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摘要:建筑业的飞速发展带来土木工程混凝土材料和施工工艺的突飞猛进的发展,本文对这一课程的教学内容的选用、教学环节的设计、学生能力的培养三方面进行探讨,提高了研究生课程的质量、广度和深度。
关键词:混凝土;施工;研究生;教学
1.引言
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出要实施“卓越工程师”培养计划[1,2]。同济大学土木工程学院是国内同类专业中教学和研究实力最强的学院之一,同济大学培养造就的土木工程方面专业人才的遍布国民经济建设的各条战线,在学术界和工程界做出了积极的贡献,同济土木学院现在推行的“卓越工程师人才计划“对于硕士研究生注重基础理论、专业知识、继续学习能力、创新能力、国际视野等方面综合素质的培养。《新型混凝土及施工工艺》是同济大学土木学院开设的一门课,历史悠久,较受学生的欢迎,但随着建筑业的迅猛发展,新技术和新工艺层出不穷,对混凝土的应用要求越来越高。这是对我们课程的内容和教学方法改革的推动力。
2.教学内容的选用及更新
同济大学施工教研室赵志缙在很早就出版了《新型混凝土及其施工工艺》一书,2005年已是第三版,这本教材汇集了我国混凝土施工技术和理论研究的最新成果,比较系统、全面。但是随着混凝土研究和应用的深入,一方面需要对原有内容更新,另外一方面又有新型混凝土的出现,需要补充,如清水混凝土、再生混凝土、透水混凝土。加强和补充基础理论知识,适应研究生培养的广度和深度的要求,比如增加了混凝土耐久性测试的方法及材料微观分析的方法。结合最新的科研成果和工程应用。同济土木学院和材料学院就有不少从事混凝土材料和施工技术的研究,且是这个领域内的领跑者,比如肖建庄教授就是再生混凝土和透水混凝土方面研究的专家。另外上海大工程很多,有很多的工程实例供我们教学应用。这些给我们的课程提供了活生生的素材,使得课程既有深度,也更加实用,贴近实际。
3.教学环节的设计
理论和实践相结合,课堂教学和参观、现场教学、参加会议等相结合是讲好这门课程的关键。首先利用同济大学综合性大学的优势,跨学院参观实验室和跨学院听实验课。比如这门课很重要的一章“高性能混凝土”,首先必须掌握耐久性的概念,只停留在课堂上的讲解是不够的。我们充分利用学校资源,跨学院参观材料学院的“先进土木工程材料教育部重点实验室”,使得学生对抽象的概念有了感性认识。另外让学生旁听化学系开设的《仪器分析》课中和混凝土性能测试有关的理论和上机操作课(如扫描电镜和X衍射),了解了仪器构造、测试步骤、样品制备等,还有自己带样品上机操作的实验环节,这些为学生打好了扎实的基础知识。同济地处大上海,为现场教学提供了机会。这门课会安排两三次施工现场教学。如这学期参观了灌注桩和地下连续墙工地,全过程观看水下浇筑混凝土的施工,并现场讲解和讨论。再比如“上海国际设计中心”大楼就地处同济东北门,是“清水混凝土诗人”安藤忠雄的作品。让学生站在真正的清水混凝土建筑面前,体会它传达出的一种其他人工建筑材料无法模仿的天然质朴与厚实。通过观看表面质量、气孔、露筋、禅缝和明缝、错台等表面质量问题,体会到做好清水混凝土工程的不易,不但技术要过关,组织设计、施工到项目管理与监理督检都要过关。再结合工程施工时作者拍摄的施工照片,学习讨论清水混凝土的各环节的措施。参观预制品构件生产基地也是一个重要的实践环节。在那里能看到上海地铁需要的大量管片的生产流水线等,看到商品混凝土搅拌站中各种材料的堆场布置、自动化进料、称量、搅拌和连网的检测,还能了解一些新型混凝土的发展和应用情况,比如轻质陶粒混凝土已很少用,再生混凝土成本相对高,应用也比较少,需要国家的政策扶持等。参加会议,听取会议报告也是很有效的获得最新知识的途径。同济土木学院经常举办国际和国内的学术会议,比如2013年在上海同济大学召开的“第八届高强与高性能混凝土及其应用会议”,来自包括清华大学在内的科研院校、施工企业分享了最新的科研成果和工程引用,信息量极大,对老师和学生都是极佳的学习机会,这本会议论文集也是后来我们几年的教材之一。再如2017年在同济召开的“模块化和预制建造国际会议(2017MOC)能让听众了解到混凝土预制装配技术最新的发展和亟待解决的棘手问题(如灌浆套筒的连接和监测问题)。
4.能力和综合素质的培养
前面讲到的跨学院参观、跨学院听课、现场教学、参观、参加会议都是加强基础知识和专业知识学习、培养实践能力、拓展国际视野的手段。课堂讨论是培养学生思考问题、分析问题的方法。比如在讲授课高性能混凝土时,先把问题提出:收缩导致的混凝土的开裂是通病、难题,裂缝会影响和摧毁混凝土结构的耐久性。原因是强度等级越来越高、高效减水剂的广泛使用、设计、施工、监理等环节对现代混凝土的认识不够、泵送混凝土施工工艺的发展也使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加;还有过度追求工程进度造成混凝土得不到充分养护。课堂上从结构设计、材料配合比、施工多方面讨论分析存在的问题和解决的措施。阅读专业课外书籍,培养继续学习能力。比如王铁梦主编的《工程裂缝控制》是混凝土裂缝研究和应用者必看的专著,他提出的超长大体积混凝土结构裂缝控制的理念、计算方法和实际应用方法得到业界广泛的认同。注重文献阅读和写综述也是能力培养的方法之一,通过总结和发现问题,并在课堂上交流,使得学生对内容理解透彻,也渗透了科研思维,并且锻炼了写作、制作PPT的能力和表达沟通能力[3]。
参考文献:
[1]古新,张景华,王永庆,郑志阳等.高校典型工科专业生产实习教学改革研究[J]实验室科学,2017,12,20(6):149-153
[2]夏静萍.面向卓越工程师培养的自动化控制原理实验教学改革,实验室研究与探索[J]2917,12,36(12):188-191
[3]谢顺利,张春丽,边亚东.关于研究生结构动力学课程的几点思考[J]河南建材,2018,(6):366-367
作者:席永慧 胡晓依 徐伟 单位:同济大学土木工程学院