道路建筑材料知識點范例6篇

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道路建筑材料知識點

道路建筑材料知識點范文1

關鍵詞 建筑材料 設施農業技術 課程改革

中圖分類號:G424 文獻標識碼:A

Some Thoughts on Construction of Higher Vocational Facility Agricultural Technology Specialty with Building Material Curriculum Reform

CHEN Jin

(Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology, Hangzhou, Zhejiang, 311231)

Abstract Building materials as a basic course of agricultural technology specialty mainly cultivate students' ability to correctly select and test building materials of agricultural facilities. As the knowledge of building materials course with disorder characteristics, make it harder for the combination of professional teaching. In this paper, based on the analysis of the professional background and learning, carry on the exploratory reform of the building materials course of facilities agricultural technology specialty.

Key words building materials; facilities agricultural technology; curriculum reform

1 專業分析

設施農業屬現代化農業范疇,科技含量高,涉及學科多,它涵蓋了建筑、材料、機械、自動控制、農作物品種、栽培、管理等多類學科和系統。它不僅僅是保溫、加溫、降溫設施,還包括灌溉、遮陽、避雨、施肥、無土栽培、組織培養等設施應用和技術等。

隨著我國改革開放及經濟和科技的快速發展,設施農業才得到了迅速的發展。至2002年,設施農業栽培面積已突破210萬hm2,總面積達世界第一。之后每年以數十萬hm2的速度增長,至2008年僅設施蔬菜栽培一項就達335萬hm2;且設施農業涵蓋的范圍越來越廣,不僅在蔬菜、水果、花卉等種植業上應用,還擴展到水產、畜牧等養殖業、生態觀光、生態餐飲應用等等。

設施農業技術的發達程度,往往是一個國家或地區農業現代化水平的重要標志之一。而先進的生產和管理技術的載體——專業技術人才,其培養速度和質量,直接制約了設施農業技術的發展。以每發展100hm2設施農業需配備一名專業技術人員,預計每年就需新增數千名該專業技術人才。根據2006年調查,全國高職院校開辦設施農業技術專業的學校僅有8所(江西農業工程職業學院、承德職業學院、滄州職業技術學院、宿州職業技術學院、池州職業技術學院、黑龍江農業工程職業學院、遼寧農業職業技術學院、濰坊職業技術學院)。年培養設施農業專業技術人才僅千人左右,遠遠滿足不了行業發展對人才的需求。

而2005年,浙江省大棚等設施栽培面積已達6.5萬hm2,且近年以每年1萬余hm2的速度發展;同時,還有噴微灌等設施農業面積也每年以1萬余hm2的速度發展。鑒此,2006年我院于浙江省率先開設設施農業技術,并于2007開始招生。經歷了幾年的教學探索,綜合專業核心能力及學生學情分析,專業的各門課程改革提上日程。尤其在2010年,我院的“設施農業技術”被列為水利部示范專業建設項目,課程改革勢必成為專業建設的重中之重。

2 課程改革的基礎

高職課程目標要滿足三個方面的需要:即社會需求、學習者個性的需要和學科的發展需要,這也是高職課程開發的三個基本維度。①為此,設施農業技術專業的建筑材料課程改革思路,需從以下幾個方面著手總結:

(1)專業核心能力分析。設施農業專業學生的培養目標是掌握職業崗位必備的專業知識和專業技能,滿足設施農業建設生產管理一線需要的高素質崗位技能型人才。即除具備設施條件下作物栽培能力及種子種苗生產能力和植物病蟲害的識別和綜合防治能力外,還能夠從事農業設施的設計、施工和維護管理能力。

(2)課程設置情況。由于浙江省乃至全國開辦設施農業技術專業的學校較少,辦學初期將課時定為52.5學時,學分3.0分。教學大綱涵蓋了所有土工材料的內容,學生學習負擔重。

表1 歷年使用的教材

(3)教材分析。建筑材料是土木建筑類各專業(建筑工程、道路橋梁、水利)的一門技術基礎課,而且這些專業在高校普及率很高,其教材配套性完善。市面上基本都是這些專業方向的建筑材料教材。

結合其他專業的建筑材料課程講授,筆者共使用過7個不同出版社、不同專業方向和不同層次的《建筑材料》教材(表1),同時使用過4本《建筑材料》參考用書。這些書的工程專業適用性較強,知識點涵蓋較全,且要求較高。同時,對農業設施所用材料提及甚少。

(4)學情分析。教材的面面俱到且毫無關系的知識點,使設施農業技術專業的學生有較大的厭學情緒。同時,該專業的學生自我導向性較強,傾向于栽培方面的能力發展,而忽略工程方面的知識積累和能力培養。

(5)教學團隊建設。目前,該課程教學團隊共有6位老師,教學經驗豐富。

3 課程改革要點

3.1 準確定位,精簡課時

根據設施農業技術專業核心能力分析,開設建筑材料課程,是為了滿足工程能力方面的培養要求。旨在幫助學生熟悉設施農業常規建筑材料,使學生掌握主要材料的檢測方法。為農業設施建設工程相關的課程學習和日后工作打下必備基礎。因此,該課程的教學目標設定在培養學生熟悉設施農業常規建筑材料,并根據工程實際正確選材,且能夠獨立完成主要材料的檢測。

故而,課程需主要介紹設施農業常規建筑材料,精簡相關性小的知識點,縮短課時。把知識傳授和動手能力的培養結合起來,在基礎理論“必需”“夠用”基礎上,②加大實踐教學的比重。避免給照本宣科,擯棄書本理論照單全收的慣性。注重專業針對性,著重農業設施建筑材料的介紹,做到深入淺出,使學生易于接受。同時,以與專業結合度較高的材料檢測來提升學生的動手能力,激發興趣,減少抵觸心理。

3.2 自編教材

目前使用的7個版本的建筑材料教材,內容與編排大同小異?;緝热莅ǎ翰牧系幕拘再|、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、砌筑塊材、建筑鋼材、高分子合成材料、土工合成材料等,各種材料相對獨立、聯系較少,且每一種建筑材料的內容龐雜。主要包括原材料、生產過程、組成、結構、構造、性能、應用、檢驗及儲運等各方面的內容,公式推導少,圖表、規范多,多以敘述為主。一本通用性高的教材往往存在知識點過于陳舊,新工藝、新材料等的介紹很少,看似面面俱到,實則專業針對性不強的現象。造成老師難講,學生難學的問題。為此,一本符合定位,專業結合性強,難易適中的教材的編寫顯得尤為重要。當然,該書也可作為相關領域從業人員的參考用書。

為突出該教材的專業特性,特將書名定為《農業設施建筑材料》。教材內容的編排充分以專業需求為出發點,最終以服務于專業人才工程能力的培養為目標。結合農業設施建筑特點,將所用建筑材料按骨架材料、墻體材料、覆蓋材料、防水材料等方面進行編排,去除材料基本特性章節和無關的知識點延伸,將涉及到的知識點隨時以注解的形式穿教材,以此滿足有進一步深入學習意愿的學生要求。

由于農業設施大規模地使用了玻璃、聚酯板、塑料薄膜等透光材料,這在一般的建筑材料教材里是沒有特別介紹的。為此,教材將這些材料并入覆蓋材料進行詳細介紹,體現農業設施建筑材料的鮮明專業特色。同時,教材將附常用材料的檢測方法(表3)及現行有關規程、規范,使學生達到通曉“是什么”和學會“怎么樣”的層次,以滿足高職培養技術性人才的要求。③

3.3 配套建設

從課程的準確定位出發,增加專業相關知識點,刪減無關知識點,并降低知識點難度,精簡了課時。要在有限的時間內將課程條理分明,重點突出地講解完,課程的教學大綱亦需要根據改革思路重新編寫。

以新大綱為基礎,進一步進行課程的整體教學設計(表2),將學習內容、教學目標、能力培養項目和考核方案明確規定下來。再由單元設計進一步細化教學過程。

同時,學生正確識讀和選擇材料的能力,需要通過豐富的圖片和影像資料來培養。實驗室實驗和農業(下轉第256頁)(上接第171頁)設施大棚的現場教學是更為直觀有效的教學方法,能很好地提升學生的學習興趣,掌握檢測方法,鞏固和深入學習的理論知識。

4 總結

在建筑材料這門課程的改革過程中,筆者針對設施農業技術專業的學生實際情況,進行了職業崗位分析和核心能力分析,并結合建筑材料的學科特點,從授課內容、授課方法、考核方法及實驗教學設備等方面均進行了不同程度的建設和完善。

建筑材料課程改革以我院設施農業技術作為“水利部示范專業建設項目”為契機,以切合學情實際為出發點,將專業特點很好地融合到建筑材料的課程當中。

項目基金:全國水利示范專業建設項目(設施農業技術)二級子項目(STZ1002B07)

注釋

① 姜大源.職業教育學研究新論[M].北京:教育科學出版社,2007.

道路建筑材料知識點范文2

(1)注重與相關專業知識銜接“路基路面工程”課程與“土力學”、“道路材料”、“材料力學”、“彈性力學”等多門土木工程課程相關,應注意與這些課程的有機銜接。例如路面工程中面層、基層的建筑材料,如瀝青特性和瀝青混合料的配合比設計、水泥和水泥混凝土的類型與構造、石灰和粉煤灰等半剛性基層材料的力學特性,都是路面結構設計的重要影響因素。在“路基路面工程”課程之前開設的“建筑材料”課程的學習中,“路基路面工程”任課老師就與“建筑材料”任課老師溝通,注意相關建筑材料知識的講授及補充,為學生學習路面工程打下扎實基礎。還有如路基穩定性分析和擋土墻設計涉及到的基本分析方法、土壓力計算和穩定性驗算等都需要用到土力學相關知識,要求學生有扎實的土力學基礎。這些都強調土木工程各專業課程的有機銜接,教師應對各相關知識點融會貫通,這也是對任課老師的基本要求。

(2)注重理論與實踐教學相結合在理論教學中,在講透基本概念、基本原理的基礎上,結合工程案例介紹如何利用基本概念、基本原理來尋求解決工程中出現問題的方法和途徑,使理論知識與實踐知識有機結合,例如講解特殊路基設計的內容,可以結合學校地處塔克拉瑪干沙漠北緣的區域特性,根據阿拉爾市區道路鹽脹-凍脹破壞特點具體分析南疆硫酸鹽漬土工程特性及沙漠公路綜合防沙和路基防護加固措施,通過分析實際工程案例和現場觀測,學生對于鹽漬土和風沙地區路基設計和施工都有較深刻的認識;對于瀝青路面設計這一章節,我帶領學生參觀了阿拉爾-阿克蘇公路拓寬改造工程,并邀請現場施工的工程技術人員現場講解道路的設計思路和施工工藝。該道路的路面設計就是采用瀝青混凝土面層,水泥穩定碎石基層和底基層,風積砂墊層。學生通過現場參觀獲得感性認識,對瀝青路面的組成和材料的選用原則掌握的比較快,既提高了學生的學習興趣,又增強了學生的工程意識,收到了很好的教學效果。此外,根據社會需求,課堂融入建造師考試,尤其是公路和市政方向管理和實務科目的一些重要知識,大大增加了學生的學習主動性,達到一定的教學目的,更突出了本課程工程性和實踐性強的特點。

2實踐教學的改革

(1)改革課程設計在實踐教學環節的安排上,增加了為期一周的路面課程設計訓練,設計題目多樣化,盡量結合工程實際,要求每位學生的設計參數均不相同,讓學生多角度考慮問題,嘗試多種解決問題的途徑,同時要加強計算機繪圖等CAD技術的應用,切實提高學生動手能力。通過訓練使學生更加準確地掌握一般路面的設計方法和設計的基本理論,有效地培養了學生的自學能力和工程技術應用能力。

(2)增加實驗教學為了能夠很好配合課堂教學,增強學生對路基路面的直觀認識及其動手能力,結合教學實際開設12學時的試驗課程,主要有瀝青混合料試樣的成型、路面的彎沉、平整度、抗滑性實驗,滲水實驗及瀝青路面使用性能評價等,實驗要求學生盡量能親自操作,并掌握每個實驗的基本步驟,能獨立完成整個實驗并寫出完整的實驗報告,考核結果按15%記入理論課成績。通過實驗教學,學生掌握了公路檢測管理的必備知識,能熟練進行現場檢測,提前培訓了學生的工作技能,對日后學生的實際工作有著極其重要的作用。

(3)完善現場調查與實習環節為了進一步提高理論聯系實際的效果,增設了教學實習環節,在第六學期末,安排了為期五周的施工實習,在第七學期初,安排為期四周的畢業實習。這兩個實踐環節中,均由學院聯系相關的施工單位,推薦學生生產實踐,學生可以深入到道路建設的生產第一線,在工地現場結合實習工程實際,進一步深化路基路面工程的相關理論和具體施工方法,同時建立畢業實習信息反饋制度,進行動態管理,有利于提高實習質量,例如土木10屆8位參與到玉阿新公路舊路改建項目的學生,與施工技術員同吃住在公路沿線,勤奮好學,深受實習單位的好評。

(4)提高畢業設計質量在畢業設計實踐環節中,學生應完成系統的道路工程結構物設計或道路工程施工類設計課題,選題應與教師科研工作相結合,并融入具體工程實例,學生全面系統應用理論知識和設計方法,完成畢業設計;在設計過程中,應建立合理的監控和管理體系,做好開題、中期檢查、后期檢查、答辯各項工作,保證畢業設計規范有序進行,為學生畢業后踏入社會工作做好充分準備。

3培養學生專業興趣,提高學習主動性

(1)采取多種教學方式為提高學生的學習興趣,增強實踐應用能力的培養,除了課堂講授、討論外,路基路面工程課程還采用新技術講座、參觀實際工程等多種形式增加學生對本專業知識的認識,了解本學科領域科技發展的重要成就和最新發展趨勢,擴大學生和老師的視野,培養學生對專業的興趣。

(2)改革作業方式為了深化課堂理論知識和擴大視野,除了布置各章節課后習題,還可以根據課程的進展情況適當布置課后調研論文,提交相應的調研報告,同時也培養了學生查閱文獻、編寫學術論文的綜合能力。

(3)改革考核方式以往開卷考試學生普遍都死記硬背,囫圇吞棗,試題稍作變動,就不會變通,可將考試形式由閉卷變為開卷。試卷內容多增加一些與實際工程相關的案例分析題,要求學生在理解專業知識的基礎上,可以利用輔助資料解決問題,按識記理解運用深層次培養學生分析和解決問題的能力。

4結語

道路建筑材料知識點范文3

良好緒論部分的教學是課程教學的良好開始。在橋梁工程課程緒論部分的課堂教學中,通過優化整合緒論部分的內容,如橋梁的定義與功能、橋梁分類、橋梁跨徑發展、橋梁美學與造型、技術創新、災害與應對措施以及全球交通網絡等知識點,讓學生對該門課程有個整體的認識,了解橋梁工程的發展現狀與發展歷史,激發學生學習該門課程的積極性,增強學生將理論知識和工程實踐密切聯系的能力,提高教學質量,以培養素質高和創新能力強的橋梁工程專業人才。

關鍵詞:

土木工程專業;橋梁工程;課程教學;教學研究

一、橋梁工程課程緒論部分內容的重要性

橋梁工程課程是土木工程專業的一門必修課,其內容主要是各門專業基礎課知識在橋梁工程中的綜合應用,是一門實踐與理論并重的專業技術課[1]。橋梁工程課程實踐性很強,教學中應注意激發學生對橋梁工程課程的興趣,充分調動學生學習的積極性和能動性;此外,課堂教學還應注意與工程背景相結合,以提高教學質量。“緒論”是課程的開始,良好的緒論教學是課程教學的良好開始。在橋梁工程課程緒論部分的教學中,通過優化整合橋梁的定義與功能、分類、跨徑發展、橋梁美學與造型、技術創新、災害與應對措施以及全球交通網絡等知識點,可以讓學生對該門課程有個整體的認識,了解橋梁工程的發展歷史與發展現狀,激發學生學習該門課程的積極性。同時,適應土木工程專業培養方案的需要,結合橋梁工程自身特點,在課堂講授中整合與優化緒論的講解內容,改善教學手段,對提高課程教學質量是十分重要和必要的。

二、橋梁工程課程緒論部分內容的整合優化

(一)橋梁的定義與功能

按百科全書的定義,橋梁是跨越障礙(河流、峽谷、道路等)的結構工程物。橋梁在學科分類上,屬于土木工程專業的一個分支,是道路工程的關鍵部位與核心工程;在環境美學上,橋梁往往又是當地的標志性建筑物。相對于隧道,橋梁固定于地表各處,形體龐大,構造各異,承受交通荷載及自然環境的影響。橋梁的本質特征為用自身的跨越能力實現連接,跨越行為是橋梁結構的本質。在課堂教學中,可以結合學校周圍或本地的橋梁來講述橋梁的作用與重要性。

(二)橋梁的分類

橋梁的分類很多,按橋梁用途來劃分,有公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、人行橋、農橋、運水橋(渡槽)以及其他專用橋梁(如用作通過管路、電纜等的橋),當然主要的是公路橋與鐵路橋。隨著軌道交通的發展,公路鐵路兩用橋也日益增多。按跨徑大小分類,依據中國《公路工程技術標準》(JTGB01-2003),橋梁可以分為特大橋、大橋、中橋與小橋。多孔跨徑總長L>1000m,單孔跨徑Lk>150m,屬于特大橋;多孔跨徑總長100m≤L≤1000m,單孔跨徑Lk>150m,屬于大橋;多孔跨徑總長30m(40m)<L<100m,單孔跨徑20m≤Lk<40m,屬于中橋;多孔跨徑總長8m<L<30m(40m),單孔跨徑5m≤Lk<20m,屬于小橋;單孔跨徑Lk<5m,則屬于涵洞。按主要承重結構所用的材料來劃分,橋梁分為木橋(屬于臨時橋梁)、圬工橋、鋼筋混凝土橋、組合梁橋、鋼橋等。按跨越障礙的性質分,有跨河橋、跨線橋(立交橋)和高架橋。按施工方法分,有整體施工橋梁(上部結構一次澆筑而成)、節段施工橋梁(上部結構分節段組拼而成)。按行車道的位置劃分,有上承式———視野開闊,但建筑高度相對較大;下承式———建筑高度小,視野較差;中承式———兼有前兩者的優缺點。按跨越方式(是否固定)分,有固定橋、活動橋(又稱開啟橋或開合橋,分平轉、立轉或升降)、浮橋、漫水橋。由于橋梁分類眾多,課堂講授時應突出重點,根據學生的專業特點,抓住主要的分類方式,如按結構體系、建筑材料、用途等進行分類的方式應作重點講解;而把按行車道的位置劃分橋梁的內容放到拱橋章節去講授,因為拱橋的主要分類方式是按行車道的位置來分類的。在后續講授斜拉橋或懸索橋內容時,也會涉及到按材料進行橋梁分類的知識點。同時,授課時還應注意各個分類之間的組合,如大跨度預應力混凝土連續剛構等。

(三)橋梁的跨徑發展

近年來,中國的橋梁建設發展迅速,橋梁跨徑不斷增加,許多橋梁建設達到世界水平,取得了舉世矚目的成就。已建成的著名橋梁有:主跨1088m的蘇通長江大橋(鋼箱梁斜拉橋),2012年前是世界第一跨度斜拉橋;主跨1650m的舟山西堠門懸索橋(世界第二跨度懸索橋);主跨550m的上海盧浦大橋(鋼箱拱橋);主跨552m的重慶朝天門長江大橋(鋼桁拱橋)。這些著名橋梁代表著中國橋梁建設的水平,受到世界橋梁界的高度贊譽。課堂講授時,應該對不同橋型展開講授,并注意內容的側重點,抓住幾種有代表性的橋型進行講述,力求簡單明了,與生活貼近。如,鋼懸臂桁架梁橋的主跨在19世紀初超過500m,而后極少修建,該類橋梁中國也較少見,課堂講授時一般僅簡單提及。鋼連續桁架梁橋19世紀50年代至今,單孔跨度控制在200m~300m之間,向更大跨度發展的可能性較小,課堂教學時,可以結合武漢長江大橋與南京長江大橋來講授。中國混凝土拱橋,即萬縣長江大橋,則在1997年達到了420m,超過了克羅地亞主跨390m的KRK-1號橋。鋼拱橋在20世紀30年代就超過500m,發展相對平穩。進入21世紀后,在中國出現了2座主跨500米以上的鋼拱橋,即主跨550m的盧浦大橋與主跨552m的朝天門長江大橋。鋼斜拉橋從1950年主跨約200m到今天主跨超過1000m,鋼懸索橋主跨從1930年主跨約1000m到今天約2000m,發展都很迅速。課堂講授時,應重點突出中國橋梁在跨徑上的突破,并配以相應的橋梁圖片,增強教學效果,激發學生的學習興趣,以達到事半功倍的效果。

(四)橋梁的美學與造型

相對隧道而言,橋梁的直觀性強,造型優美,視覺效果較好,往往給人以較強的震撼力;相對道路而言,橋梁是交通的關鍵部位,更能引起人們的關注。對橋梁的美學與造型應給予重點關注,講授橋梁的跨徑發展時,也需要借助圖片或動畫予以講解。橋梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。橋梁結構的形式與造型多種多樣,為橋梁工程師們的設計提供了無限的空間,也最能體現橋梁工程師們對橋梁結構的理解和熱愛[2]。在課堂教學中引入美學思想,可以激發學生學習該課程的興趣和求知欲望,引導學生更好地理解與認識橋梁,提高學生的審美情趣,達到更好的教學效果。

(五)橋梁的技術創新與發展動力

橋梁的發展史其實就是一部技術創新史。最早的橋梁可能源自雷擊而傾于河上的樹木。拱是曲線中最優美的線型,中國文字“橋”即是“木”與“拱”象形復合而成的。因此,緒論部分的課堂教學應重視這一內容的講解。趙州橋又名安濟橋,建于公元610年,是位于中國河北的一座著名石拱橋,也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度單孔敞肩坦弧石拱橋。趙州橋圓弧拱的跨度大,通航凈空大。這種跨度大、扁平率低的單孔1/4圓拱橋梁結構,是橋梁史上的一個奇跡。趙州橋被譽為“國際土木工程里程碑建筑”。橋梁結構設計分析理論、電子計算機技術、建筑材料、施工工藝、行業競爭等因素的發展和進步,是推動橋梁工程發展的內在動力[4]。經濟發展、社會需求和技術創新,為橋梁工程提供了所需要的設計計算理論、計算手段、建筑材料、機械裝備、施工技術等,對橋梁工程的發展有著直接的支撐作用。英國工業革命后,世界鋼鐵產量快速增長,以鋼材為主要承重材料的工程結構得到較大的發展,鋼橋開始大量出現。20世紀30年代經濟大蕭條后,美國為了經濟的恢復和持續增長,修建了大量高速公路,鋼拱橋和鋼懸索橋由此得到了較快的發展。二戰后,由于鋼材短缺,混凝土橋梁大量出現,斜拉橋、正交異性鋼橋面板、混凝土塔、掛籃懸澆、預應力技術、連續剛構、鋼砼組合結構等新的結構和技術應運而生,并出現了許多先進的施工技術,如懸臂拼裝、頂推、移動模架、大型浮吊整體吊裝架設等[4]。日本經濟的發展,推動了高速鐵路的發展,相繼建成了多座世界級的大跨度斜拉橋和懸索橋。20世紀80年代以來,中國改革開放,經濟的騰飛促使公路鐵路迅猛發展,橋梁建設成就輝煌,建成了大量連續剛構拱橋、大跨斜拉橋、大跨度懸索橋等世界級的大跨度橋梁。

(六)橋梁災害事件的發生與應對措施

盡管橋梁建設取得了矚目的成就,但是不時出現的橋梁事故與災害仍無法回避[5]。古今中外發生的橋梁災害事故很多,2007年8月,美國《時代周刊》雜志評選了百年世界十大最惡劣塌橋事故。每次事故都是一個血的教訓,重要的是應思考導致橋梁事故發生的原因。1940年11月7日,在風中振顫的塔庫馬大橋在八級大風荷載的動力作用下,經過劇烈扭曲震蕩后,吊索崩斷,橋面結構解體損毀,半跨墜落水中,橋梁最終倒塌。當年人們未能全面認識懸索橋受力體系,也沒有足夠重視空氣動力對橋梁的影響。塔庫馬大橋的倒塌促使橋梁風工程學的誕生,推動了橋梁工程的發展,至今仍有警示意義。魁北克大橋在施工中先后出現2次工程垮塌事故(見圖2)。這座橋主跨度為549米,是當時全世界最長的懸臂橋。1907年8月,大橋桿件失穩引起全橋倒塌,19000噸鋼材落入水中,造成75人死亡。1916年9月,中間跨度最長的一段橋身在被舉起過程中掉落水中,11名工人被奪去了生命??逅脑蛑皇悄襄^跨靠近主墩的下弦桿的壓屈導致大橋在施工過程中倒塌。穩定問題是力學中的一個重要分支,橋梁失穩事故促進了橋梁穩定理論的發展,橋梁技術的發展使橋梁穩定問題更顯重要。1970年,位于澳大利亞墨爾本的一座鋼箱梁橋(密爾福德天堂橋)倒塌。鋼箱梁橋本來已有很長的歷史了,由于二戰后鋼結構焊接與安裝技術的發展,鋼箱梁橋跨度做得越來越大,箱壁尺寸越來越薄。最終由于鋼箱梁板件的焊接殘余應力、幾何缺陷發生失穩,導致該橋倒塌。工程師從該橋的垮塌中認識到薄壁箱梁的剪力滯后效應,由此推動了薄壁構件設計理論的發展。湖南鳳凰橋在拆除橋上的腳手架時發生垮塌,事故造成64人遇難。2008年汶川大地震,2010年青海玉樹大地震,均造成道路、橋梁損毀嚴重。位于震中的汶川縣附近道路基礎設施受到嚴重破壞,其中橋梁震害最為典型和嚴重。因此,在課堂教學中,應適時引入橋梁災害事故的介紹,并適當進行評述,既完成了教學內容的講授,也活躍了課堂氣氛,還拓展了學生的工程視野,能收到較好的教學效果。此外,這些橋梁災害事故案例,與后面章節教學的內容是相關的,在緒論部分引入這些章節,為后面章節的教學提前作好鋪墊。

(七)全球交通網絡

加拿大人類學家費利克斯—菲蘭德將美國國家海洋與大氣管理局、國家地理空間情報局等機構的人類出行數據與地球夜景照片進行疊加,形成了地球上錯綜復雜的交通網絡。從中可以看出,空中交通與海路交通已相對完善,但是陸路交通還較匱乏,尤其是洲際公路中跨越海峽的橋梁建設較薄弱。由于全球化與世界經濟的發展,跨海工程也不再是可望而不可及的宏偉藍圖,21世紀或將迎來世界范圍內更大規模的橋梁建設[6-8]。著名海峽通道方案有白令海峽工程、直布羅陀海峽工程、墨西拿海峽工程、厄勒海峽工程、馬六甲海峽工程、大帶海峽工程、博斯普魯斯海峽工程等。中國交通運輸部已制定了“五縱七橫”國道主干線規劃,其中“二縱二橫”已基本連通。全部工程要求2020年前完成五個跨海工程,自北向南依次跨越渤海海峽、長江口、杭州灣、伶仃洋、瓊州海峽。其中,渤海海峽與瓊州海峽跨海工程尚在規劃中,長江口與杭州灣跨海工程已經建成通車,伶仃洋(粵港澳)跨海工程正在建設中。通過這部分知識點的講授,幫助學生認識到作為土木工程的橋梁工程建設是一項大有可為的事業,有很大的發展空間,學生們畢業后能夠施展自己的才能。由此使學生感到學習橋梁工程不再是一門枯燥的事情,而是跟自己的事業發展和自身的生活密切相關,學習橋梁工程課程還能與世界相聯系,從而激發學生課程學習的熱情與積極性。

三、結語

良好的緒論教學是橋梁工程課程教學良好的開始。在橋梁工程課程教學中,應結合土木工程專業培養方案要求和橋梁工程課程的自身特點,優化整合緒論部分的內容,改善教學方法,活躍課堂教學氣氛,激發學生學習知識的興趣,提高教學效果,培養素質高、實踐能力強的橋梁工程專業人才。

作者:曾勇 譚紅梅 吳國雄 董莉莉 單位:重慶交通大學土木工程學院 重慶建筑工程職業學院 重慶交通大學建筑與城市規劃學院

參考文獻:

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道路建筑材料知識點范文4

關鍵詞:工程造價專業 項目引導 工作過程

隨著我國改革開放的深入,基礎設施建設投資持續增加,建筑行業必將在較長的一段時間內依然是國家的支柱產業,工程造價人員的總體需求量還會有一個較大的增長趨勢。但由于經濟的轉型和升級,建筑業對工程造價人員的要求越來越高。不再是簡單的預算,而是要求工程造價貫穿整個工程項目建設中,從項目的可行性研究一直到施工結束的全過程工程造價管理。如何讓高職學生具備更強的適應能力和職業素質,更好地滿足用人單位的需求,滿足現代建筑業的需要,拉近學校教育和企業需求之間的差距,是每一個高職教師需要考慮和深思的問題。

1 “項目引導式――工作過程”教學改革的背景

江西工程職業學院工程造價專業創辦于2006年,迄今為止為社會輸送工程造價專門人才1000余名,在對畢業生進行跟蹤調查及用人單位反饋信息的基礎之上,結合教學中出現的問題,發現畢業生普遍存在很多急待解決的問題,歸納起來有以下幾點。

1.1 學生對專業知識的融匯能力較差。專業課程由不同的教師來任教,教師之間的教學交流不夠,致使課程之間的橫向聯系缺失,造成教學過程中,各門功課相對獨立,知識點分散,課程之間的連貫性不足。而實際工作非常注重專業知識的融合,一項工作常常需要好幾門課程作為支撐,學生這方面的能力往往很差。

1.2 造價工作的程序不清楚。從江西廣播電視大學調查的十個用人單位反饋信息中,畢業生進入工作角色的能力和速度不能讓用人單位滿意,并且對工作崗位需要完成的工作任務知之甚少。需要用人單位花大量的時間進行再培養。

1.3 對全過程工程造價認識不足。很多學生認為工程造價等同于工程預算,在學習的時候,往往只重視工程預算方面的能力提升,而忽視工程估算、設計概算、招投標價款、工程造價管理等專業知識的學習。導致在工作中不能將各階段工程造價連貫起來考慮問題,偏科情況較為嚴重,最后導致事倍功半的工作效果。

1.4 工程計價不準確。學生工程算量的學習熱情,明顯高于工程計價。定額條款和清單計價的專業知識相對比較枯燥,工程計價的靈活性較大,要求學生對建筑構造、工程做法、施工工藝、合同條款等專業知識有一定的了解。在實際工作中,對工程計價的套用方法極其不準確,甚至不知道應該套用何種子目。

針對這些問題,該校工程造價專業教學團隊,以該校教學信息化改革和專業綜合改革試點為契機,進行大量的社會調研,并借鑒國內外先進的職業教育理念為基礎,結合用人單位的實際需求,提出并探索“項目驅動――工作過程”的教學模式。希望探索出一條職業教育的新模式、新道路。

2 “項目引導式――工作過程”教學模式的內涵

2.1 項目引導式:即工程造價專業課程遵循“項目引領、能力遞進”的原則,選用典型工程項目作為教學重點,將理論知識融入項目中,讓學生在項目引導下完成專業知識的學習。

2.2 工作過程:每個項目按照實際工作過程安排組織教學,將工作引入課堂,利用該校工程造價專業實訓室,將教和學的過程落實到真實的工作過程上,讓學生在工作過程中以“職業人”直接參與進來,提高職業能力,掌握最新專業知識、工作技能和技巧。

3 “項目引導式――工作過程”教學改革思路

3.1 教學模式改革總目標。以“信息技術為支撐,構建“雙融”職業教育”為特色,以“項目引導式――工作過程”教學模式為核心,以工程造價項目化為前導,以市場需求為導向,以技能訓練為重點,以全過程工程造價工作控制為目標,依托各造價單位,施工單位、工程咨詢單位及該校建筑專業實訓中心,按照“推進個性化特色教育,著力培養學生的創新能力”的建設思路,建設成江西省具有鮮明特色的一流專業,成為工程造價人才培養的搖籃。

3.2 教學改革思路。以校企合作教育、工作過程培養模式為根本,以“四結合”為具體實施步驟,建立了一個以“零距離上崗”為教育目標、教學與工作過程“零距離”為接口、校企合作教育、“基于項目引導式――工作過程”的人才培養模式,為專業教學改革指導思路,全面深化改革工程造價專業。

在四結合的基礎上圍繞“4+4+6”項目驅動,整體考慮學生的崗位需求和職業發展規劃,制定改革思路,即“四大工程造價”、“四個基本工作過程”、“6個相關工作崗位”重新組織教學。

注重理論與實踐教學相融合,在教學計劃安排中,以 “理論與實踐教學――校內真實實訓――工學交替結合與崗位技能強化訓練――頂崗實習”為主線,在課程內容的編排上按照“理論教學為項目服務”、“工作過程為主”的思路,將實踐教學前置,理論教學后置。重點推進以“四大基本技能”(以四個基本預算能力培養中心)、“四個工作過程”(以四個基本工作過程為實踐基礎)和 “三級實訓”(單項、綜合、崗位)為核心的實踐教學模式。

3.3 實踐性教學改革思路。實踐性教學環節,是本次改革的核心環節。改變教學和實踐脫離的情況,務必要實現“零距離上崗”、“教學與工作過程零距離”為接口、借助校企合作,完成“項目驅動――基于工作過程”的人才培養模式。借鑒兄弟院校的經驗,結合該校實際,遵循行業對造價人才知識結構的需求,合理科學地安排教學實踐性環節,具體思路如下:

①大一上學期完成構造與識圖、建筑材料等工程造價基礎知識的學習。依托該系即將建設完成的國家級實訓基地,使學生對建筑工程有一個較好的認識。本階段的重點在于識讀建筑施工圖、結構施工圖、認識建筑材料及特性、掌握建筑工程的構造要求,為以后的學習打下基礎。

②大一下學期及大二上學期,引入工程項目,以項目引導為基礎,以工作過程為手段,將知識以工作的形式傳遞給學生。從土建工程預算為第一個工程項目,依次完成安裝工程預算、裝飾工程預算、市政園林工程預算,每個工程項目預算都必須經歷工程識圖、工程算量、工程套價三階段實踐教學環節。學生以小組為單位,配合完成四大工程預算。在此階段對上學期專業知識進行加深,上學期的專業知識在此時得到應用。同時開設建筑工程定額與預算、安裝工程識圖與概預算、裝飾工程概預算、市政園林工程預算、建筑施工技術等相關課程,旨在完成四個單項工程預算項目的工作過程。

③大二下學期,建立在工程預算的基礎之上,重點進行工程招投標方面及計算機進行工程造價方面的實踐教學,將一年以來的預算成果,在這個學期進行總結,對專業知識進行再認識和提高。發現問題,找出不足,提升專業水平。同時應開設計算機在工程造價中的應用、工程招投標、建筑法規、建筑工程清單編制、工程經濟學等課程。旨在完成工程造價軟件的應用,清單的編制、清單報價、招投標文件的編制以及招標控制價的編制等四個項目的工作過程。

④大三上學期,本學期的教學基本在實訓室進行,拓展與工程造價相關的動手能力,如工程投資分析、工程估算的編制、設計概算的編制,并且通過情景模擬教學和角色扮演等多種教學手段,完成工程價款的支付、工程決算書的編制以及工程審計等相關知識的學習。通過角色扮演等多種教學手段完成工程審計等相關知識的學習。同時,應開設工程造價管理、工程項目管理、資料編制、建筑企業會計等專業課程,最終完成一個工程項目的全過程造價控制的工作過程。

⑤上述各教學環節,必須由院項目負責人和行業專家共同制定工程項目,并親自指導,也可通過信息化技術,行業專家以雙向視頻的形式進行實踐性指導教學,讓學生在每個階段都能看到工程人員實際的工作過程。

4 體會和反思

4.1 “項目引導式――工作過程”教學模式改革,必須緊緊圍繞工程項目和工程造價過程的實際工作為重點,努力將教和學的過程落實到真實的項目和工作過程上,讓學生帶著任務去學習,學習的方向感明確,工作過程的融入,讓學生直接的在工作中去吸取專業知識,學生可以在明確方向的前提下,主動學習專業知識,提高動手能力。

4.2 “項目引導式――工作過程”教學模式不同于純理論教學,也不同于一般的實踐課程,它是一個培養完成工程造價工作和解決工程造價工作中遇到各種問題能力的教學模式。意味著教學模式的制定者必須對行業現狀進行長期的調研,并對行業的發展有敏銳的洞察力。這樣,人才培養方案的制定才能有超前意識。同時,也對教師有了更高的要求,要求教師不僅是一名優秀的知識傳播者,還應該是一名優秀的工程造價人員。

4.3 “項目引導式――工作過程”教學模式對實訓基地的要求更高,只有在設備齊全、功能先進的校內仿真實訓室實施教學,才能使這種教學模式發揮更大的作用,學生才能真正體會到真實的工作環境,所以校企共建實訓室是一個很好的選擇。

4.4 “項目引導式――工作過程”教學模式注重的是工作過程,是將零散的知識點,在工作中整合,教材的適用性非常關鍵。高校應根據自身教學的特點及培養目標,和企業人員合作完成自編教材,打破現有教材的局限性。

5 總結

“項目引導式――工作過程”教學模式是對現有學科體系教學模式的完全顛覆,此教學模式的優點在于培養學生的職業適應力和職業競爭力,符合工程造價行業和企業對技能型人才的要求。這個教學模式培養人才的后勁稍顯不足,不如學科體系教學模式的教學嚴謹性好,學生對專業知識的廣泛度不夠。如何在兩者之間找到平衡點,將是值得廣大教育工作者去研究和深思的問題。

參考文獻:

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道路建筑材料知識點范文5

[關鍵詞]CDIO;路基路面;教學;改革

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-5918(2016)02-0101-03

一、引言

CDIO是2001年由美國麻省理工學院與瑞典的林克平大學、查爾姆斯技術大學以及皇家技術學院等3所高等院校共同開發的新型的現代工程教育模式和實施體系。CDIO是“構思”(conceive)、“設計”(Design)、“實施”(Implement)及“運行”(Operate)四個英語單詞的縮寫,是“做中學”和“基于項目的教育和學習”(簡稱PBL)的具體概括與抽象描述。CDIO教育理念是以產品全生命周期為載體,建立集成的課程體系,讓學生以主動、實踐的方式學習工程理論知識,積累工程實踐經驗,提升工程技能。在本科高校和高等職業技術院校,經過學者多年的理論研究與實踐探索,逐步形成了諸多典型的工程教育的案例,有力推動了工程教育人才培養改革。然而,在運用CDIO的實踐中,高校更聚焦的是宏觀層面的人才培養路徑、專業建設、課程體系等,對CDIO模式如何適應具體某一門課程尚缺乏系統研究。為此,借鑒CDIO基本原理,建立以“學生為主體、教師為引導、項目為載體、工程技能培養為目標”的培養體系,并以路基路面課程改革為例,闡述在高職院校教學過程中,如何合理有效地在微觀視角實踐CDIO教育理念。

二、路基路面課程目標

根據學院道橋專業培養方案,《路基路面工程》課程是開設在大學二年級,這個階段的學生已經學習了與專業相關的課程有:建筑材料、工程力學、工程測量和道路勘測設計,而在此課程之后的后續課程有:公路施工技術、工程項目管理、工程概預算以及開展畢業設計綜合實踐,因此,《路基路面工程》起著承上啟下的作用。為了更好地適應社會對技能型人才的需求,借鑒國內示范性高職院校道橋專業教學經驗,在課程教學過程中,緊密結合實際工程,以培養專業技能和職業素養為教學目的,依據CDIO能力大綱中對學生能力的描述與要求,主要針對學生技術知識和推理能力、個人職業技能和職業道德、人際交往技能的培養,運用情境案例分析,具體從基礎科學知識、核心工程基礎知識、工程推理和解決問題能力、實驗中探索知識、系統思維、個人技能和態度、職業技能和道德、團隊精神、交流、外部和社會環境、構思與工程系統、設計實施等方面,并結合實際工程問題引出知識點,分析、探討、歸納項目特征,且嘗試解決問題。

路基路面工程課程建設目標從三方面考慮,首先讓學生了解路基路面工程方面的基本概念,熟悉相應結構層的性能、作用和結構特點,明確路基與路面結構層的施工工藝知識。其次是掌握路基工程土的分類及性質、路基修筑方法、壓實方法及質量檢驗評定標準;通過典型路基路面工程設計實踐環節,讓學生建立路基施工及路面設計的理論體系,根據施工特點明確路基排水設施的構成,邊坡防護及加固設施的確定,路面類型的選取,以解決問題的形式完成對路基施工方案的編寫,完成路面各結構層厚度、材料的確定,為后續課程學習奠定基礎。最后通過課程學習,了解工程師應具備的基本工程素養,體驗處理實際工程的過程,開展團隊協作。

二、路基路面課程內容

路基路面工程主要有認識、理論、實踐和考核四個部分。在理論教學部分主要包括路基工程和路面工程,而路基工程中又涉及排水設施、邊坡穩定驗算及防護設施、擋土墻設置等內容,路面工程中主要涉及瀝青路面和水泥混凝土路面的計算。由于課程內容龐雜,涉及的知識面廣,受課時量不足、教學設施不夠完善等因素制約,應完善課程結構體系,在路基部分,以與路基穩定緊密關聯的排水、邊坡加固及防護、地基處理為教學重點,在路面部分,以現在工程中最常用的瀝青路面為重點,側重路面結構層設計理論與方法。

(一)認識環節

認識環節主要內容形式有講座和參觀。具體的目標要求是對專業的現狀、道路發展、關鍵技術變化、施工工藝進行客觀認識,了解社會及用人單位對人才的需求與標準,引導學生對未來職業的思考和人生規劃,激發對工程的興趣與學習動力。

在認識環節中,邀請相關專家、學者、一線工程師開展道路工程科學與技術的重要成就和最新發展趨勢、工程技術規范等方面的專題講座,拓展學生視野,加深對課程內容的理解。同時參觀試驗室和施工現場,形成直接經驗的積累,激發學習興趣。

(二)理論環節

在整個教學全過程中體現學生積極思考與解決工程問題的教學理念,理論環節主要內容形式有案例分析、項目任務和討論。具體目標要求是通過多種授課方式使學生了解課程相關的基本概念、原理;理解路基穩定性的影響因素和加固防護措施;以及與路基路面相關的交通分析、材料參數選取與路面結構設計方法。

(三)實踐環節

實踐環節主要內容形式有課程設計、調查和展示匯報。具體目標要求是學生直接參與道路的構思、設計和實施。分析采取適宜的材料,確定道路各結構層的厚度。通過對瀝青混凝土路面的課程設計,在理解道路設計步驟的基礎上,對設計方案進行經濟技術比較。

在實踐過程中工程實踐情景和內容的篩選特別重要,經過多次研討,在路基路面設計實踐環節中選取現在工程中最常用的瀝青路面作為典型的工程,分別讓學生自己負責收集材料、擬定設計方案等,教師可以提供適當指導,以使前修課程所學知識傳遞到課程設計環節。

(四)考核環節

考核環節主要內容形式有總結和答辯。具體目標要求是在學習活動過程中及時交流,反饋工作評價。通過思考所完成工作,總結工作成果及工作方法,從技術描述以及團隊工作方式與組織分工等方面總結交流,鍛煉學生表達、交流總結能力。

通過一周的實踐活動,學生分組完成瀝青混凝土路面設計,內容主要包括道路交通量的調查、路面結構層次的確定、設計方案選取及比較、各成員的任務分工和貢獻率、總結等。同時根據課程設計報告制作相應的PPT演示課件,進行口頭匯報。而考核環節,利用學生完成任務為載體,對其運用專業知識技能、創新能力、團隊協作能力等進行考查。

三、路基路面課程教學方法

根據CDIO教育模式要求,《路基路面工程》課程教學過程中將CDIO中構思、設計、實現、運作理念有機融入于教學的各個階段。在授課過程中,師生將課堂環境演化為知識交換空間,教師合理組織課程教學內容,凸顯課程知識點的重點、難點,靈活采用課堂引導、答疑解惑及研討等方式共享學習成果。例如就某水泥混凝土路面破壞問題讓學生展開討論,以“問題――原因――措施”的基本思路引導學生去思考,調節課堂氣氛,提高學生課堂學習的參與性,為推動學生主動養成一體化的學習習慣創造有利條件。其次,采用案例教學,利用瀝青路面和水泥混凝土路面施工典型工程案例及多媒體網絡資源,力圖向學生提供直觀形象的工程圖片及動態的施工作業過程,在增加課堂教學信息容量的同時,實現課堂教學與實際工程項目的有機結合。第三,在系統把握和教授課程基本概念的基礎上,不僅要強調學生實踐動手能力的培養,而且結合專業工程標準、行業規范和一線施工單位要求規范學生行為,充分發揮學生獨立能力和團隊協作精神,著力培養學生分析和解決具體工程的思維。

四、路基路面課程考核

合理的課程考核是有效開展教學活動的保證。結合一線施工企業和CDIO工程教育模式與技能型人才培養目標的契合度,為了有效的對學生學習投入及獲得成績進行鑒別,根據課程設置目標優化傳統考核模式,采用過程管理及結果考核相耦合的方式,從出勤、課堂參與程度(匯報)、平時項目作業和期末考試成績等進行綜合考評。特別是在過程考評階段通過對實踐過程中設計作業完成情況、同一小組中各成員之間互評及平時成績等維度進行全面評價,突出團隊整體的作用。而在課程考試時,參照公路和市政方向建造師考試的要求,引入考試相關科目的重要內容,突出課程工程性和實踐性強的特點。實踐表明,采用這種考核形式,強化了學生全員參與的意識,有利于學生在學習過程中學習態度、職業素養、人際團隊能力與工程系統能力的培養。

五、結論

路基路面工程課程以CDIO工程教育理念為理論指導,實行項目驅動法教學。通過2年的時間對課程目標、教學內容和教學方法等方面進行了有益探索,把考核融入教學全過程,架設教與學良性循環路徑。通過對學生與施工企業調查訪談表明,將CDIO教學模式應用到路基路面課程教學過程中,使知識傳播與工程能力培養融合在課程實施過程中,取得了良好的實踐效果。

(一)提升了學生主動學習的積極性,構建了學生開放式的知識體系。項目從到逐步實施,學生依據項目的目標要求查詢各種文獻資料,使學生從中體會到學習的源動力,扭轉了被動學習的局面,確立了以學生為中心的主導地位。其次在項目多層次目標的驅動下,促使學生務實的將零散的知識點逐級梯度推進,匯總成系統的知識結構。同時,不僅僅把視野只聚焦于某個知識點,而是逐步向多門課程甚至整個專業擴散,并能融會貫通。

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【關鍵詞】卓越工程師 水工鋼筋混凝土結構課程 教學改革

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889(2015)06C-0071-03

教育部“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,是高等工程教育改革的里程碑。其宗旨是要培養、造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的、高質量的各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。通過實施“卓越計劃”,主要強化培養學生的工程意識、工程素質和工程創新理念,提升學生的工程實踐能力、創新能力,培養一大批卓越的后備工程師。

廣西大學的水利水電工程專業是國家特色專業,經80多年建設,已形成了“本―碩―博”的人才培養體系,在以寬口徑、厚基礎為培養目標以及“面向廣西與東盟的水利水電工程專業人才培養模式創新試驗區”的專業改革中,不僅積累了豐富的教學改革經驗,與時俱進提升了教學質量,而且逐漸形成了顯著的辦學特色。為適應“卓越計劃”新舉措下的人才培養模式,以及繼續強化專業基礎、拓寬專業口徑的培養目標的需要,對水利水電工程專業課程教學進行相應改革勢在必行。本文在分析傳統的水工鋼筋混凝土結構課程教學存在不足的基礎上,基于強化學生工程能力和創新能力培養的目的,分別從該課程的教學內容組織、教學方式應用兩個方面對水工鋼筋混凝土結構課程的教學改革進行探索。

一、傳統課程教學存在的不足

水工鋼筋混凝土結構屬于專業基礎課,由三部分的內容構成:一是理論性較強的“基本構件”部分,二是實踐性極強的“結構設計部分”,三是水工鋼筋混凝土結構設計計算中的若干特殊問題。因此,該課程是水利水電工程專業的最重要的專業基礎課之一,是綜合理論與試驗來指導工程實踐的課程,廣泛應用于水工結構、港工結構以及房屋建筑結構的工程領域中,具有很強的理論性和實踐性。課程的教學效果將直接關系到學生工程素質、工程技能和創新能力的培養水平,課程是“卓越計劃”培養模式下的核心課程。

水工鋼筋混凝土結構課程傳統的教學方式注重傳授系統的理論知識,有助于學生在短期內形成混凝土結構的知識架構與體系等,但由于傳統的教學方式通常是以教師為主體,學生是被動地接受知識,甚至不乏“滿堂灌”的情形,已不符合“卓越計劃”的人才培養理念及要求。歸納起來,不足主要有:

第一,不利于充分挖掘或培育學生的創新能力。在培養目標上,重視傳授知識,但對發展分析問題和解決問題能力的力度不足,且一般均設置統一的人才培養標桿,按單一模式培養學生,培養理念相對保守、封閉,不利于創新思維和創新能力的培養,已不能滿足學生發展的需要和“卓越計劃”的培養目標的要求。

第二,教學內容與工程實際的聯系不夠緊密。傳統教學在教學內容組織上,教材基本上是學生唯一的學習內容,是學生知識的主要來源,如果教材結合工程實際或引進案例的程度不足,將會對“卓越計劃”下的人才培養目標和要求產生不利影響。同時,水工鋼筋混凝土結構是一門理論性和實踐性較強的課程,教學內容紛繁復雜,跨度廣、難度高,同時還涉及許多結構規范或規程,在“卓越計劃”人才培養模式下,緊密與工程實際的聯系力度、優化教學內容的組織勢在必行。

第三,不能充分發揮學生的自主學習能力。在教學方法上,傳統教學以“傳遞―接受”為渠道,強調的是教師怎樣去“教”,不重視學生如何去“學”,往往以單一化的課堂教學為中心,課堂外教學不足,學生對知識的掌握主要以死記硬背為主,不利于學生探究基本原理的能力及靈活掌控公式運用能力的培養,不利于發揮學生的自主學習能力,調動學生學習的積極性。

二、教學改革探索

(一)課程教學內容的改革。水工鋼筋混凝土結構含主講教學學時70學時,課程設計1.5周,相對于教學內容,學時相對偏少。在對課程教學內容進行優化組織時,需綜合“卓越計劃”的要求以及該實際課時條件進行教學內容的調整改革。

1.強化基本原理內容,優化與相關課程知識的聯系。構成水工鋼筋混凝土結構課程的三部分內容中,基本構件部分包括鋼筋混凝土結構材料性能、設計計算原理,以及拉、壓、彎、剪、扭五大類基本構件和復合受力構件的受力機理、破壞形態、承載力計算和構造要求等內容,是本課程的基礎內容,是學生學習后續的結構設計內容的基礎和前提,也是夯實基礎、拓寬專業口徑的主要切入點之一,具有經驗性和理論性強的特點。學生只有理解和把握了該內容的基本概念和基本原理,才能從源頭上掌握鋼筋混凝土結構的基本理論體系,從而為今后的工程靈活應用及工程創新打下堅實基礎。因此,對課程教學內容的組織和優化,應確立基本概念和基本原理的核心地位,根據該部分知識的特點建立其理論主干線,并圍繞主干線有序、有條理組織知識點,達到強化基本原理的目的。

同時,這些內容與概率統計理論、建筑材料、理論力學和材料力學等課程聯系十分緊密,是以這些課程的知識為基礎的。例如,設計計算原理講授的極限狀態設計法,其基于可靠度的設計表達式、荷載和材料強度的取值等,均以概率統計理論為基礎;鋼筋混凝土結構的鋼筋(或型鋼)、混凝土的力學性能與建筑材料課程的知識聯系緊密;基本構件的受力分析、計算簡圖和平衡方程的建立則是理論力學、材料力學的基本原理的具體應用。因此,在本課程的教學計劃中,在強化基本構件理論內容的同時,還需注重并合理組織與其他相關課程知識點的聯系,并結合教學方法上的配套改革,綜合實施教學內容的優化。

當然,由于教學學時的限制,在引進相關課程知識點的教學內容的組織上,必須注重引進或聯系的方式。行之有效的方式,如將聯系的知識點合理穿插于本課程的相關內容的教學中,即課堂插花方式,以及課前安排學生預習相關課程知識點、布置預習主題等,即課外延伸方式,這樣不僅可以解決教學學時緊的問題,而且有利于發揮學生學習的積極性和主動性,提高學生的自主學習能力。

2.強化專業實踐教學環節。為強化學生工程素質、工程技能和工程創新能力的培養,使學生能夠在踏上工作崗位后很快進入角色,首先必須強化實踐教學環節。作為富于實踐性的專業基礎課程,在水工鋼筋混凝土結構教學內容中強化專業職業實踐教學環節成為必然。這些專業職業實踐教學環節,宜包括校內實踐教學和校外企業工程實踐環節兩大部分。校內實踐教學又可分為混凝土試驗課教學環節、課程設計教學環節、鋼筋混凝土結構主題的科學試驗和研究環節,以及為滿足各種職業資格考試(如注冊建造師、注冊土木工程師等考試)需要的、與該考試相關的鋼筋混凝土結構知識的培訓、混凝土結構專業設計軟件實訓等實踐教學環節。校外企業工程實踐環節主要有設計單位的工程設計實踐環節、施工企業的工程施工實踐環節、工程監控和檢測的工程實踐環節,等等。

(二)教學方式的改革。若改革和優化僅對教學內容進行,沒有適當的教學組織形式、教學方法和技術配套跟進,將很難取得理想的教學成效和實現預期的培養目標。為達到強化基本原理和專業實踐教學環節的教學內容的目的,以強化學生的工程能力和創新能力培養,采用講授法與探究法有機結合、練習法與實驗法有機結合、強化案例教學不失為可選和可行的教學方式。

1.講授法與探究法有機結合,強化基本原理的教與學。水工鋼筋混凝土結構課程內容繁雜,具有“六多”的特點,即概念多、原理多、公式多、參數多、條件多、構造多,且與多門課程的知識密切相關,內容綜合性強,抽象難懂,初學者很難準確理解和把握,有必要先講授,讓學生對鋼筋混凝土結構知識體系有所認識,然后再放手讓學生探究學習。因此,在開始的前四章(包括鋼筋混凝土結構材料性能、設計計算原理、受彎和受剪構件的承載力計算)的學習中,宜以講授法為主,采用課堂講授的方法給學生講解基礎性的基本概念和基本原理,使學生理解和掌握必備的鋼筋混凝土結構基礎知識,對鋼筋混凝土結構的學習方法有所認識和感悟。講授中,宜結合本課程的特點,以構件的“截面設計和截面承載力復核”為中心,以“試驗研究―截面受力分析―破壞形態和破壞特征―基本假定―計算簡圖―公式推導―公式應用―總結”為主線,組織教學和展開講解,并根據學生的實際情況、接受程度,采取啟發式教學,突出重點和難點,因材施教。在第四章之后的內容的教學中,則可以采取講授法和探究法相結合進行,并加大探究教學的比重。例如,對受壓構件承載力計算的教學,有了受彎構件的知識基礎,就可以分別以構件的破壞形態和破壞特征、受力分析和計算簡圖建立、界限破壞和界限受壓區高度、承載力計算公式推導和公式應用為主題,放手讓學生成為主體,觀看軸心受壓、偏心受壓試件試驗的視頻,在老師的啟發和引導下,主動地探索、分析、認識、構建和掌握上述主題的新知識,進而主動將原理和公式靈活應用于習題或工程實例的求解中,避免以繼承為中心的教學模式的僅僅強調知識的記憶、模仿和反復練習帶來的抑制學生的創新力的弊端,達到調動學生學習的主動性和積極性、培養和提高學生的動手能力和創新能力的目的。同時,學生通過主動學習構建的對知識的理解和掌握是自主的、本源性的,因此也是根深蒂固和融會貫通的,為今后的靈活工程應用和創新發展奠定了堅實基礎,具有“可持續發展性”,達到了強化基本概念和原理的教與學的目的。

受限于教學學時,目前廣西大學的水工鋼筋混凝土結構課程僅開出了適筋梁的實驗課,該實驗從粘貼鋼筋應變片―綁扎鋼筋―澆筑混凝土―養護―刷白―劃線―粘貼混凝土應變片―加載實驗,全部由學生自主完成,而少筋梁和超筋梁的加載實驗則是由老師主導完成。顯然,實驗的數量過少,不利于探究式教學的開展。采取的彌補措施有:一是組織學生現場觀摩或參與研究生的構件實驗。每年研究生都會進行大量的梁、柱、墻試件或結構體系的實驗研究,實驗室基本處在連續工作的狀態中,這就給本科生的觀摩學習提供了良機,部分同學甚至通過導師制培養機制直接參與到了實驗研究中。另有部分同學通過各類本科生創新項目的申請立項,參與了實驗研究創新實踐。二是充分利用多媒體技術,組織學生觀看結構實驗的視頻,并在觀看后舉行主題討論活動,讓學生探索構件的受力過程、截面的應力應變分布和破壞形態等。

2.強化解決工程實際問題的案例教學。在水工鋼筋混凝土結構教學中,可強化的實踐教學環節有校內、校外的多種實踐教學環節。除了前面闡述的實驗課教學環節、鋼筋混凝土結構主題的科學實驗環節之外,在該課程的課程設計和習題教學中,強化工程案例教學,也是強化實踐教學、促進學生工程素養和工程能力提升的途徑。通過案例教學并在其中強化對現行規范條文的學習和應用,有利于在理論知識和工程實際之間建立起聯系的橋梁,促進實踐教學與實際工作技能實現“無縫對接”。

案例教學的關鍵在于案例素材的組織。作為案例教學的核心,案例應具備工程背景性、典型性、啟發性和實效性的特點,即案例應取材于實際工程,經精心篩選、比對后擇優選用,具有代表性或一般性,能體現出同類構件或結構的工程特性,并可使案例教學取得實效。同時,應能提供從引入邊界條件簡化、建立內力計算簡圖的環節開始,逐步展開構件或結構的設計案例教學,啟迪思路,并留給學生必要的多種設計方案的自主發揮空間。

《水工鋼筋混凝土結構學》教材是高等學校水利類專業的經典教材,曾獲原國家教委全國高校優秀教材獎和原水利電力部優秀教材一等獎。教材中,針對基本構件的截面設計和承載力復核編寫的許多例題,均來源于實際工程,且問題的求解一般始于荷載分析和受力分析環節,十分有利于學生認識和了解工程實際狀況,有利于將理論知識應用于求解工程實際問題的思路的構建,是實踐教學與實際工作技能培養實現“無縫對接”的、很好的習題或案例素材組織形式。受教材啟發,筆者選取了某水利樞紐工程的壩后式廠房壩段為工程實例,系統地將其壩頂人行道板、尾水平臺板、廠房屋面板、吊車梁、屋面大梁集成為受彎、剪、扭構件案例,將廠房排架柱、啟閉機排架柱、工作橋剛架柱等集成為偏心受壓構件案例,應用于例題講授和學生作業中,結果學生提出問題的現象增多了,課間討論的現象增多了,激發了學生濃厚的學習和探究興趣,也得到了學生的肯定。同時,為拓展學生的專業口徑,在課程設計中,選取實際的工業廠房結構或較規則的低層建筑結構為題,促進學生對工業建筑和民用建筑結構的認識和了解,拓寬學生的專業視野。

總之,“卓越計劃”下,水工鋼筋混凝土結構教學內容的改革應以強化基本概念和基本原理、強化專業實踐教學環節等為重點,并推行符合工程能力培養規律的教學方法,注重講授法與探究法的有機結合、練習法與實驗法的有機結合,強化案例教學環節?!白吭接媱潯迸囵B模式下的水利水電工程教育教學改革是一項系統的工程,任重道遠,課程的教學內容和教學方法的改革必須納入到水利工程專業“卓越工程師”的總體培養方案和計劃中,成為系統性的工程人才培養工程中結構得到優化的、起積極作用的“一根柱子”。

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【基金項目】2015年度廣西高等教育本科教學改革工程立項項目(2015JGZ107)

【作者簡介】藍文武(1966- ),男,廣西都安人,廣西大學土木建筑工程學院副教授,碩士生導師,研究方向:混凝土結構、組合結構和工程抗震研究。

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