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序论:在您撰写英语土木工程论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
科技论文是学者呈现科技成果的主要形式,也是同行进行学术交流的重要手段。近年来,土木工程研究生培养也越来越重视英文科技论文写作能力,这不仅是因为国内高校对硕士和博士研究生都有发表科研论文,甚至SCI检索论文的毕业要求,而且也是一个科研工作者必备的技术能力。然而,目前很多研究生对英文科技论文撰写习惯、写作格式并不熟悉,科技论文写作的课程教学也不规范。本文拟通过分析土木工程专业英语科技论文课堂教学的现状及问题,提出论文各章节的写作要求及建议。
一、传统课程教学现状及问题
(一)授课内容以专业词汇为主导目前,一些研究生对于专业英语的认知仍是学习专业词汇,而部分专业英语课堂的授课内容也是以专业词汇的介绍为主导。然而,专业词汇的学习是本科阶段的学习要求,研究生学习阶段应加强英文科技论文写作格式及规范要求等。
(二)研究局限性及负面结果刻意回避我们在开展科学研究过程中,一般会对复杂工程问题进行简化,而所采用的研究方法通常也会做出一定假设。因此,针对某一科学问题的研究过程及方法有一定的局限性,研究结果中不可避免的会出现一些负面结果。事实上,我们对研究局限性及负面结果的讨论越充分,论文的可靠性越高。而教师在传统课程教学中往往忽略了对研究方法局限性的讨论及负面结果的呈现。
(三)结果讨论与展望不够重视在科技论文中,我们对研究结果进行深入讨论和展望,可以使论文的内容和结构更完整,是科技论文不可或缺的一部分。而英文科技论文撰写及授课更加重视对研究结果的客观描述,缺乏对研究结果的合理解释分析。例如,由于研究对象的复杂性和研究方法的局限性,研究结果可能存在多种解释,我们可以致力于分析讨论多种可能,并深入展开。结果讨论和展望的内容越饱满,表明作者对研究问题的理解和认识更深刻。[1]
二、英文科技论文写作课程设计
我们可以根据传统课程教学的现状和问题,对土木工程专业英语科技论文写作的题目、摘要、引言、研究方法、研究结果、分析与讨论、结论等各个部分逐一进行探讨,提出英文科技论文的写作习惯及规范。
(1)以需求为导向,在交通、建筑行业企业认知的基础上,明确人才培养目标和毕业生从业范围;
(2)根据应用型本科类型学校社会需求的不同,将土木工程专业人才知识、能力和素质要求进行了区别;
(3)根据毕业生培养规格和毕业要求,优化了课程体系;
(4)以实际工程项目为载体,突出实践教学改革力度;
(5)改革课程教学内容和方式,实现人才培养与市场需求的零距离对接;
(6)打通第一、二、三课堂,全面实现评估体系中对创新意识的要求。
二、成果解决教学问题的方法
(一)以研透土木工程专业评估标准以及工程教育专业认证文件为导向
借鉴国内外经验,结合我校实际,构建满足专业认证最低标准要求的人才培养方案。通过分析专业评估标准和中国注册工程师的执业要求,确定了土木工程专业定位、培养目标和知识、能力和素质要求,确定了培养目标与课程要求的关联矩阵、实现路径,包括必备的教学资源和教学管理以及质量评价等评估标准中指标体系观察点的要求。借鉴目前已申请评估通过的78所高校的成功经验,在遵循《专业规范》的框架下,构建了2010版、2013版满足持续改进评估指标要求的具有应用型特色的人才培养方案。
(二)以构建满足行业企业执业要求课程体系为导向
促使专业教育适应行业企业需求,提升学生培养质量。课程体系满足了专业办学定位、培养目标、毕业生就业去向、工作岗位、未来发展等的要求,引导专业“大土木”宽口径培养,拓宽了毕业生就业面,适应了注册工程师执业需求,提升了学生的综合素质,人才培养方案和课程体系得到教育界和工程界专家的认可,搭建了工程界与专业教育的平台,推进了专业教育校企深度的合作,保障了专业教育改革与专业的发展,使学生培养符合行业企业执业要求。
(三)以保障培养应用型高素质人才毕业要求为导向
进行“新课程、新教材、新方法、新平台”的教学要素集成创新,升华精品课程,创新改进培养模式。开设《公路养护技术》等本专业领域新课程,完善课程体系,反映办学特色;编写《土木工程施工》等系列新教材,实现原创案例百分之百,以助于案例教学;在《土木工程导论》等11门课程开展教学方式方法改革,改变以“教”为主的传统教学模式,转变为“以生为本”的“学”为主的翻转式教学模式,升华精品课程教学效果;建立“工程导论—工程设计—工程施工—工程管理”为递进式的毕业设计综合素质培养的教学平台,培养应用型高素质专门人才。
三、成果的创新点
在总体办学思想的指导下,土木工程专业经过几次教学计划的修订,结合专业认证标准要求,形成了学生知识、能力、素质协调发展的培养方案与课程体系。具有以下特点:
(一)一个宽专相兼的个性化课程体系
充分考虑“宽口径”的指导思想和我国目前企业缺乏专门化工程技术教育的现状,在课程设置上,将“宽口径”的大前提与专门化课程相结合,在课程类别涵盖了工科通识教育课程、土木工程专业知识课程、土木工程专业方向模块课程三大类,依托个性化的课程选修制度组合成完整的课程体系,以实现个性化的培养目标,较好的体现了“将成才的选择权交给学生”的办学理念。
(二)两个扎实的基础课程平台
构建工科通识教育课程和土木工程专业知识课程两个平台。工科通识教育课程平台由学校统一管理,选择了人文、自然科学知识,设置了数学、物理学等课程;专业知识平台以力学和土木工程学为主体,力学包括了三大力学、水力学、土力学等,土木工程学以结构、施工、经济类课程为主体,要求专业知识平台课程的教学内容面向土木工程专业各个领域,承接工科通识基础课程的知识体系,为后续课程打下扎实的基础。
(三)三个特色鲜明的专业方向模块课程群
2007年起,土木工程专业招收道路与桥梁工程、建筑工程、岩土与地下工程3个专业方向的本科生。每个课程群课程的设置主要考虑了本领域专业知识体系的完整性和个性化需求,以保证该领域专业知识体系的完整性。同时设置了适量的选修课程,满足学生深入学习和扩大知识面的需要。2010版教学计划又进行了改进,专业方向模块课程要求每位学生在主选方向以外,必须选修其他1~2个方向的2~3门专业方向核心课程,保证宽口径培养。并增加了学生实训和实习的比例,以培养懂管理、懂技术、懂经济、懂法规,综合素质较高的、面向工程第一线的应用型土木工程师。
(四)四个内外结合的教学模式
在确立了基本课程体系的前提下,为提高各门课程的教学效果,增强课程与工程实践的结合,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,根据课程性质确立了“四个内外结合”,即学校内外、专业内外、课堂内外、学期内外结合的教学模式。校内外结合主要体现在一些实践性强的课程,设置了必要的实习环节,将国家职业资格或技能证书要求纳入专业课教学内容中;专业内外结合是为了拓展土木工程学生的知识面,将本专业的知识与整个社会科学、技术体系相联系,培养学生的综合素质和专业协调能力,如跨专业组合结构设计竞赛小组,与建筑学专业同学共同进行毕业设计等。课内外结合的教学方式覆盖的课程面最广,将课堂教学与实验教学、自主实验、各种学生科技创新活动等相结合;学期内外结合充分利用假期,开展各类课程的实践性环节和社会实践活动。“四个内外结合”的教学模式大大拓展了教学的空间与时间,同时在教学计划中设置了相应的学分,教师及时引导,学生主动参与,充分开发学生自主创新能力,使“培养应用性、卓越工程师”的办学思想落到实处。
四、成果的推广应用效果
经过一个培养方案4年循环的教学改革和探索,我校土木工程专业工程教育改革的已经取得了令人欣喜的一系列成果。
(一)土木工程专业课程体系按《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的最低标准设置,与人才培养目标高度吻合。考虑学校的办学历史、专业方向设置、师资的结构和水平、学生的基础等实际情况完善了课程体系并以此制定教学计划。
(二)课程体系的设计将课堂教学的组织、实践环节的构成和创新训练的构思等第一、第二、第三课堂所有教育环节整合到一起,形成一个完整的、开放的、有特色的人才培养方案。
(三)通过优化的课程体系设置,形成了鲜明特色的核心课程群,以“点”带“面”,进行了系列教材建设,编写了《土木工程施工》等土木工程规划教材,在3届道桥卓越班教学中使用,各方面反映良好。
(四)根据以项目为牵引的课程体系架构的安排,将教学目标体现在“基础扎实、知识面宽、实践能力强”的特点上,在省级精品课程《桥梁工程》、校级精品课程《土木工程导论》等11门课程中积极推进“案例教学“”项目教学“”问题教学”,全面提高了教学质量,校内外评价良好。
(五)改革的成效是通过将新的课程体系与2014年最新的工程教育认证通用标准和专业标准的培养目标、毕业要求进行对比得出自评结论,具有科学性、合理性和国际性。
一、土木工程中的边坡支护技术
土木工程中的边坡支护技术比较多,例举比较常见的边坡支护技术。如:《”锚杆支护,其在边坡支护中较为常见,利用水泥土墙做为辅助支护,有利于边坡的侧向稳定,锚杆支护在土木工程中,适用于高度低于6米的基坑,提供足够的支护力;(2)开槽施工,先根据边坡支护的情况,在基坑周围开挖内槽,利用内部支撑的方式,形成边坡的挡体,支挡土木工程边坡内的土体结构,由此保障边坡的稳定度;(3)土钉支护,此类边坡支护方式的稳定性较高,但是其对土木工程的环境有要求,只能适用在特性土质内,而且土质内的水位不能太高,在边坡基坑低于12米的工程内较为常见;(4)逆作拱墙,结合土木工程基坑的实际情况,设计拱墙支护,通过拱墙提供支护的能力,一般边坡支护中的逆作拱墙分为全封和局部两种,需根据边坡支护的需求确定拱墙类型。
二、土木工程中边坡支护技术的应用
土木工程中边坡支护技术的应用主要分为三项,支撑土木工程的边坡施工,对其做如下分析:
1、边坡支护方案
根据土木工程的需求,制定边坡支护的方案,保障其在土木工程中的顺利施工。以某土木工程为例,分析边坡支护技术的方案川。第一该工程采取土钉支护的方式,根据方案要求,在土钉支护的过程中,要保障支护的强度达到工程标准,方案中规定了土钉的深度,要求施工人员严格按照深度执行支护;第二标记成孔的位置和编号,便于边坡支护时识别;第三设计拉拔试验,检查土钉打入的效果,此部分需交由第三方完成,确保土钉具备充足的强度;第四规定注桨的比例,规范外加剂的用量,该工程方案中规定采用重力灌注的情况,适当情况下可以采取补桨处理。
2、基坑开挖
基坑开挖是土木工程边坡支护的重要环节,因为基坑开挖的过程中,导致土层或地质结构出现破坏,增加开挖的难度,尤其是在开挖后期,很容易出现变形、位移,所以基坑开挖中需要遵循分区原则,确保分区基坑平衡开挖后,才能进行下一分区的基坑作业izl。例如:某土木工程在基坑开挖中,开槽后立即进行支撑,支撑完成后紧接着进行开挖,而且还要遵循分区的原则,避免超过基坑原本的设计量,该工程基坑开挖到距离支护边坡约8米的时候,进行分段开挖,以25米为分段的标准,为提高基坑开挖的速度,该工程在分段基坑内选择了跳挖的方式。
3、地质监测
地质监测应用在边坡支护的整个过程中,主要是排除土木工程施工中的地质影响,保障土地工程处于稳定的状态,以免发生变形。边坡支护中的地质监测,稳定土木工程的施工环境,规避地质环境引发的风险,尤其是基坑施工部分,更是要强化地质监测,根据地质监测的数据,安排边坡支护的施工。边坡支护施工技术中的地质监测,起到良好的监控作用,施工人员观察测点的地质变化,对施工方案提出改进意见,以此来提升边坡支护的水平,促使其更加适应土木工程的环境。地质监测中能够约束边坡支护技术的应用,及时发现土木工程地质条件的临界值,准确控制边坡支护,以免土木工程的边坡结构受到地质影响。
三、土木工程中边坡支护技术的质量控制
随着CFRP材料向土木工程领域的逐渐渗透,它的应用范围越来越广,CFRP材料在土木工程中的应用经历了纤维片材、纤维棒材和纤维型材等几种材料形式。CFRP材料在土木工程领域应用的不断扩大,其优越性也逐步发挥出来,受到越来越多的关注,因此开展关于CFRP在土木工程中应用的课题十分有必要。土木工程中应用的CFRP产品形式主要有短纤维、片材(纤维布材和板材)、棒材和索材、拉挤型材、缠绕型材、格栅及手糊制品。根据CFRP材料制成的产品形式的不同主要有以下几个方面的应用:①C-乱向短纤维,加入混凝土中,可大大提高混凝土结构的抗裂性、延性和承载力等多种性能;②CFRP片材,用于既有结构加固修补,有大量的工程应用,其技术已基本成熟;③将碳纤维长丝制成棒材,在混凝土中代替钢筋用于新建结构,主要用于海洋工程结构及需电磁波透过的工程结构,国外已有较多研究,并开始应用,也可制成杆件,建造各种空间结构,如网架、网壳以及拱、壳和穹顶等,形成大跨空间建筑结构体系;④将碳纤维加工成束状或绳状形成索材,用于大型土木工程的拉索或悬索结构,该方面应用在锚具连接上尚未能很好地解决,但仍有一定的应用;⑤CFRP拉挤型材,可做成工字形、槽形、管形、箱形等基本型材,形成轻质楼板、桥板;⑦CFRP格栅,可用于补强飞机场跑道、桥面和公路,早在1996年,美国通往加拿大的401#高速公路的数座桥面上采用碳纤维补强。本文主要从以下几个方面综述CFRP材料在土木工程中的应用:CFRP片材在加固混凝土结构和钢结构中的应用研究;CFRP棒材在空间结构中的应用研究;CFRP索材在桥梁结构中的应用研究;CFRP锚固系统的应用研究。
2CFRP片材的应用研究
CFRP片材主要应用在建筑结构加固中,20世纪80年代末至90年代初起源于欧美和日本等发达国家,方法为利用树脂类粘结剂将碳纤维粘贴到结构或构件的表面,形成复合材料,通过碳纤维与构件的协同工作来提高结构和构件的承载力和延性。此技术在90年代得到广泛应用,经过1995年日本阪神地震检验,并在1999年中国台湾省地震后的修补和重建中发挥了重要作用,使人们对这一新技术有了进一步的认识,在国内已经引起重视,并着手研究和开发。
2.1CFRP加固补强混凝土结构
对混凝土工程进行加固,是目前CFRP在土木工程中应用最成熟的技术,关于这方面的研究主要集中在对加固后构件的抗弯、抗剪、抗压抗疲劳等。抗弯加固(图1)就是将碳纤维片材用胶结剂外贴于构件的受拉面与混凝同承受荷载,以提高构件的受弯承载力,达到抗弯加固的目的。目前国内外主要是运用试验和有限元分析的方法分析影响加固性能的因素,并用试验数据和分析数据提出承载力公式,进而改进加固的方法。2000年以来,东南大学、清华大学、哈尔滨工业大学、天津大学等都对CFRP加固的钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土构件进行了弯曲试验,得到影响加固效果的主要因素有碳纤维布的层数(加固量)、混凝土强度、配筋率、碳纤维布端锚固情况等[1];另外,岳清瑞、赵国藩和郑国栋等[2,3]还研究了二次应力状态以及既有荷载的存在对加固效果的影响,提出了提高梁底碳纤维布的抗剥离能力的方法[4]。抗剪加固(图2)主要是将碳纤维片材粘贴于构件的剪跨区,利用碳纤维布对混凝土的约束来抑制剪切裂缝的开裂和发展,达到抗剪加固的目的。与抗弯加固类似,抗剪加固的主要研究也主要集中在用试验研究和有限元分析的方法对加固后构件的抗剪承载力提高程度、破坏形式以及影响加固的因素进行研究和分析[5,6],并针对破坏形式提出了一些解决方案。抗压加固(图3)的研究主要是实验研究,将CFRP片材外贴在钢筋混凝土柱上进行受压试验研究,能提高柱子的承载力和延性[7]。在这些静力性能研究的基础上,很多学者提出了疲劳性能的问题,并针对加固后的钢筋混凝土构件进行了疲劳试验的研究,结果表明,加固后的混凝土构件疲劳寿命提高、疲劳变形减小、抗裂性能提高[8]。近两年,东南大学的袁鑫等[9]对高温环境下的粘贴CFRP板前后的RC箱梁做了疲劳试验研究,得出高温环境下使用的箱梁桥顶板经过CFRP加固后承载力、刚度和疲劳强度都提高了;同济大学的商兴艳[10]通过试验研究了L形外贴纤维片材加固震损的钢筋混凝土框架节点的抗震性能;顾威、李宏男等[11]对加固的受损轴压钢管混凝土进行了试验研究。国外在CFRP加固混凝土结构方面也进行了深入研究,近几年Badawi和Wahab提出一种内嵌式的加固方法,即在混凝土构件表面挖槽,在槽内涂环氧胶,然后粘贴CFRP材料(图4),并对这种加固的构件进行了抗弯、抗剪和抗疲劳试验研究[12-14],加固效果比外贴方式好。图4内嵌式加固方法Fig.4StrengthwithNSMCFRPproduct
2.2加固钢结构
在土木工程中,钢结构的损伤具有局部性和多发性等特点,且不可能立即退役。采用传统的焊接和用螺栓、铆钉连接加钢板的加固方法存在焊接残余应力、削弱截面等很多弊端。采用碳纤维布进行加固补强,可手工完成,具有良好的耐腐蚀性,不会出现钢板加固后的锈蚀现象。CFRP加固修护钢结构就应运而生,但是它起步晚,其研究和应用均处于初始阶段,主要是进行数值模拟和数值分析,试验研究很少。在梁的受拉面粘贴CFRP片材,提高其抗弯承载力和抗弯刚度;在梁的腹板粘贴CFRP片材,提高其抗剪承载力;对疲劳损伤钢结构进行加固,提高剩余疲劳寿命;CFRP布环向缠绕钢管柱,避免钢管的局部失稳,提高柱的抗压承载能力;对钢结构节点的加固以及结构耐久性加固等。由于疲劳是钢结构损坏的主要原因之一,清华大学的郑云、叶列平[15]对CFRP加固的含中央疲劳损伤裂纹的钢板进行了理论分析,计算得出其剩余疲劳寿命得到显著提高。张宁等[16]通过试验研究分析得出拉应力状态下碳纤维布加固钢结构K形焊缝,可改善钢构件的疲劳性能,延长钢结构疲劳构件的使用寿命。对预应力CFRP板加固钢板的受拉疲劳试验研究[17],分析了应力比、CFRP板刚度、预应力及粘结胶性能等因素对疲劳裂纹扩展的影响,试验结果表明:加固后结构的疲劳寿命提高16倍以上。CFRP加固钢结构的破坏形式仍然是以粘结层的剥离破坏为主,是影响CFRP加固钢结构性能的重要因素,碳纤维布与钢结构之间的粘结性能直接影响加固效果。根据试验结果,在粘结端部,界面剪应力最大,随粘贴长度的增大,界面传递的剪应力减小,碳纤维复合材料受到的正应力增大,承载力也逐渐提高,但当粘结长度增大到一定值时,只是胶层弹性长度增大,承载力不再提高。岳清瑞、彭福明等通过静力拉伸试验(粘结材料选用双组份环氧类粘结剂)对碳纤维布与钢结构之间的粘结应力进行了分析,最后得到了碳纤维布加固钢结构时的有效粘结长度为80mm~100mm。碳纤维与钢构件之间的粘接性能是碳纤维加固修复钢结构研究领域的一个重要课题,但是加固钢结构胶粘剂材料的研究较少,成为制约这项技术应用的主要问题,应加强这方面的研究;碳纤维布端部存在严重的应力集中,锚固显得异常重要,尤其是在碳纤维布的端部,这个问题也应该深入研究。
3CFRP管材及其组合构件的应用研究
结构的自重限制空间结构向超大跨度发展,轻质高强的纤维复合材料的出现为解决这一问题提供了有效的途径,CFRP材料在加固现有结构中的良好表现,使人们认可了其高强、轻质、耐腐蚀的性能,研究能否将CFRP制成杆件用于空间结构中,以跨越更大的跨度,具有重要的意义。2004年清华大学的钱鹏等[19]以日本Toray-TT00SC碳纤纱作为原材料,用铝合金制作连接件,采用卷带成型法制成了CFRP圆管。对CFRP杆件轴向进行了受力试验,采用ANSYS软件对杆件的进行了分析计算,得出CFRP管的破坏形式。CFRP材料的各向异性使纯CFRP杆件以节点连接破坏为主,不能充分发挥材料的优点,且破坏具有脆性特征。2006年蒋燕等又提出了CFRP-铝合金组合杆件[16](由铝合金管外包CFRP布制作而成),对其进行了拉伸试验研究、轴心受压稳定试验研究和弯曲试验研究,试验表明:组合管的破坏模式与铝合金管的破坏模式较为接近;组合构件的弹性阶段抗弯刚度和极限承载力比纯铝构件大大提高。根据试验研究和理论分析得到了轴心受压承载力计算公式和组合管局部屈曲承载力计算公式,并提出了组合构件抗弯刚度的计算方法,建议了组合长管轴压稳定承载力的计算方法。基于这些杆件性能的基本研究,钱鹏等将CFRP-铝合金组合杆件用于Keiwitt网壳和网架中[21],运用有限元的方法建立了网架和网壳的模型进行了分析,得出组合管网壳的承载力和刚度比铝合金网壳高,对几何缺陷和非对称荷载的敏感性都比较小,且自重比较小。国内外很多学者都认为CFRP-铝合金组合管发展潜力巨大。从经济上看,CFRP-铝合金组合管比铝合金管要贵,但是长期经济效果要优于铝合金管,因此经济效益较好。铝合金的无磁性和不与CFRP材料发生电化学反应的性质也让其代替钢材成为这一组合管的首选材料。2009年哈尔滨工业大学的张亮泉等[22]以T700SC-12K碳纤维(日本东丽公司)和环氧树脂为材料和基体,采用纤维缠绕成型工艺,正交对称铺设CFRP铺层,设计了不同尺寸的CFRP圆管,并进行了压缩和拉伸试验,采用有限元软件ABAQUS考虑单层纤维受拉断裂、受压屈曲和扭折、在横向拉力和剪力作用下基体开裂以及在横向压力和剪力作用下基体破碎,对CFRP圆管的破坏进行数值模拟分析,结果与试验所得数据总体吻合较好。得出受压破坏以纤维受压后扭折致使纤维折断和基体开裂为主要破坏模式,受拉破坏以纤维拉断为主要破坏模式。这种CFRP管的性能如表1所示。张亮泉和欧进萍[23]提出用上述方法制成的CFRP圆管建立平板网架结构,并对它们进行了有限元分析(分析中均假设节点具有足够的强度和刚度不发生破坏,网架结构的破坏发生于杆件上),得到随着跨度的增加,CFRP网架的竖向位移明显小于钢网架,跨度越大越明显,CFRP网架的跨越能力可提高30%;CFRP网架抗震性能优于钢网架。用Pushover分析方法分析CFRP网架失效模式得出,要充分发挥CFRP网架材料的高强度优势,关键因素是提高支座的变形能力。上述所有的分析都是建立在节点具有足够的强度和刚度不发生破坏的假设条件上,但是CFRP杆件之间的连接一直是制约其发展的关键因素。2012年张亮泉[24]提出了一种由CFRP管材为受力主体,钢板为端部支撑的新型组合构件(图5)。在构成空间结构时,构件之间仍然可以采用焊接节点和螺栓球节点,很好地解决了杆件之间的连接问题。采用数值分析的方法研究其受压性能,其抗压承载力有很大的离散型,需要后期具体的模型试验才能确定其准确的抗压性能。
4CFRP索材的应用研究
碳纤维增强聚合物(CFRP)筋材具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳性能好等优点,已在桥梁工程中得到应用,成为大跨度桥梁拉索的理想材料。因为CFRP索只受拉力且为纯CFRP材料成型,因此可以最大程度的发挥CFRP材料的力学性能。目前CFRP索主要应用在桥梁结构中,国内外有很多已经建成的CFRP拉索斜拉桥,如表2所示。东南大学Rc&Pc结构教育部重点实验室联合相关单位完成了国内第1座CFRP拉索斜拉桥(江苏大学人行桥)的设计与建造,该桥全部拉索均采用CFRP材料。长安大学的梅葵花、东南大学的吕志涛[25]采用解析法分析了CFRP斜拉索的静力特性,发现CFRP拉索的垂度只有钢索的1/5,使得拉索倾角和允许应力相等时CFRP拉索的极限长度是钢索的5倍有余,拉索长度相同时CFRP索的承载效率比钢索高得多;随着跨度的增大,钢拉索承受外荷载的能力急剧下降,而CFRP拉索承受外荷载的比重仍非常高。梅葵花推导了斜拉索设计时待求参数的精确计算公式,并从精确解析式中直接得出忽略拉索弹性伸长的近似解;建立了CFRP拉索的非线性参数振动模型,采用数值分析的方法,分析了各种因素对拉索在参数振动特性的影响,得出拉索振动的拍频、幅值与拉索静拉力、激励幅值以及阻尼等有关,且在参数振动发生机率、参数振动响应以及抑制参数振动难易程度上,CFRP拉索优于钢拉索。鉴于上述CFRP拉索相对于钢拉索的优势,其在桥梁结构中的应用研究越来越多,目前主要集中在CFRP斜拉桥和CFRP缆索悬索桥的研究。东南大学土木系通过具体的算例分析了1000m级斜拉桥的几何非线性影响量,并计算了其在温度荷载下的静力反应;采用有限元法对比分析了CFRP索斜拉桥和钢索斜拉桥的主要动力特性,提出了若干优化CFRP斜拉桥的理论依据。东南大学的吕志涛主持了国内首座CFRP索桥(江苏大学人行桥)的设计和应用研究[27],研制了黏结型CFRP拉索锚具,并对其进行了有限元分析和试验研究;研究了CFRP拉索的制作和安装工艺并提出了拉索的张拉方案。江苏大学的周士金等[28]对以苏通长江公路大桥为参考对象,建立斜拉桥的有限元动力模型,并采用等轴向刚度准则将钢索替换为CFRP索,与钢索斜拉桥在同一地震波作用下的地震响应差异和抗震性能,得到CFRP索斜拉桥的位移和内力地震响应值较小,在抗震性能方面具备一定的优势;对首座CFRP索斜拉桥进行了有限元分析和荷载试验、动态试验,为CFRP索桥梁的动态建模、动态特性分析、抗震抗风设计及CFRP新型缆索材料在桥梁工程中的进一步推广应用提供一定的参考依据。2006年郑宏宇等[29]提出将CFRP索用在悬索桥中,并分析了CFRP拉索体系悬索桥的优势、可行性以及推广和应用所面临的问题。2011年东南大学的马文刚等[30]采用有限元建模的方法对钢缆锁悬索桥和CFRP缆索悬索桥分别进行了恒载、活载、温度作用的对比分析计算,得出CFRP缆索悬索桥在恒载作用下的内力和温度作用下变形比钢缆锁小,但是由于刚度较小,在活荷载作用下竖向变形比钢缆索桥大7%;2012年同济大学的李扬[31]基于分段悬链线法和通用有限元程序也对钢缆锁悬索桥和CFRP缆索悬索桥的静力性能进行了对比研究,得到了同样的结论,且进一步对CFRP缆索悬索桥的刚度进行了参数分析,考虑的设计参数包括桥跨布置方式、矢跨比、边中跨比、主梁抗弯惯矩、桥塔抗弯惯矩和中央扣,提出了改善结构刚度设计的建议。CFRP索比重小、刚度小,其抗风性能尤为重要,同济大学的李扬和肖汝成[32]用非线性有限元计算方法,对主跨2000m~5000m的钢缆索和CFRP缆索悬索桥的抗风性能进行了对比分析,得到其抗风性能确实比较差,必须采取相应的改善措施。针对锚固困难、CFRP索造价高,用在斜拉桥中整体刚度低等问题,同济大学的熊文和肖汝诚[33]提出CFRP与钢组合截面斜拉索和CFRP与钢组合结构斜拉索两种方案,前者是将CFRP与钢形成组合截面斜拉索(图6),后者是将CFRP斜拉索与钢斜拉索分别应用于同一桥梁不同跨度区域,在保证两种斜拉索良好力学性能的同时优化了经济性能。综上所述,CFRP材料作为超长跨度斜拉桥的拉索材料与传统的钢拉索相比有很多优势:强度大;相同条件下,CFRP拉索的承载效率比钢拉索高得多;CFRP拉索的比重小,减轻基础施工的难度。但作为一种新型材料,在使用上也存在一些问题,CFRP的抗剪性能较差,导致CFRP索有折点时脆断,且CFRP拉索的锚固非常困难,需要设计一种专门的锚具来解决这个问题。
5CFRP锚固系统的应用研究
由于CFRP筋的横向抗剪强度较低,常常发生横向剪切破坏,导致无论是用作受压构件的CFRP棒材还是用作受拉构件的CFRP索材都难以采用传统的连接方式和锚固方式对其进行连接和锚固,CFRP筋锚固体系的研发成为能否将CFRP材料应用于实际工程的关键。因此,近几年关于CFRP筋锚具的研究和开发方面有不少研究。目前,国内外研究的适用于CFRP筋(索)的主要锚具形式有粘结型、夹片型和复合型(夹片-粘结型)3种,粘结性锚具是其中性能比较稳定,性能比较好也是已经应用到工程中的锚固形式。
5.1粘结型锚具
粘结型锚具由套筒、螺母、端堵和封盖组成,其中端堵和封盖上设有相对应的定位孔,以使筋材相互间隔一定的距离并保持平行,典型的失效形式有两种:CFRP筋破坏和CFRP筋从锚具中被拔出。后一种破坏应该通过增强锚具的粘结性能避免,影响锚具粘结性能的主要因素有锚具形式、粘结长度、填充材料等。国内首座CFRP索斜拉桥采用的就是粘结型锚具,针对此锚具东南大学的吕志涛、梅葵花和江苏大学的刘荣桂等都进行了试验研究[34],对采用树脂封装和微膨胀水泥封装的直筒式和直筒加内锥式锚具进行了静载试验,对CFRP筋在不同的粘结长度、不同锚具形式以及不同的填充材料等情况下的拔出荷载进行试验对比,得到了这些锚具的荷载-滑移曲线。梅葵花提出了一种直筒式粘结型锚具的粘结应力的分布模型,采用解析法分析了其极限承载力,采用有限元法分析了内锥式和直筒+内锥式锚具在其使用荷载下的受力性能。2006年同济大学的薛伟辰和王晓辉[35],通过48个拉拔试件对CFRP绞线筋与不同环境介质之间的粘结性能进行了较为系统的试验研究,并与钢绞线进行了比较。湖南大学的方志、蒋田勇和同济大学的梁栋[36],通过静载试验研究了不同表面形状和锚固长度的CFRP筋在超高性能混凝土RPC、环氧铁砂、环氧石英砂和普通混凝土等四种不同粘结介质中的受力锚固特征,得出CFRP筋的表面形状显著影响其锚固性能,在其他条件相同时RPC对CFRP筋的锚固性能最好,并进一步对其在RPC中的锚固性能进行了详细的试验研究,开发了一种以活性粉末(RPC)作为粘结介质的粘结式锚具,并对其进行了静载试验和疲劳试验,得出CFRP筋的表面形状对以RPC作为粘结介质的粘结式锚具的锚固性能有着决定性影响,建立了平均粘结强度、平均粘结强度对应的滑移量、临界锚固长度以及粘结滑移本构模型等计算式,试验表明该锚具具有良好的抗疲劳性能。西安交通大学的侯苏伟等[37]在大量试验研究和前人研究成果的基础上,改进传统的内锥型锚具,提出了一种以环氧树脂为粘结介质的新型内锥式锚具,并对其进行了静载试验和疲劳试验,证明新形粘结型锚具具有100%的锚固效率系数,且能安全通过疲劳试验。
5.2夹片型锚具
夹片型锚具由传统钢绞线锚具发展而来,主要由锚环、夹片、软金属管、CFRP筋等部分组成,由于CFRP筋的抗剪性能差,传统夹片型锚具“切口效应”明显,在受荷端易发生夹断破坏,应做如下改进:夹片与筋材间增设软金属管,夹片与锚环间设置角度差,减小夹片倾角。夹片型锚具结构相对简单、组装方便,便于工程现场安装。但滑移量较大,易产生应力集中,锚固效率较低。东南大学的丁汉山等[38]设计了一种单孔夹片式锚具,用来锚固单股CFRP筋并进行了试验研究,试验中典型的锚具失效模式有两种,一种为碳筋在有效张拉长度范围内拉断,另一种是碳筋在锚固区域被夹片剪断,是应避免的破坏模式。得出了锚固长度、夹片与锚环之间的交角等对锚具锚固性能的影响。湖南大学的蒋田勇和方志也对传统的夹片式锚具进行了改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成,对不同锚杯倾角、预紧力、塑料薄膜、凹齿间距和深度以及铝片厚度的锚具进行了静力试验研究[39],试验过程中试验试件的破坏形式有滑移破坏、夹断破坏和拉断破坏;对不同锚杯长度和锚杯内壁倾角的夹片式锚具进行了疲劳性能试验研究,得出该类锚具具有良好的动力抗疲劳性能,锚杯内壁倾角一定时,锚杯长度越大,锚具组装件的疲劳性能越好。西南交通大学的诸葛萍、侯苏伟、强士中研制了CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、4片夹片和金属套管组成,对不同齿距的夹片、不同材质和壁厚的套管以及不同的预紧力进行了正交试验[40],以考察不同参数对CFRP筋夹片式锚具综合锚固性能的影响,提出的CFRP筋夹片式锚具理论计算,锚具性能稳定,锚固效率系数高,抗滑移安全系数高,CFRP筋滑移量小,适用于锚固高强的CFRP筋。由于影响夹片式锚具的参数很多,而且相互之间是相互制约、相互影响,所以更优的参数组合还有待于进行更深入的研究与分析。
5.3复合型锚具
由于粘结型锚具和夹片式锚具在应用到CFRP中有各自的局限性,研究的方向逐渐转向复合型锚具的研发和研究,目前国内对这方面的研究较少,只有湖南大学的蒋田勇、方志和北京工业大学的詹界东、杜修力做了一些试验研究。蒋田勇和方志[41]提出了复合式锚具,由楔紧锚固端和黏结锚固端组成,其中,楔紧锚固端包括锚杯、带有凹齿的夹片、铝套管以及塑料薄膜,粘结锚固端包括钢套筒和黏结介质活性粉末混凝土RPC,并对此锚具进行了静载试验,研究了锚杯长度、钢套筒长度、夹片预紧力、筋材预张拉力等试验参数对复合式锚具锚固性能的影响。北京工业大学的詹界东等[42]也提出了一种夹片—粘结型复合式锚具,并进行了静载试验和动载试验,验证了其良好的锚固性能。目前,对于锚固系统的研究,主要是通过改变形式、尺寸、粘结材料和锚固长度来设计锚具的形式,通过有限元分析和试验研究来获得具体锚固形式的最终锚固性能,对于锚固系统的锚固机理和内部荷载传递机制研究不深入,而且锚固系统尺寸和重量较大,是阻碍CFRP索(筋)广泛应用的主要因素。
6结论
关键词:硕士研究生;专业英语;土木工程;教学实践
中图分类号:H3-4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0039-05
一、从“学”到“用”的硕士生专业英语内涵
专业英语(English for Specific Purpose,简称ESP),特指与某种职业、学科或目的相关联的英语[1]。根据学习者的语言使用目的和语言环境,专业英语又分为职业英语(English for Occupational Purpose,简称 EOP)和学术英语(English for Academic Purpose ,简称EAP)[2]两大分支。对于硕士研究生而言,专业英语教学的主要内容是学术英语,学习目的一般可归纳为了解与本专业相关的专业知识,及时掌握学科发展动态及加强学术交流(发表学术论文或参加国际学术会议),以下文章中所提专业英语皆为学术类专业英语。
专业英语作为通用英语( English for General Purpose,简称EGP) 的变体,有两个基本特点:(1)专业英语具有独特的词汇、句法和结构模式。简要地说, 科技文体正式、客观,词汇以中性的技术与半技术词为多,语法以被动语态与名词化为主[3]。(2)专业英语具有明显的专业内涵,需采用与学习者关系最密切的语言素材来进行授课。对学习者而言,学习专业英语是为了了解专业英语的特
点,掌握相关的专业英语基础知识,但更重要的是学习者在学习专业英语的过程中就开始积累和扩充专业知识,实际上这也是学习专业英语的最终目的。
遵照《中华人民共和国学位条例》《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》的基本要求,以教育部颁发的《非英语专业研究生英语教学大纲》为依据[4],上海理工大学土木工程系制定的硕士研究生培养方案要求学生除了完成基础英语课程外,还必须修满36学时的专业英语课程(2学分)。新修订的教学大纲将专业英语定位为现代信息社会中土木工程人才必须掌握的一门重要语言工具,通过应用这门语言工具可及时获取专业信息、掌握学科发展动态、发表科研成果及进行国际学术交流。
研究生专业英语教学质量需要通过选择恰当的课程教学内容和采用合理的教学方法来得到保证,而这一切必须符合专业英语的教学规律。学以致用不是一步完成的,从“学”到“用”英语是逐渐过度的[5],大体可以分为两个阶段:第一阶段“学”,即学习专业知识应当如何用英语表达。这里的专业知识涉及的内容应当是学生已熟悉的专业基础知识,这一阶段的主要任务是学生积累专业词汇,熟悉专业文体。第二阶段“用”,即学生通过以英语为载体的书籍、期刊学习本专业的新理论、新技术,以及发表英语学术论文、参加国际学术会议等。
文章结合学校环境与建筑学院土木工程学科研究生专业英语的教学实践进行专业英语学以致用的探索。
二、“学”阶段的主要教学内容及方法
“学”阶段学的是英语,“专业英语”一词中“专业”和“英语”的关系是学生通过已经习得的专业知识更快更好地学习英语在专业领域的表达方式,包括词汇、语句及语言风格。由于专业英语素材多、词汇多、语句晦涩难懂,因此这一阶段的教学内容必须专业对口、难易适中,且为学生在本科阶段已基本掌握的专业知识。这是因为相关的背景知识是决定专业英语理解水平的重要因素之一, 例如土木工程硕士研究生在本科阶段学习了“混凝土”、“钢筋混凝土”及“预应力混凝土”,因此可以快速理解在“concrete(意为混凝土)”前加上“reinforced-”可以获得“钢筋混凝土”的英文,或在前面加上“pre-stressed”可以获得“预应力混凝土”的英文。又如,“workability of fresh concrete”对于无土木工程专业背景的学生来说可能意味着“新鲜混凝土的可使用性”,但对于土木工程硕士研究生来说,它的含义显而易见,“新拌混凝土的和易性”。由此可见,具有一定的专业知识背景对于理解、掌握专业英语是非常有帮助。
在“学”阶段的教学中使用的专业英语教学资料取自多本国际知名土木工程专业系列英语教材,例如结构力学方面有R. C. Hibbeler编著的《Structural Analysis》经典教材,岩土力学方面有B. M. Das编著的《Principles of Geotechnical Engineering》,K. Terzaghi等编著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》等著作。
鉴于专业英语安排的学时相对较少(2学时/周×18周,共36学时),为获得较好的教学效果,必须对教材内容有所取舍,做到突出重点、挈领提纲。对于选定的典型材料,教师可以帮助学生进行相关背景的知识回顾,使学生快速进入语境,应用专业知识进行预测性阅读,然后才进行关键段落、关键句、关键词的剖析及讲解。
“学”阶段的授课以教师指导、学生积极参与的方式进行,使学生可以主动参与并与教师进行交流沟通。通常对于一个典型材料,教师首先通过朗读使学生获得正确的英语发音,然后通过原文翻译,讲解专业概念及语句结构。在目前的英语教育测试系统中,为了更好地达到公平公正,大量运用了客观选择题,导致学生缺失基本的语法、句法和语言应用能力,从而对内容理解不准确、更有甚者理解错误,因此教师在开始阶段的引导是非常必要的。接下来是学生参与部分,训练学生的英文朗读与正确翻译原文的能力,从纠正词汇发音、纠正翻译错误着手,通过一定量的段落朗读及翻译练习来提高阅读英文经典教材及准确理解其含义的能力。
三、“用”阶段的主要教学内容及方法
“用”阶段用的是英语,“专业英语”一词中“专业”和“英语”的关系是:(1)学生通过以英语为载体的学术论文、讲座、国际会议等形式获得本专业的先进科学知识及技术成果;(2)并且能够自己撰写英语论文、作演讲、在国际学术会议上作报告。通过“学”阶段的学习,学生已经掌握了一部分基本的专业英语单词、语句及表达方式,在“用”阶段的教学内容上可以提升词汇、句式结构的难度,并且更有针对性地选择期刊论文作为专业英语教学资料。与土木工程英语教材相比,期刊论文对写作体例有更严格的要求,国际标准化组织(International Organization for Standardization)、美国国家标准化协会(American National Standards Institute)和英国标准协会(British Standards Institute)等国际或国家组织都对科技论文的写作体例做了规定,基本内容一般包括:Title标题;Abstract 摘要;Keywords关键词;Introduction引言;Material and method equipment and experimental procedure 材料与方法,设备与实验过程;Results结果;Conclusions结论;Acknowledgments致谢;References参考文献),有时还包括Discussion 讨论及Appendix附录。期刊论文与经典教材相比的另一个不同点在于教材上的专业内容多数已为学生熟知,学生通过专业知识背景来学英语;而期刊论文上登载的大多是最新的科学技术,部分为综述类文献,学生通过阅读期刊论文可以及时地掌握专业动态、获取专业知识。
为学校土木工程硕士研究生专业英语课程选择的学术论文均取自土木工程方面的国际主流学术期刊,有美国土木工程师学会(American Society of Civil Engineers,简称ASCE)出版的杂志期刊,以及联邦德国的施普林格出版公司(Springer-Verlag GmbH & Co. KG)、荷兰的埃尔塞维尔科学出版公司(Elsevier Science Publishers)、美国约翰・威利父子公司(John Wiley & Son, Inc.)等著名国际出版社出版的学术期刊。这些期刊覆盖了土木工程的方方面面,包括岩土工程、结构工程、桥梁工程、隧道工程、土木工程材料等。对于每本用于专业英语素材选取的期刊,都会介绍其主要涉及的学术领域及期刊的出版偏好,例如偏向基础实验、理论推导或工程实例分析等,使学生在今后选择期刊发表科研成果时可以有的放矢。
由上所述可知,专业英语在“用”阶段的课程内容安排上有两条主线:(1)第一条主线是土木工程专业英语文献各部分的写作技巧与注意事项,包括摘要、引言、正文(分为试验研究型、理论研究型及试验研究结合理论研究型)、结论、致谢及参考文献等;(2)第二条主线是土木工程专业涉及的专业内容,包括地基基础、混凝土结构、高层建筑结构、道路及桥梁等。在课程安排上,这两条主线并不是互相孤立的,而是紧密结合在一起,如表1所示。表1学校土木工程硕士研究生专业英语课程安排的教学内容及学时分配,从中可以看出,在专业英语课程的“用”阶段,每一个专业知识板块和文献写作体例所包含的内容是一一对应,相辅相成的。例如在讲解知识板块“土力学与地基基础”时,会挑选这方面的正文作为教学材料,又或在讲解知识板块“混凝土结构”时,会挑选这方面的引言作为教学材料,这样学生不仅能学习专业英语词汇及写作技巧,还能及时了解土木工程专业方面的最新科研动态。又例如
以某一期刊为例,从官网主页进入作者投稿须知界面(Guide for Authors),讲解该期刊对论文各部分写作格式的特殊要求,然后进入投稿界面,详细介绍投稿步骤直至投稿完成。
从表1还可看出,各个知识板块的学时并非均匀分配的,而是存在一定的灵活性,这主要是考虑到课程的教学内容应该是任课教师本人最熟悉、背景知识功底最深厚的部分,作者在之前的学习工作中基本从事“土力学与地基基础”和“混凝土结构”这两方面的科研和教学,因此对该部分内容比较熟悉,授课时可以更生动、讲解可以更清晰。
在专业英语“用”阶段的教学实践中安排了内容1和内容2。内容1对应的培养目标是“学生通过以英语为载体的学术论文、讲座、国际会议等形式获得本专业的先进科学知识及技术成果”;内容2对应的培养目标是“并且能够自己撰写英语论文、作演讲、在国际学术会议上作报告”。内容2的教学安排是由学生自由组合、选取适合的演讲题目、进行英语小组演讲,这部分内容主要训练学生在阅读理解专业英语文献的基础上,如何进行专业表达,提高英语的听、说能力。周奇和朱林菲[6]调查研究发现学生普遍希望增设听说环节。依据自身教学实践,要让小组演讲不流于形式应做到以下几点。
(1)演讲内容。必须取自近5年国际主流土木工程期刊上的学术论文,强调“近5年”期限是因为科技文献的宝贵之处在于登载的专业理论及技术都是最新的,学生通过阅读近期文献可以了解符合时展、科技发展的专业学科方向。由于刚入学的硕士研究生对本专业的国际学术期刊不熟悉,一般会指定一些,例如岩土力学方面有《Géotechnique》《Computers and Geotechniques》《Canadian Geotechnical Journal》《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等,岩石力学方面有《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》《Rock Mechanics and Rock Engineering》等,结构、材料方面有《Journal of Structural Engineering》《Cement and Concrete Research》《Cement and Concrete Composites》等。
(2)演讲形式。由学生自由组合形成4~5人为单位的演讲小组,对所选择的演讲题目按照内容简介(Outline)、引言(Introduction)、内容主体(main body)、结论(conclusions)进行解说,每位组员都必须上台演讲,总用时控制在13~15分钟。
(3)提问环节。在每组演讲完毕后,其余小组进行提问,演讲组可指派任何组员进行回答。
(4)评分标准。演讲得分由教师打分(权重40%)和学生打分(权重60%)共同决定。学生打分成绩由除演讲小组外的其余小组给出,取平均值,评分标准如表2所示:(a)演讲长度直接关系到组员是否对演讲内容熟悉、组员之间是否有排练及配合;(b)PPT应尽量避免大段文字,要以标题、图、表为主,培养学生的表达能力,而不是机械性地重复PPT上内容;(c)演讲内容必须符合国际发展动向的土木工程学科最新科研成果;(d)演讲者需使用专业、流畅的语言进行演讲;(e)回答问题环节考核学生是否真实掌握演讲内容,以及是否查阅相关参考文献获取相关专业知识。
在专业英语课程的“用”阶段,学生进行专业演讲,提高专业听、说能力是难点。为了达到预期的培养目标,除了精心安排课堂教学内容和采用合理教学方法以外,还进行了课外拓展。学院土木工程学科一直与国外知名大学土木工程学科有紧密交流合作,仅2015年就有两位上海市教委“海外名师”项目入选外籍专家来到学院作短期访问交流(德国亚琛工业大学工程地质与水文地质研究所所长Rafig Azzam教授和澳大利亚卧龙岗环境、土木与采矿学院的Cholachat Rujikiatkamjorn教授)。在此期间,专家们给研究生做了若干次专题报告,都是目前国际上土木工程的热点问题。学生通过听报告及提问,既获得了专业知识,又学到了作演讲报告的技巧,提高了听说能力,有助于较好地完成小组演讲。
四、考核方式
进行一定方式的考核是测试学生对课程知识与技能掌握程度的手段之一,同时也为任课教师检验自己的教学成果、改进教学方法与手段提供依据。在学院专业英语教学大纲中明确规定,课程最终成绩由三部分组成。
(1)平时成绩(10%),该部分成绩参考出勤率和课堂参与程度。
(2)小组演讲(30%),由教师和学生的权重打分决定(参见上一节内容)。
(3)期末考试(60%),包括翻译(Part 1 Translation)和写作(Part 2 Writing)两部分。其中翻译包括中译英、英译中的词汇及段落翻译,要求译文忠于原文、语句通顺流畅、表达正确无重大语法错误。写作部分要求学生对所给图片或表格进行专业性英语描述,要求条理清晰、内容准确,符合专业文献的表达方式和语言风格。
综上所述,对考核方式进行了优化设计,避免了专业英语测试中经常会遇到的尴尬问题,即专业英语考试等同于翻译考试。从考核结果和评教系统的测试结果可以看出,这样考核方式较为合理,被大部分学生所接受,同时也达到了全面测试学生听、说、读、写、译能力的效果。
五、结语
科学技术创新离不开科技信息的及时获取与利用,因此专业英语能力的重要性在现如今信息国际化的时代越来越突出。文章从学院硕士研究生专业英语课程的教学实践着手,对从“学”到“用”英语的两阶段教学进行了探索。经过专业英语课程的训练学习,硕士研究生初步具备了利用专业英语及时获取专业信息、掌握学科发展动态、发表科研成果及进行国际学术交流的能力。
参考文献:
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[4] 蔡坤宝, 谢红, 许可. 硕士研究生专业英语教学实践与探索[J]. 高等建筑教育, 2010, 19(3): 95 - 98.
关键词 土木工程 专业英语 教学改革
一、国际化视域下土木工程专业英语课程的重要性
土木工程专业英语是土木工程专业本科阶段的一门专业基础课程,同时也属于专门用途英语教学范畴,旨在土木工程领域技术交流与合作日趋全球化的趋势下,培养既精通土木工程专业知识,又能够熟练运用英语进行专业学习与工作中的交流与合作的复合应用型人才。随着全球经济一体化的发展,国际土木工程技术交流与合作日益频繁。2011年,中国建筑企业海外营业总额占全球国际承包商海外营业总额的1/7以上;2012年,在全球最大的225家国际承包商中,中国内地有52家企业上榜。[1]越来越多的世界各国大型项目在国际公开招投标,因此土木工程技术的输入与输出不断扩大。很多如中铁集团的国内大型企业开始紧跟国际化趋势,积极开拓海外工程项目市场,国外的援建项目和中标项目数量不断增多,因此工程项目的劳务输出不断扩大。对于土木工程科研技术人才而言,需要通过阅读国外原版的技术文献资料并撰写英文的科研论文,把握行业发展的国际前言信息和动态,并且熟练掌握专业英语是参与各种国际性学术会议,进行国际技术交流与学习的重要途径。在这种国际化大环境和趋势下,土木工程专业英语教学的重要性日益凸显。但是目前我国高校的土木工程专业毕业生很多仍无法以英语为工具进行专业信息交流。在土木工程劳务与技术的输入与输出中,懂外语的土木工程技术人才极度缺乏,这一问题严重影响了我国某些企业涉外项目的进行和开展。[2]这些问题的存在都说明了当前我国的土木工程专业英语教学并未取得预期的教学效果,在专业人才的专业英语水平提高方面成效甚微,因此需要对当前的专业英语教学进行改革。
二、明确教学目标,加强应用能力和实践能力培养
虽然大部分高校开设了土木工程专业英语课程,但是课程教学大纲和教学计划的制定没有针对目前国内外相关行业市场对人才的需求以及学生自身专业发展的需求,造成教师教学与实际人才需求脱节,教学目标不明确,学生学习的热情和积极性不高的问题。土木工程专业英语首先应为部分学生出国留学深造打好专业英语的基础,避免出现出国以后难以适应专业学习的问题。其次,土木工程专业英语教学是为专业学生未来参与和从事涉外项目培养必要的英语应用能力,使学生在实际的工程建设国际项目中能读懂英文的设计规范资料、施工图纸、招投标文件等技术性文件,能进行准确的专业知识表达和交流,保障工程项目的顺利开展。从国际土木工程规范理解的准确性和国际项目招投标文件的法律效应来看,教学中应重点培养学生的专业英语实践能力。最后,土木工程专业英语课应为有志于继续研究生阶段学习和从事科研工作的学生未来的学习打下良好的专业英语基础,教学中不仅要求学生能读懂外文文献,还要具备文献检索能力;阅读专业论文时还应擅长推敲词义,力求理解准确。
三、改革土木工程专业英语课程教学内容和方法
土木工程专业英语教学一直存在教学形式单调、教学行为单向和教学内容单一的问题。[3]在教学中仍以教师讲授为中心,逐字逐句地翻译文章为主,教学内容或不能反映该领域的最新发展趋势,或者专业性过强,本科生难以理解。专业英语教师应充分利用现代教育技术手段,提供给学生内容丰富、语言地道、知识信息量大、图文并茂的慕课或微课资源供学生线上学习,课堂针对专业知识问题用英语展开讨论,强化英语思维习惯的同时锻炼学生用英语表达和理解专业知识的能力。教师还可以要求学生课下通过课文的自主学习和完成翻译练习,加深对专业词汇的理解和记忆,掌握专业文章的文体结构和语言特点。课外还可以布置招投标等实用性英文写作任务和专业论文英文摘要撰写任务,将专业英语的听、说、读、写、译各方面技能训练整合。最后,通过布置文献检索任务激发学生学习兴趣的同时扩大其专业知识面。
四、加强土木工程专业英语教学师资建设
目前大部分高校的土木工程专业英语课程是由土木工程专业教师担任,也有少部分院校是由大学英语教师担任教学工作,但是都存在教学师资方面的欠缺。首先,专业教师有较丰富的专业知识背景,对专业英语教学中专业词汇含义的讲解比较准确,对文章涉及的专业背景知识能分析到位,然而由于专业课教师没有经过系统的英语教学训练,在语言基本功方面比较薄弱,因此教学偏重专业知识讲解,课堂主要内容成了课文翻译,达不到培养学生用英语交流专业知识的目的。其次,对于大学英语教师而言,扎实的英语基本功和丰富的英语教学经验是优势,但专业知识的缺乏,对专业术语的知之不解严重影响和制约了专业英语的教学效果。作为一名合格的专业英语任课教师,不仅要有深厚的专业知识背景,更要有扎实的英语功底表达专业知识,分析专业理论,具备实际的英语专业交流与沟通能力。各高校应根据自身情况,加大外引内培的师资建设,引进有海外留学或工作经历的教师任教的同时积极鼓励大学英语教师向专业英语教师转型发展,建立专业教师与大学英语教师发展共同体,整合知识资源、专业互帮互助,共同参与课程建设和教学工作。
(作者单位为湖南工学院)
参考文献
[1] ENR放榜:中国建筑军团稳中求进[EB/OL].中国建筑网,http:///
2012-09-04/170149,html.2012-09-04.
【关键词】 土木工程;专业英语教学;存在问题;改革措施
我国从2001年教育部明确要求在高校本科教育中“创造条件,使用英语等外语进行公共课和专业课教学”开始,各高校才陆续开设专业英语课,因此对专业英语课程的建设改革方面的研究起步较晚。[1]
一、土木工程专业英语教学中存在的问题
1、学生对专业外语不够重视,兴趣不足
土木工程专业英语作为一门专业课,各大高校课时安排一般较少,如西安科技大学建筑与土木工程学院土木工程本科专业的专业英语课时减至16学时,远远不及基础英语大一、二每学期32学时。任课教师认为通过前两年的基础强化训练学生的基础英语已经过关,学习效果更多取决于学生的基础和课下态度,所以并不重视专业外语的教学方法研究。另一方面,学生则认为这样的一门16学时的课程,与专业知识相关性不大,结构力学、土力学、钢结构、混凝土结构基本原理等专业课程才是本专业的主干课程。
2、教材内容陈旧,缺乏时效性和针对性
土木工程教材内容的一般形式是在阅读材料后面列出专业词汇,仅有对照的中英文,生单词没有音标,也没有其他的相关解释,这对教师和学生来说都不能全面领会。可能是出于教材在土木工程专业的适用性考虑,编排方面过于注重内容全面性和系统性,缺乏时效性和针对性,这些对专业基础薄弱、英语水平有限的大三学生来说具有一定困难,不能有效的激发学生对专业外语的学习兴趣。
3、教学模式单一,影响学习积极性
目前专业英语的教学方法普遍采用的是传统英语的教学模式,这是一种“三单”模式――即教学形式的单调性、教学行为的单向性以及教学内容的单一性。[2]这种传统的教学模式,由于学时有限,课堂上老师一般注重于专业词汇的讲解和课文中长难句英译的训练,而忽视了对听力和专业概念汉译英的训练,课堂讲解枯燥,氛围沉闷,学生认真听课的热情也不高。严重地影响了专业英语的教学效果。
4、师资队伍素质不高,影响教学效果
高校土木工程专业英语课程的授课教师通常有两种,一是直接从本专业教师队伍中选择;二是从基础英语教师队伍中抽调。基础英语老师具有扎实的听说读书译等方面的基本功,丰富的英语课堂教学经验,但是一般欠缺相关的专业知识,从而导致其在教学中表现出对专业知识的理解和翻译用词的准确表述的不足。而将专业课教师任作土木工程专业英语授课老师也存在许多不足,如基础英语的听说读方面的水平不合格,与科班毕业的英语教师相比存在口语不标准、听力跟不上、发音不规范,不熟悉英语教学的规律和特点,很难在教学上完全发挥专业英语课本的知识内容。此外,专业英语授课教师多为年轻教师,普遍存在教学经验不足,流动性较大,这些也严重影响专业英语的教学效果。
5、考核方式存在弊端,不能客观反映学习效果
土木工程专业英语是一门注重英语应用的课程,它的实际价值主要体现在专业外文阅读、专业知识交流等日常应用中,仅从一次考试卷面成绩来评价土木工程专业英语掌握情况已然不能适应现代土木工程行业发展的要求。
二、改革措施
针对以上的问题,提出的具体改革措施如下:
1、优化课程教学内容
专业英语的教学过程可划分为三个阶段,即初级人门阶段、适应阶段和提高阶段。在选编教学内容时,应注意以下三点:
(1)在初级入门阶段,在基础英语教学内容的编排上,应有意识的涉入一些工程中常用的专业英语,对学生进行专业英语方面的早期渗透。(2)在适应阶段,除了课本上的专业文章或期刊上的专业文献以外,还可以给学生介绍一些工程活动与交流中经常遇到的文体的英文书写格式,增强其专业外语的应用能力。(3)在提高阶段,结合学生当前已学的专业课程知识体系,课堂上介绍一些关于国外先进的施工方法和技术以及最新研究成果的期刊或论文,提升学生的学习兴趣。
2、加强师资队伍建设
(1)全方位的考察评估任课教师的基础英语水平(包括听说读写译方面)和专业知识,实行竞聘择优上岗;考虑到专业英语对师资的要求较高,在年度考核时加大专业英语的权重系数,促进任课教师提升教学水平的主动性。(2)在上岗前,对通过竞聘的专业英语教师进行基础英语的强化培训,重点培训英语听说读的能力以提高英语综合水平;教学期间也要定期地进行培训,使教师基础英语水平逐步提高。(3)邀请知名的英语语言教育教学专家不定期举办英语教学方法和教学技巧方面的讲座,认识到英语教学的规律和特点,从而改进专业外语的教学方法,提高专业英语的教学水平和教学效果。
3、构建土木工程专业英语教学新模式
专业英语实践性很强,从传统的“生词介绍语法解析文句翻译”授课形式,转化为“理论授课+实践应用”的新型实践教学模式。[3]
(1)在理论授课阶段,主要教学任务为专业词汇讲解、科技语句表达方式教学以及专业文献快速阅读理解。(2)在实践环节阶段,主要教学任务为通过多个专题实例教学,开展英文文献的检索、收集与整理以及科研与工程应用中的表达与交流方面的讲授。掌握科研交流中摘要和各种信件的表达方式,加强学生专业英语的实践应用能力。
4、细化考核评定方法
课程考核评定是检查教师教学效果、检验学生掌握情况的一种有效手段。[5]专业英语重在实践应用,应考查学生的综合应用能力,常规的以句子和段落翻译为主要内容的考核方法仅能体现学生的阅读理解和翻译能力,不能全面体现学生的综合水平。在成绩评定中,强调对学生学习过程和学习效果的考核评价,从学生平时课堂出勤、课堂口语表达、语法解析、长难句翻译、PPT专题汇报、课后作业、撰写英文摘要和小论文以及期末考试等多方面全过程进行考核,制定合理的考核评定方法。
【参考文献】
[1] 宋晓丽,姚建忠,谷秀兰.高校专业英语教学的思考与探索[J].消费导刊,2009(1)195-195.
[2] 张丽娟, 查珑珑.土木工程专业英语教学方法探讨[J].高教论坛,2005(6)131-132.
[3] 戴俊,刘存中.土木工程专业英语[M].北京:机械工业出版社,2008.