微積分與土木工程的運用分析

張錦程

【摘 要】文章在實現(xiàn)微積分與土木工程的運用分析研究過程中，通過對微積分學(xué)科以及土木工程學(xué)科的基本知識了解的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了兩者之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)兩個學(xué)科知識的有效統(tǒng)一，最終，為提高微積分在土木工程學(xué)科領(lǐng)域運用范圍的廣泛性認(rèn)識奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】微積分；土木工程；應(yīng)用

1 對土木工程與微積分概念的理解

1.1 土木工程與微積分具體概念

在實現(xiàn)對土木工程與微積分之間的聯(lián)系性有效認(rèn)識基礎(chǔ)上，還需要對土木工程與微積分兩者的概念做到必要的區(qū)分。土木工程概念在一般意義上，是對施工主體實施建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。土木工程的認(rèn)識深化與學(xué)科知識重要性的強(qiáng)調(diào)，與時代發(fā)展的必要性密切相關(guān)。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，以及具體施工工程的不斷發(fā)展，土木工程一詞已經(jīng)成為工程研究的重點。同時，由于土木工程學(xué)科知識涉及范圍較廣，為此，在實現(xiàn)對其概念的理解過程中，必須從其自身具備的特性出發(fā)。其中，土木工程涉及的內(nèi)涵十分廣泛、且相關(guān)門類劃分眾多、土木工程的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出復(fù)雜性等特點。為此，在實現(xiàn)對其概念明確把握的基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步實現(xiàn)對上述特征之間關(guān)系的有效融合，并積極構(gòu)建綜合體系。同樣，在對土木工程概念明確化的同時，還需要對微積分概念做到必要的了解。微積分（Calculus）主要是指，在開展高等數(shù)學(xué)教學(xué)實踐研究中，實現(xiàn)對函數(shù)的微分（Differentiation）知識的掌握、對積分（Integration）含義的了解，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對有關(guān)概念的熟練掌握，以及對具體知識的合理應(yīng)用。同樣，還需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)微積分的重要性。微積分作為數(shù)學(xué)學(xué)科知識的一項重要分支，它在實現(xiàn)高等數(shù)學(xué)綜合發(fā)展中，奠定了堅定的理論基礎(chǔ)。

1.2 土木工程與微積分之間的關(guān)系

土木工程與微積分分別屬于兩種不同學(xué)科知識領(lǐng)域，為此，在對兩者實現(xiàn)科學(xué)認(rèn)識的過程，還必須進(jìn)一步明確兩者在具體實踐運用環(huán)節(jié)存在的較大聯(lián)系，通過對土木工程與微積分學(xué)科兩者之間關(guān)系的比對中，進(jìn)一步加深對兩者概念的理解。在開展土木工程與微積分的運用分析研究環(huán)節(jié)，為了實現(xiàn)對兩者的關(guān)系的有效把握，首先，相關(guān)研究者必須對微積分和土木工程這兩個不同學(xué)科的具體知識體系與邏輯思維特點進(jìn)行重點認(rèn)識分析。在實現(xiàn)對土木工程概念的理解環(huán)節(jié)，主要是對石料、磚塊、鋼材、木材、以及合金材料等常見材料的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析這些材料之間有效的建造，導(dǎo)致對人類生產(chǎn)、生活活動的有序開展，提供的具體工程設(shè)施。此外，還需要都土木工程設(shè)施的類型，做到進(jìn)一步的詳細(xì)劃分。其中，建筑工程、道路工程、橋梁工程、以及隧道工程、海洋工程等，是對土木工程設(shè)施的主要劃分。在對土木工程學(xué)科知識進(jìn)一步的深化理解中，需要綜合利用數(shù)學(xué)學(xué)科知識、物理學(xué)科知識、以及化學(xué)學(xué)科知識等基礎(chǔ)學(xué)科知識的有效統(tǒng)一；并在實習(xí)理論知識密切配合相互作用的同時，實現(xiàn)將力學(xué)學(xué)科、材料科學(xué)等相關(guān)技術(shù)類的學(xué)科知識做到必要的了解。最終，在實現(xiàn)對“土木工程學(xué)”概念和學(xué)科性質(zhì)了解基礎(chǔ)上，實現(xiàn)在工程技術(shù)知識的必要掌握與其他學(xué)科知識的綜合研究工作的順利開展。并在這一環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對工程具體設(shè)計原理的掌握、對施工技術(shù)的要求以及對實施手段的重視。此外，還需對微積分（Calculus）進(jìn)一步詳細(xì)了解，微積分作為高等數(shù)學(xué)中的一個重要的基礎(chǔ)性學(xué)科。對其內(nèi)容的把握需要在實現(xiàn)對極限知識的了解、對微分學(xué)學(xué)科知識的了解、以及對積分學(xué)具體應(yīng)用的理解，并在此基礎(chǔ)上更加深化對其理論內(nèi)涵理解的積極作用。此外，由于微分學(xué)會涉及到對一些數(shù)據(jù)的計算，為此，關(guān)于制定一套關(guān)于實現(xiàn)變化率認(rèn)識的相關(guān)理論，成為實現(xiàn)微積分理論知識了解與學(xué)科內(nèi)涵分析的重點內(nèi)容。通過對兩個概念了解之上，我們需要進(jìn)一步加強(qiáng)實現(xiàn)微積分與土木工程的運用研究。其中，在兩者的關(guān)系方面，可以清楚地知道，在開展具體的土木工程項目的前期計算工作中，需要微積分提供具體的數(shù)據(jù)分析；同樣，關(guān)于施工過程的開展與工程造價的推進(jìn)，也需要微積分學(xué)科知識的參與。為此，通過對兩者之間的關(guān)系認(rèn)識過程中，強(qiáng)調(diào)對微積分的科學(xué)認(rèn)識和正確的計算，能夠為土木工程項目具體實踐活動順利開展，提供了科學(xué)的理論保障和方法分析。

2 兩者之間關(guān)系的具體運用分析

關(guān)于對微積分在土木工程中的具體應(yīng)用分析過程中，通過對兩個學(xué)科知識的具體對比中，進(jìn)一步深化對其運用分析研究重要性的認(rèn)識。當(dāng)前，在一些高校的課程設(shè)計方面，關(guān)于實行對土木工程專業(yè)知識的培養(yǎng)，成為實現(xiàn)高校培養(yǎng)目標(biāo)的重要內(nèi)容。土木工程專業(yè)作為大學(xué)課程設(shè)置的主要內(nèi)容，在具體課程知識的學(xué)習(xí)過程中，需要對其知識體系的劃分進(jìn)一步明確化。首先，分析把握微積分在土木工程中的關(guān)于建筑設(shè)計實現(xiàn)的作用認(rèn)識。在開展工程建設(shè)設(shè)計環(huán)節(jié)，需要對微積分與土木工程的相互作用科學(xué)的認(rèn)識。微積分知識可以體現(xiàn)在每一項具體的土木工程項目開展之中。其中，在開展土木工程建筑設(shè)計環(huán)節(jié)，由于不可避免的會遇到施工環(huán)境障礙，導(dǎo)致的施工設(shè)計和具體施工困難。例如，關(guān)于對較大跨江工程的開展，其具體設(shè)計的實現(xiàn)，需要在結(jié)合地形、地勢特征，開展不同的施工設(shè)計。在具體的施工環(huán)節(jié)，由于測量條件的限制性，則要求每一個土木工程項目在開始施工前，必須編制一個科學(xué)的項目施工說明書。而項目施工說明書的編制工作，必須要結(jié)合相關(guān)的微積分知識。通過對具體數(shù)值的計算，從而確保工程在科學(xué)計算基礎(chǔ)上，對科學(xué)施工的目標(biāo)追求。

3 結(jié)語

開展對微積分與土木工程的運用分析，需要對兩個學(xué)科的基本概念做好必要的明晰。并通過微積分學(xué)科知識與土木工程學(xué)科知識，分析在具體運用環(huán)節(jié)所需理論之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而有效的實現(xiàn)微積分在土木工程方面應(yīng)用的科學(xué)性。

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