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(一)设计模式缺乏多样性
一直以来,交通土建专业毕业设计主要内容分为一般设计、专题、翻译三个部分。其中专题和翻译部分的要求土木工程各专业方向基本相同,差异主要表现在一般部分的内容。交通土建专业的一般部分毕业设计主要分为道路工程和桥梁工程两个设计方向。工程设计一般需要基于一定的原始条件(自然环境、地形地物、荷载条件等),原始条件不同,则技术方案就不同。因此,相对来说,进行道路工程方向设计的每个学生原始条件都不同,技术方案差异就较大,学生个人的专业思想和技术素质可以得到锻炼和体现。但桥梁工程设计方向的原始条件较为单一,又受到计算工作量限制,因此学生的技术方案变化就很少。另外,除了公路、桥梁两个传统专业设计方向,由于目前就业市场环境需要,近年来逐渐出现毕业生在市政道路、隧道工程、地铁工程等单位就业的现象,而这些也都与交通土建密切相关,但目前这些方向的毕业设计内容缺乏。所以,从整体上来说,目前的交通土建专业毕业设计内容组成模式缺乏多样性。
(二)组织模式缺乏灵活性
目前,交通土建专业毕业设计实践教学工作的组织开展模式仍是采用先学生选题后分组指导的方式。这种模式的问题首先出现在选题的方法上,目前采用的方法是从教师出的专题论文题目中进行选择,选择了哪个教师出的题目就跟哪个教师的小组做一般部分设计。教师出的专题题目往往和学生人数相等或者稍微多一些,这样以来,选题就不可避免地出现了重复(多人选一题),尽管后来采用了“增加志愿”的办法进行协调,但效果仍不好,无法从根本上解决这个问题。再加上由于将设计方向和选题挂钩,就容易造成“选择方向”和志愿从事的设计方向不相符,使得学生更加无所适从。因此,这是一种被动的选题,失去了原有的选题意义。应该鼓励学生自主选题,不是从老师给定的题目中选,而是自己拟定题目后与老师沟通、讨论后确定,这才是真正的选题。目前这种被动的选题方法常常导致学生勉强接收、被动应付。还有就是没有经过合理的控制分配,造成分组后常常是各组学生的素质差别太大,给指导工作带来极大不便。从整体上说,需要对目前交通土建专业毕业设计的组织模式进行调整,采用较为灵活的模式来满足实际现状的需要。
(三)指导模式缺乏高效性
交通土建专业毕业设计也是采用分小组指导的传统模式,然而由于专业特性,这种分小组的指导方式在本专业应用时存在很多缺点。首先,目前交通土建专业设计分为公路、桥梁两个方向,每个设计小组跟随一个指导教师就一个方向进行设计,小组之间相互独立。那么,对于公路工程方向来说,采用山区地形进行设计必然会遇到建设桥梁的问题,基于工作量的考虑,学生此时往往“重公路轻桥梁”,导致桥梁方案容易出现方案不合理的现象,影响整体的工程方案质量;对于桥梁工程方向来说,抛开工程背景环境单纯对某种桥型进行结构设计计算,计算的成分过多,设计的成分太少,学生的专业思想训练过弱,这种指导方式无法完整地锻炼和表现学生的专业思想和技术素质。另外,从指导教师的角度来说,每个教师的专业侧重不同,而路桥工程涉及面较广,遇到的技术问题多变,有时难免对偏离个人专业的细节技术问题把握不好,单独指导不如小组配合指导更加有效。为此,目前指导模式的教学效果有待于进一步提高。
二、教学模式改革方法为解决
交通土建专业毕业设计教学模式存在的主要问题,笔者认为应从以下三个方面进行改革:
(一)设计内容模式改革
第一,将目前各自独立的设计方向改变为综合设计,即基于一定设计原始条件,公路和桥梁同时考虑,合并设计,将桥梁设计放在公路设计地形的大背景当中,这样的优点在于克服了原有的桥梁设计简单方案化以及过于程序化。当路线行进过程中,需要设置桥梁的时候,桥梁的方案对于路线影响其实是很大的,综合考虑有利于平衡两者之间的关系。这样以来,整体设计重点突出方案的考虑,加强设计思想的锻炼,适当降低纯计算的内容和工作量,而使得总工作量和原来大致相同。第二,以公路、桥梁设计为主,适当增加城市道路、隧道、地铁的设计内容,总体上使得设计内容更加丰富和多样化,达到这一点,可以通过设置设计背景进行体现。原有的设计背景大多数是选择距离城市很远的地区,这样的背景决定了设计以公路为主要对象。随着城市化进程的提高,城市交通愈发重要,也造成了一定的相应人才短缺,为此,可以将设计背景设置于城郊地区,从而形成以公路为主,近城部分涉及城市道路以及地铁等设计,以迎合市场需求。
(二)教学组织开展模式
改革对毕业设计组织工作开展模式进行改革,重点是选题和分组的模式,以及如何有效地对设计工作进程进行控制,主要的办法是变目前“先选题后分组”为“先分组后选题”。这种方式有效地避免了选题的盲目性以及扎堆现象。一旦选题扎堆,最终还是仅能满足一个同学的选题,其余同学需要重选或者命题,于是先选题无法满足大多数人的意愿,也就失去了本来的意义。先分组则可以将选题人数化整为零,小组内进行选题必然效率更高,同时,先分组的还可以考虑小组间学生成绩、能力的均衡,这一点的重要性在于设计过程中,一个小组的设计进度和质量需要有1~2个领头羊,形成一种设计工作氛围,无形中促使着整个设计小组工作的前进。分组后的选题由“指导教师出题学生选”这种被动状态变成“学生拟题再与教师商定”这种主动选题。而对目前的过程管理,则应该改变现在的“大阶段制”为“小阶段制”,即需要将检查节点在原有的基础上进一步细化,事实反复证明粗放式的管理容易使设计工作失控,往往形成了赶设计进度的现象,设计质量难以保证。通过教学组织方式改革,总体上使毕业设计教学工作的开展更加客观化和灵活化。
(三)指导工作模式
改革针对目前采取的独立小组指导工作模式进行改革,配合设计内容模式的改革,主要采用设计指导小组的工作模式。将设计内容中的道路、桥梁、隧道、地铁合并设计时,当然需要相应方面的教师参与指导,为此,应由2~3名教师组成设计指导小组,其基本组成原则为小组成员的专业搭配合理,尽量兼顾职称、年龄的搭配,并考虑工作量等因素,每个教师平均指导人数可以与原来相同。这样以来,由原来的一名教师指导全部设计内容无法对每个方向进行精细掌握的状态,改为整个设计小组共同控制,小组成员之间进行合理分工,发挥各小组指导教师专业优势进行设计分部指导和质量控制,总体上提高了毕业设计指导工作的质量和效果。
三、结语
会议收到论文报告58篇并印发了文集,有140人参加会议,在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告,另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈,取得了预期的效果,不同观点之间也进行了较为充分的交流。
鉴于这一会议的论坛性质,以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳,提交与会专家考虑并审议。
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。
1.我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:1)规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和1.4;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载),而设计时?菀匀范ü辜芄怀惺芎稍氐哪芰Γㄓ氩牧锨慷确窒钕凳泄兀┤匆扔⒚拦娣陡叱龅?0~15%,二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。
混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2.调整结构安全设置水准的不同见解
我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是,能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,而且业已历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:
1)认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。
2)认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用;但是理想的“三正常”很难做到,同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要,在物质供应条件业已改善的市场经济条件下,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。
3)认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。
土建类专业是城镇化建设过程中的急需专业,学生就业情况是直接反映高校学生培养质量是否能满足城镇化建设需求的晴雨表。以土建类毕业生就业区域演变及所在地城镇化发展水平关联分析入手,开展毕业生就业与城镇化需求的满足度研究,对于促进毕业生质量提升、推动高校学科建设和办学模式的发展有重要意义。本文选取三峡大学土木工程专业2009届和2013届毕业生就业数据和全国2009年与2013年分省城镇化率数据作为分析数据,以五年内分省就业数据变化值和城镇化率数据的变化值作为分析指标开展实证分析。选取的数据中,省市的选择为两届毕业生就业数大于“0”的省市。对于就业数据作如下处理:首先将毕业生的就业区域分省统计,分别得到2009年和2014年各省就业人数,并分别计算各省就业人数占当年总就业人数的百分数,最后计算五年间各省就业比例的变化值,最终得到的统计图如图1所示。对于城镇化率数据做如下处理:首先根据各省城镇人口与总人口的比例,计算得到2009年和2013年我国分省城镇化率数据,然后计算2009—2013年间各省城镇化率的变化值,最后得到的统计图如图2所示。
从图1来看,五年间就业率增幅为正的共有18个省市,这些省市主要集中在我国中西部地区。近年来,随着我国西部大开发战略及长江沿江经济带规划等国家区域发展规划的出台和实施,中西部地区迎来了难得的发展机遇。随着基础设施条件的改善和产业经济的发展,城镇化得到了长足发展。从图2中可以看到,就业率增幅前五的省市中,湖北、陕西、贵州三省城镇化发展排名分别列于第二、四和三位。这一现象说明了正在发展中的中西部地区为毕业生提供了广阔的就业空间和发展机会,也逐渐获得了毕业生的认可,成为土建类毕业生的主要去向。五年间就业率增幅为负增长的省市共有11个,这些省市中包含了北京、上海、广东、天津、浙江等发达省市。其中就业率后三位的省市分别是天津、山东和山西,其城镇化率增幅排名分别为第29、23和9位。城镇化率增幅减少,说明大规模的基础设施建设投资也逐渐减少,对于土建类的毕业生而言,其工作机会也会相应减少,因此,前往这些地区就业的人数也会相对减少。从上述分析来看,土建类专业毕业生就业去向和该地区城镇化进程关系密切。城镇化发展越快的地区,对该类专业生的需求越旺盛,也越吸引毕业生前往就业。但值得注意的是,在条件比较艰苦的地区,如甘肃、青海、新疆等地区,虽然城镇化发展较快,对建设人才需求较多,但对毕业生的吸引力仍然不足。
二、土建类毕业生就业促进建议