时间：2023-03-22 17:34:56
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇土木工程导论论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
现在的大学生，往往已经习惯了养尊处优的生活，面对建筑业可能远离城市、家人和网络的工作条件，心生畏惧；面对建筑业可能出现的消极和腐败现象，缺少必要的抵制能力.造成这些现象的原因之一，就是职业道德意志不够坚定.
2土木工程专业学生的职业道德行为
职业道德行为是指人的职业道德品质的外在表现，是衡量从业者职业道德水平高低的客观标志.只有具备了正确的职业道德认知、良好的职业道德情感和坚强的职业道德意志的基础上，才能形成正确的职业道德行为.然而，在调查中发现，只有35%的同学有主动培养自己的职业道德行为，26%的同学认为自己的职业道德水平低.
3“卓越计划”背景下土木工程专业学生的职业道德教育模式研究
随着“卓越计划”开展的不断深入，思想政治教育工作者必须结合建筑企业对行业从业人员的职业道德要求和土木工程专业学生的职业道德现状，才能培养出适合建筑市场要求的卓越土建工程师.
3.1加强家校和校企沟通，为大学生思想品德教育创造有利的外部环境
一名卓越土建工程师的培养，离不开家庭、高校和建筑企业的共同努力.高校作为连接家庭和建筑企业的中间环节，应充分发挥自身的纽带作用，加强和土木工程专业学生家庭和实习就业单位的联系.通过了解学生的家庭环境和实习单位的表现，及时解决土木工程专业学生的思想动态，有针对性的开展职业道德教育.
3.2加强与任课或实习老师的交流和沟通，为大学生思想品德教育提供有利的内部环境
随着卓越土木工程师计划的实施，单纯依靠辅导员或是专任老师都很难满足学生成长成才的要求.因为，在专业技能培养、行业动态等方面，专业老师具有很大的优势，但又存在着对大学生缺乏思想教育经验的不足；而思想政治辅导员，虽然有着很强的教育学生、指导学生职业道德养成的能力，但又缺乏对建筑行业技能、专业知识的了解，造成对学生职业道德指导针对性不足.因此，思想政治辅导员和专业老师只有加强沟通了解、取长补短，才能为大学生思想品德教育提供有利的内部环境.
3.3通过榜样引领作用，激发土木工程专业学生自觉履行职业道德的意识
社会学家研究认为，人的社会行为具有群体模仿和认同的特性，从大学生职业道德养成的过程来看这一现象尤其明显.大学生往往会不自觉地模仿自己所崇拜的偶像，然后在周围人的反馈中不断调整自己的行为[3].因此，要加强大学生的职业道德教育，并收到良好的效果，就必须努力营造良好的氛围.具体措施如下：（1）继续深入开展“十佳大学生评选”活动“.十佳大学生评选”作为展示在校大学生风采的标志性活动，受到了越来越多的学生的关注.由于这些榜样就在他们身边，使得学生更容易找到自己的不足，进而明确今后努力的方向.（2）邀请建筑企业卓越的土建工程师来院讲座.现在，部分学生对自己的未来充满困惑，不知道毕业后该做什么、怎么去做，怎么才能够成长为一名卓越的土建工程师.因此，可以通过邀请建筑企业卓越的土建工程师来院讲座的方式，让学生了解一名卓越土建工程师的成长之路.（3）邀请优秀校友来院交流.由于部分新建地方本科院校，在快速发展的同时，软件硬件建设仍有不足之处.一小部分高考失利的学生在进入校园之后，难免有些失落而自暴自弃.此时，可以邀请优秀的校友来校交流，通过他们的亲人经历，激发土木工程专业学生对专业的热爱.（4）通过宣传海报、QQ群、微信、微博、校园网等方式大力提倡良好的职业道德风尚.宣传恪守职业道德的模范人物，使良好的社会道德风尚对大学生产生潜移默化的影响，从而收到“润物细无声”的效果.
3.4深入开展专业技能竞赛和科技创新活动，拓宽大学生职业道德教育途径
职业道德教育有别于传统的思想政治教育，其主要目的在于培养大学生良好的职业道德素质，为将来的就业做准备，这就决定了职业道德教育的特殊性，即技能性[4].一方面可以通过鼓励学生参与各级的职业技能竞赛，如测量大赛、CAD制图大赛、手工绘图大赛、力学大赛、结构设计大赛、纸桥设计大赛等，培养学生的职业资格意识和职业荣誉感；另一方面，可以鼓励学生参与开放性实验、校立学生科研、浙江省新苗人才计划、挑战杯创业创新计划等，培养大学生的创新意识.
3.5大力开展职业道德类相关的校园文化活动，提高大学生培养职业道德的热情
职业道德教育不能仅仅依靠职业道德教育课或是两课课堂的理论灌输，而是要结合学校的各项教学、实习环节，进行全方位的教育活动才能取得良好效果.对于刚步入大学校园的新生，面对陌生的学校和所学的专业充满了好奇和疑问，这时高校要结合新生特点，着重开展始业教育、适应与成材、心理健康教育、专业思想教育、遵纪守法教育等活动.让土木工程专业学生可以尽快了解专业培养计划、目标及发展方向等；让学生能充分认识到自己所学的专业将来一定可以大有作为，从而使他们热爱自己所选择的专业.只有热爱自己的专业，才能产生学习的内在动力，使学生初步树立职业理想和职业道德.对于大二、大三的学生，已经有了一定的专业基础，可以积极鼓励他们参与专业相关的社会实践活动，使他们在服务社会的过程中国，切实了解土木工程专业的重要性与实用性.对于即将毕业的学生，则应结合就业形势，开展就业择业道德、职业生涯规划和发展等内容的教育活动.
4结束语
关键词：土木工程；问题；结构设计；对策；质量；安全
持续出现的土木工程事故，既对人类的财产安全与生命安全产生了重大威胁，又让相关方在经济上受损。因此，要认真贯彻执行质量终身负责制度，加大力度实施施工管理，以有效减少事故的发生次数。但是，在执行过程中，有的设计者怕承担相关责任，造成设计保守化，从而产生很大的浪费。因此，在进行土木工程结构设计时，必须从安全性、创新性、合理性、经济性等诸多角度出发。
一、存在的问题
除却和工程结构设计息息相关之外，工程安全和结构的合理、施工人员的水平、检测、维护工作之间也有着紧密的联系。作为建筑部门，土建工程结构设计安全管理水准方面有所欠缺，相对于国际来说，同类规范要求非常高，事故的发生次数极少，即使在天灾、人祸的情况之下，所遭受到的损失，也是轻微的。我国结构设计规范中，主要在耐久性方面存在一定的欠缺，长期使用之后构件承载力可能会有所不足。就国内目前结构设计情况来看，由于起步晚，发展落后，就不可避免的在实际操作中出现不少问题。
1、安全设置水准
土建结构工程设计，由于其结构安全性，大部分都体现在了结构构建承载力方面的安全性和安全系数、整体牢固性以及耐久性等方面。总体来说，我国同类土建结构工程的设计规范中，安全设计和设置水准方面，稍低于国外规范。施工中，由于不能完全根据其进行施工，导致施工质量较低。
2、整体牢固性
除了承载力需要达到要求之外，结构物要保持整体的牢固性。保证结构整体牢固性，主要是为了保证当局部出现一些损坏的时候，不至于建筑工程的连续破坏，甚至倒塌等情况的出现。依赖于结构良好的延性，以及必要的多余约束，才能使结构整体牢固性得以保持，能够抵抗地震、人为破坏等方面的荷载，降低灾害损失。我国此类问题不少见，工程由于其整体性差，遭遇火灾、地震、等破坏后建筑整体倒塌，实属令人痛心。由于设计中，对设计前实际情况的勘察、论证和安全等级的考察等，在一些复杂的地质情况地区，土质的承载力也较差，造成的触目惊心的后果也不少见。
3、耐久安全性，维护和使用
我国土建结构设计和施工规范，将耐久性的关注点，落在了结构强度的要求上面，忽略了环境因素方面的耐久性要求，忽视了很多方面的规范细致化。由于被锈蚀，或者是混凝土腐蚀等，从而造成结构的使用寿命出现问题，甚至造成安全事故等现象，较为普遍。设计单位和使用者，都没有对其提起足够的重视，已经超过了结构构件承载力方面的危害。
二、探讨安全性和耐久性的强化
为了符合社会的发展要求，满足社会稳定的需求，对土建工程的安全性、耐久性方面要予以改善。站在国家的角度，需有关部门予以其足够重视，强化相关基础理论的研究，制定科学、详细的技术规范及法规标准和监督措施，完善使用阶段的检测与维护机制，学习发达国家的经验和技术，集思广益，使规范具有较强的可行性和可操作性。具体的说，有以下两个方面。
1、安全性
①管理方面。在选择时，多关注那些资质高，拥有较强的实力，而且管理方面相对较为先进，有先进设计理论和方法，拥有先进设计设备，素质较高的单位。加之其丰富的设计经验，往往设计出的成果质量也相对较高。
②加大力度学习理论知识。掌握结构设计所涉及到的计算理论和方法，来提高结构设计的能力。掌握设计理论、设计方法的程度等，与设计的质量紧密相关。另外，设计计算中要做到不漏项。设计人员想到的计算项目，大多能满足安全方面的要求。根据设计事故的分析，设计事故大多由于疏忽，漏掉了某个项目而造成。
③设计图纸要详细。在土木工程的建筑施工中，部分施工人员素质较差，水平参差不齐。为了让大部分，甚至全部的施工人员都能明白图纸的设计意思，严格按照图纸施工，避免由于图纸方面的问题，造成事故，设计人员要通过严谨的态度，缜密的心思去对待一些细节之处，最好对一些难以理解的，较特殊的部分加以说明。
④重视过程监管，对于出现的问题要进行及时修改。设计文件实施阶段，设计单位与施工单位，要保持经常性联系，对于设计中理解错位等现象进行及时纠正。若发现问题，务必及时核对，一旦出现错误，须及时改正。施工人员的一些建议，要提高重视程度。
2、经济性
①摒弃一味采用标准图的做法。标准图的采用，能降低设计工作量，使设计进度加快，降低错误的发生率。但是，其没有经过计算，通常为了保障安全性，就会采取高标准系列，就造成了超支的情况。设计人员应本着吃苦的精神，全面考虑费用的压缩，从安全角度出发，优化设计方案，保证设计方案的经济性。
②通过管理，促进设计的经济性。对招投标的设计方案进行比对、论证，在安全的基础之上，考察各个设计方案的经济性，同时也兼顾美观，选择最优的设计产品，节约开支。
③设计人员要客服掉本位主义，坚持大局为重的思想，与其他部门协调好关系。任何一个工程，都与其他单位产生着千丝万缕的关系，如数据的提供、拆迁等。单位间的积极配合，能够减少一部分可观的费用。
三、结束语
对工程质量与安全而言，土木建筑工程的结构设计有着极其深远的影响，与此同时它也关乎到该工程的使用寿命。因此，我们必须要高度关注土木工程的结构设计工作的开展，在确保建筑的使用寿命的同时保证工程的质量水平。
参考文献：
[1] 朱来庆，吴立娜. 浅谈土木工程结构设计中存在的问题及对策[J]. 黑龙江科技信息. 2012.（05）
关键词土木工程；专业导论；教学方法；考核评价
引言
每当新生跨入高等学校大门，很多学生都不清楚自己将要从事哪方面的学习、将来可能会从事哪些方面的工作。对于土木工程专业的新生，高校都会安排“土木工程专业导论”这门课程去解决这些问题。当前，“土木工程专业导论”主要是从宏观方面入手，通过课堂讲解使学生对土木工程专业有一个大致了解，引导土木工程专业新生正确认识和处理以下几个方面的问题：土木工程在我国社会主义建设中的地位和作用，目前土木工程的概况以及将来土木工程的发展；学校将以何种方式培养学生成为高质量的工程专业人员；学生在学校环境里将学习哪些知识，培养哪些能力，达到哪些目标；中学教育和大学教育的不同点有哪些，如何让自己尽早融入大学学习和生活，如何尽快地适应大学的节奏，发挥自己的优势和潜力，展示自己，发挥自己的特长。土木工程专业导论课程使学生认识土木工程的作用和发展，了解土木工程专业的培养方式和教学体系，培养学生的自主学习意识和学习能动性，为将来的发展打下良好的基础。
1存在问题
土木工程专业导论课程是从土木工程概论课程发展而来的，与其他课程相比，这门课程的发展历程比较短。目前土木工程专业导论课程建设存在三个问题。（1）大部分老师缺乏专业从业经历。土木工程专业具有很强的实践性，高校老师仅有理论基础已经不太能满足教学要求。然而，大部分老师从学校一毕业就直接来高校教书，没有工程实践经验，授课内容缺乏新意，照本宣科，流于表面，尤其对于工程实例无法很好地展开讲解和丰富书本内容，无法引起学生的兴趣，加深印象。（2）课程考核方式单一，多以论文的形式进行考核，学生抱有应付心态，存在抄袭现象。同时，老师无法准确直观地掌握学生的学习进度。（3）在后续教学过程中，发现学生在专业课程的学前、学后阶段，对课程在专业培养体系中的地位，专业课程对毕业后专业对应就业方向究竟提供什么样的课程基础，以及课程之间的联系等都不甚了解，更遑论课程间的融汇贯通。这样的不良现象大范围的存在，同时也由于该现象的存在，使得学生学前不知为何而学，学后又不知有何作用。这种现象很大程度上消弭了学生专业学习的深度和主观学习兴趣，造成学习效率和能力培养两方面的低效运行。
2改进措施
土木工程专业导论课程应当以学生的专业引导和兴趣提升为主。对于土木工程导论课程存在的问题，可以从八个方面进行改进。（1）将课堂讲解和现场教学相结合，实现课程教学内容的变革和优化。可以将土木工程导论课程与专业认识实习相结合，将书本上空洞的文字与现场实物相结合，使知识立体化，加深学生的记忆，激发学生的学习兴趣。同时，使学生对自己今后的职业规划有一个更加具体的认识。（2）专业老师加强自我提升。专业老师可以利用寒暑假的时间到工程现场进行学习，也可以向学校申请半年或一年的时间去企业进修，提高自身的专业水平和竞争力。（3）让学生参与讲课。给予学生一定的压力和迫切感，要求学生利用课下的时间自己收集与知识点相关的资料并制作成课件，上课的时候参与该知识点讲解，增加学生的学习意识，激发学生的兴趣和学习积极性，增强学生的自信心，培养学生良好的课前学习习惯、表达能力和逻辑思维能力，改变传统的讲授方式和学生被动学习的教学形式。（4）采用一课多师的形式。由多个专业老师按照所教方向分部分对学生进行讲授，向学生展示专业前沿的发展和动态，不同老师的不同教学方式能有效避免课堂教学的冗长枯燥，吸引学生的注意力，引起学生的兴趣。同时，可以邀请校外具有现场工作经验的工程人员一起参与授课，工程人员的工程实例的讲解与学校老师的理论教学可以很好地形成互补，丰富课堂内容，提高课堂趣味性。（5）邀请业界代表开设讲座、座谈会等。通过讲座、座谈等形式引导学生，了解学生的思想动态，把握学生的关注点，拓宽学生的视野和思维，使学生明确发展方向，增加学生对土木工程专业的归属感和荣誉感，启发学生对学习和今后发展的思考。（6）改进评价方法，探索学生自主建构、探究与发现的教学模式。可采取多元化的考核评价方式，不拘泥于论文、笔试等传统考评形式。比如可以将学生分组，每组学生做一个与专业相关的创新创业计划书，充分发挥学生的创造能力和学习自主性，并从中选取成绩优秀的学生申请校级、省级或国家级大学生创新创业项目，一来可以锻炼学生的沟通、组织、逻辑、文字编辑等能力，培养学生的自信；二来学生可以获得第二课堂学分；三来可以使学生尽快地融入大学生活，一举多得。又如，可以采取与专业相关的社会调研的考核评价方式，调研的内容、形式由学生自由选择，让学生对本专业有更加深刻的认识，以口试和调研报告作为考核依据。（7）从微观入手，对宏观教学进行补充。对于一个具体的工序流程，可以将工序流程制作成动画视频或者采用课堂小品的方式，增加课堂教学的趣味性和互动性，带动课堂气氛，加深学生的印象，保持学生的兴趣，使学生了解工序流程以及流程中各个阶段与各门专业基础课、专业课之间的关系有一个基本的认识，形成一个脉络框架。比如，介绍抗震空心砖砌体结构模型时，可以将模型的构造制作成动画，与平面图片的不易于理解相比，通过几分钟的动画视屏就可以很形象地展示结构的构成，加深学生的记忆。又如，对于工程建设全流程（主要指一个工程项目从“业主想建”到最终“建成投入使用”全过程）应当包括从立项报告、可行性研究、选址勘察、设计、招投标、施工和竣工验收几个阶段，可以在课堂上让不同学生扮演不同阶段所需要的工程人员，让他们以小品的方式进行表演，表演中需要他们分别阐述在各自所在阶段过程中所需要承担的责任和需要完成的任务，其他学生可以对小品中不正确或不完整的地方进行更正，调动学生的积极性。（8）在土木工程专业导论课程中加入土木工程专业各类执业资格考试的介绍。学习知识是为了工作做准备，执业资格证书是工作的敲门砖。老师不仅要向学生介绍不同方向对执业资格的要求，还要介绍每种执业资格考试与后续相关的专业基础课程和专业课程之间的关系，让学生在进入专业学习之前有一个心理准备和规划，能重视相应专业基础课程和专业课程的学习。
3结束语
土木工程专业导论课程是土木工程专业学生素质教育第一课，是一门启发性课程。这门课程不仅可以帮助学生了解本专业，而且会对学生今后的学习、规划、发展等产生重要影响。因此，高校应重视土木工程专业导论课程的建设，带给学生更优的指导，帮助学生更快地适应专业学习，明确学习方向和目标。
参考文献
[1]付冰冰,吴疆鄂.专业导论课程的教学改革与实践探索———以化学相关专业为例[J].化工高等教育,2015（2）.
[2]杨晓敏，李全意.专业导论课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2011（2）.
[3]李鸿昌，等.对专业导论课程教学效果的调查与分析[J].大理学院学报,2010,1(9).
[4]李莉.导论课程在专业教学体系中的定位与作用[J].集美大学学报,2013,2(14).
[5]史三元.从土木工程概论到土木工程导论[J].河北工程大学学报,2010,2(27).
【关键词】策划概要；场地分析；空间组织；技术参考；建筑形态
对人文社科图书馆的定位
设计内容为新建文科图书馆建筑的设计，并对周边环境的道路及停车设施进行规划设计。要求新建校文科图书馆能够满足相关使用单位的使用要求，同时，新建筑应当与周边校园建筑群形成良好的关系，并具有一定的特色。
作为清华大学图书馆的专业分馆之一，结合专业学科背景，在校园内的特殊地理位置，以及校园内丰富的自然环境，该建筑应该以一种谦虚谨慎，沉稳低调的态度出现在读者面前，同时消隐在校园的大环境之中。
对人文社科图书馆建筑形态的理解
1、清华校园整体环境肌理
清华校园的整个环境肌理是以“院落”为主。从工字厅到大礼堂，从二校门到主楼，清华校园中的建筑与建筑，建筑与环境，乃至整个校园形成的是一种围合或是半围合的空间关系。
2、地块分析
清华大学人文社科图书馆项目选址位于清华综合公共功能核心区，西侧邻南北主干道，东边为土木工程学院，北向、南向分别与学生宿舍8号楼、三教隔路相望。
地块与周围道路的平均高差为4米。北面和西面均为绿化护坡。
地块上拥有大量生长完好的植被，主要包括有白杏，杨树，槐树，塔松，白玉兰等一大批生长年限较长，树型已经成熟的木本植物。但主要集中在北侧和西侧的护坡上，缺乏系统的梳理，较为无序和杂乱。且以落叶乔木为主，夏季可以起到一定的遮荫作用，但到了冬天，无法为地块内的建筑阻挡寒风或者改变风向。
3、形态构成
项目地块内建筑全部拆除；植被保留绝大部分。地块西侧和北侧的护坡加以整理，将护坡根据高差修整成台地。且分为三级，除原有树木之外，在适当添加常绿乔木，最少达到密集种植3行常绿乔木，以缓解冬季寒风对地块内的影响。
把“淡泊以明志，宁静以致远”定为本设计的主题。 通过营造淡泊的建筑，宁静的空间来隐喻中国文人的情怀。 利用场地形成多重围合，远离尘嚣，创造庭院深深的场所。建筑本身也采用“庭院围合”形式，以高大的杨树林为“墙”形成一次围合，并通过图书馆及土木实验室及周边建筑形成二次围合的幽静小院落。从而与清华的的其它院落一起“铺陈伸展”。从而“融入”清华大学的校园肌理中。
对人文社科图书馆主要使用者们行为模式的理解
1、学生们的需求
图书馆作为校园文化的重要组成部分，其中的阅读行为和空间体验永恒不变的。但仅仅只有阅读空间是不够的。自习，同样是学校文化中重要的组成部分，而且图书馆是大学生们自习行为的最好场所之一。
依据马斯洛的心理需求理论及大学生心理需求理论，人以交往和归属作为第一层次的需求，并以学习作为最高一级层次的需求。而在低一级层次的需求未得到充分满足时，高一级层次的需求不可能获得真正意义上的实现。所以公共自习空间的营造应以满足学生的交往和心理归属为前提。
自习的学生都将安静明亮的教室作为选择教室的首要条件，这反映了学生对公共自习空间相对私密性的需求；但同时学生也都认为交往合作的学习方式无论在心理上还是学习效率上都对学习本身有极大的促进作用，因此公共自习空间应该是私密性、公共性兼而有之。正如Altman认为的那样：“私密性是对接近自己或自己所在群体的选择性控制。关键是从动态和辩证的方式去理解环境和行为。独处是人的需要，交往也是人的需要。”
2、设计理念的形成
将书库与阅览空间相对独立，而又将自习空间从阅览空间相对出来，在满足图书馆的基本功能的前提下，注重学习方式建有独立研究与团队合作性的原则；注重学习内容兼有基础性、研究性与趣味性的特点；注重自习空间在使用上兼有独立研究性和公共交往性的特征，明确自习空间的领域感和心理归属感，以确保研究，学习，阅览的高效性。
对人文社科图书馆建筑单体的理解
1、形态的建立
建筑为白色的简洁形体，没有复杂表现，简洁的几何体块，朴素的色彩，与树林相互依衬形成明亮，宁静的氛围。
2、功能的分区
建筑以中心圆形书库为核心，四周环绕大空间作阅览之用。空间形式灵活多变，仿佛可以在书籍的丛林中“闲庭信步”。中心圆形书库作为独立的存在，可以在关闭书库的时候，其他阅览空间仍然开放，满足学生们自习的需求。
3、光之廊
一个独特的研修场所，安静而相对独立，螺旋上升的书库与周围的阅览和自习空间的形成了一个可以自我循环的系统，读者可以选择自己喜欢的通道和适合自己阅读学习自习的楼层。既可以随着螺旋的上升在连续查看大量书籍的同时到达自己想到的楼层，也可以通过门厅的楼梯，不经过书库，直接进入自习和阅览空间内学习。
4、灵活的空间组合
以标准化模块划分空间，可自由灵活的组合。主要分布在西面和北面，相对独立于南面的阅览室。通过可移动的软隔断，可以随意分隔单间的大小，形成从可供2～4人到8～10人的各种独立讨论空间，使用更便捷，建筑更有生命力。
总结
将书库独立，将阅览空间重新分割组合，虽然这种空间模式和现在图书馆流行的超市型空间模式有所不同，甚至和传统的以书库为中心的图书馆空间模式较为接近，但是，作为一个综合大学的专业图书馆，更需要的满足学生们实际的学习需要，而并非盲目追求新的大型公共图书馆空间模式，创建一种更加符合学生行为特征的公共自习空间，并且和图书馆空间相结合，是一次大胆的尝试。
当然，设计过程中还存在很多问题没有很好的解决。比如核心书库和周围阅览室的连廊由于设计不到位，由于高差形成了很多坡道及台阶，不利于图书的管理和运输。因为课程设计时间有限，没有很好去解决这些类似的实际问题。希望下次有机会再继续改进。
参考文献：
[1]李道增 《环境行为学概论》
[2]庄维敏 《建筑策划导论》
[3]戴利华主编， 《2003海峡两岸图书馆建筑设计论文集》
[4]王（日韦）《研究型高校自习行为模式及空间的属性研究》研究生论文
关键词：实践教学；实践能力；人才培养；工程管理专业
中图分类号：G4244文献标志码：A文章编号：10052909（2016）03011704 《国家中长期教育改革和发展规划纲要》对培养全面发展的“高素质人才”提出了战略要求，市场对高等人才的需求已从知识型向知识与能力并重型转变。朱高峰院士提出中国的工程教育存在“学校培养的人与企业（市场）需要的人不对口”的问题，学校层面的主要原因有“教学中缺乏实践；教学体系不适应工程特点；学生能力薄弱，伦理缺失”[1]。因此，如何改革目前的人才培养体系，解决学校层面的弊端问题；如何在目前的教育体制与环境下，培养工程实践型人才，创新教育模式和方法，成为亟待要解决的问题。
一、专业能力培养体系分析
工程管理专业拟培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，掌握土木工程或其他工程领域技术知识，掌握与工程管理相关的管理、经济和法律等基础知识，具有较高的专业综合素质、技能与能力，具有职业道德、创新精神和国际视野，能够在土木工程或其他工程领域从事全过程工程管理的高级专门人才[2]。
在课程体系的设置上由通识课程、学科基础课程、专业课程（含专业主干必修课和专业选修课）、实践环节共四部分组成，循序渐进培养学生的综合素质。专业课程旨在通过技术、管理、经济、法律类基本知识和技能的训练，培养学生的综合素质和创新能力。工程管理专业的能力培养体系如图1所示。由此可见，专业课程的实践设置（含课程内实践与课程设计、各种实习等）、综合性实训、毕业设计都是提升工程实践型人才培养质量的关键。
图1工程管理专业能力培养体系二、构建矩阵式课程体系，强化实践教学环节
“教学中缺乏实践”是目前中国工程高等教育的普遍问题，这就要求教学课程体系的建设要能体现“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的时代精神，主动适应社会、经济、科学、技术发展对于高等教育人才培养的要求。
（一）“354”式矩阵课程体系的建设
在广泛调研兄弟院校相关专业本科人才培养经验的基础上，构建了工程管理专业“横向三系列、纵向五模块”的理论教学体系以及“四不断线”的实践教学体系，即“354”式综合课程体系，如图2所示。
该课程体系注重知识、能力、素质的协调发展和综合提高；重视素质教育，包括思想道德素质、文化素质、业务素质、身体和心理素质等；强化对学习能力、实践能力、创新能力、创业能力、交流能力和社会适应能力的培养；强化实验、实习和毕业设计（论文）等实践教学环节；注重有利于培养学生科学思维和创新能力的综合性、设计性和研究性实验，提倡学生尽早参加科研和生产实践活动。
（1）“横向三系列”包括理论教学系列、实践教学系列、科研创新训练系列。着重于学生的学习能力、实践能力、创新能力、创业能力、交流能力和社会适应能力的培养。在教学过程中，突出实验课程、课程设计、各类实习、科研训练、学科前沿讲座和毕业设计等实践环节。
图2“354”式矩阵课程体系（2）“纵向五模块”包括通识教育课程模块、专业大类教育（基础）课程模块、专业主干课程模块、专业方向课组和专业选修课程模块，以构建通识教育基础上的宽口径人才培养模式。
（3）“四不断线”是指坚持专业教学、实践环节、实践创新、职业资格教育四个不断线。
坚持专业教学不断线：新生入学伊始开设专业导论课程，由学科负责人主讲，进行专业启蒙教育，继而组织学科讲座，强化学生对专业的整体认知，激发学习兴趣。在后续各阶段连续开设相关专业课程，不断扩展学生的专业知识，培养实践创新能力。专业教学课程链为学生的系统学习打下了坚实基础，同时也为后续实践教学的有序展开提供了保障。
坚持实践环节不断线：首先结合专业导论课程开展工程调研并撰写报告，获取工程项目的总体感知，然后在大二阶段开展认识实习，建立学生对工程项目及管理的基本认知，再通过开展生产实习提高学生的动手实践能力，最后通过毕业实习使学生结合毕业设计选题进行深入实践。集中性实践环节的总课时量达47周。实践环节的设置以学生为中心，以教师为主导，为学生提供了理论联系实践的桥梁。
坚持实践创新活动不断线：组织大二到大四学生参加包括国家级大学生创新性实验计划项目在内的各种计划项目和学科竞赛，组织优秀大三和大四学生参与教师的科研项目，面向大四学生开展学科前沿讲座及创新创业教育。实践创新活动的展开，激发了学生的实践和创新意识，提高了学生的工程管理实践创新能力。
坚持执业资格教育不断线：在专业导论课程中树立新生的执业资格意识，在后续的专业课程中设置与执业资格对接的知识点，面向大四学生开设创新创业教育与实践课程，引导学生获取执业资格。执业资格教育的贯穿，缩短了学校与社会的差距，促使学生从业后快速取得执业资格，迅速适应工作岗位。
（二）“354”式矩阵课程体系的实施
（1）在大项目管理的基础上强化专业培养特色，在课程体系中反映专业的办学优势与特色。
（2）在课程大纲的设计上注重知识的衔接，尤其是专业主干课、专业方向课，要分配和协调好知识点的覆盖面和深度，避免知识点重叠或脱节。
（3）在实践课程的设计上要有系统性，不仅要锻炼学生的专业技能，更应该注重实践和创新能力培养。例如，在内容设计上逐步培养学生的创新意识，锻炼学生从独立的课程设计向综合性的毕业设计过渡。
（4）实习类课程（如认识实习、生产实习、毕业实习）要注重实习过程及实习效果的提升，强化课程评价体系的科学性，使学生能切实融入实习现场，提升实习教学质量。
（5）在课程设置上，多采用研究式、案例式教学方法，通过设计综合性工程案例，逐步培养学生的实践创新能力。
三、优化实践教学平台，丰富实践教学活动
新世纪高等工程教育强调注重人才综合素质的培养，通过构建一个多样化的工程实践能力培养平台，以培养学生的综合素养，提高学生的创新创业能力。
如图3所示，这个平台通过产学研基地、创新实践基地、学科竞赛与实验模拟等实践环节的开展强化实践能力以及职业综合素质的培养，使学生在宽基础上有良好的职业道德和素养，且具备突出的工程实践创新能力。
（一）产学研基地
让学生参与实际的生产或科研工作是培养工程综合素质和工程实践能力的有效手段之一，通过产学研合作教育方式培养人才已成为趋势[3-4]。主要措施有：（1）通过产学研结合，制定实践型人才教育的培养计划；（2）通过产学研结合，优化实践型人才教育的环境；（3）加大产学研合作力度，推进人才培养与社会实践相结合；（4）推行CDIO工程教育模式；（5）加强国内外交流合作，拓展学生的国际化视野。
为满足实践教学要求，可以借助开展科研项目和工程业务过程中建立的友好关系，与各类项目管理公司、监理企业、工程咨询企业、施工企业等企事业单位建立长期产学研合作，实现课堂教学与现场实践无缝连接。学生在产学研基地实习、实践，学校、用人单位和行业部门共同参与学生的考核评价。
（二）创新实践基地
通过申报与构建国家级创新实践基地，为培养学生创新能力、实践能力提供了有利的教学平台。重视大学生实践和创新能力的综合培养，鼓励学生参与国家大学生创新性实验计划、省级和校级大学生实践创新项目、大学生科研训练计划等项目的申报工作。大学生科研项目与教师课程、实验教学改革和科研项目相关联，既对实践教学内容与体系进行了补充和更新，又培养了学生的动手能力和科研能力。
（三）学科竞赛
学科竞赛是课堂教学的重要拓展[5]。学生参加学科竞争，可在教师的指导下进一步提高专业学习的兴趣和理论联系实际的能力，在实践中发现问题、解决问题，激发实践创新的活力。例如，带领学生参加广联达校园大赛、建设工程与管理创新竞赛，结构设计大赛等。
（四）实验室
做实验是培养学生创新和实际动手能力的重要手段[6]，应根据学生的实际水平和知识层次设计实验目标与任务，并鼓励学生以团队形式开展实验。在实验室建设方面，应配备较为全面的提高学生技术、管理、经济、法律知识的硬件和软件，例如各类工程测量、检测、试验仪器，建筑工程构件仿真室，工程管理模拟沙盘，案例研讨室，工程计价、工程综合管理软件等，还应配备体现学校专业特点的实验装置，如中国矿业大学的矿山建设仿真室及数字矿山软件系统等。
四、加快实践教学方法改革，提升实践教学质量
实践性教学是高等工程教育的重要组成部分，为使学生的知识体系和技能更适应目前工程的特点，必须提升当前的实践教学质量。
（一） 产学研结合，培养实践型、创新型教师
引进或聘请一批具有工程实践经验的工程类高级专家，定期开展工程施工、管理方面的讲座；强化教师的科学研究与工程经验，提高工程实践和教学水平；拓宽国内外交流平台，提高教师科研水平和教学质量；坚持教育教学，密切联系社会实际，更好地服务经济与社会发展。
（二） 改革教学内容与方法，无缝连接课堂与实践环节教学
除集中性实践教学外，在课堂讲授过程中穿插工程实际素材；灵活运用案例教学、讨论式教学和体验式教学方法，通过列举工程实际案例，在师生之间、小组之间展开讨论互动，加深学生对知识点的理解和掌握。
（三）突出科研创新训练
积极创造条件落实科研创新教学环节。各类实验室都面向大学生开放，为大学生开展综合性、研究性、创新性实验提供条件；在实施“大学生科研训练计划”和“大学生创新行动计划”的基础上，启动“大学生科研参与计划”，吸收有条件的大学生进入指导教师的科研团队，充分利用学校的优质资源，全面培养和提高大学生的科研能力和创新能力。
（四）开展团队式毕业设计
结合具体工程将毕业设计按照项目管理工作的角色分成若干团队，分别承担业主、施工、设计等项目管理工作，明确各团队的目标和工作职责，强化团队之间的分工、协作，在指导教师的策划与协调下，模拟真实的项目管理过程及从事相关的项目管理工作。坚持推行校内、校外双导师指导制，充分调动学生学习的积极性，强化学生的团队协作和沟通意识，全面培养学生从事项目管理的基本实践能力和素质。
通过增强师资力量、丰富课堂教学、突出科研创新训练、开展团队式毕业设计的手段，完善了实践教学体系，缩短了学生从学校到企业的距离，提高了实践型人才的社会适应性。
五、结语
针对工程管理专业实践创新能力培养的迫切需求，对课程体系进行改革和建设，并具体阐述了“横向三系列、纵向五模块、四不断线”的“354”式矩阵课程体系的改革方案和实施要点。通过对专业课程能力培养体系的分析，明确了专业课程实践及毕业设计实践环节是提升工程实践型人才培养质量的关键，并提出了具体的强化措施，包括构建基于产学研基地、创新实践基地、学科竞赛及实验室的实践创新能力培养平台，以及增强师资力量、丰富课堂教学、突出科研创新环节、开展团队式毕业设计等提升实践教学质量的具体手段，使学生在宽基础的知识平台上具有良好的职业道德和素养，具备突出的工程实践创新能力。通过几年的教学实践，学生的主观能动性得到了发挥，工程应用能力、创新意识和团队精神得到了显著提高。
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[6]刘静，仇大伟.理工类创新实验室建设的探索与实践[J].中国教育技术装备，2014（8）：119-120.
一、基本情况
（一）启动阶段
20××年10月25日，教务处制发了《关于20××年毕业教学实践工作安排的通知》，标志着20××届本科毕业论文（设计）工作正式启动。要求各专业本学期内完成选题和开题工作，规定毕业论文（设计）时间不少于9周。同时，文件对毕业实践环节从前期准备、过程管理到成绩评定都提出了要求。
20××年11月22日前，各二级学院将20××届各专业毕业实践教学工作安排交至教务处备查。
实践教学科对2017年7月编印的《本科毕业论文（设计）工作指导手册》重新进行了修订，并发到每位指导教师手中。
上述文件的制发，进一步明确了毕设工作的指导思想和工作方向，规范了管理环节，保证了工作质量，为毕设工作顺利开展奠定了良好的基础。
（二）选题、开题阶段
各学院成立了毕业论文（设计）工作领导小组，并对选题、拟题和审题、开题、论文写作指导等工作环节提出具体要求。
选题、开题环节12个专业都能按照规范要求严格审查，并做到一人一题，来自社会生产一线的应用性选题比例较往年明显增加。每个学生都下达了任务书，完成了开题报告，国际学院、人文学院还组织了开题答辩。
（三）前期指导检查阶段
寒假期间，各专业本科毕业生在教师指导下按照任务书要求，收集毕业论文（设计）所需的相关资料，构思整体框架，开始毕业论文（设计）的初稿撰写工作。指导教师按照学校的要求，采取当面指导、电话、网络等多种方式，定期和学生联系，指导论文写作。
（四）中期指导检查和整改阶段
20××年3月21日，教务处下发《关于开展20××年本科毕业论文（设计）工作中期检查的通知》，并于3月24日至3月30日组织开展了中期检查。
本次检查的重点是工作进度、论文质量和教师指导情况。同时，也是对学生前期调研、论文（设计）完成过程、进度、工作态度的综合评价。检查分二级学院自查和学校专家组抽查两个阶段。自查阶段，各分院从20××届本科毕设是否做到一人一题，指导教师的资格和指导学生人数是否达到学校要求，工作进度和质量是否实现任务书目标等方面进行全面检查，指导教师要为每为学生的工作态度和论文完成质量评价打分，学院对整体工作进行总结。抽查阶段，学校组成文科和工科两个专家检查组，10为专家采取查阅资料、与学生座谈、听取汇报和质询等形式，对分院的毕设工作给予综合评价。
从检查结果看，20××届12个本科专业均能按照学校的整体安排，严格有序地开展工作。据统计，全校20××届本科毕业生共1328人，1266人按时完成初稿，延迟完成62人。总体优良率为79、5%。中期检查通过1178人，占学生总数的89%。87、9%的学生态度认真或较认真。
7个工科专业毕业设计在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成比例均大于50%的合格标准，文科、经管类专业中工业工程、人力资源管理专业达标，财务管理、汉语言文学和英语专业整改后能基本达到要求。
专家组从指导工作、学生状况、教学管理、资料留存等4个一级指标及9个二级指标，对各专业毕业论文（设计）工作给出了量化的总体评价。同时，针对性的指出了各专业的成绩和存在问题，提出了整改要求。五月下旬，校评建办联合教务处、教学督导团及二级学院教学副院长开展了全校教学资料“四查”，其中本届毕业论文（设计）为重点检查内容。学校教学副院长还组织召开会议，把检查出的问题当面向二级学院反馈，并要求限期整改。
（五）论文答辩阶段
20××年4月30日，教务处下发《关于20××届本科毕业论文（设计）答辩工作的通知》，本届本科生毕业论文（设计）答辩工作于本学期第十二周至第十三周进行。
各院成立由专业负责人、骨干教师组成答辩工作小组，负责评阅学生毕业论文（设计）质量，审定学生答辩资格，统一答辩要求和评分标准，审核答辩成绩等项工作。
5月19—25日，各学院集中组织学生论文答辩。教务处对各个专业的答辩开展情况逐一进行了检查，并就发现的问题现场提出意见和整改建议。
（六）论文抽检
为端正学风、规范学术行为，保证毕业论文（设计）的原创性，学校对本届学生提出了明确要求，每位学生在签订任务书时都同时签署了独立完成论文（设计）的诚信声明。成稿前，教务处要求学生统一利用维普通达系统对自己的论文（设计）进行复写率检测，并根据比对结果进行整改，规定学生最终提交的论文（设计）复写率不得高于30%，优秀论文不得高于20%。
（七）评优选优阶段
5月8日，教务处制发了《西安思源学院优秀毕业论文（设计）优秀指导教师评选办法（试行）》，进一步明确了优秀论文（设计）和指导教师评选工作的组织管理、评选奖励办法以及理工类和文史经管类优秀论文（设计）的评选标准。
经二级学院评选，有88篇论文（设计）被推荐参评校级优秀。这些论文经教务处审核，并组织专家进行二次评审，最终20××届12个本科专业共评选出优秀毕业论文（设计）76篇，推选出优秀论文指导教师40名。经校专家组评审后，将正式颁发文件给予表彰和奖励。
（八）资料归档阶段
目前，20××年毕设工作已基本顺利完成，为做好毕业论文（设计）各项留存资料的整理归档工作，5月24日，教务处下发了《关于20××届本科毕业论文（设计）资料归档工作的通知》，并提供专门的档案袋，要求学生论文（设计）资料统一按照10项内容和顺序归档保存。要求二级学院按照毕业实习和毕业设计2个教学环节收集整理归档资料。
二、毕设工作中发现和存在的问题
（一）学生层面
1、学生知识面窄，专业基础理论欠扎实，缺乏的论文写作的专门训练，造成论文完全是策划或材料堆积，缺少实证研究；
2、由于学校对本届学生论文的格式提出了统一严格要求，并反复强调检查，使论文格式规范化程度整体上大为改观。但少数学生仍存在格式不规范，摘要写作质量不高等问题；
3、学生论文研究课题的独创性不够，有的设计性课题过于简单，只覆盖1—2门课程的内容，学生在毕设中得不到全面的训练和提高，不能起到检验学业水平的作用。学生尤其是文史类学生论文在实习、实验、实训和社会调查中完成的比例有待进一步提高。
4、近一半的由于提前找到了工作，有的已正式上班，没有足够的时间和精力保质保量完成毕设工作。极个别学生对毕设工作采取消极的态度，土木工程、建筑学、汉语言文学专业各有一名学生因为没有及时提交论文（设计），成绩不及格。
（二）教师层面
1、部分青年教师没有指导毕设的经验，个别教师不能胜任指导过程所有知识内容的要求，需要别的老师协助完成。
2、外聘教师大多年事已高，没有足够的时间和精力与学生交流、讨论，指导学生完成毕设；部分专业几次更换指导教师，由于每个教师的指导思路和方法不尽相同，造成学生长时间适应不了，因而影响了论文的进度和质量。
（三）二级学院层面
1、机电学院在毕设写作阶段对学生监督检查不严，严重影响了答辩进度。
2、交通运输专业提供给学生的选题中，分析类课题占50%多，设计类课题不到50%。学生论文内容叙述性文字多，专业知识含量和综合技能的展示不足。
3、检查发现，个别学院过程资料不完整，或表格填写信息不统一，准确性不高。
（四）学校层面
1、大四学生没有固定的自习教室，到图书馆作毕业论文（设计）时间有限，建议学校能给提供专门作毕业论文（设计）的教室、场所。
2、电信、机电、能源等学院都有部分学生结合毕业论文（设计），制做出实物成果，但学生和二级学院都缺少购买零部件的经费，建议学校能提供一定的经费支持。
关键词：开放式实验 环境科学 实践教学 创新能力 教学改革
世界经济的发展使环境问题日益突出，成为全球关注的重点问题之一。国内的各大高校陆续设立环境科学、环境工程、环境规划等本科专业，为我国培养了大批环境类的人才。我校的环境科学与工程学院是一所具有鲜明工科特色和较强学科优势的学院，2000年环境工程专业开始招收本科学生，2003年开始合作培养硕士研究生，2005年获环境工程硕士学位授予权。学院根据经济发展和社会需要，于2008年增设了环境科学专业，主要为环境保护单位和相关机构培养专门人才。
环境科学的一大特点是其实践性和应用性，不但要求学生掌握广泛的理论基础，还要有良好的实践动手能力、创新能力。因而注重学生对于实际环境问题的综合分析和解决能力的培养尤为重要。我校环境科学专业设立时间不长，发展却非常迅速。但是，在发展的过程中，也存在着一些不足之处：由于教学条件限制，目前的理论教学比较容易取得良好效果，但教学过程中与环境问题的实际结合及对学生的实践教学仍未能有一套完整的教学方式，尤其是实验教学未能与理论教学内容完全相适应。传统的实验教学模式存在着压抑学生的创新精神和阻碍创造能力的消极作用。相关专业其他高校的经验表明开放性实验模式对于深化教育改革，培养创新人才等方面表现出无可比拟的优势。因此，鉴于我校环境科学专业实践教学的不足之处和目前社会对人才需求已由“知识型”向“知识能力型”，我们提出改革目前较为封闭的实验教学模式为开放模式，对本科实践性教学进行了改革和探讨。
一、开放性实验教学的特点
开放性实验是近年来大力倡导的实验教学模式，是指实验室及实践手段向学生开放，突出综合性和设计性实验，学生可以随时进入实验室，进行实验构想、设计和调试，充分利用课内外时间来进行实验，并得到老师的指导，使“做实验”真正成为有兴趣的活动。实验形式有教师选题或学生自选实验项目，国内一些高校已在多门学科进行了该项改革尝试，普遍认为开放性实验的开设方式、实验的意义及对提高能力的帮助程度方面都要优于传统验证性实验。与传统的验证性实验相比，开放性综合实验在锻炼学生统筹规划的能力、培养学生获取综合知识的能力、调动学生的主观能动性和提高学生的团结协作能力方面的优点更具意义。
二、开放性实验教学的必要性
实验课程是学生对理论知识的重要直观体会感受手段，是学生作为主体进行学习的重要场所。普通的实验教学方法是教师和实验员将所有的实验材料准备好，进行实验时教师一般都是详细讲解，多次示范操作，属于“保姆式”教学方式。导致长期以来，在传统的实验教学中只强调共性发展而忽视个性发展，这种教学最大的缺点是：一方面，在一定程度上抑制了学生的主观能动性的发挥，学生只能在教师预先设定的框架中被动地完成实验，没有发挥学生的主体作用；另一方面，许多学生为解决在学习中遇到的问题或实现某些设计思想希望进行实验却找不到实验场所；与此同时实验室中的一些仪器设备只有在实验时使用，其余时间处于闲置状态，场地和设备利用率很低。针对上述问题，开放式实验教学给学生提供一个充分开放和自由的实验环境，在教师有限的指导下由学生有步骤、有目的地学习相关知识，独立去设计实验内容，从而培养了学生独立思考和解决问题的能力，培养学生的创新精神，以及在共同完成任务过程中的集体协作意识。
三、开放性实验教学模式的思考
遵从“以学生为中心，实施素质教育”的指导思想，构建开放式、多层次、立体化实验教学体系。其目的是使学生学会学习、学会创新，外育习惯、内化素质。新教学模式可以按照以下几点进行教学改革：
1.实验室的使用在以前是比较封闭的。学生一般在实验课时才有机会在实验室操作仪器设备，难以激发学生的主动学习性。随着学生的课外研究增多，如校“创新杯”等需要经常使用实验室，需要对原有的实验管理进行修改。将本科生使用的环境监测实验室、环境微生物实验室、环境工程实验室及相关预备室甚至研究生实验室作为开放实验室，实行开放式管理。实验课程外，学生可以提出申请后自行在实验室中进行实验，使用实验室的全部设备。
2.构建基于互联网技术的开放性教学及管理平台。包括学生实验网络预约、网络化教学管理、多媒体课程资源、仿真实验、教与学网上论坛等板块，实现信息公开化，有利于学生了解实验室设备资源运营状况，合理安排实验申请时间。
3.开放实验内容主要包括：设计性、综合性和研究性实验，小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验；一般由教师根据课程需要和科研特色设计几个题目或学生自己选题，主要还是提倡学生自拟实验课题，鼓励学生参与解决生活和生产活动中的实际问题。通过师生的双向选择来最终确定开放实验题目，充分发挥学生的主观能动性和教师的科研特长，以科研促教学，在科研中培养学生的动手实践及创新能力。
4.贯彻“因材施教、讲求实效”的原则。根据学生的不同层次和要求，确定开放内容。例如，针对大一大二低年级学生，主要展开科普性、重复性、趣味性、效果性试验教学，而对于有一定理论基础和大型仪器操作经验的高年级本科生突出创新实验教育。引导学生进行原创性、前瞻性、机理类研究。
5.学生根据所选取的题目在科技导师的指导下，按文献检索和阅读、实验设计、开题、预实验、实验研究、论文撰写和答辩的程序展开实验，让学生真实的经历一次科学研究过程。以科学、规范和高标准进行教学，培养学生科学、规范的科学研究习惯和工作作风。此外，还应充分利用多媒体计算机技术、虚拟仪器、实验教学CAI课件等辅助手段，促进虚拟、仿真实验和实际实验的有机结合和降低实验教学的消耗，从而最大限度地提高开放实验教学的效果和质量。
6.改革传统以实验报告为标准的考核制度，重视对实验方法、实验过程以及对分析解决问题能力的考核。按学术论文格式要求撰写实验报告，并通过PPT形式进行答辩、讨论，以促进学生实验小组之间的沟通交流，分享实验成果和心得体会，培养学生的口头表达和报告能力。同时做好成果收集和论文推荐发表工作。
四、开放性实验教学的实践探索
近来，本学院在实验教学中，大胆改革原有的教学模式，将基础性实验内容与设计性实验相结合，开展“开放式”实验教学，收到了较好的效果。我们将实验教学方式主要设计为开放式、自主式。例如，水污染控制工程实验教学，在实验课开启之前，教师和实验员及部分同学一起进行实验材料的准备，如采集实验用污水、配制实验用水等，学生在实验时以实验小组为单位。教师对每一个实验只进行一次详细说明，学生小组自行进行操作，实验对结果并不非常重视，要求学生更注重过程。在下一次的实验中，各小组自行请教实验具体操作和细节，自行设计实验步骤，寻找合理的实验途径。这样锻炼了学生的学习主动性，更容易发现问题，解决问题，同时加强了学习小组的团队合作精神。
此外，改革实验室管理模式，将研究生用的大型仪器室及相关预备室作为开放实验室，实行开放式管理。鼓励学生参与教师的科研工作，并积极申报校级科研立项。研究课题的主要来源有两个：一是学生根据自己的专业兴趣进行课题选择；二是教师根据自己的观察、研究，给学生提供具有可行性的课题。例如，在我院冯华军、宋志军老师的精心指导下，本科生在2010年全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中获一等奖；此外，多个本科生团队或学校2000～5000元不等的创新课题立项资助，他们利用课余时间、周末、寒暑假，在导师指导下进入实验室完成项目研究。这种开放式的实验管理运行了一年多，效果明显，不仅实验室的利用率大幅提高，不少学生已经可以独立操作原子吸收、气相色谱、高效液相色谱、紫外、分子荧光等大中型仪器，加强了学生的实践动手能力。此外，在导师指导下学生基本学会如何查阅文献、设计实验方案和分析实验数据。
五、结束语
通过开放性实验教学尝试，使我们深切体会到“授人以鱼不如授人以渔”。这种新的环境专业本科生实践教学模式既有利于学生掌握理论知识，更有利于实践技能及创新能力的提高。它将改变长期以来“灌输式”、“填鸭式”的教学方法，留给学生思考的空间，真正确立学生在教学活动中的主体地位，充分发挥学生的主观能动性。今后，我们将不断总结经验，将实验室开放从时间、内容、空间等方面进一步拓展和延伸，实现实验室的全方位开放，使实验教学在培养创新人才方面发挥重要作用。
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关键词:地铁;地下结构;土-结构动力相互作用;地震反应;抗震设计
引言
随着城市化的发展，城市交通状况及环境条件日趋恶化，交通的拥挤和效率低下成为各大城市的通病，人们逐渐认识到发展以地下铁道为骨干的大运量快速公共交通系统是解决问题的重要途径[1]。实践证明，地铁以其快速、高效、清洁的特点，在世界上大多数经济发达地区大城市的客运交通中发挥着不可替代的作用，比如东京、莫斯科、伦敦等[1]。近年来，我国的地铁建设也得到了迅猛的发展。以北京为例，目前地铁线路总长114km(包括地面轨道线路)，按照《北京奥运行动规划》，到2008年运营里程将达到202km，长远规划总里程超过600km。另外，上海、广州、深圳、南京、杭州、沈阳等大城市也正在或者即将建设地铁或轻轨。可以说，我国已经进入了地铁工程建设的黄金时代。
地铁工程是生命线工程的重要组成部分，其抗震问题已经成为城市工程抗震和防灾减灾研究的重要组成部分。美国、日本等国家都曾经对地铁等地下结构的抗震设计理论进行了研究，提出了一些实用的抗震设计方法[2-5]。但我国在这一领域的研究相对滞后[5-6]。迄今为止，我国还没有独立的地下结构抗震设计规范，GB50157—92《地下铁道设计规范》和GB50157—2003《地铁设计规范》对地铁的抗震设计都只给出了极为笼统的规定，其原因主要是研究工作开展不够，对地下结构抗震设计方法缺乏系统研究。长期以来，地铁结构的抗震设计基本是参照GBJ111—87《铁路工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》，采用地震系数法进行的。地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷，比如按照地震系数法，作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加，这与实际情况明显不符。出现这一局面的原因与人们对地下结构震害的认识不无关系。客观地讲，地下结构由于受到地层的约束，加之城市隧道大多采用抗震性能较好的整体现浇钢筋混凝土结构及能够适应地层变形的装配式圆形结构，震害明显低于地上结构[6]。高烈度地震区内的城市地铁大规模建设是在近20多年才出现的，大多数还没有经过大地震的检验，因此灾难性的震害记录不多，于是人们普遍认为地下结构在地震作用下所受破坏程度远比地上结构轻。但在1995年日本阪神大地震中，神户市地铁车站及区间隧道遭到严重破坏的事实给这种传统观念带来了巨大的冲击，引起了众多地震工作者的极大重视[7-9]。阪神地震清楚地表明，在地层可能发生较大变形和位移的部位，地铁等地下结构可能会出现严重的震害，因此对其抗震问题应给予高度重视。
目前研究地下结构抗震性能的主要途径有:原型观测、模型试验和数值模拟。由于问题的极其复杂性，目前还没有哪一种手段能够完全实现对地下结构动力反应进行全面而真实的解释和模拟。一般是通过原型观测和模型试验结果来部分的或定性的再现实际现象、解释物理机制、推断变化过程、总结特性规律和分析灾变后果，在此基础上建立合理的能够反映实际动力相互作用规律的数理分析模型，发展相应的数值分析方法;再通过模型试验和原型观测结果加以验证。然后对不同抗震设计方案进行计算分析，尽可能地再现和模拟其实际动力反应，研究其抗震性能，提出相应的抗震对策。这是研究和评价地下结构抗震性能的较为合理的有效途径。
阪神地震后，我国对地铁等地下结构的抗震问题进行了一系列的研究[10-23]，但仍然缺少实质性进展。为改变目前我国在这一研究领域中的落后局面，需要在理论分析、数值模拟和模型试验等方面开展更为深入的工作，系统地研究地铁车站及区间隧道等的地震反应，以图在抗震分析及设计方法与理论基础方面有实质性的突破。目前我国地铁抗震分析及设计中存在诸多问题尚待深入研究，其中目前迫切需要解决的关键问题主要体现在以下5个方面。
1土-结构动力相互作用分析模型
强地震作用下，地下结构与地基介质可能呈现明显的非线性、弹塑性状态，地下结构与地基之间的接触面还可能出现局部滑移、脱离等非连续变形现象，除此之外，地铁地下结构-地基动力相互作用分析模型还应该合理考虑地基半无限性的影响。因此，一个合理的地下结构分析模型既要考虑对半无限地基的模拟，还必须全面考虑4种非线性因素:结构材料非线性、结构-地基动态接触非线性、近场地基非线性与远场地基非线性。目前对包括钢筋混凝土等在内的结构材料非线性性质的研究相对成熟;结构-地基动态接触非线性的研究也已经取得较大进展[24-25];针对地基半无限性及远场地基特性的模拟问题已经发展了多种动力人工边界[26-29];关于土的非线性问题(尤其是动力非线性问题)的研究更是发展出几十种动力非线性本构模型[30]，目前虽然没有任何一个模型具有广泛的适用性，但针对具体的问题也不乏有合理而实用的选择。上述问题的研究已经取得了相当丰富的成果，但是如何根据这些研究成果构造合理的地铁地下结构地震反应分析模型还需要进行深入的研究和探讨。
对地铁车站及区间隧道等地下结构来说，周围地基特性对结构地震反应及破坏特征的影响显著。在地震反应过程中，周围地基尤其是上覆土层的重力效应对结构地震反应会产生不容忽视的影响。如何合理地反映地基的静力效应及地基半无限性的影响是一个比较重要的问题。这一问题的解决涉及到动力人工边界及静力人工边界的合理确定和设置。由于目前已有的动力人工边界一般不适用于地下结构-地基系统的静力分析，因而普遍的解决办法是针对静力问题和动力问题采用不同的人工边界。对于静力问题，采用固定人工边界或其他静力边界(边界元或无穷元)，而动力问题则采用动力人工边界，这导致形成了两个不同的分析模型。针对不同模型，首先分析静力问题，然后基于静力分析结果进行动力分析，最后将两种分析结果进行组合。这种做法不仅麻烦，也不能很好地反映地下结构周围地基的重力效应对非线性结构地震反应的影响。因而有必要发展一种对静力分析和动力分析均能适用的静-动力统一人工边界，并提出直接在静-动力统一人工边界上实现地震波场的输入方法。基于静-动力统一人工边界建立一个可考虑上覆土层的重力效应、实现强地震动有效输入、合理反映结构材料非线性、结构-地基动接触非线性、近场地基非线性与远场地基非线性等影响因素的理论分析模型是完善地下结构静力分析及地震反应分析的合理途径。
2土-结构动力相互作用分析的快速高效算法
求解土-结构动力相互作用问题的方法可以分为解析法、半解析法和数值法等[2，31]。由于地下结构的复杂性，解析法和半解析法的使用受到限制，而数值方法的使用最为广泛。在众多数值方法中，有限元法由于具有灵活方便、适应性强的优点，得到了广泛的应用。当采用有限元法结合人工边界对强地震作用下的土-结构开放系统进行整体分析时，由于系统非线性的影响，必需采用时域逐步积分算法完成计算，当所研究问题的尺度大、力学模型的自由度多时，其分析计算工作量巨大。地铁地下结构构造复杂，往往又处在一个复杂的地震动场中，虽然目前由于分析手段的限制或出于简单满足工程设计目的考虑，常常采用切片的二维计算模型进行抗震分析，但为更深入研究和了解地铁地下结构的地震反应规律、分析不同地震动场的综合影响，采用地铁地下结构三维整体模型进行研究还是必需的。
有限元离散模型中单元尺寸的大小与地震波及传播介质的性质有关。对于位于土中，特别是软土中的地下结构进行地震反应分析时，为对土中地震波的传播有足够的模拟精度，往往需要采用尺寸足够小的单元，导致离散模型单元数目很多。地铁地下车站的长度一般超过100m，甚至达200m，因而地铁车站-地基系统计算分析模型尺度很大，尤其是需要同时研究地铁车站与区间隧道连接处等震害易发生部位的地震反应及破坏规律时，计算模型的尺度将更大。在强地震作用下，地铁地下结构-地基系统的非线性动力行为不可避免。虽然通过引入人工边界可以选取相对较小的计算区域，但是三维非线性动力分析模型(模型尺寸取决于地下结构的尺寸)的采用仍然决定了巨大的计算工作量。因而进一步发展快速高效的计算方法以更有效地降低计算工作量，成为地铁地下结构-地基系统非线性动力相互作用分析模型的推广应用所需要解决的关键问题之一。
3地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能的评估方法
动力时程分析方法作为一种可靠的分析手段适用于深入研究地铁等地下结构抗震理论，而对于评估地下结构承载力极限状态和进行常规的地铁地下工程抗震设计，还需要发展简便和实用的分析方法。借鉴目前建筑结构的抗震设计方法，发展新的评估地铁地下结构地震破坏模式及抗震性能的方法是很有意义的。我国GB50011—2001《建筑抗震设计规范》规定建筑抗震设计需要进行大震作用下结构的弹塑性变形验算，对于地铁地下结构尤其是地铁车站结构来说，大震作用下的弹塑性变形验算无疑也是必要的。目前常用的弹塑性分析方法包括静力增量分析法、动力时程分析法和静力弹塑性分析方法(Push-over方法)。静力增量分析法相对简单，但没有考虑到地震作用与结构自振特性之间的密切关系。动力时程分析法由于能够计算地震反应过程中各时刻结构的内力和变形状态，给出结构开裂和屈服的顺序，发现应力和塑性变形集中的部位，从而可以判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能的破坏类型，结果也较为准确，但其计算工作量大，计算结果受地震波选取的影响，用于常规的抗震设计还有一定的困难。相对上述两种方法来说，Push-over分析方法是一种新的结构抗震分析方法，这种方法既比较简单，又可以比较准确地评估地震作用下结构的反应情况，因而得到了广泛的研究和应用[32-35]。由于地下结构与地上结构地震反应规律和特点并不完全相同，因此到目前为止，适用于建筑结构抗震分析的Push-over方法还无法应用于地铁车站等地下结构的抗震设计。另外，由于受到周围地基约束，地下结构的变形形式不同于地上结构。相对地上结构来说，地下结构在整体发生较小变形时局部的内力可能会很大，因此也不能简单地套用地上结构变形的极限值推算地下结构在中震或大震作用下的极限状态，必须进行深入的理论分析和试验研究，了解地铁车站等地下结构的内力-变形规律及破坏模式，并在此基础上提出地铁地下结构抗震性能定量化评价指标体系。因此需要发展一种能够适应于地铁地下结构的Push-over分析方法，考虑地下结构受周围地基约束的特点，提出地下结构基于位移的抗震分析及设计方法，以突破现有承载力设计方法的限制，从而使地铁车站等地下结构的抗震设计更为合理和简便。
4地铁地下结构的抗震构造措施[36]
目前我国对地铁车站及区间隧道等地下结构抗震设计中结构构件应采用的抗震构造措施还缺乏统一认识。一种观点认为单建的地下结构由于受到地层的约束，地震时构件不大可能出现交变内力，无须特别考虑抗震构造措施;当地下结构与地面建、构筑物合建时，才需按地面结构的抗震要求考虑构造措施。另一种观点认为基本可以照搬地面民用建筑结构的要求，例如，抗震设防烈度7度的城市，即按8度采取相应构造措施，并将抗震等级提高一级。比较看来，这两种观点都有一定的片面性，前者完全忽视了地震对单建地下结构可能造成的破坏;后者又完全把地下结构等同于地上结构。实际上应该区别不同的围岩条件和施工方法，根据地下结构在地震作用下的受力和破坏特点有针对性地采取抗震措施。抗震构造措施是提高罕遇地震时结构整体抗震能力、保证其实现预期设防目标、延迟结构破坏的重要手段，它可以充分发掘结构的潜力，在一定条件下，比单纯依靠提高设防标准来增强抗震能力更为经济合理。这方面工作的重点应放在改善薄弱部件的受力和提高结构构件的延性及耗能能力上。有关地铁工程抗震构造方面存在的其他问题还很多，如抗震缝的设置原则和方法，后砌的内部承重结构和非承重隔墙的抗震构造要求等。
5地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施
目前GB50011—2001《建筑抗震设计规范》规定，建筑物选址应避开地震活断层，以防止地震时断层运动而引起的破坏。对于地上单建的建筑结构，这一方法是可行的。地铁地下车站作为地铁系统中的关键枢纽，也可以通过合理的选址方案，避开地震活断层。但是地铁线路走向基本上取决于交通功能的要求，因此地铁区间隧道穿越地震断层有时是不可避免的。目前对埋地管线等小断面地下管道跨越断层时的抗震设计方法已经有所研究[17，37-39]，但是地铁隧道无论是在结构尺寸上还是在结构构造和材料性质上与小断面地下管线均有所不同，目前对诸如地铁区间隧道等大断面隧道跨越地震断层的抗震问题还缺乏研究，虽然很多地铁隧道在跨越地震活断层时不得不采取特殊的设计方案和工程措施，但还缺乏针对这些设计方案和工程措施的系统理论分析。
我国在十五期间将投资27亿元人民币建设“中国数字地震观测网络”[40]，地震活断层探测系统是其中重要的组成部分。这表明目前我国对大城市地震断层问题已经给予了足够重视，很多重要城市已经针对地下断层开始了勘探和研究工作，其中对地震活断层可能引发的地震及可能造成的破坏是重点考虑和研究的对象。随着对北京等重大城市地下地震断层勘探工作的开展和对地震断层活动性的掌握，针对地铁区间隧道等地下隧道跨越地震活断层时的抗震设计及工程措施将是抗震工作者和工程设计人员不得不面对和需要解决的实际问题。
6结语
地铁地下结构是重要的生命线工程，造价高，使用周期长，一旦发生破坏，修复困难，直接和间接经济损失巨大。目前我国地铁建设已经进入，其中很多地铁工程建设在高烈度地区，同时我国缺少完善的地铁地下结构抗震分析方法和有效的抗震构造措施，因而开展深入系统的理论分析、试验研究及数值模拟，发展合理而可靠的地下结构抗震设计理论和方法，完善地下结构抗震构造措施，确定优良的地下结构抗震体系，均具有重要的科学意义同时具有重要的工程应用价值。
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