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緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇土木工程新進展,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
(一)突出重點
“土木工程材料”較多的課程內(nèi)容,在有限的學(xué)時內(nèi)不可能全部講解,應(yīng)根據(jù)專業(yè)性質(zhì),分清主次,突出重點。以程云虹等主編的《土木工程材料》[1]為例,課堂重點講解的內(nèi)容是:緒論,第一章(土木工程材料的基本性質(zhì)),第二章(無機膠凝材料),第三章(水泥混凝土),第四章(砂漿),第六章(土木工程用鋼),第七章(瀝青及瀝青混合料)。通過緒論的學(xué)習(xí),學(xué)生對土木工程材料有一個梗概的認識,對“土木工程材料”這門課程有一個大致的了解;第一章讓學(xué)生了解土木工程材料基本性質(zhì),包括物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及耐久性能等,同時了解材料科學(xué)的基本理論,即材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及其與材料性質(zhì)之間的關(guān)系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分別講解工程中最常用的幾種土木工程材料的性質(zhì)及應(yīng)用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容,但教師應(yīng)適時引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中積極思考并勇于提出問題。課堂教學(xué)中,把重點講解的內(nèi)容講深講透,讓學(xué)生扎扎實實地掌握,做到學(xué)有所獲;避免面面俱到,不求甚解。而且,有了重點講解的內(nèi)容作為基礎(chǔ),學(xué)生自主學(xué)習(xí)其他章節(jié)才不會感到困難。突出重點的課堂講解與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)有機結(jié)合,既有利于學(xué)生掌握系統(tǒng)的理論知識,又給予了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間,有益于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和解決實際問題的能力,發(fā)展學(xué)生的想象力和探索意識。
(二)科學(xué)講解
“土木工程材料”課程的內(nèi)容比較松散,講解時容易產(chǎn)生平鋪直敘的感覺,甚至索然無味;如能精心安排、科學(xué)講解,效果會大不一樣。比如,通用硅酸鹽水泥包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥及復(fù)合硅酸鹽水泥,如果按照教材一種水泥接著一種水泥地講,學(xué)生學(xué)起來會感到重復(fù)、堆砌、凌亂,甚至不知所云。因此,對于這部分內(nèi)容要進行科學(xué)整合,重點把硅酸鹽水泥的礦物組成、水化及凝結(jié)硬化過程、技術(shù)性質(zhì)等等講解透徹;而在介紹摻混合材料的硅酸鹽水泥時,抓住活性混合材料的潛在活性及摻活性混合材料水泥的二次水化反應(yīng),然后用對比的方法給出各種水泥的共性和個性,這樣內(nèi)容緊湊了,脈絡(luò)清楚了,學(xué)生掌握起來也就輕松了。了解了技術(shù)性質(zhì)的異同點,進一步掌握各種水泥的工程應(yīng)用就會很容易。再比如,在現(xiàn)代水泥混凝土技術(shù)中,外加劑已經(jīng)成為水泥混凝土的一個重要組成成分,因此,為了內(nèi)容的系統(tǒng)和完整,一般教材(如文獻)都將“外加劑”放在“普通混凝土的組成材料”中來介紹。但外加劑是用來改善混凝土性能的,如果不了解混凝土的性能,很難深入理解外加劑的作用,因此,在講授時,應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整,把“外加劑”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面來講,這樣會更加方便學(xué)生對相關(guān)課程內(nèi)容的理解和記憶??傊茖W(xué)地組織和講解課程內(nèi)容,對于做好“土木工程材料”課堂教學(xué)起到事半功倍的作用。
(三)理論聯(lián)系實際
首先,從最熟悉的生活實際出發(fā)。土木工程材料與實際生活密切相關(guān),其實,每個人在實際生活中都積累了很多相關(guān)經(jīng)驗,只是由于不具備專業(yè)知識,而不知道其中的道理。比如,某一水泥砂漿地面破損了,用水泥砂漿修補以后,需要澆水覆蓋一段時間。相信很多人都見過這種做法,但不一定每個人都知道這是為什么。在講解水泥的水化、凝結(jié)及硬化過程時,提到這一現(xiàn)象,學(xué)生一定會恍然大悟,原來這就是養(yǎng)護,并及時讓學(xué)生了解養(yǎng)護需要一定的溫度、濕度及時間。這樣,把學(xué)生來自于生活的直接經(jīng)驗與書本上的理論知識結(jié)合起來,消除學(xué)生對課程的陌生感,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次,大量列舉工程實例。典型的工程實例是理解和消化理論知識的最有效方法,注重材料的工程應(yīng)用背景,避免脫離工程孤立地講解材料。比如,在講到混凝土耐久性問題時,實例之一:北京三元立交橋橋墩,建成后不到兩年,個別地方發(fā)生“人字形”裂紋,經(jīng)分析認為主要原因是發(fā)生了堿-骨料反應(yīng);實例之二:烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站,由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的泄漏,造成大面積放射性污染,生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞等。另外,還可以用數(shù)字來說明,“在工業(yè)發(fā)達國家,建筑工業(yè)總投資的40%以上用于現(xiàn)存結(jié)構(gòu)的修理和維護,60%以下用于新的設(shè)施”。通過大量實例,使學(xué)生認識到混凝土耐久性的重要性,了解到很多混凝土結(jié)構(gòu)的過早破壞不是由于強度不足,而是由于耐久性不足。最后,重視實驗教學(xué)。實驗課是“土木工程材料”課程的一個十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié),實驗教學(xué)是課堂教學(xué)的一個很好的補充。實驗課上,學(xué)生對從書本上學(xué)到的材料有了直觀的認識,對材料的性能進一步了解,在自己動手做實驗過程中,提高應(yīng)用材料的能力。同時,通過實驗驗證基本理論,學(xué)習(xí)實驗方法,培養(yǎng)科學(xué)研究的能力和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(四)關(guān)注學(xué)科新進展
教材是教學(xué)的依據(jù)和根本,但教材的更新需要時間,而土木工程材料的發(fā)展非常迅速,因此,在教學(xué)過程中,應(yīng)密切關(guān)注土木工程材料研究和工程應(yīng)用的最新進展,并適時補充到教學(xué)中。同時,隨著新材料及新技術(shù)的不斷問世,有關(guān)材料的質(zhì)量標準及相關(guān)設(shè)計和施工的規(guī)范也會隨之更新,亦應(yīng)將這部分內(nèi)容及時補充到教學(xué)中。這樣,有利于學(xué)生及時了解學(xué)科發(fā)展動態(tài),拓寬專業(yè)視野,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,激發(fā)探索精神,提高學(xué)生的工程素質(zhì)及工程意識
二、課后作業(yè)
課后作業(yè)對課堂教學(xué)起到很好的鞏固和補充作用。通過課后作業(yè),學(xué)生能夠更好地消化和理解課堂上學(xué)到的內(nèi)容,并能對所學(xué)內(nèi)容活學(xué)活用。本課程中,一部分課后作業(yè)來自于教材每章后面的復(fù)習(xí)思考題,需要教師緊扣課堂教學(xué)的重點和難點,從中精選,比如,混凝土骨料顆粒級配,普通混凝土配合比設(shè)計等。教師要對作業(yè)認真批改,并總結(jié),使學(xué)生不是為了做作業(yè)而做作業(yè),而是做到真正掌握。另一部分課后作業(yè)是綜合性、討論性的。比如,程云虹等主編的《土木工程材料》中的“開放討論”部分,這部分內(nèi)容具有一定的前瞻性,可以引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生做一些探索性的工作。即讓學(xué)生從中選擇自己感興趣的內(nèi)容,并圍繞這一內(nèi)容查閱文獻,深度思考,自由討論。拓寬了學(xué)生的視野,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究的意識。
三、結(jié)束語
比如,一些代表性的國家和行業(yè)標準逐步更新,主要包括《工程測量規(guī)范》(GB50026-)《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-)《城市軌道交通工程測量規(guī)范》(GB50308-)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50308-)等,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與相關(guān)規(guī)范銜接一致,保持同步。同時為適用測量設(shè)備和技術(shù)的進步,適當(dāng)增加對于全站儀(測量機器人)、高精度數(shù)字電子水準儀、電子經(jīng)緯儀等的介紹,通過本門課程的學(xué)習(xí),使得學(xué)生參加工作后能更加順暢、快速的進入角色。針對土木工程類專業(yè)特點,壓縮“測定”教學(xué)內(nèi)容,強化“測設(shè)”教學(xué)內(nèi)容;同時,根據(jù)土木工程各專業(yè)方向,設(shè)置相關(guān)專業(yè)的施工測量教學(xué)內(nèi)容,例如,建筑工程施工測量、公路工程測量、橋涵工程測量、市政工程測量等,教學(xué)過程中針對專業(yè)方向有針對性的施教。
2針對性與時效性強的教材
教材在教學(xué)中占非常重要的位置,其質(zhì)量直接影響到教學(xué)效果。鑒于此,我們專門編寫了普通高等教育土木類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材,由鄭州大學(xué)出版社出版,并與2012年入選國家級“十二五”規(guī)劃教材,該教材結(jié)合土木工程各專業(yè)的生產(chǎn)實踐,突出以下五個特色:(1)以往傳統(tǒng)測量教材通常重“測定”、輕“測設(shè)”,而土木工程各專業(yè)的實際需要與這種偏向于測繪的教材編排結(jié)構(gòu)相反,因此,教材中壓縮“測定”,強化“測設(shè)”;(2)將土木工程施工驗收規(guī)范中的測量控制標準引入測量教材;(3)關(guān)鍵詞采取中英文對照形式;(4)突出工程安全監(jiān)測的重要意義,將工程變形測量單獨成章,并引入詳細的工程實例;(5)根據(jù)土木工程各專業(yè)方向,設(shè)置相關(guān)章節(jié)針對性介紹施工測量(測設(shè))。
3教學(xué)方法和手段的改革
在教學(xué)過程中著眼于突出學(xué)生工程測量的實踐能力,在課堂教學(xué)上采用靈活多樣的教學(xué)方式,并且注重課堂教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合。
3.1課堂教學(xué)在課堂教學(xué)中,我們通過信息量大的多媒體課件,采用啟發(fā)式、講解式、討論式講解工程測量的基礎(chǔ)知識和方法,并在教學(xué)過程中插入大量的儀器操作動畫和圖片,從而加深學(xué)生的感性認識。通過有效的課堂教學(xué),夯實學(xué)生的工程測量的基礎(chǔ)知識,并為其它教學(xué)方法的開展打下堅實基礎(chǔ)。
3.2實踐教學(xué)增強實踐教學(xué)環(huán)節(jié),實踐教學(xué)包含兩部分:(1)教學(xué)過程中的實驗環(huán)節(jié),通過指導(dǎo)教師手把手的教和學(xué)生的現(xiàn)場操作,掌握水準儀的使用及水準測量方法、經(jīng)緯儀的使用及角度測量方法、全站儀的使用等基本的儀器使用方法;(2)課堂教學(xué)之外的《工程測量》的課程設(shè)計,通過一周時間的《工程測量》課程設(shè)計,實踐課堂教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生分組完成一項具體的工程測量任務(wù),鍛煉學(xué)生動手能力和解決實際問題的能力。
關(guān)鍵詞:工程測量;土木工程;應(yīng)用時效;測量新技術(shù)
測量是所有工程中必不可少的環(huán)節(jié),有預(yù)測和度量的兩層含義。工程測量實際上就是一種數(shù)據(jù)的采集、處理、放樣、校對以及最終達到監(jiān)測目的的綜合操作過程,應(yīng)用于建設(shè)工程中的所有測繪日程中,在土木工程中的應(yīng)用也極其廣泛,其實效性尤為突出。
一 工程測量的含義
工程測量有兩層含義:1)用儀器確定空間、時間、溫度、速度、功能等的有關(guān)數(shù)值。2)有關(guān)地形、地物等的測定工作。它是兼顧施工組織設(shè)計各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)、發(fā)展和可持續(xù)的有力保障,擁有測量理論與度量數(shù)據(jù)、科學(xué)的方式方法和準確的組織推斷憑證三要素。
二 工程測量的重要性
工程測量是土木工程作業(yè)的一部分,因為土木工程龐大,具有工種繁多,交叉作業(yè)明顯,干擾大,更改難度大等特點,所以必須做好準備工作和有效實施。測量的質(zhì)量將直接影響工程建設(shè)的質(zhì)量,鑒于土木工程的特性,故工程測量應(yīng)建立健全的檢查制度,確保測量工具的精度,測量方法得當(dāng),測量數(shù)據(jù)全面,測量人員的安全意識。工程測量包括距離測量、角度測量和高程測量三部分。由于誤差具有累加性和傳遞性,如不對工程測量誤差做限值規(guī)范,那么工程測量將對整個工程造成非常大的影響,輕者造成停工誤工、返工上的浪費,嚴重則造成工程功能性喪失的毀滅性傷害。
三 工程測量在土木工程中的應(yīng)用
工程測量應(yīng)用于土木工程的所有工序服務(wù)中,可以認為沒有工程測量就無法進行工程建設(shè),任何工序都是空談。下面舉例說明其中土木工程的相關(guān)應(yīng)用實例。
(1)施工前勘測
施工測量應(yīng)建立健全測量組織、操作規(guī)程和檢查制度,在施工測量前應(yīng)實地踏勘施工現(xiàn)場,對工程項目的地質(zhì)、地形、地貌和周邊環(huán)境進行全面勘測,根據(jù)實際情況編制測設(shè)詳圖,計算測設(shè)數(shù)據(jù)。測量前應(yīng)檢驗和校正施工測量所用的儀器和工具,同時保證測量人員具有測量資質(zhì)。施工前的工程測量是土木工程開展施工的前提,為施工組織設(shè)計書提供數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)。
(2)施工階段的測量
在施工階段進行的測量工作是將圖紙上設(shè)計建筑物的平面位置和高程,按設(shè)計與施工要求,以一定的精度標定到實地,作為施工的依據(jù)。在施工過程中仍需進行一系列的測量工作,主要內(nèi)容有:建立施工控制網(wǎng);依據(jù)設(shè)計圖紙要求進行工程放樣;每道施工工序完成后,通過測量檢查各部位的平面位置和高程是否符合設(shè)計要求;隨著施工的進展,對一些大型、高層或特殊建筑物進行變形觀測等。
(3)設(shè)備安裝過程中的測量
使用測量儀器根據(jù)設(shè)計圖紙和基準,測定設(shè)備安裝的標高基準點和中心線,并在安裝過程中檢測和復(fù)驗安裝設(shè)備的偏差和精度,保證將設(shè)備安裝在正確位置上的工作。內(nèi)容包括:參與基準控制網(wǎng)、基本水準點的定位定點的測量;檢查、復(fù)測與驗收設(shè)備基礎(chǔ)的中心線、標高及沉降觀測數(shù)據(jù),復(fù)測基礎(chǔ)輪廓及與設(shè)備相關(guān)的孔、洞、槽的尺寸和定位距離,地腳螺栓的精度保持一致;在連續(xù)性生產(chǎn)線上,各設(shè)備中位線、標高等,確認基礎(chǔ)已具備安裝條件;測定設(shè)備基礎(chǔ)的主要基準點應(yīng)與原始水準點組成水準環(huán)線,按二等分安裝的基準點、沉降觀測點、基準線和輔助線等;設(shè)水準測量精度和方法觀測,全部基準點的高程測量應(yīng)具備安裝中的找平、找正和找標高的測定等測量工作,連續(xù)進行,以避免基礎(chǔ)沉降而影響設(shè)備的安裝精度;自設(shè)備安裝到設(shè)備投產(chǎn)的全過程的定期基礎(chǔ)沉降測量,實施設(shè)備安裝測量的全過程包括施工前觀測,并跟蹤由于沉降而引起的設(shè)備標高的更改度量、施工測量和沉降觀測三個階段,中心線的位移和水平度的變化;安裝結(jié)束時土木工程中設(shè)備安裝位置、安裝方式、整裝協(xié)調(diào)性都需要工程測量。
(4)竣工監(jiān)測
土木工程中竣工驗收監(jiān)測工作程序中的現(xiàn)場勘察、現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理的方式中都離不開工程測量,以此作為報告編制和報告審核階段的數(shù)據(jù)憑證。同時項目驗收時的關(guān)鍵點,如批復(fù)中專門提及的要求(監(jiān)測工況和必要的原材料)、人環(huán)問題和總量問題等都需要嚴格測量,提供達標數(shù)據(jù)。
(5)后續(xù)維護測量
質(zhì)量是企業(yè)的生命,更是土木工程的生命。在土木工程處于保修階段時,工程監(jiān)理檢查工程質(zhì)量狀況、鑒定質(zhì)量責(zé)任問題都需要一定的數(shù)據(jù)依據(jù),此依據(jù)的出具仍需要精準的工程測量。
四 工程測量新技術(shù)
隨著土木工程行業(yè)的不斷發(fā)展與進步,企業(yè)對質(zhì)量關(guān)注度的提升,工程測量的技術(shù)革新勢在必行。數(shù)字化技術(shù)、全球定位技術(shù)GPS、地理信息技術(shù)GIS、遙感技術(shù)RS等高新技術(shù)已逐步應(yīng)用于工程測量中,給測量帶來了便捷和高的可靠性,縮短了工時,提升了測量效率,從而大大增加了工程測量的營運效率和工程安全系數(shù)。如工程測量中的遙感RS技術(shù),由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟性等優(yōu)勢得到快速的普及多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地表觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。
五 結(jié)語
工程測量在土木工程中有舉足輕重的作用,應(yīng)用也是極其廣泛的。隨著人們對質(zhì)量關(guān)注度的不斷溫升,土木工程中的工程測量工序也備受關(guān)注,新技術(shù)的引進著實給工程測量帶來了便捷,同時也使得土木工程的運營效率逐步提升,質(zhì)量得以保障,工程測量在土木工程中的應(yīng)用價值更加顯著。
參考文獻
[1] 岳建平,陳偉清。土木工程測量(第二版) 武漢理工大學(xué)出版社
[2] 王勁松,魯有柱。土木工程測量 中國計劃出版社 2008.5
[3] 胡伍生,潘慶林,黃藤。土木工程施工測量手冊 人民交通出版社 2005.1.1
【關(guān)鍵詞】土木工程 《基礎(chǔ)工程》 教學(xué)改革 實踐教學(xué)
【基金項目】安徽省重大教學(xué)改革研究項目(2013zdjy088);安徽理工大學(xué)重大教學(xué)改革研究項目(2013zdxm19);安徽省質(zhì)量工程項目―精品視頻公開課(2012gkk023)。
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章號】2095-3089(2016)35-0203-02
《基礎(chǔ)工程》是土力學(xué)課程的后續(xù)課程,是土木工程專業(yè)必修的一門專業(yè)課程,其主要內(nèi)容為地基基礎(chǔ)設(shè)計理論和施工方法,具有很強的理論性、專業(yè)性、實踐性和應(yīng)用性。隨著我國土木工程發(fā)展和國家對土木工程應(yīng)用人才的需要,很有必要對該課程傳統(tǒng)教學(xué)進行改革。如何在有限的學(xué)時里,達到理想的教學(xué)效果,對教師和學(xué)生都有一定難度,給教學(xué)工作提出了挑戰(zhàn)。
我校土木工程專業(yè)源于學(xué)校1945年建校時創(chuàng)辦的礦井建設(shè)專業(yè),1955年開始招收本科生。經(jīng)過70余年的建設(shè)和發(fā)展,土木工程專業(yè)現(xiàn)設(shè)有巖土與地下工程、礦山建設(shè)工程、道路與橋梁工程、建筑工程等4個專業(yè)方向,成為安徽省本科教改示范專業(yè)和“教育部第一類特色專業(yè)”建設(shè)點,擁有土木工程博士后科研流動站,土木工程一級學(xué)科博士、碩士授予權(quán)。
結(jié)合我校結(jié)合土木工程專業(yè)設(shè)置特點,在前期教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上,遵循學(xué)科發(fā)展規(guī)律,以優(yōu)化授課內(nèi)容,改善教學(xué)方法,豐富教學(xué)手段,加強實踐環(huán)節(jié)等為切入點,嘗試對《基礎(chǔ)工程》課程進行教學(xué)改革,取得了很好的教學(xué)效果。
1.精選課程教材,優(yōu)化授課內(nèi)容
科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。選擇一本合適的教材,對于教師和學(xué)生來說都至關(guān)重要,往往可以使教學(xué)達到事半功倍的效果。目前,關(guān)于《基礎(chǔ)工程》課程的教材非常多,但主要內(nèi)容基本上都大同小異。莫海鴻等編著的《基礎(chǔ)工程》(第3版)》(“十二五”普通高等教育本科規(guī)劃教材,中國建筑工業(yè)出版社),趙明華主編的《基礎(chǔ)工程》(第2版)》(普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,高等教育出版社),周景星等編著《基礎(chǔ)工程》(第3版)》(普通高等教育土建學(xué)科專業(yè)“十一五”規(guī)劃教材,清華大學(xué)出版社)等,都是非常優(yōu)秀的教材。
根據(jù)教學(xué)大綱和課時安排,結(jié)合土木工程專業(yè)下設(shè)專業(yè)方向的不同,對上述《基礎(chǔ)工程》相關(guān)教材內(nèi)容進行科學(xué)編排、刪減、調(diào)整、補充,并在教學(xué)過程中不斷更新教學(xué)內(nèi)容,既重視基礎(chǔ)理論和知識的闡述,又注意反映我國目前工程實踐的新成就,給學(xué)生介紹基礎(chǔ)工程方面的新進展、新技術(shù)和新工藝,并與最新的勘察、設(shè)計和施工等規(guī)范或規(guī)程等保持一致,力求將知識的傳授與能力的培養(yǎng)相結(jié)合。
即便是同一授課內(nèi)容,在給不同專業(yè)方向講授的側(cè)重點也有差別,不能一概而論。例如,我們在給巖土與地下工程專業(yè)方向講授《基礎(chǔ)工程》時,將淺基礎(chǔ)、連續(xù)基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的設(shè)計理論與施工過程等列為授課重點內(nèi)容,并結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》(GB51004-2015)和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)等相關(guān)內(nèi)容進行詳細講述,把相關(guān)規(guī)范融入到與教學(xué)內(nèi)容之中。而對地基處理、基坑工程等內(nèi)容則可以進行簡要的講述,由于該專業(yè)方向后續(xù)將會開設(shè)相應(yīng)的專門課程。
通過優(yōu)化授課內(nèi)容,保持教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性與先進性有機結(jié)合,不僅可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時還可以引導(dǎo)學(xué)生正確認識自己所學(xué)專業(yè)方向的特色,在教學(xué)實踐中取得了很好的教學(xué)效果。
2.改善教學(xué)方法,增強授課效果
采用合理的教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。土木工程專業(yè)需要學(xué)生具有較強動手能力和獨立思考能力,灌輸式或填鴨式教學(xué)方法既不利于工程能力的培養(yǎng),又不利于創(chuàng)新意識培養(yǎng),更容易扼殺了學(xué)生的個性發(fā)展?!痘A(chǔ)工程》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常是以教師講授為主,學(xué)生則是被動接受知識。
啟發(fā)式教學(xué)是以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心,采用多種教學(xué)方法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)的一種教學(xué)思想。啟發(fā)式教學(xué)是近年來我國本科教育一直提倡的教學(xué)方法,實際上這種教學(xué)方法在很多教育發(fā)達國家已經(jīng)十分普及,逐漸替代灌注式教學(xué)而成為一種比較成功的教學(xué)方法。
講授《基礎(chǔ)工程》課程時,教師可以根據(jù)授課內(nèi)容提出相關(guān)的啟發(fā)性問題,有的問題可以讓學(xué)生在課堂上簡單思考后及時回答,有的問題則可以留給學(xué)生在課后查閱相關(guān)的資料文獻,自行尋求答案。這樣不僅可以提高學(xué)生對《基礎(chǔ)工程》課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性,而且培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考和創(chuàng)造性思維的能力,提高了解決問題的能力,這對學(xué)生今后進行生產(chǎn)實踐無疑是幫助較大的。
例如,講解淺基礎(chǔ)時,因選擇基礎(chǔ)埋置深度受很多因素的制約,可列舉具體的工程案例,讓學(xué)生了解不同情況下如何確定基礎(chǔ)埋置深度。又如,講解樁基礎(chǔ)時,針對樁基設(shè)計中如何選擇樁基的類型,可以作為思考問題提出,讓學(xué)生課后分組討論,根據(jù)各組討論得到結(jié)果和設(shè)計理由,最后由教師進行點評。這種啟發(fā)式與討論式相結(jié)合的教學(xué)方法,培養(yǎng)了學(xué)生思維能力和團隊協(xié)作能力,能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生在討論中不斷加深對《基礎(chǔ)工程》課程的認識。
另外,建立具體工程應(yīng)用案例庫,把教學(xué)內(nèi)容的講解融于具體工程背景之中,這樣不僅可以加深學(xué)生對基本原理、基本概念和計算方法的掌握,而且把所學(xué)到的基礎(chǔ)工程知識與前面所學(xué)土力學(xué)等課程知識緊密結(jié)合起來,達到了傳授知識、激發(fā)興趣、啟迪創(chuàng)新的綜合教學(xué)效果。
3.豐富教學(xué)手段,提高授課效率
選擇先進的教學(xué)手段是提高授課效果的重要途徑。為培養(yǎng)“寬口徑”的“大土木”應(yīng)用型人才,很多高校在對土木工程專業(yè)教學(xué)計劃調(diào)整時通常會增設(shè)一些課程,并提高實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時數(shù)所占份額,這樣勢必造成原有專業(yè)課程學(xué)時的減少。目前,我校土木工程專業(yè)的《基礎(chǔ)工程》理論教學(xué)僅為32學(xué)時,如何在較少的學(xué)時內(nèi)完成所需講授的內(nèi)容,并保證學(xué)生得以消化吸收,對教師和學(xué)生都有一定難度,對教學(xué)工作提出了挑戰(zhàn)。
為解決課時量不足而授課內(nèi)容多的矛盾,教學(xué)中要不斷探索板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式。采用多媒體教學(xué)無疑是一種提高授課效率和教學(xué)效果的有效方法。因多媒體教學(xué)圖文并茂,具有直觀、生動、形象等優(yōu)點,可以將原本枯燥乏味的理論教學(xué)變得生動和豐富多彩,給學(xué)生以深刻的感官認識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
教學(xué)過程中防止一味追求采用多媒體教學(xué),摒棄板書演繹。若完全依賴多媒體進行教學(xué),就很容易把授課內(nèi)容變成走馬觀花式的放映,會使學(xué)生的注意力分散,造成視覺疲勞。因此,多媒體教學(xué)要結(jié)構(gòu)明晰、重點突出、簡明扼要。對一些重要理論和公式的推導(dǎo),要應(yīng)以板書為主進行講解,便于學(xué)生緊跟教學(xué)思路,能記下關(guān)鍵內(nèi)容,方便理解。
對于一些利于多媒體展示的內(nèi)容,可以通過多媒體圖片甚至視頻等展示給學(xué)生以形象直觀的概念。例如,講授淺基礎(chǔ)的類型時,可將獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等不同淺基礎(chǔ)類型通過多媒體將圖片呈現(xiàn)出來;講述樁基礎(chǔ)施工內(nèi)容時,可放映一些關(guān)于樁基施工的動畫或現(xiàn)場視頻,這樣可以激發(fā)學(xué)生的興趣,加深印象,使學(xué)生能很好地將理論與實際聯(lián)系起來,達到良好的教學(xué)效果。
4.加強實踐環(huán)節(jié),延伸課堂教學(xué)
實踐教學(xué)是對課堂理論教學(xué)的一種有效延伸方式。土木工程專業(yè)本科生要求具有獨立完成一般基礎(chǔ)設(shè)計的能力。通常是采取開設(shè)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計作為其實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。短短1周的基礎(chǔ)工程課程設(shè)計作為實踐訓(xùn)練顯然難以滿足要求,對提高學(xué)生的實踐設(shè)計能力幫助有限。由于學(xué)生實踐不足,理論容易脫離實際,難以將知識靈活運用到工程中,設(shè)計結(jié)果不能滿足工程需要。例如:進行樁基設(shè)計時,很多學(xué)生不懂把地質(zhì)資料與設(shè)計相結(jié)合,設(shè)計結(jié)果不會考慮現(xiàn)場施工方案的可行性和合理性,繪制的施工圖不符合規(guī)范要求。
基礎(chǔ)工程課程設(shè)計中,要以實際具體工程為背景優(yōu)選設(shè)計題目,提供給學(xué)生的設(shè)計資料要盡量完備,使設(shè)計內(nèi)容及步驟應(yīng)與實際工程設(shè)計相符,讓學(xué)生熟悉設(shè)計理論和過程,要求學(xué)生采用手工計算和軟件計算驗證相結(jié)合,并使用CAD繪制施工圖,提高學(xué)生計算機操作能力,方便以后能夠很快地適應(yīng)生產(chǎn)工作。對課程設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤和共性問題,教師及時進行糾正和指導(dǎo)。
因此,為提高學(xué)生的實踐設(shè)計能力,僅僅靠傳授理論知識是遠遠不夠的,課程設(shè)置時應(yīng)盡量多安排一些有助于提高學(xué)生實踐能力的教學(xué)環(huán)節(jié),盡可能多地接觸工程實際,把學(xué)生帶到工地進行現(xiàn)場實地教學(xué),加深學(xué)生對基礎(chǔ)的認識和理解。需要建立校外實習(xí)基地和建設(shè)校內(nèi)實習(xí)基地相結(jié)合,給教師和學(xué)生提供良好的工程實踐場所。為此,我校專門建設(shè)土木工程專業(yè)實訓(xùn)中心,建有淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、樁基靜載試驗、基坑支護、礦井巷道、橋梁隧道、房屋建筑等工程模型,在《基礎(chǔ)工程》課程中可讓學(xué)生進行參觀,增強工程認識,提高教學(xué)質(zhì)量。同時,鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新基金項目,或參加教師的一些科研項目或工程現(xiàn)場,將所學(xué)的《基礎(chǔ)工程》知識點融入到項目,更好地理論聯(lián)系實際,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實際動力能力。
通過課程教學(xué)改革實踐,進一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果得到了明顯提高,達到了課程的教學(xué)目標要求。不僅促進了學(xué)生由基礎(chǔ)理論知識向工程實踐能力的轉(zhuǎn)化,而且促進了教學(xué)團隊素質(zhì)和教學(xué)管理水平的提高。無論在課堂教學(xué)還是實踐教學(xué)中,教師的自身素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平在很大程度上決定了課程的教學(xué)效果,教師的理論儲備和實踐能力直接影響培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量。教師具備了較高的理論水平和科研實力以及豐富的工程經(jīng)驗,不僅能講授基礎(chǔ)理論方面的知識,而且能夠結(jié)合科研實際和工程實踐中存在的問題。隨著土木工程的發(fā)展和科技的進步,基礎(chǔ)工程⒒岢魷中碌睦礪?、茧H鹺臀侍猓教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí),與時俱進。以學(xué)生為本,貼近教學(xué)的實際,努力培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟和社會發(fā)展需求的工程科技人創(chuàng)新型人才。
參考文獻:
[1]高等學(xué)校工程專業(yè)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[M]. 中國建筑工業(yè)出版社, 2011.
[2]滕延京, 王衛(wèi)東, 康景文, 等. 基礎(chǔ)工程技術(shù)的新進展[J]. 土木工程學(xué)報, 2016, 49(4).
[3]楊冬英.“大土木”背景下基礎(chǔ)工程課程教學(xué)實踐與探討[J]. 高等建筑教育, 2012, 21(5) .
[4]平琦, 朱杰.卓越計劃背景下基礎(chǔ)工程課程教學(xué)改革初探[J]. 大學(xué)教育, 2013, (12).
【關(guān)鍵詞】土木工程;《基礎(chǔ)工程》;教學(xué)改革;實踐教學(xué)
《基礎(chǔ)工程》是土力學(xué)課程的后續(xù)課程,是土木工程專業(yè)必修的一門專業(yè)課程,其主要內(nèi)容為地基基礎(chǔ)設(shè)計理論和施工方法,具有很強的理論性、專業(yè)性、實踐性和應(yīng)用性。隨著我國土木工程發(fā)展和國家對土木工程應(yīng)用人才的需要,很有必要對該課程傳統(tǒng)教學(xué)進行改革。如何在有限的學(xué)時里,達到理想的教學(xué)效果,對教師和學(xué)生都有一定難度,給教學(xué)工作提出了挑戰(zhàn)。我校土木工程專業(yè)源于學(xué)校1945年建校時創(chuàng)辦的礦井建設(shè)專業(yè),1955年開始招收本科生。經(jīng)過70余年的建設(shè)和發(fā)展,土木工程專業(yè)現(xiàn)設(shè)有巖土與地下工程、礦山建設(shè)工程、道路與橋梁工程、建筑工程等4個專業(yè)方向,成為安徽省本科教改示范專業(yè)和“教育部第一類特色專業(yè)”建設(shè)點,擁有土木工程博士后科研流動站,土木工程一級學(xué)科博士、碩士授予權(quán)。結(jié)合我校結(jié)合土木工程專業(yè)設(shè)置特點,在前期教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上,遵循學(xué)科發(fā)展規(guī)律,以優(yōu)化授課內(nèi)容,改善教學(xué)方法,豐富教學(xué)手段,加強實踐環(huán)節(jié)等為切入點,嘗試對《基礎(chǔ)工程》課程進行教學(xué)改革,取得了很好的教學(xué)效果。
1.精選課程教材,優(yōu)化授課內(nèi)容
科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。選擇一本合適的教材,對于教師和學(xué)生來說都至關(guān)重要,往往可以使教學(xué)達到事半功倍的效果。目前,關(guān)于《基礎(chǔ)工程》課程的教材非常多,但主要內(nèi)容基本上都大同小異。莫海鴻等編著的《基礎(chǔ)工程》(第3版)》(“十二五”普通高等教育本科規(guī)劃教材,中國建筑工業(yè)出版社),趙明華主編的《基礎(chǔ)工程》(第2版)》(普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,高等教育出版社),周景星等編著《基礎(chǔ)工程》(第3版)》(普通高等教育土建學(xué)科專業(yè)“十一五”規(guī)劃教材,清華大學(xué)出版社)等,都是非常優(yōu)秀的教材。根據(jù)教學(xué)大綱和課時安排,結(jié)合土木工程專業(yè)下設(shè)專業(yè)方向的不同,對上述《基礎(chǔ)工程》相關(guān)教材內(nèi)容進行科學(xué)編排、刪減、調(diào)整、補充,并在教學(xué)過程中不斷更新教學(xué)內(nèi)容,既重視基礎(chǔ)理論和知識的闡述,又注意反映我國目前工程實踐的新成就,給學(xué)生介紹基礎(chǔ)工程方面的新進展、新技術(shù)和新工藝,并與最新的勘察、設(shè)計和施工等規(guī)范或規(guī)程等保持一致,力求將知識的傳授與能力的培養(yǎng)相結(jié)合。即便是同一授課內(nèi)容,在給不同專業(yè)方向講授的側(cè)重點也有差別,不能一概而論。例如,我們在給巖土與地下工程專業(yè)方向講授《基礎(chǔ)工程》時,將淺基礎(chǔ)、連續(xù)基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的設(shè)計理論與施工過程等列為授課重點內(nèi)容,并結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》(GB51004-2015)和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)等相關(guān)內(nèi)容進行詳細講述,把相關(guān)規(guī)范融入到與教學(xué)內(nèi)容之中。而對地基處理、基坑工程等內(nèi)容則可以進行簡要的講述,由于該專業(yè)方向后續(xù)將會開設(shè)相應(yīng)的專門課程。通過優(yōu)化授課內(nèi)容,保持教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性與先進性有機結(jié)合,不僅可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時還可以引導(dǎo)學(xué)生正確認識自己所學(xué)專業(yè)方向的特色,在教學(xué)實踐中取得了很好的教學(xué)效果。
2.改善教學(xué)方法,增強授課效果
采用合理的教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。土木工程專業(yè)需要學(xué)生具有較強動手能力和獨立思考能力,灌輸式或填鴨式教學(xué)方法既不利于工程能力的培養(yǎng),又不利于創(chuàng)新意識培養(yǎng),更容易扼殺了學(xué)生的個性發(fā)展?!痘A(chǔ)工程》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常是以教師講授為主,學(xué)生則是被動接受知識。啟發(fā)式教學(xué)是以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心,采用多種教學(xué)方法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)的一種教學(xué)思想。啟發(fā)式教學(xué)是近年來我國本科教育一直提倡的教學(xué)方法,實際上這種教學(xué)方法在很多教育發(fā)達國家已經(jīng)十分普及,逐漸替代灌注式教學(xué)而成為一種比較成功的教學(xué)方法。講授《基礎(chǔ)工程》課程時,教師可以根據(jù)授課內(nèi)容提出相關(guān)的啟發(fā)性問題,有的問題可以讓學(xué)生在課堂上簡單思考后及時回答,有的問題則可以留給學(xué)生在課后查閱相關(guān)的資料文獻,自行尋求答案。這樣不僅可以提高學(xué)生對《基礎(chǔ)工程》課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性,而且培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考和創(chuàng)造性思維的能力,提高了解決問題的能力,這對學(xué)生今后進行生產(chǎn)實踐無疑是幫助較大的。例如,講解淺基礎(chǔ)時,因選擇基礎(chǔ)埋置深度受很多因素的制約,可列舉具體的工程案例,讓學(xué)生了解不同情況下如何確定基礎(chǔ)埋置深度。又如,講解樁基礎(chǔ)時,針對樁基設(shè)計中如何選擇樁基的類型,可以作為思考問題提出,讓學(xué)生課后分組討論,根據(jù)各組討論得到結(jié)果和設(shè)計理由,最后由教師進行點評。這種啟發(fā)式與討論式相結(jié)合的教學(xué)方法,培養(yǎng)了學(xué)生思維能力和團隊協(xié)作能力,能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生在討論中不斷加深對《基礎(chǔ)工程》課程的認識。另外,建立具體工程應(yīng)用案例庫,把教學(xué)內(nèi)容的講解融于具體工程背景之中,這樣不僅可以加深學(xué)生對基本原理、基本概念和計算方法的掌握,而且把所學(xué)到的基礎(chǔ)工程知識與前面所學(xué)土力學(xué)等課程知識緊密結(jié)合起來,達到了傳授知識、激發(fā)興趣、啟迪創(chuàng)新的綜合教學(xué)效果。
3.豐富教學(xué)手段,提高授課效率
選擇先進的教學(xué)手段是提高授課效果的重要途徑。為培養(yǎng)“寬口徑”的“大土木”應(yīng)用型人才,很多高校在對土木工程專業(yè)教學(xué)計劃調(diào)整時通常會增設(shè)一些課程,并提高實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時數(shù)所占份額,這樣勢必造成原有專業(yè)課程學(xué)時的減少。目前,我校土木工程專業(yè)的《基礎(chǔ)工程》理論教學(xué)僅為32學(xué)時,如何在較少的學(xué)時內(nèi)完成所需講授的內(nèi)容,并保證學(xué)生得以消化吸收,對教師和學(xué)生都有一定難度,對教學(xué)工作提出了挑戰(zhàn)。為解決課時量不足而授課內(nèi)容多的矛盾,教學(xué)中要不斷探索板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)方式。采用多媒體教學(xué)無疑是一種提高授課效率和教學(xué)效果的有效方法。因多媒體教學(xué)圖文并茂,具有直觀、生動、形象等優(yōu)點,可以將原本枯燥乏味的理論教學(xué)變得生動和豐富多彩,給學(xué)生以深刻的感官認識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教學(xué)過程中防止一味追求采用多媒體教學(xué),摒棄板書演繹。若完全依賴多媒體進行教學(xué),就很容易把授課內(nèi)容變成走馬觀花式的放映,會使學(xué)生的注意力分散,造成視覺疲勞。因此,多媒體教學(xué)要結(jié)構(gòu)明晰、重點突出、簡明扼要。對一些重要理論和公式的推導(dǎo),要應(yīng)以板書為主進行講解,便于學(xué)生緊跟教學(xué)思路,能記下關(guān)鍵內(nèi)容,方便理解。對于一些利于多媒體展示的內(nèi)容,可以通過多媒體圖片甚至視頻等展示給學(xué)生以形象直觀的概念。例如,講授淺基礎(chǔ)的類型時,可將獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等不同淺基礎(chǔ)類型通過多媒體將圖片呈現(xiàn)出來;講述樁基礎(chǔ)施工內(nèi)容時,可放映一些關(guān)于樁基施工的動畫或現(xiàn)場視頻,這樣可以激發(fā)學(xué)生的興趣,加深印象,使學(xué)生能很好地將理論與實際聯(lián)系起來,達到良好的教學(xué)效果。
4.加強實踐環(huán)節(jié),延伸課堂教學(xué)
實踐教學(xué)是對課堂理論教學(xué)的一種有效延伸方式。土木工程專業(yè)本科生要求具有獨立完成一般基礎(chǔ)設(shè)計的能力。通常是采取開設(shè)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計作為其實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。短短1周的基礎(chǔ)工程課程設(shè)計作為實踐訓(xùn)練顯然難以滿足要求,對提高學(xué)生的實踐設(shè)計能力幫助有限。由于學(xué)生實踐不足,理論容易脫離實際,難以將知識靈活運用到工程中,設(shè)計結(jié)果不能滿足工程需要。例如:進行樁基設(shè)計時,很多學(xué)生不懂把地質(zhì)資料與設(shè)計相結(jié)合,設(shè)計結(jié)果不會考慮現(xiàn)場施工方案的可行性和合理性,繪制的施工圖不符合規(guī)范要求。基礎(chǔ)工程課程設(shè)計中,要以實際具體工程為背景優(yōu)選設(shè)計題目,提供給學(xué)生的設(shè)計資料要盡量完備,使設(shè)計內(nèi)容及步驟應(yīng)與實際工程設(shè)計相符,讓學(xué)生熟悉設(shè)計理論和過程,要求學(xué)生采用手工計算和軟件計算驗證相結(jié)合,并使用CAD繪制施工圖,提高學(xué)生計算機操作能力,方便以后能夠很快地適應(yīng)生產(chǎn)工作。對課程設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤和共性問題,教師及時進行糾正和指導(dǎo)。因此,為提高學(xué)生的實踐設(shè)計能力,僅僅靠傳授理論知識是遠遠不夠的,課程設(shè)置時應(yīng)盡量多安排一些有助于提高學(xué)生實踐能力的教學(xué)環(huán)節(jié),盡可能多地接觸工程實際,把學(xué)生帶到工地進行現(xiàn)場實地教學(xué),加深學(xué)生對基礎(chǔ)的認識和理解。需要建立校外實習(xí)基地和建設(shè)校內(nèi)實習(xí)基地相結(jié)合,給教師和學(xué)生提供良好的工程實踐場所。為此,我校專門建設(shè)土木工程專業(yè)實訓(xùn)中心,建有淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、樁基靜載試驗、基坑支護、礦井巷道、橋梁隧道、房屋建筑等工程模型,在《基礎(chǔ)工程》課程中可讓學(xué)生進行參觀,增強工程認識,提高教學(xué)質(zhì)量。同時,鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新基金項目,或參加教師的一些科研項目或工程現(xiàn)場,將所學(xué)的《基礎(chǔ)工程》知識點融入到項目,更好地理論聯(lián)系實際,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實際動力能力。通過課程教學(xué)改革實踐,進一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果得到了明顯提高,達到了課程的教學(xué)目標要求。不僅促進了學(xué)生由基礎(chǔ)理論知識向工程實踐能力的轉(zhuǎn)化,而且促進了教學(xué)團隊素質(zhì)和教學(xué)管理水平的提高。無論在課堂教學(xué)還是實踐教學(xué)中,教師的自身素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平在很大程度上決定了課程的教學(xué)效果,教師的理論儲備和實踐能力直接影響培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量。教師具備了較高的理論水平和科研實力以及豐富的工程經(jīng)驗,不僅能講授基礎(chǔ)理論方面的知識,而且能夠結(jié)合科研實際和工程實踐中存在的問題。隨著土木工程的發(fā)展和科技的進步,基礎(chǔ)工程將會出現(xiàn)新的理論、技術(shù)和問題,教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí),與時俱進。以學(xué)生為本,貼近教學(xué)的實際,努力培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟和社會發(fā)展需求的工程科技人創(chuàng)新型人才。
參考文獻:
[1]高等學(xué)校工程專業(yè)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社,2011.
[2]滕延京,王衛(wèi)東,康景文,等.基礎(chǔ)工程技術(shù)的新進展[J].土木工程學(xué)報,2016,49(4).
[3]楊冬英.“大土木”背景下基礎(chǔ)工程課程教學(xué)實踐與探討[J].高等建筑教育,2012,21(5).
關(guān)鍵詞:水利土木工程,擴充現(xiàn)實,技術(shù),可視化
近年來,隨著水利土木工程規(guī)模的越來越宏大,對環(huán)境的沖擊力越來越大,為了預(yù)測工程對自然環(huán)境、人類健康和生活質(zhì)量的影響,就要在工程開工前對其沖擊力做出評價。最初主要應(yīng)用可視化沖擊評價(VIA)對環(huán)境作評價,是一種更加感官化的和描述性的方法,它主要關(guān)心人類的欣賞觀以及人類同環(huán)境的交互關(guān)系。它通過在圖紙和文字資料中查閱或通過繪圖和尺度化的模型等方法來顯示,這些方法不直觀或不能很好地反映客觀情況。后來虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(VRS)開始盛行,在英法海底隧道工程、香港機場填海工程、三峽截流工程等大型工程中得到了廣泛應(yīng)用。雖然VRS可以讓用戶對計算機合成的虛擬環(huán)境進行體驗和交互作用,但VRS通常需要繁重的建模和昂貴的三維圖形加速器來快速繪制復(fù)雜的場景,并且繪制的畫面不夠自然逼真。而擴充現(xiàn)實技術(shù)(AR)將擁有豐富視覺信息的真實世界與VRS相結(jié)合,實現(xiàn)了虛擬世界與真實世界的結(jié)合?;趯嵕皥D形構(gòu)造出的虛擬圖像比VRS的逼真度要高,易于實現(xiàn)實時交互,免除了建模工作的繁瑣程度且不需要昂貴的三維圖形加速器,大大提高了工作效率,給水利土木工程領(lǐng)域帶來了巨大的經(jīng)濟效益。
1. 擴充現(xiàn)實技術(shù)
VRS技術(shù)是一種通過計算機圖形學(xué)、人機交互、傳感、人工智能等技術(shù)用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺,使人通過適當(dāng)裝置,作為參與者自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用的技術(shù)。由于VRS給人的感覺不真實,人們便將擁有大量有效信息的真實世界與VRS相結(jié)合,擴充現(xiàn)實技術(shù)(AR)就誕生了。AR使觀察者不僅能夠看到真實世界,還可以看到擴充了的真實世界的、來自于計算機模型的信息,從而具有更豐富的空間信息。AR技術(shù)是將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一個結(jié)合點,它可以廣泛應(yīng)用于大型土木工程建設(shè)的仿真、城鎮(zhèn)與環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境評價等,還可以用于醫(yī)療、娛樂和軍用飛機等。將AR技術(shù)較好地應(yīng)用于大型水利土木工程可以實現(xiàn)更加客觀地對方案進行設(shè)計,對工程施工過程進行指導(dǎo)和對工程信息平臺進行建設(shè),為專家和領(lǐng)導(dǎo)提供準確、及時的支持決策。
2. 方法
擴充現(xiàn)實最本質(zhì)問題就是將計算機所產(chǎn)生的虛擬物體準確地添加到圖像序列當(dāng)中。實現(xiàn)擴充現(xiàn)實技術(shù)的方法以及輔助工具較多,在這篇文章里,討論了更加實用的擴充現(xiàn)實技術(shù),這種方法不需要使用己知的三維標定物對像機參數(shù)事先標定,即基于視覺的免標定擴充現(xiàn)實。當(dāng)將三維虛擬物體放進用戶環(huán)境的過程中,首先要確定虛擬物體在三維場景中的準確位置,通常用仿射或透視進行定位,然后當(dāng)像機位置改變時,虛擬物體應(yīng)相對像機做正確的投影。由于虛擬物體添加到場景中的過程中,有可能和場景中的實物之間產(chǎn)生遮擋,故在實際的算法中,須考慮這一點。
2.1 基于四點的仿射結(jié)構(gòu)
根據(jù)運動的仿射結(jié)構(gòu),可以推出點的仿射重建特性。假設(shè)O,P1,P2,P3是場景中的四個非共面點,由這四個點構(gòu)成空間仿射系的基。假設(shè)P為空間中的任意一點,則P的投影可以表示為:
公式(1)
m表示第m幀圖像, 是點P的投影,P1,P2,P3是基點,u、v為P的投影坐標, 是原點的投影, 是P點仿射坐標的齊次表示,公式(1)表示仿射框架下的投影方程。由此可知只要在每幀圖像中獲得場景的任意四點坐標就可以得到投影矩陣。
2.2 虛擬物體的定位
在仿射坐標下,基點位置決定虛擬物體的位置,諸如Z緩沖、剪切等圖形操作可以進行,這樣可以對空間物體在深度方向上進行排序,進行消隱。光軸η可以表示為
公式(2)
空間點P的變換可表示為
公式(3)
w是P的z值。
2.3 虛擬物體的放置
采用交互式方法確定虛擬物體上一點在兩幀圖像中的位置。兩幀圖像中點P的位置是有關(guān)聯(lián)的,只要確定點P在一幀圖像中的位置,就可以根據(jù)對極幾何確定點P在另一幀圖像中的位置。點P的位置確定后就可以求出仿射坐標,實現(xiàn)重投影。
2.4 擴充現(xiàn)實中的遮擋問題
以上方法可以使虛擬物體疊加到真實場景中,但是虛擬物體與真實場景會出現(xiàn)相互遮擋的問題??赏ㄟ^立體圖像的密度圖導(dǎo)出其深度圖來解決這個問題,然而這種方法的精確度不高。為此我們提出了一種采用基于輪廓關(guān)鍵點的方法,這種方法通過三維重建把阻擋輪廓恢復(fù)。通過兩幀圖像中阻擋輪廓關(guān)鍵點的坐標來得到每一幀圖像阻擋輪廓的重投影。
3. 結(jié)果
本研究用數(shù)字照相機、帶VC++軟件的計算機來驗證上述方法的有效性。首先用大方盒來模擬真實場景,取大方盒上的任意四個頂點為追蹤點,構(gòu)成仿射原點和基點。用小盒子模擬虛擬物體,交互獲取小盒子的頂點坐標,解得小盒子各頂點的仿射坐標,重投影并消隱。結(jié)果表明利用此方法可以快速、準確地將虛擬物體投影到不同視點下的三維場景中,從而顯示了此方法的有效性。
4. 結(jié)論
現(xiàn)實擴充技術(shù)通過虛擬物體與現(xiàn)實圖像的融合為水利土木工程項目的可視化評價提供了一種手段,僅需一臺數(shù)字攝像機和計算機,就可以對水利土木工程對環(huán)境的沖擊做出評價,改善水利土木工程的仿真效果,對避免環(huán)境質(zhì)量退化及實際工作有著特殊的意義,為水利土木工程的可視化沖擊評價提供了廣闊的應(yīng)用前景,并且可以大大提高工作效率,給社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。
參考文獻:
[1] 吳煒煜,任愛珠. 多媒體計算機輔助技術(shù)在土木工程領(lǐng)域的新進展[J]. 土木工程學(xué)報,2000,33(1): 1-4.
[2] 陳澤志,吳成柯,劉勇. 對極幾何估計的魯棒性新算法[J]. 計算機學(xué)報. 2000,
23(6): 634-639.
關(guān)鍵詞 土木工程專業(yè);創(chuàng)新教育;大眾化教育
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)06-0073-02
Research on Innovation Education Mode for Higher Learning Institutions under Popular Education Background: a Case in Civil Engineering//Lv Xiaoshi, Lv Shasha
Abstract The higher education in China has to be the popular, more young people enter university to get further study, employment units demands highly on social innovation ability of college students, therefore, it is vital to develop a set of feasible training mode. Combining the discipline character of civil engineering, this paper innovatively studies from three aspects of innovative education, curriculum and practice.
Key words civil engineering; innovation education; popular education
Author’s address Civil Engineering in Henan Polytechnic University School, Jiaozuo, Henan, China 454000
隨著高校的普遍擴招,高等教育已經(jīng)從過去的“精英教育”走向現(xiàn)在的“大眾化教育”,越來越嚴峻的就業(yè)形勢和社會及企業(yè)對“創(chuàng)新型、復(fù)合型人才”的需求給高校教育的發(fā)展帶來嚴峻的考驗,高校土木工程專業(yè)本科教育必須設(shè)計、優(yōu)化一套新的創(chuàng)新教育培養(yǎng)模式,才能適應(yīng)發(fā)展需求。
1 大眾化教育背景下大學(xué)生的特點分析
隨著“大眾化教育”時代的到來,高校大學(xué)生群體的行為、價值觀和心理承受能力都存在一定的差異,具體體現(xiàn)在兩個方面。
1.1 思想比較成熟
現(xiàn)在的大學(xué)生,不論城里來的還是鄉(xiāng)下來的,大都從小學(xué)開始就參與有各種各樣的培訓(xùn)班,提前經(jīng)歷過社會的磨練,為人處世顯得老練,思想相對成熟。這些閱歷能激發(fā)他們的自律性和自信心,但也容易讓他們放任自流。
1.2 就業(yè)壓力比較大
社會提供的就業(yè)職位的增加與學(xué)生畢業(yè)人數(shù)的增長明顯不成比例,嚴峻的就業(yè)形勢給大學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的壓力,有的學(xué)生急于求成,金錢觀念和功利意識太強,有的學(xué)生則產(chǎn)生消極厭世的情緒[1]。
2 創(chuàng)新是大眾化教育的根本要求
創(chuàng)新是一個民族生存和發(fā)展的永恒動力,高等學(xué)校作為科學(xué)文化傳承、創(chuàng)新和發(fā)展的基地,是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的搖籃,必須圍繞育人這一根本任務(wù),努力把大學(xué)生培養(yǎng)成為適合社會需要、具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才[2]。
2.1 工作思路上要創(chuàng)新
“大眾化教育”背景下,應(yīng)牢固樹立以人為本的教育理念,強化學(xué)生的主體地位,把服務(wù)學(xué)生作為教育工作的出發(fā)點和落腳點,在充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的同時樹立“以創(chuàng)新能力為中心”的教育理念,強化實踐性、應(yīng)用性教學(xué),注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
2.2 工作方法上要創(chuàng)新
遵循人才培養(yǎng)與成長的客觀規(guī)律,統(tǒng)籌考慮大學(xué)生在校的整個培養(yǎng)過程,制定科學(xué)合理、系統(tǒng)優(yōu)化的培養(yǎng)方案,處理好校內(nèi)與校外、理論與實踐、知識傳授與能力培養(yǎng)之間的關(guān)系,體現(xiàn)土木工程專業(yè)獨有的辦學(xué)特色與創(chuàng)新理念。
2.3 自身建設(shè)上要創(chuàng)新
大學(xué)生培養(yǎng)工作是一個系統(tǒng)工程,其中師資隊伍是最關(guān)鍵因素,應(yīng)在課堂理論教學(xué)與課外實踐指導(dǎo)的過程中注意對學(xué)生思想和人格的引導(dǎo)。
3 創(chuàng)新教育培養(yǎng)模式的構(gòu)成研究
培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案的制訂主要是規(guī)定本專業(yè)的基本要求、課程設(shè)置和實踐安排等,對于土木工程專業(yè)而言,創(chuàng)新教育培養(yǎng)模式的構(gòu)成應(yīng)從以下幾個方面考慮。
3.1 創(chuàng)新培養(yǎng)目標
如今,中國的經(jīng)濟和社會發(fā)生根本性的變化,社會對人才的需求也發(fā)生巨大的變化,需要大量有工程技術(shù)背景的人才。因此,高等院校土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標必須順應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的這種需求,將培養(yǎng)社會需求的復(fù)合型、創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才作為根本目標,注重提高大學(xué)生解決實踐工程問題的創(chuàng)新能力。
3.2 合理設(shè)置課程體系
課程設(shè)置的合理與否直接決定培養(yǎng)目標能否實現(xiàn),是制訂專業(yè)培養(yǎng)方案的關(guān)鍵。在課程設(shè)置和內(nèi)容選擇上,要加強多學(xué)科知識的聯(lián)系,緊跟學(xué)科前沿及時進行更新,努力讓學(xué)生在獲取知識的過程中自覺提高創(chuàng)新能力,有效地培養(yǎng)他們將所學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新實踐能力。
1)對課程體系進行特色定位。根據(jù)辦學(xué)思想、辦學(xué)條件和社會需求狀況,立足創(chuàng)新培養(yǎng)目標,土木工程專業(yè)本科生的課程體系設(shè)置可分為公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)必修課程、專業(yè)選修課程、實踐性課程五大平臺,通過合理調(diào)整各個平臺課時及學(xué)分比例,對課程體系進行特色定位。如可建立“專業(yè)基礎(chǔ)課+專業(yè)必修課”的模式,開設(shè)土木工程新進展、工程項目管理和結(jié)構(gòu)力學(xué)、巖石力學(xué)等[3]。
2)優(yōu)化課程體系的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。課程體系設(shè)置中的五大平臺應(yīng)該各有側(cè)重,要有不同的學(xué)分安排,必須首先確立土木工程類課程的基礎(chǔ)地位。要加強對課程內(nèi)容進行優(yōu)化,其他課程應(yīng)與土木工程緊密相關(guān)并帶有專業(yè)技術(shù)性,在增加課程間橫向聯(lián)系的同時避免課程的重復(fù)講授,更要避免課堂教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)的現(xiàn)象。
3.3 推行自主實踐
學(xué)習(xí)時間的安排對于有效發(fā)揮課堂教學(xué)的作用是至關(guān)重要的,在“大眾化教育”背景下,還要注重學(xué)生實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的時間安排,更重要的是要讓學(xué)生主動去實施實踐教學(xué)[4]。
1)加強與省內(nèi)其他高校的合作交流。通過合作學(xué)習(xí)強化大學(xué)生的培養(yǎng),如高校間的課程互選、學(xué)分互認、師資互聘、資源共享等,尤其是與各高校的研究所等研究機構(gòu)建立長期聯(lián)系,為學(xué)生加強實踐創(chuàng)新能力提供便利條件。
2)加強與企業(yè)的合作,建立產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的實踐基地。土木工程專業(yè)可在建筑工地、路橋現(xiàn)場或礦區(qū)巷道設(shè)立實習(xí)崗位,以實際崗位的能力要求和相應(yīng)注冊職業(yè)資格認證的標準,從教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)團隊建設(shè)、實訓(xùn)基地建設(shè)等方面出發(fā),建立“校企合作,工學(xué)交替”的產(chǎn)、學(xué)、研實踐基地。
參考文獻
[1]周敏.高等教育大眾化背景下大學(xué)生就業(yè)心理壓力問題分析[J].黑龍江教育,2011(7):49-51.
[2]許青云.高等教育大眾化階段提高高等教育質(zhì)量之思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2011(21):175-176.
關(guān)鍵詞:彈性力學(xué);土木工程;教學(xué);探索
彈性力學(xué)是高等學(xué)校土木水利等專業(yè)的一門理論性與應(yīng)用性都很強的基礎(chǔ)課程,目前各高校很多學(xué)科根據(jù)本專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標,實現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)基本要求,減少課時和精簡內(nèi)容。另外,土木類專業(yè)所面臨的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)設(shè)計問題大多為非桿系的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系,所以許多高等院校要求開設(shè)彈性力學(xué)和有限元課程,其目的是加強土木類本科生對復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)值分析能力的培養(yǎng),以提高他們從事科學(xué)研究和現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。然而學(xué)生普遍認為彈性力學(xué)解決實際工程的能力遠不如材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué),而且彈性力學(xué)理論抽象,數(shù)學(xué)推導(dǎo)麻煩,課程枯燥乏味,提不起學(xué)習(xí)興趣。因此在現(xiàn)有的學(xué)時下如何保證教學(xué)的基本要求和基本內(nèi)容,用什么方法和手段達到既增大信息量,減少教學(xué)時數(shù),又能強化學(xué)生能力的培養(yǎng),成為彈性力學(xué)教學(xué)中需要關(guān)注的問題。
一、高校彈性力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
為了提高結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)的相關(guān)教學(xué)水平和研究成果,教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會結(jié)構(gòu)力學(xué)及彈性力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)小組定期召開工作會議,2006年工作會議在武漢理工大學(xué)召開,2009年工作會議在成都西南交通大學(xué)舉行,2014年10月工作會議在北京工業(yè)大學(xué)舉行,各高校在每次會議中都對彈性力學(xué)的教學(xué)進行了教學(xué)改革成果和經(jīng)驗交流,對教學(xué)實踐、課程建設(shè)和資源積累等問題進行了研討。北京工業(yè)大學(xué)在彈性力學(xué)的教學(xué)中也進行了很多研究和改革,北京工業(yè)大學(xué)彈性力學(xué)課程的設(shè)置和教學(xué)與國內(nèi)其他高校具有類似特點與問題。2006年之前彈性力學(xué)作為土木工程本科專業(yè)的必修或必選課,學(xué)時一般為40學(xué)時左右,使用教材以徐芝綸《彈性力學(xué)簡明教程》為主要教學(xué)參考書。在2007版本科教學(xué)改革之后,彈性力學(xué)在土木工程專業(yè)本科中仍然設(shè)置為學(xué)科基礎(chǔ)必修課,但學(xué)時改為16學(xué)時,考試時采用閉卷考試,對學(xué)生學(xué)習(xí)要求較高,較多學(xué)生仍然認為太偏重于理論,理論抽象,數(shù)學(xué)推導(dǎo)煩瑣難以理解,并且其解決實際工程的能力遠不如結(jié)構(gòu)力學(xué)。在2012版教學(xué)計劃后,課程性質(zhì)以及學(xué)時都沒變,但考試時采用開卷考試,對學(xué)生的公式推導(dǎo)要求降低。改為16學(xué)時時,教師和學(xué)生的感覺都是時間太緊張,學(xué)習(xí)壓力大,所以在剛完成的2015版土木工程本科教學(xué)計劃中,彈性力學(xué)進行了很多變化,首先課程性質(zhì)發(fā)生了改變,由學(xué)科基礎(chǔ)必修課改為學(xué)科基礎(chǔ)選修課,讓學(xué)生有選擇的空間,其次學(xué)時增加為24學(xué)時,讓選修彈性力學(xué)的同學(xué)能真正學(xué)習(xí)到彈性力學(xué)的主要內(nèi)容。所以目前在現(xiàn)有的學(xué)時下,如何保證教學(xué)的基本要求和基本內(nèi)容,用什么方法和手段達到既增大信息量,減少教學(xué)時數(shù),又能強化學(xué)生能力的培養(yǎng),成為教學(xué)中關(guān)注的問題,由此也產(chǎn)生了彈性力學(xué)教學(xué)內(nèi)容多和學(xué)時少的矛盾。許多高校和研究者在彈性力學(xué)課程教學(xué)和研究上進行了教學(xué)改革,取得了較多有益成果,盡管如此,土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程在以下幾方面尚有待研究與改革:(1)教學(xué)對象上,彈性力學(xué)通常主要在工程力學(xué)專業(yè)開設(shè),需要充分考慮結(jié)合土木工程專業(yè)的特點。(2)教學(xué)思路上,仍然偏向工程力學(xué)方法,在內(nèi)容選擇上較偏向數(shù)學(xué),主要是理論上的教學(xué),對理論分析和數(shù)值分析結(jié)合對比方面缺少。(3)講課內(nèi)容中未能充分引入彈性力學(xué)領(lǐng)域的最新進展,尤其是與土木工程結(jié)構(gòu)相關(guān)進展,因此在彈性力學(xué)課程的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、考試形式等方面需要進行一些思考和探討,對彈性力學(xué)教學(xué)中的普遍與特殊問題進行研究與實踐,將促進學(xué)校土木工程學(xué)科力學(xué)教學(xué)的發(fā)展。
二、盡可能地提高學(xué)生的“計算分析”理論水平
根據(jù)高等院校土木類專業(yè)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范以及2015版培養(yǎng)方案規(guī)定的學(xué)時,需要考慮在既有學(xué)時下,使學(xué)生的理論水平能達到當(dāng)今土木類專業(yè)的培養(yǎng)要求。
1.重點突出彈性力學(xué)分析思路和概念。
在教學(xué)中,在分析思路上,一般重點講授彈性力學(xué)平面問題的相關(guān)問題,并且對彈性力學(xué)平面問題基本理論采取精講的形式,對空間問題基本理論采取和平面問題基本理論相對比方法進行講解。如果根據(jù)實際,直接從實際工程的三維問題,再到講授二維問題可能更符合思維過程以及實際工程問題,使得思路更加自然,并且能節(jié)省教學(xué)課時。另外,在講授方法思路中應(yīng)突出思路、概念與結(jié)論。如彈性力學(xué)中的概念問題:彈性力學(xué)中應(yīng)力的方向以及正負號的定義,平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題的區(qū)分,應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件的確定方法,處理局部邊界條件的圣維南原理,等等,這些都是講述平面問題基本理論中要熟練掌握的概念。
2.結(jié)合具體土木工程實例教學(xué),附加一些分析程序和工具的介紹,拓寬學(xué)生分析方面的應(yīng)用能力。
在介紹分析思路時,需要結(jié)合有實際工程背景的工程算例來分析,這樣可以明確學(xué)習(xí)目的,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。在理論分析完成后,還可以介紹相應(yīng)的數(shù)值分析方法,介紹Matlab計算程序或有限元分析工具,對理論分析過程數(shù)值化,讓學(xué)生自己操作計算,分析結(jié)果。最后由于土木工程專業(yè)學(xué)生在實際工作中需要學(xué)會運用,可以結(jié)合一些設(shè)計規(guī)范進行學(xué)習(xí),如:公路隧道設(shè)計規(guī)范(JTGD70-2004)建議采用彈性力學(xué)數(shù)值方法—有限元法計算圍巖的隧道支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形等,通過在理論分析結(jié)果和數(shù)值分析對比的同時,還可以通過規(guī)范要求進行驗算。
三、根據(jù)當(dāng)今土木類本科生的培養(yǎng)要求,編寫適合土木工程專業(yè)學(xué)生使用的教材
就目前而言,對于土木類本科生的彈性力學(xué)課程,各高等院校所安排的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時數(shù)及選用的教材均存有不同。換言之,對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時數(shù)及教材均沒有統(tǒng)一的指定,仍處在各高校教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗進行不斷地探索與總結(jié)。目前已出版的彈性力學(xué)教材有很多種,所使用的教材一般為《彈性力學(xué)簡明教程》,徐芝侖編,高等教育出版社出版。這本教材所涵蓋的內(nèi)容較多、較全面,也比較深刻,對概念思路的解釋較為簡潔,但仍然有需要改進之處:(1)基本上從平面問題到空間問題最后到板殼一些特殊問題,分析講解思路可以變化,讓學(xué)生更快更容易的理解。(2)理論講解較多,實際土木工程案例的分析較少。(3)理論推導(dǎo)比較多,數(shù)值分析對比較少,數(shù)值分析工具的應(yīng)用較少等,另外學(xué)生學(xué)習(xí)的課余指導(dǎo)用書比較少。為此,編寫更加適合土木工程專業(yè)的教材以及教材指導(dǎo)用書是有必要的。
四、改革單一的板書教學(xué)模式,研制《彈性力學(xué)》的CAI電子教案
作為一門強調(diào)理論與應(yīng)用的課程,僅以單一的板書教學(xué)模式明顯不足。例如,本課程中復(fù)雜的理論推導(dǎo)數(shù)學(xué)演示,這些均可通過CAI電子教案的教學(xué)來表述。此項教改工作的目的是在教學(xué)時數(shù)不足的情況下,就如何實現(xiàn)課堂教學(xué)氣氛活躍、高效率地完成教學(xué)內(nèi)容、突出理論聯(lián)系實際等方面而為之。根據(jù)本課程教學(xué)大綱中教學(xué)內(nèi)容的要求及依據(jù)更加豐富的教材,可以編制本門課程的CAI電子教案。在實際教學(xué)中,采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)模式,預(yù)期可以達到較好的教學(xué)效果,授課學(xué)生能給出較好的評價。另外,課內(nèi)教學(xué)是本課程的主要任務(wù)。但由于本門課程在土木專業(yè)上的應(yīng)用性較強,學(xué)生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計均會遇到實際結(jié)構(gòu)問題的數(shù)值分析,對此需要課外指導(dǎo),因此建立教師學(xué)生互動平臺和窗口也是有必要的。
五、結(jié)語
為了提高土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量和效果,本文分析了土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程的教學(xué)相關(guān)問題,并探索了土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程的教學(xué)改進方法。1.盡可能地提高學(xué)生的“計算分析”理論水平,使學(xué)生的理論分析水平達到當(dāng)今土木類專業(yè)的培養(yǎng)要求。2.根據(jù)當(dāng)今土木類本科生的培養(yǎng)要求,編寫適合土木工程專業(yè)學(xué)生使用的教材。3.改革單一的板書教學(xué)模式,研制《彈性力學(xué)》的CAI電子教案,并建立教師互動平臺和窗口。
參考文獻:
[1]徐芝綸.彈性力學(xué)[M].第3版.北京:高等教育出版社,1990:181.
[2]馬崇武,秦懷泉.力學(xué)與土木工程專業(yè)的力學(xué)課程教學(xué)[J].高等理科教育,2007,(6):135-137.
[3]張宇星,呂建國.工程力學(xué)考試方法的探索與實踐[J].高等理科教育,2005,(4):128-129.
[4]鐵木辛柯,古地爾.彈性理論[M].第3版.北京:清華大學(xué)出版社,2004:168.
[5]楊桂通.彈性力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1998.
[6]劉京紅,等.土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程教學(xué)改革的探索[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2007,(24).
[7]王雁然.彈性力學(xué)及有限元教學(xué)的實踐與研究[J].建筑教育改革理論與實踐,2005,(6)
[8]原方,吳潔.研究生彈性力學(xué)教學(xué)方法及問題探討[J].力學(xué)與實踐,2005,(2).
[9]周全太.土木工程專業(yè)彈性力學(xué)課程教學(xué)的若干思考[J].無錫教育學(xué)院學(xué)報,2005,25(2):73-76.
[10]W.C.Young&R.G.Budynas.TheoryofStructure(sSec-ondEdition)[M].北京:清華大學(xué)出版社.