土木工程博士論文范文
時間:2023-03-15 09:24:28
導語:如何才能寫好一篇土木工程博士論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
在國家級實驗教學示范中心建設過程中,福州大學提出“理實結合、教研互動、嚴謹求實、鼓勵創(chuàng)新”的實驗教學理念,重視創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實驗室隊伍建設,自主研發(fā)儀器設備,注重理論與實踐結合,加強校際間交流與合作,采取多種措施提高學生的綜合素質,取得了喜人的成果。
陳寶春,博士,教授,博士生導師。福州大學土木工程學院院長,兼任福州大學土木工程本科實驗教學中心主任。長期從事本科教學工作,負責福建省精品課程橋梁工程的建設與主講,主編和參編教材多本,主持或參與教改課題多項,發(fā)表教改論文多篇,2010年被評為福建省教學名師,2011年獲寶鋼優(yōu)秀教師獎。
承擔了碩士和博士研究生課程各1門。所指導研究生中,已畢業(yè)碩士24人,博士11人,其中3人獲得盧嘉錫優(yōu)秀博士生獎,4篇論文被評為福建省優(yōu)秀博士論文。
致力于組合結構的研究與應用推廣工作。鋼管混凝土拱橋的研究居國際領先水平,出版《鋼管混凝土拱橋》等專著。主持國家與省部級科研項目和重大橫向項目數(shù)十項,獲國家和省部級科技獎勵十余項。
:教育部自2005年啟動“高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作”后出臺了一系列文件,對高校教師轉變實驗教學思想產生了重要影響。您認為貴校領導和實驗教師在教育理念方面有哪些轉變?
答:自2009年福州大學土木工程實驗教學中心成為國家級實驗教學示范中心建設單位以來,學校領導和中心教師始終圍繞著教育部的實驗教學示范中心建設目標來管理和發(fā)展,并結合福州大學的實際發(fā)展狀況,提出了“理實結合,教研互動,嚴謹求實,鼓勵創(chuàng)新”的實驗教學理念,以適應培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型高素質工程技術人才的需求。
主要的教育理念轉變有以下幾個方面:
(1)定位實驗教學和理論教學同等重要的地位。要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐動手能力,實驗教學具有理論教學不可替代的重要作用,因此將實驗教學提高到與課堂教學同等重要的地位,并提出“培養(yǎng)實驗基本技能和項目設計能力,培養(yǎng)提出問題、解決問題能力,培養(yǎng)團隊精神,促進個性發(fā)展”的實驗教學方針。
(2)重視創(chuàng)新能力培養(yǎng),構筑開放性實驗室環(huán)境。學校抓住旗山校區(qū)建設的契機,以校園網(wǎng)為平臺,投入180多萬元為各實驗中心建設開放式實驗教學管理系統(tǒng),對實驗教學的各環(huán)節(jié)實行網(wǎng)絡化管理。
(3)重視實驗室隊伍的建設。實驗室隊伍的業(yè)務水平直接決定了中心建設的質量,學校設立實驗教學關鍵崗、重點崗以及實驗教學彈性編制,吸引了科研工作中成績突出、勤于思考、有敬業(yè)精神的學術骨干和中青年教師參與到實驗課教學工作中來。
(4)加強理論和實踐的結合,優(yōu)化實驗教學內容。從土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)出發(fā),開展對實驗教學體系的深層次改革和建設,構建“三層次、三平臺、三基地”的土木工程實驗教學體系,使實驗教學內容與科研、工程和社會應用實踐密切聯(lián)系。
:我們了解到貴中心自主開發(fā)了許多教育設備,這些設備在教學和科研中均有卓越表現(xiàn),請您從中選取2~3件自制設備,介紹它們在實驗教學過程中顯現(xiàn)出來的突出特點。
答:(1)新型水泥基材料抗裂性能測試儀
中心教師設計和自制了集新型環(huán)形約束收縮測試裝置、養(yǎng)護箱以及應變采集系統(tǒng)(包括數(shù)據(jù)采集電纜線、應變采集儀和普通計算機)于一身的新型水泥基材料抗裂性能測試儀(如圖1所示)。其具體技術參數(shù)主要有:控溫范圍:10 ℃~60 ℃。控溫精度:±0.2 ℃??貪穹秶?0%~95%??貪窬龋骸?%。擱架性能:一次可放置6個約束收縮試件;分為6層擱架,每層擱架間距250 mm,每層擱架的面積大于600 mm×600 mm,從而具有占地面積小的優(yōu)點。
采用在混凝土環(huán)中插入隔板的方法,誘導一條裂縫在隔板處產生。增大隔板處混凝土環(huán)向拉應力,產生應力集中,加快混凝土環(huán)裂縫的產生。
通過對內鋼環(huán)應變數(shù)據(jù)的分析,可以獲得混凝土環(huán)內部微裂縫產生和發(fā)展等損傷信息。提出的評價方法,即使在裂縫不可見的情況下,也能對混凝土抗裂性能進行快速評價。
本裝置及相應的評價方法可將混凝土結構裂縫的事后修補變?yōu)槭虑邦A測和評估。當發(fā)現(xiàn)混凝土配合比不滿足抗裂要求時,通過調整混凝土配合比,可減少混凝土開裂的概率,延長建筑物使用壽命,具有非常好的經(jīng)濟效益、社會效益和廣闊的應用前景。
該自制設備已推廣到廣西大學等高校,獲實用新型專利和發(fā)明專利各1項,發(fā)表學術論文若干篇,在福州大學本科生科研訓練計劃(SRTP)“再生細骨料的性能研究”和“新型引氣劑對高性能混凝土抗裂性能的影響”中得到應用。
(2)大型量水堰
該設備屬薄壁量水堰,是一種使用最早且精度較高的測流設施,廣泛用于水力學、水工實驗室及灌排渠道上,長7 m,寬1.2 m,高3 m,最大可量測流量為0.6 m3/s(如圖2所示)。該設備可單獨使用,也可與渠系建筑物配合使用。薄壁量水堰在鐵制堰板上設置缺口,使水流由缺口通過時具有銳緣堰流的性質。在距堰板上游3~4倍最大過堰水深處設水尺,根據(jù)水尺讀數(shù)(水面超過堰頂?shù)母叨?,即可由事先繪制好的水位流量圖表得到流量。
圖2 大型量水堰
為了提高測量精度,采用自由溢流。按缺口量水堰形狀,薄壁量水堰可分為三角形堰、梯形堰、矩形堰及曲線形堰等數(shù)種。實驗是在標準條件下進行的,因此堰的裝設及堰前渠道的流態(tài)也應符合標準條件,使之成為具有標準工作狀態(tài)的標準堰。
該自制量水堰已在土木工程創(chuàng)新型實驗研究計劃(IRP)“高擴散、低收縮差動式挑坎體型優(yōu)化研究”和“鋸齒形丁壩與普通丁壩的實驗對比”等項目中得到應用,其中“高擴散、低收縮差動式挑坎體型優(yōu)化研究”項目獲得第二屆全國大學生水利創(chuàng)新大賽二等獎。
篇2
關鍵詞:土木結構;裂縫;方法
中圖分類號:TV543+.6 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。建筑結構在使用狀態(tài)下允許出現(xiàn)裂縫,結構建筑影響混凝土裂縫的因素有很多,例如混凝土材料的收縮性能,混凝土的變形模量、抗拉強度以及徐變等力學性能,但是不能超過結構裂縫的最大間距,(如表1)所示,超過最大間距的裂縫,會對結構的安全性產生極大的影響,不僅在美觀,實用等方面,甚至影響結構的安全性,在地震作用下容易最先發(fā)生破壞,以至于倒塌。因此,本文主要研究土木工程結構中裂縫的控制的相關方法, 為混凝土結構的設計者提供一定的技術依據(jù)。
2、影響混凝土結構裂縫的因素
裂縫產生的原因主要是變形作用,如溫度變形、收縮變形、基礎不均勻沉降變形等多因素,此類裂縫占全部裂縫的80%以上。對于變形作用引起的裂縫控制研究還很不成熟,缺乏相關規(guī)范及規(guī)程,它涉及結構設計、地基基礎、施工技術、材料質量、環(huán)境狀態(tài)等諸多因素,特別是泵送混凝土施工工藝的發(fā)展,使得混凝土裂縫控制的技術難度大大增加。
3、混凝土結構控制裂縫的方法
3.1合理設計結構平面布置
建筑平面宜規(guī)則,避免平面形狀突變。當平面有凹口時,凹口處外橫墻宜與內橫墻拉通對齊,并肩在凹口處邊緣設置拉粱,其戳面及配筋不宜太小、;凹口周邊樓板宜適當加厚并加強配筋,宜考慮該處樓板負筋拉通,使能抵抗在此處集中的溫力及混凝土收縮應力。由于建筑標準對通風、采光、日照、明廳、明衛(wèi)的要求,因此建筑平面不規(guī)則,凹凸布局比較普遍。在凹口處,樓板寬度減少很多,溫度應力和混凝土收縮應力很容易在此處集中,導致該處樓板貫穿性拉裂。特別是結構層面中部凹口處,按“長墻及地基板的溫度收縮應力”理論,水平應力最大,樓板結構配筋設計應予以構造性加強。
對于連續(xù)長度較長的外墻,建筑上可以考慮設置大的落地門窗和八角窗以減小墻端部處溫差應力,避免樓板切角裂縫的產生。轉角窗處樓板宜加設暗拉梁。減少外墻和室內樓板的溫差一般很難做到,根據(jù)裂縫控制“放”的原則,通過減小外墻的連續(xù)長度來減小溫差應力。
當樓房長度大于60m時,可在房屋中部設置收縮后澆帶或設置沉降縫,以減小混凝土收縮應力及溫度應力的影響。當建筑物地基可能具有不均勻沉降時,也可設置后澆帶或設置沉降縫,避免沉降裂縫的產生。根據(jù)“長墻及地基板的溫度收縮應力”理論,在房屋中部處,由混凝土收縮和溫度變形產生的縱向拉應力最大,在此處設置后澆帶或設置沉降縫,可減小相應影響。
3.2根據(jù)具體情況設置后澆帶
現(xiàn)行規(guī)范的伸縮縫規(guī)定控制開裂與否的唯一因素是結構長度。然而根據(jù)大量現(xiàn)場調查,引起結構裂縫的原因是綜合性的,結構長度只是影響溫度收縮應力綜合因素之一,而不是唯一的因素。僅就長度而言,結構長度與應力呈非線性關系,如結構長度小于規(guī)范的規(guī)定,似乎結構內力影響很小,伸縮縫或后澆帶可以有效地控制裂縫。但是對于承受很大溫差和收縮作用的現(xiàn)澆樓板、大截面梁、剪力墻及長墻等約束度較高的結構,裂縫的概率仍然很高。此外,由于綜合因素的關系,有些工程長度超過規(guī)范的規(guī)定并沒有開裂。從防水角度分析,由于近代建筑規(guī)模日趨宏大,超長、超寬、超厚結構都日趨增多,永久性的變形縫(包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫)給工程的防水質量帶來嚴重不利,止水帶滲漏是常見而又難以處理的質量缺陷。所以,后澆帶的應用是一種進步,但并不是在任何條件下都能奏效。利用后澆帶取代永久伸縮縫時應當注意以下兩個問題:
(l) 后澆帶中清理垃圾困難,接縫不密實,防水質量差,后期可能形成兩條裂縫,因此后澆帶的構造很重要;
(2) 后澆帶的間距不宜過長(30m左右),填充封閉時間不宜過短,以能將總降溫及收縮變形進行一半以上的時間為佳,從目前混凝土的收縮量來看,估計3-6個月方能取得明顯效果,最短不少于45d;在軟土地區(qū),填充時間在結構封頂以后,方可有效地釋放差異沉降的應力。如通過地基處理解決差異沉降問題,為此目的而設的后澆帶可以不設。根據(jù)現(xiàn)場實踐經(jīng)驗,裂縫分為有害的及無害的兩類,
3.3按照要求設計混凝土構件厚度
對現(xiàn)澆樓板板厚宜)L/30-L/35(L為單向板跨度或雙向板短向跨度),一般設計厚度不宜小于100mm(廚房、浴廁、陽臺板不得小于90mm),屋面板厚度宜大于等于120mm。對現(xiàn)澆剪力墻結構,外墻墻厚宜大于160mm,其中地下室外墻墻厚宜大于250mm。就現(xiàn)澆混凝土樓板的最小厚度問題,GB5O010-2002在考慮鋼筋錨固、耐久性等因素而確定的最小厚度,對于民用建筑單向板僅要求為60mm,對于雙向板僅要求為80mrn。樓板厚度越薄,相應產生的混凝土干縮應力亦越大。根據(jù)工程設計經(jīng)驗,厚度低于100mm的樓板的溫度—收縮裂縫很難控制。從構造角度,并考慮經(jīng)濟合理的原則,提出混凝土現(xiàn)澆樓板的適宜厚度。
3.4減少施工因素帶來的影響
施工因素產生的裂縫主要有以下幾個方面:模板及其支撐不牢固、產生變形或局部沉降、拆模不當引起開裂、養(yǎng)護不好引起開裂、混凝土和易性不好、澆筑后產生分層產生裂縫、冬季施工拆除保溫材料時溫差過大引起裂縫、烈日曝曬后突然降雨產生裂縫、大體積混凝土的水化熱使內部與表面溫差過大產生裂縫、大面積現(xiàn)澆混凝土由于溫度收縮產生裂縫、主筋位置嚴重位移使結構受拉區(qū)開裂、混凝土初凝后又受到振動產生的裂縫等等。
4、結論
在實際工程中,經(jīng)常會出現(xiàn)因為設計、施工、環(huán)境的原因,使結構物出現(xiàn)裂縫,從而影響正常使用,工期拖延,給社會造成了巨大經(jīng)濟損失。隨著建筑規(guī)模的擴大和結構形式的復雜化,加上工程進度的加快,裂縫問題日益嚴重。混凝土裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量,在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施,盡可能采取有效的設計措施、材料措施、以及施工措施從源頭上防止裂縫的發(fā)生,使結構盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現(xiàn),以確保工程質量,使建筑物具備良好的耐久性和結構穩(wěn)定性。
參考文獻
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篇3
關鍵詞:橋梁,新型材料,混凝土,纖維
1 前言
現(xiàn)代交通的發(fā)展,對橋梁的質量和壽命聽出了更高的要求。普通混凝土的局限性,剛才的腐蝕性都影響著橋梁的發(fā)展。為了解決這些問題,最近20年人們把目光轉向了新型材料,并且取得了實用性的成果。展望未來橋梁的新世紀,隨著新型材料工業(yè)的技術進步,規(guī)?;a和成本的下降,它在橋梁結構工程中的不斷擴大,必把橋梁的發(fā)展推向一個新起點。
2 歷史進程中新型材料對橋梁的影響
在漫長歲月里,造橋的實踐積累了豐富的經(jīng)驗,創(chuàng)造了多種多樣的形式,但都離不開材料的選擇。在最基本的三種橋式中,梁式橋起源于模仿倒伏于溪溝上的樹木而建成的獨木橋,由此演變?yōu)槟玖簶?、石梁橋、直?9世紀的桁架梁橋;懸索橋起源于模仿天然生長的跨越深溝而可資攀援的藤條而建成的竹索橋,演變?yōu)殍F索橋、柔式懸索橋,直至有加勁梁的懸索橋;拱橋起源于模仿石灰?guī)r溶洞所形成的“天生橋”而建成的石拱橋,演變?yōu)槟竟皹蚝丸T鐵拱橋。。這些橋梁形式的改變同時,其使用材料也在不斷的改變。2.1古代橋梁
在17世紀以前,一般是用木、石材料建造的,并按建橋材料把橋梁分為石橋和木橋。
木橋。在公元前2000多年前,巴比倫曾在幼發(fā)拉底河上建石墩木梁橋,其木梁可以在夜間撤除,以防敵人偷襲。
石橋。古羅馬時代的石拱橋,拱圈呈半圓形,拱石經(jīng)過細鑿,砌縫不用砂漿。
2.2近代橋梁
在18世紀初,發(fā)明了用石灰、粘土、赤鐵礦混合煅燒而成的水泥。鐵的生產和鑄造,為橋梁提供了新的建造材料。19世紀50年代,開始采用在混凝土中放置鋼筋以彌補水泥抗拉性能差的缺點。此后,于19世紀70年代建成了鋼筋混凝土橋。
鍛鐵橋。1832年,英國在格拉斯哥開始用I形截面鍛鐵建造梁式橋。
鋼橋。19世紀50年代以后,靜定鋼桁架梁的內力分析方法逐步被工程界所掌握。
鋼筋混凝土橋。1900年前后鋼筋混凝土逐漸受到橋梁界重視,被用在拱橋和梁式橋中。鋼筋混凝土拱橋的跨度記錄不斷被刷新。
2.3現(xiàn)代橋梁 20世紀30年代,預應力混凝土和高強度鋼材相繼出現(xiàn),材料塑性理論和極限理論的研究,橋梁振動的研究和空氣動力學的研究,以及土力學的研究等獲得了重大進展。。從而,為節(jié)約橋梁建筑材料,減輕橋重,預計基礎下沉深度和確定其承載力提供了科學的依據(jù)。 由此可以看出新型材料的產生推動新技術的發(fā)明從而推動橋梁的發(fā)展,它們給橋梁帶來質的飛躍。對于目前技術已經(jīng)定型且成熟的現(xiàn)代橋梁,未來橋梁的發(fā)展必然要有新型材料注入才能有所突破,所以新型材料的研究與發(fā)展才是橋梁飛躍的根本。
3現(xiàn)代新型材料對橋梁的影響
21世紀,隨著高強度鋼、高強度混凝土、玻璃鋼、碳纖維等太空輕質材料的大量啟用,橋梁建筑的主要材料也不斷在更新。美國聯(lián)邦公路署研究中心主任Phillip Yen曾說“目前的橋梁根據(jù)材料分類基本是鋼筋混凝土結構和鋼結構兩大類。。我們希望通過發(fā)展新材料的性能,能夠把橋梁帶進更高性能的層面。過去已經(jīng)發(fā)展過碳纖維、玻璃纖維等材料,我們現(xiàn)在發(fā)展處的高性能的鋼筋混凝土可以突破現(xiàn)在的性能極限,由此可以帶來設計的變化。高強度的鋼結構可以從以前的36-50KSI達到70-100KSI,它的強度、可焊度、韌度都會加倍,在冷卻時還會保持原有的韌度,不會出現(xiàn)脆變。這是高性能材料發(fā)展對橋梁的作用。”具有關橋梁專家介紹,21世紀的橋梁主要材料將采用高強度,高韌性鋼材和抑振合金材料,以特殊纖維為輔。日本明石海峽大橋的加勁梁采用780兆帕焊接時低預熱型新型高強度鋼板,使其橋梁主跨設計刷新了20世紀的最大跨記錄達到1990米。美國緬因州的尼爾橋是由23條碳和玻璃纖維織物的拱形結構組成,是纖維強化塑料應用于公路取得的重大突破,土木工程師被它們的良好特性所吸引——高強度、重量輕、耐腐蝕。同時這項技術也引起了奧巴馬政府的重視,交通部長拉胡德在去年8月參觀了該中心。去年9月歐洲最大的不飽和聚酯樹脂供應商和基礎設施結構生產商FiberCore-Europe在第十五屆中國國際復合材料工藝展覽會上,共同展示了一種在自重和載重能力上遠遠超越了傳統(tǒng)鋼鐵和混凝土材質的新型復合材料橋。其實現(xiàn)了制造和施工更便捷,使用壽命可達100年,產生的碳足跡(CarbonFootprint)低,對環(huán)境影響小。雖然只是一座人行橋,但它不僅可以承載六頓左右的應急車輛,甚至可以承受重達30噸的重型車梁。21世紀鋼桁連續(xù)梁將大量采用高強度低預熱型焊接用鋼板,大線能量焊接用鋼板、高韌性鋼板、抗層狀撕裂型鋼板、異型鋼板、耐候鋼及鍍鋅鋼板、抑振厚板、玻璃鋼、抑振合金材料,不僅可有效地增大鋼桁梁橋的橋跨,而且能有效地降低梁體自重,實現(xiàn)大跨、輕質的目標。高強度混凝土是橋梁建設必不可少的主要材料之一,21世紀的混凝土材料將加入亞納米、水溶性聚合物、有機纖維以不斷提高強度與耐久性。
對于現(xiàn)代橋梁的可持續(xù)性而言,設計者應當認識到如何使建筑材料發(fā)揮他們最大的特質。比如,貝殼的抗拉強度遠高于水晶,而成分卻很簡單(95%的石灰石+5%蛋白質)。這種自然界的啟迪正引導著科學家們尋找化學組成簡單、工藝簡化并節(jié)省能量,又減少環(huán)境污染的新型材料。此外,仿生蝴蝶翅膀功能的材料,具有抗水性和自潔功能。又如,一些新型蓄光型自發(fā)光材料已經(jīng)用于公路標志中,再結合各色燃料,使之具備白天充滿豐富的色彩感同時夜間可自發(fā)光照明的特性,徹底改變傳統(tǒng)照明能源消耗大的不足。
4結束語
我國橋梁建設發(fā)展過程中,與其他科技領域一樣,始終堅持“自主創(chuàng)新”的指導思想,在消化吸收世界先進經(jīng)驗的基礎上,取得了一批又一批豐碩的成果。現(xiàn)今,我國大規(guī)模的橋梁建設是橋梁技術創(chuàng)新、新型材料創(chuàng)新和實現(xiàn)超越的難得歷史機遇。我們要抓住歷史機遇,提升理念,自主創(chuàng)新。未來的橋梁將實現(xiàn)新型、大跨、輕質、耐久、靈敏和美觀的國際橋梁發(fā)展的新目標。新型材料橋梁的誕生不僅僅可以成為城市標志性建筑,更能引領時代的進步。
參考文獻
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篇4
以應用型為目標的本科建筑學實踐教學體系的研究
1.應用型本科建筑學實踐體系教學的重點
近年新成立的建筑學本科院校都在模仿、學習的基礎上積極探索著適合自身發(fā)展的教學體系,這個過程中,不可避免地要解決好一個重要課題,就是如何正確引導學生完成從藝術到技術的轉變。很多學校的教學和學生都熱衷于將大量的精力花費在建筑畫表現(xiàn)和對建筑潮流及派別的過度討論上,而對和實際工程聯(lián)系緊密的建造技術、結構、材料、規(guī)范卻漠不關心,這已經(jīng)在很大程度上對我國建筑學本科教育產生了阻礙作用,幸運的是教育界一些有識之士已經(jīng)認識到了這個問題,并呼吁國內本科建筑學教育要實事求是、要注重社會適用型。清華大學劉彤昊博士在自己的博士論文《建造研究批判》中提出,現(xiàn)代建筑設計的目的在于建造,而不在于附加其上的一切,建筑是基于技術的,要有效利用能源、環(huán)境保護,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展,要盡快地應用于實踐,建筑所關注的焦點在于新材料、新技術、新的建造方式、新形式、新感覺,并充分利用信息技術提供的新可能性來表達人類之新的精神。這種觀點正是強調了建筑學的社會適用性,充分反映出新時代特征下建筑學專業(yè)的應用性特征,是現(xiàn)代建筑設計的本質,是我國大多數(shù)建筑學教育的重點,這其中構建合理務實的實踐教學體系將起到非常關鍵的作用。這些教育家并不是杞人憂天,近年來,我們跟蹤用人單位反饋意見的統(tǒng)計結果顯示,很多設計院和企業(yè)都反映出一個實際情況:有很多剛剛參加工作的建筑學畢業(yè)生往往以建筑師自居,經(jīng)常將建筑設計視為藝術創(chuàng)作,對現(xiàn)代社會中的民用建筑設計重點還停留在建筑外在造型上和個性表達上,而對實際建筑工程中所需要的建筑技術、各種行業(yè)規(guī)范卻完全不重視,不能在實際工程中建立起良好的交流溝通平臺,不能深入和其他專業(yè)技術人員協(xié)作,不能起到建筑學龍頭作用,不愿意進行務實的建筑設計,造成這種情況的原因很大程度上與我國現(xiàn)在建筑學本科教育中過于強調設計中的藝術性,忽視建筑作為工程的技術本質有關。這說明在新的市場要求和新的社會需求下,我們秉承多年的建筑學實踐教學體系已經(jīng)不能夠滿足日新月異的實際需求了,因此,我們開展優(yōu)化建筑學實踐教學環(huán)節(jié)的研究應該是非常必要和重要的教學改革探索。
2.本科建筑學教育實踐體系的內容
我國建筑學本科教育體系中的實踐教學環(huán)節(jié)一般包括美學基礎實踐環(huán)節(jié)、專業(yè)課實踐環(huán)節(jié)、綜合實踐環(huán)節(jié)幾個部分,這些實踐教學環(huán)節(jié)與建筑學專業(yè)不同年級開設的理論課程體系之間聯(lián)系緊密,對建筑學的人才培養(yǎng)結果起到了重要的引導作用。以培養(yǎng)應用型人才為主要培養(yǎng)目標的高校,必須根據(jù)社會市場的實際需求,及時進行實踐環(huán)節(jié)教學的優(yōu)化和改革,更好地讓學生將各種理論知識和工程實踐相結合,及早了解工程的社會實際需求,熟悉實際工程中的技術需求要點,只有這樣才能真正將應用型落到建筑學教育的實處。筆者認為,現(xiàn)在社會的發(fā)展今非昔比,傳統(tǒng)建筑學實踐教學環(huán)節(jié)的安排和教學要點已經(jīng)不能很好適應建筑學專業(yè)培養(yǎng)應用型人才的教學需求,必須要根據(jù)市場需求進行必要調整和優(yōu)化。
3.美學實踐環(huán)節(jié)部分的比例應該逐漸減少
主要包括素描、色彩和構成,與之相適應的實踐教學環(huán)節(jié)為素描實習和色彩實習,以前的教學組織方式類似于藝術專業(yè)的采風實習,現(xiàn)在隨著社會節(jié)奏的加快、電腦技術的普及和更加細致的分工,對于大多數(shù)建筑院校來講,美學類課程的教學目的已經(jīng)由以前培養(yǎng)學生美學技能逐步演變?yōu)榕囵B(yǎng)學生的美學修養(yǎng)了,相應的實踐環(huán)節(jié)教學要求有所降低,該環(huán)節(jié)一般設置在建筑學低年級,該階段的學生剛剛接觸建筑學,所學的專業(yè)知識和理論還很薄弱,希望通過這些寫生實踐加深學生對建筑設計和實際工程的理解,其效果是非常有限的,而建筑效果表現(xiàn)圖更多的已經(jīng)由對色彩和美學構圖更加專業(yè)的美術專業(yè)來完成了,如現(xiàn)今大多數(shù)效果圖公司的技術人員都是美術專業(yè)的畢業(yè)生。因此,現(xiàn)在的社會分工和需求條件下,美學實踐環(huán)節(jié)的訓練應該以培養(yǎng)學生的美學素養(yǎng)為目的,不必再組織長時間的外出寫生,教學重點應為正確引導學生轉變建筑是藝術的思想,將美術技法培養(yǎng)轉化為建筑美學素質培養(yǎng),使學生能夠建立正確的審美觀,掌握常用的美學基本法則,并將這些知識運用到建筑表現(xiàn)中,進一步能為實際工程的方案打好審美基礎。
4.專業(yè)課實踐環(huán)節(jié)應該強調課堂理論和工程現(xiàn)場的結合
專業(yè)課實踐環(huán)節(jié)主要包括工地認識實習和古建測繪實習,這兩個實踐環(huán)節(jié)的安排分別對應建筑學低中年級開設的建筑構造和中國建筑史課程。建筑學本科專業(yè)低年級學生往往還不能很好理解建筑技術對建筑設計的重要性,經(jīng)常重藝術而輕視技術、重形式而輕視功能,這兩個實踐環(huán)節(jié)的設置能讓學生直觀認識到建筑中基本技術的重要作用,在學生完成從藝術到技術的思維轉變過程中起到了重要的作用。因此,這個環(huán)節(jié)的內容設置必須緊扣課堂教學內容,以實際工程為實習平臺,以實際工程現(xiàn)場為主要教學場地,理解不同構件在不同種類建筑中的作用,引導學生認知建筑技術在建筑設計中的重要性。
5.綜合實踐環(huán)節(jié)應該突顯應用型特點
綜合實踐環(huán)節(jié)主要包括建筑學高年級開設的外埠綜合認識實習和建筑師業(yè)務實踐。外埠綜合認識實習由專業(yè)教師帶隊,在實習過程中將建筑設計原理、規(guī)劃設計原理、建筑結構、建筑技術、建筑材料等內容融會貫通到具體建筑實例分析中,在這個過程中,教師必須有意識地進一步強化建筑學專業(yè)是一門務實的技術學科這個概念,通過這個環(huán)節(jié)的實習,學生能建立起比較完整的工程學科體系,理解建筑是多種技術學科共同支撐起來的綜合學科,具有很強的實際應用性。建筑師業(yè)務實踐環(huán)節(jié)中,學生要在設計院中掌握實際工程的操作流程、熟悉規(guī)范、法規(guī),把握建筑學專業(yè)在整個工程中的定位,直觀的感受建筑學作為工程類學科的特點,在這個過程,學生將學校所學理論知識與實際工程結合,真正理解建筑學專業(yè)中建筑形式與建筑技術之間辯證的關系。按要求完成建筑師業(yè)務實踐后,學生在畢業(yè)設計中就能較好地把握學校理論教學和實際工程需求之間的辯證關系,畢業(yè)設計應該以實際工程為背景,在整個畢設的教學過程中由指導教師主導,進一步查缺補漏,強化建筑學專業(yè)是一門工程類學科的理念,通過這樣實踐教學體系的培養(yǎng)和鍛煉,學生一旦走上工作崗位就會以務實性的態(tài)度對待實際工程。從以上對不同實踐環(huán)節(jié)的分析可以看出,作為應用型建筑學教育,實踐性教學環(huán)節(jié)在整個教學體系中承擔著重要的作用,這是一個有機的整體,建筑學的核心價值理念教育應該關注建造本身,是基于技術的學科,關注的焦點在于新材料、新技術、新形式、新的建造方式,并充分利用信息來表達人類新的精神,而剛剛接觸建筑學的學生由于在一年級接觸了大量的美學課,加之傳統(tǒng)意識的影響,往往會將建筑學歸到藝術學范疇,建筑學專業(yè)各個年紀設置的課程體系要引導學生,使他們認識到建筑學實際上是一門應用型學科,在這個轉換過程中,實踐教學環(huán)節(jié)起到非常重要的作用。
結語
篇5
[摘 要] 案例教學是以案例作為任務驅動,提供問題,以交流討論為主要形式,以學習知識、培養(yǎng)能力為主要目標的一種教學方法?!艾F(xiàn)代橋梁預應力設計理論與應用”是土木工程專業(yè)碩士研究生的課程,課程目標是培養(yǎng)研究生在工程設計中對預應力的應用和研究能力。案例庫的開發(fā)是案例教學的基礎,是案例教學成功與否的關鍵所在。案例庫的開發(fā)主要包括信息收集、分類整理、編制成庫等三個主要過程。而在“現(xiàn)代橋梁預應力設計理論與應用”這門課程中,我們在前期先對各種不同的橋型,不同的預應力實現(xiàn)方式進行信息收集;信息收集完成后,按照連續(xù)梁橋、剛構橋、連續(xù)-剛構橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋六種橋型進行信息的分類整理;最后在這基礎上編制成案例教學庫,在之后的教學中可以繼續(xù)添加、豐富。案例教學庫的建立不H為之后的案例教學奠定了基礎,為案例教學提供了教學資料和依據(jù),而且在建立案例教學庫的過程中,也使得學生們對信息歸納的能力得到的很大的提高,也是一個非常重要的學習過程。
[關鍵詞] 案例教學;案例庫建設;能力;提高
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 131
[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2017)05- 0239- 03
0 引 言
案例教學法首創(chuàng)于20世紀初的美國哈佛大學,經(jīng)過長期的教學實踐,形成了獨具特色的教學方法。案例教學法通過運用案例營造一個包含所需傳授內容在內的具體教育情景,通過老師對情景的描述與學生對其的討論,達到對相關內容認知的目的,其理論與實踐緊密相結合的特性,符合開放教育教學的規(guī)律,是教學模式改革的主要選擇之一。編寫優(yōu)秀的教學案例是開展案例教學的基本前提,也是開展案例教學的必要準備。通過建設案例資源庫,一方面可以為案例的開發(fā)與編制建立規(guī)范化的標準體系,通過開展科學化的分類、評價等活動,提高教學案例的質量水平;另一方面,可以為案例資源的共享奠定基礎,構建開放性的應用平臺,提高案例資源的使用效率。
1 全日制工程碩士案例教學資源庫建設的現(xiàn)狀與問題
總體而言,全日制工程碩士案例教學資源庫建設相對于其招生規(guī)模的迅速擴大、案例教學改革發(fā)展的迫切需要來說,存在明顯的滯后。從全國情況來看,至今尚未出現(xiàn)可以面向各培養(yǎng)單位開放的全日制工程碩士培養(yǎng)案例資源數(shù)據(jù)庫;各省的情況也差不多,許多案例教學資源庫建設的方案往往都只能停留在紙面上。高校的情況似乎好一些,已經(jīng)有一些高?;驅I(yè)領域擁有了自己獨立的全日制工程碩士案例教學資源庫,并通過組織開發(fā)與編制以及籌資購買等措施,積累了一些較好的教學案例。但是,由于受到實施案例教學所必然產生的教學改革阻力以及案例資源需要持續(xù)更新、案例庫建設需要完善的配套體系等因素的制約,高校全日制工程碩士案例教學資源庫的建設也處于一種較為尷尬的處境。總體而言,我國全日制工程碩士案例教學資源庫的建設主要存在如下問題:
1.1 案例零散,采編水平不高
在全日制工程碩士課程教學中,盡管有些教師已經(jīng)開始嘗試開展案例教學,甚至構建和開發(fā)一些系統(tǒng)化的實踐課程,但是,其使用的教學案例卻往往處于零散狀態(tài),缺乏系統(tǒng)化的組織和標準化。這些案例一般都是由任課教師基于個人的喜好或者專業(yè)特長來開發(fā)和制作,而較少組建學科團隊或專門的開發(fā)團隊來開展,這使得案例的開發(fā)工作不僅較為隨意,缺乏明確的評價標準,難以保證案例的質量,同時也很難持續(xù)進行。這必然導致統(tǒng)一、規(guī)范的案例資源庫很難建立,案例的質量、層次也參差不齊,出現(xiàn)諸如原創(chuàng)性案例數(shù)量偏少、案例分析深度不夠、案例出現(xiàn)內容不全(如缺少案例使用說明,或者雖然有案例使用說明,但指導性很差)等問題。
1.2 案例來源渠道過窄,實踐性不強
目前全日制工程碩士案例教學中所使用的案例主要有兩種類型:一是改編類案例,主要是由任課教師根據(jù)媒體上公開發(fā)表的資料和相關信息,按照一定的教學目的,對其進行組織和加工而成;二是采編類案例,這一類型的案例一般需要由任課教師親自參與企業(yè)的生產實踐或者去企業(yè)實地調研、訪談,結合企業(yè)的背景和相關資料編寫而成。由于采編類案例涉及到企業(yè)層面,需要高?;蛘呷握n教師跟企業(yè)之間開展一些溝通與協(xié)調,而大多數(shù)中國企業(yè)對于案例的采編認識不到位,不愿意將公司的有關信息和問題公之于眾,對于涉及技術革新的項目更是閉口不談,這使得案例的采集面十分狹小,任課教師只能更多地依賴改編類案例來開展案例教學實踐。而改編類案例最大的缺陷就是其信息來源脫離了企業(yè)的生產實踐,即使編排成了案例的形式,但其實踐性效果卻大打折扣。而且,由于高校目前一般都尚未建立配套的案例采編激勵機制和案例知識產權保護機制,任課教師開展案例編制的積極性也不高,這也在一定程度上阻礙了案例的開發(fā)工作。
1.3 案例私有化明顯,案例庫共享性差
全日制工程碩士研究生的課程教學不僅缺乏案例教學資源,即使對現(xiàn)有的案例成果也缺乏系統(tǒng)化的管理體系和管理流程。由于現(xiàn)有的教學案例主要是由任課教師基于個人的興趣或者需要而開發(fā)完成,因而,無形之中已經(jīng)成為了某些任課教師個人專屬的教學資源,基本不具有共享性。即使有些任課教師同意共享其案例教學資源,由于這些案例被打上深深地個人印記,缺乏規(guī)范統(tǒng)一的標準,再加上其他教師不了解案例開發(fā)的背景及其使用的各種限制條件,因而,這些案例也很難實現(xiàn)真正意義上的共享。校內是如此,高校間更不必說了。由于全日制工程碩士在我國大多數(shù)高校開辦的時間都不長,高校間尚未形成整合資源共同開發(fā)全日制工程碩士案例教學資源庫的機制,也沒有形成相互交流共同研討案例教學的局面,這使得全日制工程碩士案例教學的整體水平很難得到快速的提升。
1.4 案例庫資源推廣力度弱,案例使用率低
近年來,在全日制工程碩士研究生的培養(yǎng)工作中,案例教學法雖然得到了普遍的認同,但距離普及和推廣的層面仍有不小的距離。這不僅是由于缺乏相應的激勵機制,同時跟研究生教育主管部門對案例教學方式以及案例庫資源共享的推廣力度弱也有一定關系。至今為止,在有關全日制工程碩士研究生培養(yǎng)的相關制度與規(guī)范文件中,尚未有一份明確提及教學案例資源庫建設。盡管有個別的文件已經(jīng)開始推動全日制工程碩士研究生培養(yǎng)中的案例教學工作,但對于案例教學工作如何實施,是否是培養(yǎng)工作所必需的培養(yǎng)方式以及如何配備案例教學開展的基礎設施等等,相關文件并沒有較為明確的規(guī)定。正是由于缺乏明確的基本要求和統(tǒng)一規(guī)范,在全日制工程碩士研究生課程教學中,任課教師是否采用案例教學完全靠自己的興趣與愛好,案例的編制與采集也主要是個人行為,即使有個別的專業(yè)領域開發(fā)或購買了規(guī)范化的案例庫,這些案例資源庫的使用率往往也比較低。同時,各高校以及各專業(yè)領域間缺乏有效的溝通與合作,沒有建立開放性的案例資源庫共享平臺也進一步加劇了這種使用率低下的狀況。
2 “現(xiàn)代橋梁預應力設計理論與應用”課程中案例庫的建設
2.1 信息收集
建立案例教學的第一步是要進行大量的信息收集,這是花費時間最長,最為辛苦的一個過程,也是最為重要的一個過程。信息的數(shù)量是否足夠,決定著案例教學內容是否有深度;信息的正確與否,則決定著案例教學是否有足夠的說服力。在本課程的信息收集中,首先可以在萬方、維普、知網(wǎng)等各大信息資源網(wǎng)站搜尋碩博士論文、期刊、專利等等,同時可以適當?shù)牟檎乙恍﹫D片、視頻信息。
當然,信息的收集也是有目的性的,而不是盲目的在信息的大海里撈針。就如“現(xiàn)代橋梁預應力設計理論與應用”這門課程而言,首先,預應力的使用出現(xiàn)于國外,并且在國外發(fā)展的比較快。而國內對這一技術的研究相對比較落后,在近幾年才呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。因此,我們需要首先查找多一些國外的文獻,再結合一些國內的信息,才能將這部分的理論完善其起來。其次,預應力在不同的橋梁中的使用形式、施工方法也都不同,所以我們也得先確定幾種主要的橋型,然后進行有針對性的查找。再次,預應力被廣泛運用于各種工程建筑之中,在不同類型的建筑中有不同的設計形式、設計方法和施工過程。這些都是需要通過工程經(jīng)驗進行具體問題具體分析,是單薄的理論知識所無法解決的。所以,我們也可以尋找一些其他建筑作為輔助分析,比如預應力鋼結構是如何在建筑中應用的,斜拉橋的模型如何應用到大跨度建筑結構中的等等。
初步的信息收集完成后,我們還需要進行一些相應的實地考察、調研。古人常說“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,畢竟光靠紙面的信息還是顯得有點抽象,調研中直觀的感受可以使學生們認識的更加透徹。所以,我們可以在每一類橋型中選取幾座有代表性的橋進行調研,做好相關的記錄,調研報告也是我們案例庫中相當重要的一部分。
2.2 信息整理
信息收集完整后,就要對其進行分類整理,也就是將相應的信息放入相應的版塊的過程。就如我們這個課程而言,可以按照連續(xù)梁橋、剛構橋、連續(xù)-剛構橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋六種橋型進行分類整理。
2.3 編制成庫
完成以上兩項工作后,最后就是編制成庫的工作。這項工作主要分成兩部分,第一部分是將案例庫以論文形式匯編成冊,作為案例教學的相關教材。第二部分就是建立相應的網(wǎng)上案例教學庫。我們主要運用相應軟件建立本課程的案例資源庫,以方便查找。而案例庫的內容也會在本課程教學的進行下不斷豐富。最終,我們要建成一下5個模塊。
2.3.1 教學案例庫
教學案例庫中的內容主要是由一定數(shù)量的教學案例組成,其中的每個案例都是相對完整的事件,一般都包括以下要素:教學目的與用途(適用的課程、對象,教學目標)、案例標題、案例背景(教師需要掌握的案例進展性、背景性信息)、主題內容(對案例主題內容的描述)、結尾(提出問題或自然淡出)、相關附件(與案例相關的圖表、附錄等)、啟發(fā)思考題(提示學生思考方向)、分析思路(給出案例分析的邏輯路徑)、理論依據(jù)與分析(分析該案例所需要的相關理論,以及具體分析)、關鍵要點(案例分析中的關鍵所在,案例教學中的關鍵知識點、能力點等)、教學建議(案例在教學中使用的方法、注意事項和時間安排等)。每個案例在數(shù)據(jù)庫中都分別歸入相應的類別,這些案例下載后稍加整合就可以直接應用到全日制工程碩士研究生的課程教學中。
2.3.2 案例素材庫
案例素材庫是由一定數(shù)量的與知識應用相關的典型事件或者生產實踐中的某些具體問題組成,@些素材可能以文本記錄的方式存在,也可能以視頻或圖像的形式呈現(xiàn),部分素材還可能是經(jīng)過二次加工處理后的模擬片段。
素材庫的作用主要是為任課教師開發(fā)教學案例提供基本素材,一般并不直接應用于全日制工程碩士研究生的課堂教學。案例素材庫一般應設計成完全開放式的,只要符合基本要求的案例素材都可以加入到數(shù)據(jù)庫中。
2.3.3 案例教學精品課程庫
案例教學精品課程庫由一定數(shù)量的優(yōu)秀案例教學課程構成,其典型特征就是其中的課程都能夠較好地應用案例教學的方法來開展。這一資源庫的素材來自于教育主管部門統(tǒng)一組織的全日制工程碩士研究生實踐教學優(yōu)秀課程評選,凡是評選出的優(yōu)秀實踐教學課程均可以按照統(tǒng)一的標準納入到案例教學精品課程庫中。本資源庫設計的目的主要在于推動實踐教學案例資源庫的普及,提高案例庫的使用效率。同時,通過建立開放在線案例教學精品課程,也可以為任課教師提供一個交流學習案例教學的機會,為全日制工程碩士研究生提供更多的優(yōu)質學習資源。
2.3.4 教師在線學習平臺
師資隊伍建設是開展全日制工程碩士研究生案例教學的關鍵。當前,在全日制工程碩士研究生課程教學中,參與案例教學的師資力量相對薄弱,需要有計劃、有步驟、有重點地開展案例教學師資培訓工作。在案例教學資源庫建設的基礎上開發(fā)教師在線學習平臺,組織相關學習材料,精選課程教學案例,尤其是那些記錄并分析案例開發(fā)進程的教學案例,按照一定標準開發(fā)成適合教師分散學習的形式。通過這種集中與分散相結合的學習方式,使得大多數(shù)的任課教師都能了解和理解案例教學的實質內涵和操作方式,準確把握其特點和基本要求,掌握開展案例教學的基本方法,結合學校學科特色和培養(yǎng)條件,積極在教學工作中有效實施案例教學并不斷完善提高。
2.3.5 學生在線學習平臺
學習是一項多方位的活動,對實踐教學而言更是如此。課堂教學所能提供的接觸企業(yè)生產實踐的機會畢竟有限,而對于全日制工程碩士研究生的培養(yǎng)而言,這些實踐教學的內容卻是非常重要的。因而,開發(fā)學生在線學習平臺,為全日制工程碩士研究生提供更多了解生產實踐的機會是必要的。該平臺在案例教學庫開發(fā)與建設的基礎上運行,通過數(shù)據(jù)檢索與重組技術,為專業(yè)學位研究生提供可以遠程在線學習的案例基礎模塊。這在一方面擴大了專業(yè)學位研究生培養(yǎng)實踐能力的渠道,另一方面,也可以提高他們自主學習的能力,同時提高案例庫的使用效率。
3 結 語
案例庫的開發(fā)是案例教學的基礎,是案例教學成功與否的關鍵所在。案例庫的開發(fā)主要包括信息收集、分類整理、編制成庫等三個主要過程。而在“現(xiàn)代橋梁預應力設計理論與應用”這門課程中,我們在前期先對各種不同的橋型,不同的預應力實現(xiàn)方式進行信息收集;信息收集完成后,按照連續(xù)梁橋、剛構橋、連續(xù)-剛構橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋六種橋型進行信息的分類整理;最后在這基礎上編制成案例教學庫,在之后的教學中可以繼續(xù)添加、豐富。案例教學庫的建立不僅為之后的案例教學奠定了基礎,為案例教學提供了教學資料和依據(jù),而且在建立案例教學庫的過程中,也使得學生們對信息歸納的能力得到的很大的提高,也是一個非常重要的學習過程。
主要參考文獻
[1]王應密,張樂平. 全日制工程碩士案例教學資源庫建設探析[J]. 高等工程教育研究,2013(4):166-171.
[2]梁君. 教學案例庫建設的問題與對策[J]. 科教文匯旬刊,2012(3):35-36.
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