土木工程危機(jī)

在過去，土木工程師被視為我們的文明先鋒，他們發(fā)起和推動(dòng)我們世界的變化。他們的紀(jì)念碑、橋梁、鐵路、隧道和建筑物不僅改善人民生活，而且大大改善了生活得本質(zhì)。而今天不再那么輝煌：我們看的最多的是其他領(lǐng)域的工程、科學(xué)及其對人類文明的影響。一部分，大眾媒體和我們成功使橋梁和高層建筑在正常情況下屹立不倒，結(jié)果是沒有創(chuàng)造有價(jià)值新聞才引起這種情況發(fā)生。不幸的是，這也是我們無法用我們的創(chuàng)造力和領(lǐng)導(dǎo)才能去捕捉公眾注意力得結(jié)果。我們正處于危機(jī)階段，我們需要恢復(fù)我們在社會上得領(lǐng)導(dǎo)地位，否則停滯將會與所有得不良后果：包括基礎(chǔ)設(shè)施惡化、聯(lián)邦對基礎(chǔ)設(shè)施得開支減少、我們的職業(yè)聲望下降吸引最有志向和才能的高中生到我們專業(yè)得問題等持續(xù)下去。然而，創(chuàng)新人才和真正的領(lǐng)導(dǎo)者總是利用他們的變化和挑戰(zhàn)以適應(yīng)新的需求，因而把劣勢變?yōu)閮?yōu)勢。我認(rèn)為這樣的機(jī)會存在于我們專業(yè)當(dāng)中，對于眼前的危機(jī)我提出解決方法包括為了建立一個(gè)21世紀(jì)土木工程師模型對“文藝復(fù)興人”的概念進(jìn)行創(chuàng)新調(diào)整。

1 全球化

全球化就其步伐和焦點(diǎn)來說是不斷演變的過程。例如在中世紀(jì)的全球化是相對比較緩慢的，主要是由于社會在精神生活的關(guān)注是以探索為代價(jià)的。文藝復(fù)興帶來了全球化的迅速加快，主要是由社會焦點(diǎn)從精神生活向消費(fèi)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移引起的，這一轉(zhuǎn)變最終造成了巨大的地理發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，最重要的是，形成了一個(gè)追求變化和科技進(jìn)步全新的文化和政治環(huán)境。文藝復(fù)興的精神在沃莫的消費(fèi)普及得到很好體現(xiàn)。這樣得一個(gè)人對科學(xué)和藝術(shù)有很好的理解，既有分析能力和創(chuàng)新能力，以及最重要的是，始終為了解不同國家和獲取新的知識去探索世界做好學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備。

在我們文明中，全球化是很重要的進(jìn)程之一。它通過逐漸建立一個(gè)全球化的文明來改變國家、社會甚至整個(gè)大陸，為我們帶來很多長遠(yuǎn)利益。這對于土木工程尤其重要，因?yàn)楹芏嘣O(shè)計(jì)和施工公司較大的經(jīng)濟(jì)和全球化經(jīng)營規(guī)模。

2 21世紀(jì)土木工程師

我認(rèn)為三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的力量推動(dòng)工程發(fā)展，特別是在土木工程方面。這些推動(dòng)力包括工程創(chuàng)新、計(jì)算機(jī)和全球化。為了在迅速變化的世界中生存，尤其是蓬勃發(fā)展，我們要做的不僅僅是做出反應(yīng)和利用我們的分析知識和技能。我們必須認(rèn)識到這些推動(dòng)力的存在，并在我們的土木工程教育中做出重大改變以反映出我們的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略目標(biāo)。我認(rèn)為的戰(zhàn)略目標(biāo)就和這些明顯的目標(biāo)一樣：滿足ABET的要求、培育稱職的工程師，或者滿足我們行業(yè)其他人的預(yù)期，特別在各種實(shí)踐技能方面。戰(zhàn)略目標(biāo)可以說與我們的畢業(yè)生的長期成功和他們對社會、專業(yè)的貢獻(xiàn)息息相關(guān)。顯然，戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)相比更少量化目標(biāo)，但他們同等重要甚至更加重要。

今天我們土木工程教育大多注重于實(shí)踐、分析知識和技能，這些都和我們的領(lǐng)域有關(guān)。在教育方面的變化是緩慢的，主要是漸進(jìn)的，他們大多被ABET認(rèn)證要求推動(dòng)而不是我們對未來需要的憧憬所推動(dòng)。這種被動(dòng)方式?jīng)]有什么根本上的錯(cuò)誤，至少可以確認(rèn)都有教基本常識和分析技能。不幸的是，目前的做法不足于恢復(fù)已經(jīng)失去的對技術(shù)進(jìn)步的領(lǐng)先地位。在這種情況下，ASCE通過引進(jìn)主動(dòng)提高知識體系標(biāo)準(zhǔn)是一種積極的發(fā)展，這種發(fā)展可能最終改變目前定量模式和逐步改進(jìn)的形式。它代表了發(fā)散思維的很好例子，因?yàn)樗淖兡壳罢谟懻摰膶W(xué)士學(xué)位教育的內(nèi)容：從學(xué)分制畢業(yè)到基本的知識體系和充分的土木工程實(shí)踐。

我認(rèn)為21世紀(jì)土木工程師必須具備知識體系五個(gè)主要部分的特點(diǎn)：①土木工程領(lǐng)域（實(shí)踐）的知識；②分析知識和技能；③工程創(chuàng)新知識和技能；④計(jì)算機(jī)知識和技能；⑤全球化知識和技能。

只有這五個(gè)知識組成部分的均衡整合才能為了解世界的復(fù)雜性、預(yù)測和領(lǐng)導(dǎo)變化提供一個(gè)基礎(chǔ)。目前我們教育工作的重點(diǎn)主要集中于前兩個(gè)部分，這兩個(gè)都只要是定量的性質(zhì)。我們教的關(guān)于土木工程系統(tǒng)和相關(guān)的分析知識和技能的實(shí)踐知識都主要在詳細(xì)設(shè)計(jì)方面（行為分析、尺寸、數(shù)值優(yōu)化等），而土木工程的定性知識都很少涉及到。

（1）工程創(chuàng)新。工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新是一門新興學(xué)科、一門必要和充分開發(fā)利用知識體系為工程流程的課程，當(dāng)追求常規(guī)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)是被稱為設(shè)計(jì)流程。在工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新中，一般解決問題的流程是考慮設(shè)計(jì)流程的一部分課程。整個(gè)工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新的重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)的定性方面和解決工程問題方面。當(dāng)尋求發(fā)散思維時(shí)大多是在設(shè)計(jì)創(chuàng)新概念中解決工程問題。

（2）計(jì)算機(jī)。目前土木工程中的計(jì)算機(jī)主要是電腦畫圖和在電腦上模擬各種數(shù)學(xué)模型。在第一種情況中，教學(xué)通常注重于AutoCAD和Microstation，而在第二種情況中教學(xué)只不過是處理土木工程定量方面。同樣這種教學(xué)提供有用的實(shí)踐技能使我們的學(xué)生更好就業(yè)，但這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

土木工程計(jì)算先驅(qū)之一。瑞士洛桑聯(lián)邦技術(shù)研究所的伊恩史密斯，幾年前就認(rèn)識到在土木工程計(jì)算中進(jìn)行革命的需要，因此它開始為工程師開設(shè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程。在2003年，他和班尼拉斐爾一起出版《計(jì)算機(jī)輔助工程基礎(chǔ)》，這是他的計(jì)算機(jī)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和他計(jì)算科學(xué)背景的體現(xiàn)。這本書精挑細(xì)選了13個(gè)特別是在工程方面的計(jì)算課題，這些課題適合于工程讀者。史密斯和拉斐爾討論了像基本邏輯、復(fù)雜性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、個(gè)、對象表示和推理、數(shù)據(jù)庫概念等課題。目前史密斯正領(lǐng)導(dǎo)ASCE努力建立一個(gè)關(guān)于“土木工程計(jì)算機(jī)的簡介”模塊化課程，其目的是在全球范圍內(nèi)得到廣泛使用。該課程正發(fā)展成為ASCE全球電腦信息技術(shù)重點(diǎn)重心活動(dòng)的一部分，且其初步成果將在加拿大蒙特利爾ASCE舉辦的土木工程計(jì)算機(jī)國際會議期間展示出來。

不幸的是，現(xiàn)在盡管我們知道要把全球化反應(yīng)在我們土木工程課程當(dāng)中，但我們?nèi)匀徊恢涝诳紤]所有限制后怎么用最好的方法去做。我ASCE全球電腦信息技術(shù)重點(diǎn)中心將會把全球化用于土木工程，特別是計(jì)算機(jī)方面。全球化和計(jì)算機(jī)是相互聯(lián)系的，一個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步將會刺激另一個(gè)的發(fā)展。該中心有許多成員來自非洲、亞洲和歐洲。他們是自己國家計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先驅(qū)，而且顯然對把計(jì)算機(jī)用于全球化更大的范圍來使他們能夠預(yù)測必要和適當(dāng)發(fā)展他們的研究感興趣。

3 結(jié)論

我認(rèn)為土木工程處于危機(jī)時(shí)期，土木工程師不再被視為領(lǐng)導(dǎo)者，他們對社會的影響和他們自己的未來被各種未預(yù)想到的原因嚴(yán)重限制。更糟糕的是在目前的可以說是量化的模式下，這種情況得到改善的機(jī)會不大。因此我提出一項(xiàng)重大的模式轉(zhuǎn)變：從目前量化模式向可以說是平衡的模式的轉(zhuǎn)變。正如前面部分所描述的一樣，新的模式是建立在定量和定性知識之上的。我相信所提出來的模式轉(zhuǎn)變對土木工程師成為技術(shù)進(jìn)步和我們社會的領(lǐng)導(dǎo)者是絕對必須的。

［1］盧有杰.21世紀(jì)土木工程師的新作用［A］；中國土木工程學(xué)會第八屆年會論文集［C］；1998，2.

［2］姚海.土木工程師在城市建設(shè)中的作用［J］.城市建設(shè)理論研究，2013（01）.

［3］張松.水工環(huán)地質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探究［J］.城市建設(shè)理論研究，2016（04）.