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土木工程的起源范文1
从本质上来看，可持续发展其实是以后总从长远计的发展理念，通俗一点来讲，就是不要鼠目寸光，只顾眼前利益而因小失大。可持续发展理念起源于20世纪70年代，可持续发展理念的提出还在当时引起了不小轰动。众所周知，土木工程能耗大，容易对环境造成严重污染，然而，它却是推动我国国民经济增长的中坚力量[1]。土木工程走可持续发展道路，是实现国民经济可持续发展的重要保障。在可持续发展的过程中，工程建设事业将不再与环境保护事业发生冲突，能耗量得以减少，项目建设的整体效益将获得提升。
2土木工程事业可持续发展存在的问题
在工民建筑向来对采暖与避暑方面有着较高要求，投入使用后，采暖避暑的这一过程均易产生大量温室气体与硫化物，直接排放会导致大气受到严重污染。所以，在修建过程中，要采取有效措施，尽量降低工程建筑污染气体的排放。对此笔者认为，其实可以在建造过程中，使用节能型建筑材料，既能满足建筑需求，又能减少能耗[2]。交通工程施工期间会给道路以及工程周边的自然生态环境带来不利影响，地表植被遭到破坏，水土流失问题日益加剧。车辆通行加剧了汽车尾气的排放，不但会引起空气污染，噪声污染同样会让人头痛不已。因此，若希望实现可持续发展，解决环境污染的题是关键。土木工程施工期间，会产生大量固体废弃物。目前，处理废弃物的主要方法是掩埋与焚烧。然而，这两种处理方法均会给环境带来严重损害。掩埋物在分解过程中，容易产生有害物质污染土壤与水域。通过焚烧处理固体废弃物，容易生成大量有毒气体，使空气污染越来越严重。所以笔者认为，在修建土木工程项目期间，应提高资源有效利用率，尽量减少废弃物，修建材料以节能环保材料为主，尽量减少对环境的不利影响。
3施工材料的选择与土木工程事业可持续
发展的联系土木工程建筑的质量与应用性，主要取决于建筑材料的选择。就目前情况来看，生态型建筑理念被提出，要求既要为工程项目的质量与应用性能达到标准，又要降低对环境造成的污染，实现人与自然环境和谐发展的局面[3]。生态建设是实现绿色建筑的重要前提，在选择修建材料使，尽量以再生、环保型材料为主，才能减少建筑对生态环境的影响。建筑才来的选择关系重大，使用生态建材修建绿色建筑，既能提升建筑的使用性能，延长建筑使用周期，又能减少能耗与环境污染，有效提高了社会效益与自然环境效益，实现了社会资产可持续增长。
4实现土木工程施工阶段可持续发展的基本举措
4.1减少水资源浪费
施工期间，严格控制水资源的使用量，可通过设置小流量设备的方式，避免水资源浪费现象的发生。尽量重新利用废水或循环利用生产用水，节约水资源，降低水资源的耗损。
4.2节省电力资源
使用节能设备，要求施工人员养成节约用电的意识，做到随手关灯，杜绝浪费。合理安排施工时间，尽量降低电力资源的耗损[4]。
4.3对资源进行回收再利用
对资源进行回收再利用是降低资源耗损的有效手段，在施工期间，可以使用可再生或含有可再生成分的材料，如此一来，施工形成的废气材料还可被回收经加工再利用，有效提高了原材料的利用率，降低了能源损耗。这样不但能减少施工对材料的耗损，还能节约企业运输或处理废材的成本，提高了企业的生产效益。
5结语
土木工程的起源范文2
【关键词】土木工程 智能结构 迅速
引言
在土木工程领域应用最广泛的材料包括光导纤维、磁流变液和压电晶体。光导纤维主要作为传感材料，可以监测温度和应变，分为光纤光栅传感器和 BOTDA 分布式传感器两类，前者精度较高，后者精度可以达到20 微应变，但可以实现分布式测量；磁流变液主要作用驱动材料，而压电晶体既可以作为驱动材料，也可以作为感知材料。
土木工程智能结构概念的形成
智能土木结构（Intelligent Civil Structure）概念的形成。现代材料技术的发展进步促使了人类社会进入了信息时代，信息材料的生产业已实现设计制造一体化。各种具有信息采集及传输功能的材料及元器件正逐渐地进入土木工程师的视野。人们开始尝试将传感器、驱动材料紧密地融合于结构中，同时将各种控制电路、逻辑电路、信号放大器、功率放大器以及现代计算机集成于结构大系统中。通过力、热、光、化学、电磁等激励和控制，使结构不仅有承受建筑荷载的能力，还具有自感知、自分析计算、自推理及自我控制的能力。具体说来，结构将能进行参数（如应变、损伤、温度、压力、声音、化学反应）的检测及检测数据的传输，具有一定的数据实时计算处理能力，包括人工智能诊断推理，以及初步改变结构应力分布、强度、刚度、形状位置等能力，简言之，即使结构具有自诊断、自学习、自适应、自修复的能力。这就是智能土木结构概念的形成过程。文献将智能结构定义为：“将具有仿生命功能的材料融合于基体材料中，使制成的构件（结构）具有人们期望的智能功能，这种结构称之为智能材料结构”。可见，智能结构是传统结构的功能的升华。智能结构在土木结构中的应用便称之为土木工程智能结构。二、土木工程智能结构的研究现状
土木工程智能结构概念是为了解决评估结构强度、完整性、安全性及耐久性问题而提出的。对土木建筑结构的性能进行监测及预报，不仅会大大减小维修费用，而且能增强预测的能力。近来出现的无损检测技术均不能对结构进行实时监测，也不能很好地预报结构的破损情况和进行完整性的评估。这些方法的致命缺点是预报方式是自外而内的，从信息传播角度看，难免会夹杂进种种干扰信息，从而使检测结果失真、低效率，甚至会导致完全错误的检测结果。在结构内部埋入传感器，组成网络，就可实时监测结构的性能，这就是智能土木结构的自内而外的预报方式。智能土木结构在这些方面有很好的应用前景，目前主要应用于高层建筑、桥梁、大坝等工程领域。美国80年代中后期开始在多座桥梁上布设监测传感器，用验证设计中的一些假定，监视施工质量和服役安全状态，如在佛罗里达州的SunshineSkywayBridge桥上就安装了数百个传感器，英国80年代后期开始研究和安装大型桥梁的监测仪器和设备。在我国，香港的Lantan Fixed Crossing Bridge、青马大桥，以及大陆的虎门桥、江阴长江大桥也都在施工期间装设了传感系统，用以于监测建成后大桥的服役安全状态[3].1993年加拿大在Calgary建造的Bedding Trail大桥上首次成功地布置了光纤布拉格光栅传感器，用以监测桥梁内部的应变状态。在其它土木工程领域，如在采油平台、大坝、船闸等大体积混凝土结构中也曾尝试布置传感器来构建智能结构。同样，近年来发展起来的高性能、大规模分布式智能传感元器件也为民用建筑及结构的智能监测系统的发展提供了基础，智能大厦在我国已如雨后春笋般地涌现。在民用建筑结构的应用方面，对结构的智能振动控制方面的研究已有近30年的历史了三、土木工程智能结构的应用
3.1应用形状记忆合金
一般地形状记忆合金被动耗能器大都安装在结构的层间或底部，其目的是为了能够使耗能器明显地感受到结构的层间变形，从而达到消耗地震能量。试验结果表明，形状记忆合金的相变回复力也很高，其值可达近400Mpa，根据这一特性就可研制具有相变伪弹性性能的形状记忆合金被动耗能器或被动耗能控制系统，60％左右的地震能量都能被耗能器吸收，结构的位移可得到明显的抑制和减小。目前，国外也有用于古建筑抗震加固的应用实例，还有将形状记忆合金制成主动阻尼控制系统的研究。
3.2应用愈合材料
混凝土及其结构能够自动适应环境，在受到损伤后自行修复，是解决结构中的混凝土材料损伤的最佳途径。但是如何适时地快速地修复混凝土材料的损伤，以及对混凝土的自修复机理的研究，直到近年来，随着机敏混凝土和仿生混凝土研究热的兴起，才引起人们的苇视。所有的研究大致集中在三个方面：内置纤维胶液管自修复混凝土、内置胶囊自修复混凝上、形状记忆合金智能自修复混凝土，目前研究现状仍处于尝试阶段，理论还有待进一步的完善。
3.3应用电(磁)流变体
利用电(磁)流变体进行结构振动控制，开展了大量的研究，已研制了多种减振控制器，同时对结构控制方法也作了一系列的探索研究。Lord公司生产了驱动力可达20t的双推杆式MR流体阻尼器；在大跨度结构振动控制中，进行桥梁应用MR阻尼器的振动性能试验研究，MR流体阻尼器能够明显减小桥面与桥墩间的相对位移。国内瞿伟廉教授也设计制作了ER驱动器对3层框架结构进行振动控制，显著减小结构的层问位移与扭转。
3.4应用光导纤维
在传统的混凝上结构中埋入光纤作为传感元件，进行结构强度、裂缝、损伤、变形、振动、钢筋锈蚀和施工质量等方而的自动诊断、监测、预报、控制和评价，同时再埋人驱动元件(如形状记忆合金等)，并将控制元件和信息处理系统与之结合，形成具有智能功能的混凝上结构从而实现混凝土结构的自检测、自诊断、自适应和自修复等。国内外在这方而己经有许多成功的应用实例，早在20世纪80年代的时候美国就己经将光纤维材料应用于桥梁的振动监测，我国也己经将光纤材料用于三峡大坝健康监测和安全评定系统中。
3.5应用压电材料
许多研究人员先后利用压电陶瓷作为加速度传感器和驱动体，研究了任意复杂激励下压电层和结构的主动阻尼和被动阻尼以及主动振动控制等问题，还有的学者根据经典复合板理论，采用加速度反馈控制方法讨论了利用压电传感元件实现复合材料层合梁的主动阻尼控制并进行了试验研究。目前压电材料和压电堆技术广泛应用于土木工程结构的静变形控制能、噪声主动控制、健康监测、安伞评定和自适应修复以及抗震抗风等多个领域，其中把压电堆技术用于建筑结构的主动抗震控制，取得了很好的控制效果，造价也较低廉。
3.6应用磁致伸缩材料
应用磁致伸缩材料，制成驱动器用于主动隔振的有效性进行了试验验证，可使6自由度平台的振动减小了30dB。文献指出，Anjappa．M等进行了微位移执行器及其在悬臂梁减振方而的研究，藤田隆史等则用磁致伸缩执行器进行了主动微振动控制系统的基础理论研究。在国内。近年来许多研究者利用超磁致伸缩材料设计制作了主动振动控制器，并对其进行了试验与分析，有的达到了40dB的主动控制效果。但目前这些研究仅限于微制造、机械、军事及航空等领域，研制的控制器还只能控制小型结构或器械，对于大型土木工程结构的控制还有待进一步的研究开发。
结论
智能结构在土木工程领域的应用研究已取得了显著的成绩，极大的影响了结构设计理念和多学科交叉应用的发展。随着智能材料和技术的发展，土木工程智能结构已展现出其优越性能和广阔的应用前景，但这也是一个多学科交义的前沿研究课题，还有许多问题尚待进一步研究和探讨。智能结构系统是减灾防灾的研究前沿。随着智能结构的进一步研究，结构中智能元件的小型化、高功率化和多功能化，人们有希望把传感系统、控制系统和驱动系统以及耦合连接元件都复合在建筑结构中，建筑结构将成为主动式智能建筑结构，能有效地抵抗地震、风振、冲击等损害的破坏。重大工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年，环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应等灾害因素的耦合作用将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下引发灾难性的突发事故。因此，为了保障结构的安全性、完整性、适用性与耐久性，已建成使用的许多重大工程结构和基础设施急需采用有效的手段监测和评定其安全状况、修复和控制损伤。新建的大型结构和基础设施总结以往的经验和教训，也在工程建设的同时增设长期的健康监测系统和损伤控制系统，以监测结构的服役安全状况，并为研究结构服役期间的损伤演化规律提供有效的、直接的方法。
参考文献：
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[2]吴泽进，施养杭，智能混凝土的研究与应用评述。混凝土，2009(11)。
[3] 孙明清， 李卓球， 等。智能材料和剃度材料新进展。见： 中国材料研究学会 （CMIS） 编.。97 中国材料研讨论文集 《能源材料》， 北京： 冶金工业出版社，1998。
土木工程的起源范文3
Abstract： Massive open online courses provide a mutual learning and exchange platform for learners， sharing of curriculum resources， enable learners to become a leader in learning and improve the learning effect. This paper introduces ideas， significance and main contents of the open online course construction of Bridge Engineering Test and Detection. This open online course is built to improve the teaching level of civil engineering testing technology professional courses and learning effect in a practical way.
关键词：桥梁工程试验与检测；在线开放课程；教学设计
Key words： Bridge Engineering Test and Detection；open online course；teaching design
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0187-02
0 引言
大规模在线开放课程（Massive Open Online Course，简称MOOC）起源于美国，2012年以美国一批顶尖高校建设的网络课程为代表，为学习者提供免费优质的学习资源[1]。国内于2015年出台了《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见（教高[2015]3号）》，鼓励高校建设一批优质在线开放课程，掀起了国内建设在线开放课程的热潮。
《桥梁工程试验与检测》是土木工程检测技术专业的一门专业核心课程，总学时96个，5.5学分。先修课程主要有材料力学应用、工程识图、工程测量、土木工程材料试验与检测、高性能混凝土试验与检测等，后续课程主要有试验室组建与管理等。为了使学生掌握桥梁工程的检测任务、内容和检测项目，合理选择检测仪器及了解仪器的使用性能；具备查阅相关技术规范规程，掌握常用技术规范规程的能力；能够正确填写试验记录，正确处理试验数据，并最终给出科学合理的工程质量评价结果。结合学院智慧职教课程资源平台，本着“建以致用”的原则[2]，建设在线开放课程，为将来开展线上和线下教学提供保障。
1 建设思路
本n程依据土木工程检测技术专业核心能力培养目标，按照职业行动领域与职业能力中的桥梁工程试验与检测工作项目设置。其总体设计理念与思路是以桥梁工程施工前准备阶段、施工阶段、施工验收阶段的检测项目组织教学内容。利用检测项目内容采用任务驱动的方法使得学生掌握相关的理论知识和职业能力。检测项目以桥梁工程建设顺序为引导，理论知识围绕指导工作任务需要，充分发挥校企合作关系，共同开发教学资源，实现学生培养过程共管，培养质量共评。采用工学结合的形式，使得学生在真实检测工作条件下最终掌握职业能力。同时结合高职教育及职业资格证书获取对理论知识、职业能力和职业素养的要求，融入相关内容，并由此形成过程性考核、项目考核和终结性考核相结合的课程考核方式。
1.1 合理设置学习情境，构建“岗位能力+职业目标”的课程标准
按照土木工程检测技术专业“双融共育三结合”人才培养模式要求，依据土木工程检测技术专业人才培养方案，开发“桥梁工程试验与检测”课程标准，以桥梁工程为载体划分学习情境，以检测员真实、完整的工作内容构建学习情境内容，由桥梁工程施工前准备阶段、施工阶段、施工验收阶段为主线安排学习情境顺序。
1.2 紧密结合检测员岗位需求，构建理实一体化的“项目化”教学模式
参照检测员岗位工作流程，采用工学结合“任务驱动”方式培养学生综合能力，建立了理实一体化教学流程，如图1所示，实现了理论教学与实践环节的有效结合。
2 建设内容
2.1 构建基于工作过程的课程体系（图2）
2.2 构建情境化的学习项目
按照工作任务流程，从桥梁工程整体评价方法、检测试验仪器介绍着手，以桥梁工程施工前准备阶段、施工阶段、施工验收阶段的检测项目为设计思路，将课程划分为两个模块七个教学情境，基础模块包括桥梁工程试验与检测概述和桥梁工程结构试验检测仪器设备连个学习情境，核心模块包括桥梁工程原材料试验检测、桥梁工程制品试验检测、桥梁工程地基与基础试验检测、桥梁构件状况及耐久性检测、桥梁荷载试验与承载力评定五个学习情境，每个情境采用任务驱动的方式，引导学生学习。
2.3 建设流程
在线开放课程具有知识“碎片化学习”特点[3]，侧重于网络平台的在线交互学习交流[4]，鉴于此制定相应的建设流程。
2.3.1 网络平台建设
由学院提供的职业院校数字化学习中心为网络平台，将课程分为课程公告、课程内容、作业、考试、讨论区、答疑、笔记、学习档案八个网络模块。
2.3.2 知识点设计
按照在线开放课程知识“碎片化学习”的特点，需要将《桥梁工程试验与检测》课程所有知识点进行梳理，再进行教学设计并将他们串接起来，每个知识点时间控制在10分钟左右，并设置相应的测试。
2.3.3 课程设计
《桥梁工程试验与检测》课程设计主要包括课程简况、教学简况、课程设计思路、成果、考核评价、教学条件、参考资料、教学组织这八个方面。
2.3.4 课程录制
建设团队根据课程内容确定录制的知识单元、录制场景和风格，将每个知识点做好脚本后进行录制。
2.3.5 课程上线
将制作好的课程资源上传至网络平台，课程网址，课程正式上线。
3 数字资源规范要求
为了提高在线开放课程维护效率和学习者的学习效率，数字资源的规范要求很重要，主要体现在结构的规范性和格式的规范性。
3.1 结构的规范性
在线开放课程结构的规范见表1。
3.2 格式的规范性
在线开放课程格式的规范见表2。
4 结语
《桥梁工程试验与检测》在线开放课程的建设，使专业教学形式更加灵活，学生通过网络学习，开放性更好，可以与老师随时进行网络交互式探讨，提高了学习效率，提升了学生试验检测技能，提升了学生的就业竞争力。
参考文献：
[1]袁莉，斯蒂芬・鲍威尔，马红亮.大规模开放在线课程的国际现状分析[J].开放教育研究，2013，19（3）：56-62.
[2]于歆杰.在线开放课程需要建以致用[J].中国高等教育， 2015（24）：9-10.
土木工程的起源范文4
关键词：隧道工程；模块化教学；学习迁移理论；教学研究
中图分类号：G6420；U45文献标志码：A文章编号：10052909（2016）03007204近年来，随着高速公路、铁路建设及城市地下空间开发的蓬勃发展，出现了越来越多的隧道工程，交通、市政建设领域对隧道工程专业技术人才的需求量不断增大。培养创新能力、应用能力及解决能力实际问题较强的应用型专业人才是地方本科院校的主要办学目标之一[1-2]。笔者在隧道工程教学过程中发现，该课程内容覆盖面广，且较为零散，采用按教材章节顺序进行授课的传统教学模式难以达到良好效果，亟需探索新的教学模式。
起源于德国的“模块化教学”[3]方法，可以较好解决上述问题。该方法是基于学习迁移理论基本原理，把课程内容分解成若干个部分，再将具有相同或相近主题的内容进行整合，形成具有内在联系的单元模块并进行教学[4-6]，可以提高学生学习的灵活度，激发学生学习的积极性和主动性，进而提高教学质量。文章以武汉工程大学土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业为例，探索模块化教学方法在隧道工程课程中的应用。
一、隧道工程课程特点及教学现状
（一）内容覆盖面广
目前我校采用的教材是彭立敏、刘小兵主编的《隧道工程》[7]，同时参考了丁文其[8]、覃仁辉[9]、朱永全[10]等主编的教材。这些教材的主要内容大体上包括：绪论、隧道勘测设计、隧道主体结构与附属结构、围岩分级与围岩压力、隧道支护结构的设计计算、隧道施工方法、隧道施工工艺及技术、高速铁路隧道、隧道常见病害及处治方法、隧道施工组织与管理、运营管理与维护等。可见，隧道工程课程内容涵盖面广，包含了规划、设计、施工、运营管理等过程的各个方面，既有基本概念和理论，又有施工工艺和方法；既包含技术层面问题，又包含管理层面问题。
（二）主要内容之间独立性强
隧道工程课程不仅知识点多，而且其主要内容之间具有较强的独立性。如隧道勘测设计、围岩分级、围岩压力等，主要涉及工程地质、岩土工程勘察、岩体力学等知识；隧道主体结构与附属结构，主要涉及建筑结构等知识；隧道施工，主要涉及工程爆破、工程机械等知识；隧道支护，主要涉及岩土工程、建筑材料等知识。
（三） 与先行课程关系密切
隧道工程课程一般在第七或第八个学期开设，在此之前，学生应修完所有专业基础课和大部分专业方向课，掌握相应的专业基础知识。该课程的主要内容和先行课程之间存在密切联系，具体见表1。表1隧道工程课程主要内容与先行课程关系课程内容相关先行课程隧道工程勘测设计工程地质、工程测量、道路勘测设计隧道主体、附属结构建筑结构、钢筋混凝土结构围岩分级、围岩压力、支护结构计算工程地质、岩体力学、材料力学、弹性力学、钢筋混凝土结构隧道施工土木工程施工、施工组织与管理隧道支护岩土工程、建筑材料、地下结构防水隧道通风及高速铁路隧道空气动力学问题流体力学、施工组织与管理（四）教学困境
综上，隧道工程课程内容庞杂，涉及土木工程专业大部分基础知识，导致学生在学习该课程时存在理解不透彻、记忆不深刻等问题，学习积极性普遍不高。如何激发学生学习兴趣，是授课教师面临的一大挑战。
另一方面，隧道工程课程内容具有较强的综合性，如将这些零散的内容按照某种属性或规律进行适当归纳、分类，使之成为若干个相互联系的有机整体，则不仅能够提升学生的学习兴趣，还可以帮助学生构建专业知识体系，使学生对专业知识的认知和理解上升到新的高度。
二、模块化教学设计
针对上述问题，采用模块化基本理论和方法，并根据涉及科学、工程问题的不同，将隧道工程课程主要内容归为基本概念、地质及力学问题、施工方法、新技术新方法、运营管理与维护等5个模块（表2），具体分述如下：
（一） 基本概念模块
主要包括隧道的定义、分类、发展历史、隧道主体结构与附属建筑等。隧道工程是地下工程的一种，有别于一般建筑工程，该模块主要介绍隧道工程中的名词、定义及相关基本知识。
（二）地质、力学及支护结构模块
主要包括隧道工程勘测设计、围岩分类、围岩压力、隧道支护结构的计算等。隧道修建在岩土体中，其支护结构的形式主要取决于围岩的工程特性，隧道开挖与支护的核心问题是围岩力学特性及围岩与支护结构的相互作用，即围岩的地质力学问题。
（三）传统施工方法模块
主要包括钻爆法施工、掘进机法施工、隧道辅助施工作业、新奥法等。根据隧道工程所在岩土体性质的不同，可以分为岩质隧道和土质隧道。岩质隧道多采用钻爆法或掘进机法施工，土质隧道多采用盾构法（掘进机法的一种）。新奥法不是具体的施工方法，但目前几乎所有隧道的施工都采用新奥法的基本理念和原理。
（四）非传统施工方法模块
主要包括高速铁路隧道工程、城市地铁隧道工程、海底隧道工程等。近年来出现了上述特殊环境和技术条件下的隧道工程，与之配套的新技术、新方法也日趋成熟，其占有重要地位。
（五） 施工管理与运营维护模块
主要包括隧道施工组织管理、运营阶段的养护与维修等。隧道工程是隐蔽工程，在施工过程中作业空间有限，作业环境危险性高，且各工序之间相互干扰大。在正常运营阶段，车辆冲击、废气排放、地下水、围岩等因素对衬砌耐久性造成不利影响，隧道交通事故、火灾等更是会造成严重后果。这两个方面的问题均需要通过实施管理来解决。表2隧道工程教学内容模块化设计（Ⅰ）编号模块名称主要内容学时分配1基本概念隧道分类及发展历史1隧道主体结构2隧道附属结构12地质、力学及支护结构隧道工程勘测设计2隧道围岩分类1隧道围岩压力1隧道支护结构的计算13传统施工方法钻爆法施工2掘进机法施工1隧道辅助施工作业2新奥法24非传统施工方法高速铁路隧道工程2城市地铁隧道工程1海底隧道工程15施工管理与运营维护隧道施工组织管理2隧道运营阶段养护与维修2上述方法是将隧道工程作为土木工程的一个分支学科来进行探讨，包括理论、方法和工程技术等多个方面。此外，和桥梁工程、道路工程、房屋建筑工程一样，也可以将隧道工程作为工程项目的一种，相应的课程主要内容围绕隧道工程从规划到设计、施工，再到后期管理等。按照该思路，可以将隧道工程课程的内容划分为：隧道工程基本理论与基本概念、隧道工程规划选址与设计、隧道工程施工、隧道运营管理4个模块，这4个模块则直观反映了隧道工程项目建设的大体流程（图1）。
三、模块化教学实施及效果评价
武汉工程大学土木工程专业创办于1992年，是学校“十二五”重点建设学科之一，为一级学科硕士学位授权点、湖北省楚天学者设岗学科、省级品牌专业。该学科现设有建筑工程方向、交通土建方向，以及道路桥梁与渡河工程。隧道工程是我校土木工程专业（交通土建方向）及道路桥梁与渡河工程专业学生的专业方向课。2014年开始，将上述模块化教学方法应用于我校土木工程专业（中英班）、土木工程专业（交通土建方向）及道路桥梁与渡河工程专业的隧道工程课程。
首先，按照表2中的方法，从内容属性的角度出发进行模块划分，在讲授每一个模块之前，提醒学生复习与之相关的课程内容；在讲授课程的过程中，提醒学生讲授的内容涉及哪些专业基础知识，从而让学生认识到专业基础知识对于后续专业课学习的重要性。其次，在每一个模块内容讲授完毕时，归纳总结该模块的主要内容，详细分析将这些内容作为一个模块的原因，让学生理解同一模块中各部分内容之间的内在联系。再次，在全部课程内容讲授完毕时，引导学生回顾课程内容，分析各部分内容之间的逻辑关系，帮助学生建立专业思维，构建专业知识体系。最后，采用上述工程项目建设阶段模块（图1），引导学生再次回顾教学内容，可以有效促进学生的开放性思维，并全面提升学生运用专业知识分析和解决工程问题的能力。
经过一年多的模块化教学探索和实践，该课程教学取得了一定成效，学生的学习积极性得到普遍提升。学生反映，在学习隧道工程课程过程中，较全面地回顾了先行课程涉及到的知识，对专业知识体系的认识上升到了新的高度。
四、结语
基于学习迁移理论基本原理，按照涉及科学、工程问题的不同，将隧道工程课程内容分为基本概念模块以及地质、力学及支护结构模块、传统施工方法模块、非传统施工方法模块、管理与维护模块等。此外，按照工程项目建设的阶段，将该课程内容划分为：基本理论与基本概念、规划选址与设计、施工、运营管理4个模块。二者联系紧密，互为补充。实施该模块化教学方法，提高了学生的学习积极性，促进学生深入理解课程内容，培养学生运用专业基础知识分析、解决专业问题的能力，帮助学生构建专业知识体系，收到了良好效果。
需要指出的是，模块化教学方法绝不是简单地将课程内容划分模块分别讲解。在实际操作过程中，需要引导学生去分析、思考划分模块的依据以及各模块之间的内在联系，并站在教材编者的角度去分析课程的内容构成，从而帮助学生构建专业知识体系，培养学生善于运用专业知识分析和解决实际工程问题的习惯和能力。课堂上应适当组织学生进行研究性学习，并布置课程作业，充分发挥学生自主性，实现师生之间互动。
参考文献：
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[8]丁文其，杨林德. 隧道工程[M].北京：人民交通出版社，2012.
[9]覃仁辉，王成. 隧道工程[M].重庆：重庆大学出版社，2013.
[10]朱永全. 隧道工程[M].重庆：中国铁道出版社，2007.
土木工程的起源范文5
关键词：地基处理；强夯法；案例教学法
中图分类号：G6432文献标志码：A文章编号：
10052909（2015）02004403
我国地域辽阔，地理、地质条件差别较大，各类软土地基、特殊土地基分布广泛。随着经济的高速发展以及城市化进程的日益加快，各种基础工程建设日新月异，相应地对地基处理技术
也提出了新的要求。尤其近些年来，地基处理的新方法、新技术、新理念不断被提出，地基处理既在原有方法上继续创新，又不断将多种地基处理方法综合，形成复合地基处理技术[1]。地基处理是一门面向水利工程、土木工程以及交通工程等专业供本科以及研究生学习的一门专业课。其主要通过各类地基处理方法对地基土进行加固，用以提高地基土的抗剪强度，降低地基的压缩性，改善地基的透水特性、动力特性等。地基处理方法多样，主要包括置换、排水固结、灌入固化物以及振密挤密等。
当前，大学教学目的不仅仅在于学科基本理论和知识的传授，更在于培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。要做到突破传统的教学重点，由知识传授转变为培养学生的终身学习能力以及实际问题处理能力，必须对传统教学模式进行改革，改变依赖大纲、依赖教科书的教学模式。文章以研究生地基处理新技术[2]课程中强夯法为例，提出教学方法新思路。
一、教学现状
（一）教学对象
地基处理是土木工程、水利工程学生必修的专业课程，学习该课程需要一定的力学基础。其授课对象一般是高年级本科生以及部分专业研究生，此时，学生已经掌握较为系统的理论知识，其学习主动性、探索性也要高于低年级
学生，同时该阶段的学生大部分已经参加过现场实习，对施工有一定的了解，为新教学方法的实施奠定了基础。
（二）教学中存在问题
地基处理作为一门专业课，与其他学科相比，有着更强的实践性，一定程度上而言，其具有“实践领先于理论”的特点[3]。然而，结合已有教学经验和学生对该课程的反映，这门课程的教学存在以下几个问题。
（1）目前，教材中往往重理论而轻实践，教材大篇幅介绍机理、设计计算方法以及适用条件等。学生由于缺少工程经验，对教学内容不求甚解，对不同地基的处理方法，只能靠记忆，没有直观认识。
（2）查阅目前国内关于地基处理的教材，大部分在每章节后均设置有一定的案例分析，而这些案例往往一直沿用10多年。地基处理作为一门实践性较强的学科，其技术更替速度较快，这就需要教师能自主选定较新、当前较常用案例，而不仅局限于课本。
（3）传统的教学内容随着教学硬件设施的完善，往往只需要根据大纲内容编制PPT，常出现一节课教师读PPT，学生听PPT的情况，师生间缺乏互动，学生缺乏思考。
（4）大部分学科成绩评价以最终的考试成绩为标准，学生对课程学习往往缺少兴趣和主动性，习惯于考前强行记忆，依照标准答案答题。
二、教学方法新思路
显然，当前教学中存在的问题，与素质教育的理念是不相符的，这种填鸭式教学有必要也亟需改善，故此提出教师引导、学生自主学习、案例教学三者相结合的新教学模式。新教学模式以强夯法教学内容为例进行介绍。
（一）强夯法教学内容
强夯法由法国Menard技术公司于1969年首次提出，其一般通过将10～40 t的重锤提升至10～20 m高处使其自由下落，对地基土施加强大的冲击能，以提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善砂土的抗液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等。强夯法主要用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿陷性黄土、素填土以及杂填土等地基[4]。强夯法教学主要内容如表1。
（二）教师引导
教学不只在于教师输出多少知识，更在于学生能接受多少。所谓教师引导，即“以导为主”的教学思想，其“导”包括引导、启发，给学生一个正确的学习方向。地基处理中强夯法主要包括六部分内容，根据所提出的教学模式，选取概述、加固机理两节内容为教师引导环节。
针对概述部分内容，首先在课堂上进行实际强夯法地基处理视频播放以及强夯法施工过程中图片展示，让学生能快速了解强夯法到底是什么，一般有哪些过程等。其次与当地工程项目部联系，由教师带队，对实际的地基强夯施工进行现场参观、学习，加深对强夯法的直观认识，并适当对强夯过程以及强夯原理进行讲解。通过课内、课外双重教学，给学生留下深刻印象，为后面的强夯机理分析打下基础。
机理内容一般是课程的难点，同时也是学生最头疼的内容。在本节中，以动画的形式简单还原土体强夯过程，从三个方面总结阐述土层强夯处理机理：第一，动力密实。多孔隙、粗颗粒、非饱和土强夯处理产生冲击型动力荷载，使土体中的孔隙减小，土体变得密实，从而提高地基土强度。非饱和土的夯实过程是土中的气相（空气）被挤出的过程，其夯实变形主要由土颗粒的相对位移引起。第二，动力固结。对细颗粒饱和土体进行强夯处理时，巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏土体的原有结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增大了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结。第三，动力置换。动力置换可分整式置换和桩式置换。整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中，其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填入土中，部分碎石桩（或墩）间隔地夯入软土中，形成桩式（墩式）的碎石桩（墩），其作用机理类似于振冲法形成的碎石桩，整体形成复合地基。
（三）学生自主学习
地基处理作为土木工程、水利工程学生必修的专业课程，其学习需要一定的力学基础。其授课对象一般是高年级本科生以及部分专业研究生，此时的学生已经掌握较为系统的理论知识，其学习的主动性、探索性也要高于低年级学生，同时该阶段的学 生大部分已经参加过现场实习，对施工有一定的了解。
教学新模式中，自主学习是指教师将学生分组，以小组为单位，分派自主学习任务。以强夯法内容为例，将学生分为三组，分别自学设计计算方法、施工工艺与质量检测，以及工程案例三部分内容。然后将每部分内容细化，如强夯设计计算方法主要包括强夯法设计要点、强夯置换法设计要点，以及降水联合低能级强夯法设计要点，施工工艺与检测包括施工机具和设备、施工要点，以及现场观测与质量检测，工程案例包括强夯法地基处理工程实例和强夯置换法地基处理工程实例。
各组学生根据分派任务内容分工协作，内容基于书本但不局限于书本，采用PPT以文字、图片、视频等方式，将学习的内容以演讲的形式进行汇报，其具体实施方案如图1。
（四）案例教学法
所谓案例教学[5]，是以案例为基础的一种新的教学方法，通过引导学生案例分析，掌握学科知识并应用于实际工程。案例教学法起源于20世纪20年代，由美国哈佛商学院[6]倡导，现已广泛用于高中、大学教学中，并取得良好效果。
在经过教师引导、学生自主学习环节后，学生对于强夯法的原理、适用条件有了一定的认识，通过引入案例加深学生对强夯法的主观认识。教师结合国内外最新的强夯地基处理工程实例，向学生展示强夯的设计过程、施工过程及检测过程。通过介绍高能强夯法、高真空井点降水+强夯法、其他降水法+强夯法等不同的强夯案例，让学习了解国内外最新的研究进展，同时鼓励学生之间、师生之间相互讨论，分析最新案例的适用条件，以及各自存在的优缺点，同时预测强夯法发展方向。
三、 结语
授人以鱼不如授人以渔，教学目的不仅仅在于传授知识，更在于引导学生掌握学习知识的方法，如何将所学知识融会贯通，应用于实际工程中。文章针对现有教学中存在的问题，提出教师引导、学生自主学习和案例教学三者相结合的新教学方法，该方法现已应用于教学，并取得良好成效。参考文献：
[1]郑刚，龚晓南，谢永利，等.地基处理技术发展综述[J].土木工程学报，2012（2）：127-146.
[2]王俊杰，唐彤芝，彭劼.地基处理新技术[M].中国水利水电出版社，2013.
[3]章伟，时伟，张明义.案例教学法与地基处理课程教学改革[J].中国冶金教育，2007（4）：37-39.
[4]胡玉定，王燕.强夯法适用范围的研究[J].施工技术，2009（S1）：223-225.
土木工程的起源范文6
随后，耗散结构理论、协同学、突变论、超循环论、生命系统论等非平衡自组织理论，也逐步产生和发展起来。[2]这些理论，为科学技术的发展提供了新思想、新观点、新方法，同时，也给科学技术方法论的研究带来了革命性的变化。因此，作为科学和技术研究工具的方法论，不能不注重系统科学方法的研究。系统科学是探索系统的存在方式和运动变化规律的学问，是对系统本质的正确反映和真理性认识，是一个知识体系。系统工程是利用系统科学的理论和方法研究和解决各种工程问题的技术。他也包括在系统科学这一学科群中，属于其中应用技术的层次。系统工程的重点在于探索工程规划、设计、管理的要素和过程，以创造最好效益。系统科学的理论和方法，本身就是认识世界和改造世界的手段。系统科学方法，即按照系统科学的观点和理论，把研究对象视为系统来解决认识和实践中的各种问题的方法总称。
系统思想的产生和发展来源于社会实践。系统科学方法起源于通讯工程以及运筹学等学科，它在使用模拟方法、进行复杂计算以及大量数据处理时，借助于电子计算机，并和人、财、物的管理相结合，能出色地处理规划、计划、预算技术、预测技术等复杂问题。系统工程作为一门综合性的科学技术而诞生，是在第二次世界大战期间及其以后才开始逐渐形成的。现在它已成为现代科学技术发展史上的一颗明珠。系统工程作为一门工程技术，与一般工程技术的主要区别在于系统工程是从系统角度去考察研究工程问题，具有高度的综合性。这种综合性主要表现在以下几个方面：①研究对象的综合性；②应用学科知识的综合性；③考核效益的综合性；④具有程序化、信息化、精确化、专业化和集约化的特点。系统工程原理和方法目前在建筑工程领域内的应用尚不够普及，但其在建筑工程中的应用有着广阔的前景。因为，建筑与国民经济各部门有着密切的联系，国民经济各部门的兴旺发达必然会促使建筑业的发展。无论何种形式的建筑工程，按其发展的全过程可以划分为资金筹集与工程投资阶段；工程规划和设计阶段；工程施工阶段；工程竣工验收阶段；工程投入使用及其维修更新阶段。在建筑工程发展的任一阶段中，都存在着若干系统问题需要加以研究，为系统工程在建筑工程中的应用提供了广泛的研究对象。对大型现代建筑工程项目规划、设计、施工和管理，以及对大型施工企业生产经营活动都离不开系统思想和系统方法。
此外，建筑企业正面临着建筑市场竞争的挑战，企业要生存要发展，必须加强自身的素质建设，其中包括人材素质、技术素质、装备素质、管理素质建设等。由于企业经营环境的错综复杂，要提高这些素质，其中仍存在着若干需要加以研究的系统工程问题。无论从建筑工程投资、规划、设计和施工，到建筑施工企业生产经营的全过程，都存在着大量的系统问题需要研究，需要解决。因此，系统工程作为建筑工程投资、规划、设计、施工和管理研究的一门综合技术是十分必要的。
