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关键词:土木工程;结构检测技术;发展状况
Abstract: this paper, based on the working practice, this paper analyzes the current civil engineering the main structure of testing technology, and introduces mainly in civil engineering structure detection technology in the process of the development of the perfect discriminate the damage index, improve the detection correctness, optimizing the sensor's arrangement, enhance inspection reliability and nonlinear diagnosis technology of the application, meet the practical situation and so on the concrete application development trend. We hope that relevant personnel to reference and thinking, civil engineering structure detection technology research, thus discusses the optimal structure more determination technology development plan, to safeguard the quality of civil engineering.
Keywords: civil engineering; Structure detection technology; Development status
中图分类号: V448.15+1文献标识码:A文章编号:
土木工程结构检测在工程建设中具有很重要的经济效益和社会效益。结构检测技术在土木工程中的应用不仅涵盖了工程地质学、结构力学和建筑材料学等理论,还和工程的施工工艺、评估标准以及质量要求等有着密切的联系。土木工程结构检测技术随着科技的不断进步,逐步实现了现代化,在土木工程的混凝土结构、砌体结构和钢结构的检测上得到了广泛的应用。下面,就主要从三种结构的检测技术进行分析,并简要探讨整个结构检测技术的发展趋势:
一、 土木工程结构的主要检测技术
1、 混凝土结构检测技术
混凝土结构检测技术通常是采用钻芯法、超声法和回弹法。钻芯法比较可靠直接,但是对整个土木工程的建筑结构存在一定的损伤,通常没有得到业主认可和容易产生严重后果的前提下,都不会采用这种检测方法。而超声法则是一种比较先进的检测技术,它是利用超声波在混凝土结构中的传播参数来对整个混凝土的结构进行检测,由于混凝土中的材料成分复杂,对超生波的衰减和吸收的差异性较大,当整个混凝土结构对整个超声波传播中产生的具体参数变化情况一定时,就可以根据具体的监测数据进行内部结构是否出现裂缝或空洞的情况进行确定,检测出内部结构的缺陷状态。钻芯法则是目前土木工程中最常用的检测方法,它是通过回弹仪来测定整个混凝土的强度。一般都是采用专门的水冷式钻机,在整个混凝土结构构建上进行采样,然后在开始混凝土结构的抗压强度的实验,进而推断出整个混凝土内部的结构缺陷情况。
2、 砌体结构检测
国内很多的土木工程都是采用的砌体结构,由于它本身的自重较大,加上强度和粘结度较低的缺点,当收到强大的外力作用时很容易出现损坏的情况,因此对砌体结构进行检测对整个砌体建筑的质量保证有着积极的意义。砌体结构的检测技术主要分为动态检测和静态检测。同时材料的不同也决定了砌体结构检测技术的不同,当砌体是石块,通常采用钻芯法进行检测,当砌体是砖体是通常采用回弹法以及回弹发和钻芯法结合的方法。自重砂浆轻度是整个砌体结构检测中的重要参数,一般都是采用的筒压法和推出法。筒压法通常是将样本砂浆进行碾碎、烘干,然后分成具有级配的砂浆颗粒,然后装到承筒中进行筒压法,然后再断定砂浆的强度是否达到质量的要求。推出法则是利用推出仪在砌体结构的墙体上面推出砖块,然后结合水平推力和推出砖块西表面砂浆的饱满度来进行检测,进而达到检测砌体结构的目的。
3、 钢结构检测
钢结构的检测通常都是指钢构件的性能会质量的检测。另外,钢结构的检测可以细分至构件的变形损伤。尺寸偏差以及构造和涂装还有构建材料的连接和性能测定等项目,在检测过程中必要时可以对钢构件的性能进行实载检测和动力测试。和混凝土结构。砌体结构相比,钢结构具有自重轻、强度高、材质均匀且韧性和塑性良好的优点,这样在土木工程中的应用就更加具有优势。随着钢结构在土木工程中的应用越来越广泛,钢结构的检测技术也在不断进步。目前,钢结构的主要检测技术有超声波检测、射线检测、渗透检测、磁粉检测以及涡流检测等,结合这些先进的检测技术,整个钢结构内部的缺陷情况能够比较精准地检测出来。但是钢结构检测技术在国内的发展还在不断前进中,不具备成熟的检测技术,今后还有待进一步的完善和改进。
二、 土木工程结构检测技术的发展趋势
1、 完善损伤判别的指标,提高检测正确性
现有的土木工程结构检测技术在损伤指标的判别上已经形成了科学系统的体系,在主要检测参数的设置和分类上也取得了很大的进步。但是,国内土木工程结构检测技术和国外的相比还存在一定的问题,需要对损伤判别的指标进行不断的完善,以提高整个结构检测的全面性和正确性。在选择特征量方面,通常都利用一些在损伤情况时结构中的一些变化参数来来进行诊断的,这些特征量能够反映出整个土木工程结构中的抗压、抗剪以及材料的结合力等变化情况,进而通过这些指标的综合分析来诊断结构内部是否出现了裂缝或者空洞情况。随着我国土木工程建设的技术不断进步,在质量方面的要求也逐步提高,整个检测技术应该围绕着工程建设的质量要求来进行改进,在损伤判别的指标选定和完善上面,要进行不断的完善,最终满足整个土木工程的建设要求,提高检测技术的科学性、准确性。
2、 优化传感器的布置,提高检测的可靠度
传感器的数量、位置和类型对整个土木工程的检测技术起到了决定性的作用。随着土木工程的建设复杂性与日俱增,在结构检测的诊断过程中对传感器的优化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程结构检测技术的发展过程中,传感器的布置应该得到有效的优化,进而提高整个检测技术的可靠性。传感器的优化应该在结构总体分析的模型基础之上,利用广义的遗传算法来进行,从而确定传感器的优化布置工作。另外,在传感器的数量布置上,也应该进行科学的优化,利用噪声信号系统的正确运作来实现信息的最有采集工作,将优先的传感器数量设置进行最佳的合理安排,进而实现传感器优化布置。在今后的发展过程中,土木工程结构检测技术在传感器的优化布置上应该投入更多的精力,实现检测技术的精良应用。
3、 非线性诊断技术的应用,满足实际情况
土木工程的结构大体上都是非线性的结构,在检测技术的应用上应该结合整个结构的非线性特点进行非线性诊断技术的应用,从而体现整个结构检测技术的科学性。虽然目前在土木工程结构检测技术中非线性诊断技术的应用存在一定的困难,相较于线性诊断而言,这种技术更加需要复杂的计算算法和技术操作,但是非线性诊断技术更加贴近实际。在今后的结构检测技术发展中,非线性技术的研究和应用应该成为一个重点,考虑到遗传算法、小波分析和神经网络在非线性分析和数据处理上所具有的优势,在结构损伤的辨识上面非线性结构诊断技术有着很大发展空间和前景。非线性结构检测技术在发展中应该不断针对土木工程的建筑结构作出调整和优化,改进和完善整个非线性结构诊断技术的应用。
三、 结语
综上所述,目前我国的土木工程结构检测技术还处于一个不断发展的阶段,在混凝土结构、砌体结构和钢结构的检测技术上还有很大提升空间。针对这些结构检测技术进行研究,能够拓展整个土木工程检测技术的发展空间。土木工程检测技术的不断改进和优化,能够为整个土木工程建设领域带来很大的影响,能够更好地保障整个工程的建设质量,符合社会的发展要求。
参考文献:
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作者简介:
【关键词】土木工程;现状;发展
目前,在我国的现代化建设中,土木工程业也是逐渐成为国民经济发展的支柱产业之一。社会经济的发展,科技技术的进步,现代建筑物的规模、造型、功能日益的复杂化、大型化、多样化。需要的材料、设备也都日新月异,要求的结构技术与施工技术也不断的提高。节能技术、生态技术与信息控制技术等不断地与建筑技术结合,以求创建出更加适合居住或办公的建筑物。
一、土木工程的内涵与特点
土木工程是建造各类工程设施的工程、技术与科学的总称。 土木工程可以从两个方面去理解:一方面指的是与人类生活与生产活动有关的各类工程设施,比如建筑工程、局坝水电和水利工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁路工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一方面指的是建造工程设施中需要用的材料、设备以及土地上进行勘察、设计、施工等工程技术活动。多年的发展,土木工程的理论与实践都已发展到一定的高度,不论是结构的力学分析还是结构设计的方法或施工的手段,都有很大的进展。但是,土木工程领域中仍然存在许多问题需要我们的进一步研究。
现代土木工程为建造大跨度、大规模、大型、精密、轻型、设备现代化的建筑物,又必须符合高经济效益的标准,土木工程必须感受各类工程建设高速发展的步伐。所以,现代土木工程的特点是:
(一)高强轻质新材料的不断涌现:新型的高强轻质材料,例如铝合金、镁合金以及玻璃钢等已经开始广泛的使用,在提高钢材与混凝土强度与耐久性上取得了显著地效果,并且保持良好的发展趋势。
(二)工程地质与地基的勘察技术有待进一步的发展:建设地区地质与地基的构造,以及天然状态下应力情况与力学性能,直接决定了工程的基础设计与基础施工,也有关到工程设施选址、结构体系与建筑材料的选择,影响最大的就是地下工程的开展了。目前,我国的勘察方法是现场钻探取样与室内分析实验,这两种方法都存在一定的局限性。我国急需发挥现代高新的科学技术来创造新的勘察方法来满足现代化大型建筑的需要。
(三)土木工程的总体规划需要进一步完善:往常的总体规划是借助于以往的工程经验提出不同的若干方案,在其中选取较适合的一种。土木工程日益扩大,必须运用系统的工程理论与方法来提高规划水平。
(四)现代土木工程的设施、理论等日益现代化:土木工程规模不断扩大,与此同时,工程的施工工具、设备、机械等向着品种多样化、自动化、大型化等发展。组织管理也应用系统工程的理论与方法,日益科学化。
二、土木工程的发展趋势
(一)原材料向高性能材料发展
土木工程的原材料向着韧性好、可塑性高、可焊性强的方向发展。例如美国、俄罗斯、日本等国家的钢材规范是屈服点为700N/mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越来越向着高强、轻质、韧性好的方向发展。
(二)土木建筑工业化
建筑长期停留在手工操作为主的小生产方式上,即使是在解放后建筑业向机械化发展,但是总的来说与其他工业部门的工业化还是有一定的差距的,所以我国建筑工业化发展是必然的趋势。
(三)土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓
海洋面积占据整个地球表面的70%左右,目前陆地的面积已经被大部分利用,所以首先想到的就是向海洋发展。向海洋开拓已经开始了,如:中国的澳门机场。
三、土木工程的未来发展
(一)加速发展高层、大跨结构的土木工程。 大跨结构体系及以及关键的技术,向着大型复砸结构体系现代化发展;比较研究高层钢结构体系和布置、结构的可靠性评价、结构的动力特性、各种设计荷载和钢结构可靠度;研究开拓巨型网格结构体系与各种杂交空间结构体系;研究各种大跨度空间结构的实用分析方法;改革创新大跨空间结构的施工方法;研究钢——混凝土组合结构抗震设计;研究钢结构的抗火设计与防腐设计。
(二)防震抗风和减灾等大型复杂结构的设计奖更长、更高、更软。大型复杂结构体系与抗风抗震的设计理论将被进一步的关注。结构振动控制技术将牢牢关注抗震思想,现代振动控制的研究方向是智能控制、适应控制、吸震减震技术的进一步加强。
(三)创新与发展预应力混凝土材料以及技术预应力,并推动新技术、新理论、新材料以及新设计方法的涌现。主要体现在以下方面:混凝土不断向高强、高性能发展,结构中试用密筋混凝土、免振混凝土;研制生产大截面、大直径钢绞线,采用镀锌、环氧涂层钢胶线,轻质、耐久高性能的纤维加强塑料筋,玻璃纤维加劲塑料、碳纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料等;开发与应用新型无粘结预应力筋、体外预应土木工程论文力配筋;研究设计预应力混凝土结构的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能;结合预应力混凝土和钢筋混凝土;推广及发展现代预应力空间结构体系。
(四)着重发展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌实、不离析、易密实、长期保优等优秀的力学性质。因此,采用可持续发展的,并且对环境无害的混凝土技术研制高性能混凝土是必要的。
(五)开发地下空间,改变地层的原始分布状态,进而改变层内部及地面环境。但是在开发低下空间,必须研究以下几个方面:1、水文地质的改变,地下空间结构的改造,影响地表的植被生长。2、地下空间的开发破坏原有动植物的生态环境。3、地下空间的开发影响地面建筑物的安全。
(六)进一步研究拓展岩土锚固技术的应用领域。岩土锚固技术不但在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中有良好的发展趋势,在桥梁工程、重力坝加固工程及抗倾覆、抗地震工程中的地层锚固中也有很大的发展趋势。
(七)土木工程的优化设计,主要有以下几个方面:1、工程项目的可行性分析和论证;2、工程系统的结构与组成选型;3、工程系统全局的优化;4、以可靠度为前提的多目标复杂结构优化设计;5、工程系统和结构实施规划以及施工力学;6、工程系统科学管理与维修;7、工程经济学和设计的心理学。
四、结论
我国现代土木工程的某些方面在世界上已经处于先进行列,但在设计、施工与理论方面与发达国家还存在差距。伴随我国经济的发展,科技的进步,土木工程建设将会有不断的新的成就。在对土木工程研究发展的方面,不但要加强新型结构、新型建筑材料、新型技术手段的理论与应用研究,还要加强土木工程二级学科理论与技术的融合和渗透,以求土木工程的进一步突破。
参考文献:
[1]祝彩霞,刘慧浅.析土木工程的发展现状与发展趋势.《中国高新技术企业》.2007年15期
关键词:钢结构基本原理;双语教学;双语教学师资;双语教学方法;双语教材与课件
中图分类号:G6420文献标志码:A文章编号:10052909(2015)06008303近十年来,我国一直在进行大规模的交通基础设施建设,新型、复杂桥梁结构体系大量涌现,迫切需要大批具有较强工程设计能力的高素质专业人才,这对桥梁工程专业人才培养提出了新的要求[1]。此外,为进一步扩展国际交流与合作,培养具有较强国际交流能力的高级工程人才,推动本科生联合培养项目在层次和规模上的新跨越,同时吸引留学生来校就读,开展土木工程专业课程双语教学势在必行。
钢结构基本原理作为桥梁工程专业一门重要专业基础课程,在本科教学中必须开展双语教学[2]。经过近几年教学实践,笔者在建立双语教学模式,制作双语教学电子课件,以及理论与实践结合培养方面进行了一些探索,取得了较好的效果。
一、 改变双语师资匮乏现状,提高师资水平
师资力量是实施双语课程的基础条件,双语教学师资缺乏是普遍现象[3]。解决这类问题,可以采取下列几种方法:第一,尽量引进“海归派”教师;第二,聘用外籍教师;第三,培养本土教师,这也是最根本的措施。积极推动双语教学,与教师的考核机制及待遇也有一定关系。可从两方面进行控制:一是规定双语教学评定标准及授课内容,以确保教学质量;二是将双语授课工作量折合为普通授课工作量的2~4倍,用以调动双语授课教师的积极性。在教授课程时,教师需明确双语教学与专业英语的区别,处理好两者的关系。专业英语主要是为了提高学生英语科技论文写作水平及理解和阅读英语科技论文的能力。在钢结构基本原理双语课程中,应以专业基础为主,专业英语词汇讲解为辅,切勿本末倒置。专业英语与双语教学内容虽然不同,但可相互促进。
笔者参编了国家精品课程结构设计原理的双语教材《Principle of Structural Design》,赴美国大学访问学习一年,能够熟练使用英文,为保证该课题完成奠定了良好的基础。此外,笔者还主讲了巴基斯坦留学生的钢结构基本原理课程,对双语教学进行了有益的尝试,并通过指导巴基斯坦留学生毕业设计,探讨了该课程在钢结构设计中的应用。
二、 改进教学方法和手段,调动学生学习积极主动性
教学方法是教师和学生为传授与学习课程内容,完成教学任务所运用的所有途径的总和,是特定教学价值观和教学理念的具体表现,也是实现特定教学目标的具体实施手段,受参与课程的教师、学生、教学媒介和教学环境影响[4]。针对以上特点,钢结构基本原理课程双语教学,应采取如下几个方面的教学手段与方法:首先,应该考虑学生的接受能力,在教授过程中逐步向全英文教学模式拓展,采取循序渐进的策略进行简单渗透。使用英文教材的原词、原句讲述基础课程中的定义定理、公式推导以及关键词。提高专有词汇使用频率,尽量将学生已经掌握的英文定义及单词融入讲解之中,使学生温故知新。扩大学生专业词汇时,尽量避免应用大量修辞性语言讲解专业内容,以便减轻学生语言负担。其次,鼓励课堂上学生与教师的互动,讲课时应配有丰富的肢体语言及面部表情,吸引与调动学生学习主动性与注意力。耐心处理部分学生的畏难情绪,在学习过程中,及时给予学生表扬与鼓励,帮助学生克服语言困难。课后作业和考试,都应采用全英文模式,为学生提供良好的双语学习环境。
高等建筑教育2015年第24卷第6期
袁明,等钢结构基本原理课程双语教学研究
笔者在双语教学过程中,将英语与中文两种语言综合运用,以英文作为沟通的主要语言,对不易解释的知识点和难点,则采取中文进行详细讲解。在推进课程内容的同时,逐步提高英文(中文)的使用比例,逐步提高学生的英语交流及运用能力。从学生反响及期末成绩来看,钢结构基本原理双语教学取得了较好的效果。
三、完善双语教材和配套课件,确保“双语教学”有效开展
教材是学生和教师交流的重要课程资源。师生在围绕教材的互动过程中,实现语言、知识、思维的提高。因此,选择合适的双语教材是双语教学实验成功的重要因素[5]。编写钢结构基本原理课程的双语教学资料刻不容缓。
2013年底,通过广泛深入调研,结合21世纪工程建设对人才培养的要求,讨论并制定了适用于一般工科院校土建类专业双语教学计划和相应的教学大纲。2014年笔者组织编写了钢结构基本原理课程的双语教学大纲、教学指导书。
目前为止还没有完全适合钢结构基本原理课程的英文原版教材,因此,在制作多媒体课件和编写英文讲义上需要花费较长时间。除此之外,还须考虑学生兴趣、接受能力以及专业基础知识上的差异,不断对讲义与课件进行调整。
四、 拓展课程教学实践应用,巩固“双语教学”效果
我国土木工程专业教学的理论水平较高,但实践环节和工程应用重视不够,学生照猫画虎,不能做到举一反三,综合能力和创新意识不强。如何提高学生的工程设计能力和创造优秀的作品是工科教育长期以来探索的课题,国内有关高校开展了土建类专业工程素质和实践能力培养的研究与实践,着眼工程素质、实践能力和创新精神的培养,构建、实施了相应的课程体系和实践教学体系。另一方面,国外留学生动手实践能力比国内学生要强,如何将两者进行结合,开展卓有成效的双语教学实践,值得深入研究。
针对上述情况,笔者根据教学、工程实践经验以及工程建设发展的动向,以培养学生结构设计能力为主线,以提高实践能力、创新意识为目标,以加强基本理论、基础知识为根本,提出将基本理论、实验操作、工程实践、知识拓展、创新应用等教学环节组成有机整体,开展全面建设与改革探索。在实际教学过程中将留学生的钢结构基本原理课程学习与毕业设计相结合,通过课程学习―工地实践―专项毕业设计这三个流程的培养,丰富留学生的双语教学实践内容。2013年―2014年期间,通过两届留学生实践教学,取得了较好的教学效果。
五、结语
经过近几年钢结构基本原理课程教学的探索,教学改革的一些成效主要体现在以下几个方面。
(1)学校教师与国际同行的广泛交流,相关国际会议的积极参与,以及教师国外学习或者从事访问的背景都为钢结构基本原理双语教学提供了坚实可靠的基础。
(2)教师教学方法与手段的改进,中英文结合的授课方式以及课堂内外双语氛围的营造调动了学生双语学习的积极主动性。
(3)相应的教学计划、教学大纲以及课件的完善,为进一步扩大双语教学范围与提升教学效果创造了良好的条件,确保了实质性“双语教学”的进行。
(4)通过课程学习―工地实践―专项毕业设计这三个流程的培养,丰富了留学生的双语教学实践内容。
参考文献:
[1] 傅菊根,张春玉.钢结构基本原理[M]. 黄河水利出版社, 2011.
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Bilingual teaching of the principle theory of steel structure course
YUAN Ming, LUO Yuan, LIU Xiaoyan
(School of Civil Engineering and Architecture, Changsha Unversity of Science &
Technolgy, Changsha 410114, P. R. China)
关键词:土木工程;专业英语;改进
中图分类号:TUH319 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)29-0204-02
土木工程专业英语是专门用途英语中的一种,用于介绍和传播土木工程相关领域的科学技术知识,一般是在大学第五、六学期开设的一门专业基础课。学生在学习专业英语前已经接受了两年多大学基础英语的教学,按教学大纲的要求,已经具有较强的阅读能力和一定的听、译、写的能力。另外,从二年级开始,大部分学生已经参加了大学英语四、六级的考试,并且过级率也逐年上升,进一步提高了学生的基础英语能力。到第五、六学期,学生已经学习了一些专业基础课程。以建筑工程方向的学生为例,到第五学期已经修完了力学、土木工程材料、混凝土结构设计原理、钢结构、工程地质学等相关专业课程,具备了一定的专业知识。在此基础上开始学习专业英语,是使学生以英语为工具,学习获得专业所需要信息的本领,达到学以致用的目的,并且也能进一步提高学生的英语水平。土木工程专业毕业的学生参加工作后有可能从事一些国际项目的设计、施工、管理或经济评价的工作,这就需要和一些国外单位接触,查阅相应的英文专业资料,对相关人员的专业英语水平有一定的要求。另一方面,一部分学生在大学四年级会选择考研而不是直接就业,研究生阶段的学习对专业英语的要求比较高,学生需要紧跟学科前研,阅读大量的英文文献、查阅相关英文版本的专业书籍、参加国际会议、投寄国际刊物。所以,在本科阶段开设专业英语的课程是很有必要的,不仅提高了学生的英语水平,而且为学生毕业后从事相关专业工作和进一步深造打下了相应的专业英语基础。根据笔者从事专业英语教学的实践,对土木工程专业英语的教学进行了一定的思考和探讨,主要有以下四方面。
一、重视程度
对于专业英语这门课,从学生到教师重视程度都还不够。对于学生,对于这门课的学习兴趣淡薄,一些学生认为没有必要开设专业英语这门课,一些学生认为这门课对自己的专业来说不重要,将来不会用到。对于教师,很多教师也认为相对于一些主体专业课来说,专业英语这门课并不是很重要,可有可无。所以说,从教师层面就要首先重视这门课,在平时上课的过程中向学生讲述这门课的重要性,不断思考改进教学方法,提高学生的学习兴趣,不断积累相关英语基础知识和专业知识,提高教学质量。对于学生,要从考核方式的上强调和改进,来促进对这门课的重视。传统的考核方式是期末的试卷考核,比较单一,学生只有到了最后考核阶段才用点力,平时都比较松懈。可以⒖己朔绞礁奈平时考勤、平时提问、课堂参与、课后作业和最后考核几个部分,各占一定比份。这样可以使学生自始之终都比较重视每一个部分,能够投入一定的时间去完成各项任务,有所提高和改进。
二、师资力量
现阶段,土木工程专业英语这门课的讲授一般是由土木工程学院相关专业课教师担任,并不是由基础英语教师担任,这是有一定道理的。因为专业课教师往往在担任专业英语这门课的同时还担任学生一些专业课程的讲授,并且这些教师一般也都是土木工程专业毕业并且从事相关专业方向的研究工作,对一些专业课程的基本概念、基本原理、基本方法和理论、结论和应用范围都是比较熟悉的,所以这些教师担任专业英语课的讲授时,对于相关的专业内容才能够讲解到位,突出重点。该英语课并不是能把相关的词语认识,语法理解,按词面意思进行翻译就能够把所学知识都理解的。当然,相对于基础英语专业的教师,这些教师他们的英语语法知识、语句结构分析能力及发音音准方面还是有所欠缺的。为了提高专业课教师的这些能力,相关专业课学院可以和外语学院合作,对这些教师进行短期的培训;任课教师可以从有留学经历、出国经历的教师中选取。另外,相关教师也要积极申报出国访问、多投国际期刊论文切实提高自己的英语水平。
关键词:独立学院;土木工程专业;应用型人才培养;毕业设计;教学改革;校企合作;过程控制
中图分类号:TU-4;G642.77 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0117-05
毕业设计是本科教学的一个重要教学环节,是学生综合运用所学知识解决实际问题的一个综合训练。做好毕业设计工作,对实现教育培养目标、提高学生的综合能力和全面素质、增强学生在就业市场的竞争力等都具有重要意义。然而独立学院工科专业在毕业实践环节的组织上往往存在一定的困难,主要表现在:毕业环节时间长、任务重、综合性、实践性强,对教师要求高,需要投入的师资力量大。然而不少独立学院自有师资数量有限,经验不足,难以独立承担毕业设计的任务;毕业设计环节在时间上与母体学校冲突,母体学校的师资几乎全力以赴投入到自身的毕业设计环节中,难以兼顾;毕业实践环节要求每人一题,选题困难也是常见的问题。因此,不少独立学院的工科专业采用毕业论文的形式完成。
至诚学院土木工程专业最初两届学生也以毕业论文的形式完成毕业设计环节。但是事实证明,土木工程专业实践性很强,学生毕业前没有经过系统的、与实践接轨的训练,很难在短时间内适应就业岗位的要求。用人单位也对土木工程专业以毕业论文的形式完成毕业设计环节
的做法表示质疑。为达到培养工程师[1]的目的,至诚学院土木工程系在毕业实践环节有针对性地进行了一系列改革与创新。
一、统筹安排,提前做好毕业设计准备工作
在制定培养方案时,对理论课程、课程设计、实习与毕业设计综合考虑,注重土木工程专业知识体系的完整性与各个知识点之间的有机联系,有计划、有步骤、有层次地安排好毕业设计相关预备知识点的学习与相关能力的训练。
建立实践基地与业界专家库,加强与业界合作。为了突出独立学院人才培养的“应用型”特色,解决独立学院自有师资数量不足、高校教师工程实践能力较弱的问题,土木工程系采取多种措施加强与业界的联系。实践基地的建立不仅为学生实习提供了良好的条件,还实现了在课程设计、毕业设计等环节校企之间的密切合作。此外,学院建立了业界专家库,吸收具有中级及以上职称、本科及以上学历、在设计、施工、造价等相关领域具有专长且热心本科教育的业界专家。这一措施为安排业界专家参与毕业设计指导和答辩提供了保障。
毕业环节之前事先做好准备工作。至诚学院土木工程专业的毕业设计安排在第八学期,在过完寒假后正式展开
。为了让学生能利用寒假期间有的放矢地做好准备,土木工程系在年前完成分组工作。首先由每个组的带队教师介绍本组的任务、要求、特色,以及与具体工作岗位之间的联系和以往学生的就业情况等,引导学生根据已联系或拟联系的就业岗位以及个人兴趣选择适合自己的组别。此外,各组还布置复习已经学过的相关知识、查找文献资料、熟悉相关资料和规范、熟悉相关软件、联系实习单位等任务,要求学生有针对性地做好毕业设计准备工作。
二、充分利用业界和母体学校资源,开设多个毕业设计组
(一)开设多个毕业设计小组
土木工程专业毕业设计任务大多以结构设计为主,辅以建筑设计或简单的施工组织、工程概预算设计。这种做法对学生结构受力分析能力的培养大有裨益,然而并不是毕业设计唯一的选择。作为在省内本二批次招生的本科专业,至诚学院以培养应用型人才为主要目标。毕业生的就业去向以施工企业为主,占总人数的50%左右;此外到设计、基建管理或房地产、造价咨询、检测等企业就业的各占10%左右。其中施工、房地产、造价咨询单位对学生的工程估价或成本控制能力都有较高的要求,希望他们在懂技术的同时能有很好的经济意识和工程概预算能力。由于与母体学校人才培养定位不同,在毕业设计环节上采取以施工相关方向为主的策略,不仅能有效避免与母体学校在培养层次和师资上的冲突,充分利用母体学校的师资,而且能切合自身的培养目标,缩短学校与学生工作岗位的差距。
根据专业方向设置、学生就业方向,采用学生自主报名形式,对土木工程专业在毕业环节进行分组,分别是:建筑结构设计、桥梁工程设计、公路工程设计、施工组织设计、工程投标报价、毕业论文。近几年来的分组结果显示:90%以上的学生选择毕业设计形式,其中选择施工组织和工程投标报价的约各占50%,只有考取研究生、公务员等少数学生选择毕业论文形式。
(二)对各小组配备指导教师
至诚学院土木工程系充分发挥独立学院体制灵活的优势,合理利用自有教师、母体学校教师、业界工程师或业界专家,并考虑各组不同的特点为各小组配备指导教师。
对人数较少且母体学校也有相应组别设置的毕业设计组,由母体学校共同组织。如建筑结构设计、桥梁工程设计、公路工程设计组,将学生编入对应的母体学校毕业设计组,适当增加指导教师人数,并指定自有带队教师全程跟踪,负责联系、服务及组织工作。在没有影响母体学校教学组织的情况下,实现了优质资源的共享,同时也有利于自有教师的学习与成长,增进了学生之间的交流与合作。
对需要集中指导的人数较多的组,则由至诚学院土木工程系独立组织,通过聘请母体学校教师、与企业合作等方法解决师资不足的问题。如施工组织设计、工程投标报价组采用与省内知名企业
合作方式开展毕业设计。每组的指导教师由本系选派的专业教师和企业选派的工程师团队共同组成,双方各指定一个负责人,企业方负责人优先选取有高校工作经验的人员。在毕业设计辅导过程中,各有侧重与分工。本系教师负责选题、相关理论、程序步骤、纪律等把关工作;企业指导教师负责提供合适的工程资料及对工程惯例、规范等实践的把关工作。
论文组则由母体学校具有硕士生导师任职资格的教师进行指导,由指导教师安排学生参加实习或到实验室参与教师的课题项目,有针对性地辅导。
三、慎重选题,确保学生通过毕业设计得到充分训练
毕业设计选题是否恰当,关乎整个毕业设计环节的成败。在选题中最容易出现的问题有:选题重复,不能做到每人一题;题目过大或过小,导致不能按期完成或工作量不饱满;题目陈旧过时,不符合工程实际;题目涉及面太窄,达不到综合训练的目的,等等。
为了避免这些问题,土木工程系在省内高校和业界做了深入的调研工作,一方面向具有悠久办学历史、在业界具有良好口碑的高校学习经验,另一方面寻求工程界的支持。此外,在毕业设计环节分多个组、与企业合作也对扩大选题范围、结合实际选题方面有很大帮助。
以建筑结构设计组与工程投标报价组为例,介绍土木工程专业毕业设计选题情况。结构设计组选题由母体学校组织,分为:教学楼、综合楼、旅馆、高层办公楼、高层商住楼多个不同的小组。结构形式涉及钢筋混凝土框架结构、框架剪力墙结构、钢结构、组合结构,有的组还要求进行结构隔震设计等。建筑结构组的毕业设计从建筑方案做起,由建筑学和建筑结构两方面的教师合作指导。由于组数多,给学生提供的参数不一样,且每个学生所做的建筑设计方案本身就是独一无二的,因此能保证每人一题。在工作内容上,包括建筑总平面、平面图、立面图、剖面图、透视图(自选)设计;结构基础、框架、楼梯、楼(屋)面板的受力分析及设计。要求提交手绘图纸、计算机绘制图纸、手算计算书、电算结果等。工作内容丰富,工作量饱满。
投标报价组的选题中取自造价咨询公司以往做过的实际的工程项目。由于有企业支持,采取真题假作的形式,题目数量多、切合实际且能每届更新。3~5名学生共用一套图纸,并对每位学生设定不同的参数。任务主要包括工程量核对与计算、编制详细的施工方案、工程计价、交互审核等。还要求学生结合施工方案的编制,总结在计量、计价、审核过程中遇到的问题,总结并撰写报告。设计过程既包括手算,也包括电算和上机计价操作等。
四、创新管理机制,加强教学管理,实行严格的过程控制
毕业设计是一个相当长的过程,各阶段环环相扣,任何一个环节的疏忽都会造成毕业设计质量的下滑[2]。独立学院建校时间短,在毕业设计环节组织上相对缺乏经验,指导教师来源不一,构成较为多样,部分学生主动性有待提高,这些都使得独立学院在毕业设计管理和过程控制上存在一定的挑战。
为了做好毕业设计环节的质量控制,至诚学院土木工程系在管理机制上做了一些新的尝试。
(一)教学与管理两条线,全系动员共同做好毕业设计组织工作
独立学院外聘的教师往往热衷教学和对学生的辅导,却不擅长教学管理。实际上毕业环节的教学管理是一个连续的、系统的过程,需要教学管理人员有计划、有步骤、有针对性地实施。因此本系参与毕业设计的人员除了指导教师外,还有学院尚不具备辅导毕业设计资格的年轻教师、教学秘书、学生辅导员等。年轻教师参与到母体学校组织、或有业界专家参与的毕业设计组,主要负责该组的联系、服务与过程控制工作,并通过学习提高能力、增长经验;教学秘书负责在本系设组的指导教师的考勤与联系、服务工作;辅导员负责学生考勤、维持纪律,以及对缺勤学生的教育工作。这样既加强了毕业设计管理上的人员投入,使各组的过程控制都在掌握之中,也为自有师资的成长提供了良好的条件。
(二)明确进度安排,实行毕业答辩环节准入制度
将毕业设计任务分为多个不同的阶段,在毕业设计任务书中明确进度安排与要求。在每个阶段开始前,先以上课的方式集中讲解本阶段的任务、要求、关键问题,在该阶段结束时及时验收阶段性成果,并总结存在的问题。在每个阶段,对不符合进度要求的学生予以警告,当有3个以上阶段进度不符合要求时,取消该生毕业设计答辩资格。
(三)对学生考勤,推广实施可追溯的过程记录制度
以工程投标报价组为例,在毕业设计一开始,就要求学生对计算书等过程文件作专门记录,在辅导结束时,在记录本上当天完成的内容下方签名。提交时将教师签名的页面折起。在每个阶段结束的时候,教学管理人员或教师可以根据学生获得的签名次数、两次签名间所完成的内容、记录本书写情况和修改记录、正稿与草稿的对应情况等,来判断学生的出勤情况、是否存在突击、是否及时检查修改、完成过程的独立性等。对缺勤次数多的学生予以警告、扣分等处理,直至取消毕业设计资格。
实践证明,这种做法有效地杜绝了考勤时冒名顶替,或者个别学生应付点名的现象,在很大程度上消除了学生的侥幸心理。即使是不够自觉的学生,也能较踏实、独立地完成毕业设计的整个过程。记录本作为毕业设计资料上交,一方面成为记录学生毕业设计过程的依据;另一方面,给学生签名也能反映指导教师的出勤情况。在辅导结束时签名,客观上要求辅导教师不能早退,在一定程度上对指导教师也是一种督促与制约。
师生双方认真负责的态度也能促进师生间相互信任与认可,给下一届学生树立了较好的榜样,同时也有利于与母体学校和业界的良性互动及在业界形成良好的口碑。
五、因地制宜,制定合理的成绩评定方法
大多数本科院校的教务部门都对毕业实践环节的成绩评定都进行了详细的规定,这有利于统一管理和质量把关[3-4]。但是由于教务部门本身并不参加毕业设计的具体管理,独立学院不同的专业在专业特点和毕业环节的组织方式上都存在一定差异,因此由各系自主制定毕业环节成绩评定方法,教务部门予以把关和审批的方法更切合实际。至诚学院所推行的重心下移、对各系实施类似“事业部制”的管理机制在很大程度上提高了各系的主动性,有利于基层组织创造性地开展工作和专业特色的形成。
经过分析,土木工程系认为,毕业设计成绩评定主要考察3个方面的内容:成果完成的独立性、上交书面成果的质量、对理论的把握程度及思维、拓展能力。考察方式为过程跟踪、成果评阅和组织答辩。该专业毕业设计成绩评定的方法有如下4个步骤。
(一)评价成果完成的独立性
成果完成的独立性由教学管理组打分和答辩组打分共同组成,见式(1)所示。
α=0.7α1+0.3α2(1)
式中:α为独立完成程度系数,取值介于0~1之间,完全独立完成的为1,找或抄袭完成的为0;α1为教学管理组给出的系数,取值介于0~1之间;α2为答辩组根据学生对自己所提交成果的熟悉程度,对学生完成成果的独立性所打的分值,取值介于0~1之间。
教学管理组根据学生的考勤情况、平时进度快慢、在过程中的表现进行量化评价。计算方法见式(2)所示。
α1=0.3β1+0.4β2+0.3β3(2)
式中:β1由考勤次数折算;β2由各阶段进度分折算;β3由学生之间互相打分结果折算。三者的取值均介于0~1之间。通过同一个小组的学生相互打分,反应学生内部对各自完成独立性的认可程度,也为了解课余时间学生的投入程度以及是否存在抄袭等现象提供线索。
(二)计算成果质量分值
上交书面成果质量的分值由指导教师组确定,在答辩前给出成果质量分值X1。由于毕业设计在指导上采取答疑并辅以集中讲解的方式,教师轮流值班针对不同阶段的逐个技术问题进行指导,学生与指导教师之间并不存在固定的对应关系。因此该专业并没有要求指导教师独立给出评阅成绩。而是通过事先制定完善的评分标准,指导教师分工评阅,并集中商讨完成本组学生成果质量评定。对成果质量的评分标准根据各组要求提交的成果有所不同。涉及成果的完整性、设计方案是否合理、设计深度、逻辑性、计算准确程度、图纸表达情况及绘图质量、设计说明书等文字内容的表达情况、是否满足要求的形式等。此外,考虑到虽专业毕业设计任务重,相关的图纸、参数多,前期没有参与指导的人员难以在短时间内进行有效的评阅,因此没有安排非指导教师评阅成绩。
(三)考察学生理论基础与综合能力
通过现场答辩考察学生的理论基础与综合能力。该专业对毕业答辩非常重视,答辩委员会由本校教师、业界专家共同组成。答辩组从两个方面打分:一是进一步考察学生对自己所提交的成果的熟悉程度,分辨是否存在找、抄袭、依葫芦画瓢的情况,对学生完成成果的独立性打分,得到α2;二是对书面所不能反应出来的问题,如对毕业设计相关的基础理论掌握的深度、灵活运用与独立思考能力、发现与解决问题的能力等方面进行考察,得到该项成绩X2。
(四)成绩汇总与大组答辩总成绩计算
成绩汇总与大组答辩总成绩计算见式(3)。
X=α·X1+X2(3)
式中:独立完成程度系数α与书面成果质量分值是相乘的关系;X1的分值介于0~80之间;X1的分值介于0~20之间。计算出总分后,对拟评优秀与小组答辩有疑问的学生,最后再进行大组答辩,以慎重给出优秀与不合格的成绩。
出勤只代表“出工”,并不能代表成果质量,在毕业设计过程中将考勤次数折算成分数计入总分的方法不合适。
通过考勤发现问题,并着重在答辩或阶段性成果质量考核中确认学生成果完成的独立性,将独立性系数与成果质量得分相乘评定成绩有助于避免“出工不出力”的现象,鼓励独立思考与自主完成。
六、结语
毕业实践环节对培养工科学生的实践能力至关重要,独立学院在组织毕业设计中存在一定难处,但也有资源丰富、机制灵活等优势。土木工程专业针对毕业设计进行的一系列改革实践证明:通过确定以施工相关方向为主、以其他方向为辅的方针,并采取灵活多样的方式组织,不仅能有效地整合各种资源,适应学生就业的多方向需求,而且符合应用型人才培养的要求;通过全过程与业界的密切合作能有效缓解师资不足,扩大选题来源提高选题质量,开阔学生的视野并提高学生的实践能力;通过统筹安排、全系动员、创新过程管理和成绩评定方法等能很好地进行毕业设计环节的教学管理。
总之,独立学院土木工程专业在毕业设计环节的安排上应根据应用型人才培养的需要,结合学生就业特点,切实做好过程管理,扬长避短、因地制宜,创造性地解决问题。
参考文献:
[1]张海英,工科院校应该以培养工程师为主———张光斗院士访谈录[J]. 高等工程教育研究,2005(3):1-4.
[2]杨凯,徐贲,张艳.加强管理提高光电类学生毕业设计质量[j].光学技术,2007,33(S1):335-336.
[3]相军.提高应用型本科土木工程专业毕业设计质量的探索与实践[J].煤炭技术,2011,30(12):246-247.
[4]郭靳时,庄新玲,尹新生,等.土木工程专业毕业设计教学改革的探索与实践[J].建筑结构,2008,38(S1):366-369.
Teaching reform and practice of graduation design for civil engineering majors in independent college
WANG Guo-jiea,b, CHAI Minb
(a. College of Civil Engineering; b. Zhicheng College, Fuzhou University, Fuzhou 350108, P. R. China)