岩土工程问题管理论文

2022-04-17

摘要:随着我国经济建设的发展以及城镇新农村建设,建筑业发展比较迅速,所有的与建筑有关的工程都会不同程度的涉及到岩土工程,这是建筑工程的基础,因此国家也出台了相应的政策法规,加强施工中岩土工程的管理力度,在工程的勘察、设计以及治理阶段都严格实行管理标准。本文浅要分析了在岩土工程管理中存在的一些问题,并初步提出了解决的方法。今天小编给大家找来了《岩土工程问题管理论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

岩土工程问题管理论文 篇1:

岩土工程施工项目管理问题及对策研究

摘要:岩土工程作为建设项目重要的阶段,其有着规模小、工期短、内容单一等特点,开展高效的项目管理工作,不仅能够有效提升工程项目的整体质量,同时也可以为施工安全管理、成本控制等工作奠定良好基础。因此,当前有必要对实际项目管理中存在的问题进行分析和研究,并且针对性的提出有效解决措施。以此保证能够不断提升施工项目管理质量,保证岩土工程能够更加高质量的完成,进而为整个工程的顺利完成提供一定支持。

关键词:岩土工程;施工项目管理;问题及对策

随着工程项目数量的不断增加,行业内的竞争越来越激烈,各个企业想要真正获得良好竞争实力,就需要通过开展高效的管理工作,规范各个工程环节,提升企业竞争能力。而针对岩土工程管理来说,重点在于项目管理,该项工作质量的好坏,能够直接对企业信誉等产生影响。因此,当前需要明确在实际项目管理中存在的问题,并且提出合理的解决措施。只有这样才能够真正通过推动岩土工程项目管理工作的顺利开展,不断提升相关单位管理水平以及经济效益。

一、岩土工程施工项目管理存在的问题

(一)土木工程质量不佳

土木工程的质量不仅对建筑工程后续正常使用有着重要影响,同时也与人民生命、财产安全有着直接关系。而根据当前实际管理中发现的问题来看,土木工程施工中由于砖砌体纵横墙没有同步砌筑、漏放钢筋或者钢筋长度不够、砌筑砂浆配合比设计不够合理等问题,造成土木工程的整体质量不佳。在这种情况下,不仅工程的整体质量会受到影響,同时也会对建筑的整体安全性和使用性能造成不良影响。

(二)合理管理不够规范

合同管理工作也是施工项目管理中非常重要的一项内容,但是由于我国建筑市场结构还不够稳定,发展不够成熟,即便制定合同中存在一些不合理内容,一些施工企业也会接受。而企业为了能够获得更多的利润,按照合同中的内容进行施工,往往会对整个工程的质量造成影响[1]。同时,在实际的施工中,施工方为了能够更加快速的完成施工,会出现恶意更改合同内容的情况,违约情况普遍存在,不仅影响了市场的秩序,同时也对工程质量造成了影响。

(三)监理工作不够全面

监理工作是对整个工程行为进行规范的有效手段,但是当前我国工程监理将重点放在了质量监理、验工计价的签字确认和数量核准工作中,加上监理人员自身素质较差,缺少大量的实践经验,造成监理工作无法真正发挥出应有的效果。同时,监理工作范围存在着狭隘的情况,监理并没有贯穿在整个工程中,无法真正发挥出确保工程顺利完成的作用,造成工程的整体建设质量、建设效率等受到了一定影响。

二、岩土工程施工项目管理有效开展对策

(一)建立适合管理机制

项目管理对于管理队伍的稳定性要求比较高,施工队伍需要保证按需进出,因此,为了能够确保施工项目管理工作能够有序开展,当前需要坚持管理层、作业层分离的思想,建立起适合的管理机制,确保企业能够更加高效的开展项目管理,为内部劳动力高效流动提供支持,进而确保工程整体质量能够得到保障。针对作业层来说,其需要不断提高自身的管理能力,形成一种机制灵活、有竞争实力、适应能力强的全新形态,为更加高效的实施项目管理工作提供基础支持[2]。同时,需要处理好经营决策层面、项目管理层以及施工作业层三方面的关系,其中经营层面需要不断强化自身的服务意识,从宏观上对项目管理中各个生产要素进行调配,实现资源的优化配置,落实项目管理的全过程监督和调控。管理层则需要高度服从企业的管理与监督,落实项目实施情况。此外,在处理好各方面关系的同时,企业需要通过综合考量经理个人素质、工程地点、职能部门、控制能力等因素,对授权范围以及内容进行确定。这样就能够有效避免由于管理过于严格造成的主观能动性被限制问题,更好地发挥出管理工作作用。

(二)落实项目责任制度

由于企业与业主签订的对应合同,需要通过项目实施实现,并且企业想要确保自身经济指标能够顺利完成,也需要通过工程承包的方式将目标分解到各个工程项目中实现。因此,企业需要建立、完善现有的承包管理相关制度,落实对应的责任制度。这就要求企业需要按照工程项目实际特点,结合多项管理负荷指标,将其作为考核标准,签订对应的责任制合同[3]。同时,在考核内容方面需要以保障工程质量作为核心内容,要求承包工程整体成本、质量和工期能够有相关人员和部门负责,即对工程管理负全部责任。此外,施工企业在中标后,需要按照企业内部市场价格,对工程项目目标成本进行计算,落实标价分离,并且对项目质量指标、安全目标、工期指标等进行确定,将其作为项目经历的考核内容。真正通过高效的考核制度,将责任落实在每个人身上,进而为工程的整体质量提供保障。

(三)均衡控制不同环节

在一个工程项目中,质量、成本以及进度三者之间存在着相互制约和相互联系的关系,片面的将某个方面体现出来,都可能会造成另外两个部分出现失衡的问题,造成项目管理工作混乱等问题出现。因此,只有保证三者能够达到平衡,才可以实现企业的利益最大化要求,这就要求在实际项目管理中,需要明确总目标、分目标,并且要求各个目标之间不存在矛盾关系,然后再按照目标将各个任务进行分解,落实在每个人身上。以此保证通过均衡的控制不同环节,保证能够获得更好的项目管理整体效果,为工程的顺利建设和完成提供基础支持。

结语:

岩土工程施工项目管理想要获得较好的成果,就需要采取科学合理的管理方法,通过落实有效的管理措施,针对性的完成项目管理工作,获得更好的成果。因此,在实际的工作中,需要通过建立相关机制、落实责任制度、均衡不同环节等方式,提升项目管理的质量,有效协调各个环节的关系。只有这样才能够确保企业能够在确保工程安全的同时,不断提升岩土工程项目管理工作的质量,进而为整体工程更加高效、顺利的开展奠定基础。

参考文献:

[1]嵇国强,谢杰,薛戴康. 岩土工程施工安全管理策略[J]. 河南建材,2021(6):94-96.

[2]韩庆飞. 岩土工程施工管理的优化要点[J]. 数码设计(上),2020,9(12):58-59.

[3]杨明. 岩土工程施工管理的问题与优化措施[J]. 数码设计(下),2020,9(9):131.

作者简介:李朝晖,(1989-),男,汉族,本科,籍贯:贵州织金,现职称:助理工程师,专业:土木工程(岩土工程方向)。

作者:李朝辉

岩土工程问题管理论文 篇2:

浅谈岩土工程管理中存在的问题及解决方法

摘要:随着我国经济建设的发展以及城镇新农村建设,建筑业发展比较迅速,所有的与建筑有关的工程都会不同程度的涉及到岩土工程,这是建筑工程的基础,因此国家也出台了相应的政策法规,加强施工中岩土工程的管理力度,在工程的勘察、设计以及治理阶段都严格实行管理标准。本文浅要分析了在岩土工程管理中存在的一些问题,并初步提出了解决的方法。

关键字:岩土工程;管理;问题;方法

岩土工程归属于土木工程类,它是土木工程中涉及岩石、土、地下及水中部分的工程,包括地基与基础、边坡和地下工程等问题。岩土工程的建设可以解决一部分行业分散和集中度较低的现状,有利于建筑行业整体竞争力的提高,应该抓住这个机遇,调整业务结构,加强工程管理,实现行业的盈利发展。岩土工程目前面临的机遇:

1、涉及民生工程的机遇

我国经济结构调整后,加大了民生领域的投资建设,民生工程已成为国家重点发展的项目,涉足的领域也较广,包括住房建设、教育、卫生、农田水利改造等的建设项目,所以,岩土工程的企业应抓住这个机遇,开拓市场。

2、从经济结构调整中抓住机遇

响应可持续发展的口号,国家将我国的经济结构进行了调整,提高了服务行业的比重,这就意味着岩土工程企业应顺应这个趋势,改变服务的对象、服务内容以及行业的格局,调整发展的模式,并不断的发展创新,保证质量,提升自身的竞争实力,来适应市场这个大环境的变化。

3、环保节能的市场商机

国家“十二五”规划中已将政策导向指向节能减排,对建筑业中低碳节能的要求也越来越严格,提倡绿色环保、再生能源和新材料的循环利用,许多新型环保材料和技术也在快速发展,以响应国家提出的“建设资源节约型、环境友好型社会”的目标。这对岩土工程企业是一个新的挑战,同时也有着广阔的市场前景。

4、国际市场格局的变化带来的机遇

国际经济格局的转变为我国的岩土工程行业提供了新的商机和市场,推动了我国岩土工程业的国际化进程。如我国的岩土工程企业在亚非拉一些经济建设蓬勃发展的国家都占有一定的市场,应该抓住这个机遇走向更多的国家。

机遇与挑战总是并存的,现如今我国的岩土工程行业在管理方面还存在一定的问题,要想抓住所有的发展机遇,就要先从根本上解决岩土工程各环节出现的管理问题,保障这项工程顺利安全的发展。

岩土工程管理主要包括岩土工程勘察管理、工程技术管理和工程施工的管理。一、岩土工程勘察的规模一般都较大,相对于其他两项管理的周期较短,变数较少,它的重难点在于野外作业的难度、工作较复杂以及项目的专业性较强,其工作地点的隐蔽性也造成了勘察的难度,因此,必须加强监控和检测。二、岩土工程技术管理在整个施工过程中占有重要地位,其地基情况复杂,建筑涉及到的每一个环节在设计过程中都较复杂,需要的知识面也比较广。三、岩土工程施工管理的的对象主要是在地面以下,隐蔽性较强,管理起来有一定的难度,因此就要求施工管理人员对岩土工程的相关知识与技能熟练掌握,确保施工的安全,

这三个阶段最基础的是工程的勘查阶段,下面就系统的介绍一下出现的勘察方面的问题:

1、用于勘察的参考数据收集不全。为了确保勘察工作顺利有效的进行,相关单位要做好绝对充足的准备,先要了解相关资料,资料收集要全面,对所要勘察的地形要有一个全面的了解,否则不仅浪费财力,也耽误了施工的进度。

2、勘察过程缺乏合理的设计。数据资料信息收集不全,会在整体上影响设计人员的设计构思,设计人员和施工勘察人员的配合不到位,设计者与勘察者没有很好的交流,勘察者不明白设计图纸,设计人员不清查勘察的地形构造,二者的工作室相违背的,这对整个工程建设是很不利的,最终可能导致做出的设计报告与工程建设的要求不符合,达不到工程人员要的质量。

3、勘察人员没有充足的准备工作。在对某一地区进行勘察之前,一定要做好前期的准备工作,包括对地形的勘察、土质的了解等,以确定勘察时所带工具和设施的准备,否则,勘察的情况与施工准备不符,就只能终止施工进度。

4、勘察所带设备的问题。设备问题主要有相关设备的老化、不符合施工的要求、设备准确度不高等问题。一些单位和部门为节省开支,仍然使用那些老化的勘察设备,这样对勘察人员是很不负责任的,因为很多勘察工作都是在地下,一但发生危险,很难采取补救措施;另外,检测仪器不精确也是一个重要的问题。

5、现代信息技术缺乏。现代新的信息技术不能很好的用于勘察工作,没有开发出相关的软件或者说一些软件的相关功能并不完善,没有跟上时代发展的速度。软件主要有以下几点不足:功能不全,勘察与设计不能很好的结合,这对相关数据的处理很不利。

岩土工程设计管理中的问题:

1、设计后的工艺有着不确定性,岩土工程的实施过程中可变的因素太多,主要受地质条件的影响,因此,还不能完全掌控施工的工艺。

2、工程设计具有不可反修的特性,岩土工程是一项隐形的工程,观察或预测不到工程产品的全貌,施工中一但出现问题,不合格时,很难或根本无法将产品返修。

岩土工程施工管理中存在的问题:

1、管理人员对施工安全的思想意识比较薄弱,管理人员没有重视施工安全,所以在管理的过程中容易疏忽大意,严重时可给整个工程造成不可弥补的损失,甚至造成施工人员的伤亡。

2、在施工管理制度上不够严格,一项工程实施或投标之前,有些相关人员没有将与工程有关的各个因素考虑全面,如防雷电、防风雨、防地震和洪涝灾害的设施是否齐全,设备防护措施不完善,对现场的民工缺乏相应的管理,相关人员的安全意识不强。

针对岩土工程管理中出现的问题,本文提出了相应的解决方法:

1、在勘察管理阶段①建立健全相关数据收集的数据库体系,将现代计算机技术应用进去,设计出管理软件,能够监测到勘察的各个环节,对勘察过程实施全面管理,收集勘察的全面信息;②對勘察设备的质量水平进行严格把关,对设备随时更新检查,以防不测;③提高勘察人员的技术水平,提高他们的专业知识和专业素养,并不失时机的配合多种多样的勘察手段,提高勘察的效率。

2、在岩土工程设计管理上要保证设计所用资料的完整性和精确度,使设计合理,贴合实际,最大限度的消除一些不确定因素对设计的影响,可以采取现场试验的方法;对每一个环节都要设计的合理,因为这是一项无法进行返修的工程,否则,造成的损失难以估计。

3、在岩土工程管理上提高管理人员的监管水平,提高思想认识;签订施工合同,严格按照合同施工;做好具体的施工方案,并在验收阶段严格把关;对施工人员的技术严格把关,采取措施提高施工技术员的技术水平,在施工过程中对每一个环节都要做好质量检验。

总之,岩土工程管理的每一个环节都不是独立存在的,工程的顺利实施需要各阶段、各部门相互配合,每一个环节严格把关。岩土工程是建筑工程的基础,做好岩土工程的管理工作,保证建筑工程顺利实施,可以促进我国建筑行业和经济建设的发展。

参考文献

[1] 金志仁.关于岩土工程勘察质量三个环节的管理[J].湖南城建高等专科学

校学报, 2000.

[2] 许开仓.浅析岩土工程勘察中存在的问题及解决措施[J].城市建设理论研究( 电子版) ,2013,( 23) .

[3] 杨俊峰.岩土工程设计、施工项目的企业内部质量管理[J].中国勘察设计,2002(12).

作者:李朋

岩土工程问题管理论文 篇3:

基于仿真技术和网络平台的岩土工程实践教学模式探讨

[摘 要]岩土工程是应用学科,对实践教学的需求非常迫切。文章从实践教学必要性的角度阐述了岩土工程行业的特殊性,分析了传统岩土工程实践教学模式存在的主要问题,认为传统实践教学模式不能适应现代化的教学需要。以顺应科技、行业发展趋势为指导,针对岩土工程行业的特殊性,基于仿真技术和网络平台,课題组创新了岩土工程实践教学理念,探讨了从教学内容、教学方法、教学过程和考评机制等方面进行全方位改革的岩土工程实践教学的模式和策略,为岩土工程教学工作者提供参考,以期提高现代化实践教学效率和教学质量。

[关键词]岩土工程;虚拟仿真;案例教学;网络教学;教学模式

岩土工程专业是土木工程的学科分支,是运用工程地质学、土力学、岩石力学等学科理论解决各类工程中关于岩石和土的工程技术问题的科学。岩土工程是一门实践性很强的学科,现代工程教育导向下的岩土专业人才不仅仅需要有宽广的基础理论知识,更应该具备较强的实践能力,实践教学正是培养学生分析和解决实际问题能力和创新能力的重要环节。因此,岩土工程实践教学应该较理论教学具有同等重要,甚至更重要的地位[1-3]。

岩土工程的发展与人类改造自然的发展史息息相关,具有强烈的时代性。随着我国“一带一路”全方位对外开放倡议的逐步实施,开辟跨境多式联运的基础设施建设规模不断扩大,为岩土工程的快速发展提供了历史性舞台。作为岩土工程专业教师,理应以此为契机,针对岩土工程行业的特殊性,对岩土工程实践教学模式进行深入探索,突破传统的岩土工程实践教学模式,将信息化、数字化、智能化融入岩土工程实践教学中,构建适合新形势下岩土行业发展需求的综合素质教学模式,为新时代国家基础设施建设事业培养更优秀的岩土工程专门人才,这也是当今“以本为本”要求下岩土工程实践教学改革需要深入研究的课题之一。

一、岩土工程行业的特殊性

岩土工程实际问题非常复杂,存在一定的特殊性,仅通过理论教学不能使学生深刻认识和理解岩土工程的特殊性,不能满足培养复合应用型岩土工程人才的社会需求[1-2]。岩土工程行业特殊性主要表现在以下方面。

(一)岩土材料的复杂性

岩土工程的研究对象岩土体为天然地质材料,是长期地质历史的产物,赋存于形态各异的地质构造和丰富多变的地质环境之中,其在形成过程中经受了各种复杂的地质作用和复杂多变的自然条件,导致其的矿物组成、宏细观结构、物理力学性质和地应力场环境均具有复杂性特征。

(二)岩土参数的不确定性

受地质成因和年代的影响,不同区域、不同种类的岩土体性质差异很大,是非均匀的。即使同一地区,同一土体,受矿物颗粒粒径、形状、大小和组构的影响也会存在较明显的空间差异性,导致岩土体参数具有空间变异性特征。此外,一年四季不同温度、湿度等也会影响岩土的物理力学性质,这决定了岩土体参数同时具有时间变异性特征。

(三)岩土工程的不可重复性

岩土体为天然地质体,正如莱布尼茨所说“世界上没有完全相同的两片叶子”,同样也没有完全相同的两块地质体。即使铁路、公路、隧道、堤坝、地下管道等岩土工程的选址有人为因素的影响,也常常局限于非常有限的备选方案。无论选址如何,岩土工程勘察、设计、施工和监测都必须与地质体的特有属性相匹配,但是,受应力历史的影响,任何工程施工扰动都会诱发岩土体性质发生变化,因此岩土工程不存在“从头再来”。

(四)岩土工程的多场耦合特性

岩土体一般由固相、液相和气相三相组成,该三相介质融合为一个整体存在于岩土工程的地质环境中。地应力、地下水、温度、化学、微生物等环境作为影响地质环境的几个主要因素是同时存在的,它们之间相互联系、相互作用又相互制约,造成了岩土体的应力场、渗流场、温度场、化学场和微生物场等多场耦合效应。

二、传统岩土工程实践教学存在的主要问题

实践教学对于教师来说是一个教学相长的过程,但是传统岩土工程教学始终存在着重理论、轻实践的现象,实践教学经费投入不足,学生的实践机会较少。这一定程度上造成了教师教学的积极性和激情不高,对学生吸引力不足,导致学生的学习兴趣和好奇心缺失,严重影响了对学生分析、解决岩土工程实际问题能力的培养,不能满足岩土行业对复合应用型人才的需求,同时也制约了教育教学质量的提升[4]。究其原因,主要表现在以下几个方面。

(一)实践教学与理论教学相互脱节

目前大多数高校的课程设置中理论教学与实践教学是分开的,理论教学中将传授知识作为第一要务,在讲述基本概念、定理、公式及其应用时往往忽略了实际工程背景,导致学生对理论源自工程实际的简化、提炼过程缺乏认知,这无疑增加了学生学习抽象理论知识的难度,学生即使学会了知识点,却往往是知其然而不知其所以然,在实际工程中遇到相应的问题仍会束手无策。而实践教学课时量普遍偏少,有限的课时内教师通常是对部分关键知识点进行讲解,很难再系统地对理论知识逐一进行分解、剖析;学生往往只重复实验(实习)中的几个步骤,缺乏对整个过程的理解和把握,不能将知识内化为个体经验,导致实践教学停留在学生的认知和感知层面上,远远达不到掌握技能、技巧,更不用说达到理论联系实际和独立工作的要求。

(二)实践教学内容局限于实践基地

实践基地是传统实践教学的主要场所,其对于岩土工程实践教学的重要性是毋庸置疑的。由于工程建设的时效性特征,岩土工程实践教学内容会随着工程建设本身和工程建设进度不断变化。因此,实践教学的时间安排、教学内容基本取决于实践基地的工程进度,这无疑加大了实践教学的实施和管理难度。工程完工后,虽然一些工程可以转为固定的实践基地用于重复性的基础实践教学,如水电站、河堤大坝、边坡、隧道等工程,但是另一些岩土工程会随着工程的竣工而失去实践教学价值,如地基处理、基坑工程、基础工程等。此外,受地域、经费投入的限制,高校的实践教学基地往往非常有限,并非所有高校都能为学生提供类似水库边坡、海底隧道、多年冻土、超深基础等复杂特殊岩土工程问题的实践条件,这势必会导致实践教学内容的完整性和系统性大打折扣。

(三)实践教学形式与现代化教学手段不匹配

传统的实践教学形式主要包括课程实习、教学实习、毕业实习等多种类型[5],这些实践教学目的各有侧重,且相互联系,整体上涵盖了基础知识、基本方法、专业技能等多种内容,学生通过野外或现场实践考察,一定程度上促进了学生认识水平和实践能力的提升。但是,在学科经费的限制下,很多学校仪器设备陈旧、不足,一些实践基地随着工程的竣工而面临退役的窘境,致使实践教学虽然走出了教室,但是教学模式并未发生实质性变化,在较高的师生比例下,仍然维持着以教师讲授为中心,學生观摩认知为主的模式,学生对岩土工程行业特殊性缺乏深入认识,尤其是对直观认知难度较大的多物理场耦合特性,学生的实际参与辨识度非常低。从现代教学角度看,我们的教学手段仍旧单一,丰富的数字化、信息化和智能化教学资源利用率不高,教学形式与现代化教学手段(如虚拟仿真技术、网络教学)不匹配[6],实践教学效率依然较低,不能满足新时代下学生学以致用能力的培养要求。

三、基于仿真技术和网络平台的岩土工程实践教学模式探讨

岩土工程作为一门应用学科,是为工程建设服务的。工程教育认证明确要求学生能够学以致用,能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题[7]。因此,岩土工程实践教学既要从工程中来又要回归到工程中去。在高标准、严要求的工程教育环境下,课题组充分考虑到岩土工程行业的特殊性,基于目前实践教学过程中存在的主要问题,不拘泥于实践形式,在现代化实践教学理念的指导下,提出基于仿真技术和网络平台的岩土工程实践教学新模式。

(一)以工程案例为导向丰富实践教学内容

土力学的奠基人Terzaghi曾说过:“一个记载完善的工程实录应当受到与十个具有独创性的理论一样的重视。”以工程案例为导向的实践教学内容丰富多彩,而且不受时间、地域限制,可以实现专业理论和工程实践的有机结合。教师讲授内容应相对具体、明确,通过引导学生进行案例研讨,增加教师和学生之间双向交流的机会。把完善的工程案例作为实践教学的素材,可以实现从工程地质勘察、岩土力学实验、设计分析、工程施工、质量检验到监测预警等各个环节的系统性教学,从教学角度再现岩土工程建设过程,让岩土工程“从头再来”。

以工程案例为导向的实践教学改革重点是案例库的建设和完善,强调理论与实践的紧密联系。这对教师提出了更高的要求,不仅要求教师具有丰富的工程经验,能够充分消化吸收案例的各个环节,还要能熟练进行案例启发、问题探索、理论剖析和专题讨论等实践教学。以工程案例为导向的实践教学既可以调动教师的教学积极性,达到以教学促进科研的目的,也能更好地激发学生的学习兴趣,提高实践教学效果。

对于案例库的建设,应当以系或教研室为单位,首先可按照岩土工程的性质、类别等原则对大类岩土工程进行合理分类,划分为若干个小的类别,比如边坡稳定性下分土坡稳定性、岩石边坡稳定性,土坡稳定性进一步分为天然土坡稳定性、路堑土坡稳定性、堆土坝稳定性等。然后教师通过自身参与企业委托科研项目,到在建工程一线调研、走访建设单位,进行网络查证等多渠道有目的地获取岩土工程实际案例的详尽资料,确保每个最小类别的岩土工程至少有三到四个工程案例。要实行教师专项负责制度,每个教师负责一个类别,类别等级取决于教师人数,教师对每个小类别的掌握程度尽可能做到精细深入,避免每个教师都要熟悉所有的案例。

(二)以虚拟仿真为手段优化实践教学方法

虚拟仿真是虚拟现实技术与仿真技术相结合的产物,是一种更高级的仿真技术。以虚拟仿真为手段的实践教学中,虚拟现实和仿真分析是相辅相成的,二者缺一不可。构建岩土工程案例的虚拟仿真环境,可以实现岩土工程的全方位分解和进度把控,学生可以通过视觉、听觉、触觉、运动感觉等多途径感知工程案例的各个环节,自主与岩土工程进行交互,达到对岩土工程的全空间、全过程认知的目的[8]。在此基础上,进一步开展工程案例仿真分析的实践教学,从仿真软件确定、工程几何模型构建、材料参数赋值、物理场识别、力学模型选择与计算等方面逐一对工程案例的设计分析进行深度解析。对于同一工程案例,通过假设振动、暴雨、高温等特殊环境或者改变岩土结构、岩土材料等条件,分析其对岩土工程仿真结果的影响,加深学生对岩土工程特殊性的认知和理解,培养学生解决岩土工程问题时的思维严谨性。这种实践教学方法把以教师为主体转变为以学生为主体、教师为辅,充分发挥学生的主观能动性和现代化交互式教学的优越性,大大降低了实践教学的时间成本和经济成本的同时,确保了实践教学的广度和深度双重效果,提高了实践教学效率和教学质量。

虚拟仿真与案例库建设相结合,要求教师至少要掌握一门仿真和计算软件,如VRP、BIM等建模软件,ANSYS、FLAC、COMSOL、PFC等计算软件。此类教学包括两个方面:其一,感性认知实践教学。以系或教研室为单位,教师通过资料整合将案例库转化为可编辑的虚拟模型,将实际岩土工程建设过程进行可视化分解,通过人机交互操作演示岩土工程建设过程,加强学生对岩土工程的概念性认识。其二,理性探索实践教学。教师根据教学需要,可从案例库中截取部分模型,导入数值计算软件中,通过设置等效施工条件,融入降雨、地震、高温、爆破、车辆荷载等进行岩土力学仿真,深层次解读岩土工程施工与自然、社会环境的相互作用,促使学生透过现象看本质。

(三)以网络教学为平台创新实践教学过程

充分利用现代信息技术,创建现代化网络教学平台用于岩土工程实践教学,不仅仅局限于岩土工程案例的虚拟仿真动态演示,还可以利用最先进的5G网络技术,进行跨空间跟踪式实践教学。可以以类似于“专家宝”APP、抖音直播等的形式进行实践教学与岩土工程现场的在线连接,以岩土工程师的视角进行远程实践教学,每位参与实践的学生既是观众也是记者,可以实时与岩土工程师在线交流互动。整个实践教学过程中学生无须到工程现场,仅需要一部手机或者一台电脑就可以完成实践学习,确保学生人身安全。建设完善的网络教学平台,全国范围内甚至全球范围内完工的、在建的岩土工程项目都有可能成为岩土工程实践教学的资源,而且这些丰富的教学资源可同时服务于多所高校的实践教学,充分发挥教学资源的利用率。学生可以自由选择实践时间和实践内容,进行跟踪式实践学习,实践教学不局限于某个学期,能充分调动学生自主实践的积极性,提高实践教学效率。

实践教学的实现可以从两方面着手:其一充分利用传统岩土工程实践教学基地的优势资源,搭建网络实践教学平台,实践教学过程中可组织学生或选一两个学生代表前往实践基地,以教师为核心进行远程在线视频教学。其二是短期聘用代表性岩土工程实施中经验丰富的一线工程师等技术人员担任网络教学平台教師,专业教师引导学生与工程师在线沟通、学习,达到实践教学的目的。

(四)以解决工程问题为目标健全考评机制

合理制订考评机制能够有效调动学生学习的积极性,建立以解决工程问题为目标的实践教学考评机制,客观真实地反映学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,有利于培养学生的创新思维。

对于复杂的岩土工程问题,实践教学考核应在注重结果的同时也不能忽视对过程的考核,每个学生分析解决一个工程问题,学生彼此之间互不重复,避免了抄袭现象。学生根据实际情况把复杂的工程问题分解为若干个小问题,教师引导学生将所有小问题按照由易到难的原则进行合理排序,有针对性地提出阶段性考核要求。每个小问题的解决即视为一次阶段考核,以考核的方式监控学生实践学习的实际效果,并及时反馈给学生,指导学生进一步完善和优化解决方案,以考评—反馈—优化的模式促进学生学以致用能力的提高,增强实践教学成效。

四、结语

工程教育认证背景下高等教育中学生的实践能力培养和素质教育越来越受到重视,培养学生的综合能力成了新形势下高等教育追求的目标。如何通过实践教学更有效地培养学生分析和解决工程实际问题的能力,是所有岩土工程专业教师应该积极思考和探索的问题。岩土工程专业具有很强的应用性,对实践教学的需求更加迫切。岩土工程实践教学必须转变实践教学理念,顺应科技和现代化教育教学的发展趋势,不拘泥于传统实践教学模式,充分发挥现代化数字教学、信息教学和网络教学的优势,从教学内容、教学方法、教学过程和考评机制等方面深入进行岩土工程实践教学模式改革,提高实践教学效率和教学质量,为“一带一路”国家倡议下基础工程建设培养更多高素质的专业技术人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J]. 高等工程教育研究,2012(3):1-6.

[2] 吕伟华,张永兴.岩土工程专业实验性、实践性与实战性教学改革思考[J].教育教学论坛,2016(36):236-237.

[3] 雷勇,陈秋南,钟新谷,等.岩土工程专业多渠道实践教学探索[J].高等建筑教育,2017(2):127-130.

[4] 陈永贵,王桂尧,黄生文,等. 土木工程专业岩土工程实践性教学改革思考[J]. 高等建筑教育,2009(3):104-107.

[5] 孙楠,刘东,汪志君.土木工程专业多样化实践教学模式的构建与实践[J].高等建筑教育,2009(3):108-111.

[6] 马海春,崔可锐,侯晓亮. 新工科建设背景下计算机技术在岩土工程中应用的教学思考[J]. 合肥工业大学学报(社会科学版),2019(1):140-144.

[7] 中国工程教育专业认证协会秘书处. 工程教育认证通用标准解读及使用指南(2018版)[S].北京:中国工程教育专业认证协会,2018.

[8] 霍宇翔,韦猛,董秀军.基于情境要素拓展的岩土工程施工教学研究[J].中国地质教育,2018(4):73-76.

[责任编辑:钟 岚]

作者:师文豪 吴静红

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