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关键词:土木工程;发展趋势;重要性
1现代土木工程的特点
1.1设计理论科学化和精确化
现代力学、数学分析方法以及计算机科学的快速发展,使得土木工程学科的理论基础得到了极大的发展。由最原始的手算到利用计算机进行辅助设计、计算机优化设计;由最初的线性分析到后来的非线性分析;由简单的平面分析到复杂的空间整体和共同作用分析;由简单的单项分析到科学合理的系统的综合比较;由经验定值分析到随机甚至随机过程分析; 由静态分析到动态分析;由使用荷载下的反应到建造全过程的反应等等。
1.2结构功能多样化
现代土木工程已经超越了传统意义上挖土盖房、架桥为梁的范畴,而是以“以人为本,绿色环保”作为其设计理念。对于住宅建筑和公共建筑来说,尽量要求与周边环境融合一体。 就建筑的结构布置来说,尽量与水、暖、电、气的供应,室内温、湿度的自动控制等现代化设备相结合。而对于工业建筑来说,则是要求从恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防磁、无微尘,向大跨度、空间分隔灵活、工厂花园化的方向发展。
1.3施工过程的工业化
土木工程是一个系统工程,各个施工工序错综复杂。但是在工厂成批生产房屋、桥梁的各种构配件和施工物件的组合体,在现场进行拼装的方式极大地加快了施工速度,减少了野外工作。此外,随着现代科技的迅猛发展,各种先进的施工手段也得到了日新月异的发展, 为复杂、大型、高耸的建筑物的实现提供了条件。
2未来土木工程的发展
2.1保证工程整体质量
建筑行业是一个关乎民生的重要行业,是整个社会正常运行的一个非常重要组成部分。我们日常生活、学习和工作都离不开相关的建筑。而土木工程作为建筑工程的主体,它的施工的好坏会直接影响着整个工程的质量,所以它也是整个施工工程项目质量控制当中最为重要的一个环节。一般情况下,土木工程在施工的过程当中,非常容易受到天气和气候因素以及许多其他的偶然因素的影响。如果不能进行合理有效的控制和管理,就不可避免的会影响到整个施工的质量。因此,在土木工程的施工过程中,要加强施工管理的各项工作,严把施工工序和施工材料的质量关,努力做好施工过程当中每一个细节的管理工作。
2.2保证工程施工和使用安全
土木工程的安全与质量是息息相关、密不可分的。如果土木工程的质量不达标,那么它的安全也就无从谈起。因此,加强土木工程的管理工作,可以杜绝在施工过程中的不安全因素,保证土木工程的施工安全。同时,还能及时发现土木施工过程当中存在的质量隐患,然后及时的进行解决,从而减少安全事故的发生。因此,相关的施工和建设单位应对土木工程进行科学有效的管理,这样可以保证土木工程的顺利施工和安全施工。
2.3促进建筑企业的发展
土木工程的施工质量,是建筑企业在建筑行业的竞争中实力的体现。一个良好的建筑工程,可以直接体现出该建筑企业对于工程施工的态度,以及该建筑企业的施工技术水平。如果一个建筑三天两头出现各种各样的质量问题,那么这个建筑企业在建筑行业中的信誉就会下降,自然不利于企业的长期发展;而如果建筑造价合理,质量良好,这就会大大提高企业在市场中的核心竞争力,从而有利于实现企业的长远发展。
3未来土木工程发展的方向
土木工程未来的发展趋势必然是随着科技快速发展而日新月异。在新的快速发展时期,土木工程将引进更多的高新技术,促进土木工程施工技术提高、创新和发展。
3.1交叉学科的渗入
在科学技术日益发展的将来,更加专门化的数学将在未来土木工程的施工中发挥着重大的作用,用以处理土木工程技术中遇到的复杂数值问题。此外还可利用更先进的电子计算机模拟施工中遇到的复杂的情况,这样能减少施工的难度和提高施工的效率。另一方面,土木工程学科将和其他学科进行交叉应用,与环境学,材料学,环境,电子信息学,化学,机械学,城市规划学等相关学科进一步的交叉和融合,进而保证土木工程的施工质量。
3.2全过程信息化
未来的土木工程中,信息化是一种重要的发展方向。其发展的重点不仅是在于CAD方面,也在于对土木工程施工进度的各项管理和运行当中的数据资料的收集,分析以及整理;还在于对建筑物的各种结构,强度情况,可靠性的分析和相应对策的决策等。整个土木工程的全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护和修复有很重要的意义。例如,在对建筑全方位的实时的监控时,可以采用植入的传感器配合电子计算机来实现这个过程,从而能及时掌握整个建筑物的使用状态。
4结语
土木工程是整个建筑工程中很重要的一部分,土木工程施工质量的好坏直接关系整个工程质量。因此,要明确土木工程的重要性和掌握土木工程的特点,这样才能更好的保证施工的顺利进行,进而保障整个建筑工程的质量。
参考文献:
[1]李健男.浅谈加强土木工程管理的重要性[J].黑龙江科技信息,2011(12)
[2]张浩.浅析土木工程管理的重要性及发展趋势[J].城市规划,2013(09)
[3]方从严.苏明庆.土木工程的现状与未来发展的趋势[J].安徽建筑工业学院学报.2013
[关键词] 纤维塑料筋( FRP) 材料特性 应用
1 前言
混凝土结构、钢结构以及钢-混凝土组合结构, 这些结构都有着各自的优势, 也在土木工程中得到了广泛的应用,但在工程实践中也暴露出一些问题, 最突出的问题是, 由于钢筋或钢材的锈蚀引起结构过早退化或结构功能不足。在美国, 已确认有40%以上的桥梁属结构耐久性不足或功能退化。这就要求应尽快发展经济有效的结构增强方法和新型的高性能结构材料, 以延长结构使用寿命, 提高结构性能。
FRP(Fiber Reinforced Polymer)以高强、轻质、施工方便、抗腐蚀、耐疲劳等优点在土木工程中得到了广泛的应用。FRP筋作为一种新型材料,具有高强轻质、耐腐蚀等特点,越来越广泛地应用到基础设施及海洋工程,以解决因钢筋腐蚀造成混凝土结构耐久性问题。
2 FRP筋的基本特性
2.1 FRP筋的基本力学性能
FRP筋由高性能纤维和基体材料组成,纤维为增强材料,起加劲作用,基材起粘结、传递剪力的作用。纤维的种类主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和混杂纤维,基材主要有聚酯、环氧树脂、乙烯基酯、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。根据连续纤维种类的不同,现在常用的FRP筋主要有玻璃纤维增强塑料筋(GFRP筋)、碳纤维增强塑料筋(CFRP筋)、芳纶纤维增强塑料筋(AFRP筋)和混杂纤维增强塑料筋(HFRP筋)。不同类型的FRP筋性能有所不同,但是作为新型复合材料用于土木工程中,它们之间存在较多的共性。其优点主要有[1]:
1) 密度小,质量轻。FRP筋的密度一般仅为钢筋的1/ 6~1/4,有利于减轻结构自重,方便施工。FRP 索用作大跨度桥梁的悬索或斜拉索,可以显著提高桥梁的跨越能力。
2) 顺纤维方向抗拉强度高。远高于普通钢筋,与高强钢丝或钢绞线相近。
3) 耐锈蚀。FRP筋不会像钢筋那样因锈蚀而破坏,因此适合在腐蚀环境中工作,结构耐久性好,后期维修成本低。
4) 电磁绝缘性好。FRP筋无磁感应,代替钢筋使用后可使结构满足特殊要求。
5) 减振性能好。复合材料自振频率高,可避免早期共振;同时,复合材料的内部阻尼也很大,一旦激起振动,衰减也快。
6) AFRP筋和GFRP筋具有低传热性和低导电性,可用于对传热和导电有特殊要求的场所。
7) 作为一种复合材料,FRP筋具有可设计性,可以根据不同的需求加工成性能差异很大的产品。
FRP筋也存在一些不足之处,主要有:
1) 无塑性。FRP筋的应力-应变关系始终为线弹性。
2) FRP筋的极限延伸率远低于钢筋。CFRP筋的极限延伸率最小。
3) FRP筋的弹性模量比钢筋低。虽然FRP筋的弹性模量范围很宽,但常用CFRP筋、AFRP筋和GFRP筋的弹性模量大致分别为钢筋弹性模量的75%、35%和20%。
4) 抗剪和抗压强度较低。FRP筋是各向异性材料,轴向抗压、横向抗压和抗剪性能较差,横向抗剪强度仅为纵向抗拉强度的1/10左右。
5) 温度膨胀系数与混凝土之间存在一定的差别。CFRP 筋的轴向温度膨胀系数较低,AFRP筋的轴向温度膨胀系数甚至为负数,GFRP筋的轴向温度膨胀系数则与混凝土差不多。温度变化会引起CFRP筋预应力混凝土和AFRP筋预应力混凝土的预应力损失,而传统预应力混凝土结构则无此损失。FRP筋横向温度膨胀系数均较大,温差作用有可能造成FRP筋与混凝土间粘结的破坏或混凝土的胀裂,影响结构的耐久性。
6) 热稳定性较差。当超过某一温度范围,FRP筋的抗拉强度将有所下降,抗剪强度和粘结强度则显著下降,因此FRP筋不宜应用于60°C 以上的高温环境,此外,FRP 筋不耐火,其防火保护要求比钢筋更为严格。
7) 不便现场加工。FRP筋虽可制成任意形状、如直线形、直线带90。弯钩或矩形箍筋等。但由于在生产FRP筋时,均采用热固性树脂制作,因而一旦成形后,一般在施工现场将难以改变其形状。
8) 成本较高。生产制作工艺较复杂,一般需专门的长线挤拉台座才能完成。单位质量的FRP筋的价格约为钢筋的8~12倍。不过FRP筋的密度大约是钢筋的四分之一,这样,单位体积FRP筋的价格约为钢筋的2~3倍。当然,随着FRP筋制作工艺的改进和FRP材料的大批量生产,其价格也将会随之降低。
2.2 FRP筋与钢筋的区别
FRP筋的力学性能与钢筋有所不同,表1为各种FRP筋与钢筋力学性能指标。
图1为GFRP筋与普通钢筋、冷拉钢丝的应力-应变曲线。从应力-应变曲线可以看出,在达到极限抗拉强度之前,GFRP筋的应力应变基本呈线性关系,无塑性变形发生。
3 FRP筋在土木工程中的应用
FRP筋可以应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构中。FRP筋具有抗腐蚀能力,可用于化工厂、废水处理厂、海堤、码头、水下结构等;具有较小的弹性模量及低松弛性能,用作预应力筋,可以降低由于混凝土徐变和收缩引起的预应力损失,还可减小由于预应力筋松弛引起的预应力损失。工程实践表明,FRP筋能够适应现代工程向大跨、高耸、重载、轻质高强发展及承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术的工业化要求。
3.1 FRP筋在桥梁中的应用[2-4]
目前,世界各地都存在桥梁和道路工程中钢筋混凝土的腐蚀问题。仅加拿大就有20多万座桥梁和结构物需要解决承载能力不能满足使用要求的问题。早在1969年,CFP筋就开始应用于工程实际,最具有代表性的当数瑞士的依巴赫桥。此桥为一多跨箱形连续梁预应力混凝土结构,全长228m,箱形截面宽16m,高152m,中间有一纵肋,将箱形截面分为两孔。该桥在安装新的交通信号设备时在箱梁边肋上钻孔时,不慎将长39m跨的预应力钢筋损坏,重载车不能通行,必须加固维修。因为桥位于繁忙的公路上,加固工作只能在夜间进行。在加固时对究竟采用钢筋还是CFRP筋进行了比较。由于采用CFRP网扳的重量仅为钢材重量的3.5%,并且可以采用移动平台施工,无需搭设脚手架,所以最后确定采用碳纤维网板进行加固。加固时共布置了三层碳纤维网板于梁的下部作为附加受拉筋,其中二层厚度为1.75mm,一层厚度为2.0mm。CFRP网板的轴向抗拉强度为19000MPa,弹性模1.29×105MPa。竣工后,采用840KN的重载车对加固跨进行了荷载试验,结果表明采用CFRP网板加固的效果令人满意。
1993年,在加拿大西南部城市卡尔加里,用混有光纤传感器的FRP筋建造了世界上第一座FRP筋增强混凝土桥[2]。在美国使用FRP筋的最大工程项目是西弗吉尼亚州的Mackinleyville桥,这是美国第一座使用FRP筋增强桥面板的公路桥。美国的RJD工业公司采用FRP筋已在伊利诺斯州、衣阿华州和威斯康星州的公路上投入应用。1980年,德国在一座实验性人行桥上采用了玻璃纤维增强筋;1986年在杜塞尔多夫一座通行重型货车的桥梁上使用了玻璃纤维增强预应力筋;1991年在路德希港建造了一座跨度80m的预应力碳纤维增强的混凝土桥梁。德国的美里恩费尔得人行桥建于1988年,该桥的特点是在梁的外侧布置了GFRP预应力筋,充分利用了这类材料不怕腐蚀的特性。桥为两跨双T形截面梁,跨度分别为22.98m和27.6lm,梁高1.1m,在两跨双T形截面梁上配有七根GFRP预应力筋。GFRP预应力筋在支座处布置在梁的上部,跨中布置在梁的下部。预应力筋在梁端锚固于十字梁上。竣工后进行了荷载试验和实测分析,在桥面覆盖5层250mm厚的混凝土板,相当于全部交通荷载的的两倍,加载时利用预埋的光纤维量测器进行了全面的测量,其中包括量测预应力筋的应力变化和跨中度等,所测指标完全符合预定要求。1989年,CFRP作为预应力筋应用于一座双跨预应力混凝土桥梁上,地点在日本的Kitakyusyu市。该桥12.3m宽,35.8m长,结构上由一跨18.25m 的先张大梁和一跨17.55m 后张大梁组成,CFRP 作为预应力筋用于后张大梁上。欧洲其他国家如英国、法国、荷兰和挪威等也进行了研究及应用。
3.2 在海港码头的应用
在日本的Niihama市,Sumitomo化工有限公司兴建了一座海港码头,该码头的预应力混凝土面板的板宽为13.8m,长度为61m ,在宽度方向上是由17 根简支空心梁组成,在长度方向上共分5 跨,其中4跨的预应力混凝土空心梁采用了高强钢绞线作预应力束,另一跨的预应力混凝土空心梁采用了AFRP作预应力束(跨度9m)。码头建成后,进行了50t的起重机和35t的挖土机的荷载试验,经实测分析,完全满足使用要求[4]。
4 应用上存在的问题
FRP筋在许多方面都获得了应用,但与钢筋相比,虽然有强度高、不会因氯化物离子而发生劣化等优点,但是在实际工程的应用上也还存在一些问题。
4.1 FRP材料本身也具有一定的缺陷,尽管抗拉强度高,通常可达3000MPa左右,但其弹性模量与强度的比值较低,因而纤维必须在相当大的变形下才能充分发挥其高强特性。大量试验结果表明,FRP仅在构件受拉钢筋屈服后才发挥出较大的作用,纤维的实际强度利用率很低。因此预应力FRP筋也逐渐得到广泛的应用。但是相应的锚具、施工方法等还尚未成熟,有待于进一步研究。
4.2 FRP筋压缩强度与其拉伸强度相比而言较低。因此,传统的设计方式不再有效。在圆柱四周包绕FRP的效果研究表明,这会引起断裂荷载和断裂应变的增加,在设计中需要考虑。
4.3 耐火性不如钢材,在设计某些类型的建筑物时需要考虑。
4.4 FRP筋与混凝土的粘结锚固性能。表面光滑的FRP筋与混凝土之间的粘结强度仅是钢筋与混凝土粘结强度的10%~20%,并不适合作为结构构件的受力筋。因此,如何改变FRP筋的表面状况,加强FRP筋与混凝土自然粘结是一项重要的研究课题,也是解决两者之间粘结性能的关键所在。由于FRP 筋与混凝土界面处的内部滑移难以测定,目前多利用平均粘结应力与试件加载端或自由端的滑移绘制的关系曲线,并得到FRP 筋与混凝土的粘结本构关系。显然,这个关系并不能反映粘结滑移沿FRP 筋锚固长度变化的规律,也不能描述粘结滑移刚度退化的现象。因此,应研究随不同位置变化的FRP筋与混凝土的粘结滑移性能和规律。
5 结论
FRP具有耐腐蚀、抗拉强度高、抗剪强度低、比重小以及弹性模量低等特点。因此,FRP筋可用作大跨度桥梁的悬索和斜拉索,充分发挥其自重小的优势,显著提高桥梁的跨越能力。FRP筋也可以配置于混凝土结构体内或体外作为加强筋或预应力筋,或者用作土层锚杆、岩石锚杆,从而替代钢筋应用于恶劣环境中而不被腐蚀,在新建结构和既有结构加固改造中具有广阔的应用前景。但是FRP筋的性能与普通钢筋的性能还存在较大的区别,包括力学性能、粘结滑移性能等,而且也存在一些不足,因此还有待于大量的研究。
参考文献
[1] 朱虹, 钱洋. 工程结构用FRP筋的力学性能[J]. 建筑科学与工程学报, 2006, 23(3):26-31.
[2] 薛伟辰,康清梁. 纤维塑料筋在混凝土结构中的应用[J]. 工业建筑, 1999, 29(2):19-21.
现代土木工程特点
1.建筑材料方面
现代土木工程重视高质量、高经济效益、快速施工等这几个方面,要建造大型、紧密性现代化建筑物,需要首先考虑建筑材料的相关问题。现代土木工程重视选择高强度、轻质量建筑材料,例如:镁合金、铝合金等,以及玻璃钢(玻璃纤维增强塑料)等。不过现阶段这些高新材料价格偏高,制约了其应用与发展,所以需要做出不断研究,改进技术,不断提升材料强度与耐久性。
2.地质地基方面
土木工程中地质与地基的构造重视天然状态下其力学性能与应力情况,它影响了建筑选址、结构体系、建筑材料选择等多个方面。现阶段主要采用现场钻探取样,室内分析试验等,具有一定局限性。未来需要创新出新的勘察方法。
3.工程规划方面
以前的经验工程规划方案已经呈现出它的弊端,随着现阶段土木工程的项目规模越来越大,现代工程规划设计需要运用系统的工程理论与规划方法来提升规划水平。例如:在进行水坝的设计施工过程中,需要考虑它对周围人们生产生活的改变,以及对自然环境的改变,它会影响农业生产、生态平衡,所以在设计与规划这类型的大型土木工程的过程中,要科学合理的分析出它的优劣层面,给出综合性的全面规划方案。
4.工程设计方面
工业设计目标是安全、实用、经济、美观。采用概率统计来确定材料载荷值与强度值,研究地震、风力、海浪在时间、空间上的分布统计规律,积极在结构、材料方面的改进,结合计算机技术发展,不断革新设计方法,逐渐研究出完善的结构与可靠度高的设计方法,并优化设计理论,促进设计的实用化、技术化。
5.工程施工方面
施工方面,由于大型土木工程施工需要,设备向着多品种、大型化、自动化的方向发展。组织管理开始向着系统工程的组织管理理论与方法发展,逐渐变得科学化、系统化、规范化。施工建设逐渐实现了结构、构建的标准化发展,并且走向生产工业化道路。在降低造价、提高效率、缩短工期、强化安全等方面也在不断进步。
土木工程未来发展趋势
1.空间上延伸
由于土地面积的逐渐减少,未来的土木工程发展方向会向着空间上延伸与发展,这也是现阶段发展的必然趋势。分为空间延伸与地下发展两个部分。例如:波兰长波台钢塔高646m,日本计划建造千年抗震竖向城市,上海计划在人工岛上建造仿生大厦等等。地下方面,日本在上世界50年代开始就规划开采浅层地下空间。未来的土木工程会向着高空、地下两个空间方向延伸。
2.地域上拓展
由于土木工程相关建筑产业的占地面积大,会占据人们的生活空间,所以,为了适应未来人口变化需要,未来的土木工程会在地域上进行拓展,向着海洋、沙漠进军。例如日本大阪2000年围海建成的关西国际机场等,利比亚沙漠建成了大型输水管道,使得沙漠蓄水池灌溉成为可能。对于近海城市可以建造人工岛,对于沙漠化问题可以实施淡化海水方案,这都是未来土木工程实现地域拓展的技术目标,也会造福于人们的发展。
3.技术上进步
现代社会是信息化时代,土木工程未来的发展也必然结合计算机发展技术,借助计算机技术与结构计算的理论,不断提升利用材料性能,在保障结构安全的同时,也能优化设计方案,实现经济效益提升、工期缩短。也会向着工业化的方向发展,最大程度的推动建筑行业机械化、自动化进程,正确运用建筑产品标准化与多样化的关系,实现高效标准生产。未来的发展过程中,要建立与社会化经济模式相适应的符合实际需要的科学管理体制,有效结合联合化、专业化、区域化的施工组织模式,实现对新材料、新技术、新工艺的高效使用。
4.资源节约与开发新能源
基于可持续发展规划与目标,在未来的土木工程发展过程中,会向着资源节约与开发新能源两个方面重点发展,走资源节约、环境友好、新能源开发的符合现代社会发展目标的规范化道路。现阶段土木工程面临着资源的消耗与对环境的破坏等相关问题,严重影响了人们的生活质量,为了充分而合理的利用资源,实现可持续发展目标,提升人们生活水平,就需要落实人性化的土木工程发展策略。从最初的规划、设计到建造、使用、维护等一系列的过程中,都需要从环境友好、资源节约、控制污染等角度进行首先考虑。例如开发青藏铁路就履行了全程封闭构造的措施,杜绝固体废弃物的污染。还可以开发新的无污染能源,合理利用自然资源,坚持主动节能节地而又能满足人们对生活质量的需要。
总结
在现代化的技术与经济环境下,土木工程的发展向着空间上延伸、地域上拓展、技术上进步、环境友好、资源节约等方向不断发展。未来的土木工程发展会越来越符合社会发展需要和满足人们生活水平需要,会更加注重科技化、信息化、资源节约化、环境友好化等,土木工程的发展也会是人类智慧的结晶,不断造福于人们的生产与生活。
结合沈阳工业大学土木工程专业非洲留学生的专业课程英文教学实践经验。从留学生学习和教师讲授两个方面提出了土木工程目前存在的教学问题,并针对非洲留学生的特点提出了解决对策,为地方高校进一步推进非洲留学生教育水平,扩大留学生招生规模奠定基础,为地方高校土木工程专业教育国际化提供参考。
关键词:地方高校;土木工程;非洲留学生;教学问题
中图分类号:G6489;TU-4 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2016)06011904
近5年,非洲来华进修学习的留学生呈逐年上升趋势。我国已成为非洲留学输出的最主要国家,也是亚洲接收非洲学生最多的国家[1-4]。非洲学生来华留学一方面增强了中非文化的交流,向非洲国家传输了我国先进的科学技术及文化理念,另一方面也为尚缺乏竞争力和教育资源的地方高校国际化教育发展提供了契机和研究实体[5-8]。土木工程专业(civil engineering)是建造各类工程设施的科学技术的统称。非洲是第三世界,除南非外,大多数非洲发展中国家的城市基础设施还不完善。因此,亟需一批拥有此专业专项技能的人员进行城市基础设施的建设。
沈阳工业大学土木工程专业自2013年以来开始招收留学生,两年来已累计招生近30名,并由国际教育学院和建筑与土木工程学院共同完成本专业留学生的教学培养与日常管理工作。土木工程专业留学生的教学除汉语言课程外均采用英文教学方式,这对非英语专业的教师而言是一项巨大的教学挑战。文章结合笔者近两年对非洲留学生采用英语讲授专业课程的教学实践经验,针对非洲留学生的特点,从学生学习和教师讲授两个方面提出了目前存在的教学问题,并据此提出了相应的解决办法以改善教学效果,为地方高校提高留学生教学水平,推动土木工程专业教育国际化提供参考。
一、学生学习问题
(一)学生基础较差且程度不一
土木工程专业是最为古老的工科专业,涉及内容包含大量“力学”知识,如
理论力学、材料力学、水力学、结构力学等。这些力学知识需要扎实的高中物理知识作为基础。目前来华的非洲留学生基本来自发展中国家,教育水平相对较弱,且非洲各国的教育水平并不在同一起跑线上。相比而言,南非、埃及等经济较好的国家教育水平较高,乌干达、尼日利亚等国家拥有一些水平相对较高的高等院校(拉格斯大学、马凯雷雷大学),教育水平次之,而刚果、肯尼亚等一些经济较差国家的教育水平较低。由于实际教学水平的差距,各国学生学习基础参差不齐。以水力学课程为例,笔者在教学过程中发现部分非洲留学生并未掌握高中物理中水压强度的计算方法,而该方法则是水力学基础中的基础。这种现象给整个教学过程带来了极大的困难。
(二)学习态度不够端正
在华非洲留学生大多来自本国社会上层家庭,其在当地的政治地位较高,经济条件较好。部分来华学生学习目的并不明确,依靠本国或家庭的资助处在半学半玩的状态,时有旷课、迟到、早退等现象发生,极个别学生在学习期间更是出现了无故出市或出省旅游的现象。然而,土木工程专业是一个课程本身以及设置极具连续性的专业,需要学生时时刻刻保持一个端正的学习态度。一旦某一环节松懈,则将对后续学习带来极大影响。笔者在钢结构基本原理课程的教学过程中曾遇到学生对所需知识的重要性不以为意,在前半学期经常旷课、逃课、游游荡荡,没有真正进入学习状态,结果后半学期想学时根本无法理解,并且影响到下一学期的钢结构课程设计学习。
(三)学习方法较差
学习方法与学习效果密切相关,且因个人和环境的不同越来越受到教育工作者的重视。非洲国家教育水平相对较低,大多数非洲留学生没有掌握
学习方法。部分学生课前没有预习新知识的习惯,上课时不记笔记,听课效果往往取决于当天的状态和对课程感兴趣的程度。有部分学生课后作业完成的也并不及时,当日布置的作业常常要几天后才能完成,不能做到当日事当日毕。没有定期定时整理和温习所学课程的习惯,决大多数学生采用期末突击复习方式应付考试。土木工程专业是一门重视实践的工科专业,要求在学习理论知识的基础上,通过实际工程加强感官上的认识,加深对理论知识的理解。然而目前的非洲留学生并没有理解实践的重要性,没有养成勤于动手、手脑结合的学习方法。例如,在进行测量实习的过程中,大部分学生在户外只是关心数据的记录,查阅书本中的计算方法,只有个别学生参与仪器的操作和使用。
二、教师讲授问题
(一)交流语言及专业课语言问题
由于采用全英文授课,教师的英语水平成为能否清楚讲授专业课程的重要因素。沈阳工业大学前期对非英语专业的教师进行了英语集中培训,重点在于提高教师的听、说两方面能力,并在课堂组织和交流方面聘请了外籍教师进行指导。虽然上述措施在一定程度上提高了教师的英语授课水平,但由于我国英语教学为应试教育,加之并没有英语交流的大环境,即使通过了英语四、六级考试
的教师在听说方面的能力仍有不足。年龄较大的教师更是出现了满腹经纶却无法言语的现象。土木工程专业英语词汇量较大,需要教师较为熟练地掌握力学、建筑结构、土木工程材料、土木工程施工、土木工程造价等课程的专业词汇。许多词汇平时极少使用,例如,房屋建筑学中的“女儿墙”英文为“parapet”,这一单词日常几乎不用。另外,有些专业词汇的含义在授课时也并非使用准确,例如,“构造”一词在国外常用“detail”来表示,而教师在用英文解释构造时却往往使用“structure”,这样的表述是极为不准确的。不能正确地使用专业词汇和听说能力的欠缺成为教师与学生之间无法顺畅交流与沟通、无法高效传授知识的障碍,一定程度上影响了授课质量。
(二)授课方法较单一
目前留学生课堂的授课方式较为单一,仍采用教师讲、学生听的传统大课堂教学方式。然而留学生数量相对较少,以沈阳工业大学为例,土木工程一个专业一个年级的学生仅有十几个人,仍采用大课堂教学方式就变得有些过于呆板和缺乏新意。传统授课方法缺少师生之间的互动,很难唤起学生对专业知识的学习兴趣,更难以掌握学生学习情况。除此之外,土木工程专业所开设的测量、水力学、施工等大量课程需要到实验室、现场工地去观察、体会和学习,由于条件等各方面的限制,目前教师大多还是依照书本对学生进行讲解。这种形式单一的授课方法势必会影响教学质量。
三、针对教学问题的解决对策
(一)设立统一入学考试机制,补习土木工程基础课程
针对学生学习基础差距较大这一现象可仿照美国SAT(Scholastic Assessment Test)积极开展统一的留学生入学考试,即从高中知识、英语水平两个方面对来华留学的非洲籍学生进行知识水平、语言水平的认证。对不满足标准的学员,采用预科制方式,进行1年或6个月的高中知识补习和语言能力培训。尤其是针对土木工程专业基础高中课程的补习,最终要采用严格的考试以检验学生的学习效果。这种基础强化补习将扫清学生未来在土木工程专业课程学习中的基础障碍,便于教师开展统一授课,顺利完成教学计划。
(二)加强学生管理,端正学生思想,明确土木工程专业的学习目标
针对学生学习态度不端正的现象,从两方面入手,一方面要加强留学生的进校管理教育,对新生进行军事训练、思想政治教育,使学生树立正确的学习目标,让学生认识到大学时间非常宝贵,应该利用这段时间不断充电,精心安排每一天,认真规划自己的人生。让学生熟知学校的各项规章制度,明确告知学生大学期间什么是可以做的,什么是不可以做的。规范学生的日常生活行为,使其情绪没有较大波动是学生在思想上端正学习态度的基础。另一方面,教师在课堂上要经常为学生列举土木工程专业人才为社会和国家做出的巨大贡献,激发学生的爱国情绪,列举世界瞩目的伟大工程,如哈利法塔(迪拜大厦)、丹昆特大桥等,激发学生从事土木工程专业的自豪感,增强其学习动力。有了学习目标和学习动力,其自然会有良好的学习态度。
(三)传授优良学习方法,培养土木工程专业学习习惯
针对留学生学习方法差这一问题,首先应积极向学生介绍学习方法,讲述课前预习、课堂上记录笔记和课后积极复习的重要性。挑选土木工程专业学习成绩好的中外学生为广大留学生作学习方法报告。从理论课的学习方法和实践课的重要性两个方面进行讲解介绍,重点推荐基于实践的学习方法,例如,在房屋建筑学课程的学习过程中要留心观察身边具有代表性的建筑物,加深对书本知识的理解,让学生养成仔细观察、认真聆听、积极讨论和勤于动手操作的习惯。
(四)进一步提高教师英语能力
针对教师教授过程中存在的语言问题,应在学校内进一步组织教师定期进行英语培训。在条件允许情况下,组织教师去国外语言进修,观摩土木工程专业英语授课,熟悉语言环境,加深对土木工程专业词汇的理解,学习国外高校在授课中常用的英语语法和口语习惯。定期在校内举行英语授课比赛,采取奖励措施激发担任留学生教学任务的教师学习英语,熟练地运用英语进行授课。
(五)授课方式多元化
针对教师授课方法问题,建议从以下几个方面进行改进。
(1)针对语言沟通的不足,利用多媒体进行影像教学,任课教师要搜集国外较好的土木工程专业资料进行辅助教学。例如,“Discovery”频道中的“人类的伟大工程”节目系列。
(2)增加课上教师与学生的互动,硬性完成教学任务并不一定适合留学生教学。通过课堂上的问与答或一些小游戏、小测验,增强师生之间交流,不但可以提高课上学习效果,增加学生自信心,而且可激发学生主动学习的兴趣。
(3)教师课后要多与留学生沟通联系,了解其掌握知识情况,由于留学生人数较少,完全可针对个人制定一套适合其特点的辅导方法,提高课后辅导效果。
(4)注重土木工程专业的实践教学,针对非洲国家的经济情况和非洲国家对归国留学生人才类型的需求,培养应用型人才,尤其是土木工程专业,需要让学生多到实验室以及施工现场观察,使学生发现问题、思考分析问题、动手解决问题。通过书本和实践工程实例相结合的方式加深学生对知识及关键技术的印象。
四、结语
打开我国教育大门,使我国教育事业全球化、国际化是未来教育发展的方向。土木工程专业是基础建设专业,作为地方高校的新生代土木人,我们要抓住契机,拓宽眼界,增强土木工程领域教育的国际化交流,推进土木工程教师队伍国际化、教学方法国际化、教材国际化、专业建设国际化和科研平台的国际化。通过上述举措,
提升地方高校土木工程专业针对非洲留学生特点的教育水平。
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关键词:土木工程;信息化建设;涵义
1土木工程信息化的涵义
1.1从技术形式的分析
土木工程信息化的涵义,从技术形式层面进行分析,是指全国甚至全球的范围内,通过网络技术和通信技术等高科技的方法,实现的土木工程信息技术资源的开发和利用。这面向当今信息化方向的发展,使得土木工程能在线共享资源,随时随地的提供土木信息的支持,还能及时的互动和提供有效的问题解决方案。
1.2从行业影响的分析
从行业的影响进行分析,土木工程信息化是运用信息技术提升土木工程建设与管理的过程。其涉及的方面比较广泛,通常有勘测、设计、施工、监理、质量监督、企业管理、政府监管等方面的工作。土木工程信息化建设,能有效解决工程建设量大和信息知识资源存在分布不均衡的问题,这是提升了行业的整体技术层面。
1.3从实现过程的分析
从土木工程信息化的实现工程可以发现,土木工程信息化的动态过程有六个要素,即信息人才、信息网络、信息技术、信息资源、信息法规环境、信息产业。土木工程信息化的动态过程还有三个层面,第一个层面是土木信息产品制造业的持续发展,指要发展一批科研机构和企业单位进行土木工程信息的开发和研究,这给信息化建设提供有力的支持。第二个层面是对土木信息技术的开发和利用,即借助互联网等信息技术,制定土木工程信息的网络传输标准。这个网络传输标准包括软件和硬件方面。而信息建设的基础是大力研发土木工程信息的传输终端。第三个层面是土木工程信息资源的开发和利用过程,信息化建设的核心和关键,是建设好国家土木工程信息公众网,并完善企业局域网的建设工作。
2土木工程信息化的特点
土木工程信息化的特点主要有智能化、网络化;实时性、远程性、互动性;具有知识经济性;还有核心动力是人力资本等特点。土木工程信息化的这一系列特点,体现了向信息技术方向的提升。
①具有知识经济特点。土木工程信息化是通过互联网这一工具,实现核心生产要素。即土木工程的技术知识、信息,均通过互联网的功能来实现。而土木工程信息化主要表现在土木信息资源的生产、传输以及应用方面。
②实时性、远程性、互动性。土木工程信息化的三大特性是实时性、远程性以及互动性,这也是信息化必须要具备的特点。这三大特点突破了地域和时间等方面的限制,即是在任何地方、任何时间都能互动的为土木工程行业提供所需要的信息服务。
③智能化、网络化。土木工程信息化的另一个重要特点是智能化、网络化,这个特点能对土木工程管理人员的思维形式产生深刻的有意义的影响。土木工程信息化中的智能化与网络化特点,能够使工程从业人员及时的在线交流,并提升了信息管理工作的科学性。
④核心动力是人力资本。土木工程信息化的核心动力主要是人力资本,这也是当今时代土木工程从业人员所要具备的重要能力。基于信息时代中,这就对土木工程的从业人员提出了要保持终生学习技能的态度,要认真把握专业知识、信息识别技术、理技能力和IT技能等。
3发展土木工程信息化的途径
3.1土木工程设计信息化
随着近代科学技术的快速发展,土木工程的信息化建设也有了进一步的发展。尤其是建筑材料钢筋与混凝土的突破性发展,大大改善了耐久性、可靠性,而且强度成倍的提高,材料性能方面也更加优质、轻质、高强的实现了过去实现不了的工程结构。人们已经能有效的利用土木工程设计的信息化特点,解决复杂超静定结构的内力和位移计算。土木工程设计信息化,是对繁杂的手工绘图的突破,而建筑施工机械的使用,提高了施工自动化的程度。
3.2土木工程施工信息化
自动化控制技术在施工过程中的广泛运用,提升了工程的施工效率的同时也解决了很多高难度的施工项目。比如应用到大体积的混凝土的施工质量的控制方面;对沉降进行观测和相应数据的采集工作等。信息化技术的推广应用,势必会对设计技术和施工技术进行全面的革新发展。土木工程信息化的运用的领域逐渐加大,将会提升建筑工业水平的发展。
3.3土木工程管理的信息系统
信息化技术作为一种高新技术之一,适用于众多行业的发展。进一步制定土木工程信息化的运用标准,并完善相关的信息管理系统,这样能有效的推进信息技术在土木工程施工中的规范和高效作业。信息技术促进了工程的数字化,使工程的管理进入到一个全新的阶段。
参考文献:
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