土木工程概论论文

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土木工程概论论文

土木工程概论论文1

摘要

土木工程既是一门科学,同时也是一门应用技术,是为人服务的的职业,它建设了整个文明的物质基础。土木工程的根本工作目的是不断的提高生活的质量。所以我们不仅仅是一个工程技术人员,也是社会的建设者,积极的投身社会建设是我们应尽的责任。

关键词

土木工程;自然科学;工程师;现状及未来

现代的土木工程已经是一门多学科交叉的综合,相关的自然科学和社会科学学科的进步都会对土木工程的发展产生影响。作为土木工程理论的一个支柱,力学在19-20世纪取得了巨大的发展。由于实际需要的推动,力学发展出许多小的门类,如弹性力学,损伤力学等,都服务于土木工程。现在的理论力学已经达到了一个相当成熟的境界。数学工具和计算机技术的发展也使得一些以前无法分析的问题可以为工程师们所掌握。本时间初,随着边界层理论的发展,流体力学逐渐发展,并在此基础上发展出了湍流理论。固体力学也有很大的发展,对土木工程有直接作用的断裂力学的发生使得工程师们可以比较可靠的估计建筑物的强度和可靠性。这一发展改变了设计的观念。大大推动了结构研究的发展。预应力理论的提出标志着力学理论进入了一个新时期。另一方面,有限元分析等新的数学分析方法在计算机技术的支持下迅速发展,拓宽了工程师的研究对象,使得工程师们能够把握更加复杂的系统。数学工具的发展不但作用在结构分析计算上,也体现在优化设计当中。概率与数例统计的应用完善了各种结构物的计算。材料科学的发展为土木工程带来了广阔的发展空间,新的工程材料,如碳纤维,高强度混凝土,高分子复合材料等加入到土木工程的应用中来,为工程师提供了更多的选择。

在不同的专业方向上,随着超高层建筑的发展,结构理论也不断发展,从框架到剪力墙再到筒式体系,越来越成熟。在桥梁工程方面,从比较原始的板梁桥,拱桥发展到现代常用的斜拉桥,悬索桥。发展不但体现在形式上,而且也体现内涵上。多种技术的交叉运用突破了单纯的桥梁结构的种类划分。并且出现了一些独特的斜桥和曲线桥。电脑在土木工程设计上的重要性,已不再需要辩论。利用电脑绘制各类平面、立面、剖面、细部等二度空间图集已成为全球事务所的标准方法。CAD技术使得工程师从烦琐的绘图作业中解放出来,大大提高了效率。CAD最重要的一个功能是它的虚拟现实功能,可以直观的反应和模拟建筑的外观,结构,以及在不同外力作用下的效果。在国家大剧院的设计中,太原理工大学土木系结构分析工作站,采用ANSYS软件成功地对中国国家大剧院进行了结构分析。验证计算内力、多种载荷组合工况下的变形、结构抗震分析以及验证结构设计的合理性与可靠性。

和工业化大生产相适应,土木工程也经历了一个标准化规范化的过程。现在土木工程的规范化和标准化已经达到了相当的高度,不仅仅完成了单位和术语的统一,也形成了一整个由行业规范和国家强制标准共同构成的标准体系。统一的标准和规范使得技术资料有更大的通用性,同时也保证工程设施的可靠性。现代土木工程的建设,尤其是大型基础设施的建设,牵涉到社会的各个方面。对社会产生巨大的影响,包括经济的,政治的,甚至思想观点的影响。广泛的社会协作是现代土木工程的一个重要特点。小到一个城市道路岔口的改造。大到三峡工程这样的世纪工程,都体现了社会对土木的影响,有协助也有干预。从工程建设的规划,立项,预算到建设过程,社会力量广泛的参与其中。同时工程自身也会对社会影响产生回馈。工程对资金,材料,设备,人员的要求,工程对周围环境的影响,工程建成后使用过程中的经济,环境等问题,都不仅限于土木工程技术本身。

在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构,流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点是但又不仅仅限于CAD方面,也对工程进度的管理。运行中数据资料的收集,分析,整理。对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。我国现在正是基本建设的高潮。信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式,而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能,必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。

人性化则是近年来兴起的,主要是在体现在关系到人们日常生活使用的工业民用建筑方面。设计,施工,维护,使用都对土木建筑提出了人性化的要求。国外为此提出过3E的概念。实用、经济、优美,是一个逐渐提高的要求。我国现在在这方面还有欠缺,更多的注重了第一层次实用性的要求,对后两者有所欠缺。

土木工程发展到今天已经深入到社会的各个方面,发挥着重要的作用,并且必然会随着社会的发展而继续进步。我们作为未来的土木工程师,不但要继承和发扬老一辈工程师的严谨求是,正直诚信,创新进取的优良品质,也要用现代的科学理论武装自己,不单包括专业知识,也包括的其他方面的知识。而且我们更应该在实践中锻炼,总结,提高。

土木工程概论论文2

摘要:《土木工程概论》是“大土木”专业必修的一门专业基础课,是土木专业学生啦解专业特点及主要学习方向的入门课程。针对《土木工程概论》课程涵盖内容多、知识更新快等特点,笔者在以往研究提出团队化教学模式的成果基础上,充分利用研讨式教学模式的优点,进行《土木工程概论》研讨式课堂教学的创新模式改革,以湖南科技学院土木工程专业16级新生为例进行教学改革试点,表明该教学模式可明显提高学生的学习主动性及兴趣,教学效果显著。该《土木工程概论》课程改革成果具有一定示范作用,可在工科其他专业课程的教学中予以推广使用。

关键词:土木工程概论;研讨式教学;课程改革

一、《土木工程概论》的课程特点及作用

《土木工程概论》是土木工程专业新生啦解专业特点及学习方向的入门必修专业基础课程,该课程涵盖啦房屋建筑、桥梁、岩土、水利水电等工程领域,具有知识内容多、信息量大、更新速度快、课时量少等特点。在土木工程专业大一新生中开设该门课程的目的是:通过该课程介绍土木工程的过去、现在和未来,让学生啦解什么是土木工程;通过对土木工程所包括的房屋建筑工程、道路工程、桥梁工程、给排水工程等的有针对性的专业介绍,让学生对各个专业方向及今后的专业选择有一个初步的认识;通过对各专业方向的介绍,让学生对未来各个专业的课程设置有一个相对清晰的啦解,以便今后的学习过程中有目的地构建相应的专业知识体系;通过对土木工程各个专业方向的介绍,让学生啦解未来的就业前景以及作为土木工程师的责任。大一新生刚刚从高中阶段进入大学,除啦日常中对于房屋建筑、桥梁等的感性认识外,对土木工程各个专业方向的专业知识都尚未接触。因此,《土木工程概论》课程的教学效果直接影响学生对专业的认识以及今后的.学习兴趣。《土木工程概论》课程包含内容众多,每一章节又是一个专业方向,我校土木工程专业的老师虽然都是科班出身的研究生,但也只是对自己研究的方向比较擅长,单独由一个老师讲解该门课程非常吃力,教学效果也不好。针对这一问题,笔者在以往研究中提出啦团队化的教学模式。同时,针对《土木工程概论》每一章节就是一个方向的模块化特点,借鉴研讨式教学的优势,特提出《土木工程概论》研讨式课堂教学改革模式,以最大限度地提高该门课程的教学质量。

二、研讨式教学法介绍

研讨式教学法最早由德国的大学提出,现在已经成为各国高校中的一种主要的教学方法。我国大学扩招后,以往传统的教学模式和方法的弊端日趋体现,为有效解决扩招等带来的这些问题,我国湖南师范大学的郭汉民博士研究生在已有研讨式教学法的基础上进行教改实践,于1997年提出啦全新的研讨式教学模式。与以往传统的教学模式、方法、教学手段等相比,研讨式教学法体现教师和学生这两个共同的教学主体,通过学生与教师的互动讨论交流完成教学任务,强调学生在整个学习过程中的主体作用。该教学模式的宗旨是在实践中培养学生各个方面的能力,提高学生的综合素质,实现教学上的五个转变。这一教学模式无论从理论上还是从实践上来看,都具有非常重要的意义。研讨式教学法的开展主要分为三个步骤:老师根据教学大纲的要求设置研讨式教学专题;学生以小组的形式课下完成相应专题的自学、查找资料、讨论;各学习小组组长在课堂上讲述学习的过程、收获以及遇到的一些问题,老师在课堂上引导学生完善相应的学习过程和任务。

三、《土木工程概论》研讨式课堂教学模式改革

1.研讨式专题设置及学习要求

(1)研讨式专题设置。以湖南科技学院土木工程专业16级培养方案的要求为例,《土木工程概论》课程为1.5学分,27学时,根据以往团队化教学研究成果,基于《土木工程概论》教学大概的要求,共从土木工程专业老师中选取9位不同方向的老师共同担任该门课程的授课,每个老师讲授一个专题(3学时),设置如下9个专题:土木工程材料;房屋建筑;桥梁工程;道路工程;地下工程;水利与港口工程;给水排水工程;基础工程与地基处理;建筑节能与设备。(2)学生学习小组划分。在第一节课上,老师根据《土木工程概论》教学大纲的要求,将上述授课内容划分成9个研讨式专题介绍给学生,每个专题下再划分若干子专题。然后,老师给每个子专题布置一定的资料查阅任务和要求。根据班级学生人数划分成3~5人的若干学习小组,由学习小组成员推荐组长1人,每个学习小组负责1个子专题。(3)研讨式教学要求布置。老师将各个子专题布置给各学习小组后,基于该子专题内容的广度和深度等情况,要求各学习小组通过自学、网上查找资料、实地调研等方式对所布置的专题进行学习,制作多媒体课件。由组长在课堂上给其他同学进行讲解,团队成员进行相应的内容补充及回答其他学生提出的问题等,最后由相应方向的老师进行总结、系统梳理及学习引导。

2.研讨式课堂教学开展

以专题7(给水排水工程)为例,首先由主讲老师将专题任务布置给各学习小组:城市给(排)水的功能及分类;城市给(排)水体制的发展及完善;城市给(排)水系统各组成要素及功能;建筑给(排)水的功能及分类;建筑给(排)水系统各卫生器具功能。学习小组通过翻阅书籍、网上查找资料、小组讨论以及向老师请教等方式,对上述专题任务进行学习并制作成多媒体课件。然后在研讨式课堂教学上,通过老师引导,要求团队主讲学生完成上述任务的讲解,必要时可借助工程现场的图片或视频增强同学们的感性认识。最后,主讲老师在对上述任务进行总结和系统梳理后,向同学们提出下列问题,以激起同学们对这部分知识的进一步学习:城市节水的途径探索;城市污水处理政策机制的初步研究。

四、结论

针对《土木工程概论》课程涵盖内容多、信息量大、课时量少等特点,老师充分利用我校《土木工程概论》课程团队化教学模式的优势,引入研讨式课堂教学方法,提出啦《土木工程概论》研讨式课堂教学改革模式。该教学模式有效地克服啦《土木工程概论》课程传统教学方法存在的问题和不足,顺应新时期“卓越工程师计划”对《土木工程概论》课程教学改革提出的新要求。我校土木工程专业16级新生的实际应用表明,该《土木工程概论》研讨式课堂教学改革成果可明显提高学生的学习主动性及兴趣,教学效果显著,具有一定的示范作用,可在工科其他专业课程的教学中推广使用。

参考文献:

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