我國大學中的土力學課程教學大約始于20世紀30年代末期。最早在國內(nèi)大學開設(shè)土力學課程的是黃文熙先生(中央大學)和茅以升先生(唐山工學院)。他們是我國土力學課程的開拓者。而在30年代時,土力學在國際上尚屬新興學科。
黃文熙先生于1937年在美國密執(zhí)安大學獲得博士學位以后,應南京中央大學邀請回國任教。因?qū)W校內(nèi)遷,1937年末才輾轉(zhuǎn)到達重慶,任中央大學水利系教授和系主任,開設(shè)了土力學課程,建立了土力學實驗室,是國內(nèi)首次在大學建立的土工實驗室。
茅以升先生在1938-1941年間,任唐山工學院院長,開設(shè)土力學課程,并在全校作“擋土墻上的應力”學術(shù)報告。
此后,陳樑生于1948年在清華大學,俞調(diào)梅于40-50年代間分別在上海交通大學和同濟大學,錢家歡、曾國熙于1952-1953年在浙江大學,馮國棟于50年代在武漢大學分別開設(shè)了土力學課程。
20世紀50年代我國翻譯了一批土力學和基礎(chǔ)工程教材(多是譯自俄文版)。我國最早中文版土力學教材是在西南聯(lián)大時期閻振興編寫的《土壤力學》;
解放后早期的教材有:丘寶勤編撰,中國科學圖書儀器公司1953年出版的《實用土壤力學》;錢家歡編寫,由大東書局1953年出版的《土壤力學》;錢家歡與唐念慈合著《基礎(chǔ)工程規(guī)劃與設(shè)計》(大東書局1954年出版),陳仲頤編寫的《土力學地基與基礎(chǔ)工程》(1954年,高教部教材處);由陳樑生和陳仲頤編寫,由水利出版社1957年出版的《土力學與地基基礎(chǔ)》;吳炳焜等編寫的《土力學地基與基礎(chǔ)》(高教出版社1958年出版);俞調(diào)梅的《土質(zhì)學與土力學》一書由工業(yè)出版社1961年出版。
1949年以后,由于建國初期
大規(guī)模基本建設(shè)的需要,曾在北京和南京等地組織開辦了培訓班和講習班。
例如黃文熙在南京水利實驗處開辦了四期“土工試驗學習班”,編寫了《土工試驗手冊》。
1953年始,由茅以升和陳梁生為正副組長,盧肇鈞、陳仲頤、周鏡、陳志德、張國霞、陳明紹和卞維德等為骨干,在北京舉辦系列講座和學術(shù)研討會,三年期間共舉辦了60多次報告。
出版了 《土工彙刊》。
為新中國培養(yǎng)和提高了一大批巖土工程技術(shù)人才,他們有的至今仍在工作,成為巖土工程方面的專家。
與此同時土力學課程在我國高校逐漸普及,50年代初期,第一次編制了我國的土力學課程教學大綱,保證教學的深度和廣度。絕大部分高校的土力學課程與地基基礎(chǔ)課程是聯(lián)系在一起的,教學方式有講課、習題課、課程設(shè)計、土工試驗等主要教學環(huán)節(jié),學時一般比較多。
院系調(diào)整以后,學習前蘇聯(lián),工科院系的專業(yè)劃分趨于狹窄,在有關(guān)高校中還設(shè)置了工程地質(zhì)專業(yè)和地基基礎(chǔ)專業(yè)。在工科院校中設(shè)置“工程地質(zhì)、土力學與基礎(chǔ)工程教研組”,教材也多使用從蘇聯(lián)翻譯過來,如崔托維奇的《土力學》和巴布可夫的《土學與土力學》等。另外也選派技術(shù)人員到蘇聯(lián)留學或者進修,也有的跟隨蘇聯(lián)專家工作。經(jīng)過幾十年的工程實踐和理論提高,形成了一支技術(shù)骨干,他們中出現(xiàn)了不少院士和大師。
“文革”后期,由于主張教育和生產(chǎn)勞動相結(jié)合、教育和工農(nóng)群眾相結(jié)合,實行開門辦學,土力學課程的教學也調(diào)整為以土壩等典型工程為主線,當時出現(xiàn)了《土壩土力學》等突出實踐性的課程。這種教學模式產(chǎn)生于當時的國家政治環(huán)境和生源條件之下,對增強工程概念起到了一定的積極作用,但是明顯削弱了土力學作為一門科學的基本理論及其系統(tǒng)性,是典型的實用主義的方式。
全面恢復高考招生和研究生制度,全國土力學教學重整隊伍,恢復和調(diào)整課程體系,進入了一個蓬勃發(fā)展的時期。全面引進和吸收西方的土力學理論體系;由于計算機計算的快速發(fā)展、使非線形計算成為可能。相應的促進了土的本構(gòu)關(guān)系模型和現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展。
有關(guān)土力學的理論到試驗、技術(shù)到研究范圍、分析方法到加固處理措施都出現(xiàn)了很大變化。但是作為本科的土力學課程其內(nèi)容體系變化不大;而由于大規(guī)模經(jīng)濟建設(shè)的全面開展,地基基礎(chǔ)新技術(shù)不斷被引進和創(chuàng)造,基礎(chǔ)工程課程的內(nèi)容得到了很大的擴展;像環(huán)境巖土工程這樣的選修課在不少學校被開設(shè);但是由于學科的發(fā)展,各單科課程的學時都有明顯的減少。
在“文革”前,一些學校也培養(yǎng)了數(shù)目不多的土力學研究生,但是沒有實行學位制度。1978年我國開始招收研究生,1981年實行學位制度,隨后巖土工程的研究生培養(yǎng)得到很大的發(fā)展。在1984-1985年,我國培養(yǎng)的第一批巖土工程專業(yè)博士龔曉南、李廣信、張道寬等獲得博士學位。在1983年后,隨著“文革”以后入學的本科生開始畢業(yè),較多年輕的研究生入學,同時一些“新大學生”開始留學國外。20世紀80年代后期,成批碩士和博士研究生通過答辯和獲得學位。
在學位制度開始實行時,本學科的博士生導師多數(shù)是三四十年代從西方獲得學位的老一代巖土工程專家;到80年代后期博士生導師隊伍開始擴大,招收博士研究生的規(guī)模也加大了。到2000年巖土工程博士點共有19個,博士生導師74人。其中“文革”前本科畢業(yè)的教授占多數(shù)。到2005年,巖土工程博士點達27個,博士生導師160人左右,其中已經(jīng)是中青年教授為主了。
由于巖土工程學科的進一步整合,許多原來地質(zhì)、礦山等專業(yè)也歸入巖土工程;同時以巖石力學為主的地下洞室、巖石邊坡和巖石地基等也成為巖土工程的基本課題;隨著社會和科技的發(fā)展,環(huán)境巖土工程越來越成為巖土工程中的重要研究和工程實踐領(lǐng)域。
70年代末,由黃文熙組織舉辦了幾期“巖土工程研討班”,由若干專家分專題講座,很多研究生參加聽講,逐漸形成了研究生學位課《高等土力學》的雛形,以后北京還是以專家分章節(jié)講課的形式,一直堅持到90年代后期。80年代初由黃文熙主編的《土的工程性質(zhì)》和由錢家歡主編的《土工原理與計算》都曾作為最早的研究生教材被使用。后來1990年朱百里和沈珠江編著的《計算土力學》,1987年屈智炯編寫的《土的塑性力學》,1990年龔曉南編寫的《土塑性力學》,1997年胡中雄編寫的《土力學與環(huán)境工學》等都在不同院校作為研究生教材或者參考書使用。由李廣信主編2004年出版的《高等土力學》研究生教材包括了相當數(shù)量的習題與思考題,教學計算程序等內(nèi)容,并出版了配套的電子教案,成為國內(nèi)出版的第一本被教育部推薦的巖土工程研究生用教材。
由于我國各行各業(yè)的建設(shè)與發(fā)展,巖土工程滲透到很多工程領(lǐng)域,目前開設(shè)土力學課程的院校約有二三百個,巖土工程教學以前所沒有的規(guī)模發(fā)展。
隨著研究生招生數(shù)量的增加,本科教育和研究生教育的整合成為巖土工程教育一個重要課題。因而一些學校提出“本碩貫通”的教學理念。另一方面,大規(guī)模土木工程建設(shè)中出現(xiàn)了許多新問題和新成果,需要在巖土工程教學中得以體現(xiàn)。
一些大學結(jié)合各自的情況和研究方向開設(shè)了不同的本科和研究生選修課,例如“環(huán)境巖土工程”、“地基處理”,“土工合成材料”、“地下工程”、“土的彈塑性理論”和“城市巖土工程”等類課程。這些課程及時反映了學科的新近展,反映了國際上巖土工程重點的變化,密切了與工程實際的聯(lián)系。
在近幾年,高校陸續(xù)開展了“211”和“985”項目,相應的土力學教學實驗室水平有了較大的提高。試驗項目、周轉(zhuǎn)時間、開放程度都有很大改善。設(shè)置了演示試驗,學生研究性試驗(SRT),網(wǎng)上的多媒體試驗軟件(CAI)等。
由于課時減少,內(nèi)容增加,以土力學為核心的巖土工程課程的教學課時不足,課堂的交流的信息量很大。采用多媒體教學可以在相同時間輸出更多的信息,圖、文、聲、像同步演示,便于學生理解和掌握,所以目前各個學校基本上以多媒體形式授課。但大多在一定程度配合黑板粉筆的板書,以便解釋和交流。
近年來中青年教師與國外的交流很多,在教學中考察與吸取國外先進經(jīng)驗,對我國巖土工程教學大有裨益。例如使用英文原版教材開設(shè)英語教學或雙語教學,翻譯國外優(yōu)秀教材作為課程教材或參考書,聘請國外專家講課或講座等。使學生眼界開闊,提高專業(yè)外語水平。
進入21世紀以來,授課教師的新老交替基本完成,“文革”前畢業(yè)的老一輩教授大多退出了巖土工程教學第一線,中青年教師成為教學的骨干。他們有較高的學歷,有與國外交流的經(jīng)歷和熟練使用新的教學手段;有的學校還建立了助教博士生的制度,使他們在研究生期間就有教學的體驗。所以目前的巖土工程教學總體上是健康和前進的。新世紀以來,教育部在高校推行精品課建設(shè),目前已經(jīng)有幾個高校的《土力學》被評為省市級精品課,清華大學土力學課程被評為國家精品課。
但是近年來高校連續(xù)擴招,本科與研究生數(shù)目增長很快,而以土力學為核心的巖土工程課程的概念性很強,試驗教學占重要的地位,因而目前土力學教學中存在教師水平參差不齊,試驗教學能力跟不上的現(xiàn)象,同時研究生論文水平有所下降。另一方面,高校的科研、管理與教學評價體系,使教學工作處于弱勢,教師在教學上的投入很難保證。
2006年8月在北京由土力學與巖土工程分會主辦了第一屆全國土力學教學研討會,論文集中收錄了其中99篇。論文集和大會報告分為:特邀報告、專題報告、教學改革與教學研究、課程建設(shè)、教學法、實踐教學、研究生教學、教學中的土力學問題8個方面,并在會議期間安排即席討論。與會者普遍認為,這次會議參與面廣,內(nèi)容豐富,討論充分,涉及到一些普遍關(guān)心的和深層次的問題。形式多樣活潑,有特邀報告、專題報告、分組發(fā)言、專題討論、講課示范、課件演示、工程和實驗室參觀等多種形式。所有會議報告文件供代表公開拷貝,清華大學公開了他們?nèi)客亮W教學課件,供大家自由拷貝,取得了很大收獲。大家建議建立土力學教學委員會,定期組織全國會議。
我國巖土工程師的注冊考試于1998年底開始準備,成立了試題設(shè)計與評分專家組,召開了第一次會議,討論了巖土工程專業(yè)的定位,命題原則,決定了草擬考試大綱的分工以及起草各種文件,同時開始了命題的各項準備工作。
2002年,人事部和建設(shè)部發(fā)布了《注冊土木工程師(巖土)執(zhí)業(yè)資格制度暫行規(guī)定》和《注冊土木工程師(巖土)執(zhí)業(yè)資格考試實施辦法》,成立了考試專家組。
于2002年公布了注冊土木工程師(巖土)執(zhí)業(yè)資格考試大綱,正式開始實行第一次考試,至2005年底,已考過四年和兩次考核,已經(jīng)有7000多人取得注冊巖土工程師資格。執(zhí)業(yè)注冊工作也將開始。
在籌備巖土工程師注冊考試的過程中,針對我國的巖土工程被分隔在各個行業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀,提出了“大巖土”的概念。強調(diào)巖土工程師不僅需要具有為某個特定行業(yè)服務的能力,而且在工作需要時,能夠適應其他行業(yè)的要求,具備解決各類巖土工程技術(shù)問題的能力,因此注冊巖土工程師考試不分行業(yè)。我國注冊土木工程師(巖土)的專業(yè)考試之所以考慮設(shè)置比較寬的專業(yè)面,也是吸取了國際上的經(jīng)驗,與我國擴大專業(yè)范圍的教育改革要求相適應,同時也為了有利于國際間注冊工程師資格的互認。注冊巖土工程師的專業(yè)覆蓋面包括建筑工程、公路和鐵路工程、水利工程、橋梁工程、港口和海洋工程、隧道和地下工程、礦冶工程等不同的行業(yè)。包括勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測和監(jiān)理等不同階段的工作。
根據(jù)專業(yè)考試大綱,巖土工程師需要通過8個課目的專業(yè)考試,包括“巖土工程勘察”、“淺基礎(chǔ)”、“深基礎(chǔ)”、“地基處理”、“土工結(jié)構(gòu)、邊坡與支擋結(jié)構(gòu)、基坑與地下工程”、“特殊地質(zhì)條件下的巖土工程”、“地震工程”和“工程經(jīng)濟與管理”。2005年起,對全國注冊土木工程師(巖土)專業(yè)考試大綱進行了一次修訂,新的考試大綱將于2007年開始執(zhí)行。其中增加了“巖土工程設(shè)計基本原則”、巖土工程檢測與監(jiān)測,同時原“土工結(jié)構(gòu)、邊坡與支擋結(jié)構(gòu)、基坑與地下工程”一章分為“土工結(jié)構(gòu)與邊坡防護”和“基坑工程與地下工程”兩章。
我國注冊土木工程師(巖土)的專業(yè)考試在巖土工程界激發(fā)了學習的高潮,極大地推動了工程師們的巖土工程知識的總結(jié)與學習,各行業(yè)之間加強了交流。由于注冊巖土工程師每年有繼續(xù)教育的要求,所以巖土工程師的繼續(xù)教育有了較大推動,提高了他們的整體理論水平和工作能力。
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