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1、土木工程专业介绍,工程师充满了想象与创造化学工程土木工程电子工程机械工程,土木工程,衣,食,住,行,土木工程是什么？住，首先是住宅,推而广之，所有的建筑物，也即“房子”，都可以归入“住”的范畴,住,住宅,宾馆和办公楼,时空隧道,商务和办公楼,126层,45米高尖塔8892层之间2790层根基,文化体育设施,文化体育设施,文化体育设施,文化体育设施,文化体育设施,文化体育设施,工厂,能源,土木工程是什么？人类向自然界的拓展，,伴随着主体和客体的移动，从人类移动自己的双腿，到发展各种交通设施，都离不开“路”，陆路、水路、空路,住行,道路,铁路和轨道交通,隧道,桥梁,桥梁,码头,机场,住,食,衣,土
2、木工程是什么？行,农用设施,水库大坝,堤坝,城市供水和排水系统,土木工程的广阔范围,土木工程涉及到道路、铁路、桥梁、隧道、港口、机场、楼房等各种结构设施的设计、建造和维护。,建筑工程、交通土建工程、井巷工程、水利水运设施工程、城镇及建筑环境设施工程、防灾减灾工程，都属于广义的土木工程范围。,土木工程,防灾工程,地下工程,桥,梁工,程,环境工程,建筑工程,交,通工,程,Engineering,Military,土木工程的定义(1)The New Encyclopaedia Britannica，1998年第15版“设计和修建各种为公众服务的结构工程设施的科学技术”Civil,混凝土、钢材、沥青,
3、土木工程的定义(2)土、木、石明末清初，Civil,Engineering 一词传入中国，当时的翻译,家将其译为土木工程塑料、玻璃、各类金属、高分子材料,土木工程的定义(3),土木工程作为一种系统的产业活动，其实质是生产的过程，或者说，是创造或者“制 造”一种 特定产品 的 过 程。,作为工程学科（工科）的一个门类，它是建立在近代科学及原理和科学方法基础上，以土木工程为对象的一门技术科学。,BC221经验,AD652数学经验,AD1721力学概念数学经验,AD1890力学数学经验,AD1990科学知识经验社会知识,现代土木工程与工程 学科,土木工程和近代科学技术密切联系在一起，使得近代和现代的
4、土木工程区别于历史上的土木工程。其最重要的区别，就是近现代的“土木工程”成为一门系,统的学科。虽然古代的土木工程项目也只有在符合科学原理的基础上，才能实现，但从事土木工程项目建设的人们对科学原理的认识，主要是通过经验的积累来感受和获取。近现代的土木工程则不再仅仅依赖经验，而更依托于建立在观察和系统试验基础上的科学理论，包括力学和材料科学的理论，而这些理论的掌握还有赖于广泛的数学知识。,土木工程学科,机械工程学科,电气工程学科化学工程学科,的工业革命后,诞生四大工程学科，土木工程学科建立在数学、物理、力学的基础之,上,现代土木工程与工程 学科人类历史年代最久远的“技术科学”约250年前,和现代材
5、料、计算机技术、控制技术、信息技术等结合,新的学科分支、学科内容、工程技术的扩展,从工匠到工程师,技术和科学的紧密结合，使得历史上曾经存在的工匠式的“专家”，转变为现代意义上的工程师；,专门化的工程师的出现，可以说是近现代的土木工程区别于古代土木工程的又一个显著标志。,土木工程的这一发展或者说是“进化”，丝毫没,有排斥工程活动必须依靠经验积累的事实，直到今天，在工程师的教育过程中仍然高度重视经验的积累；但是，科学素养的培养，技术理论的学习，实验能力的训练，是土木工程师之所以为工程师而非工匠的一个根本性的要求。,土木工程师怎样工作？,CASE STUDY,工程内容：建造一所公寓式建筑观察内容：土
6、木工程师的工作内容,土木工程师怎样工作？,CASE STUDY,工程内容：建造一所公寓式建筑观察内容：土木工程师的工作内容,工程选址和 场地评价,可行性研究：安全性与经济性评,人口比较集中的建筑物？如果建筑物选址在一个容易发生滑坡的山脚下显然是不合适。,地基条件是否允许建造这样一个建筑物？如果建筑物下方的泥土特别差，是否可以适当地挪一下位置，以便将来减少地基处理所需要的费用，或者避免将来有地震发生时，地基先发生破坏。,业主（甲方）,价规划师周边环境是否合适建造这样一个,建筑师地质工程师,气象工程师工艺工程师政府管理部门,地质工程学土力学岩石力学地震工程学,砌块、木材、钢筋混凝土、钢、玻璃、膜，
7、,墙承重、框架承重、混合承重，,设计何种基础？天然基础、浅基础、深基础，未来的施工可行性？施工条件、运输条件、环境保护条件，,方案设计业主（甲方）选用何种结构材料？,规划师园林工程师,环境工程师设计何种结构体系？,建筑师,工艺工程师设备工程师,材料学结构学岩土力学经济与法律,技术设计（结构设计）,建立结构模型、初选构件尺度计算结构承受的荷载材料重量、家具重量、人的活动重量、刮风、下雪、温度、地震，,计算荷载作用下结构的反应值内力（应力）、变形、振动，构件尺度调整、计算适用性、安全性强度、刚度、稳定，抗裂，抗疲劳，设计意图的工程表达设计图纸、设计文书设计反馈、修改、完善,业主（甲方）规划师,建筑
8、师工艺工程师设备工程师,数学力学材料学结构学计算力学工程图学,预算、概算、结算,施工设计和 实施,制定施工方案施工计算、施工组织设计控制施工环节,测量、材料、设备、动力，场地布置、施工顺序、运输调配、人力安排，施工质量、生产安全设计调整与工种协调设备、管道、装修，,材料供应商构件制作商,运输商机械工程师电气工程师设备工程师建筑师监造工程师,经济师,经济、法律、经济指标控制公关,测量学机械电工学材料工程招投标,维护、检测、加固与 改造,建筑的生命周期,诞生（建造）-岁月流逝（使用）-病毒攻击（超载、灾害）-老化（材料、结构）,监测、检测与诊断,测试、监控、判断,结构维护、加固与改造,方案、设计、
9、材料、施工,怎样成为一个,好的土木工程师？,怎样成为一个土木工程师？,英国工程理事会将注册工程师分为工程技术员(Engineering Technicians，EngTech)、技术工程师(Incorporated Engineers，IEng)和特许工程师(Chartered Engineers，CEng)。工程技术员是已有技术和方法的应用者，注重将已有的技术、方法和工艺应用于解决工程问题。他们承担管理或者技术责任，并且在其技术领域内有能力展现自身创造性的资质和技能。工程技术员从事产品、装备、过程或服务的设计、开发、制造、试车、报废、操作或维护。他们还必须能够在工作中应用安全系统。技术工程师
10、是现有技术的解说者，能够管理和维持当前技术的开发和应用，承担一些工程设计、开发、制造、建筑和操作的任务。技术工程师主要工作在技术和商业管理领域，拥有非常有效地人际沟通和交往的技能。特许工程师是技术界和工程界的引领者，他们具有开发和创造新技术、新方法和新思想并将这些技术、方法和思想应用于解决工程问题的能力。,美国的工程师分类只有实习工程师(Engineers Intern)和职业工程师(Professional Engineers)两个级别。实习工程师要求获得经过美国工程技术认证委员会(ABET)认证的学士学位或工科四年级学生，并通过由美国工程与测量考试委员会NCEES组织的8小时的工程基础考试
11、；职业工程师要求实习工程师工作四年，并通过由NCEES组织的8小时的工程实践和原理的考试。这种简单的分类虽然在美国注册工程师制度几十年的发展过程中起到了积极的作用，但随着经济社会的发展，这种过于简单的分类逐渐暴露出不适应当前工程市场的发展、不能满足一些行业领域和新的工程领域的需要、注册工程师标准的混淆不清等不容忽视的问题。,我国工程师系列目前采用的专业技术职称体系是对工程师等级的划分而不是对工程师类型的划分。工程技术人才按照初、中、高三个级别，分为技术员、助理工程师、工程师、高级工程师和教授级高级工程师五层次。这种参照高校教师专业技术职称的划分在工程师队伍的建设、工程师积极性和创造性的激发等几
12、方面都发挥过积极的作用。但这种划分存在两方面的突出问题：一是由于专业技术职务的晋升和聘任是以用人单位为基础，因此难以在全社会和行业中形成衡量各类工程师的统一标准；二是与工程教育即工程人才培养缺乏联系，即在工程师职务的晋升上主要考虑的是工作年限和业绩成果，而缺乏从工程师培养和成长的角度衡量其知识、能力和素质等综合因素。因此这种工程师的专业技术职称体系不合适作为工程师类型的划分。,注册工程师制度,注册师制度,国家或行业对负有社会责任的技术工作者的资格认定,注册结构工程师,注册工程师认定资格的年限规定（中国、英国、美国）及与专业评估的关系,注册结构工程师的考试制度注册工程师的责任和权利,注册师的跨国
13、界执业及国际准入,本科,土木工程师的职业形式专业教育,教师工程师研究开发开发工程师实验工程师,硕士或博士,设计咨询设计工程师咨询工程师,施工监理施工工程师监理工程师,管理管理工程师其他管理者,自学能力,科研能力,表达能力,工程能力,管理能力,公关能力,能力结构开发你的潜能创新能新能力,土木工程师的素质要求充满变数的工程对象：勇于创新,责任重大的职业性质：求实严谨,素质,知识,结构协调合作的工作要求：团结协作 综合,能力结构,永无止境的发展领域：终身学习实践经验,实践,理论,计算,经济,法律,道德,安全储备,保险费率,对新一代的要求,技术热情、主动支持科技进步创造性与革新能力灵活性、自我提高计算
14、机应用与外语掌握专业知识和技术管理和领导能力依从专业道德确立技术教育的使命,获取各种知识的最好时间,学校 基础知识任职 专业知识终身 所有知识,工程师培养训练的三个阶段,终身学习：专业提高,本科学习：专业入门（4年）,培养基本素质、奠定专业基础、接受职业工程师的初步训练,工程师实习：职业训练（5年或以内）,职业资格参加实际工作，取得工程师,港口与航道工程水文与水资源工程,与土木工程相关 的本科专业设置土建类土木工程建筑环境与设备工程给水排水工程水利类水利水电工程,农业工程类农业建筑环境与能源工程农业水利工程,专业介绍,1998年：建筑工程专业调整为土木工程，六个专业方向：建筑结构工程、市政工程
15、、建筑经济与管理、道路和桥梁工程、岩土工程、水工结构工程。2008年，全国370所高校土木工程专业在校生共9万余人。,我国工程院校和工程专业如何应对国际认证标准的挑战尚未引起人们的重视。作为华盛顿协议的发起国和成员国，“美国工程与技术教育认证委员会”(ABET)的认证“工程标准2000”(Engineering Criteria 2000，简称Ec2000)具有国际性特征，也代表着工程教育专业认证发展的方向。因此，研究美国院校为达到该标准所实行的改革对我国工程院校和专业的发展具有重要的借鉴意义。,我国工程专业的评估标准需要在实际调查的基础上进行制定和完善。如，我国有调查表明：我国工程教育的主要
16、不足在于实际解决问题的能力不强(52)、工程教育与实际工作脱节(18)、工程教育中缺少对学生工程意识的培养，学生缺乏解决实际工程问题的经验和认识(33)。因此，我国的工程教育专业认证标准一方面要建立在我国已有专业认证(如土木工程专业)标准的基础上，另一方面已有的专业认证标准要注重对标准本身的调查和反馈，以便在已有的基础上不断完善。,专业学习,本科工科教学的课程体系目前存在的主要问题是：过分侧重工程科学知识，轻视工程实践训练；注重专业知识的传授，轻视综合素质与能力的培养，不重视社会人文、经济、环保等方面知识的作用。当然，学生需要有坚实的数理科学基础，这是今后发展的基础；但同时也需要工程实际方面的
17、训练，才能真正学会用数理科学基础去解决实际问题。所以课程体系改革的核心问题在于如何把这几方面适度有效地结合好。,美国各类工科院校都在积极摸索适合于本校使命和特点的课程改革模式。例如：密歇根大学工学院机械系将后两年专业性较强的学分的课程改为：门主干课、门设计课、门大实验课以及门其他课程。在门主干课中有门是新改革的课程，即热力学与流体力学综合成一门新课，动力学与系统控制综合为一门，固体力学与材料学综合为一门。门设计课分别是，机械设计，毕业设计与技术交流。每个设计分三个阶段，即：提出概念性方案、工程计算与分析、正式设计和做出一个小产品。每个项目由人小组共同完成，分别报告评分。不少题目是从当地（底特律
18、）的几家汽车制造厂来的，完成后还请企业来评定。,麻省理工学院则凭借其科研优势采取了利用课余及假期加强学生的工程实际训练的办法，实施了三个计划：本科研究导向计划，在教授们指导下做一些研究实验，可吸收一的本科生；本科实践导向计划与企业结合，组织学生参与某项设计或工程实践，目前有本科生参加；技术创业计划，只是少数优秀学生参与，探索创新，甚至允许办个小公司去实施。这些课外实践不影响课程学习，自愿参加，四年累计总时间相当于全部课时的左右。这些计划在培养学生能力方面起了很大作用。,本科教学的传统做法是以教师课堂讲授为中心，大多数教师对学生是如何学习的，知之甚少，对学生的认知过程几乎无人研究。此外，传统的教
19、学模式基本上是一种“分析模式”，强调垂直思考、抽象学习、简化分解、追求确定性、个人独自工作等。对于打好数理基础是必要的，但对于面向工程实际和团队工作等新的需要，对于培养现代工程师，就不完全适用了。而教学方法的改革首先要有教学观念上的改革，要从过去的“以教师为中心”的传统观念，转变成“以学生为中心”的新观念。,不少学校尽量创造条件促使学生“主动学习”。采用较多的办法就是合作学习和小组工作，结合某个实际项目或实验，把学生组织在若干小组内，几个学科的教师联合指导，学生自己合作去完成该项目，从中学习相关知识和培养学生的综合能力。学会横向思考、联系实际地学习、对各部分内容进行综合、处理好一些不确定性因素
20、、学会团队合作工作的配合等。这些项目不是去替代课堂讲授，而是相辅相成，对课堂教学的改革也有促进作用。,“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）和国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。,2010年6月23日，教育部在
21、天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合有关部门和行业协（学）会，共同实施“卓越计划”。教育部、工信部、人社部、财政部等22个部门和单位的有关负责同志出席了会议，“卓越计划”专家委员会的部分院士、20多家企业的代表和60多所高校的院校长参加了会议。,教育部指出：高等工程教育要强化主动服务国家战略需求、主动服务行业企业需求的意识，确立以德为先、能力为重、全面发展的人才培养观念，创新高校与行业企业联合培养人才的机制，改革工程教育人才培养模式，提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力，构建布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的、具有中国特色的社会主义现代高等工程教育体系，
22、加快我国向工程教育强国迈进。为此，高等工程教育要在总结我国工程教育历史成就和借鉴国外成功经验的基础上，进一步解放思想，更新观念，深化改革，加快发展，明确我国工程教育改革发展的战略重点：一是要更加重视工程教育服务国家发展战略；二是要更加重视与工业界的密切合作；三是要更加重视学生综合素质和社会责任感的培养；四是要更加重视工程人才培养国际化。,（1）中国正进行世界上最大规模的基本建设；2000年基建投入占全国固定资产投资的1/2。（2）中国的人口占世界人口的22；淡水、耕地占7，森林占3，石油占2。（3）中国是一个自然灾害多发的国家；近十年，每年自然灾害的直接损失相当于国民生产总值的3-5。,资源紧
23、缺,我国水资源总量2.8亿万立米，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第4位，但人均水资源是美国的1/5、加拿大的1/50。现在，全国有1/4的国土面积缺水，1/10地区的水资源仅能满足人类生存的基本需求，还有2000多万农村人口饮水困难问题尚待解决。,资源紧缺,我国是一个能源大国，总地质贮量居世界第三。但从人均占有量看，又是能源贫国，人均能源可采储量远低于世界平均水平，只有世界平均人占有量的1/2，是美国的1/10，是原苏联的1/7。我国人均石油可采储量只有2.6吨，人均天然气可采储量1074立方米，人均煤炭可采储量90吨，分别为世界平均值的11.1、4.3和55.4。,资源紧缺,我国石油对外依存度从1995年的7.6增加到2000年的31.0。到2020年，石油消费量最少也要4.5亿吨，届时石油的对外依存度可能接近60。我国主要产品单位耗能指标比国际先进水平高30%90%。每创造1 美元工业产值，我国能耗相当于发达国家的45倍，是印度的1.64倍。,结构老化,我国解放以来、特别是改革开放以来大量的工程已进入维修、老化期，抵抗灾害的能力大大降低，形成新的不全隐患。,
