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第二，在课上经常提醒研究生：科学研究是一项艰苦而漫长的工作，不但有随时失败的可能，而且研究工作的完成和结论的得出往往需要多次的反复。有些观点的确立往往可能在自己的分析论证过程中又被自己；有时连续几天翻阅各种资料竟然一无所获。鼓励研究生要有战胜这些困难的信心与决心，因为这种艰难和挫折是成功者的必经之路。以此调动其在专业学习方面的积极性，激发其成为社会精英人士。
第三，由于现在的教学都是采用多媒体，因此课件的制作也是吸引研究生课上注意力和提高其学习积极性的重要一环。课件的制作应贯彻“少而精”的原则，明确教学目的，突出教学重点。研究生课程的一个主要特点是没有单一的教材，研究生课程教学课件的设计除了基础理论的讲解外，也一定要体现出与国内外研究前沿相结合的特点。设计教学内容时，对于工程实例可加入一些代表性图片进行讲解；对于理论发展过程及前沿研究可采用流程图；遇到重要理论公式的推导可使用板书。
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
建筑工程，指通过对各类房屋建筑及其附属设施的建造和与其配套的线路、管道、设备的安装活动所形成的工程实体。其中“房屋建筑”指有顶盖、梁柱、墙壁、基础以及能够形成内部空间，满足人们生产、居住、学习、公共活动等需要。
一、土木建筑工程专业的简介
所谓的土木建筑工程，是指一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修。一般的土木工作项目包括：道路、水务、渠务、防洪工程及交通等。过去曾经将一切非军事用途的民用工程项目，归类入此类，但随着工程科学日益广阔，不少原来属于土木工程范围的内容都已经独立成科。从狭义定义上来说，土木建筑工程（Civil Engineering）也就是民用工程，即建筑工程。蛄河胨淼拦こ獭⒀彝凉こ獭⒐路与城市道路等这个小范围。
二、土木建筑工程专业特点
该专业以培养优秀“复合型”工程技术人才为目标，着力为国内外名校的更高层次教育和国家的基本建设输送优秀毕业生。该专业现有：工程结构、土木工程材料、土工、工程测量等4个专业实验室，具有结构工程硕士点，建筑与土木工程领域工程硕士招生资格。在专业培养中，强调扎实的理论基础和宽广的知识面，重点培养学生的动手能力和创新意识。培养的毕业生已在国家的建设领域发挥着积极作用，其中部分学生已成长为设计院院长，企业总工程师，部门经理或技术骨干；部分学生进入国内外著名高校深造。
三、土木工程专业要求的知识技能
（一）空间想象力。建筑本身功能决定它立体的东西，通过平面的点线能想象到它在实际空间的实际形态是一个最基本的要求。
（二）力学学习、应用能力。没有良好的力学基础是不可能学好土木工程这个专业的。
（三）认真、细致的作风。任何一门学科都是严谨的，土木工程也一样。无论将来做设计、施工还是监理，你的“作品”（建筑物）都关系到人民的生命和财产安全，所以必须认真、细致。
（四）较强的动手能力。这里的动手能力是指发现问题、解决问题的能力。土木工程就是实践，它重在落实与操作，在生产过程中会遇到各种各样的问题、困难，这就要求有扎实的理论知识和丰富的实践经验来处理、解决问题。
（五）吃苦耐劳的精神。建筑行业本身就是一个辛苦的代名词，从事这个行业就一定要有吃苦耐劳的精神。
四、土木建筑工程专业的就业方向及前景
土木工程专业大体可分为道路、桥梁工程与建筑工程两个不同的方向，在职业生涯中，这两个方向的职位既有大体上的统一性，又有细节上的具体区别。总体来说，土木工程专业的主要就业方向有以下几种：
（一）工程技术方向
代表职位：施工员、建筑工程师、结构工程师、技术经理、项目经理等。
代表行业：房地产开发企业、路桥施工企业等。
就业前景：就像我们看到身边的高楼大厦正在不断地拔地而起、一条条宽阔平坦的大道向四面八方不断延伸一样，土木建筑行业对工程技术人才的需求也随之不断增长。2004年进入各个人才市场招聘工程技术人员的企业共涉及到100多个行业，其中在很多城市的人才市场上，房屋和土木工程建筑业的人才需求量已经跃居第一位。随着经济发展和路网改造、城市基础设施建设工作的不断深入，土建工程技术人员在当前和今后一段时期内需求量还将不断上升。再加上路桥和城市基础设施的更新换代，只要人才市场上没有出现过度饱合的状况，可以说土木工程技术人员一直有着不错的就业前景。
（二）设计、规划及预算方向
代表职位：项目设计师、结构审核、城市规划师、预算员、预算工程师等。
代表行业：工程勘察设计单位、房地产开发企业、交通或市政工程类**机关职能部门、工程造价咨询机构等。
就业前景：各种勘察设计院对工程设计人员的需求持续增长，城市规划作为一种新兴职业，随着城市建设的不断深入，也需要更多的现代化设计规划人才。随着咨询业的兴起，建筑行业的咨询服务人员也成为土建业内新的就业增长点。
（三）质量监督及工程监理方向
代表职位：监理工程师
代表行业：建筑、路桥监理公司、工程质量检测监督部门。
就业前景：工程监理是新兴的一个职业，随着我国对建筑、路桥施工质量监管的日益规范，监理行业自诞生以来就面临着空前的发展机遇，并且随着国家工程监理制度的日益完善，有更加广阔的发展空间。
（四）工程检修方向
代表职位：轨道交通及铁路工务部门工程师，一般是建设单位内部的工程技术人员。
代表行业：轨道交通，铁路工务段（处）。
就业前景：十一五规划全国路网10万公里，许多大中城市兴起修建地铁交通，这些轨道建筑都需要大量技术人员来检测和维修。
（五）公务员、教学及科研方向
代表职位：公务员、教师
代表行业：交通、市政管理部门、大中专院校、科研及设计单位。
土木工程专业作为当前社会的一个发展比较成熟完善的传统专业，，同时也是一个紧跟时代步伐，高新技术日新月异，有着无限发展前景的热门专业。随着职业教育的发展，力学基础已经成为建筑工程、道桥工程、水利工程、市政工程等工科类专业中一门不可缺少的基础课，所以学本专业的每一个学生必须学好专业基础课——《土木工程——力学基础》。但我们都知道中职学校学生是经过参加中考层层选拔后剩下来的学生，再说前期数学和物理没学好，在学力学这门课程本身就有很大困难，许多学生的基础查、学习的主动性不强、觉得枯燥无味、以为这门基础课对建筑工程专业没有多少帮助、就忽略了这门课程、甚至不感兴趣，力学基础差已经是一种比较普遍的现象。作为一名长期从事教学第一线的中职《土木工程——力学基础》教师，本着“以素质教育为基础，以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”的教学理念，改革《建筑力学》教学体系,改变传统的教学方法和手段，实现中职教育的培养目标，切实研制出合理的教法，显得至关重要！教师在课堂教学中充分调动他们学习的主动性和积极性，使他们有信心地去学好《土木工程——力学基础》，下面就我多年来的教学实践谈谈我在新课改下的几点教学方法。
我们都知道：教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。作为一名教师，我们在教学过程中，不仅要使学生“知其然”，还要使学生“知其所以然”，所以在我的《土木工程——力学基础》课堂教学中，我主要采用了游戏教学法、讨论教学法、直观演示法、分组教学法。
一、游戏教学法
我们常说寓教于乐，游戏教学法就是以游戏的形式，使学生在激烈的竞赛中，在无比的兴奋中，不知不觉中学到了教材中的内容。如：在学力平衡公理时，采用了这两个游戏：
游戏1：单腿站立 游戏2：单指顶球
【结论】：让学生通过游戏分组讨论得出二力平衡的公理：作用在同一个物体上的两个力，使该物体处于平衡状态的条件是：这两个力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。
理论联系实际，通过游戏的方法，知识源于生活，从学生熟悉的场景入手切入知识点，提高对新知识学习的亲切感；同时为学生提供了自主探索、观察与思考、发现、表达的机会，激发了学生的参与意识和积极性；并且轻松愉快地获得知识！
二、讨论教学法
讨论教学法是在教师的精心准备和指导下，为实现一定的教学目标，通过预先的设计与组织，启发学生就特定问题发表自己的见解，以培养学生的独立思考能力和创新精神。讨论式教学的环节包括：设计问题、提供资料、启发思路、得出结论。比如：在学习作用与反作用公理时我就采用了讨论教学法。具体如下：
【交流与讨论】女生现场演示单腿站立(配合导学提纲)
师：这位女生受到W和FN力是什么关系？
生：二力平衡。
师：凳面对女生的支持力FN和女生对凳面的压力FN，又有什么关系?
【导出概念】：作用与反作用公理：两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在，它们大小相等，方向相反，沿同一条直线，分别作用在两个物体上。
再通过活动：比比谁的眼力好？
【学生讨论】【老师补充引导】【得出结论】
师：二力平衡和作用与反作用这两个公理有什么异同点？
相同点：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
有本质区别：二力平衡是作用在一个物体上，作用力与反作用力是作用在两个不同的物体上。
整个教学过程由学生讨论，观察思考，得出结论。让学生在自主探究、合作交流中构建自己的认识体系，同时，获得了积极的情感体验。
三、直观演示法
直观演示法是指相对于抽象的说教的教学原则或方法，具体地讲有图文并茂教学法,利用挂图法,实物演示教学法,多媒体教学法,现场参观教学法,视频教学法等等。比如说在学习平衡的概念的时候，我采用直观教学法，给出平衡图片：
师：这些物体各处于什么状态？（PPT播放图片）
静止桌上的花瓶，静止的岩石，匀速行驶的列车，匀速起吊货物的起重机。
生：平衡状态。
【导出概念】：平衡状态的概念：是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。
我采用了直观演示教学法：以“疑”激趣，知识来源于生活，抓住学生年龄特征，将生活中熟悉的图片，激发了学生的参与动机。引发学生强烈的兴奋感和亲切感，营造积极、活跃、向上的学习氛围。
四、分层教学法
分层教学法是指在学生知识基础、智力因素和非智力因素存在明显差异的情况下，教师有针对性地实施分层教学，从而达到不同层次教学目标的一种教学方法。它既能使所有学生达到《课程标准》规定的基本要求，又能使《土木工程——力学基础》学习较好的学生得到进一步发展，使所有学生从知识、技能和能力方面普遍提高。分层教学使每个层次的学生都能够获得成功的体验，这种愉快的情绪,极大优化了教师与学生的关系，从而提高教师与学生之间合作与交流的效率。比如在学习《木秤的制作》的时候，我把学生分成4组，每组学生中都有A、B、C、三层 ，在制作过程中，学生按照以下三个步骤进行制作
步骤一：尝试制作（成品秤）
步骤二：理解制作（原理）
注意一：找出重心点 注意
二：求出零起点注意三：刻出秤花点（标准砝码）
步骤三：归纳总结（步骤）
挂好吊钩点找出重心点 定下秤纽点 求出零起点 刻出秤花点
我把学生分成A、B、C三层，A层要求会制作一种刻度的木秤；B层要求在理解木秤原理和制作步骤的基础上，会制作二种刻度木秤的制作；C层要求在充分理解木秤原理和制作步骤的基础上，不仅能熟练准确地制作二种刻度以及更大刻度的木秤，还要求能在现实生活中运用。
实践证明，在中职《土木工程——力学基础》课堂教学中，采用游戏教学法、讨论教学法、直观演示法、分组教学法，不仅全面贯彻了国家关于新课改的教学理念，还能使教师在课堂教学中充分调动学生的学习主动性和积极性，让他们有信心去学好《土木工程——力学基础》。
作者简介：刘建峰（1978-），男，江苏江阴人，南京工业大学自动化与电气工程学院，讲师，国家注册电气工程师；周玉庭（1972-），女，四川高县人，南京工业大学自动化与电气工程学院，讲师。（江苏 南京 211816）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0064-02
一、建筑电气与智能化专业的内涵
1.建筑电气与智能化专业的定义[1]
建筑电气与智能化专业是一个在土木工程学科背景下，研究以建筑物为载体时对电能的产生、传输、转换、控制、利用和对信息的获取、传输、处理和利用的专业。随着现代建筑技术的发展，土木工程学科的发展不断吸收了基础科学、材料科学、管理科学和电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术等学科的最新研究成果与技术发展成就。作为土木类新增专业，建筑电气与智能化专业填补了土木类专业中缺少“电”（或“电气”）的空缺，与计算机技术、信息技术、物联网技术、节能技术等新兴技术融合，是典型的多学科的交叉和融汇。
建筑电气与智能化的内涵随着时代前进而不断地发展变化。现阶段，“智能建筑”的出现使其内涵延伸到“电气+信息”；另外，随着节能、环保相关技术的发展及应用以及绿色建筑概念的提出与发展，建筑电气与智能化专业逐步形成了“建筑+电气+信息+节能”的内涵，与传统的建筑电气专业有着本质的不同。
2.建筑电气与智能化专业的培养目标
建筑电气与智能化专业的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要，掌握电工、电子、控制、信息、建筑学等较宽领域的基础理论，掌握对建筑相关设备进行供电、控制、保护、监视等所需的专业知识和技术，综合素质高、实践能力强、具备执业注册工程师基础知识和基本能力的建筑电气与智能化专业高级工程技术人才。
建筑电气与智能化专业毕业生能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作，并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力。
从以上内容可以看出，建筑电气与智能化主要面向建筑物内部的各种设备，包括对各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统。
二、建筑电气与智能化相近专业的英文名称
建筑电气与智能化专业是教育部新近批准的专业，目前没有一个公认的英文名称，各高校根据自己的理解，有多种不同的翻译方法。相对而言，国内外土木建筑类有一些专业建立时间较长，其专业名称一般有固定的英文名称。
1.建筑学：Architecture
建筑学，从广义上来说，是研究建筑及其环境的学科，通常是指与建筑设计和建造相关的艺术和技术的综合。[2]建筑学专业的培养目标是培养具备建筑设计、城市设计、室内设计等方面的知识，能在设计部门从事设计工作，并具有多种职业适应能力的通用型、复合型高级工程技术人才。
2.土木工程：Civil Engineering
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工维修等技术活动；也指工程建设的对象。[3]该专业的培养目标是培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论与基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。
3.给排水科学与工程：Drainage Science and Engineering（原建筑给排水：Building Water Supply and Drainage）
给排水科学与工程是一门应用很广泛的学科，它是以城市水的输送、净化及水资源保护与利用有关的理论与技术为主要研究内容。[4]该专业的培养目标是培养具备城市给水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑给水排水工程、工业给水排水工程、水污染控制规划和水资源保护等方面的知识，能在规划部门、环保部门、设计单位等从事规划、设计、施工、教育和研究开发方面工作的给水排水工程学科的高级工程技术人才。
4.建筑环境与能源应用工程：Building Environment and Energy Applications Engineering
建筑环境与能源应用工程专业由原建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术（部分）与建筑环境与设备工程专业合并而成。[5，6]该专业主要培养能够从事以下三个方面工作的专业技术人才：一是能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作；二是对建筑中环境系统和供能设施的设计、安装、估价、调试、运行、维护，技术经济分析和管理；三是能适应低碳经济建设与社会可持续发展的需要，具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能，知识面宽，具有向土建类相关领域拓展渗透的能力、适应能力和实际工作能力。
5.建筑设备工程技术：Construction Equipment Engineering
建筑设备技术是普通高职高专土建大类专业目录下设的一门专业，属于建筑设备类专业。该专业为普通高等学校专科层次。建筑设备技术专业主要培养掌握建筑设备工程的基本知识和技术，具备建筑水、电、通风与空调、楼宇智能化等设备工程的设计、预决算、安装施工、运行与维护、质量检验及工程管理等能力的高素质技能型人才。
6.智能建筑技术与管理：Intelligent Building Technology and Management
香港科技大学开设的智能建筑技术与管理专业，是为建筑物装备行业专业技术人员开设的研究生课程。学生通过学习掌握智能建筑相关技术和管理的基本概念与原理，学习内容涵盖安全与健康、风险管理、能量消耗监控、室内空气质量、设施管理等内容，属于典型的最新尖端技术与管理策略的交叉融合专业。
7.建筑装备工程：Building Services Engineering
香港大学开设了“建筑装备工程”（Building Services Engineering，简称BSE）专业。该专业主要学习各种工程装备设施与建筑环境的相关规范、设计、安装与管理。
8.其他相关院校的专业
国内外其他相关院校类似专业还有：美国宾州州立大学大学园开设的建筑技术专业（Building Technology）；英国南安普顿大学开设的能源、环境与建筑物专业（Energy，Environment and Buildings）；马来西亚淡马锡理工学院开设的智能建筑技术专业（Intelligent Building Technology）；香港理工大学开设的建筑电气设备与系统专业（Electrical Installations and Systems in Buildings）。
三、对相关英文翻译的分析
建筑电气与智能化的主题词为“建筑”、“电气”与“智能化”三个，下文分别予以讨论。
1.对“建筑”的翻译[7，8]
从上述相关专业名称可知，当研究建筑设计本身时，一般用Architecture居多；当研究建筑内部设施时，一般用Building居多。在与相关专业的留学生讨论时，留学生也指出：在国外提到建筑内部的设施时，建筑一词一般用Building，而不用Architecture。Construction一词多指建筑物本身或建造、施工的过程与技术，也可以表示建筑物内部的设施与设备的设计、建造过程，其涵盖范围比Building更广。但在习惯上，提到建筑内部的设施，一般用Building的居多。因此，建筑电气与智能化中的“建筑”一词，用Building较为合适。
2.对“电气”与“智能化”的翻译[7，8]
对“电气”与“智能化”的翻译，相对容易确定。“电气”一词在专业名称或相关规范中，一般用Electrical或Electricity；“智能化”一般采用Intelligent、Intelligentization或Intelligence。根据建筑电气与智能化的内涵，此处的“电气”与“智能化”，应指对建筑物内部的各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统，即此处的“电气”与“智能化”应是名词，而非形容词，故用Electricity与Intelligence为好，而不用Electrical与Intelligent。
3.Intelligence与Intelligentization的区别
根据英文翻译，Intelligence与Intelligentization都有智能化的含义。在具体应用上，“Intelligence”偏向于智能、智慧之意；当用在建筑物时，可以引申为建筑物经各种设备支持，具有“人工智能”或“能进行高度智能的自我管理”之意，成为具有一定“智慧”的建筑物。“Intelligentization”用作建筑物时，偏向于建筑物经过各种设备的支持，具有了“可控制、可遥控”的功能。相比较而言，面对未来的智能建筑发展，Intelligence比Intelligentization更能体现智能建筑的本质。
四、南京工业大学建筑电气与智能化专业的名称
根据建筑电气的定义、培养目标、相关专业的英文名称以及传统习惯等，认为“建筑电气与智能化”的英文名称，用“Building Electricity and Intelligence”为好。在南京工业大学最新的专业与课程英文名称汇总中，即采用Building Electricity and Intelligence的名称。当然，由于各高校对建筑电气与智能化专业理解的侧重点不同以及对专业内涵理解的不断深入、专业本身与科学技术的发展，其英文名称可能有所不同。希望通过讨论，能尽早确定一种比较权威的统一名称，以利于进一步扩大国际交流。
参考文献：
[1]教育部建筑电气与智能化专业指导委员会.建筑电气与智能化专业规范[Z].2010.
[2]本书编委会.建筑大辞典[M].北京：地震出版社，1992.
[3]中国土木建筑百科辞典（建筑）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[4]本书编委.中国土木建筑百科辞典（建筑设备工程）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[5]教育部.普通高等学校本科专业目录（2012年）[Z].2012.
目前，我国高等工程教育R悼纬躺柚媚J脚嘌的工程师在工程设计和操作实践能力方面还有较大的提高空间。类似问题也在欧美高校存在。20世纪90年代，欧美高校发现工程类课程在分门别类学习完成后缺乏一个根据其相互关系整合运用的过程，课程知识对综合实践的支撑力度不强，以至于“很多学生抱怨在高年级阶段的课程只是新增几门课程而己”。美国高等工程教育界为此制定了《重建本科生教育一一美国研究型大学发展蓝图》，呼吁开设综合设计课程（capstone course）。综合设计课程可以把零散的专业课捏在一起，引导学生自主、系统地运用已经学过的专业知识去解决世界问题，并留给学生更多的思考空间，比如社会、环境、人文；在技能上，除了计算和动手实践之外，更多地知道怎么去通过和别人系统配合完成工作。这在卓越工程师培养方面具有重要的作用和意义，同时受到高等教育界和工程界的重视，并得到了持续改进和建设。现在，世界发达国家和地区知名工科教育管理机构都要求学生参加综合设计课程，如美国工程技术鉴定委员会（ABET）、加拿大工程师认证委员会（CEAB）、韩国工程教育认证委员会（ABEEK）等，都对综合设计课程的设置和考核要求做出了规定。目前，全世界五大工程教育认证协定，即华盛顿协定（WashingtonAccord）、首尔协定（Seoul Accord）、悉尼协定（Sydney Accord）、堪培拉协定（CanberraAccord）、都柏林协定（Dublin Accord）也都对综合设计课程有所提及，五大协定对于专业实作课程的最低毕业学分比例要求均在1/4以上。因此，从我国工程技术发展的实际需求出发，参考国际工程教育的认证标准，加快综合设计课程建设，是助力我国工程教育质量争取国际认可的一个重要途径。为了更好地促进我国高校综合设计课程建设与发展，分析其课程的目标导向、结构体系、评价方法，以及与其他相关课程的关系，为我国高等工程教育综合设计课程研究提供参考和相关建议，本文课题组在国家留学基金委及四川省教改项目资助下，通过对普渡大学综合设计课程教学的现场观摩及实地考察，系统分析了其优势及教学操作要素。本文将以案例研究的形式为主，介绍综合设计课程的内容及作用，并分析其意义。
一、综合设计课程定义与设置意义
1.综合设计课程
罗伯特・杜雷迩给出了综合设计课程的定义：“本科最后阶段开设的课程，具有顶点性及体验性特点，其目标是把大学阶段学到的细碎的知识整合为统一的整体。为学生提供成功的体验并憧憬的未来。”因此，综合设计课程是为高年级工程类学科学生开设的整合性课程，是让学生整合、拓展、思辨和应用所学专业知识和专业技能，具有培养学生综合素质和帮助学生从学校顺利向专业工作岗位过渡的功能，为塑造学生可持续的职业发展能力打下坚实基础。
过去的课程设置在一定程度上未能充分强调课程之间的联系，也未能突出通识教育与专业教育间的固有关系，更缺乏从实际工程需求出发，引导学生跨学科整合多门课的知识（不限于专业知识）进行综合实践的导向。而学生只有通过把多门课程共同联系起来做一个完整的实践性活动，才可能认识到课程间的实际联系，掌握不同分工配合，理解团队协作的技巧，最终建立起对未来职业成就感的憧憬，并锻炼其作为工程负责人的领导能力。
2.普渡大学土木工程专业设置综合设计课程的意义
综合设计课程设置的意义需要从两个方面来理解：第一，支持学生深层次学习；第二，帮助学生从学校向专业工作岗位顺利过渡。
（1）支持学生深层次学习。综合设计课程为学生提供整合己获得的知识、技能和态度等的机会。深层次学习是一种基于理解、深入钻研、学用结合和自我反思的高等级学习，区别于浅层次学习中单纯的“教师传递知识一学生接受知识”的模式。综合设计课程在充分考虑学生个人兴趣与选择的情况下，努力激发学生内在的学习动机，要求学生把已有知识、经验及能力应用于真实的生活场景，找到解决问题的突破口，并学会多维度评价已有的方案并加以改善。通过具体问题导向的学习行为，学生在总结反思已有知识、提升专业技能、理解职业精神的过程中，可以实现对自身知识体系的“重构”，从而拓展综合视野并促进个人综合能力的提升。
波特兰州立大学自1994开始就要求高年级学生从230门综合设计课程中至少选择1门作为最低学分毕业条件。在该课程中，学生以小组团队的形式，通过完成一个综合项目，把以往专业课程内容与社会中的实际问题结合起来，最终达到课程要求的四个能力目标：交际能力，批判思维能力，道德的或社会的责任感，以及对人类经验多样性的欣赏能力。经过统计，目前最受欢迎的综合设计课程项目为申请拨款、移民和难民定居、小型商业项目咨询、工程设计和公共关系，都是需要较强的协作关系尚能完成的项目。
（2）帮助学生从学校向职场顺利过渡。2014年西南交通大学土木工程学院完成的企业用人单位调查问卷数据显示，社会对于学生的专业实践水平、沟通能力及团队合作意识等方面尚有更高的期待。综合设计课程正是为了积极满足用人单位的实际需求，注重课程与具体项目的结合性，通过多样化的教学方法和多元化的教学评价，挖掘学生各方面的能力与素质，帮助学生成长，为学生介入实际工程工作做好准备。
综合设计课程要求学生完成一些应用性的实践项目，如服务性实习、实习等，通过参加这些项目，学生把先前所学知识和技能应用于解决实际问题，有助于更加全面系统地培养起更具适应性的专业素质，具体表现为：在专业知识和技能方面，通过整合已有知识、提升专业技能，学生初步完成对自身知识和技能体系的构建。在职业精神和素养方面，提升团队合作能力、独立决策能力、沟通交流能力等。在专业意识和品质方面，提升安全、质量、责任意识，可持续发展意识，以及伦理道德等。在实践方面，提升动手能力，发现、分析、解决问题的能力，以及自我评价和评价他人的能力等。通过这些素质的培养和能力的提升，学生的职场竞争力和适应性大大增强，为进入职业领域做好了准备。
3.综合设计课程中的知识重构
基于五项基本的学习活动（团队合作、解决问题、决策制定，批判性思维以及信息沟通），在综合设计课程中整合相关的零碎的学科知识，从被动接受知识到关联碎片知识，在实践中获得经验，提炼、重构知识体系并应用于实践。图1展现了基于五项基本学习活动的综合设计课程知识重构体系。
二、普渡大学土木工程综合设计课程教学要求
普渡大学土木工程综合设计课程按照“规划、设计、土木工程分析”流程展_，是一个涉及尽可能多土木工程专业主要层面的、满足综合性和现实性的集体项目。该课程每学期招生30～120名学生，3个学分。课程按照团队授课，每周召开两次团队会议，每次持续2个小时，会后有一个50分钟的简介会。这个课程的所有学生都被要求参加简会。
课程负责人由专业实践教学人员中的资深专家担任，负责总体安排教学内容并作为每个简介会的发言人。课程教学团队成员负责若干个简介会，同时在办公室会议中扮演咨询顾问的角色。在课程开始前，要制定针对具体项目的综合设计课程设计指南（RFP，Requests forProposal）。指南由课程负责人、指导教师、教学助理和项目负责人共同起草完成。
三、土木工程综合设计课程的特点
1.组建课程团队
（1）团队标识。在综合设计课程中，每一个团队要设置代表自己团队特征和精神的LOGOS、信头、图纸标题栏格式、表格格式来标识自己。
（2）团队成员个性标识。综合设计课程设计团队组成后，第一个活动就是让成员互相认识，了解个性差异。普渡大学职业咨询办公室会对学生做个性类型介绍（比如：外向/内向、敏感/直觉、思考/感受和判断/感知），帮助团队成员学习和理解队伍中各种各样的个性类型，然后形成麦尔斯一布瑞格斯性格类型指标分析报告，该报告可以反映出学生怎样看待事物，如何做决策，确定自己的优点，从中理解不同个性团队成员之间如何协同合作并为团队完成既定任务做出贡献。
（3）团队组成。基于对学生所有学年平均成绩、核心课程成绩、工作经验、计算机软件技能和麦尔斯一布瑞格斯性格类型指标的分析，考虑团队平衡性因素，不同个性及成绩的学生被分配到各个团队中。每个土木工程设计项目团队的规模在5～8名学生，取决于课程总体的注册人数。5个团队共用一个办公室，并配备一名工程经理。根据教学人员和安排调度，一般不超过15个团队。工程经理一般都是土木工程专业毕业的教学助理，有时会由来自社会团体的志愿的专家人才来担任。除了办公室，团队还拥有一个设计实验室，配备小型模型试验、工程计算、制图等专业设备、软件及相关参考资料。
（4）团队专业道德。综合设计课程还强调行业道德及工程伦理教育，除了要求每个团队在公开会议中陈述其对与项目相关的专业道德的理解外，还将专业道德和工程伦理作为基础课程考试的要求。
2.开展项目设计教学
在每个学期，所有团队围绕同一个项目展开工作。这些项目均处于早期规划阶段，是真实的当地项目。历年来，这些项目的总体设计费用为200～1000万美元。比如，2010年综合设计课程就是基于项目“Varsity softballcomplex”设计的，项目金额近400万美元。项目开展流程如下：
①听取项目规划和管理介绍讲座。
②每个团队研究RFP（Request forProposals），并在规定时间内按要求完成书面项目计划书。
③在当前学期的第二个月完成课程设计第一阶段计划书，并做口头汇报展示。
④接下来，团队评估和修正他们的计划书，作为课程设计第二阶段提交成果的一部分内容要求。
⑤个人和团队要分别详细记录每周的工作进度和内容。进度表和项目费用在最终成果评估中起到作用。
RFP几乎和的真实项目一样，关键的部分包括（见图2）：如果需要，附加信息和信息需求回应通过使用RTF的附录提供。这为每个团队及时提供了同样的信息。
3.社会参与教学
与项目有关的人员都被结合到综合设计课程设计过程中。此外，近期退休的当地工程师一般作为志愿者参与到课程中。对于普渡大学校园的项目，由普渡建筑师办公室工作人员提出总体规划，并给出该学期的综合设计课程设计项目适应规划建议。普渡大学设计与施工团队都会参与到课程设计中。在每周两次的晨会上，来自当地公司的工程师会简述当地土木工程实施情况，包括公共事业设备、LEED案例学习、路面和交通条例、结构设计、坡度折减和排水、工程预算、联系和筹措资金的渠道以及项目交付方法，工程师会参与并协助提案评估，这也是课程成果的一部分。
在这些设施的设计与建设中，需要考虑的往往不仅仅是技术问题，还有社会影响。有鉴于此，简报和提案展示会议会经常包括西拉斐特的市长、一个或多个西拉斐特市议会成员、市政工程的职员、教师，以及那些即将使用这些设施的使用人。
引入上述多方人士对工程方案加以建议及评估的原因在于，设计和建设中经常需要解决甲方需求、社会影响、可持续发展、城市形象、文化传承等非技术问题。综合设计课程带给学生的确实不囿于专业技能和知识，而是建立起了工程技术和社会需求之间的桥梁，这些需求不仅仅是物质的，还可能是非物质的；不仅仅是短期，还可能是长期的，而这恰恰是培养高层次工程人才所需要突出的教育内涵。
四、综合设计课程案例
目前，大部分土建类综合设计课程设计大致分为两个阶段：
第一，概念设计方案阶段，主要包括设施及其位置的概念设计、项目使用的规范、交通规划等方面的内容，该阶段还包括备选方案在内的辅内容。
第二，方案建造实施阶段，这个阶段主要考虑方案实施过程中的组织协调、造价优化、环保节能及财务管理等方面的内容。
下面以普渡大学西拉法叶分校的总体规划设计为课程案例，系统介绍围绕该项目的课程设计要素及结构体系。
1.概念设计方案及其备选方案分析
（1）概念设计。综合设计课程中的概念设计重点突出了参数化概念设计，参数化概念设计可以成为推进绿色建筑实践的一种方法。它借助于逻辑推演和关系运算，通过调整参数，优化和建立参数概念模型以便于分析。
每个团队关于项目（包括备选的方案）的概念设计（考虑西拉法叶校区和普渡大学的总体规划）包括：①列出该种类型项目使用的规范；②场地平面图，包括建筑物分布、行车道和人行道规划、停车场、公共设施，包含电力、水、天然气、污水、电信光纤电缆的管道分布；③关键控制工程立面图，设计考虑最大洪峰的影响；④交通计划，包括来往的多种交通运输工具及在建过程中的交通流量；⑤环境因素，包络污染物处理、现有湿地处理，及按需要提供的环境评估书；⑥侵蚀、冲刷防护；⑦USGBCLEED信用评级：实现绿色建筑施工的评级；⑧其他所需说明或规划的概念元素的设计。
（2）备选方案分析。备选方案分析的根据是：①普渡大学和西拉法叶校区的总体规划；②地下环境及替代基础方法；③场地污染处理方法；④分级排水；⑤施工可行性分析包括施工材料和施工方法（包括大型施工设备）的评估；⑥公共设施（电力、水、污水、天然气等）⑦其他因素，如印第安自然资源和环境管理部门的影响。
2.建造设计方案阶段
一个学期的综合设计课程交付的设计建议书应包括以下内容（图3）：
提交的所有计算都必须独立完成，由团队的另一个成员检查和签字。必须在规定的最后期限前提交，晚提交的文件不被接受。要求提交的信息包括图纸、计算、日程表、电子表格等。除了项目介绍以PPT格式提交外，其他信息必须是电子文档，通常使用PDF格式。团队也需要提交该项目设计的多份纸质版材料，包括一套图纸（以比例11：17，280x432mm纸绘制），一份备选方案设计书，包括成本和调度组织计算书。
五、团队成果评级和反
该课程对学生成果的评估通常一学期举行两次。一次在第一阶段结束，一次在课程结束时，以网络匿名问卷的形式进行。对成果的评级规则由教学团队所有成员共同制定。成绩由两部分组成：教学团队评估的成绩和同学互评的成绩。
（1）教学团队评价。教学团队至少需要3名成员共同评审。教学团队讨论每个团队的设计水准，并达成共识，给每个团队的设计予以一个适当的评级。一个团队的所有成员都是相同的等级。这是因为，虽然成员各自都忙于解决项目的不同组成部分，但其设计都处于同一背景和环境，因此，交付的成果被认为是群体努力的结果。
（2）同学间互评。同学之间互评进行两次。第一次是在设计第一阶段之后，对提交材料和自我展示进行评价；第二次是在第二阶段课程结束时。同学互评为匿名评估。
等级评定之后，不同团队之间进行互相评估，并依据两个阶段的互评结果，对最终结果做相应的调整。
六、结论
目前，大学毕业生找工作难的问题，已经成为了制约高校可持续发展的瓶颈，不但文科、理科如此，就是连就业门路非常广的工科毕业生也遇到了难题。是不是中国人才已经呈饱和状态？各公司、各企业、各单位招聘技术人才非常困难，不少地方打出了十几万年薪招聘一个熟练技术人员的广告。那么，问题出在哪里呢？据调查，北京市33家国有大中型企业中，近几年招聘的大学毕业生，不善于使用现代化管理方法的占57%，难以开发新产品的占54%，不善于对市场变化做出迅速反应的占48.5%。我们采访了10家招聘单位的负责人，他们认为，大学毕业生有较高的理论水平，但缺乏实际应用能力，眼高手低、自命不凡、好高骛远、急功近利、没有团队精神、不能与同事和睦相处。据我们对100名已参加工作的大学生的调查，他们认为，在学校里学到的知识太陈旧，不能适应现代社会的发展需要，这些知识，能够在实际工作中得到比较直接运用的，只有20%―30%；感到有间接意义的知识，只有30%―40%；而剩下的30%，则对工作和自己本身都没有多大价值。
造成上述情形的原因很多，但是，课程设置不科学，教材编写不合理，是一个重要的因素。
目前我国工科大学的课程设置大致分为公共必修课，即高等学校中任何专业的学生都必须学的课程，（如《马克思基本原理》、《思想道德修养与法律基础》、《大学英语》、《大学生心理健康教育》、《高等数学》、《大学计算机》等）；专业基础课，即专业技术基础课（如《荷载与结构设计方法》、《混泥土结构设计》、《土木工程施工》、《隧道工程》等）；工具课，即为学生顺利地学习基础理论、专业知识或进行科学研究，掌握必要学习与研究方法与手段而开设的课程，它有助于培养学生的自学能力和独立工作能力，如《文献检索与科技论文写作》等。
目前，工科大学各专业的公共课教材，如《高等数学》、《线性代数》、《大学计算机》、《大学英语》等大多采用理科大学通用的教材，一些专业理论基础课程，如《理论力学》、《材料力学》等，也基本上采用理科大学教材，一些专为工科大学编写的基础理论课程的教材，也力求向理科大学教材看齐，这些教材大多具有以下几个特点；
（一）内容陈旧。教材编写者认为，学生学习的主要任务就是学习人类所积累下来的文化遗产，过分地强调教材的内容必须是经过长期实践检验的正确、可靠的事实和理论，因此，一些最新的、前沿的科研成果，由于还没有经过长期的实践检验，而被排除在教材之外。因而与日新月异的科技发展的形势脱节，以致培养出来的学生不能适应社会现代化建设的需要。
（二）重理论、轻实践。从课程的开设来看，理论性的课程多于实践性课程，土木工程专业四年时间大致开设了50多门课程，其中理论性课程占三分之二以上，一些实践性课程的教材内容也以介绍理论知识为主。从时间安排上来看，学习理论知识的时间占四分之三，而其余四分之一的时间，其目的也是为了巩固理论知识。总之，工科大学的学习、实践是为理论服务的，这样的安排，从理科大学的培养目标来说，无可厚非，但从工科大学的培养目标来说，则值得深思。
（三）重知识学习，轻技能培训。重视基础知识的传授这是中国教育的传统，中国的教材，包括工科的工具课教材，都是以传授基础知识为中心这个体例来编写的。教材内容是传授基础知识，教材后的练习，包括实习、实践操作是为了巩固基础知识，对学生的要求，是牢固地掌握基础知识。大学四年过去了，学生们的基础知识的根基是很牢了，可是毕业后到社会实践中才发现，在实际工作生活中，基础知识根本起不了多大的作用，社会需要的是做好工作的基本技能，而基本技能正是我们大学生所缺乏的。这是大学毕业生不受欢迎、找不到工作的主要原因。
那么，怎样解决这些问题呢？
对工科课程进行科学的设置，编写出一套符合工科大学培养目标的教材，是极其重要的步骤。那么工科大学的课程设置和教材编写要注意哪些问题呢？
一、正确处理好理科与工科的关系，以突出工科特色
谈到高等教育，人们往往将理、工科相提并论，前面我们也分析到，在设置工科课程、编写工科教材时，也自觉或不自觉地向理科靠拢，以致影响工科人才的培养。这里重点分析一下理科与工科的区别：我们认为，理科姓“理”、名“科学”、号“理论”。就是说，理科主要向学生传授科学知识，以培养理论研究人才为目的；而工科姓“工”、名“技术”、号“应用”。就是说，工科主要培养学生的技术才能，成为应用型人才。那么，工科课程设置，教材的编写，要以培养技能、培养应用型人才为出发点，当然，技术需要科学的指导，但是，工科生掌握科学知识不是目的，他们的目的是把科学知识转化为思维、转化为实践能力、转化为实际操作。因此，必须加强专业技术、实践操作的培养。
二、正确处理好基础知识与专业技能的关系，以培养专业技能为主
传统观念认为，一个人的知识越丰富、越广博、越扎实，他今后的发展前途就越大，获得的成就就越高，其实这种观点是有失偏颇的。其实，一个人掌握的有关基础知识，是有一定的范围、一定的限度的、没达到一定的范围、一定的限度是会影响到他的发展的，但是超过了那范围、那限度，知识与前途、成就就不一定成正比，俗话说，登山何必扛着船，花太多的时间、太多的经历去学习一些与他专业无关的知识，就不但没有必要，而且会适得其反。试想一下，航空、航天知识、超导物理知识、深奥的古文学知识，对袁隆平研究杂交水稻到底有多大作用？如果钱学森花很大的经历、很多的时间去学习历史知识、伦理知识、地理知识……，他还有精力去从事他的专业工作，还会做出今天这样的突出贡献吗？
一个人公共知识的范围与限度，就中国教育而言，具有中学毕业水平就差不多了，美国高中毕业生的知识水平，大约相当于中国高中一年级水平，人家培养出了那么多的世界大师。
与公共知识相比，专业基础知识更加重要，与专业基础知识相比，基本技能更加重要，而基本技能是靠实际操作练出来的，不是靠钻研书本钻出来的。试想，哪一个奥运冠军、歌坛明星、修理高手、焊接大师是靠记名词概念、公式定律、背教科书练出来的。
为了挤出时间，让工科学生练出过硬的技能，有必要对大学课程设置进行合并删减，就土木工程而言，《大学英语》可以和《土木专业英语》合并；《大学生心理健康教育》可以和《心理健康调适》合并，《马克思基本原理》可以和《自然辩证法》、《思维方法与艺术》合并；《思想道德修养与法律基础》可以和《建设法规》合并；《大学计算机》可以和《计算方法与程序设计》合并，《公共关系学》可以和《当代国际关系》合并……这样至少可以挤出一期的时间来加强专业基础知识与专业基本技能的训练。
三、正确处理普遍教育与个性化教育的关系，以突出个性化教育
中国教育，习惯于一刀切，统一的《课程标准》，统一的教师，统一授课、统一的考试。统一的教材学好了，统一的考试就合格了，专业人才就培养出来了。这种模式对普及初等、中等教育，培养普通劳动者，还是有一定作用的，但是，以制度为本位、以划一为标准、以牺牲学生个性为代价的教育模式，并不适应高等教育，因为高等教育的关键之一，是开发学生的潜在能力，鼓励学生根据自己的兴趣、个人特点、职业倾向选择学习、研究方向。为了弥补这种培养模式的缺陷，可以参照研究生的课程设置，设置下面一些课程：
（一）专业基础课：如《高等数学》、《土木工程概论》、《土木专业英语》、《建设法规》、《技术经济学》、《材料力学》、《弹性力学》、《土力学》、《基础工程》、《工程地质学》、《工程经济》、《文献检索与科技论文写作》、《产品技术创新》、《建筑结构试验》等。
（二）指定选修课：如《土木工程测量》、《土木工程施工》、《混泥土结构设计原理》、《结构抗震设计》、《建筑结构试验》、《建筑设备》、《高层建筑结构》、《钢结构》、《砌体结构》、《工程项目管理》、《工程造价管理》、《工程监理》、《公路施工组织与预算》、《路基路面工程》、《隧道工程》、《桥梁工程》、《地下工程》、《环境工程》、《港口工程》、《海洋工程》等。
（三）任意选修课：如《中国建筑史》、《欧洲建筑史》、《美国建筑史》、《建筑与美学》、《生态建筑学》、《建筑与气象》、《建筑与水文地质》、《建筑与地球物理》、《中国古典建筑艺术》、《欧美建筑艺术》、《建筑环保概论》、《中小型民用建筑》、《市政工程设计与建筑》、《园林设计与建筑》、《建筑污水净化与废水处理》、《农村住宅设计与施工》、《体育建筑设计与施工》、《建筑工程投标及合同签订技巧》、《建筑机械概论》、《国际劳务市场与对外劳务合作》、《高层建筑设计与施工》等。
四、正确处理好知识型教材与应用型教材的关系，以突出教材的应用性
我们编写教材时，要注意从知识课程转变为现实课程，改变单纯以教材为载体、以学科知识为表现形式，脱离社会实际的、单一的知识性课程形态，建立学科知识与实际操作、课程实习活动相统一的大学课程观。在这方面，我们可以参照美国发现法教学用的教材的做法，按照下面体系来编写教材：
（一）创设符合某一项知识传授的环境，让学生进行实际操作；
（二）学生在实际操作中遇到用以前的知识和技能不能解决的问题；
（三）讲解能够解决这一问题的理论、规律、原理、定理、公式；
（四）学生熟练地掌握教学的内容；
（五）让学生运用学到的知识再去解决现实中的问题；
这样的编写体系，遵循了从实践中发现问题，进行研究上升为理论，再用这种理论来指导实践这一科学研究的认识规律，有利于提高学生的科学素养和科研能力。
五、正确处理历史、现实、未来的关系，以立足现实、展望未来
中国的教材，讲究体系的完整性和理论的博大精深，过分讲究理论的绝对正确性，强调要经过历史考验的东西才能进入教材，因此注重于历史，忽略了前沿科学。
小平同志指出：“教育要面向现代化，面向世界、面向未来。”这是我们编写教材的指导思想。我们的教材内容要立足现实、着眼未来。历史的东西，有利于提高学生的技能水平、有利于培养应用型人才的，就讲，其余的就少讲或不讲。教材的重点是把当代最科学的、最前沿的的先进东西传授给学生。使学生成为世界一流人才；同时，适当地向学生介绍一些该领域的发展趋势，以引导学生跨域现实，引领该领域的世界潮流。
工科大学课程设置，教材的编写，是关系到工科大学可持续发展的大问题，旧的工科大学的课程设置、教材非改革不可，这是天经地义的。我们不敢说我们的设想就是科学的、合理的、完美无缺的、我们抛砖的目的是想引起教育行政部门的重视、引起编写教材的专家、学者的注意、引起工科大学师生的共鸣，大家共同努力，以实现工科大学的可持续发展，为建设社会主义现代化的强国做出自己应有的贡献。
参考文献
盾构法隧道是利用盾构机连续进行开挖面支护、土方挖掘、管片拼装等循环步骤修建而成的隧道。和传统的矿山法隧道相比，具有自动化程度高、安全快速等优点，已被广泛地应用到城市地铁及其他市政工程中。
盾构机刀具在盾构设计、施工中有十分重要意义。其直接关系到工程能否安全、按时、顺利地进行。根据目前正在施工的广州及深圳地铁建设经验，随着城市轨道路网的延伸及建设力度的加大，盾构区间不仅需穿越常见的软弱地层，同时还需在部分硬岩地段中通过。因此在刀具选择上既要考虑在软岩中开挖的需要，也要考虑在硬岩中的要求。
在刀具布置上一般认为刮刀适用于土层及部分软岩，盘形滚刀(图1c 、1d) 适用于硬岩，其中单刃滚刀能用在强度很高的岩石中，国外曾有在抗压强度超过200 MPa 岩石中应用的工程记录。但从目前国内施工中所遇到的单轴抗压强度为120 MPa 岩体所反映的情况来看，此段土压平衡盾构(图1a) 即使采用了单刃滚刀，其效果与预想也有一定距离。
土压平衡盾构虽然和硬岩掘进机(图1b) 在掘进方式、机械总体设计思路上有较大区别，但在硬岩段对刀具要求是类似的。本文从当前地质勘察现状及硬岩掘进机刀具设计原理出发，结合国外硬岩TBM 工程勘察要求及试验项目，提出了硬岩地段地质勘察建议。
图1 盾构机及其刀具
段盾构工程的地质勘察，有其独特之处:
1 盾构工程地质勘察特点(1) 地质勘察报告不仅被设计部门使用(结构与其他土木工程相比，盾构工程，尤其是硬岩地设计)，更重要的是要被工程承包商使用(盾构机选型及详细设计、工期筹划等) 。(2) 地质勘察报告中不仅包括常规力学实验， 还需包括针对盾构工法的特殊实验。甚至不同的盾构机、刀具设计模型所要求的实验项目及程序有所不同。(3) 常规力学实验中有效数据的判别标准与常见土木工程不同。
2 硬岩滚刀破岩原理
2. 1 硬岩滚刀破岩原理
硬岩滚刀破岩主要分为以下几个步骤(图2) :
(1) 挤压阶段:滚刀在高推力作用下，切入岩石表面(切入深度1～10/15 mm ， 取决于岩体强度)， 同时岩面产生局部变形及很高的接触应力。并在此应力作用下，刀刃与岩石接触部分的岩体产生粉碎区，即应力核心区(pressure core) 。此核心区深度越深、范围越大对提高破岩效率越明显。
(2) 起裂阶段:沿粉碎区周边应力大于岩体的抗拉强度或抗剪强度时，便产生张拉裂缝。该裂缝是滚刀能否破岩的先决条件。在应力核心区下层是应力过渡区(transition zone) ，该区为应力衰减区，对岩体裂缝的产生不起控制性作用。在刀刃正下方分布有主裂缝，由于其方向与破岩方向一致，因此也不能显著地提高破岩效率，但能加大下个循环中压入阶段应力范围。
(3) 破碎阶段:当相邻滚刀的间距使起裂阶段产生的裂缝相互连通时，表面部分岩体便被裂缝分割，形成碎片并脱离开挖面。
图2 硬岩滚刀破岩过程
2. 2 破岩影响参数分析从滚刀破岩全过程分析，有以下因素直接影响裂缝能否形成: 1) 岩石硬度:在刀具挤压阶段，必须保证刀具硬度要高于岩石硬度，才能切入岩石表面，形成必要深度的应力核心区。2) 抗压强度:刀具切入岩石表面后，当应力大于岩石抗压强度(单向应力条件) 或抗压强度与地层主应力组合值(三向应力条件) 时才能形成粉碎区，以保证裂缝产生位置具有一定深度。3) 抗拉强度:是裂缝形成的力学原因。
同时根据以往工程实践及试验数据，以下因素影响破岩效率:1) 脆性/ 塑性:是对抗压强度、抗拉强度的综合评价，适用于抗压强度较大(小)，而抗拉强度较小(大) 岩石。有关文献资料显示在同样条件下，脆性岩体在挤压阶段所需时间远远小于塑性岩体(约八分之一) 。2) 耐磨性: 本指标直接关系到盾构机掘进效率，是承包商进行刀具寿命及备品估算、工期筹划的主要依据。根据国外资料统计在耐磨性小的岩石中，更换刀具时间占总停工时间的3 % ， 而在高耐磨 性岩石中有20 % 之多;以每掘进1 米时间计算，耐磨性小的岩石为0. 02～0. 05 hr/m ， 而高耐磨性岩石则可高达0. 2 hr/m。
3 国内外TBM 工程勘察
由于国外TBM 工程数量较多，硬岩强度及特性变化较大，同时在基础研究上投入较大，因此其水平远远高于国内。在目前条件下，对其设备、工艺及技术进行深入研究是减少差距的有效途径。
3. 1 国外TBM 工程勘察要求及项目
国外TBM 工程勘察工作一般要为以下几个方面服务:
(1) 工程总体布置，包括线路及土建的设计优化;
(2) 围岩稳定性分析及衬砌支护要求;
(3) 不同开挖方式的比选、掘进设备的选择、施工进度、设备性能预测;
(4) 环境影响评估及渣土的处置;
(5) 工程造价及进度的估算。
因此其勘察工作主要分两个方面:
(1) 区域地质调查:区域地质调点进行区域岩体类别、节理、裂隙的调查，包括宽度、倾角、走向(图3) 。既有工程经验及试验均验证了节理、裂隙等软弱面对岩体的贯入度(PRev) 及刀具破岩效率有很大影响。
图3 隧道与节理关系图
在硬岩TBM 设计中主要有两种模型:挪威科学及技术大学模型(N TH) 及美国科罗拉多矿业学校模型(CSM) 。虽然两种模型在输入参数、经验公式上有一定差别，但预测结果(贯入度、刀具数量及寿命、掘进推力、掘进扭矩、掘进能耗) 具有较好对比性。在这两个模型中贯入度都是一个极其重要参数，它直接约束了其他预测结果，也是评价所设计的TBM 是否满足承包商工期要求的主要指标。其中在NTH 模型中，贯入度与滚刀直径影响系数Kd 、刀距影响系数Ka 、节理、裂隙影响系数Ks 有关，而节理、裂隙间距直接制约影响系数Ks 取值(表1) 。因此国外TBM 工程普遍要求在区域地质图中反映软弱面分布的状况。
表1 节理、裂隙间距与影响系数Ks 对照表
(2) 室内试验:国外室内试验是在总结多年工程实践基础上，经过不断修正、完善而成，内容远比国内齐全，也部分反映了其对破岩机理认识及刀具设计的思路(表2) 。
表2 室内试验明细表
说明: ISRM : 国际岩石力学协会(International Society for Rock Mechanics) ASTM : 美国实验及材料协会(American Society for Testing and Materials) N TH : 挪威科学及技术大学(Norwegian University of Science and Technology) CSM : 美国科罗拉多矿业学校(Colorado School of Mines) DRI : 岩石可钻性指标(Drilling Rate Index) ，根据S20 值求得CL I : 刀具寿命指标(Cutter Life Index) ，由SJ 、AVS 求得国外室内试验特别强调样品的真实性，一般通过钻孔数量、位置及试验项目相互校核。硬岩段钻孔间距一般为15～ 60 m(地层复杂) ，150～ 300 m (地层简单) 。在软岩段为15～30 m(地层复杂) ，90 ～150 m(地层简单) 。对于预测模型中敏感参数-抗压强度要与抗拉强度均要通过其内在关系互检
(见图4 、5) 。
图4 单轴抗压试验破坏类型
图5 抗拉试验破坏类型
3. 2 国内盾构工程勘察现状国内盾构工程特别是硬岩地段盾构工程数量不是很多，而且仅仅在近几年才出现。目前暂时无专门针对硬岩的勘察规范。同时由于从事盾构工程的勘察单位一般长期开展非盾构工程勘察，因此在实验项目的选择、实验数据的选取、勘察报告的撰写与国际常规做法有一定差距。往往套用一般土建工程的勘察模式，不能对后期施工进度、施工安全、施工管理给出可靠参考依据。甚至由于在某些参数对工程影响认识上的偏差，报告中给出错误或相反的数据。目前勘察报告对岩石开展的项目主要有密度、凝聚力、内摩擦角及抗压强度。暂时还未开展抗拉试验，而在抗压强度取值上存在一些偏差。具体表现在:
(1) 试验时没有区分破坏类型(节理/ 裂隙破坏，岩石破坏。见图4) ，剔除无代表性数据，导致统计基础不可靠;
(2) 受一般土建工程影响，在试验时认为低值对工程更安全，使勘察报告中数据代表性不强。
4 对当前勘察工作的建议
随着各大城市轨道交通网的逐步完善，线路埋深日益加大;而内地城市轨道交通建设条件也逐渐成熟，硬岩段比例会稳定上升。但从上面分析中，我们可以看到在硬岩段盾构工程上国内外无论是认识还是具体实施，均存在较大差别，如对刀具破岩机理的认识差异、对盾构机施工工艺上的理解程度、对岩体不同特性的掌握程度等。如何减少工程造价及工期上风险是一个新的课题。作者仅从自己工作体会中提出以下建议:
(1) 根据盾构工程特点及勘察工作目的，尽快组织国内科研院校与承包商紧密配合，在实践中，认识、理解国外盾构机、刀具设计思路及模型，并找出各相关参数内在关系，为确定室内试验项目、目的及试验程序提供理论依据。
(2) 仔细分析国外试验程序，收集试验数据，在考虑试验手段通用性、数据可对比性及盾构设计模型要求的前提下，确定可直接引用结果的试验项目、需重新试验项目及操作程序。
(3) 硬岩段增加抗拉强度试验项目，同时加强抗压、抗拉试验过程及数据处理监督。
(4) 在地质柱状图中，对裂隙、节理应描述其宽度、倾角;条件允许时，在区域地质图中增加区域软弱面分布内容。
(5) 对于目前工程中异常地段应在事后进行补充勘察，适当扩大试验内容，分析原因，为今后工程提供参考依据。
参考文献
近年来, 我国开展大规模的城市市政工程建设, 尤其是几个重要城市都已开始了地下铁路的建设工程。在这些地下工程中, 由于受到施工场地、道路交通等城市环境因素的限制, 使得传统的施工方法难以普遍适用。在这种情况下,对城市正常机能影响很小的隧道施工方法- 盾构施工法普遍得到了人们的关注, 并且在一些地区已经有了较为广泛的使用。
虽然我国在盾构隧道施工方面已有了一定的成功经验和技术积累, 但仍然存在大量的技术问题。除盾构机械制造和施工控制管理等综合技术问题以外, 在岩土工程的领域内也存在许多尚待解决的理论和技术问题。比如, 盾构隧道管片设计理论的统一、系统化问题; 隧道开挖面稳定机理和控制问题; 相邻或叠交隧道相互影响的评价问题等等, 都还需要我们进行不懈的研究和积累。
在这样的背景下, 为了下一步更好、更经济、更安全地使用盾构技术, 有必要把我国盾构技术现状进行总结。进一步, 根据国外的经验指出解决各种技术问题的一般思路, 明确今后盾构技术应该发展的方向。
1 盾构技术基本原理与特点
1) 盾构技术基本概念: 盾构隧道施工法是指使用盾构机, 一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳, 一边进行隧道掘进、出渣, 并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆, 从
而不扰动围岩而修筑隧道的方法盾构机有很多的型式, 典型的盾构机( 土压平衡式盾构) 可示于图1。盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳。所谓构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。由于盾构一般使用于以土为围岩的隧道工程施工中,与岩石围岩不同, 土体不具有自立稳定性, 所以保持开挖面稳定的系统( 盾) 就非常重要。
与盾构相似的施工技术还有岩石掘进机( TBM) 和顶管法。但是无论在施工方法和适用范围方面这两者都与盾构法有较大的不同。TBM 的施工对象是山岭隧道, 其围岩多是可以自立稳定的岩石, 所以机械上不设置压力舱, 其衬砌也很少使用管片。泥水加压式顶管和土压平衡式顶管在掘进及开挖面稳定方面近似于盾构, 但衬砌不是装配管片形成, 而是使用各种管从洞口顶入, 其使用范围也限于直径较小的隧道。
2) 盾构技术基本原理: 盾构施工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工, 从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。为了达到这一目的, 除了刀盘和盾构钢壳可以被动地产生支护作用以外, 使用压力舱内泥土或泥水压力平衡开挖面上的作用土压力和水压力;使用壁后注浆及时充填由开挖产生的盾尾空隙, 主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。土压平衡式盾构主要是将开挖土砂通过各种搅拌翼在压力舱内搅拌, 使其形成一种塑性流动状态, 然后通过千斤顶的推进力和控制螺旋式排土器的排土量调节压力舱内的泥土压力, 使其与开挖面上的土压力和水压力进行平衡( 图2( a) ) 。泥水加压式盾构是将压力舱内充满泥浆, 通过调节泥浆压力与开挖面上的土压力和水压力进行平衡( 图2( b) ) 。比较于使用泥土压力的土压平衡式盾构, 作为使用液体作为压力控制的媒体, 泥水加压式盾构在控制开挖面稳定方面具有较大的优点。因此, 国外的大断面隧道以及高水压力隧道多采用泥水加压式盾构进行施工。但是, 泥水加压式盾构是通过将稠泥浆从压力舱下部排出的方法进行出渣。这时渣土需经大型的泥浆处理设备处理后
才能废弃, 所以设备的造价相对较高。
壁后注浆是对盾尾形成的施工空隙进行填充注浆, 以减小由于管片四周所出现的空隙而产生的地基应力释放和地基变形, 是盾构施工的重要环节之一。如图3( a) 所示, 盾尾
空隙的大小是由盾构钢壳厚度和盾尾操作空间所决定的, 一般在5~ 10 cm 左右。如图3( b) 所示, 壁后注浆有通过在盾构钢壳上设置注浆管, 在空隙生成的同时进行注浆的同步注浆方式和通过管片上预留的注浆孔进行注浆的及时注浆方式两种, 其中同步注浆更有利于地基沉降的控制。
3) 盾构的基本型式: 盾构的类型一般可根据头部的结构、开挖方式、开挖面稳定原理进行分类, 常见的盾构型式示于图4。在盾构使用的早期阶段, 没有压力舱的敞开式盾构曾一度广泛的受到使用。但是近10 年, 由于设置压力舱的闭胸式盾构在控制围岩稳定性方面发挥出的卓越作用, 敞开式盾构的使用越来越少, 可以将其称为旧式盾构。而我们现在常说的、常用的多为闭胸式盾构, 也可将其称为现代盾构。现代盾构主要有两大类, 也就是土压平衡式盾构和泥水加压式盾构。在土压平衡式盾构中, 又可以根据在开挖面或压力舱内是否添加促进泥土塑性流动化状态的添加剂( 泥浆、减水剂、泡沫等) 分为土压式和泥土压式两种。
4) 盾构技术的基本特点: 盾构隧道施工技术的特点可以归纳为以下几点:
( a) 对城市的正常功能及周围环境的影响很小。除盾构竖井处需要一定的施工场地以外, 隧道沿线不需要施工场地, 无需进行拆迁而对城市的商业、交通、住居影响很小。可以在深部穿越地上建筑物、河流; 在地下穿过各种埋设物和已有隧道而不对其产生不良影响。施工一般不需要采取地下水降水等措施, 也无噪声、振动等施工污染。
( c) 对施工精度的要求高。区别于一般的土木工程, 盾构施工对精度的要求非常之高。管片的制作精度几乎近似于机械制造的程度。由于断面不能随意调整, 对隧道轴线的偏离、管片拼装精度也有很高的要求。
( d) 盾构施工是不可后退的。盾构施工一旦开始, 盾构机就无法后退。由于管片外径小于盾构外径, 如要后退必须拆除已拼装的管片, 这是非常危险的。另外盾构后退也会引起的开挖面失稳、盾尾止水带损坏等一系列的问题。所以,盾构施工的前期工作是非常重要的, 一旦遇到障碍物或刀头磨损等问题只能通过实施辅助施工措施后, 打开隔板上设置的出入孔进入压力舱进行处理。
2 我国盾构技术的使用情况
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.103
0 引言
招投标作为建筑市场经济活动中的一种合理配置资源的竞争易方式，而评标方法是确定中标人的机制和投标人决策的重要依据，其评标内容包含技术标和商务标，其中技术标主要包括实施方案和方法、质量保证措施、施工进度计划及工期保证措施、组织管理体系及人员和施工部署等；商务标分为经济标和其它商务条款，其中经济标主要包括投标报价、综合单价、主要材料及设备价格等，其它商务条款包括工期、质量、业绩等。最低评标价法主要评定经济标，其它商务条款及技术标内容仅需满足招标文件要求或处于次要地位。就某一个具体项目而言，合同工程造价=中标价+相应的交易成本。最低评标价法要求不仅中标价低，而且相应的交易成本也要较低。其交易成本主要受到中标人的能力及经验、技术保证及控制措施、努力程度或诚信度等技术条件的约束。
最低评标价法作为目前国内应用最广泛的评标办法，其中《中华人民共和国招标投标法》第四十一条规定，中标人的投标应当符合下列条件之一： （1）能够最大限度地满足招标文件中规定的各项综合评价标准；（2）能够满足招标文件的实质性要求，并且经评审的投标价格最低，《中华人民共和国政府采购法实施条例》规定技术、服务等标准统一的货物和服务项目，应当采用最低评标价法。下面按照不同项目特点，分别介绍了目前国内四种常用的最低评标价法：
1 最低价中标法（最低投标报价法）
对于技术、服务等标准统一的货物和服务项目，一般交易成本固定或比较低，易于操作，评标工作中直接选取投标报价最低者中标的评审办法，技术部分仅需响应即可。其可充分体现价格竞争这一招标投标的核心，但其正常运转或作用的发挥需建立技术及法规制度健全的前提下，常见的如常用建筑材料的采购、普通建筑工程质量检测等。
2 有效的最低评标价法=经评审的最低评标价法≠最低价中标
对于技术、服务等无法完全统一标准的货物和服务项目，或技术标对其它商务条款影响不大的工程项目，为固定总价合同的，交易成本较固定或对合同工程造价影响不大，在招标文件中可以规定并标明（目前国内通行的做法是加注“*”）所有实质性要求和条件（包含资格标准、技术标和商务标评审要求），并说明其中任何一项实质性要求和条件不满足的投标都将为废标，推荐除废标外投标价格最低的为中标候选人的评审办法。如体育健身器材采购、二次供水设备采购及安装工程、围墙或临时围网工程施工等。
3 合理最低评标价法=经评审的最低评标价法≠最低价中标
对于较为复杂（技术标对其它商务条款影响较大）的工程项目，为固定单价合同的（工程量清单报价、量价分离），交易成本不固定或较高，中标者不仅要投标总价最低且≥下限价（具有竞争力且符合本工程的特点），而且工程量大、价值较高、以及施工中容易出现变更的分部分项工程的综合单价要处于合理报价范围内，避免出现“中标靠低价、赚钱靠降质或索赔”，它是定量综合评估法与最低投标报价法相结合的一种有效方法。如一般中大型房屋建筑工程施工，景观绿化施工等。
4 技术前三名最低评标价法=经评审的最低评标价法≠最低价中标
对于施工技术复杂、难度大、规模大的工程项目，其技术部分对工程总造价影响较大，在评标过程中首先先确定技术最优或较优的前三名，前三名技术可水平无显著区别，之后以投标报价高低确定中标候选人排序，它是定量综合评分法与最低投标报价法相结合的一种有效方法。如大型市政工程施工等。
以价格考察为主的最低投标价法，可以节约项目总投资（竞争致低价中标），提高资金使用效率；可充分体现招投标中的公正原则，减少评委的主观倾向性，体现投标单位的管理、生产技术和成本优势，进而节约采购投资；从长远角度出发，其又可淘汰管理水平低、设备技术落后的企业，促进各企业整体经营能力和管理水平提高―优胜劣汰、适者生存。为保证其评审要素或评价标准不仅能既能最大限度维护招标人利益（低价）和维持正常竞争秩序，而且能全面、科学、公平，公正的反映投标人的技术优势和履约能力。特提出以下实施建议或改进措施：
（1）淡化标底，设定预算控制价作为最高限价，防止投标单位串标台标；
（2）严格进行资料审查，完善资格审查制度，重视工程担保措施；
（3）对于工程量清单计价的项目，把好前期关（含勘察设计施工图绘制、招标文件编写等），避免决算价大于预算价；
（4）国家逐步完善规范的评估机制及行业公信机制，各级地方主管部门逐步完善和建立合理、又操作性强的综合评价体系和方法（能力、经验和诚信度可完整且真实体现）；
一、地下工程概述
地下工程主要指的是那些深入地面以下的开发和利用空间资源的工程模式，也是工程建设中最为常见的土木工程一种。在施工的过程中其中包含了地下房屋、地下构筑物等建筑结构。目前我们最为常见的地下工程主要有公路隧道工程、地铁工程、地下商场、地下车库等。这些工程在目前的施工中是一项效益最好、工作作用最佳的一种。在目前的工程项目中，为了有效的保护地面上的生态环境，开发利用地下空间资源而营造新世纪的地下空间资源，在新的世纪，也就是二十一世纪建造更多的地下工程将会以满足人们生产生活需求为基础，也是以基础工程体系措施为综合要求的工作模式。
1、地下建筑
顾名思义，地下建筑也就是在地面以下的建筑结构和建筑物，如地下隧道、人防工程、油库等等。地下建筑在施工的过程中显著的区别于地下建筑特征，是一种显著不同体系的地下建筑特征。地下建筑是具备着良好的热稳定性、密封性的工作体系，也是以良好的抗灾和保护性能为基础环节的综合性建筑结构，在施工的时候具有着很好的社会效益和环境效益。但是在施工的时候也存在着种种问题和缺陷，地下工程在施工中施工较为困难、工期较长且投资较高，使用的时候必须要充分的考虑到用户心理需求，进而充分的发挥出应有功能和效益[1]。
2、施工特点
我国城市化建设进程的不断加快、进步以及人民物质生活水平的提高，各大城市发展中逐步出现了用房拥挤的情况，其地下工程来发趋势必然得到进一步加强和优化，成为城市发展的一个新亮点。自上个实际九十年代起，我国地下工程施工规模不断扩大、深入日益加深和建筑物等有设施距离的逐步推进，推动了深基坑工程的设计想更高水平，并达到国际领先水平。
二、地下工程特殊开挖方法
在目前的地下工程施工中，常见的特殊施工方法主要有冻结法、气压法等。
1、冻结法
冻结法是利用人工制冷技术，将待施工的地下工程周围一定范围内的含税不稳定的岩层进行冻结，使之姓曾封闭的冻结壁，隔绝地下水联系，改变岩土的性质，增加其强度和稳定性，保证地下工程施工安全的一项特殊的施工方法。随着当前社会发展过程中，冻结法被广泛的应用在当前特殊底层的凿井，基坑合格挡土墙的加固技术，盾构隧道盾进出洞周围的土地加固，地铁。公路隧道联络通道及其泵站施工、两端隧道地下对接是土体加固和特殊段工程事故的处理或者请修复等方面[2]。
1.1 冻结法原理
冻结法是利用传统的氨压缩循环制冷技术来完成的，是为了形成冻结壁，首先在精通周围由地面向地层钻进一圈冻结孔，孔内安装冻结器。冻结站制出的低温盐水在冻结期内循环流动，吸收周围地层的热量，形成冻土圆柱。冻土圆柱随着时间的推移不断的扩大，形成了封闭的冻结壁，直至达到蛇酒的厚度和强度为止。通常把这个期间称之为积极冻结期，而将掘进是维护冻结壁厚度期间称之为消极冻结期，吸收了底层热量的盐水，在盐水箱内将热量传递给蒸发器中的液氨。是液氨变为饱和的蒸汽，再被研所急研所成水，传递给冷凝器冷却。降低热和压缩机做工产生的热量传递给冷却水，最后这些热量传递给大气。
1.2 冻结法特点
作为开挖地下工程的临时支护方法，冻结法施工具体有以下优点：
1）冻结法施工的使用范围很广泛，人工冻结法可冻结含水量大于10%的任何不稳定土层和含水岩层。冻结壁可进入基岩不渗透水层，冻结法适用于复杂的地形条件，几乎不受地基土的地质条件限制。可以在施工的过程中形成任意深度，任意形状的冻土比，可以成为某些工程中的唯一可用的辅助方法。
2）冻结法施工的隔水性能好，冻土比本身就是地下水控制系统，交圈以后冻结壁连续性好，强度高，因而隔水性能非常好。
1.3 冻结法施工
冻结法施工方案选择应该结合当前实际情况进行分析，隧道在所穿过的岩层和土层的工程地质与水文特点进行分析，依据冻结的深度和冷冻设备的分析和控制手段进行综合的考虑，确定其在施工过程中的最佳技术经济效果为出发点，选择技术先进，经济合理的冻结方案。冻结站的主要设备有氨压缩机，冷凝器、蒸发器。辅助设备有氨油分离器、储氨器、集油器、调节阀、液氨分离器和除尘器。
2、气压室法
气压室法是将整个开挖洞段密封起来，在进出口段布置气密式，由洞外进入气密式在进入洞内，序进过两层密封门，洞内气压大于外压或者大气压。用超压来减少深入洞内的谁，也用此压力来干烧围岩自稳的情况。，当然，气压迷失发需要额外的设备投资，而且施工的速度将降低，一般只是在不得已时采用。
3、分布开挖、分布支护法
在软弱地层中开挖较大的洞室，目前常用的方法是先开挖一小部分，然后用喷锚支护做全断面保护，在逐步的扩挖，逐步支护。最常用的是双侧导坑法，即是挖好一个侧导坑，支护好，再挖另外一个测到坑，也支护好，最后再挖掉中间遗留下来的土柱，并支护形成密封比结构，开挖后再由在其中做钢筋混凝土二次衬砌。
三、结束语
近年来，随着地下空间应用的不断增加和应用措施的不断提高，在其应用和发展的过程中施工手段和施工方式也在日益的提高和变化。随着地下空间发展中，地下建筑的质量要求和施工措施的不断完善，对地下建筑施工的方法也在日益提高。使得对工程特殊开挖法的方法进行探讨成为当前社会发展的重点。
一、绪论
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度节约资源，节能、节地、节水、节材、保护环境和减少污染，提供健康适用、高效使用，与自然和谐共生的建筑。[1]随着近年来全球气候变暖现象愈发严重，新建和既有建筑的节能环保性能日益得到了建筑从业者们的重视。建造既节能又环保的建造成为了当今建筑业发展的必然趋势，绿色建筑的理念也得到了普遍的认可。为规范和促进我国绿色建筑的发展，住房和城乡建设部规定自2015年开始实施新版的《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014），新版绿色建筑评价标准除了涵盖原有的住宅、办公建筑、商场建筑和旅馆建筑，还扩展至各类民用建筑；并且将评价细分为设计评价及运行评价；对部分评价条文进行了修改，并且为所有的评分项和加分项条文分配了具体的评价分值等。目前，我国建筑能耗中的65%是来自建筑空调与采暖的能耗。随着城镇化的发展和人民生活水平的提高，这一比例还有可能会不断上升，绿色建筑对暖通空调领域的节能要求日益凸显。因此，为了适应当今趋势下绿色建筑发展对技术人才培养的要求，本文通过分析我国绿色建筑的发展现状与解析绿色建筑相关专业领域的知识体系，针对建环专业提出一些可行的绿色建筑知识培养方案，希望能够对普及建环专业学生绿色建筑方面的知识起到一定的借鉴作用。
二、绿色建筑所需学科知识以及与建环专业直接相关的技术
（一）绿色建筑设计理念
1.回归自然：绿色建筑应根据当地的气候及资源条件，考虑配备如太阳能供暖、热水、发电、风力发电装置等可再生能源应用设备。室内舒适度的调节应避免过多的人工耗能设备，充分利用自然资源调节室内环境。
2.节约资源：项目的设计和施工力求精细，建材的备料的数量应科学合理，减少建材不必要的浪费。节约水资源，在降雨调节良好的地区尽量设置雨水回收系统。
3.节约能源：尽量使用节能环保的建筑护结构材料、供暖和空调系统，充分利用可再生能源作为动力及环境系统的补充能源。根据建筑所在地的自然情况，选择设置风冷系统或水冷系统，优化建筑内设备的运行控制策略，努力使建筑在满足人员舒适度的前提下达到最大的节能效果。
（二）绿色建筑与建环专业直接相关的知识领域
绿色建筑是一个体系，它涉及多学科领域知识包括建筑学、建筑技术、建筑材料、土木工程、市政工程、建筑环境与能源应用工程等。单纯一个学科不可能完全覆盖所有绿色建筑领域的知识，绿色建筑人才的培养也需要从各个学科从自己的专业角度进行侧重培养，同时需要了解相关学科的知识，为实际工程的专业协作来进行绿色建筑建设或改造奠定基础建筑环境与能源应用工程专业培养目标，定位是培养从事建筑室内环境人工控制、建筑节能及建筑设备智能化领域的工作，具有建筑设备系统、建筑能源供应和建筑节能设计、施工、调试、运行管理能力；具有建筑设备自动化系统方案制订能力的高级工程技术人才和管理人才。[2]由此可见，该专业与绿色建筑相关的技术领域包括：
（1）建筑动态（冷、热）负荷的准确分析以及为满足国家节能标准提出相关建筑围护结构节能方案；
（2）基于建筑节能的建筑设备系统选型的优化设计、选配，避免过分保守造成工程实际中出现“大马拉小车”、设备低效区运行等现象；
（3）优化建筑设备的运行自动控制运行策略，根据气候条件、设备系统配置在实际中实现设备的整体高效运行；
（4）依托建筑内部环境的舒适性标准以及人员行为特征提出建筑设备的节能运行策略；
（5）研究可再生能源（太阳能、风能、地源热泵等）利用、自然通风与建筑设计一体化技术。
三、当前我国建筑设备行业在绿色建筑领域的发展现状及存在的问题
我国建筑业发展有着几千年的历史，自古人们就有利用自然条件来优化建筑内部保温和通风的习俗。但由于人们对建筑环境的需求逐步提高，人们对采暖、通风和空调的使用量大大提高，能源的消耗量也随之增加。近年来，社会上对发展绿色建筑以及保护环境的呼吁愈发强烈，使得暖通空调系统的节能问题也更加得到了重视，许多公共建筑的绿色节能设计为建筑节能方案推广树立了很好的示范。但是从宏观上来看，行业中还普遍存在着一些问题[3]。
（一）在设计、施工方面普遍倾向于保守
由于目前实际工程中业主方面最重视的是能否正常使用，对于节能及环保的重视度并不高，导致在系统设计、施工阶段为了避免出错，设计施工方都会选择实践次数多较为保守的传统暖通系统方案。对于使用新型的绿色节能环保系统缺乏推广动力。
（二）设备运行管理中存在的问题
很多工程在项目竣工后，并不注意对物业人员进行设备使用及维护的培训，很多物业管理人员不具备必要的暖通空调基本理论常识，不了解如何依据室外参数的变化对系统进行相应的调节。导致设备运行在非节能的参数设置下时，最初的绿色设计无法达到预期的效果。
四、建环专业培养绿色建筑人才的建议
（一）着眼市场需求，调整课程体系
不断推进课程改革与创新是培育绿色建筑人才的核心动力，应紧密联系绿色建筑行业与建环专业相关的行业动态，关注相关行业标准的及修改，紧跟时代步伐，不断更新及完善学科教学内容，丰富教学理论体系。只有不管更新和完善的课程体系才有能力培养出适合时代的新型技术人才。通过将具有节能减排理念和对设备专业各系统有整体统筹能力纳入考察毕业设计的要点，以增强学生对节能理念的重视。增强与设计院、绿建行业相关企业的交流，根据企业绿色建筑设计所需的知识和技能，调整和完善如今的建环专业教育课程体系，可根据本校专业的侧重点区别新增如“绿色建筑技术概论”、“计算机物理环境设计”、“材料与建筑可持续发展”、“楼宇设备自动化”等课程；也可通过对现有课程的调整和课程内容模块的增设，在建环专业人才培养体系中引入绿色建筑相关的新知识、新技术、新工艺、新方法。
（二）注重学生绿色建筑的理念的培养
增强与绿建行业相关企业的合作及交流，在教学内容中不断更新当前建筑行业的新知识及新技术，丰富教育教学手段。在重视学生绿色建筑基础知识学习及储备的同时，加强学生动手实践能力的培养，鼓励学生参加如“全国大学生节能减排大赛”或“人环杯”等各类科技创新竞赛，不断增强学生对建环专业知识的理解和解决实际问题的能力。同时也鼓励学生参加如“CAR-ASHRAE学生设计竞赛”这类针对建筑暖通系统设计的竞赛，通过给出设计背景，让学生更早地接触到实际工程设计，同时与实际需要施工的工程项目相比，可供学生创新的空间更广，同时也增强学生绿建知识自主学习的积极性，达到学以致用的目的，使学生形成低碳绿色的建筑设计思维。
（三）鼓励学生参加实习，提高绿建知识的实用能力
作为所有工科专业的特点，建环专业所有技术的应用难以在学校内部全部实现。鼓励学生走出校园，通过开展生产认知实习、课程设计或毕业设计等方式，使学生有机会到具有良好节能意识、重视环境保护措施的企业参加实习，可以较好地弥补当下学生社会实践能力较差的不足。同时也实现“产学研”的良好对接，使学生们的专业知识和技能可以服务于社会，在实践中遇到的问题也可以在学校的科研环境中得到良好地解决。让毕业生充分理解和认同绿色建筑理念，也可以让绿建行业日后的发展推进更加顺利。
（四）参与绿色建筑相关行业活动，充分利用专业技术平台合作
积极参与各类以绿色建筑为主题的会议或展览，例如“制冷展”及“供热展”这类与建环专业关系密切的行业展览，让学生有机会接触到行业发展最前沿的一些技术及设备，充分了解行业的发展方向。在展览中教师可以将相关知识结合实体设备进行讲解，充分利用行业组织搭建的各类交流平台进行合作教学，使学生能够更加透彻地理解所学知识，加强对所学知识合理应用的能力。
五、结语
面对我国能源危机日益严峻，空气污染严重等问题，发展绿色可持续经济成为了改革的大趋势。通过建设节约型社会，发展可持续经济以解决能源及环境问题的政策，使发展绿色建筑成为必然。绿色建筑的兴起及发展将致力于创造更舒适健康的生活环境，实现人与自然的和谐共生。然而当前形势下，发展绿色建筑急需一批高素质、专业化的绿建人才推动其发展。建环专业也以绿色建筑的推广为契机，改善近年来专业教育中存在的一些问题，通过多方合作营造良好的人才培养环境，找准未来行业发展人才需求的缺口。充分利用区域优势资源，紧密结合不同地域的气候及能源特点，努力培养出适应绿色建筑这个新兴战略领域所需要的高素质、专业化人才。
参考文献：
[1]周启琳.基于生命流程的绿色建筑技术发展体系研究[D].重庆大学，2012.
