土木工程绪论范例6篇

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土木工程绪论

土木工程绪论范文1

摘要:虚拟现实技术土木工程可视化计算

一、引言

随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入,建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂,对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的探究热点。虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是综合性和集成性极强的高新技术,在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科,已显示出一定的实用性,技术潜力十分巨大,应用前景非常广阔[1。

二、虚拟现实技术及其特征

虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上和现实世界却是基本相同的。因此,虚拟现实技术改变了人和计算机之间枯燥、生硬和被动的目前状况,给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化和相互功能的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参和者可直接参和和探索虚拟对象所处环境的功能和变化,仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理和模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理和音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1.沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特征,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者和虚拟环境中的各种对象的相互功能,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。

2.交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过非凡头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3.多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中,长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容,如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景,以传递大量的信息。但这一种信息处理和传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响,交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界,也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时,可以突破物理空间和时间的约束,做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时,又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感,以达到身临其境的感受,最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互功能的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口,它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参和者能够感受到景物或模型的逼真存在,并且对参和者的运动和操作做出实时准确的响应。

2.虚拟现实技术在土木工程中的应用领域

由于具有上述的优势特征,虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用,并且具有广阔的应用前景。现阶段,虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2。

(1)在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3

在实际工程施工中,复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的新问题,前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术,在虚拟的环境中,建立四周场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型),形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统,让系统中的模型具有动态性能,并对系统中的模型进行虚拟装配,根据虚拟装配的结果,在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多,起重机的布置位置、高度,缆风绳着力点的选择,构件堆场的位置,起重机的开行路线,构件起吊路线等,都是施工方案设计必须考虑的新问题。若对这些新问题考虑得不够,则工程施工的进度、成本等都会受到影响,甚至导致平安事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中,不仅要考虑施工过程的平安性、可行性,还要考虑结构本身在施工过程中平安性、可靠性。某展览中心,钢结构屋盖支承在钢桅杆上,桅杆两端为锥形,和下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形,更为了维持结构的稳定,在钢屋盖桅杆和混凝土之间,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆,形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中,不同的支撑方案、不同的拼接方案,在结构的不同部位会引起不同的效应,而随着连接杆件的安装,这些施工阶段的应力将残余在结构部位上,并影响到最终的结构受力平安性;并在结构就位过程中,有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案,在短时间内做大量的分析,从而保证施工方案最优化。

(2)在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业,建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作,业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内,如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此,承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时,也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标,往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4。

借助虚拟仿真系统,把不能预演的施工过程和方法表现出来,不仅节省了时间和建设投资,而且不用项目经理的现场答辩,方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

(3)在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中,人们会碰到大量数据,为从中得出有价值的规律和结论,需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示,可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化,实现参数化及可视化计算,虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时,利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小,用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度,从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能,实时修改各种数据,以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化,概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中,将增强计算软件的前后置处理能力。例如,在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中,倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据,同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展,专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍,三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前,虚拟现实技术还有很多不完善的地方,尤其在土木工程的探究方面,我们应努力建设虚拟现实技术实验室,开发有价值的虚拟现实工程系统,使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考文献

[1张跃.土木工程中的虚拟现实技术[N.科技日报.1997年6月23日.

[2沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J.科技交流,2004,(3).

土木工程绪论范文2

关键词:土木工程;绿色施工;可持续发展;措施

中图分类号: S969.1 文献标识码: A 文章编号:

前言

土木工程是人类发展史上历史最悠久的技术工程, 是一种系统性的产业活动, 从本质上说是生产和技术相结合的综合过程。土木工程是各种建筑工程的统称, 既包括施工对象, 如各种建筑设备, 也包括施工过程中所用到的各种技术, 如勘探研究、施工、维护等。

随着社会知识化、科技信息化和经济全球化的不断推进,人类世界将进入可持续发展综合国力激烈竞争的时代。谁在可持续发展综合国力上占据优势,谁便能为自身的生存与发展奠定更为牢靠的基础与保障,创造更大的时空与机遇。可持续发展综合国力将成为争取未来国际地位的重要基础和为人类发展做出重要贡献的主要标志之一。土木工程与人们的日常生活密不可分,它给人们带来了巨大财富的同时也引起生态环境的恶化。因此,土木工程可持续发展问题成为一个值得探讨和研究的问题。

一、土木工程的绿色施工及可持续发展概述

1、绿色施工的含义及应遵循的原则

所谓绿色施工技术是指能够可持续发展的施工技术,也可称之为可持续施工技术。它不是和传统施工技术相对立的, 而是利用可持续发展的观念对传统施工技术进行重新的包装, 是以可持续发展为宗旨的施工方法, 在施工过程中能够最大限度的降低对环境的不利影响。既然是绿色施工, 就要在施工过程利用绿色􀀁 概念进行操作, 要遵循循环经济原则和清洁生产原则。循环经济原则要求施工时做到使用能源的循环再利用, 从源头上节约能源, 降低成本, 减少对环境的损害。清洁生产原则不仅要求建筑过程无污染, 而且要求建筑在使用和废气时也要降低对环境的危害。

2、我国土木工程可持续发展现状

随着可持续发展战略在我国推广,当前承包商以及建设单位为了满足政府及大众对文明施工、环境保护及减少噪音的要求,一般均会采取一定的技术来降低施工噪音、减少施工扰民、减少环境污染等。但是,大多数承包商在采取这些绿色施工技术时是比较被动、消极的,对绿色施工的理解也是单一的,还不能够积极主动的运用适当的技术、科学的管理方法以系统的思维模式、规范的操作方式从事绿色施工。这是由于认识不足,缺乏系统科学的制度体系,企业管理水平低、成本较高等原因作用的结果。

3、土木工程的绿色施工及可持续发展的目的和意义

(1)研究土木工程材料的可持续发展问题,加强土木工程绿色化、增加高性能材料的使用,这样将对人类的生存和发展起到有利影响。

(2)研究土木工程设计阶段的可持续发展问题,对今后的设计工作有着重大的指导作用。会使我们在项目建筑过程中采用更好的环保材料、更注重统筹工作。

(3)研究土木工程施工阶段的可持续发展,可以指导施工过程尽量减少对生态环境的破坏、运用科学的管理方法管理整个施工工作。

推进我国土木工程可持续发展的措施

1、施工阶段的主要工作概括来说就是做好施工准备工作和进行工程施工。施工准备工作的内容是:取得工程施工的法律依据,调查研究各种与工程施工有关的原始资料,施工条件及建设单位的要求,掌握工程的特点及关键,统筹合理地安排施工力量和施工现场,从计划、技术、物资、资金、劳力、设备、组织、现场以及外部施工环境等方面为拟建工程的顺利施工建立一切必要的条件,并对施工中可能发生的各种风险和变化进行预测并作好应变准备。

在施工准备工作一切就绪后,在设计图纸和相关合同文件的约束下,就可进行工程施工,在施工进行过程中,对施工进度、成本、质量与安全进行控制,同时不断的对预先制定的相关组织设计文件进行校正,最终完成整个工程的施工,交付使用。

土木工程施工阶段的可持续发展的核心是业主设计单位和承包商应当识别场地内现有的自然、文化和构筑物特征,并通过合理的设计、施工和管理工作将这些特征保存下来。可持续的场地设计对于减少这种干扰具有重要的作用。就工程施工而言,承包商应结合业主、设计单位对承包商使用场地的要求,制订满足这些要求的、并能尽量减少场地干扰的施工组织计划。计划中要明确工期进度、劳动力、资金、设备和场地布置等措施外,还应明确以下几点:场地内哪些区域将被保护、哪些植物将被保护,并明确保护的方法;怎样在满足施工、设计和经济方面要求的前提下,尽量减少清理和扰动的区域面积,尽量减少临时设施和施工用管线。具体来看,则需从以下几个方面去保证土木工程施工阶段的可持续发展。

①节约水资源。通过监测水资源的使用,安装小流量的设备和器具,在可能的场所重新利用废水或者循环利用生产用水等措施,来减少施工期问的用水量,降低用水费用。②节约电能。通过监测利用率,安装节能灯具和设备、利用声光传感器控制照明灯具,采用节能型施工机械,合理安排施工时间等降低用电量,节约电能。③减少材料的损耗。通过更仔细的采购,合理的现场保管,减少材料的搬运次数,减少包装,完善操作工艺,增加摊销材料的周转次数等降低材料在使用中的消耗,提高材料的使用效率。

2、进行广泛深入的教育、宣传,加强培训

目前,人们对绿色建筑的认识仍然不足,在项目建设的全过程中, 对施工阶段的可持续发展更加缺乏重视,而对绿色施工意识的加强,离不开生态环保意识的加强。在基础教育中,应进一步提高公众的绿色环保意识; 在继续教育中使工程建设各方正确全面理解绿色施工,充分认识绿色施工的重要性;强化建筑工人教育,提高建筑企业职工素质,承包商进行有利于可持续的行为方面的教育,并使其从中受益。

3、发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化, 这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免可能出现的建筑事故,也可解决建筑过快老化损坏,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展。

4、开发利用再生资源和绿色资源,实现可持续发展

我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20 年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。与其他材料相比,钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准,应当大力发展这样的绿色建材。

结语

土木工程活动是人类作用于自然生态环境最重要的生产活动之一。其中,工程材料的生产与使用、工程设计、工程施工、工程建成后的使用及报废后的拆除等过程均要消耗大量的能源,并不断产生废弃物,这些问题都将对生态环境产生极大影响。因此,土木工程作为国民经济的支柱产业,我们既要大力发展,以满足经济社会发展的需要,又要注重环境保护、资源节约,推行可持续发展战略。

参考文献

土木工程绪论范文3

关键词:土木工程专业;桥梁工程;课程教学;教学研究

中图分类号:G6420;TU997文献标志码:A文章编号:10052909(2015)06008604一、桥梁工程课程绪论部分内容的重要性

桥梁工程课程是土木工程专业的一门必修课,其内容主要是各门专业基础课知识在桥梁工程中的综合应用,是一门实践与理论并重的专业技术课[1]。桥梁工程课程实践性很强,教学中应注意激发学生对桥梁工程课程的兴趣,充分调动学生学习的积极性和能动性;此外,课堂教学还应注意与工程背景相结合,以提高教学质量。“绪论”是课程的开始,良好的绪论教学是课程教学的良好开始。在桥梁工程课程绪论部分的教学中,通过优化整合桥梁的定义与功能、分类、跨径发展、桥梁美学与造型、技术创新、灾害与应对措施以及全球交通网络等知识点,可以让学生对该门课程有个整体的认识,了解桥梁工程的发展历史与发展现状,激发学生学习该门课程的积极性。同时,适应土木工程专业培养方案的需要,结合桥梁工程自身特点,在课堂讲授中整合与优化绪论的讲解内容,改善教学手段,对提高课程教学质量是十分重要和必要的。

二、桥梁工程课程绪论部分内容的整合优化

(一)桥梁的定义与功能

按百科全书的定义,桥梁是跨越障碍(河流、峡谷、道路等)的结构工程物。桥梁在学科分类上,属于土木工程专业的一个分支,是道路工程的关键部位与核心工程;在环境美学上,桥梁往往又是当地的标志性建筑物。相对于隧道,桥梁固定于地表各处,形体庞大,构造各异,承受交通荷载及自然环境的影响。桥梁的本质特征为用自身的跨越能力实现连接,跨越行为是桥梁结构的本质。在课堂教学中,可以结合学校周围或本地的桥梁来讲述桥梁的作用与重要性。

(二)桥梁的分类

高等建筑教育2015年第24卷第6期

曾勇 ,等桥梁工程课程绪论部分教学内容的整合优化

桥梁的分类很多,按桥梁用途来划分,有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行桥、农桥、运水桥(渡槽)以及其他专用桥梁(如用作通过管路、电缆等的桥),当然主要的是公路桥与铁路桥。随着轨道交通的发展,公路铁路两用桥也日益增多。按跨径大小分类,依据中国《公路工程技术标准》(JTG B01-2003),桥梁可以分为特大桥、大桥、中桥与小桥。多孔跨径总长L>1000 m,单孔跨径Lk > 150 m,属于特大桥;多孔跨径总长100 m≤L≤1 000 m,单孔跨径L k > 150 m,属于大桥;多孔跨径总长30 m(40 m)

由于桥梁分类众多,课堂讲授时应突出重点,根据学生的专业特点,抓住主要的分类方式,如按结构体系、建筑材料、用途等进行分类的方式应作重点讲解;而把按行车道的位置划分桥梁的内容放到拱桥章节去讲授,因为拱桥的主要分类方式是按行车道的位置来分类的。在后续讲授斜拉桥或悬索桥内容时,也会涉及到按材料进行桥梁分类的知识点。同时,授课时还应注意各个分类之间的组合,如大跨度预应力混凝土连续刚构等。

(三)桥梁的跨径发展

近年来,中国的桥梁建设发展迅速,桥梁跨径不断增加,许多桥梁建设达到世界水平,取得了举世瞩目的成就。已建成的著名桥梁有:主跨1 088 m的苏通长江大桥(钢箱梁斜拉桥),2012年前是世界第一跨度斜拉桥;主跨1 650 m的舟山西堠门悬索桥(世界第二跨度悬索桥);主跨550 m的上海卢浦大桥(钢箱拱桥);主跨552 m的重庆朝天门长江大桥(钢桁拱桥)。这些著名桥梁代表着中国桥梁建设的水平,受到世界桥梁界的高度赞誉。课堂讲授时,应该对不同桥型展开讲授,并注意内容的侧重点,抓住几种有代表性的桥型进行讲述,力求简单明了,与生活贴近。如,钢悬臂桁架梁桥的主跨在19世纪初超过500 m,而后极少修建,该类桥梁中国也较少见,课堂讲授时一般仅简单提及。钢连续桁架梁桥19世纪50年代至今,单孔跨度控制在200 m~300 m之间,向更大跨度发展的可能性较小,课堂教学时,可以结合武汉长江大桥与南京长江大桥来讲授。中国混凝土拱桥,即万县长江大桥,则在1997年达到了420 m,超过了克罗地亚主跨390 m的KRK-1号桥。钢拱桥在20世纪30年代就超过500 m,发展相对平稳。进入21世纪后,在中国出现了2座主跨500米以上的钢拱桥,即主跨550 m的卢浦大桥与主跨552 m的朝天门长江大桥。钢斜拉桥从1950年主跨约200 m到今天主跨超过1 000 m,钢悬索桥主跨从1930年主跨约1 000 m到今天约2 000 m,发展都很迅速。

课堂讲授时,应重点突出中国桥梁在跨径上的突破,并配以相应的桥梁图片,增强教学效果,激发学生的学习兴趣,以达到事半功倍的效果。

(四)桥梁的美学与造型

相对隧道而言,桥梁的直观性强,造型优美,视觉效果较好,往往给人以较强的震撼力;相对道路而言,桥梁是交通的关键部位,更能引起人们的关注。对桥梁的美学与造型应给予重点关注,讲授桥梁的跨径发展时,也需要借助图片或动画予以讲解。桥梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。桥梁结构的形式与造型多种多样,为桥梁工程师们的设计提供了无限的空间,也最能体现桥梁工程师们对桥梁结构的理解和热爱[2]。在课堂教学中引入美学思想,可以激发学生学习该课程的兴趣和求知欲望,引导学生更好地理解与认识桥梁,提高学生的审美情趣,达到更好的教学效果。

(五)桥梁的技术创新与发展动力

桥梁的发展史其实就是一部技术创新史。最早的桥梁可能源自雷击而倾于河上的树木。拱是曲线中最优美的线型,中国文字“桥”即是“木”与“拱”象形复合而成的。因此,绪论部分的课堂教学应重视这一内容的讲解。

赵州桥又名安济桥,建于公元610年,是位于中国河北的一座著名石拱桥,也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。赵州桥圆弧拱的跨度大,通航净空大。这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构,是桥梁史上的一个奇迹。赵州桥被誉为“国际土木工程里程碑建筑”。

桥梁结构设计分析理论、电子计算机技术、建筑材料、施工工艺、行业竞争等因素的发展和进步,是推动桥梁工程发展的内在动力[4]。经济发展、社会需求和技术创新,为桥梁工程提供了所需要的设计计算理论、计算手段、建筑材料、机械装备、施工技术等,对桥梁工程的发展有着直接的支撑作用。

英国工业革命后,世界钢铁产量快速增长,以钢材为主要承重材料的工程结构得到较大的发展,钢桥开始大量出现。20世纪30年代经济大萧条后,美国为了经济的恢复和持续增长,修建了大量高速公路,钢拱桥和钢悬索桥由此得到了较快的发展。二战后,由于钢材短缺,混凝土桥梁大量出现,斜拉桥、正交异性钢桥面板、混凝土塔、挂篮悬浇、预应力技术、连续刚构、钢砼组合结构等新的结构和技术应运而生,并出现了许多先进的施工技术,如悬臂拼装、顶推、移动模架、大型浮吊整体吊装架设等[4]。日本经济的发展,推动了高速铁路的发展,相继建成了多座世界级的大跨度斜拉桥和悬索桥。20世纪80年代以来,中国改革开放,经济的腾飞促使公路铁路迅猛发展,桥梁建设成就辉煌,建成了大量连续刚构拱桥、大跨斜拉桥、大跨度悬索桥等世界级的大跨度桥梁。

(六)桥梁灾害事件的发生与应对措施

尽管桥梁建设取得了瞩目的成就,但是不时出现的桥梁事故与灾害仍无法回避[5]。古今中外发生的桥梁灾害事故很多, 2007年8月,美国《时代周刊》杂志评选了百年世界十大最恶劣塌桥事故。每次事故都是一个血的教训,重要的是应思考导致桥梁事故发生的原因。

1940年11月7日,在风中振颤的塔库马大桥在八级大风荷载的动力作用下,经过剧烈扭曲震荡后,吊索崩断,桥面结构解体损毁,半跨坠落水中,桥梁最终倒塌(见图1)。当年人们未能全面认识悬索桥受力体系,也没有足够重视空气动力对桥梁的影响。塔库马大桥的倒塌促使桥梁风工程学的诞生,推动了桥梁工程的发展,至今仍有警示意义。

魁北克大桥在施工中先后出现2次工程垮塌事故(见图2)。这座桥主跨度为549米,是当时全世界最长的悬臂桥。1907年8月,大桥杆件失稳引起全桥倒塌,19 000吨钢材落入水中,造成75人死亡。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中掉落水中,11名工人被夺去了生命。垮塌的原因之一是南锚跨靠近主墩的下弦杆的压屈导致大桥在施工过程中倒塌。稳定问题是力学中的一个重要分支,桥梁失稳事故促进了桥梁稳定理论的发展,桥梁技术的发展使桥梁稳定问题更显重要。

1970年,位于澳大利亚墨尔本的一座钢箱梁桥(密尔福德天堂桥)倒塌。钢箱梁桥本来已有很长的历史了,由于二战后钢结构焊接与安装技术的发展,钢箱梁桥跨度做得越来越大,箱壁尺寸越来越薄。最终由于钢箱梁板件的焊接残余应力、几何缺陷发生失稳,导致该桥倒塌。工程师从该桥的垮塌中认识到薄壁箱梁的剪力滞后效应,由此推动了薄壁构件设计理论的发展。

湖南凤凰桥在拆除桥上的脚手架时发生垮塌,事故造成64人遇难。2008年汶川大地震,2010年青海玉树大地震,均造成道路、桥梁损毁严重。位于震中的汶川县附近道路基础设施受到严重破坏,其中桥梁震害最为典型和严重。

因此,在课堂教学中,应适时引入桥梁灾害事故的介绍,并适当进行评述,既完成了教学内容的讲授,也活跃了课堂气氛,还拓展了学生的工程视野,能收到较好的教学效果。此外,这些桥梁灾害事故案例,与后面章节教学的内容是相关的,在绪论部分引入这些章节,为后面章节的教学提前作好铺垫。

(七)全球交通网络

加拿大人类学家费利克斯―菲兰德将美国国家海洋与大气管理局、国家地理空间情报局等机构的人类出行数据与地球夜景照片进行叠加,形成了地球上错综复杂的交通网络。从中可以看出,空中交通与海路交通已相对完善,但是陆路交通还较匮乏,尤其是洲际公路中跨越海峡的桥梁建设较薄弱。

由于全球化与世界经济的发展,跨海工程也不再是可望而不可及的宏伟蓝图,21世纪或将迎来世界范围内更大规模的桥梁建设[6-8]。著名海峡通道方案有白令海峡工程、直布罗陀海峡工程、墨西拿海峡工程、厄勒海峡工程、马六甲海峡工程、大带海峡工程、博斯普鲁斯海峡工程等。中国交通运输部已制定了“五纵七横”国道主干线规划,其中“二纵二横”已基本连通。全部工程要求2020年前完成五个跨海工程,自北向南依次跨越渤海海峡、长江口、杭州湾、伶仃洋、琼州海峡。其中,渤海海峡与琼州海峡跨海工程尚在规划中,长江口与杭州湾跨海工程已经建成通车,伶仃洋(粤港澳)跨海工程正在建设中。

通过这部分知识点的讲授,帮助学生认识到作为土木工程的桥梁工程建设是一项大有可为的事业,有很大的发展空间,学生们毕业后能够施展自己的才能。由此使学生感到学习桥梁工程不再是一门枯燥的事情,而是跟自己的事业发展和自身的生活密切相关,学习桥梁工程课程还能与世界相联系,从而激发学生课程学习的热情与积极性。

三、结语

良好的绪论教学是桥梁工程课程教学良好的开始。在桥梁工程课程教学中,应结合土木工程专业培养方案要求和桥梁工程课程的自身特点,优化整合绪论部分的内容,改善教学方法,活跃课堂教学气氛,激发学生学习知识的兴趣,提高教学效果,培养素质高、实践能力强的桥梁工程专业人才。

参考文献:

[1]周水兴.桥梁工程[M].2版.重庆:重庆大学出版社,2011.

[2]陈艾荣,盛勇,钱峰.桥梁造型[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]曾勇,谭红梅.桥梁工程教学中若干能力培养的探索[J].高等建筑教育,2014,23(2):66-69.

[4]李亚东.桥梁工程概论[M].北京:人民交通出版社,2008.

[5]阮欣,陈艾荣,石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京:人民交通出版社,2008.

[6]万明坤,等.桥梁漫笔[M].北京:人民交通出版社,1997.

[7]唐寰澄.世界著名海峡交通工程[M].北京:中国铁道出版社,2004.

[8]中国公路学会桥梁和结构工程分会.面向创新的中国现代桥梁[M].北京:人民交通出版社,2009.

On the teaching of introduction content of bridge engineering course

ZENG Yong1, TAN Hongmei1,WU Guoxiong1,2,DONG Lili1,3

(1. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China;

2.Chongqing Jianzhu College, Chongqing 400072, P.R. China;

3. College of Architecture and Urban Planning, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P.R. China)

土木工程绪论范文4

[关键词]结构力学 课程建设 实践与体会 教学质量

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)012-0060-02

结构力学是土木工程专业力学系列课程中一门非常重要的专业基础课,与混凝土结构原理一起被誉为该专业的“基本功”、“看家本领”,因此,结构力学课程的教学质量对于培养基础扎实、高素质、实践能力强的土木工程师起着举足轻重的作用。

一、厚基础、宽口径,谈土木工程专业力学类课程的设置比重

土木工程专业的力学类课程包括理论力学、材料力学、结构力学和弹性力学。它们在专业培养方案中所占的学分比例体现了该类课程的重要性,也是制订专业教学计划、进行教学改革的依据之一。调研结果显示,国内土木工程专业力学类课程学分占总学分的比例较小,不计“两课”与英语课等所占学时数,力学课程的学分比例会有所提高,但总的教学时数与国外相比仍然偏低。因此,应注重学生基础知识的培养,使学生毕业后能够具有主动获取专业知识的能力。这就要求教学计划应体现“教学以教师为主导”、“学习以学生为中心”的指导思想,以体现“基础扎实”的要求;结合“大类”招生基础教学平台,体现“宽口径、高素质”的要求;设置实践环节比重大于25%,体现实践能力强的培养要求。另外,在课程体系上也要对力学课程的内容进行整合优化,突出重点,避免重复,建议力学类学分应占学生毕业总学分的10%~15%。

二、满足基础扎实、实践能力强的条件,谈地方高校结构力学课程体系的构建

根据教育部高等学校非力学专业力学基础课程教学指导委员会对A类(土木工程、水利水电工程等)结构力学教学内容的基本要求,该课程主要是培养学生的分析能力、计算能力、判断能力与自学能力,课程分为基础部分与专题部分。基础部分为60~80个学时,内容包括杆件结构几何组成分析、静定结构的受力分析、虚功原理和结构位移计算、影响线、力法、位移法及弯矩分配法;专题部分内容包括结构矩阵分析、结构动力计算、结构稳定性计算及结构极限荷载。为此,从厚基础土木工程专业的视角,结合地方高校培养目标要求,应考虑其他并行课程的进度与要求,我们整合和重组了课程内容,分成3个模块教学:第一、第二模块为专业必修模块,第三模块为专业选修模块。第一模块内容包括杆件结构几何组成分析、静定结构的受力分析、虚功原理和结构位移计算、力法、位移法,弯矩分配法与剪力分配法,为结构力学基本原理部分,共72学时,侧重于结构力学的基本概念、基本理论和基本方法;第二模块内容包括影响线、矩阵位移法、结构动力计算基础;第三模块内容包括结构动力计算、结构稳定性计算及结构极限荷载,为结构力学应用与专题部分,共56学时,注重实用计算与应用。上述内容体系是经过多年的实践及不断适应与调整而成的,历年学生考研成绩、参加结构设计竞赛成绩等证明,教学效果明显。

三、锐意改革,浅谈结构力学课程教学内容的调整与优化

重点是进行课程教学内容的调整与优化,修订结构力学课程教学大纲。根据教学大纲的要求,对课程知识点的掌握程度分三个层次:熟练掌握、掌握及了解。主要调整如下:拓宽绪论章节的内容,注重工程实例,加强学生对该课程的整体认识及课程的重要性认识;删去第二章中计算自由度的讲解,着重讲3个判别法则;增加3、4、5章节的课时,重点放在刚架的内力计算方法及技巧上;力法、位移法的课时,强调基本概念、基本原理、基本方法、基本技巧对后续章节的作用;删掉变截面杆件的结构计算、复杂斜杆的计算;增加动力计算章节的课时,减少影响线章节的课时;淡化迭代法,加强D值法的讲解;减少稳定性和极限荷载内容的课时,把主要时间用在提高学生对基本概念、基本原理、基本方法、基本技巧的掌握上;加强矩阵位移法讲解,合理安排上机实践课时,提高学生电算能力。

四、保证教学质量,浅议结构力学教学方法与教学手段的改革

(一)课堂教学做到“互动+三个结合”

探索先进有效的教学方法与教学手段,研究教与学的相互关系,贯彻“教学以教师为主导”、“学习以学生为中心”的指导思想对提高教学质量有至关重要的作用。

在围绕培养学生的分析能力、计算能力、判断能力、继续学习能力方面,我们有重点地在绪论章节中培养学生的“分析能力”。例如,如何选择计算模型;在力法、位移法、弯矩分配法等章节中培养学生的基本计算能力,掌握结构力学的经典内容,也是核心、基本功内容;在矩阵位移法章节中培养学生的基本电算能力,给学生计算软件,学生自己选题,计算多跨多层框架结构,并要求分析计算结果以验证基本概念;通过趣味题目、典型问题提高学生的判断能力、定性分析能力。

课堂教学上做到精讲多练,启发式、讨论式教学,注重概念、理论、能力的协调讲授。(1)课堂教学中师生互动。针对所讲的内容引导、启发学生进入新内容的学习,讲清问题的来源背景、解决的方法、过程及工程应用等,提高课堂教学效率。(2)课堂教学与相关课程的教学相结合。例如,讲影响线章节时与混凝土结构课程相结合、讲动力学章节时与建筑结构抗震相结合,让学生了解专业基础课与专业课之间的关联,增强学生专业知识的系统性与趣味性以及对专业的热爱。(3)课内与课外相结合。通过作业、小测验,对结构力学课程的基本概念、基本原理、基本方法及基本技巧进行深入掌握,从趣味性例题,对结构的受力机理进行仿真模拟,增强判断力。在培养学生动手能力上,参加各层次的设计大赛,强化概念,锻炼实践能力,激发学生的学习热情。(4)基本原理与实际应用相结合,在毕业设计中培养学生综合应用和解决实际问题的能力。

(二)多媒体辅助教学与网上教学资源建设

多媒体教学有它的优势,但是不能替代传统模式。其最大缺点是速度快、与学生的理解速度不协调、不能记录,但其优点也非常明显:信息量大,动画、视频、声音等生动形象,可使人产生深刻印象。例如,对于比较抽象的瞬铰、瞬变体系、塑性铰、振型等概念以直观的动画形式制作课件;在矩阵位移法中,矩阵计算多,采用多媒体后大大减少了教师板书的时间,教师把精力投入到讲透基本原理和实际应用上,收到了事半功倍的效果,有其独特的作用。

除了课堂教学形式之外,网络课堂建设也具有重要的作用与地位。网络课堂内容一般包括教学大纲、网上答疑、典型习题与例题等方便学生课后学习的资料与内容。以上三方面相互关联,既体现教师“教”的主导地位,也体现学生“学”的中心地位,取得了良好的教学效果。

五、培养实践能力与创新精神,广泛开展第二课堂活动

学生实践活动是检验课堂教学效果的方法之一,也是培养学生动手能力和创新精神的有效途径。举办结构设计大赛是济南大学每年坚持的活动之一,同时也参加省级以上的结构设计大赛,取得了良好成绩。从学生制作的结构模型,可以了解学生对结构构件受力的准确把握程度;通过模型制作,学生能对结构受力作出定性判断,极大提高了学生对受力概念的理解,制作出结构新颖、受力合理的结构形式,培养了学生的创新精神。课堂中,笔者以学生的参赛作品为例题,先从概念上判断其作品的结构合理性,分析结构中哪些部位容易出现问题,再对比比赛录像验证判断的结果。这种方法非常有效,学生的热情高涨,对概念的理解更深刻,为今后出色地工作奠定了坚实的基础。

六、结束语

培养基础扎实、高素质、实践能力强的专业工程技术人才,需要高水平的教师、先进的教学内容、恰当的教学方法与良好的教学手段。笔者在“强化概念、掌握原理、重视实践、注重应用”的教学理念指导下,致力于结构力学课程建设,取得了良好的教学效果。需要指出的是,教师的科研成果必须融入课程建设中,没有创新的课程就是没有灵魂的课程。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘鸣,王新华,贾红英,等.从土木工程专业培养目标看结构力学课程建设[J].高等建筑教育,2006,(3).

[2] 郭光林,卢红琴,等.土木工程专业力学系列课程体系的改革思路[J].高等建筑教育,2007,(1).

[3] 吕恒林,宋明志,周淑春,等.结构力学课程教学的几点建议[J].理工高教研究,2007,(1).

[4] 许凯,陈朝峰,杨祖权,等.定性分析在结构力学教学中的应用研究[J].高等建筑教育,2010,(6).

土木工程绪论范文5

岩土工程课程群作为土木工程专业课程模块的一个重要组成部分,与工程实践有着紧密的联系.在工程教育认证标准和职业资格制度逐渐推广的背景下,土建类行业需要综合能力强、实践能力过硬的应用型高素质人才.本文从教学大纲及内容、教学方法及形式、实验及实践教学、课程考核和教学特色五个方面阐述了我校土木工程专业在岩土工程课程群教学改革方面的具体举措,对于应用型工科院校岩土工程课程群教改具有一定的指导意义.

关键字:

岩土工程课程群;教学大纲;教学方法;实践教学;课程考核;教学特色

1绪论

土木工程专业岩土工程课程群主要包含工程地质学、土力学、基础工程、岩土工程等课程.岩土工程课程群课程特点为理论性与实践性均较强,对于我校应用型的办学定位而言,需要将应用性、工程实践能力及素养灌输到专业课程中去,因此要对该课程群进行教改.国内外部分开设土木工程专业的学校和专家在总结教学经验和勇敢创新的基础上也在探索土木工程专业课程群的教改.周德泉等[1]介绍了长沙理工大学岩土工程课程群建设经验,该校通过引进培养青年人才、优化教学大纲内容、独立编写教材、丰富教学电子资源等途径对岩土工程课程群进行教改并取得较好的效果.王迎超等[2]结合教学经验剖析了岩石力学课程特点,针对在教学过程中发现的问题,提出采用工程案例进行岩石力学课程教改,提升了学习岩石力学的乐趣.程建军等[3]依据学生反馈的教学信息,结合工程实践,对岩土工程课程群之间的课程衔接优化进行了阐述.周德泉等[4]等从精品课程建设、开设双语教学、强化教学团队等方面对地基基础及地质勘察课程群进行教改探索.宿州学院作为安徽省首批示范应用型本科院校,所开设的土木工程专业主要培养具有良好工程实践能力和科学素养的本科生,针对岩土工程课程群在教学中碰到的问题,本文立足于专业课程群模块化的特色,分别从教学大纲及内容、教学形式与方法、实验与实践教学、课程考核、教学特色等方面阐述应用型本科院校土木工程专业岩土工程课程群的教学改革.

2教改内容

2.1教学大纲与教学内容

教学大纲是实施教学进度安排及确定教学内容的指导性文件,在当下课程多、学时少的状况下,如何精简课程教学内容,合理安排教学计划是进行教改首先要解决的问题.其中《工程地质学》是土木工程专业的一门专业基础课,旨在培养学生了解建筑工程地质勘察的目的及方法,学习运用地质勘察报告等资料评价场地的地质条件,为设计和施工提供可靠的地质勘察资料.《工程地质学》[5]教学主要内容有:矿物与岩石、特殊土及工程地质特征、不良地质条件下的工程地质问题、工程地质勘察等.《土力学》[6]是在学习理论力学和材料力学的基础之上,利用力学原理研究土体的物理力学性质以及受荷后土体的强度变化规律,为后续《基础工程》、《路基工程》等专业课程储备理论知识.《土力学》[6]教学内容主要包括:土体的物理性质及工程分类、土中应力计算、土的压缩性与地基沉降计算、地基承载力、土坡稳定分析、地基勘察及勘察报告的运用等.《基础工程》是土木工程专业的一门专业核心课程,其主要阐明建筑物或者构筑物下部地基和基础的有关问题.《基础工程》[7]授课主要内容:地基勘察、浅基础的设计、地基处理、基坑开挖、特殊土地基等内容.《岩土工程》[8]以地基与基础、边坡与地下工程问题为研究对象,主要包含各类岩土体的勘察、设计、施工等内容.《岩土工程勘察技术》[8]主要教学内容:岩土工程勘察方法、土体原位测试、特殊土、不良工程地质场地勘察、新兴建筑岩土工程勘察等.不难发现上述四门课程教学内容很相当部分是重复的,比如:土体的分类在《工程地质学》、《土力学》及《岩土工程》中均有提及;特殊土在《工程地质学》、《基础工程》及《岩土工程》均以单独的小节出现;《土力学》、《岩土工程》课程均讲授土坡稳定性计算机分析内容等.内容的重复不仅会造成学时的浪费,同时也会让学生因知识重复而丧失学习的兴趣.我校土木工程专业在近两年岩土工程课程群教师采用“集体备课、集体研讨”的方法制定相关课程的教学大纲和教学进度表.依据课程安排的先后顺序和后继课程学习的需要,将重复的内容只安排在一门课程内,课上可由授课教师强调此知识点的重要性及其在其他课程中的应用.除此之外,为了凸显我校地方性、应用型的办学特色,对于和本专业联系不太紧密的一些知识点从教学大纲均予以删除,重点讲授和实际工程案例相关的知识点,并邀请当地土建类行业专家进校参与课程教学大纲的修改及完善工作.做到教学大纲和教学内容紧扣专业发展趋势同时兼顾工程能力与创新意识的培养问题.

2.2教学形式与方法

专业课程传统的教学形式如板书和多媒体结合,授课过程以“教师”为主体,学生为客体,学生只是被动的接受教师所讲的知识.由于工程地质学、土力学、基础工程及岩土工程这几门课程理论性性较强,尤其是工程地质学和岩土工程,虽然多媒体课件采用了图片、音视频等素材,但授课发现学生在学习基本定义、原理、公式计算等内容时参与度不高.为了调动学生学习的积极性,采用多种教学形式讲解知识点.比如:在讲解岩石及土体的分类时,通过带学生到标本实验室参观学习,让学生自己总结所见所感,然后再查询书上的表述,加深学生的理解和记忆能力;《土力学》讲解土中应力和地基沉降计算时,不再采用传统的手算,通过留课外作业,让学生通过使用Matlab计算软件进行编程计算,不仅克服了学生怕记公式、怕计算的问题,也锻炼了学生使用常规数值计算软件的能力;《岩土工程》讲解新兴建筑岩土工程技术时,提前两周给学生分组,让学生以小组为单位,自行利用中国知网、网络等资源制作PPT,以组为单位进行汇报岩土工程新技术、新进展,从而提高了学生的参与度.

2.3实验与实践教学

实验与实践教学是体现“应用型”办学定位最为重要的一个教学环节,我校土木工程专业在制定人才培养方案时,实验及实践教学学分占总学分的40%以上,经计算岩土工程课程群所包含的实验及实践学分占总实践学分的大于20%.主要包含了工程地质学实习、土的三相比例指标实验、土的压缩与固结实验、土的直剪与三轴实验、原位测试、基础工程课程设计等内容.对于以下小型的室内实验,依托我校省级煤矿勘探工程技术中心实验室完成.传统的实验教学大部分采用教师讲解原理和操作方法,学生按部就班的操作,记录实验数据编写实验报告.我校土木工程专业对于这部分实验的开设鼓励增加开放性、创新性实验,尽量减少演示性实验,让学生提前准备,在科学的思维前提下自己思考并设计实验,然后通过实验验证方案的科学性.对于较大型的实验,比如《基础工程》中竖向承压桩单桩承载力的测试、抗拔承载力的测试,在保证学生安全的前提下,联系校企合作单位,让学生进现场,直接观察实验操作;岩石力学实验教学采用室内实验和数值模拟相结合的手段,让学生先进行室内实验记录实验数据,然后采用有限元模拟软件FLAC进行模拟对比,不仅让学生参与了实验操作,也提升了学生的科研素养.

2.4课程考核

传统的课程考核模式基本为闭卷考试,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.部分学生在学习的时候存在侥幸心理,为了应付期末考试而突击学习的现象比较严重.为了改变这种现状,我校土木工程专业一直探索着考试改革.以《土力学》课程为例,考试成绩构成为:平时成绩(20%)+实验操作成绩(20%)+末考(60%).其中实验操作考试为学生在考前通过抽签决定要操作的实验,教师依据学生操作的过程及实验结果的记录为其打分.这种方式可以有效地解决部分学生依赖他人而自身不想参与实验的问题.末考采用机试成绩和笔试成绩各占50%的模式,机试利用专业教师所制作的《土力学》题库,多以选择和判断题型为主,主要考核课程内一些零碎、记忆性的理论知识点,解决了学生为了应付考试死记硬背概念,考后就抛之脑后的问题;而笔试主要考核案例分析,不再单纯考核学生套公式计算,让学生在案例中找问题、找线索,然后再利用所学的知识进行解答,题目更灵活,更能有效考核学生的学习和思维能力.这与我校培养工程实践能力强、综合素质高的人才培养目标是一致的.

2.5教学特色

岩土工程课程群是土木工程专业各个方向都要学习的课程模块,我校作为省级示范性应用型本科院校,一直在探寻岩土工程课程群课程的教学特色.伴随着土建类行业已全面实行执业资格制度,我校土木工程专业在教学时,专业课内容紧扣行业最新规范,积极与职业资格考试(如一、二级注册建造师考试、注册岩土工程师考试等)挂钩,把资格考试中碰到的案例推进到正常的教学活动中去,让学生在学校学习知识的同时为毕业后职业资格考试打下良好的基础.以《基础工程》为例,在讲解地基处理的时候,不再拘泥于书本上针对某一个知识点的例题,而是把建造师考试中的经典案例引进来,让学生利用所学知识解决实际问题,从而摆脱学生只知道原理而不会应用的窘境.

3结语

岩土工程课程群各课程之间互有交叉,对于各课程重复出现的内容,在制定课程教学大纲时应合理有序的安排这部分知识点,避免学时的浪费.采用多样且有效地教学方法可以帮助引导学生学习的积极性,并注意培养学生的科研素养.课程考核作为检验学生学习能力的重要环节,要勇于创新,改革考核方法,让学生能够真的参与到学习中去,并且真的能学到有用的专业知识.我校土木工程专业一直积极探索职业资格制度下岩土工程课程群的建设,为了能够培养出工程实践能力更为突出的高素质人才,还需要进一步深化教学改革.

作者:丁点点 单位:宿州学院

参考文献:

〔1〕周德泉,付宏渊,王桂尧,等.突出工程能力与创新意识培养的岩土工程课程群建设实践[J].中国地质教育,2013(4):70-74.

〔2〕王迎超,耿凡,张成林.岩石力学课程的现状与案例教改思路探讨[J].高等建筑教育,2013,22(6):51-55.

〔3〕程建军,杨云峰.土木类专业中岩土工程方向课程群之间的衔接优化[J].中国西部科技,2013,12(4):105-106.

〔4〕周德泉,黄生文,陈永贵,等.地质勘察与地基基础课程群综合教学改革的研究与实践[J].中国地质教育,2009(4):140-144.

〔5〕郭抗美.工程地质学[M].北京:中国建材工业出版社,2006.

〔6〕杨平.土力学[M].北京:机械工业出版社,2005.

土木工程绪论范文6

【关键词】工程测量;实践

1.引言

土木工程专业是为培养掌握土木工程基本理论知识,毕业后能从事设计、施工、监理和房地产开发管理等实际工作的人才为目标的。工程测量要求学生掌握建筑工程测量的基本知识和基本操作技能,使学生具有应用有关测绘资料和测量手段解决工程实际问题能力,并具备应用地形图的基本技能和进行建筑物定位放线的技能。作为一门基础实践课,其中的基础理论和基础知识的掌握对于本课程以及本专业的学习有着不容忽视的作用。本文针对目前的工程测量课程教学中存在的问题进行分析,并对教学改革进行研究。

2.当前课程教学的现状

目前工程测量课程采用的教材的主要内容包括绪论、水准测量、角度测量、距离测量、坐标测量、地形图基本知识和测量误差的基本知识等基础,同时还包括建筑工程施工测量、线路工程测量、桥梁工程测量等应用性较强的知识。而一般该课程安排一个学期的学习时间,除去专业课程设计、课程实习的时间,总共约32个学时,包括理论和实验课时。为了在规定的时间授完教材所有内容,每一个章节的内容基本要在两个课时全部讲完,紧接着进行分组实验,学生需要在练习使用仪器的同时完成测量任务。而测量学要求学生首先掌握基础的理论知识,再通过不断增加实践经验来提高熟练程度,学时不足造成学生在理论学习阶段对基础知识的吸收掌握不够,在实践环节存在困难。有些学生虽然能勉强完成测量任务,但是并没有真正理解测量理论,只是比葫芦哦画瓢,无法做到举一反三,具体问题具体分析。加上实践环节的教学并没有增加师资,在有限的时间内不能对学生一一辅导并检查他们的掌握程度。造成最后的教学效果就是,基础知识不扎实,应用性知识一知半解,实践练习不熟练,影响测量结果的精度。

3.教学改革的内容和措施

3.1教材编排。目前的工程测量教材内容非常丰富,在包含测量的基本知识外,大多尽可能多地涵盖工程项目中的多种测量方法。但是每个章节的内容,尤其是原理分析讲解的部分缺少例子,以及详细解读。为了能确保每个学生掌握最基础的测量知识,教材的编排应把重点放在最基本的原理讲解上,将每一步的推导过程都以较通俗的语言进行描述。同时列举尽可能多的不同情况下的例子,附有详细的分析,帮助不同学习程度的学生理解。3.2教学计划制定。著名的教育学家布鲁姆认为,只要给予足够的时间和适当的教学,几乎所有的学生对几乎所有的内容都可以达到掌握的程度(通常能达到完成80%——90%的评价项目),这就是掌握学习模式。所以制定教学计划的时候应体现“厚基础”的原则,增加基础理论的课时安排比重,给学生足够的时间来消化吸收本学科中最基础的内容,练好基本功。加强实验教学环节也是提高学生知识应用能力的途径。强化实验过程中的实际操作能力的训练,注重实验的真实性和实用性。另外针对不同程度的学生,例如普通本科、三本、专科以及专升本的学生所具有的知识掌握水平有所差异,要分别制定有区别的教学计划,做到因材施教。3.3课程内容调整。在课程内容的选择上要满足专业知识的层次结构,同时需要进行调整以适应市场经济对人才的要求。首先,加强对学生进行测量原则方面知识的教育,使学生养成良好的测量习惯,以便更好地完成测量任务。其次,在重视基础知识的前提下,尽可能扩大学生的知识面,补充专业外延的知识。最后,在实验课上,尽可能发挥学生的主动性,体现学生的主体地位,引导学生讨论、设计和总结,以达到满意的教学效果。3.4实验教学方法改进。为了保证大部分学生都能掌握常见的测量仪器的使用方法,能够完成基础的测量任务,做好外业数据采集和内业计算,能够通过检查发现测量工作中出现的问题,并进行改正。在实验课上,教师加强对学生的指导和监督,争取做到每一个组逐个进行现场指导,对学生出现的问题及时指出,引导他们通过自我反思和自我改正,把问题解决掉。3.5加大资金投入。随着国家经济的发展,航天航空技术、计算机技术、网络通信技术和信息技术的飞速发展,测绘技术也发生了重大变化,传统的测量仪器已经不能满足实际需要。因此,用于实验教学的仪器应与教学内容相配合,加快实验仪器的更新,在资金允许的情况下,加大对新仪器设备的采购、更新。在教学资金有限的条件下,应根据班级的上课安排,合理组织实验,以错开使用仪器的时间,提高仪器设备的使用效率。3.6课程考核方式改革。改变传统的试卷考试形式,采取理论与能力考核相结合的方式,加大实验考核成绩的比重,作为学生最终的考试成绩。在具体的实验考核过程中,应更加体现出对每项实验的基本操作的掌握和熟练程度,着重考察学生在外业的数据读取、记录和内业的数据分析、处理和纠错的能力。

结语

测量学课程教学改革是一项长期的工作,学校应加大资金投入,与时俱进,引进测绘行业最新的仪器设备,为学生提供优质的硬件条件。同时制定合理的教学督导制度,完善考核机制,激励教师更有效地进行教学改革。教师则要根据教学实践和学生的实际情况不断调整,不断尝试新的教学方法,教学形式,逐步提高教学质量,培养出更多适应社会需求的优秀人才。

参考文献:

[1]殷玲等.土建类专业测量学课程教学改革的初探[J].呼伦贝尔学院学报,2012,20(5).

[2]郭宗河等.问题研讨式教学法在测量学教学中的应用[J].测绘科学,2013,38(1).