時間:2022-04-19 03:59:05
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇提升工程論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
2提高工程實踐能力的方法探索
四川理工學院生物工程學院作為地方工科院校,培養的是具有工程專業技術人才,因此一直以來非常重視學生工程實踐能力的培養,針對新進教師沒有或缺乏工程實踐能力的現狀,積極采取措施,形成了一套行之有效的培養青年教師工程實踐能力的方法,為培養卓越工程師提供了保障。
2.1企業掛職鍛煉企業是最直接培養工程師的搖籃。選派教師到企業去掛職鍛煉是提升工程實踐能力最直接的方法。對于地方工科院校,為地方經濟服務是我們這類高等院校的職能之一。我院與地方企業,比如瀘州老窖股份有限公司、保寧醋有限公司等十余家企業有著長期的良好合作基礎,學院的一些老教師也被聘為這些公司的顧問,因此通過這些途徑,我們將青年教師有目的的選送到這些企業進行為期6-12個月的掛職鍛煉,這些青年教師通過在這些企業做掛職鍛煉,對企業的感性認識上升到理性認識,不僅僅是工程實踐能力的提高,在管理水平等其他方面也得到了鍛煉。
2.2崗前培訓對于新進教師,在上崗之前進行相關的培訓是提高教師素養必不可少的環節。對于工科院校,特別是在畢業環節中對于學生的畢業設計要求必須占有較大的比例。這就要求教師必須有工程實踐經驗才能去指導學生。因此我們首先組織新進教師到企業參觀,同時還請有工程實踐經驗的老教師做相關的培訓,并建立建立青年教師導師制,由學校內經驗豐富的老教師來擔任指導老師,定期對青年教師的教育教學實踐等方面進行指導。
2.3指導校外實習對于工科學生到工廠實習是實踐教學不可缺少的環節。對于新進教師由于來自不同的學?;虿煌男袠I,因此對我校原有的一些實習基地不熟悉,對這些工廠的生產情況也不太了解。我們由有經驗的老教師和新進教師組成校外實習指導小組來指導學生實習,一方面新進教師可以跟老教師學習如何帶實習,另一方面老教師在給學生安排實習任務的時候其實也是在給新教師安排實習任務,讓新教師在這些廠里面去深入學習,向工廠里工程實踐經驗豐富的師傅請教,提高自己的工程實踐能力。
2.4指導課程設計、畢業設計課程設計及畢業設計是培養學生綜合運用所學理論與技能分析解決實際問題的能力,全面、系統、嚴格地完成工程設計基本訓練的重要實踐教學環節,它不僅能提高學生能力,同時對教師的能力提升也是行之有效的途徑。畢業設計的題目可以和教師的科研有機的融合,這樣既鍛煉了學生的工程實踐能力,又督促教師對新的問題進行思考和再學習。對于常規的課程設計,我們也是采用“老帶新”的方式,讓沒有工程經驗的青年教師跟著老教師學習;對于畢業設計題目則主要采用和教師科研相結合的方式,近年來我們有80%的設計題目是源于教師的科研,很多教師的科研項目都是和學生共同完成的,這大大促進了教師和學生的科研積極性。
2.5指導實驗通過動手做實驗,教師才能了解本專業對于實踐能力的要求,熟練掌握本專業所開設的實驗。通過參與實踐教學環節的指導,一方面可以發現自己存在的問題和具體專業實踐能力的缺乏,及時學習提高,另一方面也可以發現學生在實際應用中通常可能存在的問題,以便在今后的教學中可以有針對性地強調和解決。新進教師對于以后是否會帶實驗課,學院都要求先到實驗室實習,通過準備實驗及動手實驗,了解實驗室有哪些儀器設備,這些儀器設備是如何進行操作和管理的,這樣也有利于教師指導學生實驗,同時也有利于教師在進行科學研究時能根據學校現有的條件來制訂實驗方案,有效的利用現有的資源來完成相關的研究課題,做到有的放矢。
2.6依托學術團隊和研究平臺、參與橫向科研課題企業提出的研究課題一般是市場需求的、企業亟待解決的、多學科交叉的問題,具有較強的應用前景,在一定程度上代表著學科發展方向。如果青年教師參與到這些課題中就可以站在學術前沿,并且有學科知識淵博的資深專家學者和工程實踐經驗豐富的專業技術人員給予指導,有企業研發團隊的支持,這些完全可以促使青年教師不斷優化自己的知識結構、能力結構,不斷拓寬學術視野,將理論性與應用性、學科的單一性與交叉性、學術研究的嚴謹性與實際工作的靈活性融會貫通,提升自己的科研能力,鍛煉自己的實踐能力,積累工程實踐經驗。生物工程學院于2012年專門成立了科研團隊,要求科研團隊中必須有合理的人員結構,青年教師要加入到團隊中,在團隊中得到成長,同時充分發揮老教師的引領及指導作用。同時生物工程學院還擁有“釀酒與生物技術四川省重點實驗室”,“國家固態釀造工程中心”等重點科研平臺,依托重點科研平臺,搭建了適合生物工程專業教師進行工程訓練與創新培養的科研與教學平臺,這都使得教師的工程實踐能力得到了極大的提高。
2.7參與行業的會議交流、短期培訓通過參加生物工程行業各個專業委員會的會議以及有關的短期培訓,有利于教師獲取最新的市場動態信息;了解行業生產中遇到的問題及相關的解決方法以及可能存在的解決方法;同時了解市場上新產品利益特征;近年來我們選派了青年教師參加了“生物技術工業高峰論壇”、“全國及省調味品行業協會工作會”、“乳酸菌與健康國際會議”等,教師在這些培訓中獲益匪淺。
2.8選派到企業做博士后依托企業博士后工作站,讓青年教師深入生產一線,發揮專業特長,有針對性地主持產品研發、從事科研攻關,把理論知識和具體的生產實踐需求相結合,這要更能有效的鍛煉教師的工程實踐能力。瀘州老窖股份有限公司、劍南春股份有限公司這些和我們學院具有良好合作基礎的企業都有博士后工作站,我們鼓勵青年教師到這些工作站去工作,現已有2名博士從站里出來并在工作崗位上發揮重要的作用,我們還將繼續派出更多的博士到企業去做博士后,為我們以后的工程師搖籃提供有力的師資保障。
2.9參與實驗室建設近年來學校對我院的工程實踐教學方面的投入資金不斷地加大了,相繼建成了“食品與發酵工程實驗教學中心”、“天然產物提取實驗室”、“果酒釀造中試車間”、“清酒釀造實驗室”、“調味品釀造實驗室”等相關專業教學與研究中心,同時學校還在建設二期工程,進一步加大實驗場地及設備的投入。在這些教學與研究中心的建設過程中,我們邀請青年教師積極參與驗室整體規劃,儀器的調研、采購和安裝及調試等。一方面在實驗室建設過程中教師更了解實驗室的設置、儀器的性能,另一方面在實驗教學過程中能給學生透徹地講解,也利于開設新的實驗項目。同時通過辛勤勞動的付出,他們更能懂得珍惜和愛護這些設備,使設備能充分發揮其作用。
2.10指導大學生課外科技活動課外科技創新活動是培養學生科技創新精神和科技創新能力的重要載體,是實現科技創新教育目標的重要方式。當前我國有大量面對高校大學生開展的課外科技活動,在高校的“第二課堂”中占有重要的比例比如挑戰杯,國家、省和學校的大學生創新基金,這些都要求指導教師要有較高的教學水平、科研創新能力,這樣才能引導學生研究問題、幫助學生解決創新活動中遇到的問題的能力。同時在指導學生進行課外科技活動中能進一步完善自身知識結構,改進思維方式,研究新情況,解決新問題,指導教師的教學水平和實踐能力的提高也有極大的促進作用。近六年來,獲學校審批大學生課外科技活動項目110余項(其中瀘州老窖科研獎學金項目共立項29項),共發表學術論文142篇,有30多人次在校內獲獎,推薦的優秀成果參加全省和全國的“挑戰杯比賽”,有5個項目25人次獲獎。生物技術與工程協會榮獲第四屆“全國高校優秀社團”榮譽稱號。這都極大了鍛煉了教師的工程實踐能力。
2.無機非金屬材料工程專業“工程化"師資隊伍實踐水平的提高必須尋求校企合作,依托校企合作交流平臺,建設雙師型師資隊伍,要求企業定期為教師開展培訓班,教師直接從生產第一線獲取企業的新技術、新知識、新工藝、新材料、新方法,并應用于教學過程。支持教師參加崗位職業資格培訓,強化師資隊伍的工程實踐能力。我系逐步建設一支熟悉行業企業需求、工作經驗豐富、實踐教學能力強的專兼職結合的“雙能型"教師隊伍。同時,企業可以推薦專業骨干教師與高技能人才承擔無機非金屬材料工程實踐教學任務,保證實踐隊伍高素質、高水平。組織“雙能型"專業教師的培養,鼓勵教師到企業進行整個工程實踐進行針對性訓練,提高師資隊伍的工程化教學能力。對于工廠實踐教學我們將學生帶到工廠,利用工廠的生產設備,聘請生產一線的企業工程師現場授課,比如玻璃窯爐的實驗課程,我們就組織學生到企業去,聘請企業技術人員依據企業的窯爐現場講解整個窯爐的結構、工作原理及工作過程,非常生動形象,也大大提高了學生的學習興趣,提高了工程化實踐能力。同時現場教學也增強了學生“工程化"思想,在工程化實踐教學過程中讓學生明確自己的學習目標是成為工程師,將來能將科技轉化為現實生產力。“工程化"教育中學生體會和掌握工程設計、工程實踐的基本分析方法,提升綜合實踐素質。
二、促進實習實踐基地建設
實習實踐基地建設一直是工科專業的薄弱環節,如何借助“工程化"提升專業實習實踐基地建設是值得考慮的問題。利用無機非金屬材料工程專業實習基地和產學研基地工程化方面的優勢,對學生進行工程化方面的培養,包括校內實習基地和企業實習基地建設。校內實習基地建設,通過基本儀器設備的添置與更新組建成工程中心,盡可能貼近生產實際,滿足專業工程實踐教學的基本需要,滿足相關專業內涵與外延拓展需要。我院無機非金屬材料工程專業利用蚌埠玻璃設計院等具有豐富工程化水平和實踐經驗的智力資源,利用中航三鑫太陽能光電玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集團、鳳陽珍珠水泥集團、海螺水泥集團等企業先進的實踐教學基地,共同提高無機非金屬材料專業工程化人才培養質量。
2有效提升水利水電工程設計質量時應遵循的原則
提升水利水電工程設計質量是水利水電工程發展的重要目標,但與此同時,也應符合國家的規范要求,需要遵循以下的原則。首先,建設工程的設計過程應該符合國家的法律法規,運用有效的、法律范圍內的手段進行設計和工程的實施。其次,應該滿足水利水電工程建設的行業要求,對于人才的分配、材料的配置、機器的使用都應進行科學有效的管理,以不斷優化水利水電工程的各個環節,在遵循設計原則基礎上,有效提升工程的設計質量。
3有效提升水利水電工程設計質量時應注意的問題
3.1加大監督力度,規范工作流程
目前,在市場體制經濟化和利益化的驅動下,很多并不具有該專業設計資質的公司也加入到了工程的設計行業中,極易導致工程設計不專業,出現質量問題。因此,政府監督部門應加強管理,加大市場的監督力度,整頓水利水電工程內部結構中不合理的地方,嚴格審查與處理并不具有設計資質能力且非法壟斷的公司,改變設計行業中魚龍混雜的情況,從而促進市場的自由公平競爭,讓公司在合作中成長,在競爭中提高。
3.2提高水利水電工程設計人員的專業素質水平和設計創新意識
水利水電工程的質量是否過關,設計人員的工作水平起到至關重要的作用。設計人員作為水利工程設計的主體,應不斷提高專業素質水平與設計創新能力。因此水利水電建設工程在選拔設計人才時,應全面考核,考驗面試人員的綜合素質水平。其次,對于公司的設計人員應采取定期培訓考核的方式,不斷激發設計人員的內在潛質。
3.3有效提升水利水電工程設計質量應增強服務意識
在水利水電工程實施過程中,為了使施工單位與業主達成共識,有效提高工程的質量,水利水電工程的施工單位應增強服務意識,加強與業主的合作交流。在工程施工的過程中,如果施工單位與業主的觀點態度不同,雙方利益發生沖突,施工單位應該積極主動地與業主進行溝通,了解業主對工程的要求,從而改進工程中的不足,并使業主進一步了解本工程的設計,最終雙方達成共識,共同獲益,同時保證水利水電工程的質量。
當前,在我國內陸近3000所高等院校中普遍存在重視對學生的理論教育、輕視學生實踐能力的現象。導致我國在校大學生動手能力不強,缺乏獨立思考和解決問題的能力,缺乏自主創新能力,這也從側面放映出我國高等教育的不足之處。我國工程教育呈現出較為嚴重的區域化現象、從事工程教育行業的教師非工化現象嚴重。我國工程教育發展比較晚,高校缺乏工程教育觀念、缺乏可靠的理論指導。
2 工程實踐對當代大學教育的意義
高等教育的目的在于?櫝a href="lunwendata.com/thesis/List_13.html" title="社會論文" target="_blank">社會培?出具備一定專業知識和技能的人才。每一個大學生必須要面對就業問題,之所以要進行高等教育,就是為了讓每一位受到過高等教育的人能夠更好地適應工作崗位,并在工作中充分運用自己所學到的知識為企業的發展做出應有的貢獻。當前,一些企業在招收新員工的時候,往往對有工作經驗的人才比較青睞,就是因為他們具備一定的工程實踐經驗,能夠更好地滿足企業的工作崗位需求,更有利于企業的發展。可見,在當前在校大學生教育過程中,工程實踐環節具有其獨特的意義。
3 我國工程實踐教學所暴露出的問題
在我國工程實踐教學推行的數年時間里,取得了很多成就,同時也暴露出許多問題。首先是師資問題,雖然我國擁有數百萬的高等教育工作者,但是比起學生群體,我們的教師數量很明顯有些捉襟見肘了。我國從事工程實踐行業的教師普遍存在著工程實踐知識認識不清、實踐經驗不足、缺乏自主的創新能力等問題。其次是由于政治、經濟、文化、社會等因素,導致我國高等教育資源不均衡,一些西部高校在工程實踐基礎設施建設方面遠遠不及東南沿海地區。另外,我國由于工程實踐教育起步晚,致使工程實踐教育經驗不足,這也是制約我國工程實踐教育的關鍵因素。
4 對于加強工程實踐教育的若干意見
4.1 校企合作與產教融合
隨著我國社會與經濟的高速發展,人們對高等教育事業又提出了全新的要求。我國的教育體制已經不能滿足社會的需求,在傳統的教育體制下,高等院校的地位越來越尷尬,高校已經不能充分發揮其為社會輸送人才的職能,教育體制改革迫在眉睫。自從2000年大學擴大招生以來,我國有約300多所高職專科院校被提升為地方本科高校,這些地方本科院校教育背景不同,有的是工程技術類專業院校,有的是師范類??圃盒?。此類院校目前又處在由“地方性本科院校”向“應用技術型”院校的過渡。
我國社會因為人才與崗位的不均衡,造成了許多大學畢業生處于待就業的現狀。巨大的就業壓力下催生出應用型大學的發展,我國研究型大學占到絕大多數,為我國培養了大量的科研人才,然而企業更樂意接受一個具備較強的工程實踐能力的員工,這就是我國大學生就業形勢空前嚴峻的原因。
在市場經濟背景下,推行校企合作與產教融合,有利于為地方本科高校尋找新的定位,有利于提高高校畢業生就業率。企業的加入會幫助高校重新煥發活力,有利于高等院校的長遠發展。高等院校參與到企業的發展中來有助于為企業培養符合企業發展要求的人才。同時,企業也為在校大學生提供了優良的工程實踐平臺,有助于大學生工程實踐能力、自主創新能力的成長。
新形勢下,如何處理好高等院校與企業之間的關系,成為了推進校企合作與產教融合的關鍵。當前我國的校企合作模式還不夠完善,普遍存在著企業因為教育行政部門等第三方的參與下,被動地與高等院校進行校企合作。這樣一來,肯定會致使部分企業失去對高等院校的興趣,最后的結果必然是校企合作模式的自然破裂。在產教融合的過程中,要想充分讓高等院校和企業實現強強聯合,充分的利用各自的優勢,就需要改善彼此合作的模式、深化合作的內容,調動企業的活力,主動為企業尋找合作伙伴,主動與高等院校進行校企合作。從校企合作完全過渡到產教融合,需要國家、政府、企業、高等院校之間統一思想、協調行動、深化合作。如此這樣才能真正實現產教融合。
4.2 加強工程實踐教育師資力量建設
加強當代大學生工程實踐教育的關鍵在于建設一支專業知識豐富,實踐技能過硬的教師隊伍,杜絕工程教育教師非工化。就教師的教學質量來說,不難發現,我國的高等教育教師隊伍一般是由本科畢業生、碩士研究生、博士研究生組成。這些教育群體普遍存在的問題就是從事工程實踐教育知識匱乏、實踐經驗的不足、缺乏主動創新的能力。現如今,全國各大高校都在爭先建設特色型專業,建設特色型專業的前提就是建設一支出色的教師隊伍、對學生的動手實踐能力加以培養、鼓勵創新。在實際的教學實施過程中,注意強調理論性教育與工程實踐相結合。
高等院校應該加強對從事工程實踐教育教師的培訓工作,設置專門的工程實踐考核標準,定期組織工程實踐教師赴企業考察學習。同時高等院校應該經常與企業溝通,聘請一批經驗豐富的工人師傅作為臨時教師,指導在校大學生參與工程實踐。主動吸收一些擁有企業工作經驗的人才加入到教師隊伍當中,組織在校大學生利用寒暑假時間赴企業參觀實習。
4.3 加強工程實踐教育基礎設施建設
目前,我國高等教育事業發展參差不齊,在工程實踐資金投入方面教育部直屬高校和一些省屬地方高校差異巨大。尤其是一些西部高校,在工程設施建設方面與東南沿海地區差距巨大。西部地區由于區域條件的限制,致使其經濟發展緩慢,這也導致了西部高校在教育條件方面在于其他高等院校的競爭中處于劣勢。
國家應該加強在工程實踐教育方面的資金投入,高等院校應該致力于發展工程實踐教學示范中心,確保每一位在校大學生在在校學習期間能夠接受良好的工程實踐教育。
4.4 吸收借鑒國外工程實踐經驗
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)38-0140-03
一、前言
畢業設計(論文)是高校本科教學的一個重要實踐性教學環節[1,2]。對學生而言,是理論與實踐相結合的學習階段,可以培養和鍛煉應用專業知識解決實際問題的能力,培養科技文獻查閱與科技論文撰寫能力,以及培養良好的職業素養和嚴謹求實的工作作風。對學校而言,是提升本科教學質量的主要抓手,也是檢驗能否向社會輸送合格人才的重要標準。
生物技術是解決21世紀人類面臨的資源、能源、環境、人口與健康等問題的重要手段之一,因此,生物技術產業已成為世界各國特別是大國經濟社會發展戰略的重點[3]。為了適應生物技術產業迅速發展對人才的需求,我國教育部在1998年高等院校學科調整時增設了生物工程本科專業[3,4]。目前,高等學校的生物工程專業已成為最為重要的專業之一,它是培養掌握現代生物學和生物技術基本科學原理、基本技能、工藝技術過程和工程設計等基本理論,能在生物技術與工程領域從事產業化工程設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才[5,6]。生物工程專業是以工為主、以理為輔、工理管相結合的復合型專業,具有很強的實踐性,因此做好該專業的畢業設計(論文)實踐環節,對提高教學效果和人才培養質量具有重要意義。然而,目前高校畢業設計(論文)的質量整體上出現了下滑的趨勢,主要表現在:(1)師生比例偏低,指導老師無法利用有限的精力和時間高效指導畢業設計(論文);(2)選題盲目,課題研究內容陳舊,缺乏創新性,有的還脫離生產實際;(3)畢業論文的寫作水平差,學生缺乏科技論文寫作訓練,論文寫作格式與文獻引用缺乏規范;(4)評價體系不完善。學生們在畢業設計(論文)階段的表現是良莠不齊的,但最終畢業時獲得的文憑卻并無二致且本科畢業率幾乎一直都是100%,極大地挫傷了學生的學習積極性和主動性。因此,為了提高畢業設計(論文)質量,如何改革并完善現有的畢業設計(論文)教學模式已成為高校教育者討論的熱點之一。
從2010年開始,我們進行了依托省部級以上縱向科研課題教學本科生畢業設計(論文)的探索和實踐,讓學生在畢業設計(論文)的教學實踐環節參與到導師的在研課題中。本文以ε-聚賴氨酸高效生物合成和產業化實施項目為例,就相關的探索和實踐進行了總結。
二、依托科研課題教學本科畢業設計(論文)
1.形成合理的科研團隊。目前,高等院校本科畢業設計(論文)的教學方式多采用導師制。然而,導師制是一種精英教育的教學模式,其實質上是一位導師和一個學生之間面對面的、高度個人之間的接觸和交流[7]。這種形式的制度是依靠學生對教師的低比率,它是一種高成本的制度。隨著高等教育大眾化的來臨,高校辦學規模的擴大,生師比持續升高,辦學資源日益緊張,高成本原始形態的導師制已難以為繼,它對師生比例的要求無疑增加了導師的教學負擔。通過依托科研課題教學本科畢業設計(論文),學生在選題后就進入到導師的課題組中,與研究生統一學習和交流,建立一個由導師、研究生和本科生(1∶5∶3)構成的梯度研究團隊。在這個團隊中,導師對本科生、研究生的研究方向和內容進行統一安排和規劃,對項目研究的關鍵科學問題進行分解和歸納,形成一個個獨立且相關聯的子課題。然后,本科生自主選擇一個具體子課題進行研究。團隊中研究生協助導師對本科生進行實驗技能、實驗設備和方法等方面的培訓和指導。這樣,以科研課題為基礎,通過科研團隊各成員的分工和合作,一方面減輕導師的工作量,使導師能夠高效利用有限的精力和時間,達到事半功倍的效果。在教學過程中,避免了以往導師對指導內容不明確,對“如何導”、“導什么”等缺乏清晰的認識等問題。另一方面,傳統的一個導師和一個學生的面對面的交流,轉變成本科生與具有一定科研基礎的研究生,特別是博士生進行高度個人的接觸和交流,有效地縮短了本科生的適應期,極大地提高了其積極性和主動性。
2.選擇合適的論文題目。畢業設計(論文)的選題顯著影響畢業論文的質量,若選題過于陳舊或是假題目,研究內容與實際的研究和生產嚴重脫節,則論文的價值低或意義不大。學生僅為了學分和畢業而進行畢業設計(論文),會嚴重挫傷學生的積極性和主動性,不利于其創新能力的培養,實踐能力和綜合素質也得不到鍛煉和提高。通過依托科研課題教學本科畢業設計(論文),讓學生參與到導師的在研課題中,做到真題真做,使得學生產生濃厚的興趣,不僅能夠提高其主觀能動性,還能極大地激發其創造性。另一方面,由于畢業設計(論文)教學內容與導師的科學研究具有極高的關聯度,導師能夠充分利用自身的專業知識和學術能力使學生“站在巨人的肩膀上”,讓他們參與到本專業某領域前沿的相關研究,實現提高畢業論文質量的目的。比如,針對江蘇省產學研前瞻性聯合研究項目“新型生物食品防腐劑ε-聚賴氨酸高效提取關鍵技術與集成化研究”這一課題,要求學生嘗試各種先進分離提取方法,發現和比較這些提取方法之間的優劣性和互補性,最終提出一種可行的分離提取工藝路線,并進行實驗驗證和評價。此外,由于生物工程專業的畢業設計(論文)選題有兩種形式,即試驗性題目和設計性題目,為了能夠兼顧學生的特長以及與學生將來從事的工作,對學生進行分流,充分發揮其特長,激發學習興趣,保持個性。盡可能讓學生品嘗到成功的喜悅,并巧妙地加以引導利用,幫助學生實現“參與―成功―參與”的良性循環,使學生持續保持自主參與學習的動機。在ε-聚賴氨酸分離提取新工藝開發的課題中,鼓勵學生嘗試自己感興趣和認可的分離提取方法,在對該方法進行充分實驗和評估后,將其整合到原有分離提取技術路線中,并考察該提取方法的加入對最終產品質量和收率的影響。如果試驗結果是積極的,則嘗試讓學生對新技術路線進行工廠工程設計,為實現新工藝或新技術規?;凸I化提供一定參考和依據。
3.開設學術報告會議??蒲谐晒麉R報和科研論文的撰寫是展示科研工作者成績的有效途徑。這一過程,并不是單純的工作總結,而是進行科學研究的基本訓練,是提高分析問題、歸納問題和解決問題的重要環節。然而,本科生在畢業設計(論文)教學環節之前,本科教學中沒有開設關于科研成果匯報、論文寫作等課程,學生缺乏一定的科研基礎知識和實踐機會。因此,學生在總結科研成果,撰寫畢業論文的時候往往存在以下問題:(1)學術道德觀念淡薄,論文有明顯的拼湊,更有甚者直接從網上抄襲;(2)缺乏專業化和學術化語言描述實驗方法和結果,措辭不嚴謹、論文層次不分明,圖表說明不合理;(3)論文格式不規范,特別是論文的參考文獻、中英文摘要、圖表等。這些問題是導致畢業論文質量下降的一個重要原因。通過依托科研課題教學本科畢業設計(論文),在教學實踐中,導師要求本科生也參與到課題組的各種科研活動,包括讀書報告會、月底課題組匯報、中期匯報和專題討論等各種學術報告會議。在讀書報告會中,要求學生閱讀、分析和歸納1~2篇與課題研究相關且是近期發表的高影響因子的SCI論文,以PPT的形式解釋論文的研究內容、創新點以及對自身課題的啟發,并要求本科生、研究生和導師一起討論分析。在課題月底工作匯報、學期匯報的會議上,要求學生以PPT形式對一個月或一學期的研究內容和結果進行總結和分析,導師和學生一起討論分析,并依據實驗結果安排下一步工作計劃。此外,課題組不定期組織專題報告,由導師或高年級的博士研究生對某一專題進行學術報告,報告選題有“如何寫好畢業論文”,“生物工程學科常用科研軟件的使用”,“發表高水平SCI論文的心得體會”等等。通過這些學術報告會議,使得本科生在文獻閱讀能力,課題研究的總結、匯報和論文寫作等多方面得到系統訓練和提高。
4.構建合理的評價體系。畢業設計(論文)教學環節,從選題、實施到論文定稿,歷經約8個月甚至更長的時間,學生投入大量的時間和精力。因此,畢業設計(論文)質量的合理評價,建立獎懲制度,可以使學生產生公平感和信任感,對學生職業道德能力和素養的培養具有積極的推動作用。目前,本科畢業設計論文質量評估中分為指導教師評審、評閱老師評審和答辯評審三個環節。由于在畢業設計(論文)教學環節,學生與導師(指導教師)有更多的接觸和交流,導師對學生的態度、能力和創新性等方面有更全面的了解和掌握。因此,指導教師評審成績往往占總成績的60%以上。課題組在嚴格執行校教務處規定的畢業設計(論文)指導和管理規范的基礎上,利用模糊評價的方法[8],構建一套合理、科學和客觀的指導教師評價體系,見表1,從學生的學習態度、學習能力和創新性三個方面定量地分析學生在畢業設計(論文)實踐環節的表現,保證畢業設計(論文)成績評定的客觀、公正。
三、結束語
畢業設計(論文)是高校本科教學的最后一個實踐性教學環節,是提高學生綜合能力和素質的重要步驟,也是評價高校教學質量的重要指標之一。筆者針對本科畢業設計(論文)教學過程中暴露出的問題,剖析了造成畢業設計(論文)質量不斷下滑原因的基礎上,探索并實踐了依托科研課題教學本科畢業設計(論文)的方法,通過形成科研團隊、選擇合適題目、開設學術報告和構建合理評價指標四個手段來提高畢業設計(論文)的質量,取得了一定的成效,已畢業學生的就業單位均反饋學生具有較強的科研能力、實踐能力和創新能力,較高的職業道德能力和水平,得到了社會的初步認可。然而,在教學改革和探索的過程,發現仍有一些問題,如畢業論文(設計)題目的難度選擇,畢業論文(設計)教學與學生考研和找工作的時間沖突等,這些問題尚需在實踐中不斷改進與完善。
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一、供應鏈成本管理產生的必要性
進入21世紀,競爭日益加劇,降價現象也許不是普遍趨勢,但有一點是毫無疑問的,現在的市場比十年前面臨著更激烈的價格競爭。在許多西方國家,商業街和購物城都在持續降價,不僅如此,包括上游的供貨商,原材料和工業產品也都在降價。
全球競爭加劇已經使得價格達到有史以來的最低點,形成目前這種市場環境的因素主要有以下幾方面:
第一,國外競爭者涌入市場,參與競爭,而他們的生產成本比較低。作為主要生產商中國的迅速崛起就是一個很好的例子。
第二,貿易壁壘的撤除,市場自由度的增加都使得新的競爭者更加易于進入市場,這一現象使得許多行業的企業過剩,導致供給過剩,增加了降價的壓力。
第三,Internet技術的應用使得價格信息的對比十分便捷。Internet技術同時使得拍賣和交易在整個行業范圍內進行,這也助長了降價的趨勢。
第四,顧客和消費者越來越看重產品的價值。曾經一度,品牌和供應商具有一定的價格號召力,因為當時市場認為不可能以較低的價格生產出高質量的產品。
為了緩解不斷的降價壓力,保證一定的利潤水平,企業必須尋求降低成本的方法,以度過降價的危機。由于企業已經實施了許多降低成本的方法與策略,所以想尋找到新的成本降低方法將是一個很大的挑戰。我們認為,降低成本最后的機會就存在于供應鏈而非企業自身的運作中。因此,加強供應鏈成本管理,降低包括物流成本在內的供應鏈總成本已經成為企業提高效益的重要途徑。
為此,許多學者開始關注并研究供應鏈成本管理,其中Seuring對供應鏈成本管理的定義是“對供應鏈中的所有成本進行分析和控制的方法和概念”。從定義中可以看出,供應鏈成本管理比一般的企業內部成本管理更加重視交易成本和作業成本的優化,同時要將成本管理提高到戰略層面上,追求“精益管理”。供應鏈成本管理是供應鏈管理的一部分,是一種跨企業成本管理,它拓展了成本管理思想到整個供應鏈,意味著成本管理方法跨越了組織邊界,與傳統成本管理相比,更為復雜。
二、供應鏈成本管理的基礎理論
供應鏈成本管理雖然是90年代提出的一種新的成本管理模式,但追求其理論淵源,與前人關于成本管理的各種研究理論是分不開的。供應鏈成本管理理論基礎主要包括價值鏈理論、委托理論、交易成本理論和組織間成本管理理論等等。
(一)價值鏈理論
價值鏈概念由邁克爾?波特于1985年在其《競爭優勢》一書中首先提出,倡導運用價值鏈進行戰略規劃和管理,以幫助企業獲取并維持競爭優勢。價值鏈分析思想認為,每一個企業所從事的在經濟上和技術上有明確界限的各項活動都是價值活動,這些相互聯系的價值活動共同作用為企業創造價值,從而形成企業的價值鏈。比如,每一種產品從最初的原材料投入至到達最終消費者手中,要經歷無數個相互聯系的作業環節——作業鏈。這種作業鏈既是一種產品的生產過程,也是價值創造和增值的過程,從而形成競爭戰略上的價值鏈。
價值鏈分為三種:企業內部價值鏈、行業價值鏈和競爭對手價值鏈,本文主要探討的是前兩種價值鏈。企業內部在運作過程中可以分解為多個單元價值鏈,每個單元價值鏈既會產生價值,也會消耗成本。某一個價值鏈單元是否創造價值,關鍵是看它是否提供了后續價值鏈單元的所需,是否降低了后續價值鏈單元的成本。同時,任何一個企業均處于某行業價值鏈的某一段,價值鏈的上游是它的原材料或產品的供應商,下游是其分銷商或最終顧客。這種價值鏈的相互聯系成為降低價值鏈單元的成本及最終成本的重要因素,而價值鏈中各個環節的成本降低則是企業競爭優勢的來源。
價值鏈分析對于成本管理理論的最大貢獻就在于它拓展了成本管理的視角,將成本管理的重心延伸到了組織邊界,不只是局限于企業內部,而是包括了價值鏈伙伴。
(二)委托理論
委托理論的核心是解決在利益相沖突和信息不對稱情況下,委托人對人的激勵問題,即問題,包括提高效果和降低成本。從廣義上說,存在合作的地方就存在委托關系,而供應鏈成本管理強調的就是關系管理,也就是合作與協調,因此委托理論為其提供了分析的理論基礎和方法框架。
根據委托理論來分析處于供應鏈中的企業,處于上游的企業所扮演的是方的角色,而下游企業是委托方角色。存在委托關系就必然要發生成本,包括激勵成本、協調成本和人問題成本等。供應鏈成本管理中就需要對這些成本進行分析,以期降低成本,優化效果,使鏈條間企業的關系成本最低的同時達到良好的合作效果。
(三)交易成本理論
交易成本(TransanctionCosts),又稱交易費用,最早由羅納德?科斯在研究企業性質時提出,是指交易過程中產生的成本。交易成本包括“發現相對價格的工作”、談判、簽約、激勵、監督履約等的費用。毫無疑問,利用外部資源將帶來大量的交易成本。這就需要一種“圍繞核心企業,通過信息流、物流、資金流的控制,從采購原材料開始,制成中間產品以及最終產品,最后由銷售網絡把產品送到消費者手中的,將供應商、分銷商、零銷商,直到最終用戶連成一個整體的功能性網鏈結構模式”,這就是供應鏈。
根據交易成本理論對供應鏈成本進行分析,可以發現供應鏈企業之間的交易成本大致包括:(1)尋找價格的費用;(2)識別產品部件的信息費用;(3)考核費用;(4)貢獻測度費用。另外,供應鏈企業之間的長期合作建立在利益共享的基礎上,利益共享的一個重要依據是各企業在供應鏈整體運作中的貢獻。由于分解和考核各企業的貢獻是困難的,這時會存在索取價格超過應得價格的情況,以至于人的仲裁必不可少,這也是供應鏈交易成本的內容之一。因此,為了降低整個供應鏈的交易成本,企業之間應該建立緊密的合作伙伴關系,彼此信任,通過信息網絡技術實現信息共享。
(四)組織間成本管理
組織間成本管理(InterorganizationalCostManagement,ICM)是對供應鏈中有合作關系的相關企業進行的一種成本管理方法。目標是通過共同的努力來降低成本。為了完成這個目標,所有參與的企業應該認同這個觀點:“我們同坐一條船”,并且要鼓勵他們增加整個供應鏈的效率而不是他們自身的效率。如果整個供應鏈變的更加效率,那么他們分得的利潤也就更多。因此,組織間成本管理是一種增加整個供應鏈利潤的方法。由于它在很大程度上依賴于協調,所以它只適用于精細型供應鏈,因為在精細型供應鏈中,買賣雙方互相影響,信息共享程度也很高。為了使組織間成本管理行之有效,任何改進措施取得的超額利潤應該讓所有參與的企業共享。這種共享可以刺激到所有參與企業可以更好的共同合作。[next]
在供應鏈中,企業可以有三種途徑來應用組織間成本管理來協調降低成本的活動。第一,它可以幫助企業、它的顧客和它的供應商尋求到新的方法來設計產品,以使得它可以在較低的成本下生產產品。第二,它可以幫助企業和它的供應商尋求方法在生產的過程中更進一步的降低產品成本。第三,它可以幫助企業尋求方法使得企業間的交接地更有效率。
當然,供應鏈成本管理理論基礎除了上述的理論之外,還包括博弈論、約束理論、生命周期成本理論等等,本文對這些理論不再敘述。
三、供應鏈成本管理的方法
目前應用于供應鏈管理的成本管理方法有很多,其中研究最為廣泛的幾種方法分別是:目標成本法、作業成本法和生命周期成本法。
(一)目標成本法
目標成本法是豐田(TOYOTA)在60年代開發出的成本管理方法,這一方法目前已經得到了廣泛采用。目標成本法的目的在于將客戶需求轉化為所有相關流程的強制性競爭約束,以此來保證將來的產品能夠創造出利潤。
目標成本法的流程主要包括三個部分:在第一個部分,市場驅動型成本核算是確定產品的準許成本。這是產品在預期銷售價格下銷售,并且保證一定利潤水平時所能發生的最高成本,準許成本是由目標銷售價格減去目標利潤得到的;第二個部分就是確定可完成的產品層次的目標成本;第三部分就是設定產品包含的每個組件的目標成本。
購貨方的組件層次的目標成本決定了供應商的銷售價格,從而就將它面臨的市場競爭壓力轉嫁給了供應商。因為這種壓力是通過組件轉移的,因此為供應商成本降低工作的重點指明了方向。其結果就是購貨方與供應商共同合作,進行成本管理工作。正是因為這種攜手合作對于目標成本法效果的重要性,導致了目標成本法真正成為一種跨企業成本管理的技術。其跨企業含義主要體現在以下三個方面:第一,購貨方必須設定可完成的組件層次的目標成本。如果供應商認為組件層次的目標成本無法完成,那么會降低他們努力的積極性。第二,購貨方必須選擇適當的方法對供應商應用目標成本法。這個問題的核心在于他們在設置成本降低目標和如何完成它們時是否給予供應商足夠的自由空間。第三,購貨方可以設置激勵系統來激發供應商的創新能力和提高成本降低率。
(二)作業成本法
作業成本法(Activity-basedCosting)以作業為成本核算對象,基于這樣的理念:作業消耗資源,產品和服務耗費作業。其目標是將成本動因引起的資源消耗更合理地分配到產品或服務中去。企業可以通過作業成本法識別出那些與最終顧客的效用無關的作業,并通過減少或完全剔除這類無增值作業來降低成本,這樣企業就可以更好地對市場需求做出反應并增強自身的競爭力。
供應鏈成本主要包括企業內部發生的直接成本、間接成本以及企業間的交易成本。因此,供應鏈作業成本法應該站在供應鏈的視角上,以作業和交易為基礎分析間接費用來優化產品或服務的總成本。企業內部的間接成本以作業為成本動因進行分析,而企業間的間接成本(交易成本)就需要以企業間發生的各種交易行為,如談判、買賣等,為基礎進行分析。
(三)生命周期成本法
目前,對于生命周期成本法還沒有達成統一的理解,大多是依據Blanchard和Fabrycky的定義,“生命周期成本是指在系統的生命周期中與該系統相關的所有成本”。在生命周期成本法系統中,產品使用者承擔的成本(包括使用成本和周期結束成本)負責補充傳統上由產品生產商所承擔的成本。并且除了考慮實物流程及其相關物資和能源流動(LCI)的成本外,還要考慮勞動力和使用知識(如專利)的成本以及交易成本(如信息流)。例如,在生命周期中需要考慮產品的開發成本。
在采用生命周期成本法下,就可以確定產品開發、生產、使用、周期結束所產生的所有成本,并據此識別生命周期和供應鏈中的成本驅動因素和其悖反關系,以開發和生產最小總成本的產品。
(四)改善成本法
改善成本法(kaizencosting)是供應鏈上各企業在產品生產階段的最主要的成本約束機制。改善成本法也是一種前饋型的成本管理方法,它是通過預期的成本降低需要來制定產品成本的降低目標,而不是當成本超標已經發生后才做出反應。并且,通過改善成本法的實施,可以使成本降低壓力持續于整個的產品生命周期。
將改善成本法局限于某個企業內部,將忽視供應鏈上游和下游企業進一步節約成本的潛力。改善成本法在供應鏈上各企業間的跨組織應用是通過大量的信息共享和合作機制,挖掘所有的成本降低機會。改善成本法可以看作是目標成本法在產品生產階段的延伸,在跨組織成本管理中改善成本法的應用與目標成本法有一些相似之處。
首先,改善成本法同樣是一種需要購貨商和供應商共同合作的成本管理方法。在產品生產過程中,供應鏈上的所有成員企業都將共同實施改善成本法。這種合作使得企業可以實現在單獨進行成本管理時所不能達到的成本節約。改善成本法的跨組織應用既可以由購貨商發起,也可以由供應商發起。例如,購貨商可以向供應商委派設計工程師或提供技術支持;供應商可以在購貨商的配合下尋求新的部件設計方法。
水利水電工程建設是我國關涉國計民生的一件大事,特別是對社會主義和諧社會的建設起著重要作用。特別是近年來,隨著改革開放的不斷深入,我國經濟實力不斷增強,人們生活水平也得到了進一步提高,水利水電建設過程中的生態環境保護問題也逐漸受到關注,特別是水利水電工程項目中的環保標準和要求越來越嚴格規范。
1.水利水電工程建設中的生態環境問題
1.1水利水電工程建設導致水文地質被破壞
水利水電工程的設計施工需要綜合考慮多方面因素,才能確保工程項目的建設順利進行。由于工程項目過大,需要大量的填方和挖方,極易導致施工地區沿線的地質地貌發生改變。特別是在南方地區,經常會出現塌方、泥石流、山體滑坡等地質災害。在水利水電工程建設過程中,需要較多的動土開挖,對當地植被的影響也很大,特別是砍伐或者毀壞樹木,導致山體土壤水土流失嚴重,造成河流渠道上升、湖泊淤積引發洪澇災害等現象的出現。大型的機械設備參與到水利水電工程的建設中,由于其體重過高,長期對沿線的土壤進行碾壓,會導致土壤硬化,土壤的透水能力也進一步退化,從而影響了該地區土壤的肥力和吸水性,不利于周圍地區農作物的生長。
1.2水利水電工程建設中導致生態和景觀破壞
水利水電工程一般項目都比較大,在施工過程中需要占用大量的土地來建設基礎場地,這樣可能會影響到周圍自然、文物和景觀,造成景觀的破壞,從而破壞了地區的整體環境。大壩的建設多為山嶺地區,在施工過程中的水土流失現象很嚴重,造成沿線河流、水域的沉積物不斷增多,水文環境較差,影響水生生物的棲息,特別是一些稀有水生生物的生存;還有可能導致山體滑坡,泥石流現象的出現。在平原地帶建設大壩則要綜合考慮工程占用農田耕地的問題,工程建設過程中所需要的大量取土從何而來,破壞的農田和耕地該如何回復利用等等。
2.水利水電工程建設過程中對生態環境的影響
2.1水利水電工程建設影響水生生態環境
水利水電工程建設是一項巨大工程,它足以改變沿線的地域水文特征。工程的建設使陸地變成了水域、淺水變成了深水、流水變成了靜水,正是這些改變必然影響著區域的水生生態環境。由于水域面積擴大、水資源流動能力變弱,致使水域內的污染物的擴散能力下降,從而影響了水體的自凈能力,水域內的生物生存會受到嚴重威脅,特別是水體一旦缺氧,水生生物死亡率會增加。水域內水流速度的減緩很容易導致水底藻類接受到更多陽光,從而增加了植物的光合作用,藻類植物瘋狂生長,致使水體富營養化現象的出現。加上水經常靜止不動,水底的懸浮物質長期淤積,如果含有一些污染物的話,很容易造成水體大面積污染。另外,水利水電工程的施工影響和破壞了地區生物的棲息場所,岸上動物和魚類水生動物被迫遷徙。
2.2 水利水電工程建設影響陸生生態環境
水利水電工程的建設不但影響水生生態環境,而且對陸生生態環境也有一定的影響。工程項目的建設必然影響著當地的土壤環境,水庫將河流的水資源攔截,使得河流下游的平原地區的肥源進一步減少,造成土壤肥力的不斷下降;大壩的建設致使該地區土壤長期處在較高水位的擠壓之下,很容易引起該地區的土壤鹽漬化和次生沼澤化,影響作物產量。水庫區一般占地比較大,淹沒了該地區大量的土地資源,淹沒植被,破壞了生物多樣性,影響地區正常生態循環。
3.水利水電工程建設過程中保護生態環境的幾點建議
3.1 工程規劃和施工階段注意保護生態環境
工程的規劃關系到水利水電工程的整體建設,對可能出現的生態環境問題進行規劃,找出最合理的規劃方案。規劃設計過程中應避免占用大量的農田、森林和野生動植物保護的用地,確保不破壞沿線的生態平衡。施工設計中應一切以保護生態環境為前提,力求達到區域自然與人文的和諧統一。在施工過程中,明確所要挖土的范圍,注意保護土壤,綜合考慮次生因素,確保土地將來的回復利用。施工取土時應注重對土地的平整和綠化,注重對庫區和施工沿線的景觀再造和美化,確保生態環境不受影響。
3.2 加強水利水電環境保護的基本立法
有了環境保護的相關法律、法規可以確保環保工作的順利開展,讓環境保護有法可依、有法可行。我國在這一方面相對欠缺,至今也只有《中華人民共和國環境保護法》完整的法規,早已不能適應當前環境保護工作的需要了。隨著可持續發展的環境保護理念深入人心,更需要一部能夠解決我國當前及未來環境保護問題的基本法律。與此同時水利部相關單位也應該制定相關的法規,來實現水利水電工程建設中的生態環境保護。
3.3 加強水利水電工程的環境監管和后期保護
環境監管是建立在水利水電工程的環境影響評估和補償措施前提下的一種有效手段,制定詳細的環保監管職責,完善各項監管工作流程,對危害環境安全的違法、違規行為都要追究其責任。監管工作要做到透明化、法制化、規范化標準化,才能從根本上確保水利水電工程的各個環節都不出現破壞環境的問題。在水利水電工程施工末期,要及時監測和評估環境影響,如有不良影響的地方應及時解決,不留后患。工程結束后,制定相關的補償措施,恢復沿線的土壤和植被,對一些施工臨時用地應及時清理和進行水土保持,避免次生災害的出現。
4.結語
總之,在實際的水利水電工程建設中要綜合考慮保護生態環境,從國家相關的法律法規出發,采用科學合理的方法設計工程項目,嚴格把關水利水電工程施工建設的各個環節,確保將環境保護和工程建設質量管理規范貫徹到整個水利水電工程項目建設中來,促使水利水電工程在不破壞任何生態環境的前提下實現社會經濟效益最大化,從而實現水利人的中國夢。
中圖分類號:F407.9 文獻標識碼:A 文章編號:
伴隨著社會經濟的飛速發展,我國水利行業也相應取得了一定的發展,但隨之也帶來了各種環境問題,比如水體的污染程度加劇,土地過度開發造成水土流失以及施工噪聲污染等問題,這些均在不同程度上影響了我國水利行業的可持續發展。因此,為了有效地解決水利工程施工中所遇到各種生態環境污染以及自然資源破壞等問題,本文在生態工程管理理論的基礎上,系統改造水利工程的施工,以此達到提高經濟效益與生態效益雙重目的。
一、水利工程建設對環境的破壞
(一)水體環境和空氣質量的影響
1.水利工程的建設對于水體環境的破壞主要表現在以下幾個方面:第一,水利工程項目施工中攔河筑壩工程就會淹沒部分的區域,成為一個人造水域,且抬升地下水位,造成工程項目建設周圍的土地出現鹽堿化現象。第二,在水利工程項目施工過程中,所產生的大量建筑污水沒有經過相應的處理就被排入到水域中去,導致工程項目建設周圍的水質惡化,嚴重影響了下游用水的安全。第三,通過人工建筑來攔截水資源蓄水,容易造成水量的分布不均,特別在枯水階段,很容易造成下游的用水量銳減。
2.在水利工程項目施工階段,因上砂石等材料的運輸以及開山炸石等作業會產生一定的粉塵,同時大型機械設備在運轉過程中所產生的廢棄以及施工車輛頻繁進場所排放出來的尾氣等均是導致水利工程施工地域的空氣質量降低的重要因素,甚者還會危害到施工人員以及周圍人群的身體健康。
(二)地質環境影響以及噪聲污染
1.水利工程項目建設過程中,其本身就已經占用了大量的土地資源,再加上其施工管理沒有到位,出現廢渣隨意傾倒等現象,導致土地資源的浪費。此外,在施工過程中,因開山炸石和攔河筑壩等作業的實施,在一定程度上造成區域內地質構造發生改變,為水土流失以及山體滑坡等一些自然災害的發生留下了隱患,甚者可能還會導致河道淤堵。
2.在水利工程施工過程中,實施的爆破作業以及大型機械設備的運作所產生的噪聲污染,對于工程建設周圍人們的正常生活帶來很大的不便,嚴重影響了周圍人們的休息質量。
二、生態工程管理理論的應用原則
生態工程是在物質循環生態系統的基礎上所產生的一種新型學科,通過系統的調控手段以及系統優化設計來多層級利用物質的一種先進工藝系統,其主要是指把一定生物集群范圍內的物質循環、物種共生以及能量利用等各個方面有機地結合在一起,從而達到改善與恢復生態環境的目的,實現拓寬資源和優化生產方式的目的。生態工程管理理論的應用原則主要有以下幾個方面:
(一)社會經濟效益和生態環境效益相協調發展的原則
在水利工程建設中,應該處理好工程和人類以及自然與環境保護之間的關系,確保經濟系統與生態系統之間保持在一個良好的循環狀態上,以此推動社會經濟的可持續發展。水利工程施工生態系統的建立應該根據社會經濟效益與生態環境效益相協調發展的原則,從以往單純的只是采取施工管理變為施工、安全生產以及生態環境等全面管理,從以往只是單純考慮工程的效益轉變為生態效益和工程效益相結合的一種最優組合。在水利工程施工項目施工階段,應該盡量將對環境造成的不利影響降到最小程度,同時根據工程的實際建設需求,尋求一種最優的生態環境后發效益,比如如何向下游提供優質且可靠的生態用水和水利旅游業的發展等。
(二)共生互補的原則
共生其實就是指一種互利互惠與合作共存的現象,在處理工程施工或者其運行和生態環境之間的問題時,可采用多種手段共存方法,對這些方法不斷進行協調以及規劃,構建一種工程和自然環境相平等和諧的關系,以此實現最的效益,這就是共生互補原則。 比如工程建設中的土地問題就是一個較為典型的例子,在工程項目建設過程中,工程基礎開挖所產生的大量棄渣、工程運行的生活場所以及生產,均需要占用土地,若將這二者分開來考慮的話,各自形成兩個不同的土地占用系統,就會很浪費土地資源,如果結合來考慮,共生土地利用系統,既能有效地節約土地資源,同時還能節約相應的資金與勞力。
(三)可循環再生利用原則
在施工過程中,應該充分考慮可循環再生利用的材料,按照循環再生利用原則,處理好施工垃圾,將廢變寶,來保護生態環境,推動其經濟效益的提高。
(四)主體空間的利用原則
所謂主體空間利用原則就是指利用生態工程中生物群分布的原則,按照水利工程項目的相關施工理論所提出的一種原則。眾所周知,生物種群的分布主要劃分為兩種格局,即平面與垂直格局,按照生態工程建設的目的以及對象,對其生物種群進行合理地安排,可便于工程預定效益的實現。在水利工程項目建設中,應用這一原則的目的就是為了能夠有效地解決水利工程施工的總體布置中其施工區域空間的組織問題,合理利用區域內的相關土地,有效控制其水流,減少其對周圍生態環境的干擾等,科學安排和全面的規劃。
三、基于生態工程來構建水利工程施工系統
在水利工程項目建設過程中引入生態工程管理理論,建立一個生態化水利施工工程系統,能夠有效解決當前我國水利工程施工中存在著的一系列環境問題。其思路的構建主要如下:
(一)系統邊界的明確
明確系統邊界作確保生態喜用穩定的基礎,具體一點講就是需要通過測定蓄水總量、下游用水量、環境質量數據以及土地的占用面積,以及在相關的政策法規中所涉及到關于環境保護相關條款,對其施工范圍進行有效地劃分,以此明確系統的邊界。
(二)系統結構的優化
生態化水利工程施工系統主要還是以工程作為其核心內容,該系統是由水利工程系統中各區域生態系統所共同構成的一個復雜系統,在其運行過程中,必須要遵循相應的生態學原理,按照既定的工程經濟發展目標來優化系統結構,綜合利用各層次中的能量以及物質,確保其生態效益。
(三)系統層次的科學規劃以及分析
按照多級分層控制具體需求,將水利施工工程系統科學的劃分為四個方面的內容:第一,對數學模型參數自行識別并實施修整的自適應層;第二,按照既定的目標以及相關的約束條件來實施最優控制的監控層;第三,控制對象的運行狀態以及維持其變量穩定的直接控制層;第四,按照系統的總體目標對下層控制所采取策略的自組織層。通過階梯式管理來對整個工程系統實施遞進式管理。
(四)識別系統控制中的變量
按照水利工程項目的建設特點,結合影響生態環境的相關因素,將水流控制與土地利用作為其優先考慮的控制因素,在系統中輸入相應的變量,即上游的徑流、工程的用料、 永久工程的征地量、開挖棄渣量、下游的用水量以及臨時工程的征地量等,通過合理地征用土地,采取綜合治理的方式。從而增強水利工程生態效益,有效改善其環境質量,推動其經濟發展,使其符合當前社會市場可持續發展戰略的需求。
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任意翻開巖土工程專業的學術刊物,里面提到的新理論、新方法隨處可見。就土體本構模型而言,目前研究提出的各種新模型數不勝數。稍微對原來模型或者參數修改一下提出一個新模型,這樣的情況較為普遍。更常見的方法是由試驗研究總結出一些規律,在擬合或模擬試驗規律的基礎上提出新的模型或方法,然后用此模型計算出結果與試驗結果相對比,得到預測結果與試驗結果吻合的結論,于是模型就得到了驗證。
上述研究思路在目前研究生論文中相當普遍,但并不可取。新模型建立在擬合試驗規律的基礎上,肯定與試驗結果吻合,如此來驗證模型的正確性頗有不妥?筆者認為,可以通過試驗研究發現潛在規律,并用數學方法進行模擬或擬合。驗證模型的正確性可從以下幾個方面入手。
(一)用模型驗證不同土體的試驗結果
對同一種類不同土體進行試驗,如果試驗結果可用同樣的表達式或方法模擬,則所提出的模型是正確的,只是不同土體的模型參數會有所不同。也就是說,要對多種土體進行試驗研究,土體的性質可以類似,如:試驗對象都是軟粘土,則可以選取不同地方的軟粘土進行多組試驗研究,這樣得出的結論才有說服力。有人質疑,研究生論文研究時間很短,很難對多種土體進行試驗或多組試驗,要求對不同土體進行試驗是不現實的。這里強調的是一個學術態度的問題。換句話說,提出的新模型要經得起推敲和驗證。遺憾的是,國內很少有人對別人提出的模型進行驗證,因為僅驗證別人的成果是達不到學校規定論文創新點要求的,這在很大程度上助長了學術不嚴謹的作風。國外同行看待一個新模型或新方法,首先想到的工作是驗證其正確性,進行同樣的試驗或同樣的計算用同樣的方法及參數進行驗證,而不是盲從。這也是為什么SC刊源非常強調投稿論文一定要詳細介紹試驗步驟或方法、試驗材料、所用參數等等,其目的就是讓讀者可以依據文中介紹的方法或參數,重復論文中的研究工作,以驗證其正確性。
(二)用模型驗證文獻中的試驗結果
學生在較短的時間內不可能進行很多的試驗研究,但文獻中的試驗數據是非常好的資源,可以充分利用。用文獻中的試驗結果驗證新模型的正確性是一個很好的方法,它一方面解決了試驗數據不足的困難,另一方面也提高了模型的可信度。
(三)與已有模型結果對比
新模型的正確性和優越性如何,還需要與舊模型的預測結果對比、驗證,才能看出新模型的先進性和優越性,目前這方面的工作還很欠缺。
當前,很多模型通用性較差,很重要的原因就是上述問題沒有解決好。對一種土體進行試驗后就提出一個模型,這樣的研究態度十分草率,研究生論文研究中應該杜絕此類現象。
二、試驗研究中存在的問題
試驗研究是巖土工程一個重要的研究方法和手段,很多新的規律、現象都是通過試驗發現的,試驗研究的可靠性直接關系到后續理論研究的正確性。
(一)土樣問題
目前,很多試驗土樣都是請人取樣后送到試驗室的,現場取土大多由鉆機工人完成,試驗人員很少親自參與取樣,因此論文研究中對取樣擾動、不正確取樣方法帶來的影響幾乎不計。土樣的代表性如何,取土過程中如何減少擾動,運輸過程中如何避免振動,土樣取回后如何密封保存等問題一概回避,用這樣的土樣進行試驗結果可靠度難以保證。事實上,正因為土體的差異性大,研究方法不成熟,才更需要進行嚴格的試驗研究。嚴謹的科學態度應該在平時的科研學習中逐漸培養起來,這需要導師嚴格要求。
(二)試驗環境
國內大多數高校的土工試驗儀器與國外相比并不遜色,甚至還要先進,但與國外土工試驗室的環境差距卻很大。許多學校沒有專門的制樣室,大都在儀器旁邊放個桌子制樣,實驗室根本無法保證恒溫、恒濕。這些不良的試驗環境嚴重影響了儀器的正常工作。據了解,很多國外土工儀器中的傳感器對溫度、濕度非常敏感,較大的溫差對傳感器來講是致命的。因此,筆者建議試驗前一定要對儀器進行標定,測試傳感器的溫敏度,尤其是從國外進口的儀器,這項工作一定不能忽略。
(三)重復性研究
眾所周知:由于土體的自身特性,試驗者進行重復試驗時無法得到完全一致的試驗結果,但這并不意味著不需要進行重復試驗。目前很多學生在試驗時,不進行重復性試驗,不考慮試驗的穩定性。試驗的穩定性和可重復性研究一方面可以檢查儀器硬件可能存在的問題,另一方面也可以幫助試驗者發現試驗方法和步驟中存在的錯誤。因此,建議每個學生進行試驗前,先做一些對比試驗,通過設定的試驗,對比試驗結果,從而確保試驗步驟、方法的正確性。
三、數值計算中存在的問題
(一)基準測試
數值計算結果錯誤的原因很多。有軟件編寫中的錯誤或缺陷;計算方法的錯誤或缺陷;軟件使用不得當;或比較特殊的如硬件問題等等。計算者有責任檢查數值是否正確,計算結果是否合適。檢查的目的是確保計算方法正確,得到的結果可靠。檢查軟件的基準測試問題在巖土工程界沒有引起足夠的重視,使用軟件前一般不進行相關測試,其后果是可怕的。德國巖土學會工作小組曾組織過程序基準測試試驗,他們邀請一些單位對兩個經常計算的問題進行計算試驗并比較計算結果。在模擬隧道施工的例子中,各單位得到的沉降預測值差異很大,襯砌處最大彎矩、發生位置和正應力值也差很多,即便將沒有按規定計算的結果除去,最大彎矩的數值和發生位置仍差距很大。在深基坑開挖的算例中,只有一半單位預測出墻體發生正的水平位移,即向坑內移動。奇怪的是,居然有結果預測出墻體發生背向坑內的負位移??梢?,程序基準測試問題非常重要,作為巖土專業的研究生應該認識到這一問題,并引起高度重視。
過去用戶很少有機會修改程序,修改必須由程序設計人員完成。近來情況變復雜了,有些計算機程序銷售時就有“用戶自定義子程序”,允許用戶自行增加一些子程序,或在程序中使用一些新的本構模型。這樣傳統意義上的用戶也成了開發者,這種情況下不僅要求編寫子程序的人確保證子程序準確無誤,而且與程序其它部分的連接也要仔細檢查。有些子程序本身完美無誤,但會使原來正確的程序其它部分出錯,因而需要大量的檢測,尤其對復雜程序而言。用戶自定義子程序必須包含所有的錯誤控制程序,如果子程序與源程序的接口有限,問題會變得更復雜,原則上程序改動后一定要進行重新審定。但在實踐中,學生們根本沒有考慮程序接口問題,一般都不進行審定。
(二)模型理解
計算者對軟件中所用的本構模型理解不夠,也會造成很大的誤差,有時甚至得到錯誤的結論。上述德國巖土學會進行深基坑問題測試中,12家參與單位中有5家用了同樣的程序,但得出的結論卻各不相同,可見對規定說明的不同理解也會導致不同結論。
例如:修正劍橋模型中偏平面上的塑性勢函數形狀會影響平面應變計算中破壞時的應力羅德角即土體的強度會發生變化。很多商業軟件中用戶不能選擇塑性勢函數,如果用戶不知道其隱含的結果,計算結果的正確性就很難保證了。勢面,即參數M;為常數。這樣假設隱含著剪切摩擦角?隨應力羅德角變化。令M;等于得到Mj和睞示的?
式(2)中分別取?'tc=20。,25。和30°計算相應的M;值,代入(1)得到?隨0的變化情況,見圖1如果偏平面中釆用圓形塑性勢函數面,則平面應變計算中羅德角、=0°時土體破壞。由圖1可見不同Mj值時?均隨0增加而增加,若?。縙二25°則平面應變條件下摩擦角?二346°M;越大,9V和?^的差距也越大。為考慮邊界值問題中塑性勢函數的影響,以2m寬粗糙的剛性條形基礎為例進行兩次計算。修正劍橋模型參數為:OCR=67=2848入二a16U二00322卩二a2第一次計算假設偏平面上屈服函數和塑性勢函數均為圓形,取M;二Q5187相當于二23。第二次計算取9'=23°即對應偏平面上摩爾一庫侖六邊形屈服面,但塑性勢函數仍為圓形,因此與第一次計算一樣,土體還是在、二0°時破壞。兩次計算中均用土體飽和重度18k/m計算初始應力,地下水位在地面以下2.5m處,K0=1.227。假設地下水位以上土體飽和且能承受孔隙吸力。對此進行固結計算,仔細選擇滲透系數和時間步長確保滿足不排水條件,荷載施加由設定豎向位移增量實現。
總體上講兩次計算輸入的參數是一樣的,只不計算中Tc均等于23°,因此,三軸壓縮計算結果應該是一樣的,但由于條形基礎屬平面應變問題,結果會有不同,計算得到的荷載-沉降曲線如圖2所示。圖中給定碼得到的極限荷載比給定?'值的結果高58%。該算例清楚地說明:如果用戶不知道塑性函數或不熟悉軟件中使用的本構模型,很容易輸入?c=23°計算,若模型釆用M;計算方法,相當于?Ps=31.2°,這樣計算出的極限荷載會有較大的誤差。
Abstract: Water conservancy workers need to establish environmental awareness, fully aware of environmental issues in water conservancy construction, help engineering Water Resources Water to achieve the unity of the economic, social and environmental benefits.Key words: hydraulic; environmental issues; ecological
中圖分類號:F407.9 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)02-
目前我國豐富的水資源正以前所未有的速度被破壞和浪費,嚴重破壞了生態環境。要認識到水資源開發利用的最佳目標應是經濟效益、社會效益和環境效益三者的統一。人與自然的和諧相處,則是開發利用水資源的根本原則。
一、水利工程與生態平衡(一)興修水利工程會打破原有的生態平衡
人類在地球上修建的水利工程無外乎兩大類,即蓄水庫和跨流域調水工程。它們的實質都是為解決水資源的時、空分布不平衡問題。在我國,對生態影響最大的莫過于蓄水庫。從表面看,它們都是為了解決水資源不足或充分利用水資源,但如果深入探究,卻發現其中對社會、環境的潛在影響是巨大和復雜的。簡言之,其影響包含直接的或間接的、短期的或長期的、誘發的或積累的、一次的或兩次的等等因素。所有這些影響,都會打破原有的生態平衡。然而,應該看到,包括生態平衡在內的自然平衡本來就是動態的,人類正是通過不斷地打破那種不利于人類健康發展的平衡,才能發展到今天。自然界的生態平衡既是動態的,同時又是隨時存在著。問題在于人類怎樣以一種最優的方式去分辨出那些不利人類生存發展的生態平衡,打破之,并更加自覺地重建一種新的平衡,即人工生態平衡。
(二)修建水利工程要注意保護生態平衡
保護生態平衡應是兩個內容的總和:一是對那些良性的生態平衡應盡最大努力限制人類對其的消極影響,使其按自己固有的規律發展;另一個是對那些惡性的生態平衡施以人類的改造活動,扼制其繼續發展的勢頭,使之良性發展。有了保護生態平衡的認識,進行合理的開發規劃,是使興建與環保協調發展的必要手段。然而要真正達到這一共識,人類還要走相當長的一段路程。因為環保問題歷來不是一個簡單的問題,具有直接性和間接性、短期性和長期性、誘發性和積累性以及連帶性等特點。因此,在世界范圍內大力進行環境保護教育,使規劃工作納入法律軌道亦是十分必要的。(三)生態保護要作為水利工程規劃、設計和施工重要的組成部分。在興修水利工程的前后,只有對保護生態平衡的認識甚至是重視是遠遠不夠的,重要的是要落實到具體的行動中,即要將環保思想貫穿于工程的規劃設計及施工組織管理的每一環節。我們必須清醒地認識到,水利工程的修建,對生態平衡的良性循環有著巨大的副作用,這就要求我們必須通過合理、科學的規劃設計和管理將其減小到最低限度。除了有一個良好的政治經濟條件外,更重要的是要依靠科學技術的革命??茖W技術是協調人與自然關系的主要工具。由于生物圈的動態平衡是人類及其生命系統穩定性產生的前提,現代自然科學的發展所深刻揭示的自然規律,則是人類認識生物圈動態平衡機制的基礎,而現代技術又為調節生物圈動態平衡提供了必要的手段。這種調節,必須考慮人的活動對自然界發生作用的性質和界限,必須把對自然界的保護和再生產納入社會有機體內并作為其重要的組成部分。對于不良的生態平衡,興修水利工程本身就是對其進行良性改造,使之朝著有利于人類的健康方向發展。關鍵是我們在工程的施工過程中,怎樣盡最大努力去減小人類對其的不良影響。這就給工程的建設者們提出了以下任務:1、規劃設計的前期,要切實搞好工程所在地的水文資料的收集及地質條件的勘測。如蓄水庫,重點是水文資料和地質構造,充分考慮大壩的防洪能力、穩定性以及避免地震的誘發。2、規劃中還應設計一定的工程構造,以滿足大壩流域內水生物的生活習性,減少庫區淹沒范圍。如長江內的珍奇動物“中華鱘”,有著在上游產卵的習性,三峽大壩的修建,正好隔斷了該魚類去上游繁衍的路途,如果不采取一定的措施,勢必會造成“中華鱘”這一珍奇動物的滅絕。三峽大壩的設計就充分考慮了對“中華鱘”。3、施工階段的任務:第一,在施工承包合同的簽訂時,承包商對施工現場污染物的擴散和施工人員的勞動保護所應負的責任,應寫進合同書內,要有環保措施,對各種污染物排放要限制在標準以內。第二,施工前要在施工現場建立必要的環保監測機構,進行水質、大氣、噪聲的本底測定,便于和施工階段不同時期監測結果進行對比。第三,施工人員進入工地后,還要建立衛生防疫機構,以避免施工期數萬工人集中在一起,引起流行病的傳播和擴散。這方面的教訓,在我國時期的興修水利中是十分深刻的。4、施工后期的任務。特別要對施工階段破壞的植被規劃及時恢復,制訂工區的全面綠化規劃,以保護已經形成的生態平衡。在工區范圍內的生物圈內,研究生物資源的利用、保護和生產的合理的方式,控制規劃人群自身的發展,保持生物種群的恰當比例。
二、水利工程生態規劃設計的要求
水利工程,改造山河、興利除害、綜合開發、合理利用、積極保護、科學管理水資源,使之更好的服從人們的意志,更好地為人類造福,這不僅改變了自然界中天然水流的形態,也改變了周圍的自然環境和社會環境。在生態經濟環境水利階段,人們普遍關注環境與生態問題,普遍重視資源開發與環境保護、生態保護的協調發展。在這樣的前提下,強調水利工程建筑物的環境功能和美學價值,己成為我們在水利工程設計方面的新趨勢。
以改善水域環境和生態系統為主要目標的“城市環境水利工程”建設,成為水利現代化建設的重要內容。按照現代城市的功能,對流經市區的河流歸納起來有兩類要求:(一)對河中水流的要求是:水質清潔、生物多樣性、生機盎然和優美的水面規劃。(二)對濱河帶的要求是:能反映本地獨特歷史、文化、風俗的濱河規劃;能提供一充滿鮮花、有人工景點、公園化的休閑、娛樂、體育活動空間;能營造一充滿文化、藝術、科學氣氛,具有現代氣息、人水關系協調、引人勝、便于人水親近的濱河帶。人們提出這些要求是社會進步的體現,也是社會經濟發展的必然。水利建設者應當適應這種趨勢,滿足社會的要求。在水利工程的規劃、設計、施工等方面進行調整和完善,注入更多的人文、藝術、科學和現代氣息,注重工程的環境效益和美學效益。
三、水利工程景觀規劃策略(一)沿河綠地
濱水環境的總體構思應盡可能擴大沿河綠地,形成較為連續性綠化帶,用綠色來勾畫古城的輪廓,延續城市文脈。同時,以良好的綠色空間,優化環境規劃質量,體現現代化城市的新形象。(二)閘壩結合,擴展沿河水面。