发布时间:2023-08-09 17:24:33
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的简述土木工程的概念样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
[关键词]专业学位;建筑与土木工程;培养模式
[中图分类号]G647
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712 2015 13-0049-03
[作者简介]张华 1974― ,男,湖北宜昌人,博士,三峡大学土木与建筑学院副教授。
有研究者以水利工程专业学位为例,结合水利类“卓越工程师教育培养计划”要求,探索了具有学校特色的研究生培养方案。[1]另有学者以车辆工程专业学位为例,介绍了学校研究生教育综合改革情况,提出以职业需求为导向,以实践能力培养为重点开展各培养环节改革。[2]近年来,不少学者对全日制工程硕士培养模式存在的问题及对策开展了积极的理论和实践探索。[3-6]我校自2010年招收建筑与土木工程专业学位硕士研究生以来,结合学校特色和培养经验开展了以服务行业和区域经济为导向,以实际动手和实践创新培养为重点,以推进校企联合和产学研用结合为途径的研究生培养模式改革探索。
一、管理体制
建立健全行政管理和学术管理各司其责和相关监督的和谐体制,行政上通过校院两级实施过程管理、绩效评估和质量保障,学术上通过校院两级专业学位培养指导委员会 组 落实培养目标、课程设置、实践环节和学位标准。
学校成立专业学位研究生培养指导委员会,学院按工程领域成立专业学位研究生培养指导组,其中来自行 企 业的委员均不少于3人。
二、招生录取
复试分为面试和笔试两部分,复试成绩=面试成绩×60%+笔试成绩×40%,总分100分。专业课笔试环节重点考查考试运用基础理论和专业知识分析解决实际问题的能力,不强调对公式、理论记忆和推演。面试环节重点考查学生对专业领域的总体认识、基本概念、基本知识、实践能力和职业发展潜力。
三、培养方案
培养目标:掌握职业领域相关理论知识、具有较强解决实际问题的能力、能够承担专门技术或管理工作、具有良好职业素养的高层次应用型专门人才。
学分设置:总学分由课程学分和实践学分组成,其中课程学分由学位课和非学位课学分组成,实践学分通过学术活动、专业实践、社会实践、学科竞赛和助教助管获得。总学分不少于38学分,其中课程学分不少于32学分,实践学分不少于6学分。
课程类型:公共学位课,主要是政治英语类、公共知识类,如“知识产权”“信息检索”;基础学位课,包括数学力学类、职业资格类等;专业学位课,按模块化设计,应包括相应研究方向最新工程技术和方法、研究前沿专题系列讲座等;公共选修课,主要是为了提高学生的实践能力和综合素质,完善知识结构,促进文理渗透而开设的选修课程,如“实用文体习作”“演讲与口才”等;专业选修课,主要供本学科或跨学科研究生选修;补修课,主要为前期学历非建筑与土木工程相近学科学生设置的2~3门专业基础课。
实践学分可从学术活动、社会实践、专业实践、科技竞赛和“三助”活动中获得,其中必须参加10次以上校内外学术活动;参与导师科研课题研究累计一年以上或到企事业单位、研究生教育创新基地进行实践锻炼达3个月以上。
四、课堂教学
课程教学应以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用能力提高为核心,加强案例分析、现场教学和模拟训练。专业学位课和专业选修课原则上理论教学课时不超过总学时的1/2,实例或实验或实习等实践性教学学时不少于总学时的1/2。原则上公共学位课以考试方式进行考核,其余类型课程以考查方式进行考核。考查方式根据课程教学内容的需要灵活选定,可以是试验或实践技能操作,或者综合调研报告、初步设计等。
五、实践基地
依托学科特色,加强与地方和行业的合作,建设好省级研究生教育创新基地或研究生工作站。完善实践基地运行管理机制,以项目合作为纽带,校企“双导师”制为保障,解决工程实际问题为目标,努力培养高层次应用型人才。
六、学位论文标准
建筑与土木工程专业学位论文选题应来源于工程实际问题或具有明确的工程应用背景,论文研究成果要具有工程应用价值,所研究的问题要具有一定的创新性,可以是技术革新,或是理论认识创新,或是技术集成创新。根据全国工程硕士教学指导委员会和建筑与土木工程专业委员会关于学位论文标准的要求,学位论文形式可以多样化,但结合学校培养特色,主要分以下四种类型:应用研究论文类、勘测设计类、工程施工类、产品开发类。
一 应用研究论文类
应用研究论文类原则上应该包括绪论、主要研究内容和结果、工程应用与检验、结论和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。
绪论主要阐述所研究问题的工程背景、开展研究的意义和必要性,应对该问题的国内外现状做全面的综述,要明确指出该问题当前的主要研究理论、方法、结论以及存在的不足之处,并提出论文主要研究内容。主要研究内容和结果部分应该综合运用专业基础理论和方法,采用专业技术手段对所研究的工程问题进行理论分析,或实验研究,或数值模拟,得出合理的结论或可行的解决问题方案。工程应用及检验部分主要是将研究成果应用于解决实际问题,并与现场实际情况进行对比检验,从而验证了研究成果的先进性、实用性、可靠性等。结论部分概括论文主要研究工作及结论,并明确指出作者主要创新点,包括新的思想、见解、理论、技术或方法等,简要描述研究成果的工程应用价值,并对有待进一步研究的问题提出展望或建议。
二 勘测设计类
勘测设计类原则上应该包括绪论、设计报告、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。
绪论部分主要阐述所开展的工程背景、勘测设计的意义和必要性,重点说明勘测设计工程的技术要求和关键问题所在,对设计工程的国内外现状或同类型的工程设计情况应有清晰的描述与分析,并简要列出本工程要求开展的主要内容及工作量。设计报告要求详细说明工程勘测设计所依据的各类规范、依据的主要理论、方法和技术原理等;对比分析国内外同类型勘测设计工程的情况;对于重要设计部分要有多套设计方案,并进行设计思想、经济效益、工程技术等比较分析;根据工程实际情况,设计书应包括计算分析、测试分析、仿真实验分析、技术经济分析、结果验证等内容。总结部分应概括工程勘测设计主要工作及结论,并明确指出作者在勘测设计中的主要创新点,包括新的思想和见解等;简述推荐工程勘测设计方案的优缺点,并对勘测设计中发现的新问题提出进一步研究的展望。
三 工程施工类
工程施工类原则上应该包括绪论、施工报告、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑严密、结论合理。
绪论部分应阐述所开展的工程背景、工程施工的意义和必要性,重点说明工程施工的技术要求和关键问题,对施工技术的国内外现状或同类型的工程施工情况应有清晰的描述与分析,并简述本工程施工组织及实施的主要内容。施工报告应详细描述工程施工过程中采用的施工组织、施工方法和技术原理等,对比分析国内外同类型施工的特色、技术难点和局限性,提出有针对性的工程施工方案,并进行方案比较;根据工程实际情况,施工方案应包括工程施工技术、施工组织、施工管理、施工材料及施工机械等方面。总结部分应概述工程施工的主要工作内容及结论,并明确指出作者提出的新思想或技术革新;简述推荐的工程施工方案的优缺点,并对工程施工中发现的新问题提出进一步研究的展望。
四 产品研发类
产品研发类原则上应该包括绪论、研发理论及分析、实施与性能测试、总结和参考文献等,总体上要求数据准确、逻辑论证严密、结论合理。
绪论部分应阐述所研发产品的工程背景、必要性和应用前景,重点比较国内外同类产品研发和应用的现状及趋势,并简述研发本产品的主要内容。研发理论及分析应包括研发产品的用户需求分析、需要达到的性能技术指标和总体设计,详细说明设计思路、依据的技术标准和原理、详细设计和校核计算过程,并对产品各项性能进行数值仿真分析。实施与性能测试应包括研发产品的试制、样品性能测试分析和同类型产品设计指标比较等,提出进一步改进性能的意见和建议。总结部分应概述产品研发的主要工作及结论,并明确指出作者在产品研发中的创新点,包括新思想或新技术;简述所研发产品的应用前景和市场价值,对进一步提高产品性能进行展望。
七、“双导师”制
加强“双师型”队伍建设。一方面聘请企事业单位具有较高理论水平和丰富实践经验的专家担任专业学位研究生指导教师和授课教师,另一方面选派教师到企事业单位进行实践锻炼,拓展专业实践经历。将优秀教学案例、教材编写、行业服务等教学、实践、服务成果纳入专业学位教师和单位考核评价体系,建立定期表彰“双师型”师资队伍建设的优秀单位和个人的机制。
八、质量评价监督机制
建立内部全过程质量评价制度,覆盖招生、培养、学位授予和就业质量跟踪等方面。建立外部培养质量评价制度,引入校外行业专家、教育和管理专家对在校硕士研究生专业素养和学位论文质量进行评价。根据学科发展需要,建立定期开展自我评估和委托有关专门机构评估机制,以评促建。
完善专业学位质量监督保障体系。在学校和学院两级专业学位研究生培养指导委员会指导下完善专业学位培养方案和学位论文质量保障办法;完善校院两级研究生视导机制,突出专业学位应用能力和实践创新能力培养;建立学生评教制度;完善学位论文匿名评阅机制,建立企业专家库和各类型学位论文质量总监;建立专业学位研究生培养质量动态信息平台,全面反映学校、导师、学生培养动态过程,及时进行培养质量分析和。建立培养质量与教育资源分配挂钩机制,对于培养过程中出现的问题,及时约谈整改。
参考文献:
[1] 拾兵,梁丙臣,刘勇.基于“卓越计划”的全日制专业学位研究生的培养探索――以水利工程专业学位为例[J].课程教育研究,2012 30 :218-219.
[2] 梁德东,于爱国,陈雪梅,高振海,田文晶. 全日制工程硕士培养模式的创新与实践――以吉林大学车辆工程领域工程硕士培养为例[J]. 学位与研究生教育,2013 12 :17-21.
[3] 任刚,余燕.中外专业学位研究生培养模式对比――以工程硕士领域为例[J].教育观察,2014 13 :13-16.
[4] 初旭新,乔俊飞,刘赵淼.全日制工程硕士培养模式存在的问题及对策――基于调查问卷统计结果的分析[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2013 1 :72-74.
关键词:工程力学;工程建设;实践应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.091
在我国的工程技术研究中,基础理论性研究占据着较为重要的作用。其中作为工程建设技术研究最为基础与核心的技术理论,力学知识特别是工程力学基础知识的应用,为我国的工程技术发展提供了不可替代的支持作用。因此我们结合当前工程建设的实践技术,以及工程力学的应用理论,开展了工程力学在工程建设中的实践应用研究。
1 工程力学在当前工程建设中的实践应用研究
工程力学是力学知识在工程建设中最为常用与基础的学科知识,因此在当前我国的各类工程建设中得到了广泛应用。因此我国的工程建设技术研究人员,结合工程建设中的力学应用特征,将工程力学知识在工程建设中的实践利用进行了系统化研究。目前就实践应用而言,工程力学知识在以下工程建设中得到了广泛应用。(1)高层与超高层工程建设。随着我国城市建设的开展,各类高层与超高层建筑建设数量,正在不断地增加中。而在高层与超高层建筑施工与使用过程中,工程力学的应用对于工程安全与质量保障起到了不可忽视的作用。(2)能源工程。能源工程建设是我国未来发展的重点工程,也是决定国计民生的重点工程。在能源工程应用中我们发现,无论是电力、石油、风力,甚至是核能工程建设中,工程力学知识都得到了广泛应用。如核电厂工程施工中,工程力学技术的应用,极大地提高电厂反应堆外壳的稳定性与坚固性,进而很好地提高了核电厂工程安全性。(3)水利工程建设。水利工程在我国电力与农业发展中,起到了不可忽视的作用。在我国大中小型水利工程技术研究中,工程力学也得到了有效应用。其中长江三峡水利枢纽工程建设中,就广泛的应用了水工力W、通航水力学、河流动力学问题、岩基力学等各类力学与工程力学基础知识,确保这一伟大工程的顺利完成。(4)国防工程。在我国的国防工程建设中,无论是武器基地、机场等国防基础建设,还是各类导弹、飞机、舰船等武器研究建设中,工程力学都发挥了不可忽视的作用。因此力学与工程力学知识基础探究,将会为我国各类工程建设质量提升,提供有效的理论支持,这也是我们此次研究开展的基础。
2 工程建设中常用的工程力学内容
工程力学是一门历史悠久、构成复杂的力学学科,其所包含的副学科理论对在工程建设中可以起到不同的技术支持作用。
(1)土力学与岩体力学。土力学与岩体力学是工程力学研究的两个重要基础学科。在工程建设实践过程中,两门学科主要应用于工程地基、钻探、地下开挖以及地下交通等各类工程的应用中。如在当前高层与超高层建筑施工中,深基坑施工技术得到了广泛应用。在深基坑挖掘与支护过程中,土力学公式发挥着重要作用。技术人员需要根据不同土质力学特点,进行计算,进而确定挖掘与支护方案,确保深基坑稳定性。而在地下挖掘施工中,技术人员需要根据地下岩体结构特征,进行其力学特征分析,提高地下工程岩体稳定性,避免塌方、渗漏等事故的出现。特别是在地下轨道交通工程施工中,技术人员需要很好的结合土力学与岩体力学工程,在地下交通隧道、车站以及地下配套设施工程施工中,发挥其技术支持作用。
(2)连续体力学到理性力学的发展。连续体力学是研究工程中各结构物理力学特点的力学理论,如建筑中梁结构刚度与强度;柱结构力学稳定性;建筑各结构变形问题产生和力学的关系等,都是这一学科研究的重要内容。但是随着连续体力学研究的推进,这一学科中各类结构模型与公式都出现了不自然的问题,影响了其技术理论作用。因此物理力学研究者以现代数学为基础,在上世纪中页提出了理性力学观点,并将其与连续体力学进行结合,提出了理性连续体力学的新体系。这一体系对于建筑结构整体以及各结构间力学特性与稳定性研究提供了有力的支持作用。
(3)固体力学研究的发展。
固体力学是工程力学的一个重要组成部分,也是工程建设中应用最为广泛的力学知识体系。其主要组成包括了材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等基础学科。其中以材料力学、结构力学、弹性力学为基础的建筑力学,是当前土木工程建设中应用最广,研究最多的工程力学内容。如在工程建设技术研究中,材料力学的研究可以确保施工材料韧性、抗压强度、稳定性等数据符合建筑设计方案与实际使用要求,进而保证建筑施工与使用的质量。而结构力学则是在建筑结构设计中,利用力学原理确保建筑结构稳定安全。弹性力学则是在材料弹性基础上,为建筑的抗震、抗压性能提供保障。
(4)计算力学理论的提出与应用。计算力学是建立在计算机计算技术与工程力学基础上的一门力学学科。其主要包括了基础计算力学与工程计算力学两个分支。其中后者是对于工程建设起到了主要的技术理论支持作用。其构架包括了建筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件技术。其主要作用就是通过计算机软件,使用离散化技术和数值分析方法,对建筑结构进行分析、检测以及优化的技术手段。
(5)其他工程力学学科简述。随着力学研究以及工程技术研究的不断进步,工程力学中还产生了一些其他的学科理论,如静力学与动力学、可靠性力学、概率有限元法等分支理论,都在工程技术研究中起到了一定作用。如在静力学与动力学研究中,我们形成了静结构力学与动结构力学概念,进而为建筑结构稳定研究提供了新的力学理论基础。
(6)工程力学实验室研究。工程力学作为一项重要的技术理论学科,其在工程技术中的应用与实验室研究有着不可分割的关系。如材料力学实验室研究,可以验证建筑材料是否达到建筑技术要求,进而确保建筑材料的使用质量。
参考文献:
简述了委内瑞拉北部平原铁路EPC项目的概况,分析了本项目设计与国内铁路项目设计的差异,指出了本项目的设计特点。并结合该项目设计的实践经验和项目总承包的实际,阐述了为完成本项目的设计对现场技术人员的素质要求和设计优化对策。
关键词:委铁EPC项目 设计特点 设计优化对策
一、项目简介
委内瑞拉Tinaco―Anaco铁路项目是中国中铁与委内瑞拉国家铁路局(IFE)签订的EPC项目,由中国中铁作为总承包商负责承建,合同总额75亿美元,工作范围包括设计、施工、设备采购及安装、运营及维护培训等(即交钥匙工程),总工期40个月。其中,由中铁二院全面承担项目的勘察设计工作。Tinaco―Anaco铁路是迄今为止委内瑞拉历史上最重要的一个铁路项目,也是中国高速铁路技术输出的第一个大型EPC项目。项目运作成功与否对中委两国的合作、对中国高铁技术能否成功走向世界都有很大的影响。
Tinaco―Anaco段铁路是委内瑞拉规划铁路网中北部平原铁路系统的中间的一段,为速度目标值220Km/h的客货共线电气化铁路。线路位于委内瑞拉北部平原地区,跨越4个州,全长约470km,沿线设有10座客运车站,3座货运站。全线无隧道工程,共有桥梁66座,桥梁总长13113m。
委内瑞拉北部平原铁路EPC项目的设计特点分析
1、项目的投资组成造成设计优化压力大
该项目合同承包总金额为75亿美元(含12%增值税),国内价1.05亿元(RMB)/km,这个投资若扣除税收约为9000万元(RMB)/km,好象这种铁路地形很平坦,工程简单设计应无大问题。实际情况并非如此,其投资组成还包括了以下部分:
①合同中并无拆迁和迁改的费用,但在实际操作中,此项费用由中国中铁负责,委方只负责相关协调工作。
②相关铁路配套工程。(如引入车站的市政道路等工程)
③外电的配套工程。在国内外电配套工程由当地市政负责,外电工程也由电力公司配套实施,而且投资也不计入工程总投资。
④项目的技术培训等。
从以上项目费用构成中分析可以看出项目的投资控制并不乐观,且存在一定的风险;为达到盈利目的,在项目设计各个阶段必须全方位的进行设计优化,在满足合同和技术要求,确保工程安全和质量的前提下,创造性的开展设计和设计优化,最大限度的降低工程和工程投资。
2、项目勘察设计的工作强度大
根据委国法律项目工程开工建设必须具备以下三个条件:
①设计三个阶段(概念设计、初步设计、详细设计)。
②地籍调查(初步和详细两个阶段)。
③环境评价(三个阶段:环境条例和环境意向书、环境与社会文化影响报告、环境特殊影响研究报告)。
以为三个工作完成后方可施工。地籍调查工作由中国中铁委托当地外协完成,但中铁二院承担了设计、环评工作。其中现场设计工作由于受出图格式,工程设计软件、规范应用和设计文件翻译等因素控制,效率不到国内设计的二分之一,同时还要面临着复杂的审批程序和大量的出图工作。由于当地法律规定对环评审查尤为重视和严格,且环评需要紧跟着设计工作的步骤,造成环评工作是国内工作的3倍以上,而且还需要当地设计公司的协助,设计段落划分的越多,环评工作量越大。
而测绘和地质钻探外业工作受当地法律和治安的影响严重,需要大量的审批手续和保安工作,效率低下。
3、设计工作的国内外配合要十分紧密
仅依靠现场设计组同志来完成所承担的勘察设计和环评工作几乎是不可能满足项目的工期需要和优化目标,还必须依靠大量国内各单位、各专业的大力支持与主动配合,本项目在中铁二院勘察设计史上第一次成立了双配制总体组。各级技术审查、生产调度计划必须全面跟进现场的设计需要,满足和适应计划目标的要求,从而满足设计工期、设计优化和现场施工要求。
三、对完成此类项目设计工作对设计人员的素质要求
我集团公司原来承担的铁路勘察设计项目多以国内为主,有较为完善和成熟的生产管理体制和工作流程,而此次大规模的开展海外项目的勘察设计,尚属第一次,这种变化对工程勘察设计技术人员的要求也有了如下新的要求:
①有很好的适应能力
与国内现场出差不同,要求技术人员能较快的适应当地的气候、饮食和风土人情,能较快的承担现场工作的角色,尽快的了解现场工作的程序和方法,人员轮换不宜过于频繁,且要做好长期现场坚持的各种准备。
②有较好的外语能力和继续学习的能力
现场的语言沟通基本上西班牙语和英语为主,现场的图纸文件也以这两种语言为主,现场虽然有翻译工作组,但受翻译人数和翻译专业所限,为使设计工作效率提高,要求现场技术人员应具备一定的英语和西语沟通能力,且能较好的掌握这两种语言的技术资料和文件。
当地对铁路建设项目设计理念、设计思维和设计方法都与国内项目有所不同,现场技术人员要在工作中尽快了解、学习并掌握这些差异,才能更有效推进现场设计工作。
③有较强的沟通协调能力
现场技术人员需要沟通和协调的部门和组织见下图示。
从上图可知,以现场技术人员为中心,形成多对象的沟通协调工作方式,这就要求现场技术人员有较强的沟通协调能力,保证沟通的通畅和信息的快速传达,从而有效推进设计任务的开展。
④有强烈的责任心和使命感
在海外项目设计工作中,现场设计人员首先代表的是中国人的形象,再次代表的是中国中铁和中铁二院的形象,在任何时间和场合,现场技术人员都要以维护这两种形象为自己的责任和使命,树立中国工程师的良好专业形象。这种责任心和使命感的建立是中国中铁和中铁二院实施“走出去”的海外战略布置的必然要求。
本项目设计流程及设计优化对策
1、本项目设计工作流程见下图所示。
2、设计优化对策
①虽然本项目地形起伏较小,工程地质条件相对简单,但由于委国的自然条件的特殊性和与国内铁路项目的差异。设计需要充分发挥创造性思维和工作方法,针对当地的工程条件和地质条件的不同、标准的适应和国情的不同、施工条件和工艺、设备和材料采购进行大量卓有成效的设计优化工作。如经过对全线系统的优化,充分利用技术标准,将全线的桥梁比重由概念设计的10%降至详细设计阶段的2.8%。
②加强国内设计、审查和计划管理以及国内外两个设计组的衔接,是保证项目设计的进展和设计优化的关键和重点。国内设计和审查可为现场提供大量和宝贵技术支撑,现场必须紧密与国内配合和协调,充分利用国内高端智力资源。
③在本项目的设计中,前期设计优化尤为重要,要有理有据让委方充分相信我们所设计项目的定位和真实需求,进行充分的实地考察和调研工作,掌握当地的水文和地质特征;在前期设计工作中要充分了解当地的法律法规,特别是对环境保护和三电迁改技术要求,充分减少设计变更内容和范围,合理规避设计风险。
参考文献:
[1] 訾士雄. 铁路设计企业EPC项目的风险管理研究[M] . 山西建筑, 2010
关键词:抗震概念设计基本原则 优化准则 构造措施
Abstract: construction engineering structure seismic technology developing direction and trend of performance is based on the seismic design of base isolation, suppressing and earthquake-reduction and the structure control. These development trend from concept to implementation method mutual connection, and will be in construction engineering structure seismic performance bring big change and influence. And in the design of the building structure, the earthquake concept design is in many uncertain factors, in many irregular architecture design, commonly used is also the most effective design concept. Therefore, this requires engineering and technical personnel in building structural design process, we must make good use of the optimization of the anti-seismic concept design rules and the structure of the corresponding measures to ensure the rationality of the design of engineering and safety.
Keywords: anti-seismic concept design basic principles optimal criteria structural measures
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
地震是危害最大的自然灾害之一。它是一种随机的震动,具有难于把握的复杂性和不确定性,就目前的预测地震技术,还不能准确的预测到建筑物所遭遇地震的特性和参数。建筑工程在抗震设计时,在结构分析方面,由于不能充分考虑结构的空间作用、结构材料的非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,同时也存在着诸多的不确定性。因此,建筑工程抗震问题必须立足于“概念设计”,而不能完全依赖“计算设计”来解决。
一、建筑结构设计中抗震概念设计
建筑结构设计包括理论设计和概念设计两种。其中,理论设计是指结构工程师根据计算理论和规范,在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下,对结构进行计算分析,得出数据式的结果,然后利用结果进行设计。而概念设计则是指设计人员从结构的宏观整体出发,用结构系统的观点,着眼于结构整体反应,正确地解决总体方案、材料使用、分析计算、截面设计和细部构造等问题,力求得到最为经济、合理的结构设计方案以达到合理抗震设计的目的。在建筑设计的方案阶段,从总体出发,采用概念设计的方法,能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。这种方法虽有一定误差,但概念清楚、定性准确、手算简单快捷,能很快选择出最佳方案,具有较好的经济、可靠性,同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据是否可行的主要依据。
结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥消能减震的作用,并避免结构出现敏感的薄弱部位。地震能量的聚散,如果只集中在某些薄弱部位,势必会导致建筑结构的过早被破坏。因此,目前各种抗震设计方法的前提之一就是假定整个结构能发挥消能减震的作用。在此前提下才能以常见的小地震作用进行结构计算、构件截面设计并辅以相应的构造措施,必要时采用弹性时程分析法进行补充计算,以达到罕遇大震作用下结构也不会倒塌的目的。不论是现行的《建筑抗震设计规范》还是《高层建筑混凝土结构技术规程》,都明确指出在各种建筑结构的抗震设计尤其是高层建筑混凝土结构的抗震设计中,抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用,因此新规范(规程)均在相关条文中强调了建筑与结构概念设计的重要性,并要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视建筑结构设计中的概念设计。
二、抗震概念设计的基本原则及优化准则
建筑结构概念设计的基本原则有以下几个方面
(一)建筑结构的规则性和匀称性。
建筑抗震设计规范要求,“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面布置宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。”建筑平面应采用规则的平面布置,对A、B 级高度建筑宜平面简单、规则、对称、减小偏心;均匀规则的平面布置,既可以使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,又能使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。结构布置均匀、建筑平面规则。同时,又有利于防止薄弱的抗侧力构件过早出现破坏或倒塌的现象,使地震作用能在各抗侧力构件之间重新分布,增加结构的赘余度数量,发挥整个结构消能减震的作用。
(二)建筑结构的刚度和抗震能力。
水平地震的作用是双向的,结构布置应使结构能够抵抗任意方向的地震作用。一般情况下,可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。结构刚度的选择既要减少地震作用的效应,也要注意控制结构变形的增大。建筑结构应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。现今的抗震设计计算中并不考虑地震地面运动的扭转分量,因而在概念设计中一定要注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。
建筑结构的整体性原则
在建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力构件,而且要求这些构件能协同承受地震作用,特别是当竖向抗侧力构件布置不均匀或布置复杂或抗侧构件水平变形特征不同时,整个结构就要依靠楼盖使抗侧力构件能协同工作。
(四)建筑结构抗震概念设计的优化准则
结构抗震概念设计的优化准则,即“四强四弱”。“强柱弱梁”是指节点处柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力;“强剪弱弯”是防止构件剪切的破坏,要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力;“强节点弱杆件”是防止节点的破坏先于构件;对于杆件截面而言,“强压弱拉”是为避免杆件在弯曲时发生受压混凝土破裂的脆性破坏,使受拉区钢筋的承载力低于受压区混凝土受压承载力。
三、抗震概念设计的构造措施
建筑结构抗震概念设计的构造措施有两个方面:一是调整或限制构件的荷载效应,二是强制规定必要的结构抗震措施。具体说来,抗震概念设计的构造措施就是设置构造柱、圈梁和与框架柱及抗震墙相关的截面尺寸、轴压比、配筋率、箍筋的要求等。比如,多层砖砌体房屋的抗震构造措施主要是构造柱、圈梁等,而在高层建筑的抗震设计中,竖向抗侧力构件(如框架柱、抗震墙)的布置及与其相关的抗震措施。具体的构造措施要求如下:
(1)构造柱应该设置在墙体的两端或墙体的交接部位。它主要不是承担竖向荷载的,而是抗击剪力,抗震等横向荷载的。近年来为了提高砌体结构的承载能力或稳定性,而又不增大截面尺寸,墙中的构造体长按需要设置在墙体的中间部位,圈梁的设置必须是封闭状态。
(2)圈梁的设置应该在装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房中,并且圈梁最好与预制板在同一标高或紧靠板底,圈梁应闭合,遇有洞口应上下搭接。
(3)一般情况下,抗震墙布置在竖向荷载较大处,平面形状变化处以及楼梯间和电梯间。纵横向抗震墙,宜合并布置为L形、T形、工字形,使纵横墙互为翼缘,从而提高其强度和刚度。抗震墙的间距不应过大,以防止楼板在自身平面内变形过大。抗震墙之间楼(屋)盖的长宽比应符合规范的规定。抗震墙的配筋率,抗震等级为一、二、三级应≥0.25%,四级应≥0.2%。钢筋直径≥8mm,同时≤墙厚/10,间距应≤300mm。结构设计规范中对框架柱和抗震墙的截面尺寸、轴压比、配筋率、箍筋等的规定是非常重要的抗震构造措施。
以上几项只是简单列举了设计规范中结构抗震构造措施中的部分内容,作为工程设计人员应该严格按照现行的设计规范中的相关规定进行建筑工程的抗震设计。
总之,作为土木工程技术人员在高层建筑的研究和工程设计中,应该从整体宏观的观点出发,把概念设计更好地运用整个设计过程中,综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容,从而创作出更加安全、适用、经济美观的建筑。
参考文献:
[1].建筑抗震设计规范(GB50011-2010)
[2].陈龙洪.谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰.2010.02
关键词:工程物探技术的运用;工程物探技术的理念;工程物探的优势
由于近些年来科技的飞速发展,工程物探技术的快速发展也让它成为地质科学上很重要的勘察方法,因为是一种很科学、合理、有效的检测勘探的方法,所以被很多土木工程师以及设计工作人员们接受,这也同样象征着现代勘察水平的高。
一、工程物探勘察技术的工作方法以及工作情况
当前在地质勘察的时候,除了要利用自己所研究的实验结果,还必须要想到磁异常效果的相关资料,因为地质引物体性和地下地质构造的差异所引起的地球物理异常,但是这也只是一种非实物性、一种间接性的探测结果,它具有多解性以及局限性,不过如果只是靠一种方法的话就会将地质找矿的风险性加大。为了将工程施工资金的使用率提高,现如今都提倡使用综合性全面、有效的勘察,这就让我们更加需要了解各种各样的勘查方法以及学会怎样利用。
磁法、重力、地震、电力、放射性和电磁波以及地质雷达这七种大类方法工程物探的方法。
1.浅层的地震技术
用于因人工所激发的弹性波在地质岩石里的传播来探究岩性信息以及地下地质结构的一种使用方法就是浅层的地震技术。
2.甚低频型电磁波
运用广播电台发射的电磁波和甚低频率当做场源的基本原理就是甚低频电磁波的基本原理,在天空上、地表下还有底下的测量它们的电磁场的空间分布状况,从中获取浅层地质里面的电性局部的状况。
3.层析成像
地震层析成像就如同运用医学X射线CT的概念是一样的,通过地震波的数据推断出地下结构的物理属性,从而可以通过这来进行分层解析它绘制出的图像的技术。
4.瞬变电磁的方法
电磁测深的方法里面有一种就是瞬变电磁的方法。TEM是以电磁感应的理论概念为基础的,经过对于目标物感产生的涡流场在它的周围形成的第二次电磁场因为时间所发生的变化的影响特点进行的探究与分析,从而推断出目标物的空间状态,这也就达到了探测研究的目的了。因为这,TEM在对于高导电性很大的矿体的寻找的时候是有非常作用效果的。
5.大地电磁测深的方法
大地电磁测深的方法是用纯天然交变电磁场作为电源的被动场源的电磁测深的方法。大地电磁测深是经过被动场源所导致的表现出测到的磁、电场的变化来对地下的矿物质的分布状况还有电性研究的一种方法。
二、工程物探技术的运用
1.对于探地雷达的相关运用
高频电磁波是以宽频带脉冲的形式来经过发射天线进行发射的,然后再通过目标体来透射以及反射,接着再用接收天线接收。当高频电磁波在介质里进行传播的时候,高频电磁波的电磁场的强弱、它的路径以及波形就会跟随着介质里的电性质还有集合形态的变化而变化,因为这样才会经过对时域里的波形的收集、处理还有分析、探讨,从而判断目标体的具体空间位置还有结构形态以及地下的界面,这就是探地雷达的原理。
地质雷达有很多的优质特点,比如它具有的分辨率很高、它操作起来非常的简便、它的抵抗干扰的能力较强,还适合于各种各样的环境当中。周围介质里只要可以存在的物性的差异以及地下管线的目标都可以被探地雷达所发现。所以它经常运用到都市的地下管线的探测方面。
本篇文章就是运用了瑞典玛拉公司企业所生产、发明的探地雷达,用探地雷达对徐州某地的地下管线做了探测、分析,从而推断出地下管线的走向还有具体的位置。还依照实际开始挖掘与探测得出的结果进行比对研究,对于雷达测线平面不是太过于正常的特点进行分析处理。
只有周围介质和目标管线体中的电磁波传播的速度还有介电常数之间有着清晰的差异就是探地雷达可以运用的前提。
(1)金属性的管线因为在金属里面的电磁波的速度为零,所以它是不能再金属里进行传播的,电磁波到达金属管道的界面的时候几乎都是全部再被反射回来。
(2)不是金属的管线到里面的介质,比如水、空气等,它与周围介质的电磁性的差异会很大。
(3)管线的周围都是像砂质土、粘土等等这样的,管线的管道上面一般都是铺上有压实路面的结构层,就像混凝土、沥青路面还有三合土这样的,管道里面的介质一般都是空气、可燃的气体以及水等等,管道的管径通常就是1.5m到0.1m之间。
如果要是对探地雷达还有管线探测进行分析解释的话必须要从两个方面来说:
第一就是当是管块还有沟道的形式的时候,一般界面的反射中部是平板的形状,两端是半支下开口的抛物线的形式的同相轴。
第二就是当在管线探测的横向剖面的时候,因为管线作为独立的埋设物,在管线是圆形的管道的时候,管线是开口向下抛物线像天桥的形状的,这是它的反射波的同相轴。
2.电磁波的相关运用
根据电磁波在各种各样的介质里传播的特点,用来反应出地下界面上下介质中的物性式的差异,当差异越来越大的时候电磁波的反射波也会越来越强,它的振幅也会越来越大,介质里面的反射波速度的大小就决定了它振幅的方向,当电磁波要从介电常数较大波速反而较小的介质里面到介电常数较小、波速较大的介质里的时候,反射系数为正,也就是说它的振幅与入射波为同方向;不然如果相反的情况之下,它的反射系数就会为负,也就是说它的反射波的振幅为反向的。
徐州那里有一个矩形的场地,矩形场地的下面设有排水管线、地下的电缆还有地下光缆以及热力管线。所以它们在进行探测的时候一般都是从两个方向进行扫描的,那就是南北方向还有东西方向,经过这两个方向的扫描,它就完全将整个场地给覆盖了。依据地下管线所做的雷达扫描反应出的波形测线剖面图,从而在上面标志出地下管线的可能位置。
在纵向深度有2米、水平距离有10米的位置上,会有一个非常明显的拱形的异常,它的异常弧度比较大,由于剖面周围还有电缆什么的,用这个方法还可以推断出地下电缆在什么地方。
由于纵向的深度有2米、水平距离有9米的方位上有一个不明显的拱形异常,它的异常的幅度不是太大,当经过实际的挖掘后,发现它是下水管道。
三、勘察中的优势和选用合理的工程物探的方法
1.勘察时的优势
第一就是在水域进行勘察的时候,根据工程物探的方法对水下底层的变化状况进行探测,这样可以将钻探的工作量降到很低,从中便可以节约成本;第二就是通过运用工程物探的方法对基岩面起伏的情况进行了解,因此将钻孔的工作进行正确、合理的布置;第三就是运用物探的方法对较为复杂的岩溶的分布情况进行探测,钻探还能根据物探的灵活布置,如果两者相结合的话就可以对区域内所有的岩溶分布的状况完全掌握了。
2.选用合理的工程物探的方法
第一在选用物探方法的时候一定要注意成本。第二在选用工程物探方法的时候一定要有针对性,前提是一定要具备场地条件还有物性前提。
四、结束语
对于工程物探来说,因为物探技术理论的缺乏、干扰性又太大、解决问题的方法不够完整,所以造成工程物探技术在运用的时候还是会产生很多的问题,出现很多的缺点还有盲区。对于解决地质问题的作用效果还有适合性做分析,让各个方面的成果能够进行互相佐证,取长补短是为了将工程物探资料解释精度还有可靠性进行提高。工程施工的技术人员必须要认识到工程物探技术里面的缺点还有是否有效,经过正确的工作进行最为准确的推断成果,从而能够对工程建设还有环境工程更好的服务。
参考文献
【1】刘康和,杨玉春.浅析综合物探的意义与作用[J].西部探矿工程.2015,17(11)
【2】王振东.浅层地质勘探应用技术的解析[M].北京.地质出版社,2010.123-124
[关键词]排水固结法 地基处理新技术 水利工程 教学模式改革
[中图分类号] TU41;G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)06-0132-03
地基处理(foundation treatment)一般是指用于改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力,改善其变形性能或抗渗能力所采取的工程技术措施。[1]随着我国各类建筑与高等级公路的高速发展,软弱地基处理成为工程界亟待解决的重大问题。[2]目前,重庆交通大学地基处理新技术课程是针对水利工程专业研究生开设的,也有很多高校的土木、交通、水利、铁路等专业都开设了本课程或教学内容相近的课程,旨在扩大土木工程及相关专业的学生的知识面,熟悉常用的较新的地基处理方法,提高解决工程实际问题的能力。[3]排水固结法作为地基处理技术中一种最基本的方法,主要用于解决地基的沉降和稳定问题,是本课程的重要内容之一。
课堂是教育教学的主阵地,它直接关系到培养什么样的人的问题。[4]课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段,它是教师给学生传授知识和技能的全过程,课堂教学模式直接影响教学效果。本文从排水固结法的教学特点及教学中存在的问题两方面出发提出课堂教学模式改革方法,以期达到诸多教育者和研究者所关心的如何提高该方法教学质量的问题。
一、排水固结法的教学特点
(一)授课对象
为了提高硕士研究生地基处理专业知识与专业技能,我校早在2007年就为水利工程专业研究生开设了地基处理新技术作为专业基础课,并作为其他专业的专业任选课供全校研究生选择学习。我校是重庆乃至中国西南地区较早开设地基处理相关研究生课程的高校之一,并且把作为基础本方法的排水固结法选为本门课程的教学重点和必须掌握的知识点。因此该方法的主要授课对象为研究生,且主要为水利工程专业硕士研究生。
(二)授课教学内容
排水固结法又称为预压法,适用于饱和软黏土、可压缩粉土、有机质黏土和泥炭土等,特别适用于在持续荷载作用下的地基土。它是一种在建筑物建造以前,在天然地基或者设置有竖向排水体的地基上进行加载预压,使地基中的自由水随着竖向排水体排出而使得固结沉降提前完成,地基土强度得到提高的方法。[5]排水固结法的教学内容安排如表1所示:
表1 排水固结法的教学内容安排
从教学内容上看,排水固结法的授课主要存在以下两个方面的特点:
1.涉及知识面广:排水固结法包括堆载预压法、真空预压法、真空堆载联合预压法、电渗法几种基本方法,包含加固机理、设计计算、施工工艺等方面的教学内容,体系庞大,涉及土力学、水力学、工程地质学等基础专业知识,涉及知识面广,要求学生有一定的专业基础;
2.工程实践性强:学习排水固结法的目的是使学生掌握其基本理论,了解本方法或技术最新的发展动态,分析存在问题的原因,掌握方案的选择和评价,培养学生应用本方法加固适用地基的实践能力。教学内容与工程设计规范密切相连,学习的最终是服务于工程设计,因此具有较强的工程实践性。
二、课堂教学模式存在的问题
目前针对教学内容主要存在的问题有:
(一)“灌输式”授课
研究生教育是我国教育结构中最高层次的教育,肩负着为国家现代化培养高质量创造性人才的重任。[6]研究生的硕士阶段教育,是本科毕业之后继续进行深造和学习的一种教育形式,在学生掌握专业所需基本技能后,在专业修养素质上有更大的提高,其目标是培养有一定理论基础的专业设计工作者即设计师。研究生毕业生在国家各项事业中发挥着重要的作用,他们中间有相当一批人将成为教学、科研和部门的主要骨干力量以及学术带头人,有的将获得国家发明奖和重大科技成果奖。排水固结法的授课对象为硕士研究生,他们有别于本科生,处于接近成熟的成长时期,求知欲望强,对未来有很高的期许,且有强烈的拓宽知识面及接触新鲜事物的要求,采用本科传统的“灌输式”授课方式是不能满足硕士培养的要求,这是针对授课对象存在的主要问题。
(二)底子薄
排水固结法的教学内容涉及知识面广,需要学生对土力学、水力学、工程地质学等基础专业知识有全面的了解,而我校的水利工程研究生招生来源于不同高校或相近专业,他们本科开设的课程有所不同,对专业基础知识的认知面单一,想要“消化”排水固结法中的相关知识点,有一定的难度。
(三)见闻少
排水固结法学习的目的是服务于工程实际,而绝大部分学生是本科毕业后直接攻读硕士研究生学位,毫无工程背景,听到见到的工程都比较少,学生仅靠书面教育,想象力的发挥存在很大的局限性,见闻少也使学生对该方法的掌握多了一道障碍。
(四)条理不佳
从表1可以看出,在教学中先对排水固结法进行了概述,后进行了加固机理、设计计算、施工方法等方面的介绍,其中分别讲述了几种基本方法,教学的侧重点在于基本原理,理论性很强也比较全面,但是这样的表述方式让学生难于对某一个方法形成系统性的认知。研究生毕业以后,大多就职于设计院、研究院以及高校,从毕业生毕业工作以后的反馈信息可知,多数毕业生对复合地基排水固结法的理解不透彻,概念模糊,缺乏具体排水固结法分类方法的认识,当遇到工程设计分析的时候,一片茫然,不知如何下手。
(五)缺乏支撑
理论来源于实际,又服务于实际。排水固结法学习的最终目的是解决实际问题,但在本教学内容的设计上,极少提及实际工程,有一定的缺陷性,单纯的理论教学容易让学生感觉疲惫,且不易理解。
三、课堂教学模式改革
(一)教学内容的改革
由于排水固结法教学内容条理性不佳,并且缺少工程实例,让学生对该部分的内容含糊不清,设计方法不明确,因此,对该部分教学内容进行了改革,改革后的教学内容如表2所示。
表2 排水固结法改革后的教学内容安排
从表2可以看出,改革后的教学内容与原教学内容相比,存在几点不同:
1.先简述排水固结法的原理,对几种方法中一致性的内容作了统一讲解后,按照小节的方式分别讲解每一种方法的原理、设计、施工,各个击破,也有利于学生进行对比分析理解,对每一种方法形成系统性的认识;
2.增加了工程案例小节,形成系统认识后,列举了我国几种应用排水固结法进行地基加固的工程实例,进一步加深了学生对排水固结法各种方法的认识;
3.针对研究生的培养目标,根据本行业目前的研究动态和国内的工程应用情况,增加了发展趋势一小节,让学生更好的分析了解排水固结法的发展动态,为他们的科研之路做好铺垫工作;
4.通过本章思考题,让学生巩固所学排水固结法知识点,便于日后应用。
(二)“图片+视频”式教学模式
排水固结法的教学内容决定了排水固结法教学工程实践性强的特点,规范规定的条例仅靠文字表述,会让课堂了无生气,学生的学习热情大幅度降低。图片是一种直观的简化的表述方式,在课堂教学中使用简单的文字配以形象的图片制作课件,让课堂教学五彩斑斓起来,能够合理规避学生的视觉疲劳,提高课堂学习效率。而随着电子科学技术的飞速发展以及信息化进程的加快,越来越多的工程制作宣传片,还有按照原理制作的一些教学短片,工程现场拍摄的视频等都可用作教学,使课堂更加活泼生动。因此,这种“图片+视频”式教学模式可以很好的提高学生的学习兴趣,传输大量的学习信息,加深学生对教学内容的记忆,加强对知识点的理解,能够有效的提高课堂教学质量。
(三)网络化学习方式
20世纪80年代以来,教育改革的总趋势是教育多元化、社会化、信息化和国际化。[7]对硕士研究生的培养,应采用课程学习和科学研究相结合的方式,因此既要注意知识的传授,更要加强能力的锻炼。硕士研究生毕业要在坚实的掌握本学科基础理论和系统的专门知识的基础上,具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。要达到这一要求,硕士研究生必须具备查找和阅读科技文献的能力,正确掌握学科的发展动态及发展趋势。在本课程中,针对教学对象为硕士研究生这一特殊授课对象和几乎每位学生都有电脑的特点,增加了排水固结法的发展趋势一节,这一节的增加也旨在培养学生查阅相关科技文献数据库或其他相关网络文章的能力,通过阅读文献,了解排水固结法的发展动向,总结其发展趋势,凝练其科学难题,学习解决这些科学难题的科学研究的方法。
三、结论
课堂教学是教育教学中使用最多最为普遍的一种教学方法,其教学模式的正确与否很大程度上决定了教育质量的高低。文章结合排水固结法的特点及教学中存在的问题,广泛吸取国内外其他高校同行的教学经验,参考毕业学生和用人单位反馈的信息,依据现代化的教育教学理念,在多年的教学经历中总结教学经验,重点探讨了通过调整课题教学内容、综合运用其他教学手段的课堂教学改革模式。与原来的教学模式相比,新模式能够结合课程内容自身特点,以学生为中心,采取多种手段,激发学生学习的兴趣,加深学生对工程概念的理解,充分调动学生学习的主观能动性,因此使教学真正达到培养工程师的目的,取得了较好的教学效果,并且为进一步的科学研究打下基础。
[ 注 释 ]
[1] 郑俊杰.地基处理技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2004.
[2] 李彰明,冯遗兴.动力排水固结法参数设计研究[J].武汉华工学院学报,1997(19):41-44.
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[4] 张晓华.当前课堂改革的困惑与对策[J].教育情报参考,2005(6):37-38.
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[7] 梁世宁.新课标下中学地理情境教学的理论与实践研究[D].福州:福建师范大学教育硕士学位论文.
[收稿时间]2014-12-18
水污染控制工程是高校环境工程本科专业类必修课程,也是重点特色专业建设的关键课程之一。基于专业课双语教学实施现状分析,进行了课程辅双语教学活动改革探讨。在不增加课堂教学学时的前提下,通过调整课堂组织方式、开展课外教学互动、优化多媒体课件内容等,合理置入适量的双语教学模式。在满足教学目标前提下,显著增强了本科生对专业知识的深入理解,并提高了学生对英语文献的阅读分析能力及科技英语书面表达能力,在实际操作中具有可行性。
关键词:水污染控制工程;专业课程;双语教学;本科教学
中图分类号:G20;TU82 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04009704
作为培养复合型人才的有效途径之一,采用双语教学的方法和模式进行专业知识学习,符合中国加入WTO后教育发展的总趋势,也是中国大学国际化、步入世界知名大学行列的一项重要手段[1-3]。随着科技、经济、文化全球化趋势的日益显著,专业技术性国际交流活动愈发频繁,培养掌握特定专业知识和技能,并能熟练使用外语在国际市场施展拳脚的高层次人才已是大势所趋[3]。环境工程专业是大学本科开设的重点学科方向之一,推行双语教学也成为众多高校环境工程本科教学改革的一项重要内容。但是,专业课程教学学时有限,教学组织模式复杂,学生英语水平参差不齐,以及在师资配置方面的局限等因素,严重制约了专业类课程双语教学在本科阶段的实质性开展[4]。水污染控制工程作为大学本科环境工程专业的一门主干课程,基础理论复杂、工程应用性极强,是一门与国际研究现状与发展成果紧密结合的前沿性课程,开展该课程的双语教学实践对培养厚基础、宽视野、强技术的复合型人才大有裨益。目前,许多高校都已将该课程列为不同级别的精品课程进行持续性建设,包括课程内容提升整合、教学组织方式深度优化、实验与课程设计的综合实践等。
结合重庆大学环境工程专业水污染控制工程校级精品课程的建设过程,笔者在实践教学中进行了辅双语教学活动的尝试和总结,在不增加现阶段课堂教学学时的前提下,探索最大限度地发挥课堂教学效率、促进专业类课程双语教学实施的途径与模式,以期为环境工程本科专业类课程的双语教学改革提供有益参考。
一、专业课双语教学现状分析
就全国双语教学开展现状而言,除十余所国内一流高校外,大多数高校专业类课程双语教学的开展尚处于规划和建设初期,尤其是针对工科类专业课程的双语教学活动更是有待进一步推进与加强[5]。从专业类课程双语教学的开设类别看,相对金融、贸易、管理等学科,中国各高校在环境工程专业学科领域开设双语教学活动的数量仍相当有限;从教学内容看,环境工程专业已开设的双语课程主要针对环境工程概述性原理和泛化性技术基础的课程教学,如环境工程概论,环境工程与科学导论、环境经济管理概论等,而核心、主干专业课程,如水污染控制工程,固体废弃物处理与处置、大气污染控制工程、环境工程原理等,由于这些课程的专业性和综合性较强,教学难度较大,开展该类课程双语教学的现有实践经验甚少。水污染控制工程作为工程应用性极强的精品课程之一,其课程建设本身是一个与时俱进的长期过程,从进一步促进学生对专业知识的吸收和认知,多视角拓展学生的国际视野、潜移默化地增强学生对英语文献的识读及理解能力等角度,将双语教学的理念与模式适时、适当地融入到教学实践中,符合高校专业类课程教学改革进程的发展方向。
二、专业课辅双语教学方法分析
(一)课堂教学组织方式
学院辅双语教学实践尝试结合水污染控制工程精品课程建设同步进行,实际教学活动中未增加课堂教学学时,坚持以专业性工程型人才培养为目标,兼顾提高学生专业外语的应用能力,包括专业英文词汇的积累、专业英文文献句段的习惯表达、外文科技文献的核心内涵理解。教学组织总体上持续关注学生的兴趣与授课反馈,充分利用并合理配搭英文教学资源,循序渐进,适当、适量、适时地将英文教学贯穿在课堂授课过程之中。
首先,强化针对性预习环节。各教学单元任务开始前,安排5分钟左右的课堂时间,教师发放预习提纲,包括下一教学单元的重难点、双语辅教学内容及其相关的英文科技文献或教辅材料的梗概性选编、教师要求的预习方法与完成方式等,要求学生课后按要求认真完成。例如,若采用双语教学的知识点为基本概念或原理,则需按预习提纲简明扼要注明其基本要点与内涵实质的英文释义;若为某一典型水处理技术方法,则应批注其单元操作控制步骤的英文关键词。教师随堂对预习情况进行抽查,计分重点考察学生对待预习任务的态度和关注程度,按15%比例计入期末综合成绩。针对性预习方式不仅避免了教师盲目编写双语教学讲义,而且较好地激发了学生的主动性和独立思维,使学生双语课堂教学的适应能力大大增强。针对性预习方式在强化双语教学的同时,提高了课堂效率,有效解决了双语教学流于形式的问题。
其次,在课程辅双语教学实践中,不过多分析专业术语英文语法成分,重在逐渐培育和形成仅把英语作为不同于母语的一个载体,培养学生对英文科技文献的熟悉关注度,潜移默化地提高学生的英语应用能力,为学生能持之以恒地涉猎专业领域外文文献,并水到渠成地达到一定水平奠定良好基础。
最后,彰显辅双语教学在授课方式上的灵活性,最大限度地利用包括英文网站资源、英文原版资料片等在内的优质信息资源,减少学生对外语授课的恐惧。一方面教师需花费大量时间和精力对涉及双语授课知识点的材料进行筛选、剪辑、编排,对板书—课件—口头的教学方式合理优化,以科学利用有限的课堂时间,达到“授之以渔”的教学效果。如:在污水处理工艺流程章节双语授课时,各处理单元专业词汇相对简单,因此可通过全英文flash课件,配合学生图片达到理论联系实际的效果。另一方面,笔者认为辅助双语教学中英文授课比例也不应拘泥于特定的任务性指标,而应根据学生的接受能力灵活调整。众所周知,课堂提问能有效提升教学效果、活跃课堂气氛,但该课程受到学时与开班人数的限制,提问互动未能深入展开。为避免出现“满堂灌”,课堂上应适当采取开放提问,鼓励大家广泛参与,或者通过教师自问自答的过程启发推理,引导学生集中注意力、认真思考。
(二)课外教辅互动
水污染控制工程作为一门专业主干课,多年来课外答疑指导环节已成为该课程教学体系中必不可少的环节。为有效提升双语课堂教学效果,适当调整和强化了课外教辅互动,以缓解学生在双语授课环节的紧张和压力,持续激发学生对专业课学习的浓厚兴趣。一方面增加了采用英语表述的课后作业考查,比如:结合文献查阅简单归纳某污水处理技术的发展沿革,对水处理单元技术进行典型影响因素讨论,或者完成某特定污水水质处理的流程分析等。利用集中答疑时间,师生共同讨论、交流作业内容,在各抒己见中,活跃学生思维,锻炼科技英语表达,培养学生应用英语分析专业问题的能力。另一方面,较之于单纯的中文教学,学生对双语教学的接受认可度更为重要,因此,在教学活动中鼓励学生课后借助邮件提问,鼓励学生采用英文邮件形式交流,教师每周集中一个上午的时间进行整理和选择性回复,并就典型问题课堂集中解答,作业与课后讨论按15%的比例计入期末综合成绩。
为增强双语教学的趣味性,增加学生对知识点应用的理解,拓宽学生知识面,笔者尝试将双语辅教学实践探索融入实验环节,实验报告册中实验所用仪器、设备以及试剂等采用双语注释,实验结果讨论中要求学生至少对一条结论用英文展开分析,让学生尝试简单的科技英文书面表达,最大限度地发挥实验教学环节对双语教学的促进作用。
(三)课件内容与形式优化
作为精品课程建设的重要环节之一,水污染控制工程教学课件的不断完善是其建设过程的重要环节。根据课程辅双语教学模式的需要,对课件内容和形式进行了优化。
首先,对适合进行辅助双语教学的内容进行精心选择,按原理性、技术性、应用性、前沿性等几个基本层次,优化辅助双语课件编制方式进行,营造良好的课堂氛围。原理性教学内容(需氧有机污染氧垂曲线、吸附理论基础等)科学性较强,包含的基本概念和术语相对较多,课件中主要以关键词的双语表达显示;技术性教学内容(污水处理工艺单元等)规范性较强,知识构成专业性、典型性强,课件中采用双语概括关键句,简述案例,并辅以原版英文资料;应用性教学内容(膜技术、离心机等)成套设备较多,与实际应用结合紧密,双语更多地体现在图片信息、国外应用性录像短片等方面;前沿性的教学点(如难降解有机物高级氧化与吸附处理等)多为目前国内外研究热点,英文科技文献与网络学术交流相对丰富,双语课件的相关内容则采用权威研究成果列表归类的形式,培养学生归纳文献成果的能力,激发学生对科学问题探究的浓厚兴趣。
其次,课程双语教学课件的内容编排并非面面俱到,取舍原则主要基于学生对采用双语教学知识点的接受程度,并兼顾课时与大纲进度。教师应根据专业知识难易程度、学生英
语理解平均水平因材施教。就该课程而言,在水污染控制基本原理部分采用双语辅助教学,学生具有环境工程概论的基础,易于在授课初提高学生的接纳度和参与程度,让学生有一个逐渐适应的过程。同时,选择比较典型的,目前在水处理领域应用相对较多的技术性方法,如沉淀、吸附、混凝、好氧活性污泥处理法等内容适度进行辅双语教学,重点突出而又有拓展空间。课件内容编制应注意考虑知识点在国内外教学体系中的差异,比如,国外一些原版教材一般笼统考虑水处理过程,沉淀、过滤、混凝等主要针对给水处理,而该课程重点针对污水处理与污染物控制,因此在注重对原版英文教材、英文文献取舍的同时,应按教学大纲认真选编课件内容。
此外,从专业词汇的认知与知识讲授的角度,需充分考虑词汇的前后衔接、循序渐进,逐渐接触、逐步积累。辅助双语课件制作的主线也应从易到难、从单个词汇标注到句,具体内容上可以根据难易程度作局部调整。基本原则是尽可能减小课程在辅助双语教学中师生的交流。难度较大相对复杂的内容以中文为主,配以章节、小标题或提纲,重要专业词汇和术语用英文表达;而易于理解的部分,采用全英文课件形式。
三、结语
开展理工科本科专业类课程的双语教学是中国本科教学改革发展的重要方向,也是培养具有一定国际视野和掌握国际通用语言的专业性人才的必然趋势。确保良好的双语教学质量,需要教育政策的引导,需要各级教育工作者共同思索,客观认识大学本科专业类课程双语教学的实质性内涵及其教学功能,以学生为本,探索具有针对性与学科特色的专业课双语教学模式,全面推动专业类课程双语教学体系的完善和发展,推进高校本科教学质量工程再上新台阶。
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Bilingual teaching of water pollution control course
XU Xiaoyi, HU Bibo, YANG Chun
(College of Urban Construction and Environmental Engineering, Chongqing University, Chongqing 400030, P. R. China)
Abstract: