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時間:2023-07-28 16:32:57
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇水利水電工程研究生方向范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:水利水電工程;信息化系統;水資源開發利用;公眾服務
隨著信息自動化技術的進一步加快,網絡信息化、智能自動化技術在各行各業中得到廣泛應用,尤其是陜西省政府近幾年來逐步加快推進“數字陜西、數字絲路和智慧城市”的信息化建設要求,建立完善的基層水利信息化設施系統已成為農業小水電“增效擴容改造”研究的重要內容。水利水電工程信息化,是充分利用網絡技術、信息化技術、智能自動化技術,對水利水電工程的信息數據進行分散采集、遠程傳輸、集中處理和綜合利用,以充分挖掘水資源現存潛力,提高水利水電工程信息化資源的綜合應用水平和交互共享程度,全面提升水利水電工程的社會公益和水事處理的效率和效益水平[1]。
1 縣級水利水電工程信息化建設現狀
為了合理開發利用水能資源,一批以發電為主兼顧防洪、灌溉、農村供水、城市供水、養殖旅游等功能的農村小水電得到建設開發,在農村社會經濟發展中起到非常重要的作用,也是農村電網能源的重要載體。但這些水利水電工程在規劃建設過程中,由于受傳統建設理念、建設技術水平、綜合資金等因素的影響,在應用水利信息技術來全面提升水利行業在國民經濟、社會基礎設施服務等方面的整體能力和水平方面,還存在較大的滯后性,嚴重影響水資源數據資源效益和資源交互共享社會服務功能的正常發揮。一些縣級水利主管部門僅配備幾臺計算機,其功能也僅局限于洪水預警預報和局域網絡資源共享,許多寶貴的信息仍停留在某些部門內部沒有實現社會公開共享,沒有得到合理的采集、保存和分析應用[2]。對于一些防汛抗旱水利部門而言,由于缺乏系統完善的應用開發系統,其雨量站、水文站缺乏系統規劃,布置不合理,甚至有些水庫站點沒有必要的水文監測設施和水清監控設備,無法實現短期洪水的預測、預報和分析,給整個水利水電工程安全運行防洪決策提供不了必要的數據資料,不能給防洪決策的科學制定提供參考。另外,水環境破壞、河道棄渣淤積等,導致河流發生洪災機會大大增加,加上沒有必要的信息化監測和監管系統,河流生態和工程區居民的生命健康問題也越來越嚴重。為了合理解決有限水資源的供需日益緊張問題,提高水利水電工程水資源的安全水平,充分發揮工程的發電和社會服務功能效益,建設基于水利信息化技術為核心的網絡服務和資源共享系統,有效提升工程在國民經濟發展和社會服務等方面的功效,也成為水利水電工程建設發展的必然方向。
2 加強縣級水利水電工程信息化系統建設的幾點建議
2.1 建設完善基礎數據庫和水利資源共享數據服務中心
基礎數據庫是實現有限水資源合理開發利用和優化配置的核心,其應包括:水文水資源基本數據庫、水利水電工程建設運營基本數據庫、水資源調配管理基本數據庫和水利行業行政主管基本數據庫等。通過系統完善的縣級水利水電工程基礎數據庫的建設,為各行業水資源的優化配置提供全面、準確的數據信息資源,充分發揮水利社會服務功能。水利資源共享數據服務中心,是縣級水利水電工程信息資源匯集、統一存儲和管理、交互共享和服務的核心,它將全縣乃至周圍縣市水利資源信息進行全面、標準的匯集,從而實現水資源的交互共享,可以有效提高水資源合理調配和開發利用的科學性、完善性和準確性。要充分收集各河流規劃信息、水文氣象資料、降雨徑流數據、歷史洪水資料、旱情旱災、地質災害、飲用水質、水土保持等信息,實現水利本行業和跨行業等進行全面系統采集,并通過信息化系統實現資源的交互共享。
2.2 完善區域河流洪水預警及防汛抗旱指揮信息系統建設
要在前述基礎信息數據庫和水利資源共享數據服務中心建設的基礎上,根據系統采集的水文氣象、水情、水情、工情等信息,結合智能預測專家系統等,合理分析預測區域暴雨、洪水等特性,并結合現有的縣級抗旱防汛指揮系統和市級洪水預警中心平臺,建立集水利水電工程防汛抗旱管理部門縣級防汛抗旱指揮部市級防汛抗旱指揮中心,三層級為一體的綜合防汛指揮系統,實現汛期防洪數據信息資源的快速采集、遠程傳輸和集中分析管理,及時掌握旱期、汛期可能出現各種地質災害和險情。在信息化系統建設過程中,除了常規的旱期、汛期基礎數據采集外,還需要結合GIS地理信息系統、3S衛星遙感云圖信息等建設模擬仿真的綜合防汛抗旱指揮系統,實現防汛抗旱方案的可視化動態模擬仿真,確保防汛抗旱計劃策略具有較高的可行性和可實施性。
2.3 建設完善水資源合理開發利用和優化配置管理系統
在“十三五”期間,要結合水利水電工程尤其是農村小水電工程特性,借助“農村小水電增效擴容改造”工程實施契機,做好水資源合理開發利用系統建設。建設完善水資源優化配置管理系統,實現有限水資源數據的全面接受、統一歸類保存和綜合加工分析,實現水環境容量綜合評價、水資源調查分析、水資源規劃調度及保護監督、取用水許可管理等功能為一體,充分挖掘有限水資源內部開發利用效益,全面提高其社會服務功能。
2.4 建設多參數水質監測和水土保持監管系統
在“十三五”期間,要加快水質監測和評價信息系統建設,充分結合“固定、移動、自動和智能分析”等多種方式進行水資源和水質信息的全面采集。建設集多參數同步采集為一體的水質信息管理系統,實現定期監測水質,快速響應突發性水污染數據信息采集功能,便于為相關管理人員和突發性事件應急處理預案,提供詳實的數據資料。建立多參數水質監測與評價信息化管理系統,確保居民、牲畜的飲用水安全和工業可靠用水。加強水土流失和水土保持效益監測,為泥石流等災害預防、預控等提供完善的信息化數據資源。
2.5 建立水利信息數據共享公眾服務平臺
在區域水資源信息基礎數據庫和水利水電工程建設管理基礎數據庫的基礎上,建立包括:區域水資源概況及開發利用現狀、水利科技及政策法規、水質水價信息、氣象水文數據等數據資料的信息數據共享公開服務平臺,實現水利數據資源的公開共享和公眾信息服務。并開放群眾監管窗口平臺,不斷修正系統平臺功能和技術服務,有效提高縣級基層水利部門的綜合辦公效率和公眾服務的社會透明度,推動水利政務的持續、穩定和健康發展。
3 結束語
經過“十一五”和“十二五”的數字信息發展,陜西縣級水利水電工程信息化建設水平邁上了一個新的臺階。但現有的縣級水利信息化系統其功能大多基于業務應用功能需求而開發,主要為滿足水利主管職能部門的垂直管理功能,而缺少橫向的交互共享和集成統一,數據資源共享公眾服務水平有待進一步提高。在“十三五”建設期間,作者建議應從基礎數據建設、洪水預測預警、防汛抗旱、水質監測、水土保持監測和效益評估、公眾服務等方面,加強信息化系統功能建設,有效推動水利水電工程信息自動化技術的快速發展。
參考文獻
[1]李東風.中國水電信息化建設工作“十一五”總結和“十二五”規劃[J].中國建設信息,2011(8):10-17.
關鍵詞:膠凝材料學;水工建筑材料;研究生教育;創新能力;教學模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)42-0149-03
引言:
建筑材料質量和性能的好壞,直接影響到建筑物的質量和安全,建筑材料的發展和革新對于經濟發展社會進步具有十分重要的促進作用。同時,人們也更加關注混凝土技術的進步與發展,以期混凝土材料與技術與時俱進,性能更完善,使用壽命更長,技術更先進,與環境更協調,在節能減排、節約資源方面發揮作用并滿足可持續發展的原則。新疆地區地理位置特殊,氣候具有嚴寒干燥、晝夜溫差大、年際溫差高、干濕交替頻繁、凍融循環劇烈,地下水硫酸鹽含量高,天然砂石骨料堿活性高等特點。近年來,隨著“絲綢之路經濟帶”戰略的逐步深入,新疆的水利、交通、能源、工業與民用建筑、市政等基礎設施建設穩步推進,混凝土,作為這些建筑物的主要建筑材料,其在新疆特殊氣候和地質環境下的抗裂性能、抗凍性、抗碳化性、抗侵蝕性及抑制堿骨料反應等耐久性能就備受工程界和學術界的廣泛關注。
混凝土建筑物的工作形態與混凝土中膠凝材料的組成、結構、水化進程以及硬化體的結構密切相關。要深入研究嚴寒干燥區混凝土的抗裂性能、抗凍性、抗碳化性、抗侵蝕性及抑制堿骨料反應等耐久性能,需系統掌握組成混凝土結構的膠凝材料的組成和性能以及水化硬化機理和改善硬化體結構與性能的途徑。《膠凝材料學》作為普通高等學校建筑材料與制品專業、無機非金屬材料專業必須課程,它系統介紹膠凝材料的基本原理和規律,突出常見膠凝材料的特性和應用的一門課程。
寒區工程結構與材料研究是新疆農業大學水利與土木工程學院水利水電工程二級學科下的一個重要的研究方向。而本質上,水工建筑材料屬于水利工程和材料工程與科學之間的“交叉學科”,因此設在水利工程類院系下的材料方向研究具有其相對的獨立性。本文結合教學經驗,針對水利水電工程二級學科下的水工建筑材料專業研究方向的研究生培養問題,分析《膠凝材料學》課程教學現狀,對加強學生創新教育提出一些改進教學模式。
一、教學現狀
1.研究生課程設置現狀及分析。在研究生教育中,課程設置是一個很重要的問題。近年來,我院已有十余位研究生圍繞摻工業廢氣物(粉煤灰、?;郀t礦渣、鋰渣、鋼渣等)的高性能混凝土進行選題,并從宏觀方面對其抗裂性能、抗凍性、抗侵蝕性及抑制堿骨料反應等耐久性能展開研究,取得了較為豐碩的研究成果。但,我校對寒區工程結構與材料研究方向的研究生的課程設置中,主要以《高等水工結構》等水利水電工程主體課程為主,僅針對水工建筑材料研究方向設置了《膠凝材料學》等課程。經調研,以擁有國家重點一級學科――材料工程與科學的同濟大學、武漢理工大學等國內重點高校的研究生培養計劃為例,為該一級學科下建筑材料研究方向的研究生開設了《膠凝材料學》、《混凝土材料破壞原理》、《材料熱力學》、《材料動力學》、《材料流變學》等專業理論課程,也開設了《材料譜學與分析技術》、《電子顯微分析》、《材料現代測試技術》等介紹現代試驗技術和微觀測試手段的課程;國外高校里,以荷蘭的Delft科技大學和英國的Dundee大學為例,開設有《Concrete Durability》、《concrete Fracture》、《Chloride Resistance of Concrete》及《CONCRETE:Microstructure,Properties,and Materials》等專業理論課程及測試技術和微觀測試手段,取得具有學術意義或應用價值的研究成果。因此,對我校寒區工程結構與材料研究方向的研究生來講,目前的相關課程設置偏少,研究生缺乏堅實的基礎理論知識和創新意識,對本領域現代試驗技術也缺乏了解,從而導致研究成果多停留在對混凝土宏觀性能的描述階段,缺少采用現代試驗方法從微觀角度進行表征,也缺乏采用基礎理論知識從影響機理方面對混凝土宏觀耐久性能及變化規律進行詮釋[1][2]。
2.課程教學內容?!赌z凝材料學》主要任務是要求學生從材料科學的基本原理出發,以硅酸鹽水泥為重點,掌握膠凝材料的組成、結構與性能的關系;膠凝材料水化、硬化過程的基本規律;膠凝材料硬化體結構與工程性質的關系;硬化體形成過程與工藝參數的關系;膠凝材料硬化體結構、性能與環境的關系等[3]。
作為我校水工建筑材料研究方向專業知識的延續和補充,它不僅鞏固了本科《建筑材料》中關于硅酸鹽水泥生產原理、過程及方法,水泥水化反應進程,水泥組成、結構與性能間的關系,水泥硬化體形成及工程應用等相關知識,而且進一步要求學生掌握石膏、石灰、鎂質膠凝材料等多種膠凝材料的特性和應用[4]。
3.教學對象特征。在教學內容方面,課程教學中內容涉及到水泥、石膏、石灰等膠凝材料的相關特性和應用,而不同的膠凝材料擁有不同的特點,課程要求學生掌握常用膠凝材料的特點和應用,這些內容中只有水泥、石灰等膠凝材料與日常生活聯系相對緊密,其余膠凝材料與實際生活中聯系相對較少,教學內容多而抽象枯燥[5];另一方面,由于膠凝材料教學課時較少未能安排實踐環節,眾多的膠凝材料的特性及應用只是在課堂教學中提及,教學內容中部分內容理論與實踐脫節,學生無法通過自身實踐去檢驗課本中的理論知識,從而影響到學生自主學習興趣的培養,導致學生學習興趣不高,自主學習動力不足,無法促進學生創新能力的培養,仍存在為考試而學的不良習慣[1]。
教學模式方面,教學仍然以教師講授為主,由于課程教學學時有限,教學是片面強調教師的主導作用和權威性,忽視學生的主體地位,基本是老師上課“滿堂灌”,學生上課“被動接受”,課程教學方式極大地限制學生的創新思維,使得學生上課沒興趣、注意力不集中,課程效果較差。
4.考核方式。傳統考核方式是:考核成績=平時成績×30%+考試成績×70%,平時成績主要來源于出勤率和作業,為了掌控學生學習效果,教師也經常提出一些問題由學生查閱文獻后交出作業,課后教師根據學生提交的文件對學生的作業進行評分,也可對課堂的教學效果進行評估。這種作業評價方式其實也是一種過程考核模式,而課堂教學是教師對著學生講解各種膠凝材料的性質、應用,學生往往在考試前突擊復習,這樣的學習方式也可以得到很高總評成績,但是這種過程考核方式忽略了對學生自主思考、自主探索未知知識的解決方案等能力的培養,即學生只要認真聽課,不用獨立思考,也能得到很好的作業成績,但到期末考試時,問題就凸顯無遺。具體表現為:針對一個新的問題,很多平時不注重思考能力鍛煉的學生,不知道如何分析問題和解決問題,最終導致綜合考核差。
二、教學模式探索與實踐
針對傳統的《膠凝材料學》課程教學模式中存在的弊端,筆者所在課題組通過多年教學經驗,并結合科研和生產服務經歷,在教學活動中采用多種教學方法和手段,逐步探索出適合本學科多民族學生的教學模式。
1.教學方法與手段。(1)多媒體結合案例教學。運用多媒體聲、光、圖像進行教學,不僅加快課程教學進度,而且還可以給學生以直接視覺聽覺沖擊,能加深學生對膠凝材料的認識,多媒體可以將膠凝材料的生產、工程應用等通過視頻和動畫的形式生動地表示出來,如水泥的生產和水化等過程,豐富學生生產實踐知識,提高教學效果,再運用多媒體教學同時融入案例教學方法,激發學生興趣和創新意識,如“635”水庫樞紐發電洞結構腐蝕機理及防護措施的研究與應用、高性能混凝土在烏倫湖渡槽工程中的應用等課題組完成的經典案例,介紹所運用的膠凝材料學及高性能混凝土的相關知識。(2)實踐教學。課程知識源于實踐,最終也應用于實踐,課程教學中,將理論教學與生產實踐相結合,鼓勵研究生走出課堂,到生產一線,豐富課堂學習的知識。利用課題組與水泥生產企業以及粉煤灰生產企業的合作關系,組織研究生赴天山水泥廠、全榮水泥廠、電廠、八一鋼鐵廠參觀水泥生產線、粉煤灰分級收塵過程以及鋼渣產生過程,并與企業技術人員座談,加深研究生對水泥等膠凝材料的生產過程的認識。(3)理論結合實踐。鑒于本專業研究生就業方向主要集中于水泥基材料方面的工作和研究,本課程重點放在硅酸鹽水泥生產和粉煤灰等輔膠凝材料的產生及其水化進程與應用方面,并引導學生將其基本原理和學習思路用于其他膠凝材料的性質和運用中,著重區分比較各膠凝材料水化規律和應用條件之間的聯系和區別。利用學院為學生搭建的實踐平臺,鼓勵研究生參加或指導本科生混凝土設計大賽、水泥輕舟等行業競賽,通過在實踐中鞏固所學知識,同時也激發學生對本專業的熱愛,推動學生自主學習。(4)課堂研討。適時組織相關方向的研究生、校內外相關方向教師,采取學術交流的形式對所學知識點進行討論,激發研究生學習興趣,引導研究生及時理解與掌握新型膠凝材料,解除學生對其神秘感,激發學生探索新材料的熱情。值得一提的是,有些研究生受在膠凝材料學課程學習和研討過程中的啟發獲得新思路,然后對新思路提煉出創新點并做深入研究和探索,進而圍繞該內容作為學位論文的選題,取得了較好的效果。
2.考核方式。單一的試卷成績的考核方式已經不能反映學生對課程知識的掌握程度和獲取信息的能力,更不能反映學生的創新能力水平,多種考核方式并存將有利于全方位反映學生對課程知識把握程度和多方面能力。
本課程考核辦法分為兩種:(1)針對研究課題或感興趣的方向,廣泛查閱文獻后,寫出文獻綜述,并作相關研究方向的研究進展報告,也有同學將此作為開題報告。(2)運用膠凝材學及高性能混凝土的理論知識及原理,設計出新型的材料,并提供詳細對比試驗方案和試驗成果。
以上兩種考核辦法中:考勤占5%,課堂表現為10%,考核成績占85%。
三、結論
研究生創新能力培養是個復雜的系統工程,膠凝材料學對于水工建筑材料方向的研究生創新能力的培養至關重要,只有針對水利水利水電工程二級學科下的水工建筑材料研究方向的研究生課程設置以及傳統《膠凝材料學》課程教學中出現的教學內容、教學方法等方面出現的問題,轉變教學觀念,合理安排教學內容,采用現代教育手段,強調理論聯系實際,重視實踐教學,采用多種考核手段,因材施教,引導學生自主學習,通過在身臨其境的實踐中鞏固所學知識,激發學生對本專業的熱愛,增加學生創新能力。
參考文獻:
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[3]林宗壽.膠凝材料學[M].武漢理工大學出版社,2014.
[4]岳雪濤,張豐慶.淺談《膠凝材料學》課程在建材專業學生培養中的重要作用[J].教育教學論壇,2013,(27):100-101.
[5]張京英,羅會甫,張彤,等.《膠凝材料學》課程教學中加強學生創新教育的研究與實踐[J].中國校外教育,2012,(6):142-143.
Teaching Model and Practice of Cementious Materious for the Exploiting of Innovation Ability of Graduate Students Major in Hydraulic Material
GONG Jing-wei,LI Shuang-xi,SUN Zhao-xiong
(College of Hydraulic and Civil Engineering,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)
一、培養方案的優化與應用型人才培養特色的體現
在2010年新一輪人才培養方案調整前,我們首先在調研全國類同我校開設的熱能與動力工程專業及方向的高校教學計劃的基礎上,根據我們自身專業的辦學實踐以及國家在西南地區對“熱能與動力工程專業”人才的社會需求,結合學校新的本科人才培養計劃的調整,對原有的培養方案進行大膽的改革優化,將本科人才4年的培養計劃分為五大人才培養模塊,即:人格與素養課程群、表達與理解課程群、發展基礎課程群、專業與服務課程群、研討與探究課程群,將原來的課程教學計劃按照這五大模塊進行歸類優化,并科學地分配各個模塊的學分比例。我校該專業主要側重于水輪機、水泵設計、制造、水電站機電設備運行維護與管理人才的培養,在人才培養方案中自始至終貫穿水力機械的設計與制造技術為主線,注重水力機械及工程、水利水電動力工程兩個專業方向的課程在人才培養中課程的互選與知識的融合,建立水力機械及工程設計制造以及水利水電動力工程設計、運行、維護與管理合二為一的人才培養體系特色,從機組的選型設計、結構設計、生產制造、安裝檢修、運行維護與管理等各個方面理論聯系實際,同時還注重相關專業知識的融合,如水文、地質、水工建筑、施工以及電站監測等。因此,畢業的學生主要集中在水輪機、水泵設計制造企業、水電工程設計院、工程局、各大中小型水電站。在課程內容設置上,著重強化兩個專業方向的理論教學與實踐教學的相輔相成、相互滲透,進一步突出對專業知識綜合運用的能力、系統工程設計的能力、創新能力與工程實踐能力的培養。其中,理論教學環節的五個課程群中分別設置了必修、選修課,在專業與服務課程群中又分別設置了核心課程以及各專業方向的選修課程,兩個專業方向上的可相互替換課程供學生選擇,能較好地滿足學生個性的培養。
二、專業實踐性教學環節改革實踐與應用型人才培養特色的體現
國家級特色專業“熱能與動力工程”的主要專業性實踐教學環節有:專業認識實習、專業課程的實驗、專業課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等,專業實踐性教學環節主要是充分利用該專業較好的校內實驗室條件和校外實習基地,在實踐性教學環節內容和實踐教學模式方面進行如下大膽的優化改革與實踐。
1.充分利用校內資源,建設專業校內實習基地,全天候向學生開放。該專業的學科基礎好,該專業所在的學科是四川省重點學科,該專業的實驗室始建于1974年的學校水力機械實驗室。歷經三十余年的發展和歷史積淀,經過幾代人的艱苦創業和辛勤工作,創立了今天實驗室建設與發展的堅實基礎,該專業的水力機械實驗室依托于教育部與四川省共建的流體動力機械實驗室、流體機械及工程四川省重點實驗室、流體機械四川省高校重點實驗室、四川省水電工程示范中心、學院實驗中心等,擁有較好的教學科研條件,裝備有大型流體機械試驗臺、B級泵閥試驗臺、多相流動試驗臺、三維PIV測試系統、三維激光多普勒測速及粒子動態分析儀系統、三維熱線/熱膜風速計、高速攝影機、頻譜分析儀系統、水利水電工程仿真系統、智能建筑仿真系統、流體機械虛擬產品開發平臺、Fluent流動計算分析軟件等國內外先進水平的教學和科研設備,本專業的學生可全天候到實驗室開展現場參觀教學、專業課程實驗、專業課程的設計、畢業設計。專業實驗室為學生的校內實習、實踐提供了有力的保障。
2.充分利用校外資源,建設專業校外實習基地群,并聘請校外兼職教師指導生產、畢業實習和畢業設計。該專業充分利用辦學歷史較長、有較好的校友資源的優勢,在校外建立了二十余個專業實習基地群,并在實習基地聘請了一批實踐經驗豐富、理論水平較高的本專業的老大哥或老大姐。如在重慶水輪機廠我們聘請的邱江維副總、高工,宜賓富源水電設備制造有限公司的趙愛民副總、高工,東電集團東風電機股份有限公司的胡江鴻總經理、高工,東電集團東方電機股份有限公司的石清華副總、教授級高工、四川華電瓦屋山水電開發有限公司的趙勇副總、廠長等等,有了他們的幫助與指導較好地解決了該專業兩個方向的生產、畢業實習和畢業設計。
3.探索將“生產、畢業實習”轉變成“生產、畢業實踐”的實習模式。由于實習基地單位的生產任務普遍較重,很多實習單位均把接待實習變成了一定形式上的參觀學習,根本不讓學生在現場動手。于是,我們利用聘請校外實習指導教師的辦法,在實習基地聘請具有專業技術特長的專家、具有豐富管理經驗的領導作為學生生產、畢業實習、畢業設計的指導教師,成功探索將“生產、畢業實習”轉變成“生產、畢業實踐”的實習模式。同時,校內指導教師和校外指導教師相互密切配合,有效提升了校外現場實踐性教學環節的質量。如我們在實習現場進行水泵(葉輪)的木模制作工藝教學時,就邀請企業具有豐富木模制作經驗的工人師傅為指導教師,現場給同學們進行制作講解,同學們再自己動手現場制作,通過這一學習過程,不僅同學們掌握了有些書本上根本找不到的技能,而且鍛煉了同學們的實際動手能力。在水電站的實習中,如果沒有校外指導教師的現場指導,光有校內指導教師,同學們根本就不可能完成水電站機組的開停機操作,以及日常維護檢修跟班操作等實習項目。
4.積極倡導學生參與到教師的科研項目中,教師將科研項目引入到學生的畢業設計題目中。在熱能與動力工程專業的學生中,已基本形成了一股好的學風,同學們積極與專業課程教師聯系,積極參與到教師們的科研課題組中去,教師們也非常愿意本科生同學參與研究工作。如同學們參與宋文武老師的紅巖子水電站協聯關系曲線的現場測試工作項目,參與符杰、曾永忠老師的水輪機水泵CFD分析計算等課題,近年來學生畢業設計的題目中,教師的科研真實題目多了,結合畢業生就業需求課題的題目也多了。
5.積極鼓勵本科生與本學科專業的研究生共同學習。學院為每一位本專業的研究生配有研究學習室,這些研究室均是開放的,同時也對本專業的本科生開放,本科生可以進研究室與研究生一道共同學習。我們還為西華大學西華學院的熱能與動力工程專業的學生在研究室提供學習的地方,直接參與到研究生的科研項目研究中去,共同學習與討論。
(華北水利水電大學,河南 鄭州 450011)
【摘 要】本文論述了我校申報設置城市地下空間工程專業的必要性, 從學校已具備的學科和專業基礎條件、實驗條件、師資隊伍條件和專業辦學條件等方面分析了可行性,最后從專業特色建設問題,專業社會認同問題培養方案和專業教材問題等方面提出了存在的主要問題。
關鍵詞 城市地下空間工程;專業設置;教學科研;培養方案;專業特色
城市地下空間工程專業是根據我國城市建設發展趨勢和城市地下工程建設過程中人才匱乏的實際情況而設立的新專業,自從2002年,中南大學首先開設城市地下空間工程專業,目前已有30余所高校開設了城市地下空間工程專業。然而,由于高校辦學特色和背景不一樣,在準備申辦城市地下空間工程新專業時,首先要考慮在自己高校辦學特色下能不能申辦該專業,怎么辦好該專業等關鍵問題,華北水利水電大學作為水利水電為特色的高等院校,在申辦城市地下空間工程專業過程中,也結合自身的基本條件對其必要性和可行性等一系列問題進行了充分的論證。
1 城市地下空間工程專業設置的必要性
1.1 城市地下空間工程具有廣闊的發展前景
隨著我國城市的快速發展,城市規模不斷擴大,人口膨脹,不同程度地出現了城市建筑用地緊張,道路交通擁堵,基礎設施落后,環境惡化等問題,為了解決這些問題,保證城市經濟的可持續發展,人類必須大量的利用地下空間,我國著名防護工程和地下工程專家、中國工程院錢七虎院士曾經說過21世紀對人類來說是“地下空間”的世紀。地下空間開發利用規模將會是越來越大,城市地下空間工程建設項目將會越來越多,這必將吸引大量的資金投入和人力資源,開發地下空間是大勢所趨。
1.2 城市地下空間工程建設急需大量的專業技術人才
隨著經濟發展和城市地下空間工程建設的不斷推進,各地修建了一定規模的地下建筑設施,包括人防工程、地鐵、地下停車場、地下管線、市政公用設施等,特別是近年來全國多個城市開始大量建設地鐵,城市地下隧道和地下商場等,城市現代化建設急需大量受過城市地下空間工程專業知識系統教育的高級技術人才,必須盡快培養城市地下空間工程方面的專業技術人才以滿足工程建設對人才的需求。
1.3 增設城市地下空間工程專業是我校服務于中原經濟區建設需要
我校作為一所以水利水電為特色的大學,是河南省重點建設的綜合高等院校,擔負著為水利水電行業和河南地方經濟發展,提供科技支撐和培養人才的重任。申報城市地下空間工程專業,一方面為了進一步完善我校土木建設方面的專業群,另一方面將我校在土木工程、地質工程、水利工程等專業方面的科學研究優勢轉化為人才培養的優勢,為中原經濟區建設乃至全國需要培養出更多具有城市地下空間工程專業領域的高級專業人才。
2 城市地下空間工程專業設置的可行性
2.1 我校具有開展與城市地下空間工程專業相關的學科和專業基礎條件
我校目前建設有土木工程一級學科省級重點學科、地質資源與地質工程一級學科省級重點學科,相應的與城市地下空間工程專業的比較接近有地質工程、土木工程(巖土及地下建筑方向)、土木工程、交通工程等專業。其中“地質工程”專業被教育部批準為第三批國家級高等學校特色專業建設點,土木工程、交通工程、工程力學專業為河南省特色專業建設點。
2.2 我校具有開展城市地下空間工程專業的實驗條件
我校目前建設與城市地下空間工程專業相關的實驗室有河南省巖土力學與結構工程重點實驗室、地質工程綜合實驗室和地質工程實驗研究中心等,實驗室設備齊全,性能先進。其中河南省巖土力學與結構工程重點實驗室定位于巖土力學與結構工程領域的應用基礎研究,實驗室經過近十年的建設,試驗設備有了長足發展,儀器精度高,功能強大,能完成高水平的科研項目。地質工程綜合實驗室承擔了學校的地質工程、土木工程(巖土及地下建筑方向)、水利水電工程等本科及研究生專業課程實驗教學。地質工程實驗研究中心是專門的科研實驗室,近年來,承擔了國家級項目、水利部及河南省項目等各類技術服務項目多項。
2.3 我校具有開展城市地下空間工程專業的師資隊伍條件
目前,我校從事巖土工程、地質工程等專業的教學科研人員約為50多人,具有副教授以上職稱人員占到一半以上,大部分教師都具有博士學位,這些教師大都具有城市地下空間工程方面的專業背景,有的還從事過現場實際工程的施工工作,理論知識扎實,工程實踐經驗豐富,是一支中青年學術骨干為主的教學科研隊伍。待城市地下空間工程專業申報成功之后,可以對教學計劃進行調整安排,還可以有計劃地引進人才和安排有關教師外出進修,教學科研師資隊伍條件可以滿足城市地下空間工程專業教學科研方面的需要。
2.4 我校在城市地下空間工程專業辦學方面,已經有了一定的基礎
1994年,我校開始了基礎工程專業(??疲┑恼猩ぷ?,1997年升為本科專業土木工程專業(巖土與地下建筑方向),該專業的地下建筑方向與城市地下空間工程專業非常相近,18年來,已經為國家培養了大量優秀畢業生,畢業生受到用人單位的好評,目前該專業培養思路清晰,師資力量雄厚,教學科研設備齊全,這些都為開辦城市地下空間工程專業打好了良好的基礎并積累了豐富的經驗。
3 存在的主要問題
3.1 招生就業問題
自2002年中南大學首次開辦城市地下空間工程專業以來,該專業誕生時間只有10余年的時間,相對傳統土木類學科,如巖土工程、隧道工程等,誕生時間并不長,社會認可度相對差很多。很多人不清楚該專業是干什么的,將來就業主要做哪些方面的工作,這樣就造成了該專業在剛開始開辦時存在招生和就業問題以及如何讓社會認可的問題,尤其對于水利院校更是如此。
3.2 培養方案制定和專業課程教材問題
城市地下空間工程作為新專業,盡快制定科學合理的培養方案和編寫高水平的專業教材就顯得十分重要,如何在培養方案制定中體現我校水利背景特色也是需要考慮的問題。同時,作為一個新專業,適合該專業的專業課程教材不多,影響了該專業培養質量,為適應我國城市地下空間開發現狀與前景,迫切需要加強相關專業課程的教材建設。
4 結束語
針對當前城市地下空間工程建設的大趨勢以及對該專業人才的需求,有必要進一步增加設置該專業的院校數量,進一步加大招生宣傳力度,增加社會認可度,進一步完善專業人才培養方案,抓緊編寫該專業教材,為我國城市地下空間培養更多專業技術人才。
參考文獻
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工程學院前身為1952年創辦的水文地質工程地質系和1954年創辦的探礦工程系,有著深厚的辦學歷史和積淀,已發展成為以地質工程、巖土工程、土木工程及安全工程學科為特色的重要的工程人才培養基地。學院擁有雄厚的師資力量、先進的實驗設備和高水平的科研隊伍,多年來為我國國民經濟建設輸送了大批高質量人才,為我國城市建設、水利水電工程、交通工程、礦產資源勘探與開發、地質災害治理、安全管理等領域做出了突出貢獻。工程學院下設工程地質與巖土工程系、勘察與基礎工程系、土木工程系、安全工程系、力學教學部及院實驗中心(湖北省級實驗教學示范中心),設有教育部長江三峽庫區地質災害研究中心、巖土鉆掘與防護教育部工程研究中心等專業科研機構12個?,F有教職工150余人,包括教授40人(博士生導師21人),副教授45人。其中,中國工程院院士2人(兼職),俄羅斯科學院外籍院士2人,國家教學名師1人,湖北省教學名師1人,教學團隊1個,湖北省教學團隊1個。工程學院設有本科專業(方向)8個,碩士學位學科點9個,博士學位學科點6個,博士后流動站3個。學院正形成以地質工程學科群與巖土工程學科群為龍頭的,集教學、科研、生產為一體的學科綜合優勢。學院的建設目標是在本世紀初,辦成在國內、國際上有影響的,集教學、科研、開發于一體的重要工程技術人才與學術研究基地。學院不僅擁有學士學位授予權,而且擁有其碩士學位、博士學位授予權,建有相應的博士后流動站。
土木工程為湖北省在建品牌專業,所依托的“土木工程”學科為湖北省重點學科。在學生培養過程中,注重夯實基礎,強調能力培養,突出專業特色,深受用人單位好評。培養的學生能夠掌握工程力學、結構力學、巖土力學的基本理論,工程規劃與選型、工程材料、結構分析與設計、工程地質勘察、地基處理方面的基本知識,有關建筑機械、電工、工程勘測與試驗、施工技術與組織等方面的基本技術;具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的基本能力,掌握常見的地質工程問題的分析方法,具有解決土木工程建設中各種地質問題、對環境地質做出評價和規劃的初步能力。能為部隊培養具備從事土木工程的項目規劃、設計、研究、開發、施工及管理的能力,在房屋建筑、工程勘察、地基基礎、地下建筑、道路、橋梁等的設計、研究施工、管理部門從事技術或管理工作的高級工程技術人才。
主要課程為理論力學、材料力學、結構力學、土力學、巖體力學、工程地質學、基礎工程學、建筑材料、鋼筋混凝土結構、鋼結構、房屋建筑學、地下建筑工程結構、土木工程施工、工程招投標與概預算、道路工程學、橋梁工程學等。主要專業實驗為材料力學實驗、建筑材料實驗、結構試驗、巖土測試試驗等。主要實踐性教學環節包括測量實習、地質基礎實習、工程地質實習、專業教學實習、生產實習、課程設計、畢業實習與設計等。
二、機械與電子信息學院
機械與電子信息學院現共有教職工143人,其中教授12人,博士生導師3人,副教授45人,在校本科生2150人,研究生283人。學院設有機械設計制造及其自動化、電子信息工程、通信工程、自動化、測控技術與儀器和工業設計6個本科專業,機械工程、信息與通信工程、控制科學與工程、儀器科學與技術4個一級學科碩士點,控制理論與控制工程、檢測技術與自動化裝置2個二級學科碩士點和6個工程碩士專業學位點。在人才培養上強調基礎寬厚,專業精深,注重創新能力和實踐動手能力培養,著力培養創新型、應用型、復合型人才。學生在“全國大學生電子設計大賽”、全國“挑戰杯”、全國“機械創新與設計”等科技競賽中多次獲獎。學院堅持開放式辦學,注重國際交流與合作。先后與美國貝爾實驗室、美國國家儀器公司、美國休斯頓大學、挪威大學和澳大利亞南澳大學等單位建立了合作培養研究生及共建實驗室等關系。
1. 機械設計制造及其自動化專業承擔國家自然科學基金項目,國家重點實驗室開放基金項目。獲得多項國家發明專利。是跨機械、材料、控制、電子、計算機信息、管理多學科的綜合性應用學科。本專業的特色是以以現代機械設計、制造技術為主,并兼顧電子技術在機械行業應用的工科專業。培養基礎扎實,知識面寬,綜合素質高,具備機電系統設計制造的基本知識與應用能力,能在工業生產第一線從事機電系統的設計制造、科技開發、應用研究,運行管理和經營銷售等方面工作復合型的高級工程技術人才。
關鍵詞:環境工程;特色人才;環境地質;收效
石家莊經濟學院(以下簡稱“本?!?“環境工程”專業建立在原有“水文地質與工程地質”專業基礎上,屬全國專業整理后專業內容調整較大的專業之一,同時也是國家教育部管理專業之一。如何搞好這一專業建設,培養適應社會需求的專業人才,是專業調整之后的重要任務。作者根據本校環境工程專業特點進行多年特色專業人才培養教改研究,獲得本校重點教改項目資助,本文即依據項目研究報告撰寫而成。
一、本校環境工程專業的特色
1.環境工程專業面臨的形勢與問題
1998年,國家教育部專業整理中將原屬地礦、冶金、海洋、農林、交通等一些與環境工程相關的專業劃歸環境工程,不僅大大增加了開設環境工程專業的院校,更增加了專業方向的多重性。在不同行業環境治理人才的需求下,許多院校按照“在寬口徑專業內設置柔性專業方向”的原則,培養帶有自身特色的專業技術人才,進而形成了環境工程專業方向的多元化。因此如何立足環境工程專業,根據自身特點,結合市場對人才的需求,培養特色型環境治理的技術人才,成為本校該專業人才培養所面臨的主要問題。
2.本校環境工程專業特色人才培養方案的形成
本校環境工程專業特色人才培養方案的形成源于兩個方面的前提條件。首先,該專業是1999年由原河北地質學院水文地質與工程地質專業調整而來的,具有良好的環境地質方面的基礎,特別是在地下水資源與環境、環境地質與災害防治等方面具有雄厚的教學資源。其次,地質環境治理和地質災害的預防是我國環境治理的重要組成部分,需要大量專業技術人才完成。在這樣的前提下,本校環境工程專業本著發揮自身特長,辦特色專業的指導思想,從我國的國情和社會需求出發,結合本校的資源配置和專業特長,進行專業建設,充分利用自己的辦學特色和資源優勢,培養既有一定水文地質、工程地質和環境地質專業基礎,又掌握環境監測、水處理技術和環境影響評價等技術與技能的人才。這樣的人才具有較強的市場適應能力,一方面按傳統的專業分工,他們可以從多個方面參與市場競爭;另一方面,他們又可以解決涉及交叉學科領域的問題,把地學與環境科學兩方面的專業知識緊密結合起來,解決諸如地下水污染防治、環境影響評價、環境勘查與規劃、固體廢物處理與處置方面的問題。
經多次培養方案的調整,該專業現在形成環境地質和污染控制兩個柔性方向,以環境地質為特色,培養環境治理與污染控制工程方面的應用型高級技術人才,畢業生主要從事環境地質調查與評價,地下水污染防治,地質災害防治,礦產資源開發與環境保護,污水、廢氣、固體廢物處理與污染控制,環境評價等方面工作,服務于生產單位、科研院所、大專院校、管理部門等。
二、人才培養
1.人才培養方案的制定
2000年全國高等學校環境工程專業教學指導委員會第三屆第六次會議對該專業的教學建設與改革問題進行了討論,并確定了新的環境工程專業本科培養方案。本校環境工程專業其起步階段的教學計劃就是按照會議精神的總體框架制定的,并按照“寬口徑,厚基礎,薄專業”的高校改革指導思想,在課程設置中加強了基礎課程、人文課程、特色課程及實踐教學的學分比例,可以說起步之初就站在了新的人才培養的起點上。
隨著我國的經濟發展,基礎設施建設得到快速發展,國家在環境方面的投資不斷地加大,環境問題逐漸得到社會各界的重視。國家基本建設過程中環境地質、地質工程、地質災害防治等方面專業隊伍的建設也在不斷地加強和完善。針對這些情況,本校環境工程專業在教學、實習和科研等方面及時調整,注重實踐教學和實用性、復合型人才的培養,在人才培養方面進行大膽的實踐。經過幾年調整,逐步形成目前的人才培養框架模式,即適應市場人才需要,占領環境地質市場,立足河北,面向全國地礦與環保行業培養實用型人才。其培養目標確立為:培養適應國家社會發展與經濟建設需要的以環境地質為特色的環境治理、水資源開發與水環境保護、環境監測與評價、管理等方面的高級工程技術人才。培養的學生既系統地掌握寬厚的工科公共基礎理論知識,又受到良好的環境工程理論教育與實踐技能訓練。畢業生掌握資源環境保護、污染防治、環境管理、環境監測等領域的基本理論與專門知識,基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、有創新意識,適應21世紀我國社會主義現代化建設需要。能夠面向環境保護生產單位、科研院所、大專院校、管理部門等從事有關環境工程的規劃、設計、監測、評價、科學研究、產品開發、管理和教學等工作或繼續攻讀碩士學位。
2.人才培養方案的實施
(1) 培養計劃的調整
從1999年到2005年培養方案與教學計劃幾經修改。其中1999-2000級教學計劃,基本按照教育部本科專業目錄制定的課程框架體系安排課程,其特點是:公共基礎和學科基礎課占有相當大比例(58.2%),在體現本校專業特色方面不夠突出,只安排環境地質學基礎、地下水污染防治等少量特色課程。這些課程不能滿足本校多年來形成的就業渠道中(地礦系統)用人單位的需要,因此進行了調整。2001-2002級教學計劃適當減少公共基礎課比例(公共基礎和學科基礎課所占比例為53.7%-53.9%),對專業課進行較大調整,將礦物巖石、構造地質、水文地質學基礎、地下水動力學等課程列入專業必修課,擴大選修課專業領域;將專業調整為環境水文地質、水污染控制兩個方向,但其反映的專業面偏窄,仍不能完全符合現代教育對人才培養的要求,不完全適應市場的人才需求。因此對2003-2004級教學計劃進行適當調整,公共基礎和學科基礎課所占比例調整為55.7%;進一步調整拓寬專業必修課內容,增加土質學與土力學內容,將專業方向確定為環境地質和污染控制工程。
根據教育教學中存在的問題2005年對該專業人才培養計劃再次進行調整。其特點是進一步明確培養目標、基本要求和培養措施;增加實踐教學時間與學分;明確不同專業方向的專業必修課程。調整后的課程具體安排是:公共基礎課約占總學分的37.37%;專業基礎課約占總學分的17.17‰專業必修課按照環境地質和污染控制兩個方向分別設立課程,環境地質方向開設地下水
動力學、水文地球化學、水資源開發與保護、水文地質與工程地質勘察技術、地下水污染防治、地質災害防治等;污染控制方向開設給排水工程、物理性污染防治、固體廢物處理與處置、大氣污染控制工程、環境規劃與管理、環境工程實驗等,專業必修課約占總學分的14.65%。專業選修課開設環境工程技術經濟、環境工程施工技術、環境遙感技術、地理信息系統、同位素水文地質學、地下水數值模擬、環境地質與工程、清潔生產、環保設備基礎、CAD輔助制圖、ISO14000環境管理體系等。
實踐教學內容包括課程實驗、實習和畢業設計等。課程實驗結合課程講授進行,約占6.61%的學分。實習環節包括一年級認識實習、二年級教學實習和三年級生產實習,分別占總學分的1.02%、2.50%、3.03%,并且針對實習內容分別建設有相應的實習基地。畢業實習與畢業設計環節要求學生參加教師的科研或生產項目,依據實習內容完成畢業設計或論文,進行論文答辯。該環節約占總學分的7.55%。
(2) 教學方法
在教學方法上,結合環境工程的特點,非常注重實踐教學,理論結合實際,培養學生的動手能力,增強學生對課堂知識的理解、掌握和運用能力。在實驗室方面,投資百萬元建設了水污染控制實驗室和環境微生物實驗室,該實驗室可以進行常規的水污染控制實驗和微生物實驗;完善了水力學實驗室、水質分析實驗室和滲流實驗室,可以進行水力學實驗、地下水污染物遷移規律和凈化機理演示實驗,可以進行地下水、地表水和污水的水質分析檢測。結合課程內容,使學生在能動手實驗的同時,增強對課堂知識的理解、掌握和運用能力。在實習方面,為了保證實習的效果,保證實習時間和實習內容,針對三次實習分別建了三個固定的實習基地,實習基地具備完善的生活實施和實習場地,為培養學生的學習興趣,加深對課堂理論知識的理解、掌握和鞏固,培養動手能力,了解從事生產工作的方法、思路提供了有力保障。
三、特色人才培養的效果
本校環境工程專業到2006年已經有四屆畢業生,人才培養方案的調整,突出辦學特色,堅持教學與實踐結合、教育教學面向社會需求,服務于用人單位的辦學思路。結果反映畢業生的就業、專業去向、考研和用人單位的意見反饋等均取得的良好效果。
1.畢業生就業率(截止到當年7月)。1999級(2003屆)為86%;2000級(2004屆)為95.4%;2001級(2005屆)為95.8%;2002級(2006屆)為100.0%。
2.應屆畢業生考取研究生情況。2003屆考取16名,占畢業生總數的17.6%,占報名人數的37.2%;2004屆考取9名,占畢業生總數的13.9%,占報名人數的34.6%;2005屆考取27名,占畢業生總數的28.4%,占報名人數的51.9%;2006屆考取16名,占畢業生總數的17.2%,占報名人數的39.0%。
3.畢業生從事專業技術工作情況。為反映畢業生就業從事專業技術工作的狀況,我們對2003屆至2006屆畢業生從事工作的單位進行了調查統計,調查結果顯示,本校環境工程專業畢業生以從事地學類及其相關工作為主體,其所在單位為地質工程、環境地質、巖土工程、地質勘查、水文與工程地質等單位。2003、2004、2005、2006屆畢業生在這些單位工作分別為37人、45人、72人、67人,占應屆畢業生人數分別為40.7%、69.2%、75.8%、72%;從事環境工程、水利水電方面工作的畢業生分別為7人、6人、14人、15人,占應屆畢業生人數的7.7%、9.2%、14.7%、16.1%;從事地熱、石化、公務員、高校及其他行業的分別為47人、14人、9人、11人,占應屆畢業生人數的51.6%、21.5%、9.5%、11.8%。
4.考取研究生的應屆畢業生專業分布情況。調查結果顯示,本校環境工程專業畢業生考取研究生的專業分布主要為環境科學與生態學、環境地質與礦產資源、水資源與水環境、地質與巖土工程、環境工程等為主。其中2003屆畢業生考取這些專業的學生分別為2人(占12.5%)、2人(占12.5%)、5人(占31.3%)、0人、4人(占25%)、;2004屆分別為0人、4人(占44.4%)、3人(占33.3%)、1人(占11.1%)、1人(占11.1%);2005屆分別為4人(占14.8%)、8人(占29.6%)、5人(占18.5%)、2人(占7.4%)、5人(占18.5%);2006屆分別為1人(占6.3%)、6人(占37.5%)、6人(占37.5%)、0人、2人(占12.5%)。
5.用人單位反饋意見。在對4年來學生就業單位的信函調查的反饋評價意見中,認為該專業畢業生服從組織領導、發揚團隊協作精神優秀的占88.2%;認為專業理論水平和知識結構優秀的占23.5%,良好的占64.7%;認為實際工作能力優秀的和良好的各占41.2%;認為開拓創新精神優秀的占29.4%,良好的占52.9%;認為職業道德和吃苦精神優秀的占64.7%;認為人際溝通能力優秀的占64.7%。在是否愿意繼續招聘本專業學生的調查問卷中,85.1%的單位作了肯定的回答,4.9%的單位作了否定的回答,10.0%的單位作了不明確的答復。
四、結論
1.本校環境工程專業建立于地礦類水文地質與工程地質專業基礎上,源于水、工、環一體的已有地礦系統專業模式,在1998年專業整理后一度按照該專業指導委員會制定的框架進行人才培養。
2.經過人才培養與市場需求關系的實踐證明,本校環境工程專業畢業生就業不能放棄原有地礦系統對環境地質人員的需求市場,為適應這一市場的需要,必須確立本校環境工程特色人才的培養,使人才培養方案在國家專業目錄的框架下培養環境地學特色型人才。
3.特色人才的培養需要不斷實踐,不斷調整培養方案與教學計劃,使其既貼近生產實踐需要,又不脫離專業目錄限定的框架,形成寬基礎、厚專業、重實踐的應用性人才。
4.在教學過程中加大實踐教學的力度,重視實踐技能訓練,做到教學與實踐相結合,增強學生動手能力,適應工作單位的需要。
5.對畢業生的跟蹤調查顯示,絕大部分用人單位對本校的畢業生比較滿意,認為可以適應工作的需要,具有很好的動手能力,給出了較高的評價,證明本校環境工程專業的特色人才培養方案,符合高校學生培養面向實踐、面向社會經濟和市場需求的要求。
6.為適應市場需求,拓寬就業渠道,及時調整與拓寬專業領域,充分利用各類教學資源,開設適當的專業方向對專業人才培養致關重要。
關鍵詞:土木工程;地下建筑工程;巖體力學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0049-02
《巖體力學》是巖土工程、地質工程專業的專業基礎課程之一,也是土木工程、水利工程等學科的主要專業課之一。巖體力學是近展起來的一門新興學科和邊緣學科,是一門應用性和實踐性很強的應用基礎學科。巖體力學是研究巖體在各種力場作用下變形與破壞規律的理論及其實際應用的科學,是一門應用型基礎學科。巖體力學是一門認識和控制巖石系統的力學行為和工程功能的科學。因此,在巖體力學教學中必須加強教學內容改革和加強課程實踐環節,體現巖體力學作為基礎學科內容的完整性和土木工程專業基礎的實踐性,引導和推動學生積極地投身到該課程的學習中去。我校土木工程專業從成立時,一直將《巖體力學》課程作為主要專業基礎課程,并已形成了良好的教學傳統,教材及實驗條件都十分充足;且該課程一直作為我巖土工程、地質工程碩士、博士入學考試的科目之一,經過多年的教學實踐獲得了較好的課程教學經驗。但在我校也存在多個專業不同方向都沿用一套教材、一套大綱、一套講義的教學現狀問題,并未結合專業方向特色進行有針對性的改革;故此結合近幾年對我校土木工程專業地下建筑專業方向本科生授課經驗及感受,介紹面向地建專業方向的巖體力學課程安排和教學方法改革的相關措施及效果。
一、課程內容及教學安排
1.教材選擇。目前國內巖體力學教材比較多,側重點也有所不同,通過對國內其他兄弟院校授課教材調研發現,基本上都是采用本校權威教授所編的教材或者是國家規劃教材。結合我校地質學專業特色及課程教學團隊經驗,采用我校劉佑榮教授所編的,由中國地質大學出版社出版的《巖體力學》教材;2009年又再次對教材進行了重新編審,由北京化工出版社出版了修訂版的《巖體力學》教材,對部分章節進行了合并,并增加了目前國內外研究方面的成果,例如結構面網絡模擬等內容。近2年授課則是以這本修編教材為主,但在部分章節的授課中也兼顧了蔡美峰主編的《巖石力學與工程》教材,供學生課后學習,以滿足本專業學生對巖體力學知識的需求。
2.課程內容優化。結合教材的內容編排,主要從以下幾方面的內容來進行重點講解,包括巖體的地質特征,巖體的物理、地下洞室圍巖應力重分布,邊坡巖體穩定性分析等內容。在具體內容編排中也適當地增加了部分內容,如在巖體的地質特征章節,補充安排了工程巖體分類等內容;在巖體強度與變形性質方面,增加了地下工程巖體分級標準及體系的相關介紹;在內容編排上突出地下建筑方向的專業特點及需求。
3.教學學時安排。本課程的課時安排在第三學年的第五學期,總學時為40個學時,2.5個學分,其中課堂教學34個學時,實驗課6個學時。本門課程是在系統學習完理論力學、材料力學等力學基礎課后進行開設的。
二、課程教學方法改革
1.圍繞專業工程實例展開授課?!稁r體力學》課本身就是實踐性特別強的一門課,在進行每一章節的授課時,可以多以工程實例來展開,尤其是國內外比較知名的工程實例,多多采用照片、錄像等生動形象的方式,來增加學生的感性認識,使學生投入其中,增強學生學習的興趣及熱情。例如,在講第五章地應力的時候,可以結合水利水電工程中,如錦屏電站的高地應力問題來說明地應力研究的重要性;在講邊坡工程,可以選用大量邊坡地質災害的圖片。由問題入手,來追根溯源找到解決問題的源頭。
2.結合專業方向特色來授課。巖體力學作為土木工程、地質工程、采礦工程等諸多工程的主干專業課,面對的專業層次不盡相同,在授課的時候盡量能結合專業背景展開。針對地下建筑工程方向的學生,要從學生的專業方向特色及專業需求來闡述。作為土木工程地下建筑方向的本科生,《巖體力學》這門學科的發展都與地下工程的發展是密不可分的。從本質來講,縱觀巖體力學發展的幾個重要階段,從19世紀末~20世紀初的初始階段誕生的靜水壓力理論、側壓系數,到20世紀初~20世紀30年代的經驗理論階段出現的普氏理論、太沙基理論,然后在20世紀30年代~20世紀60年代產生的圍巖和支護共同作用理論及地質結構理論,這些重大理論及思想的誕生過程就是對地下工程認識實踐不斷深入的過程,并促進了巖體力學學科向前發展。在授課時,可以將這一發展脈絡講述給學生,并貫穿到后續的課程教學中,不僅大大地培養了學生對自己專業的自豪感,也加深了對自己專業的認識。
3.結合教師科研工作來授課。講授這門課的老師,不僅有科研經歷豐富的教授博導,也有剛走出校園的博士年輕教師,他們在長期的工作和求學中,完成和參與了大量的科研項目,也取得了一定科研沉淀。在授課時,可以將這些科研成果進行整理,在每章結束時,抽出專門的時間,做個與授課內容相關的小型專題講座,豐富學生的專業眼界的同時,也可將巖體力學最新的研究方法、手段和技術介紹給學生。例如,在講地應力一章,就曾經將參與過的地應力測試及地應力反演分析的課題成果向學生進行介紹;講地下洞室穩定性時,就將參與的軟巖隧道科研項目成果進行介紹;上課時的反響很熱烈,大大激發了學生科研的熱情,建立了專業教師和學生之間一座良好的溝通橋梁。尤其是對那些希望繼續攻讀研究生的學生,也為他們開啟了一扇科研的窗戶;此外,也讓學生了解授課老師及其團隊的專業方向及特長,為后續研究生報考提供了便利條件。
4.結合學生實踐課來展開。我?!稁r體力學》課程是安排在大三上學期,上這門課的學生僅僅經歷的與此相關的實踐環節就是大二結束時的地質學專業教學實習。雖然是地質實習,但也是與這門課的研究對象——各類巖體在打交道,例如各種巖石、結構面。在上課時,不妨將課程中提到的各種巖塊、結構面等內容與實習中能看到的種類聯系起來,使學生的認識更為深刻。例如,在談巖塊、結構面和巖體的地質特征時,便可列舉實習線路中各類成因、不同類型、不同特征的結構面及巖石;在講結構面的強度及變形性質時,可以將實習中遇到的各種斷層、軟弱結構面等現象作為實例來分析其性質上的差異。這些實例學生在實習中都親自參與過,已經有了部分感性上的認識,重新回到課堂上學習其相關的知識,認識和教學效果也會更好。
《巖體力學》課程內容豐富,更要求我們在教學時進行一定的教學改革,要結合所教學生專業方向的特點以及未來需求,多采用先進的教學手段和方法,注重加強理論基礎聯系工程實際的教學模式,提高學生認識問題深度和廣度,培養學生良好的工程專業素養和專業精神,為學生后續的發展奠定良好的基礎。
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