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1. 項目法教學
項目教學法實質上是以項目為導向,讓學生通過承擔和完成某個具體項目來培養學生的專業能力、方法能力和社會能力。項目教學法打破了學科化的知識體系,從職業崗位工作任務分析出發,依據職業崗位工作任務組建一系列行動化的學習項目,而這些項目通常就是鐵道工程技術專業的橋、隧、路基、軌道實體項目在實施過程的設計、施工、養護維修、檢測、咨詢等任務或者工作。
2. 項目課程項目法教學課程結構
采用項目教學法,應合理構建項目課程結構。合理的課程結構應從專業人才培養方案入手,準確定位培養目標,緊密結合生產實際,合理構建專業課程體系,進行課程改革,采取行之有效的教學方法,讓教師知道教什么,怎么教,讓學生知道怎么學,學什么。高職高專鐵路工程技術專業的人才目標是培養德、智、體、美、勞全面發展,掌握一定的專業基礎理論知識和實踐技能,具有良好職業道德,并有一定創新能力,能適應現代化生產第一線需要的高技能人才。具體對于鐵道工程專業畢業的學生,就是能到鐵道行業的設計、施工、檢測、運營養護維修和咨詢單位去從事項目設計、施工、檢測、養護維修和咨詢工作,所以,采用項目法教學學習項目課程,學生要知道該項目課程有哪些工作內容或任務,通過該項目課程的學習,學生具有能夠勝任項目設計,施工、檢測、養護維修、咨詢的能力。本人根據教學實踐、現場實踐、現場調研情況,總結出鐵道工程專業項目課程項目法教學的課程結構(以《隧道》項目課程為例)如表1。
3. 項目課程項目法教學實施的資源環境及實施情境
3.1課程整合:知識和能力是相輔相成的,是一環套一環的,完成項目工作過程所需的能力,是要有合理的知識結構體系為前提,為了使《隧道施工與養護》課程項目法教學能有效實施,使教學知識做到學以至用,循序漸進,普遍聯系,能夠克服有限的教學時間和所需無限的相關知識的矛盾,實現人才培養方案目標,必須對現有的課程體系進行整合。整合以后,鐵道工程專業的課程體系將如表2。
3.2教材和教師:
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2015)05C-0065-02
校企合作協同創新,最主要是把學校與企業聯合在一起,而人才培養與技術研發和服務是校企合作主要結合點。高職院校的人才培養質量與企業用人需求之間的共性需要是最佳結合點。目前,多數校企合作都流于形式。而實訓基地的校企協同建設與使用,發揮其“教學培訓中心”“創新研發中心”和“產業服務中心”的功能,成為企業員工生產培訓與技能鑒定中心,共享人力培訓資源,偏重于解決企業生產中的技術問題,重點關注工藝革新、新材料開發使用和設備技術的改進提升,其創新成果的實用性很強,能夠給企業直接帶來效益。
一、軌道工程專業實訓基地功能分析
目前,軌道工程專業的市場要求與傳統的鐵路交通崗位需求發生顯著的改變,傳統的鐵路崗位特點以地面線路施工管養為主,而目前隨著高鐵與城市軌道的快速發展,軌道工程專業的崗位重點轉向了高架橋、隧道與地下空間的施工,軌道交通行業的技術水平、管理水平,均比傳統鐵路運輸有了顯著提升,國內培養城市軌道交通行業高素質高技能人才起步不久,多數院校是在整合傳統“鐵道工程”“路橋工程”等專業基礎上開辦的,不能滿足國內軌道交通建設的需要。
校企合作協同創新,最主要是把學校與企業聯合在一起,兩者的最佳切入點是人才培訓。而高職院校的實訓基地正是承擔高職學生實訓教學與企業生產培訓的最佳共同載體。并且,可以利用實訓基地的項目設備和基地師資,進行企業的新工藝、新技術、新材料科研開發與生產技術服務。
因此在軌道工程專業實訓基地建設時,具體分為三大功能目標,如圖1。第一,基地定位為集教學、培訓、職業技能鑒定為一體的“教學培訓中心”。基地可以支撐軌道工程技術專業建設,引領軌道工程技術專業建設方向,培養產業升級和企業技術創新需要的發展型、復合型和創新型的技術技能人才。同時向其他院校、企事業單位和科研院所提供教學資源共享、培訓認證,為軌道類相關專業學生提供仿真環境的實訓條件,具有較大規模的軌道人才的培養(培訓)基地功能。第二,瞄準產業科技前沿,引進工程環境,引進行業標準,引進企業考核辦法,貼近學業,貼近企業,貼近就業,為產業轉型升級和企業技術創新提供科研資源,在“新技術、新材料、新設備、新工藝”的推廣過程中,發揮“創新研發中心”的功能。第三,利用項目設備和基地師資,組建“技術服務中心”,承接常規工程任務(見證取樣材料的檢測、工程施工圖繪制、招投標標書制作、生產資料管理等),服務于企業的生產需求、技術改造、產品升級,成為“產業服務中心”。
二、軌道工程專業特色教學實訓基地協同建設
由于高鐵、城市軌道交通行業的特殊性,其特種崗位需要配備大量的特種工程人員,軌道工程專業特色實訓基地建設,有著其他實訓基地不可代替的重要特殊地位。而校企協同構建軌道專業特色實訓基地,不僅在建設主體上有其鮮明的行業特色,而且在實訓課程建設,實訓基地管理,人員技能考核等方面形成鮮明的行業特色。因此軌道實訓基地的校企協同建設與以往的實訓建設模式有著本質的區別,其具體建設模式見圖2。
(一)以軌道工程專業崗位特點為導向,建設特色實訓基地
以軌道崗位工種任務為載體,構建全真模擬實訓基地,以工程實體為背景,探索符合職業崗位能力要求的以實踐教學體系為主的新型工作教學項目,構建與理論教學體系相輔相成的由課程訓練―專項訓練―綜合訓練―頂崗實習組成的“課證賽融合”的實訓項目。
以具體工程為背景,根據軌道施工生產過程,以軌道工程技術專業應具備的工程圖識讀、施工組織、項目管理、質量檢測等崗位能力為指導,按區域功能區分,建設實訓工場;與此同時,進行實踐環節的設計,形成由課程實訓、專項實訓、綜合實訓、畢業頂崗實習組成的實訓教學體系。在具體的教學活動中,按“課堂與工地同一、教具與工具同一、學生與項目管理同一”的思路,利用學校和工程施工企業的資源,設計開發教學情境,聘請工程施工企業的能工巧匠作為兼職教師,指導學生實訓,讓學生在典型任務的驅動下,在全真模擬的軌道工程職業氛圍中實現專業知識和崗位技能的“做中學”“學中做”。
(二)校企共管實訓基地
企業在使用軌道工程實訓基地的同時,引入企業管理規范等方式,實行類企業管理,根據生產實踐需求,提供教學素材導向。通過為就近施工企業提供試驗場地、備件倉庫等方式,讓利企業,吸引企業投入。針對性地從企業回收尚能夠進行實訓利用的機械、工程構件,補充實訓設備,同時收集企業不同地質條件、不同施工工藝和設備的資料,充實實訓基地資料。校企共同組織、參加、承辦學生職業技能大賽。通過科技文化活動,校企共同策劃組織開展系列學生職業技能大賽,企業派專家技術人員參與策劃、評判。校企聯合承辦各類職業技能大賽。技能大賽加強了對學生專業技能的訓練和動手能力的培養,促進了學生綜合素質的提高,增強了學生的就業競爭力,成為企業參與建設管理實訓基地的最佳切入點。
(三)校企協同開發建設實訓課程
全面引入企業標準、行業規范、實際生產任務、考核評價方法等,開發貼近生產實際的實訓項目。根據教學內容和學生的認知特點,建設校內全真模擬實訓基地、穩定優化校內外實訓基地,形成全真模擬、任務驅動、項目導向等教學模式。實訓課程教學以實際工程項目的工作任務展開(采取提出任務、教師示范、實施任務、完成任務、總結評價的綜合教學步驟),以工作任務為驅動,采用“教學做一體化”的教學手段組織教學,根據不同的典型工作任務,有針對性地采用案例分析法、項目式教學法、分組討論法、角色扮演法、全真模擬教學法、現場教學法等教學方法,激發學生學習的主動性,培養學生的創新意識和綜合職業素養,使學生獲得與工作任務相應的專業知識和專項技能。同時,不斷推進形成性考核,改革傳統的學生成績評價方法,考核方式除筆試外,增加口試、答辯、現場測試(操作)、職業技能考核等多種考核形式,實現理論考試和實操考核相結合,注重考核學生的應用能力和分析能力,促進學生職業素質的全面提高。
三、校企協同提升軌道工程實訓基地創新服務能力
在高速鐵路、區域城際軌道、城市地鐵、輕軌等線路設計標準高,新工藝、新材料、新設備大量使用的新形勢下,以往的原材料檢測服務,基礎工務培訓等陳舊的技術服務已經不適應現代軌道交通建設的需求,因此必須從技術水平提升和貼近企業施工要求入手,提升軌道專業實訓基地的創新服務能力。
(一)校企協同提升技術創新能力
技術的研發應根據行業企業的現實需求,結合軌道行業特點建設互補專業實訓基地。推進系列工程技術服務能力,打造院校、企業在軌道交通高新技術領域的科研開發試驗平臺,為工程新技術實驗提供技術平臺,開展軌道交通應用項目研發、新技術應用測試、新材料研發和生產工藝優化等研發工作。
企業公司依托在校實訓基地建設工程技術中心或研發中心,在高性能工程材料領域可以申報專利,擁有核心技術,軌道專業安排專業教師全職參與企業公司的技術開發,具備一定的研發基礎和實力。軌道實訓基地建成后,校企雙方將進一步加強科研、技術、人才方面的合作力度,使基地研發中心在工程新材料和施工工藝監控領域保持技術優勢。
(二)校企聯合提升服務生產能力
通過實行校企合作,發揮高職院校的應用技術優勢,探索開展大型高新設備維修、檢測、聯合技術攻關等技術服務的新模式。以軌道施工精調等新型施工控制指導項目為載體,發揮學院應用技術優勢,通過建立控制測量系統開發、軌道板、軌排精調測量等進行施工監控指導、隧道安全預警監測系統開發等方式,提高實訓基地社會服務能力,突破傳統的僅依靠常規技術檢測服務、常規技能培訓等較低層次的技術服務。
成立“軌道工程技術服務中心”,發揮自身特長和優勢,通過品牌化的技術服務策略,強化社會服務功能,每年與企業進行技術服務。“軌道工程技術服務中心”主要承接軌道施工監控檢測項目,涉及新設備試驗使用、軌道施工精密測量監測、軌道施工自動精調、高性能材料設計施工、邊坡加固設計監控、路基穩定的設計監控、改造及維修等工程領域,企業只需投入少量資金便可在原有設備和人員的基礎上完成材料性能提升,為社會提供軌道工程技術開發服務和高新技術推廣應用的窗口,實現資源共享、服務社會。
建立深度校企合作,依托軌道工程實訓基地協同建設為平臺,充分發揮軌道實訓基地的“教學培訓中心”“創新研發中心”和“產業服務中心”功能,校企協同全面提升軌道工程專業人才培養質量,為軌道工程專業培養高技術技能人才,穩步提升軌道工程專業水平,充分發揮其示范帶動作用。
教育教學、創新研發與社會服務,三者在軌道專業實訓基地的建設發展中相依相存,三者并舉促使軌道專業教育走上良性循環的軌道,協同構建軌道專業創新服務型實訓基地建設的新模式,將使基地的創新技術競爭力更加有優勢,社會服務優勢更加明顯,實現資源共享,更好的為軌道工程建設產業服務。
【參考文獻】
[1] 田洪濱,張俊茹.加強實訓基地建設 提升實訓基地水平[J].中國現代教育裝備,2011(23)
中圖分類號:G718;G719.21 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)07-0242-02
1 高職學生頂崗實習管理存在的問題
1.1 企業普遍不愿接收頂崗實習學生
截至當前,鐵道工程技術專業的學生主要就業方向為施工類企業和運營類企業。然而近期國家調整了鐵路投資思路,提出了“保在建、上必須、重配套”的建設方針。從而導致施工類企業出現了人員相對飽和的現狀,高職生想進入施工類企業變得較為困難。但另一方面施工類企業由于考慮生產管理等問題,致使很多專業類學生進行生產性實行很困難。
1.2 實習崗位相對單一
以鄭州鐵路局鄭州橋工段為例,近年來我院積極開展與鄭州鐵路局鄭州橋工段的合作力度和深度,實現了學生在鄭州橋工段的實習率達到了100%。但同時也遇到了一些問題就是實習崗位相對單一。
在鄭州橋工段的線路管轄范圍內學生頂崗實習主要是線路工崗位,根據實習車間的不同側重點有所區別,鄭州高鐵線路車間以高速鐵路線路養護維修為主、鄭州車間以站線維修為主和許昌線路車間以既有線提速線路的養護維修為主。區別主要體現在以下幾個方面:
①高鐵車間:養護標準高,但是養護工作量小,因此在此實習的學生難以在短時間內見到較多的維修案例。學生頂崗實習時間一般為0:00到4:00之間。
②鄭州車間:管轄特等客運站鄭州車站,位于京廣鐵路、隴海鐵路的交匯處,運輸安全壓力較大。車間管內客運線路、貨運線路及聯絡線縱橫交錯,不同的線路等級使工務日常維修難度加大。頂崗實習生的勞動任務相對較大,同時學生的實習內容較為豐富。
③許昌車間:為雙線提速區段自1998年曾創造出時速240km的中國鐵路“第一速”以來,多次承擔全路提速試驗任務,被喻為中國鐵路提速的“試驗田”和誕生地。因此在該區段實習的學生的標準要求很高,在此實習的學生工作后能有一個高的起點。
1.3 頂崗實習指導難度較大
頂崗實習的分布給實習指導工作帶來的困難較大。比如在鄭州橋工段的高鐵線路車間共有5個工區,鄭州線路車間有5個工區、許昌線路車間有4個工區。各個工區距離市區的距離不盡相同,有些比較偏遠。這主要是由于鐵路是一個帶狀工程的特性決定的。
為了改善這種情況,學校就安排專業的教師輪流到工地進行指導。從表面上看,實習管理與專業指導兩者兼顧了,但因為高職學校的專業教師普遍課時任務重、日常管理工作繁瑣,以及部分實習地點偏遠,交通不便使得專業教師不便于到校外進行管理和知道,使管理工作處于松懈的狀態。
1.4 安全風險大,行車安全和人身安全是頂崗實習的難點
在既有線上保證正常行車秩序和線上施工、維修作業生產安全是工務部門的基本職責。近年來的各類統計資料表明,工務系統發生因工死亡、重傷的人數居鐵路各行列中的第二位。因此鐵道工程技術專業的學生在線上實習需要承擔較大的安全問題,因為學生在頂崗實習中發生事故是較為敏感的話題,因此很多施工現場不愿意接受實習的原因之一。
1.5 頂崗實習考核效果不理想
鐵路線路是一個帶狀工程決定了其實習點多、實習教師無法集中進行輔導和考核,導致對學生的實習效果難以把控,因此對學生的具體表現,也無法給予準確的評判。
2 高職學生頂崗實習管理的對策
2.1 尋求利益共同點,以運營為就業導向,實現頂層設計
①為頂崗實習企業培養準職工,增強企業的參與積極性。成立頂崗實習單位的訂單班,安排學生在訂單企業頂崗實習。訂單班的頂崗實習生既是學校的在校生,同時也是頂崗實習單位的準職工。頂崗實習企業為了縮短企業員工的適應時間更加愿意接受準職工的頂崗實習。以2010屆的畢業生為例共有20名鄭州局的訂單班學生赴鄭州橋工段頂崗實習。
②熟悉鐵路企業生產規律,為企業提供生產力。每年的冬季,各大鐵路局把“保春運”作為鐵路運輸部門的重點任務,此時的工務部門相對工作量小,春運結束后便是工務部門集中修的重要階段,各種養護維修工作量非常大。為此每年工務部門需要在春季臨時招募大量的臨時工來補充養路工人的不足。由于臨時工缺少鐵道工程技術的專業背景,其工作效率和質量不能運營企業的要求,為此稱為養護維修工作的一大瓶頸。
因此通過安排學生頂崗實習的同時也為實習企業提供了一批高質量的職工,學生在學習現場操作的同時也可以解決現場較為緊張的生產任務。
③為企業進行職工培訓。企業以生產為主,在面臨新技術新工藝的革新時,就需要對大量的職工進行在崗培訓,特別是高速鐵路的建成通車,原有職工的技術水平無法適應高速鐵路的養護維修標準。然而職工培訓往往是企業的短板,為此我們就有計劃的派出專業學術帶頭人和行業專家“送教上門”培養現場的業務骨干,同時“請進來”,把現場技術人員請到校園進行專門的技術培訓,解現場之所需,同時現場技術專家也兼任我校的兼職教師,與校內指導教師共同完成實訓指導任務,達到互利共贏。
2.2 以制度作保障,落實實習指導工作
校內專業指導教師是學生頂崗實習的主要負責人,同時需要輔導員進行有力的配合。為了對學生進行有效的跟蹤和管理,鄭州鐵路職業技術學院制定了學生信息員制度,選拔優秀的班干部和黨員作為信息員。定期向校內指導教師匯報實習情況,及時解決學生在實習過程中面臨的各種問題。并建立實習監控和跟蹤記錄。對不同階段的實習學生進行不同的教育。
①“實習承諾書”制度。向學生印發“實習承諾書”,以文字的形式向學生和學生家長說明實習過程的基本情況和實習過程中學生、學校、企業三方相應的責、權、利;對學生及學生家長簽字的“實習承諾書”進行歸檔,作為實習過程管理的一個重要依據。
②定期探望制度。在實習過程中,定期召開學生座談會,了解學生在實習過程中遇到的各類問題和困惑,緩解學生身處陌生環境的不適情緒,最大程度上確保實習工作的順利進行。
③利用現代網絡技術進行動態管理。建立一些QQ群,充分利用網絡的便捷性和及時性及互動性等優勢,全天候、全過程參與頂崗實習的指導工作,解決實習指導不足的問題。
④聘請企業技術人員為現場指導教師,這樣學生能夠更好地掌握技能知識,還能讓學校了解學生的思想狀態。
2.3 立足學校,對企業現場培訓一批兼職教師隊伍
①邀請兼職教師參與學校人才培養方案,教學計劃的編制;
②對兼職教師進行培訓,使校企最大程度結合;
③編制“兼職教師手冊”規范日常指導行為。
2.4 健全保障制度,重視實習安全
鄭州鐵路職業技術學院建筑工程系和鄭州橋工段制定了一系列保障學生頂崗實習的制度。
①組織學生進行“崗前安全教育”的學習,未經過安全教育的學生不允許參加頂崗實習;
②頂崗實習前為學生購置實習責任保險;
③制定了“鄭州橋工段頂崗實習安全風險周分析記錄”;
④制定了“頂崗實習學生安全管理辦法”;
⑤制定了“頂崗實習學生安全及突發事件應急預案”。
另外不斷的向頂崗實習學生灌輸工務的安全理念:
①安全是生產的永恒主題,沒有安全就沒有一切;
②標準的學習要在工作中貫穿,沒有標準的作業是盲目的;
③用標準保證作業質量,用作業質量保證行車安全,用標準作業保證人身安全。
2.5 實行企業和學校的共同考核
2.5.1 共同考核制度。
實行學校和實習單位對學生的考核制度,需要共同制定完成。其中實習單位的比例占到70%,學校教師評價占到30%。
2.5.2 做好資料歸檔。
頂崗實習結束后需要提交以下資料:
①頂崗實習協議;
②頂崗實習計劃;
③學生頂崗實習報告;
④學生頂崗實習成績;
⑤頂崗實習周志;
⑥頂崗實習巡回檢查記錄;
⑦頂崗實習考核表。
2.5.3 總結表彰制度。頂崗實習結束后通過校企參加的實結大會,對表現突出的學生進行表彰,可以增強學生的榮譽感。同時對頂崗實習學生形成積極的引導。
3 小結
上述表述,我們不難看出,校企深度合作的共贏點就是如何調動企業接受學生頂崗實習工作的主動性,解決實習場地不足所出現的困境。就需要我們通過多種途徑,提高學生頂崗實習期間的安全保障,完善評價體系,更準確的評價學生的實習效果。
參考文獻:
[1]王琳.高職院校學生頂崗實習的過程管理研究[D].南京師范大學,2012.
工程測量課程是一門實踐性很強的突出能力培養的專業課程,主要學習工程測量學的基本理論、技術和方法,工程測量控制網的布設理論與方法,各種施工放樣方法,工程建筑物的變形監測與分析,各種典型工程如線路、橋梁、隧道以及工業與民用建筑等的測量工作,工程建設中的測量信息管理,GPS等在工程測量中的應用等知識與技能。
(一)工程施工測量人員的崗位分析“以崗導學”是高職院校的辦學宗旨,“崗”是指職業崗位(群)需求,建筑行業的施工測量崗位,基本上可以歸納為三大類:一是測量工,是負責儀器操作的人員。他們主要是執行技術員、測量員的具體操作指令,操作全站儀、水準儀或RTK等測量儀器協助完成測量任務,也可以獨立完成一些較為簡單的專業測量任務。他們本身不具備獨立完成較為復雜的工程測量任務的能力,基本是作為測量輔助人員來定位。具體工程實踐中,我們可以稱之為“司儀”,可以簡單理解為操作測量儀器的人。二是測量員,既可以負責儀器操作,也可以獨立完成一定的工程測量任務。他們只需技術員的簡單總體任務指令,即可完成一定的測量任務,而無需詳細的具體操作指令。在具體工程實踐中,就是真正可以獨當一面的“測量員”。三是測量工程師,既可以完成一定的工程測量任務,也可以完成一定的工程技術管理工作,具有雙重身份:測量員和技術員或施工員。他們無需別人發出測量工作指令,可以獨立完成單項工程的測量工作,可以根據工程進展來安排相關的測量具體事項。具體工程實踐中,我們可以稱之為“測量工程師”。
(二)高職畢業生在建筑業工程測量崗位上的職業生涯分析目前,高職畢業生在建筑業工程測量崗位上,一般也經歷過以上分析的三類崗位。“首崗”一般就是“司儀”,這個階段具體經歷時間長短視工程項目具體情況以及畢業生的具體素養而定,有半年、一年甚至更長時間的,當然也有短短2-3個月的。越過這個階段,就進入了“常崗”階段,即“測量員”。與技術員一起共事,是技術部/組的一員,在技術員的指導下工作;這個階段具體經歷時間長短同樣視工程項目具體情況以及個人的具體素養而定。越過了這個階段,就進入了“測量工程師”階段,即“技術員兼測量員”,與技術員一起共事,是技術部/組的主要成員、骨干甚至負責人,指導其他技術員、測量員的工作;這個階段具體經歷時間長短主要個人的具體崗位升遷有關。
(三)當前工程測量教學的不足傳統的工程測量課程教學,多數根據測量學科的系統組成,將測量的基本理論、方法與儀器使用,按照不同的測量種類分別講述,對一些與專業工程相關的測量放樣等內容往往蜻蜓點水,沒有結合具體測量崗位、具體測量部位、具體測量階段,很多畢業生在面臨工程實踐時無從下手,在校的這種測量學習并沒有形成有效的對應崗位職業能力。
二、“三階遞進”培養“準測量工程師”教學改革
(一)工程測量“三階遞進”教學模式構建基于工程測量崗位職業能力遞進的“三階遞進”教學模式。“三階遞進”是將學生測量課程學習劃分三個時間階段,包括工程測量基礎教學、專業測量教學、綜合任務訓練等三個階段;在空間上搭建三個階梯,即“司儀”階梯、“測量員”階梯、“準測量工程師”階梯等三個層次,采用項目化“任務驅動”教學模式,并實施全程形成性考核,引導學生在嚴謹有序、真實生動的項目訓練中獲得綜合能力提高,在工作崗位遷移上升中不斷實現職業能力的遞進。1.“司儀”階梯通過簡明扼要的測量理論、方法的學習和測量儀器的實際操作訓練,邊學邊練,充分體現“學中做”。完成本階梯的培養,初步具備一個“司儀”即儀器操作人員的職業能力。這一階段強調測量工的崗位技能,重在儀器操作技能。2.“測量員”階梯通過工程常見的測量任務(地形、線路中線、縱橫斷面等等)驅動的項目教學,培養學生的動手計算、動手實作能力,實現職業技能的提升,充分體現“做中學”。完成本階梯的培養,初步具備一個“測量員”獨立測量工作的職業能力。這一階段強調測量員的崗位技能,突出測量員的獨立測量工作能力的培養。這一階段強調兼顧測量員與技術員的崗位技能,突出技術員的技術管理作用。3.“準測量工程師”階梯通過在測量基地摸擬行業實際工作崗位或項目現場開展“實戰訓練”,強化、提升學生的“自主應用”的職業技能。完成本階梯的培養,初步具備一個“準測量工程師”獨立測量工作和主管技術工作的職業能力。這一階段強調兼顧測量員與技術員的崗位技能,突出技術員的技術管理作用,能進行項目的測量工作的總體組織與實施。
(二)“三階遞進”式教學構建的實踐貫徹“以崗導學”,以崗位職業能力為核心,重構工程測量課程體系,研究在工程測量教學中依據崗位職業能力的形成規律和不同崗位層次技能需求劃分教學階段,將傳統測量課程拆分為崗位導向的“三階遞進”式教學,將測量崗位的工作任務安排到教學中,使教學任務與崗位能力相融合,并形成“三階遞進”的教材和實訓指導書。實施方案如下:1.根據專業具體情況以及行業企業的特點,依據相關國家職業標準,將企業相關崗位的技能需求納入教學大綱,設定本課程的教學目標以及具體考核表標準。2.通過企業、同類院校的深度調研,對各層次測量崗位和典型工作任務進行分析,針對相應職業能力需求優化項目任務安排。3.劃分“三階”,結合各層次崗位技能需求選擇相應的教學內容,對教學內容進行解構與重構,形成模塊化的課程組織形式。4.編寫課程“三階遞進”教學方案并實施,在實施中不斷優化“三階遞進”教學方案并進行技術總結。邀請企業技術骨干、不同院校專家參與編寫“三階遞進”的配套教材,相關院校共同使用。
(三)設計“三階遞進”的工程測量課程內容以鐵道工程技術專業的《鐵路測量》課程為例,《鐵路測量》課程“三階遞進“的教學內容設計如表1所示。高職工程測量課程在直接對應建筑行業測量工作崗位能力要求的同時兼顧學生職業規劃發展的需要,構建特色鮮明的“三階遞進式”課程內容體系,讓學生在內容的逐步深化、項目的不斷綜合中鍛煉工作能力,在不知不覺中完成職業能力的形成。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)10-0088-02
《鐵路工程施工組織與概預算》是三年制高職鐵道工程技術專業的專業核心課程。該課程以提高“鐵路施工組織與概預算、工程軟件應用”等職業核心能力為培養目標,貫徹鐵路工程行業標準,培養學生鐵路施工組織管理能力,具有很強的實踐性。高職院校傳統教學模式下培養出的人才不能較好適應就業市場的弊端日益顯現。針對當前就業市場的人才需求,能有效縮短畢業生的就業適應期、注重培養學生職業能力的教學模式以及基于工作過程的教學改革已勢在必行。
高職學生基于工作過程教學的必要性
工作過程教學是由工作實際來確定典型的工作任務,并為實現任務目標按照完整的工作程序而進行的教學活動。基于工作過程的教學,主張把實際生產中的一些相應技術項目引入課堂教學中,通過對工作過程的講解、分析及制作,完成相關理論知識的學習和技能的訓練。
現代教育研究及實踐表明,不同智能結構和智力類型的人對知識的掌握也具有不同的指向性,具有形象思維智能結構的高職學生,具有能較快地獲取經驗性和策略性知識的優勢,只有采取適合形象思維智力類型的培養模式,才有利于培養生產、建設、管理、服務第一線的高技能型人才。這就要求高職教學在課程開發上應以創建情境為主,教學過程應是經驗的形成過程和策略的構建過程。知識的獲取是在“為了行動”的目標指引下“通過行動”而實現的,而行動體系的參照系就是工作過程。
基于工作過程教學的特點
基于工作過程教學是一種“在微縮真實環境下的模擬生產活動”,有著鮮明的行業特點。
第一,基于工作過程教學與工程項目緊密聯系。項目教學法按照“任務驅動”的思想,按照“從工程中來,到項目中去”的思路,通過分析和設計工程項目來激發學生的學習興趣,使學生整個學習過程成為一個不斷走向成功的過程。在掌握工程項目的過程中發現新問題,驅動學生到課本中查找基本原理和概念,到其他資料中查找解決問題的方法,最終不但掌握了一個工程實例,學習了理論知識,還學會新的實用技術,有效地訓練并提高了學生的心智和技能。
第二,發揮教師的積極性和創造性。為了給學生設計和查閱一個好的工程項目,教師需要對教材進行加工處理,通過一個項目的實例把本節內容講解好,是對教師再創造能力的大力培養,使教師在總結、學習和設計項目實例中提高自己的理論水平和綜合教學能力。
工作過程教學在高職課程中的實施
一般來說,工作過程教學包括課程設計、教學實施、教學評價、教學改革思路等四個重要環節。下面以《鐵路工程施工組織與概預算》課程教學設計來闡述工作過程教學在高職教學中的應用。
(一)課程設計
《鐵路工程施工組織與概預算》課程教學以鐵路工程施工組織與概預算為行動領域,針對各類不同建設項目的特點設計教學情境,結合具體自然環境條件、技術經濟條件和現場施工條件,總結工程項目施工組織的基本原則和規律,結合鐵路路基施工組織、橋梁工程施工組織、隧道工程施工組織、軌道工程施工組織和施工圖預算編制等案例學習施工組織方式,掌握施工方案、施工進度、資源配置、施工平面布置等施工規劃設計方法,利用計算機技術對施工生產過程中的技術、質量、進度、資源、現場、施工圖預算等實施動態管理的控制措施,從而能高效低耗地完成建設項目的施工任務,以保證施工項目質量、工期、造價目標最優地實現。
本課程設計了鐵路路基工程施工組織與概預算編制、橋梁工程施工組織與概預算編制、隧道工程施工組織與概預算編制、軌道施工組織與概預算編制等四個學習情境,這四個學習情境實際上是鐵路工程不同施工內容的施工組織與概預算任務,每一個學習情境都包含一個施工組織與概預算的完整工作過程。采用部分內容集中課堂授課,部分內容采用邊講邊練的形式,學習情境一以集中學習為主,學習情境二、三、四以任務驅動為主,每4人為1個學習小組,選取總工1人負責技術協調和技術分工,組長1人負責考勤和任務協調,不同學習情境角色互換。
(二)教學實施方法
1.宏觀教學方法。采用項目教學法,結合案例教學、任務驅動,實施邊講邊練和現場教學相結合,對每一個學習情境精選一個典型案例,圍繞案例開展教學,布置相應的工作任務,并通過學生暑期頂崗實踐和半年頂崗實踐實施工學結合。
2.微觀教學方法。具體為以下幾種方法:(1)講授法:基本理論的講解建議采用多媒體或常規教學的講授法。(2)案例教學法:鐵路施工組織、橋梁施工組織、隧道施工組織每一個學習情境精選一個典型案例,圍繞案例內容開展教學和完成工作任務。(3)六步教學法:針對每個教學情境采用“資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價”六步教學:資訊,由教師下發學習情境任務書及學習要求;決策,學生分組,安排學習計劃;計劃,學生確定實施順序,并撰寫實施方案;實施,完成施工組織設計的編制,教師予以指導;檢查,學生以小組進行匯報,學習成果進行檢查;評價,在學生自評和互評的基礎上教師給出成果評價。(4)基于施工過程的現場教學法:整個學習領域的學習情境均以具體建設項目的施工組織設計為載體,實施項目教學,項目實施方案是完成項目的行動指南,項目組長應集合小組全體人員的智慧,制定出科學、合理、可行的項目方案。
(三)教學評價
(1)知識考核成績:知識測評通過網絡題庫完成,每學完一個學習情境進行單獨測試,測試成績表格記錄。(2)技能考核成績:技能考核由學生評價和教師評價兩部分組成,學生評價由各項目小組根據本組各組員的技能水平、對任務的個人貢獻率來決定。(3)態度評價:教師和小組根據學生平時表現分別對學生打分。(4)課程考核成績:課程考核成績由知識考核、技能考核和態度考核三項成績加權平均計算,其中,知識、技能、態度計算權重分別為40%、40%和20%。
(四)課程改革特色
“境”:教師將課堂轉移到工地,面對真實的施工場景,做到真實的“境”——環境。
“師”:在專業實訓中將任課教師和師傅的身份合二為一,做到真正的“師”——雙師。
“品”:將施工企業的生產任務作為教學任務,讓學生完成,做到真實的“品”——產品;另外,我們的學生畢業后能夠成為符合企業要求的“品”——品質。
“校”:項目教學中,與企業合作,將實驗室建在學校,實現“校中工地”。綜合生產實習中,學生到企業進行相關項目的頂崗實習,教師跟蹤指導,將學校建在工地,實現“工地學校”。
通過基于工作過程的教學改革和摸索,我們深深地感到學生的學習興趣在逐步提高,教學反饋良好,但是,教學改革的效果如何關鍵取決于以下兩個方面:
第一,工作過程中教學情境的選擇。教學情境的選擇和設計對教學效果是至關重要的。進行基于工作過程的教學,其實是對工作崗位的一種模擬,因此,在“教學情境”設計中,應與實際的工作崗位在客觀層面上有可比性。我們經過反復的考查和調研,根據軟件工程應達到的培養目標,分解項目內容,盡量設計“真情實境”,將任務、知識進行整合以求達到最佳。
第二,工作過程中教學方法的選擇。工作過程教學要求“以學生和項目為中心”組織教學,是對“以教師和教材為中心”的傳統教學模式的改革,對教師的教學設計能力、調控能力和隨機應變能力提出了新的要求和挑戰。相信工作過程教學將會被越來越多的高職院校和教師所重視,因為工作過程教學能使學生更好、更快地適應就業市場。
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隨著我國高速公路沿線經濟的發展,交通量的迅速增加,已有的高速公路已經不能滿足使用要求。特別是經濟發達地區,主干線公路的實際運輸量已遠遠超過其設計能力,交通擁堵現象嚴重,有些道路已經到了不堪重負的程度。要使這些問題得到根本的解決,除了新建大量的公路以外,還要對相當數量的舊路進行改擴建。由此可見,我國正進入一個高速公路改擴建的高峰期。對高速公路改擴建方案從技術、經濟角度進行比選分析,為將要建設的工程提供了指導和參照,適應了當前大規模高速公路改擴建工程的大氣候。
1 擴建方式
我國建成使用的高速公路由于受當時社會經濟水平、技術水平和建設思想的制約,絕大多數都是雙向四車道,與國外相比,六車道和八車道所占比例較低。現在有相當一部分四車道高速公路已不能適應交通增長和社會發展的要求,迫切需要擴大道路通行能力。分析研究國內外高速公路改擴建工程,其擴建方式一般為新建和加寬兩種方式。
將新建方案與加寬方案兩者比較,舊路加寬方案存在著路基、路面橋涵、互通式立交的改造、施工中交通分流及施工組織等技術難點,但與新建一條高速公路相比,其優勢是顯而易見的:
1.1 提高通行能力。一條8車道的高速公路,其通行能力要大于兩條4車道高速公路通行能力的總和。
1.2 節約占地。與新建復線相比,可節約占地一半以上有利于減少拆遷量和環境保護。
1.3 充分發揮國道主干線的作用,使路網布局趨于合理,避免重復建設。
1.4 以四車道擴建成八車道為例,新建復線平均每公里約3100萬元,改建平均每公里2400萬元,改擴建方案與新建方案相比社會經濟效益好。
所以,我國目前的舊路改擴建工程一般都采取舊路加寬的方式在原有路基上進行拼接。
2 拼接式加寬方式的優缺點及其適用條件
對于高速公路改擴建工程來講,加寬方式一般有以下幾種:
2.1 由4車道擴建為6車道,雙側加寬。
2.2 由4車道擴建為6車道,單側加寬。
2.3 由4車道擴建為8車道,雙側加寬。
2.4 由4車道擴建為8車道,單側加寬(方法1)(利用一部分原有路基作為新的半幅路基的一部分)。
2.5 由4車道擴建為8車道,單側加寬(方法2)(半幅路基全部新建)。
3 “四擴六”與“四擴八”方案的比較
影響擴建車道數的選擇主要有以下幾點因素:1)交通量增長的要求;2)區域經濟發展的要求;3)建設時機的選擇;4)優化路網結構的要求。通常,車道數是由預測的交通量確定的,但是在某些情況下,采用“四擴六”的形式是不合理的,原因如下:
3.1 高速公路通行能力的原因,根據近年對高速公路通行能力的研究,國內在新的《公路工程技術標準2003》認為高速公路對通行能力的適應性的靈活性較大,具體規定如下:
四車道高速公路能適應的PCU的年平均日交通量25000~55000輛;
六車道高速公路能適應的PCU的年平均日交通量45000~80000輛;
八車道高速公路能適應的PCU的年平均日交通量60000~100000輛;
由此可看出,四車道和八車道之間的通行能力是基本連續的,因此四車道高速公路在降低服務水平的情況下通行能力達到飽和時,擴建到八個車道是比較合理的。六車道高速公路盡管能夠適應四車道擴容后的通行能力,但其發展空間不大。以沈大高速公路改擴建工程為例,交通量預測結果表明,到2010年沈大高速公路全線年平均日交通量將達到3965輛小客車(年增長率9.3%),已超過沈大路四車道通行能力的上限(50367輛小客車/日);到2016年年平均日交通量達到78810輛小客車(年增長率7.9%),超過六車道通行能力上限(76433輛小客車/日)。如按標準六車道改擴建,通車10多年后,將面臨再一次改造,又需將主線路基、橋涵再次加寬,且擴建的交通組織等各方面難度進一步加大,因此,按標準八車道改擴建是合理的。
3.2 工程造價的原因:沈大高速公路結合原路大修改擴建為八車道,實際投資估算約72億元,其中,沈大路原四車道的大修費用約為26億元,八車道改擴建投資為46億元(1320萬元/km)。經測算,如果按六車道標準(34.5m)建設,改擴建投資為31億元(890萬元/km)。這樣,一次加寬為八車道比六車道增加了15億元,平均每公里僅增加了430萬元。從戰略上講,雖然投資有所增加,但一次到位,避免了后期的再次改造。而如果到遠景年再次將六車道擴建為八車道,由于土地價格的上漲等經濟因素,總的費用將遠遠超過四車道擴建到八車道的值。因此,四車道擴建為八車道在經濟上是合理的。
4 結論
結果表明,“四擴八”既可以大幅度地提高道路的通行能力,又有利于若干年后的重復建設,從長遠角度看,經濟效益顯著。
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二、“鐵路工程地質學”發展歷史及教學模式
西南交通大學地質工程專業于1958年成立,是我國非地質院校第一個專門為鐵道部門培養高級工程地質技術人才開設的專業。培養出的工程師遍布鐵道部、交通部各大設計院、工程局、管理局,承擔著重要的行政和技術職務。參與了寶成、成昆、襄渝、貴昆、南昆、京九、西康、京滬、京津、青藏、廈深等鐵路的建設[2]。“鐵路工程地質學”作為專業的重點課程,其全部教學內容和暑期實習都與鐵路建設實踐相結合,是一門研究與解決鐵路工程建設有關地質問題與地質災害的應用性科學。例如,1959年和1960年本專業師生對寶成鐵路的寶雞至廣元段和鷹廈鐵路的路基病害進行工程地質普查。既解決了生產實踐中迫切需要解決的路基病害問題,又鍛煉了教師和學生[2]。目前該課程主要涉及滑坡、崩塌、泥石流等地質災害預測分析和評價,特種巖土的物理力學性狀和加固處理,地下洞室和地基基礎等內容,并形成了具有鮮明鐵路特色的教學模式[3]。面向鐵路建設,教學與生產實踐結合,協同發展,即從理論出發解決工程中的重大地質問題,又從生產中吸納工程經驗彌補理論的缺陷。
三、“鐵路工程地質學”的教改必要性分析
雖然以往教學模式培養了一大批優秀的鐵路工程師,為我國鐵路建設作出了重要貢獻,但隨著學科建設的不斷發展和教學質量要求的提高,傳統教學模式以理論知識的灌輸和短期的地質實習為主要傳授方式,效果不夠明顯[4],往往出現畢業的本科生需要再經過單位入職培訓才能勝任工作。所以“鐵路工程地質學”課程教改已經迫在眉睫。原因大致可以分為兩個方面。1.教材內容陳舊目前使用的《鐵路工程地質學》教材為1990年6月編著,至今已有20多年的歷史。雖然其為我國鐵路建設產生了良好的社會和經濟效益,但隨著國內外高鐵建設的迅猛發展,更復雜的工程地質問題的出現,工程地質研究已不僅僅局限于查明工程地質條件和問題,更重要的是解決這些問題。隨著更嚴格的技術規范標準的出臺,最新的研究成果的公布都對教材的內容提出了更高的要求。此外,學生培養已由原來單一的面向鐵路系統而逐漸轉為公路、水電、機場、碼頭港口、市政工程等領域,也促使《鐵路工程地質學》的內容進行更新和補充,如水電工程地質、水庫區工程地質等方面內容,以使學生得到更多的關于不同類型工程地質所涉及的工作方法、工作內容及成果要求等知識。所以在教材內容的更新上必須大大深化復雜地質條件下重大工程地質問題的研究水平,不僅使該教材成為本科生和碩士生的教科書,而且還盡量成為一本工作手冊型的成果書籍。目前作者和其他教師們正在修編該教材,吸納了大量應用于工程地質領域的新方法和新技術(如3S技術、三維激光掃描技術和數值模擬計算等)。2.教學模式落后傳統“講授—記憶—實習—考試”的教學模式與當前教學體制的不斷改革格格不入,無法滿足新時期下地質人才培養的需求。傳統教學模式以教師為核心,注重學生地質基本知識的獲得。雖然這種灌輸式的教學模式大大提高了教師對學生知識輸出的效率,卻忽視了學生接收并消化知識的程度。在知識尚未鞏固之時進行實習,多數學生都是心有余而力不足,難以完成對知識的有效遷移與運用。考試更是臨時抱佛腳,對知識進行簡單拼湊,應付了事。這種缺乏教學質量的教學模式將學生的主體地位置之不顧,最后的成效也就可想而知。“鐵路工程地質學”是一門綜合性的工程類課程,教師在教學過程中對學生知識與技能兩方面都必須予以高度重視,不可偏廢。這就要求教師根據本學科特色靈活運用教學模式。按照當代國內外的教學模式,教師可以依據課程章節的不同,采用適合的教學模式。比如,發現教學模式,教師可以提出問題,創設問題情境,提出假設,評價驗證,對培養學生獨立探索發現,形成自我獎勵、自主學習的傾向具有重大意義。
四、教學模式改革探索
教學模式改革最終落腳點是學生,必須堅持以學生為本,改革人才評價方式,建立能力培養為核心的教學體系。具體包括培養學生工程思維方式,激發學生潛能,訓練和提升學生的洞察力、應變思維、創造性意識等。而這些又依托感染學生情緒、培養學生興趣、提高教學質量和豐富教學手段來實現。并注重根據學生畢業后發展質量的反饋信息來改善教學模式。
1.工程思維方式培養學生經過大一、大二兩年的專業基礎學習,掌握了一些基礎地質技能,但對專業的認識還不夠深刻,對地質知識的領悟還不夠全面,如何用學到的知識服務于工程,會遇到哪些問題,如何解決這些問題,在這些方面學生幾乎沒有直觀的映像,更談不上理論指導實踐了。因此,在課程緒論部分就應當清楚闡述工程是什么,地質工程是什么,地質條件與工程如何相互作用、涉及哪些內容、會遇到哪些問題、可以用什么手段解決、目前的發展趨勢等等。例如,筆者在課程中采用了《建筑時空》節目關于英吉利海峽隧道建設的視頻資料,既直觀地說明地質與工程的關系,也讓學生明白了工程地質問題出現與解決整個工程處置的演化過程,為今后的教學順利開展奠定了良好的基礎。
2.課程設置工程地質學以地質學理論為基礎,通過勘察、測繪與實驗等技術手段來調查、研究、解決各類工程活動,為合理選址、設計、施工與運營服務的應用地質學[5]。為了突出課程重點,讓學生掌握最有效的工程手段和分析方法,培養出具有創新性的工程師。需要堅持以下幾點原則:(1)在課程內容上,踐行因材施教,關注學生的個性特長,鼓勵學生個性發展,挖掘學生的優勢潛能,要實現學科知識與個人知識的內在整合;(2)在課程實施上,要超越忠實取向,走向相互適應取向和課程創新取向;(3)在課程評價上,要超越目標取向的評價,走向過程取向和主體取向的評價;(4)從教學組織形式入手,改進班級授課制,實現多種教學組織形式的綜合運用。
3.科技創新實踐為了學以致用,提高學生解決工程地質問題的能力,學校廣泛開展了各類創新創業活動,引導鼓勵學生參加各級各類學科競賽、大學生創業競賽、大學生科研訓練計劃(SRTP)、大學生創新性實驗計劃等方式,為學生提供廣泛的實戰平臺,從實踐上鍛煉和提升創新能力。將課程知識與科技訓練項目結合,由指導教師指導學生查閱相關資料,不斷鞏固和提升學科理論知識,同時培養學生團隊合作分析和解決工程實踐問題的能力,訓練學生工程思維方式,建立工程實踐觀念。同時地質專業根據自身實際和發展需要,構建與其學生培養、學科建設、科學研究相適應的高水平實驗室體系(陸地交通抗震及災害防治技術國家工程實驗室),并把實驗教學課程植入,促進實驗教學、個性化實驗與學院的學科建設、科學研究的融合。該項舉措對于培養合格的工程師具有重要的意義。
4.教學實習與生產實習相結合學生工程經驗的積累等必須依靠實習教學。所以,工程地質實習作用不可替代,而且是培養“卓越工程師”創新人才的重要載體和途徑[6]。然而眾多高校的實踐環節,學校承擔全部任務,教師扮演了太多角色,很多時候實習就是室內教學搬到了室外,雖然學生通過實習鞏固了知識,鍛煉了能力,但是仍達不到工程師培養要求。因此,除了暑期實習以外,還應當適當增加寒假實習。可以校企聯合,學生直接去工程所在地實習,身臨生產第一線,培養多方位的感官認識,突出實踐能力鍛煉和技術應用能力的培養。
5.教學組織設計(1)發揮教師主導作用的同時,堅持“以學生為本”,踐行學思結合,采用啟發式、案例式、探究式、設疑式、討論式、考問式與發現式的新型教學方法[5]。重視批判性與創造思維的訓練,激發學生的興趣,培養學生的創新思維。踐行知行統一,將知識實驗、科技創新、技能實訓、科研實戰貫穿于整個實踐教育培養過程,培養學生的工程實踐能力、科研能力、創新能力、團隊組織能力和“獻身、求實、創新、協作”的科學精神。例如,講到我國四川山區鐵路建設的主要工程地質問題時,先放一些地質災害的圖片和視頻,然后設定一些問題,讓學生們結合學到的力學和地質知識,思考與討論如何應對和解決這些災害,從而培養學生地質問題綜合分析提煉的能力。最后通過討論各個方案的優缺點和可能出現的新問題,來選擇最優方案實施。(2)通過布置具有挑戰性和創新性的課后習題或者開放性的課題,讓學生分組查找資料、研究、討論和實踐,使學生牢固掌握地質知識和技能,培養學生動手能力、分析能力、思辨能力、合作交流能力、設計開發能力和創新能力,最終找到解決問題的合理方式。
6.外部激勵邀請國內外經驗豐富的工程師和專家到學校給學生上課。如請著名滑坡專家許強以及有實踐經驗的總工程師來校上課,既提高了教師的學術水平,也使學生學到了與生產實踐密切相關的知識與解決生產實際問題的能力。
7.考核方式及評分標準(1)考核依據。地質工程專業現場教學大綱,實踐指導書等是考核的重要依據,同時還要聯系學生的出勤、工作表現、鑒定材料、學生提交的實習日志及其他材料和成果。(2)考核方式。應視具體情況采取多種方式進行考核,不搞“一刀切”。學生可以提交實習體會、調研報告、工程分析報告、技術革新建議、科研報告或論文,可以提出產品(廣義的)設計、工程規劃設計、工程項目實施方案,也可以提供其他物化成果等等。(3)評分等級和標準。采取等級分制和綜合評分辦法。由雙導師或導師小組按優、良、合格、不合格4個等級進行綜合評分。學生成績被評定為“不合格”的,應當“補課”。學生成績優秀的,應當給予精神鼓勵和物質獎勵。成績特別優秀的,研究生可以推免攻博,或者可以根據本人意愿推薦就業。
五、教學實例展示
當課程結束地下洞室這章內容時,以中國高鐵國際化為背景,引入跨洲際高鐵建設的藍圖。密切聯系隧道工程特點,將整個課堂交給學生,讓學生構思修建隧道的整個過程和可能遇到的地質問題。例如:白令海峽隧道是一條連接西伯利亞和阿拉斯加的擬建海底隧道,整條隧道長104km,預計這條貫通歐亞美三洲的鐵路將在2030年竣工。隧道完成后可以消除在白令海峽航行的危險,同時大大提高人財物運輸的效率。首先,教師拋出問題:在修建海底隧道需要考慮哪些內容?接著,學生自行組隊,通過5分鐘的自由討論,紛紛闡述己方觀點,教師通過在黑板上概括并羅列的形式展示給所有學生。學生在輕松的氛圍下思維非常活躍,共總結出如經濟效應、設備測量、應急救援等38條考慮的方面。然后,教師通過學生的發言,將其重新分組,具體分組按投資方、設計方、施工方、管理運營方、地方政府以及人民群眾進行劃分(表1)。教師進一步要求各組學生從黑板上的38條篩選出與自己立場最為密切的內容。完成之后,由每組代表輪流發言,闡述本方應盡的職責及相關措施。在此基礎之上,教師將各方聯系起來,依據現實情況,分析各方的合作關系、利益關系和法律關系,由點及面,將原本復雜的關系有條不紊地梳理出來。從本次課堂教學,可以總結出課程教改的幾點優勢。第一,在課本的基礎之上,教學內容結合當下最新隧道工程,激發學生的興趣,引發學生的思考。第二,運用案例教學,形象生動,在學生所學理論知識的基礎上,帶著具體問題具體分析的科學方法,開拓學生思維,訓練學生全面嚴謹的能力。第三,運用角色扮演法,能夠清晰定位,一方面加深了解自己角色的性質和職責,也可以明確認識到其他角色,包括角色之間的緊密關系網。這與培養學生分析、解決工程地質問題的能力和工程實踐能力,成為從事軌道交通工程的勘察、設計、管理和技術支持的應用型、復合型工程技術人才的目的是不謀而合的。第四,將復雜的工程先細化,再系統化。工程涉及財務、安全、進度、質量、管理、法律、技術、環境等多方面內容。通過此次課程,在學生與教師之間的討論之下,對大量的信息進行了完整的歸納與分類,使得學生的記憶更加深刻,也為之后參加工作和參與工程打下扎實的基礎。
1. 概述
公路路線是公路的骨架, 它的優劣關系到公路本身功能的發揮和在公路網中能夠起到應有的作用。好的線形應該是合理的工程造價、最大程度的環保與最少產生工程病害的完美結合的線形[1]。
本文結合阿克蘇至喀什高速公路工程項目,提出了選線的新理念。阿克蘇至喀什公路為G314線的組成部分,對應路段長約437km。阿克蘇至喀什高速公路工程路線總體走向由東向西,起點與庫爾勒至庫車高速公路終點相接,終點K1454+250位于喀什市庫曲灣收費站以南700 km處。公路沿線地形比較平緩,總的地勢為北高南低。沿線的主要地貌單元有:低山丘陵﹑剝蝕平原﹑剝蝕殘丘﹑山前沖洪積扇﹑風積荒漠沙丘﹑平原綠洲。
2. 選線的環境保護理念
修建公路作為人類改造自然的方式之一,必然會對自然環境造成破壞。從環境保護的角度來說,高速公路選線時必須考慮公路沿線的環境和公路之間的相互影響[2]。《公路工程技術標準》規定:“公路建設必須重視環境保護,修建高速公路和一級公路以及其它有特殊要求的公路時,應做出環境影響評價及環境保護設計”。
高速公路環境包括道路沿線自然環境和道路營運環境[3],盡量少破壞公路周圍的地貌、地形、天然樹林、建筑物等。當公路以挖方穿過山脊或通過寬闊林區時,路線應布設成曲線,以保持自然景觀的連續。并且應根據技術和景觀要求合理選定構造物的造型,使公路構造物成為自然景觀中的一部分。
本項目中有一處圓曲線位置如圖1示,當采用最優半徑時候,路線恰好從林帶中央穿過,占用林帶面積最大。對比選擇,采用圓曲線的最小半徑一般值,少許犧牲了的線形,帶來了最小占用林帶,且在修建完成后此處路段不需要進行綠化就可以多一處綠化帶。
3. 選線的社會和諧理念
社會和諧是指對立事物之間在一定的條件下辯證的統一,應用到公路選線中就要求綜合考慮地形、地質、水文、氣候等自然條件以及人文、社會、經濟等非自然條件,以達到各方面的協調和諧。
然而, 氣候、地質、社會經濟等條件存在著一定的不確定性, 它們可能的變化會直接影響到公路建設目標的達成[4]。在南疆高速公路的選線過程中,考慮了公路與沿線自然景觀以及公路平面線形、縱斷面線形以及橫斷面構造三方面的協調,項目在紙上選線后,在現場核定時,發現戈壁上有十幾個墳墓剛好在路線上,比選后,認為在通過荒漠時,微調路線不會對項目造價、安全及運營等產生變化。
選線的社會和諧還包括沿線居民的的需要,如本項目在柯坪連接線設計中,與柯坪縣與阿恰鄉的經濟發展緊密結合,增設690m長的鐵路跨線橋,避免柯坪縣與阿恰鄉人民繞行。
4. 選線的以人為本理念
人與公路的和諧,就是遵循以人為本的理念,道路建成后,路線平、縱、橫各組成部分的空間充裕,具有足夠的視距與視野,使駕駛者與乘客感到線形流暢、景觀協調、行車安全舒適[5]。
在設計中應該避免路線方向東西走向,避免車輛行駛陽光對司機的影響,若完全無法避免,則可在預測的最大交通量的通過當地時間太陽升落的一定時間內的所在路程避免路線的東西向。本項目的總體走向為東西向假定最大交通量在6:00出現在喀什本項目的的終點K1454+250樁號處,交通流向指向阿克蘇,車速80km/h,假定日出影響時間在8:00—9:00,則不宜在K1294+250~K1214+250段的路線東西走向可適當使用曲線使路線方向偏轉。
5 結語
公路選線關系到公路本身的工程投資、運輸效率和公路在整個交通網中能否發揮積極效應的一項關鍵性工作。特別是在新疆地區,可能的路線方案較多,路線平、縱、橫三方面又相互影響和制約以及路線位置對公路的構造和其他沿線設施影響很大,使選線工作變得十分復雜。因此,選線時必須綜合各方面考慮,并充分結合各地區的選線特點,由粗到細,由輪廓到具體,逐步深入,分階段分步驟地加以分析和比較,進行多方案比選后,才能定出最合理的路線。在不斷的工程實踐中總結經驗,提出新的理念,為進一步的工程實踐提供借鑒。
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[4]楊繼禹.高等級公路線形設計問題的探討[J].黑龍江交通科技.2010.8
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A 文章編號:
劉榮華,男,漢族,1977年10月生,2000年7月畢業于西南交通大學鐵道工程與施工管理專業,四川安岳縣人。
Abstract: With a new round of major cities subway construction speed, slurry shield as a safe, fast and environmentally friendly method of tunnel excavation work, in our city subway construction project has been widely applied. In this paper, a landmark of Guangzhou Metro Line 9 Feieling ~ Huadu Auto City Station Shield Zone, using slurry shield construction process, the reaction frame shield machine control aspects of design and construction and related technical summary of the analysis finishing works for the class type reference.
Keywords: Slurry Shield; originator; reaction frame; subway construction;
引言
隨著新一輪全國各大城市地鐵建設提速,泥水盾構作為一種安全、快速、環保的隧道開挖工法,在珠三角地區城市地鐵建設工程中得到廣泛運用。本文以廣州地鐵九號線一標飛鵝嶺~花都汽車城站盾構區間,采用泥水盾構施工過程中,對盾構始發反力架設計及施工環節進行了分析和相關技術總結。
1 工程概況
飛鵝嶺~花都汽車城站盾構區間隧道雙延米4516.69m,區間起至里程Z(Y)DK0+771.800~Z(Y)DK3+029.800。線路沿雙向6車道的風神大道向東前進,先后通過花港大道口、紅棉大道路口后,到達位于風神大道上方的花都汽車城站。本區間線路基本沿直線前進,只有兩個曲線段,在靠近飛鵝嶺站附近曲線半徑R=5000m的左轉彎曲線長149m,在靠近花都汽車城站附近曲線半徑R=2000m的右轉彎曲線長211m。線路兩側多為2~5層建筑物,大多數為天然基礎。
飛鵝嶺~花都汽車城站盾構區間線路縱斷面為V形坡,最大坡度為5‰,線路埋深為12~13.5m,隧道頂覆土6~7.5m。本區間始發端頭地質情況為:人工填土層、可塑狀沖積-洪積粘土層<4N-2>、硬塑狀沖積-洪積粘土層<4N-3>、全風化巖層。
泥水盾構始發過程中,如何確保反力架為泥水盾構機提供足夠推力是始發階段控制的重點。
2 關鍵設計與施工技術措施
2.1 反力架設計
(1)始發階段技術參數
盾構機刀盤接觸車站連續墻后將盾構機泥水倉內充滿泥漿,盾構機切口壓力設置為0.6bar,盾構機切削車站連續墻時參數設置為:刀盤轉速1~1.2rpm,推進速度為10~20mm/min,總推力為小于8000KN,刀盤扭矩為0.9~1.5MN·m。通過車站連續墻后再加固體中盾構機掘進參數設置為刀盤轉速1~1.2rpm,推進速度為20~35mm/min,總推力為小于8000KN,刀盤扭矩為0.6~1.2MN·m。通過加固體后盾構機掘進參數設置為刀盤轉速1~1.2rpm,推進速度為25~40mm/min,總推力為小于8000KN,刀盤扭矩為0.4~0.8MN·m。
(2)反力架設計
①反力架設計大樣圖
反力架正立面圖反力架側面圖
② 個部件結構介紹
立柱:立柱為箱體結構,主受力板為30mm鋼板,筋板為20mm鋼板,材質均為Q235-A鋼材,箱體結構截面尺寸為700mmX500mm,具體形式及尺寸見“立柱結構圖”。
立柱結構圖 下橫梁結構圖
上橫梁:結構為箱體結構,主受力板為30mm鋼板,筋板為20mm鋼板,材質均為Q235-A鋼材,箱體結構截面尺寸為700mmX500mm,其結構與立柱相同。
下橫梁:箱體結構,主受力板為30mm,筋板為20mm鋼板,材質均為Q235-A,箱體結構截面尺寸為250mmX500mm,其結構如“下橫梁結構圖”。
八字撐:八字撐共有4根,上部八字撐2根,其中心線長度為1979mm,下部八字撐2根,其中心線長度為2184mm,截面尺寸如“八字程接頭結構圖”。
八字程接頭結構圖
立柱支撐:材料均采用直徑500mm,壁厚9mm的鋼管,內部澆灌混凝土提高穩定性。始發井西側立柱支撐是2根直撐(中心線長度為3875mm),始發井東側立柱是2根斜撐(中心線長度分別為8188mm和4020mm,與水平夾角分別是29度和17度)。
上橫梁支撐:材料均采用直徑500mm,壁厚9mm的鋼管,內部澆灌混凝土提高穩定性,中心線長度分別為4080mm、4141mm、4201mm,其軸線與反力架軸線夾角為15度。
下橫梁支撐:材料均采用250X250H鋼,每個支撐由2根H鋼組成,共6個直撐。
(3)支撐受力計算
①支撐的截面特性
250X250H鋼截面特性:彈性模量E=196X105,最小慣性矩=10800/cm4,截面積=92.18cm2。
直徑500mm,壁厚9mm鋼管截面特性:彈性模量E=205X105,最小慣性矩=41860/ cm4,截面積=138.76 cm2。
②穩定性計算的最大承壓力
29度斜撐受力圖 17度斜撐受力圖
A、西側立柱后支撐穩定性計算最大承壓力
根據歐拉公式:
F==(3.16X3.16X205X105 X 41860)/(2X387.5)2=1427KN
則西側兩根直撐能承受的最大載荷為1427X2=2854KN。
B、東側立柱后支撐穩定性計算最大水平載荷
8188mm斜撐(水平夾角29度)水平載荷計算:
F2==(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X818.8)2=319.5KN
由于水平夾角為29度則其水平承載力F為: 319.5/cos29°=365KN
C、4020mm斜撐水(水平夾角17度)平載荷計算:
F2==(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X402)2=1325.6KN
由于水平夾角為17度則其水平承載力為1325.6/ cos17°=1387KN
D、上橫梁后支撐穩定性計算
中心線長度分別為4080mm、4141mm、4201mm,其軸線與反力架軸線夾角為15度。此處選用最長支撐來驗算。
PE==(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X420)2=1214KN
水平夾角為15度則其水平承載力為1214/ cos15°=1257KN
3根后支撐能承受的水平載荷為3X1257KN=3770KN
E、下橫梁后支撐穩定性計算
下橫梁后支撐是由8根H鋼組成,均為直撐,取最長的一根(4189mm)作為計算標準,其最大承載力計算如下:
PE==(3.16X3.16X205X105X10800)/(2X419)2=315KN
8根總載荷為12X315=3780KN
③ 斜撐抗剪強度計算
從受力分析可知,8188mm直徑500鋼管斜撐抗剪受力最危險,因此我們從該斜撐的抗剪應力計算水平承載能力。
應力計算公式為σ=,而鋼材最大需用應力為210MPa
由此計算斜撐最大承載力
F1=2EIX[σ]/L2=2X205X105X41860/8182=256KN
由此力驗算水平最大承受推力F=256/ cos29°=527KN,從驗算結構可以得出應按軸向抗壓強度驗算支撐能承受的最大推力。
因此,所有支撐的最大承載力為:2854+365+1387+3770+3780=12156KN
始發最大推力我們設置為8000KN,后支撐滿足最大推力要求。
2.2 反力架安裝
(1)反力架安裝流程
始發架地面組裝始發架下井就位、固定反力架下部下井就位、固定用于支撐的4片管片下井,延長站內軌道到管片上盾構機后配套下井拆除管片上軌道,雕出管片,盾構機下井并組裝反力架上部下井,與下部組裝。
(2)反力架安裝施工控制
①反力架的下井組裝是分體進行的。在始發架下井就位固定以后,采用汽車吊將反力架下部下井,根據技術確定的位置就位,固定。反力架下部位置的確定應能滿足其理論圓中心與盾構機中心重合,以便于安裝負環管片時確保與反力架理論圓重合,確保負環管片的位置。
②反力架的上部是在盾構機下井完成組裝后,采用汽車吊下井與反力架下部進行組合的。
③負環管片支撐系統采用鋼結構反力架,負環管片拼裝為直線通縫左線封頂塊在1點(時鐘點)、右線封頂塊在11點(時鐘點),拼裝時遵循管片端面與鋼反力架環面保持平行的原則。本標段始發負環管片數量均為8環,根據始發里程可定出反力架位置。
④支撐系統必須具有足夠的強度和剛度,在安裝反力架時,必須嚴格以洞門—始發基座—反力架的相對位置進行控制,反力架兩立柱的支座采用預埋鋼板焊接連接的方式,控制其表面標高,并且在支座上彈出反力架控制線。
⑤兩立柱用全站儀雙向校正傾斜度并采用加設鋼墊片的方法調整鋼反力架環面,使它形成的平面與-7環管片的平面嚴格吻合。
⑥安裝時反力架支撐與車站結構連接部位的間隙要墊實,以保證反力架腳板有足夠的抗壓強度。
⑦由于反力架和始發架為盾構始發時提供初始的推力以及初始的空間姿態,在安裝反力架和始發架時,反力架左右偏差控制在±10MM之內,高程偏差控制在±5MM之內,上下偏差控制在±10MM之內。始發架水平軸線的垂直方向與反力架的夾角<±2‰,盾構姿態與設計軸線豎直趨勢偏差<2‰,水平趨勢偏差<±3‰。
3 施工效果分析
本次泥水盾構左線已經完成始發,并完成區間100延米掘進,通過跟蹤監測,盾構始發過程中,盾構機泥水倉切口壓力為0.6bar時,始發掘進總推力為小于8000KN,施工一切正常,反力架各桿件受力均未超過設計值,滿足現場施工。
4 結語
在珠三角地區軟土地層,在泥水盾構始發前,采用型鋼組合反力架,能夠安全、快速實現泥水盾構始發。
參考文獻:
道路建筑材料檢測作為土木工程專業的一門傳統課程,傳統的教學方法與教學內容已經延續了幾十年。近幾年道路與橋梁專業的蓬勃發展,建筑材料課程體系已遠不能適應現實需求。特別是學生在實際工作中暴露出知識面窄、知識體系陳舊、適應社會能力差等問題。由此可見,如何打破傳統的教學模式,課程教學改革,使道路建筑材料檢測與信息科學有機接個,成為當前道路橋梁專業建筑材料課程改革的一項重要工作。結合近年學生的就業方向與以往的教學經驗,對道路建筑材料檢測課程的教學體系進行研究。
一、道路建筑材料課程的特點和傳統教學中普遍存在的問題
1)傳統課程內容復雜,邏輯性不夠強,學生學習困難
道路建筑材料檢測課程設計的材料種類繁多,其中包括有機非金屬材料與金屬材料,有機材料復合材料等。工程用建筑材料種類繁多,且在教學中各材料間相對獨立,且每種材料的講授內容繁雜,主要包括生產工藝、原材料、組成、結構、應用、性能、檢測等各方面,教學內容理論性內容多,數學公式推導較少,材料經驗表格與規范多,連貫性與邏輯性不夠強且多以敘述為主,模糊性的概念與參數繁多,這些內容使學生學習時會感覺雜、亂、難以理解掌握。
2)傳統課程模塊和內容不夠合理
傳統的道路建筑材料課程內容涉及建筑材料檢測的內容只是較少。但在實際工程項目建設過程中,從工程施工準備階段到工程項目竣工驗收階段都需要用到建筑材料及檢驗的相關知識。為滿足社會對道路橋梁專業人才崗位的需求,需要加強學生對材料檢測技術培訓,提高學生檢測能力,并需要以“淡化理論知識、強化檢測能力”為原則對傳統建筑材料課程改革,增設道路建筑材料檢測的課程內容。由此建議將傳統的課程《建筑材料》改為《道路建筑材料與檢測》,為高職畢業生的就業崗位(試驗員、檢測員等)提供更加直接的技能支持。
傳統的課程中一些內容明顯過于陳舊,例如:普通粘土磚已被強制退出使用;傳統的瀝青油紙、油氈已被逐漸淘汰;建筑門窗中的木材已基本退出使用。而鋁合金、彩色涂層鋼板、塑鋼等正大量使用;建筑用混凝土的強度等級也在提高;高性能混凝土正在普及;建筑用水泥的品種正在組件增多;建筑中出現更多新型的裝飾材料、防水材料。由此,建筑材料的課程的內容需要與時俱進地調整,這樣才能適應行業的飛速發展。
3)傳統建筑材料課程教學效果不夠理想
建筑材料傳統教學方法是將課程教學分為理論和實驗兩部分,其中理論采用講授形式,實驗內容的教學則在實驗室中進行,并沒有將兩部分內容有機的結合在一起,通過該教學方法,學生難以適應工作崗位的要求。傳統教學方法無法體現高職教育中“教中學,學中做”的教學特點,難以培養出符合實際工作崗位需求的人才。改革后的《道路建筑材料與檢測》課程則上是一門實踐性較強的課程,使學生掌握必需的建筑材料實驗操作過程,能夠檢測常見的建筑材料和判定其合格性。由此可見,僅僅依靠教師課堂講解和驗證性實驗并不能滿足本課程的教學目標。本課程內容分散,依靠教師不停講解,教師很容易感覺疲憊,但學生卻不能掌握必要的相關知識,導致教學效果不佳。
4)傳統考核方式不夠合理
道路建筑材料是一門實踐性較強的專業技能基礎課。傳統的考核方式中,雖然包括了考試成績和實驗成績,考試方式理論與實踐的結合,但在技能操作考核方面大部分是以小組的方式進行考核,很可能出現一小組中部分學生動手能力強,部分學生較差,而整個小組得分卻都很高的現象。還可能一部分學生對知識掌握程度很好,考試成績很高,但技能掌握不夠好實驗成績卻很差的現象。但傳統考核方式有一定的合理性,扔能夠考核出理想人才。
二、道路建筑材料課程改革實踐
課程的教學改革“教學做一體化”的特點,由此,在《建筑材料》課程改革時,應以“工學結合、項目導向、任務驅動”為課程教學模式,并強調以學生為中心,而教師作為學習過程的組織者與協調者。學生通過在自己動手的實踐過程中,掌握材料檢測的職業技能和相關專業知識,從而構建相應的知識體系,真正掌握建筑材料相關知識和事業技能。
1)課程改革設計
將傳統的《建筑材料》課程的內容結合建筑材料檢測內容,改為《道路建筑材料與檢測》。打破原有課程體系,以工作崗位需求及材料檢測為切入點,,突出材料的檢測能力培養,淡化材料的理論知識。以工程施工現場主要建筑材料檢測為主線,并以主要建筑材料檢測項目為具體工作任務進行教學內容改革,設計出具有完整工作過程的建筑檢測項目。對傳統建筑材料教學內容進行綜合取舍,刪掉部分陳舊淘汰內容,強化材料檢測內容。改革后課程由六個工作項目組成。具體項目如下:公路用土的物理性能檢測,公路工程用集料物理性能試驗常規檢測,公路工程水泥物理性能試驗檢測,公路工程用水泥混凝土配合比設計,瀝青及瀝青混合料常規試驗檢測,公路工程用鋼材和石料力學性質檢測。每一個工作任務都是針對某一種建筑材料來設計的任務,是一個兼顧理論與實踐教學于一體的任務單元。按照由淺入深、由簡單到復雜的學習規律,對每一個工作項目進行分析研究,在不同的學習項目中設計不同的工作任務,培養學生建筑材料檢測的職業能力與職業素質。
2)項目教學內容組織
在具體教學組織中,每個項目都包含若干由淺入深的子任務,通過完成任務,使學生要掌握材料的取樣方法,能填寫材料的取樣記錄單和試驗委托單;材料的性能檢測,能填寫試驗設備準備單,并以團隊合作的形式完成試驗;判定材料的合格性。通過各項目的完成,使學生能理解掌握材料的技術性能,材料檢測的相關知識規范及相應材料的具體試驗操作方法,實現“教學做一體化”,使學生掌握相應職業技能。
3)課程考核方法的改革
經過改革后的課程采用項目化考核方法。各項目的成績評定由知識點掌握、職業技能掌握和職業態度三部分構成,每個項目成績滿分為100 分,知識點考核占30 分,職業技能考核占50 分,學習態度考核占20 分。課程總成績為六個工作項目的成績×相應項目的權重之和。
三、小結
隨著社會對人才需求的提高,我國高職教育飛速發展。高職學校的教學改革應適應社會需求,要智力培養社會需要的高級技能應用型技術人才,從而推動相關技術行業的不斷發展。道路橋梁工程技術專業也應及時改革教學方法,進行課程改革。以適應社會的需求。建筑材料這門課程作為道路橋梁技術專業的重要專業課程,其課程改革是一項個長期的任務,在改革過程中要循序漸進,不斷探索,提高教學質量,培養學生的創新精神,提高學生的綜合職業素質,最終使學生具備相應的職業技能。
參考文獻
[1]呂文曉,嚴超君.高職《建筑材料》課程項目化改革探討[J].專業教學研究,2011,7:95-96.