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土木工程地質論文大全11篇

時間:2022-06-05 06:18:38

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土木工程地質論文

篇(1)

(一)工程地質實習是普通本科院校學生職業能力形成的關鍵環節

工程地質實習是對傳統《工程地質》理論教學的補充和擴展,是培養應用型高級土木工程技術與管理人才的重要環節,教學過程中只有緊密結合野外實踐,才能讓學生更好的理解和掌握工程地質理論知識、工程地質勘察方法以及一些不良地質現象的專項施工方案等。在專題教研活動探討之后,我校特意在修訂2015版培養方案中增加了工程地質實習。

二、目前普通本科院校認識實習存在的問題

(一)企業對認識實習的指導相對缺乏

企業一方面并沒有承擔認識實習教學任務的法定義務;另一方面,企業始終以盈利為主要目的,由于工程地質實習經費相當有限等原因,即使承擔了工程地質實習的教學任務,企業也不能從中獲取經濟利益,況且大規模的接收學生進入施工現場存在很大的安全隱患。在市場經濟的大背景下,企業一方面擔心學生進入工地影響正常的生產秩序,一方面害怕出現安全事故影響企業的資質、阻礙企業的發展。由此種種,即使是樂意接受學生進行工程地質實習的企業,往往也只是讓學生在接近竣工的工地附近“遠遠的觀摩”,對于灌注水下混凝土等技術含量較高但又同時存在較高不安全因素的施工項目,學生并不能夠近距離的觀察。學生無法深入了解工程地質條件以及一些復雜巖層的施工方法,無疑會使實習效果大打折扣。

(二)教師的施工經驗得不到及時更新

雖然我院近年來大力引進高素質人才,但是由于傳統觀念和分配制度等原因,引進的博士大多只愿意承擔理論課的教學任務,對于需要親自奔赴工地一線進行施工工藝的講授的實習,不太愿意參加。目前科技發展速度相當快,很多新設備、新技術已經逐步應用在工程上,很多指導老師并沒有對這些新設備、新技術進行針對性的學習,仍然只是按照原有的知識儲備進行講授,這不利于學生綜合素質的提高。

(三)學生對認識實習的認識有偏差

學生是學習的主體。我校2015版培養方案土木工程專業工程地質實習在第四學期初展開,前三個學期主要以理論課學習為主,專業基礎課只有《土木工程材料》、《房屋建筑學》、《工程地質》等有限的幾門,與工程地質實習密切相關的《土質土力學》等課程還未開設。加之工程地質實習是大學四年里第一次真正意義上的近距離接觸工地,很多學生主觀上認為認識實習實際上就是去工地“走馬觀花”。再者,實習經費相當有限,如果指導老師給出不及格的成績,下一年度還要自行籌集學生去工地的各項費用,學生在潛意識里面已經認定只要自己象征性的完成認識實習的各項任務就不可能出現掛科的情況,因此學生在工地現場并沒有認真的學習、也沒有虛心的請教工地上的工程師,回到學校之后也沒有認真撰寫實習報告,這也在很大程度上導致了工程地質實習逐步淪為一次野外旅游,導致實習效果不盡如人意。

三、改革方案

(一)教學模式改革

學生是學習的主體,對于實踐教學,除了提高指導老師自身的素質以外,更為重要的是激發學生自主學習的興趣。首先,在準備工作階段,要面向全體學生召開實習動員大會,強調工程地質實習的重要性,明確實習的目的及要求。通過專業知識講座、播放典型工程案例視頻等方式,提前預習相關知識、做好理論儲備。其次,在現場實習階段,指導老師根據之前預習的內容進行針對性的講解,結合現場實際情況提出個性化的問題,調動學生自主思考的積極性,真正貫徹《高等教育法》中理論聯系實際的人才培養要求。最后,“溫故而知新”,實習結束后,要求學生認真進行總結、系統的撰寫實習報告,對實習的內容進一步的鞏固和吸收。

(二)延伸和拓展

篇(2)

近年來,上海理工大學土木工程系與亞琛工業大學科研方面的合作取得了一系列的成果,先后與亞琛工業大學合作申請完成中德團隊合作項目(PPP項目)、中國國家自然基金面上及國際合作項目、上海市教委海外實習交流項目、德國北威州科技部及德意志學術交流中心項目等十余項,并聯合舉辦國際會議,亞琛工大教授與上海理工大學土木工程系合作申請到德國國家基金重點項目及面上項目多項。另外,雙方聯合建立環境巖土工程實驗室以及聯合建立國家級研究中心的工作正在進行中,雙方的合作也先后在德國政府網站、德國亞琛工大校園網、德國駐華大使館網站及德意志學術中心網站上介紹。目前,德國亞琛工業大學和上海理工大學土木工程系的科研合作已經被中德兩國政府列入雙方聯合資助的框架,雙方下一步將聯合申請德國DFG和中國國家自然基金委聯合資助課題的題目。

篇(3)

德國亞琛工業大學土木工程專業一直位列德國高校前三名,其工程地質學科目前在德國高校排名第一。近年來,土木工程系選拔優秀的老師去亞琛工業大學進修,學習先進的教學理念,與此同時,亞琛工業大學先后派五名教授及教師十余人次來上海理工大學土木工程系合作交流。教師層面的交流更有益于學習國外的先進教學模式,為創新型人才的培養提供技術和制度上的保障。另外,土木工程系已入選為德國政府重點推薦的德國大學生(含本科生、碩士生和博士生)海外實習、實踐與國際交流基地,這一制度保障為雙方長期的學術交流提供了保證。目前,由土木工程系推動的上海理工大學與亞琛工業大學校際合作協議的簽署工作正在順利推進。

2.科研合作

近年來,上海理工大學土木工程系與亞琛工業大學科研方面的合作取得了一系列的成果,先后與亞琛工業大學合作申請完成中德團隊合作項目(PPP項目)、中國國家自然基金面上及國際合作項目、上海市教委海外實習交流項目、德國北威州科技部及德意志學術交流中心項目等十余項,并聯合舉辦國際會議,亞琛工大教授與上海理工大學土木工程系合作申請到德國國家基金重點項目及面上項目多項。另外,雙方聯合建立環境巖土工程實驗室以及聯合建立國家級研究中心的工作正在進行中,雙方的合作也先后在德國政府網站、德國亞琛工大校園網、德國駐華大使館網站及德意志學術中心網站上介紹。目前,德國亞琛工業大學和上海理工大學土木工程系的科研合作已經被中德兩國政府列入雙方聯合資助的框架,雙方下一步將聯合申請德國DFG和中國國家自然基金委聯合資助課題的題目。

3.人才聯合

培養人才培養工作一直是高校土木工程專業的重點,德國大學土木工程教學特點具備以下幾點特征:專業知識面寬,注意社會發展需要、專業方向的設置和調整;緊密聯系生產實際和就業市場的需求,不斷調整和補充知識結構;注重人才的獨立工作能力的培養,實踐性環節多;嚴格的考試和成績評定制度;教學方法注重講授示范性的科學方法。上海理工大學土木工程專業一直積極探索支持和激勵學生海外交流的新機制,積極推動交流互派、海外短期學習、海外畢業實習、參加國際學術會議等多渠道、多平臺、多模式的學生海外交流活動,拓展學生的國際視野。目前,土木工程系與亞琛工業大學的土木工程專業和工程地質專業開展了從本科生到博士生多個層次的合作交流,土木工程系每年都選派優秀學生到亞琛工業大學進修和交流,參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目。同時,選派學生去德國高校并參與到德國高校的課題組完成畢業論文和畢業設計,德方為每名學生配備了知名教授和經驗豐富的教師,分別擔任正副指導教師,學生們被安排在不同的課題組,分別參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目,要求每個中方學生必須真正融入德方研究團隊,每位學生在研修班結業時都必須報告自己的學習和研究成果,這樣通過雙方聯合培養豐富了土木工程專業人才培養的途徑;同時,土木工程系接受德方高校派學生來上海理工大學進行畢業設計、畢業論文和畢業實習以及學術交流,雙方學生之間的知識交流與共享促進了本校學生和德國名校之間的交流,開闊了學生的視野,大大提高了學生工程實踐的能力和團隊合作能力。目前,中德大學生聯合研發的邊坡智能預報系統正在德國的多個邊坡工程中試用。該系統將應用于北京周口店、浙江龍游的邊坡工程及上海隧道股份有限公司盾構開挖引起的地面沉降預報。

篇(4)

中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)34-166-2

0 引言

土木工程結構設計是確保整個土木工程安全與質量的關鍵環節,在土木工程建設數量日益增加的今天,人們越來越重視其設計安全問題。所以深入分析土木工程結構設計安全問題,并制定相應的改進措施,對提升土木工程結構的安全性具有重要的現實意義。

1 現代土木工程的特點分析

社會與經濟的飛速發展,對土木工程的建設提出了更高、更多元化的要求,為了進一步滿足這些需求,大規模、大跨度、超高層、輕型、大型以及精密設備現代化的建筑物逐步成為時展的重點,這些建筑物具有高質量、高效益和快施工的基本特點,使得土木工程出現了新的特點,主要包括:

1.1 建筑材料方面

科學技術的發展推動了各項新技術、新材料的研發和應用,土木工程中使用了越來越多的新型高強輕質材料,例如比鋼輕的鎂合金、玻璃鋼(玻璃纖維增強塑料)等。在應用這些新材料時,我們還要注意其各項參數的研究,比如有些材料的彈性模量偏低,還有些材料價格高昂,限制了其應用范圍。同時,在提升現用鋼材和混凝土的強度和耐久性方面雖然已經取得了一些成果,但為了緊隨時代的發展需求,仍需加大研究力度[1]。

1.2 工程地質與地基方面

土木工程結構的設計與施工與施工現場的地質與地基構造以及自然的應力情況和力學性能有著直接的關系。同時這些因素還對工程設施的選擇、結構體系以及建筑材料的選取有很大的影響,尤其是地下工程,其影響巨大。現階段,應用在工程地質和地基勘察的技術主要是現場鉆探取樣,室內分析實驗,這種模式的勘察存在適用于小型建筑的局限性。現代化大型建筑的發展需求要求亟需研發滿足時展的新型勘察技術與方法。

1.3 工程規劃方面

在傳統的工程總體規劃時,工程經驗占據很大成分,但日益擴大的土木工程規模對工程規劃有了更嚴格的要求,所以必須運用系統工程的理論和方法,進一步提升工程規劃的科學水平。對于特大型土木工程,比如高大水壩,會對當地的生態平衡以及農業生產產生深遠影響,并且會對自然環境起到改變作用,此類工程的社會效益利弊兼存,其總體規劃必須全面考慮,趨利避害[2]。

1.4 工程設計

土木工程設計應堅持適用、安全、經濟、美觀的原則,根據實際情況開展合理的工程設計。目前,在分析確定工程荷載值以及材料強度值時常用的方法是概率統計,對自然因素作用在時間與空間上的分布與統計規律進行科學研究,如風力、地震波、海浪等因素,深入探索反映材料非彈性以及結構大變形、動態、與巖同作用,完善并深化結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論[3]。另外,還要結合現代化的計算機系統,利用其高效能的計算和設計方法開展工程設計,保障工程設計的科學合理與可操作性。

2 土木工程結構設計存在的主要安全問題分析

2.1 結構設計的穩固性偏低

工程結構設計中的穩固性指的是當工程局部出現破損時,工程的整體安全不會受到巨大的沖擊。例如,土木工程受到地震、火災、爆炸或其他人為事故等災害時,只有結合工程的地質以及土質承載力,合理論證工程的結構設計,才能保障設計中的延性及冗余度達到最佳狀態,進行將建筑的損壞程度降至最低。由于結構的穩固性直接決定了整個工程的安全,所以進行土木工程結構設計的首要前提就是要確保結構的穩固性。但從目前我國的土木工程結構設計現狀來看,其穩固性偏低,不符合相關的規定標準,造成災害來臨時傷亡慘重。

2.2 結構設計的規范安全設置較低

目前,我國的土木工程結構設計安全規范還不完善,權威性與約束力較差,導致工程的質量令人堪憂,有的土木工程甚至使用年限僅為幾年,使用過程中常出現墻壁開裂、變形等問題。究其原因,就是結構設計的安全規范設置偏低。如與國外對比,我國規定的辦公樓樓板承受的活荷載值是200kg/m2,而美國是240kg/m2,英國是250kg/m2,以此為標準建造出來的工程質量顯然偏低。

2.3 無法明確區分構造柱和承重柱

土木工程結構設計中若無法準確區分構造柱和承重柱,則會直接影響工程的牢固性,降低工程的安全性。一般構造柱指的是與梁配合,避免墻壁出現裂縫,提高建筑物抗震能力的墻柱。若設計人員將構造柱當成承重墻使用,其強度遠不如承重墻,在遇到例如地震等劇烈震動時,就會由于抗震能力不足導致建筑物出現裂縫、沉降等現象,嚴重時會造成建筑物倒塌。此外,承重柱截面積設計偏小也是影響工程安全的重要問題。為了方便分析受力,在抗震要求不高的工程結構設計中,設計人員會設計偏小的承重柱截面積,這樣一來在有外力作用時,會造成柱、梁開裂等問題,極大地降低了建筑的使用壽命[4]。

3 改進土木工程結構設計安全性的有效策略

3.1 制定規范化的標準和體制

土木工程的結構設計必須有完善的、規范化的國家標準和要求,在嚴格遵守相關法律規定的前提下進行科學合理地設計。建議我國的土木工程結構設計結合我國的實際情況,吸取外國的先進經驗,推動規范化設計標準的發展,積極促進土木工程結構設計水平的有效提升[5]。同時,建立健全管理制度、人員規范要求等,嚴格監督其各項制度的執行效力,提高工程設計行業的規范化、制度化。另外,還要定期對土木工程結構設計進行安全性檢查,及時上報并整改不符合安全要求的設計項目。

3.2 強化設計人員專業能力和綜合素質的培養

設計人員的專業能力和綜合素質直接關系著土木工程結構設計的科學合理性,所以,強化設計人員專業能力和綜合素質的培養尤為重要。首先,加強對設計基本知識內容和技能的培訓。設計人員應全面、系統化地了解和掌握土木工程項目設計,在結合具體的工程勘察情況進行科學的設計。其次,著重培養設計人員的安全意識,確保工程結構設計的安全性。在進行工程設計時,設計人員要準確識別存在的安全問題,并進行反復的論證后再進行相應的設計。最后,時代的發展推動了各類新型的結構設計技術和方法的層出不窮,應積極組織設計人員進行培訓和學習,使其設計成果能夠跟上時代的發展需求。

3.3 定期檢測土木工程設計中的各項指標

土木工程是一項復雜的工程,涉及的學科眾多,這也就決定了結構設計需要很多的參數,各個參數對整個工程的安全有著重要的影響。例如,建筑材料的數量、價格、使用面積等,直接影響著建筑物的結構、安全性及質量。所以,必須嚴格控制設計中參數的安全積累,確保其符合國家相應的規范和標準,提高土木工程的安全性[6]。此外,土木工程安全對社會有著重要的影響,必須嚴格監督檢測其安全性,所以應建立完善的監督制度以及管理制度,加強制度執行力度,并定期檢測土木工程設計中的各項指標,保證土木工程的安全性。

4 結束語

總之,土木工程的結構設計事關我國社會與經濟的良好發展,在國內外經濟形勢不斷變化的今天,必須做好土木工程結構的安全設計工作,以優質的土木工程更好地服務我國經濟實力的有效提升,促進我國綜合國力的顯著提高。

參 考 文 獻

[1] 趙麗,朱惠琳.土木工程結構設計安全問題及策略探析[A].2015年7月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].建筑科技與管理組委會,2015.

[2] 聶旭東.土木工程結構設計安全問題及策略分析[J].四川水泥,2016(01):109.

[3] 李強.安全性前提下的土木工程結構設計策略初探[J].赤子(上中旬),2014(24):240.

篇(5)

主管單位:黑龍江省教育廳

主辦單位:黑龍江大學

出版周期:季刊

出版地址:黑龍江省哈爾濱市

種:中文

本:16開

國際刊號:2095-008X

國內刊號:23-1566/T

郵發代號:

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:1972

期刊收錄:

核心期刊:

期刊榮譽:

Caj-cd規范獲獎期刊

篇(6)

學校為規范隧道工程畢業設計的指導和管理,對畢業設計的流程、質量控制體系、考核評價體系及設計成果等方面進行規范,并對如何更好地開展畢業設計指導進行了多個方面的探討和借鑒,但還存在很多問題。主要表現在:選題與工程實際存在一定程度脫節;設計資料陳舊,沒有及時更新,缺乏系統性;畢業設計成果欠規范,設計質量有待提高;設計過程管理不嚴格,學生態度不積極嚴肅;指導模式有待改進和完善。總體而言,目前本校隧道工程畢業設計在選題、指導、培養目標、參與主體的主觀能動性、建立創新激勵機制以及理論與工程實際相結合等方面還存在一些問題。

對我校隧道工程畢業設計的幾點改進和完善建議

隧道工程是土木工程的一個分支,寬口徑的土木工程專業是應用性、實踐性很強的專業,其涵蓋范圍廣泛,涉及的知識面寬,針對性強,其教學具有很強的實踐性、社會性、綜合性、創新性和群體性的特點。根據“湖南城市學院隧道工程專業人才培養計劃”的教學培養目標,貫徹因材施教的育人原則,更好地體現理論教學、實踐教學和科學研究“三元一體”的教學思想,適應厚基礎、寬口徑的專業培養要求,本校對隧道工程畢業設計的指導根據2010屆、2011屆與2012屆畢業生的設計情況以及暴露的問題,和與多個學校的探索交流,主要針對設計前期、設計過程和設計后的總結提出了以下幾點改進和完善的建議。

(一)充分做好設計前期工作

1.加強和落實好畢業實習,科學選題,提前選題。畢業實習能夠讓學生充分體驗施工現場,將學習的理論和實踐聯系起來,成為學生為完成畢業設計很好的練兵場,因此教師應該加強畢業實習的落實。本校的畢業實習安排在第7個學期期末延續至寒假,因此盡量在滿足教學安排的情況下,爭

取較長的時間給學生體驗,同時制定好相關的指導方案,有針對性地指定實習內容,并要求做好實習日志和報告并據此進行畢業實習答辯和評定。畢業設計成功與否,效果如何,與畢業設計選題密切相關,題目選擇要滿足教學要求,還應達到專業培養目標的教學大綱要求,盡量結合生產實際、科學研究的任務,同時還應適當反映本專業領域的發展水平和前沿動態。另外,要切合學生實際知識水平和應用能力,特別是畢業設計內容還應該結合學生畢業分配的去向,2010屆、2011屆與2012屆曾經參與過隧道工程技術工作的畢業生反饋的信息表明,由于選擇與工作相關的畢業設計課題,確實受益匪淺,他們能夠更好更快地適應工作環境。因此,建議在學生畢業實習前由老師制定好選題,給定相關設計資料,特別重視給定詳細的地質資料,讓學生在施工現場重視對地質資料的分析、研究和使用,充分熟悉和鞏固工程地質方面的專業知識,讓學生在畢業實習期間有針對性地選好課題,同時學習和強化與之相關的內容,收集實用的資料,了解相關施工工藝。

2.做好資料搜集工作。選定了畢業設計題目,學生應該以此搜集相關的規范,教材(特別是《隧道工程》、《土木工程地質》、《結構力學》、《巖體力學》等)、參考文獻、論文以及相關視頻資料,同時熟悉隧道施工工序,認真閱讀,回顧和讀懂讀透重要章節內容。這部分的工作量大而且對順利完成畢業設計有著不可取代的作用,可能有的學生不積極,或者有些盲目,老師應該予以適當的指引,盡量避免學生做無用功。

(二)落實和抓好設計過程

在前期做好較為充分的設計準備后,本著“以人為本,教會生存,張揚個性”的指導方針,設計過程不僅學生要充分發揮主觀能動性和創新性,指導老師也要加強對學生的指導工作,投入足夠的時間和精力,同時學校要制定積極的管理措施作為有力的保障,從而保證畢業設計的順利進行。

1“.模板化”設計與“個性化”設計相結合。本校隧道畢業設計由于在資料庫儲備方面還沒有完善,所以畢業設計宜采用“模塊化”。“隧道工程的模塊化設計”的具體內容包括以下幾個方面的基本內容:選線、建筑限界、洞門、襯砌、通風與照明、排水、施工方案、施工組織、概預算等。學生必須要有這幾個方面的設計內容,但是為滿足教學要求的深度和廣度,又避免抄襲現象和充分發揮學生的積極探索和創新的精神,鼓勵學生個性化發展,同時建議還采取“個性化設計”補充,在以上幾個基本內容中采用其中1-2個版塊進行深入的分析,研究和專項設計,有必要時可以輔助試驗,施工現場考察。

2.正確對待計算機輔助設計。計算機輔助設計已經在工程設計得到廣泛應用,計算機應用能力成為衡量畢業生能力的一個重要指標。畢業設計過程中要求畢業生結合本校師資隊伍情況,以隧道工程為畢業設計對象,在畢業設計過程中合理使用計算機進行輔助設計,但同時為了避免學生抄襲和弱化學生實際動手能力,建議學校采用“手工+計算機輔助設計”相結合的模式。例如,首先學生必須掌握常用的辦公軟件,如:Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等,并能熟練地用來進行大部份畢業圖紙的繪制與畢業計算書的編寫;其次,對于部分非常重要的圖紙,如建筑限界設計,緊急停車帶設計,洞門平面圖,洞門立面圖,各類圍巖襯砌設計及配筋圖,爆破施工方案,路面結構圖則必需采用手工繪制。同樣,對于結構設計計算,要求學生學會相關軟件,如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus,同濟曙光等進行結構受力計算和分析。但對基本的計算,如圍巖壓力的計算、襯砌配筋等,宜采用手算。此外,還應適當鼓勵和引導學生進行與自己工作相關的設計和研究生學生學習,還可以較為深入地引導學生學習同望West,Origin科技繪圖,以及Fortran90、VC++等計算機語言編程的應用。

3.教師指導模式的改進。指導老師精力和時間的投入、給予的耐心指導是學生順利進行畢業設計的強有力保證。教師指導主要從以下幾個方面進行改善和提高:

(1)在畢業設計過程中,指導老師不僅要進行業務指導,更要著眼于教書育人、提高學生綜合素質和工程能力;不僅在設計選題和下達任務等環節“精挑細選”,更要在指導過程中“精雕細鑿”,因材施教;不僅要對學生的出勤紀律、任務完成情況進行管理監督,同時要聽取學生完成工作情況的匯報,關心學生的全面成長。因此老師可能采用多種指導方式,如直接與學生見面或者運用QQ、手機等聯系方式進行指導,同時建議老師指定每周特定的時間為學生答疑解惑,尤其對于地質資料的閱讀和襯砌設計部分,要適當補充相關文獻、論文和專題形式的詳細指導。

(2)指導老師應該根據學生的不同情況,擺脫以往“單行灌入式”的教學方法,改變學生“等、靠、要”的惰性心理,采取“因材施教”的方法。另外,還要特別注意鍛煉學生自學能力,例如對于襯砌計算,他們不知道如何下手,指導老師可大致先講述計算的基本環節及如何查閱相關資料的途徑,然后放手讓學生們自主去探究,最后再根據相關問題重點答疑。這樣在學生的獨立學習能力得到提高的同時,也讓學生學會了如何規劃處理工程問題。

(3)組成指導小組定期給予指導。隧道工程畢業設計是對所學專業的綜合訓練,它涉及巖土、地質、建材、力學、施工組織及概預算、結構設計原理等各個方面,涉及的問題多,知識面較寬,這就要求教師要分工協作,充分發揮各自的優勢,以保證畢業設計指導的質量,因此建議成立隧道專項指導小組,小組教師適當地補充一些隧道工程專題講座,并進行集體答疑,互相配合,避免獨立指導下不全面的弊端;同時小組成員經常討論指導畢業設計的經驗與體會,對培養青年教師,提高其業務水平及指導畢業設計的能力也起到積極的作用。

(4)與其他院校多交流,相互借鑒。這三次的畢業設計指導通過與武漢大學、華中科技大學、中國地質大學(武漢)、中南大學、湖南大學、湖南科技大學等高等院校的師生相互交流,同時聘請相關教授(如華中科技大學王元漢教授)來本校進行畢業設計指導和相關知識講座,為本校隧道工程以及其他畢業設計提供了很多的建設性建議,特別是對教師如何指導學生、引導學生積極思考、充分發揮主觀能動性等方面有很大的促進作用,全面完善了本校土木工程畢業設計指導模式。

4.學校加強和落實好考勤制度和考核評價體系的管理。畢業設計的管理是一項復雜的系統工程。涉及畢業論文的選題、任務書的下達、開題、評審、答辯、成績評定和歸檔等一系列程序。畢業論文的管理工作需要制定如教師指導、師生定期交流、論文審閱、考核標準和評級等一系列制度規范。雖然本校建立了一系列畢業設計管理制度,但其中卻存在許多尚需完善之處,因此必須建立一套行之有效的管理實施辦法、明確考核標準和指標。同時,必須強化貫徹制度的力度,將畢業論文的相關規定和條例落實到位。在實際執行中,對畢業設計成果質量要求不能放松,并且監督管理工作不能浮于表面,特別是對于出現問題的畢業設計,應更加嚴格要求,保證整改效果。

(三)設計后重視總結與完善

1.建立和完善科學的評價指標體系和評分標準。畢業答辯是考核畢業生分析問題、解決問題應變能力的一種手段,是對學生畢業設計水平的評估。組織好畢業答辯可提高學生整體的專業水準。目前,本校土木工程的答辯是按班級進行的,橋梁工程專業與隧道工程專業混在一塊進行答辯,因此采取的畢業答辯模式有待改善。根據本校教學資源的具體情況,結合以往的答辯模式和借鑒山西鐵路工程職業技術學院的答辯模式,本校土木工程目前的畢業答辯模式應該分專業進行,各個專業答辯小組組員由6人組成,由本專業學科帶頭人任組長,指導老師和專業老師各2名,聘請1名施工現場工程師或退休工程師參加答辯。畢業答辯內容宜由以下三個部分組成:

(1)畢業設計宣講。由設計者口述完成,要求宣講內容完整嚴謹,概念清楚,能正確運用圖表,重點突出創新能力及涉獵可能奪得新工藝,新材料,新技術和對未知施工知識的探究,這里建議采用懸掛圖紙,黑板板書和PPT演示相結合的方式,重在培養學生的表達能力。

(2)抽題答辯。指導老師根據設計過程需要的基本知識,必須掌握的重點知識,選好一定數量的答辯題,供答辯現場抽簽答辯,這樣可以激發學生的學習興趣,營造一個生動、活潑的教學環境,為畢業生掌握基礎知識提供一個很好的平臺。

(3)提問答辯。參加答辯的老師提前閱讀畢業設計,緊扣畢業設計進行隨機提問答辯,學生即興回答,要求能很快理解所提問題的實質,解答內容正確,論證確切,邏輯性強。

2.重視資料庫的完善。就畢業設計這一教學環節而言,需要大量的設計資料做支撐,這既是教學任務的要求,也是資源積累和教學可持續發展的需要。目前,本校隧道工程的設計資料數量嚴重不足,參考書籍不全,規范沒有及時更新等問題,這在一定程度上影響了畢業設計的質量和速度。因此,學校、老師和學生必須重視隧道設計資料的收集、整理和資源整合,除了補充和完善常規紙質資料外,應當發揮學校網絡的優勢,建立本校畢業設計專題專版。資料庫的完善與整理包括:

(1)收錄前屆畢業設計提供的各種地形圖和地質資料;

(2)收集各種隧道工程設計實例(包括常規的和特殊的案例);教師實際完成的具有代表性的設計案例,突出特殊的設計;

(3)收集“模板化設計”中各個專項設計相關的技術論文等資料,形成各項專題多樣化模板,建立專門的數據庫供學生查詢和利用;

(4)收錄各種設計、施工、驗收規范和圖集等;同時對新的規范及時進行更新和公布。這樣,通過集合各種優秀資源,不但實現了信息資源共享,滿足了畢業設計的資料需要,還達到了積累資源和教學可持續發展的目的。

3.評定優秀指導教師和優秀畢業生。制定相關的政策,綜合學生在設計過程中的努力程度,設計成果質量與答辯表現,每組評定適宜數量的優秀畢業生,同時根據指導老師的指導記錄和對畢業生的問卷調查,評定畢業設計優秀指導教師數名。這樣在設計過程中,學生與學生之間,老師與老師之間形成一種不斷改進,不斷提高的良好活躍的競爭氛圍。

4.畢業答辯結束后,組織畢業生師生座談會。畢業答辯結束并不意味著畢業設計的整體結束,還應該對畢業設計的指導模式和需要完善的政策和相關條例條文進行總結,完善本校對以后畢業設計的指導。建議本院在答辯結束后,進行1~2次畢業生設計師生座談會,總結設計過程中遇到的專業問題,以及管理制度、指導方面和其他方面的問題,通過學生自主發言,老師補充的模式總結,例如在進行隧道襯砌受力數值模擬的時候,關于建模和后處理的難點問題,對于圍巖壓力的計算采取excel計算還是自行編輯的程序計算的問題,老師的指導環節如何設計更有效的問題等,為本校以后的隧道畢業設計提供參考。

由隧道工程畢業設計引發的幾點教學建議

(一)開展“四年級本科生導師制”

我校土木工程專業現設有建筑工程、地下空間和道橋方向三個方向,根據本校的師資隊伍,借鑒東南大學的人才培養模式,本校可以采取“本科生導師制”,采取學生和導師“雙向選擇”的方式,其目的和要求是:

(1)導師負責學生在大學四年的學習情況,包括專業課學習、參加課外科技活動和科技競賽、參與土木工程試驗等;學生根據自己學習的方向選擇老師,有的放矢的跟隨導師學習自己所關心的科研問題。

(2)導師主動關心學生的全面成長,通過與學生“交朋友”的形式,幫助學生克服遇到的學習,心理和生活方面的問題。

(3)導師尤其負責學生大四的畢業實習和畢業設計的指導工作。

(二)引導學生走進試驗室,培養科學和嚴謹的學習態度

本校擁有土木工程試驗中心,下設建材、力學、土工、結構、道路、橋梁等專業實驗室。經過10余年的發展,現已成為具有一定規模的學校重點實驗室之一。專業技術人員和師資力量雄厚,本中心擁有六層土木實驗樓1棟,結構廠房1棟,實驗設備約400余臺套,擁有多臺先進的大型設備、儀器,其中包括500噸壓力試驗機、結構疲勞試驗機、全站儀、樁基檢測儀、電子萬能試驗機、智能液塑限聯合測定儀,多功能振動測試系統,超聲波檢測儀等。土木工程實驗中心除承擔全校工程類專業的實驗教學任務外,還和湖南城市學院土木工程檢測中心對外承接大量房建、道路、橋梁、巖土、測繪工程等方面的試驗和檢測項目,同時也是重要的科研基地。為充分利用這些實驗設備,為引導學生將理論和實踐聯系,培養學生的綜合素質和能力,本校應該放開手,制定試驗室開放政策,老師引導學生多走進試驗室,給予相關的試驗課題,讓學生自己動手,探索新知識,解決問題,培養科研能力和實踐能力,使土木工程專業素養不斷得到提高。

(三)引導學生積極參與土木工程檢測項目,培養吃苦耐勞的工作作風

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一、工程教育認證背景下土木工程類畢業設計存在的問題

土木工程專業的畢業設計是對本專業大學生專業知識及實踐能力培養和檢驗的重要環節。要求學生能夠綜合運用四年所學,例如高等數學、大學英語、理論力學、工程制圖等基礎知識以及彈塑性力學、巖石力學、土力學、工程地質學、結構力學、基礎工程、錨固與支擋技術等專業知識對某一工程實際問題進行深入研究,旨在提升學生的工程意識、綜合能力和專業素養。然而,由于各種因素的影響和制約,例如選題偏難或與工程實際問題相脫離,指導老師工程經驗缺乏或時間有限,學生認識不足或因面臨找工作、考研等而疲于應對,導致畢業設計環節的培養效果往往不盡人意[3-6]。

1.選題方向不明確

筆者通過對中國地質大學(北京)師生的問卷調查和訪談,發現在土木工程專業類畢業設計選題方面學生的整體滿意度不高,教師的積極性也不足。通過分析筆者認為其原因主要有以下幾點:(1)選題的前期準備工作不充分。在目前畢業設計的選題工作中,多數指導教師需要在一兩周時間內給出多個選題供學生選擇,這難免會出現選題之間相互重復、科學性低、可行性差等問題。(2)選題難易程度把握不好。由于教師特別是青年教師缺乏經驗,容易出現題目選得過難或過易,太大或太小等問題,難以給出與當前工程問題密切相關、并有一定廣度和深度的選題。此外,若沒有針對學生的興趣和特長來制定選題,學生會對畢業設計感到困難或積極性不高。(3)選題模式單一,缺乏新意。目前的選題模式一般為指導教師定題,學生選題。設計題目多年重復使用,同質化程度高。同時,選題大多缺乏整體考慮,基本是讓學生獨立開展,學生相互之間缺乏協作與配合,缺乏多學科方向的團隊合作式選題,不利于學生協作能力和團隊精神的培養。此外,由于選題過程中師生缺乏充分交流,容易導致選題與學生的興趣或特長相脫離,致使學生對畢業設計感到困難或積極性不高。

2.研究過程不深入

畢業設計過程是對一個學生綜合能力的考察,可以培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。目前,畢業設計實施過程中主要存在的問題如下:(1)指導老師對學生的課題研究環節缺乏足夠重視。一方面,由于近年來本科生大規模擴招,師生比例極不平衡。在畢業設計指導過程中,教師由于教學任務過重,指導的學生過多而無法進行全過程、有針對性的指導;或者因科研任務過重,沒有足夠的精力對單個學生進行耐心、細心的單獨指導。另一方面,表現在指導教師對畢業設計質量要求不夠嚴格,對學生論文不能進行嚴格的審閱并指出論文存在的主要問題,也沒有堅持讓學生全部修改后再去參加答辯。(2)學生重視程度不足,投入時間少。一方面,如前所述老師對學生畢業設計的審查不嚴,容易導致學生態度松懈;另一方面,由于畢業設計時間一般是在大四上學期期末或下學期期初開始,大部分學生均面臨找工作、考研等問題,由于時間緊張或認識不足,部分學生很難將大量時間花在畢業設計上,導致開題準備倉促,查閱資料文獻不全面甚至嚴重偏少,缺乏對畢業設計目的和課題研究問題比較深入的認識和理解。而計算設計上投入時間的不足,導致學生的畢業設計錯誤頻出或是缺乏創新。(3)指導過程管理缺位。雖然學校的培養文件里面一般都有對畢業設計實施過程的相關要求,例如要求指導老師每周給所帶本科生至少開一次例會等,但這些要求缺乏有效的監督措施或監管過程控制不嚴,從而導致課題研究過程中老師的指導質量大打折扣。

3.評價反饋不到位

畢業設計評審是對學生整個畢業設計實踐環節綜合表現的評估。當前,畢業設計的評審環節中主要存在如下問題:(1)指導教師難以給自己指導的學生進行公正評價。由于畢業設計的總成績直接關系到優秀和不合格畢業設計的評選,與指導老師的教學業績掛鉤,因而不少指導老師給自己指導的學生評分尤其是評優時普遍偏高,明顯干擾了畢業設計評判的公正性。(2)有些答辯評委教師可能并不熟悉一些學生的畢業設計內容,因而無法給出權威評價。例如,土木工程的主要研究方向包括建筑結構、巖土工程、工程地質勘察、地質災害防治等,如果建筑結構方向的老師作為地質災害防治答辯專家的一部分,這一部分答辯專家可能會因為研究方向的差異顯得捉襟見肘而難以給出比較權威的評判。(3)答辯評委成員中具有實際工程經驗的專家比例偏少。由于在校的很多教師尤其是年輕教師以從事教學工作為主,工程經驗相對缺乏,在評價過程中難以指出學生畢業設計中存在的實際工程問題,或者對工程圖紙編制的規范性要求不嚴。(4)畢業設計的評價工作缺乏與相應的改進措施形成閉環。目前畢業設計的評價僅僅是為了評價,各屆學生的畢業設計實踐教學相互孤立,缺乏動態反饋和改進工作的激勵機制,沒有達到以評促建的目的。

二、工程教育認證背景下土木工程專業畢業設計的教學改革方案構想

工程教育認證強調一切以學生為中心的教育理念,強調以工程人才培養目標為導向。具體而言,一切教育教學過程和環節都應該以學生為本,包括:培養目標要適應經濟社會發展需要,培養標準要使學生成為行業企業需要的人才,課程體系要成為培養標準實現的平臺,教學組織和方法、教師隊伍建設、教育教學資源配置等要有利于學生能力和素質的培養等,以至于所有的教育教學活動都朝著達到培養標準和實現培養目標的方向努力[3]。針對當前土木工程專業畢業設計所存在的問題,本文按照工程專業教育認證標準的相關要求,并基于以學生為中心的教學理念,提出土木工程專業畢業設計相應的教學改革方案和貫穿畢業設計全過程的管理模式[1,3-4]。

1.前期介入,指明選題方向

(1)做好前期準備,選題時間前移。在畢業設計選題階段,可以考慮在建立本科生導師制的基礎上將本科畢業設計的選題時間前移。工科類本科生導師制是指聘請高校科研骨干教師或企業具有豐富工程經驗的技術專家,在師生雙向選擇的前提下擔任本科生的指導教師,教師結合自己的專業研究方向,在思想、學業、生活及心理等方面為本科生提供引導、咨詢或幫助[7-8]。土木工程專業的本科畢業設計一般需要經過選題、查閱資料、課題理論分析、課題實驗研究、撰寫畢業設計等過程,對于一個本科生來說,如果事先沒有充分的查閱文獻和專業積累,要想在半年左右的時間內完成是比較困難的。因此,可以通過鼓勵學生在大學三年級開始較早參與導師的科研課題,培養學生的專業興趣;學生通過搜集整理資料、做實驗和撰寫小論文,形成一定的知識積累和學術規范,為畢業設計課題的選擇打下良好的基礎。(2)加強專業引導,增設“專業前沿課”。從本科三年級開始開設“專業前沿課”,讓學生根據自己的興趣方向選擇參加不同指導教師的專業前沿研討課。教師在課上系統地介紹不同研究領域的學術動態和科技前沿問題,學生通過專業前沿課上的思考、交流和討論,與教師探討可能的選題方向,逐步確定自己的論文設計題目。(3)因材施教,個性化指導。指導教師也可以通過在給學生講授專業前沿研討課或在課題研究過程中,逐步了解學生的興趣、能力和未來職業規劃,因材施教,并結合工程實際問題,針對性地將課題分解出不同類型、方向的小課題供學生選擇,每個小課題的設計使得學生在基礎理論知識、專業實驗技能以及科學研究思維等方面得到充分的鍛煉,并可便于教師較好把握選題的難易程度,提高畢業設計的質量。選題時提前讓學生了解教師的課題方向,采取師生互選的選題方式,采用“公開課題方向—學生填報志愿選擇教師—教師根據學生特點確定選題題目—協調調整”的選題流程來滿足大多數學生對選題的要求。

2.過程參與,深入實踐指導

(1)導師分組,按學科方向給予學生專業性指導。在畢業設計課題研究階段,首先可以按學科方向進行導師分組,這樣便于導師結合自己的專業特長和工程實踐對學生給予專業性的指導。同時,設置指導學生人數上限。建議每位教師指導的學生人數不超過3個,這樣可以保證每個學生盡可能得到充分指導。(2)進度跟蹤,有序推進。整個畢業設計過程應建立完整的任務進度檢查制。課題研究階段可以分為開題、中期檢查和正式答辯3個環節。開題可以安排在大四的上半學期(1月份),中期檢查安排在大四下半學期的3月中旬。指導教師應根據學生提交的任務進度安排表定期對學生的進度進行檢查并提出修改意見,學生根據教師提出的意見及時整改和反饋,確保進度有序推進。(3)管理跟進,整體協調。導師可以根據課題的實際需求,讓不同學科方向的學生參與到各個子課題的研究,開展不同方向和內容的畢業設計工作,這樣有利于培養學生團結協作的精神,并發揮各自的專長,提升通過相互協作來解決實際工程問題的能力。

3.多元評價,提升反饋實效

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二、民辦高校土木工程專業學生管理改革建議

1.關注民辦高校學生心理健康,加強思想教育加強民辦高校土木工程專業學生心理健康監測體系建設。就土木工程專業的學生來說,獨生子女占很大一部分,學生存在依賴心理、自我意識,以自我為中心,獨生子女和非獨生子女群體交融過程中難以避免地存在差異,亟待高校學生管理體制加強,尤其大學生心理健康監測工作更為艱巨。監測容易被學生誤以為監視。監測過緊,學生反感,甚至對抗;監測過松,難以達到監測效果。應建立土木工程心理思想教育辦公室,制定一整套健康監測系統。在監測中促進學生思想成熟,心理健康發展。

2.加強實踐教學,改變實踐教學學分制度職業技能型人才主要在實踐教學中進行培養,改革土木工程專業學生實踐學分制度,大力推進實驗室建設、教學軟件開發,實踐教學占日常教學的30%。以學院為例,實施三學期制,暑假10周,寒假5~6周,暑假后4周在夏季短學期組織實踐。首先,學分制,理論學分:16課時(學院通常)18個學分,16節課1個學分。實踐學分:過去32課時1個學分,或者更少僅有0.6個學分(公辦學校現在大部分做法),學院將實踐課定為16學時1個學分。教師評價分為0.8或1.0或1.2。如果一節課上1.2學分的實踐課,就要通過開展綜合性實驗與創新性課程來達到。學院其他專業大部分課會上到1.0,與理論課一樣,土木工程專業一般可達到1.2學分。比如測量課包括:對學院校園測量、工程地質、野外落筆洞巖礦物識別、土力學、剛剛建設的土力學實驗室、結構力學、海南省結構力學大賽大學生創新項目,通過這些改革加強實踐教學比重。

3.教師配比,傾向雙師型教師教學在教師配比方面,鼓勵高級工程師進校指導學生,在生產單位實習過的青年教師、企業退下來的老教授具有大量的實踐經驗。完善土木工程教師培養培訓體系,做好土木工程專業培養培訓規劃,優化隊伍結構,提高土木工程教師專業水平和教學能力。通過研修培訓、學術交流、項目資助等方式,培養教育教學骨干、“雙師型”教師、學術帶頭人,造就一批教學名師和學科領軍人才。對應屆畢業新晉教師,除了理論培訓,還要送到生產單位實習培訓,更多地以施工和工程實際情況授課。每個導師帶10個學生工程實習,從大一開始確定畢業設計內容。專業每年召開本科教學工作會議,著力解決人才培養和教育教學中的重點難點問題。倡導知名教授開設新生研討課,激發學生專業興趣和學習動力。大力推進民辦高校土木工程專業學生培養機制改革,建立以實踐實習為主導的教師責任制和企業項目資助制,推行產學研聯合培養土木專業學生的“雙向培養制度”,請名師做專業專題報告,拓寬學生視野。

4.改革土木工程專業人才管理評價制度我國大多數高校對學生的評價主要采取學業成就評價方式(考查和考試),這種評價方式在促進學生掌握知識方面發揮了很大作用。但是,它也帶來學生能力不足、實踐能力弱等一系列問題。因此,民辦高校土木工程專業要改革學生評價制度,促進學生全面發展。制定民辦高校土木工程專業人才培養質量標準,建立科學規范的教學評估制度,逐步開展對高等學校學科、專業等水平和質量評估。健全土木工程專業學生考核機制,完善在課程教學、實踐教學、中期考核、論文設計、實習報告、學位評定等各環節的學生分流、獎懲制度,將實踐實習和實習報告評價標準提高,需學生、教師、企業三方共同認證。建立土木工程專業統一信息平臺,實現教學狀態數據信息共享。

5.重視學生在學習中的主體地位注重學思結合,倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學。注重因材施教,改進培養方式,建立學習困難學生的幫扶機制。與土木工程相關生產單位聯合,強化用人選拔中對實踐能力的考查,克服社會用人單純追求學歷的傾向。適時抓住國際教育交流機遇,建立國際教育交流合作工程。

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土木工程是一門綜合性和實踐性很強的應用型學科[1],實踐教學是整個教學體系的重要組成部分,是培養該專業學生工程能力和創新能力的關鍵環節,主要包括認識實習、測量實習、工程地質實習、課程設計、施工實踐訓練、生產實習和畢業設計等,教學時間大約為40周。如何構建具有地方特色的土木工程實踐教學體系,培養具有工程能力和創新能力的土木工程師,已成為大多數地方高校土木類專業教學改革的重要課題。文章以桂林理工大學為例,進一步探討土木工程專業實踐教學改革優化的途徑和方法。

一、以社會對人才需求為目標,理清專業發展總體思路

滿足社會需求是專業發展的終極目標[2],隨著社會經濟的發展,土木工程市場對人才需求發生了巨大變化。圖1是桂林理工大學土木工程專業畢業生2001年―2015年就業領域變化情況,從2005年開始,就業格局發生明顯變化,職業類型由“勘察設計型”為主,轉變為“施工建造型”為主,就業種類由“集中”到“寬泛”,由單一“專業技術型”轉變為“技術-管理復合型”等。圖2是桂林理工大學土木工程專業畢業生2000年―2015年廣西區內就業變化情況,圖中可看出廣西區內就業比例逐年增高。地方用人單位對土木工程專業人才需求和人才知識、能力結構要求呈現以下特點:

(1)人才需求呈多樣化趨勢。應用技術的科技含量日益增加,用人單位對人才的需求更加務實,更有針對性,也更加迫切,既需要研究型人才,也需要應用型人才。

(2)人才的專業知識面要寬。應用型人才服務的對象主要是基層企事業單位,這些單位的工作專業劃分不太細,且比較綜合,需要的是工程一線技術把關的技術人才,要懂設計、施工,還要會管理,這就要求技術人員知識面寬。

(3)應用知識于工程的能力強,上手快。土木工程專業培養的人才除了要有本專業各領域的技術知識外,還要有相應的管理和經濟知識、人文社會科學理論知識和素養,以及較強的計算機應用能力等。

這一系列的變化和人才需求特點,其核心是強調本專業的畢業生需具有較強的工程實踐創新能力,對傳統培養方案尤其是實踐教學體系提出了嚴峻挑戰。如何適應新形勢下的變化,成為土木工程專業人才培養面臨的新課題。

在土木工程專業評估標準中,明確要求參評學校辦學思想明確,辦學特色鮮明。結合自身特點,學校土木工程專業確立以地方經濟建設需求為導向,以培養高級應用型人才為目標,突出區域特色的培養方案。為此,從2005年開始,調整專業發展模式,試辦土木工程“應用型”本科專業,以區別于傳統的普通本科專業。2009年,普通本科停止招生,土木工程專業全部調整為應用型本科。

二、土木工程專業實踐教學中亟待解決的問題

盡管高校土木工程專業從思想上已非常重視實踐課程的教學,在辦學思路以及新的培養方案上均有體現,但對地方本科院校而言,由于教學條件、師資力量、學術水平等各方面的制約,其實踐教學環節仍然不能完全適應地方人才需求的變化,有待進一步改進和完善,主要存在以下幾個亟待解決的問題。

(1)片面強調寬口徑與通識能力的培養[3]。在“大土木”教學思想的指導下,部分學校過多強調寬口徑教學,試圖培養土木工程各方向如道路橋梁、房建、巖土、工程管理等無所不能的全才,結果重點不突出,目標不明確。學生雖然學了很多課程但沒有時間和精力真正掌握專業知識技能。

(2)實踐教學條件不足。學校的教學設施建設跟不上擴招速度,實驗儀器設備數量上和質量上無法滿足學生掌握新技術新技能的需求,同時,認識實習、地質實習及生產實習等需安排在校外的實踐課程,受實習地點、施工現場的空間和時間限制以及實習經費投入不足等影響,實踐教學缺乏深入性、工程性和創新性。

(3)“雙師型”教師缺少[4]。面對學生的急劇增長,師資的缺乏,一些學校加大了引進教師的力度,但引進教師研究生畢業直接走上教師崗位,工程素質和實踐鍛煉不足,對工程設計、施工與管理整個過程認識不夠,對新規范、新的施工技術缺少了解。而學校的年度考核、職稱評定也是以科研為主,缺少對教師實踐能力的評定,客觀上造成教師不重視工程實踐能力培養,從而指導學生的效果也不佳。

(4)實踐教學保障體系不夠健全[5]。與理論教學保障體系相比,實踐教學保障體系的建設存在較大的差距,在實踐教學實施過程中,尚缺少嚴密、科學、系統的管理、考核機制,使一些實踐環節流于形式,達不到預期的效果。

(5)實踐教學形式單一,內容陳舊[6]。與課程配套的實驗為演示性,并編制了內容詳實的指導書,學生缺少動手操作的機會,畢業設計的題目結構型式單一,在實踐教學過程中學生大部分只需按部就班即可完成相關實踐內容,其設計計算能力未得到有效鍛煉,未能發揮其主觀能動性,甚至在實踐教學過程中存在大量相互抄襲的現象,工程能力和創新能力無法得到發展和提升。

三、土木工程專業實踐教學體系的優化和改革

根據學校土木工程專業發展總體思路,參照土木工程專業評估標準要求[7],對原有的培養方案進行了優化調整,建立了公共基礎課模塊、專業平臺課模塊及專業課模塊三個構成體,在具體教學內容上,擴大施工類、工程經濟、造價及項目管理等教學內容,顯著增加了實踐性教學環節比重。生產實習環節的時間由4周調整為10周,并新增土木工程綜合實踐訓練4周。土木工程專業是培養結構工程師、巖土工程師、、監理工程師、建造師、造價師的搖籃,不同類型的工程師所要求具備的基本工程素質有所不同,為注重專業教育的共性與個性問題,合理優化配置教學資源,土木工程專業的學生大一至大二為 “大土木”,不分方向,到大三時進行建筑工程、道路橋梁、巖土工程三個專業方向的選擇,專業方向不同,培養方案也不相同,既要做到“厚基礎、寬口徑”又要做到“強應用、高素質”,使教學不僅服務于工程師基本素質的共性培養,更能用滿足專業工程師的個性培養需要,構建符合國家規范要求的“厚基礎、寬口徑、強應用、高素質”的應用型人才培養體系。學校針對該專業實踐教學中存在的一些問題,通過“搭建校企合作平臺、加大實踐教學經費投入、深化第二課堂教育與加強校園文化建設以及加強規章制度建設”等一系列舉措,對土木工程專業實踐教學體系進行了改革和優化,以進一步培養土木工程專業學生的工程能力和創新能力,提高人才培養質量。

(一)搭建校企合作平臺,構建產學研結合模式

產學研結合是指生產、教學與科研相互合作的模式,通過校企合作平臺,學校、企業實現“優勢互補、資源共享、互惠互利、共同發展”。學校通過校企合作平臺,可以提高辦學水平與人才培養質量,并為學生的就業開拓渠道;企業通過該平臺可以選擇優秀的畢業生作為人才儲備,同時與教師的科研項目合作,促進企業轉型升級;教師尤其是青年教師通過與企業的合作,更進一步了解行業動態,使自己的科研內容與行業需求有機結合;學生通過該平臺,在專業教師和企業專家聯合指導下,在真實工程環境下開展各類實習實踐活動,不僅可以接?|到企業先進的生產技術,鍛煉自己的工程實踐能力,還可以提前感受企業的工作氛圍,學習企業文化,提前適應和融入企業的工作和生活環境,了解企業運行機制,培養自己的職業修養,提高職業道德,縮短從學校到工作的過渡期。2012年以來,學校在加強現有校內實踐教學體系建設的基礎上,依據行業對專業人才培養的要求,充分利用學校的地方行業優勢和資源,同各類工程設計院、施工單位等優秀企業建立校企聯合培養體系。目前已與柳州歐維姆機械股份有限公司、廣西建工集團有限責任公司、廣西路橋工程集團有限公司、廣西盛豐建設集團有限公司、廣西華藍巖土工程有限公司、中國化學工業桂林工程有限公司、廣西華藍工程咨詢管理有限公司、廣西建筑綜合設計院勘察研究分院、廣西建筑科學研究院以及桂林市金輝建設發展有限公司等多家企業、設計院建立了聯合教學實習基地,涵蓋建筑工程、道路橋梁及巖土工程方向的設計、施工和管理,為學生實踐能力和創新能力培養提供了重要保證。

(二)以專業評估為契機,加大實踐教學經費的投入

2012年,桂林理工大學迎來了住房和城鄉建設部高等教育土木工程專業教育評估工作,2016年即將迎來復評工作,按照“以評促建、以評促改、以評促管、評建結合、重在建設”的工作方針,學校以積極的態度加強了土木工程專業建設,不斷改善辦學條件,加大實踐教學經費的投入。自2012年以來,通過中央地方共建項目,每年實驗室投入資金超過300萬元。目前土木工程專業擁有總面積達10 000 m2的專用實驗大樓,土木工程學科擁有結構實驗室、建筑節能檢測實驗室、巖土實驗室、道橋實驗室、計算機輔助設計實驗室等。其中,廣西巖土力學與工程實驗室、建筑新能源與節能實驗室為廣西自治區重點實驗室。可用于本科教學儀器設備共2 100余臺,總額2 000多萬元,本科實驗開出率100%。試驗逐步由演示性、驗證性向設計型、綜合性試驗轉變,設計型、綜合性試驗要求學生獨立完成試件設計、材料預算及購置、試件制作與養護、加載方案以及實驗結果分析等全過程,并對學有余力的學生提供開放實驗平臺。在改善實驗教學條件的同時,學校加大了對校外實習基地經費的投入,今年由實習基地負責人申請獲批了每個基地30萬元費用,用于基地建設,切實把校外實習基地的建設落到實處,不再流于形式。為彌補土木工程項目施工周期長,對專業技能要求高,安全管理措施嚴等對工程創新能力培養不利的缺陷,學校充分利用計算機和網絡技術,加大虛擬實踐模式的投入,如購買BIM(建筑信息模型)綜合軟件,建立專業實踐虛擬環境。實踐教學通過虛(虛擬實踐)與實(實驗、實踐)兩個層次,相互結合、相互補充,既利用現代教育技術先進成果,又發揮傳統實踐教學具體形象的優勢,為提高學生工程實踐創新能力提供有力條件。

(三)深化第二課堂教育

古語曾說讀萬卷書不如行萬里路,這話雖有失偏頗但也有一定道理,理想的做法應該是在行萬里路的旅途中讀萬卷書。學校充分利用校內外資源,以學生為主體,開展各種專業競賽,開展專業實踐和社會實踐活動。自2012年土木工程專業通過評估以來,學校構建了國家級、省級、校級、院級等專業競賽,學生參與的積極性不斷提升,參與人數逐年增加。通過競賽,發展了學生綜合運用知識和解決實際問題的能力,培養了學生團隊合作精神、創新能力以及綜合素質。學校建立“桂工講壇”,將行業內專家、學者以及本校實踐經驗豐富的教師引入講壇,對學生進行講座培訓,進一步強化學生的工程意識和工程素質,效果良好。

(四)加強規章制度建設

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[作者簡介]李富榮(1982- ),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院土木工程學院,講師,碩士,主要從事巖土與城市地下工程等領域的教學與科研工作。(江蘇 鹽城 224051)

[基金項目]本文系江蘇省教育科學“十二五”規劃課題“地方本科院校土木工程專業應用型人才培養研究”(項目編號:C-c/2013/01/002)和2013年鹽城工學院教改研究項目“城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新性研究”(項目編號:2013-52)的研究成果。

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)05-0158-03

一、引言

2002年,中南大學首先開設城市地下空間工程專業,該專業是教育部為適應新時期城市建設人才特殊需求而設置的新興專業,簡稱特設專業,目前已有30余所高校開設了城市地下空間工程專業。然而,由于高校背景不一,涉及礦業、核能、交通、建筑、水利、鐵道等不同行業,辦學特色鮮明,雖然課程理論教學基本都可以滿足要求,但作為培養和提高學生綜合素質能力的實踐教學環節卻給高校帶來了難題,同時該專業尚未成立教學指導委員會,專業建設缺乏統一指導,使得城市地下空間工程專業建設與發展難度較大,這點在實踐教學環節尤為明顯。目前,城市地下空間工程專業大多是依托巖土工程專業,但該專業已經超出巖土工程專業的范疇,要建設好城市地下空間工程專業尚需城市規劃、結構工程等專業的支撐。鹽城工學院(以下簡稱“我院”)在新辦城市地下空間工程專業過程中,以培養卓越地下工程師為目標,對城市地下空間工程專業實踐教學體系進行了有益的探索與創新。

二、城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建

1.構建原則。目前,在開設城市地下空間工程專業的高校中,該專業招生人數較少,大多每屆招生1個班,30人左右,專業開設較好的中南大學、山東大學、南京工業大學等,每屆也僅招生2個班,60人左右。在大力提倡改革與創新高校教學體系的背景下,城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建要求、方法、原則可以表現出與土木工程等專業不盡相同的特點,使之具有自身特色。構建城市地下空間工程專業實踐教學體系的原則是綜合性、整體性、獨立性、科學性。其中,綜合性指城市地下空間工程綜合了城市規劃、結構工程和巖土工程等專業內容;整體性原則要體現教學上實踐與理論相結合的整體功能;由于班級規模較小,學生可以獨立完成大多實踐教學環節,即學生具有較多的獨立實踐機會,體現了較好的獨立性;科學性是要求實踐教學環節的構建與實施要循序漸進,科學合理。

2.構建方案。城市地下空間工程專業實踐教學體系是由實踐教學活動各個要素構成的有機聯系整體,作為特設專業,城市地下空間工程專業實踐教學體系要具有前瞻性和系統性,創新實踐教學內容,緊密聯系城市規劃與建設,積極創新工程設計與施工技術,培養符合專業要求且滿足社會需求的卓越地下工程師。為此,根據城市地下空間工程專業的培養方案,我們構建了城市地下空間工程專業實踐教學體系(見圖1),給學生創造各種獨立的實踐機會,使知識、能力、素質融為一體,增強了學生獨立完成工作的能力。

三、城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新

1.實驗教學。城市地下空間工程專業實驗教學環節由基礎實驗、專業實驗、創新實驗等多種實驗構成(見圖2),體現了人才培養多層次、模塊化、系統化和科學性的統一。其中,由學科基礎實驗和力學實驗構成的基礎實驗平臺,不僅訓練了學生的基本技能和素質,還為開展專業實驗、培養學生系統設計和綜合實踐能力打下了基礎。以“土力學與基礎工程”課程為例,該課程是土木工程專業的主干課程、城市地下空間工程專業的核心主干課程,包括土力學和基礎工程兩部分,設有土力學實驗和基礎工程課程設計兩個實踐環節,兼具理論性、專業性和實踐性等特點,是培養卓越地下工程師基本專業素質的基礎。為此,在課程實驗中,將土力學實驗學時調整為16學時,增設土體滲透、擊實、孔隙水壓力及土壓力測試等實驗項目,確保學生充分掌握土地工程地質性質、物理力學性質等土力學基本理論,提高學生的實踐能力,同時對開展后續專業實驗也有很大的益處。專業實驗是更高層次和系統地訓練學生的實驗技術和技能,包括大綱中專業課程實驗和設計性、綜合性實驗。為此,對相關實驗內容進行有機整合和改進,設置了土體與巖石力學對比實驗,實驗內容為采用幾種常規實驗(如壓縮、直剪、三軸)方法,對比分析土體和巖石在物理指標、力學性質、工程應用等方面的異同,由學生自主設計實驗方案(包括實驗目的、方法、步驟、儀器、要求),并向實驗室教師申請實驗時間,經批準后在實驗教師指導下,獨立完成實驗報告。最后,結合學生實驗能力,根據實驗過程、實驗結果綜合評定實驗成績。在設計性、綜合性實驗環節中,根據教學大綱設置了原位測試技術訓練、工程結構測試技術訓練、地下工程設計軟件訓練,以進一步訓練學生的實驗能力,使學生學會從實驗數據中分析實驗現象、得出實驗結論,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。創新實驗是為了充分開發學生的潛能,激發學生對專業知識的興趣而設置的,可以通過教師的縱橫向課題、學生自主申報大學生實踐創新訓練項目以及參加學科競賽等方式開展。

2.實習環節。城市地下空間工程專業的實習環節可分為課程實習(測量實習、工程地質實習)和專業綜合實習(認識實習、生產實習、畢業實習)兩個層次。其中,課程實習由指導教師統一安排、指導,與土木工程專業基本相同。在專業綜合實習環節中,實行全周期雙導師制,將5~6個學生分為一組,從大二到大四由同一指導教師負責指導,并配有企業兼職指導教師,原則上在校期間不再更換指導教師或企業教師。學生在實習期間,專業指導教師和企業兼職教師共同指導和管理學生,實習結束時,采用校企共同組織的公開答辯方式綜合評定實習成績,形成雙導師指導下的“學生自主實習實踐、教師有效監控指導”的實踐特色。全周期指導是指學生從大二認識實習開始即可與學校專業指導教師和企業兼職教師不間斷交流,除實習時間外,學生還可以有針對性地參與縱橫向課題、工程項目等,使大學實習間而不斷,貫穿始終,最大限度地培養了學生的實踐能力。

3.設計環節。一是課程設計。城市地下空間工程專業設計環節包括課程設計和畢業設計(論文)兩個環節。其中,課程設計除鋼筋混凝土結構和基礎工程課程設計外,還包括城市地下空間規劃與設計,地下建筑結構、隧道工程和地下工程施工組織設計等課程設計。從教學內容和教學體系上講,課程之間存在緊密的依存、制約關系,但傳統的課程設計均安排在課程理論教學完成后進行,且由該課程理論教學教師獨立設計課題、獨立編寫課程設計任務書和指導書、設定獨立的設計參數,各門專業課課程設計內容相對獨立。為此,在城市地下空間工程專業課程設計中,實施綜合性課程設計方案,編寫綜合性課程設計任務書和指導書,具體做法是,本著“真題習做,一題到底”的原則,每2~3個學生設置一個工程實例專題,每個工程實例專業均來源于典型實際工程,緊密結合實際應用。各課程內容及設計是相互關聯的,建立綜合性課程設計的基本思路,最終為畢業設計服務。在綜合性課程設計過程中,學生可以深刻體會到地下空間工程各個部分之間的因果關系和制約條件,初步認識工程的復雜性,鍛煉邏輯思維能力,加強對地下工程整體性概念認識,有助于學生完成畢業設計。在綜合性課程設計環節中,指導教師非常關鍵,要清楚綜合性課程設計的內容、要求、可能出現的問題以及前后課程設計之間的關聯要求,對學生給予正確合理的指導。二是畢業設計(論文)。城市地下空間工程專業學生數較少,便于采用校企合作的團隊指導畢業設計模式,聘請經驗豐富的企業導師參與畢業設計指導工作,有利于畢業設計的質量優化。采用團隊模式指導畢業設計,團隊有總指導教師,每位學生有各自的指導教師,由3~5個學生共同完成一個總項目課題,內容可以涉及城市地下空間規劃設計、地鐵車站設計、地鐵隧道設計、地鐵施工組織設計等,各子課題任務分工明確,研究內容有機聯系,設計選題整體性強,內在聯系緊密,在畢業設計過程中,團隊成員相互交流,團結協作,充分利用專業規范,掌握整個地下工程設計的內容、流程及方法,確保厚基礎、寬口徑走向社會。除了畢業設計外,也有部分學生選擇畢業論文,一般基于省部級以上科研課題項目,由項目主持人擔任課題組長,中級職稱以上教師擔任各子課題導師,也可由科研興趣或科研方向相近、不同專業背景的教師組成指導團隊,由科研素質高的教師擔任組長,其他教師有側重地負責子課題,做到教學與科研相統一。

4.大學生實踐和創新能力訓練。目前,教育部、教育廳及高校都十分注重學生實踐創新能力的培養,設立了各級大學生實踐創新項目,學生可以根據自己的興趣選題,自主選擇導師并申報各級大學生實踐創新項目,這些項目以學生為主體,在導師的指導下,培養了學生的創新意識,加強了學生自主創新的能力。同時,大學生實踐創新能力的培養還可以與教師科研及社會服務相結合,更加貼近工程實踐,從中發現問題、分析問題、解決問題,有利于學生創新思維的培養。為此,可與地方人防辦、城市規劃設計等部門、企業合作,設計一系列開放性、設計性課題,由指導教師負責將創新性實驗與社會服務結合起來,取得良好的社會效益。另外,積極鼓勵和協助學生參加學科競賽(如結構創新大賽、交通科技大賽等),培養學生的創新意識、合作精神和工程實踐能力。

四、結語

城市地下空間工程專業作為新興專業,實踐教學特別需要創新,以適應城市建設、社會發展、學科建設的新要求。通過城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建與創新,優化了各實踐教學環節的教學內容、教學方式,提高了學生的獨立工作和科技創新能力。因此,必須以創新為主線,以培養卓越地下工程師為目標,充分利用校內外資源,調動社會、學校、教師、學生等的主動性、積極性,不斷改進、創新、實踐,全面提高學生的綜合實踐能力。

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篇(11)

    一、土木工程專業的人才培養目標及培養模式

    土木工程專業是一門應用技術型學科,其人才培養模式應確立以“面向社會、立足崗位、注重素質、突出應用、強化實踐、培養能力”為指導思想的“高級應用型”的人才培養模式,以理論和應用并重為宗旨構建其教學體系。其培養目標為:掌握工程力學、結構工程、巖土工程和工程管理學科的基本理論和基本知識;獲得注冊結構工程師、注冊建造工程師、注冊造價工程師和注冊監理工程師基本訓練;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;能在房屋建筑、地下建筑、隧道、礦井等的設計、研究、施工、教育、管理、投資、開發部門從事技術或管理工作,具有良好的科學文化素質和較高的創新、敬業、協作精神的高級土木工程專業技術人才。

    “高級應用型”人才培養模式的具體定位。第一,高級應用型人才的教育是學科通才教育。我院土木工程專業的培養模式既不是重點大學的研究型教育,也不是培養生產一線技術應用型人才的高職教育,它的培養模式應該是理論知識要有一定的深度和寬度,即學科基礎要體現工程學科平臺的要求,但又不過分拘泥于理論的嚴謹性而對工程實踐給予一定的重視,理論與實踐并重的學科通才教育;第二,高級應用型人才的教育應是基礎理論與工程能力、技能并重的教育。高級應用型人才的教育強調基礎理論知識和實踐技能培養并重,在基礎理論知識滿足要求的前提下,對實踐、實訓教學也要給予足夠的重視,注重實效,注重能力的培養,強化工程訓練,提高學生的工程意識,力求培養出具有一定的理論基礎又有扎實的專業基本技能的應用型人才;第三,高級應用型人才的教育應注重綜合素質的全面培養。土木工程專業面臨國內、國際兩方面的變革要求:[1]在國內,土木工程中多學科及其知識的融合,綜合性工程項目的增加,特別是經濟體制、就業機制的變化,使得綜合素質高、專業口徑寬、適應性強成為社會對人才的最基本要求;另一方面,我國開始實行注冊工程師制度,向著注冊工程師的國際互認進了一步,土木工程類企業對國際市場的占有率逐步增大,國外企業也逐步進入國內市場。因此,我們必須改革人才培養模式和相應的課程體系,主動適應國內、國際兩方面對人才的要求,并把這種指導思想落實到新的教學計劃中去。

    二、土木工程專業的學生應具有的知識和技能

    廣東工業大學建設學院從歷年的畢業生就業調查看,土木工程專業畢業生除少部分人(10%左右)繼續攻讀高一級學位、從事教學和科研工作之外,大多數主要從事工程設計、工程施工、施工管理、物業開發、工程預算、工程監理、工程鑒定、改造加固等一系列專業性較強的技術服務工作。這就要求土木工程專業畢業生應獲得以下幾方面的知識和技能:

    第一,具有一定的自然科學基礎知識,了解當前科學技術發展的主要方向及應用前景;

    第二,掌握工程力學、土力學、水力學等方面的基本理論,掌握工程規劃、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識,掌握有關建筑機械、建筑電氣、給水排水、工程測量、施工技術與組織等方面的基本技術;

    第三,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,具有綜合應用各種手段(包括外語工具)查詢資料、獲取信息的初步能力;

    第四,了解土木工程主要法規;

    第五,具有進行工程設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。

    三、教學計劃的制定與實施

    根據建設部高等土木工程學科專業指導委員會有關土木工程專業的基本原則[2]和我院土木工程專業的辦學經驗,我們對土木工程專業課程體系進行了科學、合理的調整,表現為:

    1.制定和完善了切實可行的土木工程專業教學計劃

    為了很好地貫徹教學大綱的要求,實現專業培養目標,根據我院土木工程專業的實際情況,適當調整了舊教學計劃,增加了專業選修課的比例,為擴大學生的專業知識視野創造了條件(見表1)。考慮到學生考研、找工作的壓力,對各學期的開課量做了合理的安排,把課程適當提前,減少四年級的開課量。

    2.保證各門課的知識鏈連續但不重復

    在制訂教學計劃時,仔細研究每門課程在人才培養體系中的作用,重新定位每門課程的地位和作用,進行整合優化,打破各個課程之間的條塊分割與各自為政的局面,避免課程內容的重復。根據整合后的課程內容進行課程教學大綱的編寫,并嚴格按大綱的要求組織教學。如“基礎工程”、“鋼筋混凝土結構”、“鋼筋混凝土結構設計”、“單層工業廠房結構設計”、“單層工業廠房結構課程設計”、“高層建筑結構抗震與設計”是土木工程專業的主干課程,這幾門課程對實踐內容部分沒有明確的界定,由教師靈活掌握,有些內容會造成重復或遺漏,我們在教學過程中發現了這個問題,在制定新的教學計劃時,首先對整個課程體系進行梳理,然后對其進行整合優化;在教學大綱中,我們明確規定“單層工業廠房結構課程設計”包括排架設計和淺基礎設計,“基礎工程”課程設計做樁基礎設計,“鋼筋混凝土結構課程設計”要包括樓和框架設計,畢業設計做框架-剪力墻結構設計,并調整了相關課程的學時,保證了課程體系的完整性和科學性。

    3.強化專業的實踐性教學環節

    土木工程專業是一個實踐性很強的專業,為了更好地提高教學質量,實現我院土木工程專業的總體培養目標,新教學計劃中除了“兩課”社會實踐,還設立了:軍訓、認識實習、工程測量實習、工程地質實習、生產實習、畢業實習、房屋建筑課程設計、基礎工程課程設計、混凝土結構課程設計、鋼結構課程設計、單層工業廠房結構課程設計、施工組織課程設計、工程概預算課程設計、畢業設計等實踐性課程,共計39周。

    為配合實踐性教學環節的實施,我們與設計單位、科研單位、施工單位建立了長期合作關系,建立了多元化的實習基地,探索有效的新型方式和途徑,提高學生的工程意識。通過課程設計、畢業設計(畢業論文)等環節,激勵學生積極參與到專業學術問題的研究和探討中,加深學生對專業的了解和興趣,提高其對專業知識的應用能力。

    4.重視外語學習和計算機能力的培養

    英語課程根據學生的實際水平采用分級教學、分類培養、目標驅動、滾動培養的教學模式。第1~4學期進行基礎英語教學,根據學生能力采用分級教學的方法,以提高學生英語應用能力為目標,進行滾動培養。第5~7學期進行專業英語教學或在專業課開展雙語教學。在第8學期的畢業設計中安排撰寫外文摘要。這樣有利于保證學生達到一個較高的英語水平。教學計劃中除了計算機文化基礎、計算機輔助結構設計等課程外,將計算機應用貫穿整個四年的課程教學中,在理論課、課程設計、畢業設計等教學環節增加計算機應用訓練,保證各個教學環節中應用計算機的時間總計不少于200機時,提高學生的計算機應用能力。

    四、結語

    教學計劃是教育思想在專業人才培養上的具體體現,它體現了學校對學生進行知識、能力、素質的綜合培養方案。我校肩負著為華南地區經濟建設輸送高級建設人才的重任,因此,我們在教學計劃制定過程中既繼承了原有課程體系的合理部分,又與時俱進,充分考慮經濟建設與社會發展對人才需求的改變,使我們的教學計劃符合科技進步與學生今后發展的雙重要求。

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