生物医学工程导论学习体会

2024-09-02 版权声明 我要投稿

生物医学工程导论学习体会(共9篇)

生物医学工程导论学习体会 篇1

通过了对这门课的学习,我知道了生物医学工程是一门非常不错的课程,它让我们了解到生物医学工程是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向 生物医学生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。

生物医学工程包括了许多学科的知识,因此在学习与该专业有关的课程时,应该要弄懂为止,不要以“不求甚解”的态度来应对。通过这门课程的学习,我知道生物医学工程是与医学仪器密切相关的一门学科,在不同的学校生物医学这门专业也有不同的侧重点,而大多数的是以信息为主。

生物医学工程导论学习体会 篇2

一、我校生物医学工程专业英语教学现状及存在的问题

1. 教材的选择。

生物医学工程专业英语教材缺乏, 各高校使用的多为自编的内部使用教材, 教材内容形式单调、选择随意并缺乏科学性, 影响教学质量。由于生物医学工程是现代工程技术渗透到医学领域形成的一门综合性交叉学科, 其综合生物学、医学和工程的原理和方法从事生命科学的理论与实践研究, 研究领域极其广泛, 不同的高校所定的专业培养目标不一样, 相应的课程设置也有很大的区别, 因此一所高校根据自己的培养目标编写的专业英语教材不一定能够适用于其他高校, 导致正式出版的专业英语教材缺乏, 很多开设专业英语的高校只能根据本校的培养目标需求自编内部使用教材。比如, 重庆大学出版社曾经出版过一本生物医学工程专业英语教材[3], 但这本书的内容偏重于生物医学工程专业中生物材料这一方向, 不适合医学仪器、医学信息、医学物理等其他方向的学生使用。高校自编的内部教材内容主要是由通过网上或者其他途径获取的英文文献、英文科普知识、英文说明书等组成, 教材内容只包含英文文章和专业词汇解释, 教材内容形式单一、选择随意并缺乏科学性, 影响教学质量。我校生物医学工程学院分为医学仪器和医学物理两个方向, 由于这两个方向的课程设置和培养目标区别较大, 因此为这两个方向选择了不同的教材, 教材是根据培养目标需求自编的内部教材。部分医学仪器方向的学生毕业后在医院及公司承担仪器的安装、维护、维修、培训和开发工作, 他们必须具备翻译各种医学仪器英文说明书的能力, 为了培养他们在这方面的能力, 医学仪器方向的教材为从网上下载的医学仪器英文说明书。医学仪器种类繁多, 课堂学时有限, 且网上的医学仪器英文说明书数量有限, 所以只选取了两种仪器维修说明书作为教材。部分医学物理方向的学生毕业后在医院从事与肿瘤放射治疗有关的工作, 他们必须能够熟练阅读相关的英文技术资料, 为了培养他们在这方面的能力, 选取了英文专著《Radiation Oncology Physics:A Handbook for Teachers and Students》[4]作为教材。该教材详细论述了与肿瘤放射冶疗有关的问题, 从核物理基础到吸收剂量;从射线、电子束、近践离冶疗剂量学, 质子重离子剂量学, 到临床计划设计的基本原理;从多叶准直器 (Multi Leaf Collimator, MLC) 、CT (computed tomography) 模拟、三维冶疗计划系统、射野影像系统 (Electron Portal Imaging Device, EPID) , 到调强适形放射冶疗、射线立体定向放射冶疗等最新技术进展;从剂量计算数学模型到正向优化和逆向计划设计;从分次放射治疗的生物学原理和时间剂量因子数学模型到TCP (tumor control probability) 、NTCP (normal tissue complication probability) 表述等生物效应与物理剂量分布的转换;从QA (Quality Assurance) 到辐射防护等。该教材共有十六章, 由于学时有限, 只能选取其中的第五、六、七章作为课堂讲授内容。通过课堂学习, 学生初步体验了将曾经学到的英文知识用于专业英文资料翻译的过程, 掌握了部分专业词汇的意思。但教材选择还不够全面、合理, 导致所学知识点不够全面。

2. 师资力量。

我校承担生物医学工程专业英语的教师为由具有硕士学位的生物医学工程专业教师转化而来, 这样的教师优点是懂专业, 且长时间从事专业课程教学, 有较强的专业英语阅读、翻译能力, 但是缺乏英语表达能力, 既不了解语言教学规律, 又不能流利自如地用英语表达自己的思维。专业英语教师自身英语综合实践能力欠缺, 期待培训语言方面能力, 但目前针对专业英语教师的岗位培训机会少, 进修项目难以满足教师需求。

3. 教学方法。

专业英语教师受到自身擅长阅读、翻译专业资料, 但欠缺英语语言表达能力的影响, 使得专业英语授课方式只局限于将英文资料翻译成中文资料的形式。如果教师将教材中的所有内容一一为学生翻译出来, 这样翻译的速度很慢, 在课堂上学生也显得很被动, 对课堂上所授知识点的印象很淡。为了提高学生在课堂上的主动性, 先给出一小节英文资料中专业词汇的中文意思, 再让学生自己翻译该节, 最后将其中较难、容易引起歧义的句子拿出来请学生翻译, 并一起讨论最佳的翻译方法, 这样学生的主动性得到了提高。虽然学生在课堂上的主动性得到了提高, 但是这种教学方法还是停留在原始阶段、形式单一、学生的英语交流能力没有得到提高、学生的兴趣没有得到充分的调动、教学效果不够好。

二、提高我校生物医学专业英语教学的途径

1. 改进教材的编写。

由于一本仪器说明书中部分专业词汇会被多次重复使用, 很多段落不包含专业词汇, 因此, 对于生物医学工程医学仪器方向的教材, 可以将各种仪器说明书中包含专业词汇的句子挑选出来作为教材内容, 除去重复使用专业词汇和不使用专业词汇的句子, 或者将除去的内容作为课后阅读的题材, 使所有常见的医学仪器说明书中的专业词汇都涉及到, 而不是只涉及其中的小部分。同样, 由于英文专著《Radiation Oncology Physics:A Handbook for Teachers and Students》中部分专业词汇会被多次重复使用, 很多段落不包含专业词汇, 因此, 对于生物医学工程医学物理方向的教材, 可以将该专著中包含专业词汇的句子挑选出来作为教材内容, 除去重复使用专业词汇和不使用专业词汇的句子, 或者将除去的内容作为课后阅读的题材, 使专著中的所有专业词汇都涉及到, 而不是只涉及其中的小部分。另外, 可以请英语专业的教师对其中较难翻译的句子作具体的讲解, 并将教材内容录音, 将讲解过程和录音材料作为教材的一部分, 以弥补生物医学工程专业英语老师语法能力和语言能力的欠缺。这样教材的内容就比较科学, 教材形式比较丰富, 学生所学知识点会随之较全面, 教学质量会随之提高。但是医学仪器英文说明书不容易获取, 这为医学仪器教材的编写增加了难度。

2. 师资力量的提高。

《大学英语教学大纲 (修订本) 》[5]对专业英语教学作了明确的要求, 其中在专业英语师资问题上是如此要求的, 即专业英语课原则上由专业课教师担任。专业英语课程的属性要求专业英语教师既要具备扎实的语言功底, 又要有相当的专业素养。根据“专业英语课原则上由专业课教师担任”这一要求, 认为医学仪器方向的专业英语由教过医学仪器课程的教师担任较为合适, 因为这些教师熟悉哪些仪器为常用的医学仪器、熟悉医学仪器中的专业术语, 这种素质使其能较准确地判断英文资料中哪些词汇为专业词汇及其重要程度, 并准确地对这些词汇进行翻译和讲解;认为医学物理方向的专业英语由教过肿瘤放射物理学这门课程或者教过类似课程的教师来担任, 因为这些教师通常具有放射治疗的临床操作经验, 这种素质使其能准确地判断英文资料中哪些词汇为专业词汇及其重要程度, 并准确地对这些词汇进行翻译和讲解。根据“专业英语教师要具备扎实的语言功底”这一要求, 认为专业英语教师要努力提高自身的英语综合实践能力。如:设立专业英语教师出国或国内培训专项经费, 选派鼓励教师出国, 短期强化英语语言能力或参加短期专业知识培训[6];学校应提供专业英语教师参加全国性或全市性的专业英语研讨会的机会, 给专业英语教师提供一个彼此交流教学心得体会的机会, 并且鼓励语言教师和专业英语教师进行交流教学, 互相交流教学心得[7]。

3. 教学方法的改进。

专业英语较理想的授课时间为校内课堂学习过程中的最后一学期, 这时学生已经接受过一段时间的专业课训练, 较容易理解并掌握课堂中的知识。在我校已有教学方法的基础上, 对教学方法再加以改进。在课堂中的各个环节尽量用英文和学生交流, 锻炼学生用英文交流的能力。如果教材有配套的英文录音, 则将授课过程配以英文录音资料, 锻炼学生的英文听力能力。现在多媒体教学已经越来越多地进入到各类课程的教学中, 可以在授课过程中适当的穿插几次英语科教视频。比如在讲完有关磁共振成像的课文后, 让学生观看有关医学成像的英语科教视频。

三、结束语

经过从事生物医学工程专业英语教学和研究工作者的努力, 已经在该课程的教材编写、师资力量培养和教学方法上面取得了一定的成绩, 但是由于诸多条件的限制, 还有很多需要改进的地方。要在生物医学工程专业英语教学方面取得好的效果, 不仅需要专业英语教师努力提高自身的专业素养和英语综合实践能力, 还需要其他相关人士的支持。在各方人士的共同努力下, 生物医学工程专业英语教学将取得令人满意的效果, 学生将能得到高质量的专业训练。

摘要:本文根据我校生物医学工程专业的培养目标, 结合我校生物医学工程学院开展专业英语的实践经验, 从教材选择、师资力量和教学方法三方面阐述了我校生物医学工程学院专业英语的教学现状, 并提出了改进意见。

关键词:生物医学工程专业英语,教材选择,师资力量,教学方法

参考文献

[1]童慧平.大学专业英语师资现状调查分析[J].武汉工程大学学报, 2010, 32 (10) :81-83.

[2]王玉.关于生物医学工程专业英语教学法的讨论[J].江西教育, 2010, (12) .

[3]李章勇, 熊兴良编.生物医学工程专业英语[M].重庆:重庆大学出版社, 2007.

[4]Technical Editor, E.B.Podgorsak.Radiation Oncology Physics:A Handbook for Teachers and Students[M].Printed by the IAEA in Austria, July2005.

[5]大学英语教学大纲 (修订本) [M].上海:上海外语教育出版社, 1999.

[6]林丽华.高校中外教师英语口语教学实证研究[J].武汉工程大学学报, 2010, (8) :98-102.

我国生物医学工程现状分析 篇3

【关键词】生物医学工程;新兴学科;本科教育;发展

引言:生物医学工程(BiomedicalEngineering,简称BME)是一门结合了物理、化学、数学、计算机和医学的交叉型边缘学科,也是多种学科向生物学不断渗入的结果。该学科从现代科技和工程原理的角度出发,研究人体的基本结构及其功能,进一步揭示生命规律,进而为疾病的预防及治疗提供有效的技术与理论的支持。生物医学工程兴起于20世纪50年代,并于60年代在美国迅速崛起,推动了当时社会经济的快速发展,因此被世界各国所关注,成为世界各国竞争的主要领域之一。

在我国,生物医学工程起步很晚,直到1978年才被列入国家科技计划。虽然是一门新兴学科,但它的难度却不低于其它学科。目前,我国各大高校对于生物医学工程专业的教育发展主要以学校授课教育为主,并辅以相应实验以培养学生的动手实践能力。简单说来,生物医学工程是一门工学与医学相结合的综合性学科,我们可以就医学所需向工学求助,再通过工学所造来应用于医学,两者相辅相成共同发展。纵观科技发展的历史长河,某一学科若只是单一地仅在自身领域研究发展是很难有所建树的,有所突破的,长此以往并不利于学科的建设和发展。然而,当多个学科相互渗透结合、参考,共同发展時,所面对的问题总会迎刃而解。每个学科都存在着自身的盲区,这也可以理解为发展的瓶颈,此时,不妨换个思维从其它学科的角度来看待问题,往往会有不一样的体会和收获。人与人之间的工作需要相互协助,同样的,学科研究之间也是这样,博学其中并融会贯通往往才是取得成就的不二法门。而生物医学工程正是顺应了这一客观规律,巧妙地将工、医相结合,这也赋予了生物医学工程有利的先天发展条件,但这也成为了这门学科难以迅速发展的一个因素,看似矛盾却极为属实。也正是由于生物医学工程所涉及的学科种类范围之多,研究领域之广,使得我国目前对于该学科的研究和教育尚未成熟,而各个院校对这门课程也有着不同的侧重点。由于该专业起步晚,再加之各个院校的教学制度,条件和水平参差不齐,所以,目前各个院校对于生物医学工程这门学科的教育形式仍处于一种摸索的过程。如:综合性院校多以电学、机械、通讯或计算机为主要教学内容,而在医学方面的教学就略有薄弱。同样,医学类院校对该专业的教育形式也往往是以医学为主,从而忽略了其它方面。单从教育层面上来说,生物医学工程面临着所学内容多而杂,且难以在教学过程中衡量孰重孰轻从而无法做到学科间的交叉和渗透这一难题。

除此之外,现阶段高等院校对于该专业人才的创新能力以及实践能力的培养很难满足于市场的需求,本科生在校期间的学习时间只有短短的四年,而在这四年里,却要掌握如此繁杂的学习内容,再考虑到不同院校的课程安排有所不同,所以总的来说,在这四年期间,本科在校生只是掌握了与生物医学工程相关的基础理论知识,却没有深入的去学习了解其深层次的内容,相比之下,真正动手操作实践的机会更是寥寥无几。这样一来,本科毕业生根本无法满足当今社会市场的要求,对各个用人单位只能望而却步,造成了就业形势长期不景气,而用人单位同样是因为无法获得足够的理想人才而影响自身的发展。长此以往,这只会形成恶性循环,从而严重阻碍生物医学工程在我国市场的发展。为解决这一矛盾,我认为在本科教育阶段,各院校应在夯实学生基本理论知识的基础上,引导学生加深对理论的认识和理解,并通过实质性活动鼓励学生积极参加动手实践,敢于创新,乐于创新,学会将自己所学的理论知识与实际操作相结合,真正做到学以致用。另外,本科在校生也应该时刻广泛关注生物医学工程在市场的发展形势,然后结合自身的实际情况,为顺应市场的发展趋势及时地为自己学习生涯做好合理的规划并为之付诸行动,做到有的放矢,从而避免在求学期间的迷茫,并在毕业后能尽快适应社会的节奏。

总而言之,我国生物医学工程高等院校应主要从社会需求的角度出发,拓展学科建设方向,逐步建立起适合于多学科合作发展的运行模式,充分利用高等院校的科研优势设置课程体系。并结合实际情况以及当今社会市场需求,加强对实验基地的建设,并注重相应实验、实训等实践教学环节,从而培养学生的创新能力和动手实践能力。对于生物医学工程这样的综合性学科的建设与发展,我们应更加注重教育的科学性,以及理论与实践,学科与市场的相结合,从而达到事半功倍的成效。 [科]

【参考文献】

[1]章锁江,吴心平,张文萍.面向21世纪,培养未来型高素质医学人才[J].中国高等教育,1998,(5):15.

[2]赵于前,汤井田,何继善.我国生物医学工程产业现状及未来发展对策[J].中国高科技论坛,2003(3):56.

[3]袁力,刘林祥,焦红霞.高等医学院校生物医学工程教育师资建设思考[J].医疗卫生装备,2003,24(6):47-48.

[4]CME2007第二届国际复合医学工程学术大会报告.

[5]董秀珍,邹慧玲,杨国胜.我国生物医学工程学教育有关问题的探讨[J].中国高等教育,2002,(5):6-9.

临床医学导论心得体会 篇4

我是谁,从何处来,又将去往何处?

我们是这世间最普通的一个生命,从生物学角度讲,我们只是一个有机体,有生长发育,有新陈代谢,有生老病死。从宗教信仰讲,生死是一个轮回。

关于死亡,耶鲁大学公开课对死亡有一个很深入的认识: 死亡是“生的局限性”,是生命的参考物,唯有了解死亡,生命的可贵才能彰显。直面死亡、思考死亡,就是思考人生。死亡是我们最重要的课题,因为所有的生命都指向终点,我们每一天都离终点更近一些,这是在所有的生命体中,最确定无疑的事情。死亡不是个令人愉快的话题,我们会试着把它抛诸脑后。有多少次我们会停下来想一想,我们不过在这个世界上短暂停留,离去后就不再复返?我们惯于把自己置于“不死的幻象”中,或用一些未经深思的观点来作为慰藉或者避风港。

关于幸福:

我们越来越富有,可为什么还是不开心呢?幸福,应该是快乐与意义的结合。作为一个人,就会有不快乐的时候,为何我们总是执着于不快乐的片段,而抛弃了快乐的主旋律。

现在,我要讨论的主题是医学和医生。希波克拉底认为:医学是一门科学,也是一门艺术。医生的艺术包括三件大事:疾病、病人和医生。医生的目标是治疗疾病,也就是恢复病人的健康。健康,不只是生理,还包括心理,而且心理上的健康,远重要于生理的健康。健康是真实和谐的状态,是悦纳进取的过程。健康的先天取决于遗传,后天取决于心理。对比WHO公布的健康十项标准,我们能说一声自己是健康的人有多少。面对不健康的生理心理状态,医生又该做些什么呢?并非全部是治疗。有时,去治疗;常常去帮助;总是,去安慰。

我是一名医学生,几年后将成为一名医生。医生是一个光荣的职业,每天都在同死神打交道,治疗疾病,救回生命。但目前的我只是在医学院中学习各门基础课程,要成为一名医生还有很长的路要走,不知要增加知识上的累积,还缺乏心理上的转变与认识。医生并非我所想象的简单。

作为一名医学生,知识要广,专业要精。所谓知识广是指要对医学有一个整体的认识和了解,因为人体是一个有机的整体,不能只了解局部而忽略整体;而专业要精则是指要对你将来从事的专科有深入的认识和了解,所谓术业有专攻。除此之外,还要做到理论知识与临川实践两手抓。

医学的目标不是狭义的健康,而应该定位于人的尊严。医生应当维护患者要求生命尊严的权利与能力。医生不单是要让人体面地活,更要对无力救治的患者细心照顾,让患者体面的离开。能不能与病人的相处的好这也是判断是否是优秀医生的标准之一,这也是医患关系得以缓解的手段之一。只有更多的减少医患纠纷,才能使我们有更多的时间与精力来照顾需要照顾的病人,从而避免医疗资源的浪费。因此,我们要从现在开始培养自己的一言一行,在对待职业上要真情、热情、全心全意;对待病人上细心、精心、耐心、诚心;对待病情上要科学、客观、公平公正。

健康所系,性命相托。这不仅仅只是简单的一句话,是病人及家属对医生的信任,是社会赋予我们的职责所在。湘雅院训:求真求确,必遂必专。很好的阐释了为医者当遵循的准则。湘雅学子,自当肩负使命与责任,发扬湘雅精神。

“病人以性命相托,我们怎能不诚惶诚恐,如临深渊,如履薄冰”——张孝骞

电子信息工程专业导论学习心得 篇5

班级:电信1301 姓名: 学号:

在本学期学习的电子信息科学技术中,我对自己电子信息工程这个专业由之前的略知到现在有了更深、更全面的认知,了解了我们专业在社会中起到的一个至关重要的作用,它推动着现代科技事业、电子事业的发展,而我更是掌握了些近年来我们专业的就业发展及趋势。我们专业主要是研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发应用和集成。而最基本的知识便是要学习电路的知识,并且要有一定的数学、物理基础。而要学的好的话,那便是要将知识与实际相结合,因为我们学的是技术,对实际的操作能力更为重要。所以要学好本专业,那一定要培养自己动操作的能力,并且要时常练习,研究。还可以常去实验多问问老师们,或者多请教身边的同学。所以这还需要我们一定的自学能力以及创新能力、很好的耐心。

老师在本学期的专业导论的教学中主要是介绍了专业的发展以及本校该专业的历史以及取得的成就。并且向我们介绍了校内省内、国家等相关的大赛。如电子设计大赛、程序设计大赛等。引起了我们很大的兴趣。老师基本介绍了我们上学四年的学习计划。而我们的专业知识大多也是在大二正式学习。但我们这届的学习进度相比往年的要快了半个学期。可是我们在课堂上还是没有见到什么实体的电子设备或电子产品。只是听着老师的描述加以想象。本学期老师也只拿了一个收音机来,并没有让我们 每个人都看的清楚。所以希望老师以后能多拿些电子产品给我们接触、了解些。不过老师给我们介绍的著名大学的网上教学方法还是挺方便的,这让我们与一些名校拉近了距离,让我们感受到了不同的学习环境。在这个方面。我觉得老师还可以在课上放一段上课视频,然后与我们在课堂上一起讨论,可以讨论老师讲课的方式,或者课内的内容等。至于教材修改方面的话,我认为可以多提供一些实验零件的图片,功能介绍等。让我们能够提早接触专业实验。

通信工程导论课程学习总结 篇6

学习总结

班级:通信1001 姓名:陈昭杰 学号:0909100114

通信工程导论课程学习总结

摘要:在老师的带领下,通过一周的通信工程导论学习,我们对通信工程专业有了一个大致的了解。本文的主旨在于讨论通信工程的研究对象及其在信息社会中的地位,通信工程在国内外发展的历史与现状,我校通信工程这一专业的特点以及学校对我专业学生的要求,最后会阐述笔者对通信工程专业的学习优势与疑惑,以及本人的学习规划与职业规划。

关键词:通信工程、研究对象、要求、回顾、展望

不知道你是否留意过,十年前只存在于商业巨头和黑帮大佬手中的能当板砖使用的“大哥大”现在已经变得那么纤细轻巧、色彩缤纷,而且还飞入寻常百姓手;原来少则数月、多则经年的家书,现在只需要一封e-mail,即使大洋彼岸、天涯海角,也可近若比邻;谁说开会一定要共处一室?只要几个摄像头,一场网络会议就此开始„„而这一切,都应该归功于通信工程(Communication Engineering)技术的迅猛发展。如果让科学家们选出近十年来发展速度最快的技术,恐怕也是非通信技术莫属。就让我们揭开她的面纱,让我一起走近通信工程。

一、通信工程的研究对象及其在信息社会中的地位

通信工程(也称作“电信工程”,旧称远距离通信工程、弱电工程)是电子工程的一个重要分支,同时也是其中一个基础学科。该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用,主要为研究信号的产生、信息的传输、交换和处理,以及在计算机通信、数字通信、卫星通信、光纤通信、蜂窝通信、个人通信、平流层通信、多媒体技术、信息高速公路、数字程控交换等方面的理论和工程应用问题。随着19世纪美国人发明电报之日起,现代通信技术就已经产生。为了适应日益发展的技术需要,通信工程专业成为了美国大学教育中的一门学科,并随着现代技术水平的不断提高而得到迅速发展。

当今世界已跨入信息时代,整个社会信息量正以20万倍于人口增长的速率超速增长。因此,建立一个功能强大的信息网络已成为信息社会的基础设施和社会物质生产的必要条件,也是衡量一个国家综合国力的重要组成部分,更是信息社会的国脉所在。

通信的基本含义即人们通过视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官,感知现在世界

/ 4 而获取信息,并通过通信来传递信息。因此通信的基本形式是在信源(始端)与信宿(末端)之间建立一个传输(转移)信息的通道(信道)。过去的通信由于受技术与需求所限,仅限于语音。随着信息社会的到来,人们对信息的需求将日益丰富与多样化,而现代通信的发展又为此提供了条件。因此现代通信意义上所指的信息已不再局限于电话、电报、传真等单一媒体信息,而是将声音、图像、数据和为一体的多媒体信息。总之人的各种感官或通过仪器、仪表对现实世界的感官,以及古往今来的各种书籍、档案、新闻等都含有各种信息,这些信息也都是通过通信来传递的。

二、通信工程在国内外发展的历史与现状

我国通信工作专业的前身是电机系和电机工程专业。北京交通大学是中国电子信息教育的发祥地。1909年北京交通大学(国立交通大学北京学校)首开“无线电”科,开创了中国培养通信人才的先河,后来又成立了电信系,这里走出了简水生院士等一大批知名学者。上海交通大学于1917年在电机工程专业内设立“无线电门”,此后,于1921年设立“有线通信与无线通信门”。1952年院系调整后,成立了“电信系”。清华大学于1934年在电机系设立电讯组。1952年,清华大学、北京大学两校电机系的电讯组合并后成立了清华大学无线电工程系。这可以说是通信工程专业的类型。这一时期较有影响的人物如清华大学的任之慕、朱兰成、章名涛、叶楷、范绪筠、张钟俊等教授。

建国初期,各有关学校分别在原有的电信工程、电机工程、无线电电子学专业的基础上,为现代通信工程技术的人才培养积蓄着雄厚的力量。这一时期分别有张恩虬、王守武、胡汉泉、吴鸿适、王迁等学者活跃在本专业的教学领域。

六七十年代,受“文革”的冲击,通信工程专业的变迁较大。例如清华大学,1969的电子工程系的大部分迁往四川绵阳,成立了清华大学绵阳分校。1978年才迁回北京,恢复为无线电电子学系建制,并为拓宽专业面向,适应科技发展需要,专业设置有所调整,增设了无线电技术与信息系统、物理电子与光电子技术、微电子学共三个大学本科专业。这一时期涌现出一批杰出的学者,如吴佑寿院士,他作为电子学家和电子工程教育家,为我国数字通信领域的开拓者之一,长期从事数字通信与数据传输、数字信号处理与模式识别的研究工作,并早在1958年就成功研制出我国第一部八路脉码调制电话终端设备,1952年成功研制的数传

/ 4 机被用于我国第一颗人造卫星的数据传输。朱高峰院士长期从事电信系统的科研工作。从50年代到70年代,先后参与、主持了大量通信载波传输系统的总体设计与研制工作,取得了制造性成果,当时处于国内领先地位,并接近世界先进水平。特别是负责总体设计的我国第一套中国轴电缆1800路载波通信系统是我国整个载波通信系统的主要组成部分,它可同时传输电话、电报、传真、广播、数据等业务,是当时国外所采用的先进的传输手段之一。他在全国长途自动电话网的建设、网络经营方式、网络运行方式等方面做了大量卓有成效的工作,奠定了电信网络学科的独立地位。

到了80年代,从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风,为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程专业有了它现在的名称。

由于信息高速公路的迅速兴起,通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要,国家也加大了这方面的投资,各个高校都有此专业设置或者相近的专业课程,一大批实验室也纷纷走进了大学校园。

三、我校通信工程专业的特点与要求

我校通信工程专业起源于长沙铁道学院,于1991年开始筹备,1992年建立,1994年开始招生。本专业于2000年获得“通信与信息系统”的硕士学位授予权,2003年获得“信号与信息处理”的硕士学位授予权。经过10多年的建设与发展,已形成了具备一定规模、教学科研人才齐备、教学实验条件相对完整、教学科研管理规范、具有鲜明特色的宽口径专业。2007年成为中南大学重点建设专业。

培养能适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展的信息与通信工程领域中的高等工程技术人才与技术管理人才。毕业生具有信息传输、交换、通信设备与信息系统的设计、研究和开发、应用、技术管理方面的能力,毕业后,能较快地适应信息产业部门和其它部门对通信技术人才的需求。

本专业毕业生应具备良好的政治素质、文化素质、心理素质、身体素质;较高的业务素质(具有较扎实的理论基础,具有实践能力、创新能力和良好的职业道德)。具有良好的数学、物理基础;掌握电路理论、电子技术等方面的基础知识;掌握传输、交换、网络理论基础知识;掌握计算机软、硬件基础知识。毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

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1、电子技术应用方面的设计开发能力。

2、良好的外语应用能力。

3、计算机的应用与开发能力。

4、了解通信技术发展动态、学习通信新理论和新技术的能力。

5、通信系统和通信设备的科学研究和实践工作能力。

6、创新意识、国际意识和创新能力。

现有专业教师13人,其中教授2人,副教授3人,讲师8人;博士3人;中青年教师硕士学位占90%,在读博士生5人。学术梯队基本形成。

根据现代教育思想和理念,以教学质量为根本,深化教学改革,围绕提高学生整体素质的要求,抓好专业建设。通信工程专业属于电子信息类学科,主干学科是信息与通信工程,涉及计算机科学与技术、电子科学与技术等学科。针对通信工程人才的需求,依据通信工程专业知识更新周期急剧缩短、相关产业发展变化快的时代特征,建立“厚基础、宽口径、分类培养”的新模式,在加强学科基础、拓宽专业口径的前提下,以应用能力和创新意识的培养为主线,通过理论课程与实践教学环节的模块整合体系,构建适应现代通信技术发展的“知识—能力—素质”结构。同时,根据社会对人才的需求情况,并考虑学生个性的充分发展,在专业选修课上突出多条主线,因材施教、分类培养,使毕业生能具备较强的适应性,具有较大的就业空间和可持续发展性。

四、对通信工程专业的学习优势与疑惑,自己的学习规划与职业规划

对于优势,我认为良好的基础和不竭的热情就是最好的优势:良好的基础可以让我在这条路上走得更顺利,而不竭的热情则是遇到困难和挫折时支撑自己走下去的动力。而我认为这两者我都具有,这就是我的优势。

学习规划很简单:除去正常休息时间,闲置的时间用来全身心学习,这就是我的规划。考到计算机四级网络工程师证书和六级证书这些都是必须的。职业方面就是能进入铁道部门工作,或者做一名大学讲师。

对我校通信工程我存在的疑惑是:我听到的说法是我校通信工程主要是轨道交通方面的通信技术,然而在导论课程中别没有发现有关方面的介绍,只是一些科研项目上偏重于机车通信。难道是说轨道交通通信只是研究方面吗?另外,如果是轨道交通通信,那与其他学校类似专业有何区别呢?

生物医学工程导论学习体会 篇7

医学图像处理课程以数字图像处理为基础,以医学影像应用为目标,旨在让学生掌握医学图像处理的基本理论和方法,使学生具有解决一般医学图像处理问题的能力,培养与社会需求相适应的人才。该课程的特点是综合性、理论性、实践性强,与工程数学、模拟电路、数字电路、医学影像物理学、信号与系统、数字信号处理等课程密切相关,同时又联系着解剖学、临床医学等知识,因此建设好该课程并非易事。在课程建设中,为了突出该课程实践性、理论性强的特点,则需要结合目前我国及我区生物医学工程专业教育的现状,在借鉴国内外一流大学对该课程建设经验的基础上,对教学方法和手段进行总结和改进,提高课程的教学质量和效果,增强学生解决实际问题的能力。鉴于此,本文将从医学图像处理课程的理论教学,实践教学和课程考核几个方面进行讨论。

1 医学图像处理课程的理论教学方法

1.1 注重基于问题教学模式的应用

传统教学模式是以课堂灌输为主,必然会导致教学质量和学生学习积极性下降。根据生物医学工程创新型人才培养的需要,我们采用基于问题的教学模式,通过设置问题来激发学生的好奇心和积极性。基于问题的教学模式能让学生参与教学活动,从而培养学生主动探索和高级思维的能力。例如,在讲授灰度级形态学的应用时,首先展示一幅由两个纹理区域组成的简单灰度图像,要求学生利用先前学过的形态学图像处理方法以纹理为基础找到两区域的边界。围绕此问题让学生分组进行讨论,并由各组代表来讲述所运用的方法,再由教师讲评不同方法的优缺点和适用性。通过教学实践发现,该方法不仅有助于学生对所学知识的理解和应用,而且也开拓了学生的思维;不仅可充分调动和发挥学生的主观能动性,而且也能培养学生解决实际问题的能力。在相互合作的过程中,学生不仅学到了获取知识的方法,更重要的是提高了学生的学习兴趣、交流意识和团队责任感等科研必备的素质和能力。

在基于问题模式的教学过程中,教师要以启发式教学为主,引导学生思考,主动寻找答案,获得解决问题的能力和技巧,而不是直接给学生提供答案。同时,教师要教会学生对所学内容进行归纳总结并能从整体上把握知识结构,使学生更好地做到触类旁通和融会贯通,使学生更加适应该教学模式。因而,该教学方法要求教师在教学中要善于思考,勇于创新。

1.2 注重物理概念和应用的讲解,加强该课程与相关课程的联系

从课程内容来说,该课程着重阐述了数字图像和医学图像的概念、数字图像的处理方法及其在医学图像上的应用,其中包含了大量的抽象概念、变换方法以及各种各样的算法。对于医学院校生物医学工程专业的学生来说,其基础理论知识比较薄弱,如果讲课过程偏重公式推理,会让学生感到困难而乏味,从而失去学习兴趣。针对此问题,在教学中应该采取公式具体化和物理概念化的讲授方法,重点讲解公式具体的物理意义和概念,并且结合示例或演示来讲解。例如,在讲授图像增强中的灰度平均值和标准差时,单从数学公式去讲解,学生无法很好地理解,但结合几幅在亮度和对比度上存在差异的图像来讲解,并以灰度平均值和标准差在图像局部增强中应用为实例来说明,就能使学生较快把握上述两个概念的含义,并学会如何将知识学以致用。

另一方面,由于该课程与一些基础课程联系紧密,因此,在教学的过程中,应积极引导学生回忆或者运用相关课程中已经学过的知识来掌握新知识,提高学生对知识的综合运用能力。比如,将图像增强中的微分算子与高等数学课程的微分运算的性质联系,将图像处理中的模板卷积与信号与系统课程中的一维信号卷积相联系等。联系相关课程有助于学生将新旧知识联系在一起,形成系统化的知识体系,也能培养学生解决问题的综合能力,加深对知识的全面理解。

在教学过程中,教师要多举实例并充分利用教学软件辅助教学,从而将抽象概念形象化、具体化。同时,教师也要不断丰富自己各学科的知识,才能准确地引导学生建立相互联系的知识体系。

1.3 注重医工结合的教学

医学院校生物医学工程专业的学生最大优势是具有一定的医学基础,因此在讲授该课程时,要结合相应的“医学”背景来讲解新知识,注重体现培养工程与医学交叉结合型人才的特色[4]。譬如,在讲解图像分割综合应用时,就以具有新疆地方特色的病之一——肝包虫病的CT图像为例来进行分析,引导学生将解剖学等相关的医学知识应用到图像分割中。通过教师的引导和学生的思考,有些学生提出将肝包虫病灶区的形状、边缘厚度,钙化边缘区的灰度差等特征作为分割病灶区的依据,并取得较好的效果。通过医工结合的教学方式,不但能激发学生学习的兴趣,而且也能开拓他们的思路,培养其综合应用的能力。

医工结合教学要求教师要丰富自己医学方面的知识,自觉地将医学和工程学结合。教师和学生要多与附属医院的医师进行交流,并邀请医师作相关知识讲座,从而提高教师和学生利用工程知识和医学知识解决医学问题的能力。

1.4 注重双语教学和网络教学

由于医学图像学中的新技术、新成果大多是从国外引进的,因而加大授课中英语的比重,既可以帮助学生准确地理解术语的含义,又可以促进其专业外语水平的提高,更利于他们吸收国外的成果[5]。首先,教学中要发挥多媒体课件在双语教学中的作用,采用英文课件,让学生了解更多的该领域的专业术语;其次,教师要提供给学生更多的英文文献资料,拓宽学生的专业视野,让学生了解到最新的学科发展动态。目前,有多所院校在讲授该课程时都采用双语教学[6]。通过教学实践发现,双语教学不仅能提高学生学习能力和研究能力,而且也为教师提供了一个提高自身英语综合运用能力的训练机会。

在信息化高速发展的时代,网络教学也将成为未来学习的主要方式。网络教学具有学习内容广泛、教学效率高、办学成本低的特点。不仅适于大面积集中学习,更适应分散的个体学习,是培养学生终身学习能力的有效途径。北京工业大学在生物医学工程研究服务器上率先建立了生物医学信号处理教学网站,收到了良好的教学效果[7]。新疆医科大学医学工程技术学院也在积极准备建立教学网站,实施远程辅助教学,提高教学效率。

2 医学图像处理课程的实践教学设计

医学图像处理课程是一门理论与实践、原理与应用紧密结合的课程,因而实践教学在整个课程的教学中处于重要的位置。实践教学环节包括实验教学和科研实习两个方面,此过程加强了对学生基本知识、基本理论和基本技能的训练,培养学生分析问题、解决问题的实践能力。

在实验教学中,设计了验证型实验、综合型实验和设计型实验三大类型的实验,主要以Matlab编程语言为实验教学平台,采用以学生为主体,教师辅以指导的实验教学方式,充分发挥学生的主观能动性。验证型实验是为理论教学服务的,该类型实验目的是为了加深学生对理论教学重点和难点的理解。验证型实验的一个案例是“医学图像直方图的绘制及直方图均衡化计算”,在此实验中,虽然学生可以调用Matlab软件中现有的图像处理程序来完成实验,但教师要求学生自己编程实现算法,然后与程序库中的程序进行比较,通过实验让学生能更好地掌握理论知识,锻炼学生的编程能力。综合型实验是由验证理论内容逐步过渡到以理论为工具,解决实际问题的过程。通过此类实验对学生的实验技能和实验方法进行综合训练。综合型实验的一个案例是“增强人体骨骼核扫描图像的细节”,此实验需要学生基于医学图像的特点综合运用多种算法来达到图像增强的目的。设计型实验是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验类型[8]。综合型实验的一个案例是“肝脏CT图像的自动分割”,此实验需要学生查阅资料,运用已有的工程和医学上的知识去发现问题、分析问题和解决问题。此实验可培养学生独立解决问题的能力和创新能力。

在科研实习方面,为了培养学生的科研实践能力,教师积极引导学生参加相关科研实践,鼓励学生参加教师的科研课题,鼓励学生发表论文。在我们的有关“医学图像检索系统的开发”的自治区课题中,已有两位学生参与了该课题。参与的两位学生均表示,通过参加课题不仅增强了他们对该课程的兴趣和重视度,而且使其理解了医学图像处理知识是怎样用于科研的。另外,由于医学院校的附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备,因此鼓励学生利用假期在医院实习,特别是在医院的影像科实习,了解各种仪器的处理功能,从而有助于学生将理论知识与实际问题结合,提高学生实际工作的能力。

3 医学图像处理课程的考核方式

为了使得学生更加重视医学图像处理课程的实践操作,为了使学生能将理论和实践相结合,采取实验综合报告与期末理论考试相结合的考核方式,此方式能综合地考核学生对知识的掌握程度以及实际的应用能力。学生也对此考核方式给予了肯定。

4 结束语

医学图像处理是理论性和实践性结合紧密的课程,也是生物医学工程专业的主干课程,本文结合教学实践,对该课程的理论、实践教学方法进行了教学探讨。通过实践,学生对知识学习、理解和运用的能力得到提高,教学效果良好。由于医学图像处理技术发展迅速,分析方法不断更新,技术应用范围日益扩展,从而教学方法和教学内容也要不断地更新,因此对于该课程的教学改革和研究是我们的长期任务,需要不断地努力。

摘要:医学图像处理课程主要讲授医学图像处理的基本概念和相关算法及其在医学中的应用,旨在让学生掌握医学图像处理的基本理论和基本技能,培养其观察、思考、分析和解决有关理论和医学实践问题的能力。该课程是生物医学工程专业的核心课程,特点是理论性和实践性强。本文围绕生物医学工程的培养目标及医学图像处理课程的教学目标,根据课程的特点并结合实际教学案例,从理论教学、实践教学和课程考核几个方面对该课程进行教学探讨。

关键词:生物医学工程,医学图像处理,理论教学,实践教学,基于问题的教学

参考文献

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[3]赵洁.“医学图像处理”实验教学探索与虚拟实验室开发[J].西北医学教育,2008,16(3):489-490.

[4]严汉民,郑吉锋.论医学院校生物医学工程专业的教学模式[J].西北医学教育,2004,12(4):281-289.

[5]吴水才,白燕萍,杨春兰.生物医学工程专业医学信息类课程教学内容与方法探讨[J].中国电力教育,2010,2010(10):71-72.

[6]许永忠,董守华,陈兴新,等.生物医学工程专业“医学图像处理”双语教学探索[J].煤炭高等教育,2005,23(4):122-122.

[7]吴水才,杨春兰,高宏建.《生物医学信号处理》课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2008.9,(120):100-101

生物医学工程导论学习体会 篇8

关键词:专业英语 生物医学工程 任务式教学

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)09(b)-0176-01

生物医学工程作为理、工、医的交叉学科,是生命科学的重要支柱之一,集结了大量的国内外先进技术,许多专业文献、软件平台和仪器设备说明书均以英语撰写。因此,对于生物医学工程高年级本科生而言,专业英语的写作与运用能力对于进一步考研深造或工作需要都是十分重要的。然而,目前许多高校的专业英语教学还停留在单纯传授知识的传统教学模式,教学手段单一,学生缺乏学习兴趣,如何提高学生的专业英语学習兴趣,使之能够学以致用是专业英语教师面临的重要问题。我校生物医学工程学科在教育部“宽口径,厚基础,重素质”教学思想的指导下,开展了提高学生创新能力的教学改革,生物医学工程专业英语课程在此指导思想下,针对传统学生被动式教学模式的进行了教学改革,并提出“任务式教学”的改革策略。

1 教学目的和内容

针对生物医学工程专业学生开设专业英语课程的目的是通过教学,使得学生能够掌握生物医学工程专业术语,熟练阅读相关科技文献,了解科技文献的结构并学会撰写英文摘要,提高学生的英文写作能力,以适应将来从事生物医学工程相关工作和科学研究的需要。

本学科专业英语课程教学内容分为两部分:(1)学科专业英语:满足学生进行专业研究需要、出国深造;(2)科技论文的翻译与写作:高年级本科生在毕业论文或毕业设计中要求撰写英文摘要,而在英文摘要中经常出现“中国式英语”、“语序错误”和“表达意思模糊”等错误。为了避免类似错误,本课程引入任务式教学方法,帮助学生理解和掌握科技论文的翻译和写作技巧,为学生今后投稿国际高水平英文文章奠定基础。

2 专业英语任务式教学方法

以2008级本科生为例,说明如何通过任务式教学方法培养学生的专业英语应用能力。在科技论文的翻译与写作部分,应用1学时的时间向学生们介绍英文文献常用数据库和检索的方法。从学生上交的文献中,选取结构完整,内容与本专业其他专业课程相关的文献1篇由老师引导学生学习。例如,选定文献名称为Image-Guided High-Intensity Focused Ultrasound for Conduction Block of Peripheral Nerves(J.L. Foley,et al,2007),该文献与本学院超声医学研究方向相关。在文章正文的第一部分“前言(Introduction)”,作者介绍了高强度聚焦超声(High-Intensity Focused Ultrasound,HIFU)的定义以及HIFU和神经传导阻滞(Nerve Block)方法在医学中的应用。在第二部分“材料与方法(Methods and Material)”中,首先图文并貌的介绍了图像引导的HIFU设备;然后阐述了在体动物实验的实现方法;最后详述了研究应用的组织学分析方法。在“结果(Results)”部分,文章按照“材料与方法”中对方法的介绍顺序,通过图示和表格依次显示对应方法得到的结果。在“讨论(Discussion)”部分中,对“结果”部分的内容进行详细的分析,讨论了实验中出现的问题及出现该问题的意义。最后,在“结论(Conclusions)”中,得到研究结论。

然后,提出课程任务:将学生分组(本专业2008级共50人,7~8人一组),在限定时间内,每组学生查询与教师给定论题相关的、本专业近5年发表的英文文献1篇。各组学生协同作业,翻译文献,并请学生在给定在掌握的科技文献的研究内容后,要求每组学生根据本组的文献制作多媒体课件,用英语向其他同学讲解科技文献的主要内容、研究方法及与生物医学工程的联系,发表自己的见解,教师和其他同学可就其中关键性问题提问并讨论。

通过任务式教学的训练,对学生对科技文献进行翻译与讨论,不仅加深了对英语科技论文的基本结构的理解,掌握对应于每一部分的写作内容及撰写英语论文常用的词汇和语句,提高学生专业英语的听、说、读、写能力。另一方面,使学生扩展生物医学工程专业的知识广度,有效地将本学科的专业课程知识与学科前沿知识联系起来,为本学院后序的课程设计、本科生毕业设计奠定了基础。

3 结语

通过应用任务式专业英语授课模式,使学生变被动为主动,通过对生物医学工程专业科技前沿文献的阅读,了解生物医学工程的发展现状;利用简单的讨论,使他们用英文表达自己的想法,充分发挥学生的主观能动性。在教学过程中,我们认识到这种教学模式对任课教师提出了更高的要求:教师必须了解生物医学工程学科的前沿发展,把教学与科研有机地结合在一起,才能提高学生学习的兴趣,改进学习效果,提高英语水平。

参考文献

[1] 柯静,王绪伦.任务型教学法在医学院校大班英语精读课堂教学中的应用[J].西北医学教育,2007,15(5):940-943.

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[3] 王玉.关于生物医学工程专业英语教学法的讨论[J].江西教育:综合版,2010(4):7.

学习土木工程导论课的收获与感想 篇9

班级:1033005 姓名:姜超 学号:1102800125 摘要:本文通过本学期学习的相关知识,概述土木工程的发展历史和基本特征,对比国内外现代土木工程发展现状,分析在新时代背景下所面临的一系列问题,展望土木工程的发展趋势,明确土木工程的重要地位。

关键词:土木工程 学习心得 现状 发展趋势

第1章 前 言

1.1 学习《土木工程概论》的背景

我是一名刚转专业到土木学院的学生。去年的九月份,我怀着无比激动的心情来到哈尔滨工业大学,开始了我的大学生活。在这里我的原专业是生物工程,而并不是我最热爱的土木工程,我渴求转变,于是我努力改变自己、不断学习,终于一年后我获得了转专业的机会,进入了自己梦寐以求的土木学院学习。于是有了这样一个机会学习《土木工程概论》,并通过它增进自己对土木专业的了解。1.2 学习《土木工程概论》的心得

《土木工程概论》以讲座的形式授课,使以往严肃、呆滞的上课气氛转变得更加活跃,是对大学课程授课方式的一次创新;以更加贴近生活的一些实例,比如汶川地震案例来分析、展现土木工程结构安全的重要性,使得我们对土木工程更加感兴趣,也进一步体现了土木工程的实用性;以邀请知名教授、院士、土木工程相关机构权威人士做的不同内容的报告极大地丰富了我们对于土木工程专业是什么、就业干什么、就业前景以及土木工程在国民经济和国防建设中的重要地位等一系列问题的认识。

除此之外,我收获最大的应该是作为一个土木工程相关专业人士的良知,这也是各位老师在不同场合经常强调的。土木安全关系生命,这使我们不得不重视自己的本职的重要性,不论是研究材料还是搞结构设计的,我们应当明白人民的生命是第一位的。如果设计结构有问题,那么就会有人因为自己而受到安全威胁。我们不能以偷工减料或者其他的私利原因而以次充好,这不符合一个工程师、一个土木学者的学术良知和道德。而作为哈工大人,我们更是要严格要求自己,使素质先知识、理论一步搞上去,要知道我们是要把哈工大建成世界一流大学的,这是时代赋予我们的责任,是母校“规格严格,功夫到家”对我们的要求和期望。

第2章 正 文

作为一个重要基础学科,土木工程有其重要属性:综合性、社会性、实践性、技术、经济与艺术统一性,随着人类社会进步而发展。土木工程至今已经演变成为大型综合性学科,并已经出许多分支如:建筑工程、铁路工程、道路工程、桥梁工程、特种工程结构、给水排水工程、港口工程、水利工程、环境工程等学科,由此其重要性可见。

通过一个学期《土木工程概论》课学习,以及本学期关于《土木工程材料》、《材料力学》、《房屋建筑学》等课程的相关学习,我已经深深地感受到土木工程涵盖广泛,体味了前人取得的成就,也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然我们不能沉浸于已取得的辉煌成就、止步不前,我们还应当与时俱进去挖掘、去发现、去思考、去想象、去创新,在此我想结合自己所学的知识就“土木工程的历史”进行综述,谈谈自己对“土木工程的特征”的理解、就“土木工程的现状”进行分析并展望“土木工程未来发展”。2.1 土木工程的历史

土木工程材料作为土木工程的物质基础,对土木工程的发展起关键作用,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就会有飞跃式的发展。到目前为止,土木工程共实现了三次大的飞跃。早期,人们只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作,它们的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等,由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。以此同时,为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。

从二十世纪三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。综上,土木工程由砖石结构到钢筋结构再到混凝土结构,随着土木工程材料的更新,土木结构发生变化,相应的设计理念和施工技术发生变革,直接导致土木工程的不断向前发展,同时也不断满足人们对建筑舒适度和审美上更高的要求。

2.2 土木工程的特征

综合性。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。建造任何一项工程都需要经过勘测、设计和施工等诸多环节,缺少任何一项工作都不能建造一项安全可靠的工程,甚至它们彼此相互牵制。比如,设计时需要用到勘测时得到的工程、水文数据等,施工时要按照与设计要求相当的施工水平进行施工。我们不能在一个地震频发的地区上设计一座抗震要求较低的工程,我们更不能不勘测就把房屋建在地震带上,我们也不能用普通民工去施工一项要求很高的工程,所以土木工程的综合性就体现在这些必备环节的相互统一上。

社会性。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程成为社会历史发展的见证之一,这也是现代几乎每个城市都有自己的地标建筑的一个原因。

实践性。土木工程是实践性很强的一门学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。

艺术性。随着人们生活水平的提高、审美观的多元化以及精神文明社会的建设,现代建筑审美已经成为不可或缺的因素。一项建筑工程不但要求具有其最基本的可居住性,更要求具有良好的视觉审美效果,无论大型的公共建筑还是私人住宅。这与以往的一般只有富人或国家大型建筑要求建筑审美有所不同,这种建筑审美要求已经普及到了一般老百姓的意识里,这不仅仅是人均收入增加的单一原因,也是土木工程发展到一定程度的产物和趋势。

绿色性。绿色性不仅是指土木工程特别是建筑物的无害性,还包括节约性。无害性要求土木工程材料本身无有害有毒物质,对人们健康不会带来威胁;还要求其对环境具有无害性,土木工程不会对周边环境产生污染,在达到使用寿命后能够回收利用。节约性是指土木工程在尽量减少使用自然资源的基础上同时达到节能要求,尽可能地减低成本。这是随着地球自然资源不断枯竭的形势恶化和实施可持续发展战略的要求,也是符合我国科学发展观、实施又快友好实现经济发展模式转型、建设和谐社会的宗旨。

综上,土木工程具有综合性、社会性、实践性等基本特征,同时随着人类文明进步和人类社会发展过程中遇到的瓶颈与挑战,产生了艺术性和绿色性等次生特征。由此可见,土木工程与人类生活实践相密切联系,一方面土木工程推动人类社会进步,另一方面社会发展给土木工程增加新的内涵、注入新的血液。2.3 土木工程的现状

总体来说,土木工程发展了数世纪,已经成为了一门成熟的学科,奠定了其重要地位;但是由于各国发展水平的参差不齐以及不同国情和新时代下遇到的新挑战与新要求,使得土木工程在当代发展过程中面临着一系列的问题,亟待解决。这些问题不仅仅包括土木工程长期发展以来日益暴露的自身缺陷,还有新形势下提出的新要求怎么解决的问题。由此可见当代土木工程发展还需要克服诸多困难,还有很长的路要走。2.3.1 国内外土木工程现状对比

混凝土是现代土木工程发展的一个缩影,有其典型代表性,下面以混凝土来说明国内外土木工程发展现状。现代混凝土是由水泥、矿物掺合料、砂、石、空气、水和外加剂等组成的多相聚集体,并能满足“高工作性、高早强增强和高耐久性”的基本要求的复合材料,它与传统混凝土在组成、配合比设计、施工方式等方面有着巨大不同。预拌混凝土是现代混凝土技术发展史上的重大进步,是土木工程施工走向现代化的重要标志。它在混凝土生产总量中所占比例大小,从很大程度上反映出一个国家混凝土工业和土木工程施工水平的高低。

我国预拌混凝土技术发展起步较晚。70年代末,首次从日本购进成套混凝土搅拌站、搅拌输送车和输送泵,开始了我国预拌混凝土生产和泵送混凝土施工。1978年常州市建立预拌混凝土搅拌站,以商品形式向用户提供混凝土。同年,上海宝钢购进日本成套设备,建成生产能力50万立方米预拌混凝土搅拌站。20世纪80年代中期是混凝土搅拌站第1次建站高峰,90年代是第2次建站高峰,也是我国预拌混凝土行业成熟和发展最快的一个时期。20多年来,混凝土生产企业如雨后春笋般迅猛发展,已成为中国建筑业一支朝气蓬勃的生力军。进入21世纪,随着国民经济的持续快速发展,混凝土生产企业更是风起云涌,市场呈现出勃勃生机。2006年,全国预拌混凝土供应量4.76亿立方米,比2005年增加1.07万立方米,增幅为29.17%;预拌混凝土年搅拌能力10.81亿立方米,比2005年增加1.95亿立方米,混凝土搅拌站2891个,比2005年增加46个。由此可以看出我国的预拌混凝土正处于一个“井喷”阶段。欧美预拌混凝土行业现状ERMCO是欧洲预拌混凝土协会成员国的英文缩略名称。欧美大部分国家RMC(预拌混泥土)已经发展到成熟阶段,RMC的人均消费量基本稳定或略有下降。除了希腊、西班牙、土耳其等少数国家的预拌混凝土产量保持相对较快增长外,其余欧盟国家包括美国和俄罗斯近三年的预拌混凝土产量增长趋缓甚至下降。预拌混凝土人均消费量维持1.0m3/capita的高位,西班牙、冰岛等国甚至达到了2.1m3/capita这样的水平,相对于中国0.4m3/capita来说,这些国家的预拌混凝土发展已经进入了成熟阶段。

从上面可以看出:与国外相比,我们国家的现代土木工程发展起步交晚,发展较快,目前正处于发展的高潮期,而国外土木工程已发展成熟,同时我国土木工程各项技术性能还落后于欧美,施工技术水平也不尽完善,有很大的拓展空间,而欧美近乎饱和。2.3.2 土木工程发展的缺陷

为适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的要求,然而往往这些也是土木工程目前所面临的问题。

建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现,比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,代表现代土木工程的混凝土具有自重大、易收缩开裂、缺陷隐蔽、质量易波动等缺点,而特性混凝土的综合性能和可持续发展性能差,不满足材料发展的多功能化、绿色化、智能化要求,有待进一步改善。土木工程材料的缺陷直接限制了土木工程的发展,这也是土木工程在发展中日益暴露出的问题之一。

工程地质方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的,不仅直接增加作业时间,还大大增加了土木工程的成本,不满足节约性原则。为此,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如三峡水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑,但是在当下急功近利的社会风气下,要做到真正的很好权衡利弊确实是一个难题,或许最根本的办法就是提高土木工程学者的素质。

工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩土共同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。但是目前很多土木工程特别是偏远西部地区的土木建筑物,在这个环节做得极为粗糙,有的工程为了节省成本而在设计上“偷工减料”,甚至很多农村房屋根本没有设计环节。以2008年汶川地震为例,其中很多在偏离地震带的房屋被夷为平地而正处于地震带上的一些建筑物却仍然矗立,经过中国地震局土木结构研究所的勘察得出的结论是:偏离地震带的房屋倒塌的原因是设计结构有问题或者干脆没有经过工程设计就施工;相反那些处于地震带上没有倒塌的房屋结构合理,并有抗震设计。由此可见,全国范围内在设计环节以及运用科学设计方法上还有待努力。

工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。而目前国内的施工主要依赖于施工水平不高的民工;施工技术和施工过程监测管理体制不健全;现在各层次研究分离的情况下, 本应是整体的材料-工程结构-施工, 由于分属不同领域, 造成其工程技术人员“隔行”„„这些问题都是直接导致我国土木工程与国外存在较大差距的原因,是亟待我们解决的。2.4 土木工程未来发展

目前土木工程发展面临的各种问题和新时代背景下对其更安全更绿色化的要求促使了土木工程不断向前发展。由此需要产生新的指导理论和工程实现过程,采取新技术和新工艺实现土木工程的可持续发展和绿色化,使其能达到自我诊断自我修复的智能化要求。2.4.1 指导理论的继续发展

在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论、虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料、环境、化学、电子信息、机械、城市规划、建筑等相关学科进一步的交叉、融合、互相支持、互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。

新理论的发展必然为土木工程的安全性提供保证,在节约原材料上也必将有所贡献,为以前不可能的土木工程提供理论支持。

2.4.2 工程实现工程的变化

土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。

全过程信息化将是工程实现的一次全新革命。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的监测管理,运行中数据资料的收集、分析、整理;对建筑物结构、强度、可靠性的分析和相应对策的决策等。这些是主动控制和智能化实现的基础,为提高土木工程质量提供了保障,也使土木工程更加安全可靠。2.4.3 可持续发展性与绿色化

可持续发展是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,人们生活水平的改善也提高了对土木建筑设施绿色化的要求。整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划、设计、建造到建成后的使用、维护、拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求,具体的包括:资源的保护,资源再利用,污染控制。

以我国已经竣工的青藏铁路为例。它较好的体现了可持续发展的特性,从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护,全路设计为封闭构造,杜绝了固体废弃物的污染,也严格的控制了噪音污染;施工过程中也相当注重对周围环境的影响,满足绿色化要求。2.4.4 主动控制技术与智能化

迄今为止,绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木工程的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用:运用智能化材料、计算机技术和模糊控制技术、以及一些预设的控制结构,使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应,达到智能化要求。

以智能化材料为例。既然智能化成为一种趋势,而未来的高性能混凝土材料必须要具备这样的特点,那么我们能否将微生物运用其中,作为改善混凝土性能的关键?由于微生物自身能进行新陈代谢,故我们可以寻找一种微生物,在混凝土构件发生破坏时,能通过代谢产生新的有助于补偿混凝土相关性能的物质。具体的设想如下:混凝土结构正常工作情况下,微生物处于绝对密实的混凝土封闭空隙中,在混凝土结构遭到破坏时,外界空气和水蒸气进入,满足了微生物代谢的条件,进而代谢产生一些胶凝物质,粘接上破损的细孔,到达自我诊断和修复的功能。当混凝土结构彻底破坏的时候,微生物就能够消化分解混凝土砌块,达到回收再利用和保护环境的效果。

综上,土木工程当今的发展是人类智慧的成果,土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路,努力创新,土木工程定会走向新的高峰!

第3章 结 论

本文通过概述土木工程的发展历史和基本特征,对比分析国内外土木工程现状以及面临的问题,展望未来土木工程发展趋势并做出相关设想,最后得出以下结论:

(1)国内外现代土木工程发展水平不一,我国正处于发展的高潮,而欧美国家已趋于成熟;同时我国土木工程相关设计和施工水平较欧美低。

(2)尽管土木工程发展了数世纪,已经成为了一门成熟的学科,但是由于新时代下遇到的新挑战与新要求等,使得土木工程在当代发展过程中面临着一系列的问题,亟待解决,土木工程的发展还有很长的路要走。

(3)走可持续发展道路是未来土木工程发展的一大必然趋势,这是时代发展的要求。

参考文献

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