关键词:土木工程;发展趋势;重要性
1现代土木工程的特点
1.1设计理论科学化和精确化
现代力学、数学分析方法以及计算机科学的快速发展,使得土木工程学科的理论基础得到了极大的发展。由最原始的手算到利用计算机进行辅助设计、计算机优化设计;由最初的线性分析到后来的非线性分析;由简单的平面分析到复杂的空间整体和共同作用分析;由简单的单项分析到科学合理的系统的综合比较;由经验定值分析到随机甚至随机过程分析;由静态分析到动态分析;由使用荷载下的反应到建造全过程的反应等等。
1.2结构功能多样化
现代土木工程已经超越了传统意义上挖土盖房、架桥为梁的范畴,而是以“以人为本,绿色环保”作为其设计理念。对于住宅建筑和公共建筑来说,尽量要求与周边环境融合一体。就建筑的结构布置来说,尽量与水、暖、电、气的供应,室内温、湿度的自动控制等现代化设备相结合。而对于工业建筑来说,则是要求从恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防磁、无微尘,向大跨度、空间分隔灵活、工厂花园化的方向发展。
1.3施工过程的工业化
土木工程是一个系统工程,各个施工工序错综复杂。但是在工厂成批生产房屋、桥梁的各种构配件和施工物件的组合体,在现场进行拼装的方式极大地加快了施工速度,减少了野外工作。此外,随着现代科技的迅猛发展,各种先进的施工手段也得到了日新月异的发展,为复杂、大型、高耸的建筑物的实现提供了条件。
2未来土木工程的发展
2.1保证工程整体质量
建筑行业是一个关乎民生的重要行业,是整个社会正常运行的一个非常重要组成部分。我们日常生活、学习和工作都离不开相关的建筑。而土木工程作为建筑工程的主体,它的施工的好坏会直接影响着整个工程的质量,所以它也是整个施工工程项目质量控制当中最为重要的一个环节。一般情况下,土木工程在施工的过程当中,非常容易受到天气和气候因素以及许多其他的偶然因素的影响。如果不能进行合理有效的控制和管理,就不可避免的会影响到整个施工的质量。因此,在土木工程的施工过程中,要加强施工管理的各项工作,严把施工工序和施工材料的质量关,努力做好施工过程当中每一个细节的管理工作。
2.2保证工程施工和使用安全
土木工程的安全与质量是息息相关、密不可分的。如果土木工程的质量不达标,那么它的安全也就无从谈起。因此,加强土木工程的管理工作,可以杜绝在施工过程中的不安全因素,保证土木工程的施工安全。同时,还能及时发现土木施工过程当中存在的质量隐患,然后及时的进行解决,从而减少安全事故的发生。因此,相关的施工和建设单位应对土木工程进行科学有效的管理,这样可以保证土木工程的顺利施工和安全施工。
2.3促进建筑企业的发展
土木工程的施工质量,是建筑企业在建筑行业的竞争中实力的体现。一个良好的建筑工程,可以直接体现出该建筑企业对于工程施工的态度,以及该建筑企业的施工技术水平。如果一个建筑三天两头出现各种各样的质量问题,那么这个建筑企业在建筑行业中的信誉就会下降,自然不利于企业的长期发展;而如果建筑造价合理,质量良好,这就会大大提高企业在市场中的核心竞争力,从而有利于实现企业的长远发展。
3未来土木工程发展的方向
土木工程未来的发展趋势必然是随着科技快速发展而日新月异。在新的快速发展时期,土木工程将引进更多的高新技术,促进土木工程施工技术提高、创新和发展。
3.1交叉学科的渗入
在科学技术日益发展的将来,更加专门化的数学将在未来土木工程的施工中发挥着重大的作用,用以处理土木工程技术中遇到的复杂数值问题。此外还可利用更先进的电子计算机模拟施工中遇到的复杂的情况,这样能减少施工的难度和提高施工的效率。另一方面,土木工程学科将和其他学科进行交叉应用,与环境学,材料学,环境,电子信息学,化学,机械学,城市规划学等相关学科进一步的交叉和融合,进而保证土木工程的施工质量。
3.2全过程信息化
未来的土木工程中,信息化是一种重要的发展方向。其发展的重点不仅是在于CAD方面,也在于对土木工程施工进度的各项管理和运行当中的数据资料的收集,分析以及整理;还在于对建筑物的各种结构,强度情况,可靠性的分析和相应对策的决策等。整个土木工程的全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护和修复有很重要的意义。例如,在对建筑全方位的实时的监控时,可以采用植入的传感器配合电子计算机来实现这个过程,从而能及时掌握整个建筑物的使用状态。
4结语
土木工程是整个建筑工程中很重要的一部分,土木工程施工质量的好坏直接关系整个工程质量。因此,要明确土木工程的重要性和掌握土木工程的特点,这样才能更好的保证施工的顺利进行,进而保障整个建筑工程的质量。
参考文献:
[1]李健男.浅谈加强土木工程管理的重要性[J].黑龙江科技信息,2011(12)
[2]张浩.浅析土木工程管理的重要性及发展趋势[J].城市规划,2013(09)
[3]方从严.苏明庆.土木工程的现状与未来发展的趋势[J].安徽建筑工业学院学报.2013
【关键词】土木工程信息化
一、土木工程信息化的内涵特点
1、土木工程信息化的内涵
(1)从技术形式看,土木工程信息化是指在全国乃至全球范围内以土木工程信息技术资源的开发利用为核心,以网络技术、通信技术等高科技手段为依托的一种新技术扩散的过程,通过实现土木信息的在线与共享,以随时、随地、互动的方式提供土木信息支持和完整的问题解决方案。
(2)从行业影响看,土木工程信息化是一个利用信息技术对土木工程建设与管理水平整体提升的过程,它涵盖了政府监管、企业管理、教育培训、勘测、设计、施工、监理、质量监督等诸多领域,尤其针对我国实际,土木信息化有效地解决了工程建设量大面广与信息知识资源分布严重不均的矛盾,促使了整体的技术进步。
(3)从实现过程来看,与其他行业的信息化一样,土木信息化也是一个包含三个层面、六大要素的动态过程,所谓三个层面,一是土木信息技术的开发和应用过程,主要指在互联网等信息技术的基础上,制定土木工程信息在软件、硬件方面的网络传输标准,同时大力开发研制土木工程信息的传输终端,这是信息化建设的基础;二是土木信息资源的开发和利用过程,主要指作为土木信息的提供者,完成国家土木工程信息公众网和企业局域网的建设,这是信息化建设的核心与关键;三是土木信息产品制造业不断发展的过程,主要指应发展一批土木工程信息技术开发制造的科研机构和企业,这是信息化建设的重要支撑。所谓六大要素即指信息网络、信皂、资源、信息技术、信息产业、信息法规环境与信息人才。
2、土木工程信息化的特点
(1)土木工程信息化具有鲜明的知识经济特点,其核心生产要素是土木工程的各种信息、技术和知识,以互联网为工具,土木信息资源的生产、传输和应用是土木工程信息化的本质表现形式。
(2)实时性、远程性、互动性是土木工程信息化必须具备的3大属性,即在任何时间、任何地方都可互动地为土木工程界提供信息服务,完全打破时间、地域等的限制。
(3)智能化、网络化的工作方式是土木工程信息化的又一特点,这势必会对人们的思维形式产生深刻影响。
(4)土木工程信息化的核心动力是人力资本,终生学习技能、专业知识、IT技能、信息的识别与管理技能等都是信息时代土木工程从业人员必须具备的能力。
二、土木工程信息化的实施对策
经过20多年的努力,目前我国已具备了良好的土木工程信息化基础。如国内网络基础设施建设取得巨大进步,建设系统主要的基础网络设施建设也基本完成,积累了进一步运营发展的经验,另外国内一批高科技公司为建设领域提供了高质量的软件。
同时我国土木工程产业规模大,需求强劲,有信息化建设的强大牵引力。鉴于此,笔者以为土木工程信息化的实施仍需在以下几个方面进行努力:
(1)应端正认识,认识到土木工程信息化是一种发展趋势,同时也是一次有利的发展机遇,既要认识到土木信息化发展的迫切性,又要认识到这是一个系统工程。这就要改变观念,充分认识土木工程信息化的意义。更重要的是,国内土木工程企业不能满足于自身所取得的进步,而要和国外先进水平去比,甚至要敢于超越国外的先进水平。
(2)大力发展土木信息技术。土木工程信息网、土木信息接收终端、信息传输标准、信息土木集成与交互系统等构成了土木信息技术的主要内容,在现代网络信息技术的基础上,结合土木工程特点,大力开展土木信息技术的研究,这是土木信息化实施的技术保证。另外培育既懂土木工程,又了解信息技术的复合型人才,发展一批从事土木信息技术的科研机构和企业,这是建设土木信息化的物质保证。政府应在土木信息技术的研究上发挥积极作用,主要指合理有效配置既有资源,在政策和环境上为土木信息技术的开发提供支持。
(3)认识学科带动产业的重要性,推动土木信息学科建设。首先土木工程信息化是一个关系到国计民生的大产业,尤其目前土木工程还是我国国民经济的支柱产业,必须从科研、人才、体制、教育培训等方面全面推动土木信息化,而学科建设是达到这一目的的最佳途径。其次通过学科建设可以有效整合社会资源,在土木信息化领域系统地提出并解决问题,为其可持续发展提供后劲。
(4)整合社会力量,合理配置社会资源,在政策和体制上推动土木工程信息化这一新产业的形成。国家提出的原则是“统筹规划、国家主导、统一标准、联合建设、互联互通、资源共享”,对土木工程信息化建设来讲也是如此。欲使土木信息化工作顺利进行,需要充分调动政府部门、土木工程各专业委员会、土木工程企业等各有关方面的积极性,采取“产、学、研、政”相结合的策略,积极开展国际间的经济技术合作,在政策和体制上形成一个强有力的、健全的推动机制。
三、土木工程信息化的意义
建设土木工程信息化,是我国土木工程建设实际的现实需求,也是土木工程未来发展的战略任务,具有深远意义。
(1)从国家发展战略上看,土木工程信息化是提升我国综合国力、实现富国富民理想的一大支柱。
(2)土木工程信息化是整体提高土木工程行业建设科技水平的有力手段,并将形成土木工程信息化这样一个新产业。
(3)从政府管理的角度看,建设领域信息化是政府改革和建立高效、透明管理机制的催化剂。
关键词:“大土木”人才培养模式宽口径厚基础
1998年10月教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录》,在公布的目录中,将土木工程专业做了重大调整,将原来的建筑工程、桥梁工程、公路与城市道路工程、铁路工程、隧道工程、港口工程、海洋工程、给排水工程等8个专业综合为土木工程。调整后的土木工程专业具有学科方向多、专业口径宽、综合性强、人文素质要求高等特点。因此原有的各专业人才培养模式已不再适合新形势下“大土木”的教学要求,这就要求我们积极探索和研究新的人才培养模式,以尽快适应土木工程向“大土木”的转变。本文结合浙江大学土木系的教改实践,谈一谈新形势下“大土木”人才培养模式的改革情况。
一、转变教育观念,确定培养目标
土木工程专业人才的培养与其他专业人才的培养一样,都要迎接时代的挑战,都要顺应时代的发展趋势。因此,在进行教学改革的时候,首先应该转变教育观念,改革计划经济体制下只注重知识的传递和继承,专业化分过细,口径过窄的人才培养模式,树立大土木的教育新理念,拓宽专业口径,树立学生是教学活动主体的思想,强化素质教育、终身教育和个性教育的观念,从“重专业、轻素质”向全面推进素质教育转变,从单纯传授专业知识向培养学生发现问题的能力、获取知识的能力、创新创业的能力转变,增强质量意识、改革意识和竞争意识,增强基础教育和通识教育意识,努力培养和造就适应21世纪发展需要的知识、能力、素质协调发展的创新人才。
二、修订教学计划,架构培养体系
浙江大学土木系从1998年开始,根据教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》,将建筑工程专业调整为土木工程专业,并从1999年开始按“大土木”招生,实行宽口径教学。在宽口径厚基础的大土木办学思想指导下,根据社会的发展和对人才的需求,发挥原有的学科优势,柔性的设置了六个专业方向,它们是:建筑结构工程、岩土工程、市政工程、道路与桥梁工程、建筑经济与管理、水工结构工程。并率先在国内实现了按大土木招生和按土木大类培养计划教学。土木工程专业向大土木的转化,使得原有的专业培养目标、培养要求、主干课程及实践环节等都发生了根本性的变化,要想适应新的培养目标和教学要求,必须制订新的教学计划,架构新的人才培养体系。浙江大学土木系在制订新的教学计划时,按照“拓宽专业、一专多向、适应发展、灵活设置”的指导思想,实行前期按大类培养,后期进行宽口径专业教育的新模式,在课程设置上具有以下特色:
1.体现“宽基础、多模块”的原则学生入学后,前两年基本上按大类统一学习公共基础课程、人文与科学素质课程和学科基础课程模块,从第三学年开始分别按专业方向模块进行分流教学,在六个专业方向模块课程中,学生可以任选一个模块以上。在168学分的教学计划中,各课程模块所占比例如下:
1.1公共基础课程模块34%
1.2人文与科学素质课程模块8%
1.3学科基础课程模块35%*专业方向课程模块10%
1.4实践环节课程模块13%
2.突出培养学生创新能力和工程设计能力在以往的课程设置中,设计类课程只侧重解决和分析本课程领域的内容,较少涉及其它方面。为了避免“只见树木,不见森林”的状况,为了培养学生的创新能力、综合设计能力和工程设计的整体把握能力,通过修订教学计划,建立了一套完整的土木工程设计课程体系,新的课程体系在不同的学习阶段有不同的侧重,力求做到设计教学贯穿本科教学全过程,各门设计类课程在教学过程分布如下:第一学年:土木工程概论、建筑制图与CAD基础第二学年:房屋建筑学、土木工程AutoCAD、结构概念与体系第三学年:计算机辅助设计、土木工程结构设计、基础工程、建筑施工、钢混、道路勘测设计、城市给排水工程第四学年:钢结构设计、大跨空间结构、市政结构物设计、路基路面工程、毕业设计第一学年开设的土木工程概论课程,聘请工程院院士、教授及建筑设计单位的设计大师等讲课,目的是让学生在入学初期能够对土木工程的发展现状、解决的问题以及土木工程发展的前沿性课题和今后所从事的工作有一个初步的了解,逐渐培养他们的工程意识。后续开设的结构概念与体系、大跨空间结构、土木工程结构设计、土木工程AutoCAD课程,大大加强了学生的计算机应用能力、综合能力和对工程设计的整体把握能力。修订后的教学计划,基本上形成了以计算机制图为基础、各门设计课程为框架、土木工程结构设计为主线、毕业设计为目标的一套完整的相互衔接、互为条件的课程体系。
3.结合专业教育评估制度和注册工程师制度我国的高等学校建筑工程专业评估工作始于1993年,目前我国已有18所学校通过了建筑工程专业评估。实践证明,专业教育评估在提高教育质量、改革专业教育、改进教学管理、加强教育界与工程界的联系和合作等方面均发挥了积极的作用,为我国实行注册工程师制度以及与发达国家相互承认学历创造了有利条件,也为土木工程教育走向世界打开了通道。实际上,我国的注册结构工程师考试制度已与土木工程专业教育评估挂钩。我国注册工程师(结构)管理委员会规定,凡是经专业评估合格的学校的毕业生可以提前一年参加专业部分的注册考试。以培养土木工程师为主要目标的土木工程教育,其人才培养模式及培养计划,除了考虑一般工科人才的要求外,还必须重视土木工程专业评估和注册工程所必备的知识结构和能力。因此我们在制定适应宽口径、厚基础的大土木人才培养计划时,综合的考虑了土木工程专业教育评估的要求和土木工程注册工程师的考试内容,经过改革后的教学计划,淡化了原来划分过细的专业界限,打破了学科课程壁垒,更加注重知识、能力和素质协调发展与综合提高,给学生提供了丰富的、多元化的知识结构和训练内容,充分体现出了加强基础、拓宽面向、优化体系、注重创新、增强能力、提高素质的发展方向。
三、整合系列课程,改革教育方式
随着专业设置的调整和新的人才培养目标的重新确立,原计划中的课程设置已不再适合宽口径和厚基础的大土木教育模式,必须对其知识结构和课程体系进行整体优化,采取“删、减、并、增”的思路,对于一些落后的、趋于淘汰的课程予以删除,对于仍有部分保留价值的课程通过改造,并入相关课程予以吸收,对于保证专业质量、体现专业特色的课程,通过进一步充实和创新后予以保留。在整合系列课程的同时,我们还加大了精品课程的建设,先后有钢筋混凝土结构、建筑施工、土力学与基础工程等十几门课程获得了学校及学院的经费资助。通过几年的建设,出版了一批精品教材,制作了一系列多媒体课件,并将教学成果应用在了实际教学当中,改变了以往的教学方式,在有效的时间内,丰富了课堂教学信息量,激发了学生学习的主动性和积极性。
21世纪,以计算机为核心的现代信息技术进入教育领域,已经并将深刻地改变传统的教育观念、教育技术、教学方法和教学手段,为了顺应时代的发展要求,为了保障一系列教学改革的顺利进行,在改革人才培养模式的同时我们还加大了教学方式方法的改革,并改善了教学条件,优化了教育环境。浙江大学土木系在近几年的教学改革中,先后投入230多万元(211工程建设项目和高等教育振兴行动计划项目),建立了100多平方米的多媒体教学实验室和工程结构设计实践基地,购置了一系列软、硬件设备,为教学改革的顺利进行奠定了基础。目前已有土木工程AutoCAD、土木工程结构设计、计算机辅助设计、建筑施工、钢筋混凝土CAI、流体力学CAI、高层建筑CAI、结构概念与体系、房屋建筑学、建筑制图、大跨空间结构等一大批课程在教学实验室完成教学活动。现代信息技术的应用,改变了传统的“粉笔+黑板”的教学模式,比如像建筑施工这样实践性较强的课程,涉及的专业知识,面广量多,许多技术性的东西,如施工工艺、施工机械的性能和操作过程、施工器具的构造和工作状态,施工技术应用的运行过程等实际操作内容,如果采取传统的教学方式方法,不但繁琐,而且很难叙述清楚。在进行教学改革的过程中,我们对一些路途较远但采用新工艺、新方法的具有代表性的施工工程,选派教师到施工现场进行拍照和录像,如:杭州黄龙体育中心工程施工、广州动物园水族馆模结构体系、福建漳州后石电厂123米巨型网壳结构、南京国际展览中心和长江二桥施工等十几个代表不同施工内容的资料,经过剪辑后,制作成多媒体课件,在教学过程中,结合教学内容和进度,演示给同学们观看,既形象生动,又内容丰富,经过几届同学的应用,教学效果良好,深受同学们的欢迎。目前我们正在着手将这些资料进一步系统化,放到网络上供学生随时观看和参考。
四、抓住机遇,与时俱进
由于信息技术的迅速发展,引发了信息技术革命和信息产业革命,21世纪,信息技术将广泛影响经济的各个领域,同时深入到社会生活的各个方面。
土木工程是一门古老的学科,在经历了各个阶段的技术进步以后,也取得了较大的发展,但是同其他领域相比,土木工程领域的技术含量还不是太高。另一方面,社会对土木工程专业的人才要求已不再是计划经济体制下传统产业的人才模式,社会和科技的迅猛发展,产业组织结构的调整和变化以及企业技术的升级,都对人才素质提出了更高的要求。土建行业在科学技术和现代企业制度的催化下,其传统产业正面临着变化和革新。但是,由于受国家专业目录的约束,专业改革的重点基本上放在了拓宽专业口径,更新教学内容,改革人才培养模式,改革教学方法和教学手段上,这在某种程度上制约了土木工程专业的发展。2002年6月,教育部率先批准了清华大学、浙江大学等6所高校可以根据社会的发展需要进行自主设置新的专业。这一好消息,无疑也给土木工程的发展提供了良机。因此,土木工程专业要想发展,必须抓住机遇,结合自身的科研特色和社会需求,努力申请筹办新的目录外专业或专业方向,如土木工程可以向智能化等方向发展。
土木工程智能化,就是在古老的土木工程中融入计算机技术、通信技术等,在工程规划、设计、施工、管理、后期维护等阶段实现高度自动化、信息化。目前土木工程智能化涉及的领域主要包括智能交通、智能建筑、智能规划与设计、智能施工以及智能化的物业管理等。
目前我国在土木工程智能化方面尚处于起步阶段,从事智能化方面的人才非常短缺。随着国民经济建设的深入和信息网络技术的发展,社会对土木工程智能化人才的需求量将会越来越大,尤其是中国加入WTO以后,社会给土木工程提供了快速发展的动力和优异的社会环境。在新的形势下,土木工程这门古老的学科,要想获得新的生机,只有抓住机遇,与时俱进,不断调整专业结构,改革人才培养模式,才能使古老的土木工程开拓创新,焕发出勃勃生机。
参考文献:
[1]沈祖炎主编.挑战与突破.同济大学出版社,2000年.
[2]陈云敏等.土木工程设计类课程教学改革研究.高等理科教育,2002年第3期.
[3]沈蒲生等.论我国注册工程师制度和土木工程教育与国际接轨.机械工业高等教育研究,2000年第4期.