土建工程论文范例6篇

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土建工程论文

土建工程论文范文1

土建工程新型节能技术,主要表现在建筑物的选材上,建筑材料是工程施工的基础和前提;当代社会科学技术日新月异,新型建筑材料层出不穷,它们不仅可满足高层建筑对施工材料刚度、耐腐蚀性等的要求,还具有重量小、耗能少、污染少等特性,最重要的是,新型节能技术站在长远的角度来看,能够在很大程度上减少施工成本和未来的使用成本,而且对环境保护和节约资源都将做出积极的贡献。与传统的建筑材料相比,新型节能技术、材料的使用需要更高的施工要求与之相配套,因此,新型节能技术的使用对于施工效率和施工质量的提高都有很大帮助。

二、土建工程施工中混凝土技术的探讨

混凝土施工技术主要有材料的配比、搅拌、浇灌、振捣以及后期的养护工作,每个环节都需要高水平的专业施工,以确保混凝土的质量,提高建筑物的使用寿命。

1.混凝土材料的配比混凝土由于自身具备的优点,是目前建筑行业中应用最广泛的建筑材料之一,在土建工程中涉及到的混凝土施工,需要在选材上进行精细的检测,还需要严格的配比试验才能确定,它将直接决定了建筑物的安全性和使用性能,因此这是一项非常重要的工作;同时在施工过程中,还要根据不同建筑物的用途对选材进行限制,或者是要求材料能耐高温、或者是要求材料具有一定的抗震性能。

2.混凝土的搅拌混凝土的搅拌工作,是混凝土投入施工的一个重要环节,搅拌效果的好坏会对建筑物的质量有很大的影响,因此要特别注意以下几点,首先,在进入搅拌环节之前,要确定材料性能是否符合要求,并对计量工作进行严格的控制;其次,就是对搅拌设备的检查,看其是否符合相关要求;最后,就是在搅拌过程中要按照不同材料的投放顺利依次放入,并且还要把握好搅拌时间,特别是在最后的卸料环节,要控制好混凝土的温度;这一系列的工作都将对混凝土的质量产生影响,因此,整个搅拌过程中,要求施工人员必须具有精细、准确、严谨的工作态度,认真按要求完成每道工序。

3.混凝土的浇灌对竖向的施工结构来说,要想确保施工质量,要特别重视以下几个方面的问题;第一,要用水泥砂浆在竖向建筑的底端进行填充,将厚度保持在五厘米到十厘米之间;第二是要及时解决建筑过程中出现的离析现象;第三是在混凝土浇灌过程中,如果模板的高度超过了三米,那么应该在施工中采取具体的措施来确保混凝土的施工质量,尽可能地避免混凝土出现下滑。比如说通过由外向内的方式,连续性地浇灌墙体和柱体,减少模板承受的压力;在完成浇筑工作后,要给予它两个小时的时间用来完成混凝土初凝工作;当混凝土具有一定的强度之后,再进行接下来的梁板施工;第四在混凝土浇灌中要注意好时间的控制,包括各道工序持续的时间,还要提前对模板、预埋件、支架等进行检查。

4.混凝土的振捣在进行混凝土振捣工作时,一定要注意工作的连续性,并控制好振捣面的沉落情况,以尽量避免出现过振的现象。如果在施工中使用的是插入式的振动器,要在对振捣范围进行控制的基础上,按照一定间距完成振捣工作,一般情况下振捣器的直径应该控制在3倍范围之中。除此之外,混凝土施工中常用的振捣方式就是行列式以及交错式。

土建工程论文范文2

在土建工程项目建设过程中,进行管道设计时要首先提出相关的技术设计要求,并在施工图纸中体现出来。正式施工之前,施工单位的相关技术以人和管道设计人员应该共同审查图纸方案设计,避免管道安装过程中出现差错。进行管道安装的施工人员需要掌握看施工图纸的技巧,对实时施工进度和采用的施工手段做出了解,保证管道施工能够完全适应土建工程项目施工。土建施工过程中需要预埋的管道和预埋件都要在施工前准备出来,需要穿墙的管道要准备好套管,预留孔洞在300mm以上的尺寸要在图纸上标记出来。管道安装应该和土建工程施工的进度相互配合,保证二者的施工进度。

2我国土建工程和管道安装之间的配合问题

2.1建筑物中的管道安装问题在建筑行业的发展过程中,建筑物中的管道安装越来越规范了,但是在实际施工过程中,仍然会遇到很多问题,例如:防腐层过薄、管壁过薄、管径不够大的问题。出现这些问题可能是因为人为因素,也可能是由于环节问题。刚刚出现这类问题往往并不明显,对于整个建筑物来说,却有着巨大的影响,甚至会出现严重的不良后果。

2.2卫生器具以及管道的渗漏问题在建筑住房中,管道和卫生器具占据了重要的地位,若是没有合理安装卫生器具和相关管道,很容易出现渗漏的问题,这个问题对于建筑来说是非常严重的,解决也比较困难。出现渗漏的问题,通常都是因为安装的管道和卫生器具规格不合理,或是在施工过程中没有达标,出现了失误。渗漏问题会为生活在建筑中的居民带来很多不便之处,并加快建筑的损害程度,甚至破坏建筑结构,缩短建筑的实际使用寿命。

2.3给排水管道安装问题对于整个建筑物来说,给排水管道都是非常重要的,若是安装出现错误很可能会造成整个建筑的摧毁性后果。给排水针对建筑来说就像是血管针对于人体的作用。在实际管道安装的过程中,有些施工单位并没有按照规定的标准安装处理给排水管道,导致冻裂、压裂等事故。进行给排水管道冲水作业时,也会出现空气没有排净的问题,导致管道内部出现气囊,令水流断面的面积减小,导致水头损失,甚至因为瞬间的气囊压力造成管道破裂。

2.4管道堵塞问题进行土建施工的过程中,出现管道堵塞的问题是非常常见的,不仅会影响到工程验收,还会对日后的正常使用造成影响。施工期间,出现管道堵塞问题往往是因为有些杂物废物进入到了管道中,或是因为灌水工作没有做好,导致管道使用期间不够顺畅,影响到居民们的正常生活。管道堵塞问题会影响到给排水通畅运行,进而影响到人民的生活,严重时可能会出现管道爆裂的现象,维修和养护都很不方便。出现这些问题通常都是因为施工人员和管道安装人员没有协调好工作,导致管道安装质量出现问题。卫生器具和相关管道若是出现了堵塞,很可能会造成一系列的卫生问题,管道安装施工人员必须做好疏通工作。

2.5管道安装工作人员和土建施工人员的关系问题管道安装人员和土建施工人员之间若是没有合理协调彼此之间的关系,那么工作过程中很可能会造成配合不协调的问题,导致管道安装和整体工程项目之间不够协调,影响到工程项目的效益。只有所有的工作人员都能协调和谐的一起工作,解决内部矛盾,才能保证施工企业的经济效益。

3加强土建工程和管道安装配合的有效措施

3.1根据施工方案合理安排给排水管道安装为土建工程项目设计给排水管道应该事先查询相关的资料,在设计过程中严格把关,保证使用材料等级能够完全满足施工要求,并进行防腐处理,适当提升管件和相关施工用设备的指标,并合理规划管网,掌握工程项目给排水中的流量和水压。设计管道的排气阀时务必要认真,特别是对于地势落差比较大的地方和距离机房比较近的位置,排气必须要排除干净。管道安装过程中,要严格执行设计方案,并在正式安装前做好规划,安装结束以后,要进行相应的验收,并进行试水试压实验,保证管道工程安装的质量,提升建设单位的企业效益。

3.2严格执行管道安装顺序,防止渗漏进行管道安装的过程中,工作人员必须详细了解施工图纸,检查管道的标高、坡向以及坡度,反复检查管道地沟。特别是在转角的位置,为了保证管道的稳定性,还要专门设计固定用的管卡进行加固处理。安装消防用的水管必须要慎重,保证水管进入到水箱以后能够保证横平竖直,不能出现任何倾斜的状况。而对于高层建筑项目来说,为了固定管道还要在每一层设计好固定支架。管道渗漏问题对于施工单位和业主来说都是主要关注的问题,所以,为了解决渗漏问题,应该首先对发生渗漏问题的管道进行水压和灌水测试,按照正常压力的1.5倍进行渗漏测试,但是不能超过0.6kPa。另外,考虑到管道的材质、用途、尺寸各不相同,进行测试时采用的手法也要参考实际状况具体设计。

3.3在土建施工中解决管道堵塞为了有效避免管道安装过程中由于土建施工出现堵塞问题,安装之前,应该首先清除干净管道中的杂物,进行反复疏通,同时安装过程中要保证安装设计的坡度进行安装,另外,还要采取针对性的措施解决管道堵塞的问题。例如,若是需要在立管上安装乙字管,那么根据实际规范要求来看,乙字管上部分要设计好检查口,方便检查维修,实际安装过程中,立管和埋在地下的排除管不能先连接,而要采用托板将立管的检查口支撑起来,直到立管固定好以后才能拆掉支撑物,这个管口一般不在土建施工过程中用作临时的排污口。土建施工结束以后,对于二层以上的管道和底层的管道需要进行灌水实验,确定没有任何堵塞问题以后,可以直接将直通管筒和底层的排出管以及检查口管连接起来;若是实验过程中发现排水速度很慢,那么水平支管的部分出现了堵塞问题,这个时候必须马上疏通,将堵塞物清除干净。

3.4加强管道安装人员和土建施工人员之间的配合对于一个工程项目来说,有一支优秀的建设队伍是非常重要的。队伍中各个工作人员应该在施工期间保证自己分内的工作能够正常完成,各个程序之间需要彼此配合的工作也能协调配合完成。若是施工过程中遇到了一些问题,工作人员应该互相讨论,找出针对性的解决措施。管理人员要做好管理工作,坚持管道安装的质量,同时,工作人员便会同时对管道安装的质量加强重视。从而,整个施工队伍从上到下都能重视起来管道安装质量,就能为施工企业带来更高的经济效益。

4结语

土建工程论文范文3

1.1高层建筑是城市化水平提高的必然发展趋势。

我们知道,随着我国经济社会发展步伐的加快,大量的人口都涌入城市,推动了城市化进程的发展速度,在此背景下,给城市发展空间带来了压力与挑战,所以要想在有限的空间内容下更多的人,大力建设高层建筑是最好的选择之一,所以,进入新世纪以来,我国高层建筑成为建筑领域发展的主流。

1.2在国民经济快速发展的带动下,我国人们群众的物质文化生活水平都得到了显著提高

传统的单一结构的建筑已经不能更好的满足当地人们生产、生活的要求,而高层建筑的多功能性、舒适性正好满足了当代人们的需求。

1.3针对当前城市发展用地紧张的局面

尤其是大城市来说,国家为了有效解决人民住房问题,为高层建筑的发展提供了一系列的政策扶持,有效的推动了高层建筑的快速发展。

1.4随着土建工程事业的发展与土建工程规模的扩大

土建工程的施工技术在其中发挥着至关重要的促进作用。当前,土建工程的市场竞争变得越来越激烈,建筑工程企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,就需要利用先进的科学技术来强化企业的实力与竞争力。其中最重要的是加强对土建施工技术的研究,以跟上国际建筑事业发展的趋势。

2.现阶段高层建筑土建工程施工管理工作存在的问题

2.1在技术管理上存在诸多问题。

我们知道,由于高层建筑所采用的施工技术相对于传统建筑的施工技术来说水平要高,且实施的标准也更为严格,所以,做好高层建筑土建工程施工的技术管理工作至关重要。但是,现阶段许多施工单位在技术管理工作中存在诸多问题,如施工技术应用不规范、施工秩序混乱、不同工种施工过程中不能实现协调统一,严重影响了土建工程的施工质量,影响了企业竞争力的提高。

2.2管理制度不完善,缺乏有效监督。

现实生活中建筑市场的管理制度不够完善,这方面的问题主要体现在:建筑施工时重质量忽略施工安全以及竞标的时候往往低价中标,缺乏资金来确保安全文明施工,甚至没有专门的安全管理经费,施工企业出于节省开支的角度减少安全器材的投资力度也是重要原因之一。

3.高层建筑土建工程施工管理要点分析

3.1加强安全管理与安全教育。

其一,要增强现场施工人员遵守制度的意识,首先施工企业应该建立健全现场施工制度,然后组织企业员工进行学习,让他们认识到任何违背现场施工制度的行为都会受到相应的处罚,这样一来,可以有效地提高施工人员的思想认识,使得他们在施工过程中自觉地遵守现场施工制度,以保证现场施工顺利的开展。其二,定期对管理人员和现场施工人员进行安全培训和安全教育,加强对这部分人的培训,提高他们的技术水平,使得他们按照施工图纸进行科学施工,并且在实际的工作中能够及时地发现存在的安全隐患,果断采取相应的措施,把施工损失降到最小。

3.2强化施工过程中的协调管理和监督检查工作。

由于建筑工程土建施工的工期比较长,所以在施工的过程难免出现一些突发事件,而对存在的问题,作为现场施工管理人员,对影响施工的停水、停电、材料短缺、机械故障等因素,应该及时有效地采取措施,积极主动地与土建施工所涉及的多个部门进行协调与沟通,以便可以及时有效地排出故障,尽快恢复施工,以免造成停工损失。

3.3控制施工进度。

控制好工程进度可以起到对有利因素的充分利用以及对不利因素的预防,也便于制定预防措施,采取有效对策以及妥善补救,进而缩小实际进度与计划进度的偏差,实现对高层建筑进度的静态控制和动态控制,只有如此才能切实掌握高层建筑的施工进度。其次,施工进度计划在实施过程中往往会因为新情况的产生,或者其他因素的干扰而发生变化,使管理人员难以在执行过程中检查工程项目实际进度发展情况。

4.结语

土建工程论文范文4

1.我国土木工程建立质量不高,主要体现在监理面窄,在监测土木工程建筑施工质量时,考虑的内容不全面。而我国在进行土木工程质量检测的过程中,主要是对验工计价和施工质量两方面进行监理。有的工程师由于能力不高,专业知识水平较低,且对于土木工程建筑施工质量的检测缺乏经验,对一些必要的规则也缺乏了解,往往造成了工程质量出现许多漏洞的现象产生,不仅对建筑日后的使用安全构成了威胁,还会给建筑单位和有关投资企业带来消极地社会效益。

2.土木工程建筑施工质量的责任制落实不明确土木工程建筑施工质量的责任制不仅和施工单位的施工管理工作有关,和项目开发时的设计质量也是密切相关的。比如,有些施工单位的建筑设计变更包死,设计做出了调整和变更,但施工单位经营管理却无法控制,就造成了施工单位偷工减料的现象发生。这也是为什么有些施工单位会用“拆东墙补西墙”的办法,在最大程度上减少亏损的原因。因此,在土木工程建筑施工过程中,应该明确各个部门的责任,从而确保土木工程建筑施工质量监测的工作能够更加顺利地开展。三、土木工程建筑管理的主要内容和措施

二、土木工程建筑的管理内容

1.施工质量管理土木工程建筑施工管理工作的重心就是定期对施工建筑进行质量监督和管理。施工质量的高低直接影响着企业的经济发展效益和人民的生命财产安全。在进行工程建筑施工前,一定要做好施工建筑的设计工作,详细的设计方案不仅是确保施工进度和施工质量的有力保证之一,也是影响工程投资和施工成本的原因之一。为跟上现代化发展的脚步,土木工程建筑的施工应及时接受现代先进的思想和理念,按照相关的制度,严格建立质量管理体系,并对土木工程建筑施工过程中出现的问题,给予及时的措施和实时的监测。

2.施工进度管理土木工程建筑的施工进度不仅影响着施工成本和施工质量,对企业的效益也有着重要的影响。因此,在土木工程建筑施工的过程中,对建筑的施工进度必须采取有效措施,进行必要的进度管理。此外,施工进度的保证在施工承包合同范围中,是施工单位和建筑企业必须要密切注意的。根据施工承包合同给出的施工时间和进度要求施工单位应对土木工程项目做出详细的施工计划,通过将项目细分为各个阶段,从而更加精确地估算出施工单位的工程进度。同时,在日常的施工管理工作中,也要适可加强对施工进度的管理力度,以便施工单位能够根据具体情况,及时做出相应地调整。

3.项目风险管理土木工程建筑施工管理工作中的风险管理主要是通过一些安全设施和防护措施在最大程度上减少事故的发生,确保施工人员的生命安全。完善的安全设施和先进的风险处置技术都能在一定程度上减少施工事故的发生,确保施工质量符合要求。在风险管理方面,投入资金务必要确保施工人员的安全,为其能够提供相对安全的操作环境,不能因为节省成本,就减少在风险管理方面的投资。因此,土木工程建筑施工当中,对项目进行风险控制和监督都变得十分重要。

三、解决施工管理问题的有效措施

1.完善有关土木工程建筑的法律制度我国土木工程建筑施工管理中存在着许多问题,主要是管理制度的不规范以及法律制度的不完善造成的。因此,建筑市场在进行项目施工时,要根据国家的有关方针政策,贯彻我国的法律法规,从而逐步规范对土木工程建筑的管理。需要注意的是,制定的法律法规不仅需要满足我国建筑行业的发展形势,还应确保土木工程项目的施工标准能够与国际专业施工规范相接轨,确保我国的建筑市场能够有更广阔的发展空间。

2.提升管理土木工程建筑工作人员的素质国内外许多施工实例都表明了,施工人员的素质高低能够在一定程度上影响整个项目的施工质量。因此,我国需要重视对这方面人才的培养,全面提升施工人员的素质。同时,我国也可向国外经验丰富的专家学习,通过学术的交流及研讨,不断扩充我国土木工程建筑的专业知识。严格的考核制度以及先进的施工管理理念和方法都是提高土木工程建筑施工管理水平的有效措施。

土建工程论文范文5

1.1批复投资不能全部到位,工程建设资金左支右绌

辽宁省国家水土保持重点建设工程小流域综合治理工程中央投资的补助标准是28.6万元/km2,在概算投资中:中央、省级、市县财政配套投资分摊比例为0.7∶0.15∶0.15。通常在做概算时是以28.6万元除以0.7即40.85万元/km2去控制小流域的总投资。以建昌县某小流域为例:小流域治理面积为948hm2,项目总投资380万元,工程措施投资340万元,独立费用投资29万元,基本预备费投资11万元。整条小流域省批复投资:中央266元,省投资57万元,概算中的市县配套投资57万元在批复中没有体现,即到位资金中央、省总投资为323万元,工程措施投资340万元,也就说中央和省投资能把工程措施工程量基本完成,但在独立费用中建设管理费和设计费及监理费是必然要发生的,同时施工中又存在一些不可预见的费用,市县配套投资不到位,这笔费用就没有出处。如果从到位资金出这些费用,招标的工程量清单又不好确定。国家坡改梯工程投资分为两部分:工程投资和独立费用。中央投资占60%,省市县配套投资占40%,以建昌县2014年坡改梯项目区为例,批复治理面积为446.67hm2,批复总投资1667万元,其中中央1000万元,地方投入667万元。而在投资计划下达的指标仅为1000万元,即为中央投资。设计治理坡耕地面积为446.67hm2,其中新修石坎水平梯田214.74hm2,新修土坎水平梯田231.93hm2,布设2.08km截水沟,1.52km排水沟,共修建作业路长度为6050m,共修建谷坊43座。在水土保持方案报批稿中与中央1000万元投资匹配的工程量为其中新修石坎水平梯田192.94hm2,布设0.56km截水沟,0.86km排水沟,共修建作业路长度为6050m,共修建谷坊21座,如果工程进行招标,只能对已经落实的1000万元的相应工程量进行招标,那剩余的工程措施怎么施工,如果地方投入总不到位,而在当前市场经济情况下用群众自筹来完成也是不现实的,那作为县级水保管理部门是无法完成批复任务的,从而也就实现不了集中治理、规模治理,那么这样的实施水土保持方案就失去了意义。同样存在着独立费用和其他不可预见费用无资金解决的问题。

1.2实施水土保持方案编报时无招标业务费,建设资金管理不便

工程实施招标需要招标业务费用,在水土保持方案编规中独立费用的计算并没有招标业务费,而在水利工程概算编规中有此项费用,这笔费用在招投标中是肯定发生的,如果不计此项费用,那招标业务费只能从工程费用中支出,因为独立费用中的各项费用各有所用,这样会导致建设管理单位违规使用资金,不利于建设资金的管理。

1.3工程实施过程中的不确定因素较多,常导致中标合同价款突破

现在的荒山有的是集体所有,有的已承包给农民,在工程实施中协调问题是大事,在招标文件中虽规定占地、占道等问题由施工单位自己协调并承担相关费用,但是中标单位进入现场时,有些老百姓不让动自已的山和地,如果没有乡政府和村委会去做协调工作,施工单位也是无计可施的,这样会严重影响施工进度,管理费用也会相应提高。我们在坡耕地实施中就遇到此问题,要想使工程顺利实施,由项目所在地的水利站和乡政府给予支持作好协调工作是必须的。但有些工作是需要资金的,如国家坡耕地治理工程,所治理的区域涉及很多农户;各家的地界在哪、实施前实际有多少亩地,都得乡政府组织项目所在地的农民去做这项工作,协调发生的费用怎么算,由谁支付?尽管我们在报实施水土保持方案时要有项目所在地乡政府协调用地承诺,可乡政府每年的经费都是有限的,可能也是心有余而力不足,再者承包商施工有利润可得,乡政府不会情愿自己出经费去解决这些问题。同时如果遇到招标文件中的措施布置图中实地位置立地条件发生变化或不宜进行施工时,要发生变更事项。如若因发生变更可能导致费用的增加,增加这笔费用从哪里出?如果要想使工程顺利实施,最终会导致中标合同价款突破。

2水土保持建设工程招投标的几点建议

2.1省级进行水土保持方案批复时应明确与批复

资金对等的招标清单工程量小流域综合治理和坡耕地专项治理报送水土保持方案时就按中央和省配套、市县配套全部投资来报送,水土保持方案批复时把中央+省投资和市县投资工程量分别批复。如果投资全部到位并达到规模标准,到计划批复后,就可以顺里成章的组织招标。如果市县配套资金不到位,则按中央和省配套投资招标,把招标的工程视为一期工程施工;对市县自筹资金全部或部分到位的市县,可以对剩余工程进行二期施工。只有这样,中标施工单位按中标条件去施工,才能保质保量按期完工。但这样也存在一个问题,如果市县配套投资不到位,中央和省投资总和不到200万元,那招标就不是必须的了。

2.2报实施水土保持方案时按编规计取招标业务费用

不论什么性质的水利工程,只要招标就有招标业务费,该费用以工程投资为基数计算的,所以水保工程招标的招标业务费在独立费用中应该计取,在这方面上级水保主管应有明确的规定。

2.3在水土保持方案批复时明确基本预备费

在水保方案编规中有基本预备费这项费用,基本预备费主要为解决在工程施工过程中,经上级批准的设计变更和国家政策性变动而增加的投资及为解决意外事故而采取的措施所增加的工程项目和费用。本人认为在水保工程概预算中计取此项费用相当重要,因为水利工程的不确定性很大,变更对水保工程也不例外,同时因工程施工需要的协调费用也可以从此项费用中支出。基本预备费用能把投资控制在预算内,在招标中此项费用可等同于预留金。为了使这项费用使用更规范,在水土保持方案批复中明确基本预备费额度,并且水保上级主管部门应明确使用此费用的相关规定。

3结束语

土建工程论文范文6

常规的工科实践教学环节由实验、实习和设计三大部分组成。其中实验由易到难,有演示性、验证性、操作性实验、综合性、设计性、创新性实验;实习形式由简单到复杂,有认识实习、操作实习、见习型实习;设计方式由专项到综合,有课程设计、毕业设计。按本科与硕士研究生实践教学需要来设置,专业工程实践教学分为校内和校外实践教学环节。校内有与各专业工程课程相对应的实验、实操(工程制图、测量、各学习阶段的课程设计)、毕业设计、学位论文。以毕业设计为例,其常见类型就有工程项目设计、工程施工(加工)技术和管理、专题研究、工程应用软件开发等4种。由于毕业设计属于本科生学习期间较高级的实践教学,所以这4种类型的毕业设计可以根据培养目标、方式与教学条件的许可,不论在校内、校外进行都可以作为学习者完成毕业设计(论文)实践学习方式。校外实践教学环节就实践而言,可以依托校外协同创新单位的土木工程技术开发研究中心或具有新技术、新工艺、新材料背景的工程项目进行综合性、设计性、创新性实验;实习教学环节主要是结合专业工程的场地(所)性、先进性、特殊性和丰富多样性要求,进行校外各类工程的参观认识实习、专业课程实习,施工(加工)技术与管理生产实习,毕业实习等。

二、土木工程实践教学资源协同开发的原则与方法

现在的信息技术手段、网络服务及移动终端设备已经完全具备对庞大的数据进行整合和处理应用的能力,故借助于云计算技术来收集、整合、处理、挖掘超量、繁复的工程实践教学资源,不但能有效解决工程专业实践教学中的众多困扰,而且能为工程人才个性化培养及创建终身教育奠定坚实基础。

1.开发原则

各种专业工程实践教学资源的内容丰富、博大,所以在协同开发和挖掘相关资源时,应坚持“有所为,有所不为”的原则。应分专业类别广泛收集各种实践教学资源,并在收集和整合资源过程中,要注意以资源的全体和完整为主,不要片段、抽样;要注重资源获取的效率,不要以工程项目内容的绝对精确作取舍;要考量工程项目资源内容相关性,不必在因果逻辑上做深究[3]。要按照培养目标,从学习者实践知识建构需要来识别资源的意义,在丰富、灵活、多样、宽泛的基础上,进行资源采集、处理和加工,让运用者按需配置其专业工程实践教学资源,能方便、高效地实现其教学价值。依据专业工程学科创新知识与能力培养所设定的目标,以协同创新的核心单位为主体,科学创设基于学生专业工程实践学习需要的活动情境。即将有关资源分层次构造出各学习阶段专业工程实践的问题情境,以引导学生循序渐进式地经历实践的过程,使学生能自觉调动多种感官,如视觉、听觉、触觉以及语言表达等,寻找多种操作、动手、研讨途径,积累起丰富的土木工程实践感性认识和动手操作经验,激发学生对工程项目的类型、设计与施工条件、理论与技术方法、施工技术与组织管理、工程量、产品形态、建(制)造和场地环境、时空边界条件等现象与相互关系产生浓厚的兴趣和探究的欲望。

2.主要途径

由于培养人才的责任主体是大学,校方的图书与电子资源丰富,多建有信息网络技术中心,软硬件设施和技术人才相对充足,且信息技术在所涉土木工程专业教学需求与科研应用量巨大。建立学校与协同核心单位间工程实践教育资源共享平台是协同创新发展的一种必然趋势,因此,校方应成为实践教学资源共享建设的投资主体与推行者。协同开发与共享专业工程实践教学资源的主要途径,可从以下四方面进行:(1)建立一套运行机制。专业工程实践教学资源建设是一项有序的、动态的、可持续发展的系统工程,必须建立良好的运行机制,以促进建设过程中各个环节的正规有序,实现统合,搞好顶层设计。(2)规范一套建设标准。用科学的标准来促进专业工程实践教学资源系统的建构[4,5]。应建立面向协同中心所涉各类工程专业的不同实践教学主题、覆盖其各个层次、不断动态更新的工程实践教学资源建设标准,为实现各级各类资源系统的网络互连、信息互通、资源共享奠定基础。(3)搭建一个基于云服务的共享平台。各类工程实践教学资源只有不断被其工程专业教学所应用、学习者所掌握,使其流动、开放和充分共享,才可持续。在各专用工程实践教学资源库和实践教学课件建设的基础上,通过云服务端资源集成,实现各门专业的各级各类实践教学活动资源交换和资源共享。(4)培养和建立一支“双师”实践教学专业队伍。专业工程实践教学资源库及课件开发、建设的每个环节都需要依靠高素质专业人员完成,因此,必须根据协同机制,整合学校与协同核心单位的人才资源,培养和造就一支懂教学、懂工程技术、懂教育教学管理的资源库建设专业队伍。

3.技术方法

构建一个基于云计算的数字化实践教学资源处理平台。实践教学资源经数据处理,区分成关系化、结构化和非结构化数据,其中关系化数据是指二维关系约束的数据表,结构化数据包括了数字、符号等数据,非结构化数据包括了文本、图像、声音、视频等数据,从而进行有效存储、组织来自校内外协同创新单位的教学资源。利用处理平台能够对几百甚至是几千个分布式数据库,或者分布式存储集群中的内容进行分析。该处理平台还能根据具体教学环节、层次需求建立相应服务,解决传统的学习平台资源无序、缺乏统一管理调配的问题。教师可以通过云服务平台在技术项目上实现跨学校、跨地域合作,分享工程实践与研究成果,为教学、学术研究提供便利;学生可以突破时空限制,使用现代化通讯工具随时随地全方位获取优质的实践教学资源。数据化工程实践教学资源的开发流程与实现方式,可以概括为四步:分别是采集、导入和预处理、统计和分析,最后是资源实践教学价值的发现与挖掘[6]。(1)以协同机制作保障,通过数据迁移、数据转换、共享等有效手段[4]对数字化实践教学资源进行收集、采集,把协同创新主体单位既有实践教学资源重新整合起来,并加载到数据仓库或数据集市中——存储在远程云服务端,成为联机分析处理、数据挖掘的基础。这样才可以彻底消除学校或土建行业信息化建设中各相关单位存在的信息孤岛以及信息碎片化现象,提高实践教学资源的可使用率。还可通过MapReduce编程模型对实践教学资源进行管理,以提高对海量教学资源分析的速度和效率[7]。(2)在完成资源收集之后,如果要对这些海量数据进行有效分析,还需将这些来自前端的数据导入到一个集中的大型分布式数据库,或者分布式存储集群,通过并行计算框架[7],优化并行分析算法,如Mahout、R语言等,对这些分散乃至碎片数据进行过滤,在导入基础上作一些简单的清洗和预处理工作,以排除混杂、错乱的工程信息,重复的资源数据,提高资源的质量。(3)从分布式数据库,或者分布式计算集群的海量实践教学资源中,提炼出连续的、低信息粒度的实践教学素材,并择优质实践教学素材交于上层实践教学统计、分析系统,进行普通的专业工程实践需求分析和分类汇总等。(4)对实践教学资源分析之后的资源内容进行实践教学模拟和价值挖掘,是指利用数据挖掘算法,包括分类算法、回归算法、聚合算法和降维算法等,对存储在云服务端(分布式数据库或者分布式计算集群)大量的、不完全的、模糊的数字化工程教学资源挖掘,以挖掘出隐藏在资源背后有价值的信息,为教师作出实践教学组织安排奠定基础。应用数据分析、挖掘等技术对存储在云服务端的各种分散的关系化、结构化和非结构化实践教学资源进行分析和挖掘,掌握学习者查询其专业工程实践资源的行为、知识点内容、知识应用能力等,以预测学习者对实践知识与资源服务的需求,使教师能根据预测进行决策,更好地引导学习者学习;同时,也可应用数据分析技术对开设的课程进行效果评估,尽早地捕捉学生的学习不适应症状,进行学习预警和干预[8],以便及时调整培养方案,为学习者推荐学习轨迹,开展自适应学习,自我导向学习[9,10]。例如:自适应学习既不是简单的符号或文字,也不是言语或文字陈述的概念或原理,而是教师列展的一些具体的实例或问题。学习者的任务是通过考察实例、分析和解决问题来发现有关的知识,并积累解决问题的技能[11]。教师是用最适合的学习方法,让学习者主动参与到学习过程中,接受各种各样的挑战。整个学习过程因为有学习效果的追踪,记录了学习者在每个任务上花费的时间,实时反馈给教师,如果学生遇到不能解决的问题时,教师会立即知道,并对其进行针对性的辅导。应用数据分析技术也可对协同科研创新合作过程及交互型工程技术服务过程进行分析和预测,从而应对过程中的资金、政策、机制、技术、成果、共享等环节潜在的矛盾与风险。

三、专业工程实践教学资源共享应用

专业工程实践教学资源和信息化技术是共享方案设计中不可或缺的两大方面。构筑较快见效的共享建设方案可以“三层法”:基础设施层、平台服务层和共享应用服务层[12]。实践教学资源共享应用是将云计算作为其技术支持,通过对实践教学资源挖掘与实践学习分析则会带来工程实践教学理念、方式和技术方面的巨大变革和创新。

1.教学资源的流动需求与信息技术相结合

工程实践教学资源应用的关键也是其必要条件,就在于“信息技术”与“专业工程实践教学”的融合。丰富多样的专业工程实践教学资源通过信息技术应用到大学教育中,对学习者未来事业会有更加直接的帮助;快捷的反馈信息是衡量实践教学资源开发、应用过程对实践教学各个方面和层次产生影响、效果的依据。将开发的数字课程应用到教学上。比如:创建自适应各专业的工程实践学习课程,利用人工智能为每个学生创建自适应的学习体验。还可创建各专业工程实践定制化学习或终身学习课程,将工程实践教学从同一模式的“批量化生产”变为“科学管理下的定制化学习过程,帮助学生培养更好的学习技能”,“让学生了解如何利用时间、应对挑战、成为终身学习的人”[9]。

2.当代网络交流条件引发实践教学组织方式变革

随着具有语义网特征的数据基础设施和数据资源发展起来,实践教学组织的变革就越来越显得不可避免。丰富多样的工程实践教学将召唤网络结构产生无组织的教学组织力量。最先反映这种教学结构特点的,是各种各样去中心化的WEB2.0应用,如RSS、维基、微信、博客、云储存与计算等。各种专业的工程实践教学资源中只有少量是结构化数据,如项目可研报告、立项审批、设计文件、计算书仍至工程图纸、项目报建(批)、质量与安全监督、施工(生产)许可、施工组织设计(生产计划)、竣工(产品)验收等,其余大量的由半结构化数据和非结构化数据组成,如施工(生产)过程中具体的施工(生产)作业方式、方法,技术会议等以邮件、视频、微博等的形式表现。海量的专业工程实践教学资源之所以成为实践教学的变革力量,在于它通过追随实践意义而获得工程智慧。

3.以云计算为基础的数据应用技术集成,可实现协同创新主体单位间专业工程教育资源共享

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