土木工程新进展8篇

时间:2023-08-27 15:16:57

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇土木工程新进展,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!

篇1

(一)突出重点

土木工程材料”较多的课程内容,在有限的学时内不可能全部讲解,应根据专业性质,分清主次,突出重点。以程云虹等主编的《土木工程材料》[1]为例,课堂重点讲解的内容是:绪论,第一章(土木工程材料的基本性质),第二章(无机胶凝材料),第三章(水泥混凝土),第四章(砂浆),第六章(土木工程用钢),第七章(沥青及沥青混合料)。通过绪论的学习,学生对土木工程材料有一个梗概的认识,对“土木工程材料”这门课程有一个大致的了解;第一章让学生了解土木工程材料基本性质,包括物理性质、力学性质及耐久性能等,同时了解材料科学的基本理论,即材料的组成、结构和构造及其与材料性质之间的关系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分别讲解工程中最常用的几种土木工程材料的性质及应用。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)作为学生自主学习的内容,但教师应适时引导和鼓励学生在自主学习过程中积极思考并勇于提出问题。课堂教学中,把重点讲解的内容讲深讲透,让学生扎扎实实地掌握,做到学有所获;避免面面俱到,不求甚解。而且,有了重点讲解的内容作为基础,学生自主学习其他章节才不会感到困难。突出重点的课堂讲解与学生的自主学习有机结合,既有利于学生掌握系统的理论知识,又给予了学生自主学习的空间,有益于培养学生的质疑精神和解决实际问题的能力,发展学生的想象力和探索意识。

(二)科学讲解

“土木工程材料”课程的内容比较松散,讲解时容易产生平铺直叙的感觉,甚至索然无味;如能精心安排、科学讲解,效果会大不一样。比如,通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥,如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲,学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱,甚至不知所云。因此,对于这部分内容要进行科学整合,重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝结硬化过程、技术性质等等讲解透彻;而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时,抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应,然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性,这样内容紧凑了,脉络清楚了,学生掌握起来也就轻松了。了解了技术性质的异同点,进一步掌握各种水泥的工程应用就会很容易。再比如,在现代水泥混凝土技术中,外加剂已经成为水泥混凝土的一个重要组成成分,因此,为了内容的系统和完整,一般教材(如文献)都将“外加剂”放在“普通混凝土的组成材料”中来介绍。但外加剂是用来改善混凝土性能的,如果不了解混凝土的性能,很难深入理解外加剂的作用,因此,在讲授时,应作适当调整,把“外加剂”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面来讲,这样会更加方便学生对相关课程内容的理解和记忆。总之,科学地组织和讲解课程内容,对于做好“土木工程材料”课堂教学起到事半功倍的作用。

(三)理论联系实际

首先,从最熟悉的生活实际出发。土木工程材料与实际生活密切相关,其实,每个人在实际生活中都积累了很多相关经验,只是由于不具备专业知识,而不知道其中的道理。比如,某一水泥砂浆地面破损了,用水泥砂浆修补以后,需要浇水覆盖一段时间。相信很多人都见过这种做法,但不一定每个人都知道这是为什么。在讲解水泥的水化、凝结及硬化过程时,提到这一现象,学生一定会恍然大悟,原来这就是养护,并及时让学生了解养护需要一定的温度、湿度及时间。这样,把学生来自于生活的直接经验与书本上的理论知识结合起来,消除学生对课程的陌生感,激发了学生的学习兴趣。其次,大量列举工程实例。典型的工程实例是理解和消化理论知识的最有效方法,注重材料的工程应用背景,避免脱离工程孤立地讲解材料。比如,在讲到混凝土耐久性问题时,实例之一:北京三元立交桥桥墩,建成后不到两年,个别地方发生“人字形”裂纹,经分析认为主要原因是发生了碱-骨料反应;实例之二:乌克兰境内的切尔诺贝利核电站,由于钢筋混凝土结构的泄漏,造成大面积放射性污染,生态环境遭到严重破坏等。另外,还可以用数字来说明,“在工业发达国家,建筑工业总投资的40%以上用于现存结构的修理和维护,60%以下用于新的设施”。通过大量实例,使学生认识到混凝土耐久性的重要性,了解到很多混凝土结构的过早破坏不是由于强度不足,而是由于耐久性不足。最后,重视实验教学。实验课是“土木工程材料”课程的一个十分重要的教学环节,实验教学是课堂教学的一个很好的补充。实验课上,学生对从书本上学到的材料有了直观的认识,对材料的性能进一步了解,在自己动手做实验过程中,提高应用材料的能力。同时,通过实验验证基本理论,学习实验方法,培养科学研究的能力和严谨的科学态度。

(四)关注学科新进展

教材是教学的依据和根本,但教材的更新需要时间,而土木工程材料的发展非常迅速,因此,在教学过程中,应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展,并适时补充到教学中。同时,随着新材料及新技术的不断问世,有关材料的质量标准及相关设计和施工的规范也会随之更新,亦应将这部分内容及时补充到教学中。这样,有利于学生及时了解学科发展动态,拓宽专业视野,培养创新意识,激发探索精神,提高学生的工程素质及工程意识

二、课后作业

课后作业对课堂教学起到很好的巩固和补充作用。通过课后作业,学生能够更好地消化和理解课堂上学到的内容,并能对所学内容活学活用。本课程中,一部分课后作业来自于教材每章后面的复习思考题,需要教师紧扣课堂教学的重点和难点,从中精选,比如,混凝土骨料颗粒级配,普通混凝土配合比设计等。教师要对作业认真批改,并总结,使学生不是为了做作业而做作业,而是做到真正掌握。另一部分课后作业是综合性、讨论性的。比如,程云虹等主编的《土木工程材料》中的“开放讨论”部分,这部分内容具有一定的前瞻性,可以引导和启发学生做一些探索性的工作。即让学生从中选择自己感兴趣的内容,并围绕这一内容查阅文献,深度思考,自由讨论。拓宽了学生的视野,培养了学生科学研究的意识。

三、结束语

篇2

比如,一些代表性的国家和行业标准逐步更新,主要包括《工程测量规范》(GB50026-)《建筑变形测量规范》(JGJ8-)《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50308-)等,教学内容应该与相关规范衔接一致,保持同步。同时为适用测量设备和技术的进步,适当增加对于全站仪(测量机器人)、高精度数字电子水准仪、电子经纬仪等的介绍,通过本门课程的学习,使得学生参加工作后能更加顺畅、快速的进入角色。针对土木工程类专业特点,压缩“测定”教学内容,强化“测设”教学内容;同时,根据土木工程各专业方向,设置相关专业的施工测量教学内容,例如,建筑工程施工测量、公路工程测量、桥涵工程测量、市政工程测量等,教学过程中针对专业方向有针对性的施教。

2针对性与时效性强的教材

教材在教学中占非常重要的位置,其质量直接影响到教学效果。鉴于此,我们专门编写了普通高等教育土木类专业“十二五”规划教材,由郑州大学出版社出版,并与2012年入选国家级“十二五”规划教材,该教材结合土木工程各专业的生产实践,突出以下五个特色:(1)以往传统测量教材通常重“测定”、轻“测设”,而土木工程各专业的实际需要与这种偏向于测绘的教材编排结构相反,因此,教材中压缩“测定”,强化“测设”;(2)将土木工程施工验收规范中的测量控制标准引入测量教材;(3)关键词采取中英文对照形式;(4)突出工程安全监测的重要意义,将工程变形测量单独成章,并引入详细的工程实例;(5)根据土木工程各专业方向,设置相关章节针对性介绍施工测量(测设)。

3教学方法和手段的改革

在教学过程中着眼于突出学生工程测量的实践能力,在课堂教学上采用灵活多样的教学方式,并且注重课堂教学与实践教学相结合。

3.1课堂教学在课堂教学中,我们通过信息量大的多媒体课件,采用启发式、讲解式、讨论式讲解工程测量的基础知识和方法,并在教学过程中插入大量的仪器操作动画和图片,从而加深学生的感性认识。通过有效的课堂教学,夯实学生的工程测量的基础知识,并为其它教学方法的开展打下坚实基础。

3.2实践教学增强实践教学环节,实践教学包含两部分:(1)教学过程中的实验环节,通过指导教师手把手的教和学生的现场操作,掌握水准仪的使用及水准测量方法、经纬仪的使用及角度测量方法、全站仪的使用等基本的仪器使用方法;(2)课堂教学之外的《工程测量》的课程设计,通过一周时间的《工程测量》课程设计,实践课堂教学内容,学生分组完成一项具体的工程测量任务,锻炼学生动手能力和解决实际问题的能力。

篇3

关键词:工程测量;土木工程;应用时效;测量新技术

测量是所有工程中必不可少的环节,有预测和度量的两层含义。工程测量实际上就是一种数据的采集、处理、放样、校对以及最终达到监测目的的综合操作过程,应用于建设工程中的所有测绘日程中,在土木工程中的应用也极其广泛,其实效性尤为突出。

一 工程测量的含义

工程测量有两层含义:1)用仪器确定空间、时间、温度、速度、功能等的有关数值。2)有关地形、地物等的测定工作。它是兼顾施工组织设计各环节的协调、发展和可持续的有力保障,拥有测量理论与度量数据、科学的方式方法和准确的组织推断凭证三要素。

二 工程测量的重要性

工程测量是土木工程作业的一部分,因为土木工程庞大,具有工种繁多,交叉作业明显,干扰大,更改难度大等特点,所以必须做好准备工作和有效实施。测量的质量将直接影响工程建设的质量,鉴于土木工程的特性,故工程测量应建立健全的检查制度,确保测量工具的精度,测量方法得当,测量数据全面,测量人员的安全意识。工程测量包括距离测量、角度测量和高程测量三部分。由于误差具有累加性和传递性,如不对工程测量误差做限值规范,那么工程测量将对整个工程造成非常大的影响,轻者造成停工误工、返工上的浪费,严重则造成工程功能性丧失的毁灭性伤害。

三 工程测量在土木工程中的应用

工程测量应用于土木工程的所有工序服务中,可以认为没有工程测量就无法进行工程建设,任何工序都是空谈。下面举例说明其中土木工程的相关应用实例。

(1)施工前勘测

施工测量应建立健全测量组织、操作规程和检查制度,在施工测量前应实地踏勘施工现场,对工程项目的地质、地形、地貌和周边环境进行全面勘测,根据实际情况编制测设详图,计算测设数据。测量前应检验和校正施工测量所用的仪器和工具,同时保证测量人员具有测量资质。施工前的工程测量是土木工程开展施工的前提,为施工组织设计书提供数据理论基础。

(2)施工阶段的测量

在施工阶段进行的测量工作是将图纸上设计建筑物的平面位置和高程,按设计与施工要求,以一定的精度标定到实地,作为施工的依据。在施工过程中仍需进行一系列的测量工作,主要内容有:建立施工控制网;依据设计图纸要求进行工程放样;每道施工工序完成后,通过测量检查各部位的平面位置和高程是否符合设计要求;随着施工的进展,对一些大型、高层或特殊建筑物进行变形观测等。

(3)设备安装过程中的测量

使用测量仪器根据设计图纸和基准,测定设备安装的标高基准点和中心线,并在安装过程中检测和复验安装设备的偏差和精度,保证将设备安装在正确位置上的工作。内容包括:参与基准控制网、基本水准点的定位定点的测量;检查、复测与验收设备基础的中心线、标高及沉降观测数据,复测基础轮廓及与设备相关的孔、洞、槽的尺寸和定位距离,地脚螺栓的精度保持一致;在连续性生产线上,各设备中位线、标高等,确认基础已具备安装条件;测定设备基础的主要基准点应与原始水准点组成水准环线,按二等分安装的基准点、沉降观测点、基准线和辅助线等;设水准测量精度和方法观测,全部基准点的高程测量应具备安装中的找平、找正和找标高的测定等测量工作,连续进行,以避免基础沉降而影响设备的安装精度;自设备安装到设备投产的全过程的定期基础沉降测量,实施设备安装测量的全过程包括施工前观测,并跟踪由于沉降而引起的设备标高的更改度量、施工测量和沉降观测三个阶段,中心线的位移和水平度的变化;安装结束时土木工程中设备安装位置、安装方式、整装协调性都需要工程测量。

(4)竣工监测

土木工程中竣工验收监测工作程序中的现场勘察、现场监测和数据统计处理的方式中都离不开工程测量,以此作为报告编制和报告审核阶段的数据凭证。同时项目验收时的关键点,如批复中专门提及的要求(监测工况和必要的原材料)、人环问题和总量问题等都需要严格测量,提供达标数据。

(5)后续维护测量

质量是企业的生命,更是土木工程的生命。在土木工程处于保修阶段时,工程监理检查工程质量状况、鉴定质量责任问题都需要一定的数据依据,此依据的出具仍需要精准的工程测量。

四 工程测量新技术

随着土木工程行业的不断发展与进步,企业对质量关注度的提升,工程测量的技术革新势在必行。数字化技术、全球定位技术GPS、地理信息技术GIS、遥感技术RS等高新技术已逐步应用于工程测量中,给测量带来了便捷和高的可靠性,缩短了工时,提升了测量效率,从而大大增加了工程测量的营运效率和工程安全系数。如工程测量中的遥感RS技术,由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势得到快速的普及多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地表观测获取基础地理信息的重要手段。

五 结语

工程测量在土木工程中有举足轻重的作用,应用也是极其广泛的。随着人们对质量关注度的不断温升,土木工程中的工程测量工序也备受关注,新技术的引进着实给工程测量带来了便捷,同时也使得土木工程的运营效率逐步提升,质量得以保障,工程测量在土木工程中的应用价值更加显著。

参考文献

[1] 岳建平,陈伟清。土木工程测量(第二版) 武汉理工大学出版社

[2] 王劲松,鲁有柱。土木工程测量 中国计划出版社 2008.5

[3] 胡伍生,潘庆林,黄藤。土木工程施工测量手册 人民交通出版社 2005.1.1

篇4

【关键词】土木工程 《基础工程》 教学改革 实践教学

【基金项目】安徽省重大教学改革研究项目(2013zdjy088);安徽理工大学重大教学改革研究项目(2013zdxm19);安徽省质量工程项目―精品视频公开课(2012gkk023)。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章号】2095-3089(2016)35-0203-02

《基础工程》是土力学课程的后续课程,是土木工程专业必修的一门专业课程,其主要内容为地基基础设计理论和施工方法,具有很强的理论性、专业性、实践性和应用性。随着我国土木工程发展和国家对土木工程应用人才的需要,很有必要对该课程传统教学进行改革。如何在有限的学时里,达到理想的教学效果,对教师和学生都有一定难度,给教学工作提出了挑战。

我校土木工程专业源于学校1945年建校时创办的矿井建设专业,1955年开始招收本科生。经过70余年的建设和发展,土木工程专业现设有岩土与地下工程、矿山建设工程、道路与桥梁工程、建筑工程等4个专业方向,成为安徽省本科教改示范专业和“教育部第一类特色专业”建设点,拥有土木工程博士后科研流动站,土木工程一级学科博士、硕士授予权。

结合我校结合土木工程专业设置特点,在前期教学改革成果的基础上,遵循学科发展规律,以优化授课内容,改善教学方法,丰富教学手段,加强实践环节等为切入点,尝试对《基础工程》课程进行教学改革,取得了很好的教学效果。

1.精选课程教材,优化授课内容

科学地组织教学内容是提高教学质量的关键环节。选择一本合适的教材,对于教师和学生来说都至关重要,往往可以使教学达到事半功倍的效果。目前,关于《基础工程》课程的教材非常多,但主要内容基本上都大同小异。莫海鸿等编著的《基础工程》(第3版)》(“十二五”普通高等教育本科规划教材,中国建筑工业出版社),赵明华主编的《基础工程》(第2版)》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材,高等教育出版社),周景星等编著《基础工程》(第3版)》(普通高等教育土建学科专业“十一五”规划教材,清华大学出版社)等,都是非常优秀的教材。

根据教学大纲和课时安排,结合土木工程专业下设专业方向的不同,对上述《基础工程》相关教材内容进行科学编排、删减、调整、补充,并在教学过程中不断更新教学内容,既重视基础理论和知识的阐述,又注意反映我国目前工程实践的新成就,给学生介绍基础工程方面的新进展、新技术和新工艺,并与最新的勘察、设计和施工等规范或规程等保持一致,力求将知识的传授与能力的培养相结合。

即便是同一授课内容,在给不同专业方向讲授的侧重点也有差别,不能一概而论。例如,我们在给岩土与地下工程专业方向讲授《基础工程》时,将浅基础、连续基础和桩基础的设计理论与施工过程等列为授课重点内容,并结合《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑地基基础工程施工规范》(GB51004-2015)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)等相关内容进行详细讲述,把相关规范融入到与教学内容之中。而对地基处理、基坑工程等内容则可以进行简要的讲述,由于该专业方向后续将会开设相应的专门课程。

通过优化授课内容,保持教学内容的基础性与先进性有机结合,不仅可激发学生的学习兴趣,同时还可以引导学生正确认识自己所学专业方向的特色,在教学实践中取得了很好的教学效果。

2.改善教学方法,增强授课效果

采用合理的教学方法是提高教学质量的重要手段。土木工程专业需要学生具有较强动手能力和独立思考能力,灌输式或填鸭式教学方法既不利于工程能力的培养,又不利于创新意识培养,更容易扼杀了学生的个性发展。《基础工程》课程传统的教学模式通常是以教师讲授为主,学生则是被动接受知识。

启发式教学是以启发学生的思维为核心,采用多种教学方法充分调动学生的学习积极性,促使学生主动学习的一种教学思想。启发式教学是近年来我国本科教育一直提倡的教学方法,实际上这种教学方法在很多教育发达国家已经十分普及,逐渐替代灌注式教学而成为一种比较成功的教学方法。

讲授《基础工程》课程时,教师可以根据授课内容提出相关的启发性问题,有的问题可以让学生在课堂上简单思考后及时回答,有的问题则可以留给学生在课后查阅相关的资料文献,自行寻求答案。这样不仅可以提高学生对《基础工程》课程学习的兴趣和积极性,而且培养了学生独立思考和创造性思维的能力,提高了解决问题的能力,这对学生今后进行生产实践无疑是帮助较大的。

例如,讲解浅基础时,因选择基础埋置深度受很多因素的制约,可列举具体的工程案例,让学生了解不同情况下如何确定基础埋置深度。又如,讲解桩基础时,针对桩基设计中如何选择桩基的类型,可以作为思考问题提出,让学生课后分组讨论,根据各组讨论得到结果和设计理由,最后由教师进行点评。这种启发式与讨论式相结合的教学方法,培养了学生思维能力和团队协作能力,能够充分调动学生的积极性,让学生在讨论中不断加深对《基础工程》课程的认识。

另外,建立具体工程应用案例库,把教学内容的讲解融于具体工程背景之中,这样不仅可以加深学生对基本原理、基本概念和计算方法的掌握,而且把所学到的基础工程知识与前面所学土力学等课程知识紧密结合起来,达到了传授知识、激发兴趣、启迪创新的综合教学效果。

3.丰富教学手段,提高授课效率

选择先进的教学手段是提高授课效果的重要途径。为培养“宽口径”的“大土木”应用型人才,很多高校在对土木工程专业教学计划调整时通常会增设一些课程,并提高实践教学环节的学时数所占份额,这样势必造成原有专业课程学时的减少。目前,我校土木工程专业的《基础工程》理论教学仅为32学时,如何在较少的学时内完成所需讲授的内容,并保证学生得以消化吸收,对教师和学生都有一定难度,对教学工作提出了挑战。

为解决课时量不足而授课内容多的矛盾,教学中要不断探索板书与多媒体相结合的教学方式。采用多媒体教学无疑是一种提高授课效率和教学效果的有效方法。因多媒体教学图文并茂,具有直观、生动、形象等优点,可以将原本枯燥乏味的理论教学变得生动和丰富多彩,给学生以深刻的感官认识,激发学生的学习热情。

教学过程中防止一味追求采用多媒体教学,摒弃板书演绎。若完全依赖多媒体进行教学,就很容易把授课内容变成走马观花式的放映,会使学生的注意力分散,造成视觉疲劳。因此,多媒体教学要结构明晰、重点突出、简明扼要。对一些重要理论和公式的推导,要应以板书为主进行讲解,便于学生紧跟教学思路,能记下关键内容,方便理解。

对于一些利于多媒体展示的内容,可以通过多媒体图片甚至视频等展示给学生以形象直观的概念。例如,讲授浅基础的类型时,可将独立基础、条形基础、筏形基础等不同浅基础类型通过多媒体将图片呈现出来;讲述桩基础施工内容时,可放映一些关于桩基施工的动画或现场视频,这样可以激发学生的兴趣,加深印象,使学生能很好地将理论与实际联系起来,达到良好的教学效果。

4.加强实践环节,延伸课堂教学

实践教学是对课堂理论教学的一种有效延伸方式。土木工程专业本科生要求具有独立完成一般基础设计的能力。通常是采取开设基础工程课程设计作为其实践教学环节。短短1周的基础工程课程设计作为实践训练显然难以满足要求,对提高学生的实践设计能力帮助有限。由于学生实践不足,理论容易脱离实际,难以将知识灵活运用到工程中,设计结果不能满足工程需要。例如:进行桩基设计时,很多学生不懂把地质资料与设计相结合,设计结果不会考虑现场施工方案的可行性和合理性,绘制的施工图不符合规范要求。

基础工程课程设计中,要以实际具体工程为背景优选设计题目,提供给学生的设计资料要尽量完备,使设计内容及步骤应与实际工程设计相符,让学生熟悉设计理论和过程,要求学生采用手工计算和软件计算验证相结合,并使用CAD绘制施工图,提高学生计算机操作能力,方便以后能够很快地适应生产工作。对课程设计中出现的错误和共性问题,教师及时进行纠正和指导。

因此,为提高学生的实践设计能力,仅仅靠传授理论知识是远远不够的,课程设置时应尽量多安排一些有助于提高学生实践能力的教学环节,尽可能多地接触工程实际,把学生带到工地进行现场实地教学,加深学生对基础的认识和理解。需要建立校外实习基地和建设校内实习基地相结合,给教师和学生提供良好的工程实践场所。为此,我校专门建设土木工程专业实训中心,建有浅基础、桩基础、桩基静载试验、基坑支护、矿井巷道、桥梁隧道、房屋建筑等工程模型,在《基础工程》课程中可让学生进行参观,增强工程认识,提高教学质量。同时,鼓励和指导学生参与大学生创新基金项目,或参加教师的一些科研项目或工程现场,将所学的《基础工程》知识点融入到项目,更好地理论联系实际,激发学生的学习兴趣和实际动力能力。

通过课程教学改革实践,进一步激发了学生的学习兴趣,教学效果得到了明显提高,达到了课程的教学目标要求。不仅促进了学生由基础理论知识向工程实践能力的转化,而且促进了教学团队素质和教学管理水平的提高。无论在课堂教学还是实践教学中,教师的自身素质和学术水平在很大程度上决定了课程的教学效果,教师的理论储备和实践能力直接影响培养学生的质量。教师具备了较高的理论水平和科研实力以及丰富的工程经验,不仅能讲授基础理论方面的知识,而且能够结合科研实际和工程实践中存在的问题。随着土木工程的发展和科技的进步,基础工程⒒岢鱿中碌睦砺邸⒓际鹾臀侍猓教师应不断学习,与时俱进。以学生为本,贴近教学的实际,努力培养出适应经济和社会发展需求的工程科技人创新型人才。

参考文献:

[1]高等学校工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科指导性专业规范[M]. 中国建筑工业出版社, 2011.

[2]滕延京, 王卫东, 康景文, 等. 基础工程技术的新进展[J]. 土木工程学报, 2016, 49(4).

[3]杨冬英.“大土木”背景下基础工程课程教学实践与探讨[J]. 高等建筑教育, 2012, 21(5) .

[4]平琦, 朱杰.卓越计划背景下基础工程课程教学改革初探[J]. 大学教育, 2013, (12).

篇5

【关键词】土木工程;《基础工程》;教学改革;实践教学

《基础工程》是土力学课程的后续课程,是土木工程专业必修的一门专业课程,其主要内容为地基基础设计理论和施工方法,具有很强的理论性、专业性、实践性和应用性。随着我国土木工程发展和国家对土木工程应用人才的需要,很有必要对该课程传统教学进行改革。如何在有限的学时里,达到理想的教学效果,对教师和学生都有一定难度,给教学工作提出了挑战。我校土木工程专业源于学校1945年建校时创办的矿井建设专业,1955年开始招收本科生。经过70余年的建设和发展,土木工程专业现设有岩土与地下工程、矿山建设工程、道路与桥梁工程、建筑工程等4个专业方向,成为安徽省本科教改示范专业和“教育部第一类特色专业”建设点,拥有土木工程博士后科研流动站,土木工程一级学科博士、硕士授予权。结合我校结合土木工程专业设置特点,在前期教学改革成果的基础上,遵循学科发展规律,以优化授课内容,改善教学方法,丰富教学手段,加强实践环节等为切入点,尝试对《基础工程》课程进行教学改革,取得了很好的教学效果。

1.精选课程教材,优化授课内容

科学地组织教学内容是提高教学质量的关键环节。选择一本合适的教材,对于教师和学生来说都至关重要,往往可以使教学达到事半功倍的效果。目前,关于《基础工程》课程的教材非常多,但主要内容基本上都大同小异。莫海鸿等编著的《基础工程》(第3版)》(“十二五”普通高等教育本科规划教材,中国建筑工业出版社),赵明华主编的《基础工程》(第2版)》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材,高等教育出版社),周景星等编著《基础工程》(第3版)》(普通高等教育土建学科专业“十一五”规划教材,清华大学出版社)等,都是非常优秀的教材。根据教学大纲和课时安排,结合土木工程专业下设专业方向的不同,对上述《基础工程》相关教材内容进行科学编排、删减、调整、补充,并在教学过程中不断更新教学内容,既重视基础理论和知识的阐述,又注意反映我国目前工程实践的新成就,给学生介绍基础工程方面的新进展、新技术和新工艺,并与最新的勘察、设计和施工等规范或规程等保持一致,力求将知识的传授与能力的培养相结合。即便是同一授课内容,在给不同专业方向讲授的侧重点也有差别,不能一概而论。例如,我们在给岩土与地下工程专业方向讲授《基础工程》时,将浅基础、连续基础和桩基础的设计理论与施工过程等列为授课重点内容,并结合《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑地基基础工程施工规范》(GB51004-2015)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)等相关内容进行详细讲述,把相关规范融入到与教学内容之中。而对地基处理、基坑工程等内容则可以进行简要的讲述,由于该专业方向后续将会开设相应的专门课程。通过优化授课内容,保持教学内容的基础性与先进性有机结合,不仅可激发学生的学习兴趣,同时还可以引导学生正确认识自己所学专业方向的特色,在教学实践中取得了很好的教学效果。

2.改善教学方法,增强授课效果

采用合理的教学方法是提高教学质量的重要手段。土木工程专业需要学生具有较强动手能力和独立思考能力,灌输式或填鸭式教学方法既不利于工程能力的培养,又不利于创新意识培养,更容易扼杀了学生的个性发展。《基础工程》课程传统的教学模式通常是以教师讲授为主,学生则是被动接受知识。启发式教学是以启发学生的思维为核心,采用多种教学方法充分调动学生的学习积极性,促使学生主动学习的一种教学思想。启发式教学是近年来我国本科教育一直提倡的教学方法,实际上这种教学方法在很多教育发达国家已经十分普及,逐渐替代灌注式教学而成为一种比较成功的教学方法。讲授《基础工程》课程时,教师可以根据授课内容提出相关的启发性问题,有的问题可以让学生在课堂上简单思考后及时回答,有的问题则可以留给学生在课后查阅相关的资料文献,自行寻求答案。这样不仅可以提高学生对《基础工程》课程学习的兴趣和积极性,而且培养了学生独立思考和创造性思维的能力,提高了解决问题的能力,这对学生今后进行生产实践无疑是帮助较大的。例如,讲解浅基础时,因选择基础埋置深度受很多因素的制约,可列举具体的工程案例,让学生了解不同情况下如何确定基础埋置深度。又如,讲解桩基础时,针对桩基设计中如何选择桩基的类型,可以作为思考问题提出,让学生课后分组讨论,根据各组讨论得到结果和设计理由,最后由教师进行点评。这种启发式与讨论式相结合的教学方法,培养了学生思维能力和团队协作能力,能够充分调动学生的积极性,让学生在讨论中不断加深对《基础工程》课程的认识。另外,建立具体工程应用案例库,把教学内容的讲解融于具体工程背景之中,这样不仅可以加深学生对基本原理、基本概念和计算方法的掌握,而且把所学到的基础工程知识与前面所学土力学等课程知识紧密结合起来,达到了传授知识、激发兴趣、启迪创新的综合教学效果。

3.丰富教学手段,提高授课效率

选择先进的教学手段是提高授课效果的重要途径。为培养“宽口径”的“大土木”应用型人才,很多高校在对土木工程专业教学计划调整时通常会增设一些课程,并提高实践教学环节的学时数所占份额,这样势必造成原有专业课程学时的减少。目前,我校土木工程专业的《基础工程》理论教学仅为32学时,如何在较少的学时内完成所需讲授的内容,并保证学生得以消化吸收,对教师和学生都有一定难度,对教学工作提出了挑战。为解决课时量不足而授课内容多的矛盾,教学中要不断探索板书与多媒体相结合的教学方式。采用多媒体教学无疑是一种提高授课效率和教学效果的有效方法。因多媒体教学图文并茂,具有直观、生动、形象等优点,可以将原本枯燥乏味的理论教学变得生动和丰富多彩,给学生以深刻的感官认识,激发学生的学习热情。教学过程中防止一味追求采用多媒体教学,摒弃板书演绎。若完全依赖多媒体进行教学,就很容易把授课内容变成走马观花式的放映,会使学生的注意力分散,造成视觉疲劳。因此,多媒体教学要结构明晰、重点突出、简明扼要。对一些重要理论和公式的推导,要应以板书为主进行讲解,便于学生紧跟教学思路,能记下关键内容,方便理解。对于一些利于多媒体展示的内容,可以通过多媒体图片甚至视频等展示给学生以形象直观的概念。例如,讲授浅基础的类型时,可将独立基础、条形基础、筏形基础等不同浅基础类型通过多媒体将图片呈现出来;讲述桩基础施工内容时,可放映一些关于桩基施工的动画或现场视频,这样可以激发学生的兴趣,加深印象,使学生能很好地将理论与实际联系起来,达到良好的教学效果。

4.加强实践环节,延伸课堂教学

实践教学是对课堂理论教学的一种有效延伸方式。土木工程专业本科生要求具有独立完成一般基础设计的能力。通常是采取开设基础工程课程设计作为其实践教学环节。短短1周的基础工程课程设计作为实践训练显然难以满足要求,对提高学生的实践设计能力帮助有限。由于学生实践不足,理论容易脱离实际,难以将知识灵活运用到工程中,设计结果不能满足工程需要。例如:进行桩基设计时,很多学生不懂把地质资料与设计相结合,设计结果不会考虑现场施工方案的可行性和合理性,绘制的施工图不符合规范要求。基础工程课程设计中,要以实际具体工程为背景优选设计题目,提供给学生的设计资料要尽量完备,使设计内容及步骤应与实际工程设计相符,让学生熟悉设计理论和过程,要求学生采用手工计算和软件计算验证相结合,并使用CAD绘制施工图,提高学生计算机操作能力,方便以后能够很快地适应生产工作。对课程设计中出现的错误和共性问题,教师及时进行纠正和指导。因此,为提高学生的实践设计能力,仅仅靠传授理论知识是远远不够的,课程设置时应尽量多安排一些有助于提高学生实践能力的教学环节,尽可能多地接触工程实际,把学生带到工地进行现场实地教学,加深学生对基础的认识和理解。需要建立校外实习基地和建设校内实习基地相结合,给教师和学生提供良好的工程实践场所。为此,我校专门建设土木工程专业实训中心,建有浅基础、桩基础、桩基静载试验、基坑支护、矿井巷道、桥梁隧道、房屋建筑等工程模型,在《基础工程》课程中可让学生进行参观,增强工程认识,提高教学质量。同时,鼓励和指导学生参与大学生创新基金项目,或参加教师的一些科研项目或工程现场,将所学的《基础工程》知识点融入到项目,更好地理论联系实际,激发学生的学习兴趣和实际动力能力。通过课程教学改革实践,进一步激发了学生的学习兴趣,教学效果得到了明显提高,达到了课程的教学目标要求。不仅促进了学生由基础理论知识向工程实践能力的转化,而且促进了教学团队素质和教学管理水平的提高。无论在课堂教学还是实践教学中,教师的自身素质和学术水平在很大程度上决定了课程的教学效果,教师的理论储备和实践能力直接影响培养学生的质量。教师具备了较高的理论水平和科研实力以及丰富的工程经验,不仅能讲授基础理论方面的知识,而且能够结合科研实际和工程实践中存在的问题。随着土木工程的发展和科技的进步,基础工程将会出现新的理论、技术和问题,教师应不断学习,与时俱进。以学生为本,贴近教学的实际,努力培养出适应经济和社会发展需求的工程科技人创新型人才。

参考文献:

[1]高等学校工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科指导性专业规范[M].中国建筑工业出版社,2011.

[2]滕延京,王卫东,康景文,等.基础工程技术的新进展[J].土木工程学报,2016,49(4).

[3]杨冬英.“大土木”背景下基础工程课程教学实践与探讨[J].高等建筑教育,2012,21(5).

篇6

关键词:水利土木工程,扩充现实,技术,可视化

近年来,随着水利土木工程规模的越来越宏大,对环境的冲击力越来越大,为了预测工程对自然环境、人类健康和生活质量的影响,就要在工程开工前对其冲击力做出评价。最初主要应用可视化冲击评价(VIA)对环境作评价,是一种更加感官化的和描述性的方法,它主要关心人类的欣赏观以及人类同环境的交互关系。它通过在图纸和文字资料中查阅或通过绘图和尺度化的模型等方法来显示,这些方法不直观或不能很好地反映客观情况。后来虚拟现实系统(VRS)开始盛行,在英法海底隧道工程、香港机场填海工程、三峡截流工程等大型工程中得到了广泛应用。虽然VRS可以让用户对计算机合成的虚拟环境进行体验和交互作用,但VRS通常需要繁重的建模和昂贵的三维图形加速器来快速绘制复杂的场景,并且绘制的画面不够自然逼真。而扩充现实技术(AR)将拥有丰富视觉信息的真实世界与VRS相结合,实现了虚拟世界与真实世界的结合。基于实景图形构造出的虚拟图像比VRS的逼真度要高,易于实现实时交互,免除了建模工作的繁琐程度且不需要昂贵的三维图形加速器,大大提高了工作效率,给水利土木工程领域带来了巨大的经济效益。

1. 扩充现实技术

VRS技术是一种通过计算机图形学、人机交互、传感、人工智能等技术用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人通过适当装置,作为参与者自然地对虚拟世界进行体验和交互作用的技术。由于VRS给人的感觉不真实,人们便将拥有大量有效信息的真实世界与VRS相结合,扩充现实技术(AR)就诞生了。AR使观察者不仅能够看到真实世界,还可以看到扩充了的真实世界的、来自于计算机模型的信息,从而具有更丰富的空间信息。AR技术是将科学技术转化为生产力的一个结合点,它可以广泛应用于大型土木工程建设的仿真、城镇与环境规划、环境评价等,还可以用于医疗、娱乐和军用飞机等。将AR技术较好地应用于大型水利土木工程可以实现更加客观地对方案进行设计,对工程施工过程进行指导和对工程信息平台进行建设,为专家和领导提供准确、及时的支持决策。

2. 方法

扩充现实最本质问题就是将计算机所产生的虚拟物体准确地添加到图像序列当中。实现扩充现实技术的方法以及辅助工具较多,在这篇文章里,讨论了更加实用的扩充现实技术,这种方法不需要使用己知的三维标定物对像机参数事先标定,即基于视觉的免标定扩充现实。当将三维虚拟物体放进用户环境的过程中,首先要确定虚拟物体在三维场景中的准确位置,通常用仿射或透视进行定位,然后当像机位置改变时,虚拟物体应相对像机做正确的投影。由于虚拟物体添加到场景中的过程中,有可能和场景中的实物之间产生遮挡,故在实际的算法中,须考虑这一点。

2.1 基于四点的仿射结构

根据运动的仿射结构,可以推出点的仿射重建特性。假设O,P1,P2,P3是场景中的四个非共面点,由这四个点构成空间仿射系的基。假设P为空间中的任意一点,则P的投影可以表示为:

公式(1)

m表示第m帧图像, 是点P的投影,P1,P2,P3是基点,u、v为P的投影坐标, 是原点的投影, 是P点仿射坐标的齐次表示,公式(1)表示仿射框架下的投影方程。由此可知只要在每帧图像中获得场景的任意四点坐标就可以得到投影矩阵。

2.2 虚拟物体的定位

在仿射坐标下,基点位置决定虚拟物体的位置,诸如Z缓冲、剪切等图形操作可以进行,这样可以对空间物体在深度方向上进行排序,进行消隐。光轴η可以表示为

公式(2)

空间点P的变换可表示为

公式(3)

w是P的z值。

2.3 虚拟物体的放置

采用交互式方法确定虚拟物体上一点在两帧图像中的位置。两帧图像中点P的位置是有关联的,只要确定点P在一帧图像中的位置,就可以根据对极几何确定点P在另一帧图像中的位置。点P的位置确定后就可以求出仿射坐标,实现重投影。

2.4 扩充现实中的遮挡问题

以上方法可以使虚拟物体叠加到真实场景中,但是虚拟物体与真实场景会出现相互遮挡的问题。可通过立体图像的密度图导出其深度图来解决这个问题,然而这种方法的精确度不高。为此我们提出了一种采用基于轮廓关键点的方法,这种方法通过三维重建把阻挡轮廓恢复。通过两帧图像中阻挡轮廓关键点的坐标来得到每一帧图像阻挡轮廓的重投影。

3. 结果

本研究用数字照相机、带VC++软件的计算机来验证上述方法的有效性。首先用大方盒来模拟真实场景,取大方盒上的任意四个顶点为追踪点,构成仿射原点和基点。用小盒子模拟虚拟物体,交互获取小盒子的顶点坐标,解得小盒子各顶点的仿射坐标,重投影并消隐。结果表明利用此方法可以快速、准确地将虚拟物体投影到不同视点下的三维场景中,从而显示了此方法的有效性。

4. 结论

现实扩充技术通过虚拟物体与现实图像的融合为水利土木工程项目的可视化评价提供了一种手段,仅需一台数字摄像机和计算机,就可以对水利土木工程对环境的冲击做出评价,改善水利土木工程的仿真效果,对避免环境质量退化及实际工作有着特殊的意义,为水利土木工程的可视化冲击评价提供了广阔的应用前景,并且可以大大提高工作效率,给社会带来巨大的经济效益。

参考文献:

[1] 吴炜煜,任爱珠. 多媒体计算机辅助技术在土木工程领域的新进展[J]. 土木工程学报,2000,33(1): 1-4.

[2] 陈泽志,吴成柯,刘勇. 对极几何估计的鲁棒性新算法[J]. 计算机学报. 2000,

23(6): 634-639.

篇7

关键词 土木工程专业;创新教育;大众化教育

中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号: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

随着高校的普遍扩招,高等教育已经从过去的“精英教育”走向现在的“大众化教育”,越来越严峻的就业形势和社会及企业对“创新型、复合型人才”的需求给高校教育的发展带来严峻的考验,高校土木工程专业本科教育必须设计、优化一套新的创新教育培养模式,才能适应发展需求。

1 大众化教育背景下大学生的特点分析

随着“大众化教育”时代的到来,高校大学生群体的行为、价值观和心理承受能力都存在一定的差异,具体体现在两个方面。

1.1 思想比较成熟

现在的大学生,不论城里来的还是乡下来的,大都从小学开始就参与有各种各样的培训班,提前经历过社会的磨练,为人处世显得老练,思想相对成熟。这些阅历能激发他们的自律性和自信心,但也容易让他们放任自流。

1.2 就业压力比较大

社会提供的就业职位的增加与学生毕业人数的增长明显不成比例,严峻的就业形势给大学生的学习产生一定的压力,有的学生急于求成,金钱观念和功利意识太强,有的学生则产生消极厌世的情绪[1]。

2 创新是大众化教育的根本要求

创新是一个民族生存和发展的永恒动力,高等学校作为科学文化传承、创新和发展的基地,是培养高素质人才的摇篮,必须围绕育人这一根本任务,努力把大学生培养成为适合社会需要、具有创新能力的高素质人才[2]。

2.1 工作思路上要创新

“大众化教育”背景下,应牢固树立以人为本的教育理念,强化学生的主体地位,把服务学生作为教育工作的出发点和落脚点,在充分调动学生学习自主性的同时树立“以创新能力为中心”的教育理念,强化实践性、应用性教学,注重学生综合能力的培养。

2.2 工作方法上要创新

遵循人才培养与成长的客观规律,统筹考虑大学生在校的整个培养过程,制定科学合理、系统优化的培养方案,处理好校内与校外、理论与实践、知识传授与能力培养之间的关系,体现土木工程专业独有的办学特色与创新理念。

2.3 自身建设上要创新

大学生培养工作是一个系统工程,其中师资队伍是最关键因素,应在课堂理论教学与课外实践指导的过程中注意对学生思想和人格的引导。

3 创新教育培养模式的构成研究

培养模式和培养方案的制订主要是规定本专业的基本要求、课程设置和实践安排等,对于土木工程专业而言,创新教育培养模式的构成应从以下几个方面考虑。

3.1 创新培养目标

如今,中国的经济和社会发生根本性的变化,社会对人才的需求也发生巨大的变化,需要大量有工程技术背景的人才。因此,高等院校土木工程专业的培养目标必须顺应社会经济发展的这种需求,将培养社会需求的复合型、创新型、应用型人才作为根本目标,注重提高大学生解决实践工程问题的创新能力。

3.2 合理设置课程体系

课程设置的合理与否直接决定培养目标能否实现,是制订专业培养方案的关键。在课程设置和内容选择上,要加强多学科知识的联系,紧跟学科前沿及时进行更新,努力让学生在获取知识的过程中自觉提高创新能力,有效地培养他们将所学理论知识转化为创新实践能力。

1)对课程体系进行特色定位。根据办学思想、办学条件和社会需求状况,立足创新培养目标,土木工程专业本科生的课程体系设置可分为公共基础课程、专业基础课程、专业必修课程、专业选修课程、实践性课程五大平台,通过合理调整各个平台课时及学分比例,对课程体系进行特色定位。如可建立“专业基础课+专业必修课”的模式,开设土木工程新进展、工程项目管理和结构力学、岩石力学等[3]。

2)优化课程体系的内容结构。课程体系设置中的五大平台应该各有侧重,要有不同的学分安排,必须首先确立土木工程类课程的基础地位。要加强对课程内容进行优化,其他课程应与土木工程紧密相关并带有专业技术性,在增加课程间横向联系的同时避免课程的重复讲授,更要避免课堂教学与实践教学脱节的现象。

3.3 推行自主实践

学习时间的安排对于有效发挥课堂教学的作用是至关重要的,在“大众化教育”背景下,还要注重学生实践教学环节的时间安排,更重要的是要让学生主动去实施实践教学[4]。

1)加强与省内其他高校的合作交流。通过合作学习强化大学生的培养,如高校间的课程互选、学分互认、师资互聘、资源共享等,尤其是与各高校的研究所等研究机构建立长期联系,为学生加强实践创新能力提供便利条件。

2)加强与企业的合作,建立产、学、研结合的实践基地。土木工程专业可在建筑工地、路桥现场或矿区巷道设立实习岗位,以实际岗位的能力要求和相应注册职业资格认证的标准,从教学内容改革、教学团队建设、实训基地建设等方面出发,建立“校企合作,工学交替”的产、学、研实践基地。

参考文献

[1]周敏.高等教育大众化背景下大学生就业心理压力问题分析[J].黑龙江教育,2011(7):49-51.

[2]许青云.高等教育大众化阶段提高高等教育质量之思考[J].科技创新导报,2011(21):175-176.

篇8

关键词:弹性力学;土木工程;教学;探索

弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程,目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标,实现宽口径、厚基础的教学基本要求,减少课时和精简内容。另外,土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系,所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程,其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养,以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学,而且弹性力学理论抽象,数学推导麻烦,课程枯燥乏味,提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为弹性力学教学中需要关注的问题。

一、高校弹性力学教学现状

为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果,教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议,2006年工作会议在武汉理工大学召开,2009年工作会议在成都西南交通大学举行,2014年10月工作会议在北京工业大学举行,各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流,对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革,北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课,学时一般为40学时左右,使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后,弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课,但学时改为16学时,考试时采用闭卷考试,对学生学习要求较高,较多学生仍然认为太偏重于理论,理论抽象,数学推导烦琐难以理解,并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后,课程性质以及学时都没变,但考试时采用开卷考试,对学生的公式推导要求降低。改为16学时时,教师和学生的感觉都是时间太紧张,学习压力大,所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中,弹性力学进行了很多变化,首先课程性质发生了改变,由学科基础必修课改为学科基础选修课,让学生有选择的空间,其次学时增加为24学时,让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下,如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为教学中关注的问题,由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革,取得了较多有益成果,尽管如此,土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革:(1)教学对象上,弹性力学通常主要在工程力学专业开设,需要充分考虑结合土木工程专业的特点。(2)教学思路上,仍然偏向工程力学方法,在内容选择上较偏向数学,主要是理论上的教学,对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。(3)讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展,尤其是与土木工程结构相关进展,因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨,对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践,将促进学校土木工程学科力学教学的发展。

二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平

根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时,需要考虑在既有学时下,使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。

1.重点突出弹性力学分析思路和概念。

在教学中,在分析思路上,一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题,并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式,对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际,直接从实际工程的三维问题,再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题,使得思路更加自然,并且能节省教学课时。另外,在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题:弹性力学中应力的方向以及正负号的定义,平面应力问题和平面应变问题的区分,应力边界条件和位移边界条件的确定方法,处理局部边界条件的圣维南原理,等等,这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。

2.结合具体土木工程实例教学,附加一些分析程序和工具的介绍,拓宽学生分析方面的应用能力。

在介绍分析思路时,需要结合有实际工程背景的工程算例来分析,这样可以明确学习目的,激发学生的学习动力。在理论分析完成后,还可以介绍相应的数值分析方法,介绍Matlab计算程序或有限元分析工具,对理论分析过程数值化,让学生自己操作计算,分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用,可以结合一些设计规范进行学习,如:公路隧道设计规范(JTGD70-2004)建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等,通过在理论分析结果和数值分析对比的同时,还可以通过规范要求进行验算。

三、根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材

就目前而言,对于土木类本科生的弹性力学课程,各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之,对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定,仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种,所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》,徐芝仑编,高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面,也比较深刻,对概念思路的解释较为简洁,但仍然有需要改进之处:(1)基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题,分析讲解思路可以变化,让学生更快更容易的理解。(2)理论讲解较多,实际土木工程案例的分析较少。(3)理论推导比较多,数值分析对比较少,数值分析工具的应用较少等,另外学生学习的课余指导用书比较少。为此,编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。

四、改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案

作为一门强调理论与应用的课程,仅以单一的板书教学模式明显不足。例如,本课程中复杂的理论推导数学演示,这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下,就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材,可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中,采用多媒体与板书相结合的教学模式,预期可以达到较好的教学效果,授课学生能给出较好的评价。另外,课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强,学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析,对此需要课外指导,因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。

五、结语

为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果,本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题,并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平,使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。2.根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材。3.改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案,并建立教师互动平台和窗口。

参考文献:

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[2]马崇武,秦怀泉.力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教育,2007,(6):135-137.

[3]张宇星,吕建国.工程力学考试方法的探索与实践[J].高等理科教育,2005,(4):128-129.

[4]铁木辛柯,古地尔.弹性理论[M].第3版.北京:清华大学出版社,2004:168.

[5]杨桂通.弹性力学[M].北京:高等教育出版社,1998.

[6]刘京红,等.土木工程专业弹性力学课程教学改革的探索[J].科技情报开发与经济,2007,(24).

[7]王雁然.弹性力学及有限元教学的实践与研究[J].建筑教育改革理论与实践,2005,(6)

[8]原方,吴洁.研究生弹性力学教学方法及问题探讨[J].力学与实践,2005,(2).

[9]周全太.土木工程专业弹性力学课程教学的若干思考[J].无锡教育学院学报,2005,25(2):73-76.

[10]W.C.Young&R.G.Budynas.TheoryofStructure(sSec-ondEdition)[M].北京:清华大学出版社.

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