深挖土木工程问题，采掘专业应用“活水”

2017-04-06杨青杨国兵宋齐宝

赤峰学院学报·自然科学版 2017年5期

关键词：活水滁州研究者

杨青，杨国兵，宋齐宝

（1.滁州学院地理信息与旅游学院，安徽滁州239000；2.安徽滁州技师学院，安徽滁州239000；3.滁州市水利勘测设计院，安徽滁州239000）

深挖土木工程问题，采掘专业应用“活水”

杨青1,3，杨国兵2，宋齐宝3

（1.滁州学院地理信息与旅游学院，安徽滁州239000；2.安徽滁州技师学院，安徽滁州239000；3.滁州市水利勘测设计院，安徽滁州239000）

土木工程专业领域问题综合性强、实践性强的特点为应用型土木工程的施展提供了应用平台.从专业实践出发，针对土木工程应用型对接工程实践性的理性需求，探索应用型土木工程专业融合工程实践的切实可行方法，激发专业实践人员掌握专业核心技术技能欲望，培养探索者面对工程实体提出问题、解决问题进而具有进入工程实践领域的求索创新能力，以有利于形成应用型专业实践特色.

土木工程；应用型问题；采掘活水

1 引言

紧紧围绕应用型特色进行土木工程领域人才培养目标定位，实施体现专业特点的实践性计划，以及如何深度整合专业知识内容、单项专业设计和综合设计，使其全方位对接工程实践.近年来，不少从事土木工程应用型学者由此展开深入研讨.这的确关系到人才培养效果、培养特色的凸显，进而事关培养的声誉和人才的就业问题.作为应用型土木工程问题的挖掘与探索，是应用型特色的体现，它涉及到提升研究者的主动探求专业核心知识的欲望、激发研究者学习的内在动力源泉.

2 “土木工程应用型”问题与土木工程实践相吻合

土木工程领域如土木工程施工、基础工程、混凝土结构设计、建筑结构抗震设计、钢结构设计、结构检测等大多标注综合性强、实践性强特点，实际上就是该专业知识结构在其涵盖的领域内的本质体现，应用型专业理应注重结合工程实践，展开应用领域的技术规范的理解和应用.不论是建筑工程还是市政桥梁工程，但凡涉及土木工程应用型专业的内容，无一不以国家基础设施建设的工程实体，从地基基础到上部结构主体为对象，进行原理剖析和施工工法与验收规范的条文的诠释，包括各种专项方案的可行性（技术性、科学性、合理性）、各环节的隐蔽工程验收和项目竣工验收主控项目.尤其是依据现行规范、规程、标准、图集对工程质量问题进行预控、质量通病乃至质量事故的分析与处理方法进行论述、探讨.所有这些特点为土木工程专业对接工程实践特别是“土木工程应用型”实施提供了广阔的平台与空间.行业充满问题，问题充满领域[1]，唯有针对性的一一化解诸多工程建设学科包含的要点问题，方能体现专业研究的魅力.

3 “土木工程应用型”问题在土木工程领域中的实践

3.1 “土木工程应用型”问题的必然归属

“土木工程应用型”应用于土木工程的显著特点是是一种研究者提出问题或受工程现象启发，发现问题，进一步分析研究、试验，探求解决工程问题的最佳方案.因为工程技术界解决问题的方案往往不是唯一解.问题探索注重激发研究者的求索精神，提倡研究者的主体能动作用，个体可以自主探讨，也可以合作探究.其过程可以极大地促进研究者独立求证，与现阶段某些知其然而不知其所以然的做法有着截然区别.

众所周知，我国古代孔子阐释学习与思考关系很经典：“学而不思则罔，思而不学则殆”；科学巨匠爱因斯坦的“提出一个问题比解决一个问题更重要，因为解决一个问题往往是一个数学上或实验上的技能而已.而提出新的问题，新的可能性，从新的角度看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而这标志着科学的真正进步[2].”宋朝著名的理学家、思想家朱熹[2]：“学者读书，须是于无味处，当致思焉,至于群疑并兴，寝食俱废,乃能骤进”；“读书无疑者，须教有疑，有疑者，却要无疑，到这里方是长进”.土木工程，体现人类作用于大自然的智慧，源远流长，方兴未艾，问题多多.这些中外古今的大教育家、大科学家的精辟言论实际上就是我们推广“土木工程应用型”的最好的诠释.

3.2 “土木工程应用型”问题的创设

土木工程应用型的问题从何而来？无疑，首当查找体会专业理论与实例，透过现象抓本质.如结构力学，在比对拱结构受力与梁式结构受力特征之间的本质的区别时，应熟悉梁结构以受弯为主，但合理的拱几乎可以不出现弯矩，拱只受到压力作用，对于混凝土、砖、石等材料自然十分适宜.被誉为世界建筑奇迹的赵州桥（历经1400多年，现存最早、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥）便是杰出代表.

问题可以延伸：两铰拱或无铰拱的水平推力与拱本身的哪些元素（如矢高、跨高比等）有关？水平推力对基础设计有什么影响？如何将水平推力产生的不利后果进行化解？现代具有优美的建筑形式的城市大跨度桥梁，如拱式桥是怎么传力的？拱在建筑结构中又有哪些应用？问题提出后，需循循诱导，点拨：桥墩桥台承受拱结构在竖向荷载作用下产生了水平推力，水平推力对拱截面隔离体产生的负弯矩抵消了拱截面的正弯矩，从而大大改善了拱结构的内力状况.桥墩之间的拉杆作用便是在此.通过设置相同的跨度，不同的矢跨比，让读者比较拱结构内力，不难得出，矢跨比愈大，拱支座水平反力愈小[3].对于两铰拱或无铰拱超静定结构，情况又有什么变化？（可以留作悬念后续解答）

表1 应用型土木工程部分“应用型问题”设置举例

又如桁架，特别适用于大跨度或较大高度的桁架结构，荷载由节点传递，理论上杆件只承受拉力、压力，无弯曲也无剪力.比较经济、合理的结构设计方案时，问题是：桁架与实腹梁相比有哪些优点？桁架的内力求解用节点法、截面法、联合法，各适用什么情况？我们周边随处可见的高压电塔属于什么类型桁架？快速求解桁架的零杆的方法有几种？既然是零杆为什么还要设置？对于桁架结构的屋架，影响组合结构屋架的内力图的主要原因是什么？能否针对周边工程实例分析其结构模型？（应用型必须对接工程实例）.鼓励探索者展开讨论，质疑，对话，让其各抒己见，讨论充满活力，气氛热烈有序的局面由此形成了.

实际上诸如此类的问题布满土木工程领域，找出问题，分析透彻会使研究者疑虑茅塞顿开，大有“半亩方塘一鉴开”之感.那么“为有源头活水来”的“活水”就是我们的研究者发挥挖掘能力的时候了.

3.3 培养探索者“土木工程应用型”挖掘问题的能力

我们不难发现，现在的不少文献在表述专业概念内容时，也许是篇幅所限（说好听点），说理往往过于简洁，也无充足的范例和图片、图形加以佐证，平铺、空洞说教的东西比较多，造成“拼凑”嫌疑，与最新规范接壤的“活水”太少.这就给我们的学习者提出了现实要求，如果不去了解熟悉研究专业的前沿发展问题和实践中极有可能遭遇的问题，仅仅满足于文献的干瘪的条文，专业思绪互动必然是“死水”一潭.应用专业所期盼的那种互动效应就是奢望.研究者对问题的挖掘，就是一个再学习再创新的过程，是我们半亩“活水”的源泉.以下选取混凝土结构基本原理[4]（受弯、受压构件）、钢结构基本原理[5]（轴心受压，螺栓、焊缝）、主体结构施工[6]（模板、钢筋、混凝土）为例进行问题的挖掘.

对于土木工程应用型领域问题掌控，从某种侧面也检测了学习者对土木工程领域现行国家设计施工和验收规范、规程或行业技术要点的熟悉和理解程度，是衡量探索者参与、投身或对接工程实践的标尺，同时也是工程技术人员敬业和责任的体现.

又如工程技术人员要有工程大背景支撑，走进土木工程的现场，在林林立立的建筑工地，经常目睹到拆模后的墙柱难免会出现的一幕:混凝土墙或柱烂根.问题来了：造成此种现象的原因是什么？谁的责任？质量缺陷会造成哪些危害？怎么处理？对问题的探究往往引发大多数学生极大的兴趣，这种兴趣或许会进一步扩展和延伸.像这些大大小小，或微或著的现场问题会不会由此“缠绕”着我们技术人员，“终日不散，余音缭绕”？

表2 混凝土分项工程质量缺陷产生原因分析

3.4 “土木工程应用型”问题应关注媒体“工程案例”

在土木工程领域里，工程案例以工程发生的真实情景为平台，以事件发生的震撼性冲击业界的视觉，从而引起人们的警醒.思考、分析、总结性特别明显.“案例”往往给我们的“土木工程应用型”提供了“问题源”，犹如刑事案件的侦破工作，人们不得不加以审视，蛛丝马迹，抽丝剥茧问题出在哪里？是设计问题或是施工工序问题？或是材料问题？安全专项方案措施未落实？或兼而有之？什么是主要原因？案例的教训是什么？满脑子的问题有待消化、理顺.这消化的过程，实际上就是探讨、切磋、交流、规范共识的过程，也就是进一步接近真相的过程.案例与问题并存，问题引发案例，案例显露问题.