深挖土木工程問題，采掘專業(yè)應用“活水”

楊青，楊國兵，宋齊寶

（1.滁州學院地理信息與旅游學院，安徽滁州239000；2.安徽滁州技師學院，安徽滁州239000；3.滁州市水利勘測設計院，安徽滁州239000）

深挖土木工程問題，采掘專業(yè)應用“活水”

楊青1,3，楊國兵2，宋齊寶3

（1.滁州學院地理信息與旅游學院，安徽滁州239000；2.安徽滁州技師學院，安徽滁州239000；3.滁州市水利勘測設計院，安徽滁州239000）

土木工程專業(yè)領域問題綜合性強、實踐性強的特點為應用型土木工程的施展提供了應用平臺.從專業(yè)實踐出發(fā)，針對土木工程應用型對接工程實踐性的理性需求，探索應用型土木工程專業(yè)融合工程實踐的切實可行方法，激發(fā)專業(yè)實踐人員掌握專業(yè)核心技術技能欲望，培養(yǎng)探索者面對工程實體提出問題、解決問題進而具有進入工程實踐領域的求索創(chuàng)新能力，以有利于形成應用型專業(yè)實踐特色.

土木工程；應用型問題；采掘活水

1 引言

緊緊圍繞應用型特色進行土木工程領域人才培養(yǎng)目標定位，實施體現(xiàn)專業(yè)特點的實踐性計劃，以及如何深度整合專業(yè)知識內容、單項專業(yè)設計和綜合設計，使其全方位對接工程實踐.近年來，不少從事土木工程應用型學者由此展開深入研討.這的確關系到人才培養(yǎng)效果、培養(yǎng)特色的凸顯，進而事關培養(yǎng)的聲譽和人才的就業(yè)問題.作為應用型土木工程問題的挖掘與探索，是應用型特色的體現(xiàn)，它涉及到提升研究者的主動探求專業(yè)核心知識的欲望、激發(fā)研究者學習的內在動力源泉.

2 “土木工程應用型”問題與土木工程實踐相吻合

土木工程領域如土木工程施工、基礎工程、混凝土結構設計、建筑結構抗震設計、鋼結構設計、結構檢測等大多標注綜合性強、實踐性強特點，實際上就是該專業(yè)知識結構在其涵蓋的領域內的本質體現(xiàn)，應用型專業(yè)理應注重結合工程實踐，展開應用領域的技術規(guī)范的理解和應用.不論是建筑工程還是市政橋梁工程，但凡涉及土木工程應用型專業(yè)的內容，無一不以國家基礎設施建設的工程實體，從地基基礎到上部結構主體為對象，進行原理剖析和施工工法與驗收規(guī)范的條文的詮釋，包括各種專項方案的可行性（技術性、科學性、合理性）、各環(huán)節(jié)的隱蔽工程驗收和項目竣工驗收主控項目.尤其是依據現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程、標準、圖集對工程質量問題進行預控、質量通病乃至質量事故的分析與處理方法進行論述、探討.所有這些特點為土木工程專業(yè)對接工程實踐特別是“土木工程應用型”實施提供了廣闊的平臺與空間.行業(yè)充滿問題，問題充滿領域[1]，唯有針對性的一一化解諸多工程建設學科包含的要點問題，方能體現(xiàn)專業(yè)研究的魅力.

3 “土木工程應用型”問題在土木工程領域中的實踐

3.1 “土木工程應用型”問題的必然歸屬

“土木工程應用型”應用于土木工程的顯著特點是是一種研究者提出問題或受工程現(xiàn)象啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)問題，進一步分析研究、試驗，探求解決工程問題的最佳方案.因為工程技術界解決問題的方案往往不是唯一解.問題探索注重激發(fā)研究者的求索精神，提倡研究者的主體能動作用，個體可以自主探討，也可以合作探究.其過程可以極大地促進研究者獨立求證，與現(xiàn)階段某些知其然而不知其所以然的做法有著截然區(qū)別.

眾所周知，我國古代孔子闡釋學習與思考關系很經典：“學而不思則罔，思而不學則殆”；科學巨匠愛因斯坦的“提出一個問題比解決一個問題更重要，因為解決一個問題往往是一個數(shù)學上或實驗上的技能而已.而提出新的問題，新的可能性，從新的角度看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而這標志著科學的真正進步[2].”宋朝著名的理學家、思想家朱熹[2]：“學者讀書，須是于無味處，當致思焉,至于群疑并興，寢食俱廢,乃能驟進”；“讀書無疑者，須教有疑，有疑者，卻要無疑，到這里方是長進”.土木工程，體現(xiàn)人類作用于大自然的智慧，源遠流長，方興未艾，問題多多.這些中外古今的大教育家、大科學家的精辟言論實際上就是我們推廣“土木工程應用型”的最好的詮釋.

3.2 “土木工程應用型”問題的創(chuàng)設

土木工程應用型的問題從何而來？無疑，首當查找體會專業(yè)理論與實例，透過現(xiàn)象抓本質.如結構力學，在比對拱結構受力與梁式結構受力特征之間的本質的區(qū)別時，應熟悉梁結構以受彎為主，但合理的拱幾乎可以不出現(xiàn)彎矩，拱只受到壓力作用，對于混凝土、磚、石等材料自然十分適宜.被譽為世界建筑奇跡的趙州橋（歷經1400多年，現(xiàn)存最早、保存最完整的古代單孔敞肩石拱橋）便是杰出代表.

問題可以延伸：兩鉸拱或無鉸拱的水平推力與拱本身的哪些元素（如矢高、跨高比等）有關？水平推力對基礎設計有什么影響？如何將水平推力產生的不利后果進行化解？現(xiàn)代具有優(yōu)美的建筑形式的城市大跨度橋梁，如拱式橋是怎么傳力的？拱在建筑結構中又有哪些應用？問題提出后，需循循誘導，點撥：橋墩橋臺承受拱結構在豎向荷載作用下產生了水平推力，水平推力對拱截面隔離體產生的負彎矩抵消了拱截面的正彎矩，從而大大改善了拱結構的內力狀況.橋墩之間的拉桿作用便是在此.通過設置相同的跨度，不同的矢跨比，讓讀者比較拱結構內力，不難得出，矢跨比愈大，拱支座水平反力愈小[3].對于兩鉸拱或無鉸拱超靜定結構，情況又有什么變化？（可以留作懸念后續(xù)解答）

表1 應用型土木工程部分“應用型問題”設置舉例

又如桁架，特別適用于大跨度或較大高度的桁架結構，荷載由節(jié)點傳遞，理論上桿件只承受拉力、壓力，無彎曲也無剪力.比較經濟、合理的結構設計方案時，問題是：桁架與實腹梁相比有哪些優(yōu)點？桁架的內力求解用節(jié)點法、截面法、聯(lián)合法，各適用什么情況？我們周邊隨處可見的高壓電塔屬于什么類型桁架？快速求解桁架的零桿的方法有幾種？既然是零桿為什么還要設置？對于桁架結構的屋架，影響組合結構屋架的內力圖的主要原因是什么？能否針對周邊工程實例分析其結構模型？（應用型必須對接工程實例）.鼓勵探索者展開討論，質疑，對話，讓其各抒己見，討論充滿活力，氣氛熱烈有序的局面由此形成了.

實際上諸如此類的問題布滿土木工程領域，找出問題，分析透徹會使研究者疑慮茅塞頓開，大有“半畝方塘一鑒開”之感.那么“為有源頭活水來”的“活水”就是我們的研究者發(fā)揮挖掘能力的時候了.

3.3 培養(yǎng)探索者“土木工程應用型”挖掘問題的能力

我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的不少文獻在表述專業(yè)概念內容時，也許是篇幅所限（說好聽點），說理往往過于簡潔，也無充足的范例和圖片、圖形加以佐證，平鋪、空洞說教的東西比較多，造成“拼湊”嫌疑，與最新規(guī)范接壤的“活水”太少.這就給我們的學習者提出了現(xiàn)實要求，如果不去了解熟悉研究專業(yè)的前沿發(fā)展問題和實踐中極有可能遭遇的問題，僅僅滿足于文獻的干癟的條文，專業(yè)思緒互動必然是“死水”一潭.應用專業(yè)所期盼的那種互動效應就是奢望.研究者對問題的挖掘，就是一個再學習再創(chuàng)新的過程，是我們半畝“活水”的源泉.以下選取混凝土結構基本原理[4]（受彎、受壓構件）、鋼結構基本原理[5]（軸心受壓，螺栓、焊縫）、主體結構施工[6]（模板、鋼筋、混凝土）為例進行問題的挖掘.

對于土木工程應用型領域問題掌控，從某種側面也檢測了學習者對土木工程領域現(xiàn)行國家設計施工和驗收規(guī)范、規(guī)程或行業(yè)技術要點的熟悉和理解程度，是衡量探索者參與、投身或對接工程實踐的標尺，同時也是工程技術人員敬業(yè)和責任的體現(xiàn).

又如工程技術人員要有工程大背景支撐，走進土木工程的現(xiàn)場，在林林立立的建筑工地，經常目睹到拆模后的墻柱難免會出現(xiàn)的一幕:混凝土墻或柱爛根.問題來了：造成此種現(xiàn)象的原因是什么？誰的責任？質量缺陷會造成哪些危害？怎么處理？對問題的探究往往引發(fā)大多數(shù)學生極大的興趣，這種興趣或許會進一步擴展和延伸.像這些大大小小，或微或著的現(xiàn)場問題會不會由此“纏繞”著我們技術人員，“終日不散，余音繚繞”？

表2 混凝土分項工程質量缺陷產生原因分析

3.4 “土木工程應用型”問題應關注媒體“工程案例”

在土木工程領域里，工程案例以工程發(fā)生的真實情景為平臺，以事件發(fā)生的震撼性沖擊業(yè)界的視覺，從而引起人們的警醒.思考、分析、總結性特別明顯.“案例”往往給我們的“土木工程應用型”提供了“問題源”，猶如刑事案件的偵破工作，人們不得不加以審視，蛛絲馬跡，抽絲剝繭問題出在哪里？是設計問題或是施工工序問題？或是材料問題？安全專項方案措施未落實？或兼而有之？什么是主要原因？案例的教訓是什么？滿腦子的問題有待消化、理順.這消化的過程，實際上就是探討、切磋、交流、規(guī)范共識的過程，也就是進一步接近真相的過程.案例與問題并存，問題引發(fā)案例，案例顯露問題.

4 結語

挖掘問題是土木工程應用型專業(yè)立足工程領域的特色，以突出思考、鼓勵討論和刺激學習者求知欲為特征，借助工程實踐或媒體案例分析，理應得到大力倡導.“土木工程應用型問題”在具體應用時尚應注意以下幾點：

（1）問題內容提出，應抓住重點，問題不能不切實際，也不能脫離讀者的現(xiàn)有基礎和實際情況，答案不能太明顯，也不可好高騖遠；

（2）提出的問題，以能激發(fā)大多數(shù)研究者興趣，解答可以有多種方案，可以進行多角度比較，特別鼓勵研究者提出新的合理方案，讓其有一股沖動嘗試或創(chuàng)新力；

（3）提出的問題要有梯度，能廣泛發(fā)動大多數(shù)探討者參與，引發(fā)思考，有些問題不是要求學習者立刻回答，可以激發(fā)其主動查找資料、閱讀文獻、試驗對比；

（4）研究者提出的問題要有實用性、有效性，來源于工程實踐，有經濟價值，充分體現(xiàn)土木工程應用型專業(yè)特色.

〔1〕余德生.讓課堂充滿問題讓問題充滿思考[J].成都大學學報(教育科學版),2007，21（8）.

〔2〕石愛華.問題教學法在“戊戌變法的失敗”一課中的應用[J].安慶師范學院學報（社會科學版）, 2008,27（9）:121-123.

〔3〕趙才其，趙玲.結構力學[M].東南大學出版社, 2011.

〔4〕顧祥林.混凝土結構基本原理[M].同濟大學出版社,2015.

〔5〕孫毅.鋼結構基本原理[M].重慶大學出版社, 2016.

〔6〕雷衍波.主體結構工程[M].華南理工大學出版社,2012.

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2016-11-20

安徽滁州職教集團職業(yè)教育教學研究項目“職業(yè)院校專業(yè)課教師執(zhí)教能力研究”（zlgc201608）