土木工程危機

在過去，土木工程師被視為我們的文明先鋒，他們發起和推動我們世界的變化。他們的紀念碑、橋梁、鐵路、隧道和建筑物不僅改善人民生活，而且大大改善了生活得本質。而今天不再那么輝煌：我們看的最多的是其他領域的工程、科學及其對人類文明的影響。一部分，大眾媒體和我們成功使橋梁和高層建筑在正常情況下屹立不倒，結果是沒有創造有價值新聞才引起這種情況發生。不幸的是，這也是我們無法用我們的創造力和領導才能去捕捉公眾注意力得結果。我們正處于危機階段，我們需要恢復我們在社會上得領導地位，否則停滯將會與所有得不良后果：包括基礎設施惡化、聯邦對基礎設施得開支減少、我們的職業聲望下降吸引最有志向和才能的高中生到我們專業得問題等持續下去。然而，創新人才和真正的領導者總是利用他們的變化和挑戰以適應新的需求，因而把劣勢變為優勢。我認為這樣的機會存在于我們專業當中，對于眼前的危機我提出解決方法包括為了建立一個21世紀土木工程師模型對“文藝復興人”的概念進行創新調整。

1 全球化

全球化就其步伐和焦點來說是不斷演變的過程。例如在中世紀的全球化是相對比較緩慢的，主要是由于社會在精神生活的關注是以探索為代價的。文藝復興帶來了全球化的迅速加快，主要是由社會焦點從精神生活向消費領域轉移引起的，這一轉變最終造成了巨大的地理發現、發明，最重要的是，形成了一個追求變化和科技進步全新的文化和政治環境。文藝復興的精神在沃莫的消費普及得到很好體現。這樣得一個人對科學和藝術有很好的理解，既有分析能力和創新能力，以及最重要的是，始終為了解不同國家和獲取新的知識去探索世界做好學習和準備。

在我們文明中，全球化是很重要的進程之一。它通過逐漸建立一個全球化的文明來改變國家、社會甚至整個大陸，為我們帶來很多長遠利益。這對于土木工程尤其重要，因為很多設計和施工公司較大的經濟和全球化經營規模。

2 21世紀土木工程師

我認為三個相互關聯的力量推動工程發展，特別是在土木工程方面。這些推動力包括工程創新、計算機和全球化。為了在迅速變化的世界中生存，尤其是蓬勃發展，我們要做的不僅僅是做出反應和利用我們的分析知識和技能。我們必須認識到這些推動力的存在，并在我們的土木工程教育中做出重大改變以反映出我們的戰術和戰略目標。我認為的戰略目標就和這些明顯的目標一樣：滿足ABET的要求、培育稱職的工程師，或者滿足我們行業其他人的預期，特別在各種實踐技能方面。戰略目標可以說與我們的畢業生的長期成功和他們對社會、專業的貢獻息息相關。顯然，戰術目標相比更少量化目標，但他們同等重要甚至更加重要。

今天我們土木工程教育大多注重于實踐、分析知識和技能，這些都和我們的領域有關。在教育方面的變化是緩慢的，主要是漸進的，他們大多被ABET認證要求推動而不是我們對未來需要的憧憬所推動。這種被動方式沒有什么根本上的錯誤，至少可以確認都有教基本常識和分析技能。不幸的是，目前的做法不足于恢復已經失去的對技術進步的領先地位。在這種情況下，ASCE通過引進主動提高知識體系標準是一種積極的發展，這種發展可能最終改變目前定量模式和逐步改進的形式。它代表了發散思維的很好例子，因為它改變目前正在討論的學士學位教育的內容：從學分制畢業到基本的知識體系和充分的土木工程實踐。

我認為21世紀土木工程師必須具備知識體系五個主要部分的特點：①土木工程領域（實踐）的知識；②分析知識和技能；③工程創新知識和技能；④計算機知識和技能；⑤全球化知識和技能。

只有這五個知識組成部分的均衡整合才能為了解世界的復雜性、預測和領導變化提供一個基礎。目前我們教育工作的重點主要集中于前兩個部分，這兩個都只要是定量的性質。我們教的關于土木工程系統和相關的分析知識和技能的實踐知識都主要在詳細設計方面（行為分析、尺寸、數值優化等），而土木工程的定性知識都很少涉及到。

（1）工程創新。工程設計創新是一門新興學科、一門必要和充分開發利用知識體系為工程流程的課程，當追求常規設計和創新設計是被稱為設計流程。在工程設計創新中，一般解決問題的流程是考慮設計流程的一部分課程。整個工程設計創新的重點在于設計的定性方面和解決工程問題方面。當尋求發散思維時大多是在設計創新概念中解決工程問題。

（2）計算機。目前土木工程中的計算機主要是電腦畫圖和在電腦上模擬各種數學模型。在第一種情況中，教學通常注重于AutoCAD和Microstation，而在第二種情況中教學只不過是處理土木工程定量方面。同樣這種教學提供有用的實踐技能使我們的學生更好就業，但這些還遠遠不夠。

土木工程計算先驅之一。瑞士洛桑聯邦技術研究所的伊恩史密斯，幾年前就認識到在土木工程計算中進行革命的需要，因此它開始為工程師開設計算機基礎的課程。在2003年，他和班尼拉斐爾一起出版《計算機輔助工程基礎》，這是他的計算機教學經驗和他計算科學背景的體現。這本書精挑細選了13個特別是在工程方面的計算課題，這些課題適合于工程讀者。史密斯和拉斐爾討論了像基本邏輯、復雜性、數據結構、個、對象表示和推理、數據庫概念等課題。目前史密斯正領導ASCE努力建立一個關于“土木工程計算機的簡介”模塊化課程，其目的是在全球范圍內得到廣泛使用。該課程正發展成為ASCE全球電腦信息技術重點重心活動的一部分，且其初步成果將在加拿大蒙特利爾ASCE舉辦的土木工程計算機國際會議期間展示出來。

不幸的是，現在盡管我們知道要把全球化反應在我們土木工程課程當中，但我們仍然不知道在考慮所有限制后怎么用最好的方法去做。我ASCE全球電腦信息技術重點中心將會把全球化用于土木工程，特別是計算機方面。全球化和計算機是相互聯系的，一個領域的進步將會刺激另一個的發展。該中心有許多成員來自非洲、亞洲和歐洲。他們是自己國家計算機領域的先驅，而且顯然對把計算機用于全球化更大的范圍來使他們能夠預測必要和適當發展他們的研究感興趣。

3 結論

我認為土木工程處于危機時期，土木工程師不再被視為領導者，他們對社會的影響和他們自己的未來被各種未預想到的原因嚴重限制。更糟糕的是在目前的可以說是量化的模式下，這種情況得到改善的機會不大。因此我提出一項重大的模式轉變：從目前量化模式向可以說是平衡的模式的轉變。正如前面部分所描述的一樣，新的模式是建立在定量和定性知識之上的。我相信所提出來的模式轉變對土木工程師成為技術進步和我們社會的領導者是絕對必須的。

［1］盧有杰.21世紀土木工程師的新作用［A］；中國土木工程學會第八屆年會論文集［C］；1998，2.

［2］姚海.土木工程師在城市建設中的作用［J］.城市建設理論研究，2013（01）.

［3］張松.水工環地質現狀及發展趨勢探究［J］.城市建設理論研究，2016（04）.