大型混凝土构件预制技术)以及教师自身科研课题成果引入课堂教学中;结合工程应用,将国内外典型工程(如新型混凝土技术在三峡大坝、杭州湾跨海大桥应用)融入课堂教学中。
(三)课时分配
土木工程材料课程是一门理论性、实践性、实验性都非常强的课程,而土木工程材料课程的学时有限,在教学中合理分配课时是保证土木工程材料课程教学质量的关键。南昌大学的土木工程材料课程共48学时,其中课堂授课32学时,实践2学时,实验14学时,具体安排见表1。
二、 教学模式的构建
目前,土木工程材料课程的教学模式一般包括理论教学和实验教学两部分。笔者在重视理论教学的基础上,强调提高学生的实验实践能力。在土木工程材料课程中,除进行理论教学和实验教学改革外,还适当增加了实践教学环节。
(一)理论教学
土木工程材料课程需要让学生了解并掌握土木工程材料的组成、结构、生产、工艺、性能与应用的基本理论知识,为此,有必要将木工程材料课程的基本理论知识重组为土木工程材料的组成与结构、生产与工艺、性能与应用三大块进行统一讲授。同时可采用多媒体结合板书的方法进行理论教学,以达到缩减课时、增强教学效果的目的。
(二)实验教学
土木工程材料课程中现有的实验项目基本上是验证性实验,难以激发学生的学习兴趣和研究热情,因此在实验教学改革时,除了开展水泥实验、砂石实验、普通混凝土实验、沥青实验等验证性实验外,还设计了综合性实验和创新性实验。综合性实验是在设定原材料的基础上,进行不同强度等级、不同坍落度要求的高性能混凝土实验。创新性实验是让学生自选材料和自行设计实验。创新性实验前先将学生分为3~4个组并确定实验题目,要求小组同学查阅资料、集中讨论后完成创新性实验,比如减水剂与水泥相容性实验、缓凝剂对混凝土凝结时间影响实验、不同等级矿物掺合料对混凝土强度影响实验等。通过开展综合性实验和创新性实验,激发学生的研究热情,提高学生的自学能力。
(三)实践教学
在理论教学和实验教学的基础上,积极进行土木工程材料课程实践教学的探索与实践。组织学生到预拌混凝土搅拌站了解混凝土的生产运输过程,认知新拌混凝土的和易性,熟悉混凝土配合比设计,或组织学生到施工现场见识混凝土的浇注养护,了解建筑钢材的性能和加工,实现理性认识到感性认识的提升,从而大大提高了教学效果。
三、教学方法的改革
在教学方法上,土木工程材料课程教师在课堂上一般采用多媒体和板书相结合的授课方式进行教学,学生基本上都是被动接受知识,很少对土木工程材料进行更深入的思考。鉴于这一缺陷,笔者在课堂教学中,增加视频播放与课堂讨论环节,提供了网络辅助教学,完善考核方法。
(一)视频播放与课堂讨论
为让学生对土木工程材料的研究和发展有更深入的了解,特别是引导学生对土木工程材料进行更深层次的思考,笔者充分利用多年从事教学和科研工作的优势,特别制作了一段50分钟左右关于材料在仿生、智能领域研究和发展的视频资料,要求
学生提前自行观看,同时在课堂上也组织学生利用1个学时观看视频资料,之后用1个学时让学生走上讲台发表观后感想。
(二)网络辅助教学
网络辅助教学是高校数字化建设的重要体现,也是教师授课质量评价的重要组成部分。网络辅助教学为学生与教师之间搭建了一个很好的交流平台。教师可将很多相关的文档、幻灯片、视频资料上传到网络辅助教学平台上,让学生自行下载。学生也可在网络辅助教学平台向教师提问,教师可定期查看和回答学生问题。在教学方法上,网络辅助教学是对课堂授课方式的一种补充。
(三)考核方法
土木工程材料课程考核方法采用课堂考勤与课堂讨论、实验实践(报告)、期中考试(开卷)、期末考试(闭卷)四种形式相结合的全程考核方法,其中四种形式占总成绩的比例分别为15%、15%、20%和50%。四种形式相结合的全程考核方法,注重培养学生的自主学习能力和独立思考能力,全面评价学生的学习水平和课程的教学效果,对改变传统的一考定成绩、加强教学过程管理、分阶段检验教学效果、改革考试方法具有积极的意义。
四、教学改革的效果评价
土木工程材料课程经过上述教学内容、教学模式、教学方法的改革,可以让学生更好地掌握土木工程材料的理论知识,强化学生的自学能力,增强学生科研动手能力,提高学生创新能力,取得了良好的效果。
(1)授课内容:教师讲课内容有主次之分,学生学习理论知识不仅简单轻松,而且也更有针对性。对此教师可以适当减少理论课时,让学生有更多的时间进行实验实践。
(2)上课形式:在课堂上播放相关视频并进行课堂讨论,引导学生自主学习并积极发言,既能提高学生的表达能力,也能帮助学生对土木工程材料发展进行更深层次的思考,激发学生的创新思维,有利于学生养成独立思考问题的习惯。
(3)实验实践环节:除了部分验证性实验项目之外,还增设了综合性实验和创新性实验。综合性实验可以让学生在最短的时间内见识到各种不同要求的混凝土,创新性实验可以激发学生的研究热情。
(4)考核方法:采用上述四种形式相结合的全程考核方法,提高了学生上课的积极性,也有利于全面评价学生的学习水平和课程学习效果。
五、 结语
土木工程材料课程是集理论、实验、实践于一体的课程,学好土木工程材料,对于后续课程的学习具有重要的作用。鉴于土木工程材料课程本身的特点和学时的限制,要提高教学效果,使学生掌握土木工程材料知识,学会合理运用土木工程材料,必须从教材编写、授课内容编排、课时分配等教学内容,理论教学、实验教学、实践教学等教学模式,以及视频播放与课堂讨论、网络辅助教学、考核方法等教学方法三个方面进行土木工程材料课程的教学改革。本文对土木工程材料课程教学改革的思考,在教学实践中已得到了实施,同时也需要在教学实践中不断充实和完善。参考文献:
[1] 苏达根,张志杰,张慧珍,等.《土木工程材料》课程改革刍议[J].理工高教研究,2004,23(3):86-87.
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随着社会的进步,不管是在数量上还是在规模上,土木工程都得到了快速的发展,远远超过了原来的限制,所以对现有的管理理念和施工技术都提出了新的要求,为了土木工程能够取得更稳定更长远的发展,需要对是施工技术进行必要的创新,只有创新才是事物发展的不竭养料,所以,针对现在土木工程领域出现的问题,综合各方面的经验和研究力量,来对施工技术进行必要的创新。
关键词:
建筑施工;创新方案;土木
1土木工程建筑施工技术发展及存在的问题
1.1施工技术的总括
土木工程一般比较重视实践,也是为了实际的使用而发展起来的一个领域,现实工作中,可能会遇到各种各样的问题,所以施工技术都不是统一不变的,而是根据具体的任务和要求选择合适的施工技术,也就是说,具体的施工技术要受到施工环境的影响,还要受到施工内容和工程项目要求等的影响,所以具体的施工技术是不确定的,但是施工技术在整个工程中起着非常重要的作用,施工技术的好坏直接决定着工程结果的优劣,并且在具体的施工中,选择施工技术要非常的慎重,因为工程一开始,施工技术就不能被改变,除非遇到非常特殊的情况而不得不改变,否则就要一直持续到工程的结束,所以在选择施工技术的时候都是非常严格和慎重的。
1.2施工技术现状中存在的问题
目前,大部分的土木工程建筑都存在着诸多弊端,这些弊端影响了整个行业的发展,在经过详细得分析之后,本文总结了以下典型的弊端,首先是理论和实际相脱节,这是整个领域普遍存在的问题,技术的创造是为了使用,但是在具体的施工中,涉及了很多工作,比如最优控制、线性分析和反馈分析等,实际的施工要对这些知识进行综合的运用,所以单一的理论技巧和实际的施工存在着一定的脱节。除此之外还有施工技术的落后性,这是本文探讨的重点,传统的施工技术不能满足现在快速发展的土木行业,也满足不了社会对土木工程提出的新要求,所以要针对这些落后的技术进行非常必要的创新。以上就是在经过详细调查分析之后,总结出的典型的施工技术现状中存在的问题。
2土木工程建筑施工技术创新意义
进入新世纪以来,科技得到了飞速的发展,给人们的生活带来了很大的改变,同时出现的新颖的建筑理念和先进的设备也已经被应用在了土木工程的领域之中,成为推动土木工程发展的坚实力量,但是任何事物都有两面性,在促进土木工程发展的同时,也为土木工程领域带来了一定的问题。施工技术的创新不仅是整个土木工程行业的要求,也是国家进步和发展的要求,有着非常迫切的必要性,具体来讲,对施工技术的创新首先符合国家一直强调的创新的主题,建国以来,国家就一直在强调创新的必要性,所以,在土木工程领域,创新也是必不可少的,对着土木工程的规模和数量都在不断得扩大,对施工技术的要求也越来越高,虽然在国家、政府和专业人士的共同努力下,我国的施工技术和原来相比,有了不小的进步,但是和国际上最先进的技术相比,还是存在着不小的差距,因此,创新工作不容懈怠。同时施工技术的创新也非常有利于企业的竞争力,不管是哪一个行业或者领域,在现实的社会上都存在着激烈的竞争,优胜劣汰是企业生存都必须遵守的法则,为了提升企业自身的竞争力度,在社会上能有自身的立脚之地,在施工技术上必须进行创新,能够满足各种各样的具体工程。所以不管是从适应国家政策来说还是提升企业自身的竞争力上,施工技术的创新都是非常必要的。
3土木工程建筑施工技术的创新方案设计
3.1提高创新的意识
理念市场经济下,要想企业在激烈的土木工程竞争中取得稳定的发展,就必须要进行施工技术的创新,为此首先要强调创新的理念,这是创新工作开展的前提,只有企业上下都有一个创新的意识,创新工作才能够得以顺利的开展,所以要在企业中普及技术创新的理念,具体的实施手段可以有借助先进的传播技术,比如PPT、微信等,在企业的内部进行创新的教育,也可以学习其他进行技术创新之后取得成功的企业的典型实例,来增强创新工作开展的信心。
3.2完善创新的机制
创新机制是创新工作开展的详细步骤,也是创新工作开展的坚实保障,需要认真得对待,首先,针对施工技术存在的实际具体问题,来组建一个属于自己企业的专业的工作队伍,根据现实情况和企业自身的特色来进行施工技术的研究,来建造一个独属于企业自身的王牌技术,使得企业在激烈的竞争中取得一定的地位。除此之外,还需要引进创新性技术人才,这是一个企业保持鲜活生命力必不可少的一项工作,具体的做法可以是举行目的性强的考试,来选拔那些具有卓越创新型的人才,还可以在现有工作人员的基础上,提升他们的创新性,具体的做法可以组织创新培训,聘请业内先进的、专业的创新型人才来进行具体的讲座、或者派遣企业的核心技术人员参加先进的施工技术创新的交流会,缩短与行业前沿的距离。
3.3积极主动的应用
加强对创新技术的应用,只创新而不投入使用,就失去了创新的最终目的,将研究的技术束之高阁,只能是浪费人力和物力,所以在先进的创新技术研究出来之后,企业的负责人员要积极得组织具体的应用工作,来提升企业在施工技术上的创新性。具体的做法是当先进性的技术研究出或者是引进之后,企业负责人首先要做好带头工作,将企业的核心人才组织起来,根据具体的环境,讨论施工技术的使用情况,这也是土木工程施工技术创新必不可少的一项措施。
4结语
土木工程是我国一项重要的工作,对国家的经济效益和社会效益有很大的促进作用,随着社会的发展和科技的进步,土工工程建筑受到了很大的影响,尤其是在施工的技术上有了不小的变化,社会对土木工程建筑的施工技术提出了新的要求,传统的施工技术虽然已经为土木工程的发展带来了很大的促进作用,但是在大环境都发生变革的情况下,传统的施工技术已经满足不了社会发展的需要,并且已经开始出现了新的阻碍,如果不及时对施工技术进行创新,不仅会影响整个土木工程的发展,还会在国家激烈的竞争中,为国家带来不可估计的损害,所以以上本文研究的主题就是土木工程建筑施工技术的创新问题。总之为了保证土木工程领域据科学稳定的得进步,需要考虑施工技术的创新问题,为此,应该首先明确创新的必要性,接着认真仔细得分析现在施工技术存在的问题,最后根据实际存在的问题,积极得寻找相应的解决方法。
参考文献:
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[2]潘安平.建筑业技术创新的理论与实证研究[D].浙江大学,2002.
【关键词】土木工程材料理论课教学;科研项目
“土木工程材料”是土木工程专业必修的一门重要基础课程,在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位,在后续的各门专业课的学习中都将会涉及“土木工程材料”的内容。笔者在教学过程中发现,土木工程材料课程的特点主要体现在材料品种多样、内容繁多、各类材料自成体系。而工科学生往往习惯于逻辑运算和理论推导,空间想象力和数学思维能力较强,但不太善于叙述、分析、论证、归纳和总结,因而学生在学习土木工程材料课程时常常感到枯燥乏味。而理论课,是一种在实际操作前学习的课程,文字叙述多,容易使学生觉得这门科目说教味浓,学生往往觉得课程无趣从而失去学习的兴趣。同时,由于材料科学飞速发展,新技术、新材料层出不穷,大多数土木工程材料课本都以传统的旧材料为主,即使是有改版的教材也只是略微修改内容,并没有及时添加新兴材料以及先进工艺技术,使课程内容落后,不能给予学生最前沿的土木工程材料知识,阻碍学生进一步思考。
一直以来,运用科研来提升教学质量是当今教学的一个重要举措。把科研项目引入理论课教学,对现有土木工程材料传统教学模式进行改革与创新,探索科研实践、课堂教学与工程能力培养的有机结合,从而丰富教学内容、调动学生学习兴趣以及培养学生的科研能力,为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力培养奠定良好基础。
一、将科研项目引入理论课教学,丰富教学内容
土木工程材料理论课教学内容基本上是书本上的内容,学生认真看书就能明白的东西,传统老师上课一般是照着书本念,而书本常是很多年前就已经编辑好的内容,就算改版也只是略微更改一些内容,很少加入新的科研成果,缺乏科研含量。因此,导致学生常常对土木工程材料理论课提不起兴趣,也很容易学完就忘记,印象不深刻。同时,缺乏最新科研信息也不能给学生在学术上以更多的启迪,激发不起学生学习的积极性和主动性、直接影响了教育教学的效果。
“土木工程材料”课程主要讲述工程材料的性质、用途、生产和使用方法等,教学内容只局限于教材,学生积极性也受到了限制,如果在教学中,将土木工程材料的最新科研成果融入到平时的课堂教学中,及时对教学内容扩充,丰富教学内容,不仅可以拓宽学生知识广度,也可以加深学生对各种材料性质性能的印象。例如在讲建筑材料时,可以向同学们介绍当今国内与国外建筑节能材料的运用,可以运用于哪些方面,结合实例,给学生介绍先进的建筑节能材料研究成果,让同学们对本课程的学习目的和意义有更进一步的理解,给予学生最前沿的指导,丰富课堂内容,加深同学们对课堂内容的记忆。
二、将科研项目引入理论课教学,调动学生学习兴趣
土木工程材料课程内容又很多,涉及的材料多达几十种,每种材料的性能又千差万别,为完成教学任务,大多数教师的教学方法主要以“满堂灌”的方式为主,未能留出足够的时间和精力来引导学生独立思考、发现问题并相互讨论。灌输方法一直是理论课教学的主要方法,但是传统的灌输教学方法很被动,学生往往是被灌输知识,而不是主动的去掌握知识,教学效果很不理想。随着大学生创新思维的变化、学习方式和接受新知识的能力的变化,传统的土木工程材料教学方式也应将以往的灌输方法进行变化,充分利用现在学生对新兴事物的好奇心及探索精神,将科研项目引入理论课教学。
实践证明,高水平的教学需要高水平的科研作支撑,高水平的科研也需要高水平的教学实现其价值,人才的培养离不开教学和科研的相互渗透。将科研项目引入理论课教学,学生不但要学习书本上的内容,还要按要求完成一定的科研小任务,变被动听课为主动参与课堂,有利于调动同学的激情与热情,积极探索未知知识,锻炼一定的思维能力和科研能力。老师在上理论课时,可以将自己的项目带着学生一起完成,或者提出一个适合本科教学的项目,将班级分成小组进行讨论、查阅文献或动手做实验,让学生向同学们介绍自己参与科研项目的心得与成果,以此活跃课堂气氛,激发学生学习的热情与兴趣,积极主动的参与到课堂并在讨论与交流的过程中使学生相互进步。
三、将科研项目引入理论课教学,培养学生科研能力
把科学研究引入教学过程,有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力,使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法,结合教学开展科研。但是,学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配,所布置的科研实验不能使学生感到难度较大无从入手,这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的,授课教师在课外花更多精力进行指导,并提供试验的场所和实验条件,使学生从中受益。
学生在上课时,不但要搞懂书本的内容,更重要的是学习研究方法、思维能力以及动手实践能力。教师应教给学生科学研究方法,搜集资料、查阅文献、设计与进行实验的方法,同时,结合课堂教学,给学生介绍科学家的治学精神、治学态度和治学方法,以培养学生热爱科学事业,从事科学研究的理想和决心。
将科研项目引入课堂,使学生接受的知识与先进科研齐步,学生不单只是接受书本的内容,更要注重的是思维方法的学习,学会发现问题、提出问题、分析问题和解决问题。通过对学生进行科学思维的训练,使学生从接受知识逐渐转向探索问题,从而培养学生的创造力与解决实际问题的能力。同时,激发学生对土木工程材料理论课程的学习热情,掌握一定的科研能力,为将来进行科研活动打下基础。
四、结束语
通过理论课教学与科研项目相结合,丰富教学内容,优化教学模式,完善课程体系建设,及时更新补充新型材料教学内容,弥补新技术迅速发展而教材书本滞后的不足;在课堂教学中通过各种科研项目向学生介绍土木工程材料科学技术研究的新进展,使枯燥的理论课教学变得形象生动。将科研项目带入课堂,让学生更好的参与科研活动,使理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,提高学生解决实际问题的能力。
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作者简介:
关键词:土木工程概论;翻转课堂教学法;教学改革
引言
土木工程概论课程是1998年7月教育部重新修订并正式颁布《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》后,在“大土木”框架下我国高等学校土木工程专业和工程管理专业新增的专业必修课程及其他相关专业的选修课程[1].旨在帮助土木工程专业及相关专业新生了解土木工程的历史、现状和未来;熟悉土木工程所涉及的工程范围;掌握土木工程的基本结构形式和工程建筑形式;掌握房屋建筑、道路、铁路、桥梁、水利水电、地下结构、特种结构等所涉及的基本概念、基本知识;了解它们的基本理论、基本方法;了解土木工程中计算机的应用和工程管理的规范;了解土木工程专业的培养目标、主要课程设置、就业前景以及职业规划等内容,以便学生尽快了解并热爱这个行业,培养专业学习的兴趣,树立学习的目标,为后续课程的学习奠定良好的基础[2].由于土木工程概论在整个学科体系的重要性,一些高校相继开展了“土木工程概论”课程的教学实践改革探索,已取得了一些有益的经验[3-6],值得借鉴.但随着新材料、新工艺、新技术在土木工程领域的飞速发展,以及信息技术对高等教育教学带来的冲击和机遇,探索适应这一新形势下土木工程概论这门课程的教学方法非常必要和迫切.笔者结合海南大学教学改革实践项目,对土木工程概论课程的教学模式、教学手段和教学方法进行了有益的改革及创新.
1课程教学中现存问题
《土木工程概论》作为土木工程相关专业的一门开设历史较短的专业基础课,在教学实践和教学研究方面都不太成熟,存在诸多问题.
1.1专业知识宽泛,对教师素质要求较高
作为土木工程专业入门的概论课程,决定了该门课程专业性较强,而且涵盖的领域极为广泛,涉及土木工程材料、基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建设项目管理、土木工程防灾与减灾等诸多方面内容.因此,比较合理且有效的做法是采取不同学科多位骨干教师共同授课的方式,每位教师讲授自己最擅长的学科方向,共同完成土木工程概论的教学任务.但我校的实际情况是土木工程专业面窄,教师的专业背景接近,而且每位专业教师都肩负繁重的教学任务,很难建立一支具有不同学科背景且实践经验丰富的土木工程概论课程教学团队.因此对于独立承担该门课程的教师,应不断拓宽专业知识面,积累工程实践经验,并自觉探索和尝试各种先进的教学理念及技术手段来提高课程教学效果.
1.2内容较多,课时较少
对于土木工程概论课程的设置,参照《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的指导,各高校根据各自的办学历史、专业设置和发展定位的不同,在教学内容取舍、学期安排及课时设置等方面存在一定差异,开课时间一般为大一或大二期间[7],课时多则36学时[8],32学时[9],少则16学时[2].我校的具体安排是开课时间为大一第一学期,课时24,选用上海大学叶志明教授主编的《土木工程概论(第三版)》作为教材,该教材专业知识覆盖全面,共设15章,课程进度基本上是每次课(90分钟)要讲一至二章的内容,对于知识点较多的章节像建筑工程、交通土建工程及桥梁工程等课时尤其紧张,采用传统的教师逐个知识点讲解的方法,学生很容易疲惫,跟不上授课进度,教学效果较差.
1.3考核方式简单
对于课程考核方法,过去我们也和许多高校一样采用平时成绩加期末考试(开卷或闭卷)或写课程论文的形式,平时成绩30%,期末考试或课程论文占70%.因此存在考前突击死记硬背或论文抄袭现象,学生不注重平时学习的积累,掌握知识的牢固性大打折扣.
2课程教学方式的变革—翻转课堂教学法的引入
鉴于土木工程概论课程教学中存在的问题,考虑该课程专业覆盖面广、内容丰富,常识性知识较多的特点,结合学校教育教学改革及网络精品课程建设活动,笔者尝试采用翻转课堂教学法进行土木工程概论课程的讲授方式,取得了满意的效果.“翻转课堂”是一种基于信息技术的新型教学模式,与以往的网络教学有着本质的区别,其优势在于将布鲁姆的认知层次清晰分开了[10]:简单的记忆,理解,运用被放在课下,而高层次的综合运用和创新则可以在课上发生.这有助于学生的创新精神和实践能力的培养.克服了传统的填鸭式课堂教学模式,教师课堂教学压力大,老师没有时间为学生答疑解惑,学生没有时间对所学知识深刻理解,从而将所学知识内化成自己的才能或能力等缺点.近几年,翻转课堂教学法在国内外很受热捧,从基础教育到高等教育,涌现出不少成功案例[11-14].但在土木工程概论课程教学中采用翻转课堂教学法的研究未见报导.相比传统的填鸭式的教学,翻转教学需要教师花更多的功夫,进行全过程的教学设计,许多翻转课堂的论述都只是提出了大体的操作策略,而不同的学科和学习项目在实践操作中又各有区别.
3课程翻转课堂教学总体设计
3.1教学理念的转变
教学过程注重知识的传递,更关注学生的吸收内化.过去教学因为学时有限,只重视学习过程第一步即“知识传递”,忽略了第二步“吸收内化”.翻转课堂教学法通过学生课前对教学内容及教学目标的了解及学习,教师可以利用课堂组织学生进行讨论、鼓励学生参与到教学过程中,培养学生对知识的应用、分析、评价和创新能力.
3.2教学视频及课前学习资料的准备
课前学习资料除了老师精心准备的教学内容视频外,还包括经典的或时效性很强的与教学内容相关的纪录片、视频资料、工程案例和土木领域代表人物、专家学者简介.如英国国家地理频道推出的系列纪录片“伟大的工程巡礼”、央视的“超级工程”、Discovery的“无敌建筑”“工程大突破”、“建筑奇观-亚洲篇”及“建筑哲学”等,以及“911”恐怖袭击世贸大楼的倒塌、汶川大地震和“威马逊”台风等视频资料.工程案例包括中国古代的都江堰、赵州桥、现代的水立方、鸟巢、国外的比萨斜塔、帝国大厦以及世界第一高楼迪拜塔等.土木工程领域的代表人物、专家学者介绍包括北宋的李诫(《营造法式》的作者)、近代的詹天佑以及现代的茅以升、林同炎、刘恢先和李国豪等.教学视频的录制采用技术水平要求较低的录屏方式制作,并且根据教学进度安排,每课次按照教学内容的相互关系,制作3~4个教学视频,内容尽量简短精悍,以保证每个视频播放时间不超过15分钟.总之课前学习资料既包括基本教学内容,又包括激励和帮助学生自主学习的支持系统,使学生可以在课下按照自己的学习进度完成教学内容的学习.对于像土木工程概论这种常识性内容较多的课程学生完全可以出色完成任务.
3.3课前学习任务单
课前学习任务单可以使学生明确课前需要完成的自学内容,其设计与课前学习资料紧密配合,并考虑课堂活动中学生应提前做好的准备.因为学校网络教学平台的功能所限,教学视频中无法穿插与视频内容相关的问题,让学生在观看视频的过程中给出答案,以帮助学生保持注意力集中及提高学习效果.因此在学习任务单中明确学生每观看完一个教学视频应完成的任务,并给出具体的评价办法,从而作为考察学生课前学习效果的依据,并在课程平时成绩中予以体现.
3.4课堂组织
翻转课堂教学过程中,老师首先要完成从“讲台上的圣人”到“学生身边的导师”的身份转变,教师要少讲、精讲,把课堂教学的时空留一部分给学生.结合课前学习任务单及课前学习资料在课堂中组织问题讨论、课前学习心得交流及案例分析等活动,鼓励学生通过演讲、展示台、交流、论文等方式展现自己的学习成果和自学体会.实践经验表明课堂活动一定要与课前学习任务单相联系,这样既可以鼓励同学们认真自学的态度,又培养了学生自我学习的能力,从而保障课堂活动的效率和效果,真正使课堂活动助力和展现学生教学内容的“吸收内化”效果.
3.5课程考核
翻转课堂教学法,注重学生自学能力的培养,对学生平时学习的积累及课堂教学的参与表现均作为课程考核量化内容.具体做法是课程总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,各占50%.平时成绩中考勤、教学视频及网络资源学习记录、课前任务单完成情况、课堂讨论及专题研讨表现、课程论文或报告各占10%;期末考试采取开卷形式,除了考核应掌握的基本知识及概念外,重点考核学生运用所学知识提出问题解决问题的能力,试题结合地域特点或时事热点,设计灵活,如琼州海峡跨海大桥建设之我见,海南国际旅游岛基础设施建设意见等,为考生回答问题提供充分的思考空间,有利于考生发表自己的见解,展现自己的能力,发挥自己的水平.
4结语
“土木工程概论”作为学生接触的第一门专业基础课程,其教学效果的好坏对学生专业素质的培养和后续专业课程的学习影响深远.应用翻转课堂教学法对土木工程概论课程的讲授方式进行变革,能充分发挥现代信息技术的优势,为学生开启个性化学习之门,提升学生的自主学习意识和能力,激发学生的创造性思维.从而推动学校教育信息化生态系统的建立和发展,实现创新人才培养模式,提高人才培养质量的目标.
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【关键词】独立学院 土木工程 培养模式
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)16-0063-02
随着我国经济社会迅速发展,社会对土木工程人才要求不断提高。传统土木工程培养模式重理论轻实践,培养的人才很难适应社会现实需求,跟不上现代土木工程发展速度,本科毕业生实践动手能力差,在部分岗位上甚至不如大专生适应能力强,备受用人单位诟病。追究其原因,主要在于高校人才培养模式与工程实际脱节,学生个人品牌不突出,竞争力弱,办学无特色,所培养人才不能满足工程需求。为适应市场需求,近年来对土木工程专业的人才培养提出了新的要求:强调培养理论基础扎实、综合素质高、具有创新意识和实践能力的应用型复合型人才。而近几年新兴的独立学院已经成为培养应用型人才的主要力量,而独立学院与一般本科院校、高职高专院校的培养目标、师资、实验设备等均不相同,套用一般院校的学生培养模式并不合适。本文以独立学院为依托,探求土木工程专业学生实践能力和创新能力的培养模式。
一 独立学院土木工程系的教育现状
我国独立学院兴起时间不长,对市场把握不够充分,人才培养目标与市场需求不够统一,还存在很多问题,主要表现在以下几方面:
1.人才培养定位模糊,培养目标不明确,办学缺乏特色
这是独立学院人才培养中最突出的问题。多数独立学院照搬母校土木工程专业培养计划,重理论、轻实践,忽略了本校学生的特点,导致培养出来的毕业生在就业市场中出现“不上不下”的尴尬局面。
2.课程体系设置与市场需求不符
课程体系的设置应根据本校学生特点制定,并能顺应市场需求。独立学院土木工程系学生毕业后主要从事施工、管理等一线工作,这些工作对学生创新能力和实践能力的要求较高,而当前的课程设置过于注重理论知识体系培养,实践性课程略显不足。
3.独立学院中师资力量匮乏
独立学院中的教师多数为无工程实践经验的年轻教师,严重缺少“双师型”教师,而土木专业是一个实践性很强的专业,这就制约了土木工程人才培养水平的提高。
二 提高独立学院土木工程专业学生实践能力与创新能力的途径与方法
独立学院是培养应用型人才的关键力量,培养模式要紧紧围绕实践能力和创新能力这个主题来进行。要明确人才培养目标,立足地方经济建设,以为地方培养人才为己任;要培养学生的实践能力和创新能力,必须从理论教学体系、实践环节、师资等各方面入手,全力改革。
1.确立明确的应用型人才培养目标,充分发挥地方特色,实现校企合作
独立学院大多数是地方性院校,地方性是学校的第一特征,独立学院应把培养社会需要的应用型人才作为教学理念,以市场需求为导向,完善突出学生实践能力和创新能力的人才培养模式,本着“融入地方,服务地方”的办学理念,确定适合地方发展的应用型人才培养目标。
土木工程是实践性很强的专业,要培养学生的实践能力和创新能力,必须充分发挥地方资源,通过校企合作实现理论联系实际。具体措施为:(1)主动争取地方土木行业、企业的支持,建立校企合作的实习基地,定期分批送学生到实习基地学习,如学生入学之初进行认识实习,学习完成某科重要专业课后进行实践实习,即将毕业时进行毕业实习等形式。(2)主动邀请地方土木行业中专业工程师走进课堂,进入学生实习基地,用他们的工程实践知识、技能去指导学生实习,与学院一起培养学生的实践能力和创新能力。
2.完善理论教学体系,在专业课程教学中渗透创新意识
独立学院土木工程系理论教学体系可采用“基础课+专业课”的模式,其中基础课包含了公共基础课和专业基础课,其中公共基础课是院级平台,一般由学院统一制定,而专业基础课是土木工程系级平台;专业课主要包含专业方向课程,可按市场需求灵活设置。
在土木专业基础课程和专业课程教学中应融入创新意识,具体措施为:(1)增设土木法制类课程,提高土木人员的职业道德和法制素养;(2)推进土木系精品课程建设,提高教学质量,然后以市场为导向,及时更新教学理念;(3)通过工程图纸识别、工程案例分析等教学手段,把土木专业课堂教学与实际工程紧密联系起来。
3.加强实践性教学环节,增强学生的创新能力和实践能力
实践性教学是培养学生创新能力、实践能力的重要方法,相对课堂讲授来说更直观,是对理论教学的综合体现,是理论联系实际的有效途径,有着理论教学不可替代的作用。土木工程系中与专业有关的实践性教学环节主要包括专业实验、实习、课程设计和毕业设计四大环节。
第一,加强实验室建设,拓展实验课教学覆盖面。实验室教学是课堂教学中最接近实践的课程,也可以把实验室看作校内实习基地,是学生学习理论知识后与实践相联系的第一步,所以必须加强实验室建设,加大资金投入。首先必须把土木行业中最基本的设备纳入实验室,其次不断购进先进实验设备,把新设备新仪器的应用内容加入到实验教学中。
第二,做好实习教学环节追踪监控,保证实习效果。实习是理论联系实际,提高创新能力、实践能力的重要环节。实习分为认识实习、课程实习和毕业实习。认识实习和课程实习一般较为集中,实习时间较短,可每20人安排一位指导教师,对现场所见进行讲解、分析,实习完成后以实习报告形式结题;而毕业实习要求学生深入工程第一线,参与工程实际,由于学生人数多,且较为分散,学校管理工作备受挑战。这就要求学校针对学生实习内容,安排校内指导教师,实习企业安排校外指导教师,双管齐下,校内指导教师对学生实习过程定时电话追踪,校外指导教师要求其每天完成实习日志,并完成实结,通过这些措施保证实习效果。
第三,注重课程设计选题,通过争优答辩提高学生学习积极性。课程设计是对某门专业课的一个理论总结和实践联系,是实践教学的重要组成部分。课程设计从选题上必须联系实际工程,与当下工程技术接轨,明确课程设计的任务和目标,制定详细的课程设计指导书,保证课程设计顺利、优质完成。为了调动学生积极性,同时挖掘学生的创新能力,可以在课程设计完成后进行争优答辩。
第四,采用“边实习,边设计”的新型毕业设计实习模式。毕业设计是土木工程专业学生的最后一门必修课程,也是对大学四年学习的一个重要总结。以建工系为例,毕业设计主要包含建筑设计、结构设计、施工组织、概预算等几部分,每一部分都与实践紧密相连,可采用“边设计边实习”的毕业设计实习模式,把毕业实习与毕业设计相结合。在进行毕业实习之前下发毕业设计任务书,由指导教师为学生详细解答任务书,让学生带着问题去实习,这样就增加了实习的有效性和针对性,增强了学生解决问题的能力,也有利于毕业设计的顺利完成。
4.加强师资培养,完善“双师型”教师队伍建设
教师是学生的领路人,教师素质直接影响到学生培养目标。学生培养目标为创新能力和实践能力较强的应用型人才,这就要求教师是不仅具有学术和教学水平,还必须具有较强的土木工程实践能力的“双师型”人才,加强师资培养,完善“双师型”教师队伍建设迫在眉睫。(1)依靠校企合作,从企业中引进或聘用有丰富实践经验,兼有较高学术水平的高级技术和管理人员来充实教师队伍或做兼职教师;(2)设立“双师型”教师专项资金,鼓励本院教师学习进修,到工程实践中去,提高专业能力,也可以结合土木系实践教学环节和校企合作,加强教师现场实践技术训练,最终能把专业知识、教学知识与生产实践结合起来。
三 结束语
综上所述,独立学院土木工程人才培养必须立足地方,顺应市场,以培养应用型人才为目标,大力加强学生的创新能力和实践能力,只有这样毕业生才能受到用人单位认可,学院才能办出特色。
参考文献
[1]教育部高等教育司.高校卓越工程师教育培养计划实施探索与国家创新工程技术人才培养方案指导全书[M].北京:高等教育出版社,2011
【关键词】应用型人才培养土木工程教学改革
引言
土木工程作为各类建筑的技术、科学与工程总称,在现代技术与经济建设不断发展的当下,土木工程的相关专业已经进入稳定的状态,同时土木工程专业的师资队伍、教学环境、学科建设也都有了明显的变化。最近几年,随着土木工程的专业调整、人才模式更换,让土木工程的教学改革与实践分析都发生了极大的变化,特别是以重点院校、名校为代表的研究院,在该方面得到了前所未有的突破。作为应用型人才培养的院校,怎样面对市场,突破自我发展,就是学校教学改革必须考虑的问题。
1.基于应用型人才培养的土木工程专业教育现状
1.1观念陈旧
国内的土木工程专业,受传统思维、学校环境与师资力量影响,人才培养整体落后,教育主线模糊,尚未形成真正的人才培养模式。造成这种局面的原因是:认知不够,以创新与工程素养为重点的教育理念还未树立;教育观念落后,重理论、轻技术的现象严重,让应用型人才培养在教育理念、顶层设计、人才培养上,和现代工程教育差异太大。
1.2教学体系滞后
当代中国的土木工程教育框架是从前苏联教育模式的背景上发展的,经历多次变革,但始终没摆脱传统理念约束。自改革以来,不管是理论内涵还是实践都出现了变化,但高校土木工程专业的反应缓慢,在课程结构、培养方案、实践教学中没有本质变化。在教学体系上沿用专业基础、基础理论与专业老三段的方式,不能满足当代社会要求。
2.基于应用型人才培养的教育改革
2.1确立教育理念,重构教学体系
转变不合时宜的思想观念,落实工程教育方针,加大土木工程专业改革,确保教育条件、环境、队伍与机制建设。结合土木工程综合型人才培养要求,将人才培养作为根本依据,将培养实践能力、工程意识、工程技能、创新能力作为教育主线,着重突出实践主线,形成有效的实际体系。根据“三位一体”的模式,实现教学目标,优化教学比例,引入项目设计、开放式教学、顶岗实践等模式,这样才能发挥导师指导价值。
2.2结合教学体系,优化教学内容
将工程人才作为发展依据,不断深化课程内容。结合工程人才定位,面对土木工程的专业知识、基础理论、先进技术,对课程内容进行更新。同时将素质教育渗透到教学中,整合科技活动与工程项目,不断培养学生的创新与工程能力。根据发展要求,对教学内容进行更新,在已有的教材背景下进行补充、创新与剪裁,帮助学生培养思考与解决问题的能力,通过创新与工程能力培训,提高学生的创新、动手能力。
2.3形成“五位一体”的培养模式,优化教学方式
将工程创新作为指引,形成“五位一体”的培养模式,对当代不合时宜的教学观念进行改革,把应用型专业人才向工程创新的方面靠近。将案例教学作为依据进行启发式教学,利用工程案例把各类技术与知识集中在一起,反映土木工程的综合诉求,以此开拓思维与视野。另外,还需不断增强课外科技活动,培养学生的创新能力。将科技活动渗透到人才培养机制中,计入学分,形成各种科技竞赛与师生参与的激励方案,这样才能为科技活动与制度给予保障。
2.4深化教学团队培养机制
一方面,形成以土木工程为核心的专业教学队伍,根据培养目标,做好教学团队的建设工作。在优胜劣汰、学习提高的应用机制中,优化教学团队。另一方面,做好“双导师”的队伍建设工作,优化校企人才培养机制。结合教学规划与师资情况,进行分化与教学。
人类社会不断地发展前进的动力来源于科学技术创新,科学技术创新的源泉来自于创新能力的培养及创新型人才的培养。高等学府作为创新型人才培养的主要基地,如何在对大学生学习生活教育中行之有效地做好大学生创新能力的培养,培养大学生积极创新意识,仅依靠极少数学生参加一两项大学生创新性实验计划项目,是十分不足和远远不够的。总结土木工程材料课程多年来的实践教学经验,在培养学生创新思想、创新能力方面,逐步形成课堂理论教学、实验、工程实践教学、科研创新性实验计划多种形式结合的创新能力培养方式。在土木工程材料课程教学中,学生创新能力培养路径如图1所示。其中,学生创新思想和创新意识的培养主要通过课堂理论教学及实验课教学实现,实践创新能力和动手能力的培养主要通过工程实践教学及科研训练计划来实现。
二、土木工程材料课程进行学生实践创新能力培养方法
(一)注重课堂启发教学培养学生创新能力
传统课堂教学是大学理论知识传授、学习的主要途径,通过老师在课堂讲授和引导学生学习,从而使学生获取知识。在课堂教学过程中,老师的思维模式、理论知识讲解、工程实例分析及个人素质修养,都可能会对学生的学习、生活甚至以后的工作产生深远影响。因此老师在课堂教学过程中要注意自己的言行举止,同时可利用自身创新思想和理念去引导对学生进行创新能力的培养。在土木工程材料课程课堂教学过程中,注重对学生的创新思想和理念的培养。老师在课堂教学上以工程中实际问题对学生进行提出问题,由学生利用已掌握理论知识进行思考分析、提出解决工程问题的方案,再由老师进行总结点评分析。长期以来,得以形成老师提问--学生思考分析--提出解决问题方案--老师总结点评分析的创新思维模式培养方式,学生变被动学习为主动学习的创新的思维模式。使学生进行主动创新思维成为一种习惯意识。为了能培养所有学生去进行创新思维,在课堂教学中随机对学生进行提问,并将课堂提问回答表现情况评分计入学生平时成绩中,充分发挥学生学习和思考的潜在能力,使学生产生学习专业课程的兴趣。对于学生提出的富有创新性的想法,鼓励学生去查文献、写文章。
(二)利用课程实验实践教学培养学生创新能力
课程实验实践教学环节是《土木工程材料》重要的实践教学内容,学生通过课程实验操作学习,对课堂所学理论进行验证,通过课堂试验操作、培养锻炼学生实践动手能力。由于教学计划规定土木工程材料课程学时较少,在课堂教学中进行创新性实验受到时间限制,为此,要求学生利用教学计划创新实验周,自主设计创新实验、自己动手完成实验,分析整个实验过程和结果。
(三)开展零距离的工程实践教学
在《土木工程材料》课程教学中,如何建立单独唯一的材料特性与工程实际两者之间有机联系,需要在教学中充分认识到土木工程材料课程的实践性,在课外创造条件让学生零距离接触实际工程,在工程实践中对课程理论知识有了具体的感性认知,将课程理论知识进一步充实巩固。利用社会资源联系混凝土搅拌站、建筑材料市场、施工工地现场等实践场所,安排学生课余时间参观实习,并请相关人员进行实践实习指导实习。使学生对工程中建筑材料的选用和具体的施工生产过程有所熟悉,并对材料发展趋势有所了解。课程时间和外界环境允许的情况下尽可能组织学生进行课外实践调研,要求学生对建筑材料市场进行调研,对常用建筑材料进行分析对比,并就调研情况分组进行总结、讨论。通过实践调查环节不仅使学生对土木工程材料有了感性认识,同时对学生的交际能力和综合专业素养也有了提高锻炼。采取这种课堂理论教学结合工程实践,交叉渗透的零距离工程实践教学模式,具有优势互补、理论与实践相互促进,对《土木工程材料》课程教学效果明显地提高。
(四)实施大学生创新性实验计划项目培养学生创新能力
近年来,学生的创新实践能力培养得到学校的高度重视,教学管理部门不断进行探索研究适合本校的管理政策措施。《土木工程材料》课程组老师紧抓学校政策,结合自己的研究方向积极指导学生申请大学生创新性实验计划项目。近年来,申报创新性实验计划项目的学生人数逐年提高,积极性高涨,效果十分理想。在大学生创新性实验计划项目中,采用分期的能力培养模式。初期,指导老师主要从科研态度、思想、思路、方法手段等方面进行引导,要求学生多看文献,组织对文献学习讨论,期间主要进行理论知识学习和收集分析整理资料能力培养,为下一步科学研究打下一定的基础。这一时期学习安排,以指导教师为主,学生主动配合完成任务。后期,学生配合指导老师制定创新性实验计划项目研究进度,按时完成规定研究内容。这一时期项目研究安排,以学生自主创新性研究为主,教师进行辅助指导,着重培养学生创新实践能力。
关键词:施工技术;技术创新;问题探究;土木工程
现阶段我国的土木工程建筑行业存在着许多问题,这也使得国内的土木工程建设产生了进度滞后的状况。我国的土木工程建筑行业要想真正的在技术创新上取得突破,那就要将过往的建筑经验进行有效整合,力求从中寻找出有利于建筑技术创新的有效经验,并积极落实到今后的工程建筑中。我国的土木工程建筑行业应该充分重视自身建筑实力的提升,这样才能对我国建筑行业的发展起到健康良好的保障作用。
1新技术在施工工程中的重要性
土木工程在建筑时具有较为复杂的特性,这主要体现在建筑时环节的多样性和繁琐性中。土木工程要在建筑时保障质量,就要紧密连接土木工程的施工环节与最终工程环节,才能更加有效地对土木工程的建筑质量起到一个更加有效的保障作用[1]。另外,要想真正有效地促进我国土木工程建筑质量的提升,必须及时引进先进的工程技术。图1是我国某大学生的一项毕业设计,是一个可以承载一定水量的水利枢纽工程。该同学在图纸设计时,首先找到了一个较为合适的山体进行研究,在对山谷进行了一段时间的观察后,开始对山体的基本构造进行描绘。之后在图纸上描绘山体的等高线模型,同时,也对周边的居民居住情况进行了考察。在收集了充分的数据后,该学生便开始设计图纸。我国的土木工程建设如果都能够在工程开展前把数据准备工作做好,就能使我国的土木工程建筑质量得到有效的保障,使我国的建筑行业处于一个良性的可持续发展状态。
2土木工程建筑施工技术特点
2.1整体性
土木工程是一个极具整体性的有机完整建筑,要想真正地有效保障建筑质量,就要从建筑环节入手,在建筑过程中将土木建设的每一道环节与工序做到完美连接,将人员做到有效配合,才能使我国的土木工程建筑质量得到有效保障。所以说,土木工程建筑技术的整体性对土木工程建设非常重要,这就要求今后在进行相关工程时首先考虑土木工程的相关整体性。
2.2复杂性和易受干扰性
土木工程建筑的2个最为基本的属性就是建筑的复杂性和易受干扰性,这些因素的产生主要是因为土木工程体量巨大。土木工程是工程建筑时极其耗时与耗材的一项工程,要完整开展一项土木建设工程就要消耗巨大的资金来推进工程进行,这也就意味着其代表着多方面的利益。利益方的数量多就会产生许多的需求,这就需要同时考虑多方面的利益,因此土木工程的开展变得极为复杂,相关项目的推进也变得极为缓慢。
2.3渐变性
我国社会进步的速度越来越快,这就需要我国的建筑企业在进行土木工程时,要有效考虑土木工程建筑的渐变性。在现今的建筑工程中,首先对建筑材料的渐变性做到合理有效的考虑,才能让土木工程建筑有着更加明显的渐变性体现,才能建设出适应时代变化的建筑。
3存在的问题
3.1对于基础性与实用性理论的研究有许多局限性
现在大学中学到的有关土木工程的建设工作一般都是一些基础性的理论知识,只凭借这些知识是很难推进相关工程建设的。在推进工程建设时会出现这种情况,主要是因为土木工程建设还存在一系列推进建设的实用性理论,这些实用性理论一般很难能从书本中学到,一般只有参与了足够数量的工程建设后才能将其熟练掌握,这就使得进行土木工程时存在一定程度的局限性。
3.2缺少高素质的技术创新管理团队
目前在土木工程中往往会出现一些建筑责任推脱的现象,建筑工程人员不能有效地对建筑中的各个施工项目做到一定的责任承担,这就使得土木工程项目开展时进展效率低下。这种现象的出现会对工程的开展产生恶性循环。如果不能及时规范的话,那将会对土木工程的建筑质量起到极其严重的影响。
4土木工程建筑施工技术的创新途径
4.1生态化施工技术
在进行土木工程建筑时,建筑商不能只考虑建筑的利益,也应该对土木工程的生态性进行合理有效的考虑。所以,今后我国的建筑商在进行土木建设时应该积极应用一些生态化施工技术,才能保障建设的可持续发展。
4.2与计算机技术结合的施工技术
目前,我国的现代化技术飞速发展,我国土木工程建筑业应该及时推进建筑技术的现代化,将计算机技术有效地融入到建筑环节中,对土木工程建筑技术进行不断创新,才能有效提升我国土木工程的建筑质量。
4.3深基坑技术
深基坑应用技术是项目方进行土木工程建设最基础的保障工作,深基坑的建设会在建筑的稳定性方面得到有效体现。如果一个工程项目中的深基坑项目质量得不到有效保障,那么工程项目的质量根本不能保障其使用上的安全性。因此,我国应该更加注重深基坑方面的技术改进,使我国土木工程建设得到更加有效的质量保障[2]。现阶段,提高深基坑支挡技术稳定性的创新方向主要是向桩锚结合、旋挖、支挡与承重结构结合等方面进行创新。如果在土木工程开展过程中能够将以上方面考虑进去,那将会使我国的土木工程各项水准得到有效提升。
4.4自动化技术
在土木工程中,如果有效运用自动化技术的话,可以有效减少土木工程的工作量,同时可以有效提高我国土木工程的推进效率,加速产业中人力资源的替代和有效利用,使我国土木工程的效率得到充分提升。
5结语
在我国经济高速发展的情况下,将施工技术创新放在土木工程建筑的重心位置,加强重视施工技术创新,才能使我国的土木工程有着更加长足的进步。
参考文献:
[1]张洪伟,程敬义,朱传奇,等.深部高温矿井大断面岩巷TBM智能掘进技术:以“新矿1号”为例[J].煤炭学报,2021,46(7):2174-2185.
关键词:建筑材料;实验教学;开放实验
中图分类号:TU5-4文献标志码:A文章编号:1005-2909(2012)05-0114-04
应用型本科院校主要为地方或区域经济建设与社会发展服务,为提高人才职业竞争力,除了培养少量研究型和技能型人才外,把面向生产、管理、服务一线的应用型人才培养放在首位[1],更要注重社会化与个性化的统一[2-3]。土木工程材料实验作为土木工程专业实践教学的一部分,要打破原有局限,构建从课堂内系统、综合的实验操作到课外开放的自助式实践训练,形成演示性、验证性、设计性、综合性、研究性、应用性的多层次实验体系[4],以体现应用型人才的培养目标。
一、土木工程材料实验组成
土木工程材料实验除了土木工程材料课程基础实验外,还包括部分学生为参加学科竞赛而进行的实验,或者与毕业论文相关的实验以及为了创新科研而开展的开放实验。
(一)课程基础实验
各高校土木工程材料实验大致10~18学时,主要包括土木工程材料课程常规实验项目,如材料的密度、表观密度实验;水泥性能实验(标准稠度用水量、凝结时间、胶砂强度测试);混凝土用砂石实验(表观密度、筛分析);混凝土和易性实验;混凝土强度实验;砂浆性能实验;沥青实验(针入度、延度、软化点)。虽然各高校都要求课内开设一定比例的综合性或设计性实验,但受到实验学时数、实验设备和实验场地的限制成效一般。(二)学科竞赛实验
学科竞赛以综合性、设计性实验为主。从2010年开始,“全国大学生混凝土设计大赛”每两年举办一次,面向全国各高校大学生,由全国高等学校建筑材料学科研究会主办。大赛期间,各参赛队现场进行混凝土设计(包括根据现场材料和混凝土工作性进行调整)、试件成型、快速养护、性能测试等实际操作,并对试验结果进行数据处理和设计方案修正。比赛最后阶段,各队根据评委会的提问进行陈述答辩。此外,全国混凝土设计大赛从2010年开始,每年举办一次,邀请各地混凝土生产龙头企业、高等院校参加。2011年的大赛主题为“轻质与高强:普通混凝土强度和容重设计”,设计思想为“以最低容重实现设计强度”。这类大赛的举办促进了课堂理论与实验实践相结合,激发了学生学习积极性,提高了对所学知识的综合运用能力,不仅检验了学生对现代混凝土材料科学和制备技术的掌握程度,也促进了混凝土行业创新性人才的培养。
(三)科研实践类开放实验
开放实验既有教师提供的选题,也有学生自主选题。学生参加开放实验的目的各不相同,或凭个人兴趣,或为参与教师科研课题,也有纯粹为了拿科研创新学分,但开放实验是课程基础实验一种不可或缺的拓展和补充形式,可帮助学生形成创新意识和创新思维,提高专业技能、技术创新能力和综合素质。以土木工程材料为选题做毕业论文的学生一般都需要围绕研究课题开展实验,完成实验方案、实验步骤、实验原材料选择、实验方法确定、实验操作、测试结果与分析全过程。浙江省面向大学生的“新苗计划”就是以课题资助的形式鼓励大学生在校期间开展科技创新。
二、土木工程材料实验存在的问题
(一)课程基础实验学时欠缺
土木工程材料课程基础实验以演示性和验证性实验为主,且目前标准教学班人数均超过30人,甚至达到60人,实验场地、实验设备台套数难以满足教学要求难。演示性实验效果不佳,无法给学生留下深刻的感性认识。而目前各高校对课堂实验部分都要求综合性或设计性实验必须占到一定的比例,综合性或设计性实验往往持续较长时间,且所占学时较多,容易影响其他课程实验内容在教学计划学时内的完成。
(二)课程实验内容不足以体现行业发展和职业导向
随着能源的日益紧张以及对能源战略的重视,新型建筑材料不断更新,土木工程材料不断向绿色化、复合化、多功能化发展。工业废渣在混凝土中被资源化利用;各类高效外加剂在混凝土中广泛使用;传统墙体围护结构粘土砖被新型墙体材料如加气混凝土、轻质小型混凝土砌块、粉煤灰砌块、GRC板等所取代,节能材料迅速发展,而大多数应用型本科院校并未开设相关实验测试内容。
土木工程材料尤其是钢筋混凝土材料的耐久性得到了越来越多的重视,耐久性成为钢筋混凝土结构设计的一个主要内容,也是课堂教学的主要内容之一。学生除了需要巩固对水泥、混凝土、钢材等结构工程材料基本性能检测外,还需要加强建筑工程材料耐久性和工程特殊要求性能等领域的试验检测,主要包括:抗冻融、抗水渗透、抗氯离子渗透、收缩实验、早期开裂、混凝土碳化、混凝土中钢筋锈蚀、抗硫酸盐侵蚀、碱骨料反应等。
(三)实验创新性不足
由于课程基础实验部分学时受限,需要完成的实验教学内容较多,创新较困难。开放实验目前常以教师拟定题目为主,学生自主选题很少,且选题范围不够广泛,创新无从谈起。
实验报告是对知识体系的充分体现,通过确定实验方案、了解操作程序、描述和分析实验结果,达到提高学生分析和解决问题能力的目的。但目前大多数高校土木工程材料课程实验都有配套的实验指导书及实验报告本,学生做完课程实验只需填写实验设备、实验结果即可,不利于学生创新能力的培养,严重影响了开放实验、毕业实习、毕业论文阶段时实习报告、论文报告的独立撰写。同时因为网络化,学生笔头表达能力直线下降,独立撰写的实验报告质量很难满足要求。
(四)开放实验效果不良
开放实验效果难以彰显,主要表现在:大多数学生参加开放实验带有一定的盲目性和被动性,较少考虑提高自身的实践操作能力和科研能力,这既受高等教育不良风气的影响,又与部分学生急功近利的思想有关。真正意义上的实验室“开放”程度还不到位,学生并不能随时进出实验室,实验室的整体管理水平与应用型人才培养目标不协调,实验指导教师与理论授课教师对实验操作或规程要求不一致。
三、土木工程材料实验教学改革措施
(一)加强开放实验,弥补课程基础实验的不足
高等教育的大众化和普及化,使应用型人才培养途径多元化、复合化[5],越来越多的土木工程毕业生将逐渐由设计单位转向施工、监理、房产、质检等部门,这对学生的实践操作技术要求更高。从建筑材料市场和企业看,国内的合资和外资建材企业越来越多,本土的材料行业小企业不断发展,需要越来越多的销售、检测人才。根据行业和职业需求,为培养学生的工程能力,开放实验应涵盖土木工程材料制备和加工、宏观微观性能检测、质量评定等方面,以小组为单位进行选题,加强学生动手能力、创新合作能力、社会责任感的培养。
部分选择继续攻读硕士学位的学生,需要以综合性实验或设计型实验为核心,通过创新型实验项目培养其综合研究能力。如了解材料微观形貌,水泥基材料不同水化阶段的物相形成、作用机理,矿物掺合料的作用及粉末材料细度等先进测试技术,加深对综合热分析仪、扫描电镜、激光粒度分析仪、压汞法孔结构测定仪等仪器设备的认识和了解,奠定基本的科研实践技能。
针对土木工程材料的发展趋势,在课堂理论教学中要贯彻土木工程可持续发展理念[6],不断完善传统的土木工程材料测试内容,以满足工程实际需要。把开展矿物掺和料、减水剂、膨胀剂、混凝土耐久性、保温材料的导热系数等测试内容纳入开放实验范畴。
(二)提倡科学探索,提高学生创新能力
要加强综合应用能力和科研训练,将实践教育与科研训练相结合,建立科研促实验教学的模式,激发学生的科学探索精神和创新意识[7-8]。教师通过科研及时掌握本学科的最新动态以及社会对人才培养的要求,更新教学内容,结合行业热点开发开放实验选题,将最前沿的工程技术成果及时引入本科实验教学,使实验内容更具前沿性、设计性、研究性,创新性。
在实验教学中强化科学精神的培养,从科学严谨性、法规权威性、工程技术创新性等方面启发和促进学生科学世界观的形成。鼓励学生在教师设定的开放实验大框架下自行设计实验方案,规范实验操作流程,实事求是地记录实验数据,详细记录实验过程中出版的异常并客观理性分析,独立撰写实验报告。对于随意变更、篡改实验结果的现象可实行一票否决制,取消实验成绩或重做实验。
(三)改进教学环节,改善实验效果
1.重视实验准备
尽可能结合理论教学,提前布置实验任务,使学生全面了解实验方案的设计、实验误差的分析及实验结果的处理方法。对于开放实验,更要重视实验目的和实验过程,结合理论知识和常规数据处理办法,综合分析实验机理和实验结果,并提炼出实验结论或解决思路。2010年全国高校大学生混凝土设计大赛,虽然各组都采用同样的原材料和实验条件,由于配合比设计和调整方法不同,和易性、试块强度及经济性差别很大,只有对相关知识点融会贯通,掌握混凝土强度、和易性、耐久性、经济性的各项影响因素,才有可能进行正确熟练的设计和操作。
2.保持课堂理论教学与实验操作要求的一致性
课堂理论授课教师与实验指导教师对相关实验内容、实验规范、操作要求的掌握和理解必须一致,以免造成理论学习和实验操作的脱节,避免实验室过程中实验操作的随意性。实验员和实验指导教师开展的科研实践相对较少,且以指导课程基础实验为主,随着开放实验的增加,需要经常组织业务培训。新采购的设备要及时提供相应的到货培训,对于一些高端的精密仪器设备,应建立有效的专人负责制度和完善的登记使用与维护制度。
3.加强实验室建设和开放式管理
在满足课程实验教学基础上补充部分科研设备,开创先进的实验教学条件,以保证毕业论文、学科竞赛、开放实验等过程对实验设备、实验室用房及辅助配套设施的要求。同时,要进一步提高资产管理规范化、实验教学信息化、网络化水平,使学生能随时预约并方便地开展实验,提高仪器设备共享程度和利用率。学校除不断加大对硬件设施的投入力度,建设校内实验室外,还可利用校外实践基地,建立校企共享实验室,既可保证教学实验条件,又能降低学校成本。
四、结语
根据行业发展和就业需求,土木工程材料实验要与应用型人才培养目标相吻合。合理组织土木工程材料课程基础实验、学科竞赛、开放实验和创新实践,以构成演示性、验证性、设计性、综合性、研究性、应用性的多层次实验体系。在保证课程基础实验的前提下,要加强开放实验,强化实验室建设和管理,保持课堂理论教学与实验室操作要求的一致性,培养学生科学探索精神,以实现土木工程材料实验教学改革的取得成效。
参考文献:
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Experimental teaching reform of civil engineering materials in application-
oriented universities and colleges
ZHANG Yunlian
(School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Science and
Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang Province, P. R. China)