土木工程绪论十篇

发布时间:2024-04-29 11:01:16

土木工程绪论篇1

为了提高土木工程抗震课程的教学质量和教学效果,文章首先分析了土木工程抗震当前教学中存在的问题,然后从教学手段、教学内容、教学方式等方面介绍了课程教学改革措施。教学实践证明,通过对土木工程抗震课程进行教学改革,能够更好地促进教师提高教学水平,提高课堂教学效果。

关键词:

土木工程抗震;教学改革;教学实践;教学方法

地震是一种突发的自然灾害,是地球内部构造运动的结果。地球上每年发生的地震约500万次,其中有感地震约15万次,造成严重破坏的地震约20次。中国是一个多地震国家,地震发生的区域范围广、强度大。20世纪全世界发生过20多次7级以上的大地震,死亡100多万人。1920年中国海原8.5级地震死亡20万人;1976年中国唐山7.6级地震死亡24万人,16万人伤残,财产损失30亿元以上,名列20世纪世界地震史死亡人数之首;2008年中国汶川8.0级地震造成约7万人死亡,约37万人受伤,约1.8万人失踪,直接经济损失8452亿元,是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震,也是继唐山大地震后伤亡最惨重的一次。为了减轻建筑的地震破坏,减轻人员伤亡,减少经济损失,将损失降低到最小程度,土木工程专业技术人员需要掌握有关抗震的知识,对结构进行抗震设计。

一、土木工程抗震课程教学中存在的问题

土木工程抗震是土木工程专业的一门重要专业课,土木工程专业学生学好这门课将会受益匪浅,但是现状却不令人满意。目前在本科教学中,该课程课时一般在40学时左右,课时相对较少,但该课程涉及到的内容又较多,主要涉及到结构动力学、混凝土结构抗震设计、砌体结构抗震设计、钢结构抗震设计、工业厂房抗震设计、桥梁工程抗震设计等。该课程一般安排在第六学期或第七学期,这一时期是学生忙于研究生考试复习和找工作阶段,一部分学生身在课堂但心在别处,往往心不在焉,学生学习该课程积极性不高。如何在有限的教学课时内完成教学任务,提高课堂教学效果,对教师来说是一大挑战。土木工程抗震课程教学改革的目的是在有限的课时内提高该课程的教学质量,增强学生对土木工程专业课程的兴趣,以培养既掌握专业所要求的知识和技能,又熟悉相关专业知识的较全面型人才[1]。

二、土木工程抗震课程教学改革采取的措施与实践

近年来,作者结合自身的教学实践,积极进行土木工程抗震课程教学改革,在教学手段、教学内容、教学方式等方面进行了一些有益的改革与实践,取得了良好的教学效果。

(一)上好绪论课,激发学生学习土木工程抗震的兴趣绪论课是土木工程抗震的开篇,作为教师来说应高度重视绪论课的教学。因为绪论课是学生了解土木工程抗震这门课的窗口。绪论课上得好不好对整个课程的教学成功与否至关重要。通过绪论课的学习,要让学生对土木工程抗震这门课有一个大致的了解,深刻理解学习这门课的目的是什么,为什么要学习这门课,这门课对土木工程专业学生来讲起多大的作用,使学生深切地感受到土木工程抗震这门课的重要性,使学生深刻认识到现在不学好土木工程抗震方面的知识,将来在实际工作中万一出现失误,有可能造成重大人员伤亡和财产损失,提高学生学习这门课程的自觉性、主动性和积极性。怎样才能上好绪论课呢?作者认为不妨采用多媒体条件下的案例教学法[2]。多媒体案例教学通过采用大量真实、典型的案例和大量的图片资料,使教学更加直观、形象。例如将汶川地震的相关资料引入课堂,“2008年5月12日14时28分04秒,在四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县发生里氏8.0级地震,震源深度14公里,震中烈度11度,地震持续时间约为2分钟,地震造成69227人遇难,374643人受伤,17923人失踪,直接经济损失8452亿元。”通过上述资料,可以启发学生认真思考以下问题:(1)为什么这次地震称为汶川地震,引出“震中”这个概念;(2)里氏8.0级地震是怎么测定的,引出“里氏震级”概念和震级的测定方法;(3)从“震源深度14公里”可以引出“震源深度”这个概念,根据震源深度地震可以划分为哪些类型,汶川地震属于哪一个类型。在绪论中给学生讲述地震灾害时,可以通过多媒体将汶川地震造成的震害分类给学生显示出来。在给学生演示汶川地震所造成的灾害时,启发学生思考为什么会造成这样的破坏,通过这些破坏现象,我们能否从中发现一些地震破坏规律,在今后的设计中我们可以采取什么样的措施来减轻这些震害。

(二)多媒体与板书相结合,提高课堂教学效果在进行土木工程抗震课程教学中,尽可能采用多媒体与板书相结合的方式提高课堂教学效果。一方面采用多媒体教学具有形象、生动、直观、易于理解优点。土木工程抗震课中,一些内容适合采用多媒体教学,例如地震灾害(主要包括地表破坏、工程结构破坏、次生灾害、人员伤亡等),采用多媒体教学可以直观地把灾害显示给学生,学生从地震灾害图片中也更容易理解和掌握有关地震造成的破坏。当然,并不是任何问题都适合采用多媒体教学。土木工程抗震课中有些内容适合采用板书教学,比如给学生讲解振型分解反应谱法和底部剪力法算例时,采用板书教学更合适些。这样的算例采用板书教学可以给学生留有足够的时间思考、琢磨和消化,让学生更容易掌握振型分解反应谱法和底部剪力法的计算步骤,知道采用上述方法计算地震作用时需要哪些步骤。因此,对于该课程来说,最好的教学手段是多媒体与板书相结合,优势互补,提高课堂教学效果。此外,在土木工程抗震的课堂教学中,作者尝试采用双语教学[3]。将课堂上易于用英语表达清楚的内容做成英语课件,一些专业词汇用英语来表达。在近几年的双语教学实践活动中,作者发现采用双语授课在一定程度上能够帮助学生理解专业知识。但是采用双语教学也存在较大的难度,最大的难度在于没有合适的符合《建筑抗震设计规范》(GB50010-2010)的英语教材。

(三)调整教学内容,适应新的教学要求土木工程抗震教学内容可以分为“基础篇”和“应用篇”两部分[1]。基础篇是土木工程抗震基础知识,主要包括地震基础知识,土木工程抗震概念设计,场地、地基和基础,地震作用与结构抗震验算,结构隔震与消能减震等内容。在进行基础篇讲解时,应重点讲授基本概念和原理,注重基本概念和基本原理的讲解。土木工程抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。抗震概念设计在整个土木工程抗震设计中占有重要位置,它贯穿于整个工程设计过程中,从一定意义上说,它比抗震计算更为重要,原因在于地震具有很强的不确定性、随机性等,想要精确进行抗震计算比较困难。要想使结构具有良好的抗震性能,很大程度上取决于良好的概念设计,有必要加强学生抗震概念设计的能力。应用篇是抗震设计原理在不同结构形式中的具体应用,主要包括混凝土结构房屋抗震设计、砌体结构房屋抗震设计、钢结构房屋抗震设计、单层工业厂房抗震设计、桥梁工程抗震设计等。该部分内容应根据不同的专业方向有重点地讲解其中的内容,做到因专业方向而异,根据不同的结构形式特点重点从抗震概念设计、抗震计算和抗震构造措施等方面进行讲解,拓宽学生的专业知识,使其学会灵活运用工程专业知识解决工程实际问题的能力。

(四)将最新科研成果融入课堂教学中在讲授土木工程抗震课程时,作者结合自身的科研工作专门抽出时间,给学生进行有关抗震的专题讲座,例如进行基于性能的抗震设计专题讲座、基础隔震设计专题讲座、振动控制专题讲座等,将最新的科研成果融入课堂教学中。进一步加强科研与教学的结合,及时将最新科研成果引入到课堂教学中,尽可能发挥科研对教学的支撑和反哺作用。

三、结语

土木工程抗震课程课时少,内容多,具有较强的综合性。作者通过对该课程在教学手段、教学内容、教学方式等方面的教学改革与实践,在一定程度上提高了课堂教学效果,在激发学生使命感的同时,增强了其主人翁意识。当然,课程教学改革永无止境,还有许多地方需要进一步完善,达到进一步提高课堂教学效果的目的。

参考文献:

[1]尚守平,封周权,李峥.“工程结构抗震”课程教学改革研究[J].建筑教育改革理论与实践,2006(8):221-224

[2]梁炯丰,易萍华,何春锋.多媒体条件下案例教学法在建筑抗震设计中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(1):134-136

土木工程绪论篇2

关键词:土力学;应用型本科;教学方法

作者简介:王蕊(1975-),女,江苏涟水人,金陵科技学院建筑工程学院,讲师;陈葶葶(1973-),女,江苏沐阳人,金陵科技学院建筑工程学院,讲师。(江苏南京211169)

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2014)05-0152-02

目前,我国正处在经济转型期,传统的劳动密集型生产方式逐渐向技术密集型生产方式转变。生产方式的转变体现在经济活动和管理活动中就是对高级技术应用型人才需求的增长。应用型本科教育培养模式即我国高等教育由精英教育向大众化教育转变而产生的一种教育培养模式,其目标是培养高级应用型专门人才。对于土木工程专业而言,旨在培养能在土木工程建设领域从事勘察、设计、施工、管理等工作的高级应用型专门人才。

土力学是一门研究与土的工程问题有关的学科,它把土作为物理-力学系统,[1]根据土的应力—应变—强度关系提出力学计算模型,用数学力学方法求解土在各种条件下的应力分布、变形以及土压力、地基承载力与土坡稳定等课题。土力学作为土木工程专业的一门专业基础课,具有极其重要的地位。在“土力学”课程教学中,研究课程的教学方法,提高“土力学”课程的教学效果,成了每一位土力学教师必须思考的问题。

一、“土力学”教学中面临的问题

1.内容多、公式多、课时少

“土力学”教学内容包括:土的物理性质、渗透性、压缩性与地基沉降计算、抗剪强度、土压力及挡土墙、地基承载力和土坡稳定等,涉及的理论公式与工程概念均较多。而当前,各高等院校为适应经济建设和社会发展需要,为贯彻教育部“宽口径、厚基础”的大土木思想,增加了基础课程的教学内容,不断压缩专业课程的学时。如何在教学大纲规定的学时数里让学生对“土力学”所教授内容能较好地掌握,成了当前需密切关注和思考的问题。

2.学生的基础薄弱

自1999年高校扩大招生规模以来,属于第二、第三批录取的地方性院校,因为多种原因其生源质量下降。从上课及作业的反馈可看出,部分学生缺乏扎实的数学、力学理论功底。而“土力学”作为专业基础课,课程涉及到的预备知识、相关领域较多,课程的横向跨度大,与基础课程与其他专业课程的交叉加大了学生学习这门课程的难度。

二、课堂教学方法的研究

应用型是应用型本科教育的核心。[2]根据人才培养目标,本科层次的应用型人才培养要遵循本科人才培养自身的教育规律,同时突出实践,强化应用。在人才培养过程中,应特别注意学生应用能力的培养和训练,加强课程教学内容的应用性部分,把应用型环节渗透到教学的全过程,强化动手能力和应用能力的锻炼;同时也要注重和加强基础理论的教学,拓宽学生的知识面,为学生打下宽厚的理论基础。

针对应用型人才的培养目标和目前“土力学”教学中所面临的问题,笔者对课程教学方法做了一些研究。

1.重视绪论课

绪论课从教学角度看,主要包括该课程的教学目的、教学内容、教学特点、教学要求、教学重点、学习方法和教学总体安排等内容。它对学生后来的学习兴趣、学习态度、学习方法甚至专业思想的巩固影响甚大。重视绪论课,将会使学生能顺利进入新学科的学习,会对全课程的教学起到非常重要的作用。

通常绪论课,笔者会从土力学的研究对象“土”入手,介绍土的形成和应用背景,从而引出“土力学”的知识结构体系,重点强调土的三大特性。在此基础上,介绍与“土力学”相关的工程案例等。可由于学生在上第一次课时,缺乏相关的知识储备和实际工程经验,对“土力学”的教学内容及相关专业名词如“渗透特性”、“压缩特性”等只能泛泛了解。如何调动学生的主动性,激发学生对这门课程的兴趣,如何使学生有效掌握“土力学”课程的学习方法,一直是笔者努力的方向。

在绪论的教学内容中笔者有了如下一些改进方法。加强对国内土力学发展简史的介绍,介绍我国在土力学方面有代表性的专家和学者的学术论解,从而增加学生对国内土力学领域的了解。推荐学生课后学习关于土力学发展与展望的相关文献,作为了解土力学学科内容的延伸。重点加强对土力学学习方法的介绍。给学生推荐本门课程重要的参考书籍、相应工程规范,并给学生推荐与“土力学”课程相关的学习网站和精品课程网站。

通过绪论课教学内容的改革,笔者让学生认识到“土力学”课程的学习不仅仅是一门课程的学习,而是一门学科的学习,这门学科的学习离不开课外大量的阅读和对土力学相关领域的了解。

2.利用现代化教学手段,提高教学效果

多媒体技术作为一种有效的辅助教学手段,充分展现出特有的扩展信息量、节省课时、便于启发思维和活跃课堂气氛的优点。[3]通过教学研究笔者发现,利用多媒体教学可以节省教师对复杂图像和表格的描绘以及对文字的书写,既能生动形象、图文并茂地介绍知识,又能有更多的时间集中在分析和讲解上,使教学效果有了进一步改善。比如在课堂上就可以用视频演示实验过程,模拟地基土的滑动等,做到理论知识和现场实际相结合,充分调动了学生的学习兴趣。

在“土力学”课程的学习过程中,学生还可以利用网络辅助教学平台获得更丰富的学习资源。金陵科技学院已建立土力学的课程网站,老师可通过这样的平台,开展在线答疑,提供学生学习指导以及一定数量的在线自我测试。这些对鼓励学生主动学习、积极思考、开阔视野,提高学生的自学能力能起到很好的作用。

3.工程案例教学的实施

卢肇钧院士认为:土力学应当是一门兼顾基础和应用的技术科学。学习土力学的目的是为了以后能够解决实际工程问题,因此在“土力学”的教学上,应重视实际工程案例的引入。

世界著名的土力学案例,如意大利比萨斜塔、加拿大特朗斯康谷仓、苏州的虎丘塔等当然都是很好的素材。可在进行案例分析时,笔者发现学生对身边的热点问题热情高、关注力与参与度更高。例如上土压力这一章节时引入上海莲花河畔景苑房屋倒塌事件。多数学生积极参与了解此工程的工程概况、失事情况、分析其倒塌原因,课堂讨论气氛活跃。而汶川地震中,在地势平坦的四川盆地边缘和河谷等地引发了严重的砂土液化现象。课堂中引入此工程实例,让学生思考地基土为什么会失去承载力,可让学生对砂土的抗剪强度的构成及对饱和土有效应力原理加强理解。在进行案例讲解时,要注重与土力学有关的知识点相结合,这样学生就会对相关理论留下深刻印象。所以工程案例的选取不仅要经典还要注重热点,工程案例的讲解不能只注重形式,更要注重案例的内容和实质。

工程案例教学的实施能加强学生对土力学理论知识的吸收和掌握,提高学生对本课程本学科的兴趣,让学生感到能学以致用,培养学生的分析能力,有助于应用型人才目标的培养。

4.重视室内实验课

土力学是一门以实验为基础的学科,土力学的许多经典理论都是通过实验获得的。首先,在建立理论和模型时,要通过实验了解土的主要特点和影响因素,确定各物理量的函数关系和参数值;其次,必须通过实验来验证理论的可靠性和适用条件。[4]因此重视和强化实验教学对提高“土力学”教学质量,培养学生的动手能力、应用能力至关重要。

笔者根据土木工程不同方向的学生分别开设了颗粒分析实验、密度实验、含水率实验、土体压缩实验、直剪实验等8~10个学时的土力学试验。通过实验,一方面使学生掌握土力学常规实验的实验方法、步骤及实验结果的整理方法;另一方面使学生了解实验的目的是为工程服务,每一项实验都应力争反映土体的实际工程条件等。再者,通过实验,学生能够真正地深入课堂知识的学习,增强了责任感,培养了学生严谨、认真负责的工作态度,也有利于提高学生解决实际工作的能力。

5.开设第二课堂,引导学生自主学习

自学能力,指一个人独立学习和获取知识的能力。提高大学生的自学能力能够提高其掌握知识的质量和速度,并能够不断地扩大知识面。针对“土力学”教学中内容多、学时少,学生能力层次差别较大的特点,笔者在“土力学”课堂教学外,开设第二课堂,引导学生自主学习。

在第二课堂中,可根据学生知识掌握程度、学习能力对学生因材施教。对于基础比较薄弱的学生,笔者指导他们制订学习计划,提前预习及时复习,对书中的难点和课后习题进行单独辅导,查缺补漏,确保学生不要因为数学、力学等基础的薄弱造成对本门课程缺乏兴趣和信心。对于部分基础扎实、学习能力较强的学生,笔者鼓励他们在大学阶段有意识地培养自主学习的能力,培养独立获取新知识,掌握新理论,探索新科学的能力。引导他们利用高校的图书馆、校园网等资源,查阅文献资料,进行知识的积累和更新,尽早地进入土力学这门学科的大门。在学生有一定的专业基础后,对学生进行初步科研训练。首先让学生弄明白什么是科研,应该怎么搞科研。然后指导学生组成课外科研小组查资料、做实验,学习如何撰写论文。并鼓励学生参与到教师的一些实验科研项目中,深化理论学习、加强实践和应用能力的培养。

三、结论

作为应用型本科院校一门重要的专业基础课,“土力学”的教学方法的探讨和研究对培养具有创新能力和实践能力的应用型人才具有一定的促进作用。作为应用性很强的“土力学”课程教学,不仅要注重基础知识,还要结合实际,培养学生解决实际问题的能力。只有这样,才能培养出基础知识扎实、专业面宽、实践能力强的应用型人才。

参考文献:

[1]袁聚云,钱建固,张宏明,等.土质学与土力学[m].北京:人民交通出版社,2009.

[2]秦祖泽,唐受印,俞贵邦,等.探索应用型本科教育培养高层次应用型人才[J].长春工程学院学报,2002,3(3):42-44.

[3]万明芳.大学物理多媒体教学的思考[J].理工高教研究,2005,

土木工程绪论篇3

关键词:工程测量;教学质量;课前准备;课堂教学;课后反馈

中图分类号:G642;tU3-4文献标志码:a文章编号:10052909(2016)03008103在工程项目建设中,工程测量是一项重要的基础工作,不允许出现错误或失误。工程测量的任何一次失误,都会使工程施工偏离其正确的设计位置。偏离量小则引起工程局部返工;偏离量大可能导致整个工程报废,带来巨大损失。因此,工程测量课程也是土木类专业非常重要的一门专业基础课,而且与其后续施工、工程地质等课程联系密切,课程的教学效果直接关系着人才的培养质量。课堂教学的质量控制具体包含课前准备、课堂教学和课后反馈的事前、事中和事后控制。笔者围绕课前准备、课堂教学和课后反馈三个环节讨论了具体做法。

一、课前准备

课前准备是上好一堂课的关键因素之一,只有充分做好课前准备,才能做到有的放矢,在课堂上掌控自如,实现既定的教学计划和目标,为学生带来知识。

(一)学情分析

重庆大学开设工程测量课程的专业包含土木工程、给排水、环境工程、城市规划、工程管理、工程造价、房地产管理、采矿工程等,每个专业都有其自身的特点,对测绘方面的要求也有差异。比如:土木工程专业涉及的工程大多为土建工程,对施工放样和变形观测要求相对较高;给排水专业涉及的工程主要有城市给排水、建筑给排水等,要进行管道、沟渠设计和施工,对线路和管道的测量要求相对较高;工程管理、工程造价等专业要根据工程量计算工程价款,对土石方的测绘与计算等内容要求相对较高;采矿专业主要研究矿床开采,很多工作在井下完成,对矿山测量部分的内容(如井下控制测量、巷道施工测量、矿图的认识及开采沉陷变形监测等)要求相对较高。因此,备课前很重要的一项工作就是要先了解学生所学专业,了解该专业对课程的要求,根据学生的实际情况制定教学计划,进行备课。

(二)制定教学计划

首先要熟读教材,理解教材编写的意图,理清教材的知识体系,抓住重点和难点,再根据学情分析、课时要求和学科新技术发展情况,制定详细、科学的学期教学计划,以及相应的教学目标和教学措施,安排好整个学期的课堂教学活动。在教学活动中还要根据实际课堂反馈情况进行适当调整,以适应学生的学习状态,满足学生对知识接受能力的差异需求。比如:学校给排水、环境等专业,理论课时为32学时,制订教学计划时,理论推导部分内容可弱化,强调结论性内容;土木专业理论课时为40学时,制订教学计划时,理论公式推导等内容就可涉及;工程管理、工程造价和采矿工程理论课时为48学时,制订教学计划时,重要知识点(高程误差配赋、坐标正反算、导线计算等)必须讲精、讲透。

(三)备课

根据学情分析结果,针对相应班级(专业)的实际情况和学生已开课程,确定具体的讲授方法和讲解内容。如有的专业(土木等)大一上期就开课,学生还未接触高数,那么涉及到级数(用水平面代替水准面的限度)和求导(误差传播率)的内容就会有困难,学时安排上要有所倾斜,有的专业大一下期(工程管理等)或大二(给排水等)开课,与高等数学相关的内容就可少安排一些时间。

备课内容不局限于教材,因为每本教材都有它的局限性:一是内容体系的局限性,比如现在选用的教材,虽然得到全国很多高校的认可,销量也非常好,但第四章和第十章关于“精密钢尺量距”的内容安排就不够合理(第四章没有介绍此部分内容,而第十章却直接使用了与此内容相关的公式);二是新技术内容的局限性,测绘新技术的发展日新月异,教材内容难免有滞后性,所以,这就要求教师备课时既要基于教材又要超越教材,利用各种渠道(文献、学术会议、仪器展销会、互联网等)提高自身素质,保证备课质量。

(四)上课状态的准备

"心之官则思",大脑的状态直接影响上课的效果。教师要使大脑保持良好的状态,就要合理安排时间,处理好工作与生活的关系,课前做好充分的休息,调节好情绪。大脑状态好,上课时就能精神饱满、思路清晰、条理清楚、富有激情,良好的情绪和精神还能感染学生;否则,精神不好,状态不佳,将会影响教学思路和讲解效果,影响学生的学习积极性。

二、课堂教学

课堂是传播薪火的文明接力站,如何创造一个师生互动的、充满活力的愉快教学环境,缓减学生上课时的紧张情绪,提高教学效率,课堂教学的过程控制尤为重要。

(一)融洽的师生关系是课堂教学的基础

著名的教育家心理学家赞可夫说过,教育教学质量的高低很大程度取决于师生之间的关系。教师要在思想上平等对待学生,要放下架子,微笑面对学生,让学生愿意与之亲近、与之交流。在课间和实验课中要多与学生沟通,了解和尊重他们的想法,关心他们的学习和生活,取得他们的亲近和信赖。融洽的师生关系会使学生感到轻松,自然就愿意配合教师的教学,从而达到理想的教学效果。面对接受能力和实验动手能力相对较弱的学生,不挫伤他们的积极性,努力想办法帮助他们解决问题,树立学习的信心,形成自主学习的意识,从而提高学习效率。

土木工程绪论篇4

【关键词】独立学院土力学教学方法

【中图分类号】G64【文献标识码】a【文章编号】2095-3089(2014)01-0251-01

土力学是高等学校土木工程专业一门重要的专业基础课,其教学质量将直接影响学生后续专业课程的学习,它不仅是构筑相关专业课程体系与知识结构的核心课程之一,同时对奠定学生大土木专业的基础具有重要意义。任教至今,笔者已连续6年担任“土力学”课程的教学工作,授课的学生包括我院本、专科等不同层次的学生,现围绕如何提高三本学院土力学课程的教学质量展开讨论,以期为同行抛砖引玉。

1.课程性质与重要性

土力学作为一门专业基础课,覆盖了我院地质科学与工程学部下属的大土木工程专业中建筑工程、道路与桥梁工程、岩土工程、地下建筑工程、勘查技术与工程等多个专业。

据有关多年来对毕业生工作情况的跟踪调查发现,学生对该课程基本理论掌握程度与其工作能力的发挥密切相关。一般说来,具有较好土力学理论基础的学生,他们容易触类旁通,自学深造,其适应工作变动、开辟新的研究阵地的能力较强,从而能站在本学科研究发展的前沿,反之则不然。从国内外研究生的培养信息可知,土力学对学生继续从事土木类工程专业的科学研究,夯实专业基础至关重要。历年来土力学通常被各重点大学指定为土木类专业硕士研究生入学考试的必考课程。近几年来,我院考取研究生人数呈逐年递增趋势,尤其是地工学部历年考取研究生的人数占毕业生比例接近20%,他们中很多人以土力学为研究生入学考试的科目[1]。

2.教学中存在的困难

2.1学生的基础较差,学习自主性较差

我院自2004年招收土木工程专业学生,与其它同批次的本科学校一样,生源也存在着以下特点:

(1)学生的基础较差

独立学院所招收的学生是介于普通本科与专科之间的“三本”学生,与普通本科院校学生相比在知识层次上有一定差距,这可以说是独立学院招生对象形成的“先天不足”。从学生的高考成绩来看,生源自身素质和学习能力参差不齐,部分学生的数理成绩较优秀,但相当比例的学生数理成绩偏低,学生学习基础存在很大差距。

(2)学习自主性较差,学习兴趣需要激发

据笔者观察,“三本”学生与普通高校的学生相比自律性较差,此外部分学生家庭条件较好或在就业环节有优势资源,这使得学生缺乏刻苦学习的精神,学习自主性较差,很多学生处于被动学习状态,没有勤学勤思考勤问的习惯。

2.2土力学课程教学中的难点

(1)土力学学科特点对教学的影响

土力学不仅涉及到弹性力学、塑性力学、流变学、地质学、矿物学、化学、数学等多种学科,而且视其环境条件,还会与水文地质学、地震工程学、流体动力学等许多学科发生密切的关系。同时,还受到各种工程材料,施工技术等许多因素的重要影响[2]。而这些课程中诸如高数、各种力学可以说是“三本”学生的弱点和难点。此外,土力学具有理论繁多、知识体系较松散、内容连续性不强的特点,学生学习时感到头绪繁多,难以掌握。

(2)土体工程地质性质特殊性对教学的影响

与其它连续性强的材料不同,土是在漫长的地质历史过程中沉积下来的松散颗粒堆积体,是多孔、多相、不连续的介质,其工程地质特性受沉积环境、形成年代、固结状态等诸多因素的影响,并且力学性质与行为很复杂具有不确定性。而前述土力学的先修课程如高数、理论力学、材料力学、弹塑性力学,其研究对象被高度理想化,学生习惯了这种严密的理论体系,思维僵化,碰到土这种散体材料很不适应,初学时常感到无所适从[3]。

(3)土力学“三多”对教学的影响

土力学中涉及大约150多个概念、200多个公式、30多个物理力学性质指标,还有极限平衡理论、有效应力原理等涉及固结、剪切的几大较难掌握的定理,这使得学生普遍觉得土力学有,即内容多、概念多、公式多。土力学的课时一般只有48学时,其中约40学时用于课堂教学,在课堂上掌握如此多的内容是有相当难度的。

3.提高教学质量的方法及实践

虽然存在“先天不足”,但这并不代表“三本”学生学不好土力学这门课程。我院很多学生以土力学为考研专业基础课并成功被国内著名院校录取研究生就是很好的证明。

3.1重视绪论,让学生初学既有对课程内容的整体把握

笔者非常同意赵志峰老师在土力学教学体会文中的观点,并且在几年的教学实践中也与之不谋而合。土力学的研究内容主要涉及变形、强度、渗透三个方面,笔者在第一堂课上即针对这三方面引入了古今中外著名的建筑失事案例,给学生观看相关图片,通过直观的视觉刺激使学生在明白本门课程重要性的同时也了解到其主要学习内容所在。如在强度破坏方面重点介绍了加拿大特朗斯康谷仓的案例,并分析了其破坏原因及解决办法,顺势提出与之相关的强度破坏理论。通过这种方法,还可部分解决土力学知识体系较松散、内容连续性不强,学生学习时不易把握的问题。

3.2重视实验教学环节

实验在土力学课程的学习中具有极其重要的意义和作用,脱离实验学好土力学是难以想象的。土力学的实验项目很多,本校教学大纲中有8个学时实验教学内容,包括土的密度和含水率实验、土的液塑限实验、土的压缩实验、土的剪切实验。这几个实验反映了土的基本物理力学性质,通过这几个实验,学生对土的基本性质就有了最直观的认识。尤其是对于基础相对差的学生一味灌输枯燥难懂的理论是无益的,在教学过程中学生明显更喜欢做实验,实验环节有助于他们对相关知识的理解和把握。

在实验过程中要做到人人动手参与。实验课按2-3人一组开设,让每一个学生都有亲自动手操作的机会。在做实验前要求学生预习,并在实验课上首先利用简短时间重温重点内容,再讲解并演示实验过程。教师在实验过程中应注重观察,遇到学生操作不当及时纠正。每个试验完成后,要求学生以小组为单位提交相应完整的报告并批阅指正,对学习认真、成果正确的小组及时予以肯定以增强学生的积极性;对结论不当的帮助分析原因。通过对实验成果的整理与分析,提高学生分析问题、解决问题的基本技能。

3.3充分利用现代化的教学手段

针对土力学教学“三多”这一特点,教学中要尽量提高课堂教学效率。在教学过程中,采用适量的板书与多媒体教学相结合的方法可以大大增加信息量、提高时间利用率。此外,教师在ppt中还可以加入图文并茂的典型案例和生动的动画模拟。如在绪论等章节加入案例图片,在固结理论和土压力分类部分,可通过动画模拟土体的固结过程、挡土墙主被动破坏形式,使原本抽象的过程变得直观易懂更易于把握。

3.4将理论与实践紧密结合

土力学的是一门应用性极强的学科,其基本原理外延极广,有效应力原理、渗透固结理论、极限平衡理论可渗透到土木工程各个领域,如挡土墙及基坑支护设计、边坡稳定性计算及地质灾害治理等等。在教学过程中应注重将理论密切联系实践,重视土力学基本原理在实际工程中的综合运用。

土力学课程建设是需要长期深入研究的课题,尤其对办学历史不长的独立院校,更应当摸索出适合本校实际情况和学生水平的教学方法,培养学生运用基本原理解决实际工程问题的能力,为社会培养适应市场需求的应用型工程技术专业人才而努力。

参考文献:

[1]赵志峰.浅谈“土力学”课程教学的体会[J].中国林业教育,2010.05:69-71.

土木工程绪论篇5

【摘要题】清代在巨大的人口压力下,对南方山区的自然资源过度开发,由是产生了严重的水土流失现象。本文分析了造成水土流失的人为原因:砍伐林木垦荒和陡坡种植扩大耕地是水土流失加剧的主要原因,手工业和采矿业的发展,以及大量樵采和军事行动造成的水土流失也不可忽视。文中还揭示了水土流失的严重危害,总结了山区采取的各种水土保持措施。提出要“以史为鉴”,山区开发应走生态系统、经济系统、社会系统协调持续发展的道路。

【英文摘要】Undertheimmensepopulationpressure,serioussoilerosionemergedbecauseoftheover-exploitationofnaturalresourcesintheSouthemmountainousareasintheQingdynasty.theantherpointsoutthatfellingtreesforcultivatingwastelandandplantingatsteephillsarethethiefreasonsofsoilerosion,andatthesametimethedevelopmentofhandicraftandminingaswellastree-choppingandmilitaryactivitiesshouldnotbeneglected.thepaperalsorevealsitsseriousdamage,summarizesvariousmeasuresofsoilconservation,andproposesthatthedevelopmentofmountainousareasshouldtakeaconcertandcontinuousrouteofecosystem,economicsystemandsocialsystem.

【正文】

清代是南方山丘地区迅速开发的时期,无论从广度和深度来说,都达到了历史上前所未有的程度。从土地利用方面来看,不仅开垦河谷盆地、丘陵冈地,许多深山密箐、陡坡崎岖之地亦开垦种植(注:见拙文《明清时期南方山区的垦殖及其影响》,《古今农业》1995年第4期。)。由于开发的盲目性和短期行为,大量森林植被遭到砍伐,出现“童秃”现象。除开垦土地外,山区的其它经济产业如手工业、矿业等也有较大发展,加上山区人口迅速增加,大量进行樵采活动,及清政府在山区采取军事行动等,更加剧了森林植被的破坏。

南方高温炎热,土壤风化作用强烈。山区广泛分布着风化层较厚的花岗岩山丘、紫色砂页岩山丘和红土岗坡地,在云贵高原还分布有石灰岩岩溶山地,这些地区土壤易分化,植被遭破坏后,很易造成水土流失,再加上南方山区雨量丰沛,雨季常多暴雨,产生的径流量大,山区坡陡流急,侵蚀力强,因此,在植被破坏的山区,往往造成严重的水土流失。

清代南方一些山区严重的水土流失对农业生产和国民经济都产生了较大的危害,因而引起政府和一些人士的关注,进而颁布法令,运用行政手段进行水土管理;同时山区在生产中也积累了一些行之有效的水土保持措施和经验,在一定程度上减轻了水土流失的危害。

一、清代南方山区的山土流失

清代南方山区水土流失的状况,我们以造成水土流失的人为原因,分为三种情况进行阐述:一是垦荒和耕地的扩大造成的水土流失;二是手工业的发展和矿产资源的开采造成的水土流失;三是大量樵采和军事行动造成的水土流失。

因山区地面崎岖有坡度,下雨后水流沿坡面下行,凡是裸露的土地都会或多或少有面蚀、沟蚀等水土流失现象发生,如遇暴雨,发生山洪,裸露的山地侵蚀危害更加严重。在降水、径流、地形、土壤等因素不变化的情况下,水土流失的程度基本决定于植被的状况。因此本文在论述清代南方山区水土流失严重的状况时,定下4个方面作为严重的标志:①大量砍伐山地森林;②陡坡开垦剧烈;③“山已童秃”;④有水土流失严重危害的记载。这4个方面实际上是互相联系的,因此只要有其中一个方面的记载,我们即可判定有严重的水土流失现象。

一、垦荒和耕地的扩大造成的水土流失

垦荒和耕地的扩大是造成清代南方山区水土流失加剧的最主要原因。水土流失严重的地区:一是在开发历史悠久,清代又加剧开垦的丘陵地区。如湘中丘陵、川中丘陵等地区。二是棚民集聚地区。棚民成为社会问题出现于明代中期以后,清代棚民人数比明代更多,分布更广,遍及川、陕、湘、鄂、赣、闽、浙等广大山区。史称“凡山径险恶之处,土人不能上下者皆棚民占居”(注:咸丰《南浔镇志》引沈垚《七古一章》。)。棚民垦荒常造成严重的水土流失问题。三是不合理的耕牧方式。如放火烧山种植作物,恣意放牧等,这在广西、云南、贵州等山区皆有形成水土流失危害的记载。下面按清代南方山区主要的流失地区分区进行阐述。

1.浙江、皖南山丘区

清初,棚民已分布在浙江的“宁、台、温、处、金、衢、严所属共二十七县”(注:雍正《硃批谕旨》雍正五年四月十一日王国栋、李卫奏。)。之后,在嘉庆年间尤以浙西山区棚民增加最多,由于陡坡垦植,造成了严重的水土流失。史载:“自嘉庆年间有温、处等府无业游民前来租种山场,栽莳花生薯蓣等物,土人利其租重不行禁止,其山自开垦之后不长柴薪尽成松土,一遇大雨山水涨发,沙随水下,河道就淤,断港支流大半壅塞。近闻各县棚民愈聚愈多,而临安、余杭等处尤甚,山场开垦几遍,土尽松浮,以致上游停蓄之南湖日形淤浅,黄梅盛涨之时苕溪急溜骤难宣泄,遂泛滥于民田,年来屡被水灾未必不由于此”(注:民国《德清县新志》卷11。)。又王凤生《浙西水利备考》称:嘉庆时“于潜、临安、余杭三县(属杭州府)棚民租山垦种阡陌相连,将山土刨松,一遇淫霖,沙随水落,倾注而下,溪河日淀月淤不能容纳,与湖郡之孝丰、安吉、武康三县,长兴之西南境,乌程之西境其为害同。”其时,湖州府的孝丰、安吉、武康、长兴、乌程、归安、德清,杭州府的于潜、临安、余杭、昌化、富阳、新城十余个有山的县皆有棚民租山垦种。道光时浙西棚民更多,除浙江温、台、处民外,还有江苏淮徐民,安徽安庆民,及闽、赣流民。道光十三年(1833年),各县山场只开十之二三,到道光三十年山场已开十之六七。“每遇大雨,泥沙直下,近于山之良田,尽成沙地,远于山之巨浸,俱积淤泥,以致雨泽稍多,溪湖漫溢,田禾淹没,岁屡不登”(注:汪元方:《请禁棚民开山阻水以杜后患疏》,《皇朝经世文续编》卷39。)。咸丰之后又有“异地棚民盘踞各源(河流发源地)垦种苞芦”,水土流失严重,造成“旱潦频仍,丰收罕见”(民国《建德县志》卷2。)的状况。

浙江奉化县嘉庆时亦有棚民垦种山地。光绪《剡源乡志》卷1载:“剡源向乏水患,……自嘉庆初闽台棚民相率来剡种靛青、种苞芦,日辟日广,如牛山之濯濯,水无所蓄,迨末年大雨连旬山水骤注于溪,溪不能容,遂漂没田畴无算,自兹以还五六年或三四年或连年水必一发焉。渐至溪高于田,田中多沙墩者实由于此。”

浙南的衢县、分水县、丽水县清后期也都有棚民垦山造成水土流失危害的记载(注:见民国《衢县志》卷6,光绪《分水县志》卷1,道光《丽水县志》卷14。)。浙南山区有些地方由于采用刀耕火种等不合理的经营方式,也使山丘造成“童赤”之状。同治《景宁县志·风俗》称:“景邑(今云和县)多山,……辄肆盗戕,或春夏恣牧,秋冬纵火,以致童赤不毛,此俗之弊所宜严禁。”

皖南山区的宁国府、徽州府、广德州等多山,清代乾隆之后,流民进入该山区垦山,嘉庆时棚民更多,仅徽州府嘉庆年间就有棚民8千多,“自皖民开种苞芦以来,沙土倾泻溪涧,填塞河流,绝水利之源,为害甚大”(注:道光《徽州府志》卷4。)。这指嘉庆年间大水,皖北破圩,安庆等地农民流入皖南山区毁林种粮,使生态环境恶化。嘉庆《宁国府志》卷9亦载:“皖北人寓宁,赁山垦种苞芦,谓之棚民,其山既垦,不留草木,每值霉雨,蛟龙四发,山土崩溃,沙石随之,河道为之雍塞,坝岸为之倾陷,桥梁为之坠圮,田亩为之淹涨。”山居无田之民亦多垦山为田:“其山居无田者则又以锄山为业,艺麻穄粟豆稗茨芦服之属以给,地逼仄,或壁立不能留足,上下如猿猱,用火耕法三年一易”(注:嘉庆《宁国府志》卷9。)。可见极陡之地也有垦殖,种植采用火耕法,三年一易地,破坏天然植被很是厉害。光绪《广德州志》卷4载:“旧时养山止以樵采供赋,其后垦辟渐多,山农莳种麻靛仁草之属,利虽较优,而沙土锄松,水发时辄沙水俱下,水去沙存,溪日益浅,每当春涨秋霖灌盈不已,骤为泛滥,洪波奔泻而建平为壑矣。”清代皖南山区不仅有棚民垦山,当地山农亦垦辟山地,水土流失加重。

2.江西山地丘陵区

江西山区是清代流民移入最多的地区之一,垦山规模颇大,造成的水土流失以赣西北和赣南最严重。如赣西北的幕阜山区,乾隆时大规模垦山,“自楚来垦山者百余户,藂巘密嶂尽为所据,焚树掘根山已童秃,虽穷乡深谷亦俭炊薪”(注:道光《武宁县志》卷11。)。垦山造成山上无木,甚至连偏僻深谷也缺乏柴薪。乾隆《武宁县志》卷10叙述得更详细,“棚民垦山,深者至五六尺,土疏而种植十倍。然大雨时行,溪流堙淤,十余年后,沃土无存,地力亦竭,今太平山、大源洞、果子洞诸处山形骨立,非数十年休息不能下种。”又道光《上高县志》卷4载:“山多童,不资樵采,爨煤者十之七。”其时农家燃料大多数已烧煤。

赣南山区在乾隆以后,不少县外来流民的比例已超过土著,流民大量垦山。如吉安府的龙泉县(今遂川县),“崇山密箐,棚寮杂布”(注:乾隆《龙泉县志》卷13。)。南安府由于棚民的垦山,“傍溪之山迩来开垦不遗尺寸,山无草木,难受雨淋,土既松动不敌水力,一经大雨沙泥俱下”(注:同治《南安府志》卷3。)。宁都州《宁都县志》记载:因“铲草皮、挖树蔸、采铁矿”,使“山受伐不一”,造成“端土悉浮动、折裂、崩陷,泄入村溪,注入大河。”长宁县(今寻乌县)“户口日稠,无地不垦,无山不种”,“即崇山峻岭升级至七八里俱邃麓循腰垦砌成田”(注:光绪《长宁县志》卷2、卷4。)。赣南山区是江西省目前水土流失最严重的地区,尤以兴国、赣县、宁都、信丰、南康、于都6个县的水土流失面积最大,这一状况当肇始于清中叶之后。

3.湘中、湘东山丘地区

湘中、湘东山丘区开发颇早,宋代已大量开垦冈阜种植农作物,明代后期有些山乡,“人满地尽,更无可垦之土”,于是向山岭要地,出现了“重梯作垄”,“半岭凿塘”的景况(注:同治《平江县志》卷14。)。清代更大规模垦山,湘中地区“凡山头地角稍有可垦者无不开辟”(注:同治《祁阳县志》卷22。)。湘东山地更高,但也多伐木砍荆开垦种植。如闽、粤等省贫民移入攸县开垦,“结庐山上,垦种几遍”(注:同治《攸县志》卷54。)。之后人口滋生,更加向山要地。乾隆《桂东县志》卷2称:“四面皆山,除耕陇谷外,即高山斩木芟荆植豆菽、播苞粟、梁糁以补其不逮。举目四望昔之蓊荫而蒙茸者,今则濯濯而童秃矣。”连高山树木亦砍光成为光秃之岭了。

4.陕南山地和四川山丘地区

陕南分布有南山老林和巴山老林,原是人迹罕至的深山密林。“老林未辟之先,狐狸所居,豺狼所嗥,而虎祸尤多,土著人少,所种者不一二。”明代时已有流民不顾朝廷的禁令,涌入山区谋生,但主要开垦汉中、安康、商丹盆地的边缘山地。清代乾隆中期至嘉庆年间允许开垦老林,川、楚、豫、赣、皖等处贫民,来此认地开荒络绎不绝。到嘉庆末年,在陕南老林地区,“江、广、黔、楚、川、陕无业者侨寓其中以数百万计”(注:《清宣宗实录》卷10,嘉庆二十五年十一月壬辰。)。“南北两山及西(乡)、凤(县)、宁(强)、略(阳)、留(坝)、定(远)之属则老民十只二三,余均新民矣”(注:嘉庆《汉南续修府志·山内风土》。)。道光初蓝田县、凤县、砖砰厅、紫阳县等境内出现“老林开空”的现象(道光《秦疆治略》。),其余地区山林亦大部分开垦。“开山之法,数十人通力合作,树巅缚长絙,下缒千钧巨石,就根斧锯并施,树既放倒,本干听其霉坏,砍旁干作薪,叶树晒干,纵火焚之成灰”(严如煜:《三省山内风土杂识》。)。开垦的第一、二年因土地肥沃种植杂粮,“至四、五年后土既挖松,山又陡峻,夏秋骤雨冲洗,水痕条条只存石骨,又须寻地垦种”(注:嘉庆《汉南续修府志·山内风土》。)。水土流失很是严重。连主张开垦老林的严如煜亦说:“汉江近年来因老林开阔,至夏秋涨发,各山沟辄拥沙堆石,磊积于江中,乱岩险滩多,昔无今有”(注:严如煜:《三省边防备览》卷5。)。

四川清代水土流失厉害的地区首推川中丘陵。该地区唐宋时山田已有较多开发,清建立后,在一系列优惠政策的鼓励下,出现“湖广填四川”的移民浪潮,乾嘉以后不仅充分开垦浅丘,连深丘、低山也多开垦成农田。如乾隆《盐亭县志》卷1载:县境“山多田少,民务垦荒,然所垦之地一年而成熟,二年而腴,四五年又瘠,又久之则为石田矣。”之前,“潼属各县俱自楚民新集,向惟盐邑独少,缘土瘠也。今则楚、陕、闽、粤之人依亲觅成佃地耕种,视为乐土,渐集渐多,四乡场镇客户与土著几参半矣。”盐亭县土地瘠薄,外地移民也拥入集居开垦,其他川中丘陵条件较好,移民更多,垦殖指数更高。如宣统《广安州新志》卷5称“嘉道后地密人稠,荒岭山脊皆植。”清代虽然川中有一部分浅丘被修成了梯田,但大部分深丘和低山为坡地耕作,加上土壤是易侵蚀的紫色页岩和薄沙岩,一遇暴雨就产生严重的水土流失。

四川盆地周围的山地,在清代亦多有开发。同治《万县志·物产》载:“县境举目皆山,在皆荒芜尚或藏纳,今则开垦几尽。”民国《云阳县志·礼俗》称:“二百余年以来,……户口日蕃田入不足以给,则锄荒秽辟林麓以继之。先垦高原,继斫峻畈,驯至峰颠,岩罅均满。”川北大巴山区,道光时太平县、南江县等地老林多有开垦,城口厅“高坡陡岭皆为开垦”(注:道光《城口厅志》卷6。)。又川西山地亦得到开垦。如名山县,“县处高原,万山丛杂,平衍可耕之地无多,自生齿繁而食日艰,于是缘山转谷垦荒秽以莳梁菽,间于山腰回曲处叠石疏泉为田而稻焉。迩来原隰冈陵童童若薙”(注:民国《名山县新志》卷8。所指应为清后期情况。)。

长江上游陕南、四川大量垦山,造成的水土流失还使长江中游河道沙洲增多。道光十一年(1831年)湖广总督卢坤在《请调水利干员来楚修防疏》中说:“因上游秦、蜀各处垦山,民人日众,土石掘松,山水冲卸,溜挟沙行,以致江河中流多有淤洲”(《再续行水金鉴》卷3,引《荆州万城堤志》。)。

5.福建、广东山丘地区

闽、粤清代水土流失严重的地区为沿海山丘地区。闽粤沿海除珠江三角洲平原较大外,其余平原面积较小,且为山丘所包围。这些地区明代开发程度已高,清代人口蕃衍,土地不足,更着力开垦山丘地。史称:农“曩耕于田,今耕于山,……升平户口蕃滋,人满而土窄,势不得不然也”(注:乾隆《安溪县志》卷4。)。

清代福建沿海的安溪、晋江、惠安、漳浦、福清、德化等县垦辟山田,皆产生了较严重的水土流失。如康熙《安溪县志·贡俗》所说:“山几童矣,田寿陇亩多在崇冈复岭间,此其山腹岭足者也,而陂陀延斜以种蔗黍,峛崺垦艺,大雨旁流,无草木根抵为之底障,土坠于溪而壑几实矣。”此外,闽西北山区的浦城县、建阳县、政和县因开垦激烈,清代水土流失亦较严重。

广东东部的潮州府、嘉应州、惠州府等山区州县明代开发较快,清代人口又迅速增加,再加上政府鼓励开垦山场荒地,于是出现了“童山濯濯”,过度开垦的现象。如嘉庆《大埔县志·水利》记载:“埔多山少田,……生齿繁而樵采者众,地力辟而烧畬者多,童山濯濯,倏逢大雨百道流潦,沟渠颓塞,夫山无茂木则过雨不留,故泉易涸也;水挟泥沙则停淤多滞,故圳难通也;又况陂之倾颓惮于兴复,塘之壅塞遂为田园,动辄病旱盖由于此。”山无草木致使泉涸、圳淤、陂塘颓塞,旱灾显著增加。

6.广西东部山丘区

广西东部地区开发历史悠久,其开发程度,一直比西部高。清代又有大量移民迁入,加上本地人口的增殖,于是不断砍伐丘陵山地的树木以营利,原来葱郁的自然环境变得山枯而泉竭,农田缺水灌溉,干旱之灾增多。乾隆时谢庭谕在《论全州水利上临川公》一文中说:全州“其害大者五方杂氓散处山谷,居无恒产,惟伐山种烟草为利,纵其斧斤,继以焚烧,延数十里,老干新枝嘉植众卉悉化灰烬,而山始童矣。庇荫既失,虽有深溪,夏日炎威涸可立待,源枯流竭理固宜然”(注:乾隆《全州志》卷12。)。乾隆《富川县志·水利》亦谓“富邑山国也,……所可虑者:山溪之水全仗林木荫翳蓄养泉源,滋泽乃长。近被山主招人刀耕火种烈泽焚林,雨下荡然流去,雨止即乾,无渗润入土,以致土燥石枯,水源短促。”邻近的贺县也是“山多田少,然山皆出泉,惟焚山不禁,遂至山枯而泽竭,故田多旱”(注:光绪《贺县志》卷7。)。广西山区泉水众多,由于采取不合理的耕作方式,焚山后影响最大的是泉水枯竭。

7.云、贵南部高原地区

云、贵南部高原地区多是少数民族居住区,清代之前开发不够。清代雍正年间在云、贵大规模实施“改土归流”,为了加强对少数民族地区的统治和加快开发这些地区,一方面留兵屯田,另一方面招募川、楚、粤、赣等省穷民进入从事垦殖。由于云、贵南部地区“地广人稀”,气候温暖,自然条件相对西北部好,雍正以后流民进入这些地区人数最多。“农则散于山岭间垦新地以自殖,伐木开径,渐成村落。”嘉道以后,贫民移入更多,入山更深,“分向乾瘠之山”进垦。史称:在滇南,“嘉道以降,黔省农民大量移入,于是垦殖之山地数已渐增,所遗者只地瘠水枯之区尚可容纳多数人口,黔农无安身之所,分向乾瘠之山辟草莱以立村落,斩荆棘以垦新地。……至于今日(民国时)贵州人之占山头,尚为一般人所常道。……最高之山,为他人所不屑注意之地,即为苗人垦殖之区”(注:民国《广南县志·农政》。)。这些“乾瘠之山”本来生态环境就脆弱,植被破坏后,水土流失严重。此时期贵州南部地区亦大量垦殖山地。道光时贺长龄称:“黔省固多客民,兴义府尤其渊薮,自嘉庆年间平定苗匪之后,地旷人稀,每有黔省下游及四川湖广客民携眷而来租垦荒山,……山土瘠薄,垦种三二年后雨水冲刷倍形硗确,乃复迁徙他往”(注:贺长道龄:《覆奏汉奸盘剥苗民疏》,道光《大定府志》卷52。)。于是遗留下一座座荒山秃岭。

以上这些水土流失严重的山区,后来除部分地区,如川北、陕南等一些山地还林外,大部分地区一直恳殖过度,延至今日仍是需要治理的水土流失区。

转贴于 二、手工业和采矿业的发展造成的水土流失

南方山区富有林木和矿产资源,随着山区的开发,清代在一些地方建有炭厂、木厂、纸厂、耳厂以及铁厂等。如陕南山区清代拥入大批流民,一些商人也进入开厂,“山内营生之计,开荒之外,有铁厂、木厂、纸厂、耳厂各项,一厂多者恒数百人,少者亦数十人。……若不准开厂,则工作之人无资以生,添数十万无业流民”(注:严如煜:《三省山内风土杂识》。)。可见清代陕南山区从事手工业和矿业的人数相当多,有数十万人。道光三年仅凤县就有铁厂17处,柴厢13家,每厂雇工数十人至数百人不等(注:嘉庆《汉南续修府志·山内风土》。)。留坝厅“道咸之际……厢厂……十余号,所需工匠夫役小负贩往来其间者常一二万人”(注:光绪《留坝乡土志·生齿》。)。道光初年,佛坪厅有木厢数十家(注:光绪《佛坪厅志·商务》。)。这些木厂、纸厂、耳厂皆依靠砍伐竹木作生产原料。如嘉庆《汉南续修府志·山内风土》称:“丛竹生山中,遍岭漫谷最为茂密,取以作纸,工本无多获利颇易,故处处皆有纸厂。”“山内有耳扒者,将青棡木砍伐作架,至次年渐生耳,其利可以三年。”每年砍伐的竹木数量相当可观。铁厂所用炭薪燃料也是本地供给。手工业和矿业的发展加速了陕南老林植被的破坏。

其他山区在进行手工业和矿业生产时,亦常有不合理的砍伐经营。如道光时一些人开发湖南永州府瑶族居住地深山处木材,“深山之木或不能运于外者则焚山而为薪炭,其甚者开厂纵火一炬数十里”(注:道光《永州府志》卷5。)。江西兴国县采铁矿亦造成严重的水土流失。道光《兴国县志》载:“兴邑自有铁厂,而山峦之颓败,水道之淤塞,贻害田畴,正复不少。”广东“粤东地方,山海交错,民惟利是图,每于封禁之矿山,潜往偷挖”(注:鄂弥达:《(雍正十年)开垦荒地疏》,《皇朝经世文编》卷34。)。滥挖矿山的结果就是破坏环境,加重水土流失。又光绪《德庆州志·风俗》载:“山氓多烧枫杉淋灰作碱,烧都捻树根为治炭,利之所在搜剔靡遗。木根尽则山枯,遇雨而沙随漂败,荒田亦日增。”由于山上泥沙冲下堆积于田,致使田地荒芜,民多逃亡到广西,计有万余人之多。

此外还有政府所办的造船厂,其木料也取之于民间。如乾隆十七年在广东高州府设立的芷芎船厂,其军工木料取之于信宜,“胥吏因缘为奸,往往籍一桅之需尽山而采之,砍伐至数千百株。”胥吏乘此机会大肆掠夺民间木材,民间为逃避此祸,自行砍伐树木,纵牛羊践踏山坡,于是“向之深林密箐郁葱畅茂,至是而荡然一无所存”(注:李东绍:《军工木料记》,光绪《高州府志》卷49。)。

手工业和采矿业为撰取原料和燃料,对一些地区植被林木的破坏也相当厉害,由此而引起的水土流失也很严重。

三、大量樵采和军事行动造成的土水流失

位于城镇附近的山丘,以及人口密度大的山区,清代由于大量樵采,亦常造成山头童秃的现象。如康熙《杭州府志·恤政》记载:满城营丁常数十成群出城砍伐树木以供樵采,“初由城外近乡,既而近处既尽,因至一二十里之外,一二十里之外又尽,因致数十里之外,今数十里之外亦尽矣。”大肆掠夺民间山场的林木,连墓木也都伐之。广东东部山丘区,清代时出现“生齿繁而樵采者众,地力辟而烧畬者多,童童濯濯”(注:嘉庆《大浦县志》卷2。)的景象,水土流失严重,此状况一直影响到后代。民国《潮州志·农业》载:“惜人口日增,耕地不足分配(每人占耕地仅一市亩强),且困于燃料,林垦落后,童山濯濯,水旱荐臻,民生凋敝。”乾隆《嘉应州志·水利》称:“嘉应无平原广陌,其田多在山谷间。……往者山中草木蓊翳,雨渍根荄,土脉滋润,泉源渟蓄,虽旱不竭。自樵采日繁,草木根荄俱被铲拔,山土松浮,骤雨倾注,众山浊流汹涌而出,顷刻溪流泛溢冲溃堤工,雨止即涸,略旱而涓滴无存。故近山坑之田多被山水冲坏,为河为沙碛至不可复垦,其害甚巨。”一日三餐,燃料不可缺,故而樵采引起的水土流失也要重视。

军事行动也往往大肆破坏植被。广东的从化县,早在明代嘉靖、万历间,因民众在山里开银矿、铁矿、烧炭,聚众滋事,官府连年用兵剿平,“而山木既尽,无以缩(蓄)水,溪源渐涸,田里多荒”(注:《天下郡国利病书》卷98。)。造成该地区的环境迅速恶化。湖北省利川县,原来“樟楠楸杉素擅多材,历朝相沿资用不匮”。清代同治时因采取军事围剿行动,“沿山之大木砍伐殆尽,而冈峦之濯濯更”(注:同治《利川县志》卷10。)。军事砍伐行动也造成局部地区水土流失的加剧。

由上可知,清代南方山区造成严重水土流失的主要原因是为扩大耕地而过度的砍伐林木和陡坡种植,手工业、开矿、樵采等人为活动造成的水土流失也不可忽视。

二、清代南方山区水土流失的危害

清代南方山区水土流失所造成的危害主要有这几方面:

1.山丘区土层变薄,肥力下降,甚者变为石山硗瘠之地,严重影响了农业生产的发展,造成山区日益贫困。这一状况在陕南地区表现得最为典型。嘉庆《汉南续修府志·山内风土》称:由于伐林开荒,四五年后山坡松山被雨水冲走,留下“水痕条条只存石骨”,水土流失从面蚀发展到沟蚀,土地变得硗薄,山民无法谋生,只得向山外流徙。光绪《凤县志·地亩》谓:“嘉道之间户口繁庶,光绪初年,……老林地力渐薄,棚民辄外徙。”光绪《留坝乡土志·生齿》也称:其时“谋食者仅退守薄瘠山地,加以雨旸不时,一切耕耨培壅之法皆无力为之,洋芋既腐,玉黍复歉,山居之民至终岁以豆屑杂野菜为粮,而犹然不充,老弱转沟壑,少壮之四方。”从乾嘉时期清政府允许开垦陕南老林起,到光绪初年只有百年左右的时间,陕南山区生态环境已严重恶化,生态系统的损害,又导致经济系统的贫穷,进而引起社会系统的破坏,这确实是历史的沉重教训。

山区种植的作物中以种苞谷造成的水土流失危害最大,这是因种苞谷之地刨土深,根系入土深,土壤被雨水冲刷流失最为严重。咸丰《南浔镇志》称:“湖州以西一带山,近皆棚民垦种,尤多植包谷。一孝丰人云:山多石体,石上浮土甚浅,包谷最耗地力,根入土深使土不固,土松遇雨则泥沙随雨而下,种包谷三年则石骨尽露,山头无复有土矣。”清代中期后南方山区的粮食作物以种植包谷最多,史称:玉米“川陕两湖凡山田皆种之,俗呼包谷,山农之粮,视其丰歉”(吴其浚:《植物名实图考》卷2。)。玉米的种植加剧了山区的水土流失。

据现代南方各省区土壤普查资料,以红黄壤、石灰土、紫色土为主的山地丘陵区,大部分土层厚度为0.5~1.20米左右,平均年侵蚀深度为2~10毫米。如不采取措施,土壤被冲光的年限大致在50~450年之间(注:史德明:《保持水土,拯救土壤》,《中国水土保持》1985年第4期。)。又流失的一吨土壤中,带走的有机物及矿物质营养元素为氮2.55公斤,磷1.53公斤,钾5.42公斤(注:陈开泰:《嘉陵江流域水利开发研究概述》,《长江志季刊》1987年第1期。)。因此水土流失失去的土壤和养分数量是相当可观的。

2.水旱灾害增加。山丘地区在植被良好的情况下,通过林冠阻滞和土壤渗透,可涵蓄一定的水量在土壤中,因此具有调节和延续洪水,防止和减轻水灾的作用,并能补给和保护水源。植被破坏后,一下暴雨,“山无茂木则过雨不留”,引起山洪暴发,毁田堆沙;晴无几日,水源干枯,即发生旱灾。如同治《湖州府志》卷43载:“山洪常发,其故有二:一由天,一由人。……由人者山棚是也,俗名番薯厂,外来之人租得荒山即芟尽草根兴种番薯、包芦、花生、芝麻之属,弥山遍谷到处皆有。草根既净沙土松浮,每遇大雨山水挟土而下,与发蛟泛黄无异。发蛟乃一方偶有之事,山棚则旁山郡县无处不有,湖郡山洪无岁不发,溪河逐渐增高,圩田低洼如故,以致水患益大。”水土流失还使平原圩区水灾增多。广西东部因“力耕火种,烈泽焚林,雨下荡然流去,雨止即乾”(注:嘉庆《平乐府志》卷4富川县。)。使山枯而泉竭,旱灾显著增加。

3.水土流失的大量泥沙,淤积压到河道、湖泊和陂塘中,抬高了河床,并使下游河道沙洲增多,减少了湖泊和陂塘的蓄水容积,加快了这些蓄水工程的堙废,影响到平原地区的生产。清代中期,长江流域经数十年开发,土地垦辟基本处于饱和状态。江河上游,“深山穷谷,石陵沙阜,莫不芟辟耕耨。然地脉既疏,则砂砾易圮,故每雨则山谷泥沙尽入江流,而江身之浅涩,诸湖之堙平,职此故也”(注:雍正《湖广通志》卷21《附修筑堤防总考略》。)。上游山区开垦后,水土流失还淤塞下游的江湖。长江中游的洞庭湖在明清之际湖面“方八、九百里”,达6千多平方公里。由于清前期秦巴山区、湘鄂西山区、川东山地大量开山毁林,水土流失加重,江水泥沙增加,大量泥沙在洞庭湖沉积起来,使洲渚增多,湖滩出露,湖面迅速堙缩,造成两湖水旱灾害增多,到1949年时湖水面只剩4350平方公里了。长江下游古代所建的一些著名陂塘在清代先后淤缩和堙废,这也与大量垦山后加重水土流失有关。如句容赤山湖,明代湖周为60里,清代淤积加快,清代时湖周缩到40里。丹阳练湖、扬州五塘亦皆在清代堙废。余杭的南湖分上南湖和下南湖两部分,下南湖在道光年间也淤积成陆。这些陂湖的缩小和消亡,造成地区水旱灾害增多,影响了这些地区农业生产的发展。

嘉庆时湖南攸县令裘行恕总结垦山引起的水土流失危害有十个方面(注:同治《攸县志》卷54。):

1)山经开挖,高山更为崖谷,泄尽秀气,其害一也。

2)山既开挖,草根皆为锄松,遇雨浮土入田,田被沙压,其害二也。

3)沙泥石块渐冲渐多,涧溪淤塞,水无来源,田多苦旱,其害三也。

4)河道为天地自然水利,为阖县宣流通之气,各处小河既经淤塞,势将沙石冲入大河,节节成滩,处处浅阻,旧有陂塘或被冲坏,沿河田亩或坍或压,其害四也。

5)山田灌荫半籍筒车,而安架筒车处所须相度水势地形就便安放,河不淤则水势不改今被沙阻泥淤,水则移东改西,岸亦随时坍陷,今年安放之处,明年既属无用,又须改移他处,多费人工,其害五也。

6)树木为山皮毛,古木老树又为民间房屋之用,山既开尽,木皆砍伐,……必致将来建屋无料艰于购办,其害六也。

7)柴薪为每食所需,山树尽伐无从采取,炊爨为难,其害七也。

8)坟茔不能禁护,其害八也。

9)山场既给他人,将来或缺葬地,其害九也。

10)本地人民非亲即友,偶有争执可以理释,种山大半闽粤,气类迥分,一有争讼交构难解,其害十也。

裘行恕对垦山引起的水土流失危害,已从生态、农田、水源、河湖、筒车、木材、柴薪、坟茔、争讼等多方面作了总结,并以告示的形式公布于众。三、清代南方山区的水土保持措施

清代,由于南方一些山丘区水土流失严重,引起当局的注意,遂采取一些行政管理措施防止水土流失加重。同时,山区劳动人民也积累了不少水土保持的经验,因而减轻了水土流失的危害。

1.行政管理措施

首先,种树和保护树木令。如雍正二年了《谕树艺》之令:“谕直省督抚等官,……在舍旁田畔,以及荒山不可耕种之处,度量土宜种植树木,……其令有司督率指划,课令种植,仍严禁非时之斧斤、牛羊之践踏、奸徒之盗窃,亦为民利不小”(注:乾隆《福建通志》卷首一。)。朝廷所颁之令,地方上多少会有所行动。

其次,采取封山、驱逐措施。如嘉庆时浙西山区因棚民垦山水土流失危害严重,有关官府采取严禁租山,“立限驱逐”棚民等措施,于是“渐见安辑”(注:光绪《于潜县志》卷18。)。又广东清远县有花尖、马鞍二山,山下一些村庄,“藉二山生息树以滋水源”,在溪水上筑九道陂坝以供农田灌溉。“自历代以迄国朝皆禁开山砍伐树株,缘山光则地涸而水竭,林阴则地湿而泉多故也。”康、雍、乾期间多次有人盗采树木,或违禁开山,为了阻止破坏树木的行为,官府一再封禁令,对违禁的人进行处理。由于保护得力,至光绪时两山“树木浓荫,租税永赖焉”(注:光绪《清远县志》卷5。)。又如湖南省永明县东北有塘下、雷洞两处瑶人居住的山岭,道光八年至十二年宝庆等处客民先后占山开垦,将各岭数百年蓄成丛林一律砍伐,“以至山脉枯槁,水源涸竭,近山民田腴者变瘠,大失耕种之利。”岭下村民弃田地房屋流乞于外者达千人之多。道光十五年驱逐占山开垦的流民,才扭转了这一地区环境恶化的趋势(注:光绪《永明县志》。)。

再次,告示劝谕民众不要垦山。如上面所述嘉庆时湖南攸县令裘行恕针对客民,“结庐山上垦种几遍”的状况,发告示列出了垦山的十害和不垦山的十利,不准当地民众佃山给外省人开垦。又嘉庆时户部曾下令:不准浙省棚民种植苞芦,不准当地人将公共山场招棚民开垦等。

然而综观有清一代的政策,主要是鼓励开垦,开垦山头地角还免于升科,不少封禁之山,如江西的铜塘山、怀玉山,陕西的南山等都先后开禁垦殖,遂形成开山不止的局面。又清代流民占山的方式主要是佃种,因有买契存在,地方上不好漫加驱逐或封禁山场,故而采取的一些行政措施收效有限。

2.技术措施。分为农业技术措施、林业技术措施、水利工程措施等。

农业技术措施:首先将山坡地修筑成梯田。梯田是一种有效的治坡工程,通过在坡面上沿等高线开沟、筑埂,修成不同形式的水平台阶,用截短坡长,减缓坡度的办法,有效地防止水土流失,起到保水、保土、保肥的作用。东南地区的浙江、福建、江西山区从南宋起就大量修筑梯田,清代更加普遍。西南山区清代梯田有较多发展。四川在雍乾之后推广“冬水田”,实行旱改水,“江流不径之处”的山坡地很多开辟成层层梯田,梯田于秋冬蓄水,翌年春季种植水稻,由是四川积累了不少修梯田筑坎、开厢的方法(注:详见宋湛庆:《我国古代田间管理中的抗旱和水土保持经验》,《农业考古》1991年第3期。)。贵州北部、中南部地区的遵义府、思南府、贵阳府、都匀府都多梯田。如道光《思南府续志·气候》载:“其地硗薄梯山为田”,“谷雨前后山间梯田趁雨翻犁取淤泥培田塍,俾水不泄种玉蜀黍,羃薯蓣于土以取芽。”乾隆《黔南识略》卷1称贵阳府的梯田:“坡陀层梯者谓之梯子田,斜长诘曲者谓之腰带田。”梯子田、腰带田都是梯田的不同形式。云南南部少数民族亦在红河两岸山上修筑了壮观的梯田。华中山丘区开发历史悠久,清代梯田也有发展。如湖北东部的英山县,“东西二河上游及左右山垄之田大都倚岩傍涧屈屈层层多成梯形”。

一些地区还采用等高耕作方法。如赣西北自嘉道以后,在山坡开挖水平条带,用于种植油茶。

再次讲究开山的方法。如包世臣在《齐民四术》中设计的开山法:“择稍平地为棚,自山尖以下,分为七层,五层以下,乃可开种,就下层开起。”秋冬初开地先种罗卜,因罗卜最能松土,且根能作蔬菜粮食之用,叶可饲猪又可得猪粪。接着种玉米、稗子及稷粟,如土较肥的地亦可种棉花,再种瓜菜十数畦以充蔬食。第二年再往上开一层,“以渐而上,土膏不竭,且土膏自上而下,至旱不枯,上半不开,泽自皮流,限以下层润足周到。”再将高下相当的涧流开沟引入各层地中灌溉。离居地远的,根据土宜种植不同种类的竹木:赤白土者,阴宜植茶,阳宜植竹,或植油桐、松杉、乌桕等;黑黄土者,阴宜松杉,阳宜树漆。虽然收利的年代远些,但收益能“计入十倍”。这种山地分层利用的方法,只利用山岭的下层(土层厚)种植农作物,山岭的上部仍保持良好的植被状态,山上水流挟带的“土膏”可滋润下层田地,所开地修筑成梯田,还注意开沟灌溉农田,并根据山地远近、土宜栽植多种树木,确实能较好地防止水土流失。这一方法应是农民群众经验的总结,目前南方山区一些地方就存在类似的技术方法。

林业技术措施:种树是水土保持的主要林业技术措施。造林达到郁闭以后,树冠能拦截雨滴,地面枯树落叶能吸收水分,根系能固着土体,收到减少地表径流和土壤冲刷的效果,故有“青山绿水”之说。我国自古就重视种植林木,明清时不少地区仍保持这一传统。明《农政全书》有“木奴千,无凶年”的说法。清代一些山区重视种植用材林和经济林。如福建山区,乾隆《福建通志》卷9载:“德化处万山中,……有杉木之饶。”嘉庆《云霄厅志》卷20称:“近山之民藉种植,……故有种竹者、杉者、松者、茶者,效迟而利大也。”在江西山区,康熙《广永丰县志·风俗》称:“沿山隙地都种柏。”在湖南山区,道光《永州府志·农事》谓:“山农田少,多植桐、茶、松、杉以资食用。”同治《祁阳县志》卷22称:“县境自归阳以上各乡杉木一望青葱。”当然一些山区发展林业主要还是从因地制宜发展生产,增加收入着眼的,但这在客观上已起到水土保持的作用。

清代一些山区对种树保持泉源很为重视。如同治《(广东)河源县志》卷10记载:“河源之田惟以山源为主,……粤东村塞每在山之一围,俗谓之峒,……凡峒皆山,山皆有泉,泉即为源。又有因山泉细小,每种树于山以覆之使不见日之暴,俗谓之荫,倘有私伐其树者,则其罪与截源等耳。”种树对保护泉源的作用很是显著。

水利工程措施:如修建塘坝、沿山渠等。

清代在山丘区普遍修建中小型陂塘堰坝工程(注:拙文《明清东南山区的灌溉水利》,《明清南方山区的水利发展与农业生产》,载《中国农史》1996年第1期,1997年第1期、第3期。)。“陂”是在溪流上筑坝,拦截抬高溪水的水利工程,有一定的蓄水容积。“塘”分山湾塘和平塘等几种,山湾塘在汇水的沟谷筑坝蓄水,今日称为小水库;平塘一般位于田的上部,塘的下缘有坎无坝,依靠挖深塘底蓄水。“堰”仅是在河中筑坝拦水,抬高水位。清代南方各省山区所修塘坝都达数千数百之多。塘坝能拦蓄一定的洪水和泥沙,有滞洪削减洪峰的作用,水土保持的效果显著。清代曹胤儒《水利论》称:“太湖上流金坛、广德、乌程、归安、临安、余杭之间并有坝堰当以百计,各志可稽,盖使诸山之水潴而后泄,……且视苏松水势之大小而启闭之。”

土木工程绪论篇6

医学专家认为,生活中的各种颜色都具有其生理作用,正确使用颜色,可以消除疲劳,抑制烦躁,控制情绪,调整和改善人的机体功能。

健康环境注重色彩

现代社会紧张的生活节奏令人窒息,人们开始把目光转向自然,返璞归真,重新挖掘远古时代祛病保健的良方妙法。颜色疗法便是近年来一种重放异彩的古代疗法。

人类关于色彩及其对人体影响的研究已有漫长的历史,它是古代文明的精神基础。希腊哲学家和科学家亚里士多德就对色彩进行了广泛的研究。著名医生阿尔韦托・马格诺在中世纪发表的关于颜色的论著,至今仍有非常珍贵的意义。

据研究,一些疾病在很大程度上是由于人体内色谱失衡或缺少某种颜色造成的。在我们体内有七种腺体中心,分布在脊柱的不同部位。每种颜色都能产生一种电磁波长,这些波长由视觉神经传递给大脑,促使腺体分泌激素,从而影响人的心理与机体,达到医疗作用。每一种颜色有其独特的作用,令人产生不同的情感。在环境中合理使用色彩可以取得宜人的效果。除了医疗作用外,颜色还有一定的象征意义和社会属性,对人类生活有着举足轻重的影响。

色彩与健康并存

近年来,各国科学家和心理学家对颜色进行了深入细致的研究,并且得出了“颜色能治病”的结论。专家们曾做过一个有趣的实验,题目叫做“色彩与人”。他的实验目的的是为了了解人在不同颜色的房间里的工作及心理状况。研究结果发现,长期处在黑色调房间的人,即使不做任何体力及脑力活动,也会感到心烦意乱、情绪低沉、躁动不安、极度疲劳;在淡蓝色、粉红色和其他一些温柔色调的房屋里工作的人,一般比较宁静、比较友好、性情比较柔和;在红色房间里工作的人,会感到心情压抑、万分疲劳。实验还表明,改变环境的色彩能够立即改变人们的心情。烈日炎炎的夏季,人们走在拥挤不堪的大街上,进入琳琅满目、色彩缤纷的商店都会感到心中烦躁不安。相反,进入轻爽、凉气袭人的冰淇淋室,望着墙壁上一幅幅引人食欲的消暑佳品广告,会觉得温度下降了许多,一种清凉之感便油然而生。毫无疑问,这种心理上的感受是由周围环境色彩的变化造成的。可见,创造良好的环境,对于人们的健康有着多么重要的作用。

每一种颜色都会发出不同的频率,当皮肤接触到不同的频率时会反应到不同的部位,每种颜色都会对身体的特定部位及器官发生作用,有些颜色还会对人的心理产生影响。色彩疗法正是在此理论基础上对人的身体、心理进行调节,从而达到治疗效果。

诠释色彩功能

红色红色最能刺激和兴奋神经系统,增加肾上腺素分泌和增强血液循环。但接触红色过多时,会产生焦虑和身心受压的情绪,容易使人感到疲劳,所以,在寝室或书房应避免使用过多的红色。

橙色这种色彩可以令人产生活力,诱发食欲,有助于钙的吸收,利于恢复和保持健康。此色适用于娱乐室、厨房等处,对寝室、书房则不宜。

黄色想想看为什么许多餐厅的基调都是黄色的?答案就是,黄色可刺激神经和消化系统,加强逻辑思维,但金黄色的装饰却易造成不稳定和任意行为,所以,在寝室与活动场所,最好避免使用金黄色的家具摆设。

绿色这个颜色有益消化,能促进身体平衡,并能起到镇静作用,对好动或身心受压抑者有益。自然的绿色对头晕、疲劳与消极情绪均有一定的减缓作用。它虽然是冷色调,却能在一年四季给你安全的感觉。因而,宝宝房间的基调可以考虑淡淡的果绿。

蓝色如果分别给两个人蓝色被子和红色被子,你认为谁能睡得最快、最好?只有一个答案―使用蓝色者。是的,蓝色能降低脉率,调整体内平衡,在寝室中使用蓝色,可消除紧张情绪,有助于减轻头痛、发热、失眠等症状。蓝色的环境使人感到幽雅宁静。

紫色紫色最适合于压力大的人,因为它对运动神经、淋巴系统和心脏系统有压抑作用,可维持体内钾的平衡,有促进安静和爱情及关心他人的感觉。

靛蓝色靛蓝色可调和肌肉,减少或停止出血,能影响视觉、听觉和嗅觉,可减轻身体对疼痛的敏感。该色不适于装饰,但若用于布料,可使人产生安全感。

环境配色的五行观念

专家告诉我们,人是有色彩的动物。这是因为,人不仅能识别色彩,对色彩的和谐还有一种本能的需求。和谐的色彩使人积极、明朗、轻松、愉快;不和谐的色彩则相反,它使人感到消极、抑郁、沉重、疲劳。

我国古代先哲将宇宙生命万物分类为五种基本构成要素,古人将这构成宇宙万物的五种要素(亦是五种精微之气)称为“五行”,即木、火、土、金、水。五行亦各有与之相应的形状、质地、声音与颜色等。

五行就其所表征解析:

金:白、乳白色系列。

木:青、碧、绿色系列。

水:黑、蓝色系列。

火:红、紫色系列。

土:黄、土黄色系列。

应用在生活环境中,我们不难发现中国人经典的审美观都是契合五行理论的,而即便是西方优秀的设计师其在色彩搭配方面的成功案例也莫不契合五行相生的和谐理念。

五行间相生相克的基本关系如下:

相生―木生火、火生土、土生金、金生水、水生木。

相克―木克土、土克水、水克火、火克金、金克木。

健康五行方案

如何正确地运用五行颜色来调节我们的人体能量场,这其中的搭配学问可谓既复杂又简单。结合个人身体的状况以及你的五行属性,我们提供健康环境色彩的方案如下:

a适合绿色者

因为五行中水生木的关系,所以在布置青、绿色系列的同时亦不妨布置一些蓝、黑色系列。但倘若没有代表五行中“水”的蓝黑色系列,反而有大量代表五行中“金”的白色系列,那便较为不妥。因为五行中“金”能克“木”。至于代表五行中“火”的红、紫色系列,于此间居室中可以用但不宜过多。因为木生火的关系,木见旺火则有耗损之象。另外,代表五行中“土”的黄色系列亦可以用之。

B适合红色系或紫色系者

如前述,五行中木生火。所以同时亦不妨布置一些绿色、青色系列。而不宜使用大面积的蓝黑系列,以免犯“水”(蓝、黑)克“火”(红、紫)的忌讳。此外,属土的黄色及属金的白色均可布置其间。

C适合黄色或橙色系者

因为“土”的颜色为黄色系列,根据五行中火生土的关系,喜欢黄色的人亦不妨于居室内布置一些红、紫色系列。但倘若不见红紫色系列反而见大量的青、碧、绿系列,就不太相宜。因为五行中木(绿)克土(黄)。(注:盆栽植物不以木论,而以土论。)其余代表“金”的白色,代表“水”的蓝、黑色均可采用。

D适合白色者。

五行中“金”的颜色为白色系列,五行中土生金,所以黄色系列与其较配。但要注意,五行中火克金,因此如果选定白色为家居的主色调,就少用最好不用红紫色作为搭配。其余代表五行中之“水”的黑色系列及代表“木”的绿色系列亦可用之,只是不宜太多。

e适合蓝色系者

如前所列,因为五行中金生水的关系,所以居室里布置一些在五行上属“金”的白色系列亦有利。但倘若不见白色反而见到较多属“土”的黄色系列,那便较为不妥。因为五行中“土”能克“水”。代表“木”的绿色系列与代表“火”的红色系列可用,但不宜过多。另外,还有“五行反侮”的现象:例如五行中水克火,但火比水旺则

不受其克,反成“火旺水干”的形势。这也即是大面积的红反而能克小面积的黑,可见五行贵在均衡。

四季健康色彩总体原则

每一个时节都有它所代表的主色调,每一个对色彩较为敏感的人都有他(她)所喜欢的颜色,这其中蕴涵了人生的玄机,亦可由此解读出数不清的潜在信息。说来有趣,人对某种颜色的好恶之心态是随着他(她)在不同的时间段的不同心情而有所改变的。对居室的色彩搭配亦如是,人在某一种心情或某一个年龄段内格外偏好某一种颜色是自然的变化,但人要注意的是协调地配搭,而不是违背自然规律,单凭一时偏执作某种相悖关系的选搭,从而无意间引发居室氛围的潜在冲突。

人的身心健康和他所处的环境息息相关,顺乎自然应是明智之选。

春季特点春天,花开鸟鸣。推开窗户,让新鲜的空气给家带来些清新的气息。

健康分析春天最易招致敏感症状和呼吸道流行疾病。

色彩分析嫩绿的萌芽和湛蓝的天空预示着春的到来,这样的色彩同样适用于家中。浅色调使人感到轻松,使用一些代表美好与希望的绿色加上干净的湖蓝,更有能促进身体平衡,并起到镇静作用。

不适合色彩沉闷的深色。

整体调子清新明亮。

夏季特点绚烂夏季阳光最为明媚,夏天的颜色也最丰富多彩。然而,城市工业化中的人们也在温差中煎熬―从高温室外到空调房。

健康分析特别需要注意的是空调病和肠道疾病。

色彩分析各种粉色系是家居的首选,粉红、粉黄、粉紫……可以根据喜好尽情搭配,因为都是色彩饱和度不高的颜色,互相搭配起来也非常容易。这些色彩可以从感官上缓解室内外温度差感。

不适合色彩感觉燥热的红、橙等过暖的颜色。

整体调子轻柔娇艳。

秋季特点纷纷落叶带来四季中最让人留恋的季节―秋。乍暖还寒的秋日总是冷两天热两天,温度左右不定。

健康分析天干气燥的季节最容易引发上火症状。

色彩分析浪漫的秋单是色彩就会让人沉醉,换掉夏日的轻薄,让漫山的枫叶和散落一地的金黄都走入家中。姜黄、土红、棕褐,再加上一点灰绿,都是大自然的色调,沉稳而深邃。尽量使用弱对比色彩,避免过于热烈的颜色。

不适合色彩白色、浅蓝等高亮度颜色。

整体调子自然随意。

冬季特点寒冷冬季,在家的日子越来越多,对温暖的家更多了一份眷恋。

健康分析少见太阳的季节更容易让人有些许失落感。医生认为,这个季节的都市病以抑郁症为首。

色彩分析身体温暖还不够,视觉也要取暖。大量使用暖色,更可以用饱满的大红、橙黄等使人兴奋的颜色赶走冬日的阴霾。确定一个暖色调后可以大面积使用,少量配以其他颜色即可。避免用色过多,因为多是饱和度较高的色彩,太过纷杂会造成视觉上的疲劳。

土木工程绪论篇7

关键词:人工程观;工程制图;教学改革

一、引言

自20世纪70年代以来,世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响,工程活动对知识、技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。同时,工程活动的经济效益及其对生态、能源、环境等方面的影响也日益明显。在此背景下,人们的工程观念发生了变化,工程内部的系统综合和工程在社会大系统中综合的必要性正被越来越多的人所认识。工程内涵不再是狭窄的科学与技术涵义,而是涵盖科学与技术以及社会经济、文化、道德、环境等多因素的大工程涵义,即“大工程观”。

“大工程观”作为一种新的工程理念乃至社会理念已在工程教育界显现。我国的高等工程教育,也必须进行大幅度的改革才能适应大工程观的理念和现代工程活动的需要。

二、工程制图课程发展现状及问题缺陷

现代工程图学的发展始于其与计算机的结合。随着计算机科学的发展,计算机由主要任务为科学计算向众多方向拓展,图形处理功能是其中之一。最初,以计算机进行图形处理主要应用于工程设计中图样的绘制,随着计算机硬件的发展,由线框三维造型发展到真实感图形显示,计算机图形学从三维处理扩展到四维甚至多维空间的科学领域。

由于计算机科学与技术的发展和推动,工程图学不再是仅限于包含几何和投影理论以及有关工程理论与知识的基础性学科,而是发展成与计算机科学、数学、工程科学、智能和思维科学等多学科交叉而又相对独立的一门现代学科。为适应形势发展的需要,国家科委主任宋健提出“到2000年前后工程技术人员强制抛掉图板、丁字尺,全部运用计算机绘图。”“甩图板”要求提出后,对工科院校制图教学产生了极大的震动,促使学校制图教学必须进行彻底的变革。然而,由于资金缺乏等原因,学校的制图教学向学生施教的基本还是传统的工程图学内容,与计算机图学的发展相比,处于相对滞后的状态。为此,工程图学工作者作了种种教学改革的尝试。如何处理好传统内容与更新内容的关系,各高校根据自己的情况都在不断探索、实践。例如华中农业大学分析了传统教学方法和现代多媒体教学方法在工程图学课堂教学中存在的问题,总结了多年工程图学的教学实践经验,利用计算机多媒体技术模拟传统的工程图学课堂教学过程,提出了一些在实践中行之有效的教学方法和对策;北京工业大学提出了图学教学的新思路,强调图学教学中实践、创新的重要作用,将图学知识的学习和图学实践相结合,着重对学生的综合素质、工程意识和创新能力的培养,并将改革研究成果在教学中通过教学对比的方式进行检验,取得了初步成效。

上个世纪50年代,我国高等院校照搬苏联模式,将土建类各本科专业按产品划分成建筑工程、地下建筑工程、桥梁工程、隧道工程、道路工程、铁道工程、交通土建工程等若干个专业。进入20世纪90年代以后,狭窄的专业模式已难以适应我国市场经济发展的需求,更难以适应21世纪社会发展对土木工程人才的要求。因此,国家教育部于1998年进行了大范围的本科专业目录的调整。土建类专业由多个狭窄的专业合并拓宽为土木工程专业,过去的“小土木”如今变成了“大土木”。教育部将一些二级学科专业调整为土木工程专业,有利于打破学生培养的行业壁垒,也有利于注重基础知识以及扩大学生知识面。工程制图课程体系虽然做了一些改革,但是对于当前土木工程专业的宽口径设置来说还是远远不足的,比如土木工程制图课程内容设置,不同的教材的侧重点不同,有的是偏重建筑工程,有的是重点介绍道路工程,有的是以铁道工程制图居多,这样的教材体系设置还是没有从根本上改变行业性、口径狭窄的状态。再者,对于工程制图课程的教学,我国的高校一般都是由制图教研室的老师承担的,由于教研室的改革滞后于专业设置的改革,那么承担制图课程的教师限于自身的专一知识结构,在讲授工程制图课程时其侧重点也是不同的:对于自身专业是工程图学方向的教师讲授课程是往往偏重图学理论而忽视专业制图;对于自身专业是建筑工程或者道路工程的教师讲授课程是偏重某一专业制图而忽视了相关专业制图。而且,对于承担工程制图课程教学的老师,由于课程教学任务重,学生作业多的原因,在从事教学工程中很少参与教学科研和工程实践,这样势必会影响专业制图部分的教学,使教学内容与工程实际严重脱节。

三、大工程观视野中的工程制图课程教育改革

以大工程观来看,21世纪的工程人才必须具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力,工程人才要具备上述六种能力,必须按大工程观的理念进行终身学习,而高等工程教育则应该为这种终身学习奠定坚实的基础。

在大工程观视野中,工程人才必需具备6种能力,而工程制图课程是学生进入高校后首先接触到的一门具有较强工程意识和实践性要求较高的技术基础课,也是工科学生必修的一门重要基础课工程制图课程,工程制图课程应该符合“大工程观”的要求,课程结构应该符合培养学生的6种能力的发展要求。其一,工程知识能力。对于工程制图课程来说,培养学生的工程知识能力,应该在课程讲解之前或者在绪论前言中,介绍课程的基本相关知识,比如建筑制图课程,应该简要介绍建筑工程、结构工程以及市政工程中工程制图的作用、工程制图在土木工程中所处的基础地位、土木工程制图在建筑艺术、工程管理、工程造价、环境工程、建筑文化等方面重要性,这样可以使学生对课程有一个感性的认识,为后续的课程打下一定的基础。其二,工程设计能力。对于工科学生来说,工程设计能力是必不可少的能力,而工程图样是工程设计的重要技术语言。针对工程设计能力,工程制图课程应该着重介绍工程图样的绘制及识读方法,结合工程设计必要的知识讲解工程图样在工程从无到有的过程中所起到的重要作用。其三,工程实施能力。这种能力具体到建设工程,就是建设工程的施工阶段,而施工阶段的行为一般都是以工程图样为基础的,工程制图课程的重要内容也是工程图样的设计和识读,针对建设工程施工阶段,培养学生识读工程图样的能力是工程制图课程的主要任务之一。在这一工程中,可以结合建设工程构造、建设工程施工、建设工程技术等施工知识详细介绍工程图样中各个组成部分的内容,以培养学生综合绘制和阅读工程图样的能力。其四,价值判断能力。对于价值判断能力,工程制图虽然是一门工科技术课程,但是其和经济、环境、社会文化和审美文化也是密切相关的。对建设工程而言,建设工程经济是必须首要考虑的内容,工程

图样在建设工程整个价值工程发挥着关键性的作用,工程造价要以工程设计图样为基础;建设工程对环境和社会的影响也可以在工程图样中进行一定的表现;建设工程本身就是一项艺术,其建设艺术美可以通过工程设计图样进行充分表达。总而言之,工程制图课程应该发挥其基础性作用,以工程图样为技术语言,构造价值判断能力培养的平台。其五,社会协调能力,终身学习能力。这两种能力不仅是大工程观视野中的工程人才应具备的能力,也是我国工程教育培养学生的目标,是符合当前“学习型”社会发展目标的。工程制图课程作为高校教育体制下的一门课程,其教育目标和发展方向必定符合教育和社会的发展方向。

四、工程制图课程教学改革的操作性思路

工程制图课程教学改革既要面向大工程观,又要和专业设置改革相吻合,具体来说可以分为以下几个方面:

(一)课程内容设置

在传统制图教学中,画法几何中的图解内容比重较高,学生在理论学习中花费了较多的时间和精力,结果使学生不仅感到制图是“头疼几何”产生畏难情绪,而且还认为制图课程与土木工程专业关系不大,从而失去了学习兴趣,因此,必要将传统教学中过多地强调空间思维训练,转变为空间思维和构形表达应用并重,将一部分与专业制图联系不紧密的图解内容压缩,在保留工程制图中常用工程图样讲授内容的基础上,增加土木工程领域中使用广泛或已形成系列化、部门标准化的典型工程图样,这样可以使学生一方面对自己的专业有深刻的理解和认识,另一方面对本专业的标准图的特征、功能和结构有全面的了解,拓宽了知识面,既有利于掌握正确制图方法,又有利于后续专业课程的学习和工程设计。

(二)根据专业设置要求,调整专业制图部分内容,优化制图教研室功能

由于当前土木工程专业涵盖了建筑工程、地下建筑工程、桥梁工程、隧道工程、道路工程、交通土建工程等方面的知识,而且今后土木工程技术人才也应该具有知识面广、适应性强的特点,有必要对工程制图课程中专业制图进行调整,增加不同专业制图的内容、介绍不同专业制图的特点和差异。对于不同专业制图中使用的规范和标准图应该详细介绍。但是也应该注意专业方向,比如建筑工程方向应该重点介绍建筑工程图样和标准,对于地下建筑、桥梁工程、道路工程制图标准和图样作为熟悉内容,重点介绍它们与建筑工程图样的差异。

根据专业制图教学内容,对工程制图教研室进行优化:取消专职的制图教师,由具有专业知识的教师来教授制图课。这样,制图课教学更能贴近专业的发展,专业课对像制图这一类的基础课的要求也更明确,需要教那些内容,需要花多少时间考虑得也会更合理。对于兼职制图教师,应该是每一位专业教师都可以教制图课。

(三)面向大工程观,拓展制图教学的外延,与其它课程交叉互融

在CaD/Cam技术、现代设计技术与设计管理技术高度发展的背景下,土木工程专业的制图教学内容也应通过优化重组,与CaD、工程设计、工程施工、工程构造、工程经济、工程管理等学科的相关内容融合交叉,围绕工程设计开发过程这一主线,建立以二维、三维CaD为重点、并与手工绘图相结合的现代制图课程新模式。在该模式下。学生不再孤立地抄画图样或表达缺乏设计信息流的立体,而是在多学科的参与和组织下,使学生真正体验基于设计、施工、管理、经济的初步工程设计制图理念,极大挖掘和调动学生的创新思维和创造能力。

土木工程绪论篇8

结合沈阳工业大学土木工程专业非洲留学生的专业课程英文教学实践经验。从留学生学习和教师讲授两个方面提出了土木工程目前存在的教学问题,并针对非洲留学生的特点提出了解决对策,为地方高校进一步推进非洲留学生教育水平,扩大留学生招生规模奠定基础,为地方高校土木工程专业教育国际化提供参考。

关键词:地方高校;土木工程;非洲留学生;教学问题

中图分类号:G6489;tU-4文献标志码:a文章编号:

10052909(2016)06011904

近5年,非洲来华进修学习的留学生呈逐年上升趋势。我国已成为非洲留学输出的最主要国家,也是亚洲接收非洲学生最多的国家[1-4]。非洲学生来华留学一方面增强了中非文化的交流,向非洲国家传输了我国先进的科学技术及文化理念,另一方面也为尚缺乏竞争力和教育资源的地方高校国际化教育发展提供了契机和研究实体[5-8]。土木工程专业(civilengineering)是建造各类工程设施的科学技术的统称。非洲是第三世界,除南非外,大多数非洲发展中国家的城市基础设施还不完善。因此,亟需一批拥有此专业专项技能的人员进行城市基础设施的建设。

沈阳工业大学土木工程专业自2013年以来开始招收留学生,两年来已累计招生近30名,并由国际教育学院和建筑与土木工程学院共同完成本专业留学生的教学培养与日常管理工作。土木工程专业留学生的教学除汉语言课程外均采用英文教学方式,这对非英语专业的教师而言是一项巨大的教学挑战。文章结合笔者近两年对非洲留学生采用英语讲授专业课程的教学实践经验,针对非洲留学生的特点,从学生学习和教师讲授两个方面提出了目前存在的教学问题,并据此提出了相应的解决办法以改善教学效果,为地方高校提高留学生教学水平,推动土木工程专业教育国际化提供参考。

一、学生学习问题

(一)学生基础较差且程度不一

土木工程专业是最为古老的工科专业,涉及内容包含大量“力学”知识,如

理论力学、材料力学、水力学、结构力学等。这些力学知识需要扎实的高中物理知识作为基础。目前来华的非洲留学生基本来自发展中国家,教育水平相对较弱,且非洲各国的教育水平并不在同一起跑线上。相比而言,南非、埃及等经济较好的国家教育水平较高,乌干达、尼日利亚等国家拥有一些水平相对较高的高等院校(拉格斯大学、马凯雷雷大学),教育水平次之,而刚果、肯尼亚等一些经济较差国家的教育水平较低。由于实际教学水平的差距,各国学生学习基础参差不齐。以水力学课程为例,笔者在教学过程中发现部分非洲留学生并未掌握高中物理中水压强度的计算方法,而该方法则是水力学基础中的基础。这种现象给整个教学过程带来了极大的困难。

(二)学习态度不够端正

在华非洲留学生大多来自本国社会上层家庭,其在当地的政治地位较高,经济条件较好。部分来华学生学习目的并不明确,依靠本国或家庭的资助处在半学半玩的状态,时有旷课、迟到、早退等现象发生,极个别学生在学习期间更是出现了无故出市或出省旅游的现象。然而,土木工程专业是一个课程本身以及设置极具连续性的专业,需要学生时时刻刻保持一个端正的学习态度。一旦某一环节松懈,则将对后续学习带来极大影响。笔者在钢结构基本原理课程的教学过程中曾遇到学生对所需知识的重要性不以为意,在前半学期经常旷课、逃课、游游荡荡,没有真正进入学习状态,结果后半学期想学时根本无法理解,并且影响到下一学期的钢结构课程设计学习。

(三)学习方法较差

学习方法与学习效果密切相关,且因个人和环境的不同越来越受到教育工作者的重视。非洲国家教育水平相对较低,大多数非洲留学生没有掌握

学习方法。部分学生课前没有预习新知识的习惯,上课时不记笔记,听课效果往往取决于当天的状态和对课程感兴趣的程度。有部分学生课后作业完成的也并不及时,当日布置的作业常常要几天后才能完成,不能做到当日事当日毕。没有定期定时整理和温习所学课程的习惯,决大多数学生采用期末突击复习方式应付考试。土木工程专业是一门重视实践的工科专业,要求在学习理论知识的基础上,通过实际工程加强感官上的认识,加深对理论知识的理解。然而目前的非洲留学生并没有理解实践的重要性,没有养成勤于动手、手脑结合的学习方法。例如,在进行测量实习的过程中,大部分学生在户外只是关心数据的记录,查阅书本中的计算方法,只有个别学生参与仪器的操作和使用。

二、教师讲授问题

(一)交流语言及专业课语言问题

由于采用全英文授课,教师的英语水平成为能否清楚讲授专业课程的重要因素。沈阳工业大学前期对非英语专业的教师进行了英语集中培训,重点在于提高教师的听、说两方面能力,并在课堂组织和交流方面聘请了外籍教师进行指导。虽然上述措施在一定程度上提高了教师的英语授课水平,但由于我国英语教学为应试教育,加之并没有英语交流的大环境,即使通过了英语四、六级考试

的教师在听说方面的能力仍有不足。年龄较大的教师更是出现了满腹经纶却无法言语的现象。土木工程专业英语词汇量较大,需要教师较为熟练地掌握力学、建筑结构、土木工程材料、土木工程施工、土木工程造价等课程的专业词汇。许多词汇平时极少使用,例如,房屋建筑学中的“女儿墙”英文为“parapet”,这一单词日常几乎不用。另外,有些专业词汇的含义在授课时也并非使用准确,例如,“构造”一词在国外常用“detail”来表示,而教师在用英文解释构造时却往往使用“structure”,这样的表述是极为不准确的。不能正确地使用专业词汇和听说能力的欠缺成为教师与学生之间无法顺畅交流与沟通、无法高效传授知识的障碍,一定程度上影响了授课质量。

(二)授课方法较单一

目前留学生课堂的授课方式较为单一,仍采用教师讲、学生听的传统大课堂教学方式。然而留学生数量相对较少,以沈阳工业大学为例,土木工程一个专业一个年级的学生仅有十几个人,仍采用大课堂教学方式就变得有些过于呆板和缺乏新意。传统授课方法缺少师生之间的互动,很难唤起学生对专业知识的学习兴趣,更难以掌握学生学习情况。除此之外,土木工程专业所开设的测量、水力学、施工等大量课程需要到实验室、现场工地去观察、体会和学习,由于条件等各方面的限制,目前教师大多还是依照书本对学生进行讲解。这种形式单一的授课方法势必会影响教学质量。

三、针对教学问题的解决对策

(一)设立统一入学考试机制,补习土木工程基础课程

针对学生学习基础差距较大这一现象可仿照美国Sat(Scholasticassessmenttest)积极开展统一的留学生入学考试,即从高中知识、英语水平两个方面对来华留学的非洲籍学生进行知识水平、语言水平的认证。对不满足标准的学员,采用预科制方式,进行1年或6个月的高中知识补习和语言能力培训。尤其是针对土木工程专业基础高中课程的补习,最终要采用严格的考试以检验学生的学习效果。这种基础强化补习将扫清学生未来在土木工程专业课程学习中的基础障碍,便于教师开展统一授课,顺利完成教学计划。

(二)加强学生管理,端正学生思想,明确土木工程专业的学习目标

针对学生学习态度不端正的现象,从两方面入手,一方面要加强留学生的进校管理教育,对新生进行军事训练、思想政治教育,使学生树立正确的学习目标,让学生认识到大学时间非常宝贵,应该利用这段时间不断充电,精心安排每一天,认真规划自己的人生。让学生熟知学校的各项规章制度,明确告知学生大学期间什么是可以做的,什么是不可以做的。规范学生的日常生活行为,使其情绪没有较大波动是学生在思想上端正学习态度的基础。另一方面,教师在课堂上要经常为学生列举土木工程专业人才为社会和国家做出的巨大贡献,激发学生的爱国情绪,列举世界瞩目的伟大工程,如哈利法塔(迪拜大厦)、丹昆特大桥等,激发学生从事土木工程专业的自豪感,增强其学习动力。有了学习目标和学习动力,其自然会有良好的学习态度。

(三)传授优良学习方法,培养土木工程专业学习习惯

针对留学生学习方法差这一问题,首先应积极向学生介绍学习方法,讲述课前预习、课堂上记录笔记和课后积极复习的重要性。挑选土木工程专业学习成绩好的中外学生为广大留学生作学习方法报告。从理论课的学习方法和实践课的重要性两个方面进行讲解介绍,重点推荐基于实践的学习方法,例如,在房屋建筑学课程的学习过程中要留心观察身边具有代表性的建筑物,加深对书本知识的理解,让学生养成仔细观察、认真聆听、积极讨论和勤于动手操作的习惯。

(四)进一步提高教师英语能力

针对教师教授过程中存在的语言问题,应在学校内进一步组织教师定期进行英语培训。在条件允许情况下,组织教师去国外语言进修,观摩土木工程专业英语授课,熟悉语言环境,加深对土木工程专业词汇的理解,学习国外高校在授课中常用的英语语法和口语习惯。定期在校内举行英语授课比赛,采取奖励措施激发担任留学生教学任务的教师学习英语,熟练地运用英语进行授课。

(五)授课方式多元化

针对教师授课方法问题,建议从以下几个方面进行改进。

(1)针对语言沟通的不足,利用多媒体进行影像教学,任课教师要搜集国外较好的土木工程专业资料进行辅助教学。例如,“Discovery”频道中的“人类的伟大工程”节目系列。

(2)增加课上教师与学生的互动,硬性完成教学任务并不一定适合留学生教学。通过课堂上的问与答或一些小游戏、小测验,增强师生之间交流,不但可以提高课上学习效果,增加学生自信心,而且可激发学生主动学习的兴趣。

(3)教师课后要多与留学生沟通联系,了解其掌握知识情况,由于留学生人数较少,完全可针对个人制定一套适合其特点的辅导方法,提高课后辅导效果。

(4)注重土木工程专业的实践教学,针对非洲国家的经济情况和非洲国家对归国留学生人才类型的需求,培养应用型人才,尤其是土木工程专业,需要让学生多到实验室以及施工现场观察,使学生发现问题、思考分析问题、动手解决问题。通过书本和实践工程实例相结合的方式加深学生对知识及关键技术的印象。

四、结语

打开我国教育大门,使我国教育事业全球化、国际化是未来教育发展的方向。土木工程专业是基础建设专业,作为地方高校的新生代土木人,我们要抓住契机,拓宽眼界,增强土木工程领域教育的国际化交流,推进土木工程教师队伍国际化、教学方法国际化、教材国际化、专业建设国际化和科研平台的国际化。通过上述举措,

提升地方高校土木工程专业针对非洲留学生特点的教育水平。

参考文献:

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[6]宋华盛,刘莉.外国学生缘何来华留学――基于引力模型的实证研究[J].高等教育研究,2014,35(11):31-38.

土木工程绪论篇9

强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、tSp等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。

二、当前土木工程地质教学存在的问题

通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:

1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。

2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。

3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。

4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。

三、土木工程地质教学改革措施

为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:

1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。

2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。

3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。

4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题,在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解,因此,工程实例教学是一个非常重要的手段。比如,老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例,结合书本知识讲解如何解决工程问题,分享在解决工程问题过程中的心得体会,这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣,又能让他们积累相应的工程经验知识。

四、结语

土木工程绪论篇10

(一)课程内容庞杂

土木工程测试课程所包含的教学内容多而杂。包含电阻式、钢弦式、电感式、电容式等多种传感器,且每种传感器的工作原理和使用方法各异;还包含电阻应变片的构造、工作原理及测量技术等内容;又涉及到工程结构的无损检测和半破损检测技术;同时还融合了模拟信号、采集仪表和试验机等机械和电气相关专业知识;而针对房屋建筑、桥梁、隧道、道路和矿山等工程性质的不同,所采用的测试元件和量测方案均不相同。这些教学内容之间既相互联系又有区别,因此,给学生的感觉是教学内容太多、过于分散、重点不突出、难以理清头绪,学生普遍反映该门课程难学。

(二)教学手段单一

目前在土木工程测试技术课程的教学过程中,要么完全采用满堂灌、填鸭式的黑板板书教学手段,要么完全采用多媒体课件的授课方式。课程教学手段较为单一,从而导致学生对教学内容难于理解和掌握。因土木工程测试技术课程所涉及的内容多而杂,不同的授课内容理应运用不同的教学手段,才能在一定程度上提高学生的学习积极性和主动性,进而达到预期的教学效果。

(三)课程综合性强

土木工程测试技术是一门综合性较强的课程,其以土木工程中材料力学、岩土力学、弹性力学和钢筋混凝土结构等课程为理论基础,并以计算机工程、电气工程等学科为技术支持,同时还融合了土木工程的设计和施工技术以及工程实践经验。因此,学好本门课程的前提是要求学生掌握过硬的土木工程专业基础知识和了解部分其他专业相关知识,例如在声波测试技术这一章里面,对于声波速度的求解需要学生对弹性力学和数理方程有所熟悉;对于换能器的工作原理又要求学生了解晶体的压电效应;对于声波仪还需要学生掌握示波器、振荡器和放大器等设备。又因学时有限,对于综合性如此强的一门课程,如不采取重点突出、补差补短等教学手段,对于大部分学生而言,课程教学质量必然很差。

(四)无综合性教材

我校土木工程测试技术课程授课对象为土木工程、城市地下空间工程、工程管理三个专业的本科生,而土木工程专业下又设置了矿山建设工程、岩土与地下工程、工业与民用建筑和道路与桥梁工程四个方向。不同专业方向的学生毕业后将参与到隶属于“大土木”范畴内的不同性质工程建设中,在施工现场所接触到的一些土木测试仪器和方法也会有所不同。但现有的土木工程测试技术课程教材,要么是侧重于岩土与地下工程、公路工程的测试,专业方向性很强;要么是测试技术的基础知识讲解较少,可参考的综合性书籍又是以手册的形式出现,因其价格相对较贵,不适合作为本科生的教材。

二、课程教学改革内容及方法

(一)课程开课时间的设置

要想使土木工程测试技术课程的教学效果得到最佳,前提是学生需掌握土木工程的力学概念和具体施工工法,就拿盾构隧道检测技术这一节内容来说,如果学生对城市地铁盾构法施工工序全然不知,或对盾构机的构造及工作原理不甚了解,则将导致学生对测试对象和测试方法难以理解,更严重的会使得学生丧失本门课的学习兴趣,势必造成极差的教学效果。因此,本课程的授课对象应该是高年级本科生。据多年的教学效果对比来看,个人认为其最佳的开课时间应选在大学三年级下学期,在此时间段学生首先已掌握了一些土木工程最基本的施工方法,再则学生的学习状态不会受到求职、考研等客观因素的影响。我校土木建筑学院自2008年以来将土木工程测试技术课程的开课时间从四年级上学期移至三年级下学期,学生的学习积极性和课程的教学效果均得到大幅度提高。

(二)课程教学内容的精选和更新

结合现有土木工程测试技术相关书籍精心选取教学内容,确定本课程的教学重点内容为测试技术的理论基础、土木工程测试常用传感器的构造及工作原理(主要包括电阻式传感器、振弦式传感器和光纤传感器等)、混凝土的无损检测技术(主要包括混凝土强度的回弹法和超声波法检测、混凝土的超声波法探伤技术)、混凝土的半破损检测技术(主要包括混凝土强度的钻芯法、射钉法等检测技术)、测试技术的工程应用(主要包括深基坑工程、路基路面、桥梁结构、隧道工程和矿建工程等方面的测试技术应用实例)。随着土木工程建设水平的不断提高,土木工程中的新型测试仪器、设备和方法层出不穷。对于如此一门快速发展的学科和课程,其教学内容要时刻把握测试技术发展动态,使学生能接触到土木工程测试技术最前沿的知识。这就要求教师教学的参考资料不能仅仅局限于教材,而目前仅有的土木工程测试课程教材编写时间较早,没有体现当今一些土木工程测试的新技术、新仪器。教师应利用互联网资源,通过访问Google学术搜索引擎、中国知网、中国传感网等网站获取有关信息,并及时将其加入课件中逐年更新丰富教学内容。如现有土木工程测试技术相关教材中,对土木工程常用的传感器介绍还是主要侧重于电阻式和振弦式传感器等,但如今,光纤式传感器在土木工程领域得到了高速发展和广泛应用,笔者在传感器这一章中对此类传感器会专门做有关讲解。另外在业余时间,应尽可能教会学生网络资源获取方法,像如何利用关键词检索相关论文等方面。必要时,还须更换最新教材。

(三)针对不同专业方向突出教学重点

我校土木工程测试技术课程的授课对象为3个专业共计6个方向的本科生,该课程的教学由于课时的限制,应根据不同专业方向,采取重点突出和难点分散的指导思想,才能取得良好的教学效果。这就要求教师在课堂教学中要把握课程最核心的内容,并且做到有的放矢。如测试技术的理论基础和传感器这两章对任何专业方向的学生都需做详细讲解。又因混凝土是土木工程中应用最为广泛的建筑材料,在房屋、道路、桥梁、隧道和矿山等工程领域中均能看到它的身影,所以混凝土的无损和半破损检测技术也是任何专业方向学生掌握的核心内容。在测试技术工程应用方面,对于工民建方向可重点介绍深基坑工程检测技术,对于路桥方向重点介绍桥梁和路基路面检测技术,对于岩土与地下工程方向重点介绍深基坑工程检测技术和隧道工程检测技术,而对于矿山建设工程方向则须重点介绍井巷工程的检测技术,进而建立了土木工程测试技术课程的模块化教学体系。尤其对岩土与地下工程、矿山建设工程方向的学生,要让他们知道现阶段隧道工程、地铁工程、基础工程和矿建工程等设计理论都很不成熟,主要采用工程类比法,现场施工必须借助于有关测试技术,学习和掌握现代的工程测试手段更显重要。

(四)多种教学手段合理综合运用

本课程内容丰富,要求学生掌握的信息量大,要想在有限的时间内完成较多的教学内容,而且同时保证教学效果,采用传统或单一的教学手段难度极大。因此,应针对不同的教学内容合理运用不同的教学手段。如在测试技术理论基础的教学中,采用黑板板书和课后参观相结合的教学手段,测试系统的误差处理和传递特性利用黑板板书进行讲授,课后参考实验室测试仪器,可使得学生对测试系统的组成有更深刻的认识;在传感器的教学中,主要运用多媒体教学手段,现有教材一般只给出传感器的简图,通过拍摄实验室现有传感器照片、互联网搜寻相关厂家的传感器实物图片等,来改进制作多媒体课件,这样可使得学生对土木工程常用传感器有着更为直观的认识;在混凝土检测技术的教学中,则运用黑板板书和多媒体的综合教学手段,通过板书讲授检测数据的处理方法,通过多媒体讲授混凝土回弹仪、超声波仪和钻芯机等检测设备。另外,结合“提问式”教学方法,让学生自行思考,达到引入的目的,进一步提高教学效果。

(五)课堂教学结合工程实践

在土木工程测试技术课堂教学中,教师如果能将自身所参与的工程测试案例,整理、提炼制成适合教学需要的素材并用于辅助教学,可切实提高学生的学习积极性。笔者曾在混凝土无损及半破损检测这一章讲授过程中,引用了自身参与的淮南望风岗矿副井混凝土井壁的回弹法和钻芯法检测工程实例,向学生演示了整个项目的检测方法及步骤,并配以现场拍摄的工程测试照片,然后让学生对测试原始数据进行处理,采用所学知识来综合判定该井壁混凝土的强度。这样不仅提高了学生的分析问题能力,而且培养了学生解决实际问题的能力。对比以往参照教材上的实例讲解来看,该堂课学生满意度较好,在很大程度上提高了教学效果。

(六)实验演示教学转变为学生动手操作

我院土木工程测试技术课程中实验教学现共有8个学时,主要内容为电阻和振弦式传感器的标定、混凝土强度回弹法检测、混凝土强度声波法检测和混凝土内部缺陷的超声波探伤等。以前由于学时数限制、实验设备欠缺等多方面的原因,主要由教师进行演示实验教学,通常1f2个班级的学生在旁边观看,学生不能亲自动手进行实验操作,这样势必影响了学生学习的兴趣以及对所学内容的掌握。如今新购入一些实验仪器后,基本可达到让学生动手操作的要求,能够使学生更好地了解监测的目的和要求,系统而直观地向学生介绍各种测试仪器的工作原理和测试方法,使学生更能有针对性地进行监测方案的设计,有利于培养学生理论联系实际的能力,拓宽学生的知识结构。

(七)考核形式

该课程考试采用开卷考试的形式,考题主要以工程实例的监测方案设计为主,考核学生灵活运用所学知识解决实际工程问题的能力,而且内容包括基坑测试、桥梁道路测试和隧道工程测试等多方面内容,可供考生根据自身的专业方向和兴趣来选做。实验报告的撰写也能够考查学生处理测试数据的能力,故土木工程测试技术课程的学生成绩由卷面成绩和实验成绩两个方面来综合判定。

三、课程教学实践效果及体会