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[關(guān)鍵詞]巖土工程；概念設(shè)計(jì)；必要性
中圖分類(lèi)號(hào)：E951 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）36-0380-01
引言
一項(xiàng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣成敗，設(shè)計(jì)思想最為重要，概念設(shè)計(jì)就是一種設(shè)計(jì)思想。巖土工程設(shè)計(jì)受諸多不確定因素的影響，單純的計(jì)算一般是不可靠的。因此，雖然巖土力學(xué)理論取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，計(jì)算方法和設(shè)計(jì)軟件不斷創(chuàng)新，但概念設(shè)計(jì)仍不可忽視。概念是一種思維方式，將認(rèn)識(shí)過(guò)程中感受到事物的共同特征抽象出來(lái)，加以概括，就是概念。
1 巖土工程概念的形成與發(fā)展
概念是反映對(duì)象的本質(zhì)屬性的思維形式。科學(xué)認(rèn)識(shí)的成果，都是通過(guò)各種概念來(lái)加以總結(jié)和概括的。概念不是永恒不變的，而是隨著社會(huì)歷史和人類(lèi)認(rèn)識(shí)的發(fā)展而變化的。巖土工程概念，是隨著人們對(duì)巖土體性狀的認(rèn)識(shí)，以及工程地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、巖土力學(xué)、支護(hù)形式與支護(hù)作用原理，工程設(shè)計(jì)理論與方法等新成就逐步形成與發(fā)展的。由于法規(guī)總是滯后于科學(xué)新成就，因而新舊概念，往往是長(zhǎng)期交錯(cuò)、并存使用的。
2 概念設(shè)計(jì)
（一）概念設(shè)計(jì)的必要性
對(duì)巖土工程的概念設(shè)計(jì)，目前尚無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。狹義的概念設(shè)計(jì)可理解為框架設(shè)計(jì)；廣義的概念設(shè)計(jì)，是指設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)主導(dǎo)理念。
一項(xiàng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣成敗，設(shè)計(jì)思想最為重要。巖土工程設(shè)計(jì)受諸多不確定因素的影響，單純的計(jì)算一般是不可靠的。所以概念反映的不是事物的表面，不是事物的片面，而是事物的本質(zhì)。
概念設(shè)計(jì)要從總體上，從本質(zhì)上把握，對(duì)癥下藥，而不是單純某一經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用，不是單純的截面設(shè)計(jì)，承載力計(jì)算，變形計(jì)算之類(lèi)，更不是簡(jiǎn)單的直觀判斷。概念設(shè)計(jì)時(shí)；必須對(duì)原理有深刻的理解，有豐富經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，有靈活動(dòng)作的能力，從主導(dǎo)理念上總攬全局，牢牢掌握影響工程成敗的關(guān)鍵，關(guān)于實(shí)施效果有基本準(zhǔn)確的估計(jì)，不犯概念性錯(cuò)誤。概念創(chuàng)新設(shè)計(jì)則一定有總體上、本質(zhì)上的創(chuàng)新。
（二）安全和功能要求
巖土工程設(shè)計(jì)必須保證工程在使用期間的安全和滿足預(yù)定功能要求，一般包括下列方面：
（1）.在正常施工和正常使用條件下，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。包括傳至基礎(chǔ)底面的結(jié)構(gòu)荷載，邊坡、基坑、地下工程的巖土壓力，地下水的靜水壓力和動(dòng)力壓力，必要時(shí)還要考慮地震作用，風(fēng)荷載、波浪作用等等。必須保證在各種作用發(fā)生時(shí)，工程具有足夠的安全度。
（2）.在正常使用條件下具有良好的工作性能。例如：對(duì)于建筑物地基，變形（沉降、差異沉降、傾斜、局部?jī)A斜）不得超過(guò)限值；對(duì)于基坑，變形不得危及鄰近建筑物及市政設(shè)施的安全；對(duì)于基坑地下水的控制，應(yīng)保證坑內(nèi)適宜正常施工作業(yè)，確保相鄰工程和周邊環(huán)境不被破壞等等。
（3）.在正常維護(hù)條件下具有足夠的耐久性。例如：對(duì)于長(zhǎng)期緩慢沉降的地基，應(yīng)考慮工程在整個(gè)使用年限內(nèi)均能滿足變形限制的要求；對(duì)于地下室的防水抗浮設(shè)計(jì)，應(yīng)按使用期間可能出現(xiàn)的最高水位設(shè)計(jì)；對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)，其防滲襯層的材料和結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證使用年限內(nèi)有效，不致老化、開(kāi)裂、滲漏；對(duì)于基坑，如需渡過(guò)雨季、冬季，應(yīng)保證雨季、冬季的安全；對(duì)于鄰近有重要工程的永久性邊坡，設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)低于受影響的相鄰工程的使用年限等等。
（4）.在偶然事件發(fā)生時(shí)或發(fā)生后，仍能保證必需的整體穩(wěn)定性。例如：某些高邊坡、圍堰、垃圾填埋場(chǎng)等，在發(fā)生罕遇地震時(shí)，可能發(fā)生破壞，但不致因整體失穩(wěn)而造成十分嚴(yán)重的后果（人的生命，重大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響）。
（5）.在正常施工、使用和維護(hù)條件下，對(duì)環(huán)境的影響不超過(guò)限值；例如：施工噪音，強(qiáng)夯振動(dòng)，擠土效應(yīng)等對(duì)環(huán)境和鄰近工程的影響；降低地下水位造成區(qū)域降落漏斗的影響；在已有建筑物側(cè)旁開(kāi)挖，使既有建筑物產(chǎn)生附加變形，甚至威脅其安全；垃圾填埋場(chǎng)污染物泄漏和運(yùn)移造成環(huán)境污染等等。
（三）設(shè)計(jì)條件的概化
概化是將復(fù)雜的具體事物，通過(guò)科學(xué)方法，取其本質(zhì)，形成模型。模型不是實(shí)物，是實(shí)物的典型化，是分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。以地基設(shè)計(jì)為例，傳至基礎(chǔ)底面的壓力不應(yīng)大于地基的承載能力（包括強(qiáng)度和變形限值）。如果荷載和地基性能指標(biāo)都是確定性的，巖土是均勻的，問(wèn)題就很簡(jiǎn)單。但實(shí)際工程往往很復(fù)雜，首先是荷載，有永久荷載、可變荷載和偶然荷載，各種不同的荷載組合―基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合等，設(shè)計(jì)時(shí)選取其中最合理的組合，就是對(duì)荷載的概化。其次是地基，嚴(yán)格地說(shuō)，地基都是不均勻的，巖土性質(zhì)具有時(shí)空變異性，需用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法求出它們的代表值，將地基條件概化為地質(zhì)模型。再次是如何考慮安全度，有容許應(yīng)力法和極限狀態(tài)法，有定值
法和概率法，有安全系數(shù)和分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)。此外，必要時(shí)為了便于分析，又需要對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行概化處理。將復(fù)雜的客觀地質(zhì)條件準(zhǔn)確地概化為便于分析的地質(zhì)模型，是巖土工程概念設(shè)計(jì)的重要步驟。最簡(jiǎn)單的地質(zhì)模型，是一張帶有各層巖土特性指標(biāo)和地下水位的綜合柱狀圖或綜合地質(zhì)剖面圖。如果條件差別較大，則應(yīng)充分建立地質(zhì)模型。巖體內(nèi)存在極為復(fù)雜多變的破裂面，想要具體描述這些破裂面的分析和性狀是不可能的。于是有了結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和分類(lèi)，結(jié)構(gòu)體的分類(lèi)，巖體完整性的分類(lèi)，巖體基本質(zhì)量的分級(jí)，各種圍巖分級(jí)等等，都是某種概化的地質(zhì)模型。
正確的概化應(yīng)注意兩方面：一是系統(tǒng)地占有原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)越豐富、越準(zhǔn)確、越有代表性，概化效果越好，但付出的成本也越高。二是概化方法的科學(xué)性和實(shí)用性，要抓住事物的本質(zhì)特性，針對(duì)影響工程安全和使用功能最關(guān)鍵的因素。
（四）設(shè)計(jì)原理的科學(xué)性
設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法、控制數(shù)據(jù)，是巖土工程設(shè)計(jì)的三大要素。其中，設(shè)計(jì)原理最為重要，也是概念設(shè)計(jì)的核心，必須牢牢掌握。掌握設(shè)計(jì)原理就是掌握科學(xué)概念。概念不是直觀的感性認(rèn)識(shí)，不是分散的具體經(jīng)驗(yàn)，而是對(duì)事物屬性的理性認(rèn)識(shí)，是從分散的具體經(jīng)驗(yàn)中抽象出來(lái)的科學(xué)真理。我們學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，最重要的就是學(xué)會(huì)掌握這些概念。解決工程問(wèn)題時(shí)，概念不清，往往只見(jiàn)現(xiàn)象，不見(jiàn)本質(zhì)，憑直觀的局部經(jīng)驗(yàn)處理問(wèn)題。概念錯(cuò)了，可能犯原則性的錯(cuò)誤。概念清楚的人，能透過(guò)現(xiàn)象，看到本質(zhì)，舉一反三，能自覺(jué)地運(yùn)用理論和經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于巖土工程設(shè)計(jì)，力學(xué)原理、地質(zhì)演化的科學(xué)規(guī)律，巖土性質(zhì)的基本概念，地下水的滲流和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，巖土與結(jié)構(gòu)的共同作用等等，都是我們常用的科學(xué)原理，設(shè)計(jì)時(shí)必須牢記。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)本文的分析研究，我們對(duì)巖土工程概念設(shè)計(jì)有了更深層次的認(rèn)識(shí)和了解，明確在設(shè)計(jì)過(guò)程中概念的重要性，利用概念設(shè)計(jì)的相關(guān)理論，以指導(dǎo)工程實(shí)踐。所以，我們要樹(shù)立概念設(shè)計(jì)目標(biāo)，走概念設(shè)計(jì)綜合技術(shù)路線，促進(jìn)巖土工程向著更科學(xué)、更全面、更實(shí)際的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[2] 中國(guó)金屬學(xué)會(huì)召開(kāi)噴錨支護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議.治金建筑，1982（2）.
為提高土木建筑類(lèi)學(xué)生的工程意識(shí)和協(xié)作創(chuàng)新精神，工程圖學(xué)課程教學(xué)應(yīng)更加注重學(xué)生圖形表達(dá)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。文章結(jié)合傳統(tǒng)的建筑類(lèi)制圖與設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀，構(gòu)建了基于CDIO理念的建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并在不同階段的教學(xué)中采用不同的教學(xué)方法。結(jié)果表明，基于CDIO理念的建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程教學(xué)新體系，在加強(qiáng)學(xué)生空間思維能力、設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)方面取得了明顯效果，對(duì)深化工程圖學(xué)課程教學(xué)改革起到了良好的示范作用。
關(guān)鍵詞：工程圖學(xué)課程；建筑制圖；CDIO；工程意識(shí)；教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào)：G642423；TU204文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：
10052909（2017）01015704
如何有效培養(yǎng)工程技術(shù)人才的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，提高工科畢業(yè)生的圖形表達(dá)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工程設(shè)計(jì)能力，是當(dāng)前工程圖學(xué)課程教研人員面臨的重要課題。中南林業(yè)科技大學(xué)建筑制圖教研室結(jié)合該校特點(diǎn)，從傳統(tǒng)建筑制圖基礎(chǔ)課程與專業(yè)設(shè)計(jì)課程的結(jié)合入手，基于CDIO理念嘗試對(duì)建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與方法、教學(xué)效果的考核與評(píng)價(jià)進(jìn)行改革，旨在增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新思維與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，從而達(dá)到提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的[1-3]。
一、傳統(tǒng)的建筑類(lèi)制圖與設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀
中南林業(yè)科技大學(xué)開(kāi)設(shè)建筑制圖類(lèi)課程的專業(yè)較多，除了傳統(tǒng)的土木工程、工程管理、工程力學(xué)、建筑學(xué)、城市規(guī)劃等專業(yè)外，給排水、藝術(shù)設(shè)計(jì)、園林、道鐵等專業(yè)學(xué)生也需要學(xué)量的建筑制圖知識(shí)。從專業(yè)設(shè)置的情況來(lái)看，學(xué)校多個(gè)學(xué)科主要培養(yǎng)建筑、土木和景觀的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的人才，對(duì)學(xué)生在構(gòu)型設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力方面有較高的要求。當(dāng)前學(xué)校土木類(lèi)和建筑類(lèi)專業(yè)工程制圖和設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系如圖1所示。從整個(gè)建筑圖學(xué)課程教學(xué)層次和課程安排來(lái)看，在圖學(xué)課程體系中安排了大量三維CAD課程內(nèi)容，各軟件中的設(shè)計(jì)與建模操作都是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維與設(shè)計(jì)表達(dá)能力的強(qiáng)化培訓(xùn)。但在教學(xué)方案的實(shí)施過(guò)程中，各專業(yè)和課程大多出現(xiàn)了圖學(xué)課程前后脫節(jié)、難以體現(xiàn)課程間的交叉性和綜合性的問(wèn)題。其后果是：圖學(xué)體系中的各門(mén)課程仍為單科性質(zhì)，學(xué)習(xí)過(guò)程中仍以理論分析為主，缺少培養(yǎng)學(xué)生直觀判斷力、工程創(chuàng)新意識(shí)和設(shè)計(jì)理念的教學(xué)環(huán)節(jié)，難以培養(yǎng)學(xué)生的工程綜合能力。
三、基于CDIO理念的建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程教學(xué)改革
（一）基于CDIO理念的建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程教學(xué)模式
CDIO工程教育理念的精髓主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)圖學(xué)課程而言，則更多地體現(xiàn)在大二、大三的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課當(dāng)中。已有的研究表明，在工程圖學(xué)和三維CAD技術(shù)融合式課程體系建設(shè)和改革過(guò)程中，教師往往
將工程應(yīng)用軟件的操作性指導(dǎo)和訓(xùn)練當(dāng)作圖學(xué)和專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容，以為使用軟件就是教會(huì)學(xué)生操作方法，而忽略了大學(xué)本科層次工程圖學(xué)課程教學(xué)應(yīng)達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維及過(guò)程訓(xùn)練的目的[6-8]。有鑒于此，為真正培養(yǎng)與鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，建筑制圖教研室將圖學(xué)基礎(chǔ)課程（部分內(nèi)容）與設(shè)計(jì)類(lèi)專業(yè)課程有效整合，構(gòu)建了基于CDIO理念的建筑類(lèi)圖學(xué)課程教學(xué)體系與指導(dǎo)模式（圖2），以強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)與工程素養(yǎng)。
（二） CDIO理念在建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程中的實(shí)際應(yīng)用
開(kāi)展基于CDIO理念的建筑類(lèi)工程圖學(xué)與設(shè)計(jì)課程實(shí)踐項(xiàng)目，旨在大一的建筑制圖基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)階段，夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和繪圖基本技能，除加強(qiáng)徒手繪圖、制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和形體表達(dá)方法（視圖、剖切、斷面）的訓(xùn)練外，在專業(yè)圖部分引入三維模型和形體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)內(nèi)容，將原有的建筑（或結(jié)構(gòu)）施工圖的簡(jiǎn)單抄繪轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂性O(shè)計(jì)和創(chuàng)新意識(shí)的思考訓(xùn)練。除在CAI課件中加強(qiáng)“結(jié)構(gòu)”和“形體”概念外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中融入簡(jiǎn)單的工程材料常識(shí)，并鼓勵(lì)學(xué)生用三維草圖快速表達(dá)其基本的設(shè)計(jì)思想。此為構(gòu)想階段。
在后期的專業(yè)繪圖與分析課程教學(xué)中，尤其是設(shè)計(jì)與計(jì)算軟件的學(xué)習(xí)中，任課教師可將課程涉及的具體實(shí)踐科目設(shè)計(jì)成各個(gè)獨(dú)立的工程項(xiàng)目，并相應(yīng)地
將學(xué)生劃入各項(xiàng)目小組。這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目大多與工程實(shí)踐或現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)，要求學(xué)生從圖學(xué)（或力學(xué)）基礎(chǔ)理論知識(shí)入手，結(jié)合設(shè)計(jì)項(xiàng)目所處的環(huán)境及相應(yīng)的使用功能要求，設(shè)計(jì)出符合實(shí)用性、美觀性和經(jīng)濟(jì)性要求的工程結(jié)構(gòu)，在突出創(chuàng)造性設(shè)計(jì)理念的同時(shí)保持作品的工程應(yīng)用性。在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)的過(guò)程中既要特別強(qiáng)調(diào)作品的功能性，不能僅為創(chuàng)新而創(chuàng)新，又要鼓勵(lì)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)熱情，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察和思考問(wèn)題的能力，避免學(xué)生作品設(shè)計(jì)華而不實(shí)。此為設(shè)計(jì)階段。圖3和圖4分別為不同專業(yè)學(xué)生在此階段設(shè)計(jì)或計(jì)算的工程結(jié)構(gòu)實(shí)例。
CDIO理念中的施與操作階段旨在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和交流溝通能力，也是學(xué)生接觸工程實(shí)際問(wèn)題并進(jìn)行有效實(shí)踐訓(xùn)練的階段，即所謂邊學(xué)邊做、邊做邊學(xué)的過(guò)程，也稱為“干中學(xué)”。在這一過(guò)程中針對(duì)設(shè)計(jì)階段教師所給出的工程結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，利用不同的專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)其實(shí)體造型，并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行模擬。在有條件的情況下，教師應(yīng)鼓勵(lì)和帶領(lǐng)學(xué)生將設(shè)計(jì)和構(gòu)造出的工程實(shí)體按一定比例制作成模型，供學(xué)生相互學(xué)習(xí)或作為參加科技創(chuàng)新活動(dòng)的作品。圖5所示為土木工程專業(yè)學(xué)生用竹片制作的工程結(jié)構(gòu)物模型。
道路CAD課程為道路與橋梁工程專業(yè)最重要的專業(yè)課之一。該課程有24個(gè)學(xué)時(shí)的上機(jī)實(shí)踐課，主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)路線及道路相關(guān)設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力。為真正培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，任課教師可將實(shí)踐教學(xué)部分的成績(jī)考核采用分組完成工程項(xiàng)目的形式進(jìn)行（表1）。在道路設(shè)計(jì)中為體現(xiàn)公路這一帶狀三維空間構(gòu)造體的實(shí)體造型，提高學(xué)生對(duì)三維CAD軟件的應(yīng)用能力，應(yīng)要求學(xué)生對(duì)道路的重要路段和重要構(gòu)筑物采用透視圖的形式表達(dá)，并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生將圖學(xué)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)有效結(jié)合，真正做到學(xué)以致用。這種“干中學(xué)”的教學(xué)方式可使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、工程能力和協(xié)作創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
（三）建筑類(lèi)工程圖學(xué)與設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革成果
學(xué)校建筑類(lèi)工程圖學(xué)課程體系改革自2010年開(kāi)始至今，已初步完成了實(shí)驗(yàn)班的CDIO教學(xué)方法設(shè)計(jì)，將建筑制圖課程與專業(yè)課程中的繪圖或設(shè)計(jì)軟件等有關(guān)內(nèi)容，融入設(shè)計(jì)型、綜合型的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目中，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或計(jì)算，以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用圖學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)知識(shí)的能力。
教學(xué)改革結(jié)出了豐碩的成果，截至2014年底，學(xué)校共有38項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獲批立項(xiàng)，其中省級(jí)項(xiàng)目12項(xiàng)；獲得包括“高教杯”全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽建筑類(lèi)比賽、湖南省力學(xué)競(jìng)賽和湖南省大學(xué)生結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽等在內(nèi)的國(guó)家級(jí)、省級(jí)競(jìng)賽項(xiàng)目獎(jiǎng)30余項(xiàng)，其中一等獎(jiǎng)6項(xiàng)，二等獎(jiǎng)9項(xiàng)，三等獎(jiǎng)15項(xiàng)，優(yōu)勝獎(jiǎng)/團(tuán)體獎(jiǎng)5項(xiàng)；共完成11項(xiàng)相關(guān)的教研教改項(xiàng)目，完成了12門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課/專業(yè)課的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與教學(xué)；相關(guān)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)率連年保持在90%以上。已畢業(yè)的學(xué)生普遍認(rèn)為，基于CDIO理念的工程圖學(xué)與設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革，對(duì)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作能力的提高都有積極的促進(jìn)作用。
四、結(jié)語(yǔ)
對(duì)建筑類(lèi)工程圖學(xué)與設(shè)計(jì)課程教學(xué)的改革，主要是按照CDIO教育理念與模式調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容與方法，在此過(guò)程中積累了相關(guān)課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與教學(xué)方法的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)可進(jìn)一步應(yīng)用于建筑類(lèi)相關(guān)專業(yè)的其他主干課程教學(xué)中，形成建筑類(lèi)工程專業(yè)學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)的整體教學(xué)體系。基于CDIO模式的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐方法，對(duì)其他理工類(lèi)學(xué)科專業(yè)的教學(xué)改革也具有重要的參考和借鑒價(jià)值。
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Abstract：
In order to improve the engineering consciousness and collaborative innovation spirit of civil construction students， engineering graphical teaching staff should pay more attention to cultivating the graphics expression， team collaboration and engineering design ability of students. Combined with the teaching situation of traditional architectural drawing and design courses， based on the CDIO education concept and its characteristics， a new teaching mode was built and different teaching methods were used at different stages. The results showed that the new system can enhance the ability of space thinking， design innovation and practice of students. It also played a good role model for deepening the engineering graphics teaching reform.
關(guān)鍵詞：概念圖 項(xiàng)目教學(xué) 案例
概念圖（concept map）是20世紀(jì)70年代美國(guó)康奈爾大學(xué)（Cornell University）的Joseph D.Novak教授提出的用于表征和揭示知識(shí)結(jié)構(gòu)中的意義聯(lián)系的圖表，它是以視覺(jué)再現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)、外化概念和命題的一種方法，又稱概念構(gòu)圖（concept mapping）、概念地圖（concept maps）或概念網(wǎng)（concept webbing）①。這里的概念泛指存在于事件或?qū)ο笾械闹X(jué)共性，它們可以是科學(xué)概念，也可以是思想、理論、符號(hào)、詞匯等。研究表明，這種視覺(jué)圖表容易被學(xué)習(xí)者快速識(shí)別并迅速掌握，有助于提高學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)系統(tǒng)的梳理和整體理解力②。同時(shí)，由于概念圖具有信息量大、內(nèi)涵豐富、層次分明、可讀性強(qiáng)、易于理解、延展性強(qiáng)、填補(bǔ)修復(fù)容易等特點(diǎn)，所以引起了人們的普遍關(guān)注。于是，人們嘗試把它作為一種有效的工具應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域，如評(píng)估工具、遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)課程的開(kāi)發(fā)、計(jì)算機(jī)人工智能、企業(yè)管理等。本文擬用概念圖策略進(jìn)行高職《電工技術(shù)》課程項(xiàng)目教學(xué)的案例研究。
一、用概念圖展示高職教育中項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施模式
項(xiàng)目教學(xué)是師生通過(guò)共同完成一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。高職教育中的項(xiàng)目教學(xué)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下通過(guò)完成工作任務(wù)（與學(xué)生的職業(yè)崗位緊密相連），進(jìn)而提高綜合職業(yè)知識(shí)、技能和職業(yè)能力的教學(xué)活動(dòng)，具有內(nèi)容職業(yè)化、實(shí)施一體化、結(jié)果具體化、評(píng)價(jià)開(kāi)放化的特點(diǎn)?；诟呗毥逃许?xiàng)目教學(xué)的特點(diǎn)和概念圖的優(yōu)勢(shì)，我們可用概念圖策略對(duì)高職教育中的項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行研究。用概念圖策略實(shí)施的具體模式如文末附圖1所示。
二、概念圖應(yīng)用于高職項(xiàng)目教學(xué)的案例
我們以某一房間日光燈的安裝與調(diào)試為例，展示基于概念圖策略下項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施過(guò)程。本教學(xué)案例實(shí)施時(shí)長(zhǎng)90分鐘，需2學(xué)時(shí)。
（一）布置項(xiàng)目任務(wù)（5分鐘）
在該步驟中教師向?qū)W生展示項(xiàng)目任務(wù)概念圖（如文末附圖2所示），通過(guò)該圖使學(xué)生明確本項(xiàng)目任務(wù)的四項(xiàng)子任務(wù)以及每項(xiàng)子任務(wù)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)。學(xué)生在該步驟中先自愿分組并推舉出負(fù)責(zé)人，然后領(lǐng)取項(xiàng)目任務(wù)。
（二）完成工作任務(wù)（75分鐘）
該步驟是我們教學(xué)過(guò)程中最重要的一環(huán)，這一環(huán)節(jié)中學(xué)生是主體，主要由學(xué)生自主完成。學(xué)生首先根據(jù)情境確立方案，然后制定計(jì)劃，再實(shí)施計(jì)劃，逐一完成各個(gè)子任務(wù)。教師在本環(huán)節(jié)中起輔助作用，主要是解決學(xué)生所遇到的困難。
子任務(wù)1（40分鐘）：學(xué)生完成子任務(wù)1安裝日光燈電路的過(guò)程如文末附圖3所示。
明確任務(wù)：安裝日光燈電路。
制定任務(wù)完成方案：小組研究成員一起討論任務(wù)完成的步驟、時(shí)間進(jìn)程、人員分工等，把所想到的問(wèn)題用概念圖展示出來(lái)，形成完備的研究方案，便于操作。學(xué)生制定的子任務(wù)1完成方案如文末附圖4所示。
任務(wù)完成過(guò)程：按圖4進(jìn)行分工實(shí)施。在調(diào)試前，教師檢查接線是否正確，注重接線工藝的指導(dǎo)，通過(guò)嚴(yán)格細(xì)致的檢查以防燒壞元器件及意外事故的發(fā)生。
收集整理資料：收集整理任務(wù)完成過(guò)程中的資料，準(zhǔn)備下一步交流討論。
任務(wù)完成結(jié)果展示：在確保電路的正確安裝、工作臺(tái)安全的情況下，通電試驗(yàn)，通電展示電路安裝結(jié)果。各組間相互討論，為完成子任務(wù)2做好準(zhǔn)備工作。
子任務(wù)2（15分鐘）：了解日光燈電路各部分作用和工作原理。該任務(wù)主要以小組討論、學(xué)生敘述、小組間互相補(bǔ)充更正的方式完成。
設(shè)計(jì)的問(wèn)題有：
1.燈管中的水銀蒸氣是如何激活的？
2.啟輝器內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)？是如何工作的？日光燈正常發(fā)光時(shí)，能否取出啟輝器，為什么？
3.鎮(zhèn)流器在日光燈點(diǎn)燃和正常發(fā)光時(shí)分別起什么作用？③
學(xué)生通過(guò)討論以上問(wèn)題，了解了日光燈電路各部分作用，并進(jìn)一步掌握了日光燈工作原理。在整個(gè)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生小組間提問(wèn)、互答，讓學(xué)生自由發(fā)表見(jiàn)解，在充分交流中促進(jìn)了學(xué)生對(duì)問(wèn)題的深入理解。
另外，在該任務(wù)當(dāng)中教師要適當(dāng)介紹新型日光燈，并讓學(xué)生課下搜集新型日光燈資料以調(diào)查報(bào)告形式上交匯報(bào)。
子任務(wù)3（20分鐘）：日光燈電路常見(jiàn)故障分析并排除。該子任務(wù)先由教師設(shè)置故障，然后由學(xué)生檢修。
設(shè)置的常見(jiàn)故障有：
故障現(xiàn)象Ⅰ：接通電源，燈管完全不發(fā)光。
故障現(xiàn)象Ⅱ：燈管兩頭發(fā)紅，不啟輝;燈管兩端不斷閃爍，中間不啟揮;燈管兩頭發(fā)黑。
故障現(xiàn)象Ⅲ：斷開(kāi)電源，燈管能發(fā)微光。④
學(xué)生在了解日光燈工作原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)故障現(xiàn)象，分析故障原因，進(jìn)而進(jìn)行檢修。在該子任務(wù)中主要以學(xué)生自主研討的形式來(lái)完成。教師起引導(dǎo)作用，但要特別注意安全問(wèn)題。學(xué)生根據(jù)故障現(xiàn)象找出原因后，先要跟教師進(jìn)行交流，然后在教師的監(jiān)督下完成檢修。教師要對(duì)學(xué)生操作過(guò)程中的不當(dāng)之處，及時(shí)給予指正，以防止意外的發(fā)生。
（三）反思工作過(guò)程（10分鐘）
教師引導(dǎo)學(xué)生反思整個(gè)工作任務(wù)完成的過(guò)程，學(xué)生自主交流提出整改意見(jiàn)。學(xué)生自制的反思工作過(guò)程概念圖如文末附圖5所示。
三、結(jié)語(yǔ)
概念圖是表征知識(shí)的有效工具，用它來(lái)解讀高職教育中項(xiàng)目教學(xué)的模式，可以使我們輕松地理解其內(nèi)涵。將概念圖引入到項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐中去，可以使學(xué)生思路明確，輕松把握研究過(guò)程，最終提升自主學(xué)習(xí)能力。
注釋：
①Joseph.D.Novak & D.B.Gowin（1984）.Learning How to Learn. New York and Cambridge ， UK： Cambridge University Press.
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作者簡(jiǎn)介：
關(guān)鍵詞：哈爾濱建筑藝術(shù)館;改建工程;建筑裝修理念;土建施工;工程管理
Abstract: in the city history and culture and art of architecture professional exhibition hall of Harbin art museum, Sophia church by national key cultural relics protection units and municipal protection building new jewish synagogue in two parts. With the development of the society, people's life and living environment put forward higher requirements, the renovation project of Harbin architecture museum of art will be on the agenda at a later date, the construction quality of the decoration natural received widespread attention from all walks of life. In the museum's reconstruction process, must attach importance to the problem is to project quality control as the core, to prevention and control of engineering quality common fault, improve the quality of decoration engineering construction. This will attract many of the requirements for construction technology, this paper mainly introduces the concept of architectural decoration, civil construction and engineering management, hope to help in rebuilding engineering of Harbin architecture museum of art, the major architectural decoration engineering construction quality control.
Key words: Harbin architecture museum of art; The redevelopment of the project; Architectural decoration concept; Civil engineering construction; Engineering management
中圖分類(lèi)號(hào)：TU746.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)
正文：
索菲亞教堂是目前我國(guó)保存最完美的典型拜占庭式建筑，同時(shí)它也是景區(qū)內(nèi)的標(biāo)志性建筑，已有近百年歷史的索菲亞教堂充滿著迷人的色彩，對(duì)于它的改建工程，必須嚴(yán)格保存它已有的風(fēng)格，這在工藝水平上要有很高的要求，對(duì)建筑室內(nèi)裝修工程施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也有新的要求。同時(shí)對(duì)于土建施工和工程管理的要求也不容忽視。在工程建設(shè)中工程質(zhì)量的好壞主要受裝修施工質(zhì)量好壞的影響，對(duì)于藝術(shù)館的使用也有很大的影響。至于裝修工程的整改和修復(fù)，會(huì)對(duì)使用單位帶來(lái)很大的麻煩，這就要求在裝修施工中所有的項(xiàng)目必須符合國(guó)家及行業(yè)有關(guān)建筑裝飾裝修工程質(zhì)量控制及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。建筑裝修工程的施工必須以結(jié)構(gòu)主體為載體才能進(jìn)行進(jìn)一步的施工，因?yàn)榻ㄖb修只是敷設(shè)于建筑表面的裝修層。它的施工會(huì)受到很多方面的影響，尤其是受建筑空間的限制，其次在施工過(guò)程中工序的平行、交叉、搭接也比較頻繁，這樣的交叉施工會(huì)造成很多不安全的因素。同時(shí)由于各類(lèi)建筑裝修風(fēng)格的各不相同，加上繁多的裝修材料品種，使得建筑裝修施工工藝呈現(xiàn)多樣性，換句話說(shuō)，就是在同一空間的施工中，需要通過(guò)多道工序、多種工藝來(lái)完成，而同一道工序也可以通過(guò)多種不同的施工工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣會(huì)達(dá)到相同的效果。只是這樣的建筑裝修改建工作的施工工期短，可是對(duì)質(zhì)量的要求標(biāo)準(zhǔn)又比較高，加上當(dāng)前的裝修工程主要是手工操作，現(xiàn)行的機(jī)械化程度還比較偏低，所以在整個(gè)建筑裝修改建過(guò)程中對(duì)各方面的要求自然也就更加嚴(yán)格。
為了加強(qiáng)建筑裝修質(zhì)量的各方面措施，就必須制定質(zhì)量控制方案。對(duì)于這樣的要求，在裝修工程開(kāi)工之前必須實(shí)行圖紙會(huì)審制度，這是對(duì)建筑的負(fù)責(zé)，也是對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的負(fù)責(zé)，如圖紙未經(jīng)會(huì)審，就堅(jiān)決不允許施工，這樣做的目的是盡可能的減少圖紙上存在的錯(cuò)誤、紕漏等，以保證施工過(guò)程的安全、有序進(jìn)行。在實(shí)行圖紙會(huì)審制度的同時(shí)必須還要實(shí)行圖紙質(zhì)量連帶責(zé)任制，以增加會(huì)審各方的責(zé)任心，防止圖紙會(huì)審制度變成流于形式，從而造成日后施工過(guò)程中的變更、反工等，影響了工程的進(jìn)展和質(zhì)量。除了在工程施工前進(jìn)行圖紙會(huì)審制度外，還必須嚴(yán)格控制與施工中有關(guān)材料的質(zhì)量，最關(guān)鍵的就是對(duì)裝修材料的控制。裝修工程中重要的物質(zhì)基礎(chǔ)就是裝修材料，所以保證裝修工程質(zhì)量的重要條件之一就是正確的選擇和使用裝修材料。只是現(xiàn)在在我國(guó)，對(duì)于建材市場(chǎng)的管理并不是很?chē)?yán)格，這就導(dǎo)致了很多裝修材料不能夠符合國(guó)家及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于哈爾濱建筑藝術(shù)館這樣國(guó)家級(jí)的重點(diǎn)建筑，對(duì)于建筑材料的選擇必須慎重，在強(qiáng)調(diào)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的觀念下，要成立專門(mén)的監(jiān)控小組對(duì)主要裝修材料進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保在施工過(guò)程中使用質(zhì)量好、價(jià)格低、無(wú)污染的裝修材料。必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范的要求來(lái)選擇裝修材料，主要是在材料的規(guī)格、品種及環(huán)保方面，特別是要滿足國(guó)際上對(duì)綠色環(huán)保材料的要求，做到選對(duì)材料，以保證建筑施工過(guò)程的順利進(jìn)行。
施工工序的質(zhì)量直接影響工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量，因?yàn)楣ば蛸|(zhì)量是整個(gè)建筑施工工程的基礎(chǔ)。所以，控制施工工序的質(zhì)量是控制建筑工程項(xiàng)目施工質(zhì)量的重中之重，這就要求在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程，人人都必須嚴(yán)格執(zhí)行，在必要條件下還要能夠主動(dòng)調(diào)整工序順序以掌握和控制工序活動(dòng)條件的質(zhì)量。在工程施工期間，必須嚴(yán)格加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)工作，綜合統(tǒng)計(jì)分析現(xiàn)有的質(zhì)量狀況，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就要立即進(jìn)行研究處理，不得有所拖延，確保工序活動(dòng)的質(zhì)量，以保證其滿足相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。在建筑施工過(guò)程中，設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)是必須要做到的，首先必須對(duì)施工的工程對(duì)象進(jìn)行全名分析、比較，以明確并確定質(zhì)量控制點(diǎn)。對(duì)于所設(shè)的質(zhì)量控制點(diǎn)在施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題或可能造成的質(zhì)量隱患進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以保證工程質(zhì)量。對(duì)于很多特定的工程比如哈爾濱建筑藝術(shù)館，要根據(jù)它本身的特點(diǎn)、重要性、精確性以及嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求，設(shè)定更為全面、正確的質(zhì)量控制點(diǎn)。
對(duì)于正在施工的部位和工序的質(zhì)量要進(jìn)行全方位的檢查和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)應(yīng)用正確合理的方法進(jìn)行處理。實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的方法有很多，主要有目測(cè)法、實(shí)測(cè)法和實(shí)驗(yàn)法三種。對(duì)于隱蔽工程和工序間交接的項(xiàng)目的質(zhì)量檢測(cè)也不要有所忽視，它們的質(zhì)量好壞同樣會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量好壞。在施工過(guò)程中，對(duì)于未經(jīng)檢查驗(yàn)收的工序絕對(duì)不要隱蔽，施工單位必須在自檢合格后方能申請(qǐng)驗(yàn)收。鑒于我國(guó)現(xiàn)在的裝修行情，專業(yè)施工人員少，專業(yè)設(shè)計(jì)人員的更加匱乏，最重要的是裝修行業(yè)是新興行業(yè)，所以對(duì)設(shè)計(jì)、施工人員的培訓(xùn)工作不可忽視，提高建筑裝修工程質(zhì)量的基礎(chǔ)之一就是加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)、施工人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。這也要求各高等高校加速對(duì)專修人才的培養(yǎng)，同時(shí)專修企業(yè)也要通過(guò)合適的方法進(jìn)行多層次、多渠道、多形式培訓(xùn)以提高裝修隊(duì)伍的整體素質(zhì)，這樣才能保證建筑裝修的質(zhì)量。建筑管理人員也要做到盡心盡職，做到一切為施工過(guò)程考慮。
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關(guān)鍵詞：STS教育；生產(chǎn)實(shí)習(xí);改革
“STS教育”即“科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)” (Science、Technology and Society，STS)的縮寫(xiě)?！癝TS教育”思想最早產(chǎn)生于20世紀(jì)20～30年代，20世紀(jì)60年代后受到西方國(guó)家的重視，80年代后傳入我國(guó)，并已日益受到重視和發(fā)展。在中國(guó)，諸如“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”及相應(yīng)的“STS教育”戰(zhàn)略――“可持續(xù)發(fā)展”“科教興國(guó)”等的提出，可以表明“STS教育”思想在中國(guó)已經(jīng)得到了日益的關(guān)注。[1]如今的大學(xué)教育應(yīng)當(dāng)是科學(xué)教育與人文教育相結(jié)合的教育?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步對(duì)一個(gè)國(guó)家非常重要,但是如果科學(xué)技術(shù)掌握在政治狂人手里又是一柄“達(dá)魔克里斯利劍”,慘痛的歷史教訓(xùn)促使人們對(duì)科學(xué)技術(shù)本質(zhì)進(jìn)行反思，重新評(píng)價(jià)科學(xué)技術(shù)的社會(huì)作用，在認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)的兩面性基礎(chǔ)上出現(xiàn)了“STS教育”思想，它倡導(dǎo)科學(xué)、健康社會(huì)理念與人文結(jié)合，要求教育研究與生活、生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系，考慮社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)面向未來(lái)的人才?？茖W(xué)技術(shù)的良性發(fā)展與實(shí)施需要與人文及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相聯(lián)系，需要人文科學(xué)的有力支持,他們之間是魚(yú)和水的關(guān)系。中國(guó)目前與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比最落伍的恰恰不是科學(xué)技術(shù),而是人文科學(xué)和良知社會(huì)的理念?！癝TS教育”觀應(yīng)當(dāng)是：科學(xué)知識(shí)解決理論問(wèn)題，技術(shù)解決應(yīng)用問(wèn)題，科學(xué)和技術(shù)結(jié)合造福于社會(huì)。科學(xué)提供知識(shí)，技術(shù)提供應(yīng)用這些知識(shí)的手段和方法，社會(huì)則要求以一定的價(jià)值觀念作指導(dǎo)，使學(xué)生懂得如何正確對(duì)待科學(xué)和技術(shù)。在課堂教育中，融入人文教育、可持續(xù)發(fā)展教育，結(jié)合社會(huì)生產(chǎn)、社會(huì)生活，既要考慮當(dāng)前的實(shí)際情況，又要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，培養(yǎng)面向未來(lái)的能夠正確進(jìn)行科學(xué)技術(shù)決策的人才。[2]“STS教育”觀下所培養(yǎng)出的人才應(yīng)同時(shí)是具有科學(xué)精神和人文精神，能夠是促進(jìn)社會(huì)發(fā)展、營(yíng)造和諧社會(huì)和美好人生作出貢獻(xiàn)的人才。用一句話來(lái)概括STS教育的含義：STS教育是關(guān)于科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者關(guān)系的教育，它具有多元性、開(kāi)放性、人文性、前瞻性、互動(dòng)性和綜合性的特征。
一、土木工程專業(yè)“STS教育”――科學(xué)、技術(shù)教育手段的改革
在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師處于主導(dǎo)地位,借“口授”向?qū)W生傳授知識(shí);學(xué)生處于主體地位(被動(dòng)接受知識(shí))――是非自主的、主體性的知識(shí)獲得者。隨著社會(huì)的發(fā)展，師生間的溝通模型有:確認(rèn)反應(yīng)型、單向傳遞型、師生互動(dòng)型和對(duì)話溝通型。從STS教育理念出發(fā)應(yīng)更多采用后面兩種溝通模型,充分發(fā)揮教師的“指導(dǎo)”、“輔導(dǎo)”、“教導(dǎo)”等方面的作用。成為學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者、課程規(guī)劃者。從而有必要把傳統(tǒng)的“人對(duì)人”教學(xué)系統(tǒng)往“人對(duì)環(huán)境”教學(xué)系統(tǒng)方向發(fā)展。后者是將學(xué)生置于由教師所創(chuàng)造的直面應(yīng)答性學(xué)習(xí)環(huán)境,在這個(gè)環(huán)境中,教師的作用不僅僅是傳統(tǒng)的教與授,還要?jiǎng)?chuàng)造環(huán)境。教師所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境可從學(xué)校到社區(qū)甚至于全球,教師需要設(shè)計(jì)出能夠調(diào)動(dòng)校內(nèi)外的種種教育資源的教學(xué)方案,“人―環(huán)境”教學(xué)系統(tǒng)與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和STS教育的理念是相吻合的。這種“人―環(huán)境”教學(xué)系統(tǒng),雖然目的是為了擺脫以往以教師、教材及課堂為中心的弊端，但并非完全脫離教師,環(huán)境的創(chuàng)設(shè)仍需教師控制,只是更具開(kāi)放和自主性,學(xué)生可以獲得更多的自由空間,展現(xiàn)自我,釋放個(gè)性,但又不逾越教學(xué)要求的范圍,更能體現(xiàn)“教師主導(dǎo),學(xué)生主體”的辯證師生關(guān)系,“STS教育”是一種進(jìn)行科學(xué)教育比較適合的教學(xué)模式。[3]
STS教學(xué)的內(nèi)容包括：與個(gè)人生活、發(fā)展密切相關(guān)的知識(shí)及技能；與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)并有廣泛應(yīng)用的土木工程知識(shí)；土木工程學(xué)科理論、技術(shù)、設(shè)計(jì)及施工發(fā)展歷程；當(dāng)代土木工程領(lǐng)域?qū)W科前沿；學(xué)生感興趣的內(nèi)容；與土木工程學(xué)知識(shí)相關(guān)的重大社會(huì)問(wèn)題及相關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題（比如美國(guó)“9?11”中的建筑、東南亞海嘯中的建筑等）。以前的土木工程課程教學(xué)并非完全沒(méi)有這些內(nèi)容，但做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在這里單獨(dú)專門(mén)提出土木工程課程STS教育，目的是希望通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中挖掘出更多的符合STS精神的內(nèi)容，使“STS教育”能夠早日受到專業(yè)教師和學(xué)生重視、接受和實(shí)施。
二、土木工程專業(yè)“STS教育”――社會(huì)教育手段的改革
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)如生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)作為理論與實(shí)踐的結(jié)合教學(xué)模式，可以比授課更容易灌輸這一理念，可以成為“STS教育”面向社會(huì)的一個(gè)有效的橋梁。
1.采用畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合的教學(xué)新模式。畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)是保證學(xué)生教學(xué)質(zhì)量密不可分的重要階段，將二者分開(kāi)對(duì)待的教學(xué)模式已不太適應(yīng)教學(xué)的時(shí)代需要。而新的模式應(yīng)當(dāng)是將畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段按一個(gè)階段考慮，將兩個(gè)階段的時(shí)間合并為一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。靈活處理畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)課題之間的關(guān)系。學(xué)生既可以按照畢業(yè)設(shè)計(jì)課題規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)工作，也可以根據(jù)所實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)單位的實(shí)際問(wèn)題確定自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題(某些在設(shè)計(jì)單位實(shí)習(xí)的學(xué)生，從設(shè)計(jì)單位引進(jìn)實(shí)際課題進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，這種教學(xué)模式既能培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)在實(shí)踐中獲取知識(shí)的能力,同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí))。教師根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)的教學(xué)大綱的要求定期檢查學(xué)生的進(jìn)度并對(duì)較難的問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)解決,一般的問(wèn)題可以通過(guò)Email、Uctalk、QQ等網(wǎng)絡(luò)通訊手段迅速加以解決。學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中完成設(shè)計(jì),而設(shè)計(jì)的成果反過(guò)來(lái)又豐富了實(shí)習(xí)的內(nèi)容,從而有利于達(dá)到畢業(yè)實(shí)習(xí)的目的及更高質(zhì)量地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。
2.生產(chǎn)實(shí)習(xí)采用校外施工工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)與校內(nèi)實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)相結(jié)合的新模式。土木工程專業(yè)除了應(yīng)有施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)外，也應(yīng)完成“施工工藝實(shí)習(xí)”。土木工程專業(yè)是實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的工科專業(yè)，土木工程專業(yè)的學(xué)生既需要具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，也需要較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。我院該專業(yè)大多數(shù)畢業(yè)生的去向是到施工單位，面向施工第一線，從事施工管理、施工技術(shù)、監(jiān)理等工作。合格的土木工程專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)是懂理論、會(huì)管理、能動(dòng)手的綜合性人才。土木工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)本身，歷來(lái)強(qiáng)調(diào)學(xué)生既學(xué)習(xí)施工組織管理又適當(dāng)參加施工工藝的操作，了解施工的工藝過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)組織施工的方法和步驟。但目前的施工企業(yè)承受越來(lái)越大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，能接收學(xué)生實(shí)習(xí)已屬不易，讓學(xué)生再親手操作實(shí)踐，考慮安全及生產(chǎn)效率等方面因素一般不太現(xiàn)實(shí)。針對(duì)如此現(xiàn)狀，如何讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握施工工藝技術(shù)，成了生產(chǎn)實(shí)習(xí)急需解決的問(wèn)題。
作者單位：河北建筑工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
[1]孫可平.STS教育論[M].上海:上海教育出版社,2001:167-168.
關(guān)鍵詞：“卓越計(jì)劃”；土木工程材料；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—0118（2012）11—0147—02
2010年6月23日，教育部在天津召開(kāi)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”啟動(dòng)會(huì)，聯(lián)合有關(guān)部門(mén)和行業(yè)協(xié)（學(xué)）會(huì)，共同實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）?！白吭接?jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。該計(jì)劃對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用1，2 。
《土木工程材料》課程是土木工程專業(yè)的核心課程之一，是培養(yǎng)“面向工業(yè)、面向世界、面向未來(lái)”的高等工程技術(shù)人才的必備基礎(chǔ)知識(shí)3 。《土木工程材料》是我校土木工程專業(yè)的一門(mén)主干課程，基于“卓越計(jì)劃”下的培養(yǎng)理念，工程建設(shè)愈來(lái)愈需要寬口徑、厚基礎(chǔ)的專業(yè)人才，而傳統(tǒng)的《土木工程材料》課程的教學(xué)內(nèi)容、方法和考核等都存在一定的問(wèn)題。本文分析了《土木工程材料》課程目前存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)改革措施。
一、教學(xué)中常見(jiàn)的問(wèn)題
（一）課程內(nèi)容龐雜、結(jié)構(gòu)松散
土木工程材料種類(lèi)多而雜，應(yīng)用面廣，涉及工程中眾多工程材料，包括水泥、石灰、石膏等無(wú)機(jī)膠凝材料、混凝土、建筑砂漿、建筑鋼材、木材等10多類(lèi)材料。對(duì)于每一種材料在建筑過(guò)程中均有所體現(xiàn)，同時(shí)每一種材料又是相對(duì)獨(dú)立的，其間缺少聯(lián)系，因此要求學(xué)生能夠全面掌握各種建筑材料，靈活使用。對(duì)于長(zhǎng)期以來(lái)適應(yīng)邏輯推理的學(xué)習(xí)與思維方法，且對(duì)于建造過(guò)程又缺乏實(shí)際體驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，會(huì)感覺(jué)課堂教學(xué)枯燥無(wú)味，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（二）教材版本多、難以統(tǒng)一
《土木工程材料》課程是一門(mén)涉及范圍很廣的課程，從金屬材料到非金屬材料，從無(wú)機(jī)材料到有機(jī)材料，從單一材料到復(fù)合材料等均有涉及，內(nèi)容龐雜又相對(duì)分散，且各類(lèi)材料自成體系，相互之間缺乏必要的橫向聯(lián)系。目前《土木工程材料》教材版本多，有些教材內(nèi)容敘述性強(qiáng)，概念偏多，有些理論推導(dǎo)及公式類(lèi)內(nèi)容較多，而有些則偏重工程實(shí)際，對(duì)材料的結(jié)構(gòu)組成、理論分析方面敘述偏少。因此，在教材的選擇上存在一定的困難。
（三）教學(xué)方法單一、課程銜接少
《土木工程材料》課程按照主要的工程材料劃分章節(jié)、組織教學(xué)進(jìn)程，缺乏靈活性和適應(yīng)性。使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)單調(diào)乏味，學(xué)習(xí)興趣和積極性差，易使學(xué)生對(duì)課程理解不深、應(yīng)用不靈活，最終導(dǎo)致材料的選擇和使用方面知識(shí)和能力的欠缺，甚至認(rèn)為“材料課的學(xué)習(xí)就是背誦記憶”。尤為重要的是學(xué)生很難掌握課程的重點(diǎn)，總感覺(jué)所有的內(nèi)容似乎都是重點(diǎn)、都需要掌握，學(xué)生認(rèn)為這門(mén)課程既難以記憶又難以理解，從而產(chǎn)生厭學(xué)心理。
（四）考核內(nèi)容及形式過(guò)于單一
閉卷的書(shū)面考試仍然是目前最主要、有時(shí)甚至是唯一對(duì)學(xué)生考核的形式。由此造成了學(xué)生“考前背，考后忘”的現(xiàn)象。
二、《土木工程材料》課程教學(xué)改革措施
（一）加強(qiáng)教材建設(shè)，實(shí)時(shí)更新教材
由于材料科學(xué)的自身特點(diǎn)（如發(fā)展快、新技術(shù)、新材料層出不窮），使得教材必需適時(shí)更新，且選擇版本較新且內(nèi)容具有前瞻性的教材。同時(shí)，結(jié)合我校不同專業(yè)方向?qū)W生的定位，合理選擇教材非常關(guān)鍵，如土木工程專業(yè)還有道路、橋梁等專業(yè)方向，培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用型人才培養(yǎng)。因此，內(nèi)容新穎、知識(shí)面廣、不斷融入新型材料內(nèi)容、相對(duì)系統(tǒng)、注重基礎(chǔ)知識(shí)并且與工程實(shí)際聯(lián)系緊密是本課程教材改革和選擇的總體原則。
（二）改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的目標(biāo)是應(yīng)用技能型人才。在教學(xué)內(nèi)容中不斷融入工程實(shí)例，結(jié)合課程內(nèi)容特點(diǎn)及學(xué)校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，在知識(shí)傳授過(guò)程中注意基本理論知識(shí)與工程具體實(shí)踐的相結(jié)合。引導(dǎo)學(xué)生用分析和發(fā)展的思路來(lái)看待現(xiàn)有的材料，掌握各種材料的性能，并正確使用各種土木工程材料，做到舉一反三，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。例如，講解混凝土摻和料這一節(jié)時(shí)，先列舉各種摻和料在大型工程中的應(yīng)用，如粉煤灰在三峽大壩中的應(yīng)用。然后讓同學(xué)們觀看粉煤灰、礦渣及硅灰的微觀照片，并比較三者問(wèn)的相貌特征差異。采用表格的形式給出三者的化學(xué)組成和礦物組成，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，當(dāng)這三種摻和料用于水泥混凝土?xí)r，對(duì)混凝土流動(dòng)性、強(qiáng)度的影響等。
（三）合理有效利用先進(jìn)教學(xué)手段
《土木工程材料》課程涉及材料種類(lèi)繁多，知識(shí)面廣，作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，開(kāi)課時(shí)間較早，學(xué)生又是初次接觸專業(yè)知識(shí)，感性認(rèn)知較少，教師授課也很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣；另外有些材料的性狀特點(diǎn)等需要很多時(shí)間解釋，如果輔以現(xiàn)代多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的手段，通過(guò)計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬并配合適當(dāng)?shù)穆?、光、圖和文字等，使學(xué)生在課堂上獲得最直觀、最形象、最生動(dòng)的知識(shí)，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，并且能夠提高學(xué)習(xí)效率。但多媒體等的使用容易使部分學(xué)生思想不集中，應(yīng)將多媒體和傳統(tǒng)的板書(shū)相結(jié)合授課是最理想的教學(xué)方法。還有，教師個(gè)人可建立自己的教學(xué)網(wǎng)站，通過(guò)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)，在課余時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上互動(dòng)和答疑。
（四）革新考評(píng)方式
考核的方式和內(nèi)容應(yīng)與講課理念相一致。傳統(tǒng)考試題目往往要求學(xué)生背書(shū)，學(xué)生考試前根據(jù)老師給定的考試范圍臨時(shí)突擊也能夠通過(guò)考試。這樣的考試方式既不能反映出學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，又會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此，考試內(nèi)容應(yīng)以材料在工程中的應(yīng)用為主，可大可小。例如“某工程實(shí)際施工中，石灰砂漿粉刷過(guò)的墻壁出現(xiàn)了鼓包開(kāi)裂現(xiàn)象，試分析原因并提出如何防止這樣的現(xiàn)象再次出現(xiàn)?！?、“某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫，試分析其原因。”等與實(shí)際工程相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。
（五）加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合
《土木工程材料》是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是該課程中又一重要組成部分，起著理論課不能替代的作用。為了提高教學(xué)效果，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上也要不斷改革和探索。首先，在課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)該適當(dāng)減少驗(yàn)證性試驗(yàn)內(nèi)容，增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因?yàn)楹笳呖梢允箤W(xué)生通過(guò)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行分析和總結(jié)，大大提高學(xué)生的試驗(yàn)實(shí)際操作能力和分析解決問(wèn)題的能力，并且培養(yǎng)一定的創(chuàng)新意識(shí)。例如開(kāi)設(shè)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生選擇所配混凝土的品種以及強(qiáng)度標(biāo)號(hào)并計(jì)算混凝土的配合比，按照實(shí)驗(yàn)規(guī)范成型混凝土試件，測(cè)定其強(qiáng)度。這樣可以讓學(xué)生利用所學(xué)配合比的知識(shí)設(shè)計(jì)混凝土，做到學(xué)以致用，同時(shí)還提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。其次，授課教師可以擬定一些試驗(yàn)研究題目供學(xué)生參考和選擇，或讓學(xué)生參與到科研或科技開(kāi)發(fā)活動(dòng)中，提高學(xué)生的自主性和科研水平。例如，學(xué)生以目前研究比較熱門(mén)的高性能混凝土為試驗(yàn)對(duì)象，自己配制混凝土并檢測(cè)其強(qiáng)度和耐久性。
三、結(jié)語(yǔ)
“卓越計(jì)劃”是我國(guó)未來(lái)高等學(xué)校發(fā)展的趨勢(shì)，其本質(zhì)是工程能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，《土木工程材料》是土木工程專業(yè)重要的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，是本專業(yè)工程能力、實(shí)踐能力培養(yǎng)的窗口及平臺(tái)。只有根據(jù)“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)與要求，結(jié)合“卓越計(jì)劃”的三層次培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)《土木工程材料》課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，采用以培養(yǎng)學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí)能力、綜合分析能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力為目標(biāo)的教學(xué)方法和復(fù)合式考核方法，并在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)化學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的養(yǎng)成，才能培養(yǎng)出復(fù)合型、高素質(zhì)、滿足未來(lái)需要的優(yōu)秀工程型人才。相信通過(guò)廣大教師的不懈努力，我國(guó)同類(lèi)院?！锻聊竟こ滩牧稀氛n程的教學(xué)水平會(huì)有更大的提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)編制.高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.
關(guān)鍵詞：巖土、工程、特點(diǎn)
中圖分類(lèi)號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、巖土工程是一門(mén)既古老又先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)，其實(shí)，早在上古時(shí)代，人們挖渠、修路、建造居室，就已經(jīng)跟巖石和土打上交道了，而在近代工業(yè)化的過(guò)程中，建設(shè)廠房，開(kāi)采礦山，興修鐵路以及水利等土木工程的實(shí)踐當(dāng)中，又涉及到了許多與巖土有關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，但是，巖土工程真的當(dāng)做一門(mén)獨(dú)立的專業(yè)來(lái)說(shuō)，還不到半個(gè)世紀(jì)，傳進(jìn)我國(guó)也只有二十年，對(duì)巖土工程的含義，以及巖土工程師的職業(yè)范圍等，到現(xiàn)在依然有不同的認(rèn)識(shí)。
《巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》定義為:”土木工程中涉及巖石和土的利用,處理和改良的科學(xué)技術(shù)”中國(guó)大百科全書(shū)定義為:“土木工程的一個(gè)分支,以工程地質(zhì)學(xué),巖石力學(xué),土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ),涉及巖石和土的利用,整治和改造的一門(mén)技術(shù)科學(xué)”，也有專家定義為:”土木工程的一個(gè)分支,研究巖土體(包括其中的水)作為支承體,荷載,介質(zhì)或材料,必要時(shí)對(duì)其改良或治理的一門(mén)工程技術(shù)?！?/p>
二、巖土工程的外延巖土工程的實(shí)踐性很強(qiáng),從工程實(shí)踐角度,包括下列范圍:1、巖土作為支承體2、巖土作為荷載或自承體3、巖土作為材料4、地質(zhì)災(zāi)害的防治5、環(huán)境巖土工程。
三、巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的關(guān)系。巖土工程和結(jié)構(gòu)工程關(guān)系密切,這是顯而易見(jiàn)的。無(wú)論房屋結(jié)構(gòu)或橋梁結(jié)構(gòu),都建造在地基上。地基是否穩(wěn)定,直接影響結(jié)構(gòu)的安危;地基是否會(huì)產(chǎn)生過(guò)量變形,直接影響結(jié)構(gòu)的功能,產(chǎn)生的次應(yīng)力可能使結(jié)構(gòu)超過(guò)設(shè)計(jì)極限。地基出了問(wèn)題又很難補(bǔ)救。因此結(jié)構(gòu)工程十分關(guān)心地基的穩(wěn)定和變形?，F(xiàn)在,一般地基設(shè)計(jì)均由結(jié)構(gòu)工程師考慮上部結(jié)構(gòu)要求統(tǒng)一完成,只有復(fù)雜地基基礎(chǔ)問(wèn)題或需專門(mén)處理的地基才要求巖土工程師參與。同樣,巖土工程師在進(jìn)行地基的勘察設(shè)計(jì)時(shí),必須詳細(xì)了解結(jié)構(gòu)的型式,荷載及其分布,特別是基礎(chǔ)的型式和剛度,了解對(duì)地基變形的限制要求,以便有的放矢。巖土工程師與結(jié)構(gòu)工程師的密切配合至關(guān)重要。還有，巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系。首先說(shuō)明工程地質(zhì)與巖土工程的區(qū)別。工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,是研究與工程建設(shè)有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué)。工程地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)生源于土木工程的需要,其本質(zhì)是一門(mén)應(yīng)用科學(xué);巖土工程是土木工程的一個(gè)分支,其本質(zhì)是一門(mén)工程技術(shù)。從事工程地質(zhì)的是地質(zhì)專家(地質(zhì)師),側(cè)重于研究地質(zhì)現(xiàn)象,地質(zhì)成因和演化,地質(zhì)規(guī)律,地質(zhì)與工程的相互作用;從事巖土工程的是工程師,關(guān)心的是如何根據(jù)工程目標(biāo)和地質(zhì)條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設(shè)中的巖土技術(shù)問(wèn)題。因此,無(wú)論學(xué)科領(lǐng)域,工作內(nèi)容,關(guān)心的問(wèn)題,兩者都是有區(qū)別的。 另外，巖石和土的主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn) 1、巖石的裂隙性巖石總是或稀或密,或?qū)捇蛘?或長(zhǎng)或短地存在著各種裂隙,這是巖石區(qū)別于混凝土的主要特點(diǎn)。這些裂隙有的粗糙,有的光滑;有的平直,有的彎曲;有的充填,有的不充填;有的產(chǎn)狀規(guī)則,有的規(guī)律性很差。裂隙的成因多種多樣,有巖漿凝固收縮形成的原生節(jié)理,有沉積間斷形成的層理,有構(gòu)造應(yīng)力形成的構(gòu)造節(jié)理,有表生作用形成的卸荷裂隙和風(fēng)化裂隙,還有變質(zhì)作用形成的片理,劈理等等。 2、土的孔隙性。土是一種散體材料,存在孔隙。對(duì)于飽和土是固,液兩相;對(duì)于非飽和土,是固,液,氣三相。于是產(chǎn)生了有效壓力和孔隙壓力;孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。有效應(yīng)力原理成了土力學(xué)區(qū)別于一般材料力學(xué)的主要標(biāo)志,在土工計(jì)算中產(chǎn)生了總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法兩種原理和方法。在飽和土中,由于孔隙水壓力的增長(zhǎng)和消散,不同的加荷速率地基承載力不同;是否及時(shí)支撐,對(duì)軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn)。 四、對(duì)自然條件的依賴性和條件的不確知性
巖土工程作為土木工程的分支,是以傳統(tǒng)力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。但很快發(fā)現(xiàn),單純的力學(xué)計(jì)算不能解決實(shí)際問(wèn)題。原因主要在于對(duì)自然條件的依賴性和計(jì)算條件的不確知性。試與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較,結(jié)構(gòu)工程師面臨的材料是混凝土,鋼材等人工制造的材料,材質(zhì)相對(duì)均勻,材料和結(jié)構(gòu)都是由工程師在設(shè)計(jì)時(shí)選定,是可控的,計(jì)算條件十分明確,因而建立在力學(xué)基礎(chǔ)上的計(jì)算是可信的。而巖74I拜技博羌土,無(wú)論材料還是結(jié)構(gòu),都是自然形成,不能由工程師選定和控制,只能通過(guò)勘察查明而又不可能完全查明。因而存在條件的不確知性和參數(shù)的不確定性,不同程度地存在計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然巖土工程計(jì)算方法取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,發(fā)揮了重要作用。五、巖土工程的測(cè)試可以分為室內(nèi)試驗(yàn),原位測(cè)試和原型監(jiān)測(cè)三大類(lèi),還有各種模型試驗(yàn),極為多樣,各有各的特點(diǎn)和用途。同一種參數(shù),又因測(cè)試方法不同而得出不同的成果數(shù)據(jù)。選用合理的測(cè)試方法成為巖土工程計(jì)算能否達(dá)到預(yù)期效果的重要環(huán)節(jié)。例如土的模量有壓縮模量,變形模量,旁壓模量,反演模量。土的抗剪強(qiáng)度室內(nèi)試驗(yàn)有直剪和三軸剪;直剪又有快剪,固結(jié)快剪和慢剪;三軸剪又有不固結(jié)不排水剪,固結(jié)不排水剪,固結(jié)排水剪和固結(jié)不排水剪測(cè)孔隙水壓力;原位測(cè)試有十字板剪切試驗(yàn)和野外大型剪切試驗(yàn)。由于試驗(yàn)條件不同,試驗(yàn)結(jié)果各異。用哪種試驗(yàn)方法合理,由巖土工程師根據(jù)具體條件確定。這種測(cè)試方法的多樣性,也是巖土工程區(qū)別于其他工程技術(shù)一個(gè)重要特點(diǎn)。巖土工程分析計(jì)算時(shí)注意計(jì)算模式,計(jì)算參數(shù)和安全度的配套,而其中計(jì)算參數(shù)的正確選定最為重要。 巖土工程具有不嚴(yán)密性。不完瞢性和不成熟性 地質(zhì)學(xué)和力學(xué)是巖土工程的兩大理論支柱,兩者互助補(bǔ)充,互相滲透,互相嫁接。力學(xué)是以基本理論為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合具體條件,構(gòu)建模型求解。特點(diǎn)是從一般到特殊,嚴(yán)密,是一種演譯推理的思維方法。地質(zhì)學(xué)是在調(diào)查研究取得大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分析,綜合,對(duì)比,找出科學(xué)規(guī)律,從特殊到一般,是一種歸納推理的思維方法,側(cè)重于分析成因演化,宏觀把握,綜合判斷。由上可知,巖土工程迄今還是一門(mén)不嚴(yán)密,不完善,不夠成熟的科學(xué)技術(shù),處在”發(fā)展中”的一門(mén)科學(xué)技術(shù),因而存在相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)性。沈珠江院士說(shuō):土力學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在,是”從學(xué)步走向自立”,巖石力學(xué)發(fā)展更晚,成熟程度還要低一些。 六、巖土工程崇高概念設(shè)計(jì),狹義的概念設(shè)計(jì)可以理解為框架設(shè)計(jì),從總體上勾劃出設(shè)計(jì)框架,以備進(jìn)一步細(xì)化。廣義的概念設(shè)計(jì)可以理解為一種設(shè)計(jì)思想概念設(shè)計(jì)大體上可以概括為:在充分了解功能要求和掌握必要資料的基礎(chǔ)上,通過(guò)設(shè)計(jì)條件的概化,先定性分析,再定量分析,提出～個(gè)框架,從技術(shù)方法的適宜性和有效性,施工的可操作性和質(zhì)量的可控制性,環(huán)境限制和可能產(chǎn)生的負(fù)面影響,經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行論證,從概念上選擇一個(gè)或幾個(gè)方案,進(jìn)行必要的計(jì)算和驗(yàn)算,通過(guò)施工檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè),逐步完善設(shè)計(jì)。廣義的概念設(shè)計(jì),不僅在設(shè)計(jì)的初始階段是必要的,而且要將概念設(shè)計(jì)的思想貫徹工程的始終。做概念設(shè)計(jì),必須對(duì)原理有深刻的理解,有豐富的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),有靈活的運(yùn)作能力,總攬全局,掌握影響工程成敗的關(guān)鍵,對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)施效果要有基本正確的估計(jì)。七、根據(jù)巖土工程的特點(diǎn),技術(shù)控制可分為三個(gè)層面:第一層面,涉及人身健康,工程安全,環(huán)境保護(hù)等公眾利益,國(guó)家利益的,應(yīng)訂入技術(shù)法規(guī),由國(guó)家制訂,強(qiáng)制執(zhí)行,嚴(yán)格監(jiān)管。包括勘察設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則,各種災(zāi)害的防治,有害物質(zhì)擴(kuò)散的限制等等第二層面,屬于大量重復(fù)型的技術(shù)規(guī)則,如術(shù)語(yǔ),符號(hào),分類(lèi),常用測(cè)試方法,常用分析法等,宜制定具體而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),供工程師采用。第三層面,需因地制宜,結(jié)合具體工程處置的問(wèn)題,諸如勘察工作的布置,巖土工程設(shè)計(jì)方案等,規(guī)范只對(duì)基本準(zhǔn)則作出規(guī)定,具體問(wèn)題由巖土工程師根據(jù)具體情況,發(fā)揮自己的學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行綜臺(tái)判斷,并承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任 參考文獻(xiàn)：
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