發布時間:2023-10-08 10:04:39
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇土木工程概念,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)06-0199-02
一直以來,我國土木工程專業本科培養的學生具有一定的理論水平,但應用實際工程的能力較差,獨立和創新的工程意識較低。原因是以往的教學中,教師單純地講授理論知識,學生實踐能力訓練不足,缺乏理論與實際工程相結合的鍛煉,教學與實踐無法有效銜接。目前,土木行業越來越多的地方用到了概念設計,這種理念在很多實際的建筑方案中得以應用,對土木工程影響巨大[1]。因此,概念設計在土木建筑工程專業教學環節中應當加以體現、反映。針對這樣的現狀,土木工程專業進行《結構概念與創新設計》課程教學研究就十分有意義。這對改革工程教育的教學模式有利,又能檢驗學生對所學理論知識的掌握,并且鍛煉他們提出問題、分析問題、解決問題的能力,激發其建立工程意識和培養創新能力[2]。
一、《結構概念與創新設計》課程教學內涵和意義
土木工程結構概念設計是工程當中結構設計的靈魂,是利用設計概念并以自身為主線貫穿全部設計過程的一種設計方法。概念設計是完整和全面的設計過程,它將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統一的理性思維從而完成整個設計[3]。社會經濟的飛速發展,人們的生活水平日益提高,對建筑結構設計也有了一個更高的要求。如何打破土木工程結構設計過于墨守成規,能將結構工程師的創新能力充分發揮出來,對于現代社會是迫切需要的。因為他們才是結構設計革命的推動者和執行者[4]。
《結構概念與創新設計》課程是在原《結構創新設計》課、《結構概念與體系》課及《事故分析與結構原理》等土木工程專業課程基礎之上,發展整合及改造后新設立的課程。該課主要是以學生創新性設計制作實驗為主線,訓練學生工程意識、動手能力、創新能力、實踐能力等。它體現了工程教育的特色,以結構設計制作實驗項目為載體,探索在干中學、理論與實踐緊密結合的教學模式。把工程培養所必要的基礎知識、工程設計思想和方法、自學和終身自學的能力和興趣的培養等內容放在第一位。《結構概念與創新設計》課提出建筑結構概念設計的概念和原則,并結合學生的創新性設計制作實驗案例進行點評分析。概念與體系部分介紹結構概念設計的背景、思路、基本做法、設計過程中經常用到的結構概念。
該研究的理論意義和實際意義在于探索通過該課程的教學設計,教學內容和教學方法的改革研究,適應新的教育理念和人才培養模式。培養學生的創新和實踐能力,掌握善于主動學習的方法,形成良好的學習和工作習慣。
二、我校的教學改革研究的基礎和環境
1.專業建設基礎好。河北工程大學土木工程學院以開設創新性結構設計大賽10年。完成了校教研項目《土木工程專業創新性結構實驗探索研究》和《結構創新設計等系列課程的教學研究》兩項。學院已開設《結構創新設計》、《結構概念與體系》、《事故分析與結構原理》、《混凝土結構設計》、《結構抗震設計》等課程。
2.師資力量強。上述這些課程由多位建筑工程系的老師擔任,職稱結構合理,形成了相對穩定的老中青隊伍結構。因此,對于結構概念與創新設計教學改革研究的可持續性提供了保證。
3.實驗室基地條件良好。本專業下設的結構實驗室是河北省結構實驗教學示范中心,為學生建立模型實驗提供了科學的、可靠的硬件條件。
三、《結構概念與創新設計》課程教學方案設計
1.教學目標。初步形成《結構概念與創新設計》課的教學理念和教學思想,完成《結構概念與創新設計》課的教學大綱制定,確定教學內容,初步形成教學方法和教學模式,為指導其他工程設計課程教學改革探索經驗。
2.教學內容。《結構概念與創新設計》課程教學內容包括教學設計、教學內容和教學方法研究。
教學內容:創新性設計制作實驗項目的設計,項目要包含若干個結構和力學的概念的運用,如拉、壓、彎、剪、扭、穩定、傾覆等,使用材料應宜于制作,實驗的方法要直觀。項目的要求應是概括性的,應用較少的約束,以使學生開闊思路。給出的條件應盡量少,要學生自己尋找所需的條件。布置結構設計制作實驗項目,首先讓學生以小組形式討論分析項目,提出問題。學生分析問題并尋找解決問題的方法,通過自學、討論、查閱相關資料等方法解決問題。學生應經過結構方案設計、一定的計算分析、繪制施工圖、施工制作結構模型、進行結構實驗、實驗分析、總結等過程。
教學方法:本課程的教學手段主要以講課、學生設計、模型制作和模型實驗相結合的方式,從不同的角度和理念啟發學生將所掌握的基本結構概念有機地結合起來,培養學生的創造力。在模型實驗之前教師上課以引導為主,主要由學生自學、討論和分析計算設計制作出結構模型。教師引導學生將自己的設計與所學內容聯系起來,甚至產生出學生還未學到的問題,讓學生自己思考分析。
教師的教學主要以指導為主,如結構概念設計的原則、路線、方法,基本思路、基本做法以及設計中常用到的結構概念等,并結合學生的創新性設計制作實驗案例進行點評分析。
基本教學過程:布置題目――學生以小組討論學習――提出問題――教師指導學生分析問題解決問題(教師重點要起到啟發、督促、指導、控制進度的作用)――學生形成方案――教師根據方案指導學生改進方案――學生制作模型――學生實驗――教師點評總結(重點是設計思路和設計方法及學生學習方法的總結)――學生總結(學習過程總結)
3.存在的問題。(1)如何將“培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,培養學生自學和終身學習的能力等”教學理念落實到教學實踐中,是本教學課程首要解決的關鍵問題。(2)研究創新性設計制作實驗題目。研究題目的內涵、題目的難易程度、題目的適用性、題目的趣味性、題目對學生學習的引導性等。(3)研究課程的教學內容和教學方法,形成即穩定又靈活的教學內容和方法。穩定是要教學理念要堅持不懈,總結提高,教學模式要穩定形成套路和程序,便于教師掌握和控制教學進度。靈活是具體的教學內容,比如涉及的結構概念很多不可能在課堂上全講,需教師具有靈活性和啟發性的教學方法指導學生學習。(4)初步形成課程所需的教學文件。如教學大綱、教學設計、教學教案、教學講義、題目庫、教學錄像等內容。
四、《結構概念與創新設計》課程的實施
我校土木工程專業開設《創新性結構設計》等一系列課程以來,我們在不斷探究和改進教學方法,對于啟發式教學、案例教學、項目教學法均有了一定程度的研究,并取得了階段性成果。我們已經完成了《土木工程專業創新性結構實驗探索研究》和《結構創新設計等系列課程的教學研究》兩項校級的研究,并開設了相應的課程。相關教師在工程教育方面有長期的思考和教學實踐探索,并且已成功組織土木工程結構大賽10年。已開設《結構創新設計》、《結構概念與體系》、《事故分析與結構原理》、《混凝土結構設計》、《結構抗震設計》等課程,相關教師教學水平高,有豐富的教學經驗。具體實施如下:
1.修訂《結構概念與創新設計》課程教學大綱,包括課程目標、內容安排及學時安排。
2.選擇土木工程專業和工程力學專業大學三年級學生的第二學期開始該課程教學。
3.自土木工程專業和工程力學專業大學三年級學生的第一學期期末,研究確定題目及相應的教學安排。
4.將大學三年級專業學生按班級分給不同的教師,教師則分頭實施教學,定期討論交流改進教學。在教學實踐中,將教師授課、學生設計、模型制作和模型實驗相結合,啟發學生將理論知識與工程實際相結合,培養學生工程概念設計與創新能力、自學能力。
5.在大學三年級專業學生的第二學期期末,教師對課程實踐進行總結,提出改進措施和方法。
五、總結和探討
本文方案結合新的科研成果開設出新的課程以及課程標準化建設。探索建立新課程的教學理念、教學內容和教學方法。本方案突出土木工程專業特色,加強了實踐教學環節的創新研究與實踐。將工程項目、創新能力培養融入課程體系建設中,進行課程計劃和實踐內容的一體化設計,培養學生的工程創新意識。本方案突出啟發式教學和指導式教學,培養學生的學習興趣、善問求知和動手實踐能力。
參考文獻:
[1]張海峰,喬安宇.論建筑結構設計中的概念設計及其措施[J].黑龍江科技信息,2012,(12):36-39.
[2]劉彥艷.淺談建筑結構概念設計[J].科技風,2009,(13):52-55.
關鍵詞:土木工程材料;課程建設;應用型人才;特色名校建設
項目來源:青島農業大學應用型人才培養特色名校建設工程校級精品課程建設項目
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:
根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《山東省中長期教育改革和發展規劃綱要(2011-2020年)》,以及《山東省高等教育內涵提升計劃(2011-2015年)》(魯教高字[2011] 1號)的要求,為加強對高等學校的分類指導,強化內涵和特色發展,提高人才培養質量,發揮名校帶動作用,增強高等教育服務本區域經濟社會發展的能力,“十二五”期間山東省在地方高校中遴選一批應用基礎型、應用型和高素質技能型人才培養特色名校,進行重點建設。2012年,青島農業大學成為了山東省應用型人才培養特色名校首批立項建設單位,而建筑工程學院的土木工程專業是我校重點建設的十五個專業之一。
《土木工程材料》課程是土木工程專業的專業基礎課程之一,為學生學習房屋建筑學、混凝土結構原理、土木工程施工、建筑工程經濟管理等后續專業課奠定了工程材料基礎知識,在土木工程人才培養中發揮構建學生專業基礎知識的作用。因此,如何通過對該課程不斷的改革和優化,以期達到應用型人才培養目標是課程教學工作者必需長期堅持的工作。[1]-[3]
一、《土木工程材料》課程教學中存在的問題
1.教學內容繁雜、邏輯銜接較差
土木工程材料課程內容繁雜,涉及工程中眾多工程材料,包括水泥、石灰、石膏等無機膠凝材料、混凝土、建筑砂漿、建筑鋼材、木材等10多類材料。對于每一種材料在建筑過程中均有所體現,同r每一種材料又是相對獨立的,各類材料之間缺乏橫向聯系,敘述性內容偏多,知識點之間銜接不緊密,邏輯性較差。因此要求學生能夠全面掌握各種建筑材料,靈活使用。對于長期以來適應邏輯推理的學習與思維方法,且對于建造過程又缺乏實際體驗的學生來說,會感覺課堂教學枯燥無味,難以調動學生的學習興趣。導致學習積極性不高,這種狀況在某種程度上也影響了教學效果。
2.教材內容相對滯后、且版本多難以統一
近年來,土木工程領域新材料、新技術不斷涌現,各類技術標準不斷推陳出新。同時, 由于教材的編制和出版周期較長,教材的內容往往滯后于技術標準的推出,落后于工程實際。 另外,目前《土木工程材料》教材版本多,有些教材內容敘述性強,概念偏多,有些理論推導及公式類內容較多,而有些則偏重工程實際,對材料的結構組成、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。
3.教學方法單一、已不適應教學目標的要求
《土木工程材料》課程按照主要的工程材料劃分章節、組織教學進程,缺乏靈活性和適應性。使得學生學習起來單調乏味,學習興趣和積極性差,易使學生對課程理解不深、應用不靈活,最終導致材料的選擇和使用方面知識和能力的欠缺,甚至認為“材料課的學習就是背誦記憶”。尤為重要的是學生很難掌握課程的重點,總感覺所有的內容似乎都是重點、都需要掌握,學生認為這門課程既難以記憶又難以理解,從而產生厭學心理。另外,由于《土木工程材料》課程內容涉及材料的性能檢測及工程應用,實踐性強,應用強,傳統的教學方法和手段不能充分展示材料的外觀特征、技術性質指標及工程應用,也會影響教學效果。
4.考核內容及形式過于單一
閉卷的書面考試仍然是目前最主要、有時甚至是唯一對學生考核的形式。由此造成了學生“考前背,考后忘”的現象。
5.綜合性、設計性實驗周期長,開設繁瑣
傳統的材料試驗都是隨著課程進度而進行的課 中實驗,這種模式的優勢是實驗與理論課同步進行,有助于學生對知識的及時消化和理解,但是由于受時間所限,只適合開設一些耗時短的驗證性實驗,而綜合性、設計性實驗往往由于過程繁瑣、費時費力、周期長而受到限制。
因此,傳統的《土木工程材料》課程體系和教學模式遠不能適應應用型人才培養的需要,必須進行全方位改革。
二、《土木工程材料》課程教學改革與實踐
1.優化教學內容
《土木工程材料》課程教學內容應緊跟行業發展動態,保持教學內容的先進性。可以適時講授土木工程領域新材料、新技術、新標準。如在第二章“建筑金屬材料”里,介紹日本已開發出LY225鋼、LY100鋼,美國生產出屈服點高達690N/mm2的可焊接合金鋼板;在第四章“水泥混凝土及砂漿”里,講解國內外混凝土技術新進展。通過向學生傳授新知識、新信息,可以開闊學生視野,培養學生的創新意識。
2.積極參與教材編寫,實時更新教材
由于材料科學的自身特點(如發展快、新技術、新材料層出不窮),使得教材必需適時更新,需要選擇版本較新且內容具有前瞻性的教材。因此,本教研組作為副主編單位積極與其他高校合作, 強調應用型人才的培養目標,結合土木工程專業方向學生的定位,編寫了內容新穎、知識面廣、不斷融入新型材料內容、相對系統、注重基礎知識并且與工程實際聯系緊密的教材。該教材是普通高等教育“十二五”規劃教材,由科學出版社出版。
3.改革教學方法和教學手段
《土木工程材料》課程內容涉及材料種類繁多,不同材料有不同的外觀特征、性能特點和適用范圍,單純的板書教學效果不佳,只有通過采用立體化的教學方法和手段才能收到良好的效果。
(1)采用案例教學法
應用型本科院校培養的目標是應用技能型人才。在教學內容中不斷融入工程實例,結合課程內容特點及學校對學生的的培養目標,在知識傳授過程中注意基本理論知識與工程具體實踐的相結合。引導學生用分析和發展的思路來看待現有的材料,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,從而激發學生的創新精神。例如,講解混凝土摻和料這一節時,先列舉各種摻和料在大型工程中的應用,如粉煤灰在三峽大壩中的應用。然后讓同學們觀看粉煤灰、礦渣及硅灰的微觀照片,并比較三者問的相貌特征差異。采用表格的形式給出三者的化學組成和礦物組成,引導學生進一步思考,當這三種摻和料用于水泥混凝土時,對混凝土流動性、強度的影響等。
(2)合理有效利用先進教學手段
《土木工程材料》課程涉及材料種類繁多,知識面廣,作為一門專業基礎課,開課時間較早,學生又是初次接觸專業知識,感性認知較少,教師授課也很難調動學生的興趣;另外有些材料的性狀特點等需要很多時間解釋,如果輔以現代多媒體和網絡教學的手段,通過計算機動態模擬并配合適當的聲、光、圖和文字等,使學生在課堂上獲得最直觀、最形象、最生動的知識, 可以調動學生學習的興趣和積極性,并且能夠提高學習效率。但多媒體等的使用容易使部分學生思想不集中,應將多媒體和傳統的板書相結合授課是最理想的教學方法。還有,教師個人可建立自己的教學網站,通過教學網絡,在課余時間與學生進行網上互動和答疑。
4.革新考評方式
在考核方式上,改變傳統的、單一的閉卷考試模式,實施過程性考核與終結性考核相結合模式。雖然學生成績構成仍為:考勤10%/平r20%/考試70%,但體現了“以能力考核為核心,知識、能力相結合”的原則,其中平時成績包括課堂討論、課堂答辯、小測驗等內容,閉卷考試注重能力考核,增加與實踐相結合的綜合案例題型。例如“某工程實際施工中,石灰砂漿粉刷過的墻壁出現了鼓包開裂現象,試分析原因并提出如何防止這樣的現象再次出現”、“某大體積的混凝土工程,澆注兩周后拆模,發現擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫,試分析其原因。”等與實際工程相關聯的內容。
5. 加強實驗教學環節,注重學生能力培養
《土木工程材料》是一門實踐性很強的課程,實踐性教學環節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。為了提高教學效果,在實驗教學環節上也要不斷改革和探索。首先,優化實驗教學內容,削減驗證性實驗,整合綜合性實驗,增加設計性實驗,開辟應用研究型實驗,逐步形成“基本型實驗一綜合型實驗一應用研究型實驗”多層次遞進式的實驗教學體系。例如開設混凝土強度試驗時,讓學生選擇所配混凝土的品種以及強度標號并計算混凝土的配合比,按照實驗規范成型混凝土試件,測定其強度。這樣可以讓學生利用所學配合比的知識設計混凝土,做到學以致用,同時還提高了學生的動手能力。其次,授課教師可以擬定一些試驗研究題目供學生參考和選擇,或讓學生參與到科研或科技開發活動中,提高學生的自主性和科研水平。例如,學生以目前研究比較熱門的高性能混凝土為試驗對象,自己配制混凝土并檢測其強度和耐久性。
三、結語
“應用型人才培養”是我國未來大多數高等學校發展的趨勢,其本質是工程能力、實踐能力的培養,《土木工程材料》是土木工程專業重要的一門專業基礎課,是本專業工程能力、實踐能力培養的窗口及平臺。只有根據“應用型人才培養”的目標與要求,對《土木工程材料》課程教學內容進行調整,采用以培養學生自主研究性學習能力、綜合分析能力、實踐能力、創新能力與團隊協作能力為目標的教學方法和復合式考核方法,并在教學過程中強化學生工程能力的培養和綜合素質的養成,才能培養出復合型、高素質、滿足未來需要的優秀工程應用型人才。相信通過廣大教師的不懈努力,《土木工程材料》課程的教學水平會有更大的提高。
參考文獻:
[1]安明矗余自若.土木工程材料教學中學生實踐能力的培養[J]. 高等建筑教育,2010,19(1):102-105.
[2]劉煥陽,韓延倫.地方本科高校應用型人才培養定位及其體系建設[J].教育研究,2012(12):67-70.
關鍵詞 木材科學與工程專業 膠黏劑與涂料 教學改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.11.042
Wood Science and Engineering Adhesives &
Coatings Course Teaching Reform
ZHANG Shifeng, ZHOU Wenrui
(College of Materials Science and Technology, Beijing Forestry University,
Key Laboratory of Wood Science and Engineering, Beijing 100083)
Abstract "Adhesives & Coatings" wood science and engineering theory and practice strong professional foundation courses, foundation is "based panel technology", "wood-based panel surface decoration" and other courses of learning. In order to broaden students' knowledge, develop innovative ways of thinking and improve the ability, based on professional characteristics of adhesives and coatings courses teaching content, teaching methods and approach to the reform and exploration, aim to enable students to master the wood adhesive and paint the necessary basic knowledge, basic theory and basic skills, while increasing students' interest in learning and use of wood adhesives and coatings knowledge to improve analysis and problem-solving skills, and lay a good foundation for future learning and work.
Key words wood science and engineering; Adhesives & Coatings; teaching reform
“膠黏劑與涂料”是木材科學與工程專業理論和實踐性較強的專業基礎課程,也是“人造板工藝學”、“人造板表面裝飾”等專業課學習的基礎。筆者經過幾年實踐教學發現,如果僅僅講授木材膠黏劑基本理論,難以提高學生學習積極性和主動性,不利于學生知識面的拓寬、創新思維的培養和動手能力的提高,無法理論聯系實際、學以致用,畢業后學生也難以將所學知識在企業充分應用。
為此,根據木材科學與工程專業的人才培養方案,調整“膠黏劑與涂料”課程內容,教學方法和方式,在注重講授木材膠黏劑基本知識的同時,充分發揮學生主觀能動性和學習興趣;通過調整教學方法和更新教學內容,增加基本知識在木材加工方面應用實例,提高學生的學習興趣,引導學生利用所學知識解決實際問題;開放實驗室,實現教學與科研同步,保持教學內容的先進性,提高學生實驗設計和動手能力及靈活運用知識能力。
1 調整教學方法,靈活運用“填鴨式”和“啟發式”教育方法
“填鴨式”和“啟發式”教育方法是兩種典型的教育模式。“填鴨式”教育通常比喻灌輸式教育,是前蘇聯的教育家凱洛夫提出的。啟發式教育則充分發揮教師與學生雙方的主觀能動性,形成師生之間相互對話、相互討論、相互交流、相互促進,以開發學生智力、啟迪學生智慧。①填鴨式教學是知識積累的必經過程,膠黏劑與涂料的基本理論學習需要這種教育方式,應當以課堂教學和多媒體技術并用,提高學生興趣。當基本知識掌握以后,采用提問、討論相結合的啟發式教學方法,增加學生自主思考問題的時間,提升學習效果。
以緒論部分的講授為例,在學生掌握基本知識以后,引導學生針對下述問題進行討論:(1)木材能否替代金屬、塑料等其他材料?如何替代其他材料?如何達到甚至超過其他材料的性能?(2)低質木材如何替代珍貴木材?
針對上述問題,要求學生充分了解:準備替代的金屬材料存在什么問題?使用木材或木質復合材料如何解決金屬等材料存在的缺陷?采取什么樣的方法與手段?最后能夠達到什么樣的結果與效果?為此,要求學生提前查閱文獻資料,做到:(1)用數據支持觀點;(2)用圖片直觀表達;(3)盡可能解釋清楚要解決問題、解決問題的思路與方法、結果與效果。
學生們為了解決上述問題,必須閱讀大量相關文獻,掌握木質材料及被替代材料的基本性能與結構原理,將知識學以致用,提高專業知識綜合學習效果。
2 變換學習主體,充分調動學生學習興趣和積極性,提高學生解決實際問題的能力
興趣是最好的老師,也是行為的動力,如果學生對所學課程感興趣,意識到課程的重要,學習熱情和效果將大大提高。為了提高教學效果,教師要以學生為中心,讓學生積極思考和主動實踐并參與到教學活動中,不再是單純地聽講和記錄,而是積極探索研究。由于木材膠黏劑與涂料課程特點,膠接理論及膠黏劑合成配方與工藝較為抽象,教師可以結合企業生產實際和研究實驗,將膠接理論與人造板實際生產中的熱壓工藝聯系起來,將脲醛樹脂的結構及人造板熱壓工藝與人造板的力學性能及甲醛釋放量結合起來,使學生在學習相關知識的同時,參照實例加深理解和認識,從而使理性認識與感性認識結合起來,提高學生的學習積極性;并通過提出問題,讓學生回顧所學知識,通過對問題的分析和研究,最終解決問題。學生在以后工作學習中遇到類似的實際問題時,能夠順利解決。②
“為什么普通乳膠(聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑)存在耐水、耐熱性差且易蠕變等問題?并提出改進方法。”引導學生從聚合物合成反應機理出發,分析聚醋酸乙烯酯乳液合成過程,理解聚合物體系結構與性能的關系。讓學生理解普通乳膠不耐水的主要原因是由于合成時使用了聚乙烯醇(PVA)作為保護膠體,PVA分子鏈本身含有大量羥基,導致膠黏劑耐水性較差。要想提高聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑的耐水性能,可以通過減少羥基數目和增加分子鏈之間的交聯來實現,與提高木材尺寸穩定性的原理類似(木材分子結構中存在大量羥基,是木材尺寸不穩定的主要因素),可以與木材改性的方法相互借鑒,提高其耐水性。普通乳膠耐熱性和易蠕變的主要原因是由于聚醋酸乙烯酯為線型高分子,且結晶度低,分子間作用力主要是較弱的范德華力;為了克服這一缺點,可以通過增加分子內交聯和分子間交聯來實現。
從美國加州空氣委員會(CARB)法案所帶來復合木制品甲醛釋放限量的貿易技術壁壘出發,讓學生利用所學基本知識解決“使用脲醛樹脂制造的人造板及其制品如何滿足標準要求”的問題。同學們在課本知識以外,又提出了很多有意思的新奇方法:(1)采用其他低毒低揮發性醛類替代甲醛,合成非甲醛脲醛樹脂膠黏劑;(2)抽真空處理人造板。人造板及其制品初期甲醛釋放量高,主要是由于一些甲醛被吸附和封閉其中,通過抽真空,應該能有效去除該部分甲醛,降低人造板及其制品甲醛釋放量;(3)添加活性炭等吸附劑。在脲醛樹脂中或在人造板原材料中添加活性炭、硅藻土、凹凸棒土等高吸附性物質,吸附釋放的甲醛;(4)添加納米光觸媒等物質。光觸媒理論上可以分解甲醛,添加光觸媒有可能降低人造板制品甲醛釋放量;(5)堿性水浴處理人造板。人造板釋放甲醛的一個主要原因是脲醛樹脂固化時使用了氯化銨等固化劑,使固化后的脲醛樹脂處于酸性環境,易于降解放出甲醛。對膠合板等產品使用弱堿性水溶液浸漬處理,有望使固化后的脲醛樹脂膠層回復到弱堿性環境,提高膠層耐老化性,降低甲醛釋放量,等等。
通過課堂針對性的訓練,激發學生學習興趣,提高學生文獻查閱和知識凝練能力,培養學生創新思維,強化學生運用理論知識解決實際問題能力。③
3 更新教學內容,教學與科研同步,充分利用現有條件,開放實驗室,提高學生實驗設計和動手能力
3.1 及時更新充實教學內容,講授學科前沿知識
當今科學技術迅速發展,日新月異,為了適應現代社會需求,必須培養學生既掌握基礎知識,又了解學科前沿,思路開闊、思想活躍。為此,“膠黏劑與涂料”教學內容必須與時俱進,根據學科發展,結合最新科研進展,及時更新充實內容,讓學生了解與掌握新知識、新概念、新觀點、新技術和新方法。
傳統脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及酚醛樹脂等“三醛”膠黏劑作為木材膠黏劑的主力,由于其主要原料來自不可再生的化石資源,膠黏劑及膠接制品中存在甲醛、苯酚等有毒有害物質釋放問題,其應用越來越受到限制。生物質膠黏劑、無膠膠黏劑、仿生膠接及納米科技在膠黏劑領域受到越來越多的關注。生物質膠黏劑作為一種可再生、無毒無害的綠色膠黏劑,目前成為國內外學者的研究熱點。教師應該及時更新教學內容,實現科研資源向教學資源轉化,保持教學內容的先進性,把研究思路和方法教給學生。
3.2 開放實驗室,讓學生們參與科學研究
“膠黏劑與涂料”是一門實踐應用性較強的課程,課堂教學僅憑語言描述,難以深刻理解,而實驗教學和開放實驗室能夠克服上述不足。開放實驗室不僅能夠提高學生的創新能力,而且能夠為學生提供一個發揮個人潛能的廣闊空間,在實驗與制作的過程中使學生的創造性思維得以實踐。④引導學有余力的學生參與教師科研課題,指導學生針對膠黏劑與涂料中存在的問題,開展實驗與研究。如生物質膠黏劑存在著耐水性差問題,可以引導學生利用所學知識嘗試去解決這一問題。通過開放實驗室,給學生提供適當的實驗條件,指導學生設計實驗,通過實驗去驗證所學知識,提高動手能力,獲得解決問題的快樂。
4 結束語
近年來,我國膠黏劑與涂料研究和應用技術伴隨著多學科和新技術的介入,已得到了飛速的發展,在教學實踐中,應結合學科特點結合發展趨勢,優化和更新教學內容,靈活運用多種教學方法,增加最新研究理論和研究技術,保持教學、科研和應用同步發展,充分利用各種現代條件,激發學生的學習熱情,提高學生的動手能力和實際解決問題的能力,繼續推進木材科學與工程專業“膠黏劑與涂料”課程的改革是非常必要的。
注釋
① 楊瑞平.互動教學法探討[J].山西財經大學學報(高等教育版),2003.1:35-37.
② 朱麗濱,顧繼友,高振華,韋雙穎.《膠黏劑與涂料》精品課程的建設與實踐[J].森林工程,2011.1:94-96.
關鍵詞:土木工程 技術質量 發展
一、土木工程的概念及特征
1.概念
土木工程在我國有很早的發展歷史,中外學者對之都有一定程度的研究,由于各自的觀點及研究方向不同,學者們對其下的概念也并未統一。筆者在總結以往學者研究成果的基礎上,也有自己的見解。土木工程,顧名思義,實乃土、木二者結構所造工程之意。說得最直觀一點就是修房造屋、建橋鋪路。早期的土木工程用到的材料無非就是木、石、土三種材料,直到后來科技的發展,土木工程行業才引進了鋼筋混泥土以及高分子化學材料等。因此,筆者認為:土木工程是是指應用各種建筑材料所進行的建設工程的總稱,它不但包括整個勘察、設計、施工的過程,而且包括工程建設的成果,如公路、橋梁、樓房、地下設施等等。土木工程的發展,既方便了普通居民的生活,同時也方便了我國軍事領域各種設施的發展。在發展的過程中,土木工程也呈現出自己獨有的特征。
2.特征
(1)勘察、設計、施工過程的復雜性。一項工程在進行建造之前,需要進行工程建造地址的前期勘測工作,在這一階段需要反復勘測地址,考慮各種有利和不利因素,特別是遇到復雜地質條件時,勘測工作需要特別仔細,不得有半點馬虎大意。工程在進行施工之前,應當由專門的設計機構進行設計,設計主要是以圖形、模型和圖紙的方式展現出來。在設計階段,需要充分考慮建造物的承重結構、外形圖案以及避免惡劣天氣的方案,如避雷針的設計。一個優秀的建筑物,必然有一個特別好的勘測、設計和施工,三者缺一不可。
(2)選取建筑材料的獨特性。土木工程離不開材料的選取,特別是現代建筑行業的發展,傳統的材料已經不能滿足其需要。很多外形獨特,功能特別的建筑物對建筑材料的選取也有特別的要求,如隔音玻璃的使用、高強度輕薄型材料的使用以及超輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料的應用等等,無一不表明土木工程行業建筑材料選取的獨特性。然而,高質量的建筑材料必然要高昂的價格,同時,也并不是所有的高質量的建筑材料都適合所有的建筑物,因而,我們應當繼續探索,善于發現新生事物,使得土木工程行業能夠發展得更好。
(3)建筑對象的廣泛性。土木工程建造的對象特別多,主要包括陸地和海洋。陸地的建筑又分為地上和地下。地上主要有公路、鐵路、房屋、隧道以及峽谷之間的橋梁等等;地下的建筑如地下管道、管線、地下軍工廠、地下實驗場等等。土木工程海洋領域如圍海造田、海上橋梁、海底電纜及管道等等設施。無論是陸地還是空中,土木工程技術都發揮了應有的作用,可見,其對象非常的廣泛。
二、土木工程的歷史發展狀況
1.古代土木工程發展狀況
我國古代的土木工程比較發達,在時間上有一個很大的跨度,它起始于公元前5000年,直到17世紀中葉,這期間經歷了大約7000年時間。著名的萬里長城、都江堰水利工程、趙州橋等古建筑都是我國古代土木工程發展留下的寶貴遺產。雖然那時的發展水平有限,古建筑沒有應用到一點現代科技因素,但至今仍巍然屹立。它們的存在表明了我國古代土木工程行業發展水平之高,不只是在國內,即便與國際相比也毫不遜色。
2.近代土木工程的發展狀況
近代土木工程的大發展大致時間是17世紀中葉到20世紀中葉,大約歷經了300年時間。在這一發展期間,人們開始傾向于研究人造建筑材料并應用到建筑行業中來,人造材料的應用逐漸占據了主流地位,大有取代傳統材料之勢。隨著人造材料的大量應用,傳統的建造理念已經被徹底顛覆,人們不再迷戀于長期建造經驗,開始注重科學建造理念的培養。建造技術方面,大型機械設備開始應用,各種新的施工方法也開始應用,人們開始嘗試挑戰復雜的建筑環境,著名的埃菲爾鐵塔就是這一時期建成,直到今天依然是世界奇跡。
3.現代土木工程發展狀況
20世紀中葉是現代土木工程發展的起始時間。現代土木工程完全依托于現代科學技術的發展。各種新型建筑機械大量應用到建筑行業中來,如高分子化學材料、高強度鋼筋混泥土、高強低合金鋼等等應用非常廣泛。在設計構圖方面,大型計算機的運用增強了建筑設計運算和繪圖的能力,力學分析與計算更加科學化。高難度的施工作業已經不再是不可逾越的鴻溝,如高原凍土、海底隧道等在前人想都不敢想象的事情,如今變為現實。
三、土木工程未來發展前景
隨著科技不斷地進步,我國改革的浪潮勢如破竹。在科技與改革雙重作用下,我國的經濟突飛猛進,經濟的發展又推動了建筑行業的發展。展望未來,城市化的進程逐步加深,這為土木工程的發展提供了契機,我國將面臨空前的建設。在建設大潮下,如何站穩腳跟,并于國際接軌,是土木工程行業面臨的一大挑戰。作為新世紀的一代,我們能夠在這樣一個大環境中施展才干、向國際水平發起沖擊是十分幸運的。然而,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻考驗。隨著土木工程行業的發展,地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長的速度是不斷加快的。因此,人類為了爭取生存,會不斷地拓展土木工程的領域,未來土木工程發展的必然趨勢是:向高空、地下、海洋、沙漠、太空等領域發展。這樣的發展領域看似遙遠,實際非常的迫切。因為地球的承載能力是有限的,而人口不斷呈上升趨勢,人們為了生活必然要大興土木,長此以往,地球將超限,威脅人類的生存。為了緩解這一緊張態勢,人類不得不考慮向另外的方向發展。另外,由于自然災害頻發,對土木工程提出了新的課題,對于如何有效避免災害襲擊,成了土木行業的一大考驗。未來的土木工程不僅要求具備抗震、抗洪、抗風等性能,而且要求具備抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等性能。相信隨著科技的發展,土木工程所面臨的難題都將迎刃而解。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程;特點;未來發展
土木工程是當今時代不可或缺的重要組成部分,它是人們在認識世界和改造世界過程中有意識地構建出的能為人所使用的,符合人們各種需求的事物。當前社會經濟發展迅速,各種配套的工程需要隨之建立起來;而人民生活水平有所提升,對各種建筑的需求也在不斷發生著變化,從最初的要求高質量到現在要求更加適應現代人的生活,土木工程也在隨著人們的需求不斷向前進步。土木工程現今已經成為人們生活中的重要組成部分,成為人們日常生產和生活的基礎。當前的土木工程與土木工程最早誕生時已經是完全不同的兩個概念,現代的土木工程呈現出一些新的特點和趨勢。
一、土木工程概述
土木工程是一個系統的學科,也是一門涵蓋面極廣的學科。從字面上來講,這里的土木可不僅僅是指土和木,而是泛指一切與建筑有關的項目。傳統的土木工程學科包含的內容較多,所有涉及建筑的工程都可以納入到土木工程中去。隨著時代的發展和學科的細化,很多原本屬于土木工程范疇的內容已經成為獨立的學科。
既然土木工程以“土木”命名,那么其最重要最核心的內容還是與建造有關,它是主要以設計、施工和結構等等為研究對象,與之相關聯的其他學科包括了相關的工程管理、力學等等。土木工程本身可以大致分為道橋工程和建筑工程兩類,這里的建筑工程是狹義的建筑工程,水利工程并不在其中,而是與土木工程層級相同的概念。
二、現代土木工程的特點
當前的土木工程呈現出下面的一些重要特點:
信息化。當前的時代說是計算機的時代毫不夸張,計算機技術已經應用于人們生活的每一個角落,發揮著重要的作用。土木工程也不例外,最為社會建設中重要的活動之一,計算機技術對于土木工程的影響是巨大的。信息化的設備和系統將過去設計、管理、信息交流活動變得更為便捷,將大量從事上述活動的人員從繁重的工作中解放出來,大大提升了工作效率,也進一步提升了土木工程的效率。
綠色環保化。傳統的土木工程僅僅以人們的需求為第一要務,舒適和安全是人們首要考慮的因素和目標。而進入了新世紀以后,人們對土木工程的綠色環保化越來越重視,高污染、高能耗的工程也逐漸被人們所摒棄。
管理制度的進步。傳統的土木工程忽視工程管理活動,工程往往沒有系統的管理體系,體現出的管理特點較為混亂,也無法滿足時代的需求。而先進,建筑企業越來越重視管理活動,并且管理朝著信息化、系統化的方向發展。
各種智能材料和智能設備的應用。隨著科學技術的發展,大量的智能材料和智能設備應用在土木工程項目中去,給人們帶來了很大的便捷,也給維護檢測帶來了很多的方便。不過,當今這些智能材料和設備的成本還過高,還無法大范圍廣泛應用。
三、土木工程未來發展
根據現代土木工程的特點,土木工程的未來發展將會呈現出下面的一些趨勢:
首先,綠色環保不僅會成為土木工程的主題,其在土木工程中起到的作用將會超越人們的需求,排在僅次于工程質量的重要位置。人們當今已經意識到了生態環境因為人們改造世界的活動已經被極大地破壞了,未來的土木工程還會以綠色環保作為主題,更加符合國家生態文明建設的戰略要求,也更加符合可持續發展的要求。
其次,計算機的應用將會給土木工程更多領域帶來革新,技術上也會不斷地進步。科學技術是不斷向前發展的,未來的計算機將會更加智能,自動化也是未來計算機技術發展的趨勢。在未來土木工程建設中,將會出現更多的自動化場景,將人們從繁重的勞動中解放出來,大大提升工作效率。
最后,土木工程將會不斷地在空間和地域上擴展。未來的土木工程將會不限于在地面上,將會在半空中或者是水面上發展。這時因為城鎮化的發展使得城市人口越來越多,城市的土地卻是固定的,未來的土地會越來越緊張,人們只能向上發展而無法肆意地向周圍發展。未來越來越多的既高又安全的建筑會矗立在土地上,也會出現在海洋中,甚至有可能會向著地下發展,形成立體的土木工程體系。
四、結語
之所以說土木工程是時代的縮影,是因為土木工程是人們有意識地對客觀世界進行的改造,而人們對客觀世界的改造所呈現出的正是時代的特色。因此我們說土木工程的特點是緊隨時展的潮流和特點的。我們要分析現代土木工程的特點和發展趨勢,就要對時代的特點和發展趨勢有一定的了解。在未來,社會發展會朝著綠色、智能、信息等等的特點發展,土木工程也會因此變得更加注重綠色環保、更加智能化、與信息化的結合也將更為緊密。
參考文獻
[1]丁大鈞,蔣永生.土木工程總論[M].北京:中國建筑工業出版社,2006.